JP3972491B2

JP3972491B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP3972491B2
Application number: JP32509198A
Authority: JP
Inventors: 昌寛橋本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2018-11-16
Also published as: JP2000149161A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、自動車等の車両においては、自車両の前方に存在する障害物（例えば前方車両等）に対する接触を積極的に回避させるために、自車両の運転者が接触回避操作を行った走行状況を数多く記憶して、この記憶された多くの走行状況から、運転者が接触回避操作を行うであろう作動開始タイミングを学習により決定して、決定された作動開始タイミング（例えばしきい値としての特定車間距離）となったときに、接触回避手段としての警報器、自動ブレーキ手段あるいは自動操舵手段を作動させることが考えられている。
【０００３】
特開平７−１５９５２５号公報には、前記学習のために記憶される走行状況を示すパラメ−タとして、自車両が減速を開始したときの前方障害物に対する相対距離と自車両の車速とを設定したものが提案されている。また、特開平６−２３１４００号公報には、上記パラメ−タとして、ブレーキ踏み替え時間の最小値と、ブレーキ踏み込みの最大減速度の最大値とを設定したものが提案されている。さらに、特開平６−２０７４７７号公報には、夜間等の特殊走行状況下では、学習のための前提となる記憶を禁止するものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、同じ運転者であっても、接触回避操作として例えば減速操作を行ったとき、緩やかな減速操作もあれば、急激な減速操作を行う場合もあり、同じ減速操作といっても、運転者の要求する接触回避操作のレベルがかなり大きく相違したものとなる。すなわち、同じ運転者であっても、前方障害物との接触回避に十分余裕があるとき（例えば車間距離が十分大きいとき）は緩やかな減速操作を行い、接触回避に余裕がないとき（例えば車間距離が極めて小さいとき）は急激な接触回避操作を行うことになる。したがって、接触回避手段を作動させる作動開始タイミングのしきい値を学習する場合に、従来のような手法では、運転者の要求する減速の度合い（減速要求レベル）というものが考慮されないものとなって、運転者によっては、接触回避手段の作動が遅過ぎたものとなったり、あるいは早過ぎたものとなり、適切な作動開始タイミングを学習により得ることが難しいものとなる。
【０００５】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、接触回避手段の作動開始タイミングを運転者に応じてより適切に決定できるようにした車両の制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
自車両の車速、および自車両の前方に存在する障害物までの相対距離、相対速度を検出する走行状態検出手段と、
自車両が前記障害物と接触するのを回避させるべく作動される接触回避手段と、
運転者による自車両の接触回避のための操作量を検出する回避操作量検出手段と、
運転者による接触回避の操作開始時において、前記走行状態検出手段で検出された車速、相対距離、相対速度および前記回避操作量検出手段で検出された回避操作量を１つの相関関係として記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている車速、相対距離、相対速度および回避操作量についての複数の相関関係に基づいて、前記接触回避手段を作動させるときの作動開始タイミングを決定する作動開始タイミング決定手段と、
前記作動開始タイミング決定手段で決定された作動開始タイミングとなったときに、前記接触回避手段を作動させる制御手段と、
を備え、
前記作動開始タイミング決定手段による前記作動開始タイミングの決定が、前記記憶手段に１つの相関関係として記憶されている車速と相対距離と相対速度と回避操作量とからなる一連のデータ組についての該作動開始タイミングの決定に対する反映度合を、回避操作量が小さいときは回避操作量が大きいときに比して小さくして行われる、
ようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１によれば、作動開始タイミングが、運転者の接触回避操作量をも含めて決定されるので、より適切なものとなる。とりわけ、接触回避の要求が低いときとなる接触回避操作量が小さいときは、接触回避の要求が高いときとなる接触回避操作量が大きいときに比して、作動開始タイミングの決定に対する反映度合いを小さくするようにしてあるので、作動開始タイミングの決定が極めて適切なものとなる。
【０００８】
