JP4400634B2 - 衝突予測装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自車両における他車両などの衝突対象移動体との衝突位置を予測する衝突予測装置に関するものである。
従来の車両においては、車両の衝突時に乗員を保護するシートベルトなどを備える乗員保護装置が知られており、乗員保護装置においては、車両のタイミングや衝突位置などに応じて、乗員の保護を適切に図るために、衝突予測を行うものがある。このような衝突予測を行う乗員保護装置として、従来、交差点に進入する車両を検出して衝突を予測し、衝突の可能性があるときに車両の減速または停止制御を行うものが知られている（たとえば、特許文献１）。
特開２００２−１４０７９９号公報
しかし、上記特許文献１に開示された衝突予測では、衝突が予測された際に一律に車両の減速または停止制御を行っては、逆に衝突時の衝撃を大きくしてしまうことがある。そこで、左側方からの車両と衝突する場合と右側方からの車両と衝突する場合のそれぞれについて衝突判定を行い、衝突位置を推定することが考えられる。このとき、衝突予測を行うにあたり、全方向における車両との衝突判定および位置の予測定を行っている。このため、計算量が膨大となり、計算負荷が高くなるという問題があった。
そこで、本発明の課題は、車両の衝突位置を予測するにあたり、計算負荷の軽減を図った衝突予測装置を提供することにある。
上記課題を解決した本発明に係る衝突予測装置は、自車両の走行軌道を予測する走行軌道予測手段と、衝突対象移動体と自車両との相対位置関係を検出する位置関係検出手段と、予測された走行軌道および相対位置関係に基づいて、自車両における衝突対象移動体との衝突位置を算出する衝突位置算出手段と、自車両に対する衝突対象移動体の衝突方向を予測する衝突方向予測手段と、自車両に衝突対象移動体が衝突する直前における衝突角である直前衝突角を算出する直前衝突角算出手段と、衝突方向予測手段によって予測された自車両に対する衝突対象移動体の衝突方向および直前衝突角算出手段によって算出された直前衝突角に基づいて、自車両における衝突対象移動体との衝突面を選択する衝突面選択手段と、を備え、衝突位置算出手段は、選択した衝突面に基づいて衝突対象移動体との衝突位置を予測することを特徴とする。
本発明に係る衝突予測装置においては、衝突予測を行う際に、自車両における衝突対象移動体との衝突面を予測している。このため、衝突対象移動体と衝突する際に、たとえば自車両の全体のいずれかの位置に衝突すると想定した場合の計算量と比較して、その計算量を非常に少ないものとすることができる。したがって、車両の衝突位置を予測するにあたり、計算負荷の軽減を図ることができる。
ここで、衝突方向予測手段は、自車両の走行軌道に対する衝突対象移動体の左右位置に基づいて、衝突方向を予測する態様とすることができる。
このように、自車両の走行軌道に対する衝突対象移動体の左右位置に基づいて、衝突方向を予測することにより、衝突面を容易に特定することができる。
また、選択した衝突面と衝突対象移動体の走行軌道との交点に自車両が到達する第一時刻を算出する第一時刻算出手段と、選択した衝突面と衝突対象移動体の走行軌道との交点を自車両が通過する第二時刻を算出する第二時刻算出手段と、選択した衝突面と衝突対象移動体の走行軌道との交点に衝突対象移動体が到達する第三時刻を算出する第三時刻算出手段と、をさらに備え、第三時刻が第一時刻より遅く第二時刻より早い場合に、第三時刻を衝突予測時刻とし、衝突予測時刻に基づいて衝突位置の予測を行う態様とすることができる。
さらに、選択した衝突面と衝突対象移動体の走行軌道との交点に自車両が到達する第四時刻を算出する第四時刻算出手段と、選択した衝突面と衝突対象移動体の走行軌道との交点に衝突対象移動体が到達する第五時刻を算出する第五時刻算出手段と、選択した衝突面と衝突対象移動体の走行軌道との交点を衝突対象移動体が通過する第六時刻を算出する第六時刻算出手段と、をさらに備え、第四時刻が第五時刻より遅く第六時刻より早い場合に、第四時刻を衝突予測時刻とし、衝突予測時刻に基づいて衝突位置の予測を行う態様とすることができる。
