JP2021133891A - 運転支援装置及び運転支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＣＣの実行中に、ＡＣＣを実行するために必要な検出器が失陥し、通常のＡＣＣを実行することができなくなった場合でも、衝突の可能性を低減できる、運転支援装置及び方法を提供すること。【解決手段】運転支援装置３０は、ＡＣＣ部３２と、ＡＣＣを実行するために用いられる検出器の異常を検知する異常検知部３３と、異常検知部３３によって異常が検知され、かつ、先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御する停車制御部３４と、を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、車両の運転を支援する運転支援装置及び運転支援方法に関する。

近年、車両の運転を支援する１つの技術として、アダプティブ・クルーズ・コントロール（Adaptive Cruise Control、以下「ＡＣＣ」と表記する）が注目されている（例えば特許文献１参照）。ＡＣＣは、車両の車速、車両に対する先行車両の相対速度、及び先行車両との間の車間距離等を取得し、車速や先行車両との車間距離が一定に保たれるように、車両の駆動系統及び制動系統を制御する技術である。

なお、ＡＣＣでは、先行車がいない場合には、一般に、自車の速度を予め設定された設定車速に制御するクルーズ・コントロール（Cruise Control、以下「ＣＣ」と表記する）が行われる。ＣＣは、ドライバーの設定した設定車速と実際の車速（実車速）との差を検出し、この速度差に基づいてエンジン出力及び変速機の変速段（変速比）を制御して、実車速が設定された車速に収束するように制御する技術である。

特開平７−１７２９５号公報

ところで、ＡＣＣ機能が搭載された車両においては、ＡＣＣの実行中に、ＡＣＣを実行するために必要な検出器（例えばミリ波レーダーやカメラなど）が失陥し、ＡＣＣを実行するための情報が取得できなくなった場合は、ＡＣＣを終了し、ドライバーによる運転モードとされるのが一般的である。

ＡＣＣが終了されることは、インジケーターなどによってドライバーに通知されるが、それまでＡＣＣに頼っていたドライバーは迅速に運転操作を行うことができるとは限らず、この結果、事故に繋がる可能性がある。特に、停車間際に検出器が失陥してＡＣＣが終了した場合には、他の状況よりも事故に繋がるおそれが高まると考えられる。

本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、ＡＣＣの実行中に、ＡＣＣを実行するために必要な検出器が失陥し、通常のＡＣＣを実行することができなくなった場合でも、衝突の可能性を低減できる、運転支援装置及び運転支援方法を提供する。

本開示の運転支援装置の一つの態様は、
車両の運転を支援する運転支援装置であって、
少なくとも、自車から先行車までの車間距離、及び、自車と先行車との相対速度に基づいて、ＡＣＣを実行するＡＣＣ部と、
前記ＡＣＣを実行するために用いられる検出器の異常を検知する異常検知部と、
前記異常検知部によって異常が検知され、かつ、前記先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御する停車制御部と、
を備える。

本開示の運転支援方法の一つの態様は、
車両の運転を支援する運転支援方法であって、
少なくとも、自車から先行車までの車間距離、及び、自車と先行車との相対速度に基づいて、ＡＣＣを実行するＡＣＣステップと、
前記ＡＣＣを実行するために用いられる検出器の異常を検知する異常検知ステップと、
前記異常検知ステップで異常が検知され、かつ、前記先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御する停車制御ステップと、
を含む。

本開示によれば、停車制御部が、異常検知部によって異常が検知され、かつ、先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御するので、ＡＣＣの実行中に、ＡＣＣを実行するために必要な検出器が失陥し、通常のＡＣＣを実行することができなくなった場合でも、衝突の可能性を低減できる。

実施の形態に係る運転支援装置が適用される車両の例を示す外観図 実施の形態の車両の構成を示すブロック図 運転支援装置の構成を示すブロック図 運転支援装置の走行制御動作の説明に供するフローチャート

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜１＞車両の構成
まず、本開示の一実施の形態に係る運転支援装置を含む車両の構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係る運転支援装置が適用される車両１の例を示す外観図である。また、図２は、車両１の構成を示すブロック図である。なお、ここでは、運転支援装置に関連する部分に着目して、図示及び説明を行う。

図１に示すように、車両１は、トレーラー２を連結して牽引することが可能なトラクタヘッド（牽引車）である。車両１は、エンジン及び駆動輪等の動力系統や運転席を含む車両本体部３と、車両本体部３に連結されるトレーラー２と、を有する。

