JP5600330B2

JP5600330B2 - 車両の運転支援装置

Info

Publication number: JP5600330B2
Application number: JP2012031999A
Authority: JP
Inventors: 浩二松野
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: DE102013100949B4; US20130218433A1; JP2013166509A; CN103253264B; US9514649B2; CN103253264A; DE102013100949A1

Description

本発明は、アイドルストップシステムやハイブリッド車等のエンジン自動停止機能を備えた車両において、認識した前方障害物との衝突回避をブレーキにより適切に行う車両の運転支援装置に関する。

近年、車両においては、様々な衝突防止制御装置が開発され、実用化されている。例えば、特開２００５−２２５４５３号公報（以下、特許文献１）では、車両前方の障害物までの相対距離を障害物に対する相対速度で除した値である衝突余裕時間ＴＴＣを第１パラメータとし、車両前方に障害物が出現した際の衝突余裕時間ＴＴＣに対するドライバのアクセルペダル開放速度を第２のパラメータとし、これら第１及び第２パラメータの関係を示す情報に基づいてドライバの制動操作挙動特性を表記した制動操作挙動特性マップに基づき、衝突防止制御のブレーキアシストを行う制動支援装置の技術が開示されている。

特開２００５−２２５４５３号公報

一方、燃費の向上や環境問題等に対応するためにアイドルストップシステムやハイブリッド車等のエンジン自動停止機能を備えた車両が実用化されており、このようなエンジン自動停止機能を備えた車両に上述の特許文献１に開示されるような制動支援装置を適用しようとしても、エンジンが停止している場合、エンジン負圧によるブレーキブースタをベースにしたブレーキアシストが十分に機能することができず、所望の安全性能を得られない虞がある。このようなことから、エンジンの自動停止機能を備えた車両の基本機能として、エンジン停止中の負圧式ブレーキブースタの機能低下をブレーキ駆動部のポンプ加圧で補うことも考えられるが、ポンプモータの応答性を考慮すると、ドライバの急ブレーキ操作を検知してからポンプを起動しても、ブレーキアシスト機能として十分な昇圧特性は確保できないという課題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジンの自動停止機能による燃費の向上や環境問題への有効な対応を図りつつ、前方障害物との衝突防止を良好に行うことができる車両の運転支援装置を提供することを目的としている。

本発明の車両の運転支援装置の一態様は、自車両の前方環境を認識する前方環境認識手段と、上記前方環境認識手段で自車両前方の障害物を認識した場合に、該障害物と自車両との衝突の可能性を予め設定する評価値と予め設定する閾値とを比較して判定する衝突判定手段と、予め設定しておいた運転条件が成立する場合にエンジンを自動停止させるエンジン自動停止制御手段と、上記衝突判定手段で上記障害物と自車両との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、上記エンジン自動停止制御手段で上記エンジンが自動停止されている場合と、上記衝突判定手段で上記障害物と自車両との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、ブレーキブースタの負圧が不足する場合の少なくとも一方の場合に、ブレーキ駆動手段のポンプを起動させるブレーキ制御手段とを備えた。

本発明による車両の運転支援装置によれば、エンジンの自動停止機能による燃費の向上や環境問題への有効な対応を図りつつ、前方障害物との衝突防止を良好に行うことが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る、車両に搭載される車両の運転支援装置の概略構成図である。本発明の実施の一形態に係る、運転支援制御プログラムのフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）を示し、この車両１には、自車両の前方の障害物や先行車を認識して運転支援制御（衝突防止制御）を図る車両運転支援装置２が搭載されている。

この車両運転支援装置２は、制御ユニット１０に、前方環境認識部２０と、エンジン自動停止制御部３０と、ブレーキ負圧センサ４０と、ブレーキ制御部５０とが接続されて主要に構成されている。

前方環境認識部２０は、自車両１の前方環境を認識する前方環境認識手段として設けられており、車室内の天井前方に一定の間隔を持って取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、撮像した画像情報を出力する電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた左右１組のＣＣＤカメラ（ステレオカメラ：図示せず）２１から画像情報が入力されるとともに自車速Ｖ等が入力される。そして、これらの情報に基づき、前方環境認識部２０は、ステレオカメラ２１からの画像情報に基づいて自車両１前方の立体物データや白線データ等の前方情報を認識する。

