JP2004142539A

JP2004142539A - 接触回避制動制御装置

Info

Publication number: JP2004142539A
Application number: JP2002307959A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Suzuki; 鈴木　達也; Takeshi Kimura; 木村　健
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】運転者に違和感を与えることなく制動制御を実施することができる。
【解決手段】前方の物体への接触を車両が回避できるスペースの有無を検出し（ステップＳ２）、車両が前方の物体に接触する可能性の判断結果と回避スペース有無の検出結果とに基づいて、前方の物体への車両の接触を回避するための制動制御する（ステップＳ５）。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両前方に存在する物体を検知し、この物体への接触を回避するために制動制御をする接触回避制動制御装置に関し、特に、前記物体への接触可能性を判断して、その判断結果に基づいて前記制動制御をする接触回避制動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自車と前方障害物との間の車間状況に基づいて、自車と前方障害物との間の車間距離がステアリングによる回避距離を下回った時点で緩制動を開始し、さらに自車が前方障害物に接近し接触する恐れがある車間距離で急制動を行なうものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２０３５９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の特許文献１で開示されている技術では、制動制御を行う際に、先行車に対してステアリングで回避可能であるかを判断に使用している。これにより、先行車が停止しているような状況では、相対速度が非常に大きくなり、自車がステアリングで回避可能な車間距離と、自車が前方障害物に接触する可能性がある車間距離とが逆転する状況になってしまう。このような場合、自車が前方障害物に接触する可能性があるとして急制動がかけられ、その後、自車がステアリングで回避可能な車間距離を下回った時点で緩制動がかけられるようになる。しかし、このようにステアリングで回避可能な車間距離以下となった時点で緩制動をかけられると、先に実施した急制動による意味合いがなくなってしまう。これでは、運転者に違和感を与えてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、運転者に違和感を与えることなく制動制御を実施することができる接触回避制動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の問題を解決するために、本発明では、車両が前方の物体に接触する可能性があるか否かを判断する接触可能性判断手段と、前方の物体への接触を車両が回避できるスペースの有無を検出する回避スペース有無検出手段とを備え、制動制御手段が、接触可能性判断手段の判断結果と回避スペース有無検出手段の検出結果とに基づいて前方の物体への車両の接触を回避するための制動制御をする。
【０００７】
これにより、車両が前方の物体に接触する可能性があるか否かという基準の他に、前方の物体への接触を車両が回避できるスペースの有無を基準として、前方の物体への車両の接触を回避するための制動制御を行う。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、前方の物体への接触を車両が回避できるスペースの有無を基準に前方の物体への車両の接触を回避するための制動制御を行うことで、運転者に違和感を与えることのない制動制御を実現することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施の形態の車両の構成を示す。
