JP2013237361A - ドライバ回避行動検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバが回避するか否かを早期に判断し、ドライバの回避行動とブレーキ制御の介入との干渉を防止すると共に、ブレーキ制御の介入による衝突回避・衝突軽減効果を向上する。
【解決手段】運転操作情報入力部１２から運転操作情報を回避操作検出部１３に送り、回避操作検出部１３でドライバの回避操作を検出する。また、外部環境情報入力部１１からの外部環境情報と運転操作情報入力部１２からの運転操作情報とに基づいて、シーン切り替わり検出部１４でシーンの切り替わりを検出する。そして、回避行動判定部１５で、回避操作の検出結果とシーン切り替わりの検出結果とに基づいてドライバの回避意思（回避行動の有無）を判定し、回避行動ありと判定した場合、「ドライバ回避行動なし」の状態から「ドライバ回避行動あり」の状態に遷移させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドライバの運転操作情報と自車両の外部環境情報とに基づいて自車両の障害物に対する衝突を回避をするためのドライバの回避行動を検出するドライバ回避行動検出装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、前方の車両等との衝突の危険を判断して強制的にブレーキ制御を介入させるシステムが開発されている。このようなシステムによる制御介入を行う場合、ドライバの操作との干渉が問題となってくる。

このため、例えば、特許文献１には、運転者が前方障害物に対して停止しなければならないことを既に自覚しており、先行車を追い越そうとして故意に速度を上昇させる等の場合には、ブレーキ駆動制御手段による減速制御を解除する技術が開示されている。

特開平１１−２５５０８９号公報

特許文献１に開示されているような従来の技術では、ドライバが回避できる限界のタイミング以降にブレーキ制御を介入させることで、ドライバの操作と制御システムとの干渉を防止している。このため、ブレーキ制御の介入タイミングが限られたものとなってしまい、必ずしも十分な衝突回避・衝突軽減効果が得られるとはいえない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバが回避するか否かを早期に判断し、ドライバの回避行動とブレーキ制御の介入との干渉を防止すると共に、ブレーキ制御の介入による衝突回避・衝突軽減効果を向上することのできるドライバ回避行動検出装置を提供することを目的としている。

本発明によるドライバ回避行動検出装置は、ドライバの運転操作情報と自車両の外部環境情報とに基づいて、自車両の障害物に対する衝突を回避をするためのドライバの回避行動を検出するドライバ回避行動検出装置であって、前記運転操作情報のうち、アクセルペダルを戻す操作、ブレーキを踏む操作、ハンドルを変化させる操作の少なくとも１つを、ドライバの回避操作として検出する回避操作検出部と、前記外部環境情報のうち、前方の車両をロストした場合、前方の車両と自車両との距離が拡大した場合、自車両が停止した場合、自車両が右左折を終了した場合、ドライバの回避操作が一定期間行われない場合の少なくとも１つを、シーンの切り替わりとして検出するシーン切り替わり検出部と、前記回避操作の検出結果と前記シーンの切り替わりの検出結果とに基づいて、ドライバの回避行動の有無を判定し、ブレーキ制御の制御介入を許可する状態とブレーキ制御の制御介入を抑制する状態との間を遷移させる回避行動判定部とを備えるものである。

本発明によれば、ドライバが回避するか否かを早期に判断し、ドライバの回避行動とブレーキ制御の介入との干渉を防止すると共に、ブレーキ制御の介入による衝突回避・衝突軽減効果を向上することができる。

ドライバ回避行動検出装置の構成図 回避行動ありの状態と回避行動なしの状態との遷移を示す説明図 回避操作検出処理のフローチャート シーン切り替わり検出処理のフローチャート 回避行動判定処理のフローチャート 回避行動判定動作の説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態におけるドライバ回避行動検出装置は、自動車等の車両に搭載され、前方に存在する車両等の障害物に対する衝突危険性が存在する走行状況下で、ドライバが障害物との衝突を回避するために行うブレーキ操作やハンドル操作等の回避行動を検出し、車両制御システムによる強制的な制御介入との干渉を低減するものである。車両制御システムによる介入は、具体的には、自車両と障害物との衝突危険性を予測して衝突を回避若しくは衝突被害を軽減するためのプリクラッシュブレーキシステムによる自動ブレーキの作動を想定している。