ここで、前方環境認識部２０は、ステレオカメラ２１からの画像情報の処理を、例えば以下のように行う。先ず、ステレオカメラ２１で自車進行方向を撮像した１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。この距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、障害物、車両、信号機等の立体物データ等を抽出する。更に、前方環境認識部２０は、白線データや側壁データ等に基づいて自車走行路を推定し、自車走行路上の自車両に最も近い位置に存在する立体物を障害物として抽出（検出）し、該障害物が車両と認識されている場合には、この車両を先行車として認識する。そして、この先行車を認識した場合には、２次元座標上での先行車と自車両１の位置関係から、自車両１の幅に対して先行車の後面が重なる部分の割合をラップ率Ｒolとして算出する。また、先行車を認識した場合には、先行車後部の輝度変化等を基に赤いブレーキランプの点灯状態も判定する。更に、路面から予め設定した高さ以上の高さに設けられ、赤、青、黄等の点灯部を有する立体物を信号機として認識する。

そして、先行車を含め障害物を検出した場合には、その障害物の情報として、自車両１と障害物との相対距離（自車両１から障害物までの距離）Ｌobj、障害物と自車両１との相対速度（相対距離Ｌobjの時間的変化）Ｖfo、障害物の移動速度Ｖｆ（＝相対速度Ｖfo＋自車速Ｖ）等を演算する。こうして、前方環境認識部２０で認識され、抽出された前方環境の各種情報（障害物情報、先行車情報、信号機情報等）は、制御ユニット１０に出力される。尚、本実施の形態では、前方環境認識部２０は、ステレオカメラ２１からの画像情報を基に、上述の認識処理を行うようになっているが、単眼カメラ等で行うようにしても良い。

エンジン自動停止制御部３０は、予め設定しておいた運転条件（エンジン自動停止条件：アイドルストップ実行条件）が成立した場合に、エンジン制御部３１に信号を出力して、エンジンのアイドル運転を停止してエンジンを自動停止させるアイドルストップを行わせる。ここで、アイドルストップ実行条件とは、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれ、アクセルペダルが踏まれておらず、シフトレバー位置が「Ｐ」、「Ｎ」、「Ｄ」、「３速」、「２速」、「１速」の何れかで、車速が略０であり、バッテリ容量が十分にある等の条件を全て満足する場合である。

また、エンジン自動停止制御部３０は、アイドルストップによりエンジンを自動停止させている際、予め設定しておいたエンジンの再始動条件が成立した場合に、エンジン制御部３１に信号を出力してエンジンを再始動させる。ここで、エンジンの再始動条件とは、例えば、上述のアイドルストップ実行条件が非成立となった場合である。このように、エンジン自動停止制御部３０は、エンジン自動停止制御手段としての機能を有している。

符号５１は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部５１には、ドライバにより操作されるブレーキペダルと接続されたマスターシリンダ（図示せず）が接続されており、ドライバがブレーキペダルを操作する（踏み込む）とマスターシリンダにより、ブレーキ駆動部５１を通じて、図示しない４輪の各ホイールシリンダにブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動される。

ブレーキ駆動部５１は、ポンプ、減圧弁、増圧弁等（以上、図示せず）を備えたハイドロリックユニットで、ブレーキ制御部５０からの入力信号に応じて、各ホイールシリンダに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に構成され、ブレーキ制御部５０からの入力信号に応じてポンプを起動させ、各輪のブレーキパッドをディスクロータの被制動面に向けて押動するプレフィル機能を実現できるように構成されている。このように、本実施の形態では、ブレーキ駆動部５１はブレーキ駆動手段として設けられている。

制御ユニット１０は、上述の前方環境認識部２０から抽出された前方環境の各種情報（障害物情報、先行車情報、信号機情報等）が入力され、エンジン自動停止制御部３０からエンジンを自動停止させているか否かの信号（エンジン自動停止実行フラグＦIS：エンジン自動停止の場合に１にセットされるフラグ）が入力され、ブレーキ負圧センサ４０からのブレーキ負圧Ｐbvが入力される。

そして、制御ユニット１０は、これらの入力信号を基に、後述する図２に示す運転支援制御プログラムに従って衝突防止制御を実行する。すなわち、車両前方の障害物までの相対距離Ｌobjを障害物に対する相対速度Ｖfoで除して衝突余裕時間ＴＴＣを算出し、該衝突余裕時間ＴＴＣが予め設定した閾値Ｔc1よりも短く、自車両１との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、エンジン自動停止制御部３０でエンジンが自動停止されている場合とブレーキ負圧Ｐbvが設定圧力Ｐc1よりも高くブレーキブースタの負圧が不足する場合の少なくとも一方の場合に、ブレーキ制御部５０に信号出力してブレーキ駆動部５１のポンプを起動させ、各輪のブレーキパッドをディスクロータの被制動面に向けて押動するプレフィル機能を実現させるように構成されている。すなわち、制御ユニット１０は、衝突判定手段としての機能を有し、制御ユニット１０とブレーキ制御部５０とでブレーキ制御手段としての機能を有している。

