JP2016170728A - 衝突回避装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車周辺の物体との衝突を回避する運転支援の比較的早いタイミングでの実行開始を実現しつつ、不要な運転支援の実行を抑制することが可能な衝突回避装置を提供すること。
【解決手段】車両周辺の物体を検出する物体検出部と、前記車両と前記物体の距離及び前記車両に対する前記物体の相対速度の少なくとも一つに基づき、前記車両と前記物体との衝突可能性の高低を判断する衝突可能性判断部と、前記車両と前記物体の衝突を回避する運転支援を実行する運転支援実行部であって、前記衝突可能性が所定の第1レベル以上になると前記運転支援を開始する運転支援実行部を備え、前記第1レベルは、前記物体検出部により検出される前記物体の個数が所定数以下である場合、前記個数が前記所定数より多い場合よりも低く設定されることを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両周辺の物体との衝突を回避するための衝突回避装置に関する。
従来、自車周辺の物体(先行車両等)との衝突の可能性を判断して、警報を発したり、自動的にブレーキを作動させたり等することで、自車とかかる物体の衝突を回避する運転支援技術が知られている(例えば、特許文献1、2)。
特開2013−14225号公報 特開2012−121534号公報
ところで、かかる運転支援技術では、通常、レーダやカメラ等の物体検出手段により検出される物体の自車に対する相対位置、相対速度等から上記運転支援(警報、自動ブレーキ等)を開始するタイミングを決定する場合が多い。また、かかるタイミングは、より確実に自車と物体の衝突を回避する観点から、自車と物体の衝突が予測される時点に対してなるべく早いタイミングであることが望ましい。
しかしながら、一律に比較的早いタイミングで上記運転支援を開始すると以下のような不都合が生じるおそれがある。
具体的には、物体検出手段により検出される物体の個数が比較的多くなると、自車に対する物体の相対位置、相対速度等の検出精度が悪くなったり、物体の検出自体の精度が悪くなったりする場合がある。例えば、物体検出手段としてレーダを用いる場合、比較的多くの物体が検出される状況では、各物体からの反射波が重なり合う可能性がある。よって、重なり合う反射波の中から各物体に対応する反射波を分離する必要があるため、物体の検出自体や自車に対する物体の相対位置、相対速度等の検出等を精度よく行うことができない場合がある。また、物体検出手段としてカメラを用いる場合についても、比較的多くの物体が検出される状況では、撮像画像内で複数の物体が重なり合う可能性がある。そのため、撮像画像内の各物体に相当する範囲を特定する精度が低くなり、結果として、自車に対する物体の相対位置、相対速度等の検出を精度よく行うことができない場合がある。従って、物体検出手段により比較的多くの物体が検出される状況において、比較的早いタイミングで上記運転支援を開始する構成を採用すると、低い精度の情報(物体の相対位置、相対速度等)や物体の誤検出等により、不要な運転支援が高頻度で行われる可能性がある。
そこで、上記課題に鑑み、自車周辺の物体との衝突を回避する運転支援の比較的早いタイミングでの実行開始を実現しつつ、不要な運転支援の実行を抑制することが可能な衝突回避装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、一実施形態において、衝突回避装置は、
車両周辺の物体を検出する物体検出部と、
前記車両と前記物体の距離及び前記車両に対する前記物体の相対速度の少なくとも一つに基づき、前記車両と前記物体との衝突可能性の高低を判断する衝突可能性判断部と、
前記車両と前記物体の衝突を回避する運転支援を実行する運転支援実行部であって、前記衝突可能性が所定の第1レベル以上になると前記運転支援を開始する運転支援実行部を備え、
前記第1レベルは、
前記物体検出部により検出される前記物体の個数が所定数以下である場合、前記個数が前記所定数より多い場合よりも低く設定されることを特徴とする。
本実施の形態によれば、自車周辺の物体との衝突を回避する運転支援の比較的早いタイミングでの実行開始を実現しつつ、不要な運転支援の実行を抑制することが可能な衝突回避装置を提供することができる。
衝突回避装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。 衝突回避装置(PCS−ECU)による運転支援開始処理の一例を概念的示すメインフローチャートである。 図2に示す運転支援開始処理のサブフローチャートである。 図2に示す運転支援開始処理のサブフローチャートである。 衝突回避装置(PCS−ECU)による運転支援解除処理の一例を概念的に示すフローチャートである。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態に係る衝突回避装置1を含む車両100の構成の一例を示すブロック図である。以下、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」の方向に関する記載は、車両100の前、後、左、右、上及び下を意味するものとして使用する。
衝突回避装置1は、車両100の前方に位置する物体(先行車両、歩行者、路上固定物等)との衝突を回避する運転支援を実行する。運転支援の詳細については後述する。
なお、車両100は、エンジンのみを駆動力源とする車両や電動車両(ハイブリッド車、レンジエクステンダ車、モータのみを駆動力源とする電気自動車)等、任意の車両であってよい。
本実施形態に係る衝突回避装置1は、物体検出部10、車輪速センサ20、加速度センサ30、ヨーレートセンサ40、PCS(Pre−Crash Safety)−ECU(Electric Control Unit)50、警報ブザー60、メータ70、シートベルト80、ブレーキECU90、ブレーキアクチュエータ92等を含んで構成される。
物体検出部10は、車両100前方の物体(先行車両、歩行者、路上固定物等)を検出する物体検出手段であり、車両100前方に存在する複数の物体を検出可能に構成される。また、物体検出部10は、車両100に対する検出した物体(以下、「検出物体」と称する)の相対位置(以下、「検出物体の相対位置」と称する)及び相対速度(以下、「検出物体の相対速度」と称する)や検出物体の大きさ(左右方向の幅)等を検出可能に構成される。
