JP5070151B2 - 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し、より具体的には自車周辺の物体を検出し、それと接触する可能性があると判定されるとき、警報装置などの接触回避支援手段を作動させるようにした装置に関する。

自車周辺に電磁波を送信すると共に、反射波から先行車などの物体（障害物）を検出して接触の可能性の有無を判定し、接触の可能性があると判定されるときは警報装置などの接触回避支援手段を作動させる技術は種々提案されており、その例として特許文献１記載の技術を挙げることができる。

特許文献１記載の技術にあっては、２台の先行車など２個の物体が検出されるとき、２台の車幅方向の距離が第１の所定値（例えば２ｍ）以下で、車長方向の距離が第２の所定値（例えば５ｍ）以下か否か判定し、肯定されるとき、２台はその間をすり抜けられないほどに近接していることから、１個の物体と見做してステアリング回避量を算出している。
特許第３８４５３８８号公報

しかしながら、１個の物体と見做すのを常に一定の条件下（車幅方向および車長方向の距離）で行なうと、自車と２台の先行車などとの位置関係によっては、すり抜けづらい状況であるにも関わらず、すり抜けられると判定され、各々の先行車に対して独立して接触の可能性の有無（ステアリング回避量）を判定し、接触の可能性を的確に判定することが困難になる場合が考えられる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、少なくとも２個の物体が検出されるとき、それらとの位置関係に応じてステアリング回避量を的確に算出するようにした車両の走行安全装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、所定の時間間隔で自車の周辺に電磁波を送信すると共に、物体で反射させて得た反射波に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段の検出結果に基づいて自車と前記物体との相対位置と相対速度とからなる相対関係を算出すると共に、自車が前記物体を回避するのに必要なステアリング回避量を算出する相対関係算出手段と、前記算出された相対関係とステアリング回避量に基づいて自車と前記物体との接触の可能性の有無を判定する接触可能性判定手段と、前記接触の可能性があると判定された場合、自車と前記物体との接触回避を支援する接触回避支援手段を作動させる支援作動手段とを備えた車両の走行安全装置において、前記物体検出手段によって前記物体以外に第２の物体が検出されたとき、前記物体と前記第２の物体の自車幅方向における横相対距離を、自車の走行速度と自車長方向における自車と前記物体との距離と前記自車幅方向における自車と前記第２の物体との距離とに基づいて設定されるしきい値と比較する比較手段を備えると共に、前記相対関係算出手段は、前記横相対距離が前記しきい値を超えるとき、前記物体に対してステアリング回避量を算出する一方、前記横相対距離が前記しきい値以下のとき、前記物体と前記第２の物体を１個の物体と見做してステアリング回避量を算出する如く構成した。

請求項２に係る車両の走行安全装置にあっては、前記しきい値は、自車の走行速度が増加するにつれて増加するように設定される如く構成した。

請求項３に係る車両の走行安全装置にあっては、前記しきい値は、前記自車長方向における自車と前記物体との距離が増加するにつれて減少するように設定される如く構成した。

請求項４に係る車両の走行安全装置にあっては、前記しきい値は、前記自車幅方向における自車と前記第２の物体との距離が増加するにつれて増加するように設定される如く構成した。

請求項１にあっては、検出された物体との相対関係を算出すると共に、自車が物体を回避するのに必要なステアリング回避量を算出し、算出された相対関係とステアリング回避量に基づいて自車と物体との接触の可能性の有無を判定し、接触の可能性があると判定された場合、接触回避を支援する接触回避支援手段を作動させる車両の走行安全装置において、第２の物体が検出されたとき、物体と第２の物体の自車幅方向における横相対距離を、自車の走行速度と自車長方向における自車と物体との距離と自車幅方向における自車と第２の物体との距離とに基づいて設定されるしきい値と比較すると共に、横相対距離がしきい値を超えるとき、物体に対してステアリング回避量を算出する一方、横相対距離がしきい値以下のとき、物体と前記第２の物体を１個の物体と見做してステアリング回避量を算出する如く構成したので、検出された２個の物体との位置関係に応じてステアリング回避量を的確に算出することができ、よって自車との接触の可能性を的確に判定することができる。

請求項２に係る車両の走行安全装置にあっては、しきい値は、自車の走行速度が増加するにつれて増加するように設定される如く構成したので、走行速度が増加するにつれて２個の物体の間をすり抜けるのが困難となるような状況を反映させることができ、ステアリング回避量を一層的確に算出することができる。

