JP4840427B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両後方に存在する障害物と車両が接触することを回避する車両制御装置に関する。

従来より、センサにより検知された障害物と車両との間の距離が所定距離以下になった場合に車両を強制的に停止させることにより、車両が障害物と接触することを回避する車両制御装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００４−３５１９９２号公報

従来の車両制御装置によれば、車両が後退して車庫に駐車する際、車両を強制的に停止させる所定距離が長く設定されていると、車庫に設けられた輪留に車輪が接触する前に車両が停止してしまい、運転者は適切な位置に車両を駐車させることができなくなる。また逆に所定距離が短く設定されていると、車両が後退動作している途中で輪留に車輪が接触し、運転者が煩わしさを感じることがある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は運転者が適切な位置に車両を駐車させることができなくなったり、車両制御に対し運転者が煩わしさを感じたりすることを防止可能な車両制御装置を提供することにある。

本発明に係る車両制御装置は、車両の後方又は側方に存在する障害物から所定距離に至るまで車両を後退させる制御処理を複数回繰り返し実行することにより、障害物に対し車両を段階的に後退させる。

本発明に係る車両制御装置によれば、運転者が適切な位置に車両を駐車させることができなくなったり、車両制御に対し運転者が煩わしさを感じたりすることを防止できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる車両制御装置の構成について説明する。

〔車両制御装置の構成〕
本発明の実施形態となる車両制御装置は、図１に示すように、車両１に搭載され、自車両情報取得部２と、周辺情報取得部３と、制御部４と、制動力発生装置５と、アクセルペダル操作反力発生装置６と、報知装置７と、駆動力発生装置８とを主な構成要素として備える。自車両情報取得部２は、図２に示すように、車両１の駆動輪１０ａ〜１０ｄに設置された車輪速（車速）センサ１１ａ〜１１ｄと、車両１のアクセルペダルに設置されたアクセル開度センサ１２と、車両１のブレーキペダルに設置されたブレーキペダルスイッチ１３と、車両１のトランスミッションの位置（シフト位置）を検出するシフトポジションセンサ１４と、車両１に搭載された車両制御装置のオン／オフ用のスイッチの状態を検出するスイッチセンサ１５と、車両１のステアリングの操舵角を検出するステアリングセンサ１６と、車両１の加減速度を検出する加減速度センサ１７とを備える。自車両情報取得部２は、これらのセンサ及びスイッチを利用して、車両１の車輪速（車速），アクセル開度，ブレーキペダルのオン／オフ，シフト位置，車両制御装置のオン／オフ用のスイッチの状態，ステアリング操舵角，加減速度を自車両情報として取得する。

周辺情報取得部３は、図２に示すように、車両１の前部，後部，及び後側方部に設置された障害物検知用センサ１８ａ〜１８ｇを備え、車両１の前方，後方，及び後側方に存在する障害物の有無，障害物に対する車両１の相対距離及び相対速度，障害物の検知角度を周辺情報として取得する。制御部４は、ＥＣＵ（Electric Control Unit）等の演算処理装置により構成され、演算処理装置内のＣＰＵが予め格納されたコンピュータプログラムを実行することにより車両制御装置全体の動作を制御する。

制動力発生装置５は、制御部４の制御に従って車両１のブレーキ圧を制御する。アクセルペダル操作反力発生装置６は、制御部４の制御に従ってアクセルペダルの操作反力の大きさを制御する。報知装置７は、制御部４の制御に従って警報出力のオン／オフを制御する。駆動力発生装置８は、制御部４の制御に従って車両１のエンジン出力を制御する。

このような構成を有する車両制御装置は、車両が後退する際、以下に示す車両制御処理（後退制御処理）を実行することにより、車両後方に存在する障害物と車両が接触することを回避しながら車両を後退させる。以下、図３に示すフローチャートを参照して、車両制御処理を実行する際の車両制御装置の動作について説明する。

〔車両制御処理〕
図３に示すフローチャートは、自車両情報取得部２により取得された自車両情報に基づいて制御部４が車両制御装置のオン／オフ用のスイッチがオン状態、且つ、車両１のシフト位置がＲ（後退）ポジションに位置していると判定したタイミングで開始となり、車両制御処理はステップＳ１の処理に進む。なおこの車両制御処理は、車両制御装置のオン／オフ用のスイッチがオン状態、且つ、車両１のシフト位置がＲポジションに位置している限り、車両１と障害物との間の距離が予め定められた距離（最終目標停止距離）となるまで所定制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。また車両制御処理を開始するタイミングは、上記条件に限定されることはなく、例えば上記条件に加えて車速が所定値以下、ステアリング操舵角が所定値以下等の条件を付加してもよい。

