JP7356303B2 - 車両の緊急退避制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子パーキングブレーキを備えた車両の緊急退避制御装置に関する。

近年、車両の運転支援および自動運転を実現するための種々の技術が開発されている。車両の運転支援は、ドライバがステアリングを握った状態で車両のステアリング操作および／または加減速をサポートする。車両の自動運転は、ドライバがステアリングを離した状態でも、特定の場所に限り交通状況を認知して、車両の運転に関わる操作を行う。

なお、車両の自動運転には、特定の場所を限定して、緊急時、システムが作動困難などになった場合にドライバが対応を行ったり、緊急時でもシステムが対応したり、場所の限定なくシステムが車両の運転に関わる操作を行うなどが含まれる。

このような自動運転技術に関し、例えば、特許文献１に開示されるように、緊急時にシステムが対応して、車両を安全な場所まで退避走行させる退避走行の制御が知られている。

特開２０１１－２２６４４１号公報

ところで、車両の運転支援時において、車両のステアリング操作および／または加減速は、ドライバが行うが、ドライバに意識低下、急病などにより、車両の運転ができない状態が発生した場合、車両の乗員がドライバのみのときは勿論、同乗者により車両を安全な場所に移動することは困難である。また、車両が路上で急停車、蛇行などすると、後続車などの他車両の進行を妨げたり、追突されたりする虞がある。

本発明は、このような事情に鑑み、車両の運転支援時において、ドライバが車両の運転操作が困難な状態に陥った場合に、車両を安全な場所に移動する車両の緊急退避制御装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様の車両の緊急退避制御装置は、ドライバが自車両の運転操作を手動で行う手動運転モードと、運転操作を支援する運転支援モードと、前記自車両を非常駐車制御により自動的に停止させる退避モードと、に切り替え可能な車両の緊急退避制御装置であって、電動パーキングブレーキと、パーキングブレーキレバーと、前記パーキングブレーキレバーからの信号が入力され、前記電動パーキングブレーキを駆動制御する電動パーキングブレーキ制御ユニットと、前記電動パーキングブレーキ制御ユニットを制御すると共に、前記手動運転モード、前記運転支援モードおよび前記退避モードを切換える運転モード切換ユニットと、を有し、前記手動運転モード中において、前記自車両が停車中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させ、前記運転支援モード中において、前記自車両の走行中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記運転モード切換ユニットが前記運転支援モードから前記退避モードに切換えて、前記退避モード終了後に、前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させる。

本発明によれば、車両の運転支援時において、ドライバが車両の運転操作が困難な状態に陥った場合に、車両を安全な場所に移動する車両の緊急退避制御装置を提供することができる。

車両の緊急退避制御装置の概略構成図 センタコンソールに設けられたパーキングブレーキレバーおよび後輪側のブレーキ機構の構成を示す模式図 手動運転モードおよび運転支援モードの際に車両の緊急退避制御装置が実行する制御フローチャート

以下に図面を参照しながら、本発明の一態様の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１に示す車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置１は、自動車などの車両（自車両）に搭載されている。この運転支援装置１は、車外の走行環境を認識するためのセンサユニット（走行環境認識手段）として、ロケータユニット１１及びカメラユニット２１を有し、これらの両ユニット１１，２１が互いに依存することのない完全独立の多重系を構成している。また、運転支援装置１は、走行制御ユニット（以下、「走行＿ＥＣＵ」と称す）２２と、エンジン制御ユニット（以下「Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ」と称す）２３と、パワーステアリング制御ユニット（以下「ＰＳ＿ＥＣＵ」と称す）２４と、ブレーキ制御ユニット（以下「ＢＫ＿ＥＣＵ」と称す）２５と、電動パーキングブレーキ制御ユニット（以下「ＥＰＢ＿ＥＣＵ」と称す）２６と、を備え、これら各制御ユニット２２～２６が、ロケータユニット１１およびカメラユニット２１と共に、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの車内通信回線１０を介して接続されている。

ロケータユニット１１は、道路地図上の自車位置を推定するものであり、自車位置を推定するロケータ演算部１２を有している。このロケータ演算部１２の入力側には、自車両の前後加速度を検出する前後加速度センサ１３、前後左右各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１４、自車両の角速度または角加速度を検出するジャイロセンサ１５、複数の測位衛星から発信される測位信号を受信するＧＮＳＳ受信機１６など、自車両の位置（自車位置）を推定するに際し、必要とするセンサ類が接続されている。

