JP5677154B2 - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動ブレーキが作動されている状態であっても、運転者の衝突回避操作を検出した場合は、自動ブレーキを解除するようにした車両用運転支援装置に関する。

周知のように、プリクラッシュ制御システムは、自車両に接近する車両を含む障害物を、車載カメラやレーダ装置等で検出した自車両前方の環境情報に基づいて認識し、当該障害物の位置・速度・進路から自車両に衝突不可避か否かを調べ、運転者に警告を発し、又、衝突不可避と判定した場合は、その情報をブレーキ制御装置等に送信し、自動ブレーキを作動させて車両を強制的に減速させるものである。

又、プリクラッシュ制御システムにおいて、自動ブレーキが作動中のときは、例えば特許文献１（特許第３１０６６３１号公報）に開示されているように、スロットル弁を全閉にしてエンジンブレーキを働かせることで、制動力を向上させる技術が知られている。

特許第３１０６６３１号公報

上述した文献に開示されている技術では、自動ブレーキが作動中のときはスロットル弁が全閉となるため、運転者がアクセルペダルを踏み足した場合であっても、先行車との車間距離が確保されるまでは、スロットル弁が開動作することはない。

しかし、自動ブレーキが作動中であっても、例えば運転者が衝突回避可能と判断した場合には、自動ブレーキ制御を解除し、アクセルペダルに連動してスロットル弁を開弁させたほうが好ましい場合がある。このような状況であっても、上述した文献に開示されている技術では、スロットル優先制御が実行されているため、車間距離が確保されるまではアクセルペダルを踏み足してもスロットル弁が開動作することはなく、運転者に違和感を与えてしまう不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、自動ブレーキが作動中であっても、運転者が衝突回避操作を行った場合は、自動ブレーキを解除し、衝突回避操作をスムーズに行えるようにして、運転者に与える違和感を軽減することのできる車両用運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載されて該車両の進行方向前方の走行環境を検出する走行環境検出手段と、前記走行環境検出手段で検出した自車両前方の走行環境に基づいて前方障害物を検出すると共に前記前方障害物と前記車両との距離及び相対車速に基づいて衝突予測時間を求める衝突予測時間演算手段と、前記衝突予測時間演算手段で求めた前記衝突予測時間がブレーキアシスト判定時間を下回った場合、自動ブレーキを作動させる自動ブレーキ制御手段とを備える車両用運転支援装置において、前記自動ブレーキ制御手段は自動ブレーキを作動させるに際し、ハンドル角が所定値以上の場合、衝突回避操作と判定し、前記自動ブレーキを解除する。

本発明によれば、自動ブレーキ制御手段が自動ブレーキを作動させている状態であっても、運転者の衝突回避操作が検出された場合は、自動ブレーキを解除するようにしたので、運転者は衝突回避操作をスムーズに行うことができ、運転者に与える違和感を軽減させることができる。

車両用運転支援装置を搭載する車両の概略構成図 車両用運転支援装置の構成図 プリクラッシュ制御ルーチンを示すフローチャート 自動ブレーキ制御サブルーチンを示すフローチャート 交差点での右折車と自車両との関係を示し、（ａ）は自車両と右折車との衝突予測時間がブレーキアシスト判定時間以内の状態を示す説明図、（ｂ）は衝突回避可能な状態を示す説明図 狭隘路での対向車と自車両との関係を示し、（ａ）は自車両と右折車との衝突予測時間がブレーキアシスト判定時間以内の状態を示す説明図、（ｂ）は衝突回避可能な状態を示す説明図 踏切内での対向車と自車両との関係を示す説明図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１の符号１は車両であり、この車両１に、走行環境検出手段としての車載カメラ３２が設けられている。この車載カメラ３２はメインカメラ３２ａとサブカメラ３２ｂとを有するステレオカメラであり、この両カメラ３２ａ，３２ｂで撮像した走行方向前方の走行環境の画像が画像処理ユニット（ＩＰＵ）３３にて所定に画像処理されて出力される。

一方、符号３は車両用運転支援装置であり、図２に示すように、プリクラッシュ制御ユニット２１、エンジン制御ユニット（以下「Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ」と称する）２２、ブレーキ制御ユニット（以下「ＢＫ＿ＥＣＵ」と称する）２３等の各制御ユニットを備え、この各制御ユニットが、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内通信回線２４を通じて接続されている。尚、各ユニット２１〜２３はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、ＲＯＭにはシステム毎に設定されている動作を実現するための制御プログラムが記憶されている。