次に、この運転支援制御プログラムを、図２のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１において、前方環境認識部２０で、前方障害物が認識されているか否か判定される。

このＳ１０１の判定の結果、前方障害物が認識されている場合は、Ｓ１０２に進み、前方障害物が認識されていない場合は、そのままプログラムを抜ける。

Ｓ１０１で前方障害物が認識されていてＳ１０２に進むと、車両前方の障害物までの相対距離Ｌobjを障害物に対する相対速度Ｖfoで除して衝突余裕時間ＴＴＣが算出される。

次いで、Ｓ１０３に進み、衝突余裕時間ＴＴＣと予め設定した閾値Ｔc1とが比較され、衝突余裕時間ＴＴＣが予め設定した閾値Ｔc1より短く（ＴＴＣ＜Ｔc1）、自車両１との衝突の可能性が高いと判定された場合はＳ１０４に進み、逆に、衝突余裕時間ＴＴＣが予め設定した閾値Ｔc1以上（ＴＴＣ≧Ｔc1）で、自車両１との衝突の可能性が低いと判定された場合は、そのままプログラムを抜ける。

Ｓ１０３で、自車両１との衝突の可能性が高いと判定されてＳ１０４に進むと、エンジン自動停止制御部３０からのエンジン自動停止実行フラグＦISと、ブレーキ負圧センサ４０からのブレーキ負圧Ｐbvが参照されて、エンジン自動停止実行フラグＦISがセット（ＦIS＝１）されてエンジンが自動停止されているか、或いは、ブレーキ負圧Ｐbvが設定圧力Ｐc1よりも高い（Ｐbv＞Ｐc1）か判定される。

この判定の結果、ＦIS＝１、或いは、Ｐbv＞Ｐc1の場合は、ブレーキブースタの負圧が不足すると判定されてＳ１０５に進み、また、ＦIS＝０、且つ、Ｐbv≦Ｐc1の場合は、ブレーキブースタの負圧が不足することはないと判定されて、そのままプログラムを抜ける。

Ｓ１０５で、ブレーキブースタの負圧が不足すると判定されてＳ１０５に進むと、前方障害物が先行車であるか否か判定され、前方環境認識部２０で、前方障害物が先行車として認識されている場合はＳ１０６に進み、先行車として認識されていない場合は、Ｓ１０９にジャンプして、ブレーキ制御部５０に信号出力してブレーキ駆動部５１のポンプを起動させ、Ｓ１１０に進んで、各輪のブレーキパッドをディスクロータの被制動面に向けて押動するプレフィル機能を実現させてプログラムを抜ける。

前方障害物が先行車であると認識されておりＳ１０６に進むと、自車両１と先行車との幅方向のラップ率Ｒolが読み込まれ、ラップ率Ｒolが予め設定しておいた閾値Ｒc1（例えば２０％）を超えるか否か判定される。

このＳ１０６の判定の結果、ラップ率Ｒolが予め設定しておいた閾値Ｒc1を超えている場合（Ｒol＞Ｒc1の場合）は、操舵では先行車との衝突を回避することが困難と判定してＳ１０７に進み、一方、ラップ率Ｒolが予め設定しておいた閾値Ｒc1以下（Ｒol≦Ｒc1）の場合は、操舵で先行車との衝突を回避することが十分可能と判定して、そのままプログラムを抜ける。

Ｓ１０６で、Ｒol＞Ｒc1と判定されてＳ１０７に進むと、先行車のブレーキランプが点灯しているか否か判定される。そして、この判定の結果、ブレーキランプが点灯されている場合は、Ｓ１０９にジャンプして、ブレーキ制御部５０に信号出力してブレーキ駆動部５１のポンプを起動させ、Ｓ１１０に進んで、各輪のブレーキパッドをディスクロータの被制動面に向けて押動するプレフィル機能を実現させてプログラムを抜ける。