また、ロケータ演算部１２には、記憶手段としての高精度道路地図データベース１８が接続されている。高精度道路地図データベース１８は、ＨＤＤなどの大容量記憶媒体であり、高精度な道路地図情報（ダイナミックマップ）が記憶されている。この高精度道路地図情報は、自動運転を行う際に必要とする車線データとして、車線幅データ、車線中央位置座標データ、車線の進行方位角データ、制限速度などを保有している。この車線データは、道路地図上の各車線に数メートル間隔で格納されている。

ロケータ演算部１２は、自車位置を推定する自車位置推定部１２ａ、地図情報取得部１２ｂを備えている。地図情報取得部１２ｂは、例えばドライバが自動運転に際してセットした目的地に基づき、現在地から目的地までのルート地図情報を高精度道路地図データベース１８に格納されている地図情報から取得する。

また、地図情報取得部１２ｂは、取得したルート地図情報（ルート地図上の車線データ）を自車位置推定部１２ａへ送信する。自車位置推定部１２ａは、ＧＮＳＳ受信機１６で受信した測位信号に基づき自車両の位置座標を取得する。また、自車位置推定部１２ａは、取得した位置座標をルート地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置を推定すると共に走行車線を特定し、道路地図データに記憶されている走行車線中央の道路曲率を取得する。

さらに、自車位置推定部１２ａは、トンネル内走行などのようにＧＮＳＳ受信機１６の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境において、車輪速センサ１４で検出した車輪速に基づき求めた車速、ジャイロセンサ１５で検出した角速度、前後加速度センサ１３で検出した前後加速度に基づいて自車位置を推定する自律航法に切換えて、道路地図上の自車位置を推定する。

カメラユニット２１は、車室内前部の上部中央に固定されており、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ２１ａおよびサブカメラ２１ｂからなる車載カメラ（ステレオカメラ）と、画像処理ユニット（ＩＰＵ）２１ｃおよび走行環境認識部２１ｄを有している。

ＩＰＵ２１ｃは、両カメラ２１ａ，２１ｂで撮像した自車両前方の前方走行環境画像情報を所定に画像処理し、対応する対象の位置のズレ量から求めた距離情報を含む前方走行環境画像情報（距離画像情報）を生成する。

走行環境認識部２１ｄは、ＩＰＵ２１ｃから受信した距離画像情報などに基づき、自車両が走行する進行路（自車進行路）の左右を区画する区画線の道路曲率[１/ｍ]、および左右区画線間の幅（車幅）を求める。この道路曲率、および車幅の求め方は種々知られているが、例えば、走行環境認識部２１ｄは、道路曲率を前方走行環境画像情報に基づき輝度差による二値化処理にて、左右の区画線を認識し、最小二乗法による曲線近似式などにて左右区画線の曲率を所定区間毎に求め、さらに、両区画線間の曲率の差分から車幅を算出する。

そして、走行環境認識部２１ｄは、この左右区間線の曲率と車線幅とに基づき車線中央の道路曲率を求め、さらに、車線中央を基準とする自車両の横位置偏差、正確には、車線中央から自車両の車幅方向中央までの距離である自車横位置偏差Ｘｄｉｆｆを算出する。

また、走行環境認識部２１ｄは、距離画像情報に対して所定のパターンマッチングなどを行い、道路に沿って存在するガードレール、縁石および立体物の認識を行う。ここで、走行環境認識部２１ｄにおける立体物の認識では、例えば、立体物の種別、立体物までの距離、立体物の速度、立体物と自車両との相対速度などの認識が行われる。

さらに、カメラユニット２１は、自車両の左右側後方を撮像するための側後方カメラ２１ｌ，２１ｒを有する。これら側後方カメラ２１ｌ，２１ｒによって撮像された自車両の側方走行環境画像情報がＩＰＵ２１ｃに入力されると、ＩＰＵ２１ｃは、エッジ検出などの所定の画像処理を行う。さらに、走行環境認識部２１ｄは、ＩＰＵ２１ｃにおいて検出されたエッジ情報に対して所定のパターンマッチングなどを行い、自車両の側方に存在する並走車や後方に存在する後続車などの立体物の認識を行う。