このように、自車両と衝突対象移動体との交点に到達する時間を比較することにより、衝突位置を容易に算出することができる。
本発明に係る衝突予測装置によれば、車両の衝突位置を予測するにあたり、計算負荷の軽減を図ることができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
図１は、本発明に係る衝突予測装置の構成を示すブロック構成図である。図１に示すように、衝突予測装置は、レーダＥＣＵ１および衝突予測ＥＣＵ２を備えている。衝突予測ＥＣＵ２には、レーダＥＣＵ１、操舵角センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６が接続されている。また、衝突予測ＥＣＵ２には、ブレーキＥＣＵ７、エアバッグアクチュエータ８、およびシートベルトアクチュエータ９が接続されている。
レーダＥＣＵ１および衝突予測ＥＣＵ２は、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。レーダＥＣＵ１は、相手車両位置演算部１１、相手車両速度演算部１２を備えている。また、衝突予測ＥＣＵ２は、図２に示すように、座標変換部２１、推定カーブ半径演算部２２、自車両車速演算部２３、衝突直前角演算部２４、車両近接方向判定演算部２５、および車両諸元記憶部２６を備えている。さらに、衝突予測ＥＣＵ２は、衝突面判定演算部２７、車両軌道演算部２８、軌道交点演算部２９、到達・通過時間演算部３０、衝突判定部３１、および衝突位置演算部３２を備えている。
ミリ波レーダセンサ３は、たとえば車両のフロントグリルおよびリアトランクのカバー部分にそれぞれ取り付けられており、ミリ波を前方および側方にそれぞれ出射し、その反射波を受信する。ミリ波レーダセンサ３は、受信した反射波に関する反射波信号をレーダＥＣＵ１に出力する。操舵角センサ４は、たとえば車両のステアリングロッドに取り付けられており、運転者が操作したステアリングホイールの操舵角を検出する。操舵角センサ４は、検出した操舵角に関する操舵角信号を衝突予測ＥＣＵ２に出力する。
ヨーレートセンサ５は、たとえば車体の中央位置に設けられており、車体にかかるヨーレートを検出する。ヨーレートセンサ５は、検出したヨーレートに関するヨーレート信号を衝突予測ＥＣＵ２に出力する。車輪速センサ６は、たとえば車両のホイール部分に取り付けられており、車両の車輪速度を検出する。車輪速センサ６は、検出した車輪速度に関する車輪速度信号を衝突予測ＥＣＵ２に出力する。
ブレーキＥＣＵ７は、衝突予測ＥＣＵ２から出力される減速信号に基づいて、ホイールシリンダの油圧を調整するブレーキアクチュエータに目標油圧信号を出力する。この目標油圧信号の出力により、ブレーキアクチュエータを制御してホイールシリンダの油圧を調整することによって自車両の減速制御を行う。
シートベルトアクチュエータ８は、衝突予測ＥＣＵ２から出力される起動信号に基づいて、シートベルトの巻取装置を作動させ、シートベルトを巻き取って緊張させる。エアバッグアクチュエータ９は、衝突予測ＥＣＵ２から出力される起動信号に基づいて、インフレータを作動させ、サイドエアバッグを展開させる。
レーダＥＣＵ１における相手車両位置演算部１１は、ミリ波レーダセンサ３から出力される反射波信号に基づいて、衝突対象移動体である相手車両の位置を演算によって算出する。また、相手車両速度演算部１２は、ミリ波レーダセンサ３から出力される反射波信号に基づいて、衝突対象となる相手車両の位置および車速を演算によって算出する。レーダＥＣＵ１は、相手車両の位置および車速に関する相手車両信号を衝突予測ＥＣＵ２に出力する。
衝突予測ＥＣＵ２における座標変換部２１は、レーダＥＣＵ１から出力される相手車両信号に基づいて、自車位置を基準とする座標位置に相手車両の位置を変換する。座標変換部２１は、変換した相手車両の位置および相手車両の車速に関する変換相手車両信号を衝突直前角演算部２４、車両近接方向判定演算部２５、および車両軌道演算部２８に出力する。
推定カーブ半径演算部２２は、操舵角センサ４から出力される操舵角信号およびヨーレートセンサ５から出力されるヨーレート信号に基づいて、自車両の推定カーブ半径を演算によって算出する。推定カーブ半径演算部２２は、算出した推定カーブ半径に関する推定カーブ半径信号を衝突直前角演算部２４、車両近接方向判定演算部２５、および車両軌道演算部２８に出力する。
