JP5113656B2

JP5113656B2 - 車両の走行安全装置

Info

Publication number: JP5113656B2
Application number: JP2008187540A
Authority: JP
Inventors: 裕章谷; 洋治笹渕; 弘之小池
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: JP2010023671A

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台の先行車など複数個の物体が検出されると共に、その間がすり抜けられないほどに近接していると判定されるとき、１個の物体とみな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

ところで、物体が１個、例えば先行車が１台検出されたとき、それが自車に対して斜めに位置する場合と然らざる場合とでは、ステアリング回避量が同じであっても自車との接触の可能性の程度は必ずしも同様ではないことから、物体の自車に対する位置関係に応じて接触の可能性を判定するのが望ましい。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、物体を検出すると共に、物体の自車に対する位置関係に応じて接触の可能性を的確に判定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点に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、自車の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記物体検出手段と前記走行状態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相対関係算出手段と、前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて自車の進路を推定する自車進路推定手段と、前記推定された自車の進路に対して前記物体が重なると判断されるとき、自車が前記物体検出手段によって検出された前記物体の自車の進路上における自車に最も近い反射点に到達するまでに前記物体の反射点の全てを回避するのに必要なステアリング回避量と回避所要時間を算出するステアリング回避量算出手段と、前記算出された相対関係とステアリング回避量と回避所要時間とに基づいて設定される判定条件に従っ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、前記物体の反射点の配列に応じて前記判定条件を変更し、よって前記接触可能性判定手段において前記接触の可能性があると判定し難くさせる判定条件変更手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る車両の走行安全装置にあっては、前記判定条件変更手段は、前記物体の端点に相当する反射点と自車長方向距離とで区画される面積に応じて前記判定条件を変更する如く構成した。

請求項１にあっては、自車の周辺に電磁波を送信して得た反射点に基づいて物体を検出すると共に、それとの相対関係と、自車の進路に対して物体が重なると判断されるとき、自車が物体の自車の進路上における自車に最も近い反射点に到達するまでに物体の反射点の全てを回避するのに必要なステアリング回避量と回避所要時間を算出し、それに基づいて設定される判定条件に従って自車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、接触の可能性があると判定された場合、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、物体の反射点の配列に応じて判定条件を変更し、よって接触の可能性があると判定し難くさせる如く構成したので、物体の反射点の配列に応じて判定条件を変更することで、物体の自車に対する位置関係に応じて接触の可能性を判定することになり、よって物体と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、物体の端点に相当する反射点と自車長方向距離とで区画される面積に応じて判定条件を変更する如く構成したので、物体の自車に対する位置関係を簡易に把握することができ、よって物体と自車との接触の可能性を一層的確に判定することができる。

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、図２に示すように自車１０の周辺（進行方向）に存在する物体１００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１００を検出する。

図３はレーダ出力処理ＥＣＵ４２ａの構成を機能的に示すブロック図である。図３に示す如く、レーダ出力処理ＥＣＵ４２ａは物体検出部４２ａ１と物体位置算出部４２ａ２を備える。

物体検出部４２ａ１は、図２に示す如く、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１００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ａ，ｂ，ｃを抽出して物体１００を検出する。

物体位置算出部４２ａ２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１００の位置を算出する。物体位置算出部４２ａ２の出力はＥＣＵ４０に送られる。

図１の説明に戻ると、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）を検出する。

図４は、図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ４０において所定時間、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。

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の出力から自車１０の周辺の物体（静止物、移動物を含む）１００を検出し、その大きさを検出すると共に、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。

同時に、図２を参照して上記した如く、物体１００の反射点を２次元平面に投影して得た点群の配列に基づいて物体１００の輪郭を構成する線分を認識し、認識された線分に基づいて端点ａ，ｂ，ｃを抽出して物体１００の向きを検出する。図２で示す例では８個の反射点が得られ、そのうちのａ，ｂ，ｃが端点に相当する。