請求項３に係る車両の走行安全装置にあっては、しきい値は、自車長方向における自車と物体との距離が増加するにつれて減少するように設定される如く構成したので、自車長方向における距離が増加するにつれて２個の物体の間をすり抜けるのが容易となるような状況を反映させることができ、ステアリング回避量を一層的確に算出することができる。

請求項４に係る車両の走行安全装置にあっては、しきい値は、自車幅方向における自車と第２の物体との距離が増加するにつれて減少するように設定される如く構成したので、自車幅方向における距離が増加するにつれて回避するのが困難となるような状況を反映させることができ、ステアリング回避量を一層的確に算出することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両の走行安全装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る車両の走行安全装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は自車（車両）を示し、その前部には４気筒の内燃機関（図１で「ＥＮＧ」と示し、以下「エンジン」という）１２が搭載される。エンジン１２の出力は自動変速機（図１で「Ｔ／Ｍ」と示す）１４に入力される。自動変速機１４は前進５速、後進１速の有段式であり、エンジン１２の出力はそこで適宜変速されて左右の前輪１６に伝えられ、左右の前輪１６を駆動しつつ、左右の後輪２０を従動させて車両１０を走行させる。

自車１０の運転席にはオーディオスピーカとインディケータからなる警報装置２２が設けられ、作動させられるとき、音声と視覚によって運転者に警報する。自車１０の運転席床面に配置されたブレーキペダル２４は、マスタバック２６、マスタシリンダ３０およびブレーキ油圧機構３２を介して左右の前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ（ディスクブレーキ）３４に接続される。

運転者がブレーキペダル２４を操作すると（踏み込むと）、その踏み込み力（踏力）はマスタバック２６で増力され、マスタシリンダ３０は増力された踏み込み力で制動圧を発生し、ブレーキ油圧機構３２を介して前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ３４を動作させ、車両１０を減速させる（制動する）。

ブレーキ油圧機構３２は、リザーバに接続される油路に介挿された電磁ソレノイドバルブ群、油圧ポンプ、および油圧ポンプを駆動する電動モータ（全て図示せず）などを備える。電磁ソレノイドバルブ群は駆動回路（図示せず）を介してＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）４０に接続される。

ＥＣＵ４０はＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ、入出力回路などからなるマイクロコンピュータから構成され、４個のブレーキ３４は、運転者によるブレーキペダル２４の操作とは別に、ＥＣＵ４０によって相互に独立して作動するように構成される。

上記で、警報装置２２、およびブレーキ油圧機構３２とブレーキ３４が接触回避支援手段に、ＥＣＵ４０が支援作動手段を含む、走行安全装置に相当する。

自車１０の前部にはレーザレーダ（レーザスキャンレーダ）４２が設けられる。レーザレーダ４２の出力は、マイクロコンピュータからなるレーダ出力処理ＥＣＵ（電子制御ユニット）４２ａに入力される。

レーザレーダ４２は所定の時間間隔で自車１０の周辺（進行方向）に向けてレーザ光を発射（電磁波を送信）し、自車１０の周辺（進行方向）に存在する物体でレーザ光を反射させて得た反射波を受信することにより、物体を検出する。

図示は省略するが、レーダ出力処理ＥＣＵ４２ａは物体検出部と物体位置算出部を備える。物体検出部は、反射点を２次元平面に投影して得た点群の配列に基づいて物体の輪郭を構成する線分を認識すると共に、認識された線分に基づいて端点を抽出して物体を検出する。物体位置算出部は、レーザ光を発射して得られた反射波の入射方向と反射光を受信するまでの時間から物体の位置を算出する。物体位置算出部の出力がＥＣＵ４０に送られる。

前輪１６と後輪２０の付近には車輪速センサ４６がそれぞれ配置され、各車輪の所定回転角度ごとにパルス信号を出力する。自車１０の運転席に設けられたステアリングホイール５０の付近には操舵角センサ５２が配置され、運転者によって入力されたステアリングホイールの操舵角に比例した出力を生じる。また、自車１０の中央位置付近にはヨーレートセンサ５４が配置され、自車１０の重力軸回りのヨーレート（角速度）に応じた出力を生じる。

車輪速センサ４６などの出力は、ＥＣＵ４０に送出される。ＥＣＵ４０は４個の車輪速センサ４６の出力をカウントし、その平均値を算出するなどして自車１０の速度（走行速度）Ｖを検出する。