このようなドライバ回避行動検出装置は、図１に示すように、ＣＡＮ（Controller Area Network；コントローラ・エリア・ネットワーク）等からなる車内ネットワーク１００に接続されるマイクロコンピュータからなる電子制御装置（ＥＣＵ）１０によって構成され、専用の装置、或いは車両制御装置の一部として構成される。ＥＣＵ１０によるドライバ回避行動の検出は、ドライバの運転操作から回避行動の有無を判定し、図２に示すように、ドライバの「回避行動あり」の状態とドライバの「回避行動なし」の状態との間を遷移させるステートマシンの形式で行う。

ＥＣＵ１０は、ドライバの回避行動時に現れる運転操作を検出し、回避行動ありと判定した場合、「回避行動あり」の状態に遷移させ、その状態を維持する。ここで、「回避行動あり」の状態への遷移は、前方車と接近しているシーンでの操作のみというような状況に限定されることなく、外部環境に拘わらず全ての場面で回避行動と思われる操作を検出して行うことで、ドライバの回避行動を早期にもれなく検出することが可能となる。また、一度検出した「回避行動あり」の状態は、回避する必要がないシーンにならない限り維持し続ける。

一方、「回避行動なし」の状態への遷移は、ドライバの回避行動が終了したと判断できる場合に行うこととし、外部環境情報により回避を行う必要がなくなったシーンを検出したとき、ドライバの回避行動なしと判定して「回避行動なし」の状態に遷移させる。具体的には、自車が停止した、前方車がいなくなった等の外部環境のシーンの切り替わりを検知したとき、「回避行動あり」の状態から「回避行動なし」の状態へ遷移させる。これにより、ドライバの回避行動が無いときに、回避行動ありと誤認識することを防止することができる。

例えば、ドライバが前方車との接近に気づいてアクセルを一瞬緩めた場合、「回避行動あり」の状態に遷移させるが、アクセルを緩める操作が終わっても、「回避行動あり」の状態は維持し続ける。これは、ドライバの操作が数秒先の衝突回避のために行ったものであり、一瞬だけの回避行動ではないためである。

但し、実際に前方車との衝突の危険がなくなった後まで維持されてしまうと、次に別の車両との接近が発生し、ドライバが気づいていない場合（ブレーキ介入が必要なシーンになった場合）、「回避行動あり」と判定しているためブレーキ介入を抑制してしまう。そのため、「回避行動あり」の状態は、外部環境が回避する必要がないシーンでなくなったときに「回避行動なし」の状態に遷移させる。これは、回避行動する必要がないシーンになったことで、ドライバの回避行動は終了したと判断できるためである。

このような回避行動検出に係るＥＣＵ１０の機能は、具体的には、外部環境情報入力部１１、運転操作情報入力部１２、回避操作検出部１３、シーン切り替わり検出部１４、回避行動判定部１５で代表される。ＥＣＵ１０は、これらの機能部により、ドライバの運転操作から回避行動を検出してブレーキ介入が必要かどうかを判定し、ドライバの回避行動との干渉を防止する。

詳細には、外部環境情報入力部１１は、前方車との車間距離や相対速度等の外部環境情報を入力してシーン切り替わり検出部１４に送り、また、自車両が前方車と衝突するまでの予測時間（衝突予測時間）ＴＴＣ（Time To Collision：車間距離／相対速度）を算出する。車間距離や相対速度等は、例えば、車載のカメラやレーザーレーダ等の外部環境検出センサによって検出した外部環境情報から算出され、車内ネットワーク１００を介して入力される。

