JP7470588B2 - 衝突回避支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両が障害物と衝突する可能性がある場合に、障害物との衝突を回避するように車両の操舵を制御する衝突回避支援装置に関する。
特許文献1が開示する衝突回避支援装置は、車両の前方に存在する障害物を検出し、検出した障害物と衝突する可能性が高い場合に、障害物との衝突を回避する方向に操舵輪を転舵する。
特開2017-43262号公報
本願発明者は、車両が走行している道路の左白線及び右白線によって区画される車線(以下、「走行車線」と称呼される。)を逸脱せずに障害物との衝突を回避するように車両の操舵を制御する衝突回避支援装置を検討している。なお、以降において、このような車両の操舵制御は、「緊急操舵制御」と称呼される。
この衝突回避支援装置は、道路の白線に基づいて走行車線を認識し、且つ、認識した走行車線が直線路及び曲線路の何れであるか否かを判定する。緊急操舵制御によって車両が走行車線から逸脱するのを回避するため、衝突回避支援装置は、走行車線が直線路である場合に緊急操舵制御を実行する。更に、同様の理由により、衝突回避支援装置は、緊急操舵制御の実行中、走行車線が直線路から曲線路に変化した場合には、緊急操舵制御を停止する(キャンセルする。)。
しかしながら、衝突回避支援装置では、緊急操舵制御の実行中、車両の横方向の運動が発生すること及び障害物により白線の一部が遮られることによって白線の一部の認識が困難になることが生じる。これらにより、衝突回避支援装置では、障害物の左側及び右側のうちの障害物を回避するときに車両が通らない側である非回避側に存在する白線の認識精度が低下することが判明した。
このため、衝突回避支援装置では、走行車線が直線路及び曲線路の何れであるかを判定する精度が低下してしまう。これにより、衝突回避支援装置は、緊急操舵制御の停止を適切に行うことができない可能性がある。
即ち、緊急操舵制御の実行中に車両の走行車線が直線路から曲線路に変化した場合、衝突回避支援装置は、走行車線が直線路であると誤判定することにより、緊急操舵制御を停止するべきであるのにも関わらず、緊急操舵制御を停止しない可能性がある。更に、緊急操舵制御の実行中に車両の走行車線が直線路から曲線路に変化しない場合(車両が直線路である走行車線を走行し続ける場合)、衝突回避支援装置は、走行車線が曲線路であると誤判定することにより、緊急操舵制御を停止するべきではないのにも関わらず、緊急操舵制御を停止してしまう可能性がある。
本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、緊急操舵制御の実行中に、緊急操舵制御の停止を適切に行うことができない可能性を低下できる衝突回避支援装置(以下、「本発明衝突回避支援装置」とも称呼する。)を提供することにある。
本発明衝突回避支援装置(10)は、車両(SV)が走行している道路の左側車線区画線(WL)及び右側車線区画線(WR)を認識する区画線認識装置(21b)と、前記車両の前方を含む領域に存在する障害物を認識する障害物認識装置(21)と、前記車両が備える操舵ハンドル(SW)を含むステアリング機構に操舵トルクを付与して前記車両の車輪の転舵角を変更可能な電動モータ(52)と、前記車両が前記障害物に衝突する可能性が高く、且つ、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線により画定される走行車線が直線路である場合(ステップ605にて「Yes」との判定)、前記車両が前記走行車線を逸脱せずに前記障害物との衝突を回避するように前記転舵角を変更するための目標操舵トルクを決定し、前記決定した目標操舵トルクに応じた前記操舵トルクが前記ステアリング機構に付与されるように前記電動モータを駆動する緊急操舵制御を実行する(ステップ610)制御ユニット(20)と、を備える。
前記制御ユニットは、前記緊急操舵制御の実行中(ステップ805にて「Yes」との判定)、前記障害物を回避するときに前記車両が通る前記障害物の左側及び右側のうちの何れかである回避側に存在する前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線のうちの一方のみに基づいて、前記走行車線が曲線路であると判定した場合(ステップ810、ステップ830にて「Yes」)、前記緊急操舵制御を停止する(ステップ725)ように構成される。
これによれば、緊急操舵制御の実行中、車両の走行車線が直線路及び曲線路の何れであるか否かの判定精度が低下する可能性を低減できる。従って、本発明衝突回避支援装置は、緊急操舵制御の実行中に、緊急操舵制御の停止を適切に行うことができない可能性を低下できる。
上記一態様において、
前記制御ユニットは、前記緊急操舵制御の実行前(ステップ805にて「No」との判定)、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線に基づいて、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線に関する総合的な認識結果の信頼性を表す区画線認識信頼度を演算し(ステップ820)、前記演算した区画線認識信頼度が閾値信頼度以上であるとの条件が更に成立した場合(ステップ605にて「Yes」との判定)、前記緊急操舵制御を実行し(ステップ610)、前記緊急操舵制御の実行中(ステップ805にて「Yes」との判定)、前記回避側に存在する前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線のうちの一方のみに基づいて、前記区画線認識信頼度を演算し(ステップ810)、前記演算した区画線認識信頼度が前記閾値信頼度より小さくなった場合(ステップ815にて「Yes」、ステップ825、ステップ725)、前記緊急操舵制御を停止するように構成される。
