CN102673544A - 车辆驾驶支援装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种尊重驾驶员的意愿的同时能够使碰撞防止控制有效地发挥功能的车辆驾驶支援装置。行驶控制单元(5)当在制动控制中检测出由驾驶员进行的制动踏板的踩踏操作时，判断为驾驶员识别出本车辆(1)与障碍物可能碰撞的可能性高而中断制动控制。据此，能够防止违背驾驶员的意愿的不必要的制动控制的介入。同时，在与障碍物碰撞的可能性高的情况下，当由驾驶员进行的制动踏板的踩踏量向松开侧以设定速度以上的速度变化时，恢复暂时中断的制动控制。据此，能够使碰撞防止控制有效地发挥作用。

Description

车辆驾驶支援装置

技术领域

本发明涉及一种具有当本车辆与前方车辆等障碍物发生碰撞的可能性高时通过介入自动制动等而谋求防止碰撞的碰撞防止控制功能的车辆驾驶支援装置。

背景技术

近年来，提出了多种驾驶支援装置，该驾驶支援装置利用毫米波雷达、红外线激光雷达、立体摄像机、单目摄像机等而识别车辆前方的车外环境，基于识别出的车外环境而进行本车辆的行驶控制等。作为这种行驶控制功能的一个例子，已广为人知的有当在本车辆前方检测出(捕获)前方车辆时，对于检测出的前方车辆进行追踪行驶控制的功能。通常，这种追踪行驶控制作为附带车间距离控制功能的巡航控制(ACC，Adaptive cruise control)的一部分功能，已经被广为应用。在ACC中，在本车辆的前方检测出前方车辆的情况下，进行追踪控制，而在没有检测出前方车辆的情况下，进行由驾驶员设定的设定车速下的定速行驶控制。

并且，作为根据驾驶支援装置的行驶控制功能，也提出了多种碰撞防止控制(所谓防追尾制动器控制)功能，该功能在本车辆与前方车辆等障碍物发生碰撞的可能性高时，输出催促操作制动器的警报，或者进行独立于驾驶员的制动器操作的自动制动的介入。

在这种驾驶支援装置中，提出了基于尊重驾驶员的意愿这种思想的大量的技术(例如，参照专利文献1)。例如，在碰撞防止控制中，当发生由驾驶员进行的制动踏板操作等时，取消自动制动的介入等。

然而，在与前方车辆等发生碰撞的可能性高的情况下，通常由驾驶员进行踩踏制动踏板的操作，在上述的专利文献1的技术中，大多数情况下，自动制动的介入等会被取消。

因此，在上述的专利文献1中公开的技术存在隐患，例如在碰撞防止控制中因制动踏板的踩踏操作而解除自动制动后，在驾驶员因失误而从制动踏板滑出脚等情况下，难以有效地回避碰撞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-255928号公报

发明内容

技术问题

本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种尊重驾驶员的意愿的同时能够使碰撞防止控制有效地发挥功能的车辆驾驶支援装置。

技术方案

根据本发明的一种实施方式的车辆驾驶支援装置，具有：碰撞判断机构，判断在前方识别的障碍物与本车辆发生碰撞的可能性；制动控制机构，当通过所述碰撞判断机构而判断为存在与所述障碍物碰撞的可能性时，进行针对该障碍物的制动控制；控制中断判断机构，当检测出由驾驶员进行的制动踏板的踩踏操作时，判断所述制动控制的中断；控制恢复判断机构，当在判断为存在与所述障碍物碰撞的可能性的情况下进行了所述踩踏操作的制动踏板的踩踏量向松开侧以设定速度以上的速度变化时，判断恢复中断的所述制动控制。

