JP7037296B2 - 緊急時運転支援装置 - Google Patents

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本発明は、退避制御が解除された後の運転支援を行う緊急時運転支援装置に関する。
従来、先行車追従制御(Adaptive Cruise Control、以下「ACC制御」と称する)は、車線維持(Lane Keep Assist)制御や車線逸脱防止(LDP:Lane Departure Prevention)制御と組み合わせることで、自車進行路上の前方に先行車を認識した場合は、当該先行車に対し、車線を逸脱することなく自動追従させることが可能であり、又、先行車を認識しない場合はセット車速を目標車速として走行させることが可能である。
その際、運転者が強い眠気を感じ、断続的な居眠りをする等、意識レベルが低下し、運転上の支障が生じても、運転者がハンドル操作やブレーキ操作を行わない限り運転が継続されることになる。
そのため、運転中の運転者の意識レベルを常時監視して意識低下を検出した場合、或いは車両に予め備えられている緊急停止スイッチをONした場合、先行車及び後続車にその旨を報知することで、追突等の事故を未然に防止するようにした技術が種々提案されている。
例えば、特許文献1(特開2017-19411号公報)には、ACC走行中に緊急停止スイッチがONされると、ACC制御の実行が停止され、車線維持制御を継続させながら減速させる。そして、その後アクセル操作が所定時間行われていない場合、運転継続困難状態と判定して、自動停止制御(ハザードランプの点滅、音声等による報知、ブレーキ作動等)を実行させる技術が開示されている。
又、この文献には、自動停止制御中に運転者がアクセル操作を行うアクセルオーバライドを検出すると、自動停止制御を取り消す技術も開示されている。
特開2017-19411号公報
しかし、上述した文献に開示されている技術では、運転者のアクセルオーバライドが検出された場合、自動停止制御が取り消されるため、ACC制御が自動的に復帰される。しかし、例えば、停止制御中に運転者の意識が回復し、アクセルオーバライドによりACC制御が自動的に復帰された際に、アクセルペダルを踏み込んだ場合、通常のアクセルオーバライドとなり、アクセル操作に応じた加速度により速度が上昇されてしまう不都合がある。
これに対処するに、自動停止制御が取り消されて、ACC制御が自動復帰された際のアクセルオーバライドによる加速度を一律に制限する速度の上昇を抑制ことも考えられるが、後続車との車間が必要以上に接近されてしまう不都合がある。
本発明は、上記事情に鑑み、退避制御が解除した後の制御において、運転者がアクセルペダルを踏み込んで、アクセルオーバライドとなっても加速度が一律に制限されず、後続車が存在する場合には、当該後続車との急接近を防止することができて、高い安全性を得ることのできる緊急時運転支援装置を提供することを目的とする。
本発明は、運転者の意識レベルを検出する運転者状態検出手段と、前記運転者状態検出手段で検出した前記意識レベルに基づき前記運転者の意識レベルが低下していると判定した場合、自車両を退避制御させる退避制御手段と、前記運転者の操作による退避解除操作を検出する退避解除操作検出手段とを有し、前記退避制御手段は、前記退避解除操作検出手段で運転者の退避解除操作を検出した場合、退避解除後制御を実行する退避解除後制御手段を更に有する緊急時運転支援装置において、前記退避解除後制御手段は、制限速度取得手段で取得した制限速度を定速目標車速として設定する定速目標車速設定手段と、車速検出手段で検出した前記自車両の車速と前記定速目標車速設定手段で設定した前記定速目標車速とを比較する車速比較手段と、前記車速比較手段で前記自車両の車速が前記定速目標車速を下回っていると判定した場合は、前記運転者のアクセル操作に対応したパワー出力を設定するパワー出力設定手段とを備える。
