JP5146288B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の運転の支援を行うことのできる車両制御装置に関する。
従来、車両制御装置として、進行方向前方に存在する物体との衝突をさけるべく、自動で制動制御を行うことのできるものであって、右折などのような対向車線への進入時に対向車両との車間距離が所定の範囲内にある場合は、車両の制動制御を抑制あるいは中止することで、自車両が対向車線から速やかに抜け出せるようにするものが知られている。この車両制御装置では、右折時に制動制御を行うことによって対向車と衝突してしまうことを防止することができる。
特開2005−138748号公報
しかしながら、上述の車両制御装置にあっては、対向車両との衝突を防止することができるものの、進行方向前方に存在する物体との衝突の可能性は増加してしまう。従って、運転の状況にあわせて更に最適な運転制御を行うことにより、一層安全性を確保することが求められていた。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、運転時の状況にあわせて最適な運転制御を行い、十分に安全性を確保することのできる車両制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車両制御装置によれば、対向車線横断時において、自車両の進行方向の前方に存在する物体との衝突可能性を判定する衝突判定手段と、自車両の助手席の乗員を検出する助手席乗員検出手段と、衝突判定手段による物体との衝突の可能性に応じて自車両の走行の制動制御を行う制御手段と、を備え、制御手段は、自車両の対向車線横断時において、助手席乗員検出手段によって乗員が検出された場合は、検出されなかった場合に比して、制動制御の抑制あるいは中止の可能性を高めることを特徴とする車両制御装置。
この車両制御装置では、自車両の対向車線横断時(すなわち、右折時)に自車両の進行方向前方に存在する物体と衝突する可能性が高い場合であって、助手席の乗員が検出された場合、制御手段は、助手席乗員検出手段によって乗員が検出されなかった場合に比して制動手段を抑制あるいは中止する可能性を高めることができる。これにより、助手席に乗員が存在する場合は制動制御を抑制あるいは中止して、対向車線における対向車との衝突から助手席乗員を保護することができる一方、クラッシャブルゾーンを十分確保することのできる場合、すなわち助手席に乗員が存在しない場合は、制動制御を確実に行うことによって、進行方向の前方に存在する物体との衝突を確実に回避することができる。以上によって、運転時の状況にあわせて最適な運転制御を行い、十分な安全性を確保することができる。
本発明に係る車両制御装置においては、制御手段は、自車両の対向車線横断時において、助手席乗員検出手段の検出結果によらず、運転者に対する警報を行い、ブレーキアシストを行うことが好ましい。これによって、助手席乗員の存否によって制動制御の抑制及び中止を変化させる一方で、警報とブレーキアシストは助手席乗員検出手段の判定結果によらずに行うことにより、一定の安全性を確保することができるように運転者の運転支援を行うことができる。
本発明に係る車両制御装置においては、自車両の車速、旋回半径、旋回角に基づいて自車両が右旋回を行っていると判定した場合に、自車両の対向車線横断時であると判定する判定手段を更に備えることが好ましい。
本発明によれば、運転時の状況にあわせて最適な運転制御を行い、十分な安全性を確保することができる。
以下、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。
図1に本発明の実施形態に係る車両制御装置1のブロック構成図を示す。図1に示すように、本実施形態に係る車両制御装置1は、自車両の走行時において、物体との衝突前にPCS(Pre-Crash Safety System)を作動させる機能を有する装置であり、ECU(Electronic Control Unit)2、物体検出部3、自車両情報検出部4、助手席乗員検出部6、走行駆動部7、制動部8、報知部9を備えて構成されている。
物体検出部3は、自車両の周辺に存在する物体を検出すると共に、当該物体までの距離や方位角を検出するものである。物体検出部3は、例えば、レーザーレーダーやミリ波レーダーなどによって構成されており、あるいはカメラで取得した画像を解析することによって物体の存否及び距離や方位角を検出してもよい。物体検出部3は、自車両が交差点で右折する際は、進入する道路における横断歩道上に存在する物体を検出することができる。物体検出部3は、検出した物体の存否、距離や方位角をECU2に出力する機能を有している。
