JP7138239B2 - 鞍乗り型車両 - Google Patents

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Description

本発明は、鞍乗り型車両に関する。
鞍乗り型車両において、自車両が前方の物体に接近した場合に衝突の影響を低減する技術がある。例えば、特許文献1には、走行経路内に障害物体を検出する前方走行センサと、前方走行センサから信号を受信することに基づいて自動二輪車の自律制動イベントを実行するように動作可能なコントローラと、を備えた自動二輪車が開示されている。この自動二輪車において、自律制動イベントは、いったん作動されると、ABSを関与させて減速レートを最大化して自動二輪車を完全な停止に至らせる。
日本国特開2018-118716号公報
ところで、鞍乗り型車両が停止直前の状態を含む停止時に後方から接近する四輪車等の車両に追突される事象がある。鞍乗り型車両の運転者は、後方から接近する車両の存在を認識することが難しいので、不意に車両に衝撃が加わることとなる。また、鞍乗り型車両の運転者は、仮に後方から接近する車両の存在を認識することができても、衝突に備えた行動をとることが難しい。このため、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減するという課題がある。
本発明は、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減できる鞍乗り型車両を提供する。
(1)本発明に係る一態様の鞍乗り型車両は、自車両(M)の後方車両(B1)を認識する後方車両認識部(54)と、前記自車両(M)の車輪(11,12)に制動力を付与するブレーキ装置(510)と、前記後方車両認識部(54)の認識結果に基づいて前記ブレーキ装置(510)を制御する制御部(400)と、を備え、前記制御部(400)は、前記自車両(M)の速度が所定値以下の状態で前記後方車両(B1)が前記自車両(M)に衝突すると判定した場合に前記ブレーキ装置(510)を作動させ、前記自車両(M)に対する前記後方車両(B1)の相対速度に応じて前記ブレーキ装置(510)による制動力の大きさを設定する。
本態様によれば、完全停止または停止直前で前進している自車両に後方車両が衝突する際に、後方車両に対する抗力を自車両に発生させることができる。このため、後方からの衝突に対する抗力が不足して自車両が前進し、車体の姿勢が乱れることを抑制できる。したがって、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減できる。
自車両に加わる衝撃の大きさは、後方車両の衝突時の相対速度によって変化する。このため、上記のように構成することで、自車両に加わる衝撃の大きさに応じた適切な制動力を車輪に付与できる。よって、後方車両が衝突した際の車体の姿勢の乱れをより確実に抑制できる。
(2)上記(1)の態様の鞍乗り型車両において、前記制御部(400)は、後輪(12)に優先して制動力を付与するように前記ブレーキ装置(510)を制御してもよい。
上記のように構成することで、前輪のみに制動力が付与されて後方車両の衝突により車体後部が持ち上がることを抑制できる。よって、車体の姿勢が乱れることをより確実に抑制できる。
(3)上記(1)または(2)の態様の鞍乗り型車両において、前記制御部(400)は、前記後方車両(B1)が前記自車両(M)に衝突後、前記自車両(M)が前進している状態で、前記車輪(11,12)に付与する制動力を減少させるように前記ブレーキ装置(510)を制御してもよい。
上記のように構成することで、自車両が後方車両に衝突されて押されている状態で車輪のロックによるスリップを抑制できる。したがって、後方車両が衝突した際の車体の姿勢の乱れをより確実に抑制できる。
(4)上記(3)の態様の鞍乗り型車両において、前記制御部(400)は、前記車輪(11,12)に付与する制動力を減少させた後、前記車輪(11,12)に付与する制動力を増加させるように前記ブレーキ装置(510)を制御してもよい。
上記のように構成することで、後方車両が減速して自車両から離れ始めた場合に車輪に付与する制動力を増加させることで、より速やかに自車両を停止させることができる。
(5)上記(1)から(4)のいずれか1つの態様の鞍乗り型車両において、前記自車両(M)の前方の物体(B2)を認識する前方物体認識部(54)と、操舵輪(11)の向きを変更するステアリング装置(520)と、をさらに備え、前記制御部(400)は、前記後方車両(B1)が前記自車両(M)に衝突すると判定し、かつ前記前方物体認識部(54)の認識結果に基づいて前記自車両(M)の前方に前記物体(B2)が存在していると判定した場合に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御してもよい。
上記のように構成することで、自車両が後方車両の衝突によって前進する場合であっても、自車両を斜め前に進行させることができる。よって、自車両が前方の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減できる。
(6)上記(5)の態様の鞍乗り型車両において、前記制御部(400)は、前記自車両(M)に近い路側帯(R)側または路肩側に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御してもよい。
上記のように構成することで、他車両が存在する可能性の低い路側帯または路肩に自車両を逃がすことができる。よって、自車両が周囲の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減できる。
(7)上記(5)の態様の鞍乗り型車両において、前記制御部(400)は、前記自車両(M)から見て歩行者(W)および前記前方の物体(B2)が存在しない方向に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御してもよい。
上記のように構成することで、自車両が歩行者および前方の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減できる。
(8)上記(5)の態様の鞍乗り型車両において、前記制御部(400)は、前記自車両(M)から見て対向車(B4)および前記前方の物体(B2)が存在しない方向に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御してもよい。
