JPWO2012140721A1 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

車両制御装置及び車両制御方法 Download PDF

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Abstract

自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて所定の運転支援を開始させる車両制御装置(100)は、自車両と物体との間の距離(D)と、自車両の速度(Vm)と、自車両に対する物体の相対速度(Vr)と、自車両の加速度(Am)及び物体の加速度(Ap)の少なくとも一方に基づいて得られる加速度関連値(Ax)と、に基づいて制御値(CV)を算出する制御値算出部(10)と、自車両の加速度(Am)の大きさに応じて、加速度関連値(Ax)における自車両の加速度(Am)及び物体の加速度(Ap)の少なくとも一方の寄与度を変化させて加速度関連値(Ax)を調整する加速度関連値調整部(11)と、制御値算出部(10)が算出した制御値(CV)が所定の閾値(TH)を上回る場合に所定の運転支援を開始させる運転支援開始判定部(12)と、を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて自車両を制御する車両制御装置及び車両制御方法に関する。
従来、自車両と先行車両との間の車間距離及び自車速度から衝突可能性の予測値を算出し、算出した予測値が所定の閾値以上の場合に警報を出力する衝突回避装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この衝突回避装置は、自車両の加速度に基づいて自車両の運転者の加速の意思の有無を判定し、加速の意思があると判定した場合には、予測値を低減補正し、或いは、閾値を増大補正して警報が出力されにくくなるようにしている。また、この衝突回避装置は、先行車両の加速度に基づいて先行車両の挙動が異常であるか否かを判定し、異常であると判定した場合には、先行車両の加速度の大きさに応じて予測値を増大補正し、或いは、閾値を低減補正して警報が出力されやすくなるようにしている。
また、自車両と先行車両との間の車間距離、相対速度、相対加速度及び自車速度から制御値を算出し、算出した制御値が所定の閾値以上の場合に警報を出力する車両制御装置が知られている(例えば、特許文献2及び3参照。)。これらの車両制御装置は、自車両に対して先行車両が減速する場合には、相対加速度の代わりに先行車両の加速度を用いて制御値を算出し、自車両の運転者の操作とは関係なく変化する先行車両の加速度を独立して警報出力タイミングの決定に反映させるようにしている。
また、自車両と先行車両との間の車間距離が、相対速度と、自車速度と、自車加速度と、車間距離を詰めて追従しようとする運転者の意思の存在の確信度とに基づいて算出される距離より小さい場合に警報を出力する車載装置が知られている(例えば、特許文献4参照。)。なお、確信度は、所定期間における車間距離、相対速度及び相対加速度のそれぞれの標準偏差に基づいて算出される。この車載装置は、自車両の運転者が車間距離を詰めて追従する意思を持っている場合(確信度が高い場合)、算出される距離が小さくなるようにし、警報が出力されにくくなるようにしている。
特開2005−53384号公報 特開2010−274838号公報 特開2011−6038号公報 特許第3733768号公報
しかしながら、特許文献1の衝突回避装置は、自車両の運転者に加速の意思があると判定した場合であっても、自車両や先行車両の加速度の大きさを独立して予測値の算出に反映させることはない。また、特許文献1の衝突回避装置は、先行車両の加速度に基づいて先行車両の挙動が異常であると判定した場合であっても、自車両の加速度の大きさを独立して予測値の算出に反映させることはない。
また、特許文献2及び3の車両制御装置は、自車両に対して先行車両が減速する場合には、先行車両の加速度を考慮して制御値を算出するが、自車両の加速度を独立して制御値の算出に反映させることはない。
また、特許文献4の車載装置は、自車両と先行車両との間の相対位置関係(例えば、相対加速度)のバラツキが小さい場合に、自車両の運転者が車間距離を詰めて追従する意思を持っていると判定し、警報が出力されにくくなるようにしているのみであり、自車両や先行車両の加速度の大きさを独立して警報タイミングの決定に反映させることはない。
このように、特許文献1〜4のそれぞれに記載された装置は、自車両や先行車両の加速度の大きさを個別に警報タイミングの決定に反映させることが十分にできていないため、警報タイミングを適切に決定できない場合がある。
上述の点に鑑み、本発明は、自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて決定される所定の運転支援の開始タイミングの決定に自車両及び自車両周辺にある物体のそれぞれの加速度を個別に反映させ、その開始タイミングをより適切に決定する車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る車両制御装置は、自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて所定の運転支援を開始させる車両制御装置であって、自車両と前記物体との間の距離と、自車両の速度と、自車両に対する前記物体の相対速度と、自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方に基づいて得られる加速度関連値と、に基づいて制御値を算出する制御値算出部と、自車両の加速度の大きさに応じて、前記加速度関連値における自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方の寄与度を変化させて前記加速度関連値を調整する加速度関連値調整部と、前記制御値算出部が算出した制御値が所定の閾値を上回る場合に前記所定の運転支援を開始させる運転支援開始判定部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の実施例に係る車両制御方法は、自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて所定の運転支援を開始させる車両制御方法であって、自車両と前記物体との間の距離と、自車両の速度と、自車両に対する前記物体の相対速度と、自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方に基づいて得られる加速度関連値と、に基づいて制御値を算出する制御値算出ステップと、自車両の加速度の大きさに応じて、前記加速度関連値における自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方の寄与度を変化させて前記加速度関連値を調整する加速度関連値調整ステップと、前記制御値算出ステップにおいて算出された制御値が所定の閾値を上回る場合に前記所定の運転支援を開始させる運転支援開始判定ステップと、を備えることを特徴とする。