又、プリクラッシュ制御ユニット２１の入力側に、ＩＰＵ３３、車速Ｓ[Km/h]を検出する車速センサ３６、運転者のアクセルペダルの踏込み量ＡＰ[％]を検出するアクセル開度センサ３７等の各種センサ類が接続されている。更に、プリクラッシュ制御ユニット２１の出力側に、ブザー、ウォーニングランプ、スピーカ等の警報手段４１が接続されている。

一方、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２の出力側に、電子制御スロットル３１に設けられているスロットルアクチュエータ４２が接続されており、更に、ＢＫ＿ＥＣＵ２３の出力側に、ブレーキを作動させるブレーキアクチュエータ４３が接続されている。

図１に示すように、電子制御スロットル３１は、エンジン３０の吸気通路側に設けられており、この電子制御スロットル３１のスロットル弁３１ａがスロットルアクチュエータ４２により開閉動作され、このスロットルアクチュエータ４２の動作がＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２２で制御される。従って、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２がスロットルアクチュエータ４２の動作を制御することで、スロットル弁３１ａの開度が調整されて、所望のエンジン出力が得られる。

又、ブレーキアクチュエータ４３は、各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダ４３ａに対して供給するブレーキ油圧を調整するもので、ＢＫ＿ＥＣＵ２３からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ４３が駆動されると、ブレーキホイールシリンダ４３ａにより各車輪に制動力が発生し、強制的に減速される。

一方、図２に示すプリクラッシュ制御ユニット２１は、ＩＰＵ３３からの画像信号に基づき車載カメラ３２で撮像した自車進行方向前方に存在する障害物（前方障害物）を監視する。そして、前方障害物を検出した場合、車載カメラ３２で撮像した画像に基づき、衝突予測時間ＴＴＣを求め、この衝突予測時間ＴＴＣと予め設定したブレーキアシスト判定時間Ｔｏとを比較して、自車両１が前方障害物に衝突する可能性を判定する。そして、衝突の可能性が高いと判定した場合は（ＴＴＣ≦Ｔｏ）、警報手段４１から警報を発すると共に、自動ブレーキ制御を実行させる。その際、運転者がアクセルペダルの踏み込みを検出した場合は自動ブレーキ制御を解除する。

上述したプリクラッシュ制御ユニット２１で実行されるプリクラッシュ制御は、具体的には、図３に示すプリクラッシュ制御ルーチンに従って処理される。

このルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、車載カメラ３２で撮像した自車両前方の画像データ、車速センサ３６で検出した車速Ｓ、アクセル開度センサ３７で検出したアクセルペダル踏込み量ＡＰ等、プリクラッシュ制御に必要なパラメータを読込む。

続く、ステップＳ２で、車載カメラ３２で撮像した自車両前方の画像データに基づき自車進行方向に前方障害物（停車或いは走行している先行車両や対向車両、道路を横切る歩行者等）が存在するか否かを調べる。そして、前方障害物が検出された場合は、ステップＳ３へ進み、検出されない場合はそのままルーチンを抜ける。

ステップＳ３へ進むと、両カメラ３２ａ，３２ｂの視差に基づいて、両カメラ３２ａ，３２ｂで撮像した前方障害物と自車両１との距離Ｌを算出し、この距離Ｌを前方障害物と自車両１との相対車速ΔＳで除算して、衝突予測時間ＴＴＣを算出する（ＴＴＣ←Ｌ／ΔＳ）。尚、ステップＳ２，３での処理が、本発明の衝突予測時間演算手段に対応している。

その後、ステップＳ４へ進み、衝突予測時間ＴＴＣと予め設定したブレーキアシスト判定時間Ｔｏとを比較する。このブレーキアシスト判定時間Ｔｏは、前方障害物との衝突を避けることができないと判定される予測時間であり、例えば１．０〜０．５[sec}程度に設定されている。

