JP6361698B2 - 衝突回避装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両が障害物と衝突しようとしているとき、車速を低下させること及び/又は車両を旋回させることによって車両が障害物と衝突することを回避する衝突回避装置に関する。
ミリ波レーダ及びカメラ等のセンサ(障害物センサ)の出力に基づいて車両の進行方向にある物標(障害物)を検出したとき、その障害物との衝突を回避するために車両の制動装置を制御する衝突回避装置(以下、「従来装置」とも称呼される。)が特許文献1に記載されている。
従来装置は、「車両の車幅」に対する「『検出された物標の横方向(車両の左右方向)の中心』と『車両の左右方向の中心』との距離(横距離)」の比率(即ち、横距離/車幅)として算出される「ラップ率」が所定の閾値よりも大きいと、その物標が障害物であると判定する。加えて、従来装置は、車両が障害物と衝突するまでの予想時間(衝突時間)が所定の閾値よりも短くなると制動装置に制動力を発生させる衝突回避支援制御を実行する。
ところで、車両の進行方向にある障害物が、道路の側壁及びガードレール等の連続した構造物である場合がある。障害物の車両に対向する側の面である「対向面」と地面(路面)との交線が、車両の左右方向に長く且つ車両の左右方向に対して斜めになっているとき、その障害物は、「連続障害物」とも称呼される。
車両の左右方向に延びる直線(基準線)と交線とによって構成される鋭角の角度である「交線傾き」の大きさが大きいと(即ち、運転者から見た連続障害物(対向面)の傾きが緩慢であると)、交線傾きの大きさが小さい場合と比較して衝突を回避するために必要な操舵ハンドルの操作量(操舵角度の絶対値)が小さくなる。
換言すれば、交線傾きの大きさが大きいほど、運転者が旋回及び/又は減速(以下、「衝突回避操作」とも総称される。)によって連続障害物との衝突を回避することが容易となる。そのため、車両の進行方向に連続障害物があるとき、交線傾きの大きさが大きいほど、運転者が衝突回避操作を開始するタイミングが遅くなる傾向がある。
一方、運転者が進行方向にある連続障害物に気付いているとき、運転者が衝突回避操作を開始するタイミングよりも先に従来装置によって衝突回避支援制御が開始されると、運転者が違和感を覚える可能性が高い。しかしながら、従来装置において、車両の進行方向にある障害物が連続障害物であるか否かを判定し、障害物が連続障害物であれば、交線傾きの大きさに応じて衝突回避支援制御を開始するタイミングを調整する処理は実行されていなかった。換言すれば、従来装置は、衝突回避支援制御によって連続障害物との衝突を回避するとき、運転者が衝突回避操作を開始するタイミングを考慮していなかった。
そこで、本発明の目的の一つは、車両の進行方向に連続障害物がある場合に適切なタイミングにて衝突回避支援制御を開始し、以て、運転者が違和感を覚えることを回避できる可能性を高めることができる衝突回避装置を提供することである。
上記目的を達成するための本発明に係る衝突回避装置(以下、「本発明装置」とも称呼される。)は、障害物検出部、衝突回避部、回避処理始動部、及び、時間閾値調整部を備えている(レーダ装置30及び衝突回避ECU20)。
前記障害物検出部は、
車両(10)の進行方向にある障害物を検出する。
車両(10)の進行方向にある障害物を検出する。
前記衝突回避部は、
前記障害物との衝突を回避するために前記車両の速度(Vs)を低下させる制御、及び、前記車両を旋回させる制御の少なくとも一方を含む衝突回避支援制御(図6のステップ650乃至ステップ660)を実行する。
前記障害物との衝突を回避するために前記車両の速度(Vs)を低下させる制御、及び、前記車両を旋回させる制御の少なくとも一方を含む衝突回避支援制御(図6のステップ650乃至ステップ660)を実行する。
前記回避処理始動部は、
前記車両が前記障害物と衝突するまでの時間である衝突時間(Tc)が所定の時間閾値(Tth)よりも小さくなると(図6のステップ645にてYesと判定、及び、図6のステップ670にてYesと判定)、前記衝突回避部に前記衝突回避支援制御を開始させる。
前記車両が前記障害物と衝突するまでの時間である衝突時間(Tc)が所定の時間閾値(Tth)よりも小さくなると(図6のステップ645にてYesと判定、及び、図6のステップ670にてYesと判定)、前記衝突回避部に前記衝突回避支援制御を開始させる。
前記時間閾値調整部は、
前記障害物が、連続障害物であるとき(図6のステップ620にてYesと判定)、時間閾値調整処理を実行する。
前記障害物が、連続障害物であるとき(図6のステップ620にてYesと判定)、時間閾値調整処理を実行する。
前記連続障害物は、
前記障害物の前記車両に対向する面である対向面と路面との「交線(Lj)」上の「特定点」と、
前記車両の左右方向に延びる直線であって前記対向面よりも車両側にある「基準線」と、
の距離が
前記車両の右方向及び同車両の左方向のうちの一方である「特定方向」に前記特定点が移動するほど大きくなる
という条件が、
前記特定点が、
前記車両の操舵状態(操舵角度θsによって表される状態)が現時点における操舵状態と等しいまま前記車両が走行した場合に前記車両と最初に衝突する前記障害物上の点である「障害物側衝突点(Ps)」と、
前記障害物側衝突点から所定の距離(内側長さ閾値Lith)だけ前記交線上を前記特定方向へ移動した点と、
の間にあるときに成立する障害物である。
前記障害物の前記車両に対向する面である対向面と路面との「交線(Lj)」上の「特定点」と、
前記車両の左右方向に延びる直線であって前記対向面よりも車両側にある「基準線」と、
の距離が
前記車両の右方向及び同車両の左方向のうちの一方である「特定方向」に前記特定点が移動するほど大きくなる
という条件が、
前記特定点が、
前記車両の操舵状態(操舵角度θsによって表される状態)が現時点における操舵状態と等しいまま前記車両が走行した場合に前記車両と最初に衝突する前記障害物上の点である「障害物側衝突点(Ps)」と、
前記障害物側衝突点から所定の距離(内側長さ閾値Lith)だけ前記交線上を前記特定方向へ移動した点と、
の間にあるときに成立する障害物である。
前記時間閾値調整処理は、
前記時間閾値を、前記障害物が前記連続障害物でないときに設定される前記時間閾値よりも小さく、且つ、前記交線と、前記基準線と、によって構成される鋭角の角度である交線傾きの大きさが大きいほど小さくなるように設定する(調整後時間閾値Tthrを設定する)処理である。
前記時間閾値を、前記障害物が前記連続障害物でないときに設定される前記時間閾値よりも小さく、且つ、前記交線と、前記基準線と、によって構成される鋭角の角度である交線傾きの大きさが大きいほど小さくなるように設定する(調整後時間閾値Tthrを設定する)処理である。
障害物が連続障害物であるときの時間閾値(調整後時間閾値)は、障害物が連続障害物でないときの時間閾値と比較して小さくなる。従って、障害物が連続障害物であるとき、衝突回避支援制御が開始されるタイミングは障害物が連続障害物でないときと比較して遅くなる。
加えて、調整後時間閾値は、交線傾きの大きさが大きくなるほど(即ち、運転者が連続障害物との衝突を回避することが容易であるほど)小さな値に設定されるので、交線傾きの大きさが大きくなるほど衝突回避支援制御が開始されるタイミングは遅くなる。
そのため、本回避装置によれば、障害物が連続障害物であるか否か、及び、連続障害物の傾きに応じて衝突回避支援制御を開始するタイミングを調整し、以て、運転者が衝突回避操作を開始する前に衝突回避支援制御が開始されることによって運転者が違和感を覚えることを回避できる可能性が高くなる。
