JP4376447B2

JP4376447B2 - 車両の走行安全装置

Info

Publication number: JP4376447B2
Application number: JP2000357676A
Authority: JP
Inventors: 智之福丸
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2002163794A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両外部に設けられた、例えば走行支援道路システム（ＡＨＳ）等の情報発信装置から受信した道路交通情報等に基づいて車両の動作制御を行う車両の走行安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、道路インフラと車両とが情報通信を介して連携および協調することにより、運転者への情報提供や警報の通知や運転操作支援等を行い、安全で快適な車両の走行を実現する走行支援道路システムの開発が進められている。
このような走行支援道路システムにおいては、車両とその進路上に存在する障害物、停止線、歩行者等の事象との距離や、道路形状等の情報を道路インフラから車両が受け取り、この情報をもとに車両側で情報提供や警報の通知や緊急操作支援等の作動タイミングを決定している。
【０００３】
例えば、警報等の作動タイミング、すなわち警報メッセージを発報すべき事象までの距離Ｌ０は、運転者の反応時間と、車両の減速度とを想定して、以下の如く設定される。
作動タイミング（距離）Ｌ０＝空走距離Ａ＋減速区間の距離Ｂ
空走距離Ａ＝運転者の反応時間×車速Ｖ
減速区間の距離Ｂ＋（車速Ｖ）²／（２×減速度）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術に係る作動タイミングＬ０においては、車両と進路上の障害物等の事象との間に他の先行車両が存在する場合については、何ら考慮されていない。
従って、例えば減速した先行車両が、車両に対して新たな障害物となる場合には、上記作動タイミングＬ０では回避動作を促す警報メッセージの発報等に遅れを生じる恐れがあり、安全かつ快適な走行支援の実現に支障を来す恐れがある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両とその進路上に存在する障害物等の事象との間に先行車両が介在する場合であっても、余裕をもって回避動作を行う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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、車両の外部に設けられた情報発信手段（例えば、後述する実施形態での情報発信装置２４）から前記車両の走行に関わる情報を受信する受信手段（例えば、後述する実施形態での情報送受信部１４）と、前記受信手段にて受信した前記情報に基づいて前記車両の走行に支障がある事象までの距離を検知する第１検知手段（例えば、後述する実施形態でのＥＣＵ１９）と、前記車両の進行方向前方に位置する先行車両を検知して、前記先行車両の相対速度および前記先行車両までの距離を検知する第２検知手段（例えば、後述する実施形態でのセンサＥＣＵ１５）と、前記第１検知手段および前記第２検知手段のうちの少なくとも何れかによる検知結果に基づいて、前記車両の乗員に対する警報の出力および前記車両の回避動作の実行のうちの少なくとも何れかを行う回避支援手段（例えば、後述する実施形態でのステアリング制御部１７およびブレーキ制御部１８およびＥＣＵ１９）と、前記第１検知手段および前記第２検知手段による検知結果に基づいて、前記回避支援手段の作動タイミング（例えば、後述する実施形態での制動距離Ｌｔ１、相対距離Ｌｔ２）を算出する作動タイミング算出手段（例えば、後述する実施形態でのステップＳ１０）と、前記第１検知手段および前記第２検知手段による検知結果に基づいて、前記先行車両の回避動作を予測する動作予測手段（例えば、後述する実施形態ではステップＳ１０が兼ねる）と、前記動作予測手段にて予測した前記先行車両の前記回避動作の作動タイミング（例えば、後述する実施形態での先行車両Ｑが障害物Ｐを認知して制動動作を開始する地点と障害物Ｐとの間の距離Ｌｔ、先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ３）に所定の補正係数（例えば、後述する実施形態での（１＋ｋ））を作用させて得た補正後の作動タイミング（例えば、後述する実施形態での（１＋ｋ）・Ｌｔ、（１＋ｋ）・Ｌ３）を、前記回避支援手段の前記作動タイミングとして設定する作動タイミング補正手段（例えば、後述する実施形態ではステップＳ１０が兼ねる）とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記構成の車両の走行安全装置によれば、進行方向前方の位置に障害物等の事象を検知して回避動作を実行する先行車両に対して、例えば先行車両が回避動作を開始するよりも以前のタイミングで、車両の回避動作を行うように設定することで、先行車両よりも余裕のある回避動作を実行することができる。
【０００９】
上記構成の車両の走行安全装置によれば、先行車両が実行する急制動等の回避動作を予測しておき、この先行車両の回避動作の作動タイミングを補正することで、先行車両の作動タイミングよりも以前の作動タイミングで車両の回避動作を行うように設定する。すなわち、先行車両が通常走行中の状態から、既に車両は回避動作を実行することとなり、例えば先行車両が急制動を行う場合であっても、余裕がある緩やかな制動を行うことができる。
【００１０】
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記作動タイミング補正手段は、前記動作予測手段にて予測した前記作動タイミングにおける前記先行車両と前記事象との間の距離（例えば、後述する実施形態での先行車両Ｑが障害物Ｐを認知して制動動作を開始する地点と障害物Ｐとの間の距離Ｌｔ）に基づいて補正を行うことを特徴としている。
