JP6581379B2 - 車両制御装置、及び車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の進行方向前方に存在する物標が、自車両の進路上に存在するか否かを判定する車両制御装置及び車両制御方法に関する。

従来、自車両と、自車両の進行方向前方に位置する他車両、歩行者、又は道路構造物等の障害物（物標）との衝突被害を軽減または防止する、プリクラッシュセーフティ（ＰＣＳ）が実現されている。ＰＣＳでは、自車両と障害物との相対距離と、相対速度又は相対加速度とに基づいて、自車両と障害物との衝突までの時間である衝突予測時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を求め、衝突予測時間に基づいて、自車両の運転者に対して警報装置により接近を報知したり、自車両の制動装置を作動させたりしている。

ＰＣＳを作動させるうえで、障害物が自車両の進路上に位置するか否かを判定するための領域の設定が重要となっている。例えば、自車両が直進中に、横方向の移動速度が速い歩行者が接近する場合には、より早期に検知する必要が生ずるためである。

ＰＣＳに関するものとして、特許文献１に記載の衝突危険判定装置がある。特許文献１に記載の衝突危険判定装置では、自車両の予測軌跡により設定した判定ゾーンの外側に、歩行者の最大移動速度に基づく判定ゾーンを設けている。そして、歩行者が判定ゾーン内に存在すれば、衝突危険性が大きいと判定している。

特開２００４−２６８８２９号公報

特許文献１に記載の衝突危険判定装置は、歩行者の最大移動速度に基づいて判定ゾーンを設けているため、不必要に判定ゾーンを拡大することとなる。このため、歩行者の移動速度が変化し、衝突の危険性が低下した場合においても、衝突の危険性が大きいと判定し、制動装置等の不要な作動が発生するおそれがある。

また、歩行者の移動速度を取得する場合には、自車両と歩行者との相対速度を用いる。そのため、自車両の走行状態によっては、歩行者が自車両の進路に接近しない動きをしていたり、静止していたりしても、横移動していると判定されることがある。すなわち、自車両が操舵中であれば、歩行者は、その操舵とは逆方向に横移動しているように見える。

そのため、自車両が操舵中である場合に、実際には横移動していない歩行者や、自車両から遠ざかるように移動する歩行者に関しても、その移動速度に基づいて判定ゾーンが設けられる。そして、その判定ゾーンを用いて歩行者との衝突の危険性を判定すれば、実際には衝突の危険性が小さい場合においても、衝突の危険性が大きいと判定することとなる。その結果として、制動装置等の不要な作動が発生するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、自車両の前方の物標について、自車両の進路上に存在するか否かを適正に判定することができる車両制御装置を提供することにある。

本発明は、車両制御装置であって、自車両の進行方向前方に位置する物標について、自車両の進行方向に直交する横方向における、前記自車両との相対位置である横位置と前記自車両との相対速度である横速度とを取得する取得手段と、前記自車両が直進状態であるか否かを判定する直進判定手段と、前記取得手段が取得した前記横速度と、前記直進判定手段の判定結果とに基づいて、前記横方向の幅を示す規制値を設定する設定手段と、前記物標の前記横位置と、前記規制値とに基づいて、前記物標が前記自車両の進路上に存在する可能性があるか否かを判定する存在判定手段と、を備え、前記設定手段は、前記規制値を、前記横速度が大きいほど大きく設定し、且つ、前記直進判定手段が直進状態でないと判定した場合に、前記直進判定手段が直進状態であると判定した場合よりも小さく設定することを特徴とする。

物標の横速度が大きければ、移動に伴い、将来的に物標が自車両の進路上に位置する可能性が高い。この点、物標の横速度が大きいほど、規制値を大きく設定しているため、横速度の大きい物標は、横位置が自車両の進行方向から離間していたとしても、自車両の進路上に存在する可能性があると判定されやすくなる。このため、横速度が大きく、且つ自車両の進行方向から横方向に離間した位置に存在する物標について、より早期に、自車両の進路上に位置すると判定することが可能となる。

一方、自車両が直進状態でない場合、例えば旋回している場合には、物標の横速度が自車両の旋回により生じたものである可能性がある。この横速度に基づいて規制値を大きくすれば、将来的に自車両の進路上に位置する可能性の低い物標についても、自車両の進路上に存在すると判定する可能性がある。この点、自車両が旋回中であれば、直進状態である場合よりも規制値を小さくしている。これにより、自車両が直進状態でない場合に、その自車両の挙動により生じた横速度による、規制値の増大を抑制することができ、将来的に自車両の進路上に位置する可能性の低い物標について、自車両の進路上に存在すると判定する可能性を低下することができる。

車両制御装置の構成図である。 第１実施形態における、自車両の走行状態の判定方法を説明する図である。 第１実施形態における、自車両が直進している場合の判定領域を示す図である。 第１実施形態における、自車両が直進している場合の、横速度と規制値との関係を示す図である。 第１実施形態における、自車両が旋回している場合の判定領域を示す図である。 第１実施形態における、自車両が旋回している場合の、横速度と規制値との関係を示す図である。 第１実施形態における、自車両と物標とが衝突するか否かを判定するための方法を示す図である。 第２実施形態における、自車両が旋回している場合の、横速度と規制値との関係を示す図である。 第３実施形態における、規制値と検知範囲との関係を示す図である。 第４実施形態における、自車両と物標とが衝突するか否かを判定するための方法を示す図である。 第５実施形態における、自車両が直進状態であるかの判定方法を説明する図である。 自車両が直進状態であるかの判定方法の別の例である。 自車両が直進状態であるかの判定方法の別の例である。