本発明によれば、退避解除後制御において、退避解除後制御手段は、自車速が定速目標車速を下回っている場合は運転者のアクセル操作に対応したパワー出力を設定する態様を備えるようにしたので、運転者が意識回復直後にアクセルペダルを踏み込んでアクセルオーバライドとなっても、定速目標車速内では加速度が一律に制限されず、後続車が存在する場合、当該後続車との急接近を防止することができ高い安全性を得ることができる。
車両の運転支援装置の全体構成図 退避解除後制御ルーチンを示すフローチャート(その1) 退避解除後制御ルーチンを示すフローチャート(その2) 退避解除後の制御を示し、(a)は先行車との車間距離の設定を示す説明図、(b)は自車速が目標車速を下回っている場合のアクセルオーバライドを示す説明図、(c)は自車速が目標車速を超えている場合のアクセルオーバライドの制限を示す説明図
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図1に示す緊急時運転支援装置1は、図4に示す自車両Mに搭載されている。この緊急時運転支援装置1は、退避制御ユニット11,ACC制御ユニット(ACC_ECU)21、エンジン制御ユニット(E/G_ECU)31、パワーステアリング制御ユニット(PS_ECU)32、及びブレーキ制御ユニット(BK_ECU)33を備えている。又、この各制御ユニット11,21,31~33は、CPU、ROM、RAMなどを備えた周知のマイクロコンピュータにより構成されており、ROMには固定データやシステム毎に設定されている動作を実現するための制御プログラムが記憶されている。更に、これら各制御ユニット11,21,31~33は、CAN(Controller Area Network)等の車内通信回線19を通じて双方向通信自在に接続されている。
退避制御ユニット11は、運転者の意識レベルを判定し、意識レベルの低下を検出した場合、自車両Mを退避制御させると共に、運転者の意識が回復した際には退避解除後制御を行うものであり、詳細については後述する。
ACC_ECU21の入力側に、前方認識手段としての前方認識センサ22、アクセル開度センサ23、車速検出手段としての車速センサ24、スロットル開度センサ25等、ACC制御を実行する際に必要とするパラメータを取得する各センサ・スイッチ類が接続されている。前方認識センサ22は、ステレオカメラ、或いは単眼カメラとレーダセンサとの組み合わせで構成されており、自車両M前方の走行環境を認識し、直近の先行車を認識した場合は、自車両Mと先行車との車間距離、相違車速等を検出する。
又、アクセル開度センサ23は運転者のアクセルペダルの踏込み量であるアクセル開度を検出する。車速センサ24は自車両Mの車速(自車速)を検出する。更に、スロットル開度センサ25は、駆動源であるエンジンの吸気系に設けた電子制御スロットル(ETC)弁の開度を検出する。
ACC_ECU21は前方認識センサ22で直近の先行車を検出した場合、先行車との相対車速、及び車間距離に基づき、自車両Mを先行車に対して一定の車間距離を維持した状態で追従させる目標車速、及び目標車間距離を求め、現在の自車速及び車間距離が目標車速、及び目標車間距離に収束するように、E/G_ECU31に対してスロットル開度信号を送信する。その際、エンジンブレーキのみでは先行車との車間距離が目標車間距離を超えて著しく近接すると予測される場合は、BK_ECU33に対してブレーキ制御信号を送信する。又、自車両Mの前方の所定距離範囲に先行車が検出されない場合は、運転者がセットした車速(セット車速)で自車両Mを定速走行させる。
その際、ACC_ECU21は、前方認識センサ22で自車両Mが走行している車線の左右を区画する左右区画線を認識し、この左右区画線の中央に目標進行路を設定し、自車両Mが目標進行路に沿って走行するように、PS_ECU32に対して操舵制御信号を送信する(車線維持制御)。更に、目標進行路と実際の進行路(自車進行路)との誤差(ヨー角)が大きくなり、左右区画線の一方から逸脱すると予測される場合は、PS_ECU32に対して、ヨー角を補正して自車進行路を目標進行路に戻すための操舵制御信号を送信する(車線逸脱防止制御)。