自車両車速演算部２３は、車輪速センサ６から出力される車輪速度信号に基づいて、自車両の車速を演算によって算出する。自車両車速演算部２３は、算出した自車両の車速に関する車速信号を衝突面判定演算部２７および到達・通過時間演算部３０に出力する。
衝突直前角演算部２４は、座標変換部２１から出力される変換相手車両信号および推定カーブ半径演算部２２から出力される推定カーブ半径信号に基づいて、自車両に相手車両が衝突する直前における衝突角である衝突直前角を演算によって算出する。衝突直前角演算部２４は、算出した衝突直前角に関する衝突直前角信号を衝突面判定演算部２７に出力する。
車両近接方向判定演算部２５は、座標変換部２１から出力される変換相手車両信号および推定カーブ半径演算部２２から出力される推定カーブ半径信号に基づいて、自車両に相手車両が近接する際、相手車両が自車両の左右いずれの方向から近接するか（近接方向が左か右か）を演算によって判定する。車両近接方向判定演算部２５は、判定した近接方向に関する近接方向信号を衝突面判定演算部２７に出力する。車両近接方向判定演算部２５は、自車両に対する相手車両の衝突方向を予測する衝突方向予測手段を構成する。
車両諸元記憶部２６は、自車両の大きさからなる車両諸元、具体的に後輪中心から前面や左右側面までの距離を記憶している。車両諸元記憶部２６は、記憶している車両諸元に関する車両諸元信号を衝突面判定演算部２７、衝突判定部３１、および衝突位置演算部３２に出力する。
衝突面判定演算部２７は、衝突直前角演算部２４から出力される衝突直前角信号、車両近接方向判定演算部２５から出力される近接方向信号、および車両諸元記憶部２６から出力される車両諸元信号に基づいて、自車両における相手車両が衝突すると予測される面である衝突面を演算によって判定する。衝突面としては、正面、左側面、右側面が考えられ、衝突面判定演算部２７では、これらの面の中から衝突面を選択して判定する。衝突面判定演算部２７は、判定した衝突面に関する衝突面信号を衝突位置演算部３２に出力する。衝突面判定演算部２７は、本発明衝突面選択手段を構成する。
車両軌道演算部２８は、座標変換部２１から出力される変換相手車両信号および推定カーブ半径演算部２２から出力される推定カーブ半径信号に基づいて、自車両および相手車両の走行軌道を演算により算出する。車両軌道演算部２８は、算出した自車両および相手車両の走行軌道に関する車両軌道信号を軌道交点演算部２９および到達・通過時間演算部３０に出力する。車両軌道演算部２８は、自車両の走行軌道を予測する本発明の走行軌道予測手段を構成する。
軌道交点演算部２９は、車両軌道演算部２８から出力される車両軌道信号に基づいて、自車両と相手車両との交点である軌道交点を演算により算出する。軌道交点演算部２９は、算出した軌道交点に関する軌道交点信号を衝突判定部３１に出力する。軌道交点演算部２９は、自車両と相手車両との位置関係を検出する位置関係検出手段を構成する。
到達・通過時間演算部３０は、自車両車速演算部２３から出力される車速信号および車両軌道演算部２８から出力される車両軌道信号に基づいて、自車両が走行する軌道上における各点に到達する時間である到達時間および各点を通過する時間である通過時間を演算により算出する。到達・通過時間演算部３０は、算出した到達時間および通過時間に関する到達・通過時間信号を衝突判定部３１に出力する。
衝突判定部３１は、軌道交点演算部２９から出力される軌道交点信号、到達・通過時間演算部３０から出力される到達・通過時間信号、および車両諸元記憶部２６から出力される車両諸元信号に基づいて、衝突判定を行う。衝突判定部３１は、衝突判定による結果に関する衝突判定信号を軌道交点演算部２９から出力される軌道交点信号、到達・通過時間演算部３０から出力される到達・通過時間信号、および車両諸元信号とともに衝突位置演算部３２に出力する。