上記一態様によれば、緊急操舵制御の実行中、非回避側に存在する車線区画線の認識信頼度の低下に起因して区画線認識信頼度が低下する可能性を低減できる。従って、上記一態様は、緊急操舵制御の実行中に、緊急操舵制御を不要に停止してしまう可能性を低下できる。
上記一態様において、
前記制御ユニットは、前記緊急操舵制御の実行前(ステップ805にて「No」との判定)、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線に基づいて、前記走行車線の曲がり度合いを表す車線形状パラメータを演算し(ステップ820)、前記演算した車線形状パラメータに基づいて、前記走行車線が前記直線路及び前記曲線路の何れであるか否かの判定を行い(ステップ830)、前記緊急操舵制御の実行中(ステップ805にて「Yes」との判定)、前記回避側に存在する前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線のうちの一方のみに基づいて、前記車線形状パラメータを演算し(ステップ810)、前記演算した車線形状パラメータに基づいて、前記走行車線が前記直線路及び前記曲線路の何れであるか否かの判定を行う(ステップ830)ように構成される。
上記一態様によれば、緊急操舵制御の実行前、左側車線区画線及び右側車線区画線の両方に基づいて、精度のよい車線形状パラメータを演算できる。更に、上記一態様によれば、緊急操舵制御の実行中、回避側に存在する左側車線区画線及び右側車線区画線の一方のみに基づいて、精度のよい車線形状パラメータを演算できる。従って、上記一態様は、緊急操舵制御の実行前、及び、緊急操舵制御の実行中において、より精度よく走行車線が曲線路及び直線路の何れであるか否かの判定を行うことができる。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び/又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
図1は本発明の実施形態に係る衝突回避支援装置の概略構成図である。 図2は衝突回避支援装置の作動の概要を説明するための概略平面図である。 図3は衝突回避支援装置の作動の概要を説明するための概略平面図である。 図4は衝突回避支援装置の作動の概要を説明するための概略平面図である。 図5は衝突回避支援装置の作動の概要を説明するための概略平面図である。 図6は運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図7は運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図8は運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図9は運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
<構成>
図1に示すように、本発明の実施形態に係る衝突回避支援装置10は、車両SVに適用される。衝突回避支援装置10は、運転支援ECU20、エンジンECU30、ブレーキECU40、電動パワーステアリングECU50及び警報ECU60を備えている。なお、以下において、運転支援ECU20は、「DSECU」と称呼され、電動パワーステアリングECU50は、「EPS・ECU50」と称呼される。
これらのECUは、マイクロコンピュータを主要部として備える制御ユニット(電気制御装置(Electric Control Unit))であり、コントローラとも称呼される。これらのECUは、CAN70(Controller Area Network)を介してデータ交換可能(通信可能)に互いに接続されている。マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM及びインターフェース(I/F)等を含む。CPUはROMに格納されたインストラクション(プログラム、ルーチン)を実行することにより各種機能を実現する。これらのECUは、幾つか又は全部が一つのECUに統合されてもよい。
DSECUには、周囲センサ21、車速センサ22、ヨーレートセンサ23、前後加速度センサ24及び横加速度センサ25が接続されている。DSECUは、それらのセンサの検出信号又は出力信号を受信する。各センサは、DSECU以外のECUに接続されていてもよい。
周囲センサ21は、レーダセンサ21a、カメラセンサ21b及び物標認識部21cを含む。なお、周囲センサ21は、便宜上、「障害物認識装置」とも称呼され、カメラセンサ21bは、「区画線認識装置」とも称呼される。
周囲センサ21は、少なくとも車両SVの前方の道路を含む車両SVの周辺領域、及び、その車両SVの周辺領域に存在する立体物を認識し、認識した立体物に関する情報を取得する。立体物は、移動物(例えば、歩行者及び車両等)又は固定物(例えば、電柱、樹木及びガードレール等)である。以下、立体物は「物標」と称呼される場合がある。
周囲センサ21は、認識した物標に関する情報(以下に述べる情報を含む「物標情報」)を演算して、DSECUに送信する。
・物標の縦距離Dfx:物標の縦距離Dfxは、車両SVの前端部と物標の前端部と間の車両SVの中心軸方向(x軸方向)の符号付き距離である。
・物標の横位置Dfy:物標の横位置Dfyは、「物標の中心位置の車両SVの中心軸と直交する方向(y軸方向)の符号付き距離である。
・物標の相対速度Vfx:物標の相対速度Vfxは、物標の速度Vbと自車両の車速Vsとの差(=Vb-Vs)である。
・物標の種類を示す情報
・物標の幅(物標の左右幅)W
・物標の長さL
なお、縦距離Dfx及び横位置Dfyは、「検出位置」とも称呼される。
周囲センサ21は、予め規定されたx-y座標に基づいて、これらの値を取得する。x軸は、車両SVの前後方向に沿って車両SVの前端部の車幅方向中心位置を通るように伸び、前方を正の値として有する座標軸である。y軸は、x軸と直交し、車両SVの左方向を正の値として有する座標軸である。x軸の原点及びy軸の原点は、車両SVの所定位置(例えば、車両SVの前端部の幅方向中心位置)である。