図２に示すように、車両１は、車両１を走行させる駆動系統１０、車両１を減速させる制動系統２０、及び運転者による車両１の運転を支援する運転支援装置３０等を有する。

駆動系統１０は、エンジン１１、クラッチ１２、変速機（トランスミッション）１３、推進軸（プロペラシャフト）１４、差動装置（デファレンシャルギヤ）１５、駆動軸（ドライブシャフト）１６、車輪１７、エンジン用ＥＣＵ１８、及び動力伝達用ＥＣＵ１９を有する。

エンジン用ＥＣＵ１８及び動力伝達用ＥＣＵ１９は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークによって運転支援装置３０に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。エンジン用ＥＣＵ１８は、運転支援装置３０からの駆動指令に従って、エンジン１１の出力を制御する。動力伝達用ＥＣＵ１９は、運転支援装置３０からの駆動指令に従って、クラッチ１２の断接及び変速機１３の変速を制御する。

エンジン１１の動力は、クラッチ１２を経由して変速機１３に伝達される。変速機１３に伝達された動力は、さらに、推進軸１４、差動装置１５、及び駆動軸１６を介して車輪１７に伝達される。これにより、エンジン１１の動力が車輪１７に伝達されて車両１が走行する。

制動系統２０は、常用ブレーキ２１、補助ブレーキ２２、２３、駐車ブレーキ（図示略）、及びブレーキ用ＥＣＵ２４を有する。

常用ブレーキ２１は、一般に、主ブレーキ、摩擦ブレーキ、フットブレーキ、あるいはファウンデーションブレーキ等と呼ばれるブレーキである。常用ブレーキ２１は、例えば、車輪１７と一緒に回転するドラムの内側にブレーキライニングを押し付けることにより制動力を得るドラムブレーキである。

補助ブレーキ２２は、推進軸１４の回転に直接負荷を与えることで制動力を得るリターダーであり（以下「リターダー２２」と称する）、例えば、電磁式リターダーである。補助ブレーキ２３は、エンジンの回転抵抗を利用してエンジンブレーキの効果を高める排気ブレーキである（以下「排気ブレーキ２３」と称する）。リターダー２２及び排気ブレーキ２３を設けることにより、制動力を増大できるとともに、常用ブレーキ２１の使用頻度が低減されるので、ブレーキライニング等の消耗を抑制することができる。

ブレーキ用ＥＣＵ２４は、ＣＡＮ等の車載ネットワークによって運転支援装置３０に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。ブレーキ用ＥＣＵ２４は、運転支援装置３０からの制動指令に従って、常用ブレーキ２１の制動力（車輪１７のホイールシリンダーのブレーキ液圧）を制御する。

常用ブレーキ２１の制動動作は、運転支援装置３０及びブレーキ用ＥＣＵ２４によって制御される。リターダー２２及び排気ブレーキ２３の制動動作は、運転支援装置３０によってオン／オフで制御される。リターダー２２及び排気ブレーキ２３の制動力はほぼ固定であるため、所望の制動力を正確に発生させる場合には、制動力を細かく調整できる常用ブレーキ２１が適している。

運転支援装置３０は、ミリ波レーダーやカメラからの情報を入力する。ミリ波レーダーやカメラからの情報は、車両前方の交通状況や道路状況を示す情報である。また、運転支援装置３０は、ＡＣＣ用操作部４１、アクセル操作検出部４３、ブレーキ操作検出部４４などを有する。

運転支援装置３０は、駆動系統１０及び制動系統２０の動作を制御するための制御信号を形成する。特に、本実施の形態の運転支援装置３０は、ＡＣＣを実現するための目標加減速度や、ＣＣを実現するための目標加速度を求め、これらを適宜エンジン用ＥＣＵ１８、動力伝達用ＥＣＵ１９及びブレーキ用ＥＣＵ２４に出力する。

なお、エンジン用ＥＣＵ１８、動力伝達用ＥＣＵ１９、ブレーキ用ＥＣＵ２４及び運転支援装置３０は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、及び通信回路をそれぞれ有する。この場合、例えば、運転支援装置３０を構成する後述の各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。なお、エンジン用ＥＣＵ１８、動力伝達用ＥＣＵ１９、ブレーキ用ＥＣＵ２４、及び運転支援装置３０の全部又は一部は、一体的に構成されていてもよい。

ＡＣＣ用操作部４１は、ＡＣＣの動作をオンオフ制御するためのＡＣＣオンオフスイッチを含む。また、ＡＣＣ用操作部４１は、ＡＣＣの各種設定を行うための設定スイッチを含む。ドライバーは、設定スイッチを操作することで、例えば目標車間距離及び目標自車速度などを設定することができる。なお、これらのスイッチは、タッチパネル付きディスプレイに表示されたユーザインタフェースによって具現化されてもよい。