以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

＜第１実施形態＞
本実施形態に係る車両制御装置は、車両（自車両）に搭載され、自車両の進行方向前方等の周囲に存在する物標を検知し、その物標との衝突を回避すべく、若しくは衝突被害を軽減すべく制御を行うＰＣＳシステムとして機能する。

図１において、車両制御装置である運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータである。この運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵが、ＲＯＭにインストールされているプログラムを実行することでこれら各機能を実現する。

運転支援ＥＣＵ１０には、各種の検知情報を入力するセンサ装置として、レーダ装置２１、撮像装置２２、及び車速センサ２３が接続されている。

レーダ装置２１は、例えば、ミリ波帯の高周波信号を送信波とする公知のミリ波レーダであり、自車両の前端部に設けられ、所定の検知角に入る領域を物標を検知可能な検知範囲とし、検知範囲内の物標の位置を検出する。具体的には、所定周期で探査波を送信し、複数のアンテナにより反射波を受信する。この探査波の送信時刻と反射波の受信時刻とにより、物標との距離を算出する。また、物標に反射された反射波の、ドップラー効果により変化した周波数により、相対速度を算出する。加えて、複数のアンテナが受信した反射波の位相差により、物標の方位を算出する。なお、物標の位置及び方位が算出できれば、その物標の、自車両に対する相対位置を特定することができる。なお、レーダ装置２１は、所定周期毎に、探査波の送信、反射波の受信、反射位置及び相対速度の算出を行い、算出した反射位置と相対速度とを運転支援ＥＣＵ１０に送信する。

撮像装置２２は、例えばＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線カメラ等の単眼撮像装置である。撮像装置２２は、車両の車幅方向中央の所定高さに取り付けられており、車両前方へ向けて所定角度範囲で広がる領域を俯瞰視点から撮像する。撮像装置２２は、撮像した画像における、物標の存在を示す特徴点を抽出する。具体的には、撮像した画像の輝度情報に基づきエッジ点を抽出し、抽出したエッジ点に対してハフ変換を行う。ハフ変換では、例えば、エッジ点が複数個連続して並ぶ直線上の点や、直線どうしが直交する点が特徴点として抽出される。なお、撮像装置２２は、レーダ装置２１と同じ若しくは異なる制御周期毎に、撮像及び特徴点の抽出を行い、特徴点の抽出結果を運転支援ＥＣＵ１０へ送信する。

車速センサ２３は、自車両の車輪に動力を伝達する回転軸に設けられており、その回転軸の回転数に基づいて、自車両の速度を求める。

自車両は、運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により駆動する安全装置として、警報装置３１、ブレーキ装置３２、及びシートベルト装置３３を備えている。

警報装置３１は、自車両の車室内に設置されたスピーカやディスプレイである。運転支援ＥＣＵ１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により、警報音や警報メッセージ等を出力して運転者に衝突の危険を報知する。

ブレーキ装置３２は、自車両を制動する制動装置である。運転支援ＥＣＵ１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により作動する。具体的には、運転者によるブレーキ操作に対する制動力をより強くしたり（ブレーキアシスト機能）、運転者によりブレーキ操作が行われてなければの自動制動を行ったりする（自動ブレーキ機能）。

シートベルト装置３３は、自車両の各座席に設けられたシートベルトを引き込むプリテンショナである。運転支援ＥＣＵ１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により、シートベルトの引き込みの予備動作を行う。また衝突を回避できない場合には、シートベルトを引き込んで弛みを除くことにより、運転者等の乗員を座席に固定し、乗員の保護を行う。

物標認識部１１は、第１取得手段及び第２取得手段として機能し、レーダ装置２１から第１検知情報を取得し、撮像装置２２から第２検知情報を取得する。そして、第１検知情報から得られる位置である第１位置と、第２検知情報から得られる特徴点である第２位置とについて、近傍に位置するものを、同じ物標に基づくものであるとして対応付ける。第１位置の近傍に、第２位置が存在する場合、その第１位置に実際に物標が存在する可能性が高い。この、レーダ装置２１及び撮像装置２２により物標の位置が精度よく所得できている状態を、フュージョン状態と称する。フュージョン状態であると判定された物標については、検知履歴を参照し、その物標が継続してフュージョン状態であるか否かの判定がなされる。そして、継続してフュージョン状態であると判定されたならば、その位置に物標が存在していると決定される。また、フュージョン状態である物標について、未検知状態となれば、検知履歴を参照し、所定期間はその過去位置にその物標が存在するものとして扱う。

このフュージョン状態であると判定された物標について、第２検知情報に対して、予め用意されたパターンを用いるパターンマッチングを行う。そして、物標認識部１１が種別判別手段として機能し、物標が車両であるか歩行者であるかを判別し、その物標に種別として対応付ける。なお、歩行者という概念に、自転車に乗る人も含んでもよい。

続いて、物標認識部１１は、物標ごとに、自車両に対する相対位置、及び、相対速度Ｖｐｅｄを対応付ける。そして、その相対位置と相対速度Ｖｐｅｄとに基づいて、自車両の進行方向に直交する方向についての相対速度である横速度Ｖｐｅｄ＿ｘと、自車両の進行方向についての相対速度である縦速度Ｖｐｅｄ＿ｙとを算出する。

加えて、物標認識部１１は、物標について、車両であるか歩行者であるかを判別した種別と、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘ及び縦速度Ｖｐｅｄ＿ｙとを用いて、その種別を細分化する。

物標が車両であれば、縦速度Ｖｐｅｄ＿ｙを用いることにより、自車両の進行方向前方を自車両と同方向に向かって走行する先行車両と、自車両の進行方向前方の対向車線を走行する対向車両と、自車両の進行方向前方で停止している静止車両とに区別することができる。