E/G_ECU31は、ETC弁の弁開度を制御するものであり、ETC弁開度によってエンジン出力を制御し、走行時にETC弁を全閉にすることでエンジンブレーキを発生させる。PS_ECU32は電動パワーステアリング(EPS)モータを駆動させて操舵角を制御するものである。又、BK_ECU33は、自車両Mの各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダに対して供給するブレーキ液圧を調整するもので、BK_ECU33からの駆動信号により、調圧されたブレーキ液圧が各ブレーキホイールシリンダに供給されると各車輪にブレーキ力が発生し、強制的に減速される。
又、退避制御ユニット11の入力側に、運転者状態検出手段としての運転者状態検出センサ16、解除スイッチ17が接続されており、出力側に警報表示部18が接続されている。更に、退避制御ユニット11は、緊急退避制御、及び退避解除後制御を行う機能として、意識レベル判定部12、退避制御手段としての退避制御部13、警報駆動部14、及び退避解除操作検出手段としての退避解除判定部15を備えている。
意識レベル判定部12は、運転者状態検出センサ16で検出した運転者の意識レベルを常時監視し、意識レベルの低下を検出した場合、退避制御部13、及び警報駆動部14に緊急退避信号を送信する。
運転者状態検出センサ16は、例えば、運転者の表情(眼球や瞼の動き等)を撮像する監視カメラ、運転者の脈拍、血圧等を検出する生体センサ、ステアリングホイール(ハンドル)の把持力を検出する圧力センサである。意識レベル判定部12は、上述したセンサ類の1つ、或いは複数を組み合わせて、運転者の意識レベルを調べ、強い眠気、断続的な居眠り、意識消失等による通常と異なる動作を検出した場合、意識レベルの低下と判定する。尚、この意識レベルの判定処理は周知であるためここでの説明は省略する。
退避制御部13は、意識レベル判定部12からの緊急退避信号を受信すると、ACC_ECU21に対して、ACC停止信号を送信し、ACC制御を中断させると共に、緊急退避制御を実行する。この緊急退避制御では、例えば、カーナビゲーション装置の地図情報に基づき、自車進行路方向の安全に退避できる場所を検索し、当該場所を目標地点として設定し、目標地点までの目標進行路を設定する。そして、当該目標進行路に沿って自車両を、所定に減速させた状態で誘導させるべく、各ECU31~33に制御信号を送信する。
又、退避制御部13は、後述する退避解除判定部15からの解除信号を受信した場合、退避解除後制御を実行する。従って、退避制御部13は、本発明の退避解除後制御手段としての機能も備えている。尚、この退避解除後制御については後に詳述する。
警報駆動部14は、意識レベル判定部からの緊急退避信号を受信すると、警報表示部18を警報表示させる。この警報表示部18は、内部スピーカ、及び外部スピーカ、ブレーキランプ、ハザードランプ等であり、運転者に意識レベルの低下を報知すると共に、この運転者の状態を先行車や後続車に対し、音声や各ランプの点滅等によって報知する。
又、警報駆動部14は、後述する退避解除判定部15からの解除信号を受信した場合、警報表示部18による警報表示を停止させる。
解除スイッチ17は、運転者の意識が回復した際に、ONさせることで緊急退避制御を解除させるものである。本実施形態で、モーメンタリスイッチを採用しており、運転者の意識が回復した際に、運転者自身、或いは助手席同乗者が操作している時間だけON信号が送信される。
このON信号は退避解除判定部15で受信される。退避解除判定部15は解除スイッチ17からのON信号を受信して運転者が退避解除操作を行ったか否かを検出するもので、ON信号が所定時間(0.5~1[sec]程度)継続された場合、退避解除操作であると判定し、退避制御部13、及び警報駆動部14へ解除信号を送信する。
次に、上述した退避制御部13で実行される退避解除後制御について、図2、図3に示す退避解除後制御ルーチンに従って詳述する。この退避解除後制御ルーチンは、緊急退避制御中に、退避解除判定部15からの退避解除信号を受信した際に起動される。