図２は図１に示す装置の動作を示すフロー・チャート、図３は図２の動作を説明する説明図である。図２に示すプログラムは、ＥＣＵ４０において所定時間、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。

尚、図２に示す動作は、図３に示す如く、自車１０の周辺に物体（例えば乗用車。以下「第１の物体」という）１００が検出されると共に、その付近に第２の物体（例えば小型トラック。以下「第２の物体」という）１０２が検出された状況を前提とする。

以下説明すると、Ｓ１０においてレーザレーダ４２のレーダ出力処理ＥＣＵ４２ａの出力から、図３に示す如く、自車１０の周辺に第１、第２の物体１００，１０２が検出されるとき、第１、第２の物体１００，１０２の大きさを検出すると共に、それらの自車１０に対する相対位置（方位と相対距離Ｌ）と相対速度Ｖｒからなる相対関係を算出する。

次いでＳ１２に進み、車輪速センサ４６から検出された自車の速度Ｖとヨーレートセンサ５４から検出されたヨーレートなどから自車１０の進路を推定する。

次いでＳ１４に進み、図３に示す如く、推定された自車１０の進路に対して第１の物体１００がラップ（重複）すると判断される場合、ラップ量（あるいはクリアランス量）に基づき、第１の物体１００を回避するのに必要なステアリング回避量、即ち、運転者がステアリングホイール５０を介して操舵によって物体１００を回避すると想定したときの回避量を算出する。

図４はその処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

先ずＳ１００においてＳ１２で使用された自車１０の速度Ｖを読み出し、Ｓ１０２に進み、自車１０の車長方向における自車１０と第１の物体１００との距離Ｌ（図３に示す）を算出し、Ｓ１０４に進み、自車１０の車幅方向における自車１０と第２の物体１０２との距離Ｗ（図３に示す）を算出する。

次いでＳ１０６に進み、しきい値Ｄｒｅｆを図示の如く算出する。即ち、自車１０の車幅相当の値（具体的には１．８ｍ）に係数ｋ１，ｋ２，ｋ３を乗じ、よって得た積をしきい値Ｄｒｅｆとする。

次いでＳ１０８に進み、第１の物体と第２の物体の間の（換言すれば自車幅方向における）横相対距離Ｄがしきい値Ｄｒｅｆ以下か否か判断し、否定されて横相対距離Ｄがしきい値Ｄｒｅｆを超えると判断されるとき、Ｓ１１０に進み、第１の物体１００に対して（換言すれば第１の物体１００と第２の物体１０２を１個の物体と見做さず）ステアリング回避量を算出する。

他方、Ｓ１０８で肯定され、横相対距離Ｄがしきい値Ｄｒｅｆ以下と判断されるとき、Ｓ１１２に進み、第１の物体１００と第２の物体１０２を近接する１個の物体と見做してステアリング回避量を算出する如く構成した。従って、Ｓ１１２に進むとき、算出される右ステアリング回避量はＳ１１０で算出される値よりも大きくなる（図３の状況では左ステアリング回避量は変らない）。

図５（ａ）は係数ｋ１の特性を示す説明グラフであり、図示の如く、係数ｋ１は自車１０の速度Ｖに対して設定され、係数ｋ１は自車の速度Ｖが増加するにつれて１．０から増加、換言すればしきい値Ｄｒｅｆは自車１０の速度Ｖが増加するにつれて増加するように設定される。

図５（ｂ）は係数ｋ２の特性を示す説明グラフであり、図示の如く、係数ｋ２は自車１０の車長方向における自車１０と第１の物体１００との距離Ｌに対して設定され、係数ｋ２は距離Ｌが増加するにつれて１．０に向けて減少、換言すればしきい値Ｄｒｅｆは距離Ｌが増加するにつれて減少するように設定される。

図５（ｃ）は係数ｋ３の特性を示す説明グラフであり、図示の如く、係数ｋ３は自車１０の車幅方向における自車１０と第２の物体１０２との距離Ｗに対して設定され、係数ｋ３は距離Ｗが増加するにつれて１．０から増加、換言すればしきい値Ｄｒｅｆは距離Ｗが増加するにつれて増加するように設定される。

図４フロー・チャートのＳ１０６においては、検出（算出）された自車１０の速度Ｖおよび距離Ｌ，Ｗから図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す特性を検索して係数ｋ１，ｋ２，ｋ３を算出し、自車１０の車幅相当の値に乗じてしきい値Ｄｒｅｆを算出する。

