JP4767794B2 - 車両の接触回避支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の周囲の障害物の状況を検知し、その状況に応じて障害物との接触を回避するための接触回避操作を運転者に促す警報を発する車両の接触回避支援装置に関する。

車輪回転数検出器、車輪回転方向検出器および操舵角検出器よりなる車体センサの出力と、テレビカメラおよび分布型近接覚よりなる環境センサの出力と、車両寸法記憶装置および地図情報記憶装置よりなる車載記憶装置の出力とに基づいて自車の周囲の障害物との接触の危険度を判定し、その判定結果を表示装置に表示することで運転者の自発的な接触回避操作を促すものが、下記特許文献１により公知である。
特開平６−２６７０００号公報

ところで、障害物との接触を回避するために、自車の右前方あるいは左前方に検知された接触回避スペースに向けて車両を旋回させるように操舵を行う場合、その操舵を開始するタイミングが早過ぎると、車両の旋回方向内側の側面が内輪差により障害物に接近して接触する可能性がある。この点に関し、上記特許文献１に記載されたものは、接触の危険度の判定結果を表示装置に表示するタイミングについて考慮されていないため、その表示に応じて運転者が行う接触回避操舵の開始のタイミングが早過ぎると、接触回避のための操舵が意に反して障害物との接触を誘発する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、運転者に障害物との接触回避のための操舵を促す警報を発する際に、その操舵開始のタイミングが早過ぎて障害物との接触が誘発されるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の周囲の障害物の状況を検知し、その状況に応じて障害物との接触を回避するための接触回避操作を運転者に促す警報を発する車両の接触回避支援装置であって、車両前方及び側方の障害物を検知する障害物センサと、その障害物センサが検知した障害物のデータに基づき、車両が障害物との接触を回避して進行し得る接触回避エリアを検知する接触回避エリア検知手段と、前記接触回避エリア側への操舵を運転者に促す警報を発する警報手段と、車両の状況に応じて警報手段が警報を発する警報タイミングを変更する警報タイミング変更手段とを備えたものにおいて、車両がクランク状路地の入口に差しかかると、前記障害物センサが、車両前方のコーナに相当する第１障害物と、その第１障害物よりも手前側で且つ左右一側方のコーナに相当する第２障害物とを検知可能であると共に、前記接触回避エリア検知手段が、前記第２障害物の前方側に在って前記入口の車両から見て斜め前方のエリアに前記接触回避エリアを検知可能であり、前記警報タイミング変更手段は、車両が前記クランク状路地を通り抜ける際に前記第２障害物と接触しないように、前記クランク状路地の入口にあるときの車両と前記第２障害物との横方向距離が小さいほど警報タイミングを遅らせることを特徴とする車両の接触回避支援装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、警報タイミング変更手段は、車速が小さいほど警報タイミングを遅らせることを特徴とする車両の接触回避支援装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は２の構成に加えて、警報手段は、障害物との接触を回避する方向への操舵アシストトルクを発生する手段であることを特徴とする車両の接触回避支援装置が提案される。

尚、実施の形態の超音波センサＳａおよびテレビカメラＳｂは本発明の障害物センサに対応し、実施の形態の横位置によるディレイ時間算出手段Ｍ３および車速によるディレイ時間算出手段Ｍ４は本発明の警報タイミング変更手段に対応する。

請求項１の構成によれば、障害物センサが障害物を検知し、その検知データに基づいて接触回避エリア検知手段が、障害物との接触を回避する接触回避エリアを検知すると、警報手段が接触回避エリア側への操舵を運転者に促す警報を発するので、その警報に応じて運転者が接触回避エリア側に接触回避操舵を行うことで障害物との接触を回避することができる。このとき、警報タイミング変更手段が車両の状況に応じて警報を発する警報タイミングを変更するので、警報に応じて運転者が接触回避操舵を行うタイミングが早過ぎても、内輪差で車両の側面が障害物に接触する事態を未然に防止することができる。