自車両情報検出部4は、例えば、自車両のATシフトポジション、自車両の車速、自車両の操舵角等の自車両に関する各情報を検出する機能を有している。自車両情報検出部4は、具体的には、シフトポジションを検出するためのシフトポジションセンサ、車速センサ、操舵角センサ、各車輪に取り付けられた車輪速センサなどの各センサによって構成されている。自車両情報検出部4は、検出した自車両情報をECU2に出力する機能を有している。
助手席乗員検出部6は、自車両の助手席に乗員が存在するか否かを検出する機能を有している。助手席乗員検出部6は、助手席のシートに設置されて乗員がシートに座ったか否かを検出することのできる感圧センサによって構成されていてもよく、シートベルトが締められたことを検知するシートベルトスイッチ、助手席に存在する物体との距離を検知する距離センサ、あるいは助手席を撮影するカメラの画像に基づいて乗員の存否を検出できるように画像データを出力する画像センサであってもよい。助手席乗員検出部6は、助手席乗員の有無をECU2に出力する機能を有している。
走行駆動部7は、自車両の走行駆動を行う走行駆動手段として機能するものであり、例えばスロットルモータやインジェクタなどにより構成される。この走行駆動部7は、ECU2の走行駆動信号を受けて作動し、その走行駆動信号に応じた車両走行駆動を実行する。
制動部8は、車両の制動を行う制動手段として機能するものであり、例えばブレーキ油圧を調整する電磁弁やブレーキ油圧を生成するポンプモータにより構成される。この制動部8は、ECU2の制動指令信号を受けて作動し、その制動指令信号に応じた車両制動を実行する。
報知部9は、自車両前方との物体と衝突する可能性があることを運転者に報知するものであり、ECU2からの報知指令信号を受けて報知動作を実行する。例えば、報知部9は運転者の聴覚を通じて報知を行うものが用いられ、音声による報知、ブザーなどの警告音による報知を実行する。また、報知部9は、ディスプレー表示、ランプ点灯等の警告灯など運転者の視覚を通じて報知を実行するものであってもよい。さらに、報知部9は、ハンドルや運転シートの振動など運転者の触覚を通じて報知を実行するものであってもよい。
ECU2は、装置全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばCPUを主体として構成され、ROM、RAM、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。このECU2は、衝突判定部11、自車両行動パターン判定部12、制御部13を備えて構成されている。
衝突判定部11は、物体検出部3によって検出された自車両の進行方向前方に存在する物体の距離や方位角及び自車両の速度や進行方向に基づいて、当該物体の自車両に対する相対速度及び相対位置を演算すると共に、相対速度及び相対位置に基づいて、自車両と物体の衝突予測位置や衝突余裕時間(TTC)を演算することによって、自車両と物体との衝突可能性を判定する機能を有している。
自車両行動パターン判定部12は、自車両情報検出部4で検出した自車両情報に基づいて、自車両の行動パターン、すなわち、自車両は現在直進している状態なのか、右折している状態なのか、左折している状態なのか、あるいは後退している状態なのかを判定する機能を有している。自車両行動パターン判定部12は、自車両の車速、旋回半径、旋回角に基づいて自車両が右旋回を行っていると判定した場合に、自車両の対向車線横断時であると判定する。
制御部13は、衝突判定部11の判定結果、及び自車両行動パターン判定部12の判定結果に基づいて、自車両の各デバイスの制御を行う機能を有している。具体的には、制御部13は、物体との衝突可能性がある場合は、報知部9に対して運転者への警告を報知するように報知指令信号を出力し、ブレーキアシスト(ブレーキの感度を向上させる)を行うように制動部8に制動指令信号を出力し、自動ブレーキを作動させ、あるいは自車両の停止及びその保持を行うように制動部8に制動指令信号を出力する。また、制御部13は、自車両が対向車線を横断する場合(すなわち右折する場合)においては、対向車線側の車両との衝突を考慮すると共に、助手席の乗員の存否に関する運転状況を考慮して、自動ブレーキのための制動制御を行うか、当該抑制制御を抑制あるいは中止するかを変更する機能を有している。本実施形態においては、制御部13は、助手席乗員検出部6によって助手席の乗員が検出された場合は、検出されなかった場合に比して、制動制御の抑制あるいは中止の可能性を高めて制御を行うことができる。従って、助手席に乗員が存在しない場合には、制動制御の抑制や中止を行うことなく、急ブレーキをかけることができる。
次に、図2及び図3を参照して、本実施形態に係る車両制御装置1の動作について説明する。図2は、本実施形態に係る車両制御装置1における車両制御処理を示すフローチャートである。図3は、図2に示す自車両行動パターン判定処理を示すフローチャートである。
図2に示す処理は、EUC2において、自車両の走行中に所定のタイミングで繰り返し実行される。