上述の手段により、本発明は、自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて決定される所定の運転支援の開始タイミングの決定に自車両及び自車両周辺にある物体のそれぞれの加速度を個別に反映させ、その開始タイミングをより適切に決定する車両制御装置及び車両制御方法を提供することができる。
本発明の実施例に係る車両制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。 運転支援開始判定処理の一例を示すフローチャートである。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その1)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その2)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その3)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その4)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その5)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その6)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その7)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その8)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その9)である。 自車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その10)である。 自車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その1)である。 自車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その2)である。 自車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その3)である。 自車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その4)である。 自車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その5)である。 自車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その6)である。 自車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その7)である。 図2の運転支援開始判定処理で算出される制御値の推移の一例を示す図である。 運転支援開始判定処理の別の一例を示すフローチャートである。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その1)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その2)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その3)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その4)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その5)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その6)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その1)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その2)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その3)である。 自車両の加速度がゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度がゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図(その4)である。 図6の運転支援開始判定処理で算出される制御値の推移の一例を示す図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態の説明を行う。
図1は、本発明の実施例に係る車両制御装置100の構成例を示す機能ブロック図である。車両制御装置100は、運転者が搭乗する車両(以下、単に「自車両」と称する。)に搭載される装置であり、主に、制御装置1、車両状態検出センサ2、障害物検出センサ3、及び運転支援装置4から構成される。また、車両制御装置100は、自車両と自車両周辺に存在する物体との間の相対位置関係を表す物理量を入力値として車両を制御する装置であり、例えば、自車両が自車両前方を走行する先行車両に追突するおそれがある場合に警報を出力する追突警報装置である。
制御装置1は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を備えたコンピュータであって、例えば、後述の制御値算出部10、加速度関連値調整部11、及び運転支援開始判定部12の各機能要素に対応するプログラムをROMから読み出してRAMに展開し、各機能要素に対応する処理をCPUに実行させる。具体的には、制御装置1は、車両状態検出センサ2及び障害物検出センサ3の出力に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を運転支援装置4に対して出力する。
車両状態検出センサ2は、車両の状態を検出するための装置であり、制御装置1に接続され、自車両の速度、加速度、ヨーレート、操舵角、操舵トルク等の車両状態に関する検出値又は算出値を制御装置1に対して出力する。
具体的には、車両状態検出センサ2は、例えば、自車両の各車輪に取り付けられている車輪速センサであり、各車輪の車輪速を制御装置1に対して出力する。制御装置1は、車両状態検出センサ2が出力する各車輪の車輪速に基づいて自車両の速度Vm〔m/s〕及び自車両の加速度Am〔m/s〕を算出する。
なお、車両状態検出センサ2は、車輪速センサに限定されるものではなく、自車両の動力源(例えば、エンジン、モータなど)が発生した動力を駆動輪に伝達する動力伝達経路上の回転体の回転数を検出する回転センサや、自車両の位置データを検出するGPS(Global Positioning System)等の位置センサであってもよい。
