JP6654820B2 - 運転支援装置、及び運転支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の進行方向に存在する物体を検知して車両を制御する運転支援装置、及びその運転支援装置が実行する運転支援方法に関する。

従来、超音波センサ等の測距センサを車両に搭載し、先行車両や歩行者、道路上の構造物等の車両周辺に存在する物体を検知するとともに、その物体検知結果に基づいて、車両の走行安全性を向上させるための各種制御、例えば、制動装置の作動や、運転者への報知等を行う運転支援装置が提案されている。

このような運転支援装置が搭載された車両では、駐車時等、運転者が物体へにじり寄りたい場合においても、物体への過度な接近であると判定し、不要な作動を起こすことがある。そのため、運転者の意思に応じて、物体へ接近可能な距離を設定する必要がある。この点、物体との距離の目標値を、運転者が設定可能としたものとして、特許文献１に記載の運転支援装置がある。

特開２０１４−９１３５１号公報

特許文献１に記載の運転支援装置では、運転者が距離の目標値を入力可能であるものの、その距離は一律に設定されるものであり、また、運転者が状況を判断して距離を入力するとも限らない。そのため、必ずしも、運転者の操作意思に応じた運転支援が可能であるとはいえない。

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、運転者の操作に応じて、衝突回避装置を作動させる距離を適切に設定することができる運転支援装置、及び運転支援方法を提供することにある。

本発明は、車両の進行方向前方に位置する物体との距離に応じて、前記車両に搭載された衝突回避装置を作動させる運転支援装置であって、前記車両の前記進行方向前方への車輪の転がりを抑制する走行抵抗が存在するか否かを判定する抵抗判定部と、前記車両の運転者によるアクセル操作がなされているか否かを判定する操作判定部と、前記衝突回避装置を作動させる距離である作動距離を設定する距離設定部と、を備え、前記距離設定部は、前記抵抗判定部が、前記走行抵抗が存在すると判定し、且つ、前記操作判定部が、前記アクセル操作がなされていると判定した場合に、前記走行抵抗が存在しない場合よりも前記作動距離を小さい値に設定する。

平坦な路面では、クリープ現象により車両を移動させることが可能である。そのため、車両を物体に接近させる際に、運転者はアクセル操作を行わず、ブレーキ操作を行うこととなる。この場合では、運転者がアクセル操作を行えば、そのアクセル操作は踏み間違えの可能性があるため、より早く車両を停止させる必要がある。一方で、登坂路であったり、段差が存在していたりする等、路面に走行抵抗が存在する場合には、クリープ現象により車両を移動させることができない。ゆえに、運転者はアクセル操作により車両を移動させて、物体に接近させることとなる。このとき、平坦な路面である場合と同様に、運転者のアクセル操作を踏み間違えであると判定すれば、衝突回避装置の作動により車両を物体に接近させることができないため、運転者は煩わしさを感ずることとなる。

この点、上記構成では、走行抵抗が存在し、且つ、運転者によるアクセル操作がなされていると判定した場合に、衝突回避装置を作動させる距離である作動距離をより小さい値に設定している。これにより、運転者がアクセル操作により物体へ接近させる状況で、衝突回避装置の作動が早期に行われることを抑制することができる。ゆえに、運転者の意思に応じた運転支援を可能とすることができる。

運転支援装置の概略図である。 車両が登坂路で壁に接近する状況を示す図である。 車両が段差を越えて壁に接近する状況を示す図である。 実施形態に係る処理を示すフローチャートである。

以下、車両に搭載される運転支援装置として具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る運転支援装置は、測距センサから物体の検知情報を受信することにより、車両の周囲に存在する物体として例えば他の車両や道路構造物等を検知する。まず、本実施形態に係る車両の運転支援装置の概略構成について図１を用いて説明する。

図１において、車両１０は、運転支援装置である運転支援ＥＣＵ２０を備えている。車両１０には、センサとして、車輪速センサ３１、アクセルセンサ３２、ブレーキセンサ３３、加速度センサ３４及び測距センサ３５が備えられており、各センサ３１〜３５は、運転支援ＥＣＵ２０に接続されている。運転支援ＥＣＵ２０は、各センサ３１〜３５からの信号を受信し、ブレーキ４２へ制御信号を送信することにより、衝突防止制御を実施する。なお、このとき、ブレーキ４２は、運転支援ＥＣＵ２０からの指令により衝突防止装置として機能することとなる。