運転操作情報入力部１２は、車内ネットワーク１００を介して、ハンドル角、アクセル開度、ブレーキ圧力、右左折時のターンシグナル情報等の運転操作情報を入力し、回避操作検出部１３に送る。回避操作検出部１３は、運転操作情報から「回避行動あり」の遷移条件であるドライバの回避操作を検出する。

回避操作の検出は、以下の（Ｋ１）〜（Ｋ３）の操作が検出された場合を条件として行い、何れかの条件が検出された場合、「回避行動あり」の状態への遷移条件とする。

（Ｋ１）アクセル戻し操作（アクセルペダルを戻す）
アクセル開度の差分値が一定値（例えば、−１０％／ｓｅｃ）以下となった場合、若しくはアクセ開度が０％になった場合、アクセル戻しありと判定する。但し、アクセル戻しありと判定された後に、アクセル踏みまし操作が行われた場合には、アクセル戻しの判定を無効にする。アクセル踏みまし操作の判定条件としては、アクセル開度の差分値が一定値（例えば、２０％／ｓｅｃ）以上となった場合とする。

（Ｋ２）ブレーキオン操作（ブレーキペダルを踏む）
ブレーキ圧力が一定値（例えば１ｂａｒ）以上となった場合、ブレーキオンの操作ありと判定する。尚、ブレーキ圧力に代えて、ブレーキランプスイッチのオンオフでブレーキオンを判定するようにしても良い。

（Ｋ３）ハンドル操作（ハンドルを回す）
ハンドル角の差分値が一定値以上（例えば２０ｄｅｇ／ｓｅｃ）となった場合に、ハンドル操作ありと判定する。

このような回避操作検出部１３の処理は、具体的には、図３のフローチャートに示す回避操作検出のプログラム処理によって実行され、ドライバの回避操作を検出した場合、回避操作検出フラグＦをセットする。

この回避操作検出処理では、先ず、最初のステップＳ１１で回避操作検出フラグＦをクリア（Ｆ＝０）し、次に、ステップＳ１２において、アクセル戻し操作があったか否かを調べる。その結果、アクセル戻し操作がなかった場合には、ステップＳ１２からステップＳ１４へジャンプし、アクセル戻し操作があった場合、ステップＳ１３で回避操作検出フラグＦをセット（Ｆ＝１）し、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、ブレーキオン操作があったか否かを調べ、ブレーキオン操作がなかった場合には、ステップＳ１４からステップＳ１６へジャンプする。ブレーキオン操作があった場合には、ステップＳ１４からステップＳ１５へ進んで回避操作検出フラグＦをセット（Ｆ＝１）し、ステップＳ１６でハンドル操作があったか否かを調べる。そして、ハンドル操作がなかった場合には本処理を終了し、ハンドル操作があった場合、ステップＳ１７で回避操作検出フラグＦをセット（Ｆ＝１）した後、本処理を終了する。

次に、シーン切り替わり検出部１４は、外部環境情報入力部１１からの外部環境情報、運転操作情報入力部１２からの運転操作情報、及び回避操作検出部１３によるドライバの回避操作の検出結果に基づいて、シーンの切り替わりを検出する。具体的には、以下の（Ｓ１）〜（Ｓ５）の条件を判定し、何れかの条件が成立すると判定された場合にシーンが切り替わったと判断して、「回避行動なし」の状態への遷移条件とする。

（Ｓ１）自車速判定
自車速判定は、自車両の車速から自車両が停止した状態か否かを判定する処理である。具体的には、自車両の車速が０ｋｍ／ｈとなった場合、自車速判定条件が成立（自車両が停止）してシーンが切り替わったと判断する。