アクセル操作検出部４３は、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、検出結果を運転支援装置３０へ出力する。運転支援装置３０は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、エンジン用ＥＣＵ１８及び動力伝達用ＥＣＵ１９に駆動指令を送出する。

ブレーキ操作検出部４４は、常用ブレーキ２１を動作させるためのブレーキペダルの踏み込み量を検出する。また、ブレーキ操作検出部４４は、リターダー２２又は排気ブレーキ２３を動作させる補助ブレーキレバーが操作されたか否かを検出する。そして、ブレーキ操作検出部４４は、ブレーキペダル及び補助ブレーキレバーに関する検出結果を、運転支援装置３０へ出力する。運転支援装置３０は、ブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、ブレーキ用ＥＣＵ２４に制動指令を送出する。また、運転支援装置３０は、補助ブレーキレバーの操作に基づいて、リターダー２２又は排気ブレーキ２３のオン／オフ動作を制御する。

また、運転支援装置３０は、走行に関する各種情報を情報出力部５０から出力する。例えば、情報出力部５０からはＡＣＣが実行中であることやＡＣＣが停止中であることが音や表示により出力される。

＜２＞運転支援装置の構成
図３は、本実施の形態の運転支援装置３０の構成を示すブロック図である。

運転支援装置３０は、車間距離検出部３１、ＡＣＣ部３２、異常検知部３３及び停車制御部３４を有する。

車間距離検出部３１は、ミリ波レーダー、カメラなどにより得られた情報に基づいて自車両１と先行車との間に車間距離を計測（検出）し、計測結果をＡＣＣ部３２に出力する。なお、車間距離検出部３１は、レーザーレーダーなどの他のセンサーからの情報に基づいて車間距離を計測してもよい。

ＡＣＣ部３２は、基本的には既知のＡＣＣ処理を実行する。つまり、ＡＣＣ部３２は、自車と先行車との相対速度及び車間距離に基づいて、自車を先行車に追従させるための目標加減速度を出力する。これにより、自動追従制御が実現される。また、ＡＣＣ部３２は、先行車がいない場合には、自車の速度を設定された一定速度にするための目標加速度を出力する。これにより、定速走行制御が実現される。

自動追従走行制御とは、所定の範囲に先行車両が存在する場合に、車間距離が所定の目標範囲に収まるように、かつ、相対速度がゼロに近付くように、駆動系統１０及び制動系統２０を動作させる制御である。定速走行制御とは、所定の範囲に先行車両が存在しない場合に、車両１の走行速度が所定の目標値に近付くように、駆動系統１０及び制動系統２０を動作させる制御である。

異常検知部３３は、ＡＣＣを実現するために用いられる検出器の出力を入力し、各検出器の異常を検知する。例えばＡＣＣを実現するために用いられる検出器としては、ミリ波レーダー、カメラ、レーザーレーダー（図示せず）、車速センサー（図示せず）などがある。異常検知部３３は、これらの検出器の出力がＡＣＣを正常に実行できない状態となっている場合（例えば失陥している場合）には、異常信号を出力する。この異常信号は、ＡＣＣ部３２及び停車制御部３４に送られる。

停車制御部３４は、異常検知部３３の出力、車間距離検出部３１の出力、及び、ミリ波レーダーやカメラの情報を入力し、異常検知部３３によって異常が検知され、かつ、先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御するための停車制御信号（目標減速度）を出力する。この目標減速度は、異常が検知された検出器に依らない決まった値の目標減速度である。この目標減速度はブレーキ用ＥＣＵ２４に送られる。

＜３＞運転支援装置の走行制御動作
次に、運転支援装置３０の走行制御動作について説明する。図４は、運転支援装置３０の走行制御動作の説明に供するフローチャートである。

先ず、運転支援装置３０は、ステップＳ１１でＡＣＣ部３２によるＡＣＣを実行する。運転支援装置３０は、続くステップＳ１２において、異常検知部３３がＡＣＣに用いる検出器の異常判定を行い、検出器に異常が無い場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１１に戻ってＡＣＣを継続する。

これに対して、運転支援装置３０は、検出器に異常が有る場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１３に移る。なお、検出器に異常がある場合には、異常検知部３３からＡＣＣ部３２及び停車制御部３４に異常検知信号が出力され、これによりＡＣＣ部３２及び停車制御部３４は検出器に異常があったことを認識できる。

