JP5853926B2

JP5853926B2 - 車両の交差点通過時のための運転支援装置

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Publication number: JP5853926B2
Application number: JP2012223337A
Authority: JP
Inventors: 善幸畠山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2032-10-05
Also published as: JP2014075091A

Description

本発明は、自動車等の車両の運転支援装置に係り、より詳細には、車両の交差点通過に於ける他車又は歩行者など（以下、「他車等」と称する。）との接触事故発生の予防を図るための運転支援及び車体制御を行う装置に係る。

自動車等の車両が交差点を通過する際の他車等との接触を予防すべく、車両の交差点進入前に、車載カメラやＧＰＳ等の外部との通信装置等の種々の機器を用いて、交差点の存在、交差点に於ける他車等の存在を検出すると、警報を発するなどして運転者に対する注意喚起を実行する装置が提案されている。例えば、特許文献１に於いては、車両に搭載され、交差点に設置された複数のカメラから取得される画像を用いて、車両の運転者にとって交差点の死角領域に存在する他車等の像を、運転者から見た交差点領域の像内にて合成して表示する死角表示装置が開示されている。かかる装置によれば、死角領域に於ける他車等の存在を、車両が交差点に進入する前に、運転者に確認させることが可能となり、これにより、交差点での他車等との、特に、出会い頭の接触の予防が図られることとなる。

国際公開２００９／１１９１１０

ところで、車両が交差点に進入する際に、上記の如き死角表示装置などにより、運転者は、車両の進行方向に交差する道路に於ける他車等の存在を認知すると、他車等との接触を回避する運転行動（「危険に対する対応運転行動」）を実行する。しかしながら、かかる対応運転行動が不適切な態様であった場合、交差点に存在する他車等の飛び出しを誘発し、自車との接触が起きてしまうことがあった。より詳細に説明すれば、自車の運転者が危険に対する対応運転行動を実行したにもかかわらず、他車等の飛び出しが誘発される原因の一つは、自車の運転者による運転行動に対して他車等が「相手の車両（自車）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」若しくは「相手の車両の運転者が、自分に先に交差点に進入してもよいと判断している」と誤解してしまうことであると考えられる。即ち、自車の運転者が、危険に対する対応運転行動として、例えば、自車を減速した場合、自車の車体がノーズダイブする傾向があるところ、そのような自車のノーズダイブを見た他車等は、自らのために相手が停止してくれていると誤解して、そのまま、交差点に進入してしまい、これにより、他車等が自車と接触するといった事故が起き得る。従って、自車側の危険に対する対応運転行動に対する他車等における上記の如き誤解を生じ難くするように、自車側で適切に制御又は運転支援できるようになれば、他車等の誤解に起因する接触を低減できるであろう。

かくして、本発明の一つの目的は、車両の運転支援装置の一つであって、自車の進行方向に交差する道路を移動する他車等が、交差点に於いて、自車側の「危険に対する対応運転行動」に対して上記の如き「相手の車両（自車）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」と誤解する可能性を低減できるように車両の制御を実行する装置を提供することである。

また、本発明のもう一つの目的は、上記の如き装置であって、自車が交差点に於いて他車等を発見した際に実行される運転行動に起因する車体の挙動変化によって他車等の誤解が誘発されることの予防を図る装置を提供することである。

本発明によれば、上記の課題は、車両の運転支援装置であって、車両が通過する予定の交差点の存在が検出されたときに交差点に到達するまでの車両の目標速度と車両の実速度との差に基づいて、車両の制動処理を実行するとともに車両の車高を制御する装置によって達成される。ここで、「交差点に到達するまでの車両の目標速度」とは、車両が適切に交差点を通過できるように、交差点の存在が検出された後に適宜設定される車速の目標値である。かくして、本発明の装置に於いては、交差点の存在が検出されたときには、まず、自車両が適切な速度にて交差点を通過できるように、車両の目標速度と実速度との差に基づいて車両の制動処理が実行され、これにより運転者に対する支援が為されることとなる。また、既に触れた如く、交差点に於いて、他車等が「相手の車両（自車）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」と誤解する原因の一つは、上記の如き自車側の交差点通過時の制動処理の際に車両に於いて生ずるノーズダイブ等の車高の変化に起因する。そこで、本発明に於いては、車両の制動処理の実行とともに、車両の目標速度と実速度との差に基づいて車高の制御が実行され、これにより、他車等側に於ける「相手の車両（自車）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」との誤解が生ずる可能性の低減が図られる。

