JP2014213777A

JP2014213777A - 衝突緩和装置

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Publication number: JP2014213777A
Application number: JP2013093822A
Authority: JP
Inventors: 憲生土田; Norio Tsuchida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: KR20140128236A; US20140324286A1; DE102014105696B4; DE102014105696B8; CN104118432A; JP5783430B2; CN104118432B; DE102014105696A1; US9452759B2

Abstract

【課題】自車両が衝突する際の被害を緩和させる車両用の衝突緩和装置において、状況に応じて制御を開始するタイミングを適切に設定できるようにする。
【解決手段】衝突緩和コントローラは、自車両の周囲に位置する対象物を検出し、自車両と対象物とが衝突するまでの衝突時間ＴＴＣと、自車両が対象物との衝突を回避する制御を実施すべきタイミングとして予め設定された作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈと、の比較結果に応じて、自車両が衝突する際の被害を緩和させるための被制御対象４０を作動させる（Ｓ２２０〜Ｓ２５０）。そして、衝突緩和コントローラ１０は、自車両と対象物との衝突確率を演算し（Ｓ１４０）、衝突確率に応じて作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定する（Ｓ１８０、Ｓ１９０）。このような構成によれば、衝突確率に応じて作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定するので、自車両と対象物との状況に応じて制御を開始するタイミングを適切に設定できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自車両が衝突する際の被害を緩和させる車両用の衝突緩和装置に関する。

上記の衝突緩和装置として、衝突確率に応じてブレーキの作動継続時間を変更する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−３０８０３６号公報

しかしながら、上記衝突緩和装置では、ブレーキの作動継続時間については変更されるものの、制御が開始されるタイミングは変更されることなく同様に設定されているので、早めに制御を開始すべき状況や遅めに制御を開始すべき状況に対応することができない。

そこで、このような問題点を鑑み、自車両が衝突する際の被害を緩和させる車両用の衝突緩和装置において、状況に応じて制御を開始するタイミングを適切に設定できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された本発明の衝突緩和装置において、作動制御手段は、自車両の周囲に位置する対象物を検出し、自車両と対象物とが衝突するまでの衝突時間と、自車両が前記対象物との衝突を回避する制御を実施すべきタイミングとして予め設定された作動基準時間と、の比較結果に応じて、自車両が衝突する際の被害を緩和させるための衝突緩和部を作動させる。そして、衝突確率演算手段は、自車両と対象物との衝突確率を演算し、基準時間設定手段は、衝突確率に応じて作動基準時間を設定する。

このような衝突緩和装置によれば、衝突確率に応じて作動基準時間を設定するので、自車両と対象物との状況に応じて制御を開始するタイミングを適切に設定することができる。

なお、上記目的を達成するためには、コンピュータを、衝突緩和装置を構成する各手段として実現するための衝突緩和プログラムとしてもよい。
また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

本発明が適用されたプリクラッシュセーフティシステム１の概略構成を示すブロック図である。衝突緩和コントローラ１０のＣＰＵ１１が実行する衝突緩和処理を示すフローチャートである。衝突横位置および衝突深さを示す鳥瞰図である。衝突確率の求め方の一例を示す説明図である。衝突深さによる補正量演算処理を示すフローチャート（ａ）およびＴＴＣ＿ｔｈの求め方を示す説明図である。車陰歩行者を示す鳥瞰図である。車陰歩行者による補正量演算処理を示すフローチャートである。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
本発明が適用されたプリクラッシュセーフティシステム（以下、ＰＣＳという。）１は、例えば、乗用車等の車両に搭載され、車両が衝突する虞があることを検出し、車両の衝突を抑制したり、車両が衝突する際にその被害を緩和させたりするシステムである。具体的には、図１に示すように、ＰＣＳ１は、衝突緩和コントローラ１０と、各種センサ３０と、被制御対象４０とを備えている。

各種センサ３０としては、例えば、カメラセンサ３１、レーダセンサ３２、ヨーレートセンサ３３、車輪速センサ３４等を備えている。カメラセンサ３１は、例えば対象物までの距離を検出可能なステレオカメラとして構成されており、撮像画像に基づいて画像中の歩行者、路上障害物や他車両等の対象物の形状と対象物までの距離とを認識する。

