JP5455596B2 - 衝突被害軽減装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両前方に位置する先行車両、停止車両及び落下物など（以下「障害物」という）との衝突が回避困難であるときに、ブレーキを自動的に作動させて衝突時の被害を軽減する衝突被害軽減装置に関する。

衝突被害軽減装置のブレーキ作動の判定には、障害物との相対速度や距離などを測定するレーダ装置からの信号が用いられる。レーダ装置は、車両前方にミリ波等の電磁波を送信し、障害物からの反射波に基づいて種々の測定を実行する（特許文献１）。

特開２００５−１３４２６６号公報

衝突被害軽減装置の制御対象とする障害物を認識する際、ターゲットが停止物の場合には判断時間を設け、自車線内に判断時間以上停止物を検出している場合には制御対象として認識するが、直線路からカーブ路に入るカーブ路入口を走行しているときに、車両前方に位置するガードレール等を制御対象として誤認識し、衝突被害軽減装置が誤作動してしまうことがあった。

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、上記カーブ路入口を走行するときの衝突被害軽減装置の誤作動を抑制することを目的とする。

このため、本発明の衝突被害軽減装置は、車速を測定する車速測定手段と、車両前方に位置する制御対象となる障害物を認識する障害物認識手段と、前記障害物認識手段により認識された障害物までの距離、該障害物との相対速度を測定する障害物測定手段と、前記障害物測定手段により夫々測定された距離及び相対速度に基づいて、前記障害物に衝突するまでの衝突時間を演算する衝突時間演算手段と、前記衝突時間演算手段により演算された衝突時間が所定閾値以下となったときに、ブレーキを自動的に作動させるブレーキ作動手段と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、前記検出されたヨーレートの単位時間当たりの変動量を検出するヨーレート変動量検出手段と、前記検出されたヨーレートの単位時間当たりの変動量が、自車速が大きいときほど小さい値に設定される所定閾値以上のときに、前記障害物認識手段における停止障害物の認識を禁止する停止障害物認識禁止手段と、を含んで構成される。

本発明によれば、直線路からカーブ路に入るカーブ路入口を走行しているときは、車両のヨーレート（車両の旋回方向への回転角の変化する速度）の単位時間当たりの変動量が大きく増大する。このため、該変動量が所定閾値以上のときにカーブ路入口を走行していると判断して、該カーブ路入口において車両前方に位置するガードレール等を、制御対象となる停止障害物として認識することが禁止されるため、該停止障害物の誤認識による衝突被害軽減装置のブレーキ作動等の誤作動を抑制することができる。

本発明に係る衝突被害軽減装置を備えた車両の全体構成図 同上の衝突被害軽減装置における障害物認識処理を示すフローチャート 同上の衝突被害軽減装置によるブレーキ作動制御を示すフローチャート 図２の障害物認識処理において、停止物ターゲットの認識判定に使用するタイマの閾値の設定特性を示したマップ図 図２の障害物認識処理において、ヨーレート変動量の閾値の設定特性を示したマップ図

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。

図１は、本発明に係る衝突被害軽減装置を備えた車両の全体構成を示す。

車両には、コンピュータを内蔵した衝突被害軽減電子制御ユニット（以下、「衝突被害軽減ＥＣＵ」という。以下、同様）１０と、ブレーキを電子制御するブレーキＥＣＵ２０と、が搭載されている。

衝突被害軽減ＥＣＵ１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワークを介して、ブレーキＥＣＵ２０と相互通信可能に接続される。衝突被害軽減ＥＣＵ１０は、悪天候や汚れなどの環境要因の影響を受け難いミリ波等の障害物測定波を車両前方に送信し、障害物からの反射波に基づいて少なくとも障害物までの距離及び障害物との相対速度の測定を行うレーダ３０と、車速を測定する車速センサ４０と、障害物との衝突を検出する衝突検出装置５０と、に接続される。衝突検出装置５０は、例えば、加速度センサが検出する急激な加速度の変化や、車両前部に設けられた歪みセンサが検出する歪みを用いて衝突を検出したり、エアバッグの作動有無により衝突を検出する構成であってもよい。

