JP2014085711A - 制動制御装置、制動制御方法、プログラム及び媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】より効果的に後突を防止することができる制動制御装置、制動制御方法、プログラム及び媒体を提供すること。
【解決手段】本発明による制動制御装置１は、自車両と後続車両の相対距離Ｄｒと相対速度Ｖｒに基づいて衝突余裕時間ＴＴＣを演算する演算手段２ａと、衝突余裕時間ＴＴＣと警報用閾値との比較に基づいて自車両の後方への警報を行う警報手段２ｂと、相対距離Ｄｒと相対速度Ｖｒを学習する学習手段２ｃと、学習手段２ｃの学習結果に基づいて警報用閾値を変更する変更手段を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両とその前方に位置する前方物体（主に先行車両で静止物を含む）との距離と相対速度に基づき、適宜制動を行う制動制御装置、制動制御方法、プログラム及び媒体に関する。

従来、上述したような制動制御装置においては、自車両と前方物体である先行車両の車間距離を相対速度により除して衝突余裕時間を演算して、この衝突余裕時間に基づいて制動を行う。これにより制動制御装置は、運転者に注意を促すとともに、安全な車間距離を維持して接触を回避する。さらに、下記の特許文献１に記載されるように、後続車両が自車両に衝突する危険度が所定レベルよりも高い場合には、制動力を低下させて後続車両に追突される後突を回避することが提案されている。

特開２００８−２９０６００号公報

ところが、このような制動制御装置においては、後続車両の運転者の個々の特性によりブレーキ反応速度が異なることは考慮されておらず、運転者の個々の特性に係わらずに同じ制動制御がなされるため、後続車両の運転者が煩わしさを感じるとともに後突を効果的に防止することが実現できていないという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑み、より効果的に後突を防止することができる制動制御装置、制動制御方法、プログラム及び媒体を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明による制動制御装置は、自車両と後続車両の相対距離と相対速度に基づいて衝突余裕時間を演算する演算手段と、前記衝突余裕時間と警報用閾値との比較に基づいて前記自車両の後方への警報を行う警報手段と、前記相対距離と前記相対速度を学習する学習手段と、当該学習手段の学習結果に基づいて前記警報用閾値を変更する変更手段を含むことを特徴とする。

ここで、前記変更手段は前記相対距離に基づいて定まる判定用閾値と前記相対速度との比較に基づいて前記警報用閾値を増分だけ増大することとしてよい。さらに、前記学習手段は前記判定用閾値を前記相対速度が下回る時間を学習機会毎に学習し、前記変更手段は当該時間の統計値と前記相対距離に基づいて前記増分を決定することとしてもよい。なお、前記学習機会は前記自車両に対して同一の前記後続車両が存在する期間中の前記自車両の制動中であることとしてもよい。

また上記の問題を解決するため、本発明による制動制御方法は、自車両と後続車両の相対距離と相対速度に基づいて衝突余裕時間を演算する演算ステップと、前記衝突余裕時間と警報用閾値との比較に基づいて前記自車両の後方への警報を行う警報ステップと、前記相対距離と前記相対速度を学習する学習ステップと、当該学習ステップの学習結果に基づいて前記警報用閾値を変更する変更ステップを含むことを特徴とする。なお、本発明のプログラムは前記制動制御方法を実行するプログラムであり、本発明の媒体は当該プログラムを格納した媒体である。

本発明によれば、後方車両の運転者が自車両の制動の前に行われる警報を視認した後の制動の実績（相対距離と相対速度の学習結果）に基づいて、警報用閾値を適宜変更して警報のタイミングを適宜適切なものとして、後方車両の運転者に煩わしさを感じさせることなくより効果的に後突を防止できる。