有益效果

根据本发明的车辆驾驶支援装置，能够尊重驾驶员的意愿的同时，还能够使碰撞防止控制有效地发挥功能。

附图说明

图1为搭载于车辆的驾驶支援装置的大致构成图。

图2为示出设定在本车辆与障碍物之间的制动控制的各控制时间的说明图。

图3为示出碰撞防止控制程序的流程图。

主要符号说明：1为车辆(本车辆)，2为驾驶支援装置，2a为立体摄像机组件，3为立体摄像机，4为立体图像识别装置，5为行驶控制单元(碰撞判断机构、制动控制机构、控制中断判断机构、控制恢复判断机构)，7为引擎控制单元，8为制动器控制单元，9为变速器控制单元，15为巡航控制用开关，17为电控节气门阀，18为制动加力器，21为制动踏板踩踏量传感器。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。附图涉及本发明的一实施方式，图1为搭载于车辆的驾驶支援装置的大致构成图，图2为示出设定在本车辆与障碍物之间的制动控制的各控制时间的说明图，图3为示出碰撞防止控制程序的流程图。

在图1中，符号1表示汽车等车辆(本车辆)，该车辆1上搭载有驾驶支援装置2，该驾驶支援装置2具有作为行驶控制功能的、附带车辆间距离控制功能的巡航控制(ACC，Adaptive cruise control)功能和碰撞防止控制功能(防追尾制动器控制功能)。

该驾驶支援装置2例如将以一体具备有立体摄像机3、立体图像识别装置4、行驶控制单元5的立体摄像机组件2a为中心，构成主要部分。并且，在该立体摄像机组件2a的行驶控制单元5中，引擎控制单元(E/G_ECU)7、制动器控制单元(BRK_ECU)8、变速器控制单元(T/M_ECU)9等各种车载控制单元被连接成能够相互通信。

立体摄像机3作为立体光学系统，例如由使用了电荷耦合元件(CCD)等固体摄像器件的左右一组CCD摄像机构成。这些一组CCD摄像机以一定的间隔分别安装在车辆室内的顶棚前方，从不同的视角对车外的对象进行立体拍摄，并将拍摄的图像信息输出到立体图像识别装置4。

立体图像识别装置4从立体摄像机3接收图像信息，同时例如从T/M_ECU 9接收本车辆车速V等。该立体图像识别装置4基于从立体摄像机3接收的图像信息来识别本车辆1前方的立体物数据或白线数据等的前方信息，并基于这些识别信息等估计本车辆行驶道路。并且，立体图像识别装置4基于识别出的立体物数据等而进行本车辆行驶道路上的前方车辆检测。

在此，立体图像识别装置4例如按如下方式对从立体摄像机3接收的图像信息进行处理。首先，针对通过立体摄像机3拍摄的本车辆行进方向的一组立体图像对，基于对应位置的偏移量根据三角测量原理生成距离信息。然后，对该距离信息进行公知的分组处理，将经过分组处理的距离信息与预先存储的三维道路形状数据和立体物数据等进行比较，由此提取白线数据、沿道路存在的护栏、路缘石等侧壁数据、车辆等立体物数据等。进一步地，立体图像识别装置4还基于白线数据或侧壁数据估计本车辆行驶道路，并在存在于本车辆行驶道路上的立体物中，将与本车辆1大致相同方向上以预定的速度(例如0Km/h以上)移动的物体作为前方车辆而进行提取(检测)。而且，当检测出前方车辆时，作为该前方车辆信息，运算前方车辆距离D(＝车间距离)、前方车辆速度Vf(＝车间距离D的变化率+本车辆车速V)、前方车辆加速度af(＝前方车辆速度Vf的微分值)等。在此，在前方车辆中，尤其对于速度Vf在预定值以下(例如4Km/h以下)且没有加速的车辆，识别为大致停止状态的前方车辆。

行驶控制单元5例如从立体图像识别装置4接收关于车外前方的各种识别信息，同时从T/M_ECU 9接收本车辆车速V等。

并且，行驶控制单元5例如通过E/G_ECU 7而接收通过巡航控制用开关15而设定的驾驶员的各种设定信息。在本实施方式中，巡航控制用开关15例如是由配置在方向盘的按压开关以及拨动开关等而构成的操作开关，具有作为开/关ACC的启动的主开关(main switch)的巡航开关“CRUISE”、用于解除ACC的取消开关“CANCEL”、用于将此时的本车辆的速度作为设定车度Vset而设定的设定开关“SET/-”、用于设定前方车辆与本车辆的车间距离的模式的车间距离设定开关、用于再次设定前次存储的某一个设定车速Vset的恢复开关“RES/+”。在此，在本实施方式中，作为车间距离的模式，设定有“长”、“中”、“短”的任意一种，行驶控制单元5例如对应本车辆车速V对于每一种模式设定不同的追踪目标距离Dtra。

