JP2016175572A - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動緊急ブレーキ作動時の車両挙動とドライバのアクセル操作の意図を正確に把握し、自動緊急ブレーキの誤解除を確実に防止する。【解決手段】自車両ジャーク算出部１２でプリクラッシュブレーキ作動時の自車両の加速度のジャークを算出し、アクセルオーバーライド閾値設定部１３で自車両のジャークに基づいてアクセルオーバーライド閾値ＡＣthを設定する。そして、アクセル操作変化量算出部１４でアクセル開度変化量ΔＡＣを算出し、アクセルオーバーライド判定部１５でアクセル開度変化量ΔＡＣとアクセルオーバーライド閾値ＡＣthとを比較する。ΔＡＣ＞ＡＣthの場合、ドライバが意図的にアクセルを操作したと判断してブレーキ解除を指示し、ΔＡＣ＜ＡＣthの場合には、ドライバの意図によるものではないと判断し、プリクラッシュブレーキを保持する。【選択図】図１

Description

本発明は、自車両と障害物との衝突を回避若しくは衝突被害を軽減するための自動緊急ブレーキを備えた車両の運転支援装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、ドライバが先行車両の減速や障害物の出現を認知できずに適切に減速行動を開始できない場合等に、車両の制御システムが自動的にブレーキを掛けることにより、障害物との衝突を回避若しくは衝突被害を軽減する自動緊急ブレーキシステムが実用化されている。

この自動緊急ブレーキは、ドライバが一定量以上アクセルを踏み込んだり、ハンドルを一定角度以上操舵すると、ドライバが加速や発進、或いは回避操作を行ったと判断されて解除される。しかしながら、ブレーキの解除に際しては、ドライバの誤操作か回避操作かを適正に判断し、誤解除を防止する必要がある。

このため、特許文献１には、車速が第１閾値未満かつアクセル開度が第２閾値より大きい場合にエンジン出力を制限するアクセル誤操作抑制手段と、車速が第３閾値以上の場合にブレーキペダルの踏み込みがなくても車両を制動し、アクセル開度が第４閾値以上になるか又は車両停止後から所定時間が経過すると車両の制動を解除する車両制動手段とを備え、アクセル誤操作抑制手段がエンジン出力を制限している間、又はアクセル誤操作抑制手段がいったん作動し連続して車両制動に移行した場合は、車両の制動の解除を禁止する技術が提案されている。

特開２０１３−１２９２２８号公報

特許文献１に開示の技術は、アクセル誤踏み制御が作動中又はアクセル誤踏み制御の作動が必要な場面では、プリクラッシュブレーキ制御を停止させないようにするものであるが、プリクラッシュブレーキ作動時の車両挙動の影響については考慮されていない。

すなわち、プリクラッシュ作動によって車両に減速度が発生すると、この減速度の影響によってドライバが前方に倒れるような姿勢となる場合がある。このような場合、ドライバが意図しないにも拘わらずアクセルが踏み込まれてしまい、ドライバの意図によるブレーキ解除と誤判定されてブレーキが誤解除される虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自動緊急ブレーキ作動時の車両挙動とドライバのアクセル操作の意図を正確に把握し、自動緊急ブレーキの誤解除を確実に防止することのできる車両の運転支援装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様による車両の運転支援装置は、自車両と障害物との衝突を回避若しくは衝突被害を軽減するための自動緊急ブレーキを備えた車両の運転支援装置において、前記自動緊急ブレーキの作動時に発生する自車両のジャークを算出するジャーク算出部と、前記ジャーク算出部で算出した自車両のジャークに基づいて、前記自動緊急ブレーキの解除を判定するための閾値を設定する閾値設定部と、ドライバによるアクセル操作の変化量を算出するアクセル操作変化量算出部と、前記アクセル操作変化量算出部で算出したアクセル操作の変化量と前記閾値設定部で設定した閾値とを比較して、前記自動緊急ブレーキを解除するか否かを判定する判定部とを備えたものである。

本発明によれば、自動緊急ブレーキ作動時の車両挙動とドライバのアクセル操作の意図を正確に把握し、自動緊急ブレーキの誤解除を確実に防止することができる。

車両の運転支援装置の構成図 アクセルオーバーライド閾値の特性例を示す説明図 アクセルオーバーライド閾値設定処理を示すフローチャート アクセルオーバーライド判定処理のフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１は車両の運転支援装置であり、ドライバの運転操作に対して、自車両の外部環境の認識結果に基づく自動運転を含む運転支援制御を実行する。この運転支援装置１は、走行制御ユニット１０を中心として、外部環境認識ユニット２０、エンジン制御ユニット３０、ブレーキ制御ユニット４０、ステアリング制御ユニット５０、警報制御ユニット６０等が車載ネットワーク１００に接続されて構成されている。