ステップ１３では先行車との車間距離が閾値Ｄ以下か否かが判定され、ステップＳ１４では先行車との車間距離が減少傾向か否かが判定される。これらの判定は、停車制御部３４で行われる。

ステップＳ１３及びステップＳ１４の両方で肯定結果が得られた場合、つまり、先行車との車間距離が閾値Ｄ以下で、かつ、先行車との車間距離が減少傾向にある場合には、処理はステップＳ１５に移る。ステップＳ１５では、停車制御部３４による停車制御が行われるとともにＡＣＣが解除される。なお、停車制御部３４による停車制御が行われていること、及び、ＡＣＣが解除されたことは、情報出力部５０によりドライバーに知らされる。

ここで、ステップＳ１３及びステップＳ１４の両方で肯定結果が得られるということは、先行車との車間距離が短く、かつ、先行車との距離が縮まる状況にあること意味し、このような状況下においてＡＣＣが解除されると事故に繋がるおそれがある。そこで、本実施の形態の運転支援装置３０は、ステップＳ１５において、ＡＣＣを解除するのと一緒に停車制御部３４による停車制御を行う。このとき停車制御部３４からブレーキ用ＥＣＵ２４に停車制御信号（目標減速度）が出力され、この結果、車両１は目標減速度に従って停車する。

これに対して、ステップＳ１３及びステップＳ１４のいずれか１つで否定結果が得られた場合、つまり、先行車との車間距離が閾値Ｄよりも大きい、あるいは、先行車との車間距離が減少傾向にない場合には、処理はステップＳ１６に移る。ステップＳ１６では、ＡＣＣが解除され、停車制御部３４による停車制御は行われない。なお、ＡＣＣが解除されたことは、情報出力部５０によりドライバーに知らされる。

ここで、ステップＳ１３及びステップＳ１４のいずれか１つで否定結果が得られるということは、ＡＣＣが解除されても事故に繋がる可能性が非常に小さい状況にあることを意味する。そこで、本実施の形態の運転支援装置３０は、ステップＳ１６において、停車制御部３４による停車制御は行わずに、ＡＣＣの解除のみを行う。つまり、ＡＣＣの解除を行って、ドライバーの運転操作に委ねる。

なお、厳密には、ステップＳ１２で検出器に異常が有るという判定結果が得られたということは、先行車との車間距離を検出できない状況にあることを意味するので、ステップＳ１３及びステップＳ１４の判定を行うことができないことになる。これを避けるために、本実施の形態では、停車制御部３４が常時、先行車との車間距離を入力して記憶し、検出器に異常が生じる直前の車間距離を用いてステップＳ１３及びステップＳ１４の判定を行うようになっている。

＜４＞実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態によれば、運転支援装置３０は、ＡＣＣ部３２と、ＡＣＣを実行するために用いられる検出器の異常を検知する異常検知部３３と、異常検知部３３によって異常が検知され、かつ、先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御する停車制御部３４と、を有する。これにより、ＡＣＣの実行中に、ＡＣＣを実行するために必要な検出器が失陥し、通常のＡＣＣを実行することができなくなった場合でも、衝突の可能性を低減し得る、運転支援装置３０を実現できる。

＜５＞他の実施の形態
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。

＜５−１＞上述の実施の形態では、停車制御部３４をＡＣＣ部３２とは別の物として記載したが、停車制御部３４はＡＣＣ部３２に含まれていてもよい。つまり、上述の実施の形態では、停車制御はＡＣＣとは別の制御のように記載したが、停車制御はＡＣＣの一部として行われてもよい。上述の実施の形態の処理は、異常検知部３３によって異常が検知され、かつ、先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、異常が検知された検出器に依存しない予め決められた目標減速度を出力するＡＣＣを行っているということもできる。

＜５−２＞上述の実施の形態では、異常検知部３３によって異常が検知され、かつ、車間距離が所定閾値Ｄ以下であり、かつ、車間距離が減少傾向の場合に、自車を停車制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らない。例えば、停車制御部３４は、異常検知部３３によって異常が検知され、かつ、車間距離が減少傾向の場合に、自車を停車制御してもよい。

＜５−３＞上述の実施の形態に加えて、自車が停車間際であることを判定する状態判定部を、さらに備え、停車制御部３４による停車制御は、状態判定部によって自車が停車間際であると判定された場合に実行されるようにしてもよい。このようにすれば、他の場合と比較して、ＡＣＣが解除されると衝突する可能性が高い停車間際に、停車制御が実行されるようになる。