請求項２によれば、減速操作は運転者による接触回避の操作時のときには必ず行われるであろうことからして、接触回避操作が行われたことの検出を確実に行う上で好ましいものとなる。
請求項３によれば、アクセルペダルの開放という運転者の小さな減速要求までをみることができる。
請求項４によれば、アクセルペダルの開放速度を、運転者の減速要求のレベルとして利用することができる。
【０００９】
請求項５によれば、ブレーキペダルの踏み込みによって、運転者が減速要求していることを確実にみることができる。
請求項６によれば、ブレーキペダルの踏み込み量を、運転者の減速要求レベルとして利用することができる。
請求項７によれば、ブレーキペダルの踏み込み速度を、運転者の減速要求レベルとして利用することができる。
請求項８によれば、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み替え時間を、運転者の減速要求レベルとして利用することができる。
請求項９によれば、自車両の減速度を、運転者の減速要求レベルとして利用することができる。
【００１０】
請求項１０によれば、正則化理論を利用しつつ、運転者の減速要求レベルというものを考慮した作動開始タイミングを容易に決定することができる。
請求項１１によれば、運転者が接触回避操作を行うときのもっとも一般的な目安となる車間距離を、作動開始タイミングとして決定することができる。
請求項１２によれば、接触回避手段の具体的なものが提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１において、１は自車両、２は自車両１の前方に存在する前方障害物としての前方車両である。自車両１のハンドルが符号１１で、アクセルペダルが符号１２で、ブレーキペダルが符号１３で示される。自車両１の前部には、前方障害物検知用センサとしてのレーザレーダあるいはミリ波レーダが搭載されて、前方車両２までの車間距離ｄが検出され、車間距離ｄを微分することにより前方車両２に対する相対速度Ｖr が演算される。また、車速センサによって自車両１の車速Ｖo が検出される。上記レーダ、車速センサが、まとめて、図２においてセンサ群Ｓ１として示される。さらに、図２示すようにブレーキセンサＳ２によって、ブレーキペダル１３の踏み込み量Ｂrkが検出される。
【００１２】
自車両１に搭載される接触回避制御のためのコントロ−ラＵの概要が図２に示される。コントロ−ラＵは、大別して、Ｐ１〜Ｐ４の各部分（手段）を有する。走行状態検出部Ｐ１は、前述した前方障害物検知用レ−ダや車速センサからなるセンサ群Ｓ１からの信号が入力されて、前述のように、車間距離ｄ、相対速度Ｖr 、自車速Ｖo を検出する。記憶部Ｐ２には、車間距離ｄ、自車速Ｖo 、相対速度Ｖr 、ブレーキ踏み込み量Ｂrkが、１つの相関関係を構成しつつ記憶される。記憶されるタイミングは、運転者による減速操作が開始されたときとされる。記憶部Ｐ２には、上述のように運転者による減速操作（接触回避操作）が行われる毎に、車間距離ｄ、自車速Ｖo 、相対速度Ｖr 、ブレーキ踏み込み量Ｂrkが１つの相関関係をもって記憶されていき、減速操作が数多く行われることによって、複数（多数）の相関関係（複数の車間距離ｄ、自車速Ｖo 、相対速度Ｖr 、ブレーキ踏み込み量Ｂrk）が蓄積されていくことになる。
【００１３】
作動開始タイミング決定部Ｐ３では、上述のように記憶部Ｐ２に記憶されている複数の相関関係に基づいて、後述のようにして、作動開始タイミング（実施形態ではしきい値としての特定車間距離）が決定される（学習）。作動開始タイミングとなる特定車間距離は、自車速Ｖo および相対速度Ｖr をパラメ−タとして決定されて（例えばマップ化されて特定車間距離が記憶される）、検出される現在の自車速Ｖo および相対速度Ｖr に応じた特定車間距離が読み出される。
【００１４】
制御部Ｐ４では、検出された現在の実際の自車速Ｖo および相対速度Ｖr に応じた特定車間距離と、検出された現在の実際の車間距離ｄとを比較して、実際の車間距離ｄが特定車間距離以下となったときに、接触回避手段Ｗを作動させる。、接触回避手段Ｗとしては、実施形態では、ランプ、ブザー等の警報器としてあるが、この他、自動ブレーキ手段や自動操舵手段とすることもでき、これ等警報器と自動ブレーキ手段と自動操舵手段任意と任意の２つの組み合わせて、あるいは３つ全てを組み合わせたものとして接触回避手段を構成することもできる。
【００１５】
作動開始タイミング（実施形態では特定車間距離）の決定は、正則化理論式に基づいて、次式を最小にするａ₀ 、ａ₁ 、ａ₂ が求めることにより行われる。ａ₀ 、ａ₁ 、ａ₂ は、学習された自車速Ｖo と相対速度Ｖr と車間距離ｄとの相関関係を示すパラメ−タであり、またλ（＞０）は、ブレーキ踏み込み量Ｂrkの反映割合を示すもので、λが大きいほどＢrkの反映割合が大きくなる。
【００１６】
【数１】

【００１７】