上記の構成に於いて、車両の制動処理は、車両の実速度が車両の目標速度に追従するよう実行されてよい。その際、車高制御に於いては、制動処理により生じ得る車高の変化量を抑制するよう実行されてよい。典型的には、制動処理中に於いても、車高が実質的に変化しないように、制動処理に起因する車高の変化を補償する態様にて車高制御が実行されてよい。具体的には、車高制御は、アクティブ・サスペンションの作動により能動的に車高の変化が抑制されるように実行されてもよく、或いは、サスペンションを硬くして（減衰係数を増大して）、車体制動に伴う車高の変化が抑制されるように実行されてもよい。一般的には、車両の実速度と目標速度との差分が大きいほど、制動処理により与えられる車体の減速度の大きさが増大され、これにより、惹起され得る車高の変化も増大すると考えられるので、車高制御量は、車両の実速度と目標速度との差分とともに増大されてよい。また、車速の実速度の絶対的な値が大きいほど、車体の運動エネルギーが増大し、従って、車体の減速度の大きさが増大するので、車両の実速度が大きいほど車高の制御量が大きく設定されてよい。なお、車高の制御量は、例えば、車両の実速度と車両の目標速度との差分を変数パラメータとして車高の制御量（補償量）を決定するマップにより決定されてよい。

また、上記の本発明の構成に於いて、自車の交差点到達時の速度を適切な大きさに調整できるようにするとともに、減速時に強い制動力が車体へ付与されることを回避し、これにより、車高が変化する作用をできるだけ小さく抑えるために、即ち、無理なく制動が実行されるように、自車の制動処理は、交差点の手前の位置から適宜開始され、自車が適切な速度にて交差点に到達できるようにすることが好ましい。かくして、交差点に到達するまでの車両の目標速度は、交差点よりも手前の位置に於ける実速度と交差点に於ける理想速度とに基づいて決定されてよい。より詳細には、例えば、まず、交差点に於ける理想速度が定められ、その理想速度と交差点よりも手前の位置に於ける実速度とに基づいて、交差点到達までの推奨速度が決定される。ここで、交差点到達までの推奨速度は、交差点到達までの理想速度を下回る場合もあるので、交差点到達までの推奨速度と交差点到達までの理想速度とのうち大きい方が交差点に到達するまでの車両の目標速度に設定されるようになっていてよい。これにより、無用に高い制動力を付与せずに、即ち、無用に車高変化を惹起する作用を発生させずに、且つ、適切な速度にて、自車が交差点に到達するよう制動処理が実行されることとなる。

かくして、上記の構成によれば、車両の交差点の通過の際に、車高の変化が適切に制御されることにより、他車等が「相手の車両（自車）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」と誤解し得る自車の挙動の変化が低減されることが期待される。特に、本発明の装置に於いては、交差点に到達するまでの車両の目標速度と車両の実速度との差に基づいて制動処理が実行されるとともに、車高の制御も交差点に到達するまでの車両の目標速度と車両の実速度との差に基づいて実行されることにより、交差点通過時に車両に付与される制動力の大きさに対応してより適切に車高の変化を制御することが可能となる点で有利である。