进一步地，行驶控制单元5中例如通过BRK_ECU 8而接收由制动踏板踩踏量传感器21(也可以是检测制动器油压的传感器)检测出的制动踏板的踩踏量θbrk(基于驾驶员的制动踏板的踩踏行程)。

然后，如果巡航控制用开关15的巡航开关接通，且通过设定开关等而设定驾驶员所期望的设定车速Vset，同时通过车间距离设定开关而设定用于设定追踪目标距离Dtra的模式，则行驶控制单元5执行ACC。

作为该ACC，行驶控制单元5当通过立体图像识别装置4而没有检测出前方车辆时，进行将本车辆车速V收敛于设定车速Vset的定速行驶控制。并且，行驶控制单元5当在定速行驶控制中通过立体图像识别装置4而识别出前方车辆时，进行将与该前方车辆的车间距离D收敛于追踪目标距离Dtrg的追踪行驶控制(还包括追踪停止、追踪开始)。

即，如果开始定速行驶控制，则行驶控制单元5运算用于将本车辆车速V收敛于设定车速Vset的目标加速度a1。

具体而言，行驶控制单元5例如运算本车辆车速V和设定车速Vset的车速偏差Vsrel(＝Vset-V)，通过参照预先设定的映射图等，运算对应车速偏差Vsrel和本车辆车速V的目标加速度a1。其中，例如当车速偏差Vsrel为正数值时，目标加速度a1在对应本车辆车速V的上限值的范围内，越是车速偏差Vsrel变大，被设定更大的值。另一方面，例如当车速偏差Vsrel为负数值时，目标加速度a1在对应本车辆车速V的下限值的范围内，越是车速偏差Vsrel变小，被设定更小的值(越是车速偏差Vsrel向负数侧变大，向减速侧设定更大的值)。

并且，如果从定速行驶控制转移到追踪行驶控制，则行驶控制单元5在上述的目标加速度a1的基础上，还运算用于将车间距离D收敛于目标距离Dtrg的目标加速度a2。

具体而言，行驶控制单元5中例如预先设定而存储有对应车间距离的模式“短”以及“长”的追踪目标距离Dtrg设定用映射图。然后，行驶控制单元5当模式为“短”或者“长”时，利用相关的映射图而设定对应本车辆车速V的追踪目标距离Dtrg，当模式为“中”时，将模式为“短”以及“长”时分别运算的值的中间值作为追踪目标距离Dtrg而设定。并且，行驶控制单元5例如运算追踪目标距离Dtrg和车间距离D的距离偏差ΔD(＝Dtrg-D)，同时运算前方车辆速度Vf和本车辆车速V的相对速度Vfrel(＝Vf-V)，并将这些作为参数，参照预先设定的映射图等而运算目标加速度a2。

然后，行驶控制单元5在进行定速行驶控制时将目标加速度a1作为最终目标加速度a而设定，在进行追踪行驶控制时将目标加速度a1、a2中的任意小值作为最终目标加速度a而设定。

在此，定速行驶控制或者追踪行驶控制中，例如在本车辆1进入弯道时或者进行低成本行驶时等情况下，除了上述的目标加速度a1、a2以外，还可以分别运算其他用途的目标加速度，此时还可以在包含这些目标加速度中，将最小值作为最终的目标加速度a而设定。

如果设定目标加速度a，则行驶控制单元5通过E/G_ECU 7而进行电控节气门阀17的开度控制(引擎的输出控制)，由此产生对应目标加速度a的加速度。而且，行驶控制单元5当判断为仅通过引擎的输出控制而不能得到充分的加速度(减速度)时，通过BRK_ECU 8而进行从制动加力器18输出的液压的控制(自动制动的介入控制)。