また車両がクランク状路地を通り抜ける際に、クランク状路地の入口にあるときの車両と側方の第２障害物との横方向距離が小さいほど警報タイミングを遅らせるので、警報に応じて運転者が即座に接触回避エリア側への操舵を行っても、内輪差で車両の側面が第２障害物に接触する事態を確実に防止することができる。

また請求項２の構成によれば、車速が小さいほど警報タイミングを遅らせるので、警報に応じて運転者が即座に接触回避エリア側への操舵を行っても、内輪差で車両の側面が障害物に接触する事態を確実に防止することができる。

また請求項３の構成によれば、警報手段が障害物との接触を回避する方向への操舵アシストトルクを発生することで、運転者に障害物との接触の可能性があることを警報することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の実施の形態を示すもので、図１は接触回避支援装置を搭載した車両を示す図、図２は電子制御ユニットのブロック図、図３は横位置によるディレイ時間算出手段のブロック図、図４は車速によるディレイ時間算出手段のブロック図、図５は車両がクランク状の路地を通過するときの作用説明図である。

図１に示すように、四輪の自動車は、フロントバンパーに車両前方の障害物を検知する複数（実施の形態では６個）の超音波センサＳａ…を備えるとともに、左右の車体側部に車両側方の障害物を検知する複数（実施の形態では２個）のテレビカメラＳｂ，Ｓｂを備える。また左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲには車速Ｖを検知する車速センサＳｃ…が設けられる。これらの超音波センサＳａ…、テレビカメラＳｂ，Ｓｂおよび車速センサＳｃ…は電子制御ユニットＵに接続される。

図２に示すように、電子制御ユニットＵは警報手段１２および電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１４の作動を制御するもので、接触回避エリア検知手段Ｍ１と、ディレイ時間設定手段Ｍ２と、横位置によるディレイ時間算出手段Ｍ３と、車速によるディレイ時間算出手段Ｍ４と、加算回路１１とを備える。

接触回避エリア検知手段Ｍ１は、超音波センサＳａ…で検知した主として車両前方の障害物のデータと、テレビカメラＳｂ，Ｓｂで検知した主として車両側方の障害物のデータとから、自車が障害物との接触を回避して進行し得るエリア、つまり接触回避エリアを検知する。

接触回避エリアが自車の進行方向の右側にある場合にはステアリングホイールを右に操作して障害物との接触を回避し、接触回避エリアが自車の進行方向の左側にある場合にはステアリングホイールを左に操作して障害物との接触を回避することになるが、接触回避エリアまでの距離が近い場合と遠い場合とでステアリングホイールを切り始める適切なタイミングが異なるため、ディレイ時間設定手段Ｍ２が前記適切なタイミングを接触回避エリアまでの距離に応じて設定する。そしてランプ、チャイム、ブザー、スピーカ等の警報手段１２により、運転者に対して障害物との接触を回避する自発的なステアリング操作を促す警報を出力する。

この警報の出力と同時並行して、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１４により接触回避のアシストが行われる。即ち、ディレイ時間設定手段Ｍ２が出力する適切なタイミングに応じて目標電流算出手段１３がアシストのための目標電流を算出する。一方、電動パワーステアリング装置１４のＥＰＳ電流算出手段１５は、運転者がステアリングホイールに入力する操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置１４を作動させるＥＰＳ電流を算出し、加算回路１６で前記目標電流および前記ＥＰＳ電流を加算した加算値に基づいてＥＰＳモータ１７を駆動することで、運転者のステアリング操作をＥＰＳモータ１７が発生する操舵トルクでアシストして障害物との接触回避を一層容易に行うことができる。

尚、本発明では、電動パワーステアリング装置１４による接触回避のアシストは必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。また前記警報手段１２には、障害物との接触を回避する方向への操舵アシストトルクを、電動パワーステアリング装置１４により発生させることも含まれる。つまり電動パワーステアリング装置１４により障害物との接触を回避する方向への操舵アシストトルクを発生させることで、運転者に障害物との接触の可能性があることを警報することができる。