上記のように構成することで、自車両が対向車および前方の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減できる。
上記の鞍乗り型車両によれば、停止時に後方車両に衝突された場合の接触被害を低減できる。
実施形態に係る運転支援システムの構成図である。 自車位置認識部により走行車線に対する自車両の相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 第1実施形態の自動二輪車の左側面図である。 制動制御部による処理の流れを示すフローチャートである。 後方車両が自車両に衝突すると判定された場面を示す図である。 自車両が後方車両に衝突される際に安全方向に回避する場面の一例を示す図である。 自車両が後方車両に衝突される際に安全方向に回避する場面の一例を示す図である。 自車両が後方車両に衝突される際に安全方向に回避する場面の一例を示す図である。 自車両が後方車両に衝突される際に安全方向に回避する場面の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本実施形態の鞍乗り型車両の運転支援システムの一例について説明する。実施形態では、運転支援システムが自動運転車両に適用されたものとする。自動運転は、運転者による操作を原則として必要としない状態で車両が走行することをいい、運転支援の一種である。ここで、運転支援には、度合が存在する。例えば、運転支援の度合には、ACC(Adaptive Cruise Control System)やLKAS(Lane Keeping Assistance System)等の運転支援装置が作動することで運転支援を実行する第1の度合と、第1の度合よりも制御度合が高く、運転者が車両の運転操作子に対する操作を行わずに、車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御して自動運転を実行するが、運転者にある程度の周辺監視義務を課す第2の度合と、第2の度合よりも制御度合が高く、運転者に周辺監視義務を課さない(または第2の度合よりも低い周辺監視義務を課す)第3の度合と、がある。本実施形態において、第2の度合および第3の度合の運転支援が自動運転に相当する。
<全体構成>
図1は、第1実施形態に係る運転支援システムの構成図である。
図1に示す運転支援システム1が搭載される車両は、二輪や三輪等の鞍乗り型車両である。車両の原動機は、ガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、または内燃機関および電動機の組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、または、二次電池もしくは燃料電池の放電電力を使用して動作する。
例えば、運転支援システム1は、カメラ51と、レーダ装置52と、ファインダ53と、物体認識装置54(後方車両認識部、前方物体認識部)と、通信装置55と、HMI(Human Machine Interface)56と、車両センサ57と、ナビゲーション装置60と、MPU(Map Positioning Unit)70と、運転操作子80と、運転者監視カメラ90と、制御装置100と、走行駆動力出力装置500と、ブレーキ装置510と、ステアリング装置520と、視線誘導部530と、を備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
カメラ51は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ51は、運転支援システム1が搭載される車両(以下、自車両M)の任意の箇所に取り付けられる。カメラ51は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ51は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置52は、自車両Mの周辺にミリ波等の電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置52は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置52は、FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ53は、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。ファインダ53は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ53は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ53は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
物体認識装置54は、カメラ51、レーダ装置52、およびファインダ53のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、自車両Mの周辺の物体の位置や種類、速度等を認識する。物体認識装置54は、少なくとも自車両Mの前方の物体、および自車両Mの後方の車両を認識する。物体認識装置54は、認識結果を制御装置100に出力する。物体認識装置54は、カメラ51、レーダ装置52、およびファインダ53の検出結果をそのまま制御装置100に出力してよい。
通信装置55は、例えば、セルラー網やWi-Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等を利用して、自車両Mの周辺に存在する他車両と通信(車車間通信)し、または無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
HMI56は、自車両Mの運転者に対して各種情報を提示すると共に、運転者による入力操作を受け付ける。HMI56は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。
車両センサ57は、自車両Mの速度を検出する車速センサや、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。