在此，根据追踪行驶控制，如果本车辆1追踪前方车辆而停车，则行驶控制单元5例如启动未图示的电动驻车制动器而维持停车状态。然后，行驶控制单元5例如将由驾驶员进行了加速踏板操作或者再操作了巡航控制用开关15的巡航开关作为条件，解除电动驻车制动器，恢复ACC。

接着，对于碰撞防止控制进行说明。在进行碰撞防止控制时，行驶控制单元5当本车辆行驶道路上存在被立体图像识别装置4识别出的立体物时，将这些立体物中最靠近的立体物识别为障碍物。作为该障碍物，不仅包含在上述的ACC中识别出的前方车辆，还可包含停在本车辆行驶道路上的各种立体物等。如果识别出障碍物，则行驶控制单元5例如基于本车辆1与障碍物的相对距离以及相对速度，运算出本车辆1与障碍物发生碰撞为止的预测(余裕)时间(还称为碰撞预测时间、或者碰撞余裕时间)TTC(TTC＝相对距离/相对速度)，当基于该碰撞预测时间TTC而判断为存在与障碍物发生碰撞的可能性时，进行制动控制。

在本实施方式中，制动控制是指例如涉及本车辆1的制动的广义的制动，具体而言，由警报控制、警报制动器控制以及紧急制动器控制这三阶段控制构成。

警报控制是，例如当行驶控制单元5判断为存在与障碍物发生碰撞的可能性时最初执行的控制，在TTC变为设定阈值T0(例如，T0＝2秒；参照图2)以下时执行。在该警报控制中，例如通过警报音的输出或仪表显示等而对障碍物引起注意，由此促使驾驶员进行以制动器操作(制动操作)为代表的碰撞回避操作。

警报制动器控制是，例如当驾驶员对于警报控制没有进行适宜的碰撞回避操作(由驾驶员进行的方向盘操作或制动器操作等)时执行的控制，在TTC变为设定阈值T1(例如，T1＝1.5秒；参照图2)以下时执行。在该警报制动器控制中，例如通过BRK_ECU 8而进行从制动加力器18输出的液压的控制，由此进行自动制动的低程度介入(例如，使用0.3G以下的制动力的自动制动的介入)，以再次向驾驶员引起注意。

紧急制动器控制是，例如当驾驶员对于警报制动器控制仍然没有进行适宜的碰撞回避操作时执行的控制，在TTC变为设定阈值T2(例如，T2＝1秒；参照图2)以下时执行。在该紧急制动器控制中，例如通过BRK_ECU 8而进行从制动加力器18输出的液压的控制，由此进行自动制动的高程度介入(例如，使用0.5G以下的制动力的自动制动的介入)，以使本车辆1停在障碍物跟前。

并且，如果本车辆1根据自动制动的介入而停车，则行驶控制单元5例如启动未图示的电动驻车制动器而维持停车状态。

同时，行驶控制单元5例如当基于来自制动踏板踩踏量传感器21的信号等而检测出由驾驶员进行的制动踏板的踩踏操作时，相比于制动控制，更加尊重驾驶员的回避操作，因此判断为中断(HALT)该制动控制。但是，行驶控制单元5即使在判断为中断制动控制之后，当由驾驶员进行的制动踏板的踩踏量θbrk向松开侧以设定速度ω0以上的速度变化时，还会判断为恢复制动控制。

在此，这种碰撞防止控制既可以单独执行，也可以与ACC一同执行。此时，在碰撞防止控制中当被判断为执行制动控制时，该碰撞防止控制(制动控制)基本上相比于ACC控制更为优先。

如此，在本实施方式中，行驶控制单元5实现作为碰撞判断机构、制动控制机构、控制中断判断机构以及控制恢复判断机构的各功能。

接着，对于通过行驶控制单元5执行的碰撞防止控制，结合图3示出的碰撞防止控制程序的流程图而进行说明。

该程序每隔设定时间反复执行，因此如果程序开始，则行驶控制单元5首先在步骤S101中，检测碰撞预测时间TTC是否在阈值T0(例如，T0＝2秒)以下。

然后，在步骤S101中，当判断为碰撞预测时间TTC相比于阈值T0更长时，行驶控制单元5判断为本车辆1与障碍物发生碰撞的可能性低，直接跳出程序。

另一方面，在步骤S101中，当判断为碰撞预测时间TTC在阈值T0以下时，行驶控制单元5判断为存在本车辆1与障碍物发生碰撞的可能性而需要执行制动控制，进入到步骤S102。