ここで、記憶部Ｐ２には、｛（ｄ₁ 、Ｖo₁、Ｖr₁、Ｂrk₁ ）、（ｄ₂ 、Ｖo₂、Ｖr₂、Ｂrk₂ ）・・・・・（ｄ_n 、Ｖo_n、Ｖr_n、Ｂrk_n ）｝というように、ｎ個の車間距離ｄ、自車速Ｖo 、相対速度Ｖr 、Ｂrkが、それぞれ相関関係を有して記憶されているが、この記憶内容を上記式に代入して、式が最小になるａ₀ 、ａ₁ 、ａ₂ が決定される。決定されたａ₀ 、ａ₁ 、ａ₂ は、自車速Ｖo と相対速度Ｖr とをパラメ−タとして特定車間距離を示すものとなる。
【００１８】
決定された作動開始タイミングとしての特定車間距離の一例が、図３の実線で示される。図３は、横軸を自車速Ｖo とし、縦軸を車間距離ｄ（特定車間距離ｄw ）としたもので、このような図３はある相対速度Ｖr のときのものを示す（ａ₀ 、ａ₁ は図３実線を特定するための傾きと切片となる）。そして、図３の黒丸は、減速操作が行われたことを示し、黒丸が大きいほど大きな減速操作（大きなブレーキ踏み込み量）とされたときを示す。図３実線では、大きな黒丸、つまりブレーキ踏み込み量が大きいときの減速操作が、小さな黒丸つまりブレーキ踏み込み量の小さいときの減速操作よりも優先されて設定されたものとなる。
【００１９】
上述の式の右辺の第２項は、ブレーキ踏み込み量を、作動開始タイミングとしての特定車間距離の決定に対して反映させたものであるが、この作動開始タイミングの決定に対する反映度合いは、踏み込み量Ｂrkが小さいほど小さくされる。つまり、「踏み込み量Ｂrkが小さいときの反映度合いが、踏み込み量Ｂrkが大きいときの反映度合いよりも小さくされる」もので、逆に表現すれば、「踏み込み量Ｂrkが大きいときの反映度合いが、踏み込み量Ｂrkが小さいときの反映度合いよりも大きくされる」もので、「踏み込み量が大きいほど反映度合いが大きくなる」、あるいは「踏み込み量が小さいほど反映度合いが小さくなる」と表現することもできる。
【００２０】
図３の破線で示す直線は、最小２乗法（上記式の右辺の第２項を有しないもの）によって、特定車間距離を決定したときのものを示す比較例である。この比較例では、ブレーキ踏み込み量が加味されないので、小さなブレーキ操作が作動開始タイミング（特定車間距離）の決定に大きな影響を与えてしまうことになり、作動開始タイミングを適切に決定することが、図３実線（本発明実施形態）の場合に比して劣るものとなる。
【００２１】
次に、図４、図５のフロ−チャ−トを参照しつつ、図２のコントロ−ラＵの制御内容の詳細について説明する。なお、以下の説明でＱはステップである。まず、図４は、運転者の減速操作が検出されることによりスタ−トとされて、Ｑ１において、車間距離ｄ、自車速Ｖo 、相対速度Ｖr 、ブレーキ踏み込み量Ｂrkが読み込まれる。Ｑ２においては、検出された実際の車間距離ｄが、前述のようにして決定された作動開始タイミングとしての特定車間距離ｄw よりも小さいか否かが判別される。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、警報器が作動される（接触回避手段の作動）。Ｑ３の後あるいはＱ２の判別でＮＯのときはそれぞれ、Ｑ４において、後述する作動開始タイミングとしての特定車間距離ｄw の決定（学習）が行われる。
【００２２】
図４の詳細が、図５に示される。この図５のＱ１１において、運転者による減速操作（実施形態ではブレーキペダル１３の踏み込み検出）が行われたか否かが判別される。Ｑ１１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１２において、Ｑ１で読み込まれた実際の車間距離ｄが、所定値よりも大きいか否かが判別される。Ｑ１２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１３において、踏み込み量Ｂrkが所定値よりも小さいか否かが判別される。このＱ１３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１４において、Ｑ１で読み込まれた実際の車間距離ｄ、自車速Ｖo 、相対速度Ｖr 、ブレーキ踏み込み量Ｂrkが記憶される。
【００２３】
Ｑ１４の後、Ｑ１５において、作動開始タイミングの学習が既に行われているか否かが判別される。このＱ１５の判別でＮＯのときは、Ｑ１６において、記憶数（Ｑ１４での記憶回数）が、所定値よりも大きいか否かが判別される。このＱ１６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１７において、前述した式に基づいて、作動開始タイミングが決定される（図３の実線の決定）。Ｑ１８では、決定された作動開始タイミングに基づいて、警報を行うタイミング（特定車間距離ｄw ）が推定によって決定される。なお、Ｑ１８の処理は、Ｑ１７で決定される作動開始タイミングが、運転者が実際に接触回避操作としての減速操作を行うタイミングであるので、これよりも若干早いタイミングでもって警報を行うために別途設定したもので、特定車間距離ｄw は、Ｑ１７で決定されたものをそのまま用いることもできる（Ｑ１８のステップなし）。
【００２４】