更に、本発明装置の一態様として
前記時間閾値調整部は、
前記時間閾値調整処理を実行するとき、
半径が現時点の車速にて前記車両が旋回したときに前記車両の左右方向に作用する慣性力の大きさが所定の基準慣性値(Fbx)となる旋回半径(仮想旋回半径Rv)と等しく、
中心が前記車両の後輪の車軸を延長して得られる直線上(La)にあり、且つ、
前記障害物側衝突点と最初に衝突する前記車両上の点である車両側衝突点(Pc)を通る
円(仮想旋回円Ca1a)を、
前記交線と接するように前記車両の前後方向に移動させたときの接点(旋回衝突位置Pv)と、
前記車両側衝突点と、
の前記車両の左右方向の距離(衝突位置偏差ΔPx)の、前記車両の車体の幅(Lw)に対する比率である衝突点ラップ率(Rw=ΔPx/Lw)を取得し、前記時間閾値を、前記衝突点ラップ率が大きくなるほど大きくなるように設定する(図6のステップ640)。
前記時間閾値調整部は、
前記時間閾値調整処理を実行するとき、
半径が現時点の車速にて前記車両が旋回したときに前記車両の左右方向に作用する慣性力の大きさが所定の基準慣性値(Fbx)となる旋回半径(仮想旋回半径Rv)と等しく、
中心が前記車両の後輪の車軸を延長して得られる直線上(La)にあり、且つ、
前記障害物側衝突点と最初に衝突する前記車両上の点である車両側衝突点(Pc)を通る
円(仮想旋回円Ca1a)を、
前記交線と接するように前記車両の前後方向に移動させたときの接点(旋回衝突位置Pv)と、
前記車両側衝突点と、
の前記車両の左右方向の距離(衝突位置偏差ΔPx)の、前記車両の車体の幅(Lw)に対する比率である衝突点ラップ率(Rw=ΔPx/Lw)を取得し、前記時間閾値を、前記衝突点ラップ率が大きくなるほど大きくなるように設定する(図6のステップ640)。
上述したように、連続障害物との衝突回避は、連続障害物ではない障害物との衝突回避と比較して運転者にとって容易である。しかし、車幅(車体の左右方向の長さ)が大きい車両を運転している運転者が連続障害物との衝突を回避するときの心理的負担は、車幅が小さい車両を運転しているときと比較して大きい。
従って、連続障害物の傾き(即ち、交線傾きの大きさ)及びその障害物と衝突するまでの時間が同一であっても、車幅が大きいほど運転者が衝突回避装置を開始するタイミングが早くなる傾向がある。そのため、車幅が大きいほど衝突回避支援制御を開始するタイミングを早くしないと、運転者が衝突回避支援制御の開始が遅いと感じる可能性が高い。
衝突点ラップ率は、交線傾きの大きさが大きくなるほど小さくなり、車幅が大きくなるほど小さくなる値である。例えば、衝突点ラップ率に所定の比例係数を乗じることによって、或いは、衝突点ラップ率に所定の比例係数を乗じて得られた値に所定の定数を加えることによって、調整後時間閾値を算出することができる。従って、本態様によれば、調整後時間閾値を簡易な演算によって決定することが可能となる。
更に、本発明装置の他の一態様として、
前記時間閾値調整部は、
前記時間閾値調整処理を実行するときに前記車両が旋回をしている場合、
(1)前記旋回の方向が前記特定方向と同一であれば、
前記交線傾きの大きさが、「同交線傾きの大きさに『前記車両が前記障害物側衝突点と衝突したときの同車両のヨー角と、現時点における前記車両のヨー角と、の差分であるヨー角差分(Δθy)』を加えて得られる値」であると見做し、
(2)一方、前記旋回の方向が前記特定方向と同一でなければ、
前記交線傾きの大きさが、「同交線傾きの大きさに前記ヨー角差分を減じて得られる値」であると見做す。
前記時間閾値調整部は、
前記時間閾値調整処理を実行するときに前記車両が旋回をしている場合、
(1)前記旋回の方向が前記特定方向と同一であれば、
前記交線傾きの大きさが、「同交線傾きの大きさに『前記車両が前記障害物側衝突点と衝突したときの同車両のヨー角と、現時点における前記車両のヨー角と、の差分であるヨー角差分(Δθy)』を加えて得られる値」であると見做し、
(2)一方、前記旋回の方向が前記特定方向と同一でなければ、
前記交線傾きの大きさが、「同交線傾きの大きさに前記ヨー角差分を減じて得られる値」であると見做す。
本発明装置による時間閾値調整処理の実行時、連続障害物の存在に既に気付いた運転者がその障害物との衝突を避けるために車両の旋回を開始させているが、操舵角度の大きさがその障害物との衝突を回避するのに充分な大きさに至っていない場合がある。この場合、交線傾きの大きさは車両の走行に従って大きくなる(即ち、時間の経過と共に連続障害物の傾きが緩慢となる。図5を参照)。そのため、運転者の心理的負担は、車両が直進している場合と比較して小さくなる。その結果、運転者がヨー角(旋回角度)の単位時間あたりの変化量(所謂、ヨーレート)を更に増加させる操作及び/又は減速(即ち、衝突回避操作)を開始するタイミングが、車両が直進している場合と比較して遅くなる可能性が高い。
本態様によれば、ヨーレートの大きさが大きいほど調整後時間閾値が大きくなり、以て、衝突回避支援制御が開始されるタイミングは遅くなる。従って、本態様によれば、時間閾値調整処理の実行時に車両が旋回している場合であっても調整後時間閾値が適切に設定され、以て、運転者が衝突回避操作を開始する前に衝突回避支援制御が開始される現象が発生する頻度を確実に低下できる。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び/又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る衝突回避装置(以下、「本回避装置」とも称呼される。)について説明する。本回避装置は、図1に示される車両10に適用される。車両10は、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)である衝突回避ECU20、エンジンECU50及びブレーキECU60を含んでいる。
図2に示されるように、衝突回避ECU20は、CPU21、ROM22及びRAM23を備えている。CPU21は、所定のプログラム(ルーチン)を逐次実行することによってデータの読み込み、数値演算、及び、演算結果の出力等を行う。ROM22は、CPU21が実行するプログラム及びルックアップテーブル(マップ)等を記憶する。RAM23は、データを一時的に記憶する。エンジンECU50及びブレーキECU60のそれぞれは、衝突回避ECU20と同様に、CPU、ROM及びRAMを備えている。
衝突回避ECU20、レーダ装置30、エンジンECU50及びブレーキECU60は、通信・センサ系CAN(Controller Area Network)70を介してデータ通信可能(データ交換可能)となっている。
レーダ装置(前方レーダ装置)30は、車両10に搭載されていて、送信部、受信部及び処理部を備えている(いずれも不図示)。レーダ装置30は、図1に示されるように、車両10の前方端部であって車両10の左右方向(車幅方向)の中央部に配設されている。送信部は、ミリ波(周波数が30G〜300GHzに含まれる電磁波)を送信する。送信部によって送信されるミリ波は「送信波」とも称呼される。送信部は、送信波の周波数が上昇と下降とを交互に繰り返し且つ単位時間あたりの周波数の変化量が一定であるように送信波を送信する。送信波は、車両10の直進前方方向に延びる中心軸Csを有し且つ中心軸Csから右方向及び左方向にそれぞれ所定の角度θwの広がりをもって伝播する。