障害物検出センサ3は、自車両周辺に存在する物体を検出するための装置であり、制御装置1に接続され、自車両に対する障害物の相対距離、相対速度、相対加速度、横位置等の障害物に関する検出値又は算出値を制御装置1に対して出力する。
具体的には、障害物検出センサ3は、例えば、自車両と自車両周辺に存在する物体との間の距離を検出するミリ波レーダであり、自車両と先行車両との間の車間距離D〔m〕を検出する。ミリ波レーダは、例えば自車両の前面中央部、例えばフロントグリル内に取り付けられ、自車両の前面から進行方向の所定の角度範囲にミリ波を出射し、先行車両で反射したミリ波を受信する。そして、ミリ波レーダは、出射から受信までの時間を計測することによって、自車両と先行車両との間の車間距離D〔m〕を算出し、算出した値を制御装置1に対して出力する。また、ミリ波レーダは、ドップラー効果を用いることで、ミリ波レーダを備えた自車両の速度Vm〔m/s〕と先行車両の速度Vp〔m/s〕との速度差である相対速度Vr〔m/s〕(Vr=Vp−Vm)を算出し、算出した値を制御装置1に対して出力するようにしてもよい。なお、制御装置1は、障害物検出センサ3が出力する車間距離D〔m〕に基づいて自車両に対する先行車両の相対速度Vr〔m/s〕及び相対加速度Ar〔m/s〕を算出する。また、制御装置1は、障害物検出センサ3が出力する相対速度Vr〔m/s〕に基づいて相対加速度Ar〔m/s〕を算出してもよい。また、制御装置1は、車両状態検出センサ2の出力に基づいて取得或いは算出した自車両の速度Vm〔m/s〕及び加速度Am〔m/s〕と、障害物検出センサ3の出力に基づいて取得或いは算出した相対速度Vr〔m/s〕及び相対加速度Ar〔m/s〕とに基づいて、先行車両の速度Vp〔m/s〕及び加速度Ap〔m/s〕を算出する。
なお、障害物検出センサ3は、ミリ波レーダに限定されるものではなく、例えばレーザや赤外線などを用いたレーダであってもよい。また、障害物検出センサ3は、CCDカメラ等の撮像装置により自車両の進行方向を撮像した画像データに基づいて車間距離D〔m〕や相対速度Vr〔m/s〕を算出する画像認識装置であってもよい。また、障害物検出センサ3は、車車間通信、路車間通信、車人間通信、路人間通信等の通信を利用して自車両と先行車両との間の車間距離D〔m〕を取得するようにしてもよい。
運転支援装置4は、制御装置1が出力する制御信号に応じて運転支援を実行する装置であり、例えば、警報を出力するブザー、警告メッセージを表示するディスプレイ装置、ブレーキを自動制御する減速装置等である。
制御値算出部10は、運転支援装置4の作動開始の判定に用いる制御値CVを算出するための機能要素である。
制御値CVは、自車両の速度Vm、自車両に対する先行車両の相対速度Vr、自車両の加速度Am、先行車両の速度Vp、先行車両の加速度Ap、及び車間距離Dに基づいて算出される値であり、例えば、以下の式(1)で表される。
Figure 2012140721
ここで、α、β及びγは、正の値を有する定数である。また、f(D)は、車間距離Dの関数であり、車間距離Dの増大につれて増大する値である。また、Axは、自車両の加速度Amと先行車両の加速度Apとに基づいて算出される値(以下、「加速度関連値」と称する。)である。
加速度関連値Axは、例えば、以下の式(2)で表される。
Figure 2012140721
ここで、a、bは、先行車両の加速度Ap及び自車両の加速度Amのそれぞれの重み係数である。
加速度関連値Axは、例えば、a=1、b=1とした場合、自車両に対する先行車両の相対加速度Ar(=Ap−Am)となる。
なお、加速度関連値Axは、重み係数a、bを用いることなく、先行車両の加速度Ap又は自車両に対する先行車両の相対加速度Arの何れか一方に設定されるものであってもよい。
加速度関連値調整部11は、加速度関連値Axを調整するための機能要素であり、例えば、自車両の加速度Am及び先行車両の加速度Apの少なくとも一方の大きさに応じて重み係数a、bを調整する。
具体的には、加速度関連値調整部11は、自車両の加速度Amが所定値(例えば、ゼロである。)以上の場合に、自車両の加速度Amの重み係数bを低減させ、加速度関連値Axにおける自車両の加速度Amの寄与度を低減させる。この場合、加速度関連値Axは、自車両の加速度Amよりも、先行車両の加速度Apによる影響を受けやすくなる。
運転支援開始判定部12は、運転支援装置4の作動開始を判定するための機能要素である。運転支援開始判定部12は、例えば、制御値算出部10が算出した制御値CVと所定の閾値THとを比較し、制御値CVが閾値TH以上であると判定した場合に、運転支援装置4に対して制御信号を出力する。運転支援開始判定部12からの制御信号を受けた運転支援装置4は、運転支援を開始する。なお、閾値THは、予め設定される値であり、例えば、運転者毎に設定されてもよく、高速道路走行中、一般道路走行中、夜間走行中、雨天走行中等の運転環境毎に設定されてもよい。
ここで、図2を参照しながら、制御装置1が運転支援装置4による運転支援を開始させるか否かを判定する処理(以下、「運転支援開始判定処理」と称する。)の一例について説明する。なお、図2は、運転支援開始判定処理の一例を示すフローチャートであり、制御装置1は、所定周期で繰り返しこの運転支援開始判定処理を実行する。
また、制御装置1は、障害物検出センサ3の出力に基づいて処理の対象となる障害物(例えば、自車両前方の所定範囲内に存在する先行車両のうち最も近い位置にある先行車両である。)を既に選択しているものとする。
最初に、制御装置1は、自車両の加速度Amがゼロ以上であるか否かを判定する(ステップS1)。自車両が加速しているか否かを判断するためである。
自車両の加速度Amがゼロ以上であると判定した場合(ステップS1のYES)、制御装置1は、加速度関連値調整部11により、自車両の加速度Amの重み係数bを値「0」にして加速度関連値Axにおける自車両の加速度Amの寄与を排除する。また、制御装置1は、先行車両の加速度Apの重み係数aを値「1」にする。その結果、加速度関連値Axは、先行車両の加速度Apとなる。なお、制御装置1は、重み係数a、bを用いることなく、単に加速度関連値Axとして先行車両の加速度Apを採用するようにしてもよい。
その上で、制御装置1は、制御値算出部10により、制御値CVを算出する(ステップS2)。この場合、制御値CVは、以下の式(3)で表されることとなる。
Figure 2012140721
一方、自車両の加速度Amがゼロ未満であると判定した場合(ステップS1のNO)、制御装置1は、加速度関連値調整部11により、先行車両の加速度Apの重み係数a、及び、自車両の加速度Amの重み係数bをそれぞれ値「1」にする。その結果、加速度関連値Axは、自車両に対する先行車両の相対加速度Arとなる。この場合においても、制御装置1は、重み係数a、bを用いることなく、単に加速度関連値Axとして自車両に対する先行車両の相対加速度Arを採用するようにしてもよい。
その上で、制御装置1は、制御値算出部10により、制御値CVを算出する(ステップS3)。この場合、制御値CVは、以下の式(4)で表されることとなる。
Figure 2012140721
