JP5194832B2 - 車両用衝突安全制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダー装置等の出力に基づいて車両前方の障害物との衝突可能性を判定し、判定結果に基づいて種々の制御を行なう車両用衝突安全制御装置に関する。

従来、車両前方の障害物をレーダー装置等によって検出し、障害物との衝突可能性に基づいて種々の制御を行なう制御システムが、ＰＣＳ（Pre-crush Safety System）等の名称で知られ、実用化されている。

その一例として、電波レーダセンサなどの障害物検出手段により検出された車両前方の障害物に自車両が衝突するか否かを判断し、自車両が衝突すると判断した場合に衝撃を軽減させる機構（警報ランプ、警報音発生装置、シートベルト装置、ブレーキ制御装置など）を作動させる車両衝突軽減装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１３７１１６号公報

上記の如き制御システムにおいては、衝突可能性に基づく種々の制御を段階的に行なうことが可能である。例えば、ブレーキ制御装置により自動的に制動力を出力する場合であっても、どの程度の制動力を出力するかを任意に決定することができる。

しかしながら、従来の制御システムでは、一般的に、障害物までの距離や相対速度、自車両の車速、横方向変位（自車両中心軸の延長線からの乖離）等が判定条件を満たしたか否か、により判定を行なっており、判定条件をどの程度満たしたかについての考慮を行なっていない。このため、衝突可能性を正確に判定できず、衝突を回避する、又は衝突の衝撃を軽減するための制御の程度を適切に決定することができない場合がある。この点については、上記特許文献１に記載の装置も同様である。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、衝突安全制御をより適切に行なうことが可能な車両用衝突安全制御装置を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両前方の障害物を検出するための障害物検出手段と、
該障害物検出手段の出力に基づき車両前方の障害物との衝突可能性を判定する衝突可能性判定手段と、を備え、該衝突可能性判定手段の判定結果に基づき種々の衝突安全制御を行なう車両用衝突安全制御装置であって、
前記衝突可能性判定手段は、
前記障害物検出手段の出力に対して複数の基準を適用して前記衝突可能性を判定する手段であり、
前記複数の基準を用いた判定履歴に基づいて前記衝突可能性を修正する、
ことを特徴とする、車両用衝突安全制御装置である。

この本発明の一態様によれば、複数の基準を用いた判定履歴に基づいて衝突可能性を修正するため、衝突可能性をより適切に判定することができる。従って、その判定結果に基づき衝突安全制御をより適切に行なうことができる。

本発明の一態様において、
前記衝突可能性判定手段は、例えば、
前記複数の基準を用いた判定履歴における判定結果のばらつきに基づいて前記衝突可能性を修正する手段である。

また、本発明の一態様において、
前記衝突可能性判定手段は、例えば、
前記複数の基準を用いた判定履歴において判定基準を満たした程度を示す値のばらつきに基づいて前記衝突可能性を修正する手段である。

また、本発明の一態様において、
前記衝突可能性判定手段は、例えば、
前記複数の基準を用いた判定履歴において判定基準を満たした程度を示す値に基づいて前記衝突可能性を修正する手段である。

また、本発明の一態様において、
前記衝突可能性判定手段は、例えば、
前記複数の基準を用いた判定履歴において判定基準を満たした程度を示す値の変化傾向に基づいて前記衝突可能性を修正する手段である。

本発明によれば、衝突安全制御をより適切に行なうことが可能な車両用衝突安全制御装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、本発明の一実施例に係る車両用衝突安全制御装置１について説明する。図１は、車両用衝突安全制御装置１の全体構成の一例を示す図である。車両用衝突安全制御装置１は、主要な構成として、障害物検出用装置１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を備える。また、ＥＣＵ２０による制御対象として、情報提供装置５０と、ブレーキ装置６０と、ステアリング装置７０と、シートベルト自動巻き取り機構８０と、を図示する。

障害物検出用装置１０は、例えば、ミリ波レーダー装置であり、フロントグリル部等に配設される。障害物検出用装置１０は、例えばＦＭ−ＣＷ方式によって車両前方に存在する障害物との距離、相対速度、及び横方向変位（又は方位）を算出し、これらをＥＣＵ２０に出力する。