レーダセンサ３２は、対象物をその位置（自車両に対する相対位置）とともに検出する。ヨーレートセンサ３３は、車両の旋回角速度を検出する周知のヨーレートセンサとして構成される。

車輪速センサ３４は、車輪の回転速度、つまりは車両の走行速度を検出する。これらの各種センサ３０による検出結果は、衝突緩和コントローラ１０によって取得される。
なお、カメラセンサ３１やレーダセンサ３２は、予め設定された所定の周期（例えば１００ｍｓ）毎に車両の進行方向に位置する対象物の検出を実施する。また、レーダセンサ３２は、指向性のある電磁波を対象物に対して発射し、その反射波を受信することによって、対象物の形状や大きさについても検出する。

衝突緩和コントローラ１０は、ＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３等を備えた周知のコンピュータとして構成されている。そして、衝突緩和コントローラ１０は、各種センサ３０による検出結果等に基づいてＲＯＭ１２に格納されたプログラムを実行することによって、後述する衝突緩和処理等の各種処理を実施する。

衝突緩和コントローラ１０は、このような処理を実施し、これらの処理による処理結果に応じて被制御対象４０を作動させる。なお、被制御対象４０としては、例えば、ブレーキや、ステアリング、シートベルト等を駆動するアクチュエータや、警報を発する警報装置等が挙げられる。以下、本実施形態においては、被制御対象４０がブレーキである場合について説明する。

このように、ＣＰＵ１１が各自動ブレーキとしての機能を作動する際には、車輪速センサ３４からの検出信号に応じて、予め設定された減速度および減速量（自動ブレーキ作動前後の速度差）となるように、被制御対象４０を作動させる。

［本実施形態の処理］
次に、自動ブレーキを実施する際の処理である衝突緩和処理について図２以下の図面を用いて説明する。衝突緩和処理は、予め設定された所定周期（例えば約５０ｍｓ）毎に起動される処理である。

具体的には図２に示すように、衝突緩和処理においては、まず、対象物の情報を入力する（Ｓ１１０）。この処理では、カメラセンサ３１やレーダセンサ３２によって検出された最新の対象物の位置の情報を取得する。

続いて、対象物の認識を行う（Ｓ１２０）。この処理では、カメラセンサ３１にて得られた対象物の形状等（パターンマッチング等）に応じて対象物の種別（車両、歩行者、自転車、バイク等）を認識し、前回以前にＲＡＭ１３等に記録された対象物と今回認識した対象物とを対応付ける。また、この処理では、各対象物の挙動や位置関係（自車両を基準とした対象物の座標）、各対象物との相対速度についても認識する。

次に、対象物の衝突横位置を演算する（Ｓ１３０）。衝突横位置とは、図３（ａ）に示すように、自車両の幅方向の中心から対象物が衝突すると予想される位置（衝突位置）までの距離（例えば車体左側が正の値、車体右側が負の値）を示す。衝突位置については、対象物の相対的な位置を接続した軌跡（最小二乗法等で近似された軌跡）を延伸し、この軌跡が車体と重なる点（自車両の前面）を衝突位置として推定する。

続いて、自車両と対象物とが衝突する確率を表す衝突確率を演算する（Ｓ１４０）。この処理において衝突確率は、前述の衝突横位置に応じて予め設定されたポイント（点数）を処理の度に積算する積算方式を採用する。具体的には、図４に示すように、予め衝突位置を複数の領域に区分し、区分毎に、衝突位置が幅方向の中心に近づくにつれて（衝突横位置が小さくなるにつれて）より高いポイントを対応付けるようにする。

図４に示す例では、衝突位置を５つの領域に区分し、幅方向の中心付近の領域には２０ポイント、この領域の左右に隣接する領域にはそれぞれ１０ポイント、車両の幅よりも外側の左右の領域にはそれぞれマイナス１０ポイントを対応付けている。この例では、例えば１回目の処理において衝突位置が２０ポイントに対応する領域であれば２０ポイントが加算され、このポイントに所定の係数１を乗じることで、衝突確率が例えば２０％となる。

