JP2014164681A

JP2014164681A - 衝突危険度評価装置

Info

Publication number: JP2014164681A
Application number: JP2013037452A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yamaguchi; 和彦山口
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: JP6115184B2

Abstract

【課題】加速度成分を衝突危険度評価の対象に入れることにより、衝突危険度を正確に評価する。
【解決手段】衝突危険度評価装置１０は、自車両の現在減速度を検出する現在減速度検出手段１３と、自車両と自車両の前方に存在する対象物との位置関係に基づいて自車両の必要減速度を算出する必要減速度算出手段２１と、現在減速度検出手段１３により検出された自車両の現在減速度と必要減速度算出手段２１により算出された自車両の必要減速度とから余裕減速度を求める余裕減速度算出手段２２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両が自車両の前方に存在する対象物と衝突する危険度を評価する衝突危険度評価装置に関する。

近年、自車両が自車両の前方に存在する対象物（先行車両や落下物等）と衝突する危険度を評価する衝突危険度評価装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような衝突危険度評価装置では、自車両が対象物と衝突する危険度を評価する指標（衝突危険度評価指標）として、衝突余裕時間（ＴＴＣ）や車間時間（ＴＨＷ）等が代表的に用いられてきた。

特開２０１２−９３８８３号公報

しかしながら、衝突余裕時間や車間時間等の衝突危険度評価指標は、加速度成分が衝突危険度評価の対象に入っておらず、衝突危険度を正確に評価できていなかった。つまり、衝突余裕時間や車間時間等の衝突危険度評価指標は、自車両と対象物との間の距離（車間距離）、自車両及び対象物の速度（自車両及び先行車両の走行速度）等から導き出される値であり、これらの指標には加速度成分が使用されていなかった。

そこで、本発明の目的は、加速度成分を衝突危険度評価の対象に入れることにより、衝突危険度を正確に評価することができる衝突危険度評価装置を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明に係る衝突危険度評価装置は、自車両の現在減速度を検出する現在減速度検出手段と、前記自車両と前記自車両の前方に存在する対象物との位置関係に基づいて前記自車両の必要減速度を算出する必要減速度算出手段と、前記現在減速度検出手段により検出された前記自車両の現在減速度と前記必要減速度算出手段により算出された前記自車両の必要減速度とから余裕減速度を求める余裕減速度算出手段と、を備えるものである。

前記自車両の必要減速度は、前記対象物に対して目標の相対速度及び目標の車間距離を実現するために必要な減速度であっても良い。

前記余裕減速度算出手段は、前記自車両の現在減速度から前記自車両の必要減速度を減算して、前記自車両の現在減速度と前記自車両の必要減速度との差である前記余裕減速度を求めるものであっても良い。

本発明によれば、加速度成分を衝突危険度評価の対象に入れることにより、衝突危険度を正確に評価することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る衝突危険度評価装置を示すブロック図である。本発明の一実施形態における衝突危険度評価の制御フローチャートを示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本発明の一実施形態に係る衝突危険度評価装置１０を図１及び図２に基づいて説明する。

図１に示す衝突危険度評価装置１０は、いわゆるプリクラッシュセーフティシステム（以下、ＰＣＳという）１１が設けられる自車両（図示せず）に搭載されるものであり、レーダーセンサー１２と、加速度センサー１３と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）２０とを備えている。なお、図１及び図２においても、プリクラッシュセーフティシステムを「ＰＣＳ」と記載し、電子制御ユニットを「ＥＣＵ」と記載している。

レーダーセンサー１２は、所定時間毎に、自車両と自車両の前方に存在する対象物（先行車両や落下物等）との間の距離（車間距離）を検出し、検出した自車両と対象物との間の距離をＥＣＵ２０へ出力する。また、レーダーセンサー１２は、所定時間毎に、自車両と対象物との相対速度を検出し、検出した自車両と対象物との相対速度をＥＣＵ２０へ出力する。レーダーセンサー１２としては、例えば、レーザーレーダーやミリ波レーダー等を用いることができる。

なお、車間距離及び相対速度を検出するセンサー類は、レーザーレーダーやミリ波レーダー等のレーダーセンサーには限定はされない。例えば、車間距離及び相対速度を検出するセンサー類は、ステレオカメラや単眼カメラ等の撮像装置、或いは、レーダーセンサー及び撮像装置等の組み合わせであっても良い。