ステップＳ１の処理では、制御部４が、周辺情報取得部３が取得した周辺情報に基づいて、車両１の後方又は側方に障害物が存在するか否かを判別する。そして制御部４は、車両１の後方又は側方に障害物が存在すると判別したタイミングで車両制御処理をステップＳ２の処理に進める。

ステップＳ２の処理では、制御部４が、車両１と障害物との相対速度に基づいて、ステップＳ１の処理により検出された障害物が前回の車両制御処理により検出された障害物と同じものであるか否かを判別する。具体的には、制御部４は、車両１と障害物との相対速度の今回値と前回値との偏差を算出し、算出された偏差が閾値γ以下である場合、ステップＳ１の処理により検出された障害物は前回の車両制御処理により検出された障害物と同じものであると判別する。そして判別の結果、ステップＳ１の処理により検出された障害物が前回の車両制御処理により検出された障害物と同じものである場合、換言すれば、その障害物に対する車両制御処理の実行回数が複数回目である場合、制御部４は車両制御処理をステップＳ４の処理に進める。一方、ステップＳ１の処理により検出された障害物が初めて検出された障害物である場合には、換言すれば、その障害物に対する車両制御処理の回数が１回目である場合には、制御部４は車両制御処理をステップＳ３の処理に進める。

ステップＳ３の処理では、制御部４が、ステップＳ１の処理により検出された障害物に対する目標停止距離ゲインα（ｘ）（ｘ：同一障害物に対する車両制御処理の連続実行回数）の値を１に設定する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、制御部４が、前回の車両制御処理において設定された目標停止距離ゲインα（ｘ−１）に障害物の相対速度と車両１の車速の関数である値が１以下の関数ｆ（相対速度，自車速）の値を乗算した値を目標停止距離ゲインα（ｘ）に設定する。すなわち制御部４は、目標停止距離ゲインα（ｘ）の値を前回の車両制御処理において設定された目標停止距離ゲインα（ｘ−１）よりも小さい１以下の値に設定する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、制御部４が、ステップＳ３又はステップＳ４の処理において設定された目標停止距離ゲインα（ｘ）に所定距離β（例えば１ｍ）を乗算した値をステップＳ１の処理により検出された障害物に対する目標停止距離Ｄ（ｘ）として算出する。ここで、目標停止距離Ｄ（ｘ）は、障害物から車両１を停止させる目標位置（以下、目標停止位置）までの距離である。上述した通り、同一の障害物に対する目標停止距離ゲインαは車両制御処理の連続実行回数が多くなるのに従って小さくなるので、図４に示すように同一の障害物に対する目標停止距離Ｄ（ｘ）も同様に車両制御処理の連続実行回数が多くなるのに従って小さくなり、目標停止位置は車両制御処理の実行回数に伴って障害物に近づいていく。なお目標停止距離Ｄ（ｘ）には下限値を設定し、目標停止距離Ｄ（ｘ）が下限値以下にならないようにすることが望ましい。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、制御部４が、ステップＳ５の処理により算出された目標停止距離Ｄ（ｘ）に車速に応じた作動距離を加算することにより、車両１のブレーキ圧の制御を開始する制動制御作動距離Ｄ１（ｘ）を算出する。なお車速に応じた作動距離は、車速が大きくなるのに応じて大きくなる値であり、制動制御開始から目標停止位置に車両１が停止するまでの距離を意味する。また制御部４は、障害物の相対距離及び相対速度から演算される相対車間時間に基づいて車速に応じた作動距離を変更してもよい。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、制御部４が、ステップＳ６の処理により算出された制動制御作動距離Ｄ１（ｘ）に車速に応じた空走距離を加算することにより、車両１のアクセルペダル操作反力の制御を開始するアクセルペダル操作反力作動距離Ｄ２（ｘ）を算出する。なおこのステップＳ７の処理において加算する空走距離は、アクセルペダルの操作反力の発生タイミングが、制動制御開始タイミングより前であって、且つ、報知装置７の作動タイミングより後となるように、車速に応じて設定する。すなわち、アクセルペダル操作反力作動距離Ｄ２（ｘ）の大きさが制動制御作動距離Ｄ１（ｘ）以上、且つ、後述する報知作動距離Ｄ３（ｘ）以下の大きさになるように、ステップ８の処理における空走距離以下の大きさに設定する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８の処理では、制御部４が、ステップＳ６の処理により算出された制動制御作動距離Ｄ１（ｘ）に車速に応じた空走距離を加算することにより、障害物の存在を運転者に報知する警告動作を開始する報知作動距離Ｄ３（ｘ）を算出する。なおこのステップＳ８の処理において加算する空走距離は、報知装置７の作動タイミングが、アクセルペダルの操作反力の発生タイミングより前であって、且つ、後述する駆動力発生装置８による駆動力の制御開始タイミングより後となるように、車速に応じて設定する。すなわち、報知作動距離Ｄ３（ｘ）の大きさがアクセルペダル操作反力作動距離Ｄ２（ｘ）以上、且つ、後述する駆動力制御作動距離Ｄ４（ｘ）以下の大きさになるように、ステップＳ７の処理における空走距離以上、且つ、ステップＳ９の処理における空走距離以下の大きさとする。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ９の処理では、制御部４が、ステップＳ６の処理により算出された制動制御作動距離Ｄ１（ｘ）に車速に応じた空走距離を加算することにより、車両１のエンジン出力の制御を開始する駆動力制御作動距離Ｄ４（ｘ）を算出する。なおこのステップＳ９の処理において加算する空走距離は、駆動力制御作動距離Ｄ４（ｘ）の大きさが報知作動距離Ｄ３（ｘ）以上の大きさになるように、ステップＳ８の処理における空走距離以上の大きさとする。これにより、ステップＳ９の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ１０の処理に進む。