如果从步骤S101进入到步骤S102，则行驶控制单元5基于通过制动踏板踩踏量传感器21检测出的制动踏板的踩踏量θbrk，检测驾驶员是否在进行制动器踩踏操作。

然后，在步骤S102中，当判断为驾驶员没有进行制动器踩踏操作时，行驶控制单元5进入到步骤S104。

另一方面，在步骤S102中，当判断为驾驶员在进行制动器踩踏操作时，行驶控制单元5进入到步骤S103，将表示根据驾驶员的制动器操作而判断制动控制的中断的标记Fb设定成“1”，然后进入到步骤S104。

如果从步骤S102或者步骤S103进入到步骤S104，则行驶控制单元5检测标记Fb是否被设定成“1”，当标记Fb为“0”时，进入到步骤S107。

另一方面，在步骤S104中，当判断为标记Fb被设定成“1”时，行驶控制单元5进入到步骤S105，判断由驾驶员踩踏的制动踏板是否向松开侧以设定速度ω0以上的速度变化。在此，设定速度ω0例如设定成制动踏板在仅根据复位弹簧的弹性力而向松开侧运动时可获得的速度(角速度)范围的预定值。换言之，设定速度ω0设定成当驾驶员把脚放在制动踏板上的状态下向松开侧操作时不可能发生的速度。

然后，在步骤S105中，当判断为制动踏板没有以预定速度ω0以上的速度向松开侧变化时，行驶控制单元5判断为驾驶员目前还继续踩踏制动踏板的可能性高或者在与障碍物的碰撞回避的过程中驾驶员按照自己的意愿向松开侧操作制动器的可能性高，维持标记Fb＝1的状态而跳出程序。

另一方面，在步骤S105中，当判断为制动踏板以预定速度ω0以上的速度向松开侧变化时，行驶控制单元5判断为驾驶员从制动踏板滑出了脚等的可能性高，进入到步骤S106，将标记Fb设定成“0”后，进入到步骤S107。

如果从步骤S104或者步骤S106进入到步骤S107，则行驶控制单元5检测碰撞预测时间TTC是否在设定阈值T1(例如，T1＝1.5秒)以下。

然后，在步骤S107中，当判断为碰撞预测时间TTC相比于设定时间T1更长时(即，判断为T1＜TTC≤T0时)，行驶控制单元5进入到步骤S108，进行通过从未图示的蜂鸣器等的警报音的输出或者向仪表板上的仪表等的显示而促使驾驶员进行制动器操作等的警报后，跳出程序。

另一方面，在步骤S107中，当判断为碰撞预测时间TTC在设定时间T1以下时，行驶控制单元5进入到步骤S109，检测碰撞预测时间TTC是否在设定时间T2(例如，T2＝1秒)以下。

然后，在步骤S109中，当碰撞预测时间TTC相比于设定时间T2更长时(即，判断为T2＜TTC≤T1时)，行驶控制单元5进入到步骤S110，通过自动制动的低程度介入，进行兼任对于驾驶员的警报的制动控制后，跳出程序。

另一方面，在步骤S109中，当判断为碰撞预测时间TTC在设定时间T2以下时，行驶判断单元5通过自动制动的高程度介入，进行以在障碍物跟前停止本车辆1为前提的制动控制后，跳出程序。

根据这种实施方式，当在制动控制中检测出由驾驶员进行的制动踏板的踩踏操作时，判断为驾驶员识别出存在本车辆1与障碍物碰撞的可能性的可能性高而中断制动控制，由此能够防止违背驾驶员的意愿的不必要的制动控制的介入。同时，在与障碍物碰撞的可能性高的情况下，当由驾驶员进行的制动踏板的踩踏量向松开侧以设定速度以上的速度变化时，恢复暂时中断的制动控制，由此能够使碰撞防止控制有效地发挥作用。