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５に示す如く、推定された進路に対して物体１００がラップ（重複）すると判断される場合、ラップ量に基づき、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、そのときの回避量を算出し、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、Ｓ１４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、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Ｓ１６に進み、物体１００の端点、自車１０に対する向きにより回避所要時間Ｔａを補正する。具体的には物体１００の反射点の配列、より具体的には物体１００が図２に示すように斜めに位置する場合、図示の如く、端点（に相当する反射点）ｂ，ｃと自車長方向距離ｄｘｒとの交点ｄで区画される三角形、より正確には自車左端延長線が物体１００と交差する交点ｆと端点ｃと自車長方向距離ｄｘｒ上の交点とで区画される三角形の面積ｋｒを算出し、それから図７に示す特性を検索して回避所要時間の補正量を検索する。図７に示す特性も予め求められ、ＥＣＵ４０のＲＯＭに格納される。

図示の如く、補正量は面積ｋｒが増加するにつれて増加するように設定される。補正量は回避所要時間Ｔａから減算され、回避所要時間Ｔａを減少補正するように設定される。

それについて図８を参照して説明する。検知された物体１００は自車１０に対し、図８（ａ）では車線変更中などの理由から斜めに位置する一方、図８（ｂ）では真っ直ぐに位置する。図８（ａ）（ｂ）に示す例では端点ａ，ｂの距離、即ち、横方向の大きさは異ならないが、図８（ｂ）に示すような斜めに位置するとき、破線で示す部分だけ接触を回避しやすいため、接触回避支援手段の動作時点は遅くても良い。それを勘案してＳ１６において回避所要時間Ｔａを減少補正するようにした。従って、物体１００が図８（ａ）に示す位置にあるとき、Ｓ１６の処理は中止される。

尚、図２に示す例において自車１０が物体１００を左側に回避するときは、端点（に相当する反射点）ａ，ｂと自車長方向距離ｄｘｌとの交点ｅで区画される三角形の面積ｋｌを算出し、それから図７に示す特性を検索して回避所要時間の補正量を検索する。

また、想像線で示すように自車左端位置が端点ｂよりも右側の位置１０ａにあるときは、自車左端延長線が物体１００と交差する交点ｆと端点ｃとｄｘｒ上の交点とで区画される三角形の面積ｋｒを算出して行なう。左側に回避する場合で、自車の右端延長線が端点ｂよりも左側に位置する場合も同様である。

図４の説明に戻ると、次いでＳ１８に進み、図６に「補正後」と示すように回避所要時間Ｔａを減少補正し、それに伴って警報時間Ｔｂも減少補正する。

次いでＳ２０に進み、算出された回避所要時間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、Ｓ２２に進み、算出された警報時間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Ｓ２４に進み、Ｓ１０で算出された自車１０に対する物体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、換言すれば相対関係（相対速度Ｖｒ、相対距離Ｌ）に基づいて設定される判定条件（Ｌ＜Ｌｂ）に従って自車１０と物体１００との接触の可能性の有無を判定する。

Ｓ２４で否定されるときはＳ２６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Ｓ２８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Ｓ３０に進み、同様に自車１０に対する物体１００の相対距離Ｌがブレーキ作動距離Ｌａ未満か否か判断、換言すれば相対関係（相対速度Ｖｒ、相対距離Ｌ）に基づいて設定される判定条件（Ｌ＜Ｌａ）に従って自車１０と物体１００との接触の可能性の有無を判定する。

Ｓ３０で否定されるときはＳ３２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Ｓ３４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、検出された物体１００との相対関係と回避するのに必要なステアリング回避量を算出し、それに基づいて設定される判定条件に従って自車１０との接触の可能性の有無を判定する車両の走行安全装置において、Ｓ１６の処理において、物体１００の位置（反射点の配列）に応じて判定条件を変更、即ち、回避所要時間Ｔａを減少補正していることから、Ｓ２４あるいはＳ３０において肯定され難い、即ち、接触の可能性があると判定し難くすることで、物体１００の自車１０に対する位置関係に応じて接触の可能性を判定することになり、よって物体１００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、物体１００の端点（に相当する反射点）ｂ，ｃ（あるいはｂ，ａ）と自車長方向距離ｄｘｒ（ｄｘｌ）とで区画される三角形の面積ｋｒ（あるいはｋｌ）に応じて判定条件を変更する如く構成したので、物体１００の自車１０に対する位置関係を簡易に把握することができ、よって物体１００と自車１０との接触の可能性を一層的確に判定することができる。