このルーチンでは、先ず、ステップS1で、車速センサ24で検出した自車速Vを読込み、ステップS2で、V=0の停車状態か否かを調べる。V>0の走行状態と判定された場合はステップS3へ進み、又、V=0の停車と判定された場合は、ステップS4へジャンプする。
ステップS3へ進むと、緊急退避制御が開始された後の経過時間或いは走行距離を調べ、意識が充分に回復したと判断する時間が経過し、或いは距離を走行したと判断した場合、ステップS4へ分岐する。又、意識の充分な回復を判断する時間が経過しておらず、或いは距離を走行していない場合はステップS5へ進む。
ステップS2或いはステップS3からステップS4へ進むと、退避解除後制御を終了し、ルーチンを終了する。退避解除後制御が終了すると、ACC制御が解除される。そのため、運転者は図示しないACCスイッチを再度ONすることで、ACC制御を再開させることができる。
一方、ステップS5へ進むと、現在走行している道路の制限速度を読込む。この制限速度は、前方認識センサ22に設けられているステレオカメラ或いは単眼カメラで取得した、路肩に立設されている速度制限標識から読み取る。又は、カーナビゲーション装置が搭載されている場合は、その地図情報から取得する。或いはビックス[VICS(登録商標):Vehicle Information and Communication System]情報から取得するようにしてもよい。従って、これらが本発明の制限速度取得手段に対応している。
その後、ステップS6へ進むと、ACC目標車速Vaccを制限速度でセットして(Vacc←制限速度)、ステップS7へ進む。従って、本実施形態では、この制限速度が定速走行時のセット車速(定速目標車速)となる。尚、このステップS5,S6での処理が、本発明の定速目標車速設定手段に対応している。
ステップS7では、現在設定されているACC目標車間距離を読込む。この目標車間距離は運転者が先行車を追従する際の車間距離を好みに応じて設定するもので、例えば、「長」、「中」、「短」と段階的に設定するもの、或いは最長から最短まで連続的に設定することができるものがある。
そして、ステップS8で目標車間距離が最長に設定されているか否かを調べ、最長に設定されている場合は、ステップS10へジャンプする。又、最長に設定されていない場合は、ステップS9へ進み、ACC目標車間距離を最長に設定してステップS10へ進む。その結果、図4(a)に示すように、自車両MのACC目標車間距離が一点鎖線で示すように「短」、或いは{中}に設定されている場合であっても、一律に最長に設定することで、先行車との安全な車間距離が確保される。尚、このACC目標車間距離は車速によって変化する可変値である。又、このステップS9での処理が、本発明の車間距離設定手段に対応している。
その後、ステップS10へ進むと、ACC要求スロットル開度θaccを読込む。このACC要求スロットル開度θaccは、ACC_ECU21で算出される。ACC_ECU21は、先行車が認識されている場合は、先行車と自車両Mとの相対車速を0にする目標車速を求め、自車速Vを目標車速に収束させるためのACC要求スロットル開度θaccを設定する。又、先行車が認識されていない場合は、自車速VをACC目標車速Vaccに収束させるためのACC要求スロットル開度θaccを設定する。そして、当該ACC要求スロットル開度θaccを、E/G_ECU31へ送信し、ETC弁の開度を制御する。尚、ここで、ETC弁はエンジンのパワー出力を設定するものであり、ACC要求スロットル開度θaccは要求パワー出力となる。従って、このステップS10での処理が、本発明の要求パワー出力設定手段に対応している。