なお、以下において、中心軸Cs方向(即ち、車両10の前後方向)をy軸と規定し、中心軸Csに直交する方向(即ち、車両10の左右方向)をx軸と規定する。y座標は、車両10の前方向において正の値となり、車両10の後方向において負の値となる。x座標は、車両10の右方向において正の値となり、車両10の左方向において負の値となる。車両10の前方端部であって車幅方向の中央部が、x=0且つy=0となる原点である。
レーダ装置30の受信部は、複数の受信アンテナ(不図示)を内包している。送信波の一部は、物標(例えば、車両10以外の車両及び障害物)にて反射し、受信アンテナのそれぞれによって受信される。受信部によって受信される、送信波の反射波は「受信波」とも称呼される。レーダ装置30の処理部は、所定時間が経過する毎に、送信波及び受信波に基づいて物標が存在している位置、及び、その位置にある物標の相対速度を取得する。
より具体的に述べると、処理部は、受信アンテナのそれぞれが受信した受信波のそれぞれと送信波とをミキシングすることにより複数のビート信号を取得する。処理部は、ビート信号の周波数と位相とに基づいて車両10と物標との間の距離と、その物標の相対速度と、を取得する。更に、処理部は、複数のビート信号の位相差に基づいて物標の方向を取得する。本例において、処理部は所定の角度(角度間隔θi)毎に物標の有無を取得する。換言すれば、レーダ装置30による物標探索の方向(角度)分解能は角度間隔θiである。
車両10に対してある角度(方向)に物標(具体的には、物標の一部)が存在していれば、処理部は、その角度(以下、「探索角度」とも称呼される。)にある物標の距離と相対速度とを取得し、x−y座標平面上の横距離Dx、相対横速度Vx、縦距離Dy及び相対縦速度Vyを算出する。
相対横速度Vxは横距離Dxの単位時間あたりの変化量である。相対縦速度Vyは縦距離Dyの単位時間あたりの変化量である。レーダ装置30の処理部によって取得される横距離Dx、相対横速度Vx、縦距離Dy及び相対縦速度Vyの組合せは、「物標要素」とも称呼される。1つの物標に対応する物標要素の集合は「物標情報」とも称呼される。
物標情報の取得が完了した時、レーダ装置30の処理部は、物標毎の物標要素の集合を取得する。より具体的に述べると、処理部は、ある探索角度(探索角度A)に対応する物標が存在しており、探索角度Aよりも角度間隔θiだけ大きい探索角度B(即ち、B=A+θi)に対応する物標が存在せず、且つ、探索角度Aに角度間隔θiとn(nは2以上の整数)との積を加えた探索角度C(C=A+θi×n)に対応する物標が存在するとき、「探索角度Aに対応する物標要素」と「探索角度Cに対応する物標要素」とは互いに異なる物標にそれぞれ対応していると判定する。
加えて、処理部は、探索角度Aに対応する物標要素と探索角度Bに対応する物標要素との間の距離が所定値よりも大きければ、「探索角度Aに対応する物標要素」と「探索角度Bに対応する物標要素」とは互いに異なる物標にそれぞれ対応していると判定する。更に、処理部は、「探索角度Aに対応する物標要素と車両10との間の距離」と「探索角度Bに対応する物標要素と車両10との間の距離」との差分が所定の下限値と上限値の間に含まれていなければ、「探索角度Aに対応する物標要素」と「探索角度Bに対応する物標要素」とは互いに異なる物標にそれぞれ対応していると判定する。
物標が複数存在していれば、処理部は、複数の物標情報を取得する。処理部は、物標情報をCAN70を介して衝突回避ECU20へ送信する。物標が複数存在していれば、処理部は、物標のそれぞれに対応する物標情報を衝突回避ECU20へそれぞれ送信する。
再び図2を参照すると、衝突回避ECU20は、車速センサ40からの信号を受信する。車速センサ40は、車両10の車速Vsを検出し、車速Vsを表す信号を出力する。
エンジンECU50は、複数のエンジンセンサ51と接続され、これらのセンサの検出信号を受信するようになっている。エンジンセンサ51は、図示しない「車両10の駆動源であるガソリン燃料噴射式・火花点火・内燃機関」の運転状態量を検出するセンサである。エンジンセンサ51は、アクセルペダル操作量センサ、スロットル弁開度センサ、機関回転速度センサ、及び、吸入空気量センサ等を含んでいる。
更に、エンジンECU50は、スロットル弁アクチュエータ及び燃料噴射弁等のエンジンアクチュエータ52と接続されている。エンジンECU50は、エンジンアクチュエータ52を駆動することによって内燃機関が発生するトルクTqを変更するようになっている。
ブレーキECU60は、複数のブレーキセンサ61と接続され、これらのセンサの検出信号を受信するようになっている。ブレーキセンサ61は、図示しない「車両10に搭載された制動装置(油圧式摩擦制動装置)」を制御する際に使用されるパラメータを検出するセンサである。ブレーキセンサ61は、ブレーキペダル操作量センサ、及び、各車輪の回転速度を検出する車輪速度センサ等を含む。
更に、ブレーキECU60は、ブレーキアクチュエータ62と接続されている。ブレーキアクチュエータ62は油圧制御アクチュエータである。ブレーキアクチュエータ62は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダと、各車輪に設けられる周知のホイールシリンダを含む摩擦ブレーキ装置と、の間の油圧回路(何れも、不図示)に配設される。ブレーキアクチュエータ62はホイールシリンダに供給する油圧を調整する。ブレーキECU60は、ブレーキアクチュエータ62を駆動することにより各車輪に制動力(摩擦制動力)Bfを発生させるようになっている。
(衝突回避支援制御)
衝突回避ECU20は、レーダ装置30によって取得された物標情報に基づいて車両10の進行方向にある障害物を検出する。障害物が検出されると、衝突回避ECU20は、車両10の進行方向(本例において、車両10の操舵ハンドル(不図示)の操舵角度θs)及び車速Vsが変化しない場合における車両10が障害物と衝突するまでの時間である衝突時間Tcを取得する。
衝突回避ECU20は、レーダ装置30によって取得された物標情報に基づいて車両10の進行方向にある障害物を検出する。障害物が検出されると、衝突回避ECU20は、車両10の進行方向(本例において、車両10の操舵ハンドル(不図示)の操舵角度θs)及び車速Vsが変化しない場合における車両10が障害物と衝突するまでの時間である衝突時間Tcを取得する。
衝突時間Tcが所定の時間閾値Tthよりも短くなると、衝突回避ECU20は、衝突回避支援制御を実行する。より具体的に述べると、衝突回避ECU20は、トルクTqの目標値(目標トルクTq*)を「0」に設定し、目標トルクTq*をエンジンECU50へ送信する。エンジンECU50は、実際のトルクTqが衝突回避ECU20から受信した目標トルクTq*に近づくようにエンジンアクチュエータ52を制御する。加えて、衝突回避ECU20は、車両10が障害物の手前で停止するように減速度Dcの目標値(目標減速度Dc*)を設定し、目標減速度Dc*をブレーキECU60へ送信する。ブレーキECU60は、実際の減速度Dcが衝突回避ECU20から受信した目標減速度Dc*に近づくようにブレーキアクチュエータ62を制御する。
その結果、運転者が障害物との衝突を回避するための車両10の操舵ハンドルの操作(旋回による回避操作)及び/又は車速Vsを低下させる操作(制動による回避操作)を実行しなくても(即ち、運転者が「衝突回避操作」を実行しなくても)、車両10と障害物との衝突が回避される。
時間閾値Tthは、「車両10の進行方向における障害物の存在に気付いた典型的な運転者が衝突回避操作を開始するタイミング」よりも少し後の時点にて衝突回避支援制御が開始されるように設定されている。そのため、「障害物に気付いた運転者が衝突回避操作を開始する前に衝突回避支援制御が実行され、その結果、運転者が違和感を覚えること」が回避される。