車両は、道路状況を把握するためのセンサとして、レーザレーダ１、第１及び第２の側方センサ２ａ，２ｂ及びカメラ３を搭載している。レーダレーザ１及びカメラ３は、車両前部に搭載されており、車両前方の状況の情報を取得する。また、第１の側方センサ２ａは、進行方向に向かって車両の右側に搭載されており、また、第２の側方センサ２ｂは、進行方向に向かって車両の左側に搭載されている。この第１及び第２の側方センサ２ａ，２ｂは、車両側方の状況の情報を取得する。そして、これらレーザレーダ１、第１及び第２の側方センサ２ａ，２ｂ並びにカメラ３は検出信号を制御コントローラ４に出力する。
【００１０】
また、車両は、ステアリングホイールの操舵角を検知する舵角センサ５を搭載している。舵角センサ５は、検出信号（操舵角情報）を制御コントローラ４に出力する。
制御コントローラ４は、前述の各センサなどからの検出信号に基づいてブレーキ指令圧値を得て、このブレーキ指令圧値をブレーキ制御ユニット６に出力する。
【００１１】
ブレーキ制御ユニット６は、各輪７の制動機構を制御するように構成されている。このブレーキ制御ユニット６は、ブレーキ指令圧値になるよう、制動機構を制御する。
図２は、制御コントローラ４の処理手順を示す。
先ず、ステップＳ１において、制御コントローラ４には、前述のセンサなどから各種信号が入力される。具体的には、制御コントローラ４には、レーザレーダ１から前方縦方向および横方向の情報（以下、車両前方情報という。）、第１及び第２の側方センサ２ａ，２ｂそれぞれから車両側方の情報（以下、車両側方情報という。）、及びカメラ３から撮像情報がそれぞれ入力される。
【００１２】
続くステップＳ２において、制御コントローラ４は、回避スペースの有無を判断する。回避スペースの有無の判断は、自車両が前方検知物体である例えば先行車両に接触しそうになったときに自車両の回避スペース或いは退避スペースがあるか否かの判断である。
具体的には、制御コントローラ４は、前記車両前方情報を参照して自車両前方の状況を把握することで、自車両前方を走行中の先行車両がある場合には、これ先行車両をターゲットと認識して、この先行車両に対しての接触可能性を判断する。その一方で、制御コントローラ４は、前記車両側方情報を参照して走行車線の側方の物体を検出する。例えば、制御コントローラ４は、車両側方情報から自車両の幅（自車両が側面位置）よりも外に位置する停止物体を検出する。なお、自車両の幅を基準にするのではなく、自車両が走行している自車両走行車線幅を基準にしてもよい。この場合、制御コントローラ４は、車両側方情報から自車両走行車線幅（自車線の幅方向の端）よりも外に位置する停止物体を検出する。
【００１３】
ここで、図３を用いて具体例を挙げ説明する。
図３中（Ａ）に示すように、自車両２１の幅或いは自車両走行車線幅よりも外にある停止物であるデリニエータ１０１を検出した場合、回避スペース判断では回避スペースなしと判断する。
また、この図３中（Ａ）では道路を直線としているが、カーブをしている道路でも回避スペース判断をすることができる。カーブをしている道路では、例えば、舵角センサ５が検出した操舵角情報に基づいて自車両舵角を検出し、その自車両舵角から道路の曲率を推定して、そのような曲率を有する道路に対して、自車両両幅或いは自車両走行車線幅の外にあるデニリエータの有無により回避スペース判断を行う。すなわち、そのような曲率を有する道路に対して、自車両幅或いは自車両走行車線幅の外にあるデニリエータを検出した場合、回避スペース判断では回避スペースなしと判断する。なお、道路の曲率の推定は、舵角センサ５からの操舵角情報ではなく、カメラ３からの撮像情報を利用して得てもよい。
【００１４】
また、図３中（Ｂ）に示すように、片側２車線である場合には、レーザレーダ１からの車両前方情報を使用して隣の車線状況を検出し、これにより、隣の車線が渋滞の場合において、自車両２１の幅或いは自車走行車線幅よりも外にあるデリニエータ１０１を検出したときには、回避スペース判断では回避スペースなしと判断する。言いかえれば、隣の車線が渋滞してなく、すいている場合には、自車両２１の幅或いは自車両走行車線幅よりも外にデリニエータ１０１があることを検出しても、回避スペース判断では回避スペースありと判断する。