次いで、ステップS11で運転者要求スロットル開度θdrを読込む。この運転者要求スロットル開度θdrは、ACC_ECU21で算出される。ACC_ECU21は、運転者のアクセルペダルの踏込み量であるアクセル開度をアクセル開度センサ23で検出し、アクセル開度に対応するETC弁の開度である運転者要求スロットル開度θdrを算出する。上述したように、ETC弁はエンジンのパワー出力を設定するものであるため、運転者要求スロットル開度θdrは運転者の要求パワー出力となる。従って、このステップS11での処理が、本発明の運転者要求パワー出力設定手段に対応している。
そして、ステップS12へ進み、ACC要求スロットル開度θaccと運転者要求スロットル開度θdrとを比較する。尚、このステップでの処理が、本発明の要求パワー比較手段に対応している。
そして、θacc≧θdrの場合、すなわち、運転者はアクセルペダルを開放し、或いはチョイ踏みしている程度と判断し、ステップS13へ分岐する。又、θacc<θdrの場合は、運転者は加速させようとしていると判定して、ステップS14へ進む。ステップS13へ進むと、ACC要求スロットル開度θaccを優先させるACC制御を継続させ、不用意な減速による後続車との接触を回避する。
一方、ステップS14へ進むと、自車速VとACC目標車速Vaccとを比較する。そして、V<Vaccの場合は、ステップS15へ進み、V≧Vaccの場合は、ステップS16へ分岐する。尚、このステップS14での処理が、本発明の車速比較手段に対応している。
ステップS15へ進むと、運転者のアクセル操作を優先するアクセルオーバライド制御、すなわち、スロットル開度センサ25で検出したETC弁の弁開度(スロットル開度)が運転者スロットル開度θdrに収束するように、フィードバック制御を行い、ルーチンを抜ける。その結果、自車速VがACC目標車速Vacc以下の場合は、運転者のアクセルペダルの踏込み量に応じた運転者スロットル開度θdrで、パワー出力であるエンジン出力が増加して加速される、アクセルオーバライドとなるため、加速度が一律に制限されず、図4(b)に示すように、加速不足による後続車との接触を有効に回避することができる。尚、このステップS15での処理が、本発明のパワー出力設定手段に対応している。
一方、ステップS16へ分岐すると、先行車との接触を防止するため自車速Vの上限をACC目標車速Vaccに制限し、加速を抑制させ、自車速VをACC目標車速Vaccに徐々に減速させる、アクセルオーバライド制限制御を実行してルーチンを抜ける。運転者は意識が低下したまま、不用意にアクセルペダルを踏み込んで、自車速VがACC目標車速Vaccを超えてしまう場合が考えられる。
このような場合であっても、自車速Vの上限がACC目標車速Vaccで規制されるため、図4(c)に示すように、自車両Mが先行車に接近することがなく、先行車との接触を未然に防止することができる。尚、このステップS16での処理が、本発明のパワー出力制限手段に対応している。
このように、本実施形態によれば、緊急退避制御中に、運転者の意識が回復して、解除スイッチ17を、所定時間ONさせることで、退避解除後制御が実行され、最初に先行車との目標車間距離が最長に設定されるため、先行車との安全な車間距離を確保することができる。
更に、運転者要求スロットル開度θdrがACC要求スロットル開度θaccを超えている場合であっても、自車速VがACC目標車速Vacc未満の場合は、アクセルオーバライド制御により、運転者のアクセル操作を優先させるようにしたので、加速度が一律に制限されず、加速不足による後続車との急接近による接触を有効に防止することができる。一方、自車速VがACC目標車速Vacc以上の場合は、アクセルオーバライド制御を制限し、自車速VがACC目標車速Vaccに徐々に収束するように減速させることで、意識が充分に回復していない運転者が不用意にアクセルペダルを踏み込むことによる加速を抑制し、先行車対する急接近が防止され、接触を未然に防止することができる。その結果、運転者の意識が充分に回復していない状態で退避解除後制御が実行されても、先行車と後続車とに対して急接近することがなく、高い安全性を得ることができる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、駆動源はエンジンに限らず、電動モータ、或いはエンジンと電動モータの双方であっても良く、この場合、E/G_ECU31は、電動モータ、或いはエンジンと電動モータとの双方を制御するパワー制御ユニットと読み換えて適用する。