なお、検出物体の相対位置には、例えば、車両100から検出物体までの距離(以下、単に「検出物体までの距離」と称する)や車両100から見た検出物体の方位(以下、単に「検出物体の方位」と称する)等が含まれる。
物体検出部10は、例えば、車両100前方に検出波(電波、レーザー、超音波等)を送信すると共に、かかる検出波に対応する反射波を受信することで、車両100前方の物体を検出する既知のレーダセンサ(ミリ波レーダ等)、ライダ(LIDAR:Light Detection and Ranging)センサ、超音波センサ等であってよい。以下、検出波の送信に基づき、車両100前方の物体を検出するレーダセンサ、ライダセンサ、超音波センサ等を、集合的に、「レーダセンサ等」と称する。また、物体検出部10は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)等の撮像素子を用いて車両100前方を撮像すると共に、撮像画像に対して所定の画像処理を行うことで、車両100前方の物体を検出する既知のカメラセンサであってもよい。また、物体検出部10は、レーダセンサ等とカメラセンサの双方を含む構成であってもよい。
なお、レーダセンサ等は、例えば、車両100のフロントバンパやフロントグリル内の左右方向における中央付近に搭載され、車両100前方に向かう所定軸(光軸)を中心に左右方向及び上下方向の所定角度範囲に向けて検出波を送信可能に構成される。また、カメラセンサは、例えば、車室内のフロントウィンドウ上部の左右方向における中央付近に搭載され、車両100前方に向かう所定の撮像方向を中心に左右方向及び上下方向の所定角度範囲を撮像可能に構成される。また、物体検出部10は、レーダセンサ等とカメラセンサの双方を含む構成の場合、両者の特性(強み)を考慮して、両者により検出される検出物体の相対位置及び相対速度や検出物体の大きさ等を統合(フュージョン)した情報を生成してよい。
物体検出部10は、検出物体の相対位置(検出物体までの距離、検出物体の方位等)及び相対速度や検出物体の大きさ(幅)等を含む検出物体に関する情報(検出物体情報)をPCS−ECU50に送信する。また、物体検出部10は、検出物体情報と併せて、検出している物体の個数(検出物体数N)をPCS−ECU50に送信する。
なお、物体検出部10は、1対1の通信線(じか線)や車載LAN等を通じてPCS−ECU50と通信可能に接続される。また、物体検出部10は、複数の検出物体が存在する場合、全ての検出物体に関する検出物体情報を送信してもよいし、車両100までの距離が最も近い検出物体(即ち、衝突回避の運転支援の対象として最も緊急度が高い検出物体)に関する検出物体情報を送信してもよい。
また、物体検出部10における機能の一部は、物体検出部10の外部(例えば、PCS−ECU50)により実行されてよい。例えば、物体検出部10は、物体の検出(レーダセンサ等による検出波の送信及び反射波の受信、カメラセンサによる車両100前方の撮像等)のみを実行し、検出物体の相対位置等の検出(算出)等の処理機能は、PCS−ECU50により実行されてもよい。
車輪速センサ20は、車両100の車速を検出する車速検出手段の一例である。車輪速センサ20は、車両100の各車輪に設けられ、各車輪の回転速度(車輪速)を検出すると共に、各車輪の車輪速に対応する信号(車輪速信号)を出力可能に構成される。車輪速センサ20は、じか線や車載LAN等を通じてPCS−ECU50と通信可能に接続され、出力される車輪速信号は、PCS−ECU50に送信される。
なお、PCS−ECU50は、車輪速信号に基づき、車両100の車速を取得することができる。例えば、PCS−ECU50は、車両100の従動輪(車両100を駆動する駆動輪以外の車輪)の車輪速信号から車両100の車速を算出することで、車両100の車速を取得することができる。
加速度センサ30は、車両100に作用する加速度を検出する既知の加速度検出手段であり、具体的には、車両100の前後方向の加速度Gx、左右方向の加速度Gy、上下方向の加速度Gzを検出可能な態様で車両100の重心位置付近に配置される。加速度センサ30は、じか線や車載LAN等を通じてPCS−ECU50と通信可能に接続され、加速度Gx、Gy、Gzに対応する信号(加速度信号)は、PCS−ECU50に送信される。
ヨーレートセンサ40は、車両100のヨーレート(車両100の重心点を通る上下方向の軸まわりの回転角速度)を検出する既知の角速度検出手段であり、具体的には、加速度センサ30と同様、車両100の重心位置付近に配置される。ヨーレートセンサ40は、じか線や車載LAN等を通じてPCS−ECU50と通信可能に接続され、ヨーレートに対応する信号(ヨーレート信号)は、PCS−ECU50に送信される。
なお、加速度センサ30及びヨーレートセンサ40は、同一の筐体に収容される一体型の加速度・ヨーレートセンサとして構成されてもよい。
PCS−ECU50は、衝突回避装置1における主たる制御処理を実行する電子制御ユニットである。PCS−ECU50は、例えば、マイクロコンピュータ等により構成され、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することで以下に示す各種制御処理を実行する。
なお、PCS−ECU50は、じか線や車載LAN等を通じて警報ブザー60、メータ70、シートベルト80(後述するプリテンショナー)、ブレーキECU90等と通信可能に接続される。
PCS−ECU50は、物体検出部10により車両100前方の物体が検出されている状況で、車両100が検出物体に衝突するまでの時間(予測時間)であるTTC(Time To Collision:衝突時間)を算出する(所定値に設定する場合を含む)。例えば、PCS−ECU50は、物体検出部10から受信する検出物体情報(検出物体までの距離D、検出物体の相対速度V)に基づき、TTC(=D/V)を算出する。また、PCS−ECU50は、車輪速センサ20、加速度センサ30、ヨーレートセンサ40から受信する信号(車輪速信号、加速度信号、ヨーレート信号)等に基づき、車両100の運動状態を考慮してTTCを算出してもよい。具体的には、車輪速信号に基づく車両100の車速が非常に低い場合、車両100と検出物体の衝突可能性は低いと判断して、TTCを、例えば、比較的大きい値に設定してよい。また、加速度信号に基づく車両100の前後方向の加減速度を利用することにより、TTC算出時点以降における車両100の加減速による検出物体との相対関係の変化を考慮してTTCを算出してよい。また、ヨーレート信号に基づく車両100の旋回半径等を利用することで、運転者の操舵操作により車両100と検出物体の衝突回避が可能か否かを判断した上で、TTCを算出してよい。また、PCS−ECU50は、検出物体情報の履歴(過去の検出物体の相対位置及び相対速度の時系列)を考慮してTTCを算出してもよい。具体的には、検出物体の相対位置の時系列により算出される過去における検出物体の移動軌跡から車両100が検出物体に衝突するまでの検出物体の移動軌跡を推測することにより、車両100と検出物体の衝突が発生するか否かを判断した上で、TTCを算出してよい。