より具体的に述べると、レーダセンサ21aは、レーダ波送受信部と処理部とを備えている。レーダ波送受信部は、例えば、ミリ波帯の電波(以下、「ミリ波」と称呼する。)を少なくとも車両SVの前方領域を含む車両SVの周辺領域に放射し、且つ、放射したミリ波が立体物の部分(即ち、反射点)によって反射されることにより生成される反射波を受信する。なお、レーダセンサ21aはミリ波帯以外の周波数帯の電波(レーダ波)を用いるレーダセンサであってもよい。
レーダセンサ21aの処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等を含む反射点情報に基づいて、物標の有無を判定する。レーダセンサ21aの処理部は、1つの立体物を検出している可能性が高い「複数の反射点」をグルーピングし、グルーピングできた反射点の群を一つの物標として認識する。
更に、レーダセンサ21aの処理部は、認識できた物標に属する反射点の反射点情報に基づいて物標の縦距離Dfx、車両SVに対する物標の方位θp及び車両SVと物標との相対速度Vfx等(以下、「レーダセンサ検出情報」と称呼される。)を演算する。
カメラセンサ21bは、ステレオカメラ及び画像処理部を備える。ステレオカメラは、車両SVの前方の「左側領域及び右側領域」の風景を撮影して左右一対の画像を取得する。画像処理部は、その撮影した左右一対の画像に基づいて、撮影領域内に物標が存在するか否かを判定する。
物標が存在すると判定された場合、画像処理部は、その物標の方位θp、その物標の縦距離Dfx及び車両SVとその物標との相対速度Vfx等を演算する。更に、画像処理部は、物標の種類(例えば、歩行者、車両(自動車等)等)をパターンマッチングによって識別し、物標の種類を示す情報を決定(取得)する。画像処理部が演算及び決定したこれらの情報は、「カメラセンサ検出情報」と称呼される。
物標認識部21cは、レーダセンサ21aの処理部及びカメラセンサ21bの画像処理部と通信可能となるように接続され、「レーダセンサ検出情報」及び「カメラセンサ検出情報」を受信する。
物標認識部21cは、「レーダセンサ検出情報」及び「カメラセンサ検出情報」に基づいて、上述した物標の物標情報を決定(取得)する。物標認識部21cは、所定時間が経過する毎に、決定した物標の最終的な物標情報をDSECUに送信する。
カメラセンサ21bの画像処理部は、左右一対の画像に基づいて、周知の手法により、道路の左及び右の車線区画線(以下、単に「白線」とも称呼する。)を認識する。例えば、画像処理部は、画像の輝度が急激に変化するエッジを検出し、検出時のエッジ及び検出時より過去に検出したエッジに基づいてエッジが連続する輪郭線を検出し、検出した輪郭線の中から白線の輪郭線を抽出することにより、左白線及び右白線を認識する。
そして、画像処理部は、車両SVが走行している車線(走行車線)を区画する左白線及び右白線の位置情報(上述のx-y座標上のx座標位置及びy座標位置)を所定時間が経過する毎に演算し、DSECUに送信する。
更に、画像処理部は、認識した左白線及び右白線のそれぞれについて、認識結果の信頼性を表すパラメータである白線の認識信頼度を、認識した左白線及び右白線のそれぞれの画像から得られる複数の特徴量(例えば、エッジ強度、輝度及び認識距離等)に基づいて演算する。例えば、白線の認識信頼度は、特徴量に応じた0%から100%までの百分率で表される。白線の認識信頼度は、その大きさが大きくなるほど、認識結果の信頼性が高くなることを示す。
車速センサ22は、車両SVの走行速度(車速)を検出し、検出した車速Vsを表す信号を出力する。
ヨーレートセンサ23は、車両SVのヨーレートを検出し、ヨーレートYrを表す信号を出力する。
前後加速度センサ24は、車両SVの前後加速度を検出し、検出した前後加速度Gxを表す信号を出力する。前後加速度Gxが負の値であるとき、その前後加速度Gxの大きさ(絶対値)は、減速度を表す。
横加速度センサ25は、車両SVの横加速度を検出し、検出した横加速度Gyを表す信号を出力する。
エンジンECU30は、エンジンアクチュエータ31に接続されている。エンジンアクチュエータ31は、エンジン32のスロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンECU30は、エンジンアクチュエータ31を駆動することによって、エンジン(内燃機関)32が発生するトルクを変更することができる。エンジン32が発生するトルクは、トランスミッション(不図示)を介して駆動輪に伝達されるようになっている。
従って、エンジンECU30は、エンジンアクチュエータ31を制御することによって、車両SVの駆動力を制御し加速状態(前後加速度Gx)を変更することができる。なお、車両SVが、ハイブリッド車両である場合、エンジンECU30は、車両駆動源としての「エンジン及び電動機」の何れか一方又は両方によって発生する車両SVの駆動力を制御することができる。更に、車両SVが電気自動車である場合、エンジンECU30は、車両駆動源としての電動機によって発生する車両SVの駆動力を制御することができる。
ブレーキECU40は、ブレーキアクチュエータ41に接続されている。ブレーキアクチュエータ41は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧する図示しないマスタシリンダと、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構42との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構42は、車輪に固定されるブレーキディスク42aと、車体に固定されるブレーキキャリパ42bとを備える。