前記Ｑ１１の判別でＮＯのときは、そのままリタ−ンされる。Ｑ１２の判別でＮＯのときもそのままリタ−ンされるが、これは、実際の車間距離ｄが小さすぎて、接触回避を運転者が行うことが事実上困難なためである。Ｑ１３の判別でＮＯのときもそのままリタ−ンされるが、これは、急減速であって、異常状態であるため接触回避を行うための走行状態としては不適切なためである。Ｑ１５の判別でＮＯのとき、Ｑ１６の判別でＮＯのときもそのままリタ−ンされるが、Ｑ１６の判別でＮＯのときは、学習に必要なデータ数が十分でないためであり、運転者による減速操作がその後適宜行われることにより、やがてＱ１６の判別がＹＥＳとなるものである。
【００２５】
以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。走行状態としての自車速Ｖo や相対速度Ｖr 等を記憶させるタイミングとしての運転者による減速操作としては、例えば、アクセルペダルの開放操作とすることもできる。記憶される接触回避操作量としては、ブレーキ踏み込み量Ｂrkに限らず、アクセルペダル１２の開放速度、ブレーキペダル１３の踏み込み速度、アクセルペダル１２からブレーキペダル１３への踏み替え時間、自車両１の減速度とすることもできる。この場合、上述した運転者による減速操作と上述した記憶される接触回避操作量とは、任意に選択して組み合わせたものとすることができる（例えば減速操作をアクセルペダルの開放とし、接触回避操作量としてブレーキ踏み込み量とする等）。なお、接触回避操作をアクセルペダル１２の操作に関連したものとしたときは、記憶される接触回避操作量としてもアクセルペダル１２の操作に関連したアクセルペダル開放速度、あるいはアクセルペダル１２からブレーキペダル１３への踏み替え速度とするのが好ましい。同様に、減速操作をブレーキペダル１３の操作に関連したものとしたときは、記憶される回避操作量としてもブレーキペダル１３の操作に関連したものを選択するのが好ましい。なお、接触回避操作量としての自車両１の減速度は、減速操作がアクセルペダル１２の操作に関連した場合も、ブレーキペダル１３の操作に関連した場合も両方に好ましいものとなる。
【００２６】
学習（決定）された特定車間距離ｄw の他に、例えばｄw よりも所定分大きい第１特定車間距離と、ｄw よりも所定分小さい第２特定車間距離とを設定して、実際の車間距離が第１特定車間距離よりも小さくなった時点で緩やかな警報を行い（例えば警報ランプ点灯）、実際の車間距離が特定車間距離ｄw よりも小さくなった時点で中程度の警報を行い（例えば警報ブザーを断続的に作動させる）、実際の車間距離が第２特定車間距離よりも小さくなったときに激しく警報を行う（例えば警報ブザーを連続作動させる）等、決定された作動開始タイミングに基づいて複数種の作動開始タイミングを複数設定することもできる（車間距離が小さくなるにつれて、徐々に警報レベルを上げる）。
【００２７】
作動開始タイミングとしては、特定車間距離のように車間距離で示す他、特定自車速として設定したり（車間距離、相対速度をパラメ−タとして設定される）、特定相対速度として設定する（車間距離、自車速をパラメ−タとして設定される）こともできる。もっとも、運転者は、通常、自車速と相対速度とをベースに、最終的に車間距離に基づいて接触回避操作を行うことが多いので、作動開始タイミングとしては車間距離でもって設定するのが好ましいものである。
【００２８】
記憶が行われる条件としての運転者による接触回避操作としては、減速操作に限らず、ハンドル操作したときとすることもできる（この場合、記憶される回避操作量としてはハンドル操作量やハンドル操作速度等とすることでき、接触回避手段としては自動操舵とすることもできるが、警報や自動ブレーキとすることもできる）。もちろん、記憶が行われる条件としての運転者による接触回避操作として減速操作とした場合も、記憶される回避操作量としてはハンドル操作量やハンドル操作速度等とすることでき、接触回避手段としては自動操舵とすることもでき、警報や自動ブレーキとすることもできる。要は、接触回避の操作（の種類）選択と、記憶される接触回避操作量（の種類）選択と、接触回避手段（の種類）選択とは、それぞれ個々独立して任意に選択することが可能である。
【００２９】
もっとも、接触回避の操作（の種類）選択と、記憶される接触回避操作量（の種類）選択と、接触回避手段（の種類）選択との組み合わせのうち、次のような組み合わせが好ましいものである。まず、接触回避手段として自動ブレーキの場合は、運転者による接触回避操作としては制動操作が選択され、記憶される回避操作量としてはブレーキの強さに関連したものとするのが好ましい（決定される作動開始タイミングとしては制動を行うタイミングとされる）。また、接触回避手段として自動操舵を選択したときは、接触回避の操作としては減速操作とし、記憶される回避操作量としては操舵に関連したものとするのが好ましい（例えば操舵量、操舵速度で、決定される作動開始タイミングとしては自動操舵を行うタイミング）。
【００３０】