ロケータ演算部１２の自車位置推定部１２ａで推定した自車位置、カメラユニット２１の走行環境認識部２１ｄで求めた自車横位置偏差Ｘｄｉｆｆおよび立体物情報などは、走行＿ＥＣＵ２２で読込まれる。また、走行＿ＥＣＵ２２の入力側には、各種スイッチ・センサ類として、ドライバが自動運転（運転支援制御）のオン／オフ切換を行う自動運転スイッチ３３と、ドライバがステアリングを保舵（把持）しているときオンするハンドルタッチセンサ３４と、ドライバによる運転操作量としての操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３５と、ドライバによる運転操作量としてのブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキセンサ３６と、ドライバによる運転操作量としてのアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ３７と、が接続されている。

走行＿ＥＣＵ２２は、現在の運転モードが後述する第２の運転支援モードである場合において、自動運転スイッチ３３のオン状態が維持されていることを前提として、システム条件が不成立となった場合には、自動退避モードに移行すべき旨の判定を行う。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３の出力側には、スロットルアクチュエータ２７が接続されている。このスロットルアクチュエータ２７は、エンジンのスロットルボディに設けられている電子制御スロットルのスロットル弁を開閉動作させるものであり、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３からの駆動信号によりスロットル弁を開閉動作させて吸入空気流量を調整することで、所望のエンジン出力を発生させる。

ＰＳ＿ＥＣＵ２４の出力側には、電動パワステモータ２８が接続されている。この電動パワステモータ２８は、ステアリング機構にモータの回転力で操舵トルクを付与するものであり、自動運転では、ＰＳ＿ＥＣＵ２４からの駆動信号により電動パワステモータ２８を制御動作させることで、現在の走行車線の走行を維持させる車線維持制御、および自車両を隣接車線へ移動させる車線変更制御（追越制御などのための車線変更制御）が実行される。

ＢＫ＿ＥＣＵ２５の出力側には、ブレーキアクチュエータ２９が接続されている。このブレーキアクチュエータ２９は、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油圧を調整するもので、ＢＫ＿ＥＣＵ２５からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ２９が駆動されると、ブレーキホイール４１にブレーキパットを押し付けるブレーキキャリパー４２（例えば、図２参照）により各車輪に対してブレーキ力が発生し、強制的に減速される。

ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６の入力側には、パーキングブレーキレバー３８が接続されている。ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６の出力側は、電動パーキングブレーキとしてのパーキングブレーキアクチュエータ３９が接続されている。このパーキングブレーキアクチュエータ３９は、図２に示すように、後輪側のブレーキホイール４１にブレーキパットを押し付けるブレーキキャリパー４２に設けられる。

パーキングブレーキアクチュエータ３９には、電動ピストンなどが設けられ、ドライバなどによるパーキングブレーキレバー３８のＯＮ/ＯＦＦ操作に応じて、ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６からの駆動信号が入力されることで電動ピストンが駆動される。

パーキングブレーキアクチュエータ３９が駆動されると、後輪側のブレーキホイール４１にブレーキ力を発生させて、主に停車時の自車両を動かないようにする。なお、ここでのパーキングブレーキレバー３８は、図２に示すように、運転席と助手席の間のシフトノブ４５などが設けられるセンタコンソール４０に設けられている。

ところで、走行＿ＥＣＵ２２には、運転モードとして、手動運転モードと、第１の運転支援モードと、第２の運転支援モードと、退避モードと、が設定されている。

ここで、手動運転モードとは、ドライバによる保舵を必要とする要保舵運転モードであり、例えば、ドライバによるステアリング操作、アクセル操作およびブレーキ操作などの運転操作に従って、自車両を走行させる運転モードである。

また、第１の運転支援モードも同様に、ドライバによる保舵を必要とする要保舵運転モードである。すなわち、第１の運転支援モードは、ドライバによる運転操作を反映しつつ、例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３、ＰＳ＿ＥＣＵ２４、ＢＫ＿ＥＣＵ２５などの制御を通じて、主として、先行車追従制御（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、車線維持（Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ａｓｓｉｓｔ）制御および車線逸脱防止（Ｌａｎｅ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ）制御とを組み合わせて行うことにより、目標走行経路に沿って自車両を走行させる、いわば半自動運転モードである。