また、物標が歩行者であれば、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘと縦速度Ｖｐｅｄ＿ｙとを用いることにより、自車両の進行方向前方を自車両と同方向に向かって歩行する先行歩行者と、自車両の進行方向前方を自車両と反対方向に向かって歩行する対向歩行者と、自車両の進行方向前方で立ち止まっている静止歩行者と、自車両の進行方向前方を横断する横断歩行者とに区別することができる。

加えて、第１検知情報のみによって検出された物標については、その縦速度Ｖｐｅｄ＿ｙを用いることにより、自車両の進行方向前方を自車両と同方向に向かって移動する先行物標と、自車両の進行方向前方を自車両と反対方向に移動する対向物標と、自車両の進行方向前方で停止している静止物標とに区別することができる。

走行状態判定部１２は、直進判定手段として機能し、撮像装置２２からの第２検知情報に基づいて、自車両が直進状態であるか否かを判定する。走行状態判定部１２が行う、自車両が直進状態であるか否かの判定方法の概要を、図２を用いて説明する。

走行状態判定部１２は、第２検知情報から、自車両４０の進行方向前方の、道路上に描かれた白線等の走行区画線５０を抽出する。そして、この走行区画線５０の曲率を求め、直線であるか曲線であるかを判定する。走行区画線５０が直線であれば、自車両４０が道路の直線区間を走行していると推定できるため、自車両４０が直進状態であると判定する。一方、走行区画線５０が曲線であれば、自車両４０が道路の曲線区間を走行していると推定できるため、自車両４０が直進状態でないと判定する。また、このとき、走行区画線５０の曲率から自車両４０の予測進路を推定する。

規制値演算部１３は、物標認識部１１から物標の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘを取得し、走行状態判定部１２から自車両が直進状態であるか否かの判定結果を取得する。そして、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘ及び判定結果を用いて自車両の進行方向前方に判定領域を設定する。このとき、規制値演算部１３は設定手段として機能する。この判定領域は、自車両の進行方向前方における領域であり、自車両の進路上に物標が存在する可能性があるか否かを判定するためのものである。この判定領域の、自車両の進行方向に直交する方向である横方向の幅は、自車両の進行方向を示す直線を横方向の中心線として、右方向について右方規制値ＸＲにより設定し、左方向について左方規制値ＸＬにより設定する。物標が進行方向の右方に位置する場合、左方規制値ＸＬは求めなくてもよい。同様に、物標が進行方向の左方に位置する場合、右方規制値ＸＲは求めなくてもよい。なお、以下の説明において、物標が右方に存在するものとして説明する。また、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬを求める処理は、物標が複数存在する場合には、各物標に対して行われ、判定領域は各物標に対して設定される。

右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬは、走行状態判定部１２により求められた、自車両が直進状態であるか否かの判定結果と、物標認識部１１によって求められた、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘとにより、求められる。なお、右方規制値ＸＲの算出方法と左方規制値ＸＬの算出方法とは、同様のものであるため、以下の説明において、左方規制値ＸＬについての説明を省略する。

まず、走行状態判定部１２が、自車両４０が直進していると判定した場合について、図３を用いて説明する。なお、図中では、自車両４０の右方への横方向をｘ軸正方向とし、進行方向をｙ軸正方向としている。

右方規制値ＸＲは、式（１）に示すように、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒに、右方補正値ΔＸＲを加算することにより得られる。

ＸＲ＝ＸＲ＿ｓｔｒ＋ΔＸＲ・・・（１）
式（１）において、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒは、自車両４０が直進している場合に用いられる定数であり、例えば自車両４０の幅に基づいて予め定められたものである。一方、右方補正値ΔＸＲは、式（２）に示すように、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの絶対値に係数αを乗算して得られる。

ΔＸＲ＝｜Ｖｐｅｄ＿ｘ｜×α・・・（２）
この係数αは、上述した物標６０の種別ごとに設定される値である。すなわち、例えば物標６０が車両である場合には、横方向への急激な移動を行うことは少ない。一方、物標６０が歩行者である場合、横方向への急激な移動を行う場合があり、衝突を回避するには、その横方向への移動に対して速やかに対応する必要がある。したがって、物標６０が歩行者である場合には、物標６０が車両である場合に比べて、係数αを大きく設定する。若しくは、物標６０が車両である場合には、係数αをゼロとしてもよい。また、第１検知情報のみによって検知された物標６０については、存在の信ぴょう性が低く、その物標６０に対して衝突を回避する制御を行えば、不要な作動となる可能性がある。そのため、この場合には、係数αを相対的に小さく、若しくはゼロとする。

なお、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘが、物標６０が自車両４０の正面に近づく速度を示す場合、その符号は負となる。したがって、物標６０が右方に存在しており、且つ、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの符号が正である場合には、その物標６０は横方向について自車両４０から遠ざかるように動いていることを意味する。この場合には、その物標６０を判定領域外に位置しやすくすべく、右方補正値ΔＸＲをゼロとする。なお、物標６０が左方に存在する場合には、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘが、物標６０が自車両４０の進行方向に近づく速度を示す場合、その符号は正となる。したがって、物標６０が左方に存在しており、且つ横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの符号が負である場合には、左方補正値ΔＸＬをゼロとする。

また、右方規制値ＸＲには上限値Ｘｍａｘが設けられている。これは、物標６０の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘに応じて、際限なく右方規制値ＸＲを増加させれば、自車両４０の進路上に移動する可能性の少ない物標６０までも、判定領域に存在すると判定し、不要作動が発生する可能性が生ずるためである。