ブレーキアクチュエータ41は、ブレーキECU40からの指示に応じてブレーキキャリパ42bに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整し、その油圧によりホイールシリンダを作動させる。これにより、ブレーキアクチュエータ41は、ブレーキパッドをブレーキディスク42aに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキECU40は、ブレーキアクチュエータ41を制御することによって車両SVの制動力を制御し加速状態(減速度(負の前後加速度Gx))を変更することができる。
EPS・ECU50は、周知の電動パワーステアリングシステムの制御装置である。EPS・ECU50は、モータドライバ51に接続されている。モータドライバ51は、転舵用モータ52に接続されている。転舵用モータ52は、「操舵ハンドルSW、ステアリングシャフトSF、及び、図示しない操舵用ギア機構等を含むステアリング機構」に組み込まれている。転舵用モータ52は、電動モータであり、モータドライバ51から供給される電力によって操舵トルクを発生する。この操舵トルクにより、車両SVの左右の操舵輪を転舵できる。即ち、転舵用モータ52は、車両SVの操舵角(操舵輪の「転舵角」)を変更することができる。
EPS・ECU50は、操舵角センサ53及び操舵トルクセンサ54に接続されている。操舵角センサ53は、車両SVの操舵ハンドルSWの操舵角を検出し、操舵角θsを表す信号を出力する。操舵トルクセンサ54は、操舵ハンドルSWの操作により車両SVのステアリングシャフトSFに加わる操舵トルク(以下、「ドライバトルクTqDr」と称呼される。)を検出し、ドライバトルクTqDrを表す信号を出力する。操舵角θs及びドライバトルクTqDrは、車両SVの左旋回方向への操舵が行われる場合に正の値になり、車両SVの右旋回方向への操舵が行われる場合に負の値になるように定義されている。
EPS・ECU50は、操舵トルクセンサ54によって、運転者が操舵ハンドルSWに入力したドライバトルクTqDrを検出し、このドライバトルクTqDr、操舵角θ及び車速Vsに基づいて転舵用モータ52を駆動する。EPS・ECU50は、この転舵用モータ52の駆動によってステアリング機構に操舵トルク(「操舵アシストトルク」とも称呼される場合がある。)を付与し、これにより、EPS・ECU50は、運転者の操舵操作を補助する。
EPS・ECU50は、緊急操舵制御の実行中において、DSECUから操舵指令を受信した場合、その操舵指令によって特定される目標操舵トルクに基づいてモータドライバ51を介して転舵用モータ52を駆動する。これにより、EPS・ECU50は、目標操舵トルクに一致するように操舵トルクを発生させる。この操舵トルクは、運転者の操舵ハンドルSWの操作を補助するために付与される操舵アシストトルクとは異なり、DSECUからの操舵指令に基づいてステアリング機構に付与されるトルクである。従って、DSECUは、EPS・ECU50を介して車両SVの操舵輪の転舵角を自動的に(即ち、運転者による操舵操作を必要とせずに)変更することができる(操舵輪を転舵できる。)。
警報ECU60は、ブザー61に接続されている。警報ECU60は、DSECUからの指示に応じて、ブザー61に警報音を出力させる。
<緊急操舵制御の作動の概要>
図2に示すように、車両SVが直線路である走行車線LA1を走行しているときに、車両SVと衝突する可能性が高い立体物(物標)である障害物OV1が存在する状況が生じたと仮定する。この場合、DSECUは、車両SVが障害物OV1との衝突を回避するために、緊急操舵制御を実行する。
緊急操舵制御は、車両SVが走行車線LA1を逸脱せず(できる限り逸脱せず)に障害物OV1との衝突を回避するように車両SVを操舵する制御である。DSECUは次のように作動することにより、緊急操舵制御を実行する。
DSECUは、所定時間が経過する毎に、左白線WL及び右白線WRの位置情報に基づいて、左白線WL及び右白線WRで区画される走行車線LA1を認識する。
DSECUは、所定時間が経過する毎に、左白線WL及び右白線WRの位置情報に基づいて、走行車線LA1(道路)の形状を表す車線形状パラメータを演算する。本例において、車線形状パラメータは、走行車線LA1の曲がり度合いを表すパラメータであり、認識した白線に基づいて演算される曲率半径Rである。
更に、DSECUは、左白線WLの認識信頼度及び右白線WRの認識信頼度に基づいて、総合的な白線の認識信頼度(以下、「白線認識信頼度」と称呼される。)を取得する。例えば、DSECUは、左白線WLの認識信頼度及び右白線WRの認識信頼度の平均値を演算し、演算した平均値を白線認識信頼度として取得する。なお、白線認識信頼度は、便宜上、「区画線認識信頼度」とも称呼される。
DSECUは、車両SVの操舵角θ、ヨーレートYr及び車速Vsに基づいて、車両SVの予想走行軌跡を演算する。
DSECUは、立体物の物標情報に基づいて、立体物が移動物及び静止物の何れであるか否かを判定する。DSECUは、立体物が移動物である場合には、物標情報に基づいて、立体物の予想移動軌跡を演算する。DSECUは、過去に所定時間が経過する毎に取得された立体物の複数の検出位置と、現地点の立体物の検出位置に基づいて、立体物が移動すると予想される予想移動軌跡を取得する。
DSECUは、車両SVの予想走行軌跡及び立体物の予想移動軌跡に基づいて、立体物が現状の移動状態(立体物が静止物の場合は停止状態)を維持し、且つ、車両SVが現状の走行状態を維持した場合に、車両SVが立体物に衝突するか否かについて判定する。DSECUは、判定結果に基づいて、車両SVが立体物に衝突すると判定した場合に、その立体物を車両SVと衝突する可能性が高い障害物OV1であると判定する。
DSECUは、立体物が障害物OV1であると判定した場合、その障害物OV1に対する衝突予測時間TTCを、障害物OV1の縦距離Dfx及び相対速度Vfxに基づいて算出する。具体的に述べると、DSECUは、縦距離Dfxを相対速度Vfxにより除して得られる値の符号を反転することによって衝突予測時間TTCを算出する(即ち、TTC=-Dfx/Vfx。)。