なお、PCS−ECU50は、運転者の操舵操作により車両100と検出物体の衝突回避が可能である、或いは、推測される検出物体の移動軌跡から車両100と検出物体の衝突が発生しないと判断する場合、TTCを、例えば、比較的大きい値に設定するとよい。
また、PCS−ECU50は、算出したTTCに基づき、物体検出部10により検出されている物体と車両100との衝突回避に関する運転支援(警報、乗員拘束、自動制動)を順次実行する。以下、PCS−ECU50により実行される運転支援について説明する。
なお、以下に説明する運転支援のうち、警報及び自動制動は、車両100と検出物体の衝突を回避するための運転支援であり、乗員拘束は、自動制動に付随して実行される運転支援である。
まず、PCS−ECU50は、TTCに基づく所定のタイミング、即ち、TTCが所定閾値Ton_th1以下になった場合、車両100の運転者への警報を開始する。具体的には、警報ブザー60への作動信号の出力、及びメータ70への警報表示信号の出力を行う。これにより、警報ブザー60が吹鳴する共に、メータ70に車両100前方の物体との衝突の可能性がある旨の警告が表示されるため、車両100の運転者に物体との衝突の可能性があることを認識させることができる。
なお、PCS−ECU50は、警報ブザー60を直接制御する他のECUが存在する場合、当該他のECUに対して警報ブザー60の作動要求を出力してもよい。また、PCS−ECU50は、メータ70を直接制御する他のECU(例えば、メータECU)が存在する場合、当該メータECUに対して警報表示要求を出力してもよい。
続いて、PCS−ECU50は、TTCに基づく警報作動後の所定のタイミング、即ち、TTCが所定閾値Ton_th2(<Ton_th1)以下になった場合、シートベルト80により車両100の乗員を拘束させる(乗員拘束)。具体的には、シートベルト80(後述するプリテンショナー)への乗員拘束信号の出力を行う。これにより、プリテンショナーがシートベルト80のウェビングの弛みを巻き取るため、後述する自動制動により車両100が急減速した場合における車両100の乗員の移動を最小限に抑制することができる。
なお、PCS−ECU50は、シートベルト80(プリテンショナー)を直接制御する他のECU(例えば、エアバッグ等の制御を実行する乗員保護ECU)が存在する場合、当該乗員保護ECUに対してシートベルト80による乗員拘束要求を出力してもよい。また、乗員拘束は、自動制動に付随して実行される運転支援であるため、所定閾値Ton_th2と後述する自動制動が開始されるタイミングに対応する所定閾値Ton_th3は、非常に近い値に設定される。また、所定閾値Ton_th2は、後述する自動制動が開始されるタイミングで車両100の乗員拘束が完了するように、所定閾値Ton_th3との関係を考慮して適宜設定される。
続いて、PCS−ECU50は、TTCに基づく乗員拘束直後の所定タイミング、即ち、TTCが所定閾値Ton_th3(<Ton_th2)以下になった場合、自動的に車両100の制動力を発生させる(自動制動)。具体的には、ブレーキECU90に自動制動要求を出力することにより、ブレーキECU90がブレーキアクチュエータ92を制御して自動的に車両100の制動力を発生させる。自動制動の開始により車両100に発生する制動力は、例えば、自動制動開始から段階的に(例えば、2段階で)増加して、検出物体との衝突回避のための最大値に到達する。
PCS−ECU50による上記運転支援(警報、乗員拘束、自動制動)は、基本的に自動制動による車両100の停車まで継続される。但し、検出物体としての先行車両が加速や車線変更を行ったり、車両100が減速や車線変更を行ったり等することにより、車両100と検出物体の衝突回避が行われる場合等において、上記運転支援の実行は解除される。
即ち、PCS−ECU50は、警報開始後において、TTCが所定閾値Toff_th1(≧Ton_th1)以下でなくなった場合、警報の実行を解除する。具体的には、警報ブザー60への作動解除信号の出力、及びメータ70への警報表示解除信号の出力を行う。
また、PCS−ECU50は、自動制動開始後において、TTCが所定閾値Toff_th3(≧Ton_th3)以下でなくなった場合、自動制動及び乗員拘束を解除する。具体的には、ブレーキECU90への自動制動解除要求の出力、及びシートベルト80(プリテンショナー)への乗員拘束解除信号の出力を行う。
なお、PCS−ECU50は、物体検出部10により物体が検出されなくなった場合も、上記運転支援(警報、乗員拘束、自動制動)の実行を解除する。
警報ブザー60は、車両100の運転者に衝突する可能性がある旨の警報を実行する警報手段である。警報ブザー60は、PCS−ECU50から受信する作動信号に応じて作動し、所定のブザー音を吹鳴する。また、警報ブザー60は、作動中(吹鳴中)において、PCS−ECU50から作動解除信号を受信すると、作動を停止する(所定のブザー音の吹鳴を停止する)。
メータ70は、各種車両状態(車速、エンジン回転数、シフトレンジ等)や各種情報を表示することにより、車両100の運転者への通知を実行する通知手段(表示手段)である。メータ70は、PCS−ECU50からの警告表示信号に応じて、車両100前方の物体との衝突の可能性がある旨の警告(例えば、文字、記号、図形等、予め定められるインジケータ)を表示する。また、メータ70は、警告表示中において、PCS−ECU50から警告表示解除信号を受信すると、警告表示を停止する。