本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。

図１は、本発明の運転支援装置の実施形態の構成をブロック図の形式で表した図である。図２（Ａ）は、交差点に自車Ａが到達する際の模式図である。図２（Ｂ）は、車両の模式的な側面図であり、他車等が「相手の車両（自車）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」と誤解し得る自車の挙動の変化の例（ノーズダイブ）を示している。図３（Ａ）は、本発明の運転支援装置の実施形態に於ける運転計画設定処理に於いて設定される交差点到達までの「理想速度」の変化を表した図である。図３（Ｂ）は、本発明の運転支援装置の実施形態に於ける運転計画設定処理に於いて設定される交差点到達までの「推奨速度」の変化を表した図である。なお、図示の例では、推奨速度がそのまま目標速度となる場合である。図３（Ｃ）は、本発明の運転支援装置の実施形態に於いて、運転者が視覚的に認識できるディスプレイにグラフ形式にて表示される推奨速度と実速度との関係を示している。図３（Ｄ）は、本発明の運転支援装置の実施形態に於いて、運転者が視覚的に認識できるディスプレイに数値表示にて表示される推奨速度と実速度との差を示している。図４は、本発明の運転支援装置の実施形態に於ける運転計画設定処理に於いて用いられる交差点到達までの「理想速度」が曲線的に変化する場合を表した図である。（Ａ）は、「理想速度」の変化、（Ｂ）は、「推奨速度」と「目標速度」の変化、（Ｃ）は、ディスプレイ上に於ける実速度と目標速度のグラフ表示をそれぞれ示している。図５（Ａ）は、本発明の運転支援装置の実施形態の実速度と目標速度との差に基づいて実行される車高制御に於いて使用される車高調整量のマップをグラフ形式にて示した図である。図中の速度は、自車両の絶対的な速度である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のマップの設定の基となる理由を説明した図である。

Ａ、１０…自車
Ｂ…他車等

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。

装置の構成
本発明の車両の運転支援装置が搭載される自動車等の車両は、任意の自動車等の車両であってよい。車両には、通常の態様にて、各輪に制駆動力を発生する動力装置と、ステアリング装置と、各輪に制動力を発生する制動装置、各輪の上に車体を担持するためのサスペンション装置とが搭載される（図示せず）。動力装置、制動装置は、それぞれ、運転者による操縦入力とは別に、本発明の装置等から与えられる指令に従って、制駆動力を変更し制御する制御装置（駆動制御装置、制動制御装置）によって作動されるようになっていてよい。また、サスペンション装置は、車高の制御が可能な任意の形式のアクティブ・サスペンション装置、或いは、減衰係数が可変の任意の形式のパッシブ・サスペンション装置であってよく、サスペンション装置の作動は、サスペンション制御装置により制御される。

図１を参照して、本発明の車両の運転支援装置の好ましい実施形態に於いては、運転支援装置の本体である運転支援ＥＣＵに対して、車両が通過する予定の交差点の存在を検出する交差点検出処理に使用される情報と、自車両の実速度とが入力される。交差点検出処理のための情報としては、レーザレーダ、ビデオカメラ等の自車両に搭載されて車外の状況を検知する任意の装置より得られる情報、交差点に設置された通信装置若しくはその他の車両等と情報の交換を行う車車間通信装置から自車両に搭載された通信機器が受信する情報、或いは、ＧＰＳ装置等から得られる情報であってよい。自車両の実速度は、車輪速センサ等で得られた車輪速値に基づいて任意の形式で得られた値であってよい。また、運転支援ＥＣＵは、後述の如く、交差点発見時に実行される運転計画設定処理に於いて参照される「規範運転行動データベース」を記憶したメモリと相互に通信するよう構成されていてよい。更に、運転支援ＥＣＵは、種々の情報を運転者に伝達するためにディスプレイ、制動装置の作動を制御する制動制御装置、及び、サスペンション装置の作動を制御するサスペンション制御装置のそれぞれに適宜指令を与えられるよう構成される。なお、運転支援ＥＣＵは、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。以下に説明するＥＣＵに於ける処理作動は、ＥＣＵのコンピュータ・プログラムに従った作動により実現される。