運転者が衝突回避操作を開始する時点における衝突時間Tcは、「操作開始残時間Tr」とも称呼される。即ち、時間閾値Tthは、操作開始残時間Trよりも少し小さい値に設定されている。
ところで、障害物が左右方向(即ち、x軸方向)に長く、障害物の車両10に対向する側の面(対向面)と地面(路面)との交線Ljがx軸方向に対して斜めになっているとき、衝突回避ECU20は、その障害物を「連続障害物」であると判定する。道路の側壁及びガードレール等が、連続障害物に該当し得る。対向面は、連続障害物の車両10の運転者から見える部分を構成する面である。衝突回避ECU20が「障害物が連続障害物であるか否か」を判定する方法は、後に詳述される。
図3に示したように、車両10の進行方向にある連続障害物に対応する交線Ljは、y=ax+b(ただし、交線傾きaは「0」以外の定数であり、交線切片bは正の定数)により直線近似することができる。直線近似された交線Ljとx軸とによって構成される鋭角の角度を交線傾き角度θg(−90°<θg<90°、ただし、交線傾きa>0のとき交線傾き角度θg>0であり、交線傾きa<0のとき交線傾き角度θg<0である。)として表すと、a=tan(θg)の関係が成立する。従って、交線傾き角度θgの絶対値が大きいほど交線傾きaの絶対値が大きくなる。
車両10の進行方向にある連続障害物の傾きが緩慢であるとき(即ち、交線傾きaの絶対値が比較的大きいとき)、傾きが急峻であるとき(即ち、交線傾きaの絶対値が比較的小さいとき)と比較して衝突を避けるために必要な「旋回による回避操作の実行時における旋回半径(回避旋回半径)」が大きい。換言すれば、旋回による回避操作のために必要な操舵角度θsの変更量の大きさ(即ち、車両10の操舵ハンドル(不図示)の操作量)が小さい。
そのため、連続障害物の傾きが緩慢であるとき、連続障害物の傾きが急峻であるときと比較して運転者の心理的負担が少ない。或いは、運転者は、傾きが緩慢な連続障害物との衝突を、傾きが急峻な連続障害物と比較して、容易に回避できるとも言える。
そのため、連続障害物の傾きが緩慢になるほど運転者が衝突回避操作を開始するタイミングが遅くなる傾向がある。即ち、連続障害物の傾きが緩慢になるほど操作開始残時間Trが短くなる。
ところで、車両10の車幅Lw(即ち、車両10の車体のx軸方向の長さ)が大きいと、車幅Lwが小さい場合と比較して連続障害物との衝突を操舵操作により回避しようとする運転者の心理的負担が大きくなる。そのため、車幅Lwが大きいほど操作開始残時間Trが長くなる。
換言すれば、車両10の進行方向に連続障害物があるとき、操作開始残時間Trは、交線傾きa及び車幅Lwに応じて変化する。このため、時間閾値Tthを一定に設定していると、操作開始残時間Trが時間閾値Tthよりも小さくなる場合がある。この場合、運転者が衝突回避操作を行おうとしていたにも拘わらず、自動的に制動力が車両10に作用するので運転者が違和感を覚える可能性が高い。そこで、衝突回避ECU20は、車両10の進行方向にある障害物が連続障害物であるとき、その交線傾きa及び車幅Lwに応じて時間閾値Tthの値を決定する「開始時期調整処理」を実行する。
開始時期調整処理によって決定される時間閾値Tthは、「調整後時間閾値Tthr」とも称呼される。開始時期調整処理による調整後時間閾値Tthrの決定方法について図3に示した例を用いて説明する。図3に示した例において、理解を容易にするために車両10は直進している。車両10の進行方向(中心軸Cs方向)に障害物81が存在している。障害物81は、連続障害物である。図3に示された障害物81の断面(ハッチングされた長方形)の車両10に対向する辺が交線Ljである。
先ず、開始時期調整処理の概略を述べると、衝突回避ECU20は、運転者にとっての連続障害物との衝突回避の困難さ(心理的負担の大きさ)と相関を有する衝突点ラップ率Rwを仮想旋回半径Rvに基づいて取得する。衝突回避が困難であるほど衝突点ラップ率Rwの値が大きくなる。衝突回避ECU20は、衝突点ラップ率Rwが大きくなるほど調整後時間閾値Tthrを大きな値に設定する。
運転者は、旋回による回避操作を行うとき、車両10の旋回に伴って発生するx軸方向に作用する慣性力(所謂、「横G」)の大きさがある程度の値(基準慣性値Fbx)よりも大きくならないようにする傾向がある。x軸方向の慣性力の大きさが基準慣性値Fbxと等しくなるときの旋回半径が、仮想旋回半径Rvである。
x軸方向の慣性力の大きさは、車速Vsの2乗に比例し、車両10の旋回半径に反比例するので、下式(1)が成立する。
Fbx=k1×(Vs2/Rv) ……(1)
ここで、k1は比例定数である。
Fbx=k1×(Vs2/Rv) ……(1)
ここで、k1は比例定数である。
上記式(1)を変形することにより、下式(2)が得られる。
Rv=k2×Vs2 ……(2)
ここで、k2は(k1/Fbx)と等しい比例定数である。
Rv=k2×Vs2 ……(2)
ここで、k2は(k1/Fbx)と等しい比例定数である。
そこで、衝突回避ECU20は、仮想旋回半径Rvを、上記式(2)に基づく演算によって算出する。本例において、基準慣性値Fbxは、複数の運転者による旋回による回避操作の実測値(実験値)に基づいて定められた値である。
仮想旋回半径Rvが算出されると、衝突回避ECU20は、車両側衝突点Pcと旋回衝突位置Pvとの間のx軸方向の距離である衝突位置偏差ΔPxを取得する。先ず、車両側衝突点Pcについて説明する。車両側衝突点Pcは、操舵角度θsが変わること無く車両10が走行を継続した場合に連続障害物と最初に衝突する車両10上の点である。車両側衝突点Pcと衝突する連続障害物上の位置が、障害物側衝突点Psである。
より具体的に述べると、交線傾きaが正の値であるとき(即ち、0°<θg<90°のとき)、車両側衝突点Pcは車両10の左前端部Lcである。一方、交線傾きaが負の値であるとき(即ち、−90°<θg<0°のとき)、車両側衝突点Pcは車両10の右前端部Rcである。図3の例において、障害物81の交線傾きaは正の値なので、車両側衝突点Pcは左前端部Lcである。
左前端部Lc及び右前端部Rcのそれぞれのx座標の絶対値は、車幅Lwの半分(即ち、Lw/2)に等しい。従って、交線傾きaが正の値であるとき、車両側衝突点Pcのx座標Pcxは、(−1)×Lw/2である。一方、交線傾きaが負の値であるとき、車両側衝突点Pcのx座標Pcxは、Lw/2である。
次に、旋回衝突位置Pvについて説明する。旋回衝突位置Pvは、「仮想旋回円Ca1aを交線Ljと接するようにy軸方向に移動して得られる移動仮想旋回円Ca1b」と交線Ljとの接点である。ここで、仮想旋回円Ca1aは、半径が仮想旋回半径Rvであり、中心が車両10の後輪の車軸をx軸方向に延長して得られる直線La上にあり、且つ、車両側衝突点Pcを通る円である。
図3に示されるように、交線傾きaが正の値であるとき、衝突回避ECU20は、旋回衝突位置Pvのx座標Pvxと、車両側衝突点Pcのx座標Pcxと、の差分として衝突位置偏差ΔPxを取得する(即ち、ΔPx=Pvx−Pcx)。更に、衝突回避ECU20は、車幅Lwに対する衝突位置偏差ΔPxの比として衝突点ラップ率Rwを取得する(即ち、Rw=ΔPx/Lw)。
なお、交線傾きaが負の値であるとき、衝突回避ECU20は、車両側衝突点Pcのx座標Pcxと、旋回衝突位置Pvのx座標Pvxと、の差分として衝突位置偏差ΔPxを取得する(即ち、ΔPx=Pcx−Pvx)。この場合の例は、図4を参照しながら後述される。