衝突位置演算部３２は、衝突面判定演算部２７から出力される衝突面信号および衝突判定部３１から出力される衝突判定信号、軌道交点信号、到達・通過時間演算部３０から出力される到達・通過時間信号、および車両諸元記憶部２６から出力される車両諸元信号に基づいて、相手車両が衝突する自車両の位置を演算により算出する。衝突位置演算部３２は、衝突位置に基づいて、ブレーキＥＣＵ７に出力する減速信号、エアバッグアクチュエータ８およびシートベルトアクチュエータ９に出力する起動信号を生成して出力する。
続いて、本実施形態に係る衝突予測装置の第一の制御手順を説明する。図３〜図５は、本実施形態に係る衝突予測装置の第一の制御手順を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る衝突予測装置における衝突予測ＥＣＵ２では、まず、各センサから出力された信号に基づいて、座標変換部２１における相手車両の位置と車速、推定カーブ半径演算部２２における推定カーブ半径の推定、および自車両車速演算部２３における自車両の車速の算出を行う。
それから左右近接方向の判定処理を行う（Ｓ１）。左右近接方向の判定処理は、車両近接方向判定演算部２５において、座標変換部２１から出力される相手車両信号および推定カーブ半径演算部２２から出力される推定カーブ半径信号に基づいて行われる。車両近接方向判定処理は、図４に示すフローチャートに沿って行われる。まず、自車両から見た相手車両の位置が右側であるか否かを判断する（Ｓ１１）。自車両から見た相手車両の位置が右側であるか否かの判断は、下記（１）式を用いて行うことができ、下記（１）式を満たす場合に、右側であると判断できる。ここで、（１）式で用いられる数値の関係を図７に示す。図７に示す例では、自車両Ｍの左側または右側に相手車両Ｃが位置する状態を示している。
ｘ＞Ｒ−Ｒｃｏｓφ＝Ｒ〔１−{１−（１・Ｄ２）／（２！・Ｒ２）}〕
≒ｙ２／２Ｒ ・・・（１）
ここで、ｘ：相手車両位置のｘ座標
ｙ：相手車両位置のｙ座標
Ｒ：自車両の推定カーブ半径
Ｄ：自車両の走行距離
φ：自車両が現在位置から衝突位置まで到達する際に進む角度（＝Ｄ／Ｒ）
いま、図６に示すように、車両Ｍには、３台のミリ波レーダセンサ３Ｆ，３ＦＬ，３ＦＲが設けられており、車両Ｍの前方の左右位置における相手車両を検出する。３台のミリ波レーダセンサ３Ｆ，３ＦＬ，３ＦＲによる反射波信号に基づいて相手車両の位置を検出している。一方、衝突予測ＥＣＵ２では、自車両Ｍの後輪軸の中心Ｏを原点として、衝突予測を行う。このため、座標変換部２１において、反射波信号から生成された相手車両信号に含まれる相手車両の位置を、自車両Ｍの後輪軸の中心Ｏを原点とし、自車両Ｍの進行方向をｙ軸と平行とする座標に変換し、変換後の相手車両の座標を（ｘ、ｙ）とする。上記（１）式は、自車両が現在位置から衝突位置まで到達する際に進む角度φを微小であるとし、テイラー展開における高次式を無視して得られる式である。
自車両から見た相手車両の位置が右側であるか否かの判断の結果、右であると判断した場合には、左右方向近接フラグに右フラグを設定し（Ｓ１２）、左右近接方向判定処理を終了する。また、右でない（左である）と判断した場合には、左右方向近接フラグに左フラグを設定し（Ｓ１３）、左右近接方向判定処理を終了する。
左右近接方向判定が済んだら、衝突面判定処理を行う（Ｓ２）。衝突面判定処理は、衝突面判定演算部２７において、衝突直前角演算部２４から出力される衝突直前角信号および車両近接方向判定演算部２５から出力される近接方向信号に基づいて行われる。また、自車両の横幅などの諸元については、車両諸元記憶部２６から出力される数値を用いる。衝突面判定処理は、図５に示すフローチャートに沿って行われる。まず、衝突面が正面であるか側面であるかを判断する（Ｓ２１）。衝突面が正面であるか側面であるかの判断は、下記（２）式を用いて行うことができ、下記（２）式を満たす場合に、正面であると判断できる。また、（２）式で用いられる数値の関係を図８に示す。ここで、衝突直前角演算部２４において算出される衝突直前角とは、自車両Ｍの進行方向と相手車両Ｃの進行方向とがなす角度をいう。
Figure 0004400634
ここで、ｄ：自車両の横幅
δ：衝突直前角
νｎ：相手車両の車速
ν０：自車両の車速
ｌＦ：自車両の後輪軸中心から前面までの長さ