この右方規制値ＸＲと横速度Ｖｐｅｄ＿ｘとの関係について、図４に示す。図４では、横軸を横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの絶対値としており、縦軸を右方規制値ＸＲとしている。

横速度Ｖｐｅｄ＿ｘがゼロである場合には、右方補正値ΔＸＲはゼロであるため、右方規制値ＸＲは右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒと等しい値をとる。続いて、右方補正値ΔＸＲは横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの絶対値に比例して増加するため、右方規制値ＸＲも直線的に増加する。そして、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒに右方補正値ΔＸＲを加算した値が上限値Ｘｍａｘ以上であれば、右方規制値ＸＲは上限値Ｘｍａｘとなる。

続いて、走行状態判定部１２が、自車両４０が直進状態でないとの判定した場合の判定領域について図５を用いて説明する。この判定領域は、自車両４０の進路が曲線である場合でも、直線として補正される。この補正は、自車両４０の走行状態判定部１２により推定された予測進路に基づいて行われる。すなわち、物標６０の横方向の位置は、自車両４０の進路に直交する方向の乖離量を示すこととなる。

右方規制値ＸＲは、式（３）に示すように、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙに、右方補正値ΔＸＲを加算することにより得られる。

ＸＲ＝ＸＲ＿ｓｗａｙ＋ΔＸＲ・・・（３）
式（３）において、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙは、自車両４０が旋回している場合に用いられる定数であり、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒよりも小さい値である。一方。右方補正値ΔＸＲは、自車両４０が直進している場合と同様に求めるため、その説明を省略する。また、右方規制値ＸＲには、自車両４０が直進している場合と同様に上限値Ｘｍａｘが設けられている。

この右方規制値ＸＲと横速度Ｖｐｅｄ＿ｘとの関係について、図６に示す。図６では、横軸を横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの絶対値としており、縦軸を右方規制値ＸＲとしている。

横速度Ｖｐｅｄ＿ｘがゼロである場合には、右方補正値ΔＸＲはゼロであるため、右方規制値ＸＲは右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙと等しい値をとる。続いて、右方補正値ΔＸＲは横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの絶対値に比例して増加するため、右方規制値ＸＲも直線的に増加する。そして、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙに右方補正値ΔＸＲを加算した値が上限値Ｘｍａｘ以上であれば、右方規制値ＸＲは上限値Ｘｍａｘとなる。このとき、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙは右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒよりも小さい値であるため、右方規制値ＸＲが上限値Ｘｍａｘとなる横速度Ｖｐｅｄ＿ｘは、自車両４０が直進している場合と比較して、より大きいものとなる。

すなわち、物標６０が移動していない場合や、右方向へと移動している場合において、自車両４０が右方向へと旋回する場合、物標６０の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘは自車両４０に対する相対速度であるため、左方向への移動を示す負の値となる場合がある。また、物標６０が左方向へと移動している場合には、自車両４０の右方向への旋回に伴い、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘがより大きな値となる場合がある。この点、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙを右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒに比べて小さくすることにより、物標６０の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘに比例して大きくなる右方補正値ΔＸＲに対する、自車両４０の旋回の影響を抑制している。

なお、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬは、自車両４０の走行状態及び物標６０の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘとの関係をテーブルとしてメモリに予め記憶しておき、そのメモリから読み出して用いてもよいし、演算によって求めてもよい。

続いて、図７を用いて、物標６０が自車両４０の進路上に存在するか否かの判定方法について説明する。この処理は、物標６０が複数存在する場合には、各物標６０について行われる。作動判定部１４は、規制値演算部１３から取得した右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬと、物標認識部１１から取得した物標６０の横位置とにより、その物標６０が判定領域内に位置するか否かを判定する。このとき、作動判定部１４は、存在判定手段として機能する。物標６０が判定領域内に存在すると判定すれば、衝突時間演算手段として機能し、物標認識部１１から取得した縦速度Ｖｐｅｄ＿ｙ及び縦距離により、自車両４０と物標６０との衝突までの時間である衝突予測時間を算出する。このとき、縦速度Ｖｐｅｄ＿ｙの代わりに相対加速度を用いてもよい。

算出された衝突予測時間は、予め定められた値である、安全装置の作動タイミングと比較される。この作動タイミングは、安全装置である警報装置３１、ブレーキ装置３２、及びシートベルト装置３３について、それぞれ設定されている。具体的には、警報装置３１の作動タイミングは、最も大きい値として設定されている。これは、警報装置３１により運転者が衝突の危険性に気づき、ブレーキペダルを踏み込めば、運転支援ＥＣＵ１０がブレーキ装置３２へ制御指令を行うことなく衝突を回避できるためである。

ブレーキ装置３２についての作動タイミングは、ブレーキアシスト機能と自動ブレーキ機能とについて、別に設けられている。これらの作動タイミングについては、同じ値であってもよく、異なるものであってもよい。

このように、作動タイミングを設定しているため、自車両４０と物標６０とが接近し、衝突予測時間が小さくなった場合、衝突予測時間は最初に警報装置３１の作動タイミングとなる。このとき、作動判定部１４から制御処理部１５へと警報装置３１の作動判定信号が送信され、制御処理部１５はその作動判定信号を受信することにより警報装置３１へ制御指令信号を送信する。これにより、警報装置３１が作動し、運転者へ衝突の危険を報知する。