また、第２の運転支援モードとは、ドライバによる保舵、アクセル操作およびブレーキ操作を必要とすることなく、例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３、ＰＳ＿ＥＣＵ２４、ＢＫ＿ＥＣＵ２５などの制御を通じて、主として、先行車追従制御（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、車線維持（Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ａｓｓｉｓｔ）制御および車線逸脱防止（Ｌａｎｅ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ）制御とを組み合わせて行うことにより、目標走行経路に沿って自車両を走行させる自動運転モードである。

退避モードは、例えば、第２の運転支援モードによる走行中に、当該モードによる走行が継続不能となり、且つ、ドライバに運転操作を引き継ぐことができなかった場合（すなわち、手動運転モード、または、第１の運転支援モードに遷移できなかった場合）に、自車両を路側帯などに自動的に停止させるためのモードである。

このように設定された各運転モードは、走行＿ＥＣＵ２２において選択的に切換可能となっており、走行＿ＥＣＵ２２が運転モード切換ユニットを構成している。

ここで、手動運転モードおよび第１の運転支援モードにおいて、パーキングブレーキレバー３８が操作された際に車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置１が実行する緊急退避制御のルーティンの一例を以下に説明する。

図３のフローチャートに示すように、運転支援装置１は、自車両のエンジンをスタートすると、走行＿ＥＣＵ２２により手動運転モードから開始される（Ｓ１）。

走行＿ＥＣＵ２２は、手動運転モード中、加速度センサ１３、車輪速センサ１４、ジャイロセンサ１５などから自車両の車速を検出しており、常に車速が０（ゼロ）となる停車状態であるか否かを判定している（Ｓ２）。

なお、車速が０（ゼロ）のときに、パーキングブレーキレバー３８が引かれてＯＮの信号がＥＰＢ＿ＥＣＵ２６に入力されると（Ｓ１０）、ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６によりパーキングブレーキアクチュエータ３９が駆動される（Ｓ１１）。これにより、自車両にブレーキがかかり、停車した状態（駐車状態）が維持される。

一方、車速が０（ゼロ）のときでも、パーキングブレーキレバー３８が引かれずＯＮの信号がＥＰＢ＿ＥＣＵ２６に入力されないと、ステップＳ１の自動運転モードが継続される。

手動運転モードから自動運転スイッチ３３によって第１の運転支援モードが選択（ＯＮ）操作されると（Ｓ３）、走行＿ＥＣＵ２２は、第１の運転モード制御を開始する（Ｓ４）。なお、ステップＳ３の自動運転スイッチ３３が操作されるまで第１の運転支援モードが継続される。

この第１の運転支援モード中に、パーキングブレーキレバー３８が引かれて、ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６に入力されるＯＮ信号が一定時間Ｔ（例えば、Ｔ≧２ｓｅｃ）経過した場合（Ｓ５）、ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６からの情報を受けた走行＿ＥＣＵ２２は、上記各種センサから自車両の車速が０（ゼロ）となる停車状態であるか否かを判定する（Ｓ６）。

自車両の車速が０（ゼロ）ではない走行状態のときは、走行＿ＥＣＵ２２は、第１の運転支援モードを終了し（Ｓ７）、退避モードの運転制御を開始する（Ｓ８）。

自車両を路側帯などに自動的に停止させる退避モードの運転制御が終了すると（Ｓ９）、ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６によりパーキングブレーキアクチュエータ３９が駆動され（Ｓ１１）、自車両にブレーキがかかり、停車した状態（駐車状態）が維持される。

なお、ステップＳ６において、自車両の車速が０（ゼロ）の停車状態のときは、ＥＰＢ＿ＥＣＵ２６によりパーキングブレーキアクチュエータ３９が駆動され（Ｓ１１）、自車両にブレーキがかかり、停車した状態（駐車状態）が維持される。

以上のように構成された本実施形態の車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置１は、自動運転モード時において、自車両が停車している際に、パーキングブレーキレバー３８が引かれると、通常のパーキングブレーキが作動される。

また、運転支援装置１は、第１の運転支援モード時において、自車両が停車している際に、パーキングブレーキレバー３８が引かれると、通常のパーキングブレーキが作動され、自車両が走行中に一定時間パーキングブレーキレバー３８が引かれると、第１の運転支援モードを終了して、ドライバによる監視不要の非常駐車制御である退避モードの自動運転制御が実行される。

