JP4249114B2 - 車両の走行安全装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の走行安全装置に関するものである。

従来、例えば、車両の進行方向前方に複数のカーブが連続してなる連続カーブが存在する場合に、各カーブの通過難度の判定結果に応じて、警報の内容を変更する車両の走行安全装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３６７０８３号公報

ところで、上記従来技術に係る車両の走行安全装置においては、連続カーブを構成する複数のカーブの各通過難度を、各カーブの径または曲率等のカーブ形状値もしくは各カーブに対する適正速度等に基づき判定するようになっている。しかしながら、各カーブの通過難度は、カーブ形状値や車両の状態に加えて、運転者の生理状態や運転に対する集中度合等に応じて変化することから、各カーブの通過難度の判定に対して運転者の状態を反映させることで判定結果に対する信頼性を向上させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、連続する複数のカーブからなる連続カーブに対して適切に安全装置を作動させることが可能な車両の走行安全装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両の走行安全装置は、道路データを記憶する記憶手段（例えば、実施の形態での記憶部１１）と、自車両の位置を検出する自車位置検出手段（例えば、実施の形態での自車位置検出部１２）と、自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段（例えば、実施の形態での車両状態検出部１３）と、前記記憶手段が記憶した前記道路データに基づき自車両の進行方向に存在するカーブの形状を認識するカーブ認識手段（例えば、実施の形態でのカーブ認識部１４）と、前記カーブ認識手段が認識した前記カーブの形状に基づき該カーブを適正に通過可能な適正車両状態を設定する適正車両状態設定手段（例えば、実施の形態での適正車速設定部１５）と、前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態と、前記適正車両状態設定手段が設定した前記適正車両状態とを比較する比較手段（例えば、実施の形態での比較部１６）と、前記比較手段による比較結果において前記自車両の車両状態が前記適正車両状態にないときに、自車両に設けられた安全装置（例えば、実施の形態での安全装置１８）を作動させる作動手段（例えば、実施の形態での作動部１７）とを備える車両の走行安全装置であって、直前に通過したカーブから自車両までの距離を算出する距離算出手段（例えば、実施の形態での作動内容変更部２１が兼ねる）と、前記距離算出手段が算出した距離が長くなることに伴い、前記カーブ認識手段にて認識された先のカーブに対して、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更する変更手段（例えば、実施の形態での作動内容変更部２１）とを備えることを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、直前に通過したカーブから自車両までの距離が長くなることに伴い、先のカーブに対して、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更することにより、連続カーブにおいて隣り合うカーブ間の距離が相対的に長くなることに伴い、例えばカーブの通過に対する運転者の集中度合が低下した場合等であっても、車両の状態を先のカーブに対する適正車両状態に設定する動作に遅れが生じることを防止することができる。

さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置は、道路データを記憶する記憶手段（例えば、実施の形態での記憶部１１）と、自車両の位置を検出する自車位置検出手段（例えば、実施の形態での自車位置検出部１２）と、自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段（例えば、実施の形態での車両状態検出部１３）と、前記記憶手段が記憶した前記道路データに基づき自車両の進行方向に存在するカーブの形状を認識するカーブ認識手段（例えば、実施の形態でのカーブ認識部１４）と、前記カーブ認識手段が認識した前記カーブの形状に基づき該カーブを適正に通過可能な適正車両状態を設定する適正車両状態設定手段（例えば、実施の形態での適正車速設定部１５）と、前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態と、前記適正車両状態設定手段が設定した前記適正車両状態とを比較する比較手段（例えば、実施の形態での比較部１６）と、前記比較手段による比較結果において前記自車両の車両状態が前記適正車両状態にないときに、自車両に設けられた安全装置（例えば、実施の形態での安全装置１８）を作動させる作動手段（例えば、実施の形態での作動部１７）とを備える車両の走行安全装置であって、直前のカーブを通過してからの経過時間を算出する時間算出手段（例えば、実施の形態での作動内容変更部２１が兼ねる）と、前記時間算出手段が算出した経過時間が長くなることに伴い、前記カーブ認識手段にて認識された先のカーブに対して、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更する変更手段（例えば、実施の形態での作動内容変更部２１）とを備えることを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、直前のカーブを通過してから先のカーブに到達するまでの経過時間が長くなることに伴い、先のカーブに対して、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更することにより、連続カーブにおいて隣り合うカーブ間の距離が相対的に長くなることに伴い、例えばカーブの通過に対する運転者の集中度合が低下した場合等であっても、車両の状態を先のカーブに対する適正車両状態に設定する動作に遅れが生じることを防止することができる。