フロ−チャ−トに示す各ステップあるいはセンサ等の各種部材は、その機能の上位表現に手段の名称を付して表現することができる。また、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。さらに、本発明は、方法として表現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】自車両と前方障害物としての前方車両とを示す簡略平面図。
【図２】本発明の制御系統をブロック図的に示す図。
【図３】本発明を利用して得られた作動開始タイミングとしての特定車間距離を、比較例と共に示す図。
【図４】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図５】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
１：自車両
２：前方車両
１１：ハンドル
１２：アクセルペダル
１３：ブレーキペダル
Ｓ１：センサ群（車速、車間距離）
Ｓ２：センサ（ブレーキ踏み込み量）
Ｕ：コントロ−ラ

Claims

自車両の車速、および自車両の前方に存在する障害物までの相対距離、相対速度を検出する走行状態検出手段と、
自車両が前記障害物と接触するのを回避させるべく作動される接触回避手段と、
運転者による自車両の接触回避のための操作量を検出する回避操作量検出手段と、
運転者による接触回避の操作開始時において、前記走行状態検出手段で検出された車速、相対距離、相対速度および前記回避操作量検出手段で検出された回避操作量を１つの相関関係として記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている車速、相対距離、相対速度および回避操作量についての複数の相関関係に基づいて、前記接触回避手段を作動させるときの作動開始タイミングを決定する作動開始タイミング決定手段と、
前記作動開始タイミング決定手段で決定された作動開始タイミングとなったときに、前記接触回避手段を作動させる制御手段と、
を備え、
前記作動開始タイミング決定手段による前記作動開始タイミングの決定が、前記記憶手段に１つの相関関係として記憶されている車速と相対距離と相対速度と回避操作量とからなる一連のデータ組についての該作動開始タイミングの決定に対する反映度合を、回避操作量が小さいときは回避操作量が大きいときに比して小さくして行われる、
ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１において、
前記記憶手段に記憶が行われるときの運転者による接触回避の操作が、車両を減速させる減速操作である、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項２において、
前記減速操作が、アクセルペダルの開放である、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項３において、
前記記憶手段に記憶される前記回避操作量が、アクセルペダルの開放速度である、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項２において、
前記減速操作が、ブレーキペダルの踏み込みである、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項５において、
前記記憶手段に記憶される前記回避操作量が、ブレーキペダルの踏み込み量である、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項５において、
前記記憶手段に記憶される前記回避操作量が、ブレーキペダルの踏み込み速度である、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項５において、
前記記憶手段に記憶される前記回避操作量が、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み替え時間である、ことを特徴とする車両の制御装置
請求項２において、
前記記憶手段に記憶される前記回避操作量が、自車両の減速度である、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１において、
前記作動開始タイミング決定手段が、前記回避操作量を安定項として含ませた正則化理論を利用して、前記作動開始タイミングを決定する、ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１において、
前記作動開始タイミング決定手段が、しきい値としての特定車間距離を決定し、
前記制御手段が、実際に検出される車間距離と前記特定車間距離とを比較して、前記接触回避手段の作動を制御する、
ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１において、
前記接触回避手段が、運転者に対する警報手段、自動ブレーキ手段、自動操舵段のうちの少なくとも１つである、ことを特徴とする車両の制御装置。