「横方向変位」とは、車両の中心軸の延長線からの乖離をいい、距離と方位に基づいて障害物検出用装置１０の内部回路等により算出される（図２参照）。なお、ミリ波レーダーに代えて、レーザーレーダーやソナー、ステレオカメラ装置、移動ステレオカメラ装置等の物体検出用装置を備えてもよい。

ステレオカメラ装置を用いる場合、障害物の距離や横方向位置は、撮像画像上の位置を現実の道路平面上の位置に写像することにより求められる。また、相対速度については、距離の微分を求めるものとすればよい。

ＥＣＵ２０は、例えば、ＣＰＵ２２を中心としてＲＯＭ２４やＲＡＭ２６等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フラッシュメモリ等の記憶装置３０やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。また、ＥＣＵ２０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、障害物検出用装置１０の検出結果に基づき車両前方の障害物との衝突可能性を判定する衝突可能性判定部４０と、衝突可能性判定手段の判定結果に基づき種々の衝突安全制御を行なう衝突安全制御部４２と、を備える。以下、衝突安全制御部４２の制御対象となる各機器について概説する。

情報提供装置５０は、音声や画像表示によって運転者に情報提供するためのスピーカーやブザー、液晶ディスプレイ装置、ＨＵＤ（Head Up Display）等である。

ブレーキ装置６０は、例えば電子制御式ブレーキ装置であり、ブレーキ装置６０全体を制御するブレーキＥＣＵ６２、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、ストロークシミュレーター、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエーター等を備える。ブレーキアクチュエーターは、ポンプ及びこれを駆動するモータと、ポンプから圧送される油圧によって内部の油圧が高圧に維持されるアキュームレーターと、マスターシリンダーからの油圧を遮断可能な切替バルブと、各車輪に対して設けられ、開閉動作によって、各車輪に出力される制動力を調節する各車輪用制御バルブ６４Ａ〜６４Ｄとを備える。

ブレーキ装置６０において、運転者によりブレーキペダルが踏み込まれると、マスターシリンダー内部の液圧室に発生するマスターシリンダー圧が通信によりブレーキＥＣＵ６２に入力される。ブレーキＥＣＵ６２は、マスターシリンダー圧に応じた制動力（ブースト率を任意に変更することができる）を出力するように、各車輪用制御バルブ６４Ａ〜６４Ｄを制御する。また、ブレーキ装置６０は、各車輪用制御バルブ６４Ａ〜６４Ｄを任意に開閉することにより、運転者のブレーキペダル操作とは無関係に制動力を出力することも可能である。

ステアリング装置７０は、例えば電動パワーステアリング装置であり、ステアリングギアボックス内に伝達比可変機構７２を備え、ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角（切れ角）の変化量の比率（操舵比）を変更する機能を有する。伝達比可変機構７２の具体的態様については詳細な説明を省略するが、例えば波動歯車機構を差動機構とするものを用いることができる。

シートベルト自動巻き取り機構８０は、シートベルトコントロールコンピューター８２と、シートベルトを巻き取る機能を有するリトラクター装置８４Ａ、８４Ｂと、を備える。リトラクター装置８４Ａ、８４Ｂは、例えば運転席及び助手席にそれぞれ配設される。リトラクター装置８４Ａ、８４Ｂは、シートベルトを巻き取り保持することによりシートベルトが乗員拘束力（乗員をシートから離れないようにする力）を発揮するための電動モータや減速機、フォースリミッター等を備えている。電動モータは、シートベルトコンピューター８２により駆動制御される。フォースリミッターは、シートベルトが所定の張力以上の力で引かれた場合に、内部構造に滑りを生じることによりシートベルトを送り出し、所定の張力以上の力がシートベルトにかからないようにしている。これにより、例えば電動モータがロックした場合等、衝突時にシートベルトが過度の乗員拘束力を発揮することを防止している。