以上述べたようにこの実施例にあっては、所定の時間間隔で自車１０の周辺に電磁波を送信すると共に、物体１００で反射させて得た反射点に基づいて前記物体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、自車１０の走行状態を検出する走行状態検出手段（車輪速センサ４６、ヨーレートセンサ５４）と、前記物体検出手段と前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて自車１０と前記物体１００との相対位置（相対距離Ｌ）と相対速度Ｖｒとからなる相対関係を算出する相対関係算出手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１０）と、前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて自車１０の進路を推定する自車進路推定手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１２）と、前記推定された自車１０の進路に対して前記物体１００が重なると判断されるとき、自車１０が前記物体検出手段によって検出された前記物体１００の自車１０の進路上における自車１０に最も近い反射点に到達するまでに前記物体１００の反射点の全てを回避するのに必要なステアリング回避量と回避所要時間Ｔａを算出するステアリング回避量算出手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１４）と、前記算出された相対関係とステアリング回避量と回避所要時間Ｔａとに基づいて設定される判定条件、より具体的には相対速度Ｖｒとステアリング回避量に基づいて算出される回避所要時間Ｔａと警報時間Ｔｂとをそれぞれ乗じて得られるブレーキ作動距離Ｌａ、警報作動距離Ｌｂと相対距離Ｌから設定される判定条件に従って自車１０と前記物体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，Ｓ１８からＳ２４，Ｓ３０）と、前記接触の可能性があると判定された場合、前記自車１０と前記物体１００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，Ｓ２８，Ｓ３４）とを備えた車両の走行安全装置において、前記物体１００の反射点の配列に応じて前記判定条件を変更、より具体的には回避所要時間Ｔａを減少補正し、よって前記接触可能性判定手段において前記接触の可能性があると判定し難くさせる判定条件変更手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１６）とを備える如く構成した。

また、前記判定条件変更手段は、前記物体１００の端点（に相当する反射点）ｂ，ｃ（あるいはａ，ｂ）と自車長方向距離ｄｘｒ（あるいはｄｘｌ）とで区画される面積ｋｒ（あるいはｋｌ）に応じて前記判定条件を変更する（ＥＣＵ４０，Ｓ１６）如く構成した。

尚、図４フロー・チャートのＳ２８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、Ｓ３４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に示すレーザレーダによる物体検知を示す説明図である。図１に示すレーダ出力処理ＥＣＵの構成を機能的に示すブロック図である。図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。図４フロー・チャートの処理で算出ステアリング回避量を示す説明図である。図４フロー・チャートの処理で使用されるステアリング回避量に対する回避所要時間などの特性を示す説明グラフである。同様に図５フロー・チャートの処理で使用される回避所要時間の補正量の特性を示す説明グラフである。図２と同様にレーザレーダのレーザによる物体検知を示す説明図である。

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、４０ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４２レーザレーダ、４２ａレーダ出力処理ＥＣＵ、４２ａ１物体検出部、４２ａ２物体位置算出部、４２ｂレーザビーム、４６車輪速センサ、１００物体

Claims

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点に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、自車の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記物体検出手段と前記走行状態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相対関係算出手段と、前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて自車の進路を推定する自車進路推定手段と、前記推定された自車の進路に対して前記物体が重なると判断されるとき、自車が前記物体検出手段によって検出された前記物体の自車の進路上における自車に最も近い反射点に到達するまでに前記物体の反射点の全てを回避するのに必要なステアリング回避量と回避所要時間を算出するステアリング回避量算出手段と、前記算出された相対関係とステアリング回避量と回避所要時間とに基づいて設定される判定条件に従っ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、前記物体の反射点の配列に応じて前記判定条件を変更し、よって前記接触可能性判定手段において前記接触の可能性があると判定し難くさせる判定条件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。
前記判定条件変更手段は、前記物体の端点に相当する反射点と自車長方向距離とで区画される面積に応じて前記判定条件を変更す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。