また、ｓｉｎδ＝０の場合には正面が衝突面であると判断し、ν０＋νｎｃｏｓδ＝０の場合には側面が衝突面であると判定する。（２）式を用いた判断の結果、上記（２）式を満たす場合には、衝突面が正面であると判定し、自車衝突フラグに正面フラグを設定する（Ｓ２２）。それから、自車両の正面に相手車両が衝突するとして（Ｓ２３）、衝突面判定処理を終了する。
また、上記(２)式を満たさないと判断した場合には、衝突面が側面であると判定し、自車衝突フラグに側面フラグを設定する（Ｓ２４）。それから、相手車両が左から近接しているか右から近接しているかを判断する（Ｓ２５）。相手車両が左から近接しているか右から近接しているかの判断は、左右方向近接フラグを参照し、設定されているフラグが左フラグであるか右フラグであるかを判断することによって行われる。
その結果、左フラグが設定されており、相手車両が左側から近接すると判断した場合には、自車両の左側面に相手車両が衝突するとして（Ｓ２６）、衝突面判定処理を終了する。また、相手車両が右側から近接すると判断した場合には、自車両の右側面に相手車両が衝突するとして（Ｓ２７）、衝突面判定処理を終了する
衝突面判定処理が済んだら、車両軌道演算部２８において、自車両の軌道と相手車両の軌道とを求め、軌道交点演算部２９において、自車両の軌道と相手車両の軌道との交点を算出する（Ｓ３）。いま、自車両の軌道は、図９に示す数値関係にある状態での（３）式によって表され、相手車両の軌道は（４）式によって表される。
（Ｘ−Ｘｇ）２＋（Ｙ＋Ｙｇ）２＝ＲｇＬ ２ ・・・（３）
ｐｎＸ＋ｑｎＹ＋ｒｎ＝０ ・・・（４）
ただし、Ｘｇ：自車両の位置のＸ座標
Ｙｇ：自車両の位置のＹ座標
ＲｇＬ：自車両の旋回半径
ｐｎ，ｑｎ，ｒｎ:定数
上記の定数ｐｎ，ｑｎ，ｒｎは、過去の学習値によって設定することができる。
この（３）式および（４）式の交点（Ｘ，Ｙ）を求めることにより、自車両と相手車両との交点を求めることができる。
自車両と相手車両との交点を求めたら、衝突判定部３１において、自車両と相手車両とが交点において衝突するか否かの衝突判定を行う（Ｓ４）。衝突判定は、自車両と相手車両とが互いの交点に到達するまでの時間を比較することにより行う。ここで、衝突判定については、ステップＳ２で求めた衝突面についてのみ行えばよい。このため、正面および両側面のうち、衝突面でないと判定された２点について衝突判定を行う必要がないので、その分計算負荷が軽減される。
その後、衝突位置演算部３２において、自車両における相手車両との衝突位置を算出する（Ｓ５）。衝突位置を算出する際にも、衝突面と判定された面についてのみ行えば済むので、その分計算負荷を軽減することができる。
衝突位置を算出したら、この衝突位置に基づいて、減速信号および起動信号を生成する。そして、衝突位置演算部３２からブレーキＥＣＵ７に減速信号を出力するとともに、エアバッグアクチュエータ８およびシートベルトアクチュエータ９に起動信号を出力する。こうして、衝突予測を終了する。
このように、本実施形態に係る衝突予測装置においては、自車両における相手車両との衝突面を求めた後に衝突判定を行っている。このため、衝突予測を行う際の計算量を少なくすることができ、その分計算負荷を軽減することができる。
次に、本発明にける衝突予測装置の第二の制御について説明する。第二の制御手順では上記第一の制御手順と比較して、図３のステップＳ４における衝突判定、ステップＳ５における衝突位置算出の手順に代えて、下記の手順によって衝突判定および衝突位置算出が行われる。その他の点については上記第一の制御手順と同様である。以下、その相違点について、図１０および図１１を用いて説明する。図１０および図１１は、衝突予測装置における第二の制御手順を示すフローチャートである。
図１０に示すように、本実施形態に係る衝突予測装置においては、上記第一の実施形態で説明した上記（２）式に基づいて、衝突面が正面であるか側面であるかを判断する（Ｓ３１）。その結果、衝突面が側面であると判断した場合には、上記（１）式に基づいて、相手車両位置が左右のいずれであるかを判断する（Ｓ３２）。その結果、相手車両位置が左であると判断した場合には、次に示す処理を行う。