本発明に係る実施例１の制動制御装置１の一実施形態を示すブロック図である。 実施例１の制動制御装置１において相対距離Ｄｒから判定用閾値Ｖｔｈを求めるためのマップである。 実施例１の制動制御装置１の一実施形態における相対速度Ｖｒと判定用閾値Ｖｔｈとの比較に基づく後方車両の運転者の評価態様を示す模式図である。 実施例１の制動制御装置１の一実施形態における増分αの決定態様を示す模式図である。 実施例１の制動制御装置１における後方車両への警報タイミングの変更の具体的態様を示す模式図である。 実施例１の制動制御装置１の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。 実施例２の制動制御装置１の一実施形態における相対速度Ｖｒと判定用閾値Ｖｔｈとの比較に基づく後方車両の運転者の評価態様を示す模式図である。 実施例２の制動制御装置１の一実施形態における増分αの決定態様を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明に係る実施例１の制動制御装置１は、システムＥＣＵ２（System Electronic Control Unit）と、作動デバイス３と、後方レーダー４と、後方レーダーＥＣＵ５と、レーダー６と、レーダーＥＣＵ７と、ヨーレートセンサ８と、車輪速センサ９を自車両に備えて構成される。システムＥＣＵ２と、後方レーダーＥＣＵ５とレーダーＥＣＵ７とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により接続されて、相互に各種のデータフレームを通信可能とされている。

システムＥＣＵ２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものである。その他のＥＣＵも基本構成は同様である。システムＥＣＵ２は、以下に述べる処理を行う演算手段２ａと、警報手段２ｂと、学習手段２ｃと、変更手段２ｄを構成するものである。

後方レーダー４は、例えば自車両のリアバンパーに設けられる。後方レーダー４は、後方車両の存否と自車両の後方に位置する後方車両と自車両との相対距離Ｄｒを測定して、その測定結果を後方レーダーＥＣＵ５に出力する。後方レーダーＥＣＵ５は、相対距離Ｄｒの微分から相対速度Ｖｒを演算して、後方車両の存否と相対距離Ｄｒと相対速度Ｖｒを含むデータフレームをシステムＥＣＵ２に送信する。

レーダー６は、例えば自車両のフロントグリル又はフロントバンパーに設けられる。レーダー６は、自車両の前方に位置する先行車両や静止物と自車両との相対距離Ｄｆを測定して、その測定結果をレーダーＥＣＵ７に出力する。レーダーＥＣＵ７は相対距離Ｄｆの微分から相対速度Ｖｆを演算して、相対距離Ｄｆと相対速度Ｖｆを含むデータフレームをシステムＥＣＵ２に送信する。

作動デバイス３は、自車両内の前後左右の車輪に対応して設けられた図示しないブレーキユニットと、自車両の後端に設けられた図示しないストップランプと、図示しないブレーキＥＣＵを含む。システムＥＣＵ２の制動指令に基づき、ブレーキＥＣＵは車両の各車輪に設けられたブレーキユニットを制御して車両の制動を行う。

また作動デバイス３は制動指令又はシステムＥＣＵ２の警報手段２ｂからの警報指令に基づいてストップランプを点灯して後続車両に警報する。ブレーキＥＣＵは、車輪速センサ９によりシステムＥＣＵ２が取得した車速をＣＡＮ上で取得して、この車速と制動指令に基づいて、ブレーキユニットの制御油圧を選択してブレーキユニットを動作させる。これに加えて、システムＥＣＵ２の演算手段２ａは、レーダーＥＣＵ７から取得した相対距離Ｄｆを相対速度Ｖｆで除した前方の衝突余裕時間ＴＴＣｆを演算して求める。

システムＥＣＵ２は、上述した前方の衝突余裕時間ＴＴＣｆと、予めシステムＥＣＵ２内に格納された制動開始判定閾値Ｔｆとの制動開始判定（Ｔｆ≧ＴＴＣｆであるか否か）に基づいて、肯定の場合に制動指令を出力し制動を作動デバイス３のブレーキ装置に実行させるとともに、ストップランプを点灯させる。