さらに、請求項３に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記変更手段は、前記直前のカーブの半径が小さくなることに伴い、あるいは、前記直前のカーブが深くなることに伴い、安全装置の制御を変更する際の変更量を小さくすることを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、直前のカーブの半径が小さくなることに伴い、あるいは、直前のカーブが深くなることに伴い、このカーブを通過する際に運転者の集中度合が増大すると判断することができる。このため、先のカーブに対して、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更する際の制御量を相対的に小さくすることができる。

以上説明したように、本発明の車両の走行安全装置によれば、連続カーブを構成する各カーブの通過に対する運転者の集中度合が低下したと判断することができる場合には、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更することにより、車両の状態を先のカーブに対する適正車両状態に設定する動作に遅れが生じることを防止することができる。
さらに、請求項３に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、カーブを通過する際に運転者の集中度合が増大すると判断することができる場合には、安全装置が過剰に作動しやすくなったり、あるいは、安全装置の作動時期が過剰に早まってしまったり、あるいは、安全装置の作用が過剰に強められてしまうことを防止して、運転者の状態に応じて安全装置を適正に作動させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置について添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０は、記憶部１１と、自車位置検出部１２と、車両状態検出部１３と、カーブ認識部１４と、適正車速設定部１５と、比較部１６と、作動部１７と、安全装置１８と、作動内容変更部２１とを備えて構成されている。

記憶部１１は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体からなり、道路データを含む地図データを記憶している。
自車位置検出部１２は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号や、例えば適宜の基地局を利用してＧＰＳ信号の誤差を補正して測位精度を向上させるためのＤ（Differential）ＧＰＳ信号等の測位信号や、後述する車両状態検出部１３から出力される検出信号に基づく自律航法の算出処理によって車両の現在位置を算出する。

さらに、自車位置検出部１２は算出した車両の現在位置と記憶部１１から取得した道路データとに基づいてマップマッチングを行い、自律航法による位置推定の結果を補正する。
車両状態検出部１３は、例えば、車両の現在速度ＶＰを検出する車速センサや車輪速センサ、水平面内での自車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度（例えば、車両の前後方向軸の鉛直方向に対する傾斜角度や車両重心の上下方向軸回りの回転角であるヨー角等）および傾斜角度の変化量（例えば、ヨーレート等）を検出するジャイロセンサ等からなり、各検出信号を自車位置検出部１２および後述する比較部１６へ出力する。

カーブ認識部１４は、記憶部１１に記憶された道路データを取得し、この道路データに基づいて自車両の進行方向前方の道路上に存在するカーブを検出する。
例えばカーブ認識部１４は、道路データの基礎となるノードつまり道路形状を把握するための点（例えば、図２に示す白抜き丸および黒丸）と、リンクつまり各ノードを結ぶ線（例えば、図２に示す白抜き丸および黒丸を結ぶ線）とに基づいて、カーブの形状を認識する。

そして、カーブ認識部１４は、例えばカーブの径や曲率、カーブの長さ（カーブの深さ）、カーブの通過に要する旋回角等からなるカーブ形状値を算出して、適正車速設定部１５へと出力する。
さらに、カーブ認識部１４は連続カーブ判定部３１を備えており、この連続カーブ判定部３１は、検出したカーブが単独のカーブか否か、あるいは、複数のカーブが連続してなる連続カーブか否かを判定する。
なお、カーブ認識部１４は自車両の現在位置から、例えば２００ｍ〜３００ｍ程度前方に存在するカーブの形状を認識するように設定されている。