なお、前記状態判定部は、先行車との車間距離と自車速度とに基づいて、停車間際か否かを判定するとよい。また、停車間際か否かの判定に用いる先行車との車間距離は、ＡＣＣのために設定された車間距離よりも短い距離であることが好ましい。

＜５−４＞上述の実施の形態に加えて、停車制御部３４による停車制御は、ドライバーによる走行に関わる操作があるまで継続されるようにしてもよい。換言すれば、ドライバーによる走行に関わる操作があった場合には、停車制御部３４による停車制御は解除される。このようにすることで、停車制御部３４による停車制御が、ドライバーによる走行に関わる操作の邪魔になることを防止できる。例えば、ドライバーがアクセルを踏んでいるにもかかわらず、停車制御部３４によってブレーキ制御が行われることが防止される。

＜５−５＞上述の実施の形態では、本発明の運転支援装置及び方法を適用する車両１がトレーラー２を連結して牽引することが可能なトラクタヘッドである場合について述べたが、本発明が適用可能な車両はこれに限らず、例えば乗用車などの車両であってもよい。

本開示の運転支援装置及び運転支援方法は、ＡＣＣの実行中に、ＡＣＣを実行するために必要な検出器が失陥し、通常のＡＣＣを実行することができなくなった場合でも、衝突の可能性を低減できる、運転支援装置及び運転支援方法として有用である。

１ 車両
２ トレーラー
３ 車両本体部
１０ 駆動系統
１１ エンジン
１２ クラッチ
１３ 変速機
１４ 推進軸
１５ 差動装置
１６ 駆動軸
１７ 車輪
１８ エンジン用ＥＣＵ
１９ 動力伝達用ＥＣＵ
２０ 制動系統
２１ 常用ブレーキ
２２ リターダー
２３ 排気ブレーキ
２４ ブレーキ用ＥＣＵ
３０ 運転支援装置
３１ 車間距離検出部
３２ ＡＣＣ部
３３ 異常検知部
３４ 停車制御部
４１ ＡＣＣ用操作部
４３ アクセル操作検出部
４４ ブレーキ操作検出部
５０ 情報出力部

Claims (11)

1. 車両の運転を支援する運転支援装置であって、
   少なくとも、自車から先行車までの車間距離、及び、自車と先行車との相対速度に基づいて、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行するＡＣＣ部と、
   前記ＡＣＣを実行するために用いられる検出器の異常を検知する異常検知部と、
   前記異常検知部によって異常が検知され、かつ、前記先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御する停車制御部と、
   を備える運転支援装置。
2. 前記停車制御部は、前記異常検知部によって異常が検知され、かつ、前記車間距離が減少傾向の場合に、自車を停車制御する、
   請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記停車制御部は、前記異常検知部によって異常が検知され、かつ、前記車間距離が所定閾値以下であり、かつ、前記車間距離が減少傾向の場合に、自車を停車制御する、
   請求項１に記載の運転支援装置。
4. 前記停車制御部による停車制御が実行される際には、前記ＡＣＣ部によるＡＣＣ処理は解除される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の運転支援装置。
5. 前記停車制御部は、異常が検知された検出器に依らない決まった値の目標減速度を出力する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の運転支援装置。
6. 自車が停車間際であることを判定する状態判定部を、さらに備え、
   前記停車制御部による停車制御は、前記状態判定部によって自車が停車間際であると判定された場合に実行される、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の運転支援装置。
7. 前記状態判定部は、先行車との車間距離と自車速度とに基づいて、停車間際か否かを判定する、
   請求項６に記載の運転支援装置。
8. 停車間際か否かの判定に用いる前記先行車との車間距離は、ＡＣＣのために設定された車間距離よりも短い距離である、
   請求項７に記載の運転支援装置。
9. 前記停車制御部による停車制御は、ドライバーによる走行に関わる操作があるまで継続される、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の運転支援装置。
10. 前記異常検知部によって異常が検知された場合であって、前記車間距離が所定閾値より大きい場合、あるいは、前記車間距離が減少傾向でない場合には、
    前記ＡＣＣ部によるＡＣＣ処理は解除され、かつ、前記停車制御部による停車制御は行われない、
    請求項１に記載の運転支援装置。
11. 車両の運転を支援する運転支援方法であって、
    少なくとも、自車から先行車までの車間距離、及び、自車と先行車との相対速度に基づいて、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行するＡＣＣステップと、
    前記ＡＣＣを実行するために用いられる検出器の異常を検知する異常検知ステップと、
    前記異常検知ステップで異常が検知され、かつ、前記先行車との車間距離が所定の条件を満たす場合に、自車を停車制御する停車制御ステップと、
    を含む運転支援方法。

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