その後、制御装置1は、運転支援開始判定部12により、ステップS2又はステップS3において算出された制御値CVと閾値THとを比較する(ステップS4)。制御装置1は、制御値CVが閾値THを上回ると判定した場合に(ステップS4のYES)、運転支援装置4(例えば、ブザーである。)に対して制御信号を出力し、追突のおそれがあるとして警報を出力させる(ステップS5)。一方、制御装置1は、制御値CVが閾値TH以下であると判定した場合には(ステップS4のNO)、運転支援装置4に対して制御信号を出力することなく、運転支援開始判定処理を終了させる。追突のおそれがないと判断できるからである。

[自車両の加速度Amがゼロ以上の場合]
制御値CVは、自車両の加速度Amがゼロ以上であれば、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される場合よりも、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合のほうが小さくなる。以下、図3A〜図3Jを参照して、その理由を説明する。
図3A〜図3Jは、自車両の加速度Amがゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図である。なお、図3A〜図3Jにおいて、横縞、斜線、及び黒のハッチングで表される矢印は、先行車両の加速度Ap、自車両の加速度Am、並びに相対加速度Arのそれぞれの向き及び大きさを表す。また、矢印の不図示は、対応する加速度が値ゼロであることを表す。また、加速度の値は、加速する場合を正値とし、減速する場合を負値とする。
また、図3A〜図3Gは自車両の加速度Amがゼロを上回る場合を示し、図3H〜図3Jは自車両の加速度Amがゼロの場合を示す。また、図3Aは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値よりも小さい場合を示し、図3Bは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値よりも大きい場合を示し、図3Cは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値と自車両の加速度Am(正値)の絶対値とが等しい場合を示し、図3Dは先行車両の加速度Apがゼロの場合を示す。また、図3Eは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値よりも小さい場合を示し、図3Fは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値よりも大きい場合を示し、図3Gは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値と等しい場合を示す。また、図3Hは先行車両の加速度Apがゼロの場合を示し、図3Iは先行車両の加速度Apが負値の場合を示し、図3Jは先行車両の加速度Apが正値の場合を示す。
図3A〜図3Jで示されるように、先行車両の加速度Apは、常に、相対加速度Ar以上の値となる。なお、加速度関連値Axの増加(加速度関連値Axとして、相対加速度Arの代わりに先行車両の加速度Apを用いることである。)は、式(3)における分子の値の減少を意味する。そのため、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出する制御値CVは、式(4)により相対加速度Arを用いて算出する制御値CVよりも小さい値となる。
制御値CVの減少は、制御値CVが閾値THを上回りにくくなることを意味する。このように、制御装置1は、自車両の加速度Amがゼロ以上であれば、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出することによって、式(4)により相対加速度Arを用いて制御値CVを算出する場合に比べ、制御値CVが閾値THを上回りにくくする。
これにより、制御装置1は、自車両が加速している場合、すなわち、自車両の運転者が意図的に加速しており漫然運転の可能性が低いと判断される場合には、相対加速度Arを重要視して制御値CVを算出する場合に比べ、車両制御装置100の状態を、警報が出力されにくい状態にする。この制御は、自車両が加速している場合には、相対加速度Arよりも先行車両の加速度Apを重要視して制御値CVを算出することが運転者の感覚に合致するという見解に基づく。
その結果、制御装置1は、自車両が加速している場合に相対加速度Arを重要視して制御値CVを算出してしまい、すなわち自車両の加速度を過度に考慮して制御値CVを算出してしまい警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。

[自車両の加速度Amがゼロ未満の場合]
制御値CVは、自車両の加速度Amがゼロ未満であれば、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合よりも、式(4)より相対加速度Arを用いて算出される場合のほうが小さくなる。以下、図4A〜図4Gを参照して、その理由を説明する。
図4A〜図4Gは、自車両の加速度Amがゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図である。なお、図4A〜図4Gにおいて、横縞、斜線、及び黒のハッチングで表される矢印は、図3の場合と同様、先行車両の加速度Ap、自車両の加速度Am、並びに相対加速度Arのそれぞれの向き及び大きさを表す。また、矢印の不図示は、対応する加速度が値ゼロであることを表す。また、加速度の値は、加速する場合を正値とし、減速する場合を負値とする。
また、図4Aは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値が自車両の加速度Am(負値)の絶対値よりも小さい場合を示し、図4Bは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値が自車両の加速度Am(負値)の絶対値よりも大きい場合を示し、図4Cは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値と自車両の加速度Am(負値)の絶対値とが等しい場合を示し、図4Dは先行車両の加速度Apがゼロの場合を示す。また、図4Eは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(負値)の絶対値よりも小さい場合を示し、図4Fは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(負値)の絶対値よりも大きい場合を示し、図4Gは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値と自車両の加速度Am(負値)の絶対値とが等しい場合を示す。
