JP6720812B2

JP6720812B2 - 車両用運転支援装置

Info

Publication number: JP6720812B2
Application number: JP2016193629A
Authority: JP
Inventors: 将喜塩田; 雪生森
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2020-07-08
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP2018052415A

Description

本発明は、車両用運転支援装置に関する。

車両用運転支援装置は、例えば、衝突予測時間を算出する算出部と、衝突予測時間が所定閾値未満となった場合に運転者のブレーキ操作にかかわらず自動ブレーキ制御を実行する制御部と、を備えている。従来の自動ブレーキ制御では、制動性の確保のため、エンジントルクを低下させてエンジンブレーキを発揮させて車両を制動していた。自動ブレーキ制御を実行する車両用運転支援装置としては、例えば特開２０１５−１４５１３９号公報に記載されている。

特開２０１５−１４５１３９号公報

しかしながら、従来の自動ブレーキ制御では、突然自動ブレーキ制御が解除される状況、例えば、先行車両が旋回等により前方から消えた場合や、センサの誤認識により衝突予測時間が所定閾値未満から突如所定閾値以上になった場合に、運転者に不要な減速感を与えていた。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、自動ブレーキ制御の性能を確保しつつ、自動ブレーキ制御が解除された場合に、運転者に不要な減速感を与えることを抑制することが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。

本発明の車両用運転支援装置は、自車両と衝突対象物との衝突が予測される場合に、運転者のブレーキ操作がなくても前記自車両のブレーキ手段を作動させる自動ブレーキ制御を実行する車両用運転支援装置において、前記衝突対象物と前記自車両との衝突までの予測時間又は前記予測時間に相関する値である衝突予測時間を算出する算出部と、前記算出部で算出された前記衝突予測時間が第１閾値未満である場合、前記自車両の減速度が所定の第１減速度となるように、アクセル開度に応じた目標駆動力を維持しつつ前記ブレーキ手段を作動させる第１自動ブレーキ制御を実行する制御部と、を備える。

本発明によれば、第１自動ブレーキ制御中、目標駆動力がアクセル開度に応じた値に維持されるため、第１自動ブレーキ制御が解除されても、駆動力の出力の遅れは抑制される。また、目標駆動力が維持された状態でも第１減速度が発揮されるため、自動ブレーキ制御の性能は維持される。このように、本発明によれば、自動ブレーキ制御の性能を確保しつつ、自動ブレーキ制御が解除された際に、運転者に不要な減速感を与えることを抑制することができる。

本実施形態の車両用運転支援装置の構成を示す構成図である。本実施形態の自動ブレーキ制御の一例を説明するためのタイムチャートである。本実施形態の自動ブレーキ制御の一例を説明するためのタイムチャートである。本実施形態の自動ブレーキ制御の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。説明に用いる各図は概念図である。
本実施形態の車両用運転支援装置１は、図１に示すように、車両（「自車両」に相当する）Ａに搭載されており、ＥＣＵ１０を備えている。ＥＣＵ１０は、電子制御ユニットであって、ＣＰＵやメモリ等で構成されている。ＥＣＵ１０は、車両Ａに搭載された、対象物検知センサ２、駆動装置３０を制御する駆動ＥＣＵ３、ブレーキ装置（「ブレーキ手段」に相当する）４０を制御するブレーキＥＣＵ４、アクセルペダル５０の操作量を検出するアクセル開度センサ５、ブレーキペダル６０の操作量を検出するストロークセンサ６、及び車両Ａの前後方向の加速度を検出する加速度センサ７と通信可能に接続されている。本実施形態において、駆動装置３０はエンジンであり、駆動ＥＣＵ３はエンジンＥＣＵである。ブレーキ装置４０は、車輪に直接的に制動力を付与する装置であって、例えばホイールシリンダとブレーキアクチュエータとを備える液圧制動装置である。

ＥＣＵ１０は、機能として、算出部１１と、制御部１２と、を備えている。算出部１１は、衝突対象物と車両Ａとの衝突までの予測時間、又は当該予測時間に相関する値である衝突予測時間を算出する。具体的に、算出部１１は、衝突対象物と車両Ａの距離（離間距離）及び衝突対象物に対する車両Ａの相対速度に基づいて、衝突予測時間を算出する。対象物検知センサ２は、衝突対象物と車両Ａの距離及び衝突対象物に対する車両Ａの相対速度を検出するためのセンサである。対象物検知センサ２は、例えばミリ波レーダやＣＣＤカメラなどである。衝突対象物は、先行車両や障害物である。ＥＣＵ１０は、対象物検知センサ２から距離情報と相対速度情報を取得する。ＥＣＵ１０は、当該距離と相対速度を取得する取得部を兼ねているともいえる。ＥＣＵ１０は、実際の加速度（減速度）を加速度センサ７から取得し、目標の減速度と比較することができる。ＥＣＵ１０は、実際の減速度を目標の減速度（例えば後述する第１減速度及び第２減速度）に近づける制御を実行する。