システムＥＣＵ２の演算手段２ａは、後方レーダーＥＣＵ５から取得した相対距離Ｄｒを相対速度Ｖｒで除した後方の衝突余裕時間ＴＴＣを演算して求める。

システムＥＣＵ２の学習手段２ｃは、制動指令がオンとされてストップランプが点灯されて後続車両の運転手が警報に対して敏感に反応するか否かの指標として、相対距離Ｄｒと相対速度Ｖｒを制動指令がオンとされる学習機会毎に記憶し学習する。

システムＥＣＵ２の変更手段２ｄは、学習手段２ｃが学習した相対距離Ｄｒに基づいてまず判定用閾値Ｖｔｈを設定する。例えば相対距離Ｄｒが小さいほど判定用閾値Ｖｔｈが大きくなる（絶対値は小さくなる）相関関数である図２に示すようなマップと相対距離Ｄｒから変更手段２ｄは判定用閾値Ｖｔｈを演算する。後述するように判定用閾値Ｖｔｈは負値である。

なお、相対速度Ｖｒは自車両の速度から後続車両の速度を減じた値であり、後続車両が自車両に接近して相対距離Ｄｒが小さくなる場面では、図３に示すように負値であって、判定用閾値Ｖｔｈも負値である。

例えば相対速度Ｖｒが図３に示すように自車両が制動指令に基づいてブレーキを掛けた後、それに反応した後続車両の運転者の制動に基づいて下に凸の曲線を描いて小さくなり再度大きくなる場合に、そのピークが判定用閾値Ｖｔｈよりも小さくなるか否かを、変更手段２ｄは判定する。

変更手段２ｄは、判定結果（Ｖｒ＜Ｖｔｈ）が肯定（図３中○Ｂ）であれば、変更手段２ｄは、図５上段に示すように、通常警報閾値βに上乗せされる増分αを適合値とし、否定（Ｖｒ≧Ｖｔｈ：図３中○Ａ）であれば図４下段に示すように、増分αをゼロとする。なお、適合値とは後続車両の運転者の反応が鈍い場合に警報を早出しするにあたって適切な値であり実車試験やシミュレーションにより定められる。

システムＥＣＵ２の学習手段２ｃは、自車両に対して後続車両が継続して追従し、自車両の制動中である学習機会毎に、相対距離Ｄｒと相対速度Ｖｒを順次記憶し学習して、変更手段２ｄは判定用閾値Ｖｔｈをその都度、前回の相対距離Ｄｒを用いて更新し、前回の判定結果に基づいて増分αを適合値又はゼロとする。

すなわち図５に示すように、本実施例では、後方車両の運転者の反応が鈍い場合には、ＴＴＣ＝βとなる通常警報に対して増分αだけ警報を早出しする。

以下、本実施例１の制動制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図６に示すステップＳ１において、システムＥＣＵ２の学習手段２ｃは後方レーダー４及び後方レーダーＥＣＵ５の検出結果をヨーレートセンサ８のヨーレートの検出結果に基づいて補正しながら自車両に対して後方車両があるか否かを判定し、肯定であればステップＳ２にすすみ、否定であればステップＳ６にすすむ。

ステップＳ２において学習手段２ｃは後続車フラグをオンとし、ステップＳ３において、後方車両の相対速度Ｖｒと車間距離つまり相対距離Ｄｒを学習手段２ｃが学習する。ステップＳ４において、システムＥＣＵ２のメモリ内のブレーキ回数ＮＢが正値であるかを学習手段２ｃが判定し、肯定であればステップＳ５にすすむ学習完了フラグをオンとする。

ステップＳ６において学習手段２ｃは後続車なしカウンタが所定数Ｎ未満であるか否かを判定し、肯定であればステップＳ７にすすみ、後続車フラグをオンとし、ステップＳ８において後続車なしカウンタを＋１インクリメントしてステップＳ１１の手前にすすむ。