図4A〜図4Gで示されるように、先行車両の加速度Apは、常に、相対加速度Ar未満の値となる。なお、加速度関連値Axの増加(加速度関連値Axとして、先行車両の加速度Apの代わりに相対加速度Arを用いることである。)は、式(4)における分子の値の減少を意味する。そのため、式(4)により相対加速度Arを用いて算出する制御値CVは、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出する制御値CVよりも小さい値となる。
制御値CVの減少は、制御値CVが閾値THを上回りにくくなることを意味する。このように、制御装置1は、自車両の加速度Amがゼロ未満であれば、式(4)により相対加速度Arを用いて制御値CVを算出することによって、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出する場合に比べ、制御値CVが閾値THを上回りにくくする。
これにより、制御装置1は、自車両が減速している場合には、先行車両の加速度Apを重要視して制御値CVを算出する場合に比べ、車両制御装置100の状態を、警報が出力されにくい状態にする。この制御は、自車両が減速している場合には、先行車両の加速度Apよりも相対加速度Arを重要視して制御値CVを算出することが運転者の感覚に合致するという見解に基づく。
その結果、制御装置1は、自車両が減速している場合に先行車両の加速度Apを重要視して制御値CVを算出してしまい、すなわち自車両の加速度を考慮することなく制御値CVを算出してしまい警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。

[図2の運転支援開始判定処理で算出される制御値CVの推移]
次に、図5を参照しながら、図2の運転支援開始判定処理で算出される制御値CVの推移について説明する。なお、図5は、縦軸を制御値CV、横軸を時間軸とし、時刻t1において、自車両の加速度Amがゼロ以上である第一状態ST1から、自車両の加速度Amがゼロ未満である第二状態ST2に車両の状態が切り替わることを示す。また、実線の推移は図2の運転支援開始判定処理で算出される制御値CVの推移を示し、破線の推移は式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される制御値CVの推移を示し、一点鎖線の推移は式(4)により相対加速度Arを用いて算出される制御値CVの推移を示す。なお、図中の水平線(点線)は、閾値THのレベルを表す。
図5で示されるように、図2の運転支援開始判定処理で算出される制御値CV(実線)は、第一状態ST1では、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出され、第二状態ST2では、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される。したがって、制御値CV(実線)は、第一状態ST1では、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される場合(一点鎖線)よりも、閾値THを上回りにくくなっている。また、制御値CV(実線)は、第二状態ST2では、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合(破線)よりも、閾値THを上回りにくくなっている。
以上の構成により、車両制御装置100は、自車両が加速している場合、すなわち、自車両の運転者が意図的に加速しており漫然運転の可能性が低いと判断される場合に警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。
また、車両制御装置100は、自車両が減速している場合に、先行車両の挙動に過度に反応して警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。
次に、図6を参照しながら、本発明の実施例に係る車両制御装置100で実行される運転支援開始判定処理の別の一例について説明する。なお、図6は、運転支援開始判定処理の別の一例を示すフローチャートであり、制御装置1は、所定周期で繰り返しこの運転支援開始判定処理を実行する。
また、制御装置1は、障害物検出センサ3の出力に基づいて処理の対象となる障害物(例えば、自車両前方の所定範囲内に存在する先行車両のうち最も近い位置にある先行車両である。)を既に選択しているものとする。
最初に、制御装置1は、自車両の加速度Amがゼロ以上であるか否かを判定する(ステップS11)。自車両が加速しているか否かを判断するためである。
自車両の加速度Amがゼロ以上であると判定した場合(ステップS11のYES)、制御装置1は、先行車両の加速度Apがゼロ以上であるか否かを判定する(ステップS12)。
先行車両の加速度Apがゼロ未満であると判定した場合(ステップS12のNO)、制御装置1は、加速度関連値調整部11により、自車両の加速度Amの重み係数bを値「0」にして加速度関連値Axにおける自車両の加速度Amの寄与を排除する。また、制御装置1は、先行車両の加速度Apの重み係数aを値「1」にする。その結果、加速度関連値Axは、先行車両の加速度Apとなる。なお、制御装置1は、重み係数a、bを用いることなく、単に加速度関連値Axとして先行車両の加速度Apを採用するようにしてもよい。
その上で、制御装置1は、制御値算出部10により、制御値CVを算出する(ステップS13)。この場合、制御値CVは、上述の式(3)で表されることとなる。
また、先行車両の加速度Apがゼロ以上であると判定した場合(ステップS12のYES)、制御装置1は、加速度関連値調整部11により、先行車両の加速度Ap及び自車両の加速度Amの重み係数a、bをそれぞれ値「0」にして加速度関連値Axにおける先行車両の加速度Ap及び自車両の加速度Amの寄与のそれぞれを排除する。その結果、加速度関連値Axは、値ゼロとなる。なお、制御装置1は、重み係数a、bを用いることなく、単に加速度関連値Axとして値ゼロを採用するようにしてもよい。
その上で、制御装置1は、制御値算出部10により、制御値CVを算出する(ステップS14)。この場合、制御値CVは、以下の式(5)で表されることとなる。
Figure 2012140721
また、自車両の加速度Amがゼロ未満であると判定した場合(ステップS11のNO)、制御装置1は、加速度関連値調整部11により、先行車両の加速度Apの重み係数a、及び、自車両の加速度Amの重み係数bをそれぞれ値「1」にする。その結果、加速度関連値Axは、自車両に対する先行車両の相対加速度Arとなる。この場合においても、制御装置1は、重み係数a、bを用いることなく、単に加速度関連値Axとして自車両に対する先行車両の相対加速度Arを採用するようにしてもよい。
その上で、制御装置1は、制御値算出部10により、制御値CVを算出する(ステップS15)。この場合、制御値CVは、上述の式(4)で表されることとなる。