更に、DSECUは、周知の方法により、車両SVが障害物OV1との衝突を回避するためにとり得る軌道を演算し、車両SVが旋回することで障害物OV1と干渉することなく衝突を回避し得る軌道を回避目標軌道として設定する(例えば、特開2017-105383号公報、特開2017-43262号公報及び特開2018―106230号公報等を参照。)。この場合において、回避目標軌道は、障害物OV1の物標情報及び白線の位置に基づいて、障害物OV1の左側及び右側の何れかに設定される回避スペースSP1を通り、且つ、車両SVを走行車線LA1から逸脱させない範囲内に生成される。
DSECUは、次の第1条件及び第2条件の何れかが成立した場合、緊急操舵制御を実行する。
第1条件:第1条件は、以下に述べる条件が全て成立した場合、成立する条件である。
・衝突予測時間TTCが第1閾値時間TTC1以下であること。
・衝突予測時間TTCが第1閾値時間TTC1以下であると判定された時点(「第1判定時点」と称呼される。)から所定時間以内に障害物OV1を回避する方向に操舵ハンドルSWが操作されたこと。なお、この条件が成立するか否かは、ドライバトルクTqDrに基づいて判定される。
・回避目標軌道上に他の物標が存在しないこと。
・白線認識信頼度が閾値信頼度以上であること。
・車両SVが直線路を走行していること(即ち、走行車線LA1の曲率半径R≧閾値半径Rthであること。)。
第2条件:第2条件は、以下に述べる条件が全て成立した場合、成立する条件である。
・第1判定時点から所定時間以内に障害物OV1を回避する方向に操舵ハンドルSWが操作されなかったこと。
・衝突予測時間TTCが第1閾値時間TTC1より小さい第2閾値時間TTC2以下であること。
・目標回避軌道上に他の物標が存在しないこと。
・白線認識信頼度が閾値信頼度以上であること。
・車両SVが直線路を走行していること(即ち、走行車線LA1の曲率半径R≧閾値半径Rthであること。)。
緊急操舵制御の実行開始条件(即ち、第1条件及び第2条件の何れか一つ)が成立した場合、DSECUは、車両SVを回避目標軌道に沿って走行させるための目標ヨーレートを演算する。
DSECUは、演算した目標ヨーレートと車両SVの車速Vsとに基づいて、目標ヨーレートが得られる車両SVの操舵輪の目標転舵角を演算し、この目標転舵角を表す衝突回避用の操舵指令をEPS・ECU50に送信する。
EPS・ECU50は、目標転舵角を実転舵角に一致させるため(追従させるため)の目標操舵トルクを演算する。EPS・ECU50は、演算した目標操舵トルクに応じた操舵トルクを出力するように転舵用モータ52を駆動して車両SVの操舵輪を転舵する。
以上により、DSECUは、EPS・ECU50を介して、矢印a1に示すように、車両SVを走行車線LA1から逸脱させずに障害物OV1との衝突を回避するように操舵する緊急操舵制御を実行する。
なお、第1条件が成立することにより実行される緊急操舵制御は、便宜上、「緊急操舵アシスト制御」とも称呼される。第2条件が成立することにより実行される緊急操舵制御は、便宜上、「緊急操舵自動制御」とも称呼される。
DSECUは、警報ECU60に指令を出力することにより、第1判定時点(TTC≧TTC1と判定した時点)にて、警報制御(例えば、運転者の注意を喚起させるための警報音をブザー61に発生させる制御)を実行してもよい。この場合、警報音が発生してから所定時間以内に、運転者が障害物OV1を認識して障害物OV1を回避する方向に操舵ハンドルSWを操作した場合に、緊急操舵アシスト制御が実行される。これにより、衝突回避支援装置10は、障害物OV1を回避するための運転者の操舵ハンドルSWの操作を補助する(アシストする)ように作動する。警報音が発生してから所定時間以内に操舵ハンドルSWの操作がない場合であっても、第2条件が成立すれば、緊急操舵自動制御が実行される。この場合、衝突回避支援装置10は、運転者の操舵ハンドルSWの操作なしで車両SVを操舵することにより車両SVが自動的に障害物OV1を回避するように作動する。
<緊急操舵制御の停止(キャンセル)の概要>
緊急操舵制御の実行中に、車両SVの走行車線LA1が直線路から曲線路に変化した場合、緊急操舵制御によって車両SVが走行車線LA1から逸脱する可能性がある。これを回避するために、DSECUは、緊急操舵制御の実行中、走行車線LA1が曲線路である場合(即ち、曲率半径Rが閾値半径Rthより小さい場合)には、EPS・ECU50に指令を出力することにより、緊急操舵制御を停止する。
更に、緊急操舵制御の実行中に白線認識信頼度が閾値信頼度より小さい場合、DSECUは、白線の誤認識により適切な緊急操舵制御をできない可能性がある。これを回避するために、DSECUは、緊急操舵制御の実行中、白線認識信頼度が閾値信頼度より小さい場合、EPS・ECU50に指令を出力することにより、緊急操舵制御を停止する。
<衝突回避支援装置の作動の概要>
図3に示すように、車両SVが直線路である走行車線LA1を走行している場合において、時刻t1にて緊急操舵制御が開始され、緊急操舵制御の実行中に、時刻t2にて、車両SVの走行車線LA1が、直線路から曲線路に変化する状況を想定する。
この場合において、緊急操舵制御により、車両SVの横方向の運動が発生し、且つ、カメラセンサ21bの視点から見て右白線WRの一部が障害物OV1によって遮られる。これらにより、車両SVが障害物OV1を回避するときに通らない障害物OV1の右側(「非回避側」とも称呼される。)に存在する右白線WRの認識精度が低下する。このため、参考例のように、左白線WL及び右白線WRの両方に基づいて、認識した走行車線LA1の曲率半径Rを演算した場合、演算した曲率半径Rの精度が低下してしまう。