そして、衝突予測時間ＴＴＣがブレーキアシスト判定時間Ｔｏを下回った場合（ＴＴＣ≦Ｔｏ）、運転者のブレーキ操作が行われておらず、或いは運転者の操作したブレーキ力が弱いために、自車両１が前方障害物に近接していると判定し、ステップＳ５へ進む。又、ＴＴＣ＞Ｔｏと判定されたときは、運転者のブレーキ操作により停止可能と判定し、そのままルーチンを抜ける。

ステップＳ５へ進むと、警報手段４１に対して警報信号を出力し、運転者に対し自車両１が前方障害物に近接している旨を、ブザー音、ウォーニングランプの点灯／点滅、或いは音声等により報知する。次いで、ステップＳ６へ進み、アクセル開度センサ３７で検出したアクセルペダル踏込み量ＡＰ[％]に基づいて、アクセルペダルの踏込みが有るか否かを調べる。そして、アクセルペダルの踏込みが検出されない場合は、ステップＳ７へ進み、又、アクセルペダルの踏込みが検出された場合は、運転者が衝突回避操作を行っていると判定し、ステップＳ９へジャンプする。

ステップＳ７へ進むと、プリクラッシュ制御ユニット２１からＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２２にスロットル全閉信号を出力する。すると、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２はスロットルアクチュエータ４２に全閉信号を出力し、スロットル弁３１ａを全閉状態にする。その結果、エンジンブレーキの働きにより車両が減速される。

次いで、ステップＳ８へ進み、制動力をアシストすべく、自動ブレーキ制御を実行してルーチンを抜ける。この自動ブレーキ制御は、図４に示す自動ブレーキ制御サブルーチンに従って処理される。このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で予め設定されている目標減速度と実際の減速度（実減速度）との差分から相対減速度を求める（相対減速度←目標減速度−実減速度）。そして、ステップＳ１２で相対減速度に対応するブレーキ圧を設定し、ルーチンを抜ける。

尚、本実施形態では、目標減速度を最大減速度に近い減速度（例えば０．８Ｇ）に設定しているが、車速等に応じて可変設定するようにしても良い。又、実減速度は車速センサ３６で検出した車速Ｓを時間微分して求めたり、前後Ｇセンサが備えられている車両では、この前後Ｇセンサで検出した前後Ｇから求めるようにしても良い。

ＢＫ＿ＥＣＵ２３は、プリクラッシュ制御ユニット２１で設定したブレーキ圧を読込み、対応する駆動信号をブレーキアクチュエータ４３へ出力し、ブレーキホイールシリンダ４３ａを所定に制動動作させて、実減速度を目標減速度に一致させる。その際、スロットル弁３１ａが全閉状態であり、エンジンブレーキが作動しているため、ブレーキアクチュエータ４３に対するブレーキ圧は、エンジンブレーキの分だけ負荷が軽減されると共に、ブレーキホイールシリンダ４３ａの制動動作による急減速が緩和される。

一方、上述したステップＳ６で、アクセルペダルの踏込みが検出され、運転者が衝突回避操作を行っていると判定されて、ステップＳ９へ分岐すると、自動ブレーキ制御を解除して、運転者優先による運転に復帰させる。運転者優先による運転では、スロットル弁３１ａが、基本的にアクセルペダルの踏込み量に連動して開弁されるため、自車両１を運転者の意思に沿って運転させることができる。

その後、ステップＳ１０で警報手段４１に対する警報信号の出力を停止し、運転者に対する警告報知を停止させた後、ルーチンを抜ける。尚、ステップＳ６〜ステップＳ９が本発明の自動ブレーキ制御手段に対応している。

このように、本実施形態では、プリクラッシュ制御システムにおいて、自動ブレーキが作動中であっても、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合は、運転者が衝突回避操作を行っていると判定してブレーキ制御を解除するようにしたので、運転者は違和感なくスムーズに衝突回避操作を行うことができ、良好な操作性を得ることができる。

すなわち、例えば、図５（ａ）に示すような交差点Ａにおいて、直進する自車両１の前方を前方障害物としての右折車両（図においては大型トレーラ）が横切る状況を想定すると、自車両１と右折車両との距離Ｌ、及び相対車速ΔＳに基づいて設定した衝突予測時間ＴＴＣが予め設定したブレーキアシスト判定時間Ｔｏを下回った場合は、警報が発せられると共に自動ブレーキが作動して減速する。

