JP2020199962A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1では、車線をはみ出した対向車のラップ率に応じて操舵回避の可否判断を行う技術が記載されている。これはラップ率が0から50%の時に操舵回避の一つの条件を満たすとしており、それ以上のラップ率ではオフセット衝突を避けるために操舵回避を行わないとするものである。
そこで本発明では、このような状況でもより衝突回避のための制御を適切に実行できるようにすることを目的とする。
前方障害物となる例えば対向車両のラップ率が増加するときとは、対向車両が追い越しのためなどにより、対向車線から自車両側の走行車線に出てくる場合である。
なお進行方向距離とは、自車両の進行方向での前方障害物との離間距離である。
また、制動制御の開始タイミングが早くなるようにする処理とは、ラップ率変化量以外の状況が同一であるとしたときに、制動開始がラップ率の非増加時よりも早くなるようにする処理である。
衝突余裕時間は、相対速度と進行方向距離により求められる衝突までの時間であるが、従って衝突余裕時間により制動制御開始の判定を行うことができる。この制動制御開始判定に用いる衝突余裕時間を補正することで、より早く制動制御開始判定がなされるようにする。
例えば相対速度が低くても衝突余裕時間を比較的大きく減少させるような関係となるような補正を行う。
前方障害物となる例えば対向車両のラップ率が減少するときとは、対向車両が追い越しのためなどにより、対向車線から自車両側の走行車線に出た後、対向車線に戻っていくような場合である。
制動制御の開始タイミングが早くなるようにする処理とは、ラップ率変化量以外の状況が同一であるとしたときに、制動終了がラップ率の非減少時より早くなるようにする処理である。
自動制動制御とは例えばいわゆるAEB(Autonomous Emergency Braking)であり衝突回避のためのブレーキ制御を行う。
自動操舵制御とは例えばいわゆるAES(Autonomous Emergency Steering)であり衝突回避のためのステアリング制御及び必要なブレーキ制御を行う。
自動制動制御部による制動制御から自動操舵制御部による操舵制御へ移行しやすくなるようにする処理とは、ラップ率変化量以外の状況が同一であるとしたときに、制動終了と操舵制御への移行がラップ率の非減少時より早くなるようにする処理である。
図1は、本発明に係る実施の形態としての車両制御装置1の構成概要を示したブロック図である。なお、図1では、車両制御装置1の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
なお、自車速は、後述する車速センサ10aが検出する自車両の走行速度である。
もちろん画像処理部3は、先行車両だけではなく、前方の障害物や対向車両等の検出も行う。特に自車の走行車線にはみ出している対向車両については、障害物として検出も行う。
ラップ率は、自車両の進行方向に対する横方向において自車両と前方障害物の位置関係を表す指標である。例えば自車両の横方向の中央位置をラップ率100%として、前方障害物の自車に対する相対的な横方向位置を示す値とされる。
また画像処理部3は、自車両の前方障害物との間の進行方向距離も算出する。
進行方向距離とは、自車両の進行方向(縦方向)での前方障害物との離間距離である。
そして画像処理部3は、上記のような各種の周囲環境の情報を例えば撮像画像データのフレームごとに算出し、算出した情報を逐次、メモリ4に記憶(保持)させる。
なおAEBは特に制動制御(ブレーキ制御)により衝突回避を行う制御である。一方、AESは操舵制御と必要な制動制御により衝突回避を行う制御である。
また運転支援制御部5は目標操舵角を設定した場合は、その目標挿舵角の操舵量をステアリング制御部15に指示する。
これら要求トルク、ブレーキ液圧、変速比、操舵量などに基づいてエンジン制御部7、ブレーキ制御部9、トランスミッション制御部8、ステアリング制御部15が動作することで運転支援動作が実現される。
エンジン関連アクチュエータ12としては、例えばスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータや燃料噴射を行うインジェクタ等のエンジン駆動に係る各種のアクチュエータが設けられる。
またエンジン制御部7は、運転支援制御部5が目標加速度に基づき計算・出力した要求トルクと、自動変速機の変速比とに基づき、目標とするスロットル開度を例えばマップ等から求め、求めたスロットル開度に基づきスロットルアクチュエータの制御(エンジンの出力制御)を行う。
トランスミッション関連アクチュエータ13としては、例えば自動変速機の変速制御を行うためのアクチュエータが設けられる。
自動変速機がCVT(Continuously Variable Transmission:無段変速機)とされる場合、上記の自動変速モード設定時の変速制御としては、変速比を連続的に変化させる制御が行われる。