又、退避解除操作検出手段は解除スイッチ17に限らず、運転者の意思回復による操作を検出するものであれば、例えば運転状態検出センサ16にて例示した運転者のステアリングホイールに対する把持力を検出する圧力センサであっても良い。
1…緊急時運転支援装置、
11…緊急退避制御ユニット、
12…意識レベル判定部、
13…退避制御部、
14…警報駆動部、
15…退避解除判定部、
16…運転者状態検出センサ、
17…解除スイッチ、
18…警報表示部、
19…車内通信回線、
21…ACC制御ユニット、
22…前方認識センサ、
23…アクセル開度センサ、
24…車速センサ、
25…スロットル開度センサ、
31…エンジン制御ユニット、
32…パワーステアリング制御ユニット、
33…ブレーキ制御ユニット、
M…自車両、
V…自車速、
Vacc…ACC目標車速、
θacc…ACC要求スロットル開度、
θdr…運転者要求スロットル開度

Claims (4)

  1. 運転者の意識レベルを検出する運転者状態検出手段と、
    前記運転者状態検出手段で検出した前記意識レベルに基づき前記運転者の意識レベルが低下していると判定した場合、自車両を退避制御させる退避制御手段と、
    前記運転者の操作による退避解除操作を検出する退避解除操作検出手段と
    を有し、
    前記退避制御手段は、前記退避解除操作検出手段で運転者の退避解除操作を検出した場合、退避解除後制御を実行する退避解除後制御手段を更に有する
    緊急時運転支援装置において、
    前記退避解除後制御手段は、
    制限速度取得手段で取得した制限速度を定速目標車速として設定する定速目標車速設定手段と、
    車速検出手段で検出した前記自車両の車速と前記定速目標車速設定手段で設定した前記定速目標車速とを比較する車速比較手段と、
    前記車速比較手段で前記自車両の車速が前記定速目標車速を下回っていると判定した場合は、前記運転者のアクセル操作に対応したパワー出力を設定するパワー出力設定手段と
    を備えることを特徴とする緊急時運転支援装置。
  2. 前記退避解除後制御手段は、
    前記車速比較手段で前記自車両の車速が前記定速目標車速を上回っていると判定した場合は、前記自車両の車速を該定速目標車速に制限するパワー出力を設定するパワー出力制限手段
    を更に備えることを特徴とする請求項1記載の緊急時運転支援装置。
  3. 前記自車両前方の走行環境を認識する前方認識手段を更に有し、
    前記前方認識手段で先行車を認識した場合、該先行車と前記自車両との相対車速が0になる目標車速に基づいて要求パワー出力を設定し、又先行車が検出されない場合は前記定速目標車速設定手段で設定した前記定速目標車速に基づいて前記要求パワー出力を設定する要求パワー出力設定手段と、
    前記運転者のアクセル操作に対応する運転者要求パワー出力を設定する運転者要求パワー出力設定手段と、
    前記要求パワー出力設定手段で設定した前記要求パワー出力と前記運転者要求パワー出力設定手段で設定した前記運転者要求パワー出力とを比較する要求パワー比較手段と
    を更に有し、
    前記車速比較手段は、前記要求パワー比較手段にて前記要求パワー出力が前記運転者要求パワー出力を下回っている場合に、前記自車両の車速と前記目標車速とを比較する
    ことを特徴とする請求項1或いは2記載の緊急時運転支援装置。
  4. 前記退避解除後制御手段は、
    前記先行車と前記自車両との目標車間距離を予め設定されている最長の車間距離に設定する車間距離設定手段を更に有する
    ことを特徴とする請求項記載の緊急時運転支援装置。
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