いま、ステップＳ３１，Ｓ３２の判断結果から、相手車両が衝突する衝突面は、自車両の側面とされ、かつ相手車両が自車両の左側から近接していると考えられる。この場合、自車両と相手車両との交点には、自車両が先に到着して、相手車両が交点に到達する際には、自車両は交点を通過中となっているはずである。
したがって、衝突位置を算出するにあたり、自車両が相手車両との交点に到達するまでの時間ｔ１を下記（５）式によって算出する（Ｓ３３）。次に、自車両が相手車両との交点を含む衝突区間を通過する間の時間ｔ２を下記（６）式によって算出する（Ｓ３４）。さらに、相手車両が自車両との交点に到達するまでの時間ｔ３を下記（７）式によって算出する（Ｓ３５）。また、（５）式〜（７）式で用いられる数値の関係を図１２に示す。なお、図１２〜図１５中における時間ｔ１〜ｔ６は、自車両Ｍまたは相手車両Ｃが図に示す位置に到達する時間を示している。
Figure 0004400634
こうして各到達時間および通過時間を算出したら、自車両と相手車両とが衝突するか否かの衝突判定を行う（Ｓ３６）。衝突判定は、下記（８）式を満たすか否かを判断することよって行うことができる。
ｔ１≦ｔ３≦ｔ２ ・・・（８）
その結果、（８）式を満たさない場合には、自車両と相手車両とが衝突しないとして衝突予測を終了する。また、（８）式を満たす場合には、衝突時刻をｔ３とするとともに、下記（９）式によって自車両における相手車両との衝突位置のｙ座標ｃｐを算出する（Ｓ３７）。ここでの衝突位置は、自車両の前面幅方向中央位置を原点とし、自車両の長さ方向（進行方向）をｃｐ軸、幅方向をｃｐｘ軸とする座標上の点として求める。ここで、車両の前進方向および右方向をそれぞれｃｐ軸、ｃｐｘ軸の正方向とする。
Figure 0004400634
それから、下記(９)式によって自車両における相手車両との衝突位置のｘ座標ｃｐｘを算出する（Ｓ３８）。
ｃｐｘ＝ｄ／２ ・・・（９）
衝突位置を算出したら、この衝突位置に基づいて、減速信号および起動信号を生成する。そして、衝突位置演算部３２からブレーキＥＣＵ７に減速信号を出力するとともに、エアバッグアクチュエータ８およびシートベルトアクチュエータ９に起動信号を出力し、衝突予測を終了する。
また、ステップＳ３２で相手車両が右であると判断した場合には、自車両が相手車両との交点に到達するまでの時間ｔ１を下記（１０）式によって算出する（Ｓ３９）。次に、自車両が相手車両との交点を通過する間の時間ｔ２を下記（１１）式によって算出する（Ｓ４０）。さらに、相手車両が自車両との交点に到達するまでの時間ｔ３を下記（１０）式によって算出する（Ｓ４１）。また、（１０）式〜（１２）式で用いられる数値の関係を図１３に示す。
Figure 0004400634
こうして各到達時間および通過時間を算出したら、自車両と相手車両とが衝突するか否かの衝突判定を行う（Ｓ４２）。衝突判定は、下記（１３）式を満たすか否かを判断することよって行うことができる。
ｔ１≦ｔ３≦ｔ２ ・・・（１３）
その結果、（１３）式を満たさない場合には、自車両と相手車両とが衝突しないとして衝突予測を終了する。また、（１３）式を満たす場合には、衝突時刻をｔ３とするとともに、下記（１４）式によって自車両における相手車両との衝突位置のｙ座標ｃｐを算出する（Ｓ４３）。
Figure 0004400634
それから、下記(１４)式によって自車両における相手車両との衝突位置のｘ座標ｃｐｘを算出する（Ｓ４４）。
ｃｐｘ＝ｄ／２ ・・・（１４）
衝突位置を算出したら、この衝突位置に基づいて、減速信号および起動信号を生成する。そして、衝突位置演算部３２からブレーキＥＣＵ７に減速信号を出力するとともに、エアバッグアクチュエータ８およびシートベルトアクチュエータ９に起動信号を出力し、衝突予測を終了する。
また、ステップＳ３１において、衝突面が正面であると判断した場合には、図１１に示すフローに進み、自車両から見た相手車両の位置が右側であるか否かを判断する（Ｓ５１）。この判断は、第一の実施形態におけるステップＳ１と同様の手順によって行うことができる。
ステップＳ３１，Ｓ５１の判断結果から、相手車両が衝突する衝突面は、自車両の正面とされ、かつ相手車両が自車両の左側から近接していると考えられる。この場合、自車両と相手車両との交点には、相手車両が先に到着して、自車両が交点に到達する際には、相手車両は交点を通過中となっているはずである。