衝突回避ECU20は、車速Vsと衝突点ラップ率Rwとに基づいて調整後時間閾値Tthrを決定する。具体的には、調整後時間閾値Tthrは、車速Vsが大きくなるほど大きくなり、衝突点ラップ率Rwが大きくなるほど大きくなる。ただし、調整後時間閾値Tthrの最大値は時間閾値Tthよりも小さい。
(交線傾きaが負である場合の例)
交線傾きaが負の値である場合の例が、図4に示される。図4に示した例において、理解を容易にするために車両10は直進している。車両10の進行方向(中心軸Cs方向)に障害物82が存在している。障害物82は、連続障害物である。図4に示された障害物82の断面の車両10に対向する辺が交線Lj2である。交線傾きaが負であるので、車両側衝突点Pc2は車両10の右前端部Rcである。従って、車両側衝突点Pc2のx座標Pcx2は、Lw/2である。障害物82の交線傾きaの大きさは、図3の障害物81の交線傾きaの大きさよりも小さい(即ち、傾きが急峻である)。
交線傾きaが負の値である場合の例が、図4に示される。図4に示した例において、理解を容易にするために車両10は直進している。車両10の進行方向(中心軸Cs方向)に障害物82が存在している。障害物82は、連続障害物である。図4に示された障害物82の断面の車両10に対向する辺が交線Lj2である。交線傾きaが負であるので、車両側衝突点Pc2は車両10の右前端部Rcである。従って、車両側衝突点Pc2のx座標Pcx2は、Lw/2である。障害物82の交線傾きaの大きさは、図3の障害物81の交線傾きaの大きさよりも小さい(即ち、傾きが急峻である)。
図4の例における車速Vsは、図3の例に示された車両10の車速と同一である。そのため、図4に示される仮想旋回円Ca2aの仮想旋回半径Rvは、仮想旋回円Ca1aと同一である。従って、仮想旋回円Ca2aは、半径がRvであり、直線La上に中心があり且つ車両側衝突点Pc(本例において、右前端部Rc)を通る円である。仮想旋回円Ca2aを交線Lj2と接するようにy軸方向に移動させることによって移動仮想旋回円Ca2bが得られ、以て、旋回衝突位置Pv2が得られる。
交線傾きaが負の値であるので、車両側衝突点Pc2のx座標Pcx2と旋回衝突位置Pvのx座標Pvx2との差分として衝突位置偏差ΔPx2が取得される(即ち、ΔPx2=Pcx2−Pvx2)。次いで、本例に係る衝突点ラップ率Rwが、車幅Lwに対する衝突位置偏差ΔPx2の比として取得される(即ち、Rw=ΔPx2/Lw)。
衝突点ラップ率Rwは、種々の値となり得る。例えば、図3の障害物81に係る衝突位置偏差ΔPxは車幅Lwよりも小さいので(即ち、ΔPx<Lw)、衝突点ラップ率Rwは「1」より小さい値である(即ち、0<Rw<1)。一方、障害物82の傾きは、障害物81よりも急峻であり、その結果、衝突位置偏差ΔPx2は車幅Lwよりも大きい(即ち、ΔPx2>Lw)。従って、衝突点ラップ率Rwは「1」より大きい値である(即ち、1<Rw)。
図3及び図4の例から理解されるように、交線傾きaの大きさが大きいほど(即ち、連続障害物の傾きが緩慢となるほど)衝突点ラップ率Rwは小さくなる。連続障害物の傾きが更に緩慢となると、衝突点ラップ率Rwが負の値となる場合がある。衝突点ラップ率Rwが負の値となる例が、図5を参照しながら後述される。
ただし、何れの場合であっても(即ち、衝突点ラップ率Rwが、どのような値であっても)、調整後時間閾値Tthrは、車速Vsが大きくなるほど大きくなり、衝突点ラップ率Rwが大きくなるほど大きくなるように設定される。その結果、連続障害物の傾きが緩慢となるほど調整後時間閾値Tthrは小さな値に設定され、以て、衝突回避支援制御が開始されるタイミングが遅くなる。
(旋回時における開始時期調整処理)
上述した図3及び図4の例において、車両10は直進していた。即ち、操舵角度θsが略「0」であった。しかし、車両10が旋回し且つその予想走行経路上に連続障害物がある場合がある。車両10が旋回しながら連続障害物に接近する例が、図5に示される。
上述した図3及び図4の例において、車両10は直進していた。即ち、操舵角度θsが略「0」であった。しかし、車両10が旋回し且つその予想走行経路上に連続障害物がある場合がある。車両10が旋回しながら連続障害物に接近する例が、図5に示される。
図5において、車両10が車両位置91にあるとき、車両10は右に緩やかに旋回している。車両10の予想走行経路(左前端部Lcの予想軌跡)が円弧Ctによって表されている。車両10の運転者が操舵角度θsを変化させること無く走行を継続すると左前端部Lcが障害物83と障害物側衝突点Ps3にて衝突する。障害物83は、連続障害物である。
衝突回避ECU20は、操舵角度θs及び車速Vsが不変である場合に車両10が現在位置(本例において、車両位置91)から障害物83と衝突する位置(即ち、車両位置92)に移動するのに要する時間を衝突時間Tcとして取得する。
車両10が車両位置91にあるとき、車両10に対する障害物83の傾きを表す角度(即ち、車両位置91にある車両10のx軸と「障害物83の対向面と地面との交線LJ3」とによって構成される交線傾き角度)θgは、図3に示された障害物81の傾きを表す交線傾き角度θgと同一である。
車両10が旋回している場合、衝突回避ECU20は、衝突点ラップ率Rwを取得(設定)するとき、障害物83の傾き(x軸に対する角度)が「車両側衝突点Pcが障害物側衝突点Ps3に到達したときの障害物83の傾きθh」であると見做す。傾きθhは、車両位置92にある車両10のx軸と交線Lj3とによって構成される鋭角である(ただし、−90°<θh<90°)。
傾きθhは、現時点における交線傾き角度θgに「連続障害物との衝突時のヨー角と現時点のヨー角との差分であるヨー角差分Δθy」を加えた角度である(即ち、θh=θg+Δθy)。ただし、ヨー角差分Δθyは、車両10が右に旋回している場合は正の値となり(即ち、Δθy>0)、車両10が左に旋回している場合は負の値となる(即ち、Δθy<0)。
本例において、衝突回避ECU20は、車両10が車両位置91にあるとき、障害物83の対向面と路面との交線が「交線傾きが傾きθhである仮想交線Ljv」であると見做して、衝突点ラップ率Rwを取得する。より具体的に述べると、車速Vsは図3の例に示された車両10の車速と同一であるので、仮想旋回円Ca3aの仮想旋回半径Rvは、仮想旋回円Ca1aと同一である。仮想旋回円Ca3aは、半径がRvであり、直線La上に中心があり且つ車両側衝突点Pc3(本例において、左前端部Lc)を通る円である。
仮想旋回円Ca3aを仮想交線Ljvと接するようにy軸方向に移動させることによって移動仮想旋回円Ca3bが得られ、以て、旋回衝突位置Pv3が得られる。仮想交線Ljvの交線傾きaが正の値であるので、旋回衝突位置Pv3のx座標Pvx3と車両側衝突点Pc3のx座標Pcx3との差分として衝突位置偏差ΔPx3が取得される(即ち、ΔPx3=Pvx3−Pcx3)。従って、本例に係る衝突点ラップ率Rwが、車幅Lwに対する衝突位置偏差ΔPx3の比として取得される(即ち、Rw=ΔPx3/Lw)。換言すれば、仮想交線Ljvは、衝突点ラップ率Rwを取得するためにのみ参照されるので、仮想交線Ljvの交線切片bを算出する必要は無い。
衝突点ラップ率Rwの取得に際し、実際の交線傾き角度θgにヨー角差分Δθyを加えた値(角度)に基づくことによって、車両10の旋回状態を反映した調整後時間閾値Tthrを決定することが可能となる。即ち、車両10の進行方向に傾きが急峻な連続障害物が存在していても、車両10がその連続障害物との衝突を回避する方向に旋回していれば、続障害物との衝突を回避することに関する運転者の心理的負担が小さくなるので、調整後時間閾値Tthrは小さな値に設定される。