ステップＳ１０の処理では、制御部４が、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離がステップＳ９の処理により算出された駆動力制御作動距離Ｄ４（ｘ）以下であるか否かを判別する。そして制御部４は、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離が駆動力制御作動距離Ｄ４（ｘ）以下になったタイミングで車両制御処理をステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ１１の処理では、制御部４が、駆動力発生装置８を制御することにより、所定の変化率でスロットル開度低減量を増加させ、所定のスロットル開度低減量に到達したタイミングでそのスロットル開度低減量を維持する。そして制御部４は、所定時間経過した後、スロットル開度低減量を０まで減少させる。なお所定の変化率及び所定のスロットル開度低減量共に車速及び障害物との接触時間に応じて変更してもよい。またこの処理の際、最終的なエンジンのスロットル開度は、運転者の操作によるアクセル開度に応じたスロットル開度からスロットル開度低減量を減算した値となる。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、制御部４が、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離がステップＳ８の処理により算出された報知作動距離Ｄ３（ｘ）以下であるか否かを判別する。そして制御部４は、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離が報知作動距離Ｄ３（ｘ）以下になったタイミングで車両制御処理をステップＳ１３の処理に進める。

ステップＳ１３の処理では、制御部４が、報知装置７を制御することにより、障害物の存在を運転者に報知するための警告情報（ブザー音）を出力する。これにより、ステップＳ１３の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ１４の処理に進む。

ステップＳ１４の処理では、制御部４が、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離がステップＳ７の処理により算出されたアクセルペダル操作反力作動距離Ｄ２（ｘ）以下であるか否かを判別する。そして制御部４は、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離がアクセルペダル操作反力作動距離Ｄ２（ｘ）以下になったタイミングで車両制御処理をステップＳ１５の処理に進める。

ステップＳ１５の処理では、制御部４が、アクセルペダル操作反力発生装置６を制御することにより、所定の変化率でアクセルペダル操作反力を増加させ、所定のアクセルペダル操作反力に到達したタイミングでそのアクセルペダル操作反力を維持する。なお所定の変化率及び所定のアクセルペダル操作反力共に車速及び障害物との接触時間に応じて変更してもよい。これにより、ステップＳ１５の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ１６の処理に進む。

ステップＳ１６の処理では、制御部４が、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離がステップＳ６の処理により算出された制動制御作動距離Ｄ１（ｘ）以下であるか否かを判別する。そして制御部４は、周辺情報取得部３により検出された障害物との相対距離が制動制御作動距離Ｄ１（ｘ）以下になったタイミングで車両制御処理をステップＳ１７の処理に進める。