ステップＳ６において否定であれば、ステップＳ９にすすみ学習手段２ｃは後続車フラグをオフとし、ステップＳ１０において学習手段２ｃはシステムＥＣＵ２内のメモリに格納された学習結果をリセットし学習初期化を行う。

つまり、ステップＳ６からＳ８の処理により、後方レーダー４の検出誤差により未検出となり一時的に後方車両が存在しない場合に後続車両が存在しなくなったものと誤判定されることを防止するとともに、後続車なしカウンタが所定数Ｎ以上で後続車両が実際に存在しない場合には学習の初期化を行い次の後続車両の自車両への追従時の学習に備えるものとしている。

ステップＳ１１において、システムＥＣＵ２の警報手段２ｂは後方の衝突余裕時間ＴＴＣが通常警報閾値βより大きい衝突判定閾値γ未満となり衝突判定条件が成立するか否かを判定し、肯定であればステップＳ１２にすすみ、否定であればＥＮＤにすすむ。

ステップＳ１２において、警報手段２ｂは、後続車フラグがオンであるか否かを判定し、肯定であればステップＳ１３にすすみ、否定であればステップＳ１７にすすむ。ステップＳ１３において警報手段２ｂは学習完了フラグがオンであるか否かを判定し、肯定であればステップＳ１４にすすみ、否定であればステップＳ１７にすすむ。

ステップＳ１４において、変更手段２ｄは、後方車両の加減速度の学習結果つまり相対距離Ｄｒと相対速度Ｖｒの学習結果から後続車両の後方ドライバ（運転者）の必要反応時間である増分αを上述した図２、図３、図４を用いる手法により演算する。

ステップＳ１５において、システムＥＣＵ２の警報手段２ｂは衝突余裕時間ＴＴＣと通常警報閾値βと増分αの和β＋α（警報用閾値）との比較に基づいてＴＴＣ＜（β＋α）であるか否かを判定し、肯定であればステップＳ１６にすすんで通常よりも早いタイミングで後方車両への後突防止の警報、つまり警報の早出しを行う。ステップＳ１５において否定と判定される場合には、ＥＮＤにすすむ。

ステップＳ１７において警報手段２ｂは、衝突余裕時間ＴＴＣと通常警報閾値βとの比較に基づいてＴＴＣ＜βであるか否かの判定を行い、肯定であればステップＳ１８にすすんで通常タイミングでの後突防止の警報を行い、否定であればＥＮＤにすすむ。

以上述べた制御内容により実現される本実施例１の制動制御装置１及び同時に実行される制動制御方法によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、後方車両の運転者が自車両のストップランプによる後突防止の警報に対して、前回鋭敏に反応したか否かを学習しておいて、運転者の反応が鈍いと判定される場合には、警報のタイミングを通常よりも早くして、より早い注意喚起を図ることができより効果的に後突を防止できる。これに加えて、運転者の反応が鋭いと判定される場合には通常のタイミングで警報を行うため、後方車両の運転者が煩わしさを感じることを回避することができる。

上述した実施例１においては、学習手段２ｃの前回の学習結果に基づいて、運転者の後突警報への鋭敏性を判定して増分αを通常警報閾値βに上乗せして後突警報の早出しを行うか否かを決定した。本発明はそれに限らず、自車両に対して後続車両がある程度継続的に追従する場合には、学習の母数を増やすこともできる。以下それについての実施例２について述べる。

本実施例２の制動制御装置１は、図１に示した実施例１の構成と同様の構成を有する。以下の記述においては実施例１との相違点を主として説明する。本実施例２の制動制御装置１における制御内容も図６に示したフローチャートと同様であり、相違するのはステップＳ１４内の増分αの決定態様である。

次にステップＳ１４における増分αの決定態様の実施例１との相違点を主に述べる。本実施例２においても、図２に示したマップを用いて相対距離Ｄｒに基づいて判定用閾値Ｖｔｈを求める。図７に示すように、横軸に時間ｔ、縦軸に相対速度Ｖｒを取ると、自車両の警報に対して後続車両の運転者が反応して後続車両の制動を行った場合には、やはり相対速度Ｖｒの曲線は下に凸の形状をなす。