シートベルト80は、車両100の乗員を拘束する既知の乗員拘束手段であり、ウェビングの弛みを巻き取ると共に、弛みのない状態を一定時間保持可能なプリテンショナーを備える。例えば、プリテンショナーは、モータを含み、モータの作動によりウェビングの巻き取りが可能な構成を有する。シートベルト80(プリテンショナー)は、PCS−ECU50から乗員拘束信号を受信すると、ウェビングの弛みを巻き取り、ウェビングに所定のテンション(引張力)を作用させることで、車両100の乗員拘束を行う。また、シートベルト80(プリテンショナー)は、乗員拘束中において、PCS−ECU50から乗員拘束解除信号を受信すると、モータにより所定のテンションが作用する状態を解除して、車両100の乗員拘束を解除する。
なお、プリテンショナーは、パイロ機構(火薬の爆発力)によりウェビングやバックルを引き込むことで、車両100の乗員拘束を行ってもよい。かかる場合、PCS−ECU50による乗員拘束の解除は行われない。即ち、火薬の爆発力による作用が減衰することにより乗員拘束が次第に解除される。
ブレーキECU90は、車両100における制動制御を実行する(車両100のブレーキ装置の作動状態を制御する)電子制御ユニットである。ブレーキECU90は、例えば、車両100の各車輪に配置される油圧式ブレーキ装置を作動させるブレーキアクチュエータ92の制御を実行する。ブレーキECU90は、例えば、マイクロコンピュータ等により構成されてよく、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することにより各種制御処理を実行することができる。
なお、ブレーキECU90は、じか線等を通じてブレーキアクチュエータ92と通信可能に接続される。
ブレーキECU90は、通常、運転者によるブレーキ操作に応じて、ブレーキアクチュエータ92の出力(ホイルシリンダ圧)が決定されるような制御処理を実行してよい。例えば、ブレーキ操作に対応するマスタシリンダの圧力(マスタシリンダ圧)がブレーキアクチュエータの出力(ホイルシリンダ圧)となるようにしてよい。
また、ブレーキECU90は、PCS−ECU50から受信する自動制動要求に応じて、運転者のブレーキ操作に関係なく、自動的に車両100の制動力を発生させる制御処理(自動制動制御)を実行する。例えば、ブレーキECU90は、ブレーキアクチュエータ92を制御することで、マスタシリンダ圧とは無関係に所定の油圧を生成させると共に、当該油圧或いは当該油圧をマスタシリンダ圧に付加した油圧をホイルシリンダ圧として出力させる。具体的には、後述するブレーキアクチュエータ92に含まれる各種バルブやポンプ等を制御することで、所定の油圧を生成させると共に、当該油圧或いは当該油圧をマスタシリンダ圧に付加した油圧をホイルシリンダ圧として出力させる。また、車両100が電動車両の場合、PCS−ECU50からの自動制動要求に応じて、モータ出力(回生動作)が制御されることで、自動的に車両100の制動力を発生させてもよい。
なお、PCS−ECU50、ブレーキECU90は、上述した機能を実現可能であれば、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及びこれらの組み合わせにより構成されてよい。また、PCS−ECU50、ブレーキECU90の機能の一部又は全部は、他のECUにより実現されてもよい。例えば、ブレーキECU90の機能の一部又は全部は、PCS−ECU50により実現されてもよいし、PCS−ECU50の機能の一部又は全部は、ブレーキECU90により実現されてもよい。
ブレーキアクチュエータ92は、車両100におけるブレーキ装置(例えば、上述した油圧式ブレーキ装置)を作動させる出力を生成する手段である。ブレーキアクチュエータ92は、例えば、高油圧を生成するポンプ(当該ポンプを駆動するモータ含む)、各種バルブ、油圧回路等を含んでよく、運転者によるブレーキ操作(量)と無関係に出力を高めること(例えば、ホイルシリンダ圧の昇圧)が可能であれば、任意の構成であってよい。典型的には、マスタシリンダ以外の高油圧源(比較的高い油圧を生成するポンプやアキュムレータ)を備えていればよく、ECB(Electric Control Braking system)に代表されるようなブレーキバイワイヤシステムで使用される構成が採用されてもよい。
次に、本実施形態に係る衝突回避装置1による運転支援を開始する処理(運転支援開始処理)について詳しく説明する。
図2〜図4は、本実施形態に係る衝突回避装置1による運転支援開始処理の一例を概念的に示すフローチャートである。図2は、本実施形態に係る衝突回避装置1による運転支援開始処理の一例を概念的に示すメインフローチャートである。図3は、図2に示す運転支援開始処理のサブフローチャートであり、具体的には、後述する図2のメインフローチャートにおけるステップS200の処理を詳細に示すサブフローチャートである。図4は、図2に示す運転支援開始処理のサブフローチャートであり、具体的には、後述する図2のメインフローチャートにおけるステップS300の処理を詳細に示すサブフローチャートである。
なお、図2に示すメインフローチャートは、物体検出部10により車両100前方の物体が検出された場合に実行開始されると共に、物体が継続して検出される期間において、繰り返し実行される。また、後述するステップS300の処理は、各運転支援(警報、乗員拘束、自動制動)のうち、未開始の運転支援を対象として実行され、当該メインフローチャートは、ステップS300の処理により全ての運転支援が開始されると終了する。また、当該メインフローチャートの実行中において、衝突が検出された場合、PCS−ECU50は、当該メインフローチャートを終了させると共に、車両100が停車するまで自動的に車両100の制動力を発生させる状態を継続させる。
ステップS100にて、PCS−ECU50は、物体検出部10から受信する検出物体情報に基づき、TTCを算出する。
ステップS200にて、PCS−ECU50は、物体検出部10から受信する検出物体数Nに応じて、各運転支援(警報、乗員拘束、自動制動)の開始タイミングを設定する。即ち、上述した所定閾値Ton_th1、Ton_th2、Ton_th3を設定する。
なお、ステップS200の処理は、ステップS100の処理と並行して実行されてもよいし、ステップS100と順番を入れ替えて実行されてもよい。
ここで、ステップS200の処理の詳細について、図3を用いて説明する。