ステップＳ１７の処理では、制御部４が、制動力発生装置５を制御することにより、所定の変化率で目標ブレーキ圧を増加させ、所定の目標ブレーキ圧に到達したタイミングでその目標ブレーキ圧を車速が０となるまで維持する。そして制御部４は、車速が０となってから所定時間経過した後、所定の変化率でブレーキ圧を０まで減少させる。なお制御部４は、所定の目標ブレーキ圧及びその変化率を共に車速及び障害物との距離に応じて変更してもよい。これにより、ステップＳ１７の処理は完了し、車両制御処理はステップＳ１８の処理に進む。

ステップＳ１８の処理では、制御部４が、周辺情報取得部３により検出されている車両停止後の車両１と障害物との相対距離（すなわち目標停止距離Ｄ（ｘ））が予め定められている所定距離（最終停止距離）以下であるか否かを判別する。そして判別の結果、車両１と障害物との相対距離が最終停止距離以下である場合、制御部４は一連の車両制御処理を終了する。一方、車両１と障害物との相対距離が最終停止距離以下でない場合には、制御部４は車両制御処理をステップＳ１の処理に戻す。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる車両制御処理では、車両１が後退する際、制御部４が、車両１よりも障害物側に設定された目標停止位置まで後退して停止する後退制御処理を車両１から障害物までの距離が最終目標停止距離以下となるまで繰り返し実行することにより、障害物に対し車両を段階的に後退させるので、従来の車両制御装置のように、運転者が適切な位置に車両を駐車させることができなくなったり、車両制御に対し運転者が煩わしさを感じたりすることを防止できる。

また本発明の実施形態となる車両制御処理では、制御部４が、前回の制御処理時に検出された障害物と同一の障害物であると判定された場合、制御処理の実行回数が増加するのに応じて目標停止距離Ｄ（ｘ）を短縮するので、運転者は障害物に対し車両１をより近づけて後退，停止させることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

本発明の実施形態となる車両制御装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す車両制御装置の車両レイアウト例を示す模式図である。 本発明の実施形態となる車両制御処理の流れを示すフローチャート図である。 図３に示す車両制御処理の概念図である。

符号の説明

１：車両
２：自車両情報取得部
３：周辺情報取得部
４：制御部
５：制動力発生装置
６：アクセルペダル操作反力発生装置
７：報知装置
８：駆動力発生装置

Claims (6)

1. 自車両の後方に存在する障害物を検出し、少なくとも自車両から障害物までの距離を検出する障害物検出手段と、
   前記自車両の後退時に、自車両よりも前記障害物側に設定された目標停止位置まで後退して停止する後退制御処理を、前記障害物検出手段によって検出される自車両から障害物までの距離が予め定められた所定の距離である最終目標停止距離以下となるまで繰り返し実行する後退制御手段と、
   前記障害物から前記目標停止位置までの距離である目標停止距離を設定する目標停止距離設定手段を備え、
   前記目標停止距離設定手段は、前記後退制御処理の実行回数が増加するのに応じて前記目標停止距離を短縮することにより、後退制御処理の実行回数が増加するのに応じて前記目標停止位置を障害物に近づけることを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記障害物検出手段によって検出された障害物が、前回の後退制御処理時に検出された障害物と同一の障害物であるか否かを判定する判定手段を備え、前記目標停止距離設定手段は、前記判定手段によって前回の後退制御処理時に検出された障害物と同一の障害物であると判定された場合にのみ、前記後退制御処理の実行回数が増加するのに応じて前記目標停止距離を短縮することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   自車両のアクセルペダルの操作反力を制御する操作反力制御手段を備え、当該操作反力制御手段は、自車両から障害物までの距離が、目標停止距離よりも障害物からの距離が遠い所定の距離である第１の距離以下となった場合に、アクセルペダルの操作反力を発生させることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記第１の距離は、前記目標停止距離に車速に応じた距離である第２の距離を加算した距離であることを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   自車両の運転者に報知する報知手段を備え、当該報知手段は、自車両から障害物までの距離が、前記第１の距離よりも障害物からの距離が遠い所定の距離である第３の距離以下となった場合に、運転者に報知することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項５に記載の車両制御装置において、
   前記第３の距離は、前記目標停止距離に前記第２の距離よりも長い所定の距離である第４の距離を加算した距離であることを特徴とする車両制御装置。

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