運転支援ＥＣＵ２０はマイコン、ワイヤハーネスのインタフェースなどを搭載しており、マイコンは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、ＣＡＮ通信装置等を備えた公知の構成を有する。

車輪速センサ３１は、所定周期でパルス信号を出力するパルス検出式である。本実施形態では、車輪と共に回転するロータに設けられた複数の凸部の通過に応じて、所定周期でパルス信号を出力する電磁ピックアップ式を用いている。運転支援ＥＣＵ２０は、車輪速センサ３１の検出信号を受信し、入力された検出信号のパルス間隔に基づいて車速を算出する。

アクセルセンサ３２は、アクセルペダルの踏込量を検出するセンサである。運転支援ＥＣＵ２０は、アクセルセンサ３２の検出信号を受信して要求トルク（要求空気量）を求め、その要求トルクに基づいてエンジン４１へ制御信号を送信する。ブレーキセンサ３３は、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサである。運転支援ＥＣＵ２０は、ブレーキセンサ３３の検出信号を受信して、ブレーキ４２へ制御信号を送信する。

加速度センサ３４は、センサ自身に加わる力に基づき車両１０の加速度を感知するものであり、例えば静電容量型やピエゾ抵抗型などを用いる。加速度センサ３４では、車両１０が平坦な路面に停車しており、車両１０に対して垂直に重力加速度が働く状態の加速度を基準としている。すなわち、傾斜した路面においてその傾斜方向を車両進行方向として車両１０が停車している状態では、その傾斜に応じた車両１０の進行方向についての加速度が検出されることとなる。加速度センサ３４が検出した加速度は、運転支援ＥＣＵ２０へ入力される。

測距センサ３５は、例えば超音波センサであり、２０〜１００ｋＨｚの超音波を探査波として送信する機能と、物体から反射した探査波を反射波として受信する機能とを有している。本実施形態では、車両前部（例えば前方バンパ）に、車両１０の進行方向に直交する方向（車幅方向）に並ぶように、４つの測距センサ３５が所定の間隔を開けて取り付けられている。具体的には、測距センサ３５は、車両１０の中心線１１の近傍に中心線１１に対して対象位置に取り付けられた２つのセンタセンサ（第１センサ３５ａ，第２センサ３５ｂ）と、車両１０の左コーナ及び右コーナにそれぞれ取り付けられたコーナセンサ３５ｃ，３５ｄとを備えている。なお、車両１０には、車両後部（例えば後方バンパ）にも測距センサ３５が取り付けられているが、センサの取り付け位置及び機能は車両前部の測距センサ３５と同じであるため、ここでは説明を省略する。

運転支援ＥＣＵ２０は、測距センサ３５から受信した物体の検知情報に基づいて、車両周辺の物体の有無を検知する。具体的には、運転支援ＥＣＵ２０は、測距センサ３５に制御信号を送信し、所定時間間隔（例えば、数百ミリ秒間隔）の送信機会ごとに探査波を送信するように指令する。続いて、運転支援ＥＣＵ２０が、測距センサ３５から物体の検知情報を受信すると、その受信した検知情報に基づいて、車両周辺の物体の有無を判断する。そして、車両１０の進行方向前方に物体が存在すると判断した場合には、距離設定部２３がその物体との衝突を回避すべく、ブレーキ４２を作動させる距離である作動距離として、基準値を設定する。作動判定部２４は、車両１０と物体との距離が作動距離よりも小さいか否かを判定し、車両１０と物体との距離が作動距離よりも小さければ、ブレーキ４２を作動させる指令を送信する。このときに、エンジン４１に対して駆動力を抑制する制御を同時に行うものとしてもよい。

このエンジン４１の駆動力は、オートマチックトランスミッションを介して、車両１０の車輪へ伝達される。このオートマチックトランスミッションでは、クラッチ機構にトルクコンバータを採用しており、車輪への駆動力の伝達を完全に切断することができない。そのため、低速走行時に運転者によるアクセル操作がなされていない場合でも、エンジン４１からの駆動力が車輪へ伝達され、クリープ現象が生ずる。

なお、本実施形態では、車両１０が低速走行している場合において、車両１０から比較的近い距離（例えば５ｍ以内）に存在する他車両、壁、柱等の物体を測距センサ３５により検知し、その物体に対する衝突回避を行うものとしており、例えば車両１０の駐車時において機能する。