衝突安全制御部４２は、これらの機器に対して、例えば図３に示す如き段階的な衝突安全制御を行なう。すなわち、衝突の可能性はあるが比較的低い場合には、（１）情報提供装置５０に指示して音声や表示による警報動作を行なう。以下、衝突可能性が高くなるのに応じて、（２）ブレーキＥＣＵ６２に指示して制動力のブースト率を高める。従って、運転者のブレーキ操作量に対して大きい制動力を出力するようにする。（３）伝達比可変機構７２に指示して（ステアリングコントロールコンピューターを介してもよい）操舵比を大きくする。従って、運転者のステアリングホイール操作量に対して車両の操舵角の変更を大きくし、操舵による回避をし易くする。（４）シートベルトコントロールコンピューター８２に指示してリトラクター装置８４Ａ、８４Ｂによりシートベルトを自動的に巻き上げ、適切な力で乗員をシートに拘束する。（５）ブレーキＥＣＵ６２に指示して自動的に制動力を出力する。すなわち、運転者のブレーキ操作とは無関係に（或いはブレーキ操作に基づく制動力に加えて）制動力を出力して車速を低下させる。

また、衝突安全制御部４２は、上記各段階の制御において、制御の程度を変更することが可能であり、好ましい。例えば、（５）の自動制動制御において、衝突可能性判定部４０の判定結果が高くなるのに応じて出力する制動力を大きくすると、好適である。

係る柔軟な制御を行なわせるために、本実施例の衝突可能性判定部４０は、以下に説明する特徴的な判定を行なう。すなわち、原則として障害物検出用装置１０の出力に対して複数の基準を適用して衝突可能性を判定し、複数の基準を用いた判定履歴に基づいて衝突可能性を修正する。

衝突可能性を判定するための複数の基準は、例えば、（Ａ）障害物の横方向変位が閾値以内であるか否か、（Ｂ）障害物の距離、相対速度、及び横方向変位に基づき、当該障害物が自車両に並んだ際にその横方向変位が閾値以内になると予測されるか否か、（Ｃ）障害物が自車線に存在する確率（自車線確率）が閾値以上であるか否か、（Ｄ）障害物が存在する確率（存在確率）が閾値以上であるか否か、（Ｅ）自車両の車速が上記（１）〜（５）に応じた段階的な所定車速以上であるか否か、（Ｆ）距離と相対速度から算出される衝突時間（ＴＴＣ；Time To Collision）が上記（１）〜（５）に応じた段階的な所定時間以下であるか否か、等である。

自車線確率とは、障害物の自車両に対する相対位置の履歴に対して図４に示す如きマップを適用して平均を求める等により算出される指標値である。また、存在確率とは、障害物検出用装置１０の検出安定度の履歴（例えば、ロスト率）に基づいて算出される指標値である。

本実施例の衝突可能性判定部４０は、上記（Ａ）〜（Ｆ）の基準のうち、（Ａ）〜（Ｄ）の基準に関する判定履歴に基づいて衝突可能性を修正することとした。なお、（Ｅ）及び（Ｆ）の基準については、システムの仕様という性質のものであるため、当該修正には用いないものとした。

図５〜８は、係る衝突可能性の修正を行なう理由を説明するための説明図である。例えば上記の基準（Ａ）において、閾値から障害物の横方向変位を引いた差分（特許請求の範囲における、「判定基準を満たした程度を示す値」に相当する）が大きくなる程、衝突可能性が高いといえる。すなわち、図５における障害物αと障害物βでは、障害物αの方が衝突可能性が高い。しかしながら、従来の制御システムでは、閾値以内であれば条件を満たしたものとして、両者を同様に扱っていた。

また、図６に示す如く、閾値との差分が拡大する傾向にある方が、衝突可能性が高いといえる。更に、閾値との差分のばらつきが大きいと、障害物の存在に関する信頼性が低くなる。

図７は、２つの場面において、自車線確率や存在確率とこれらに関する閾値の推移を示す図である。これらの場面では、最終的に同じ衝突可能性（約１００［％］）を出力することとなるが、それに至る過程が異なるため、上側に示す場面の方が衝突可能性が高いといえる。

図８は、２つの場面において、上記（Ａ）〜（Ｄ）の基準を満たしたか否か、の推移を示す図である。図示する如く、下側に示す場面の方が直近で各基準を満たしており、衝突可能性が高いといえる。