ナビゲーション装置60は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機61と、ナビHMI62と、経路決定部63と、を備える。ナビゲーション装置60は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置に第1地図情報64を保持している。GNSS受信機61は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。自車両Mの位置は、車両センサ57の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI62は、表示装置やスピーカ、タッチパネル、キー等を含む。ナビHMI62は、前述したHMI56と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部63は、例えば、GNSS受信機61により特定された自車両Mの位置(または入力された任意の位置)から、ナビHMI62を用いて乗員により入力された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、第1地図情報64を参照して決定する。第1地図情報64は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードと、によって道路形状が表現された情報である。第1地図情報64は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報等を含んでもよい。地図上経路は、MPU70に出力される。ナビゲーション装置60は、地図上経路に基づいて、ナビHMI62を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置60は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置60は、通信装置55を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
MPU70は、例えば、推奨車線決定部71を含む。MPU70は、HDDやフラッシュメモリ等の記憶装置に第2地図情報72を保持している。推奨車線決定部71は、ナビゲーション装置60から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報72を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部71は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部71は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Mが分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報72は、第1地図情報64よりも高精度な地図情報である。第2地図情報72は、例えば、車線の中央の情報、または車線の境界の情報等を含んでいる。また、第2地図情報72には、道路情報や交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。第2地図情報72は、通信装置55が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてもよい。
運転操作子80は、例えば、アクセルグリップや、ブレーキペダル、ブレーキレバー、シフトペダル、操向ハンドル等の操作子を含む。運転操作子80には、操作量または操作の有無を検出するセンサが取り付けられている。センサの検出結果は、制御装置100、または、走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520のうち一部もしくは全部に出力される。
運転者監視カメラ90は、シートに着座する運転者を撮像可能な位置に配置されている。例えば、運転者監視カメラ90は、自車両Mの前部に取り付けられている。運転者監視カメラ90は、例えば、シートに着座する運転者の顔を中心に撮像する。運転者監視カメラ90は、CCDやCMOS等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。運転者監視カメラ90は、例えば、周期的に運転者を撮像する。運転者監視カメラ90の撮像画像は、制御装置100に出力される。
制御装置100は、マスター制御部110と、運転支援制御部200と、自動運転制御部300と、制動制御部400と、を備える。なお、マスター制御部110は、運転支援制御部200または自動運転制御部300のどちらかに統合されてもよい。
マスター制御部110は、運転支援の度合の切り替え、およびHMI56の制御を行う。例えば、マスター制御部110は、切替制御部120と、HMI制御部130と、操作子状態判定部140と、乗員状態監視部150と、を備える。切替制御部120、HMI制御部130、操作子状態判定部140、および乗員状態監視部150は、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムを実行することで実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
切替制御部120は、例えば、HMI56に含まれる所定のスイッチから入力される操作信号に基づいて運転支援の度合を切り替える。また、切替制御部120は、例えば、アクセルグリップやブレーキペダル、ブレーキレバー、操向ハンドル等の運転操作子80に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、運転支援をキャンセルして手動運転に切り替えてもよい。
なお、切替制御部120は、後述する行動計画生成部330により生成される行動計画に基づいて、運転支援の度合を切り替えてもよい。例えば、切替制御部120は、行動計画によって規定される自動運転の終了予定地点で、運転支援を終了するようにしてもよい。
HMI制御部130は、運転支援の度合の切り替えに関連する通知等を、HMI56に出力させる。また、HMI制御部130は、自車両Mに対する所定の事象が発生した場合に、HMI56に出力する内容を切り替える。また、HMI制御部130は、操作子状態判定部140または乗員状態監視部150の一方または双方による判定結果に関する情報を、HMI56に出力させてもよい。また、HMI制御部130は、HMI56により受け付けられた情報を運転支援制御部200または自動運転制御部300の一方または双方に出力してもよい。
操作子状態判定部140は、例えば、運転操作子80に含まれる操向ハンドルが操作されている状態(具体的には、現に意図的な操作を行っている場合、直ちに操作可能な状態、または把持状態を指すものとする)であるか否かを判定する。