車両１０が低速走行する際に、車輪の転がりを抑制する走行抵抗が存在するか否かにより、運転者による操作は異なるものとなる。具体的には、走行抵抗の無い平坦な路面では、クリープ現象により車両１０を移動させることが可能である。そのため、車両１０を物体に接近させる際に、運転者はアクセル操作を行わず、ブレーキ操作を行うこととなる。この場合では、運転者がアクセル操作を行えば、そのアクセル操作は踏み間違えの可能性があるため、より早く車両１０を停止させる必要がある。

一方で、路面に走行抵抗が存在する場合には、クリープ現象により車両１０を移動させることができない。この走行抵抗が存在する場合について、図２及び図３を用いて説明する。図２に示すように車両１０が傾斜した路面６０（登坂路）を登坂して壁５０に接近する場合、アクセルを踏み込んで車両１０を移動させることとなる。このとき、そのアクセル操作が踏み間違えであると判定すれば、作動距離がより大きく設定されてしまい、図２（ａ）に示すように車両１０と壁５０との距離Ｌが大きい状態でブレーキ４２が作動されることとなる。この点、車両１０が位置する路面６０が登坂路である場合に、運転者によるアクセル操作がなされたら、作動距離を基準値よりも小さく設定すれば、図２（ｂ）に示すように、壁５０に対してより接近させることができるようになる。

同様に、路面６０に段差６１が存在する場合には、図３（ａ）で示すように、車両１０は段差６１に接触した際に一旦停止する。このとき、運転者がアクセルを踏み込むことにより、図３（ｂ）に示すように、段差６１に乗り上げることが可能となる。そして、アクセルの踏込を継続することで、図３（ｃ）に示すように、車両１０を壁５０に接近させることが可能となる。このとき、アクセル操作を踏み間違えであると判定すれば、作動距離がより大きな値として設定される。そのため、図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、車両１０と壁５０との距離Ｌが大きい状態でブレーキ４２が作動し、壁５０に対して十分に接近させることができない場合や、段差６１を乗り越えることができない場合が起こり得る。

そこで、本実施形態では、運転支援ＥＣＵ２０の抵抗判定部２１が、路面６０に走行抵抗が存在するか否かを判定し、操作判定部２２が、運転者によるアクセル操作がなされたか否かを判定する。そして、路面６０に走行抵抗が存在し、且つ、運転者によるがアクセル操作がなされたと判定した場合、距離設定部２３は作動距離を基準値よりも小さい値である補正値に設定し、物体へのにじり寄りを可能とする。

路面６０に走行抵抗が存在する場合とは、主に、図２で示したような車両１０が登坂する場合と、図３で示したような路面６０に段差６１が存在する場合とがある。そこで、各センサ３１〜３４の検出値を用いて、走行抵抗が存在しているか否かを判定する。

具体的には、車両１０が登坂する場合については、車両１０が停止している状態から運転者によるアクセル操作により移動を開始した場合には、停止した状態での加速度センサ３４の検出値により登坂路であると判定し、その判定結果を保持すればよい。また、車輪速センサ３１の検出値の時間微分値と、加速度センサ３４の検出値とを用いて登坂路であるか否かを判定してもよい。

走行抵抗が段差６１である場合には、上述したとおり、車両１０は段差６１に接触することにより一旦停止する。そのため、アクセル操作を検出したにもかかわらず、車両１０が移動できない状態が所定期間継続した場合に、走行抵抗として段差６１が存在すると判定する。なお、車両１０が移動できない状態が所定期間継続したか否かは、加速度センサ３４の検出値及び車輪速センサ３１の検出値の少なくとも一方により検出すればよい。

ところで、走行抵抗が存在する場合に運転者による過剰なアクセル操作がなされた場合には、車両１０が物体に接触するおそれが高まる。そのため、アクセルセンサ３２が検出した操作量（アクセル開度）に対して閾値を設け、操作量（アクセル開度）が閾値を超えた場合には、作動距離を基準値とする。また、登坂路で車両１０を移動させるうえで、路面６０の傾斜が大きいほど、運転者はアクセルの操作量（アクセル開度）を大きくする必要がある。そのため、加速度センサ３４の検出値により勾配を求め、その勾配が大きいほど、アクセル開度と比較する閾値を大きく設定すればよい。

図４は、本実施形態に係る運転支援ＥＣＵ２０が実行する一連の処理を示すフローチャートである。図４の処理は、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。