図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１６に進み、回避所要時間Ｔａと、それに運転者の反応時間（例えば１ｓｅｃ）を加えた警報時間Ｔｂを算出する。図６は、ステアリング回避量に対して設定された回避所要時間Ｔａと警報時間Ｔｂなどの特性を示す。

これらの時間は予め実験により求められてＥＣＵ４０のＲＯＭなどに格納されており、Ｓ１６の処理においては回避所要時間Ｔａなどを算出された回避量から検索する。図示の如く、これらの時間はステアリング回避量、即ち、自車幅のラップ量が増加するにつれて増加するように設定される。

次いでＳ１８に進み、算出されば回避所要時間ＴａにＳ１０で算出された相対速度（相対関係）Ｖｒを乗じて得た積をブレーキ作動距離Ｌａとし、Ｓ２０に進み、算出されば警報時間Ｔｂに同様に相対速度Ｖｒを乗じて得た積を警報作動距離Ｌｂとする。

次いでＳ２２に進み、Ｓ１０で算出された自車１０に対する第１の物体１００の相対距離（相対関係）Ｌが警報作動距離Ｌｂ未満か否か判断する。尚、図４フロー・チャートでＳ１１２に進んだ場合、第１の物体１００と第２の物体１０２のうちの自車に近い方の相対距離を算出して使用する。

Ｓ２２で否定されるときはＳ２４に進み、警報装置２２を作動させないと共に、肯定されるときはＳ２６に進み、警報装置２２を作動、換言すれば接触の可能性があると判定されたことから、接触回避支援手段を作動させる。

次いでＳ２８に進み、同様に自車１０に対する第１の物体１００の相対距離Ｌがブレーキ作動距離Ｌａ未満か否か判断する。この場合も、図４フロー・チャートでＳ１１２に進んだときは、第１の物体１００と第２の物体１０２のうちの自車に近い方の相対距離を算出して使用する。

Ｓ２８で否定されるときはＳ３０に進み、自動ブレーキ、即ち、ブレーキ油圧機構３２とブレーキ３４を作動させないと共に、肯定されるときはＳ３２に進み、自動ブレーキを作動、換言すれば接触の可能性があると判定されたことから、接触回避支援手段を作動させる。

この実施例にあっては、上記した如く、所定の時間間隔で自車の周辺に電磁波を送信すると共に、物体で反射させて得た反射波に基づいて前記物体（より具体的には第１の物体１００）を検出する物体検出手段（レーザレーダ４２、レーダ出力処理ＥＣＵ４２ａ，ＥＣＵ４０，Ｓ１０）と、前記物体検出手段の検出結果に基づいて自車１０と前記物体（より具体的には第１の物体１００）との相対位置と相対速度とからなる相対関係を算出すると共に、自車が前記物体（より具体的には第１の物体１００）を回避するのに必要なステアリング回避量を算出する相対関係算出手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１０からＳ１４）と、前記算出された相対関係とステアリング回避量に基づいて自車１０と前記物体（より具体的には第１の物体１００）との接触の可能性の有無を判定する接触可能性判定手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１６からＳ２２，Ｓ２８）と、前記接触の可能性があると判定された場合、自車と前記物体との接触回避を支援する接触回避支援手段（警報装置２２、ブレーキ油圧機構３２、ブレーキ３４）を作動させる支援作動手段（ＥＣＵ４０，Ｓ２６、Ｓ３２）とを備えた車両の走行安全装置において、前記物体検出手段によって前記物体（より具体的には第１の物体１００）以外に少なくとも第２の物体１０２が検出されたとき、前記第１の物体１００と前記第２の物体１０２の自車幅方向における横相対距離Ｄを、自車１０の走行速度Ｖと自車長方向における自車１０と前記第１の物体１００との距離Ｌと前記自車幅方向における自車１０と前記第２の物体１０２との距離Ｗとに基づいて設定されるしきい値Ｄｒｅｆと比較する比較手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１４，Ｓ１００からＳ１０８）を備えると共に、前記相対関係算出手段は、前記横相対距離Ｄが前記しきい値Ｄｒｅｆを超えるとき、前記第１の物体１００に対してステアリング回避量を算出する一方（ＥＣＵ４０，Ｓ１４，Ｓ１１０）、前記横相対距離Ｄが前記しきい値Ｄｒｅｆ以下のとき、前記第１の物体１００と前記第２の物体１０２を１個の物体と見做してステアリング回避量を算出する（ＥＣＵ４０，Ｓ１４，Ｓ１１２）如く構成したので、検出された２個の物体１００，１０２との位置関係に応じてステアリング回避量を的確に算出することができ、よって２個の物体１００，１０２と自車１０との接触の可能性を的確に判定することができる。