一方、その後、同図（ｂ）に示すように、右折車両が横切った後の後端側に、自車両１を通過させることのできるスペースが確保された状況を運転者が認識した場合、運転者はアクセルペダルを踏込み、減速中の車両１を加速させると共に、ハンドル操作により衝突回避させながら右折車両の後方を通過しようとする。その際、プリクラッシュ制御ユニット２１では、運転者のアクセルペダルの踏込みを、アクセル開度センサ３７で検出したアクセルペダル踏込み量ＡＰに基づいて検出すると、自動ブレーキが解除され、運転者のアクセルペダルの踏込みに連動してスロットル弁が開弁されるため、運転者は自車両１をスムーズに通過させることができる。

又、図６（ａ）に示すような狭路Ｂで、自車両１と対向車両とが対峙した状況では、自車両１と対向車との間の衝突予測時間ＴＴＣが、予め設定したブレーキアシスト判定時間Ｔｏになると、自動ブレーキが作動して減速するが、同図（ｂ）に示すように、自車両１と対向車両とが低速で近接した際に、自車両１を通過させることのできるスペースを認識した場合、運転者はアクセルペダルを踏込み、車速Ｓを上げると共に、ハンドル操作により衝突回避させながら対向車両の脇を通過しようとする。運転者がアクセルペダルを踏み込むと、プリクラッシュ制御ユニット２１は自動ブレーキを解除して、運転者優先による運転に復帰されるため、良好な運転操作性を得ることができる。

この場合、例えば狭路Ｂの脇が圃場等の泥濘であり、運転者が対向車両との衝突を回避するために自車両１の左輪を泥濘に入り込ませた場合であっても、運転者がアクセルペダルを踏み込むことで、自動ブレーキが解除されるため、運転者は自車両１をスタックさせることなく泥沼から容易に脱出させることができる。

同様に、図７に示すように、自車両１と対向車両とが踏み切りＣ内ですれ違うに際し、自動ブレーキが作動して減速された後、運転者が対向車両との衝突を回避するためにハンドル操作を行った時、左輪が脱輪した場合であっても、運転者が衝突回避操作の際にアクセルペダルを踏み込むことで、自動ブレーキが解除されるため、自車両１をスムーズに脱出させることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば運転者がアクセルペダルを踏み込んで自動ブレーキを解除させた直後のスロットル弁３１ａの開加速度を制限し、緩やかに開弁させることで、エンジン出力の急激な上昇を抑制するようにしても良い。又、衝突回避操作はアクセルペダルの踏込みを検出して判断する以外に、ハンドル角を検出し、該ハンドル角が設定以上の場合、衝突回避操作と判断するようにしても良い。

１…車両、
３…車両用運転支援装置、
２１…プリクラッシュ制御ユニット、
２３…ブレーキ制御ユニット、
３１…電子制御スロットル、
３１ａ…スロットル弁、
３２…車載カメラ、
３６…車速センサ、
３７…アクセル開度センサ、
４２…スロットルアクチュエータ、
４３…ブレーキアクチュエータ、
ＡＰ…アクセルペダル踏込み量、
Ｓ…車速、
ΔＳ…相対車速、
Ｔｏ…ブレーキアシスト判定時間
ＴＴＣ…衝突予測時間、

Claims (2)

1. 車両に搭載されて該車両の進行方向前方の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
   前記走行環境検出手段で検出した自車両前方の走行環境に基づいて前方障害物を検出すると共に前記前方障害物と前記車両との距離及び相対車速に基づいて衝突予測時間を求める衝突予測時間演算手段と、
   前記衝突予測時間演算手段で求めた前記衝突予測時間がブレーキアシスト判定時間を下回った場合、自動ブレーキを作動させる自動ブレーキ制御手段と
   を備える車両用運転支援装置において、
   前記自動ブレーキ制御手段は自動ブレーキを作動させるに際し、ハンドル角が所定値以上の場合、衝突回避操作と判定し、前記自動ブレーキを解除する
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 前記自動ブレーキ制御手段では、自動ブレーキを作動させるに際してスロットル弁を全閉とし、前記衝突回避操作が検出された場合は前記スロットル弁を前記アクセルペダルの踏込みに連動させる
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用運転支援装置。

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