適正車速設定部１５は、カーブ認識部１４にて認識されたカーブ形状値に基づいて、このカーブを適正に通過可能な車両の速度（適正速度ＶＳ）を算出する。そして、適正車速設定部１５は設定した適正速度ＶＳのデータを比較部１６へ出力する。
これにより、カーブ認識部１４により先読みされた２００ｍ〜３００ｍ程度先の地点までに存在するカーブに対して、適正車速設定部１５によって適正速度ＶＳが設定される。

ここで、適正車速設定部１５は、カーブ通過時に車両の横方向に発生する加速度（横加速度）を算出する横加速度算出部３２を備えている。すなわち、先ず、横加速度算出部３２は、カーブ認識部１４にて認識されたカーブの形状に基づいて、このカーブを適正に通過する際に許容される横加速度を算出する。次に、適正車速設定部１５は、この横加速度を車両に発生させる車両の速度を算出し、この速度を適正速度ＶＳとして設定する。
なお、カーブ通過時に自車両に許容される横加速度は、路面状況、タイヤの状況、積載の状態等により変化するため、これらを更に考慮して適正速度ＶＳを設定するようにしてもよい。

比較部１６は、車両状態検出部１３にて検出した車両の速度（現在速度）と、適正車速設定部１５にて設定した適正速度ＶＳとを比較して、この比較結果を作動部１７へ出力する。
作動部１７は、例えば安全装置１８を作動させるアクチュエータ等をなし、比較部１６での比較結果に基づいて安全装置１８の作動を制御する。すなわち、比較部１６での比較結果において、車両状態検出部１３にて検出した車両の現在速度と適正車速設定部１５にて設定した適正速度ＶＳとが異なる場合、例えば検出された車両の現在速度ＶＰが適正速度ＶＳよりも高い状態等のように、車両が適正車両状態にない場合には安全装置１８を作動させる。

安全装置１８は、例えば警報を発して運転者の注意を喚起する警報装置や、自動的にブレーキングを行う自動制動装置等を備えて構成されており、作動部１７から出力される制御信号に基づいて制御される。
なお、警報装置は、例えば警報音や音声メッセージ等を出力するスピーカからなる音声警報部１８ａと、例えば警報表示を行うディスプレイや、点灯するランプ等をなす表示警報部１８ｂとを備えて構成されている。

ここで、作動部１７にて安全装置１８を作動させるタイミングは、車両がカーブ認識部１４にて認識したカーブの入口位置に到達するまでに、現在速度ＶＰから適正速度ＶＳまで減速する際に要する時間または距離等に基づいて設定される。
例えば図２に示すように、車両Ａが速度Ｖ１（例えば、速度Ｖ１＞適正速度ＶＳ）で走行している場合に、進行方向前方に存在するカーブＣを適正に通過するためには、カーブＣの入口位置ＣＳにて車両の速度が適正速度ＶＳとなるように設定する。
このとき、所定の減速度ＧＳ（例えば、０．２Ｇ＝０．２×９．８ｍ／ｓ^２）にて、現在の速度Ｖ１（例えば、１００ｋｍ／ｈ）から適正速度ＶＳ（例えば、４０ｋｍ／ｈ）まで減速する場合には、減速に要する時間ＴはＴ＝（Ｖ１−ＶＳ）／ＧＳにより求められる。そして、この時間Ｔに基づいて、減速に要する距離つまり減速必要距離Ｌ０が算出され、カーブＣの入口位置ＣＳから、減速必要距離Ｌ０だけ手前の減速開始位置Ｃ０（図２に示す黒丸Ｃ０）が設定される。