【００１５】
また、図３中（Ｃ）に示すように、自車両走行中に側方センサ２ａ，２ｂからの車両側方情報を使用して隣の車線状況を検出し、自車両２１の側方に車両、例えば併走車両が存在する場合には、回避スペース判断では回避スペースなしと判断する。
なお、この図３中（Ｃ）の場合には、進行方向に向かって車両の右側に搭載されて第１の側方センサ２ａからの車両側方情報から、自車両２１の側方に車両が存在すると判断している。
【００１６】
また、図３中（Ｄ）に示すように、カメラ３からの撮像情報を用いて、自車両走行車線の両側がライン１１１ａ，１１１ｂが白線で且つ実線（連続線）であることを得た場合には、回避スペース判断では回避スペースなしと判断する。例えば、自車両走行車線の両側のライン１１１ａ，１１１ｂの検出については、撮像画像を画像処理することにより得るようにする。
【００１７】
なお、自車両２１の幅或いは自車両走行車線幅よりも外のデリニエータ１０１や自車両走行車線の両側のライン１１１ａ，１１１は道路状況であり、隣の車線状況の渋滞状況や隣の車線の走行車の状況は交通状況である。
以上のように、ステップＳ２では、制御コントローラ４は、回避スペースの有無を判断する。
【００１８】
続くステップＳ３において、制御コントローラ４は、しきい値を算出する。具体的には、制御コントローラ４は、しきい値を下記（１）式により算出する。
ＴＴＣ＿ｓ＝（Ｖ_Ｐ＋Ｖ_Ｃ）／（２・αｍ・α）　……（１）
ここで、Ｖ_Ｐは先行車車速であり、Ｖ_Ｃは自車速であり、αｍは路面μ推定値であり（０〜１の値）、αは達成制動減速度（制動加速度）である。
【００１９】
例えば、通常（すなわち、回避スペース有無判断で、回避スペースありと判断されるような場合）、達成制動減速度αはある所定の高い減速度に設定している。例えば０．８Ｇに設定している。ここで、Ｇは加速度である。
これに対し、前記回避スペース有無判断で回避スペースなしと判断した場合、前記（１）式で使用する達成制動減速度αを所定の制動加速度に切り替える。例えば、０．４Ｇなる値に切り替える。このように回避スペースありと判断される場合よりも小さな制動加速度にすることで、前記（１）式から、しきい値ＴＴＣ＿ｓは大きい値になる。
【００２０】
例えば、図３中（Ａ）〜（Ｄ）として示したように、前記回避スペース有無判断で回避スペースなしと判断するパターンは種々あるが、それらパターンに関係なく、前記回避スペース有無判断で回避スペースなしと判断した場合には、達成制動減速度αを所定の制動加速度に切り替える。
一方、前記回避スペース有無判断で回避スペースなしと判断するパターンを考慮して、すなわち例えば図３中（Ａ）〜（Ｄ）として示したようなパターンを考慮して、切り替える所定の制動加速度の値を決定してもよい。つまり、前記回避スペース有無判断で回避スペースなしと判断するパターンに依らず一意に制動加速度に切り替えるのではなく、そのようなパターンを考慮して切り替える所定の制動加速度の値を決定する。具体的には次のようにである。ここでは、前記図３中（Ａ）〜（Ｄ）のパターンを例に挙げて説明する。
【００２１】
図３（Ａ）のパターンで回避スペースの有無を示す回避スペース判断フラグをＦ_ａとし、図３（Ｂ）のパターンで回避スペースの有無を示す回避スペース判断フラグをＦ_ｂとし、図３（Ｃ）のパターンで回避スペースの有無を示す回避スペース判断フラグをＦ_ｃとし、図３（Ｄ）のパターンで回避スペースの有無を示す回避スペース判断フラグをＦ_ｄとする。
【００２２】
また、下記（２）式として回避スペース判断値Ｓを定義する。
Ｓ＝（Ｗ_ａ・Ｆ_ａ＋Ｗ_ｂ・Ｆ_ｂ＋Ｗ_ｃ・Ｆ_ｃ＋Ｗ_ｄ・Ｆ_ｄ）／（Ｗ_ａ＋Ｗ_ｂ＋Ｗ_ｃ＋Ｗ_ｄ）……（２）
ここで、Ｗ_ａ，Ｗ_ｂ，Ｗ_ｃ，Ｗ_ｄは重み変数である。各重み変数Ｗ_ａ，Ｗ_ｂ，Ｗ_ｃ，Ｗ_ｄはすべて同じ値でもよいが、センシングの信頼性によって応じて決定してもよい。