（Ｓ２）前方車ロスト判定
前方車ロスト判定は、自車両の前方に他車両（前方車）がいなくなった状態を判定する処理である。外部環境情報入力部１１からの前方車の有無の情報を用いて、「１処理周期前に前方車あり」→「今回は前方車なし」となった場合、前方車ロスト判定条件が成立（前方車ロスト）してシーンが切り替わったと判断する。この場合、外部環境を検出するセンサの精度により、前方車の有無の検出にハンチングが発生する場合には、「Ｎ周期前は前方車あり」→「Ｎ−１周期前から今回まで連続して前方車なし」の場合に、シーンが切り替わったと判断するようにしても良い（例えば、Ｎ＝５）。

（Ｓ３）相対速度判定
相対速度判定は、前車との距離が広がった状態か否かを判定する処理である。外部環境情報入力部１１からの前方車の相対速度の情報を用いて、相対速度が一定値以下（例えば、−１ｋｍ／ｈ）になった場合、相対速度判定条件が成立（前方車との距離が広がった状態）してシーンが切り替わったと判断する。但し、相対速度は、前方車との車間距離が短くなるときを正の値とする。

この場合においても、外部環境を検出するセンサの精度により、相対速度の検出にハンチングが発生する場合には、Ｎ回の処理周期で連続して条件を満たしている場合にシーンが切り替わったと判断するようにしても良い（例えば、Ｎ＝５）。

（Ｓ４）右左折終了判定
右左折終了判定は、右左折が終了した状態か否かを判定する処理であり、この右左折終了判定条件が成立した場合（右左折終了）、シーンが切り替わったと判断する。右左折終了の判定は、以下の（Ｓ４-1），（Ｓ４-2）の手順で行う。

（Ｓ４-1）右左折を検出
左若しくは右のターンシグナルが作動している状態で、ハンドル角の絶対値が一定値以上（例えば、９０ｄｅｇ以上）の場合、右左折として検出する。

（Ｓ４-2）右左折終了後の直進を検出
右左折が検出された後、ターンシグナルが非作動の状態且つハンドル角の絶対値が一定値以下（例えば、１０ｄｅｇ以下）の条件がＭ秒間（例えば、Ｍ＝２）連続した場合、右左折終了として検出する。そして、この右左折終了を検出した場合、シーンが切り替わったと判断する。

（Ｓ５）操作変化なし判定
操作変化なし判定は、ドライバの回避操作が一定期間なかったか否かを判定する処理である。具体的には、ドライバ操作の変化がない状態の継続時間をカウントアップするカウンタを用意し、このカウンタが一定値以上（例えば５秒以上）となった場合、操作変化なし判定条件が成立（ドライバ操作の変化なし）して、シーンが切り替わったと判断する。この場合、カウンタは、以下の（Ｓ５ａ）〜（Ｓ５ｃ）に示す条件で更新する。

（Ｓ５ａ）カウンタを０にする条件
以下の（Ｓ５ａ-1）〜（Ｓ５ａ-4）の何れかが該当する場合、カウンタを０にクリアする。尚、（Ｓ５ａ-2）〜（Ｓ５ａ-4）は回避操作検出の条件に準じるが、適宜、条件を変更する場合もある。
（Ｓ５ａ-1）回避操作検出フラグＦが０のとき
（Ｓ５ａ-2）アクセル戻しがあったとき
アクセル開度の差分値が一定値（例えば−１０％／ｓｅｃ）以下のとき、
ドライバのアクセル戻し操作があったものとする。
（Ｓ５ａ-3）ブレーキオンがあったとき
ブレーキ圧力が０ｂａｒより大のとき、ドライバのブレーキオン操作が
あったものとする。
（Ｓ５ａ-4）ハンドル変化（ハンドル操作）があったとき
ハンドル角の差分値の絶対値が一定値（例えば、５ｄｅｇ／ｓｅｃ）以上
のとき、ドライバのハンドル操作によるハンドル変化があったものとする。

（Ｓ５ｂ）カウンタの値を変化させない条件
アクセル開度が０％のとき（アクセルオフ状態）にはカウンタの値を変化させない。アクセルオフの操作は、ドライバに回避の意思がある場合、回避の意思がない場合の何れの場合でも行われる可能性がある。このため、カウンタの値を０にすることもカウントアップすることもせず、ドライバの回避操作が一定期間なかったか否かを判定する際の一定期間には含めない。