次に、２回目の処理において衝突位置が１０ポイントに対応する領域であれば１０ポイントが加算され衝突確率が例えば３０％となり、３回目の処理において衝突位置がマイナス１０ポイントに対応する領域であれば１０ポイントが減算され衝突確率が例えば２０％となる。

続いて、衝突深さによる補正量演算処理を実施する（Ｓ１５０）。この処理では、図５（ａ）に示すように、まず、衝突深さと基準値である基準深さとを比較するとともに、衝突確率と基準値である基準確率とを比較する（Ｓ３１０、Ｓ３３０）。

ここで、衝突深さとは、例えば図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、自車両の幅方向の中心から見て、幅方向のうち歩行者が存在する方向の自車両端部から衝突位置までの距離を表す。具体的には、歩行者が自車両の左側から横断する場合、衝突位置が左側（歩行者に近い側）になるにつれて衝突深さが浅くなり（図３（ｂ）参照）、衝突位置が右側（歩行者から遠い側）になるにつれて衝突深さが深くなる（図３（ｃ）参照）。

また、衝突深さとの比較対象となる基準深さは、例えば車両の中心等、任意に設定される。また、衝突確率は前述の処理で求めた値を利用し、衝突確率との比較対象となる基準確率は例えば５０％程度等、任意に設定される。

衝突深さが基準深さ以上であり、かつ衝突確率が基準確率以上であれば（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、深さ補正量を、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが大きくなるような値（例えば０．５秒）に設定し（Ｓ３２０）、衝突深さによる補正量演算処理を終了する。

ここで、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈは、自車両が対象物との衝突を回避する制御を実施する際のタイミングを決定するための閾値である。作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが小さくなると、衝突を回避する制御の開始タイミングが遅くなり、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが大きくなると、衝突を回避する制御の開始タイミングが早くなる。

衝突深さが基準深さ未満であり、かつ衝突確率が基準確率未満であれば（Ｓ３１０：ＮＯ、Ｓ３３０：ＹＥＳ）、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが小さくなるような値（例えば−０．５秒）に設定し（Ｓ３４０）、衝突深さによる補正量演算処理を終了する。

衝突深さが基準深さ以上であり衝突確率が基準確率未満、また衝突深さが基準深さ未満であり衝突確率が基準確率以上であれば（Ｓ３１０：ＮＯ、Ｓ３３０：ＮＯ）、深さ補正量を０に設定し（Ｓ３５０）、衝突深さによる補正量演算処理を終了する。

なお、Ｓ３１０〜Ｓ３５０の処理において、設定される深さ補正値には、図５（ｂ）に示す関係を持たせている。すなわち、衝突深さが浅くなるにつれて、また、衝突確率が低くなるにつれて、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを小さく設定することで衝突回避のための制御の作動が遅くなるよう設定する（遅出し）。さらに、衝突深さが深くなるにつれて、また、衝突確率が高くなるにつれて、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを大きく設定することで衝突回避のための制御の作動が早くなるよう設定する（早出し）。

次に、図２に戻り、対象物（歩行者）のうちの車陰歩行者を認識する（Ｓ１６０）。車陰歩行者とは、例えば、図６に示すように、自車両の進行方向側に静止車両が存在する状況において、歩行者の少なくとも一部が静止車両（他の物標）の陰に隠れた状態、または静止車両の陰から現れた状態を表す遮蔽状態である歩行者をいう。つまり、静止車両の向こう側にいる歩行者または静止車両の向こう側から現れる歩行者を示す。

続いて、車陰歩行者による補正量演算処理を実施する（Ｓ１７０）。この処理では、図７に示すように、まず、車陰歩行者の有無を判定する（Ｓ４１０）。車陰歩行者が存在しなければ（Ｓ４１０：ＮＯ）、車陰補正量を０に設定し（Ｓ４２０）、車陰歩行者による補正量演算処理を終了する。また、車陰歩行者が存在すれば（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、車陰補正量を、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが大きくなるような値（例えば０．５秒）に設定し（Ｓ４３０）、車陰歩行者による補正量演算処理を終了する。