外部環境認識ユニット２０は、本実施の形態においては、車両の外部環境を撮影した画像を処理して外部環境を認識するカメラユニット２０Ａを主として構成され、その他、車両の周辺に存在する立体物からの反射波を受信するレーダ装置（レーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ等：図示せず）、ナビゲーション装置等の自車位置検出装置、路車間通信や車車間通信による道路交通情報通信装置を併用している。以下では、外部環境認識ユニット２０をカメラユニット２０Ａで代表して説明する。

カメラユニット２０Ａは、本実施の形態においては、ステレオカメラ２１と、画像処理部２２とを一体化して構成されている。ステレオカメラ２１は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いた左右１組のカメラで構成されている。これら１組のカメラは、例えば車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、撮像画像を画像処理部２２に出力する。

画像処理部２２は、左右１組のステレオカメラ２１で撮像した自車両前方の左右一対の画像に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。そして、この距離情報に基づいて自車両前方の立体物、道路の白線、ガードレール等の外部環境を認識し、これらの認識情報等に基づいて自車走行路を推定する。さらに、画像処理部２２は、認識した立体物のデータ等に基づいて自車走行路上の先行車を検出し、自車両と先行車との車間距離、自車両に対する先行車の車速（相対速度）、先行車の加速度（減速度）等を演算し、先行車情報として走行制御ユニット１０へ出力する。

エンジン制御ユニット３０は、車両のエンジン（図示せず）の運転状態を制御する周知の制御装置であり、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、空燃比、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の開度制御等の主要な制御を行う。

ブレーキ制御ユニット４０は、例えば、ブレーキスイッチ、４輪の車輪速、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、４輪のブレーキ装置（図示せず）をドライバのブレーキ操作とは独立して制御可能で、周知のアンチロック・ブレーキ・システム（Antilock Brake System）や、横すべり防止制御等の車両に付加するヨーモーメントを制御するヨーモーメント制御、及び、ヨーブレーキ制御を行う周知の制御装置である。そして、ブレーキ制御ユニット４０は、走行制御ユニット１０から、各輪のブレーキ力が入力された場合には、該ブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出し、ブレーキ駆動部（図示せず）を作動させる。

ステアリング制御ユニット５０は、例えば、車速、ドライバの操舵トルク、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ（図示せず）によるアシストトルクを制御する、周知の制御装置である。また、ステアリング制御ユニット５０は、上述の走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御が可能となっており、これらレーンキープ制御、車線逸脱防止制御に必要な操舵角、或いは、操舵トルクが、走行制御ユニット１０により算出されてステアリング制御ユニット５０に入力され、入力された制御量に応じて電動パワーステアリングモータが駆動制御される。

警報制御ユニット６０は、車両の様々な装置に異常が生じた場合、警報を適宜発生する装置であり、例えば、モニタ、ディスプレイ、アラームランプ等の視覚的な出力と、スピーカ・ブザー等の聴覚的な出力との少なくとも一方を用いて、警告・報知を行う。また、ドライバのオーバーライド操作による運転支援制御の休止時には、現在の運転状態をドライバに報知する。

以上の運転支援装置１の中心となる走行制御ユニット１０は、各ユニット２０，３０，４０，５０からの情報や各種センサ類で検出した自車両の運転状態情報に基づいて、追従走行を含む定速走行制御、レーンキープ制御、車線逸脱防止制御等の走行制御を行う。また、走行制御ユニット１０は、ドライバ操作による運転中にドライバが先行車両の減速や障害物の出現を認知できずに適切に減速行動を開始できないと判断した場合、或いは自動運転を含む運転支援制御中に自車両前方に衝突危険性のある障害物を認識した場合、強制的にブレーキをかけて衝突を回避若しくは衝突被害を軽減するための自動緊急ブレーキ（プリクラッシュブレーキ）を作動させる。

このプリクラッシュブレーキは、ドライバが意図してブレーキを解除させたい場合には、ドライバがステアリングやアクセルの所定の操作を行うことで解除することができる。この場合、プリクラッシュブレーキはアクセルを踏んだ状態で作動する状況が多いことから、ブレーキの減速度によってドライバが意図しないにも拘わらずアクセルが更に踏み込まれてしまう場合がある。このような場合、ドライバが発進や加速を意図してアクセルを踏み込むオーバーライド操作がなされたと誤判定されてしまい、ブレーキが誤解除される虞がある。

このため、走行制御ユニット１０は、プリクラッシュブレーキ作動後のアクセル操作による解除判定に際して、プリクラッシュブレーキ作動時の車両挙動とドライバの意図を反映させ、ドライバの意図に反してブレーキが解除されることを防止するようにしている。このようなプリクラッシュブレーキに係る機能部として、走行制御ユニット１０は、プリクラッシュブレーキ制御部１１、自車両ジャーク算出部１２、アクセルオーバーライド閾値設定部１３、アクセル操作変化量算出部１４、アクセルオーバーライド判定部１５を備えている。