したがって、衝突位置を算出するにあたり、自車両が相手車両との交点に到達するまでの時間ｔ４を下記（１５）式によって算出する（Ｓ５２）。次に、相手車両が自車両との交点に到達する時間ｔ５を下記（１６）式によって算出する（Ｓ５３）。さらに、相手車両が自車両との交点を含む衝突区間を通過する時間ｔ６を下記（１７）式によって算出する（Ｓ５４）。また、（１５）式〜（１７）式で用いられる数値の関係を図１４に示す。
Figure 0004400634
こうして各到達時間および通過時間を算出したら、自車両と相手車両とが衝突するか否かの衝突判定を行う（Ｓ５５）。衝突判定は、下記（１８）式を満たすか否かを判断することよって行うことができる。
ｔ５≦ｔ４≦ｔ６ ・・・（１８）
その結果、（１８）式を満たさない場合には、自車両と相手車両とが衝突しないとして衝突予測を終了する。また、（１８）式を満たす場合には、ｙ座標ｃｐを０とする（Ｓ５６）。
それから、下記(１９)式によって自車両における相手車両との衝突位置のｘ座標ｃｐｘを算出する（Ｓ５７）。
Figure 0004400634
衝突位置を算出したら、この衝突位置に基づいて、減速信号および起動信号を生成する。そして、衝突位置演算部３２からブレーキＥＣＵ７に減速信号を出力するとともに、エアバッグアクチュエータ８およびシートベルトアクチュエータ９に起動信号を出力し、衝突予測を終了する。
また、ステップＳ５１において、相手車両位置が右側であると判断した場合には、自車両が相手車両との交点に到達するまでの時間ｔ４を下記（２０）式によって算出する（Ｓ５８）。次に、相手車両が自車両との交点に到達する時間ｔ５を下記（２１）式によって算出する（Ｓ５９）。さらに、相手車両が自車両との交点を含む衝突区間を通過する時間ｔ６を下記（２２）式によって算出する（Ｓ６０）。また、（２０）式〜（２２）式で用いられる数値の関係を図１５に示す。
Figure 0004400634
こうして各到達時間および通過時間を算出したら、自車両と相手車両とが衝突するか否かの衝突判定を行う（Ｓ６１）。衝突判定は、下記（２３）式を満たすか否かを判断することよって行うことができる。
ｔ５≦ｔ４≦ｔ６ ・・・（２３）
その結果、（２３）式を満たさない場合には、自車両と相手車両とが衝突しないとして衝突予測を終了する。また、（２３）式を満たす場合には、ｙ座標ｃｐを０とする（Ｓ６２）。
それから、下記(２４)式によって自車両における相手車両との衝突位置のｘ座標ｃｐｘを算出する（Ｓ６３）。
Figure 0004400634
衝突位置を算出したら、この衝突位置に基づいて、減速信号および起動信号を生成する。そして、衝突位置演算部３２からブレーキＥＣＵ７に減速信号を出力するとともに、エアバッグアクチュエータ８およびシートベルトアクチュエータ９に起動信号を出力し、衝突予測を終了する。
このように、本実施形態に係る衝突予測では、自車両における相手車両との衝突面および相手車両の近接方向に基づいて、衝突判定に用いる到達時間や通過時間を判断する。ここでは、自車両が交点に到達する時間および相手車両が交点に到達する時間と通過する時間を用いると判断している。このため、算出する到達時間や通過時間を少なくすることができるので、その分計算量を軽減することができる。また、実際に衝突位置を算出する際にも、その衝突面に対する位置のみを計算すればよいので、計算量の軽減を図ることができる。こうして、全体的に計算の負荷を軽減することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、衝突対象移動体が車両であるが、その他の走行体である態様とすることができる。