従って、参考例のように、曲率半径Rが実際の曲率半径Rより大きく演算された場合(線b1を参照。)には、車両SVが曲線路である走行車線LA1を走行しているのにも関わらず、車両SVが直線路である走行車線LA1を走行していると誤判定されてしまう。このため、参考例では、緊急操舵制御が停止されるべきであるのにも関わらず、緊急操舵制御が停止されない可能性がある。この場合、破線の矢印a2に示すように、緊急操舵制御によって車両SVが走行車線LA1から逸脱する可能性があるので、好ましくない。
図4に示すように、車両SVが直線路である走行車線LA1を走行している場合において、時刻t1にて緊急操舵制御の実行が開始され、緊急操舵制御の実行中に、車両SVの走行車線LA1が直線路から曲線路に変わらない状況を想定する。
この場合において、同様の理由により、非回避側の右白線WRの認識精度が低下する。このため、参考例のように、左白線WL及び右白線WRの両方に基づいて、認識した走行車線の曲率半径Rを演算した場合、演算した曲率半径Rの精度が低下してしまう。
従って、参考例では、曲率半径Rが実際の曲率半径Rより小さく演算された場合には、車両SVが直線路である走行車線LA1を走行しているのにも関わらず、車両SVが曲線路である走行車線LA1を走行していると誤判定されてしまう。このため、緊急操舵制御が停止されるべきではないのにも関わらず、緊急操舵制御が停止されてしまう可能性がある。
これらの問題に対応するため、衝突回避支援装置10(「実施装置」とも称呼される。)のDSECUは、緊急操舵制御の実行中には、車両SVが障害物OV1を回避するときに通る障害物OV1の左側(「回避側」とも称呼される。)に存在する左白線WLのみに基づいて走行車線LA1の曲率半径Rを演算する。これにより、DSECUは、緊急操舵制御の実行中に演算した曲率半径Rの精度が低下してしまう可能性を低くすることができる。
よって、緊急操舵制御の実行中に、車両SVの走行車線LA1が直線路から曲線路に変化する場合において、図3の線b2に示すように、曲率半径Rが閾値半径Rthより小さくなるので、DSECUは、緊急操舵制御を適切に停止することができる。更に、DSECUは、図4に示すように、緊急操舵制御の実行中に、車両SVの走行車線LA1が直線路から曲線路に変わらない場合において、緊急操舵制御を不適切に停止してしまうことを回避できる。
更に、図4に示す状況と同様の図5に示す状況において、参考例のように、左白線WL及び右白線WRの両方に基づいて白線認識信頼度を演算した場合、上述した緊急操舵制御に伴う車両SVの挙動及び障害物OV1によって右白線WRが遮られることに起因して、演算した白線認識信頼度が低下してしまう。このような白線認識信頼度の低下は、本来の白線認識信頼度の低下の要因となる白線のかすれ及び白線の明度の低下等に起因する白線認識信頼度の低下ではないので、この場合においても、緊急操舵制御を停止する必要性は低い。それにも関わらず、参考例では、白線認識信頼度が低下することにより、不要に緊急操舵制御が停止されてしまう可能性がある。
これに対して、DSECUは、緊急操舵制御の実行中、回避側の白線(本例において、左白線WL)のみに基づいて、白線認識信頼度を演算する(例えば、左白線WLの認識信頼度をそのまま白線認識信頼度に適用する。)。回避側の白線は、車両SVの横方向の運動によって認識信頼度が低下し難く、且つ、障害物OV1によっても遮られないので、緊急操舵制御の実行中に、認識信頼度が低下する可能性は低い。従って、回避側の白線のみに基づいて、白線認識信頼度を演算すれば、非回避側の白線の認識信頼度が低下しても、白線認識信頼度が低下し難くなる。よって、DSECUは、緊急操舵制御の実行中に、車両SVの走行車線LA1が直線路から曲線路に変わらない場合において、不要に緊急操舵制御を停止してしまうことを回避できる。
<具体的作動>
DSECUのCPU(単に「CPU」と称呼する。)は、図6乃至図9にフローチャートにより示したルーチンのそれぞれを所定時間が経過する毎に実行する。
従って、CPUは所定のタイミングになると図6のステップ600から処理を開始してステップ605に進み、緊急操舵制御の実行開始条件(即ち、上述した第1条件及び第2条件の何れか一方が成立したか否か)を判定する。なお、第1条件及び第2条件のそれぞれに含まれる白線認識信頼度が閾値信頼度以上であることの条件は、後述する信頼度低下フラグXwの値が「0」である場合、成立する。第1条件及び第2条件のそれぞれに含まれる車両SVが直線路を走行していることの条件は、後述する曲線路フラグXcvの値が「0」である場合、成立する。
緊急操舵制御の実行開始条件が成立していない場合(即ち、第1条件及び第2条件の何れの条件も成立していない場合)、CPUはステップ605にて「No」と判定してステップ695に進み、本ルーチンを一旦終了する。
これに対して、緊急操舵制御の実行開始条件が成立した場合(即ち、第1条件及び第2条件の何れか一方が成立した場合)、CPUはステップ605にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ610の処理を実行した後、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ610:CPUは緊急操舵制御の実行を開始する。
CPUは所定のタイミングになると図7のステップ700から処理を開始してステップ705に進み、緊急操舵制御が実行中であるか否かを判定する。より具体的に述べると、CPUは、緊急操舵制御を開始してから緊急操舵制御が終了するまで、又は、緊急操舵制御が停止されるまでの期間、緊急操舵制御が実行中であると判定する。
緊急操舵制御が実行中ではない場合、CPUはステップ705にて「No」と判定してステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
緊急操舵制御が実行中である場合、CPUはステップ705にて「Yes」と判定してステップ710に進み、キャンセルフラグXcaの値が「0」であるか否かを判定する。