図2に示すように、車両制御装置1は、助手席乗員検出処理から処理を開始する(S10)。S10の処理は、制御部13で実行され、助手席乗員検出部6からの出力に基づいて、助手席の乗員を検出する処理である。S10の処理では、具体的には、助手席のシートに設けられた感圧センサ出力から乗員の存在を検出し、シートベルトスイッチのONを検知し、距離センサのデータを解析し、あるいはカメラからの画像データを解析することによって乗員を検出する。S10の処理が終了すると、自車両行動パターン判定処理へ移行する(S12)。
S12の処理は、自車両行動パターン判定部12で実行され、自車両の行動パターン、すなわち自車両が直進しているのか、後退しているのか、右折しているのか、あるいは左折しているのかを判定する処理である。図3に示すように、自車両行動パターン判定処理は、ATシフトポジション・車速検出処理から開始する(S50)。
S50の処理は、自車両情報検出部4からの出力に基づいて、ATシフトポジション、すなわち、自車両のシフトレバーがP、D、N、Rのいずれに設定されているかを検出すると共に、自車両の車速を検出する処理である。これによって、自車両が前進しているのか、後退しているのか、あるいは停止しているのかが判定可能となる。S50の処理が終了すると、前進判定処理へ移行する(S52)。
S52の処理は、自車両が前進しているのか否かを判定する処理であり、具体的には、S50で検出したATシフトポジションがDに設定されており、自車両の車速が0km/hより大きければ自車両は前進していると判定することができる。S52において、自車両が前進していないと判定されると後退判定処理へ移行する(S54)。S54の処理は、自車両が後退しているのか否かを判定する処理であり、具体的には、S50で検出したATシフトポジションがRに設定されており、自車両の車速が0km/hより大きければ自車両は後退時であると判定することができる(S56)。一方、S54において、自車両が後退していないと判定された場合、すなわち、ATシフトポジションがN、Pの場合や車速が0km/hの場合は、自車両は停止時であると判定することができる(S58)。自車両は後退時であると判定され、あるいは停止時であると判定されたら図3に示す処理は終了し、図2に示す処理へ再び戻る。
S52において、自車両が前進していると判定された場合は、操舵角検出処理へ移行する(S60)。S60の処理は、自車両情報検出部4の出力に基づいて自車両の操舵角δを読み込む処理である。なお、本実施形態において、δは右側への操舵を−とし、左側への操舵を+とする。S60の処理が終了すると、車両旋回半径演算処理へ移行する(S62)。S62の処理は、自車両の旋回半径ρを演算する処理である。S60で取得した操舵角δにステアリング比をかけることによって前輪タイヤ切角δ´を演算し、自車両のホイールベースをlとすると、自車両後輪中心の旋回半径ρは、ρ=l/δ´と近似することができる(図4参照)。なお、本実施形態において旋回半径ρは、右旋回で−、左旋回で+となる。S62の処理が終了したら、左右車輪速パルス検出処理へ移行し(S64)、その後、車両旋回角演算処理へ移行する(S66)。
S64の処理は、自車両情報検出部4の出力に基づいて自車両の後輪の左右車輪速パルスを検出する処理である。なお、左右車輪速パルスとは、左右の後輪に取り付けられた車輪速センサから出力されるパルス数である。また、S66の処理は、S64で取得した左右車輪速パルスに基づいて車両旋回角θを演算する処理である。具体的には、図4に示すように、自車両M1の旋回開始から所定時刻kにおける旋回角θ(k)は、θ(k)=θ(k−1)+Δθ(k)で演算することができる。ここで、Δθ(k)は時刻k−1から時刻kまでの間の旋回角の増分であり、車輪速1パルスあたりの移動距離をpulとし、時刻k−1から時刻kまでの右後輪パルスの増分をΔpr(k)とし、時刻k−1から時刻kまでの左後輪パルスの増分をΔpl(k)とし、後輪のトレッド幅をTrとすると、図5に示すように、Δθ(k)=pul×〔Δpr(k)−Δpl(k)〕/Trで演算することができる。なお、本実施形態において、θは右旋回で−となり、左旋回で+となる。図4及び図5に示す例では、いずれも右旋回であるので、θ(k)及びΔθ(k)はいずれも−となる。以上の計算式によって車両旋回角θを演算する。S66の処理が終了すると、右旋回判定処理へ移行する(S68)。
S68の処理は、自車両が右旋回、すなわち右折しているか否かを判定する処理である。具体的には、予め右側旋回半径の閾値ρrth及び右側旋回角の閾値θrthを設定しておき、S62で演算した旋回半径ρがρrth<ρ<0であり、且つ、S66で演算した旋回角θがθ<θrthであれば自車両は右折時であると判定することができる(S70)。右折時であると判定されると図3の処理は終了し、図2の処理に再び戻る。一方、S68において、自車両が右折時でないと判定されると左旋回判定処理へ移行する(S72)。