また、前記しきい値Ｄｒｅｆは、自車の走行速度Ｖが増加するにつれて増加するように設定される如く構成したので、走行速度Ｖが増加するにつれて２個の物体１００，１０２の間をすり抜けるのが困難となるような状況を反映させることができ、ステアリング回避量を一層的確に算出することができる。

また、前記しきい値Ｄｒｅｆは、前記自車長方向における自車１０と前記第１の物体１００との距離Ｌが増加するにつれて減少するように設定される如く構成したので、自車長方向における距離Ｌが増加するにつれて２個の物体１００，１０２の間をすり抜けるのが容易となるような状況を反映させることができ、ステアリング回避量を一層的確に算出することができる。

また、前記しきい値Ｄｒｅｆは、前記自車幅方向における自車１０と前記第２の物体１０２との距離Ｗが増加するにつれて増加するように設定される如く構成したので、自車幅方向における距離Ｗが増加するにつれて回避するのが困難となるような状況を反映させることができ、ステアリング回避量を一層的確に算出することができる。

尚、図４フロー・チャートのＳ１０６において自車１０の車幅相当の値に係数ｋ１，ｋ２，ｋ３を乗じてしきい値Ｄｒｅｆを算出したが、車幅相当の値に同種の係数を加算して算出しても良い。

また、図２フロー・チャートのＳ２６の処理に代え、あるいはそれに加え、自車１０の運転席（図示せず）を適宜な手段で振動させる、あるいはシートベルト（図示せず）を引き込む、あるいは弱いブレーキ力を与えるようにしても良い。また、Ｓ３２の自動ブレーキに代え、あるいはそれに加え、自動変速機１４でシフトダウンさせても良い。

また、レーザレーダ４２の出力から物体１００を検出するようにしたが、それに代え、あるいはそれに加え、ミリ波レーダを用いても良い。

この発明の実施例に係る車両の走行安全装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。 図２フロー・チャートの動作を説明する説明図である。 図２フロー・チャートのステアリング回避量の算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図４フロー・チャートの処理で使用される係数の特性を示す説明グラフである。 図２フロー・チャートの処理で使用される回避所要時間などの特性を示す説明グラフである。

符号の説明

１０ 車両（自車）、１２ エンジン（内燃機関）、２２ 警報装置、３４ ブレーキ、４０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４２ レーザレーダ、４２ａ レーダ出力処理ＥＣＵ、４６ 車輪速センサ、５２ 操舵角センサ、５４ ヨーレートセンサ、１００ 第１の物体、１０２ 第２の物体

Claims (4)

1. 所定の時間間隔で自車の周辺に電磁波を送信すると共に、物体で反射させて得た反射波に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段の検出結果に基づいて自車と前記物体との相対位置と相対速度とからなる相対関係を算出すると共に、自車が前記物体を回避するのに必要なステアリング回避量を算出する相対関係算出手段と、前記算出された相対関係とステアリング回避量に基づいて自車と前記物体との接触の可能性の有無を判定する接触可能性判定手段と、前記接触の可能性があると判定された場合、自車と前記物体との接触回避を支援する接触回避支援手段を作動させる支援作動手段とを備えた車両の走行安全装置において、前記物体検出手段によって前記物体以外に第２の物体が検出されたとき、前記物体と前記第２の物体の自車幅方向における横相対距離を、自車の走行速度と自車長方向における自車と前記物体との距離と前記自車幅方向における自車と前記第２の物体との距離とに基づいて設定されるしきい値と比較する比較手段を備えると共に、前記相対関係算出手段は、前記横相対距離が前記しきい値を超えるとき、前記物体に対してステアリング回避量を算出する一方、前記横相対距離が前記しきい値以下のとき、前記物体と前記第２の物体を１個の物体と見做してステアリング回避量を算出することを特徴とする車両の走行安全装置。
2. 前記しきい値は、自車の走行速度が増加するにつれて増加するように設定されることを特徴とする請求項１記載の車両の走行安全装置。
3. 前記しきい値は、前記自車長方向における自車と前記物体との距離が増加するにつれて減少するように設定されることを特徴とする請求項１または２記載の車両の走行安全装置。
4. 前記しきい値は、前記自車幅方向における自車と前記第２の物体との距離が増加するにつれて増加するように設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両の走行安全装置。

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