ブレーキ関連アクチュエータ14としては、例えば、ブレーキブースターからマスターシリンダへの出力液圧やブレーキ液配管内の液圧をコントロールするための液圧制御アクチュエータ等、ブレーキ関連の各種のアクチュエータが設けられる。
例えば、ブレーキ制御部9は、運転支援制御部5から出力された液圧の指示情報に基づき、上記の液圧制御アクチュエータを制御して自車両を制動させる。
特には、自車両と前方障害物(例えば先行車両や対抗車両)との間の相対速度、進行方向距離、及び前方障害物の自車両に対するラップ率も取得又は計算する。
また判定部5dは走行中に、衝突余裕時間及びラップ率を用いて、AES制御(自動操舵制御)の実行判定(AEB制御からAES制御への切り替え判定も含む)を行う。
AES制御部5cは、障害物情報に基づいて走行中に障害物との衝突を防ぐために自動で操舵及び必要に応じた自動制動制御を行う機能を示している。
以上の構成の車両制御装置1において実現される実施の形態の処理について説明する。
実施の形態の処理は、特に対向車線における追い越しにより、対向車両が自車の走行車線側にはみ出てくるような状況を想定し、そのような場合に適切なAEB制御やAES制御を実現する。
今、例えばバイクである対向車両32が、乗用車である対向車両31を追い越そうとしているとする。以下説明上、対向車両32を「対向追い越し車両32」と表記する。
なお説明上、対向追い越し車両32が走行車線41側にはみ出していく期間を期間TS1とする。また元の車線に戻っていく期間を期間TS2とする。
このような追い越しを行う状況では、対向追い越し車両32が自車両30に対して前方の障害物として認識される。
このような状況は、自車両30にとって衝突の危険性が高まる状況といえる。しかし対向追い越し車両32の運転者は、追い越し後に元の車線に戻るような運転を行っており、また自車両30との衝突を避ける運転を行う(対向追い越し車両32の横方向位置が自車両30の真正面にまで来るようなことはあまりない)ため、ラップ率は、徐々に増えるとはいえ、比較的小さい状態となることが多い。ラップ率が小さい場合、衝突危険性が判定されずに、AEB制御の開始が遅れる場合がある。
この処理は図2の情報取得部5a、AEB制御部5b、AES制御部5c、判定部5dの機能により実行される運転支援制御部5の処理例となる。
運転支援制御部5は図4の処理を自車両30の走行中に繰り返し実行する。
TTCは、前方の障害物の縦位置(進行方向距離)と相対速度から求められる、衝突が発生するまでの余裕時間である。
なお閾値thは、AEB制御、AES制御について共通でもよいし、それぞれについて個別に設けられてもよい。
AES制御は、作動の条件として操舵及び制動により安全に回避できるか否かということも含まれるため、例えば走行車線41の幅とラップ率の関係であったり、走行車線40の状況であったり、周囲の車両や障害物の状況なども確認される。
またAEB制御に関しては、主にTTCを基準として作動を行うべき状況となっているかを確認すればよいが、他の条件を確認するようにしてもよい。
ステップS102では、閾値thは、AEB制御、AES制御について共通として、TTCについては作動条件を満たしているか否かを判定するものとしてもよいし、例えばAEB制御については閾値th1、AES制御については閾値th2と比較して判定してもよい。
そしてステップS104で運転支援制御部5は前方障害物の状況を判定する。ここでは前方障害物と自車両30の相対速度と自車両30の速度(自車速度)を比較し、またターゲットとなっている前方障害物の加速度(ターゲット加速度)を確認する。
相対速度>自車速度であって、かつターゲット加速度>0であれば、運転支援制御部5はステップS108に進み、この条件が満たされなければステップS105に進む。
相対速度>自車速度であって、かつターゲット加速度>0である場合とは、ターゲットとなっている前方障害物が対向車両であって、しかも加速している状況と推定できる。
そしてこの場合、運転支援制御部5はステップS106で先行車両に対応したAEB制御またはAES制御としてのパラメータを算出する。例えばAEB制御に関してはブレーキ介入タイミングを判定するとともに必要に応じてパラメータとして目標停止位置に応じた減速度等を算出する。AES制御に関しては操舵介入タイミングの判定とともに必要に応じてパラメータとして操舵量、操舵方向、減速度などが想定される。
この場合、運転支援制御部5はステップS110に進み、ブレーキ介入タイミングが早まるようにする処理を行う。具体的にはAEB制御でのブレーキ介入タイミングが通常の制御時(例えばACCなどの先行車両に対する制御時)よりも早まるようにする。
ブレーキ介入判定用のTTCとは、ブレーキ介入タイミングを判定するときに用いるTTCであり、通常は上述のTTCのことである。
AEB制御でのブレーキ介入タイミング、つまり制動をかけ始めるタイミングは、主にTTCにより決めることができる。そしてAEB制御では、TTCが所定値以下となることでブレーキ介入タイミングと判定する。