さて、所定の接触回避エリアに対する警報出力タイミングの最適なディレイ時間は常に一定ではなく、自車と障害物との位置関係や自車の車速に応じて変化する、横位置によるディレイ時間算出手段Ｍ３は自車の横方向の障害物の距離に応じてディレイ時間を補正するものであり、車速によるディレイ時間算出手段Ｍ４は自車の車速に応じてディレイ時間を補正するものである。

図３に示すように、横位置によるディレイ時間算出手段Ｍ３は、障害物距離検知手段１８と、第１ディレイ時間算出手段１９と、補正係数算出手段２０と、乗算手段２１とを備える。

障害物距離検知手段１８は、接触回避エリアが右前方にあるときには、超音波センサＳａ…あるいはテレビカメラＳｂ，Ｓｂにより自車の右側の障害物までの横方向距離Ｄを検知し、接触回避エリアが左前方にあるときには、超音波センサＳａ…あるいはテレビカメラＳｂ，Ｓｂにより自車の左側の障害物までの横方向距離Ｄを検知する。そして第１ディレイ時間算出手段１９は前記横方向距離Ｄをパラメータとして第１ディレイ時間をマップ検索する。この第１ディレイ時間は横方向距離Ｄが小さいほど大きくなるように設定される。

その理由は以下のとおりである。警報に応じて接触回避エリアに向けてステアリング操作を行うと、車両は左右一方の障害物に接近する方向に旋回するため、障害物までの横方向距離Ｄが小さいときに運転者のステアリング操作開始タイミングが早過ぎると、内輪差によって車体側面が障害物に接触する可能性がある。よって、障害物までの横方向距離Ｄが小さいときには、ディレイ時間を大きくして警報が発せられるタイミングを遅らせることで、障害物との接触を未然に防止する必要があるからである。

一方、補正係数算出手段２０は車速センサＳｃ…で検知した車速Ｖをパラメータとして補正係数をマップ検索し、その補正係数を乗算手段２１において乗算することで前記第１ディレイ時間が補正される。補正係数は車速Ｖが小さいときには１であるが、車速Ｖの増加に応じて０に向かって減少するようになっている。その理由は、車速Ｖが大きいときには車体側面が障害物に接触する前に該障害物を通り過ぎることができるため、ディレイ時間が小さくなるように補正しても、車体側面が障害物に接触する虞がないからである。

図４に示すように、車速によるディレイ時間算出手段Ｍ４は、車速センサＳｃ…で検知した車速Ｖをパラメータとして第２ディレイ時間をマップ検索する。この第２ディレイ時間は、車速Ｖが小さいときほど大きく設定される。その理由は以下のとおりである。警報が発せられてから運転者がステアリングホイールの操作を開始するまでの時間が一定であるとすると、車速Ｖが小さいときほど警報が発せられてから運転者がステアリングホイールの操作を開始するまでの車両の前進移動距離が小さくなり、内輪差により障害物に接触する可能性が高くなる。よって車速Ｖが小さいときほどディレイ時間を大きくすることで、障害物との接触を回避できるからである。

図２に戻り、横位置によるディレイ時間算出手段Ｍ３で算出した第１ディレイ時間の補正係数による補正値と、車速によるディレイ時間算出手段Ｍ４で算出した第２ディレイ時間とは加算回路１１で相互に加算され、この加算値でディレイ時間設定手段Ｍ２が設定した基本的なディレイ時間が補正される。従ってディレイ時間設定手段Ｍ２が出力するディレイ時間は障害物の横方向距離Ｄおよび車速Ｖを考慮した適切なものとなり、このディレイ時間に応じて警報手段１２が警報を出力することで、障害物との接触を一層確実に回避することができる。