制御部１２は、算出部１１で算出された衝突予測時間が第１閾値未満である場合、車両Ａの減速度が所定の第１減速度となるように、アクセル開度に応じた目標駆動力を維持しつつブレーキ装置４０を作動させる第１自動ブレーキ制御を実行する。本実施形態では、制御部１２は、衝突予測時間が第２閾値以上第１閾値未満である場合、第１自動ブレーキ制御を実行する。第２閾値は、第１閾値より小さい値である。制御部１２は、衝突予測時間が第２閾値以上第１閾値未満である場合、駆動ＥＣＵ３には通常の駆動制御を実行させ、ブレーキＥＣＵ４には第１減速度を発揮可能な目標制動力を指示する。通常の駆動制御は、アクセル開度センサ５の検出結果に応じて目標駆動力（本実施形態では目標エンジントルク）を設定し、駆動装置３０に目標駆動力に応じた駆動力（本実施形態ではエンジントルク）を発揮させる制御である。本実施形態の制御部１２は、駆動ＥＣＵ３に対して、基本としてアクセル開度に応じた目標駆動力を維持する指示を出すが、車両状態や外部環境（路面勾配など）に基づいて駆動ＥＣＵ３等が目標駆動力を変化させることを許可している。

制御部１２は、駆動ＥＣＵ３から目標駆動力を取得し、目標駆動力に応じた駆動ブレーキ（本実施形態ではエンジンブレーキ）を考慮して、第１減速度を達成するための目標制動力を設定する。駆動ブレーキは、駆動装置３０の抵抗によって生じる制動作用である。ブレーキＥＣＵ４は、制御部１２から取得した目標制動力に基づいてブレーキ装置４０を制御する。なお、制御部１２が第１減速度をブレーキＥＣＵ４に送信し、ブレーキＥＣＵ４が第１減速度に応じた目標制動力を設定しても良い。また、第１自動ブレーキ制御の実行中に、ブレーキペダル６０が操作されて目標制動力以上の制動力が要求された場合、ブレーキＥＣＵ４は、運転者から要求された制動力（要求制動力）を優先し、要求制動力に応じてブレーキ装置４０を制御する。つまり、この場合、ブレーキＥＣＵ４は、ストロークセンサ６の検出結果に基づき要求制動力を設定する。ブレーキＥＣＵ４は、目標制動力又は要求制動力に基づき、目標液圧（例えば目標ホイール圧）を設定する。

制御部１２は、第１自動ブレーキ制御を実行中、衝突予測時間が第２閾値未満になることなく第１閾値以上になった場合、第１自動ブレーキ制御を解除するとともに、アクセル開度にかかわらず、所定駆動力だけ及び／又は所定時間の間、目標駆動力を増大させる駆動補助制御を実行する。具体的に、制御部１２は、衝突予測時間が増大して第１閾値以上になった場合、ブレーキＥＣＵ４に対して設定した目標制動力を解除し、駆動ＥＣＵ３に目標駆動力を所定駆動力だけ増大させる指示を出力する。駆動補助制御は、所定時間後に解除される。第１自動ブレーキ制御が解除された際、ブレーキＥＣＵ４は、通常のブレーキ制御、すなわちブレーキペダル６０の操作に応じて設定される要求制動力に基づく制御に戻る。

また、制御部１２は、第１自動ブレーキ制御を実行中、衝突予測時間が第２閾値未満になった場合、車両Ａの減速度が所定の第２減速度となるように、アクセル開度にかかわらず目標駆動力を低下させ且つブレーキ装置４０を作動させる第２自動ブレーキ制御を実行する。具体的に、制御部１２は、衝突予測時間が減少して第２閾値未満になった場合、駆動ＥＣＵ３には目標駆動力を所定値（例えば０）まで下げることを指示し、ブレーキＥＣＵ４には第２減速度を達成可能な目標制動力を設定する。この目標制動力は、上記同様、目標駆動力に応じた駆動ブレーキによる制動力を考慮した値である。また、第１減速度及び第２減速度は、衝突予測時間内に停車することができる値に設定されている。例えば、設計者は、第２減速度（Ｇ）と第２閾値（時間）を設定し、設定した条件で衝突前に停車できるように、第１減速度（Ｇ）と第１閾値（時間）を設定する。