【００１１】
上記構成の車両の走行安全装置によれば、例えば先行車両が進行方向前方の位置に障害物等の事象を検知して急制動等の回避動作を実行する時点での、先行車両と事象との間の距離を予測しておき、さらに、この距離に補正係数を作用させて、この距離よりも大きな制動距離を算出する。そして、先行車両と事象との間の距離が、算出した制動距離に到達した時点で車両の回避動作を実行する。これにより、先行車両よりも余裕を持って回避動作を行うことができ、例えば先行車両と車両との間の距離が短く、近接している場合であっても、先行車両に接触すること無しに確実に回避動作を行うことができる。
【００１２】
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、前記作動タイミング補正手段は、前記動作予測手段にて予測した前記作動タイミングにおける前記先行車両と前記車両との間の距離（例えば、後述する実施形態での先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ３）に基づいて補正を行うことを特徴としている。
【００１３】
上記構成の車両の走行安全装置によれば、例えば先行車両が進行方向前方の位置に障害物等の事象を検知して急制動等の回避動作を実行する場合の、先行車両と車両との間の距離を予測しておき、さらに、この距離に補正係数を作用させて、この距離よりも大きな車間距離を算出する。そして、先行車両の制動時における先行車両と車両との間の距離が、算出した車間距離となるような作動タイミングで車両の回避動作を実行する。これにより、先行車両に接触すること無しに、先行車両よりも余裕を持って確実な回避動作を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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は本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置１０の構成図である。
本実施の形態による車両の走行安全装置１０は、例えばセンサ系をなすアンテナ１１および前方検知センサ１２および基準点マーカーセンサ１３と、情報送受信部１４と、センサＥＣＵ１５と、基準点マーカー受信部１６と、制御系をなすステアリング制御部１７およびブレーキ制御部１８およびＥＣＵ１９と、ナビゲーションディスプレイ２０と、表示部２１と、音声出力部２２とを備えて構成されている。
【００１５】
アンテナ１１に接続された情報送受信部１４は、車両２３の外部に設けられた情報発信装置２４から発信される、例えばＶＩＣＳ（Vehicle Information & Communication System）情報等の道路交通情報をアンテナ１１を介して受信すると共に、受信した道路交通情報や車両２３に関する情報等を、例えば他の車両に搭載された車両の走行安全装置１０等を含む車両２３外部の適宜の受信装置（図示略）に向かい発信する。
ここで、情報発信装置２４は、例えばＦＭ多重放送等の放送装置又は中継装置や、路側等に配置されて光信号及び電波信号を発信するビーコン装置等を含む路車間通信装置や、他の車両に搭載された車両の走行安全装置１０を含む車車間通信装置等をなしている。
【００１６】
さらに、情報発信装置２４は、例えば上位局（図示略）から配信される道路交通情報を車両２３に向かって発信可能であり、この道路交通情報は、例えば、道路工事や幅員減少等の道路規制や、障害物や落下物や故障車や事故や渋滞等の各事象の発生を通知する情報、さらに、例えば降雨や降雪等の天候を含む自然状態に起因する道路の状態を示す事象（例えば、滑りやすくなっている等）に関する情報、つまり車両２３の走行に対して何らかの影響を与えるものであって事前に通知されることで車両２３の乗員が適宜に対処可能な各事象、及び、各事象の発生位置を示す位置情報（例えば、渋滞列の最後尾等）又は各事象の発生位置と車両２３の位置との間の距離の情報、及び、情報発信装置２４の設置位置の情報等から構成されている。
なお、情報発信装置２４は、例えば特開平５−１５１４９７号公報に開示されたように、車両位置検出用の信号波を送信可能とされている。
【００１７】
前方検知センサ１２は、車両２３の前方に向けて発信したレーザレーダやミリ波レーダ等の反射波に基づいて先行車両等の対象物を検知する。そして検知信号をセンサＥＣＵ１５に送出する。
検知信号を受信したセンサＥＣＵ１５は、対象物と車両２３との相対距離及び相対速度を算出すると共に、反射波を受信した時のレーダ送信方向に基づいて対象物の方位を算出して、これらの算出結果をＥＣＵ１９へ送出する。
【００１８】
基準点マーカーセンサ１３は、例えば道路の路面に埋設された基準点マーカー（図示略）から送信されるマーカ信号を検出して、この検出信号を基準点マーカ受信部１６へ送出する。
マーカ信号を受信した基準点マーカ受信部１６は、車両２３が走行支援道路システムにおける情報提供サービス区間に進入したと判断してＥＣＵ１９へ通知する。
【００１９】
ステアリング制御部１７は、運転手からの操作とは独立にＥＣＵ１９からの制御信号に基づいて、例えば車両２３の走行に支障がある対象物等に対する車両２３の回避動作を制御する。
ブレーキ制御部１８は、運転手からの操作とは独立にＥＣＵ１９からの制御信号に基づいて、車両２３の制動を制御しており、例えば車両２３の走行に支障がある対象物等に対する車両２３の減速又は停止動作等を制御する。
【００２０】
ＥＣＵ１９は、後述するように、情報送受信部１４にて受信した道路交通情報と、センサＥＣＵ１５にて算出した先行車両に対する相対速度および相対距離と、基準点マーカー受信部１６にて受信したマーカー信号と、車両２３の現在位置とに基づいて、例えば車両２３の走行に支障がある対象物等に対する車両２３の回避動作や停止動作等を開始するタイミングを算出すると共に、回避動作や停止動作等を指示する指令信号を出力する。