さらに、例えば、警報を発して運転者に注意を促してから、実際に運転者が反応してブレーキを踏み込むまでの反応時間（例えば、約０．５ｓ）と、運転者がブレーキを踏み込んでから実際にブレーキが効き始めるまでの空走時間（例えば、約０．３ｓ）とを考慮して反応空走距離ΔＬ０を算出する。これにより、減速開始位置Ｃ０（図２に示す黒丸Ｃ０）から反応空走距離ΔＬ０だけ手前の警報開始位置ＣＷが設定される。
すなわち、車両ＡがカーブＣの手前に設定される警報開始位置ＣＷに到達した時点、つまり車両Ａの現在位置とカーブＣの入口位置ＣＳとの間の距離（減速対象地点間距離Ｌｎ）が、下記数式（１）に示すように設定される警報必要距離ＬＷに等しくなった時点で警報を発する。

作動内容変更部２１は、直前に通過したカーブから自車両までの距離を算出し、この距離が長くなることに伴い、あるいは、直前のカーブを通過してからの経過時間を算出し、この経過時間が長くなることに伴い、あるいは、運転者により操作される装置（例えば、アクセルペダルやブレーキペダル等）の操作量または操作頻度の少なくとも何れかを検出し、これらの操作量または操作頻度が少なくなることに伴い、カーブ認識部１４にて認識された先のカーブに対して、安全装置１８が作動しやすいように、あるいは、安全装置１８の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置１８の作用を強めるように制御を変更する。例えば、安全装置１８として自動的にブレーキングを行う自動制動装置の作動を制御する場合には、適正車速設定部１５にて設定された適正速度ＶＳを低下させたり、あるいは、減速開始位置Ｃ０を手前の位置にずらしたり、あるいは、減速必要距離Ｌ０を増大させたり、あるいは、減速度ＧＳを増大させる。
そして、作動内容変更部２１は、直前に通過したカーブの半径が小さくなることに伴い、あるいは、直前に通過したカーブが深くなることに伴い、あるいは、運転者のブレーキ操作に係るブレーキ圧が増大することに伴い、安全装置１８の制御を変更する際の制御変更量を小さくする。

本実施の形態による車両の走行安全装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両の走行安全装置１０の動作、特に、作動内容変更部２１の動作について添付図面を参照しながら説明する。
例えば、図３に示す時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間のように、車両の走行路にカーブが存在しない状態（つまり、カーブ曲率がほぼゼロの状態）では、運転者の運転に対する集中度合が低下する状態であると判断して、安全装置１８（例えば、自動制動装置）が作動しやすいように、あるいは、安全装置１８の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置１８の作用を強めるように制御を変更する際の制御変更量に所定変更量＃Ｇが設定される。
そして、図３に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間のように、相対的にカーブ曲率が小さい第１カーブＣ１を通過している状態では、運転者の運転に対する集中度合が増大していると判断して、カーブ曲率の増大に伴い制御変更量が相対的に小さな変化率で所定変更量＃Ｇから低下傾向に変化するように設定される。
そして、図３に示す時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間のように、第１カーブＣ１の通過以後においては、通過した第１カーブＣ１から自車両までの距離が増大することに伴い、あるいは、第１カーブＣ１を通過してからの経過時間が増大することに伴い、運転者の集中度合が低下する状態であると判断して、制御変更量が所定変更量＃Ｇに向かい増大傾向に変化するように設定される。

そして、図３に示す時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間のように、相対的にカーブ曲率が大きい第２カーブＣ２を通過している状態では、カーブ曲率の増大に伴い相対的に大きな変化率で制御変更量が所定変更量＃Ｇから低下傾向に変化するように設定される。
そして、図３に示す時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間のように、第２カーブＣ２の通過以後においては、通過した第２カーブＣ２から自車両までの距離が増大することに伴い、あるいは、第２カーブＣ２を通過してからの経過時間が増大することに伴い、運転者の集中度合が低下する状態であると判断して、制御変更量が所定変更量＃Ｇに向かい増大傾向に変化するように設定される。