乗員状態監視部150は、運転者監視カメラ90の撮像画像に基づいて、運転者の状態を監視する。乗員状態監視部150は、運転者が周辺の交通状況を継続して監視していることを監視する。乗員状態監視部150は、運転者監視カメラ90の撮像画像により運転者の顔画像を取得し、取得した顔画像から運転者の視線方向を認識する。例えば、乗員状態監視部150は、ニューラルネットワーク等を利用したディープラーニングによって、運転者監視カメラ90の撮像画像から乗員の視線方向を認識してもよい。
運転支援制御部200は、第1の度合の運転支援を実行する。運転支援制御部200は、例えば、ACCやLKASその他の運転支援制御を実行する。例えば、運転支援制御部200は、ACCを実行する際には、カメラ51、レーダ装置52、およびファインダ53から物体認識装置54を介して入力される情報に基づいて、自車両Mと、前走車両との車間距離を一定に保った状態で走行するように走行駆動力出力装置500およびブレーキ装置510を制御する。すなわち、運転支援制御部200は、前走車両との車間距離に基づく加減速制御(速度制御)を行う。また、運転支援制御部200は、LKASを実行する際には、自車両Mが、現在走行中の走行車線を維持(レーンキープ)しながら走行するようにステアリング装置520を制御する。すなわち、運転支援制御部200は、車線維持のための操舵制御を行う。第1の度合の運転支援の種類に関しては、運転操作子80への操作を要求しない自動運転(第2の度合および第3の度合)以外の種々の制御を含んでよい。
自動運転制御部300は、第2の度合および第3の度合の運転支援を実行する。自動運転制御部300は、例えば、第1制御部310と、第2制御部350と、を備える。第1制御部310および第2制御部350のそれぞれは、例えば、CPU等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPU等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
第1制御部310は、例えば、認識部320と、行動計画生成部330と、を備える。第1制御部310は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能と、を並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号や道路標示等)に基づく認識と、が並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてもよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部320は、カメラ51、レーダ装置52、およびファインダ53から物体認識装置54を介して入力された情報に基づいて、周辺車両の位置や速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心など)を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、物体の加速度もしくはジャーク、または「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。
また、認識部320は、例えば、自車両Mが走行している車線(走行車線)を認識する。例えば、認識部320は、第2地図情報72から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ51によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンと、を比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部320は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレール等を含む走路境界(道路境界)を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置60から取得される自車両Mの位置、またはINSによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部320は、一時停止線や障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象等を認識する。
認識部320は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Mの位置および姿勢を認識する。
図2は、認識部により走行車線に対する自車両の相対位置および姿勢が認識される様子の一例を示す図である。
図2に示すように、認識部320は、例えば、自車両Mの基準点(例えば重心)の走行車線中央CLからの乖離OS、および自車両Mの進行方向の走行車線中央CLを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線L1に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。また、これに代えて、認識部320は、走行車線L1の何れかの側端部(道路区画線または道路境界)に対する自車両Mの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。
図1に示すように、行動計画生成部330は、自動運転により自車両Mを走行させる行動計画を生成する。行動計画生成部330は、原則的には推奨車線決定部71により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自車両Mが自動的に(運転者の操作に依らずに)将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道には、例えば、将来の自車両Mの位置を定めた位置要素と、将来の自車両Mの速度や加速度等を定めた速度要素と、が含まれる。例えば、行動計画生成部330は、自車両Mが順に到達すべき複数の地点(軌道点)を、目標軌道の位置要素として決定する。軌道点は、所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点である。所定の走行距離は、例えば、経路に沿って進んだときの道なり距離によって計算されてもよい。また、行動計画生成部330は、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数秒程度)ごとの目標速度および目標加速度を、目標軌道の速度要素として決定する。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度および目標加速度は、サンプリング時間および軌道点の間隔によって決定される。