図５は本実施の形態の接触回避支援装置を搭載した車両がクランク状の狭い路地を通過する場合の作用を説明するものである。

車両がクランク状路地の入口のＡ位置に差しかかると、前方の第１障害物ａと右側方の第２障害物ｂとが検知され、その第２障害物ｂよりも前方側に在って前記入口の車両から見て右斜め前方のエリアに接触回避エリアｃが検知される。Ａ位置では右側方の第２障害物ｂとの横方向距離Ｄが充分に大きいため、Ａ位置で右操舵開始を促す警報を発しても、車両の右側面が第２障害物ｂに接触する虞はない。

一方、車両がもう少し右寄りのコースを進行する場合、右側方の第２障害物ｂとの横方向距離Ｄ′が不足するため、警報を発するタイミングをＢ位置（鎖線図示）まで遅らせる。これにより、車両はその右側面を第２障害物ｂに接触させることなくクランク状路地の出口のＣ位置に通り抜けることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では障害物センサとして超音波センサＳａ…およびテレビカメラＳｂ，Ｓｂを採用しているが、それ以外の任意の構造のセンサを採用することができる。

接触回避支援装置を搭載した車両を示す図 電子制御ユニットのブロック図 横位置によるディレイ時間算出手段のブロック図 車速によるディレイ時間算出手段のブロック図 車両がクランク状の路地を通過するときの作用説明図

１２ 警報手段
Ａ クランク状路地の入口の位置
ａ 第１障害物
ｂ 第２障害物
ｃ 接触回避エリア
Ｍ１ 接触回避エリア検知手段
Ｍ３ 横位置によるディレイ時間算出手段（警報タイミング変更手段）
Ｍ４ 車速によるディレイ時間算出手段（警報タイミング変更手段）
Ｓａ 超音波センサ（障害物センサ）
Ｓｂ テレビカメラ（障害物センサ）
Ｄ 車両と障害物との横方向距離
Ｖ 車速

Claims (3)

1. 車両の周囲の障害物の状況を検知し、その状況に応じて障害物との接触を回避するための接触回避操作を運転者に促す警報を発する車両の接触回避支援装置であって、
   車両前方及び側方の障害物（ａ，ｂ）を検知する障害物センサ（Ｓａ，Ｓｂ）と、
   その障害物センサ（Ｓａ，Ｓｂ）が検知した障害物（ａ，ｂ）のデータに基づき、車両が障害物（ａ，ｂ）との接触を回避して進行し得る接触回避エリア（ｃ）を検知する接触回避エリア検知手段（Ｍ１）と、
   前記接触回避エリア側への操舵を運転者に促す警報を発する警報手段（１２）と、
   車両の状況に応じて警報手段（１２）が警報を発する警報タイミングを変更する警報タイミング変更手段（Ｍ３，Ｍ４）とを備えたものにおいて、
   車両がクランク状路地の入口に差しかかると、前記障害物センサ（Ｓａ，Ｓｂ）が、車両前方のコーナに相当する第１障害物（ａ）と、その第１障害物（ａ）よりも手前側で且つ左右一側方のコーナに相当する第２障害物（ｂ）とを検知可能であると共に、前記接触回避エリア検知手段（Ｍ１）が、前記第２障害物（ｂ）の前方側に在って前記入口の車両から見て斜め前方のエリアに前記接触回避エリア（ｃ）を検知可能であり、
   前記警報タイミング変更手段（Ｍ３）は、車両が前記クランク状路地を通り抜ける際に前記第２障害物（ｂ）と接触しないように、前記クランク状路地の入口にあるときの車両と前記第２障害物（ｃ）との横方向距離（Ｄ）が小さいほど警報タイミングを遅らせることを特徴とする、車両の接触回避支援装置。
2. 前記警報タイミング変更手段（Ｍ３）は、車速（Ｖ）が小さいほど警報タイミングを遅らせることを特徴とする、請求項１に記載の車両の接触回避支援装置。
3. 警報手段（１２）は、障害物との接触を回避する方向への操舵アシストトルクを発生する手段であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両の接触回避支援装置。

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