このため、ＥＣＵ１９には車両２３の現在位置を検出する現在位置検出部（図示略）が備えられており、この現在位置検出部は、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 Position System）信号や、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信号等の測位信号を処理する測位信号処理部（図示略）と、例えばＶＩＣＳ情報等のように情報発信装置２４から発信される車両位置検出用の信号波を処理する位置検出用信号波処理部（図示略）と、例えば適宜のジャイロセンサー及び加速度計を具備してなる自律航法部（図示略）とを備えて構成されている。
【００２１】
ここで、測位信号処理部は、例えば人工衛星から受信したＧＰＳ信号や適宜の基地局から受信したＤＧＰＳ信号に基づいて車両２３の現在位置を算出する。
位置検出用信号処理部は、例えばＦＭ多重放送や路上等に配置されたビーコン装置からの光信号及び電波信号によって受信したＶＩＣＳ情報等の道路交通情報に基づいて車両２３の現在位置を算出する。
自律航法部は、例えばジャイロセンサーにより、水平面内での車両２３の向き及び鉛直方向に対する傾斜角度の角度変化量を検出すると共に、例えば加速度計により車両２３の加速度を検出して車両の現在位置を算出する。
【００２２】
ナビゲーションディスプレイ２０は、適宜の記憶部（図示略）から検索して得られる地図データに基づいて、例えば経路誘導等において利用されるナビゲーション用の地図を表示すると共に、例えばポップアップ表示画面等において、例えば車両２３の走行に支障がある対象物等に関する表示を行う。
表示部２１は、例えば車両２３のインストルメントパネル内に設けられた液晶表示装置等をなしており、例えば車両２３の走行に支障がある対象物等の図形や、車両２３の現在位置から各対象物の存在位置までの距離や、各対象物に関する情報及び警報等を表示する。
音声出力部２２は、例えば目的地までの経路誘導等における音声ガイダンスに加えて、例えば車両２３の走行に支障がある対象物等に関する情報や、車両２３の回避動作や停止動作等を促す各種のメッセージや警報メッセージ等を運転者に向けて出力する。
【００２３】
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の動作について添付図面を参照しながら説明する。
図２は車両の走行安全装置１０の動作を示すフローチャートであり、図３は車両２３の前方に位置する障害物Ｐおよび先行車両Ｑの位置関係を示す図である。
【００２４】
先ず、図２に示すステップＳ０１において、車両２３の走行中に、例えば道路の路面に埋設された基準点マーカー（図示略）から送信されるマーカ信号を検出すると、ステップＳ０２に進む。
ステップＳ０２においては、車両２３が走行支援道路システムにおける情報提供サービス区間に進入したと判断して、ステップＳ０３に進む。
【００２５】
ステップＳ０３においては、車両２３の外部に設けられた情報発信装置２４から、例えば、道路工事や幅員減少等の道路規制や、歩行者や駐停車車両や障害物や落下物や故障車や事故や渋滞等の各事象、さらに、例えば降雨や降雪等の天候を含む自然状態に起因する道路の状態等の情報に加えて、車両２３の走行に支障がある対象物に関する情報を受信する。
また、これらの情報には、例えば基準点マーカに対する事象および対象物の位置、事象および対象物の種類や大きさ、道路の形状等の情報が含まれている。
【００２６】
ステップＳ０４においては、運転者の操作に基づく車両２３の回避動作や制動動作等が実行されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０６に進む。
【００２７】
ステップＳ０５においては、運転手の操作に基づいて車両２３の回避動作や制動動作等を行い、後述するステップＳ１２に進む。
一方、ステップＳ０６においては、ＥＣＵ１９の制御に基づく車両２３の動作制御に移行する。
先ず、ステップＳ０７においては、前方検知センサ１２からの検知信号に基づいて、先行車両Ｑが存在するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０９に進む。
【００２８】
ステップＳ０８においては、対象物センシングに基づく自動回避を実行して、後述するステップＳ１２に進む。すなわち、例えば図３に示すように、車両２３の外部に設けられた撮像装置Ｒ等によって検出された障害物等の事象および対象物に関する情報、例えば基準点マーカに対する事象および対象物の位置、事象および対象物の種類や大きさ、道路の形状等の情報に基づいて、車両２３の回避動作や停止動作等を実行する。
【００２９】
ステップＳ０９においては、後述するように、自律センシングに基づいて先行車両Ｑとの関係を示す情報を算出する。すなわち、前方検知センサ１２からの検知信号に基づいて、先行車両Ｑと車両２３との間の相対速度や相対距離、さらには、先行車両Ｑと事象および対象物との間の相対距離等を算出する。
そして、ステップＳ１０においては、後述するように、車両２３の回避動作や制動動作等を開始する作動タイミングに対する補正処理を行う。
【００３０】
そして、ステップＳ１１においては、ステップＳ１０にて算出したタイミングにおいて車両２３の回避動作や制動動作等を実行する。
そして、ステップＳ１２においては、車両２３が走行支援道路システムにおける情報提供サービス区間から退出した後にステップＳ０１に進む。
【００３１】
以下においては、上述したステップＳ１０における作動タイミングに対する補正処理の一例として、例えば図３に示すように、車両２３の前方を走行する先行車両Ｑが、見通しの悪いカーブにおいて障害物Ｐを発見して急制動を行う場合について説明する。
【００３２】
先ず、下記数式（１）に示すように、車両２３の外部に設けられた撮像装置Ｒ等からなる対象物センシングに基づいて算出される障害物Ｐと車両２３との間の距離Ｌ１と、前方検知センサ１２からなる自律センシングに基づいて算出される先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ２とによって、先行車両Ｑと障害物Ｐとの間の距離Ｌを算出する。
【００３３】
【数１】