プリクラッシュブレーキ制御部１１は、カメラユニット２０Ａで認識した対象物（障害物）と自車両との衝突危険性を予測して、ブレーキ制御ユニット４０を介してプリクラッシュブレーキの作動を制御する。具体的には、障害物と自車両との距離及び相対速度に基づいて、障害物が自車両の進路と交差するまでの時間（衝突余裕時間）を算出し、この衝突余裕時間を閾値と比較してプリクラッシュブレーキの作動を判断する。

本実施の形態においては、プリクラッシュブレーキ作動の閾値は２段階に設定される。第１段階の第１の閾値はドライバの回避行動が可能な時間として設定され、衝突余裕時間が第１の閾値以下になったとき、比較的減速度の小さい弱めのプリクラッシュブレーキ（一次ブレーキ）が作動する。また、第２段階の第２の閾値は、このまま走行すれば回避行動が間に合わずに対象に衝突すると判断される時間であり、衝突余裕時間が第２の閾値以下になったとき、減速度が大きい強めのプリクラッシュブレーキ（二次ブレーキ）が作動する。

自車両ジャーク算出部１２は、プリクラッシュブレーキ作動時の自車両の加速度の時間変化量（ジャーク）Ｂjkを、加速度センサ（Ｇセンサ）２の出力を時間微分して算出する。プリクラッシュブレーキ作動時のジャークは、減速度が大きく変化する一次ブレーキ及び二次ブレーキの開始時には高くなり、二次ブレーキの減速度が安定して二次ブレーキが終了する期間では低い値となる。従って、プリクラッシュブレーキ作動時の自車両のジャークを検出することにより、プリクラッシュブレーキのアクセル操作による解除判定に反映させる。

アクセルオーバーライド閾値設定部１３は、自車両ジャーク算出部１２で算出した自車両のジャークＢjkに基づいて、プリクラッシュブレーキ作動後のアクセル操作による解除を判定するための判定閾値（アクセルオーバーライド閾値）ＡＣthを設定する。このアクセルオーバーライド閾値ＡＣthは、ジャークＢjkをパラメータとして実験或いはシミュレーションによって予め設定されたアクセルオーバーライド閾値マップＭＰoverrdに格納されており、このマップを参照することで設定される。

アクセルオーバーライド閾値マップＭＰoverrdは、例えば、図２に示すように、ジャークが低い領域では一定の値に設定され、ジャークが高い領域では、閾値が大きくなる特性に設定されている。すなわち、第１のブレーキ、第２のブレーキ開始時は、減速度によってドライバの姿勢が前のめりとなってアクセルを踏み増す傾向にあるため、アクセルオーバーライド閾値ＡＣthを高くしてブレーキを解除し難くし、第１のブレーキ、第２のブレーキの減速度の増加量が減少するにつれて、アクセルオーバーライド閾値ＡＣthを低くしてブレーキを解除し易くする。

アクセル操作変化量算出部１４は、プリクラッシュブレーキ解除（アクセルオーバーライド）を判定するためのパラメータとして、ドライバのアクセル操作の変化量を算出する。ドライバのアクセル操作の変化量としては、アクセルペダルを踏み込む踏力の変化量やアクセル開度の変化量等を採用することができる。

実施の形態においては、アクセル操作の変化量として、アクセル開度センサ３の信号に基づくアクセル開度の一定時間内の変化量ΔＡＣを算出する。このアクセル開度変化量ΔＡＣは、アクセルオーバーライド閾値ＡＣthと比較されてプリクラッシュブレーキを解除するか否かが判定される。

アクセルオーバーライド判定部１５は、アクセル操作変化量算出部１４で算出したアクセル開度変化量ΔＡＣと、アクセルオーバーライド閾値設定部１３で設定したアクセルオーバーライド閾値ＡＣthとを比較して、プリクラッシュブレーキを解除するか否かを判定する。ΔＡＣ＞ＡＣthの場合には、ドライバがプリクラッシュブレーキを解除するため、意図的にアクセルを操作したと判断し、ブレーキ制御ユニット４０にプリクラッシュブレーキの解除を指示する。一方、ΔＡＣ＜ＡＣthの場合には、アクセルが踏み込まれた場合であってもドライバのプリクラッシュブレーキ解除の意図によるものではなく、ブレーキの減速度によるドライバの姿勢変化によるものと判断し、プリクラッシュブレーキを保持する。