キャンセルフラグXcaは、白線認識信頼度が低い場合、及び、走行車線が曲線路である場合の何れかの場合に「1」に設定され、これらの何れでもない場合に「0」に設定される。このキャンセルフラグXcaの設定方法については、後に図9を参照して説明する。なお、キャンセルフラグXcaの値は、車両SVのイグニッション・キー・スイッチ(不図示)がオフ位置からオン位置に変更されたときにCPUにより実行されるイニシャライズルーチン(不図示)において「0」に設定される。
キャンセルフラグXcaの値が「0」である場合、CPUはステップ710にて「Yes」と判定してステップ715に進み、緊急操舵制御の終了条件が成立したか否かを判定する。なお、緊急操舵制御終了条件としては、例えば、緊急操舵制御による障害物との衝突回避が完了したことを判定する適切な所定条件が設定される。
緊急操舵制御の終了条件が成立していない場合、CPUはステップ715にて「No」と判定してステップ795に進み、本ルーチンを一旦終了する。
緊急操舵制御の終了条件が成立した場合、CPUはステップ715にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ720の処理を順に実行した後、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ720:CPUは緊急操舵制御を終了する。
ステップ710の処理を実行する時点で、キャンセルフラグXcaの値が「1」である場合、CPUはステップ710にて「No」と判定してステップ725に進み、緊急操舵制御を停止する。その後、CPUはステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
CPUは所定のタイミングになると図8のステップ800から処理を開始してステップ805に進み、緊急操舵制御が実行中であるか否かを判定する。
緊急操舵制御が実行中である場合、CPUはステップ805にて「Yes」と判定してステップ810に進み、回避側の白線のみに基づいて白線認識信頼度及び曲率半径Rを演算した後、ステップ815に進む。
これに対して、緊急操舵制御が実行中ではない場合、CPUはステップ805にて「No」と判定してステップ820に進み、両側の白線(左白線及び右白線)に基づいて白線認識信頼度及び曲率半径Rを演算した後、ステップ815に進む。
CPUはステップ815に進むと、白線認識信頼度が閾値信頼度より小さいか否かを判定する。白線認識信頼度が閾値信頼度より小さい場合、CPUはステップ815にて「Yes」と判定してステップ825に進み、信頼度低下フラグXwの値を「1」に設定した後、ステップ830に進む。
信頼度低下フラグXwの値は、その値が「1」である場合、白線認識信頼度が比較的に低いことを示し、その値が「0」である場合、白線認識信頼度が比較的に高いことを示す。信頼度低下フラグXwの値は、上述のイニシャライズルーチンにおいて「0」に設定される。
これに対して、白線認識信頼度が閾値信頼度以上である場合、CPUはステップ815にて「No」と判定してステップ835に進み、信頼度低下フラグXwの値を「0」に設定した後、ステップ830に進む。
CPUはステップ830に進むと、曲率半径Rが閾値半径Rthより小さいか否かを判定する。即ち、車両SVの走行車線が曲線路であるか否かを判定する。
曲率半径Rが閾値半径Rthより小さい場合(即ち、車両SVの走行車線が曲線路である場合)、CPUはステップ830にて「Yes」と判定して以下に述べるステップ840の処理を実行した後、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ840:CPUは曲線路フラグXcvの値を「1」に設定する。
曲線路フラグXcvの値は、その値が「1」である場合、車両SVの走行車線が曲線路であることを示し、その値が「0」である場合、車両SVの走行車線が曲線路ではないこと(即ち、直線路)であることを示す。
これに対して、曲率半径Rが閾値半径Rth以上である場合(即ち、車両SVの走行車線が曲線路ではない場合)、CPUはステップ830にて「No」と判定し、以下に述べるステップ845の処理を実行した後、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ845:CPUは曲線路フラグXcvの値を「0」に設定する。
CPUは所定のタイミングになると図9のステップ900から処理を開始してステップ905に進み、緊急操舵制御が実行中であるか否かを判定する。
緊急操舵制御が実行中ではない場合、CPUはステップ905にて「No」と判定してステップ995に進み、本ルーチンを一旦終了する。
これに対して、緊急操舵制御が実行中である場合、CPUはステップ905にて「Yes」と判定してステップ910に進み、信頼度低下フラグXwの値が「0」であるか否かを判定する。
信頼度低下フラグXwの値が「1」である場合、白線認識信頼度が比較的に低い状態であるので、緊急操舵制御制御が停止されるべきである。従って、CPUはステップ910にて「No」と判定して、キャンセルフラグXcaの値を「1」に設定する。その結果、緊急操舵制御が停止される(ステップ725を参照。)。
信頼度低下フラグXwの値が「0」である場合、CPUはステップ910にて「Yes」と判定してステップ920に進み、曲線路フラグXcvの値が「0」であるか否かを判定する。
曲線路フラグXcvの値が「1」である場合、車両SVが曲線路である走行車線を走行しているので、緊急操舵制御制御が停止されるべきである。従って、CPUは、ステップ920にて「No」と判定し、既に述べたステップ915の処理を実行した後、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。その結果、緊急操舵制御が停止される(ステップ725を参照。)。