ステップS201にて、PCS−ECU50は、物体検出部10から受信する検出物体数Nが所定数Nth以下であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、検出物体数Nが所定数Nth以下でない場合、ステップS202に進み、検出物体数Nが所定数Nth以下である場合、ステップS203に進む。
なお、所定数Nthは、1以上の整数であり、例えば、1である。以下、Nthが1である前提で説明を行う。
ステップS202にて、PCS−ECU50は、所定閾値Ton_th1、Ton_th2、Ton_th3を、それぞれ、所定値T11、T21、T31に設定する。
なお、所定値T11、T21、T31の大小関係は、T11>T21>T31>0である。また、所定値T11、T31は、各運転支援(警報、自動制動)を実行しないと仮定した場合において、車両100と検出物体の衝突が不可避であると判断可能なTTCに対応する値であり、例えば、実験やコンピュータシミュレーションにより適宜設定される。
一方、ステップS203にて、PCS−ECU50は、所定閾値Ton_th1、Ton_th2、Ton_th3を、それぞれ、所定値T12(>T11)、T22(>T21)、T32(>T31)に設定する。
なお、所定値T12、T22、T32の大小関係は、T12>T22>T32>0である。また、所定値T12、T32は、各運転支援(警報、自動制動)を実行しないと仮定した場合において、車両100と検出物体の衝突可能性が高いと判断可能なTTCに対応する値であり、例えば、実験やコンピュータシミュレーションにより適宜設定される。
即ち、PCS−ECU50は、検出物体数Nが1個の場合、検出物体数が1個より多い場合よりも車両100と検出物体の衝突が予測される時点に対する各運転支援の開始タイミングを早める処理を実行する。
図2に戻り、ステップS300にて、PCS−ECU50は、ステップS200で設定した所定閾値Ton_th1、Ton_th2、Ton_th3を用いて、各運転支援を開始するか否かを判定する。
ここで、ステップS300の処理の詳細について、図4(図4(a)〜(c))を用いて説明する。
図4(a)〜(c)は、それぞれ、警報、乗員拘束、自動制動を開始するか否かを判定する処理の一例を概念的に示すサブフローチャートである。
まず、図4(a)を用いて、警報を開始するか否かを判定する処理について説明する。
ステップS311にて、PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Ton_th1以下であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Ton_th1以下である場合、ステップS312に進み、TTCが所定閾値Ton_th1以下でない場合、今回の処理を終了する。
ステップS312にて、PCS−ECU50は、車両100の運転者への警報を開始する処理を行う、即ち、警報ブザー60への作動信号の出力、及びメータ70への警報表示信号の出力を行う。
続いて、図4(b)を用いて、乗員拘束を開始するか否かを判定する処理について説明する。
ステップS321にて、PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Ton_th2以下であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Ton_th2以下である場合、ステップS322に進み、TTCが所定閾値Ton_th2以下でない場合、今回の処理を終了する。
ステップS322にて、PCS−ECU50は、乗員拘束を開始する処理を行う、即ち、シートベルト80(プリテンショナー)への乗員拘束信号の出力を行う。
続いて、図4(c)を用いて、自動制動を開始するか否かを判定する処理について説明する。
ステップS331にて、PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Ton_th3以下であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Ton_th3以下である場合、ステップS332に進み、TTCが所定閾値Ton_th3以下でない場合、今回の処理を終了する。
ステップS332にて、PCS−ECU50は、自動制動を開始する処理を行う、即ち、ブレーキECU90に自動制動要求の出力を行う。
次に、本実施形態に係る衝突回避装置1による運転支援の実行を解除する処理(運転支援解除処理)について詳しく説明する。
図5は、本実施形態に係る衝突回避装置1による運転支援解除処理の一例を概念的に示すフローチャートであり、図5(a)は、警報を解除する処理の一例を表し、図5(b)は、自動制動及び乗員拘束を解除する処理を表す。
なお、図5(a)に示すフローチャートは、図4(a)におけるステップS312の処理により、車両100の運転者への警報が開始されると、実行開始されると共に、警報が継続する期間において、例えば、所定時間毎に繰り返し実行される。また、図5(b)に示すフローチャートは、図4(c)におけるステップS332の処理により、自動制動が開始されると、実行開始されると共に、自動制動が継続する期間において、例えば、所定時間毎に繰り返し実行される。また、図5(a)、(b)に示すフローチャートの実行中において、衝突が検出された場合、PCS−ECU50は、各フローチャートを終了させると共に、車両100が停車するまで自動的に車両100の制動力を発生させる状態を継続させる。
まず、図5(a)を用いて、警報を解除する処理について説明する。
ステップS411にて、PCS−ECU50は、物体検出部10により車両100前方の物体が検出されなくなったか否か、即ち、物体検出部10から受信する検出物体数Nが0であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、検出物体数Nが0でない場合、ステップS412に進み、検出物体数Nが0である場合、ステップS415に進む。
ステップS412にて、PCS−ECU50は、物体検出部10から受信する検出物体情報に基づき、TTCを算出する。
ステップS413にて、PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Toff_th1以下であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Toff_th1以下である場合、ステップS414に進み、TTCが所定閾値Toff_th1以下でない場合、ステップS415に進む。