車陰歩行者による補正量演算処理が終了すると、図２に戻り、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを演算する（Ｓ１８０）。この処理での作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈは、任意に設定されうるが、例えば、運転者がすぐに衝突を回避する操作をしたときに衝突を回避できるかできないかのタイミングに設定される。

続いて、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈに各補正量を適用して補正する（Ｓ１９０）。この処理では、Ｓ１８０の処理で設定された作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈに対して、深さ補正量と車陰補正量とを加算し、新たな作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを得る。

そして、対象物の挙動や相対速度に基づいて、自車両と対象物とが衝突するまでの時間を表す衝突時間ＴＴＣを演算する（Ｓ２１０）。続いて、衝突時間ＴＴＣと衝突基準時間ＴＴＣ＿ｔｈとを比較する（Ｓ２２０）。

衝突時間ＴＴＣが衝突基準時間ＴＴＣ＿ｔｈ未満であれば（Ｓ２２０：ＮＯ）、ブレーキを作動させる旨の自動ブレーキ作動指令を生成（つまりＲＡＭ１３においてフラグをセット）する（Ｓ２３０）。そして、作動制御処理を実施する（Ｓ２５０）。作動制御処理では、生成された作動指示（フラグ）に基づいて、被制御対象４０に対応する作動指令を被制御対象４０に対して（被制御対象４０が複数の場合にはそれぞれの被制御対象４０に対して）送信する。

また、衝突時間ＴＴＣが衝突基準時間ＴＴＣ＿ｔｈ以上であれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、自動ブレーキ作動指令を生成しないよう設定し（つまりＲＡＭ１３においてフラグをリセットし）（Ｓ２４０）、前述の作動制御処理を実施する（Ｓ２５０）。

このような処理が終了すると、衝突緩和処理を終了する。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述したＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、自車両の周囲に位置する対象物を検出し、自車両と対象物とが衝突するまでの衝突時間ＴＴＣと、自車両が対象物との衝突を回避する制御を実施すべきタイミングとして予め設定された作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈと、の比較結果に応じて、自車両が衝突する際の被害を緩和させるための被制御対象４０を作動させる。そして、衝突緩和コントローラ１０は、自車両と対象物との衝突確率を演算し、衝突確率に応じて作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定する。

このようなＰＣＳ１によれば、衝突確率に応じて作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定するので、自車両と対象物との状況に応じて制御を開始するタイミングを適切に設定することができる。

また、上記ＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、対象物が自車両に衝突する際の自車両の幅方向の位置を表す衝突位置を推定し、衝突位置と衝突確率とに応じて作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定する。

このようなＰＣＳ１によれば、単に衝突確率だけでなく、衝突位置も考慮するので、より適切に作動タイミングを設定することができる。
さらに、上記ＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、衝突位置として、自車両の幅方向の中心から見て、幅方向のうち対象物が存在する方向の自車両端部から衝突位置までの距離を表す衝突深さを推定し、衝突深さの値が大きくなるにつれて、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを大きく設定する。

ここで、道路を横断中の対象物は、接近する車両を見て途中で停止する場合があるため、衝突深さの値が大きい方が衝突の確度が高いと推定できる。したがって、本発明では衝突深さの値が大きくなるにつれて、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを大きく設定している。このようなＰＣＳ１によれば、衝突深さに応じてより適切に作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定することができる。

また、上記ＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、対象物が、対象物の少なくとも一部が他の物標の陰に隠れた状態、または他の物標の陰から現れた状態を表す遮蔽状態であるか否かを判定し、対象物が遮蔽状態である場合、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈをより大きな値に設定する
このようなＰＣＳ１によれば、対象物が隠れた状態から現れたときには、速やかに被制御対象４０が作動するよう設定するので、より早期に自車両が対象物との衝突を緩和するための制御を実施することができる。特に、本実施形態のように、処理毎に所定の値を加減算する積算方式で衝突確率を求める場合、衝突確率が一定値に達するまで時間を要するため、このように構成することには特に意義がある。また、積算方式では、衝突確率を求める処理を正確にでき、かつ簡素化することができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態では、カメラセンサ３１とレーダセンサ３２とを併用することで対象物の認識精度を向上させる構成としているが、カメラセンサ３１およびレーダセンサ３２の何れか一方を備えた構成であっても本発明を実現することができる。