本実施例２では相対速度Ｖｒが判定用閾値Ｖｔｈを下回るタイミングｔ０と再度上回るタイミングｔ１をそれぞれ変更手段２ｄが計時してその差分である反応時間ｔｒ（１）＝ｔ１−ｔ０を演算する。この反応時間ｔｒ（ｎ＝１〜ＮＣ：ＮＣは学習回数）は測定機会毎に学習手段２ｃによりシステムＥＣＵ２内のメモリに記憶され学習される。

なお、図６のステップＳ４におけるブレーキ回数ＮＢ＞０が成立してステップＳ５において学習完了フラグがオンとなっても、ステップＳ１０の学習初期化を経由しない限りは、同一の後続車両が追従している場合であり、学習結果はシステムＥＣＵ２のメモリ内に継続して保存されている。

ここで本実施例２では学習機会を実施例１よりも多めにとり、後続車両の追従期間が長い場合に後続車両の運転者の特性を継続的なデータにより判定するものとしている。本実施例２は、反応時間ｔｒ（ｎ）から求められる反応時間統計値Ｔｒと相対距離Ｄｒにより定められる図８に示すマップを用いて、このマップでは、増分αを変更手段２ｄが決定するものとしている。反応時間統計値Ｔｒが大きくなるほど増分αは大きく、相対距離Ｄｒが大きくなるほど増分αは小さくなる。なお、相対距離Ｄｒは今回値である。

図８に示すマップにおいては、相対距離Ｄｒと反応時間統計値Ｔｒにより定められる二次元空間を上下左右の四つの領域に分割し、左上領域では増分αを大の適合値とし、左下領域では増分αを中の適合値とし、右上領域では増分αを小の適合値とし、右下領域内ではさらに相対距離Ｄｒが小さくかつ反応時間統計値Ｔｒが大きい斜線より上の領域ではα≒０とし、下の領域ではα＝０としている。なお、この区分と増分αの段階的設定は例示的なものであり、多段階化あるは連続化することもできる。

ここで図８の縦軸に用いられる反応時間統計値Ｔｒは、以下に示す数１又は数２により求められる。数１では今回の反応時間統計値Ｔｒ（ｎ）は前回の反応時間統計値Ｔｒ（ｎ−１）に（１−１／ｎ）を乗じた値と、前回の学習値である反応時間ｔｒ（ｎ−１）に（１／ｎ）を乗じた値の和で与えられる。数２では今回の反応時間統計値Ｔｒ（ｎ）は前回までの学習値である反応時間ｔｒ（１）〜ｔｒ（ｎ−１）の平均値で与えられる。

数２を用いれば追従期間中全般の反応時間ｔｒの値を平均的に反応時間統計値Ｔｒ（ｎ）に反映させることとなり、数１を用いれば、前回の反応時間ｔｒ（ｎ−１）を前回より前の反応時間ｔｒ（ｎ−２〜１）に対して比重を大きくした上で、反応時間統計値Ｔｒに反映させることができる。

以上述べた制御内容により実現される本実施例２の制動制御装置１及び同時に実行される制動制御方法によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

すなわち、後方車両の運転者が自車両のストップランプによる後突防止の警報に対して、追従期間中の全般に亘って鋭敏に反応したか否かを継続的に学習しておいて、運転者の反応が鈍いか鋭敏かを総合的に判定することができる。

本実施例２によれば、運転者が鈍いと判定される場合には、警報のタイミングを通常よりも早くして、より早い注意喚起を図ることができより効果的に後突を防止できる。また、本実施例２においては、運転者の反応が鋭いと判定される場合には通常のタイミングで警報を行うため、後方車両の運転者が煩わしさを感じることを回避することができる。