警報装置３１が作動した後、運転者によりブレーキペダルが踏まれていない状態で、自車両４０と物標６０とがさらに接近し、衝突予測時間がさらに小さくなった場合、衝突予測時間は自動ブレーキ機能の作動タイミングとなる。このとき、作動判定部１４から制御処理部１５へと自動ブレーキ機能の作動判定信号が送信され、制御処理部１５はその作動判定信号を受信することにより、ブレーキ装置３２及びシートベルト装置３３へ制御指令信号を送信する。これにより、ブレーキ装置３２が作動し、自車両４０の制動制御がなされるとともに、シートベルト装置３３が作動し、シートベルトの引き込みの予備動作が行われる。

一方、運転者によりブレーキペダルが踏まれているにもかかわらず、衝突予測時間が小さくなれば、衝突予測時間はブレーキアシスト機能の作動タイミングとなる。このとき、作動判定部１４から制御処理部１５へとブレーキアシスト機能の作動判定信号が送信され、制御処理部１５はその作動判定信号を受信することにより、ブレーキ装置３２及びシートベルト装置３３へ制御指令信号を送信する。これにより、ブレーキ装置３２が作動し、運転者によるブレーキペダルの踏込量に対する制動力を増加させる制御がなされるとともに、シートベルト装置３３が作動し、シートベルトの引き込みの予備動作が行われる。

なお、これら安全装置を作動させるうえで、作動判定部１４と制御処理部１５とが協働して、作動手段として機能する。

上記構成により、本実施形態に係る車両制御装置は以下の効果を奏する。

・物標６０の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘに基づいて右方補正値ΔＸＲ及び左方補正値ΔＸＬを補正しているため、その右方補正値ΔＸＲ及び左方補正値ΔＸＬに基づいて設定される判定領域は、物標の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘが大きくなるほど、広く設定される。そのため、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘが大きい物標６０について、自車両の進路上に存在するとの判定をより早く行うことができる。その結果として、衝突の可能性の判定をより早期に行うことができ、警報装置３１等の安全装置をより早期に作動させることができる。

・右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙ及び左方旋回基準値ＸＬ＿ｓｗａｙを、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒ及び左方直進基準値ＸＬ＿ｓｔｒよりも小さい値とすることにより、自車両４０が直進していない場合の右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬが、自車両４０が直進している場合よりも、小さくなるようにしている。こうすることにより、自車両４０が旋回をしている場合において、横方向への移動をしていない物標６０が、横方向への移動をしてものとして検出されたとしても、その物標６０が自車両４０の進路上に存在すると判定される可能性を低くすることができる。

・右方補正値ΔＸＲ及び左方補正値ΔＸＬを求める際に、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘに乗算する係数αについて、物標の種別に応じて変化させている。これにより、物標が急激な横移動を行う歩行者等である場合には、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬをより大きく設定することができ、歩行者等との衝突をより好適に回避することができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬに、上限値Ｘｍａｘに加えて下限値Ｘｍｉｎを設ける点が、第１実施形態と異なっている。この下限値Ｘｍｉｎは、少なくとも、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙ及び左方旋回基準値ＸＬ＿ｓｗａｙよりも大きい値に設定される。なお、この下限値Ｘｍｉｎについては、例えば自車両の幅に準ずる値とすればよい。

自車両が直進状態でない場合の、右方規制値ＸＲと横速度Ｖｐｅｄ＿ｘとの関係について、図８に示す。図８では、横軸を横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの絶対値としており、縦軸を右方規制値ＸＲとしている。

横速度Ｖｐｅｄ＿ｘが小さい場合には、右方補正値ΔＸＲも小さいため、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙに右方補正値ΔＲを加算した値は、下限値Ｘｍｉｎよりも小さくなる。そのため、右方規制値ＸＲは、下限値Ｘｍｉｎとなる。横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの値が所定以上であれば、第１実施形態と同様に、右方規制値ＸＲは横速度Ｖｐｅｄ＿ｘに比例するものとなり、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘがさらに大きければ、右方規制値ＸＲは、上限値Ｘｍａｘとなる。

なお、自車両が直進状態である場合には、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬは、横速度Ｖｐｅｄ＿ｘに関わらず下限値Ｘｍｉｎよりも大きい値となる。そのため、右方規制値ＸＲと横速度Ｖｐｅｄ＿ｘとの関係は、第１実施形態の図４で示したものと同様である。

上記構成により、本実施形態に係る車両制御装置は、第１実施形態に係る車両制御装置が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。

・下限値Ｘｍｉｎを設けることにより、自車両が旋回中であり、且つ、物標６０の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘが小さい場合に、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬを下限値Ｘｍｉｎとすることができる。これにより、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬが過剰に小さくなることを抑制することができ、物標が自車両の進路上に位置するにもかかわらず、自車両の進路状に位置しないものとして判定されることを抑制することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態に係る車両制御装置は、全体構成は第１実施形態と同様であり、規制値演算部１３が実行する処理の一部が異なっている。

第１実施形態において述べたように、レーダ装置２１は、所定の検知角に入る領域を検知範囲とし、検知範囲内の物標の位置を検出するものである。ところが、物標の位置の演算を行った際に、検知範囲外の位置を算出することもある。この場合、その算出された位置には実際に物標が存在しないにもかかわらず物標が存在するとされ、その物標に対して衝突の危険性があるか否かの判定を行えば、安全装置の不要な作動を行うこととなる。そこで、本実施形態では、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬに対して、レーダ装置２１の検知範囲に基づく制限を行う。

図９は、センサの検知範囲Ｘｌｉｍと、その検知範囲Ｘｌｉｍにより制限される右方規制値ＸＲとを示す図である。図９では、横軸を縦位置（自車両の進行方向を示すｙ軸の値）としており、縦軸を、右方規制値ＸＲ及び検知範囲Ｘｌｉｍのｘ軸方向の幅を示している。