ステップS414にて、PCS−ECU50は、車輪速センサ20から受信する車輪速信号に基づき、車両100が停車したか否かを判定する。PCS−ECU50は、車両100が停車している場合、ステップS415に進み、車両100が停車していない場合、今回の処理を終了する。
ステップS415にて、PCS−ECU50は、車両100の運転者への警報を解除する処理を行う、即ち、警報ブザー60への作動解除信号の出力、及びメータ70への警告表示解除信号の出力を行う。
続いて、図5(b)を用いて、自動制動及び乗員拘束を解除する処理について説明する。
ステップS421にて、PCS−ECU50は、物体検出部10により車両100前方の物体が検出されなくなったか否か、即ち、物体検出部10から受信する検出物体数Nが0であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、検出物体数Nが0でない場合、ステップS422に進み、検出物体数Nが0である場合、ステップS425に進む。
ステップS422にて、PCS−ECU50は、物体検出部10から受信する検出物体情報に基づき、TTCを算出する。
ステップS423にて、PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Toff_th3以下であるか否かを判定する。PCS−ECU50は、TTCが所定閾値Toff_th3以下である場合、ステップS424に進み、TTCが所定閾値Toff_th3以下でない場合、ステップS425に進む。
ステップS424にて、PCS−ECU50は、車輪速センサ20から受信する車輪速信号に基づき、車両100が停車したか否かを判定する。PCS−ECU50は、車両100が停車している場合、ステップS425に進み、車両100が停車していない場合、今回の処理を終了する。
ステップS425にて、PCS−ECU50は、自動制動及び乗員拘束を解除する処理を行う、即ち、シートベルト80(プリテンショナー)への乗員拘束解除信号の出力、及びブレーキECU90への自動制動解除要求の出力を行う。
なお、PCS−ECU50は、自動制動により車両100が停車した場合、運転者によるブレーキ操作に関わらず、車両100の停車状態を維持する制動力を保持する処理を実行する(ブレーキ保持)。具体的には、自動制動により車両100が停車すると、PCS−ECU50は、ブレーキ保持要求をブレーキECU90に送信する。これにより、ブレーキECU90からの制御指令に応じてブレーキアクチュエータ92が作動し、車両100の停車状態を維持する制動力が発生する。
次に、本実施形態に係る衝突回避装置1による作用について説明する。
上述したように、本実施形態に係る衝突回避装置1は、物体検出部10により検出されている物体の個数が1個の場合、検出されている物体が1個より多い場合よりも各運転支援(警報、自動制動)の開始タイミングを早める。具体的には、物体検出部10により検出されている物体の個数が1個の場合、検出されている物体が1個より多い場合よりも各運転支援の開始タイミングに対応する所定閾値Ton_th1、Ton_th3を大きい値に設定する。これにより、車両100前方の物体との衝突を回避する運転支援の比較的早いタイミングでの実行開始を実現しつつ、不要な運転支援の実行を抑制することができる。
具体的に説明すると、物体検出部10により検出される物体数(検出物体数N)が比較的多くなると、物体検出部10から出力される検出物体情報(検出物体の相対位置、相対速度等)の精度や物体検出部10による物体の検出自体の精度が低下する傾向にある。例えば、レーダセンサ等の場合、複数の物体からの反射波は重なり合う可能性があるため、精度よく各物体からの反射波を分離して、物体の検出を行ったり、検出物体の位置等の検出(算出)を行ったりすることが難しくなる傾向にある。また、カメラセンサの場合、複数の物体は撮像画像内で重なり合う可能性があるため、撮像画像内における各物体に相当する範囲を精度よく特定することが難しくなる傾向にあり、結果として、精度よく各物体の相対位置等を検出することができないおそれがある。そのため、各運転支援の開始タイミングを一律に比較的早める設定にすると、物体検出部10により検出される物体数が比較的多い場合における精度の低い検出物体情報に起因して、不要な運転支援が高頻度で実行されてしまうおそれがある。
そこで、検出物体数Nが所定数Nth以下でない場合は、各運転支援を実行しないと仮定すると、検出物体との衝突が不可避であると判断可能なタイミングで各運転支援を開始させる。これにより、検出物体との衝突回避を実現しつつ、不要な運転支援が実行される可能性を抑制することができる。
一方、物体検出部10により検出される物体数(検出物体数N)が比較的少なくなると、物体検出部10から出力される検出物体情報や物体検出部10による物体の検出自体の精度は高くなる傾向にある。そのため、不要な運転支援が実行される可能性は低くなる。
そこで、検出物体数Nが所定数Nth以下である場合は、各運転支援を実行しないと仮定すると、検出物体との衝突可能性が高いと判断可能なタイミングで各運転支援を開始させる。これにより、比較的余裕を持って各運転支援を開始させることができるため、より確実に車両100と検出物体との衝突を回避することが可能となる。
このように、本実施形態に係る衝突回避装置1は、車両100前方の物体との衝突を回避する運転支援の比較的早いタイミングでの実行開始を実現しつつ、不要な運転支援の実行を抑制することができる。
特に、検出物体数Nが1個の場合、他の検出物体の影響を受けることがないため、物体を検出したり検出物体の相対位置等を検出(算出)したりする際のノイズ要素が低減され、検出物体情報の精度が非常に高まる。そのため、所定数Nthを1に設定することにより、車両100前方の物体との衝突を回避する運転支援の比較的早いタイミングでの実行開始を実現しつつ、他の検出物体の影響で運転支援が不要に実行される事態を回避することができる。
なお、所定数Nthは、上述したとおり、1以上の整数であり、2以上の整数に設定されてもよい。例えば、物体検出部10による物体の検出や物体の相対位置等の検出の精度に関する許容レベルを規定した上で、物体検出部10として採用するセンサの精度特性が3個の物体が検出される状況でも許容レベルに到達可能である場合には、所定数Nth=3としてよい。