【００２３】
また、前記各回避スペース判断フラグＦ_ａ，Ｆ_ｂ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｄは、回避スペースなしでは「１」、回避スペースありでは「０」を示す。
そして、このような回避スペース判断値Ｓに基づいて所定の制動加速度を決定することで、回避スペースのパターンを考慮して所定の制動加速度の値を決定する。
【００２４】
例えば、図４に示すように、回避スペース判断値Ｓと達成制動減速度（制動加速度）αとからなるテーブルを用意しておき、回避スペースのパターンに応じて得た回避スペース判断値Ｓに対応する達成制動減速度（制動加速度）αを得る。ここで、前記テーブルは、回避スペース判断値Ｓが小さい値の領域では、回避スペース判断値Ｓの増加に対して達成制動減速度（制動加速度）αが減少し、ある回避スペース判断値Ｓからは達成制動減速度（制動加速度）αが一定となる特性になっているが、これに限定されないことはいうまでもない。
【００２５】
以上のように、ステップＳ３で、種々の手法により達成制動減速度（制動加速度）αを決定し、しきい値を算出する。
制御コントローラ４は、このようにして得たしきい値ＴＴＣ＿ｓと、実際の衝突時間ＴＴＣとを比較して、実際の衝突時間ＴＴＣがしきい値ＴＴＣ＿ｓを下回ったとき（ＴＴＣ＜ＴＴＣ＿ｓ）、制動制御を実施する。
【００２６】
なお、実際の衝突時間ＴＴＣは、下記（３）式として得られるものである。
ＴＴＣ＝Ｌ／ΔＶ　……（３）
ここで、Ｌは自車両と先行車両との間の車間距離であり、ΔＶは自車速と先行車車速との差分である相対速度である。
続くステップＳ４において、制御コントローラ４は、そのような制動制御の制御目標となる目標制動減速度を算出する。具体的には、制御コントローラ４は、下記（４）式により目標制動減速度α_ｒを算出する。
【００２７】
α_ｒ＝（Ｖｐ^２　−Ｖｃ^２）／（２・ｄ）　……（４）
ここで、Ｖｐは先行車車速であり、Ｖｃは自車速であり、ｄは自車両と先行車両との間の相対距離（Ｌ）である。
そして、ステップＳ５において、制御コントローラ４は、ブレーキ指令圧値を出力を出力する。具体的には、制御コントローラ４は、実際の衝突時間ＴＴＣが衝突時間のしきい値ＴＴＣ＿ｓを下回るか否かを判断する。よって、前記ステップＳ３でしきい値が切り替えられている場合には、この切り替えられたしきい値ＴＴＣ＿ｓを実際の衝突時間ＴＴＣが下回るか否かを判断する。そして、制御コントローラ４は、実際の衝突時間ＴＴＣが衝突時間のしきい値ＴＴＣ＿ｓを下回っていることを検出したとき、その検出タイミングで、前記ステップＳ４で算出した目標制動減速度α_ｒを換算して得たブレーキ液圧換算値をフィルタを通してブレーキ指令圧値とし、ブレーキ制御ユニット６に出力する。そして、ブレーキ制御ユニット６は、ブレーキ指令圧値になるよう、制動機構を制御する。
【００２８】
以上のように制御コントローラ４は処理を行う。
なお、前記図２に示す制御コントローラ４の処理において、ステップＳ５における、衝突時間ＴＴＣが衝突時間のしきい値ＴＴＣ＿ｓを下回るか否かを判断は、車両が前方の物体に接触する可能性があるか否かを判断する接触可能性判断手段を実現している。
【００２９】
また、前記ステップＳ２における処理は、前方の物体への接触を車両が回避できるスペースの有無を検出する回避スペース有無検出手段を実現している。
また、前記ステップＳ５の処理では、前記ステップＳ３でしきい値が切り替えられている場合に、この切り替えられたしきい値ＴＴＣ＿ｓを実際の衝突時間ＴＴＣが下回るか否かを判断し、実際の衝突時間ＴＴＣが衝突時間のしきい値ＴＴＣ＿ｓを下回っていることを検出したとき、制御コントローラ４は所定のブレーキ指令圧値をブレーキ制御ユニット６に出力し、ブレーキ制御ユニット６では、ブレーキ指令圧値になるよう、制動機構を制御している。このような制御コントローラ４及びブレーキ制御ユニット６の処理は、接触可能性判断手段の判断結果と回避スペース有無検出手段の検出結果とに基づいて、前方の物体への車両の接触を回避するための制動制御する制動制御手段を実現している。