ここで、ステップS110で運転支援制御部5は、TTC自体を補正する。例えば破線で示すように相対速度に対するTTCが、より小さい値になるようにする。
このステップS106では、ブレーキ介入タイミングであるか否かの判定も行われるが、ブレーキ介入判定用のTTCが補正されている(本来の値より短い時間値とされている)ことで、ブレーキ介入タイミングであると判定されやすくなる。
なお、ステップS110で補正されたTTCの使用は、ブレーキ介入タイミングの判定に用いるTTCのみである。ステップS106では、他にもTTCを用いて、目標停止位置やそれに応じたブレーキ液圧等のパラメータが算出されるが、その際に用いるTTCは補正していない本来のTTCとなる。
なお、ステップS110でブレーキ介入判定用のTTCが補正された後も、期間TS1では引き続きステップS110に進むことが想定されるが、その都度、その時点の実際のTTCが補正されてブレーキ介入判定用のTTCが求められ、それによりブレーキ介入タイミングの判定が行われる。但し、既にブレーキ介入が開始されているときは、その補正値で判定する必要はないため、ステップS110に進む場合でも補正演算を省略するようにしてもよい。
この場合、運転支援制御部5はステップS111に進み、ターゲットとなっている前方障害物の横方向位置の変化量に応じて実ラップ率を補正する。
ただし、実ラップ率の変化量がゼロの場合は、実ラップ率の変化量増加と同等とみなしてステップS110に進むようにすることも考えられる。
AEB制御中は、ステップS106ではAEB制御の終了判定も行われるが、その場合に補正ラップ率を参照する。補正ラップ率により、ターゲットが前方の障害物ではないと判定されやすくなるため、AEB制御の終了判定がされやすくなる。
またAES制御に関しては、補正ラップ率により、制御開始の判定がされやすくなる。つまり補正ラップ率が実ラップ率よりも小さくされていると、操舵により衝突回避がしやすい状況と判定されやすくなり、これによりAES制御による操舵介入の開始判定がされやすくなる。例えばAEB制御中に操舵介入開始判定がなされることで、AES制御に切り替えられる。
実際の操舵介入のためのパラメータ、例えば目標挿舵角の算出等のためには実ラップ率を用いる。
また運転支援制御部5はAEB終了と判定した場合はステップS107のAEB制御の実行を終了する。
また運転支援制御部5はAES操舵介入開始と判定した場合はステップS107でAES制御による操舵制御等を実行する。
また運転支援制御部5は、AEB制御終了判定とAES制御による操舵介入開始の判定をした場合、AEB制御から切り替えたAES制御による操舵介入等をステップS107で実行する。
以上のように実施の形態の車両制御装置1は、自車両30と前方障害物との間の相対速度、進行方向距離、及び前方障害物の自車両に対するラップ率を含む周囲情報を取得する情報取得部5aと、走行中に、相対速度と進行方向距離から計算される衝突余裕時間、及びラップ率を用いて自動制動制御の実行判定を行う判定部5dと、判定部5dの実行判定に応じて制動制御を行うAEB制御部5b(自動制動制御部)を備える。そしてラップ率の増加時は、ラップ率の非増加時と比較して、AEB制御部5bによるブレーキ介入タイミング(制動制御の開始タイミング)が早くなるようにする処理(ステップS110)を行う。
ブレーキ介入判定は主にTTCに基づいて行われるため、ブレーキ介入判定を行うためのTTCについて補正することで、ブレーキ介入タイミングを早めることができる。つまりTTCを短く補正すれば、AEB制御において、通常より早めにブレーキ介入が行われる状態とすることができる。このようにすることで、通常のAEB制御アルゴリズムのまま、ラップ増大時においてブレーキ介入タイミングを早めることができる。
なお、このようなTTCの補正は、ブレーキ介入タイミングの判定に用いるTTCのみを対象とし、その後のAEB制御パラメータ、AES制御パラメータ算出で用いるTTCは、補正していない値を用いることで、適切なパラメータを算出できる。
具体的には、ラップ率増大時は、相対速度が比較的低い場合でも、TTCの値が大きく短縮される(衝突までの時間余裕がない方向に補正する)ものとする。このTTCの補正によりブレーキ介入が早めに行われるようにすることができる。
特に相対速度が高い場合は、そもそもTTCが短くなるため、大きな補正を行わなくとも早めにブレーキ介入開始と判定されるが、相対速度が比較的低くTTCが長い場合は、ブレーキ介入タイミング判定が遅れる(通常の衝突回避では十分なタイミングでも、上述の対向追い越し車両32に対する処理としては遅れと考えられる)ことがある。これに対して図5のように補正することで、相対速度にかかわらず対向追い越し車両32に対する処理としても適切になる。