【００３４】
ここで、先行車両Ｑが障害物Ｐを認知して制動動作を開始する地点と、障害物Ｐとの間の距離Ｌｔは、下記数式（２）に示すように、例えば予め設定された先行車両Ｑの減速度α２（例えば、重力加速度Ｇに対して、０．４〜０．５Ｇ）と、先行車両Ｑが障害物Ｐを認識するまでに要する時間ｔ２（つまり、先行車両Ｑの運転手の反応時間）と、前方検知センサ１２からなる自律センシングに基づいて算出される先行車両Ｑの速度ｖ２とによって、先行車両Ｑの空走距離（下記数式（２）における第１項）と減速区間の距離（下記数式（２）における第２項）との和として算出される。
【００３５】
【数２】

【００３６】
この時、下記数式（３）に示すように、上記数式（２）にて得られた距離Ｌｔに、補正係数ｋ（０＜ｋ＜１）を作用させて制動距離Ｌｔ１を算出する。そして、上記数式（１）にて得られる先行車両Ｑと障害物Ｐとの間の距離Ｌが、制動距離Ｌｔ１に到達した時点で、車両２３の制動動作を開始するように設定する。
【００３７】
【数３】

【００３８】
これにより、たとえ先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ２が小さく、先行車両Ｑと車両２３とが近接している場合であっても、車両２３は、先行車両Ｑよりも小さな減速度で余裕を持って制動動作を行うことができる。
【００３９】
また、上述したように、先行車両Ｑと障害物Ｐとの間の距離Ｌ（つまり、先行車両Ｑが制動動作を開始する地点と、障害物Ｐとの間の距離Ｌｔ）に基づいて車両２３の制御タイミングを決定する方法に加えて、先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ２に基づいて車両２３の制御タイミングを決定しても良い。
この場合、先行車両Ｑが、例えば予め設定された減速度α２によって制動動作を開始したときに、車両２３が、例えば予め設定された減速度α１（例えば、重力加速度Ｇに対して、０．４〜０．５Ｇ）によって制動動作を開始したとすると、制動時における先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ３は、下記数式（４）に示すように、車両２３が制動動作を開始するまでに要する時間ｔ１（つまり、車両２３の運転手の反応時間）と、車両２３の速度ｖ１とによって算出される。
【００４０】
【数４】