これらに鑑み、衝突可能性判定部４０は、上記（Ａ）〜（Ｄ）の各基準について、（ａ）閾値との差分、（ｂ）閾値との差分の変化傾向、（ｃ）閾値との差分のばらつき、（ｄ）各基準を満たしたか否かのばらつき、及び（ｅ）各基準を満たした割合、等に基づいて衝突可能性を修正する。なお、必ずしもこれらの全てに基づいて修正を行なう必要はなく、一部に基づいて修正を行なってもよい。

より具体的には、予め、上記（ａ）〜（ｅ）の修正基準量を入力値とし、衝突可能性を修正する程度（修正量、又は修正率）を出力する関数又はマップを予めそれぞれ設定しておき、ＲＯＭ２４に記憶しておく。そして、各回の衝突判定の判定結果をＲＡＭ２６又は記憶装置３０に記憶し、記憶された判定履歴に対してＲＯＭ２４に記憶された関数又はマップを適用して衝突可能性を修正する。

係る修正を行なうことにより、障害物との衝突可能性をより正確に判定することができる。これにより、衝突安全制御の制御程度を柔軟に変更することができる。従って、衝突安全制御をより適切に行なうことができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。

車両用衝突安全制御装置１の全体構成の一例を示す図である。 横方向変位を説明するための説明図である。 ＥＣＵ２０が段階的な衝突安全制御を行なうことを説明するための説明図である。 自車線確率を導出するためのマップの一例である。 衝突可能性の修正を行なう理由を説明するための説明図である。 衝突可能性の修正を行なう理由を説明するための説明図である。 衝突可能性の修正を行なう理由を説明するための説明図である。 衝突可能性の修正を行なう理由を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 車両用衝突安全制御装置
１０ 障害物検出用装置
２０ ＥＣＵ
２２ ＣＰＵ
２４ ＲＯＭ
２６ ＲＡＭ
３０ 記憶装置
４０ 衝突可能性判定部
４２ 衝突安全制御部
５０ 情報提供装置
６０ ブレーキ装置
６２ ブレーキＥＣＵ
６４Ａ〜６４Ｄ 各車輪用制御バルブ
７０ ステアリング装置
７２ 伝達比可変機構
８０ シートベルト自動巻き取り機構
８２ シートベルトコントロールコンピューター
８４Ａ、８４Ｂ リトラクター装置

Claims (5)

1. 車両前方の障害物を検出するための障害物検出手段と、
   該障害物検出手段の出力に基づき取得される衝突可能性を示す複数の指標値を、それぞれについて定められた閾値と比較することにより車両前方の障害物との衝突可能性があるか否かについて複数の判定を行い、該複数の判定の結果に基づき前記車両前方の障害物との衝突可能性を総合的に判定する衝突可能性判定手段と、を備え、該衝突可能性判定手段の判定結果に基づき種々の衝突安全制御を行なう車両用衝突安全制御装置であって、
   前記衝突可能性判定手段は、前記複数の判定を繰り返し行う手段であり、前回以前に行われた前記複数の判定の結果を参照して前記総合的に判定された衝突可能性を修正する、
   ことを特徴とする、車両用衝突安全制御装置。
2. 前記衝突可能性判定手段は、
   前記前回以前に行われた複数の判定の結果において前記衝突可能性があると判定された割合に基づいて前記総合的に判定された衝突可能性を修正する手段である、
   請求項１に記載の車両用衝突安全制御装置。
3. 前記衝突可能性判定手段は、前回以前に行われた複数の判定の結果における、前記衝突可能性を示す指標値と閾値との差分のばらつきに基づいて前記総合的に判定された衝突可能性を修正する手段である、
   請求項１又は２に記載の車両用衝突安全制御装置。
4. 前記衝突可能性判定手段は、前回以前に行われた複数の判定の結果における、前記衝突可能性を示す指標値と閾値との差分に基づいて前記総合的に判定された衝突可能性を修正する手段である、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用衝突安全制御装置。
5. 前記衝突可能性判定手段は、前回以前に行われた複数の判定の結果における、前記衝突可能性を示す指標値と閾値との差分の変化傾向に基づいて前記総合的に判定された衝突可能性を修正する手段である、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用衝突安全制御装置。

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