例えば対向車線42から接近する二輪車等の対向追い越し車両32が追い越しのために自車両30の走行車線41へはみ出した後、対向車線42に戻っていく場合、衝突の危険性は減少する。この場合に、いつまでも制動制御を続けることは、乗員にとって不要なブレーキ動作が続き快適性を損ねるとともに、必要以上の制動により後続車の追突の危険性も増すことになる。そこで追い越しが終了して対向追い越し車両32との衝突が回避される状況であれば、早めにAEB制御を終了する。これにより快適性を向上させ、また追突に対する安全性を高めることができる。
例えば対向車線42から接近する二輪車等の対向追い越し車両32が追い越しのために自車両30の走行車線41へはみ出した後、対向車線42に戻っていく場合、衝突の危険性は減少するとともに、操舵により衝突を回避できる可能性も高まる。そこでAES移行を早期に行う。これにより衝突を操舵によって回避することもできる。またAEB制御からAES制御に早めに切り替えることになることは、ブレーキによる回避から、主に操舵による回避に早めに切り替わることになり、なるべく急ブレーキを避けることにもつながる。
また、ラップ率から、対向追い越し車両32が追い越し後に元の車線(対向車線42)に戻ることを推定し、それに合わせた制御を行うことになるため、対向追い越し車両32の元車線に戻る動作に応じた操舵回避と減速ができる。
なおラップ率を補正することとしているが,操舵量及び操舵方向についても補正をかけるようにしてもよい。
図4の処理例では、AEB制御、AES制御の両方を想定して記載したが、AEB制御のみ、或いはAES制御のみの処理例として考えることもできる。
5a 情報取得部、5b AEB制御部、5c AES制御部、5d 判定部、6 表示制御部、7 エンジン制御部、8 トランスミッション制御部、9 ブレーキ制御部、10 センサ・操作子類、10a 車速センサ、10b エンジン回転数センサ、10c アクセル開度センサ、10d 舵角センサ、10e ヨーレートセンサ、10f Gセンサ、10g ブレーキスイッチ、10h ミリ波レーダー、11 表示部、12 エンジン関連アクチュエータ、13 トランスミッション関連アクチュエータ、14 ブレーキ関連アクチュエータ、15 ステアリング制御部、16 ステアリング関連アクチュエータ、17 バス、30 自車両、31 対向車両、32 対向追い越し車両、40 走行車線、41 走行車線、42 対向車線
Claims (5)
- 自車両と前方障害物との間の相対速度と進行方向距離、及び前記前方障害物の自車両に対するラップ率を含む周囲情報を取得する情報取得部と、
走行中に、前記相対速度と前記進行方向距離から計算される衝突余裕時間、及び前記ラップ率を用いて自動制動制御の実行判定を行う判定部と、
前記判定部の実行判定に応じて制動制御を行う自動制動制御部と、
を備え、
前記ラップ率の増加時は、前記ラップ率の非増加時と比較して、前記自動制動制御部による制動制御の開始タイミングが早くなるようにする処理を行う
車両制御装置。 - 前記処理として、前記ラップ率の増加時は、
前記制動制御の開始タイミングを判定する衝突余裕時間を、実際の衝突余裕時間より制動制御の開始判定がされやすくなる値に補正する
請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記処理として、前記ラップ率の増加時は、
前記制動制御の開始タイミングを判定する衝突余裕時間が、相対速度との関係が二次曲線で示される関係の状態となるように前記補正を行う
請求項2に記載の車両制御装置。 - 自車両と前方障害物との間の相対速度と進行方向距離、及び前記前方障害物の自車両に対するラップ率を含む周囲情報を取得する情報取得部と、
走行中に、前記相対速度と前記進行方向距離から計算される衝突余裕時間、及び前記ラップ率を用いて自動制動制御の実行判定を行う判定部と、
前記判定部の自動制動制御判定に応じて制動制御を行う自動制動制御部と、
を備え、
前記ラップ率の減少時は、前記ラップ率の非減少時と比較して、前記自動制動制御部による制動制御の終了タイミングが早くなるようにする処理を行う
車両制御装置。 - 自車両と前方障害物との間の相対速度と進行方向距離、及び前記前方障害物の自車両に対するラップ率を含む周囲情報を取得する情報取得部と、
走行中に、前記相対速度と前記進行方向距離から計算される衝突余裕時間、及び前記ラップ率を用いて、自動制動制御の実行判定及び自動操舵制御の実行判定を行う判定部と、
前記判定部の自動制動制御の実行判定に応じて制動制御を行う自動制動制御部と、
前記判定部の自動操舵制御の実行判定に応じて操舵制御を行う自動操舵制御部と、
を備え、
前記ラップ率の減少時は、前記ラップ率の非減少時と比較して、前記自動制動制御部による制動制御から前記自動操舵制御部による操舵制御へ移行しやすくなるようにする処理を行う
車両制御装置。
Priority Applications (3)
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