装置の作動
本発明の車両の運転支援装置に於いては、概して述べれば、図２（Ａ）にて模式的に描かれている如く、自車両Ａがその進行方向に交差点の存在を検出すると、その交差点を適切な速度にて通過できるように、適切な（理想的な）速度に対する自車両の実速度のずれを、運転者に通知すると共に、自車両の実速度が過大である場合には、自車両を制動する処理が実行される。かかる自車両の制動処理の際、車体には減速度に対応した慣性力が作用するため、図２（Ｂ）に例示されている「ノーズダイブ」の如き挙動変化が生じ得る。その場合、例えば、図２（Ａ）にて示されている如く、交差点の交差路に於いている他車等Ｂが自車両Ａの「ノーズダイブ」の如き挙動変化を観ると、仮に自車両Ａの走行する道路が優先道路であったとしても、他車等Ｂは、「相手の車両（自車両Ａ）の運転者は自分（他車等Ｂ）に道を譲ってくれている」と誤解し、自車両Ａが交差点を通過する前にそのまま交差点に進入してしまい、自車両Ａと接触する可能性が高くなる。

上記の如き事情は、自車両Ａの挙動変化を看取した他車等Ｂの誤解に起因するので、そこで、本発明の車両の運転支援装置では、自車両の制動中に於いて、「ノーズダイブ」の如き挙動変化を抑制し、これにより、他車等Ｂの誤解が生ずる可能性の低減が図られる。本発明の装置の実施形態に於ける具体的な処理は、以下に説明される如く、図１の運転支援ＥＣＵの内部に模式的に示された流れにて実行されてよい。

（ｉ）交差点検出処理
交差点検出処理に於いては、既に触れた如く、レーザレーダ、ビデオカメラ等の自車両に搭載されて車外の状況を検知する任意の装置より得られる情報、交差点に設置された通信装置若しくはその他の車両等と情報の交換を行う車車間通信装置から自車両に搭載された通信機器が受信する情報又はＧＰＳ装置等から得られる情報を利用して、任意の手法及び態様にて、自車両の進行方向に存在する交差点の存在が検出されてよい。検出される交差点の情報は、典型的には、自車両と交差点の最近端部又は中心部までの距離であってよい。交差点検出処理は、車両の走行中、常時、実行されてよい。また、一旦、交差点が検出された後も、逐次的に、交差点までの距離を検出又は推定する処理が継続され、ここで得られた交差点までの距離の情報が、後に説明する計画内容表示処理〜車両動作補正処理に於いて参照されてよい。

（ii）運転計画設定処理
交差点検出処理にて交差点の存在が検出されると、運転計画設定処理に於いて、交差点まで自車両が走行する間の目標速度が設定される。この運転計画設定処理では、まず、交差点の検出に応答して、規範運転行動データベースから、交差点を基準とした（０ｍと設定した）交差点到達までの距離を変数とした理想的な速度が読み込まれる。図３（Ａ）は、かかる理想的な速度（理想速度）の例がグラフ形式にて示されている。同図を参照して、理想速度に於いては、交差点に於ける速度Ｖｍｉｎから、交差点までの距離に対応した理想速度の値が予め定められている。例えば、交差点到達のｎ［ｍ］前の値は速度Ｖｏと与えられる。また、理想速度は、交差点に於いては、通過時の車両の安全を考慮した値であり、且つ、交差点に至る過程に於いては、自車両の挙動に於いて他車等に上記の如き誤解を誘発する可能性が低減されるよう調製された値であり、図示の如く、好適には、交差点に近づくほど、減少するよう設定される。なお、図３（Ａ）の例では、理想速度は、距離に対して直線的に減少するよう示されているが、図４（Ａ）の如く、理想速度は、距離に対して多次曲線状に減少するようになっていてもよい。かかる交差点到達までの理想速度は、理論的に又は実験的に決定され、規範運転行動データベースに格納されてよい。