【００４１】
なお、上記数式（４）において、上記数式（１）および数式（２）に基づいてＬ＝Ｌｔとして距離Ｌ２を消去した。
【００４２】
この時、下記数式（５）に示すように、上記数式（４）にて得られた距離Ｌ３に、補正係数ｋ（０＜ｋ＜１）を作用させて相対距離Ｌｔ２を算出する。そして、前方検知センサ１２からなる自律センシングに基づいて算出される先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ２が、相対距離Ｌｔ２に到達した時点で、車両２３の制動動作を開始するように設定する。
【００４３】
【数５】

【００４４】
これにより、車両２３は、制動時における先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ３を算出する際に設定した減速度α１（例えば、重力加速度Ｇに対して、０．４〜０．５Ｇ）よりも小さな減速度で余裕を持って制動動作を行うことができる。
【００４５】
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、たとえ先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ２が小さく、先行車両Ｑと車両２３とが近接している場合であっても、車両２３は、先行車両Ｑよりも小さな減速度で余裕を持って制動動作を行うことができる。
さらに、車両２３は、制動時における先行車両Ｑと車両２３との間の距離Ｌ３を算出する際に設定した減速度α１（例えば、重力加速度Ｇに対して、０．４〜０．５Ｇ）よりも小さな減速度で余裕を持って制動動作を行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、先行車両が回避動作を開始するよりも以前のタイミングで、車両の回避動作を行うように設定することで、先行車両よりも余裕のある回避動作を実行することができる。
さらに、先行車両が実行する急制動等の回避動作を予測しておき、この先行車両の回避動作の作動タイミングを補正することで、先行車両の作動タイミングよりも以前の作動タイミングで車両の回避動作を行うように設定することができ、例えば先行車両が急制動を行う場合であっても、余裕がある緩やかな制動を行うことができる。
【００４７】
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、例えば先行車両と車両との間の距離が短く、近接している場合であっても、先行車両に接触すること無しに、先行車両よりも余裕を持って回避動作を行うことができる。
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、先行車両に接触することを確実に防止して、先行車両よりも余裕を持って確実な回避動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置の構成図である。
【図２】図１に示す車両の走行安全装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】車両の前方に位置する障害物Ｐおよび先行車両Ｑの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１０車両の走行安全装置
１４情報送受信部（受信手段）
１５センサＥＣＵ（第２検知手段）
１７ステアリング制御部（回避支援手段）
１８ブレーキ制御部（回避支援手段）
１９ＥＣＵ（第１検知手段、回避支援手段）
ステップＳ１０動作予測手段、作動タイミング算出手段、作動タイミング補正手段

Claims

車両の外部に設けられた情報発信手段から前記車両の走行に関わる情報を受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信した前記情報に基づいて前記車両の走行に支障がある事象までの距離を検知する第１検知手段と、
前記車両の進行方向前方に位置する先行車両を検知して、前記先行車両の相対速度および前記先行車両までの距離を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段および前記第２検知手段のうちの少なくとも何れかによる検知結果に基づいて、前記車両の乗員に対する警報の出力および前記車両の回避動作の実行のうちの少なくとも何れかを行う回避支援手段と、
前記第１検知手段および前記第２検知手段による検知結果に基づいて、前記回避支援手段の作動タイミングを算出する作動タイミング算出手段と、
前記第１検知手段および前記第２検知手段による検知結果に基づいて、前記先行車両の回避動作を予測する動作予測手段と、
前記動作予測手段にて予測した前記先行車両の前記回避動作の作動タイミングに所定の補正係数を作用させて得た補正後の作動タイミングを、前記回避支援手段の前記作動タイミングとして設定する作動タイミング補正手段と
を備えたことを特徴とする車両の走行安全装置。
前記作動タイミング補正手段は、前記動作予測手段にて予測した前記作動タイミングにおける前記先行車両と前記事象との間の距離に基づいて補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。
前記作動タイミング補正手段は、前記動作予測手段にて予測した前記作動タイミングにおける前記先行車両と前記車両との間の距離に基づいて補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。