右方規制値ＸＲは、縦位置によらず、一定の値をとる。一方、検知範囲Ｘｌｉｍは、レーダ装置２１の検知角に基づいて、その幅が定まるものである。検知範囲Ｘｌｉｍは、縦位置がゼロの場合には検知範囲Ｘｌｉｍもゼロであり、縦位置が大きくなるにしたがって検知角に基づいて直線的に大きくなり、縦位置がｙ１となれば一定の値をとる。このとき、検知範囲Ｘｌｉｍの幅が直線的に大きくなる区間における縦位置がｙ２である点において、検知範囲Ｘｌｉｍと右方規制値ＸＲとは等しい値をとり、交差する。

したがって、判定領域は、縦位置がｙ２となるまでは検知範囲Ｘｌｉｍに基づくものとなり、縦位置がｙ２よりも大きい場合には、右方規制値ＸＲに基づくものとなる。図９では、この判定領域に対して、斜線を付してある。

なお、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬの上限値Ｘｍａｘについて、検知範囲Ｘｌｉｍの最大幅よりも大きい値とした場合には、右方規制値ＸＲ及び／又は左方規制値ＸＬが検知範囲Ｘｌｉｍの最大幅よりも大きい値をとり得る。この場合には、判定領域と検知範囲Ｘｌｉｍとが等しくなる。しかしながら、検知範囲外の物標については、そもそもその位置を正確に検知できないため、上限値Ｘｍａｘについては、検知範囲Ｘｌｉｍの最大幅よりも小さく設定することが一般的である。

上記構成により、本実施形態に係る車両制御装置は、第１実施形態に係る車両制御装置が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。

・レーダ装置２１は所定の検知角で広がる検知範囲内の物標を検知するものであるため、レーダ装置２１により検知することができない範囲が存在する。ところが、以前に検知していた物標を検知できなくなった場合、その物標の位置を所定期間保持するため、その位置が検知範囲Ｘｌｉｍ外となることがある。また、位置の誤算出などによって、検知範囲Ｘｌｉｍ外に物標の位置を検出することも起こり得る。これらの物標の位置に基づいて安全装置を作動させれば、その作動は不要な作動となる。この点、本実施形態では、判定領域を検知範囲Ｘｌｉｍにより規制しているため、検知範囲Ｘｌｉｍ外に存在する物標については、自車両の進路上に存在すると判定することがない。したがって、安全装置の不要な作動を抑制することができる。

＜第４実施形態＞
第１実施形態では、上述した通り、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬに基づく判定領域を自車両４０の進行方向前方に設定している。そして、その判定領域に物標６０が存在するか否かによって、衝突の危険性があるか否かを判定している。この点、本実施形態では、物標６０の移動軌跡を予測し、自車両４０と衝突すると予測される位置である衝突横位置６２を求める。そして、その衝突横位置６２が、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬにより規定される範囲内に位置するか否かを判定することにより、衝突の可能性があるか否かを判定している。

図１０に、作動判定部１４が行う判定方法の概要を示す。右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬは、第１実施形態と同様に求められるものであるため、その説明を省略する。物標６０の過去位置６１は、所定期間に亘って位置履歴として記憶され、その過去位置６１と、物標６０の現在位置とから、物標６０の移動軌跡を推定する。この移動軌跡に沿って物標６０が移動すると仮定し、自車両４０の前端と物標６０との縦位置がゼロとなる点の横位置を、衝突横位置６２として求める。このとき、作動判定部１４は、算出手段として機能する。

衝突横位置６２は、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬと、それぞれ比較される。そして、衝突横位置６２が、右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬにより規定される範囲内に位置していれば、自車両４０が物標６０と衝突する可能性があると判定する。なお、自車両４０が物標６０と衝突する可能性があると判定した後の処理に関しては、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ところで、物標６０が右方に存在している場合においても、物標６０の移動履歴によっては、衝突横位置６２が左方に求められることがある。このため、本実施形態では、物標６０が右方に存在しているとしても、左方規制値ＸＬも右方規制値ＸＲと同様に算出する。なお、このとき、右方規制値ＸＲと左方規制値ＸＬとは同じ値であっても異なる値であってもよい。

上記構成により、本実施形態に係る車両制御装置は、第１実施形態の車両制御装置が奏する効果に加えて以下の効果を奏する。

・物標６０が自車両４０の進路に接近するように移動する場合、横位置が規制値に基づく範囲外に位置している場合においても、その物標６０の位置がレーダ装置２１の検知範囲内であれば、その物標６０の衝突横位置６２を算出することができる。本実施形態では、衝突横位置６２と右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬとにより、物標６０との衝突可能性を判定しているため、物標６０の現在位置を用いる場合と比較して、より早期に衝突の可能性を判定することができる。

＜第５実施形態＞
本実施形態に係る車両制御装置は、走行状態判定部１２による、自車両４０が直進しているか否かの判定処理が、第１実施形態と異なっている。具体的には、自車両４０にはヨーレートセンサが設けられており、このヨーレートセンサを用いて自車両４０の旋回方向の加速度を検出して、自車両４０が蛇行しているか否かを判定する。

図１１（ａ）は自車両４０が直進する場合の走行履歴を示しており、図１１（ｂ）は自車両４０が蛇行している場合の走行履歴を示している。走行状態判定部１２は、ヨーレートセンサの検知履歴を所定期間に亘って蓄積する。図１１（ａ）に示すように、車両が直進している場合には、ヨーレートセンサの検出履歴４１は略直線状となる。一方、図１１（ｂ）に示すように、自車両４０が蛇行している場合には、ヨーレートセンサの検知履歴４２は、略直線状とならず曲線状となる。この場合において、検知履歴の変化の幅が所定値よりも大きければ、自車両４０が蛇行しているとして判定すればよい。