据此，例如在根据警报控制而察觉与前方车辆等发生碰撞的可能性高的驾驶员惊慌地进行制动器操作，紧接着从制动踏板滑出脚而松开制动器等情况下，也能够恢复针对障碍物中断的制动控制，从而能够有效地发挥作用，能够回避或者减轻因驾驶员的错误驾驶操作而引起的碰撞。

在此，在上述的实施方式中，例如当碰撞预测时间TTC在极其短的时间的情况下中断制动控制时，即使恢复制动控制，也存在不能充分来得及进行针对障碍物的制动的可能性。因此，还可以构成为仅限在除了碰撞预测时间TTC在预定时间以下的情况外的时间，允许中断制动控制。具体还可以考虑以下的构成，例如仅在碰撞预测时间TTC比阈值T2长时，允许应对驾驶员的制动器操作而中断制动控制，而在碰撞预测时间TTC在阈值T2以下的时间，即使检测出制动器操作，也禁止制动控制的中断，继续进行紧急制动器控制。

在此，本发明不限于以上说明的各种实施方式，可以进行各种变形或变更，这些也包含在本发明的技术范围内。例如，基于碰撞预测时间TTC而进行的制动控制当然不限于上述的方式。并且，在上述的实施方式中，对基于碰撞预测时间TTC而进行碰撞防止控制的一种示例进行了说明，但是本发明不限于此，例如还可以将与障碍物的相对距离等作为直接的参数，进行碰撞防止控制。

Claims (8)

1.一种车辆驾驶支援装置，其特征在于，具有：

碰撞判断机构，判断在前方识别的障碍物与本车辆发生碰撞的可能性；

制动控制机构，当通过所述碰撞判断机构而判断为存在与所述障碍物碰撞的可能性时，进行针对该障碍物的制动控制；

控制中断判断机构，当检测出由驾驶员进行的制动踏板的踩踏操作时，判断中断所述制动控制；

控制恢复判断机构，当在判断为存在与所述障碍物碰撞的可能性的情况下进行了所述踩踏操作的制动踏板的踩踏量向松开侧以设定速度以上的速度变化时，判断恢复中断的所述制动控制。

2.如权利要求1所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，所述设定速度在当所述驾驶员把脚放在所述制动踏板上的状态下所述制动踏板向松开侧运动时可获得的速度以上。

3.如权利要求2所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，

所述制动踏板根据弹性力而向松开侧运动，

所述设定速度在当所述制动踏板仅根据所述弹性力而向松开侧运动时可获得的速度以上。

4.如权利要求1所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，所述碰撞判断机构具有：

碰撞预测时间运算机构，运算在所述前方识别出的障碍物与本车辆的碰撞预测时间；

警报机构，当判断为所述碰撞预测时间在预先设定的阈值以下时，向所述驾驶员进行警报。

5.如权利要求1所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，

所述碰撞判断机构具有碰撞预测时间运算机构，用以运算在所述前方识别出的障碍物与本车辆的碰撞预测时间；

当所述碰撞判断机构判断为所述碰撞预测时间在预先设定的阈值以下时，所述制动控制机构进行以向所述驾驶员警告为目的的制动控制。

6.如权利要求1所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，

所述碰撞判断机构具有碰撞预测时间运算机构，用以运算在所述前方识别出的障碍物与本车辆的碰撞预测时间；

当所述碰撞判断机构判断为所述碰撞预测时间在预先设定的阈值以下时，所述制动控制机构进行以使得所述本车辆停止为目的的制动控制。

7.如权利要求1所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，

所述碰撞判断机构具有碰撞预测时间运算机构，用以运算在所述前方识别出的障碍物与本车辆的碰撞预测时间；

仅在所述碰撞预测时间相比于预先设定的阈值更长时，所述制动控制机构允许由所述控制中断判断机构进行的所述制动控制的中断。

8.如权利要求1所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，

所述碰撞判断机构具有碰撞预测时间运算机构，用以运算在所述前方识别出的障碍物与本车辆的碰撞预测时间；

当所述碰撞预测时间在预先设定的阈值以下时，所述制动控制机构禁止由所述控制中断判断机构进行的所述制动控制的中断。

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