（Ｓ５ｃ）カウントアップする条件
カウンタを０にする条件、カウンタの値を変化させない条件の何れの条件にも当てはまらないとき、カウンタをカウントアップする。

図４は、以上のシーン切り替わり検出のプログラム処理を示すフローチャートであり、上述の（Ｓ１）〜（Ｓ５）の判定条件の何れかが成立する場合、シーン切り替わりフラグＲをセットする。

すなわち、先ず、最初のステップＳ２１でシーン切り替わりフラグＲをクリア（Ｒ＝０）し、次に、ステップＳ２２において、自車速判定を行う。その結果、自車速判定条件が成立しない場合には、ステップＳ２２からステップＳ２４へジャンプし、自車速判定条件が成立する場合、ステップＳ２３でシーン切り替わりフラグＲをセット（Ｒ＝１）し、ステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４では、前方車ロスト判定を行い、ロスト判定が成立しない場合には、ステップＳ２４からステップＳ２６へジャンプする。ロスト判定が成立する場合、ステップＳ２４からステップＳ２５へ進んでシーン切り替わりフラグＲをセット（Ｒ＝１）し、ステップＳ２６で相対速度判定を行う。そして、相対速度の判定条件が成立しない場合には、ステップＳ２８へジャンプし、相対速度の判定条件が成立する場合、ステップＳ２７でシーン切り替わりフラグＲをセット（Ｒ＝１）し、ステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２８では、右左折終了判定を行い、右左折終了判定が成立しない場合、ステップＳ２８からステップＳ３０へジャンプし、右左折終了と判定された場合、ステップＳ２９でシーン切り替わりフラグＲをセット（Ｒ＝１）し、ステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、カウンタを用いた操作変化なし判定を行い、カウンタが一定値（例えば５秒）未満で操作変化なし判定が成立しない場合、本処理を終了し、カウンタ値が一定値以上の場合、ステップＳ３１でシーン切り替わりフラグＲをセット（Ｒ＝１）し、本処理を終了する。

以上の回避操作検出フラグＦとシーン切り替わりフラグＲは、回避操作の検出結果とシーン切り替わりの結果結果として回避行動判定部１５にて参照される。回避行動判定部１５は、回避操作フラグＦとシーン切り替わりフラグＲとによりドライバの回避意思（回避行動の有無）を判定し、回避行動ありと判定した場合、回避行動判定フラグをセットし、「回避行動なし」の状態から「回避行動あり」の状態に遷移させる。

ここで、時刻ｔでの回避行動判定フラグをＫtとすると、時刻ｔでブレーキ介入タイミングとなり、回避行動フラグがセットされている場合（Ｋt＝１）、すなわち「回避行動あり」の状態に遷移している場合には、プリクラッシュブレーキシステムによる自動ブレーキの作動を不許可として制御介入を抑制する。一方、回避行動フラグがクリアされており（Ｋt＝０）、「回避行動なし」の状態である場合には、プリクラッシュブレーキシステムによる自動ブレーキの作動を許可する。

回避行動判定フラグＫtは、具体的には、図５のフローチャートに示す回避行動判定のプログラム処理でセット／クリアされる。この回避行動判定処理では、最初のステップＳ４１で、前回時刻（ｔ−１）の回避行動判定フラグＫt-1の値を、今回時刻ｔの回避行動判定フラグＫtに代入し（Ｋt＝Ｋt-1）、ステップＳ４２でシーン切り替わりフラグＲの値を参照する。