また、上記ＰＣＳ１は、静止車両に限らず、例えば、建物や街路樹等、歩行者や自転車等の移動物を遮蔽しうる遮蔽物から現れる移動物を車陰歩行者として認識してもよい。さらに、上記実施形態では、衝突確率を求める際に積算方式を採用したが、この方式に限らず、歩行者が横断するか否かの横断判定結果、衝突時間、移動物の速度や自車両の速度、或いは相対速度、位置関係等に応じて導出してもよい。

また、上記ＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、車陰歩行者を認識したときに、車陰補正量だけを変更したが、衝突確率についても、一律に所定値だけ（例えば５０％程度）引き上げるようにしてもよい。

このようにすれば、車陰歩行者を認識したときにより早期に衝突を緩和するための制御を作動することができる。
［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態におけるＰＣＳ１は、本発明でいう衝突緩和装置に相当し、上記実施形態における被制御対象４０は、本発明でいう衝突緩和部に相当する。また、上記実施形態における衝突緩和処理のうちのＳ１３０の処理は、本発明でいう横位置推定手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１４０の処理は、本発明でいう衝突確率演算手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ１６０の処理は、本発明でいう遮蔽判定手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１８０、Ｓ１９０の処理は、本発明でいう基準時間設定手段に相当する。また、上記実施形態におけるＳ１２０、Ｓ２２０〜Ｓ２５０の処理は、本発明でいう作動制御手段に相当する。

１…ＰＣＳ、１０…衝突緩和コントローラ、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、３１…カメラセンサ、３２…レーダセンサ、３３…ヨーレートセンサ、３４…車輪速センサ、４０…被制御対象。

Claims

自車両に搭載され、自車両が衝突する際の被害を緩和させる車両用の衝突緩和装置（１）であって、
自車両の周囲に位置する対象物を検出し、自車両と対象物とが衝突するまでの衝突時間と、自車両が前記対象物との衝突を回避する制御を実施すべきタイミングとして予め設定された作動基準時間と、の比較結果に応じて、自車両が衝突する際の被害を緩和させるための衝突緩和部（４０）を作動させる作動制御手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０〜Ｓ２５０）と、
自車両と対象物との衝突確率を演算する衝突確率演算手段（Ｓ１４０）と、
前記衝突確率に応じて前記作動基準時間を設定する基準時間設定手段（Ｓ１８０、Ｓ１９０）と、
を備えたことを特徴とする衝突緩和装置。
請求項１に記載の衝突緩和装置において、
前記対象物が自車両に衝突する際の自車両の幅方向の位置を表す衝突位置を推定する横位置推定手段（Ｓ１３０）、を備え、
前記基準時間設定手段は、前記衝突位置と前記衝突確率とに応じて前記作動基準時間を設定すること
を特徴とする衝突緩和装置。
請求項２に記載の衝突緩和装置において、
前記横位置推定手段は、前記衝突位置として、自車両の幅方向の中心から見て、幅方向のうち前記対象物が存在する方向の自車両端部から前記衝突位置までの距離を表す衝突深さを推定し、
前記基準時間設定手段は、前記衝突深さの値が大きくなるにつれて、前記作動基準時間を大きく設定すること
を特徴とする衝突緩和装置。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の衝突緩和装置において、
前記対象物が、前記対象物の少なくとも一部が他の物標の陰に隠れた状態、または他の物標の陰から現れた状態を表す遮蔽状態であるか否かを判定する遮蔽判定手段（Ｓ１６０）、
を備え、
前記基準時間設定手段は、前記対象物が前記遮蔽状態である場合、前記作動基準時間をより大きな値に設定することを備えたことを特徴とする衝突緩和装置。