【００３０】
次に動作を説明する。
車両は、レーザレーダ１、第１及び第２の側方センサ２ａ，２ｂ、或いはカメラ３からの各種情報に基づいて回避スペースの有無を判断しながら走行している（前記ステップＳ１及びステップＳ２）。
そして、レーザレーダ１、第１及び第２の側方センサ２ａ，２ｂ、或いはカメラ３からの各種情報から、回避スペース判断で回避スペースなしと判断した場合、しきい値ＴＴＣ＿ｓを切り替えるとともに、目標制動減速度を算出する（前記ステップＳ３及びステップＳ４）。
【００３１】
ここで、回避スペースなしと判断するパターンに関わらず一意に制動加速度を切り替えることで、回避スペース判断で回避スペースなしと判断した場合のしきい値ＴＴＣ＿ｓを得たり、回避スペースなしと判断するパターンを考慮した制動加速度に切り替えることで、回避スペース判断で回避スペースなしと判断した場合のしきい値ＴＴＣ＿ｓを得たりする。
【００３２】
そして、車両は、このようにして切り替えられたしきい値ＴＴＣ＿ｓを使用し、このしきい値ＴＴＣ＿ｓを実際の衝突時間ＴＴＣが下回ったタイミングで制動する（前記ステップＳ５）。
また、回避スペース判断で回避スペースありと判断した場合には、切り替えられていないしきい値ＴＴＣ＿ｓ（例えばデフォルト値）を使用し、このしきい値ＴＴＣ＿ｓを実際の衝突時間ＴＴＣが下回ったタイミングで制動する（前記ステップＳ５）。すなわち、この場合作動する制動制御は、自車両がターゲットとしている先行車両に接触してしまう可能性が高い場合の制動制御であり、先行車両への自車両の接触を回避するための本来の制動制御である。
【００３３】
図５の特性図を用いて、このように回避スペース判断で回避スペースなしと判断した場合の動作を説明する。なお、この特性図は横軸に時間軸、すなわち経時変化をとっている。
回避スペース判断で回避スペースなしと判断したタイミングで、図５中（Ａ）に示すように、しきい値ＴＴＣ＿ｓが大きな値に切り替わる。例えば、図５中（Ｂ）に示すように、回避スペース判断で回避スペースなしと判断を示す回避スペース有無判断フラグが立ち、このタイミングでしきい値ＴＴＣ＿ｓが大きな値に切り替わる。
【００３４】
このようにしきい値ＴＴＣ＿ｓが大きな値に切り替わることから、実際の衝突時間ＴＴＣが短くなっていったとき、すなわち車間距離が短くなっていったとき、しきい値ＴＴＣ＿ｓをその実際の衝突時間ＴＴＣが早い時期に下回るようになり、この結果、回避スペースがある場合のタイミングよりも早いタイミングで制動制御が実施されるようになる。
【００３５】
次に効果を説明する。
前述したように、接触可能性を示す判断結果に加えて、回避スペースの有無の検出結果に基づいて、前方の物体である前方車両への自車両の接触を回避するための制動制御を実施している。このように、回避スペースの有無も考慮に入れて制動制御を実施することで、最適なタイミングで制動制御を実施することができるようになり、運転者に違和感を与えることのない制動制御を実現することができる。
【００３６】
特に、回避スペースがない場合には、回避スペースがある場合のタイミング、すなわち自車両がターゲットとしている先行車両に接触してしまう可能性が高い場合のタイミングよりも早いタイミングで制動制御を実施している。これにより、最適なタイミングで制動制御を実施し、運転者に違和感を与えることのない制動制御を実現している。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の実施の形態では、回避スペース有無判断で回避スペースがなしの場合、早いタイミングで制動制御を開始するようにしているが、制動制御の手順はこれに限定されるものではない。
【００３８】