このような制御を行う車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置１により、第１の運転支援モード動作中において、ドライバに意識低下、急病などにより、車両の運転ができない状態が発生したり、前方監視ができない状態に陥ったりした場合に、一定時間パーキングブレーキレバー３８を引くことで、非常駐車制御である退避モードに切換えて自車両が危険な状態に陥ることを防ぎ、安全な場所に移動することができる。

また、パーキングブレーキレバー３８は、運転席と助手席の間のセンタコンソール４０に設けられており、ドライバが自ら操作できない状態であっても、助手席および後部座席の同乗者により操作可能となっている。

なお、上述では、第１の運転支援モード中において、一定時間パーキングブレーキレバー３８を引くことで退避モードの自動運転制御が実行されるものを例示したが、第２の運転支援モード中でも一定時間パーキングブレーキレバー３８を引くことで退避モードに切換るようにしてもよい。

各ＥＣＵ２２～２６を備えた運転支援装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置などを含むプロセッサを有している。また、プロセッサの複数の回路の全て若しくは一部の構成は、ソフトウェアで実行してもよい。例えば、ＲＯＭに格納された各機能に対応する各種プログラムをＣＰＵが読み出して実行するようにしてもよい。

さらに、プロセッサの全部若しくは一部の機能は、論理回路あるいはアナログ回路で構成してもよく、また各種プログラムの処理を、ＦＰＧＡなどの電子回路により実現するようにしてもよい。

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
例えば、各形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

１…運転支援装置
１０…車内通信回線
１１…ロケータユニット
１２…ロケータ演算部
１２ａ…自車位置推定部
１２ｂ…地図情報取得部
１３…前後加速度センサ
１３…加速度センサ
１４…車輪速センサ
１５…ジャイロセンサ
１６…受信機
１８…高精度道路地図データベース
２１…カメラユニット
２１ａ…メインカメラ
２１ｂ…サブカメラ
２１ｄ…走行環境認識部
２１ｌ，２１ｒ…側後方カメラ
２２…走行制御ユニット（走行＿ＥＣＵ）
２３…エンジン制御ユニット（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）
２４…パワーステアリング制御ユニット（ＰＳ＿ＥＣＵ）
２５…ブレーキ制御ユニット（ＢＫ＿ＥＣＵ）
２６…電動パーキングブレーキ制御ユニット（ＥＰＢ＿ＥＣＵ）
２７…スロットルアクチュエータ
２８…電動パワステモータ
２９…ブレーキアクチュエータ
３３…自動運転スイッチ
３４…ハンドルタッチセンサ
３５…操舵トルクセンサ
３６…ブレーキセンサ
３７…アクセルセンサ
３８…パーキングブレーキレバー
３９…パーキングブレーキアクチュエータ
４０…センタコンソール
４１…ブレーキホイール
４２…ブレーキキャリパー
４５…シフトノブ

Claims (4)

1. ドライバが自車両の運転操作を手動で行う手動運転モードと、運転操作を支援する運転支援モードと、前記自車両を非常駐車制御により自動的に停止させる退避モードと、に切り替え可能な車両の緊急退避制御装置であって、
   電動パーキングブレーキと、
   パーキングブレーキレバーと、
   前記パーキングブレーキレバーからの信号が入力され、前記電動パーキングブレーキを駆動制御する電動パーキングブレーキ制御ユニットと、
   前記電動パーキングブレーキ制御ユニットを制御すると共に、前記手動運転モード、前記運転支援モードおよび前記退避モードを切換える運転モード切換ユニットと、
   を有し、
   前記手動運転モード中において、前記自車両が停車中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させ、
   前記運転支援モード中において、前記自車両の走行中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記運転モード切換ユニットが前記運転支援モードから前記退避モードに切換えて、前記退避モード終了後に、前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させることを特徴とする車両の緊急退避制御装置。
2. 前記運転支援モード中において、前記パーキングブレーキレバーを一定時間操作することにより、前記退避モードが実行されることを特徴とする請求項１に記載の車両の緊急退避制御装置。
3. 前記運転支援モード中において、前記自車両が停車中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の緊急退避制御装置。
4. 前記パーキングブレーキレバーは、運転席と助手席の間のセンタコンソールに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の緊急退避制御装置。

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