かくして、規範運転行動データベースから交差点到達までの距離に対する理想速度が読み込まれると、交差点の手前の任意の位置ｎ［ｍ］前に於ける実速度Ｖｒと交差点に於ける理想速度Ｖｍｉｎとを用いて、交差点到達までの推奨速度の設定が為される。具体的には、図３（Ｂ）に例示されている如く、位置ｎ［ｍ］前に於ける実速度Ｖｒと交差点に於ける理想速度Ｖｍｉｎとを線形補間することにより、位置ｎ［ｍ］前と交差点との間に於ける推奨速度が設定されてよい。なお、交差点の手前の任意の位置ｎ［ｍ］前は、典型的には、交差点検出時又は推奨速度設定時の現在の位置であってよい。

上記の如く推奨速度が設定されると、その推奨速度と既に読み込まれた理想速度とに基づいて目標速度が設定される。目標速度は、推奨速度と理想速度とのうちのいずれか大きい方に設定されてよい。図３（Ｂ）の例では、推奨速度と理想速度の双方が直線的に減少するので、推奨速度がそのまま目標速度に設定されてよい。一方、図４（Ｂ）の如く、理想速度が推奨速度を上回る部分が存在する場合には、その部分に於いて、理想速度が目標速度に設定されてよい。後に述べる如く、自車両が交差点に近づく際には、実速度が目標速度を上回らないように制動処理が実行されることとなる。

（iii）計画内容表示処理
上記のように目標速度の設定が為されると、運転者が目標速度と実速度との関係を認識できるように、目標速度、実速度及び／又は両者の差が任意の態様にて運転者に対して表示する処理が実行される（計画内容表示処理）。具体的には、例えば、運転席前方のフロントパネルに於ける液晶画面やヘッドアップディスプレイ等のディスプレイ上に、図３（Ｃ）又は図４（Ｃ）の如く、グラフ形式にて、交差点到達までの目標速度（斜線領域）と現在の実速度（太実線）とがそれぞれ表示されてよい。或いは、図３（Ｄ）の如く、実速度と目標速度との差が数値表示にてディスプレイ上に表示されてもよい。この計画内容表示処理は、自車両が交差点を通過し終わるまで、車両の進行と共に変化する交差点までの距離と、実速度とを参照して、逐次、表示を更新しながら、実行されてよい。

（iv）運転内容判定
上記の計画内容表示処理に加えて、目標速度の設定が為されると、更に、実速度が目標速度を上回っているか否かの判定、即ち、
（実速度）＞（目標速度）
が成立しているか否かの判定が実行される。この運転内容判定も、自車両が交差点を通過し終わるまで、車両の進行と共に変化する交差点までの距離と、実速度とを参照して、逐次的に実行されてよい。

（ｖ）車両動作補正処理
上記の運転内容判定処理に於いて、実速度が目標速度を上回っていると判定されると、実速度を目標速度に近付けるための制動処理とその制動処理に伴って惹起され得る車高変化の抑制のための車高制御とが実行される。制動処理に於いては、実速度と自車両の現在の交差点までの距離に対応した目標速度との差分［（実速度）−（目標速度）］に基づいて決定される制動力を制動装置に於いて発生する制御指令が、運転支援ＥＣＵから制動制御装置に対して与えられる。制動装置に於いて発生すべき制動力は、実速度と目標速度との速度差に応じて大きくなるように設定されてよく、かかる速度差を０に近付ける任意の形式のフィードバック制御にて調整されてよい。また、制動処理は、制動装置による制動力だけでなく、変速機の変速段を低速段へシフトすることによりエンジンブレーキを作動させることにより達成されてもよい。