つまり、回避スペース有無判断で回避スペースがなしの場合に、早いタイミングで制動制御を開始した後でも、未だ先行車両に接触可能性がなく、かつ回避スペース有無判断で回避スペースがありとなった場合、当該制動制御を徐々に解除するようにする。具体的には、前記ステップＳ４で算出した目標制動減速度α_ｒを徐々に小さくする。その一方で、前記ステップＳ３で算出したしきい値ＴＴＣ＿ｓで使用する達成制動減速度αを徐々に大きくし、すなわち、達成制動減速度αを最終的には所定の高い減速度まで大きくし、つまり通常の衝突の危険があるときの制動減速度まで大きくし、これにより、しきい値ＴＴＣ＿ｓを徐々に小さくする。
【００３９】
このようにすることで、回避スペース有無判断で回避スペースがなしであることに起因して制動制御を開始した後でも、未だ先行車両に接触可能性がなく、かつ回避スペース有無判断で回避スペースが再びありとなった場合に、徐々に接触回避のための制動制御を徐々に解除することができるようになる。これにより、運転者に違和感を与えることのない制動制御を実現している。
【００４０】
また、前述の実施の形態では、回避スペースの有無の判断を道路わきの停止物体であるデリニエータの存在の有無に基づいて行っているが、他の停止物体の存在に基づいて回避スペースの有無の判断を行ってもよい。また、停止物体ではなく、移動物体を検出して、回避スペースの有無の判断を行ってもよい。
また、前述の実施の形態では、自車両２１の幅或いは自車両走行車線幅よりも外のデリニエータ１０１や自車両走行車線の両側のライン１１１ａ，１１１ｂを道路状況の具体例とし、また、隣の車線状況の渋滞状況や隣の車線の走行車の状況を交通状況の具体例としているが、これに限定されるものではない。道路状況や交通状況は他の状況であってもよく、そのような他の状況に応じて回避スペースの有無の判断するようにする。
【００４１】
また、前述の実施の形態では、図３中（Ａ）〜（Ｄ）を用い、回避スペース有無判断で回避スペースなしと判断するパターンを具体的に挙げて説明したが、他のパターンでも回避スペース有無判断で回避スペースなしと判断するようにしてもよい。
また、そのようなパターンの検出を、レーザレーダ１、第１及び第２の側方センサ２ａ，２ｂ、或いはカメラ３からの情報に基づいて行っているが、他の装置或いは手法により、そのようなパターンを検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の車両の構成を示す図である。
【図２】前記車両が備える制御コントローラの処理内容を示すフローチャートである。
【図３】前記制御コントローラの処理中の回避スペース有無判断で、回避スペースなしと判断するパターンの説明に使用した図である。
【図４】回避スペース判断値Ｓと達成制動減速度（制動加速度）αとからなるテーブルをなす特性図である。
【図５】回避スペース判断で回避スペースなしと判断した場合の動作の説明に使用した図である。
【符号の説明】
１　レーザレーダ
２ａ，２ｂ　側方センサ
３　カメラ
４　制御コントローラ
５　舵角センサ
６　ブレーキ制御ユニット

Claims

車両が前方の物体に接触する可能性があるか否かを判断する接触可能性判断手段と、
前記前方の物体への接触を車両が回避できるスペースの有無を検出する回避スペース有無検出手段と、
前記接触可能性判断手段の判断結果と前記回避スペース有無検出手段の検出結果とに基づいて、前記前方の物体への車両の接触を回避するための制動制御する制動制御手段と、
を備えたことを特徴とする接触回避制動制御装置。
前記制動制御手段は、前記前方の物体に車両が接触する可能性がない場合でも、前記回避スペースがない場合には、前記接触を回避するための制動制御をすることを特徴とする請求項１記載の接触回避制動制御装置。
前記制動制御手段は、前記回避スペースがない場合に前記接触を回避するための制動制御をし、その後、前記前方の物体に車両が接触する可能性がなく、且つ前記回避スペースがあるようになった場合に、前記接触を回避するための制動制御を徐々に解除することを特徴とする請求項１又は２に記載の接触回避制動制御装置。
前記回避スペース有無検出手段は、道路状況及び／又は交通状況に基づいて、前記回避できるスペースの有無を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接触回避制動制御装置。