上記構成により、本実施形態に係る車両制御装置は、第１実施形態に準ずる効果を奏する。

＜変形例＞
・各実施形態において、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒ及び左方直進基準値ＸＬ＿ｓｔｒと、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙ及び左方旋回基準値ＸＬ＿ｓｗａｙとを設けるものとしている。これらについて、自車両の速度、相対速度、道路の曲率等に応じて変化させてもよい。例えば、自車両の速度が大きい場合や、相対速度が大きい場合では、そうでない場合と比較して、相対的に衝突の危険が大きくなる。そのため、この場合には、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒ及び左方直進基準値ＸＬ＿ｓｔｒと、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙ及び左方旋回基準値ＸＬ＿ｓｗａｙをより大きく設定する。若しくは、係数αとして、より大きな値を採用する。これは衝突予測時間が短く算出された物標についても同様である。また、道路の曲率が大きい場合には、物標の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの検出が不正確なものとなるため、この場合には、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙ及び左方旋回基準値ＸＬ＿ｓｗａｙをより小さく設定するものとしてもよい。

・上限値Ｘｍａｘについて、自車両の走行状態に応じて可変に設定してもよい。上述した通り、自車両の速度が大きい場合や相対速度が大きい場合では、相対的に衝突の危険が大きくなる。そのため、この場合には上限値Ｘｍａｘを大きくすればよい。これは衝突予測時間が短く算出された物標についても同様である。また、道路の曲率が大きい場合には、物標の横速度Ｖｐｅｄ＿ｘの検出が不正確となるため、上限値Ｘｍａｘを小さくすればよい。また、下限値Ｘｍｉｎについても、同様に、自車両の走行状態に応じて可変に設定してもよい。

・各実施形態において、警報装置３１を作動させる右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬ（第１規制値）と、ブレーキ装置３２及びシートベルト装置３３を作動させる右方規制値ＸＲ及び左方規制値ＸＬ（第２規制値）とを異なるものとしてもよい。上述した通り、警報装置３１は、ブレーキ装置３２及びシートベルト装置３３よりも早く作動させるものである。そのため、第１規制値を第２規制値よりも大きく設定することで、警報装置３１をより作動させやすくしてもよい。

・各実施形態において、自車両が右方向に旋回しているか、左方向に旋回しているかに応じて、右方旋回基準値ＸＲ＿ｓｗａｙ及び左方旋回基準値ＸＬ＿ｓｗａｙの値を変化させるものとしてもよい。

・各実施形態において、右方規制値ＸＲに上限値Ｘｍａｘを設けるものとしたが、上限値Ｘｍａｘは必ずしも設ける必要はない。特に、第４実施形態で示したように、検知範囲Ｘｌｉｍにより判定領域を制限する場合、その判定領域による制限を、上限値Ｘｍａｘの代わりとして用いることができる。

・第２実施形態では、下限値Ｘｍｉｎを右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒ及び左方直進基準値ＸＬ＿ｓｔｒよりも小さくしているが、下限値Ｘｍｉｎを右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒ及び左方直進基準値ＸＬ＿ｓｔｒよりも大きくしてもよい。

・第１実施形態では、撮像装置２２により撮像された走行区画線５０に基づいて、自車両４０が直進状態であるか否かを判定している。この点、図１２に示すように、レーダ装置２１によりガードレール等の道路構造物５１の複数箇所の位置５１ａを検知し、その検知した位置５１ａに基づいて、自車両４０が直進状態であるか否かを判定してもよい。また、図１３に示すように、自車両４０が先行車両５２に追従している状況では、その先行車両の位置５２ａの検出履歴を用いてその先行車両５２が直進しているか否かを判定し、その判定結果を用いるものとしてもよい。

・各実施形態では、右方直進基準値ＸＲ＿ｓｔｒ又は右方旋回基準値ＸＬ＿ｓｗａｙに、右方補正値ΔＸＲを加算することにより、右方規制値ＸＲを求めているが、乗算することにより求めてもよい。左方規制値ＸＬについても同様である。

・上記実施形態では、車両の前方に存在する障害物に対して衝突を回避するものとしているが、これに限定されるものではなく、車両の後方に存在する障害物を検出するようにして、その障害物に対して衝突を回避するシステムに適用しても良い。なお、進行方向前方とは、車両が前進している場合には車両の前方のことを意味するが、車両が後退している場合には車両の後方ことを意味する。

・各実施形態では、安全装置として警報装置３１、ブレーキ装置３２、及びシートベルト装置３３を挙げたが、安全装置はこれらに限られることはない。

・各実施形態では、自車両が運転者により運転されるものとしたが、車両制御ＥＣＵ等によって自動的に運転がなされるものに対しても同様に適用することができる。この場合には、作動判定部１４及び制御処理部１５は、警報装置３１、及びブレーキ装置３２のブレーキアシスト機能については機能させず、ブレーキ装置３２の自動ブレーキ機能、及びシートベルト装置３３について機能させるものとすればよい。

１０…運転支援ＥＣＵ、１１…物標認識部、１２…走行状態判定部、１３…規制値演算部、１４…作動判定部、４０…自車両、６０…物標。

Claims (14)