上記の制動処理に伴って惹起され得る車高変化の抑制のための車高制御に於いては、実速度と目標速度との速度差［（実速度）−（目標速度）］に基づいてサスペンション装置により車高を制御する制御指令が、運転支援ＥＣＵからサスペンション制御装置へ与えられる。既に触れた如く、制動処理に従った減速に起因する慣性力によって車体がノーズダイブする方向に変位し、この挙動の変化によって他車等が「相手の車両（自車両）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」と誤解し得ることとなる。そこで、本発明の装置に於ける車高制御では、このような誤解を防止すべく、「ノーズダイブ」の如き挙動変化を抑制する方向にサスペンション装置が作動される。具体的には、かかる車高制御では、例えば、図５（Ａ）に例示されている如く、実速度と目標速度との速度差をパラメータとしたマップにより与えられる車高調整量に従って前輪の車高を持ち上げる方向にサスペンション装置が作動されてよい。この点に関し、制動処理に於いて、実速度と目標速度との速度差が大きいほど、車両に付与される制動力が大きく設定される場合には（図５（Ｂ）左参照）、慣性力が大きくなり、サスペンション装置の沈み込み量（減衰量）が増大するところ（図５（Ｂ）中参照）、車高調整量は、サスペンション装置の沈み込み量を相殺するよう設定されてよいので（図５（Ｂ）右参照）、図５（Ａ）のマップに見られるように、速度差に対応して与えられる車高調整量は、速度差が大きくなるほど大きくなるよう決定されてよい。また、制動処理により誘発され得る挙動変化の程度は、車両の絶対的な速度が大きいほど、大きくなる。従って、車高調整量は、図５（Ａ）のマップに見られるように、実速度が大きいほど、大きな値となるよう決定されてよい。なお、好適には、車高調整量は、制動処理により誘発され得る前輪の車高変化を相殺し、車高が実質的に変化しないように設定されてよい。更に、車高調整量は、マップを用いずに、速度差を変数とした適宜設定された関数式を用いて決定されてもよく、そのような場合も本発明の範囲に属することは理解されるべきである。

上記の設定される車高調整量を与える図５（Ａ）のマップは、理論的に又は実験的に調整可能であることは理解されるべきである。上記の車高制御に従って作動されるサスペンション装置は、既に触れた如く、アクティブ・サスペンション装置又はパッシブ・サスペンション装置であってよい。アクティブ・サスペンション装置の場合には、能動的にサスペンションを伸長して車高調整量に対応する量の車高の持ち上げが実行される。一方、パッシブ・サスペンション装置の場合には、車高調整量に対応して減衰係数を増大し、サスペンションのストローク量変化の低減が図られる。

上記の制動処理と車高制御は、自車両が交差点を通過し終わるまで、実速度が目標速度を上回る限り、車両の進行と共に変化する交差点までの距離と、実速度とを参照して、逐次的に実行されてよい。そして、制動処理により実速度が目標速度と実質的に一致するか或いは下回った状態で自車両が交差点に進入するときには、「ノーズダイブ」の如き挙動変化の程度が十分に低減され、他車等が「相手の車両（自車両）の運転者は自分（他車等）に道を譲ってくれている」と誤解する可能性が大幅に低減され、或いは、そのような誤解が回避されることが期待される。

以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。

Claims

車両の運転支援装置であって、前記車両が通過する予定の交差点の存在が検出されたときに前記交差点に到達するまでの前記車両の目標速度と前記車両の実速度との差に基づいて、前記車両の制動処理を実行するとともに、前記制動処理により生じ得る前記車高の変化量を抑制するよう前記交差点に到達するまでの前記車両の目標速度と前記車両の実速度との差に基づいて前記車両の車高を制御する装置。
請求項１の装置であって、前記車両の実速度が前記車両の目標速度に追従するよう前記車両の制動処理を実行する装置。
請求項１乃至２のいずれかの装置であって、前記車両の実速度が大きいほど前記車高の制御量が大きく設定される装置。
請求項１の装置であって、前記交差点に到達するまでの前記車両の目標速度が前記交差点よりも手前の位置に於ける実速度と前記交差点に於ける理想速度とに基づいて決定される装置。
請求項４の装置であって、前記交差点よりも手前の位置から前記交差点までの理想速度と前記交差点よりも手前の位置に於ける実速度とに基づいて前記交差点到達までの推奨速度が決定され、前記交差点到達までの前記推奨速度と前記交差点到達までの理想速度とのうち大きい方が前記交差点に到達するまでの前記車両の目標速度に設定される装置。