次に、走行制御ユニット１０におけるプリクラッシュブレーキ解除判定のプログラム処理について、図３，図４のフローチャートを用いて説明する。

図３は、アクセルオーバーライド閾値設定処理を示し、基本的にプリクラッシュブレーキの作動開始と共に実行される。この処理では、最初のステップＳ１において、プリクラッシュブレーキ作動時に発生する自車両のジャークＢjkを算出する。具体的には、所定の微小時間刻み毎にＧセンサ２の出力を取り込み、各時間刻み毎の差分値を加速度微分値としてジャークＢjkを算出する。

次に、ステップＳ２へ進み、ステップＳ１で算出したジャークＢjkに基づいてアクセルオーバーライド閾値マップＭＰoverrdを参照し、アクセルオーバーライド閾値ＡＣthを設定する。このアクセルオーバーライド閾値ＡＣthは、走行制御ユニット１０の所定のメモリ領域に保存され、随時、更新される。

次に、以上のアクセルオーバーライド閾値ＡＣthを参照する図４のアクセルオーバーライド判定処理について説明する。この処理では、最初のステップＳ１１において、現在、システムによる自動緊急ブレーキ（プリクラッシュブレーキ）の介入中か否かを調べ、プリクラッシュブレーキ介入中でない場合には本処理を抜け、プリクラッシュブレーキ介入中の場合、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、アクセル開度センサ３の信号に基づいてアクセル開度変化量ΔＡＣを算出する。具体的には、所定の微小時間刻み毎にアクセル開度センサ３の出力を取り込み、各時間刻み毎の差分値からアクセル開度変化量ΔＡＣを算出する。そして、ステップＳ１３でアクセルオーバーライド閾値ＡＣthを読み込み、ステップＳ１４でアクセル開度変化量ΔＡＣとアクセルオーバーライド閾値ＡＣthとを比較する。

その結果、ステップＳ１４において、ΔＡＣ≦ＡＣthの場合には、アクセルオーバーライド判定フラグをＯＦＦ状態に保持して本処理を抜け、ΔＡＣ＞ＡＣthの場合、ステップＳ１５でアクセルオーバーライド判定フラグをＯＮにして本処理を抜ける。アクセルオーバーライド判定フラグは、走行制御ユニット１０からブレーキ制御ユニット４０に送信され、ブレーキ制御ユニット４０は、アクセルオーバーライド判定フラグがＯＦＦの場合は、プリクラッシュブレーキの作動を保持し、アクセルオーバーライド判定フラグがＯＮの場合、ドライバがプリクラッシュブレーキを解除するため意図的にアクセル操作を行ったと判断してプリクラッシュブレーキの作動を解除する。

このように本実施の形態においては、プリクラッシュブレーキ作動時に自車両のジャークを検出し、ジャークに応じてブレーキ解除判定の閾値を動的に変更するようにしている。これにより、プリクラッシュブレーキの作動に伴う車両挙動の影響とドライバのアクセル操作の意図をブレーキ解除判定に反映させることができ、ブレーキの誤解除を確実に防止して制御信頼性を向上すると共に、状況に応じた柔軟な運転支援を行うことが可能となる。

１ 運転支援装置
２ 加速度センサ
３ アクセル開度センサ
１０ 走行制御ユニット
１１ プリクラッシュブレーキ制御部
１２ 自車両ジャーク算出部
１３ アクセルオーバーライド閾値設定部
１４ アクセル操作変化量算出部
１５ アクセルオーバーライド判定部
２０ 外部環境認識ユニット
２０Ａ カメラユニット
２１ ステレオカメラ
２２ 画像処理部
３０ エンジン制御ユニット
４０ ブレーキ制御ユニット
５０ ステアリング制御ユニット
６０ 警報制御ユニット
１００ 車載ネットワーク
ＡＣth アクセルオーバーライド閾値
Ｂjk ジャーク
ΔＡＣ アクセル開度変化量

Claims (3)

1. 自車両と障害物との衝突を回避若しくは衝突被害を軽減するための自動緊急ブレーキを備えた車両の運転支援装置において、
   前記自動緊急ブレーキの作動時に発生する自車両のジャークを算出するジャーク算出部と、
   前記ジャーク算出部で算出した自車両のジャークに基づいて、前記自動緊急ブレーキの解除を判定するための閾値を設定する閾値設定部と、
   ドライバによるアクセル操作の変化量を算出するアクセル操作変化量算出部と、
   前記アクセル操作変化量算出部で算出したアクセル操作の変化量と前記閾値設定部で設定した閾値とを比較して、前記自動緊急ブレーキを解除するか否かを判定する判定部と
   を備えたことを特徴とする車両の運転支援装置。
2. 前記アクセル操作の変化量は、一定時間内のアクセル開度の変化量であることを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
3. 前記閾値は、前記ジャークが高いときには前記自動緊急ブレーキが解除され難く、前記ジャークが低いときには前記自動緊急ブレーキが解除され易い特性に設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の運転支援装置。

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