その後、制御装置1は、運転支援開始判定部12により、ステップS13、ステップS14、又はステップS15において算出された制御値CVと閾値THとを比較する(ステップS16)。制御装置1は、制御値CVが閾値THを上回ると判定した場合に(ステップS16のYES)、運転支援装置4(例えば、ブザーである。)に対して制御信号を出力し、追突のおそれがあるとして警報を出力させる(ステップS17)。一方、制御装置1は、制御値CVが閾値TH以下であると判定した場合には(ステップS16のNO)、運転支援装置4に対して制御信号を出力することなく、運転支援開始判定処理を終了させる。追突のおそれがないと判断できるからである。
なお、上述の運転支援開始判定処理は、自車両の加速度Amがゼロ以上であるか否かを判定した上で、先行車両の加速度Apがゼロ以上であるか否かを判定するが、判定の順番は不同であり、双方の判定が同時に行われてもよい。

[自車両の加速度Amがゼロ以上、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ以上の場合]
制御値CVは、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ以上であれば、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合よりも、式(5)を用いて算出される場合のほうが大きくなる。以下、図7A〜図7Fを参照して、その理由を説明する。
図7A〜図7Fは、自車両の加速度Amがゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ以上の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図である。なお、図7A〜図7Fにおいて、横縞、斜線、及び黒のハッチングで表される矢印は、図3及び図4の場合と同様、先行車両の加速度Ap、自車両の加速度Am、並びに相対加速度Arのそれぞれの向き及び大きさを表す。また、矢印の不図示は、対応する加速度が値ゼロであることを表す。また、加速度の値は、加速する場合を正値とし、減速する場合を負値とする。
また、図7A〜図7Dは自車両の加速度Amがゼロを上回る場合を示し、図7E及び図7Fは自車両の加速度Amがゼロの場合を示す。また、図7Aは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値よりも小さい場合を示し、図7Bは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値よりも大きい場合を示し、図7Cは先行車両の加速度Ap(正値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値と等しい場合を示し、図7Dは先行車両の加速度Apがゼロの場合を示す。また、図7Eは自車両の加速度Am及び先行車両の加速度Apがともに値ゼロである場合を示し、図7Fは自車両の加速度Amが値ゼロであり先行車両の加速度Apが正値である場合を示す。
図7A〜図7Fで示されるように、先行車両の加速度Apは、常に相対加速度Ar以上の値となり、先行車両が加速している限り正値となる。なお、加速度関連値Axの減少(加速度関連値Axとして、先行車両の加速度Ap(正値)の代わりに値ゼロを用いることである。)は、式(3)における分子の値の増加を意味する。そのため、式(5)を用いて算出する制御値CVは、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出する制御値CVよりも大きい値となる。
制御値CVの増加は、制御値CVが閾値THを上回りやすくなることを意味する。このように、制御装置1は、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ以上であれば、式(5)を用いて制御値CVを算出することによって、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出する場合に比べ、制御値CVが閾値THを上回りやすくする。
このようにして、図6の運転支援開始判定処理は、図2の運転支援開始判定処理の一部を変更する。図2の運転支援開始判定処理は、自車両が加速している場合には、相対加速度Arよりも先行車両の加速度Apを重要視して制御値CVを算出し、車両制御装置100の状態を警報が出力されにくい状態にする。しかしながら、自車両及び先行車両が共に加速している場合、特に、図7Aで示されるように自車両が先行車両に接近する場合(例えば、加速中の先行車両を自車両が追い越す場合)には、別の制御が望まれる場合がある。具体的には、式(4)により相対加速度Arを用いて決定される警報タイミングよりは遅くするが、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて決定される警報タイミング(図2の運転支援開始判定処理で決定されるタイミング)までは遅くしないといった制御である。
そこで、図6の運転支援開始判定処理は、自車両の加速度Amがゼロ以上の場合には、基本的に、式(3)を用いて算出される制御値CVに基づいて警報タイミングを決定する。そして、自車両の加速度Amがゼロ以上で、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ以上の場合には、例外的に、式(5)を用いて算出される制御値CVに基づいて警報タイミングを決定する。
なお、図6の運転支援開始判定処理は、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Ap以上の場合に、式(5)を用いて制御値CVを算出することによって、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出する場合に比べ、制御値CVが閾値THを上回りやすくなるようにしてもよい。
このように、制御装置1は、自車両が加速している場合、すなわち、自車両の運転者が意図的に加速しており漫然運転の可能性が低いと判断される場合であっても、先行車両が加速している場合には、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出する場合に比べて、車両制御装置100の状態を警報が出力されやすい状態にする。この制御は、自車両が加速している場合であっても、先行車両が加速している場合には、自車両の加速度Am及び先行車両の加速度Apの何れにも影響されずに制御値CVを算出することが運転者の感覚に合致するという見解に基づく。
また、制御装置1は、自車両の加速度Am(正値)が先行車両の加速度Ap(正値)以上の場合に、車両制御装置100の状態を、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出する場合よりは警報が出力されやすく、式(4)により相対加速度Arを用いて制御値CVを算出する場合よりは警報が出力されにくい状態にしてもよい。

[自車両の加速度Amがゼロ以上、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ未満の場合]