ここで、本実施形態の自動ブレーキ制御について、アクセル開度が一定で且つブレーキ操作が為されていない場合を例として説明する。また、説明において、第１自動ブレーキ制御の段階で目標エンジントルク（要求エンジントルク）を０にする装置を従来の装置とする。図２に示すように、Ｔａ１で衝突予測時間が第１閾値未満となり、第１自動ブレーキ制御が実行される。目標エンジントルクは、引き続き、アクセル開度に応じた値で設定される。一方、目標液圧は、従来（一点鎖線参照）と比較してエンジンブレーキが小さくなる分、大きい値で設定される。換言すると、この場合、目標制動力は所定値（例えば目標エンジントルクが０に設定される場合に第１減速度を達成するために必要な制動力）より大きい値に設定される。これにより、第１自動ブレーキ制御における実際の減速度（負の加速度）は、目標エンジントルクが０である場合と同様に変化する。

そして、Ｔａ２において、衝突予測時間が第１閾値以上になり、第１自動ブレーキ制御が解除（停止）され、さらに駆動補助制御が実行される。つまり、目標液圧は０に設定され、目標エンジントルクは現在の値に所定トルクが加算された値に設定される。目標エンジントルクは、徐々に増大し、所定トルク分増大した後、徐々に減少してアクセル開度に応じた値に戻る。駆動補助制御では、目標エンジントルクの増大分について、所定トルクで設定しても、増大させる時間（所定時間）で設定しても良い。駆動補助制御における目標エンジントルクは、例えば、所定増大勾配で所定トルク分増大させ、所定減少勾配でアクセル開度に応じた値まで減少させても良い。駆動補助制御は短時間で実行され、駆動補助制御完了後は、通常の駆動制御及び通常のブレーキ制御が実行される。実際の減速度は、目標エンジントルクを０にし且つ駆動補助制御を実行しない従来の装置に比べて、早く低下する。

また、図３に示すように、Ｔｂ１で衝突予測時間が第１閾値未満となり、上記と同様の第１自動ブレーキ制御が実行される。そして、Ｔｂ２において、衝突予測時間が第２閾値未満となり、第１自動ブレーキ制御から第２自動ブレーキ制御に切り替えられる。つまり、目標エンジントルクは０になり、目標液圧は第１自動ブレーキ制御時よりも大きくなる。制御切り替えの際の目標液圧の上昇度は、従来と比較して小さい。このような制御により、従来と同様の減速度変化が実現され、衝突を回避することができる。

本実施形態の自動ブレーキ制御の流れを説明すると、図４に示すように、まず算出部１１が衝突予測時間ｔを算出する（Ｓ１０１）。制御部１２は、衝突予測時間ｔが第１閾値ｔｓ１未満であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。衝突予測時間ｔが第１閾値ｔｓ１未満である場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、制御部１２は、衝突予測時間ｔが第２閾値ｔｓ２以上であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。衝突予測時間ｔが第２閾値ｔｓ２以上である場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、制御部１２は、第１自動ブレーキ制御を実行する（Ｓ１０４）。制御部１２は、衝突予測時間ｔが所定範囲（ｔｓ２≦ｔ＜ｔｓ１）内にある場合、継続して第１自動ブレーキ制御を実行する。一方、衝突予測時間ｔが第２閾値ｔｓ２未満である場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、制御部１２は、第２自動ブレーキ制御を実行する（Ｓ１０５）。

また、制御部１２は、衝突予測時間ｔが第１閾値ｔｓ１未満でない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、第１自動ブレーキ制御実行中であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。第１自動ブレーキ制御実行中である場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、制御部１２は、第１自動ブレーキ制御を終了して（Ｓ１０７）、駆動補助制御を実行する（Ｓ１０８）。一方、第１自動ブレーキ制御実行中でない場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、制御部１２は、第２自動ブレーキ制御実行中であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。第２自動ブレーキ制御実行中である場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、制御部１２は、第２自動ブレーキ制御を終了する（Ｓ１１０）。第２自動ブレーキ制御実行中でない場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、Ｓ１０１に戻り、制御部１２は当該制御を繰り返す。このように、車両用運転支援装置１は、車両Ａと衝突対象物との衝突が予測される場合に、運転者のブレーキ操作なしに車両Ａのブレーキ装置４０を作動させる第１自動ブレーキ制御又は第２自動ブレーキ制御を実行する装置である。