行動計画生成部330は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベントや、前走車両に追従して走行する追従走行イベント、自車両Mの走行車線を変更する車線変更イベント、道路の分岐地点で自車両Mを目的の方向に走行させる分岐イベント、合流地点で自車両Mを合流させる合流イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント等がある。行動計画生成部330は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。
図3は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。
図3に示すように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部330は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前(イベントの種類に応じて決定されてよい)に差し掛かると、車線変更イベントや分岐イベント、合流イベント等を起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。
図1に戻り、第2制御部350は、行動計画生成部330によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520を制御する。
第2制御部350は、例えば、取得部352と、速度制御部354と、操舵制御部356と、を備える。取得部352は、行動計画生成部330により生成された目標軌道(軌道点)の情報を取得し、メモリ(不図示)に記憶させる。速度制御部354は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置500またはブレーキ装置510を制御する。操舵制御部356は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置520を制御する。速度制御部354および操舵制御部356の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部356は、自車両Mの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御と、を組み合わせて実行する。
制動制御部400は、物体認識装置54の認識結果に基づいて、後述するブレーキ装置510およびステアリング装置520を制御する。制動制御部400は、衝突判定部410と、ブレーキ制御部420と、安全方向判定部430と、操舵制御部440と、を備える。
衝突判定部410は、物体認識装置54の認識結果に基づいて、自車両Mの後方の車両(後方車両B1)、および自車両Mの前方の物体の存在を判定する。衝突判定部410は、自車両Mが完全停止または停止直前で前進している状態で、自車両Mの後方車両B1が自車両Mに衝突するか否かを判定する。衝突判定部410は、自車両Mおよび後方車両B1の速度や減速度、進行方向等に基づいて、後方車両B1が自車両Mに衝突するか否かを判定する。また、衝突判定部410は、自車両Mおよび後方車両B1の速度や減速度、進行方向等に基づいて、自車両Mに対する後方車両B1の衝突時の相対速度を予測する。衝突判定部410は、予測した後方車両B1の衝突時の相対速度に基づいて、ブレーキ制御部420に第1の制動指令を出力する。
衝突判定部410は、例えば物体認識装置54の認識結果や車両センサ57の検出結果に基づいて、後方車両B1が自車両Mに衝突したか否かを判定する。衝突判定部410は、自車両Mへの後方車両B1の衝突の判定結果に基づいて、ブレーキ制御部420に第2の制動指令を出力する。
ブレーキ制御部420は、衝突判定部410から受信した第1の制動指令に基づいて、ブレーキ装置510を制御する。ブレーキ制御部420は、予測された後方車両B1の衝突時の速度に応じて車輪の制動力の大きさを設定する。ブレーキ制御部420は、後輪に優先して制動力を付与するようにブレーキ装置510を制御する。換言すると、ブレーキ制御部420は、車輪に制動力を付与させる場合、少なくとも後輪に制動力を付与させるようにブレーキ装置510を制御する。
ブレーキ制御部420は、衝突判定部410から受信した第2の制動指令に基づいて、後方車両B1が自車両Mに衝突した後、車輪に付与する制動力を減少させる。この場合、ブレーキ制御部420は、予測された後方車両B1の衝突時の速度、または後方車両B1の衝突時の実速度に応じて、減少させる制動力の大きさを算出する。例えば、ブレーキ制御部420は、車輪がロックしないように車輪に付与する制動力を減少させる。ブレーキ制御部420は、車輪に付与する制動力を減少させた後、自車両Mを減速させることが可能な状況で制動力を増加させてもよい。自車両Mを減速させることが可能な状況は、例えば自車両Mが後方車両B1に押されていない状態である。
安全方向判定部430は、物体認識装置54の認識結果に基づいて、自車両Mが安全に進行できる方向(以下、安全方向と称する)を判定する。安全方向は、自車両Mの前方の物体への接触を回避できる方向である。安全方向判定部430は、安全方向の判定結果に基づく転舵指令を操舵制御部440に出力する。
操舵制御部440は、安全方向判定部430から受信した転舵指令に基づいて、ステアリング装置520を制御する。操舵制御部440は、転舵指令に応じて転舵方向(前輪の向き)および転舵角を調整する。