制御値CVは、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ未満であれば、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される場合よりも、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合のほうが小さくなる。以下、図8A〜図8Dを参照して、その理由を説明する。
図8A〜図8Dは、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ未満の場合における、自車両と先行車両との間の関係を示す図である。なお、図8A〜図8Dにおいて、横縞、斜線、及び黒のハッチングで表される矢印は、図3、図4及び図7の場合と同様、先行車両の加速度Ap、自車両の加速度Am、並びに相対加速度Arのそれぞれの向き及び大きさを表す。また、矢印の不図示は、対応する加速度が値ゼロであることを表す。また、加速度の値は、加速する場合を正値とし、減速する場合を負値とする。
また、図8Aは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値よりも大きい場合を示し、図8Bは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値と等しい場合を示し、図8Cは先行車両の加速度Ap(負値)の絶対値が自車両の加速度Am(正値)の絶対値より小さい場合を示し、図8Dは自車両の加速度Amがゼロの場合を示す。
図8A〜図8Dで示されるように、先行車両の加速度Apは、常に、相対加速度Ar以上の値となる。なお、加速度関連値Axの増加(加速度関連値Axとして、相対加速度Arの代わりに先行車両の加速度Apを用いることである。)は、式(3)における分子の値の減少を意味する。そのため、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出する制御値CVは、式(4)により相対加速度Arを用いて算出する制御値CVよりも小さい値となる。
制御値CVの減少は、制御値CVが閾値THを上回りにくくなることを意味する。このように、制御装置1は、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ未満であれば、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出することによって、式(4)により相対加速度Arを用いて制御値CVを算出する場合に比べ、制御値CVが閾値THを上回りにくくする。
これにより、制御装置1は、自車両が加速している場合、すなわち、自車両の運転者が意図的に加速しており漫然運転の可能性が低いと判断される場合であり、先行車両が加速していない場合には、相対加速度Arを重要視して制御値CVを算出する場合に比べ、車両制御装置100の状態を、警報が出力されにくい状態にする。この制御は、自車両が加速している場合であり、かつ、先行車両が加速していない場合には、相対加速度Arよりも先行車両の加速度Apを重要視して制御値CVを算出することが運転者の感覚に合致するという見解に基づく。
また、制御装置1は、自車両が加速している場合であり、かつ、先行車両が加速していない場合に相対加速度Arを重要視して制御値CVを算出してしまい、すなわち自車両の加速度を過度に考慮して制御値CVを算出してしまい警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。

[自車両の加速度Amがゼロ未満の場合]
制御値CVは、自車両の加速度Amがゼロ未満であれば、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合よりも、式(4)より相対加速度Arを用いて算出される場合のほうが小さくなる。その理由は、図4A〜図4Gを参照して説明したとおりである。
図4A〜図4Gで示されるように、先行車両の加速度Apは、常に、相対加速度Ar未満の値となる。なお、加速度関連値Axの増加(加速度関連値Axとして、先行車両の加速度Apの代わりに相対加速度Arを用いることである。)は、式(4)における分子の値の減少を意味する。そのため、式(4)により相対加速度Arを用いて算出する制御値CVは、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出する制御値CVよりも小さい値となる。
制御値CVの減少は、制御値CVが閾値THを上回りにくくなることを意味する。このように、制御装置1は、自車両の加速度Amがゼロ未満であれば、式(4)により相対加速度Arを用いて制御値CVを算出することによって、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて制御値CVを算出する場合に比べ、制御値CVが閾値THを上回りにくくする。
これにより、制御装置1は、自車両が減速している場合には、先行車両の加速度Apを重要視して制御値CVを算出する場合に比べ、車両制御装置100の状態を、警報が出力されにくい状態にする。この制御は、自車両が減速している場合には、先行車両の加速度Apよりも相対加速度Arを重要視して制御値CVを算出することが運転者の感覚に合致するという見解に基づく。
また、制御装置1は、自車両が減速している場合に先行車両の加速度Apを重要視して制御値CVを算出することで、すなわち自車両の加速度を考慮することなく制御値CVを算出することで、警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。

[図6の運転支援開始判定処理で算出される制御値CVの推移]
次に、図9を参照しながら、図6の運転支援開始判定処理で算出される制御値CVの推移について説明する。なお、図9は、縦軸を制御値CV、横軸を時間軸とする。
また、図9は、時刻t1において、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ以上である第一状態ST1から、自車両の加速度Amがゼロ以上であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ未満である第二状態ST2に車両の状態が切り替わることを示す。また、図9は、時刻t2において、第二状態ST2から、自車両の加速度Amがゼロ未満であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ未満である第三状態ST3に車両の状態が切り替わることを示し、時刻t3において、第三状態ST3から、自車両の加速度Amがゼロ未満であり、かつ、先行車両の加速度Apがゼロ以上である第四状態ST4に車両の状態が切り替わることを示す。また、実線の推移は図6の運転支援開始判定処理で算出される制御値CVの推移を示し、破線の推移は式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される制御値CVの推移を示し、一点鎖線の推移は式(4)により相対加速度Arを用いて算出される制御値CVの推移を示す。なお、図中の水平線(点線)は、閾値THのレベルを表す。