加速度センサー１３は、所定時間毎に、自車両の現在減速度を検出し、検出した自車両の現在減速度をＥＣＵ２０へ出力する。なお、加速度センサー１３が、本発明の「現在減速度検出手段」を構成する。

ＥＣＵ２０は、必要減速度算出部２１と、余裕減速度算出部２２と、判定部２３とを機能要素として有する。なお、本実施形態では、必要減速度算出部２１、余裕減速度算出部２２及び判定部２３を、一体のハードウェアに設けているが、別体のハードウェアに設けても良いのは勿論である。

必要減速度算出部２１は、所定時間毎に、自車両と対象物との位置関係及び速度関係に基づいて自車両の必要減速度を算出する。具体的には、必要減速度算出部２１は、所定時間毎に、レーダーセンサー１２が検出した車間距離及び相対速度に基づいて自車両の必要減速度を算出する。なお、必要減速度算出部２１が、本発明の「必要減速度算出手段」を構成する。また、必要減速度算出部２１は、自車両と対象物との位置関係及び速度関係に基づいて自車両の必要減速度を算出するものではなく、自車両と対象物との位置関係のみに基づいて自車両の必要減速度を算出するものであっても良い。

ここで、「必要減速度」は、先行車両が現在速度を維持し続けた（先行車両の加速度＝０）と仮定して、現在相対速度及び現在車間距離から考えて、目標の相対速度及び目標の車間距離を実現するために必要な（一定の）減速度である。

「必要減速度」の算出方法を以下に示す。

等加速度運動の式（自車両系）を次式に示す。

自車両−先行車両系とした場合、各パラメータは次の表の様に変換される。

また、等加速度運動の式より、相対加速度及び走行時間を表す式は次式のようになる。

「必要減速度」は、前述のように、先行車両が現在速度を維持し続けた（先行車両の加速度＝０）と仮定すると、目標相対速度及び目標車間距離を実現するために必要な（一定の）減速度である。そのため、「必要減速度」の算出には、相対加速度を表す式を用いることができる。

よって、「必要減速度」は次式により算出することができる。

例えば、停止時の車間距離（目標車間距離）を０ｍとし、さらに、現在相対速度を７０ｋｍ／ｈ、目標相対速度を０ｋｍ／ｈ、現在車間距離を８１．６７ｍ、とした場合、前記の式（１）より、必要減速度は約２．３１［ｍ／ｓ²］である。換言すると、この場合に自車両が車間距離０ｍで停止するためには約２．３１［ｍ／ｓ²］の減速度が必要である。

また、停止時の車間距離（目標車間距離）を余裕を持たせて５ｍとし、さらに、現在相対速度を５０ｋｍ／ｈ、目標相対速度を０ｋｍ／ｈ、現在車間距離を４４．４４ｍ、とした場合、前記の式（１）より、必要減速度は約２．４５［ｍ／ｓ²］である。換言すると、この場合に自車両が車間距離５ｍで停止するためには約２．４５［ｍ／ｓ²］の減速度が必要である。

余裕減速度算出部２２は、所定時間毎に、加速度センサー１３が検出した自車両の現在減速度と、必要減速度算出部２１が算出した自車両の最新の必要減速度とから余裕減速度を求める。具体的には、余裕減速度算出部２２は、所定時間毎に、加速度センサー１３が検出した自車両の現在減速度から、必要減速度算出部２１が算出した自車両の最新の必要減速度を減算することにより、現在減速度と必要減速度との差である余裕減速度を求める。なお、余裕減速度算出部２２が、本発明の「余裕減速度算出手段」を構成する。また、最新の必要減速度を余裕減速度の算出に用いるのは、現在相対速度及び現在車間距離は自車両の走行中に時々刻々と変化し、自車両の必要減速度も時々刻々と変化するためである。

ここで、「余裕減速度」は、必要減速度と比較して、対象物と衝突しないための余裕が現在減速度にどの程度あるかを示す指標である。

「余裕減速度」は、現在減速度と必要減速度との差であるので、次式により算出することができる。

例えば、必要減速度が２．３１［ｍ／ｓ²］であり、さらに、自車両の現在減速度を０［ｍ／ｓ²］（自車両の加速度＝０）とした場合、前記の式（２）より、余裕減速度は−２．３１［ｍ／ｓ²］である。