走行駆動力出力装置500は、自車両Mが走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置500は、例えば、内燃機関や電動機、変速機等の組み合わせと、これらを制御するECU(Electronic Control Unit)と、を備える。ECUは、第2制御部350から入力される情報、または運転操作子80から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置510は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUと、を備える。ブレーキECUは、第2制御部350の速度制御部354、もしくは制動制御部400のブレーキ制御部420から入力される情報、または運転操作子80から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置510は、運転操作子80に含まれるブレーキレバーまたはブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置510は、上記説明した構成に限らず、第2制御部350から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置520は、例えば、ステアリングECUと、電動モータと、を備える。電動モータは、例えば、操舵輪(前輪)の向きを変更する。ステアリングECUは、第2制御部350の操舵制御部356、もしくは制動制御部400の操舵制御部440から入力される情報、または運転操作子80から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、操舵輪の向きを変更させる。
<車両全体>
次に、本実施形態の運転支援システム1が搭載された鞍乗り型車両の構造を説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、車両上方を示す矢印UPが示されている。
図4は、第1実施形態の自動二輪車を示す左側面図である。
図4に示すように、自動二輪車10は、実施形態の運転支援システム1が搭載された鞍乗り型車両である。自動二輪車10は、操舵輪である前輪11と、駆動輪である後輪12と、原動機13(図示の例ではエンジン)を支持する車体フレーム20と、を主に備える。なお、以下の説明では前輪11および後輪12をまとめて車輪11,12と称する場合がある。
前輪11は、操舵機構を介して車体フレーム20に操向可能に支持されている。操舵機構は、前輪11を支持するフロントフォーク14と、フロントフォーク14を支持するステアリングステム15と、を備える。ステアリングステム15の上部には、運転者Jが握る操向ハンドル16が取り付けられている。前輪11は、ブレーキ装置510によって制動される。
後輪12は、車両後部で前後方向に延びるスイングアーム17の後端部に支持されている。スイングアーム17の前端部は、車体フレーム20に上下揺動可能に支持されている。後輪12は、ブレーキ装置510によって制動される。
車体フレーム20は、前端部に設けられたヘッドパイプ21によって、ステアリングステム15を回動可能に支持している。車体フレーム20は、上述した原動機13の他、運転者Jが着座するシート22や、運転者Jが足を載せる左右のステップ23、シート22の前方に配置された燃料タンク24等を支持している。車両前部には、車体フレーム20に支持されたフロントカウル25が装着される。フロントカウル25の内側には、メータ装置30が配置されている。
<制動制御部の機能>
以下、本実施形態に係る制動制御部400の機能について図5から図10を参照して説明する。この処理フローは、運転支援が実行されているか否かによらず自車両Mの速度が第1の所定値以下の状態、すなわち完全停止または停止直前で前進している状態で繰り返し実施される。なお、停止直前で前進している状態は、例えば自車両Mが減速中、かつ自車両Mの速度が5km/h以下の状態である。
図5は、制動制御部による処理の流れを示すフローチャートである。図6は、後方車両が自車両に衝突すると判定された場面を示す図である。
図5に示すように、ステップS10において、衝突判定部410は、自車両Mに衝突する後方車両B1が存在するか否かを判定する。自車両Mに衝突する後方車両B1が存在する場合(S10:YES)、制動制御部400はステップS20の処理に移行する。自車両Mに衝突する後方車両が存在しない場合(S10:NO)、制動制御部400は一連の処理を終了する。
ステップS20において、衝突判定部410は、自車両Mに対する後方車両B1の相対速度が第2の所定値以上か否かを判定する。第2の所定値は、固定的に設定されてもよいし、後方車両B1の進行方向等に応じて決まってもよい。後方車両B1の相対速度が第2の所定値よりも低い場合(S20:NO)、衝突判定部410はブレーキ制御部420に第1の制動指令を出力する(ステップS30)。後方車両B1の相対速度が第2の所定値以上の場合(S20:YES)、制動制御部400はブレーキ装置510を作動させず、ステップS40の処理に移行する。すなわち、制動制御部400は、後方車両B1の相対速度が第2の所定値以上の場合、車輪11,12の制動力を0に設定する。
ステップS30において、ブレーキ制御部420は、衝突判定部410から第1の制動指令を受信すると、車輪11,12に制動力を付与するようにブレーキ装置510を制御する。この際、ブレーキ制御部420は、後方車両B1の衝突時の相対速度に応じて制動する車輪11,12を決定する。ブレーキ制御部420は、後方車両B1の衝突時の相対速度が所定の基準よりも小さい場合、後輪12のみを制動する(図6参照)。ブレーキ制御部420は、後方車両B1の衝突時の相対速度が所定の基準よりも大きい場合、前輪11および後輪12を制動する。前輪11または後輪12に付与する制動力の大きさは、後方車両B1の衝突時の相対速度に応じて細かく設定されてもよい。続いて、制動制御部400はステップS40の処理に移行する。
ステップS40において、安全方向判定部430は、自車両Mの前方に物体が存在するか否かを判定する。具体的に、安全方向判定部430は、自車両Mの進行方向に物体が存在するか否かを判定する。自車両Mの前方に物体が存在しない場合(S40:NO)、制動制御部400は、一連の処理を終了する。自車両Mの前方に物体が存在する場合(S40:YES)、制動制御部400はステップS50の処理に移行する。
ステップS50において、安全方向判定部430は、安全方向を判定する。安全方向が右側の場合(S50:YES)、操舵制御部440は前輪11を右側に転舵するようにステアリング装置520を制御する(ステップS60)。続いて、制動制御部400は、ステップS80の処理に移行する。安全方向が右側でない場合(S50:NO)、すなわち安全方向が左側の場合、操舵制御部440は前輪11を左側に転舵するようにステアリング装置520を制御する(ステップS70)。続いて、制動制御部400は、ステップS80の処理に移行する。
ここで、安全方向判定部430における安全方向の判定例を説明する。なお、以下の例では、自車両Mの進行方向に他車両(前方車両B2)が存在する場合を例に挙げて説明する。
図7から図10は、自車両が後方車両に衝突される際に安全方向に回避する場面の一例を示す図である。なお、各図において、符号LLは道路区画線を示している。