ここで、「連続障害物との衝突を回避する方向に旋回」とは、交線傾き角度θgが正の値であればヨー角差分Δθyが正の値となる旋回方向であり、交線傾き角度θgが負の値であればヨー角差分Δθyが負の値となる旋回方向である(即ち、θg×Δθy>0)。
図3及び図5のそれぞれに示された例において、x軸に平行な「障害物よりも車両10側にある直線(便宜上「基準線」とも称呼される。)」と、交線Ljの点(便宜上「特定点」とも称呼される。)と、の距離は、特定点が右に移動するほど大きくなる。この場合の右方向は、便宜上「特定方向」とも称呼される。換言すれば、特定点が特定方向に移動するほど基準線と特定点との距離が大きくなる。一方、図4の交線Lj2上の特定点と基準点との距離は、特定点が左に移動するほど大きくなる。この場合、左方向が特定方向となる。
上述した車両10の旋回状態を反映した調整後時間閾値Tthrを決定する処理は、車両が特定方向に旋回しているとき、その旋回速度(ヨーレート)が大きいほど調整後時間閾値Tthrを小さな値に設定する処理ということもできる。加えて、車両10が特定方向と逆方向に旋回しているとき、その旋回速度が大きいほど調整後時間閾値Tthrを大きな値に設定するともいえる。
(連続障害物条件)
次に、障害物が連続障害物であるか否かを判定するための条件について説明する。衝突回避ECU20は、車両10の進行方向にある障害物が以下の条件(a1)〜条件(a3)を全て満たすとき、その障害物が連続障害物であると判定する。
(a1)旋回内側長さLiが内側長さ閾値Lithよりも大きい(即ち、0<Lith<Li)。
(a2)旋回外側長さLoが外側長さ閾値Lothよりも大きい(即ち、0<Loth<Lo)。
(a3)交線傾きaの絶対値が下限閾値aminよりも大きく上限閾値amaxよりも小さい(即ち、0<amin<|a|<amax)。
次に、障害物が連続障害物であるか否かを判定するための条件について説明する。衝突回避ECU20は、車両10の進行方向にある障害物が以下の条件(a1)〜条件(a3)を全て満たすとき、その障害物が連続障害物であると判定する。
(a1)旋回内側長さLiが内側長さ閾値Lithよりも大きい(即ち、0<Lith<Li)。
(a2)旋回外側長さLoが外側長さ閾値Lothよりも大きい(即ち、0<Loth<Lo)。
(a3)交線傾きaの絶対値が下限閾値aminよりも大きく上限閾値amaxよりも小さい(即ち、0<amin<|a|<amax)。
旋回内側長さLiは、障害物側衝突点Psと、障害物(具体的には、対向面)の特定方向側の端部と、の間のx軸方向の距離である。一方、旋回外側長さLoは、障害物側衝突点Psと、障害物の特定方向とは反対側の端部と、の間のx軸方向の距離である。
交線傾きaが正の値であれば(即ち、0°<θg<90°であれば)、旋回内側長さLiは、障害物の車両側衝突点Pcよりも右にある部分のx軸方向の長さであり、旋回外側長さLoは、障害物の車両側衝突点Pcよりも左にある部分のx軸方向の長さである。一方、交線傾きaが負の値であるとき(即ち、−90°<θg<0°のとき)、旋回内側長さLiは、障害物の車両側衝突点Pcよりも左にある部分のx軸方向の長さであり、旋回外側長さLoは、障害物の車両側衝突点Pcよりも右にある部分のx軸方向の長さである。
図3の例において、交線傾きaが正の値であるので、旋回内側長さLiは、障害物81の車両側衝突点Pc(本例において、左前端部Lc)よりも右にある部分のx方向の長さである。一方、旋回外側長さLoは、障害物81の車両側衝突点Pcよりも左にある部分のx方向の長さである。図3から理解されるように、旋回内側長さLiは内側長さ閾値Lithよりも大きく且つ旋回外側長さLoは外側長さ閾値Lothよりも大きいので、上記条件(a1)及び条件(a2)が共に成立する。
図3には、内側長さ閾値Lith及び外側長さ閾値Lothの大きさ並びに下限閾値aminによって表される下限角度θgmin及び上限閾値amaxによって表される上限角度θgmaxが示されている。
図3の例において、交線傾きaに対応する角度θgは、下限角度θgminより大きく且つ上限角度θgmaxより小さい(即ち、θgmin<θg<θgmax)。従って、上記条件(a3)が成立する。従って、条件(a1)〜条件(a3)が全て成立しているので、障害物81は、連続障害物に該当する。
内側長さ閾値Lith及び外側長さ閾値Loth並びに下限閾値amin及び上限閾値amaxのそれぞれは、障害物が上記条件(a1)〜条件(a3)が成立していれば、車両10の運転者が対向面の傾きを認識できるような値に設定されている。加えて、図3から理解されるように、本例において、内側長さ閾値Lithは車幅Lwよりも大きく、内側長さ閾値Lithは車幅Lwよりも小さい(Lith<Lw<Lith)。
図4の例において、交線傾きaが負の値であるので、旋回内側長さLi2は、障害物82の車両側衝突点Pc2(本例において、右前端部Rc)よりも左にある部分のx方向の長さである。一方、旋回外側長さLo2は、障害物82の車両側衝突点Pc2よりも右にある部分のx方向の長さである。図4から理解されるように、旋回内側長さLi2は内側長さ閾値Lithよりも大きく且つ旋回外側長さLo2は外側長さ閾値Lothよりも大きいので、上記条件(a1)及び条件(a2)が共に成立する。
図4の例における角度θgの大きさは、下限角度θgminより大きく且つ上限角度θgmaxより小さい(即ち、θgmin<|θg|<θgmax)。従って、上記条件(a3)が成立する。従って、条件(a1)〜条件(a3)が全て成立しているので、障害物82は、連続障害物に該当する。
図5の例から理解されるように、車両10が旋回しているとき、障害物側衝突点Ps3のx座標と車両側衝突点Pc3のx座標とは異なるので、旋回内側長さLiの起点のx座標及び旋回外側長さLoの起点のx座標のそれぞれと、車両側衝突点Pcのx座標とは異なる。
図5の例において、交線傾きaが正の値であるので、旋回内側長さLi3は、障害物側衝突点Ps3よりも右にある部分のx方向の長さである。一方、旋回外側長さLo3は、障害物側衝突点Ps3よりも左にある部分のx方向の長さである。図5から理解されるように、旋回内側長さLi3は内側長さ閾値Lithよりも大きく且つ旋回外側長さLo3は外側長さ閾値Lothよりも大きいので、上記条件(a1)及び条件(a2)が共に成立する。
図5の例における角度θhは、下限角度θgminより大きく且つ上限角度θgmaxより小さい(即ち、θgmin<θh<θgmax)。従って、上記条件(a3)が成立する。従って、条件(a1)〜条件(a3)が全て成立しているので、障害物83は、連続障害物に該当する。
(具体的作動)
次に、衝突回避ECU20の具体的作動について説明する。衝突回避ECU20のCPU21(以下、単に「CPU」とも称呼される。)は、図6にフローチャートにより表された「衝突回避支援制御処理」ルーチンを所定の時間が経過する毎に実行する。従って、適当なタイミングとなると、CPUは、図6のステップ600から処理を開始し、ステップ605に進み、レーダ装置30によって取得された物標情報が存在しているか否かを判定する。
次に、衝突回避ECU20の具体的作動について説明する。衝突回避ECU20のCPU21(以下、単に「CPU」とも称呼される。)は、図6にフローチャートにより表された「衝突回避支援制御処理」ルーチンを所定の時間が経過する毎に実行する。従って、適当なタイミングとなると、CPUは、図6のステップ600から処理を開始し、ステップ605に進み、レーダ装置30によって取得された物標情報が存在しているか否かを判定する。