まず、物体（障害物）を検出したか否かを判定する（Ｓ１０１）。障害物を検出しない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、ブレーキ４２を作動させる必要がないため、一連の処理を終了する。障害物を検出した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、運転者によるアクセル操作がなされているか否かを判定する（Ｓ１０２）。運転者によるアクセル操作がなされていなければ（Ｓ１０２：ＮＯ）、運転者は障害物に対してにじり寄る操作をしていないといえるため、作動距離を基準値に設定する（Ｓ１０６）。運転者によるアクセル操作がなされていれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、走行抵抗が存在するか否かを判定する（Ｓ１０３）。

走行抵抗が存在していなければ（Ｓ１０３：ＮＯ）、にじり寄りにアクセル操作は不要であるため、運転者によるアクセルの踏み間違えである可能性がある。そのため、作動距離を基準値に設定する（Ｓ１０６）。走行抵抗が存在していれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、アクセル開度が閾値よりも小さいか否かを判定する（Ｓ１０４）。アクセル開度が閾値以上である場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、車両１０が急加速したり、車速が過剰なものとなったりする可能性がある。そのため、作動距離を基準値に設定する（Ｓ１０６）。アクセル開度が閾値よりも小さければ（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、運転者によるにじり寄りの操作である可能性が高いため、作動距離を基準値よりも小さい値である補正値に設定する（Ｓ１０５）。

Ｓ１０５の処理及びＳ１０６の処理の一方で、作動距離が求まれば、障害物との距離が作動距離よりも小さいか否かを判定する（Ｓ１０７）。障害物との距離が作動距離よりも小さければ（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、ブレーキ４２を作動させて制動制御を行う（Ｓ１０８）。一方、障害物との距離が作動距離よりも大きければ（Ｓ１０７：ＮＯ）、そのまま一連の処理を終了する。

上記構成により、本実施形態に係る運転支援装置は、以下の効果を奏する。

・走行抵抗が存在し、且つ、運転者によるアクセル操作がなされていると判定した場合に、ブレーキ４２の作動距離を基準値よりも小さい値に設定している。これにより、運転者がアクセル操作により物体へ接近させる状況で、衝突回避装置の作動が早期に行われることを抑制することができる。ゆえに、運転者の意思に応じた運転支援を可能とすることができる。

・走行抵抗が存在しない場合には、運転者によるアクセル操作は誤操作である可能性がある。上記構成では、走行抵抗が存在しない場合には、ブレーキ４２の作動距離を補正値とせず基準値としているため、運転者によるアクセルの誤操作が生じた場合に、適切な距離でブレーキ４２を作動させることができる。

・走行抵抗が存在する場合でも、運転者によるアクセル操作が過剰なものであれば、車両１０が急加速し、物体と接触する可能性がある。上記構成では、アクセルセンサ３２が検出した操作量（アクセル開度）に閾値を設け、操作量（アクセル開度）が閾値よりも小さい場合に作動距離を基準値よりも小さい値に設定している。ゆえに、運転者による操作が物体へのにじり寄りである場合に限定して、作動距離を小さく設定することができる。

・登坂路で車両１０を移動させるうえで、路面の勾配が大きいほど、アクセル開度を大きく設定する必要がある。上記構成では、路面の勾配が大きいほど、アクセル開度と比較する閾値を大きく設定しているため、路面の勾配が大きい状況において、運転者によるアクセル操作が踏み間違えであると誤判定することを抑制することができる。

＜変形例＞
・上記実施形態では、走行抵抗が存在しており、且つアクセル操作がなされている場合に作動距離を基準値よりも小さくするものとした。この点、作動距離を基準値よりも小さくする処理を平坦路においても行ってもよい。具体的には、平坦路では運転者はアクセル操作を行わず、ブレーキ操作により物体に接近するため、ブレーキ操作を検出することにより、作動距離を小さく設定するものとすればよい。

・車両１０が登坂路を走行する場合、車輪速センサ３１により検出される車速は、運転者によるアクセルの操作量（アクセル開度）に対応した速度よりも小さくなる。また、車両１０が路面６０の段差６１を越えるうえで、段差６１で停止せずにその段差６１を乗り越えるとしても、車輪速センサ３１により検出される車速は、運転者によるアクセル操作に対応した速度よりも小さくなる。そこで、上記実施形態において、車速とアクセルセンサ３２が検出した操作量（アクセル開度）とを対応付けておき、車輪速センサ３１から取得した車速の実測値がアクセル開度に対応した車速よりも小さい場合に、走行抵抗が存在するものと判定してもよい。