図7に示すように、安全方向判定部430は、自車両Mの前方の物体として前方車両B2のみが存在する場合、自車両Mに近い側の車道外側線OL側を安全方向と判定する。換言すると、安全方向判定部430は、自車両Mに近い路側帯R側(または路肩側)を安全方向と判定する。
また、図8に示すように、安全方向判定部430は、前方車両B2の側方に歩行者Wが存在する場合、前方車両B2に対して歩行者Wが存在しない側を安全方向と判定する。
また、図9に示すように、安全方向判定部430は、自車両Mに近い側の車道外側線OL側の所定の範囲内に他車両B3等の物体が存在する場合、前方車両B2に対して前記物体とは反対側を安全方向と判定する。
また、図10に示すように、安全方向判定部430は、所定の範囲内に対向車B4が存在する場合、対向車B4が存在しない側を安全方向と判定する。所定の範囲は、固定的に設定されてもよいし、対向車B4の速度や、後方車両B1の衝突時の速度や進行方向等に応じて決まってもよい。
図6に戻り、ステップS80において、衝突判定部410は、後方車両B1が自車両Mに衝突したか否かを判定する。後方車両B1が自車両Mに衝突した場合(S80:YES)、衝突判定部410はブレーキ制御部420に第2の制動指令を出力する(ステップS90)。後方車両B1が自車両Mに衝突していない場合(S80:YES)、衝突判定部410はステップS80の処理を繰り返す。
ステップS90において、ブレーキ制御部420は、衝突判定部410から第2の制動指令を受信すると、車輪11,12に付与した制動力を減少させるようにブレーキ装置510を制御する。例えば、ブレーキ制御部420は、後方車両B1の衝突時の速度が大きくなるに従い、制動力を減少させる前後の差分が小さくなるように、減少させる制動力の大きさを設定する。続いて、制動制御部400は、ステップS100の処理に移行する。
ステップS100において、ブレーキ制御部420は、自車両Mを減速させることが可能か否かを判定する。例えば、ブレーキ制御部420は、自車両Mと後方車両B1との距離が開き始めた場合に、自車両Mを減速させることが可能と判定する。また、例えば、ブレーキ制御部420は、後方車両B1が自車両Mに衝突した後、所定時間経過した場合に、自車両Mを減速させることが可能と判定する。自車両Mを減速させることが可能な場合(S100:YES)、ブレーキ制御部420は、車輪11,12に付与する制動力を増加させるようにブレーキ装置510を制御し(ステップS110)、一連の処理を終了する。自車両Mを減速させることが不可能な場合(S100:NO)、ブレーキ制御部420は、ブレーキ制御部420はステップS100の処理を繰り返す。
以上に説明したように、本実施形態の自動二輪車10は、自車両Mの後方車両B1を認識する物体認識装置54と、自車両Mの車輪11,12に制動力を付与するブレーキ装置510と、物体認識装置54の認識結果に基づいてブレーキ装置510を制御する制動制御部400と、を備える。制動制御部400は、自車両Mの速度が第1の所定値以下の状態で後方車両B1が自車両Mに衝突すると判定した場合にブレーキ装置510を作動させる。
この構成によれば、完全停止または停止直前で前進している自車両Mに後方車両B1が衝突する際に、後方車両B1に対する抗力を自車両Mに発生させることができる。このため、後方からの衝突に対する抗力が不足して自車両Mが前進し、車体の姿勢が乱れることを抑制できる。したがって、停止時に後方車両B1に衝突された場合の接触被害を低減できる。
また、制動制御部400は、自車両Mに対する後方車両B1の相対速度に応じてブレーキ装置510による制動力の大きさを設定する。
ここで、自車両Mに加わる衝撃の大きさは、後方車両B1の衝突時の相対速度によって変化する。このため、上記のように構成することで、自車両Mに加わる衝撃の大きさに応じた適切な制動力を車輪11,12に付与できる。よって、後方車両B1が衝突した際の車体の姿勢の乱れをより確実に抑制できる。
また、制動制御部400は、後輪12に優先して制動力を付与するようにブレーキ装置510を制御する。
この構成によれば、前輪11のみに制動力が付与されて後方車両B1の衝突により車体後部が持ち上がることを抑制できる。よって、車体の姿勢が乱れることをより確実に抑制できる。
また、制動制御部400は、後方車両B1が自車両Mに衝突後、自車両Mが前進している状態で、車輪11,12に付与する制動力を減少させるようにブレーキ装置510を制御する。
この構成によれば、自車両Mが後方車両B1に衝突されて押されている状態で車輪11,12のロックによるスリップを抑制できる。したがって、後方車両B1が衝突した際の車体の姿勢の乱れをより確実に抑制できる。
また、制動制御部400は、車輪11,12に付与する制動力を減少させた後、車輪11,12に付与する制動力を増加させるようにブレーキ装置510を制御する。
この構成によれば、後方車両B1が減速して自車両Mから離れ始めた場合に車輪11,12に付与する制動力を増加させることで、より速やかに自車両Mを停止させることができる。
また、自動二輪車10は、自車両Mの前方の物体(前方車両B2等)を認識する物体認識装置54と、前輪11の向きを変更するステアリング装置520と、をさらに備える。制動制御部400は、後方車両B1が自車両Mに衝突すると判定し、かつ物体認識装置54の認識結果に基づいて自車両Mの前方に物体が存在していると判定した場合に前輪11を転舵するようにステアリング装置520を制御する。
この構成によれば、自車両Mが後方車両B1の衝突によって前進する場合であっても、自車両Mを斜め前に進行させることができる。よって、自車両Mが前方の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両B1に衝突された場合の接触被害を低減できる。
また、制動制御部400は、自車両Mに近い路側帯R側(または路肩側)に前輪11を転舵するようにステアリング装置520を制御する。
この構成によれば、他車両が存在する可能性の低い路側帯R(または路肩)に自車両Mを逃がすことができる。よって、自車両Mが周囲の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両B1に衝突された場合の接触被害を低減できる。
また、制動制御部400は、自車両Mから見て歩行者Wおよび前方の物体が存在しない方向に前輪11を転舵するようにステアリング装置520を制御する。