本実施形態によれば、自動ブレーキ制御実行中、アクセル開度に応じた目標駆動力が維持されたまま第１減速度が発揮されるため、衝突対象物が対象物検知センサ２の検出範囲から外れたこと又は対象物検知センサ２の誤認識が解除されたことなどにより、自動ブレーキ制御が突然解除された場合であっても、駆動力の出力遅れを抑制することができる。これにより、運転者に不要な減速感を与えることを軽減することができる。また、制動を素早く解除することができるため、後方からの衝突のリスクも低減させることができる。また、目標駆動力が維持された状態でも、駆動ブレーキが少ない分だけ目標制動が大きくなり、予め設定された第１減速度が発揮されるため、狙った自動ブレーキ制御（第１自動ブレーキ制御）の性能は維持される。自動ブレーキ制御が突然解除される例としては、先行車両が旋回等により前方から消えた場合や、対象物検知センサ２がマンホールや表示器（例えば道路上方の案内板）を衝突対象物として認識し、その後マンホール等が検出範囲から消えた場合（又は衝突対象物でないと判定した場合）が挙げられる。

また、本実施形態によれば、第１自動ブレーキ制御解除時に駆動補助制御が実行されるため、駆動力の出力遅れはさらに抑制され、後方からの衝突のリスクもさらに低減できる。また、本実施形態によれば、衝突予測時間がさらに小さくなった場合、目標駆動力が低下する第２自動ブレーキ制御が実行されるため、衝突対象物が前方から消えず衝突対象物が対象物検知センサ２の誤認識でない場合でも、衝突を回避することができる。

（その他）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、衝突予測時間の算出要素としては、距離及び相対速度に例えば相対加速度などを加えても良い。また、第１減速度は、状況に応じて異なるように設定しても良い。つまり、第１減速度は複数設定されても良い。また、駆動装置３０は、モータでも良い。本発明は、エンジン車のほかに、例えば電気自動車、燃料電池車、及びハイブリッド車等にも適用できる。また、本発明は、自動運転車にも適用できる。また、ＥＣＵ１０の機能は、他のＥＣＵ（例えばブレーキＥＣＵ４又は駆動ＥＣＵ３）で実現されても良い。

また、第１自動ブレーキ制御の解除のタイミング、又は、第１自動ブレーキ制御の解除及び駆動補助制御の実行のタイミングは、制御部１２が衝突対象物と車両Ａとの衝突が回避されると判定した場合、又は対象物検知センサ２が誤認識をしたと判定した場合であっても良い。例えば、制御部１２は、先行車両と車両Ａとのオーバーラップ率を演算し、オーバーラップ率の変化度合などに応じて衝突が回避されるか否かを判定しても良い。制御部１２は、例えばＧＰＳ機能を有するナビゲーション装置からの情報（例えば表示器位置情報等）により、誤認識か否かを判定しても良い。また、衝突予測時間の算出において、ＩＴＳやナビゲーション装置からの情報を利用しても良い。また、距離（車間距離等）と相対速度は、対象物検知センサ２の検出結果に基づいてＥＣＵ１０が算出しても良い。本発明において、制動力は制動トルクを含む概念であり、駆動力は駆動トルクを含む概念である。

１…車両用運転支援装置、１０…ＥＣＵ、１１…算出部、１２…制御部、２…対象物検知センサ、３…駆動ＥＣＵ、３０…駆動装置、４…ブレーキＥＣＵ、４０…ブレーキ装置（ブレーキ手段）、５…アクセル開度センサ、６…ストロークセンサ、Ａ…車両（自車両）。

Claims

自車両と衝突対象物との衝突が予測される場合に、運転者のブレーキ操作がなくても前記自車両のブレーキ手段を作動させる自動ブレーキ制御を実行する車両用運転支援装置において、
前記衝突対象物と前記自車両との衝突までの予測時間又は前記予測時間に相関する値である衝突予測時間を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記衝突予測時間が第１閾値未満である場合、前記自車両の減速度が所定の第１減速度となるように、アクセル開度に応じた目標駆動力を維持しつつ前記ブレーキ手段を作動させる第１自動ブレーキ制御を実行する制御部と、
を備える車両用運転支援装置。
前記制御部は、前記第１自動ブレーキ制御を実行中、前記衝突予測時間が前記第１閾値より小さい第２閾値未満になることなく前記第１閾値以上になった場合、前記第１自動ブレーキ制御を解除するとともに、前記アクセル開度にかかわらず前記目標駆動力を増大させる駆動補助制御を実行する請求項１に記載の車両用運転支援装置。
前記制御部は、前記衝突予測時間が前記第１閾値より小さい第２閾値未満になった場合、前記減速度が所定の第２減速度となるように、前記アクセル開度にかかわらず前記目標駆動力を低下させ且つ前記ブレーキ手段を作動させる第２自動ブレーキ制御を実行する請求項１又は２に記載の車両用運転支援装置。