また、必要減速度が２．４５［ｍ／ｓ²］であり、さらに、自車両の現在減速度を０［ｍ／ｓ²］（自車両の加速度＝０）とした場合、前記の式（２）より、余裕減速度は−２．４５［ｍ／ｓ²］である。

判定部２３は、余裕減速度算出部２２が算出した余裕減速度が、自車両が対象物と衝突しないための余裕が現在減速度に十分あると判断される閾値以上のときは、自車両が対象物と衝突する可能性が低いといえるので、ＰＣＳ１１の作動を抑制する。つまり、この場合は、自車両が対象物と衝突せずに停止することができる見込みがあるので、ＰＣＳ１１の警報制御、制動制御等の抑制をする。

一方、判定部２３は、余裕減速度算出部２２が算出した余裕減速度が前記の閾値未満のときは、現在の状況のままでは自車両が対象物と衝突する可能性が高いといえるので、ＰＣＳ１１の作動を許可する。つまり、この場合は、現在の状況のままでは自車両が対象物と衝突してしまう見込みがあるので、ＰＣＳ１１の警報制御、制動制御等の抑制はしない。

なお、前記の閾値は、正の値（プラス値）、０（ゼロ）、負の値（マイナス値）のいずれに設定しても良い。また、前記の閾値は、ＰＣＳ１１の警報制御、制動制御等に対応させて複数設定しておいても良い。

ＰＣＳ１１は、例えば、所定時間毎に、自車両と対象物との位置関係及び速度関係に基づいて衝突余裕時間或いは車間時間を算出し、算出した衝突余裕時間或いは車間時間に基づいて自車両が対象物と衝突する可能性が高いと判定したとき、警報制御、制動制御等を行うようになっている。

ここで、「衝突余裕時間」は、現在の相対速度が維持されると仮定して、自車両が先行車両に衝突するまでの時間を予測する指標である。

「衝突余裕時間」は、次式により算出することができる。

また、「車間時間」は、自車両の現在速度で先行車両の現在位置に到達する時間を示す指標である。

「車間時間」は、次式により算出することができる。

次に、ＥＣＵ２０による制御フローを図２に基づいて説明する。なお、図２に示される制御フローは、自車両の走行中に、ＥＣＵ２０により所定時間毎に繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップＳ１０１において、車間距離及び相対速度が読み込まれ、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で読み込まれた車間距離及び相対速度に基づいて自車両の必要減速度が算出される。

次いで、ステップＳ１０３において、自車両の現在減速度が読み込まれ、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で読み込まれた自車両の現在減速度からステップＳ１０２で算出された自車両の必要減速度を減算した値である余裕減速度が算出される。

そして、ステップＳ１０５において余裕減速度が閾値未満の場合（ＹＥＳ）は、ＰＣＳ１１の作動が許可されて（ステップＳ１０６）、本制御はリターンされる。例えば、ステップＳ１０６では、ＰＣＳ１１の作動を許可するために、作動許可フラグがオンとされる。

一方、ステップＳ１０５において余裕減速度が閾値以上の場合（ＮＯ）には、ＰＣＳ１１の作動が抑制されて（ステップＳ１０７）、本制御はリターンされる。例えば、ステップＳ１０７では、ＰＣＳ１１の作動を抑制するために、作動許可フラグがオフとされる。

次に、本実施形態に係る衝突危険度評価装置１０による作用効果について説明する。

本実施形態に係る衝突危険度評価装置１０では、先ず、自車両と自車両の前方に存在する対象物（先行車両や落下物等）との位置関係及び速度関係に基づいて自車両の必要減速度を求め、さらに、自車両の現在減速度と自車両の必要減速度とから余裕減速度を求める。そして、本実施形態に係る衝突危険度評価装置１０では、求めた余裕減速度の値により衝突危険度を判断する。具体的には、余裕減速度の値が小さいほど自車両の現在減速度に余裕がなく（衝突危険度が大きく）、余裕減速度の値が大きいほど自車両の現在減速度に余裕がある（衝突危険度が小さい）と判断する。