1. 自車両（４０）の進行方向前方に位置する物標（６０）について、自車両の進行方向に直交する横方向における、前記自車両との相対位置である横位置と前記自車両との相対速度である横速度とを取得する取得手段（１１）と、
   前記自車両が直進状態であるか否かを判定する直進判定手段（１２）と、
   前記取得手段が取得した前記横速度と、前記直進判定手段の判定結果とに基づいて、前記横方向の幅範囲を示す規制値を設定する設定手段（１３）と、
   前記物標の前記横位置が前記幅範囲内に存在するか否かに基づいて、前記物標が前記自車両の進路上に存在する可能性があるか否かを判定する存在判定手段（１４）と、を備え、
   前記設定手段は、前記規制値の設定により、前記横速度が前記幅範囲に向かう側に大きいほど前記幅範囲を前記物標側に大きく設定し、且つ、前記直進判定手段が直進状態でないと判定した場合に、前記直進判定手段が直進状態であると判定した場合よりも、前記幅範囲の前記物標側への大きさを小さく設定することを特徴とする、車両制御装置（１０）。
2. 前記規制値は、前記直進判定手段の判定結果に基づいて設定される第１規制値と、前記横速度に基づいて設定される第２規制値とを加算したものであることを特徴とする、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記設定手段は、前記規制値に基づく領域を前記自車両の進行方向前方に設定し、
   前記存在判定手段は、前記物標が前記領域内に存在するか否かに基づいて判定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記取得手段は、自車両に設けられたセンサ装置（２１）の検知情報に基づいて、前記横位置及び前記横速度を取得し、
   そのセンサ装置には、前記物標を検知可能な範囲である検知範囲が対応付けられており、
   前記設定手段は、前記センサ装置の前記検知範囲に基づいて、前記領域を制限することを特徴とする、請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記取得手段は、前記物標について、前記自車両の進行方向における前記自車両との相対位置である縦位置をさらに取得し、
   前記縦位置と前記横位置との履歴に基づいて前記物標の移動軌跡を推定し、前記移動軌跡において、前記縦位置が前記自車両の前端部の位置であるときの前記物標の前記横位置を、衝突横位置として算出する算出手段をさらに備え、
   前記存在判定手段は、前記衝突横位置が前記規制値以内であるか否かにより、前記物標が前記自車両の進路上に存在するか否かを判定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
6. 前記取得手段は、複数の前記物標について、前記横位置及び前記横速度を取得し、
   前記設定手段は、前記物標のそれぞれについて、前記規制値を設定し、
   前記存在判定手段は、前記物標のそれぞれについて、前記自車両の進路上に存在する可能性があるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記設定手段は、前記自車両の進行方向の右方と左方とについて、前記物標の横位置及び前記直進判定手段の判定結果の少なくとも一方に基づいて、それぞれ前記規制値を設定することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記物標の種別を判別する種別判別手段をさらに備え、
   前記設定手段は、前記種別に応じて、前記規制値を変化させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 前記取得手段は、前記自車両の進行方向について、前記物標の相対位置である縦位置と、前記自車両と前記物標との相対速度及び相対加速度の少なくとも一方を取得し、
   前記縦位置と、前記縦位置と前記相対速度又は相対加速度とに基づいて、自車両と物標とが衝突する時間を予測する衝突時間演算手段と、
   前記存在判定手段の判定結果と、前記衝突時間演算手段が予測した前記時間に基づいて、自車両に備えられたブレーキ装置を作動させる作動手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両制御装置。
10. 前記作動手段は、前記存在判定手段の判定結果と、前記衝突時間演算手段が予測した前記時間に基づいて、自車両に備えられた警報装置をさらに作動させ、
    前記設定手段は、前記規制値として、前記警報装置を作動させるか否かを判定する第１規制値と、前記ブレーキを作動させるか否かの判定する第２規制値とをそれぞれ設定し、前記第１規制値は前記第２規制値よりも大きいことを特徴とする、請求項９に記載の車両制御装置。
11. 前記取得手段は、
    探査波を送信するとともに、物標により反射された反射波を受信するレーダ装置（２１）から、その反射波に基づく位置を、自車両に対する物標の相対位置である第１位置として取得する第１取得手段と、
    撮像装置（２２）により撮像された物標の画像に基づく位置を、自車両に対する物標の相対位置である第２位置として取得する第２取得手段と、を備え、
    前記設定手段は、前記第１位置と前記第２位置とが共に検知された物標について、前記規制値をより大きく設定することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
12. 前記規制値には、上限値と下限値との少なくとも一方が設定されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の車両制御装置。
13. 前記規制値は、前記自車両の速度及び前記自車両と前記物標との相対速度との少なくとも一方に応じて、可変に設定されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の車両制御装置。
14. 自車両の進行方向前方に位置する物標について、自車両の進行方向に直交する横方向における、前記自車両との相対位置である横位置と前記自車両との相対速度である横速度とを取得する取得ステップと、
    前記自車両が直進状態であるか否かを判定する直進判定ステップと、
    前記取得ステップで取得した前記横速度と、前記直進判定ステップの判定結果とに基づいて、前記横方向の幅範囲を示す規制値を設定する設定ステップと、
    前記物標の前記横位置が前記幅範囲内に存在するか否かに基づいて、前記物標が前記自車両の進路上に存在する可能性があるか否かを判定する存在判定ステップと、を備え、
    前記設定ステップでは、前記規制値の設定により、前記横速度が前記幅範囲に向かう側に大きいほど前記幅範囲を前記物標側に大きく設定し、且つ、前記直進判定ステップで直進状態でないと判定した場合に、前記直進判定ステップで直進状態であると判定する場合よりも、前記幅範囲の前記物標側への大きさを小さく設定することを特徴とする、車両制御方法。

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