物標情報が存在していなければ、CPUは、ステップ605にて「No」と判定してステップ695に直接進んで本ルーチンを終了する。一方、物標情報が存在していれば、CPUは、ステップ605にて「Yes」と判定してステップ610に進み、車両10の進行方向に障害物が存在しているか否か判定する。
より具体的に述べると、CPUは、物標情報に関して以下の条件(b1)及び条件(b2)が共に成立していると、その物標情報に対応する物標が障害物であると判定する。
(b1)物標情報が車両10の予想走行経路上に存在する物標要素を含んでいる。
(b2)物標情報を構成する物標要素のそれぞれに含まれる横距離Dxの平均値と、物標情報を構成する物標要素のそれぞれに含まれる縦距離Dyの平均値と、の組合せによって表される点(中心点)の座標と、物標情報を構成する物標要素のそれぞれに含まれる相対横速度Vx及び相対縦速度Vyの組合せと、に基づいて算出される中心点と車両10との距離の単位時間あたりの減少量(距離減少量)が所定の閾値よりも大きい。
(b1)物標情報が車両10の予想走行経路上に存在する物標要素を含んでいる。
(b2)物標情報を構成する物標要素のそれぞれに含まれる横距離Dxの平均値と、物標情報を構成する物標要素のそれぞれに含まれる縦距離Dyの平均値と、の組合せによって表される点(中心点)の座標と、物標情報を構成する物標要素のそれぞれに含まれる相対横速度Vx及び相対縦速度Vyの組合せと、に基づいて算出される中心点と車両10との距離の単位時間あたりの減少量(距離減少量)が所定の閾値よりも大きい。
例えば、車両10の予想走行経路上にあり且つ車両10が走行している車線を走行中の他の車両(先行車両)は、距離減少量が略「0」であるので上記条件(b2)を満たさない。一方、車両10の前方にて停止している他の車両(停止車両)は、距離減少量が比較的大きい(車速Vsの絶対値に略等しい)ので上記条件(b2)を満たす。従って、停止車両は障害物に該当し得る。
障害物に該当する物標情報が存在していれば、CPUは、ステップ610にて「Yes」と判定してステップ615に進み、その障害物との衝突時間Tcを算出する。具体的には、CPUは、車両10の予想走行経路上に存在する物標要素までの道程(道のり)Lpを算出し、更に、道程Lpを車速Vsで除することによって衝突時間Tcを算出する(即ち、Tc=Lp/Vs)。
次いで、CPUは、ステップ620に進み、障害物が連続障害物であるか否かを判定する。より具体的に述べると、CPUは、最小二乗法により交線Ljを直線近似する。即ち、CPUは、交線傾きa及び交線切片bを取得する。更に、CPUは、上述した条件(a1)〜条件(a3)に基づいて障害物が連続障害物であるか否かを判定する。障害物(具体的には、交線Lj)が条件(a1)〜条件(a3)の全てを満たしていれば、CPUは、ステップ620にて「Yes」と判定してステップ625に進み、ヨー角差分Δθyを算出する。
具体的には、CPUは、操舵角度θs及び車速Vsに基づいて取得される車両10のヨー角θyの単位時間あたりの変化量(即ち、ヨーレート)Ryを取得し、更に、ヨーレートRyと衝突時間Tcとの積としてヨー角差分Δθyを算出する(即ち、Δθy=Ry×Tc)。例えば、操舵角度θsが略「0」であれば、ヨー角差分Δθyは略「0」となる。
次いで、CPUは、ステップ630に進み、上記式(2)に車速Vsを代入することによって仮想旋回半径Rvを算出する。次いで、CPUは、ステップ635に進み、衝突点ラップ率Rwを算出する。この際、ステップ625にて算出したヨー角差分Δθyが略「0」とは異なっていれば、CPUは、車両10の進行方向にある連続障害物の交線傾き角度θgにヨー角差分Δθyを加えた角度に基づいて衝突点ラップ率Rwを算出する。
更に、CPUは、ステップ640に進み、車速Vs及び衝突点ラップ率Rwに基づいて調整後時間閾値Tthrを取得する。「車速Vs及び衝突点ラップ率Rw並びに調整後時間閾値Tthrの関係」はルックアップテーブルの形式にてROM22に記憶されている。CPUは、このルックアップテーブルに車速Vs及び衝突点ラップ率Rwを適用することによって調整後時間閾値Tthrを取得する。
その後、CPUは、ステップ645に進み、衝突時間Tcが調整後時間閾値Tthrよりも小さいか否かを判定する。衝突時間Tcが調整後時間閾値Tthrよりも小さければ、CPUは、ステップ640にて「Yes」と判定してステップ650に進み、車速Vs及び衝突時間Tcに基づいて目標減速度Dc*を決定する。
「車速Vs及び衝突時間Tc並びに目標減速度Dc*との関係」はルックアップテーブルの形式にてROM22に記憶されている。具体的には、車速Vsが大きいほど目標減速度Dc*は大きくなる。更に、衝突時間Tcが小さいほど目標減速度Dc*は大きくなる。
CPUは、このルックアップテーブルに車速Vs及び衝突時間Tcを適用することによって目標減速度Dc*を決定する。次いで、CPUは、ステップ655に進み、ブレーキECU60に対して目標減速度Dc*をCAN70を介して送信する。その結果、ブレーキECU60は、図示しないルーチンを実行することによって実際の減速度Dcが目標減速度Dc*と等しくなるようにブレーキアクチュエータ62を制御し、必要となる制動力Bfを発生させる。
次いで、CPUは、ステップ660に進み、目標トルクTq*の値を「0」に設定し、その目標トルクTq*をエンジンECU50に対してCAN70を介して送信する。その結果、エンジンECU50は、図示しないルーチンを実行することによって実際のトルクTqが目標トルクTq*と等しくなるようにエンジンアクチュエータ52を制御する。その後、CPUは、ステップ695に進む。
一方、障害物が連続障害物でなければ(即ち、上記条件(a1)〜条件(a3)の全て又は一部が成立していなければ)、CPUは、ステップ620にて「No」と判定してステップ665に進み、車速Vsに基づいて時間閾値Tthを取得する。「車速Vs及び時間閾値Tthの関係」はルックアップテーブルの形式にてROM22に記憶されている。CPUは、このルックアップテーブルに車速Vsを適用することによって時間閾値Tthを取得する。
次いで、CPUは、ステップ670に進み、衝突時間Tcが時間閾値Tthよりも小さいか否かを判定する。衝突時間Tcが時間閾値Tthよりも小さければ、CPUは、ステップ670にて「Yes」と判定してステップ650に進む。
なお、障害物に該当する物標情報が存在していなければ、CPUは、ステップ610にて「No」と判定してステップ695に直接進む。衝突時間Tcが調整後時間閾値Tthr以上であれば、CPUは、ステップ645にて「No」と判定してステップ695に直接進む。衝突時間Tcが時間閾値Tth以上であれば、CPUは、ステップ670にて「No」と判定してステップ695に直接進む。
なお、エンジンECU50は、衝突回避ECU20から目標トルクTq*を受信していないとき、図示しないルーチンを実行することによって目標トルクTq*を決定する。加えて、ブレーキECU60は、衝突回避ECU20から目標減速度Dc*を受信していないとき、図示しないルーチンを実行することによって必要となる制動力Bfを決定する。