そして、シーン切り替わりフラグＲがセットされていない場合（Ｒ≦０）には、ステップＳ４２からステップＳ４４へジャンプし、シーン切り替わりフラグＲがセットされている場合（Ｒ＞０）、ステップＳ４３で回避行動判定フラグＫtをクリア（Ｋt＝０）して、ステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、回避操作検出フラグＦの値を参照し、回避操作検出フラグＦがセットされていない場合（Ｆ≦０）には本処理を抜け、回避操作検出フラグＦがセットされている場合（Ｆ＞０）、ステップＳ４５で回避行動判定フラグＫtをセット（Ｋt＝１）して本処理を終了する。

例えば、図６に示すように、回避行動判定フラグＫtが０の状態、すなわち「ドライバ回避行動なし」の状態から前方車に接近した場合、ドライバがアクセルを戻す操作をすると、Ｆ＝１による回避行動判定フラグＫtが１にセットされて「ドライバ回避行動あり」の状態に遷移する。この「ドライバ回避行動あり」の状態に遷移することにより、ブレーキ介入タイミングになった場合でも、プリクラッシュブレーキシステムによる制御介入が抑制され、ドライバ操作との干渉が防止される。

そして、ドライバが前方車との衝突を回避するためにハンドル操作を開始してレーンチェンジを行うと、やがて、「前方車ロスト」と判定されてシーンが切り替わる（Ｒ＝１）。このシーンの切り替わりにより回避行動判定フラグＫtが０にクリアされ、「ドライバ回避行動なし」の状態に遷移してプリクラッシュブレーキシステムによる制御介入が可能な状態となる。

このように本実施の形態においては、ドライバの回避行動時に現れる運転操作を早期にもれなく検出し、回避行動ありと判定した場合、「回避行動あり」の状態に遷移させ、その状態を維持する。この「回避行動あり」の状態への遷移は、外部環境に拘わらず全ての場面でドライバの回避行動と思われる操作を検出して行うため、ドライバの回避行動とブレーキ制御の介入との干渉を防止すると共に、ブレーキ制御の介入による衝突回避・衝突軽減効果を向上することができる。

１０ 電子制御装置
１１ 外部環境情報入力部
１２ 運転操作情報入力部
１３ 回避操作検出部
１４ シーン切り替わり検出部
１５ 回避行動判定部
１００ 車内ネットワーク

Claims (4)

1. ドライバの運転操作情報と自車両の外部環境情報とに基づいて、自車両の障害物に対する衝突を回避をするためのドライバの回避行動を検出するドライバ回避行動検出装置であって、
   前記運転操作情報のうち、アクセルペダルを戻す操作、ブレーキを踏む操作、ハンドルを変化させる操作の少なくとも１つを、ドライバの回避操作として検出する回避操作検出部と、
   前記外部環境情報のうち、前方の車両をロストした場合、前方の車両と自車両との距離が拡大した場合、自車両が停止した場合、自車両が右左折を終了した場合、ドライバの回避操作が一定期間行われない場合の少なくとも１つを、シーンの切り替わりとして検出するシーン切り替わり検出部と、
   前記回避操作の検出結果と前記シーンの切り替わりの検出結果とに基づいて、ドライバの回避行動の有無を判定し、ブレーキ制御の制御介入を許可する状態とブレーキ制御の制御介入を抑制する状態との間を遷移させる回避行動判定部と
   を備えることを特徴とするドライバ回避行動検出装置。
2. 前記回避操作検出部は、前記アクセルペダルを戻す操作の検出後に前記アクセルペダルを踏み込む操作があった場合、前記回避操作の検出結果を無効とすることを特徴とする請求項１記載のドライバ回避行動検出装置。
3. 前記シーン切り替わり検出部は、アクセルペダルを戻す操作、ブレーキを踏む操作、ハンドルを変化させる操作の何れかが一定期間行われない場合、ドライバの回避操作が一定期間行われないものとして検出することを特徴とする請求項１又は２記載のドライバ回避行動検出装置。
4. 前記シーン切り替わり検出部は、前記一定期間に、アクセルオフ状態中の時間を含めないことを特徴とする請求項３記載のドライバ回避行動検出装置。

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