また、衝突被害軽減ＥＣＵ１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムを実行しつつ、レーダ３０から出力される距離及び相対速度、車速センサ４０から出力される車速、衝突検出装置５０から出力される衝突検出信号などの各種信号を適時取得する。そして、衝突被害軽減ＥＣＵ１０は、車両前方に位置する障害物との衝突が回避困難であるときに、ブレーキＥＣＵ２０に対してブレーキ作動指令を出力する。

一方、衝突被害軽減ＥＣＵ１０は、車両が直線路からカーブ路に入るカーブ路入口を走行していることを検出したときは、該カーブ路入口において車両前方に位置するガードレール等を、制御対象となる停止障害物として認識することを禁止する。このカーブ路入口の走行を検出するため、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ６０が設けられ、衝突被害軽減ＥＣＵ１０に接続される。

ここで、衝突被害軽減ＥＣＵ１０が制御プログラムを実行することで、衝突時間演算手段、ブレーキ作動手段、推定距離演算手段、停止障害物認識禁止手段が夫々具現化される。また、レーダ３０は障害物認識手段及び障害物測定手段として機能し、車速センサ４０は車速測定手段として機能する。なお、車速測定手段は、エンジンＥＣＵ（図示略）から車速を読み込む構成を採用するようにしてもよい。

図２は、上記のように構成される衝突被害軽減装置によるブレーキ作動制御の前段における障害物認識処理を示す。

ステップ１では、レーダー３０により、車両前方に位置する障害物のターゲット（制御対象となる障害物の候補）を検出する。

ステップ２では、前記検出されたターゲットが対向車であるかを判定する。具体的には、次（１）式の判定条件に基づいて判定する。

ターゲットの対地速Ｖｔ≦（−１）×Ｒａ×自車速Ｖｏ、
かつ、ターゲットの対地速Ｖｔ≦（−１）×ＴargetＶｓ［Ｋｍ／ｈ］・・・（１）
ここで、ターゲットの対地速Ｖｔとは、ターゲットの路面に対する速度であり、自車速Ｖｏから自車とターゲットとの相対速度Ｖｒを差し引いて求められる。なお、正負の符号は、自車に接近する方向が正、自車から遠ざかる方向を負とする。

また、Ｒａ（＞０）は、状態判定定数、ＴargetＶｓは、ターゲットの停止判定速度である。

例えば、自車速Ｖｏが６０［Ｋｍ／ｈ］、相対速度が５［Ｋｍ／ｈ］（接近方向）とした場合、ターゲットの対地速＝６０［Ｋｍ／ｈ］−５［Ｋｍ／ｈ］＝５５［Ｋｍ／ｈ］で正の速度となり、上記（１）式の条件を満たさないので、対向車ではないと判定され、ターゲットの対地速が（１）式の条件を満たす負の値であるときに対向車であると判定される。

ターゲットが対向車と判定されたときは、対向車は衝突被害軽減装置の制御対象外であるので、ステップ１に戻る。

ターゲットが対向車ではないと判定されたときは、ステップ３へ進み、ターゲットが停止物であるかを判定する。

ターゲットが停止物と判定されたときは、ステップ４以降へ進む。

ステップ４では、後述するように、停止物と判定されたターゲットが制御対象となる障害物であるかを判定するためのタイマＴのカウント閾値をＴｓに設定する。ここで、該カウント閾値Ｔｓは図４に示すように、自車速Ｖｏが増大するほど小さくなる値に設定される。これは、停止物ターゲットが自車線内にあると判定されている時間によって該ターゲットを制御対象とするかを判定するが、自車速が増大するほど自車が停止物に接近する時間が短くなるため、より速やかに制御対象として認識する必要があるからである。

ステップ５では、前記タイマのカウント値を初期値０にリセットしてから、カウントを開始する。

ステップ６では、停止物と判定されたターゲットが、自車線内に存在するかを判定する。ターゲットが自車線内に存在しないと判定された場合（初めから存在しない場合は勿論、タイマカウント中に存在しなくなった場合も含む）は、衝突被害軽減装置の制御対象外であるので、ステップ１に戻る。