逆に、先行車のブレーキランプが点灯していない場合は、Ｓ１０８に進み、前方環境認識部２０で、赤信号が認識されているか否か判定される。この判定の結果、赤信号が認識されている場合は、Ｓ１０９に進み、ブレーキ制御部５０に信号出力してブレーキ駆動部５１のポンプを起動させ、Ｓ１１０に進んで、各輪のブレーキパッドをディスクロータの被制動面に向けて押動するプレフィル機能を実現させてプログラムを抜ける。

逆に、Ｓ１０８で、赤信号が認識されていないと判定された場合（信号機が認識できない場合や信号機は青信号の場合）は、そのままプログラムを抜ける。すなわち、信号機は青信号であり、先行車もブレーキをかけていないため、先行車はそのまま停止することなく走行を続けると考えられることから、ブレーキのプレフィルの実行を抑制するのである。

このように本発明の実施の形態では、車両前方の障害物までの衝突余裕時間ＴＴＣを算出し、該衝突余裕時間ＴＴＣが予め設定した閾値Ｔc1よりも短く、自車両１との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、エンジン自動停止制御部３０でエンジンが自動停止されている場合とブレーキ負圧Ｐbvが設定圧力Ｐc1よりも高くブレーキブースタの負圧が不足する場合の少なくとも一方の場合に、ブレーキ制御部５０に信号出力してブレーキ駆動部５１のポンプを起動させ、各輪のブレーキパッドをディスクロータの被制動面に向けて押動するプレフィル機能を実現させる。このため、たとえ、エンジンが停止している場合であっても、レスポンスの良い十分な昇圧特性でブレーキアシストを実行して所望の安全性能を発揮することができ、エンジンの自動停止機能による燃費の向上や環境問題への有効な対応を維持しつつ、前方障害物との衝突防止機能を良好に確保することが可能となる。

尚、実施の形態では、エンジン自動停止制御部３０は、エンジンの自動停止をアイドルストップシステムを例に説明しているが、ハイブリッド車におけるエンジンの自動停止機能でも適用できることは云うまでもない。

１自車両
２車両運転支援装置
１０制御ユニット（衝突判定手段、ブレーキ制御手段）
２０前方環境認識部（前方環境認識手段）
２１ステレオカメラ
３０エンジン自動停止制御部（エンジン自動停止制御手段）
３１エンジン制御部
４０ブレーキ負圧センサ
５０ブレーキ制御部（ブレーキ制御手段）
５１ブレーキ駆動部（ブレーキ駆動手段）

Claims

自車両の前方環境を認識する前方環境認識手段と、
上記前方環境認識手段で自車両前方の障害物を認識した場合に、該障害物と自車両との衝突の可能性を予め設定する評価値と予め設定する閾値とを比較して判定する衝突判定手段と、
予め設定しておいた運転条件が成立する場合にエンジンを自動停止させるエンジン自動停止制御手段と、
上記衝突判定手段で上記障害物と自車両との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、上記エンジン自動停止制御手段で上記エンジンが自動停止されている場合と、上記衝突判定手段で上記障害物と自車両との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、ブレーキブースタの負圧が不足する場合の少なくとも一方の場合に、ブレーキ駆動手段のポンプを起動させるブレーキ制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の運転支援装置。
上記ブレーキ制御手段は、上記ブレーキ駆動手段のポンプを起動させて各輪のブレーキパッドをディスクロータの被制動面に向けて押動するプレフィルを実行させることを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
上記前方環境認識手段で上記障害物が先行車であると認識しなかった場合には、上記ブレーキ制御手段は、上記衝突判定手段で上記障害物と自車両との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、上記エンジン自動停止制御手段で上記エンジンが自動停止されている場合と、上記衝突判定手段で上記障害物と自車両との衝突の可能性が高いと判定され、且つ、ブレーキブースタの負圧が不足する場合の少なくとも一方の場合に、上記ブレーキ駆動手段のポンプを起動させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の運転支援装置。
上記前方環境認識手段で上記障害物が先行車であると認識した場合には、自車両と先行車との幅方向のラップ率を算出し、該ラップ率が予め設定しておいた閾値を超えない場合には、上記ブレーキ制御手段は、上記ブレーキ駆動手段のポンプ起動をキャンセルすることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の運転支援装置。
上記前方環境認識手段で上記障害物が先行車であると認識して該先行車のブレーキランプが消灯し、且つ、上記前方環境認識手段で青信号が検出された場合には、上記ブレーキ制御手段は、上記ブレーキ駆動手段のポンプ起動をキャンセルすることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両の運転支援装置。