この構成によれば、自車両Mが歩行者Wおよび前方の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両B1に衝突された場合の接触被害を低減できる。
また、制動制御部400は、自車両Mから見て対向車B4および前方の物体が存在しない方向に前輪11を転舵するようにステアリング装置520を制御する。
この構成によれば、自車両Mが対向車B4および前方の物体に衝突することを抑制できる。したがって、停止時に後方車両B1に衝突された場合の接触被害を低減できる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、運転支援システム1の自動二輪車への適用を例に説明したが、これに限定されない。運転支援システム1が適用される鞍乗り型車両は、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)の車両も含まれる。
また、上記実施形態の運転支援システム1は、いわゆる自動運転を実行できるものであるが、これに限定されない。すなわち、走行に際して常に運転者による操作を必要とする車両に本発明の運転支援システムを適用してもよい。
また、上記実施形態では、自車両Mの速度が第1の所定値以下の状態で制動制御部400が一連の処理を行う例を説明したが、これに限定されない。制動制御部400は、自車両Mが完全に停止している場合のみ、上述した実施形態と同様の処理を行ってもよい。この場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する。
また、上記実施形態では、ステップS90の処理において、ブレーキ制御部420は、衝突判定部410から第2の制動指令を受信すると、車輪11,12に付与した制動力を減少させるようにブレーキ装置510を制御している。すなわち、ブレーキ制御部420は、後方車両B1が自車両Mに衝突した場合に、車輪11,12に付与した制動力を減少させるようにブレーキ装置510を制御している。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、ブレーキ制御部420は、車輪11,12のスリップが検知された場合に、車輪11,12に付与した制動力を減少させるようにブレーキ装置510を制御してもよい。また、上述したステップS80からステップS110の処理は行わなくてもよい。
また、上記実施形態では、物体認識装置54は、カメラ51、レーダ装置52、およびファインダ53による検出結果に基づいて、自車両Mの周辺の物体の位置を認識しているが、これに限定されない。例えば、物体認識装置54は、通信装置55を用いたV2X通信(例えば、車車間通信や路車間通信等)によって、自車両Mの周辺に存在する他車両の存在を認識してもよい。
また、上記実施形態では、自車両Mの後方車両を認識する後方車両認識部と、自車両Mの前方の物体を認識する前方物体認識部と、が物体認識装置54として統合されているが、これに限定されない。これら機能部は、独立して設けられていてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
11 前輪(車輪、操舵輪)
12 後輪(車輪)
54 物体認識装置(後方車両認識部、前方物体認識部)
400 制動制御部(制御部)
510 ブレーキ装置
520 ステアリング装置
B1 後方車両
B2 前方車両(前方の物体)
B4 対向車
M 自車両
R 路側帯
W 歩行者

Claims (9)

  1. 自車両(M)の後方車両(B1)を認識する後方車両認識部(54)と、
    前記自車両(M)の車輪(11,12)に制動力を付与するブレーキ装置(510)と、
    前記後方車両認識部(54)の認識結果に基づいて前記ブレーキ装置(510)を制御する制御部(400)と、
    を備え、
    前記制御部(400)は、前記自車両(M)の速度が所定値以下の状態で前記後方車両(B1)が前記自車両(M)に衝突すると判定した場合に前記ブレーキ装置(510)を作動させ、前記自車両(M)に対する前記後方車両(B1)の相対速度に応じて前記ブレーキ装置(510)による制動力の大きさを設定する、
    鞍乗り型車両。
  2. (削除)
  3. 前記制御部(400)は、後輪(12)に優先して制動力を付与するように前記ブレーキ装置(510)を制御する、
    請求項1に記載の鞍乗り型車両。
  4. 前記制御部(400)は、前記後方車両(B1)が前記自車両(M)に衝突後、前記自車両(M)が前進している状態で、前記車輪(11,12)に付与する制動力を減少させるように前記ブレーキ装置(510)を制御する、
    請求項1または請求項3に記載の鞍乗り型車両。
  5. 前記制御部(400)は、前記車輪(11,12)に付与する制動力を減少させた後、前記車輪(11,12)に付与する制動力を増加させるように前記ブレーキ装置(510)を制御する、
    請求項4に記載の鞍乗り型車両。
  6. 前記自車両(M)の前方の物体(B2)を認識する前方物体認識部(54)と、
    操舵輪(11)の向きを変更するステアリング装置(520)と、
    をさらに備え、
    前記制御部(400)は、前記後方車両(B1)が前記自車両(M)に衝突すると判定し、かつ前記前方物体認識部(54)の認識結果に基づいて前記自車両(M)の前方に前記物体(B2)が存在していると判定した場合に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御する、
    請求項1、請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の鞍乗り型車両。
  7. 前記制御部(400)は、前記自車両(M)に近い路側帯(R)側または路肩側に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御する、
    請求項6に記載の鞍乗り型車両。
  8. 前記制御部(400)は、前記自車両(M)から見て歩行者(W)および前記前方の物体(B2)が存在しない方向に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御する、
    請求項6に記載の鞍乗り型車両。
  9. 前記制御部(400)は、前記自車両(M)から見て対向車(B4)および前記前方の物体(B2)が存在しない方向に前記操舵輪(11)を転舵するように前記ステアリング装置(520)を制御する、
    請求項6に記載の鞍乗り型車両。
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