以上説明したように、衝突回避ECU20は、連続障害物の交線傾きaに基づいて調整後時間閾値Tthrを決定するので、車両10の運転者が障害物81に気付いて衝突回避操作を開始する前に衝突回避支援制御を開始することが回避され、以て、運転者が違和感を覚えることが回避される可能性が上昇する。加えて、衝突回避ECU20は、衝突点ラップ率Rwに基づいて調整後時間閾値Tthrを決定するので、車幅Lwを考慮した調整後時間閾値Tthrを簡易な演算によって決定することが可能となる。加えて、衝突回避ECU20を車両10以外の車種(特に、車両10とは車幅が異なる車両)に適用する場合、衝突点ラップ率Rwを使用しない衝突回避ECUと比較して適合工数を削減することが可能となる。
以上、本発明に係る衝突回避装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態に係る衝突回避ECU20は、衝突回避支援制御として車速Vsを低下させる制御(即ち、制動回避制御)を実行していた。しかし、衝突回避ECU20は、制動回避制御に代わり、或いは、制動回避制御に加えて、操舵角度θsを変更する制御(即ち、旋回による回避操作)を実行しても良い。この場合、衝突回避ECU20は、操舵角度θsを変更するため、車両10が備える電動パワーステアリング装置(不図示)が備える電動機を制御しても良い。
加えて、本実施形態に係る衝突回避ECU20は、調整後時間閾値Tthrを、車速Vsが大きくなるほど大きくなり且つ衝突点ラップ率Rwが大きくなるほど大きくなるように設定していた。しかし、衝突回避ECU20は、調整後時間閾値Tthrを、車速Vsに依らず、衝突点ラップ率Rwが大きくなるほど大きくなるように設定しても良い。
或いは、衝突回避ECU20は、衝突点ラップ率Rwを算出することなく調整後時間閾値Tthrを設定(決定)しても良い。例えば、衝突回避ECU20は、ルックアップテーブルの形式にてROM22に記憶された「交線傾きa及び車速Vs並びに調整後時間閾値Tthrの関係」に、現時点における交線傾きa及び車速Vsを適用することによって調整後時間閾値Tthrを決定しても良い。或いは、衝突回避ECU20は、ルックアップテーブルの形式にてROM22に記憶された「交線傾きa及び調整後時間閾値Tthrの関係」に、現時点における交線傾きaを適用することによって調整後時間閾値Tthrを決定しても良い。これらの場合、衝突回避ECU20は、交線傾きaが大きくなるほど調整後時間閾値Tthrを小さな値に設定する。
加えて、本実施形態に係る条件(a1)及び条件(a2)において、内側長さ閾値Lithは車幅Lwよりも大きく、且つ、内側長さ閾値Lithは外側長さ閾値Lothよりも大きかった。一方、外側長さ閾値Lothは車幅Lwよりも小さかった。しかし、内側長さ閾値Lithは車幅Lwよりも小さくても良い。或いは、外側長さ閾値Lothは内側長さ閾値Lith以上であっても良い。加えて、外側長さ閾値Lothは車幅Lwよりも大きくても良い。
加えて、本実施形態に係るエンジンECU50及びブレーキECU60は、衝突回避ECU20から受信した目標トルクTq*及び目標減速度Dc*に基づいて衝突回避支援制御を実行していた。しかし、エンジンECU50及びブレーキECU60は、衝突回避ECU20から目標トルクTq*及び目標減速度Dc*を受信しても、所定の条件が成立していれば、衝突回避支援制御を実行しないように構成されても良い。例えば、エンジンECU50及びブレーキECU60は、エンジンセンサ51及びブレーキセンサ61から受信した検出信号に基づいて運転者が衝突回避操作を既に開始していると判定したときには衝突回避支援制御を実行しないように構成されても良い。
加えて、本実施形態に係る衝突回避ECU20は、最小二乗法によって交線Ljの交線傾きa及び交線切片bを取得する際の誤差(直線近似誤差)が所定の閾値を超えるとき、その障害物が連続障害物ではないと判定しても良い。
本実施形態に係る車両10は、障害物を検出するため、ミリ波を送信するレーダ装置30を備えていた。しかし、車両10は、レーダ装置30に代わり、或いは、レーダ装置30に加えて、障害物を検出するための光学カメラ(例えば、赤外線カメラ)を備えていても良い。或いは、衝突回避ECU20は、現在位置情報と地図情報とに基づいて、車両10の進行方向にある連続障害物を検出しても良い。
加えて、本実施形態に係る衝突回避ECU20は、操舵角度θs及び車速Vsに基づいてヨーレートRyを取得していた。しかし、車両10がヨーレートセンサ又はジャイロセンサを備え、且つ、衝突回避ECU20がこれらのセンサからの出力に基づいてヨーレートRyを取得しても良い。
10…車両、20…衝突回避ECU、30…レーダ装置、81…障害物、Ca1a…仮想旋回円、Ca1b…移動仮想旋回円、Rv…仮想旋回半径。
Claims (3)
- 車両の進行方向にある障害物を検出する障害物検出部と、
前記障害物との衝突を回避するために前記車両の速度を低下させる制御、及び、前記車両を旋回させる制御の少なくとも一方を含む衝突回避支援制御を実行する衝突回避部と、
前記車両が前記障害物と衝突するまでの時間である衝突時間が所定の時間閾値よりも小さくなると、前記衝突回避部に前記衝突回避支援制御を開始させる回避処理始動部と、
を備える衝突回避装置であって、
前記障害物が、同障害物の前記車両に対向する面である対向面と路面との交線上の特定点と、前記車両の左右方向に延びる直線であって前記対向面よりも車両側にある基準線と、の距離が前記車両の右方向及び同車両の左方向のうちの一方である特定方向に前記特定点が移動するほど大きくなるという条件が、前記特定点が、前記車両の操舵状態が現時点における操舵状態と等しいまま前記車両が走行した場合に前記車両と最初に衝突する前記障害物上の点である障害物側衝突点と、前記障害物側衝突点から所定の距離だけ前記交線上を前記特定方向へ移動した点と、の間にあるときに成立する連続障害物であるとき、前記時間閾値を、前記障害物が前記連続障害物でないときに設定される前記時間閾値よりも小さく、且つ、前記交線と、前記基準線と、によって構成される鋭角の角度である交線傾きの大きさが大きいほど小さくなるように設定する時間閾値調整処理を実行する時間閾値調整部を備える、
ように構成された衝突回避装置。 - 請求項1に記載の衝突回避装置において、
前記時間閾値調整部は、
前記時間閾値調整処理を実行するとき、半径が現時点の車速にて前記車両が旋回したときに前記車両の左右方向に作用する慣性力の大きさが所定の基準慣性値となる旋回半径と等しく、中心が前記車両の後輪の車軸を延長して得られる直線上にあり、且つ、前記障害物側衝突点と最初に衝突する前記車両上の点である車両側衝突点を通る円を、前記交線と接するように前記車両の前後方向に移動させたときの接点と、前記車両側衝突点と、の前記車両の左右方向の距離の、前記車両の車体の幅に対する比率である衝突点ラップ率を取得し、前記時間閾値を、前記衝突点ラップ率が大きくなるほど大きくなるように設定する、
ように構成された衝突回避装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の衝突回避装置において、
前記時間閾値調整部は、
前記時間閾値調整処理を実行するときに前記車両が旋回をしている場合、前記旋回の方向が前記特定方向と同一であれば、前記交線傾きの大きさが、同交線傾きの大きさに前記車両が前記障害物側衝突点と衝突したときの同車両のヨー角と、現時点における前記車両のヨー角と、の差分であるヨー角差分を加えて得られる値であると見做し、一方、前記旋回の方向が前記特定方向と同一でなければ、前記交線傾きの大きさが、同交線傾きの大きさに前記ヨー角差分を減じて得られる値であると見做す、
ように構成された衝突回避装置。
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