停止物と判定されたターゲットが、自車線内に存在すると判定された場合は、ステップ７以降へ進み、車両のヨーレートの単位時間当たりの変動量に基づき、カーブ入口路を走行中であるかを判定し、カーブ路入口を走行中と判定したときは、当該ターゲットがカーブ路入口において車両前方に位置するガードレール等の停止物と判断し、該ターゲットを制御対象外とする制御を行う。

ステップ７では、上記判定のためのヨーレート変動値の閾値Δｙ０を、自車速Ｖｏに応じて設定する。

具体的には、図５に示すように作成されたマップからの検索等により、自車速Ｖｏが増大するほどヨーレート変動量の閾値Δｙ０を小さい値に設定する。図５は、車速の増大の応じて閾値Δｙ０がステップ的に減少する設定としているが、車速の増大に応じて閾値Δｙ０がリニアに減少する設定としてもよい。

ステップ８では、演算周期毎のヨーレート変動量Δｙを演算する。具体的には、ヨーレートセンサ６０によって検出された演算周期毎のヨーレートの最新検出値と前回検出値との偏差（最新検出値−前回検出値）をヨーレート変動量Δｙとして演算する。

ステップ９では、演算されたヨーレート変動量Δｙを、ステップ７で設定したヨーレート変動値の閾値Δｙ０と比較する。

そして、ヨーレート変動量Δｙが閾値Δｙ０以上と判定されたときは、カーブ路入口を走行しており、停止物と判定されたターゲットが該カーブ路入口において車両前方に位置するガードレール等である可能性が高いと判断してステップ５へ戻り、タイマのカウント値をリセットする。これにより、該ターゲットが衝突被害軽減装置の制御対象外とされる。

ステップ９で、Δｙ＜Δｙ０と判定されたときは、カーブ路入口を走行していないと判断してステップ１０へ進み、タイマをカウントアップ（Ｔｃ←Ｔｃ＋１）する。

ステップ１１では、タイマのカウント値Ｔｃがステップ４で設定したカウント値Ｔｓに達したかを判定し、達する前はステップ６に戻り、達したときにステップ１２へ進む。

また、ステップ３でターゲットが停止物ではないと判定されたときもステップ１２へ進む。

ステップ１２では、最終的に現在のターゲットが自車線内にあるターゲットのうち、最も自車から近距離にあるターゲットであるかを判定する。そして、最も近距離にないと判定された場合は、当該ターゲットは制御対象外であるので、ステップ１に戻り、最も近距離にあると判定された場合は、ステップ１３へ進んで、当該ターゲットを衝突被害軽減装置の制御対象となる障害物として認識する。

以下、図３のステップ１４以降へ進んで、制御対象として認識された障害物に対し、衝突被害軽減装置（衝突被害軽減ＥＣＵ１０）による制御が実行される。

ステップ１４では、レーダ３０から車両前方に位置する制御対象と認識された障害物までの距離Ｄ［ｍ］及び障害物との相対速度Ｖｒ［ｍ／ｓ］を夫々読み込む。

ステップ１５では、例えば、ｔ＝Ｄ／Ｖｒという演算式を用いて、距離Ｄ及び相対速度Ｖから、障害物に衝突するまでの衝突時間ｔ［ｓ］を演算する。

ステップ１６では、衝突時間ｔが所定閾値ｔ１（例えば１．６［ｓ］）以下であるか否かを判定する。そして、衝突時間ｔが所定閾値ｔ１以下であればステップ１７へ進む一方（ＹＥＳ）、衝突時間ｔが所定閾値ｔ１より大きければステップ１４へと戻る（ＮＯ）。

ステップ１９では、ブレーキＥＣＵ２０に対してブレーキ作動指令を出力し、衝突被害軽減装置によるブレーキ作動を実行して衝突した際の被害を低減させる。該衝突被害軽減装置によるブレーキ作動は、衝突検出装置５０によって衝突が検出され、さらに車速センサ４０によって車速ＶＳＰが０となったことが検出されるまで継続される。