曲線路フラグXcvの値が「0」である場合、車両SVが直線路である走行車線を走行しているので、緊急操舵制御制御が停止されるべきではない。従って、CPUはステップ920にて「Yes」と判定して、キャンセルフラグXcaの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
<効果>
以上説明したように、衝突回避支援装置10は、緊急操舵制御の実行中に、緊急操舵制御の停止を適切に行わない可能性を低下できる。更に、衝突回避支援装置10は、緊急操舵制御の実行中に、緊急操舵制御を不要に停止してしまう可能性を低下できる。
<変形例>
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の範囲内において、本発明の技術的思想に基づく各種の変形例を採用し得る。
上述の実施形態において、物標認識部21cが行う処理の少なくとも一部をDSECUが行ってもよい。
上述の実施形態において、車線形状パラメータとして、曲率半径Rに代えて曲率(=1/R)を用いてもよい。この場合、曲率が閾値曲率より大きい場合、走行車線が曲線路であると判定され、曲率が閾値曲率以下である場合、走行車線が直線路であると判定される。
上述の実施形態において、DSECUは、緊急操舵制御を行う前において、車両SVを制動することにより、障害物OV1の前で車両SVを停止させることができる場合には、自動制動制御を行うことにより、障害物OV1の前で車両SVを停止させてもよい。
上述の実施形態において、DSECUは、緊急操舵制御の実行中であっても、両側の白線(左白線及び右白線)に基づいて、白線認識信頼度を演算するようにしてもよい。なお、この場合においても、緊急操舵制御の実行中、回避側の白線のみに基づいて走行車線の車線形状パラメータが演算される。従って、衝突回避支援装置10は、緊急操舵制御の実行中に、緊急操舵制御の停止を適切に行わない可能性を低下できる。
上述の実施形態において、DSECUは、緊急操舵制御として、緊急自動操舵制御及び緊急操舵アシスト制御の何れか一つのみを行うようにしてもよい。
10…衝突回避支援装置、20…運転支援ECU、21…周囲センサ、21a…レーダセンサ、21b…カメラセンサ、21c…物標認識部、22…車速センサ、23…ヨーレートセンサ、24…前後加速度センサ、25…横加速度センサ、50…EPS・ECU、51…モータドライバ、52…転舵用モータ、SV…車両

Claims (3)

  1. 車両が走行している道路の左側車線区画線及び右側車線区画線を認識する区画線認識装置と、
    前記車両の前方を含む領域に存在する障害物を認識する障害物認識装置と、
    前記車両が備える操舵ハンドルを含むステアリング機構に操舵トルクを付与して前記車両の車輪の転舵角を変更可能な電動モータと、
    前記車両が前記障害物に衝突する可能性が高く、且つ、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線により画定される走行車線が直線路である場合、前記車両が前記走行車線を逸脱せずに前記障害物との衝突を回避するように前記転舵角を変更するための目標操舵トルクを決定し、前記決定した目標操舵トルクに応じた前記操舵トルクが前記ステアリング機構に付与されるように前記電動モータを駆動する緊急操舵制御を実行する制御ユニットと、
    を備え、
    前記制御ユニットは、前記緊急操舵制御の実行中、前記障害物を回避するときに前記車両が通る前記障害物の左側及び右側のうちの何れかである回避側に存在する前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線のうちの一方のみに基づいて、前記走行車線が曲線路であると判定した場合、前記緊急操舵制御を停止するように構成された、
    衝突回避支援装置。
  2. 請求項1に記載の衝突回避支援装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記緊急操舵制御の実行前、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線に基づいて、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線に関する総合的な認識結果の信頼性を表す区画線認識信頼度を演算し、前記演算した区画線認識信頼度が閾値信頼度以上であるとの条件が更に成立した場合、前記緊急操舵制御を実行し、
    前記緊急操舵制御の実行中、前記回避側に存在する前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線のうちの一方のみに基づいて、前記区画線認識信頼度を演算し、前記演算した区画線認識信頼度が前記閾値信頼度より小さくなった場合、前記緊急操舵制御を停止するように構成された、
    衝突回避支援装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の衝突回避支援装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記緊急操舵制御の実行前、前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線に基づいて、前記走行車線の曲がり度合いを表す車線形状パラメータを演算し、前記演算した車線形状パラメータに基づいて、前記走行車線が前記直線路及び前記曲線路の何れであるか否かの判定を行い、
    前記緊急操舵制御の実行中、前記回避側に存在する前記左側車線区画線及び前記右側車線区画線のうちの一方のみに基づいて、前記車線形状パラメータを演算し、前記演算した車線形状パラメータに基づいて、前記走行車線が前記直線路及び前記曲線路の何れであるか否かの判定を行うように構成された、
    衝突回避支援装置。
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