本発明に係る衝突予測装置の構成を示すブロック構成図である。 衝突予測ＥＣＵのブロック構成図である。 衝突予測装置の第一の制御手順を示すフローチャートである。 左右近接方向判定の手順を示すフローチャートである。 衝突面判定処理手順を示すフローチャートである。 車両におけるミリ波レーダセンサの配置を示す平面図である。 自車両と相手車両との位置関係を説明する説明図である。 衝突面判定の際における自車両と相手車両との位置関係を説明する説明図である。 自車両および相手車両の軌道を算出する際における自車両と相手車両との位置関係を説明する説明図である。 衝突予測装置における第二の制御手順を示すフローチャートである。 図１０に続く制御手順を示すフローチャートである。 左側に位置する相手車両が自車両の正面に衝突する際における自車両と相手車両との位置関係を説明する説明図である。 右側に位置する相手車両が自車両の正面に衝突する際における自車両と相手車両との位置関係を説明する説明図である。 左側に位置する相手車両が自車両の左側面に衝突する際における自車両と相手車両との位置関係を説明する説明図である。 右側に位置する相手車両が自車両の右側面に衝突する際における自車両と相手車両との位置関係を説明する説明図である。
符号の説明
１…レーダＥＣＵ、２…衝突予測ＥＣＵ、３…ミリ波レーダセンサ、４…操舵角センサ、５…ヨーレートセンサ、６…車輪速センサ、７…ブレーキＥＣＵ、８…エアバッグアクチュエータ、９…シートベルトアクチュエータ、１１…相手車両位置演算部、１２…相手車両速度演算部、１３…自車両車速演算部、２１…座標変換部、２２…推定カーブ半径演算部、２３…自車両車速演算部、２４…衝突直前角演算部、２５…車両近接方向判定演算部、２６…車両諸元記憶部、２７…衝突面判定演算部、２８…車両軌道演算部、２９…軌道交点演算部、３０…到達・通過時間演算部、３１…衝突判定部、３２…衝突位置演算部、Ｃ…相手車両、Ｍ…自車両、Ｏ…中心。

Claims (4)

  1. 自車両の走行軌道を予測する走行軌道予測手段と、
    衝突対象移動体と自車両との相対位置関係を検出する位置関係検出手段と、
    予測された前記走行軌道および前記相対位置関係に基づいて、前記自車両における前記衝突対象移動体との衝突位置を算出する衝突位置算出手段と、
    前記自車両に対する前記衝突対象移動体の衝突方向を予測する衝突方向予測手段と、
    前記自車両に前記衝突対象移動体が衝突する直前における衝突角である直前衝突角を算出する直前衝突角算出手段と、
    前記衝突方向予測手段によって予測された前記自車両に対する前記衝突対象移動体の衝突方向および前記直前衝突角算出手段によって算出された直前衝突角に基づいて、前記自車両における前記衝突対象移動体との衝突面を選択する衝突面選択手段と、を備え、
    前記衝突位置算出手段は、選択した衝突面に基づいて衝突対象移動体との衝突位置を予測することを特徴とする衝突予測装置。
  2. 前記衝突方向予測手段は、前記自車両の走行軌道に対する前記衝突対象移動体の左右位置に基づいて、衝突方向を予測する請求項１に記載の衝突予測装置。
  3. 選択した衝突面と前記衝突対象移動体の走行軌道との交点に前記自車両が到達する第一時刻を算出する第一時刻算出手段と、
    選択した衝突面と前記衝突対象移動体の走行軌道との交点を前記自車両が通過する第二時刻を算出する第二時刻算出手段と、
    選択した衝突面と前記衝突対象移動体の走行軌道との交点に前記衝突対象移動体が到達する第三時刻を算出する第三時刻算出手段と、をさらに備え、
    前記第三時刻が前記第一時刻より遅く前記第二時刻より早い場合に、前記第三時刻を衝突予測時刻とし、前記衝突予測時刻に基づいて衝突位置の予測を行う請求項１または請求項２に記載の衝突予測装置。
  4. 選択した衝突面と前記衝突対象移動体の走行軌道との交点に前記自車両が到達する第四時刻を算出する第四時刻算出手段と、
    選択した衝突面と前記衝突対象移動体の走行軌道との交点に前記衝突対象移動体が到達する第五時刻を算出する第五時刻算出手段と、
    選択した衝突面と前記衝突対象移動体の走行軌道との交点を前記衝突対象移動体が通過する第六時刻を算出する第六時刻算出手段と、をさらに備え、
    前記第四時刻が前記第五時刻より遅く前記第六時刻より早い場合に、前記第四時刻を衝突予測時刻とし、前記衝突予測時刻に基づいて衝突位置の予測を行う請求項１または請求項２に記載の衝突予測装置。
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