S72の処理は、自車両が左旋回、すなわち左折しているか否かを判定する処理である。具体的には、予め左側旋回半径の閾値ρlth及び左側旋回角の閾値θlthを設定しておき、S62で演算した旋回半径ρが0<ρ<ρlthであり、且つ、S66で演算した旋回角θがθ>θlthであれば自車両は左折時であると判定することができる(S74)。左折時であると判定されると図3の処理は終了し、図2の処理に再び戻る。一方、S72において、自車両が左折時でないと判定されると、前進であって右折でも左折でもない状態、すなわち直進時であると判定される(S76)。直進時であると判定されると図3の処理は終了し、図2の処理に再び戻る。
ここで、図8を用いて自車両行動パターン判定処理の具体例について説明する。図8は、自車両の操舵角、旋回半径、旋回角及び車速を示す図であり、(a)は所定時間における各要素の変化を示す線図であり、(b)は(a)の拡大図である。図8においては、約10秒〜14秒の間で右旋回の操作がなされており、この間で操舵角の絶対値を負の方向(右旋回方向)へ急速に増加させると、旋回半径の絶対値は急速に減少する(直進に近い状態では、旋回半径の絶対値は大きくなり、所定の方向への旋回の大きさが大きくなるに連れて旋回半径の絶対値は小さくなる)。このとき、時刻t1において旋回半径ρはρrth<ρ<0となる。更に、操舵角の絶対値を負の方向(右旋回方向)へ急速に増加させると、旋回角の絶対値が負の方向(右旋回方向)へ急速に増加する。このとき、時刻t2において旋回角θはθ<θrthとなる。以上のように、図8に示す具体例においては、時刻t2でS68の条件を満たし、自車両が右旋回時と判定される(S70)。
図2に示すように、S12の処理が終了すると、物体相対位置・速度演算処理へ移行する(S14)。S14の処理は、衝突判定部11で実行され、自車両の周辺に物体を検出した場合に、物体検出部3から出力された物体との距離、方位角及び自車両の車速、進行方向に基づいて当該物体との相対位置及び相対距離を演算する処理である。物体としては、例えば、右折時においては進入側道路の横断歩道上に存在する物体S1、左折時においては自車両の左側に存在する物体S1、駐車場から出る場合の直進時においては駐車スペース前方に存在する物体S1、後退時においては自車両後方に存在する物体S1が衝突の可能性がある物体の候補となる(図7参照)。S14の処理が終了すると、衝突判定処理へ移行する(S16)。S16は、衝突判定部11で実行され、S14の演算結果に基づいて、自車両と物体が衝突する可能性が高いか否かを判定する処理である。S16において衝突する可能性が低いと判定されると図2に示す処理は終了し、再びS10から処理を繰り返す。
一方、S16において衝突する可能性が高いと判定されると右折判定処理へ移行する(S18)。S18の処理は、制御部13で実行され、S12における判定結果に基づいて自車両が右折するか否かを判定する処理である。S18において、自車両が右折すると判定された場合は、助手席乗員判定処理へ移行する(S20)。S20の処理は、制御部13で実行され、S10の検出結果に基づいて、助手席に乗員が存在するか否かを判定する処理である。S20において助手席に乗員が存在すると判定されると第一デバイス制御処理へ移行する(S22)。
S22の処理は、制御部13で実行され、自車両の右折時に進行方向前方に存在する物体と衝突する可能性が高い場合であって、助手席に乗員が存在する場合において最適な運転支援を行うべく、各デバイスを制御する処理である。このS22の処理においては、図6に示すように、運転者に対して進行方向の前方に物体が存在する旨の警報(ALM)を報知すると共に、ブレーキペダルの油圧を高めることによって運転者がブレーキペダルを踏むことによって通常より強いブレーキをかけることを可能とするブレーキアシスト(PBA)を行う処理である。また、後述のように第二デバイス処理、すなわち右折時に助手席に乗員がいない場合の制御処理においては、自動でブレーキを行う(PB)と共に、車両の停止及び保持を行う制動処理を行うが、S22においては、制動制御は中止される。なお、完全に制動制御を中止してもよく、物体との衝突の可能性に応じて制動制御を抑制する処理を行ってもよい。S22の処理が終了すると、図2に示す処理は終了し、再びS10から処理を繰り返す。
一方、S18において、自車両が右折しないと判定された場合、すなわち自車両が左折、前進・発進、あるいは後退すると判定された場合は、第二デバイス処理へ移行する(S24)。S24の処理は、制御部13で実行され、自車両の左折時、前進・発進時、あるいは後退時に自車両周辺の物体と衝突する可能性が高い場合において、最適な運転支援を行うべく、各デバイスを制御する処理である。このS24の処理においては、図6に示すように、ALM及びPBAを行うと共に、制動制御が実行される。S24の処理が終了すると、図2に示す処理は終了し、再びS10から処理を繰り返す。