つまり本実施例２においては、後続車両の運転者の鋭敏の判定を追従期間中全般の操作により判定し、例えば運転者が特別な要因により注意をそがれて反応が遅れた等の例外的な場合の反応時間統計値Ｔｒへの影響を少なくした上で、総合的な運転者の適否判定を実行することができる。

なお、数２を用いれば追従期間中全般の反応時間ｔｒの値を反応時間統計値Ｔｒ（ｎ）に反映させることとなり、数１を用いれば、前回の反応時間ｔｒ（ｎ−１）の比重を大きくして反応時間統計値Ｔｒに反映させることができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば上述した実施例においては、後方に対する警報をシステムＥＣＵ２の警報手段２ｂの警報指令に基づいてストップランプの点灯により行うこととしているが、ブレーキＥＣＵがブレーキユニットに対して最低の制御油圧により軽制動を行わせることによりおこなってもよい。また、ブレーキＥＣＵがこれに換えて例えばハザードランプを点滅させることとしてもよい。また、前方車両、後方車両の認識、相対距離、相対速度の検出にあたってはレーダーに換えてカメラとカメラ画像処理システムを用いてもよい。

本発明は、後続車両の後突防止にあたり後続車両の運転者の特性に考慮した制動時の警報の変更、前出しに関する制御を含むものである。本発明によれば、後続車両の運転者の特性に合わせた警報タイミングの適切な変更ができ、適切な運転ができる後方の運転者に煩わしさを与えることがない。

すなわち、本発明によれば、より適切に後突を防止し安全性を高めることができる。このため、本発明は、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。

１ 制動制御装置
２ システムＥＣＵ
２ａ 演算手段
２ｂ 警報手段
２ｃ 学習手段
２ｄ 変更手段
３ 作動デバイス
４ 後方レーダー
５ 後方レーダーＥＣＵ
６ レーダー
７ レーダーＥＣＵ
８ ヨーレートセンサ
９ 車輪速センサ
Ｄｒ 相対距離（後方）
Ｖｒ 相対速度（後方）
ＴＴＣ 衝突余裕時間（後方）
Ｖｔｈ 判定用閾値
α 増分（必要反応時間）
β 通常警報閾値
β＋α 警報用閾値
ｔｒ 反応時間（時間）
Ｔｒ 反応時間統計値（統計値）

Claims (7)

1. 自車両と後続車両の相対距離と相対速度に基づいて衝突余裕時間を演算する演算手段と、前記衝突余裕時間と警報用閾値との比較に基づいて前記自車両の後方への警報を行う警報手段と、前記相対距離と前記相対速度を学習する学習手段と、当該学習手段の学習結果に基づいて前記警報用閾値を変更する変更手段を含むことを特徴とする制動制御装置。
2. 前記変更手段は前記相対距離に基づいて定まる判定用閾値と前記相対速度との比較に基づいて前記警報用閾値を増分だけ増大することを特徴とする請求項１に記載の制動制御装置。
3. 前記学習手段は前記判定用閾値を前記相対速度が下回る時間を学習機会毎に学習し、前記変更手段は当該時間の統計値と前記相対距離に基づいて前記増分を決定することを特徴とする請求項２に記載の制動制御装置。
4. 前記学習機会は前記自車両に対して同一の前記後続車両が存在する期間中の前記自車両の制動中であることを特徴とする請求項３に記載の制動制御装置。
5. 自車両と後続車両の相対距離と相対速度に基づいて衝突余裕時間を演算する演算ステップと、前記衝突余裕時間と警報用閾値との比較に基づいて前記自車両の後方への警報を行う警報ステップと、前記相対距離と前記相対速度を学習する学習ステップと、当該学習ステップの学習結果に基づいて前記警報用閾値を変更する変更ステップを含むことを特徴とする制動制御方法。
6. 請求項５に記載の制動制御方法を実行するプログラム。
7. 請求項６に記載のプログラムを格納した媒体。

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