かかる構成とすれば、停止物のターゲットが衝突被害軽減装置の制御対象となる障害物として認識されうるのは、該ターゲットが自車線内に存在して、かつ、車両のヨーレート変動量Δｙが所定閾値Δｙ０未満の状態が所定時間（カウント値＝Ｔｓ）継続する条件を満たしたときのみであり、車両のヨーレート変動量Δｙが所定閾値Δｙ０以上のときは、該ターゲットが衝突被害軽減装置の制御対象となる障害物として認識されることがない（認識が禁止される）。

即ち、直線路からカーブ路に入るカーブ路入口を走行する際に、カーブ路入口において車両前方に位置するガードレール等が停止物のターゲットとして検出されても、該ターゲットが衝突被害軽減装置の制御対象となる障害物として認識されることがないので、該ターゲットの誤認識に伴う衝突被害軽減装置の誤作動（ブレーキ誤作動）を良好に抑制することができる。

また、同一形状のカーブ路入口を走行するときに、自車速Ｖｏが大きいときほどヨーレート変動量Δｙが小さくなるが、本実施形態では上記ステップ７で自車速Ｖｏが大きいときほどヨーレート変動量Δｙの閾値Δｙ０を小さくする設定としたため、自車速Ｖｏによらず、カーブ路入口の走行を適切に判定することができる。

また、本実施形態では、ヨーレートを、ヨーレートセンサ６０を用いて直接検出する構成としたが、図１に一点鎖線で示すように操舵角センサ１０１からの操舵角検出値を含む情報に基づいてヨーレート、さらにはヨーレート変動量を検出する構成の実施形態としてもよい。

即ち、操舵角θの大きさをヨーレートの大きさとして使用し、操舵角θの単位時間当りの変動量Δθが閾値Δθ０以上のときに停止物ターゲットを衝突被害軽減装置の制御対象となる障害物として認識することを禁止する構成とすればよい。なお、操舵角θの場合も同一形状のカーブ路入口を走行するときに、自車速Ｖｏが大きいときほど変動量Δθが小さくなるので、自車速Ｖｏが大きいときほど操舵角変動量Δθの閾値Δθ０を小さく設定することにより、自車速Ｖｏによらず、カーブ路入口の走行を適切に判定することができる。

１０ 衝突被害軽減ＥＣＵ
２０ ブレーキＥＣＵ
３０ レーダ
４０ 車速センサ
５０ 衝突検出装置
６０ ヨーレートセンサ
１０１ 操舵角センサ

Claims (5)

1. 車速を測定する車速測定手段と、
   車両前方に位置する制御対象となる障害物を認識する障害物認識手段と、
   前記障害物認識手段により認識された障害物までの距離、該障害物との相対速度を測定する障害物測定手段と、
   前記障害物測定手段により夫々測定された距離及び相対速度に基づいて、前記障害物に衝突するまでの衝突時間を演算する衝突時間演算手段と、
   前記衝突時間演算手段により演算された衝突時間が所定閾値以下となったときに、ブレーキを自動的に作動させるブレーキ作動手段と、
   車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、
   前記検出されたヨーレートの単位時間当たりの変動量を検出するヨーレート変動量検出手段と、
   前記検出されたヨーレートの単位時間当たりの変動量が、自車速が大きいときほど小さい値に設定される所定閾値以上のときに、前記障害物認識手段における停止障害物の認識を禁止する停止障害物認識禁止手段と、
   を含んで構成される衝突被害軽減装置。
2. 前記停止障害物認識禁止手段は、前記停止障害物の認識を禁止中に、前記検出されたヨーレートの単位時間当たりの変動量が所定閾値未満となったことが検出されてから該検出状態が所定時間継続したときに、前記停止障害物の認識を再開する請求項１に記載の衝突被害軽減装置。
3. 前記所定時間は、自車速が大きいときほど小さい値に設定される請求項２に記載の衝突被害軽減装置。
4. 前記ヨーレート検出手段は、車両のヨーレートを直接検出するヨーレートセンサである請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の衝突被害軽減装置。
5. 前記ヨーレート検出手段は、車両の操舵角の検出値を含む情報に基づいて、車両のヨーレートを検出する請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の衝突被害軽減装置。
   

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