また、S20において、助手席に乗員が存在しないと判定された場合も第二デバイス処理へ移行する(S24)。すなわち、自車両の右折時に進行方向前方に存在する物体と衝突する可能性が高い場合であって、助手席に乗員が存在しない場合においては、S22の場合とは異なり、抑制あるいは中止が行われることなく、制動制御が実行される。S22の処理が終了すると、図2に示す処理は終了し、再びS10から処理を繰り返す。
以上のように、本実施形態に係る車両制御装置1によれば、自車両の対向車線横断時、すなわち、右折時に自車両の進行方向前方に存在する物体と衝突する可能性が高い場合であって、助手席の乗員が検出された場合は、検出されない場合に比して制動制御の抑制あるいは中止が行われる可能性を高くしている。従って、乗員が検出された制御部13は、制動制御の抑制あるいは中止を行い、助手席の乗員が検出されなかった場合は制動制御を行うことができる。これにより、助手席に乗員が存在する場合は制動制御が抑制あるいは中止されることによって、対向車線における対向車との衝突から助手席乗員を保護することができる一方、クラッシャブルゾーンを十分確保することのできる場合、すなわち助手席に乗員が存在しない場合は、制動制御を行うことによって、進行方向の前方に存在する物体との衝突を確実に回避することができる。以上によって、運転時の状況にあわせて最適な運転制御を行い、十分な安全性を確保することができる。
また、本実施形態に係る車両制御装置1によれば、制御部13は、自車両の対向車線横断時において、助手席乗員検出部6の検出結果によらず運転者に対する警報を行うと共に、ブレーキアシストを行うことができる。これによって、助手席乗員の存否によって制動制御の抑制及び中止を変化させる一方で、警報とブレーキアシストは助手席乗員検出部6の判定結果によらずに行うことにより、一定の安全性を確保することができるように運転者の運転支援を行うことができる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、自車両行動パターン判定処理においては、図3に示す処理を行うことによって、自車両の行動パターンを判定していたが、これに代えて、種々の公知の判定処理を行うことによって、自車両の行動パターンを判定してもよい。
本発明の実施形態に係る車両制御装置のブロック構成図を示す。 本実施形態に係る車両制御装置における車両制御処理を示すフローチャートである。 図2に示す自車両行動パターン判定処理を示すフローチャートである。 自車両行動パターン判定処理を説明するための図である。 自車両行動パターン判定処理を説明するための図である。 第一デバイス処理及び第二デバイス処理における各デバイスの作動状況を示す図である。 自車両の各行動パターンを示す図であり、(a)は右折時、(b)は左折時、(c)は前進・発進時、(d)は後退時を示す図である。 図8は、自車両の操舵角、旋回半径、旋回角及び車速を示す図であり、(a)は所定時間における各要素の変化を示す線図であり、(b)は(a)の拡大図である。
符号の説明
1…車両制御装置、6…助手席乗員検出部(助手席乗員検出手段)、11…衝突判定部(衝突判定手段)、12…自車両行動パターン判定部(判定手段)、13…制御部(制御手段)。

Claims (4)

  1. 対向車線横断時において、自車両の進行方向の前方に存在する物体との衝突可能性を判定する衝突判定手段と、
    自車両の助手席の乗員を検出する助手席乗員検出手段と、
    前記衝突判定手段による前記物体との衝突の可能性に応じて自車両の走行の制動制御を行う制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記自車両の対向車線横断時において、前記助手席乗員検出手段によって前記乗員が検出された場合は、検出されなかった場合に比して、前記制動制御の抑制あるいは中止の可能性を高めることを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記自車両の対向車線横断時において、前記助手席乗員検出手段の検出結果によらず、運転者に対する警報を行うことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
  3. 前記制御手段は、前記自車両の対向車線横断時において、前記助手席乗員検出手段の検出結果によらず、ブレーキアシストを行うことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
  4. 前記自車両の車速、旋回半径、旋回角に基づいて前記自車両が右旋回を行っていると判定した場合に、前記自車両の対向車線横断時であると判定する判定手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
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