「余裕減速度」を衝突危険度評価指標として用いることにより、（ａ）走行車線上の先行車両が減速している状況、（ｂ）走行車線上の先行車両が停止している状況、（ｃ）走行車線上の落下物等が対象物とされている状況等においては、ＰＣＳ１１が衝突余裕時間或いは車間時間等に基づいて衝突危険度が大きいと判断したときであっても、ＰＣＳ１１の作動が抑制される。この理由は、当該対象物は自車両の運転者（ドライバー）が危険物と考える可能性が高く、運転者はフットブレーキを踏み込むので、余裕減速度がある程度の大きさのプラス値となるためである。

一方、（ａ）上部構造物や看板等が対象物とされている状況、（ｂ）隣の走行車線上の対向車両等が対象物とされている状況等においては、ＰＣＳ１１が衝突余裕時間或いは車間時間等に基づいて衝突危険度が大きいと判断したとき、ＰＣＳ１１の作動は抑制されない（作動が許可される）。この理由は、当該対象物は自車両の運転者が危険物と考える可能性が低く、運転者はフットブレーキを踏み込まないので、余裕減速度がマイナス値となるか、余裕減速度がプラス値であっても比較的小さな値となるためである。

つまり、「余裕減速度」を衝突危険度評価指標として用いることにより、運転者が明らかに意図を持って自車両を操作していると判断できる場合はＰＣＳ１１の作動が許可されるが、それ以外の場合にはＰＣＳ１１の作動は抑制されない。

また、一般的なプリクラッシュセーフティシステムでは、衝突の数秒前から警報制御が始まるため、警報が発せられるタイミングと運転者が意図を持って自車両を操作するタイミングとが干渉（或いは一致）してしまう可能性があった。そこで、本実施形態のように「余裕減速度」を衝突危険度評価指標として用いることにより、運転者が明らかに意図を持って自車両を操作していると判断できる場合は、プリクラッシュセーフティシステムの作動の抑制処理を行うことで前記のタイミングの干渉を解消することが可能となる。

以上要するに、本実施形態に係る衝突危険度評価装置１０によれば、加速度成分（自車両の減速度）を衝突危険度評価の対象に入れることにより、衝突危険度を正確に評価することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、余裕減速度の判定に用いる閾値を運転者の減速操作特性に応じて変化させるようにしても良い。余裕減速度の判定において、閾値を一定の値とすると、フットブレーキを踏み増しして自車両を停止させる癖や、フットブレーキを踏むのが遅い癖のある運転者の場合は、ＰＣＳ１１の作動対象初期では現在減速度が足りず、ＰＣＳ１１の作動が抑制されないことがあるためである。運転者の減速操作特性は、例えば、ブレーキスイッチ（図示せず）等を用いて検知することが可能である。

また、余裕減速度が閾値未満の場合において、運転者の減速操作が検知されたときに限り、ＰＣＳ１１の作動を抑制するようにしても良い。このような場合は、運転者が明らかに意図を持って自車両を操作していると判断されるためである。運転者による減速操作の有無は、例えば、ブレーキスイッチ（図示せず）等を用いて検知することが可能である。

１０衝突危険度評価装置
１１プリクラッシュセーフティシステム（ＰＣＳ）
１２レーダーセンサー
１３加速度センサー
２０電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２１必要減速度算出部
２２余裕減速度算出部
２３判定部

Claims

自車両の現在減速度を検出する現在減速度検出手段と、
前記自車両と前記自車両の前方に存在する対象物との位置関係に基づいて前記自車両の必要減速度を算出する必要減速度算出手段と、
前記現在減速度検出手段により検出された前記自車両の現在減速度と前記必要減速度算出手段により算出された前記自車両の必要減速度とから余裕減速度を求める余裕減速度算出手段と、
を備えることを特徴とする衝突危険度評価装置。
前記自車両の必要減速度は、前記対象物に対して目標の相対速度及び目標の車間距離を実現するために必要な減速度である請求項１に記載の衝突危険度評価装置。
前記余裕減速度算出手段は、前記自車両の現在減速度から前記自車両の必要減速度を減算して、前記自車両の現在減速度と前記自車両の必要減速度との差である前記余裕減速度を求める請求項１又は２に記載の衝突危険度評価装置。