また、各運転支援を開始するタイミングは、2段階以上の多段階で設定されてもよい。即ち、上述したとおり、物体検出部10により検出される物体数(検出物体数N)が比較的少なくなると、物体検出部10から出力される検出物体情報や物体検出部10による物体の検出自体の精度は高くなる傾向にある。そのため、各運転支援を開始するタイミングは、検出物体数Nが少なくなるにつれて、段階的に早まるように設定されてもよい。例えば、所定閾値Ton_th1、Ton_th3は、検出物体数Nが5以上→4→3→2→1と減少するにつれて、段階的に大きくなるように設定されてもよい。
[第2の実施形態]
次いで、第2の実施形態について説明をする。
本実施形態に係る衝突回避装置1は、検出物体数Nに応じて、警報のみ開始タイミングを変更する。即ち、本実施形態に係る衝突回避装置1は、検出物体数Nが所定数Nth以下である場合、検出物体数が所定数Nthを超える場合よりも警報の開始タイミングを早め、自動制動(乗員拘束)の開始タイミングは変更しない点において、第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
上述した図2のステップS200にて、PCS−ECU50は、第1の実施形態で説明した処理に代わりに、検出物体数Nに応じて警報の開始タイミングのみ、即ち、所定閾値Ton_th1のみを設定(変更)する処理を実行する。具体的には、検出物体数Nが所定数Nth以下でない場合(上述した図3のステップS201のN)、図3のステップS202にて、第1の実施形態で説明した処理に代えて、所定閾値Ton_th1のみを所定値T11に設定する。また、所定数Nth以下である場合(図3のステップS201のY)、図3のステップS203にて、第1の実施形態で説明した処理に代えて、所定閾値Ton_th1のみを所定値T12に設定する。
一方、乗員拘束及び自動制動の開始タイミングに対応する所定閾値Ton_th2、Ton_th3は、検出物体数Nに関わらず、固定値に設定される。即ち、所定閾値Ton_th2、所定閾値Ton_th3は、それぞれ、自動制動を実行しないと仮定した場合に検出物体との衝突が不可避であると判断可能なTTCに対応する所定値T21、T31に固定される。
このように、本実施形態では、検出物体数Nが所定数Nth以下である場合、各運転支援のうち警報の開始タイミングのみ、検出物体数Nが所定数Nthを超える場合よりも早める。これにより、比較的早いタイミングで警報を作動させることによる確実な衝突回避の実現を図りつつ、自動制動の不要な実行を更に抑制することができる。
具体的に説明すると、上述したとおり、検出物体数Nが比較的少なくなると、物体検出部10から出力される検出物体情報や物体検出部10による物体の検出自体の精度は高くなる傾向にある。しかしながら、例えば、レーダセンサを用いる場合、検出物体数NがNth以下であったとしても、反射波の強度が比較的高い道路上のマンホールの蓋等を誤って衝突回避対象の物体として検出してしまうような状況を完全に排除することはできない。即ち、検出物体数N以外の要素により、各運転支援が不要に実行される可能性がある。
ここで、警報は、音や表示等により運転者に衝突が発生する可能性がある旨を通知する運転支援であるため、不要に実行されることにより運転者が煩わしさを感じるようなことはあっても、後方車両等に影響を及ぼすことはない。一方、自動制動は、自動的に車両100の制動力を発生させる運転支援であるため、不要に実行されることにより車両100の運転者が煩わしさ等を感じると共に、後方車両等の運転者が不要な(車線変更のための)操舵操作やブレーキ操作を強いられることになる。そのため、自動制動の不要な実行は、警報の場合よりも更に抑制されることが望ましい。
そこで、本実施形態では、検出物体数Nが所定数Nth以下である場合、各運転支援のうち警報の開始タイミングのみ、検出物体数Nが所定数Nthを超える場合よりも早める。一方、各運転支援のうち自動制動及び自動制動に付随する乗員拘束の開始タイミングは、検出物体数Nに関わらず、自動制動を実行しないと仮定した場合に検出物体との衝突が不可避であると判断可能なタイミングに固定する。
なお、第1の実施形態と同様、警報を開始するタイミングは、検出物体数Nが少なくなるにつれて、段階的に早まるように設定されてもよい。
[第3の実施形態]
次いで、第3の実施形態について説明する。
本実施形態に係る衝突回避装置1は、検出物体数Nに加えて、検出物体が静止しているか否かに応じて、各運転支援の開始タイミングを早める点において、第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
上述した図2のステップS200にて、PCS−ECU50は、第1の実施形態で説明した処理の代わりに、検出物体数N及び検出物体が静止しているか否かに応じて、各運転支援の開始タイミング、即ち、所定閾値Ton_th1〜Ton_th3を設定(変更)する処理を実行する。具体的には、上述した図3のステップS201にて、第1の実施形態で説明した処理の代わりに、検出物体数Nが所定数Nth以下であり且つ衝突回避の対象である検出物体が静止しているか否かを判定する。PCS−ECU50は、検出物体数Nが所定数Nth以下でない場合、或いは検出物体が静止していない場合、所定閾値Ton_th1、Ton_th2、Ton_th3を、それぞれ、所定値T11、T21、T31に設定する(図3のステップS202)。また、PCS−ECU50は、検出物体数Nが所定数Nth以下であり、且つ検出物体が静止している場合、所定閾値Ton_th1、Ton_th2、Ton_th3を、それぞれ、所定値T12、T22、T32に設定する(図3のステップS203)。
なお、PCS−ECU50は、検出物体情報に含まれる検出物体の相対速度に基づき、検出物体が静止しているか、移動しているかを判断することができる。
このように、本実施形態では、検出物体数Nが所定数Nth以下であり、且つ衝突回避の対象である検出物体が静止している場合に、そうでない場合よりも各運転支援(警報、乗員拘束、自動制動)の開始タイミングを早める。これにより、車両100前方の物体との衝突を回避する運転支援の比較的早いタイミングでの実行開始を実現しつつ、不要な運転支援の実行を更に抑制することができる。