上述したように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０によれば、連続カーブにおいて隣り合うカーブ間の距離が相対的に長くなることに伴い、あるいは、直前のカーブを通過してから先のカーブに到達するまでの経過時間が長くなることに伴い、例えばカーブの通過に対する運転者の集中度合が低下する虞がある場合や、運転者により操作される装置（例えば、アクセルペダルやブレーキペダル等）の操作量または操作頻度が少なくなることに伴い、カーブの通過に対する運転者の集中度合が低下したと判断することができる場合等であっても、車両の状態を先のカーブに対する適正車両状態に設定する動作に遅れが生じることを防止することができる。
しかも、直前のカーブの半径が小さくなることに伴い、あるいは、直前のカーブが深くなることに伴い、カーブを通過する際に運転者の集中度合が増大すると判断することができる場合には、先のカーブに対して安全装置１８が過剰に作動しやすくなったり、あるいは、安全装置１８の作動時期が過剰に早まってしまったり、あるいは、安全装置１８の作用が過剰に強められてしまうことを防止して、運転者の状態に応じて安全装置１８を適正に作動させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置の構成を示す機能ブロック図である。 車両がカーブに進入する際の警報の作動タイミングを示す図である。 自車両の走行路に存在するカーブのカーブ曲率と安全装置の制御を変更する際の制御変更量との時間変化の一例を示すグラフ図である。

符号の説明

１０ 車両の走行安全装置
１１ 記憶部（記憶手段）
１２ 自車位置検出部（自車位置検出手段）
１３ 車両状態検出部（車両状態検出手段）
１４ カーブ認識部（カーブ認識手段）
１５ 適正車速設定部（適正車両状態設定手段）
１６ 比較部（比較手段）
１７ 作動部（作動手段）
１８ 安全装置
２１ 作動内容変更部（距離算出手段、変更手段、時間算出手段、運転状態検出手段）

Claims (3)

1. 道路データを記憶する記憶手段と、
   自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、
   自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   前記記憶手段が記憶した前記道路データに基づき自車両の進行方向に存在するカーブの形状を認識するカーブ認識手段と、
   前記カーブ認識手段が認識した前記カーブの形状に基づき該カーブを適正に通過可能な適正車両状態を設定する適正車両状態設定手段と、
   前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態と、前記適正車両状態設定手段が設定した前記適正車両状態とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果において前記自車両の車両状態が前記適正車両状態にないときに、自車両に設けられた安全装置を作動させる作動手段と
   を備える車両の走行安全装置であって、
   直前に通過したカーブから自車両までの距離を算出する距離算出手段と、
   前記距離算出手段が算出した距離が長くなることに伴い、前記カーブ認識手段にて認識された先のカーブに対して、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更する変更手段と
   を備えることを特徴とする車両の走行安全装置。
2. 道路データを記憶する記憶手段と、
   自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、
   自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   前記記憶手段が記憶した前記道路データに基づき自車両の進行方向に存在するカーブの形状を認識するカーブ認識手段と、
   前記カーブ認識手段が認識した前記カーブの形状に基づき該カーブを適正に通過可能な適正車両状態を設定する適正車両状態設定手段と、
   前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態と、前記適正車両状態設定手段が設定した前記適正車両状態とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果において前記自車両の車両状態が前記適正車両状態にないときに、自車両に設けられた安全装置を作動させる作動手段と
   を備える車両の走行安全装置であって、
   直前のカーブを通過してからの経過時間を算出する時間算出手段と、
   前記時間算出手段が算出した経過時間が長くなることに伴い、前記カーブ認識手段にて認識された先のカーブに対して、安全装置が作動しやすいように、あるいは、安全装置の作動時期が早まるように、あるいは、安全装置の作用を強めるように制御を変更する変更手段と
   を備えることを特徴とする車両の走行安全装置。
3. 前記変更手段は、前記直前のカーブの半径が小さくなることに伴い、あるいは、前記直前のカーブが深くなることに伴い、安全装置の制御を変更する際の変更量を小さくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の走行安全装置。

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