図9で示されるように、図6の運転支援開始判定処理で算出される制御値CV(実線)は、第一状態ST1では、式(5)により値ゼロを用いて算出され、第二状態ST2では、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出され、第三状態ST3及び第四状態ST4では、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される。
したがって、制御値CV(実線)は、第一状態ST1では、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合(破線)よりも、閾値THを上回りやすくなっている。
特に、期間R1では、制御値CV(実線)は、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合(破線)、及び、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される場合(一点鎖線)の何れよりも閾値THを上回りやすくなっている。なお、期間R1は、先行車両の加速度Apが自車両の加速度Amよりも大きく先行車両が自車両から遠ざかる期間である。
また、期間R2では、制御値CV(実線)は、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合(破線)よりも閾値THを上回りやすく、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される場合(一点鎖線)よりも閾値THを上回りにくくなっている。なお、期間R2は、自車両の加速度Amが先行車両の加速度Apよりも大きく自車両が先行車両に接近する期間である。
また、制御値CV(実線)は、第二状態ST2では、式(4)により相対加速度Arを用いて算出される場合(一点鎖線)よりも、閾値THを上回りにくくなっている。
また、制御値CV(実線)は、第三状態ST3及び第四状態ST4では、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される場合(破線)よりも、閾値THを上回りにくくなっている。なお、この図では、第三状態ST3において、式(3)により先行車両の加速度Apを用いて算出される制御値CV(破線)は閾値THを上回り、警報が早期に出力されてしまうことを示す。
以上の構成により、車両制御装置100は、自車両が加速している場合、すなわち、自車両の運転者が意図的に加速しており漫然運転の可能性が低いと判断される場合に警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。
また、車両制御装置100は、自車両が加速している場合であっても、先行車両が加速している場合には、警報タイミングを遅らせすぎないようにすることができる。
また、車両制御装置100は、自車両が加速している場合であっても、先行車両が加速中であり、その加速度の大きさが自車両の加速度の大きさよりも小さい場合に限り、警報タイミングを遅らせすぎないようにすることができる。
また、車両制御装置100は、自車両が減速している場合に、先行車両の挙動に過度に反応して警報が早期に出力されてしまうのを防止することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述の実施例において、加速度関連値調整部11は、重み係数a、bに値「1」又は値「0」を設定するが、他の実数値を設定するようにしてもよい。
1 制御装置
2 車両状態検出センサ
3 障害物検出センサ
4 運転支援装置
10 制御値算出部
11 加速度関連値調整部
12 運転支援開始判定部
100 車両制御装置
Am 自車両の加速度
Ap 先行車両の加速度
Ar 相対加速度
Ax 加速度関連値
CV 制御値
D 車間距離
TH 閾値
Vm 自車両の速度
Vp 先行車両の速度
Vr 相対速度

Claims (6)

  1. 自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて所定の運転支援を開始させる車両制御装置であって、
    自車両と前記物体との間の距離と、自車両の速度と、自車両に対する前記物体の相対速度と、自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方に基づいて得られる加速度関連値と、に基づいて制御値を算出する制御値算出部と、
    自車両の加速度の大きさに応じて、前記加速度関連値における自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方の寄与度を変化させて前記加速度関連値を調整する加速度関連値調整部と、
    前記制御値算出部が算出した制御値が所定の閾値を上回る場合に前記所定の運転支援を開始させる運転支援開始判定部と、
    を備えることを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記加速度関連値調整部は、自車両の加速度が値ゼロ以上の場合に、前記加速度関連値として前記物体の加速度を用いる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記加速度関連値調整部は、自車両の加速度が値ゼロ未満の場合に、前記加速度関連値として自車両に対する前記物体の相対加速度を用いる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
  4. 前記加速度関連値調整部は、自車両の加速度が値ゼロ以上であり、かつ、前記物体の加速度が値ゼロ以上の場合に、前記加速度関連値として値ゼロを用いる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
  5. 前記加速度関連値調整部は、自車両の加速度が値ゼロ以上であり、かつ、前記物体の加速度が値ゼロ未満の場合に、前記加速度関連値として前記物体の加速度を用いる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
  6. 自車両と自車両周辺にある物体との間の相対位置関係に応じて所定の運転支援を開始させる車両制御方法であって、
    自車両と前記物体との間の距離と、自車両の速度と、自車両に対する前記物体の相対速度と、自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方に基づいて得られる加速度関連値と、に基づいて制御値を算出する制御値算出ステップと、
    自車両の加速度の大きさに応じて、前記加速度関連値における自車両の加速度及び前記物体の加速度の少なくとも一方の寄与度を変化させて前記加速度関連値を調整する加速度関連値調整ステップと、
    前記制御値算出ステップにおいて算出された制御値が所定の閾値を上回る場合に前記所定の運転支援を開始させる運転支援開始判定ステップと、
    を備えることを特徴とする車両制御方法。
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