具体的に説明すると、例えば、検出物体が移動している先行車両である場合、先行車両は、加減速や左右方向の移動(車線変更)等が可能であるため、車両100との相対関係(相対位置、相対速度)が時々刻々と変化する。即ち、各運転支援の開始後、先行車両の加速や車線変更等により衝突回避が図られる可能性がある。そのため、運転支援の開始タイミングを一律に早めてしまうと、運転支援開始後に先行車両が加速や車線変更等を行い衝突回避が図られる頻度が増えてしまう、即ち、実質的に不要な運転支援が高頻度で実行されるおそれがある。
そこで、本実施形態では、各運転支援の開始タイミングを早めるための条件として、検出物体数Nが所定数Nth以下であることに加えて、検出物体が静止していることを課している。これにより、かかる不都合を抑制することができる。
なお、第1の実施形態と同様、各運転支援を開始するタイミングは、検出物体数Nが少なくなるにつれて、段階的に早まるように設定されてもよい。
また、第2の実施形態と同様、検出物体数Nが所定数Nth以下であり、且つ衝突回避の対象である検出物体が静止している場合に、各運転支援のうち警報の開始タイミングのみ、そうでない場合よりも早めるようにしてもよい。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、車両前方に位置する物体を検出して、かかる検出物体と車両との衝突を回避する運転支援(警報、自動制動等)を行うことを前提に、特徴的な技術内容を開示するが、かかる構成には限定されない。即ち、車両から見た方向に関わらず、車両周辺に位置する物体を検出して、かかる検出物体と車両との衝突を回避する運転支援を行う場合に関しても、上述した実施形態に開示される技術内容が適用されうる。例えば、車両後方から接近する後方車両との衝突を回避する運転支援(例えば、FHL等)に関して、上述した実施形態に開示する技術内容が適用されてもよい。即ち、検出物体数等に応じて、FHLの開始タイミングを早くしてもよい。また、車両が後方に進行する場合における進行方向(車両後方)に位置する検出物体との衝突を回避する運転支援(例えば、警報、自動制動等)に関して、上述した実施形態に開示する技術内容が適用されてもよい。即ち、車両が後方に進行する場合に、車両後方の検出物体数等に応じて、車両後方の検出物体との衝突を回避する運転支援の開始タイミングを早くしてもよい。
なお、FHL(Flashing Hazard Lamp)は、車両後方から接近する後方車両と衝突する可能性がある程度高まる(例えば、TTCが所定閾値以下になる)と、車両後部に設けられるハザードランプを点滅させる運転支援である。これにより、後方車両の運転者に衝突回避のための運転操作(ブレーキ操作や操舵操作)を促して、車両100と後方車両との衝突回避を図ることができる。
また、上述した実施形態では、車両周辺の検出物体と衝突する可能性の高低を判断する指標として、TTCを用いるが、かかる構成には限定されない。即ち、検出物体までの距離、検出物体の相対速度等に基づき、車両と検出物体の衝突可能性を判断し、かかる衝突可能性が所定のレベル以上になると、衝突回避のための運転支援(警報、自動制動、FHL等)を開始する構成であってよい。例えば、検出物体までの距離を衝突可能性の高低を判断する指標とし、検出物体までの距離が所定閾値以下になると、衝突回避のための運転支援(警報、自動制動、FHL等)を開始する構成であってもよい。また、検出物体までの距離と検出物体の相対速度から算出される衝突回避のための必要減速度を衝突可能性の高低を判断する指標とし、かかる必要減速度が所定閾値以上になると、衝突回避のための運転支援を開始する構成であってもよい。
1 衝突回避装置
10 物体検出部
20 車輪速センサ
30 加速度センサ
40 ヨーレートセンサ
50 PCS−ECU(衝突可能性判断部、運転支援実行部)
60 警報ブザー
70 メータ
80 シートベルト
90 ブレーキECU
92 ブレーキアクチュエータ
100 車両

Claims (5)

  1. 車両周辺の物体を検出する物体検出部と、
    前記車両と前記物体の距離及び前記車両に対する前記物体の相対速度の少なくとも一つに基づき、前記車両と前記物体との衝突可能性の高低を判断する衝突可能性判断部と、
    前記車両と前記物体の衝突を回避する運転支援を実行する運転支援実行部であって、前記衝突可能性が所定の第1レベル以上になると前記運転支援を開始する運転支援実行部を備え、
    前記第1レベルは、
    前記物体検出部により検出される前記物体の個数が所定数以下である場合、前記個数が前記所定数より多い場合よりも低く設定されることを特徴とする、
    衝突回避装置。
  2. 前記所定数は、1であることを特徴とする、
    請求項1に記載の衝突回避装置。
  3. 前記運転支援は、
    前記車両の進行方向に位置する前記物体と衝突する可能性がある旨を運転者に通知する警報、及び自動的に前記車両の制動力を発生させる自動制動を含み、
    前記運転支援実行部は、
    前記衝突可能性が前記第1レベル以上になると前記警報を開始し、前記衝突可能性が前記第1レベルより高い第2レベル以上になると前記自動制動を開始し、
    前記第2レベルは、
    前記個数が前記所定数以下である場合、前記個数が前記所定数より多い場合よりも低く設定されることを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の衝突回避装置。
  4. 前記運転支援は、
    前記車両の進行方向に位置する前記物体と衝突する可能性がある旨を運転者に通知する警報であり、
    前記運転支援実行部は、
    前記衝突可能性が前記第1レベルより高く且つ固定される第2レベル以上になると、自動的に前記車両の制動力を発生させることを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の衝突回避装置。
  5. 前記第1レベルは、
    前記個数が前記所定数以下であり且つ前記物体が静止している場合、前記個数が前記所定数より多い場合又は前記物体が移動している場合よりも低く設定されることを特徴とする、
    請求項1乃至4の何れか一項に記載の衝突回避装置。
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