・上記実施形態では、走行抵抗が存在する場合の例として、登坂路である場合と、路面に段差がある場合とを提示したが、走行抵抗が存在する場合とは、これらに限られない。例えば、非舗装路である場合や、路面に小石や砂利が散乱している場合等では、クリープ現象により走行できないことがある。このような場合でも、上記実施形態と同様に、走行抵抗が存在すると判定するものとしてもよい。なお、この場合に、走行抵抗が存在するか否かの判定については、例えば、上述した、アクセル開度と車速との関係により判定するものとすればよい。

・上記実施形態では、エンジン４１から車輪へ駆動力を伝達するためにトルクコンバータを用いており、それによりクリープ現象が生ずるものとした。この点、トルクコンバータではなく無段変速機等を動力の伝達に採用してもよい。加えて、エンジン４１から車輪への駆動力の伝達を遮断することができるものであっても、クリープ現象を発生させる機能を持たせてあるものであれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、衝突防止装置としてブレーキ４２を作動させるものとしたが、車両１０に搭載されたスピーカを衝突防止装置として利用してもよい。具体的には、車両１０と物体との距離が作動距離よりも小さくなったときに、運転者に対する警告音を発生させ、運転者よる制動操作を促すものとすればよい。なお、ブレーキ４２とスピーカとを共に衝突防止装置として採用してもよい。この場合には、ブレーキ及びスピーカについて、作動距離を等しいものとしてもよいし、異なるものとしてもよい。

・上記実施形態では、車両１０の駆動源をエンジン４１としたが、モータを駆動源とする車両にも同様に適用することができる。

１０…車両、２０…運転支援ＥＣＵ、２１…抵抗判定部、２２…操作判定部、２３…距離設定部。

Claims (8)

1. 車両（１０）の進行方向前方に位置する物体との距離に応じて、前記車両に搭載された衝突回避装置を作動させる運転支援装置（２０）であって、
   前記車両の前記進行方向前方への車輪の転がりを抑制する走行抵抗が存在するか否かを判定する抵抗判定部（２１）と、
   前記車両の運転者によるアクセル操作がなされているか否かを判定する操作判定部（２２）と、
   前記衝突回避装置を作動させる距離である作動距離を設定する距離設定部（２３）と、を備え、
   前記距離設定部は、前記抵抗判定部が、前記走行抵抗が存在すると判定し、且つ、前記操作判定部が、前記アクセル操作がなされていると判定した場合に、前記走行抵抗が存在しない場合よりも前記作動距離を小さい値に設定する、運転支援装置。
2. 前記抵抗判定部は、前記車両が登坂路を走行する場合に、前記走行抵抗が存在すると判定する、請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記抵抗判定部は、前記車両が走行する路面に段差が存在する場合に、前記走行抵抗が存在すると判定する、請求項１に記載の運転支援装置。
4. 前記抵抗判定部は、前記車両の速度と前記アクセル操作の操作量を取得し、取得した前記速度が取得した前記操作量に基づく速度よりも小さい場合に、走行抵抗が存在すると判定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転支援装置。
5. 前記抵抗判定部は、前記車両の進行方向への加速度に基づいて、走行抵抗が存在するか否かを判定する、請求項１又は２に記載の運転支援装置。
6. 前記距離設定部は、前記アクセル操作の操作量を取得し、前記抵抗判定部が、前記走行抵抗が存在すると判定し、且つ、前記操作判定部が、前記アクセル操作がなされていると判定し、且つ、取得した前記操作量が閾値よりも小さい場合に、前記作動距離を前記走行抵抗が存在しない場合よりも小さい値に設定する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の運転支援装置。
7. 前記距離設定部は、前記車両が走行する路面の勾配を取得し、その勾配が大きいほど、前記閾値を大きく設定する、請求項６に記載の運転支援装置。
8. 車両（１０）の進行方向前方に位置する物体との距離に応じて、前記車両に搭載された衝突回避装置を作動させる運転支援装置（２０）が実行する運転支援方法であって、
   前記車両の前記進行方向前方への車輪の転がりを抑制する走行抵抗が存在するか否かを判定する抵抗判定ステップと、
   前記車両の運転者によるアクセル操作がなされているか否かを判定する操作判定ステップと、
   前記衝突回避装置を作動させる距離である作動距離を設定する距離設定ステップと、を実行し、
   前記距離設定ステップでは、前記抵抗判定ステップで、前記走行抵抗が存在すると判定し、且つ、前記操作判定ステップで、前記アクセル操作がなされていると判定した場合に、前記走行抵抗が存在しない場合よりも前記作動距離を小さい値に設定する、運転支援方法。

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