JP5818216B2 - 衝突緩和装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両が衝突する際の被害を緩和させる車両用の衝突緩和装置に関する。

上記の衝突緩和装置として、自車両と他車両とが衝突すると仮定したときの重なり具合（オーバーラップ率）に応じて衝突確率を求め、衝突確率に応じて衝突の被害を緩和するための制御を実施する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−３０８０３６号公報

しかしながら、上記の衝突緩和装置では、自車両が走行すべき領域に他車両が存在しているかどうかが考慮されていない。したがって、例えば、一時的に自車両が他車両の方向に向いているが、その他車両は路肩に停止している車両である場合など、自車両が衝突を回避する確度が高い状況においても同様の衝突確率と認定し、制御を実施してしまう虞があった。すなわち、上記衝突緩和装置では、制御を実施すべきか否かを適切に判定することができないという問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、自車両が衝突する際の被害を緩和させる車両用の衝突緩和装置において、制御を実施すべきか否かをより適切に判定できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された本発明の衝突緩和装置において、作動条件設定手段は、自車両が衝突する際の被害を緩和させるための衝突緩和部を作動させる際の条件を表す作動条件を設定する。そして、作動制御手段は、自車両の周囲に位置する対象物を検出し、自車両と前記対象物との位置関係が作動条件を満たす際に、衝突緩和部を作動させる。

さらに、走行区分認識手段は、自車両が走行する道路の走行区分を表す自車両走行区分を認識し、区分内存在認識手段は、自車両走行区分内に対象物が存在するか否かを認識する。この構成において、作動条件設定手段は、自車両走行区分内に対象物が存在する場合、走行区分内に対象物が存在しない場合よりも、作動条件を緩和する。

このような衝突緩和装置によれば、自車両走行区分内に対象物が存在するか否かに応じて、対象物との衝突の可能性の大小を判断するので、制御を実施すべきか否かをより適切に判定することができる。特に、自車両走行区分内に対象物が存在する場合には、自車両走行区分内に対象物が存在しない場合によりも、衝突の可能性が高いものとして衝突緩和部の作動条件を緩和するので、より早期に衝突緩和部を作動させることができる。

なお、上記目的を達成するためには、コンピュータを、衝突緩和装置を構成する各手段として実現するための衝突緩和プログラムとしてもよい。また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

本発明が適用されたプリクラッシュセーフティシステム１の概略構成を示すブロック図である。 衝突緩和コントローラ１０のＣＰＵ１１が実行する衝突緩和処理を示すフローチャートである。 衝突緩和処理の作動の概要を示す説明図である。 衝突緩和処理のうちの、車両種別、走行区分による補正量演算処理を示すフローチャートである。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
本発明が適用されたプリクラッシュセーフティシステム（以下、ＰＣＳという。）１は、例えば、乗用車等の車両に搭載され、車両が衝突する虞があることを検出し、車両の衝突を抑制したり、車両が衝突する際にその被害を緩和させたりするシステムである。具体的には、図１に示すように、ＰＣＳ１は、衝突緩和コントローラ１０と、各種センサ３０と、被制御対象４０とを備えている。

各種センサ３０としては、例えば、カメラセンサ３１、レーダセンサ３２、ヨーレートセンサ３３、車輪速センサ３４等を備えている。カメラセンサ３１は、例えば対象物までの距離を検出可能なステレオカメラとして構成されており、撮像画像に基づいて画像中の歩行者、路上障害物や他車両等の対象物の形状と対象物までの距離とを認識する。

レーダセンサ３２は、対象物をその位置（自車両に対する相対位置）とともに検出する。ヨーレートセンサ３３は、車両の旋回角速度を検出する周知のヨーレートセンサとして構成される。

車輪速センサ３４は、車輪の回転速度、つまりは車両の走行速度を検出する。これらの各種センサ３０による検出結果は、衝突緩和コントローラ１０によって取得される。
なお、カメラセンサ３１やレーダセンサ３２は、予め設定された所定の周期（例えば１００ｍｓ）毎に車両の進行方向に位置する対象物の検出を実施する。また、レーダセンサ３２は、指向性のある電磁波を対象物に対して発射し、その反射波を受信することによって、対象物の形状や大きさについても検出する。

衝突緩和コントローラ１０は、ＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３等を備えた周知のコンピュータとして構成されている。そして、衝突緩和コントローラ１０は、各種センサ３０による検出結果等に基づいてＲＯＭ１２に格納されたプログラムを実行することによって、後述する衝突緩和処理等の各種処理を実施する。

衝突緩和コントローラ１０は、このような処理を実施し、これらの処理による処理結果に応じて被制御対象４０を作動させる。なお、被制御対象４０としては、例えば、ブレーキや、ステアリング、シートベルト等を駆動するアクチュエータや、警報を発する警報装置等が挙げられる。以下、本実施形態においては、被制御対象４０がブレーキである場合について説明する。

このように、ＣＰＵ１１が各自動ブレーキとしての機能を作動する際には、車輪速センサ３４からの検出信号に応じて、予め設定された減速度および減速量（自動ブレーキ作動前後の速度差）となるように、被制御対象４０を作動させる。

［本実施形態の処理］
次に、自動ブレーキを実施する際の処理である衝突緩和処理について図２以下の図面を用いて説明する。衝突緩和処理は、予め設定された所定周期（例えば約５０ｍｓ）毎に起動される処理である。

具体的には図２に示すように、衝突緩和処理においては、まず、対象物の情報を入力する（Ｓ１１０）。この処理では、カメラセンサ３１やレーダセンサ３２によって検出された最新の対象物の位置の情報を取得する。

続いて、対象物の認識を行う（Ｓ１２０）。この処理では、カメラセンサ３１にて得られた対象物の形状等（パターンマッチング等）に応じて対象物の種別（車両、歩行者、自転車、バイク等）を認識し、前回以前にＲＡＭ１３等に記録された対象物と今回認識した対象物とを対応付ける。また、この処理では、各対象物の挙動や位置関係（自車両を基準とした対象物の座標）、各対象物との相対速度についても認識する。

次に、自車両、他車両の走行区分を認識する（Ｓ１３０）。この処理では、周知の白線認識処理にてカメラセンサ３１にて得られた撮像画像から走行区分の境界線となる白線を認識し、自車両および他車両の位置が何れの走行区分（例えば車線：左右の白線で挟まれた領域）を属するかを認識する。

詳細には、自車両が走行する走行区分を認識し、他車両が走行する走行区分が自車両の走行区分と同じであるか否かを認識する。認識結果は、他車両が走行する走行区分が、「自車両が走行する走行区分と同じ」、「自車両が走行する走行区分と異なる」、或いは「自車両または他車両の走行区分が不明（不明状態）」というように識別される。なお、自車両や他車両が境界線となる白線を跨いでいる場合には、跨いでいる両方の走行区分に属するものと認識する。

続いて、他車両の種別を認識する（Ｓ１４０）。この処理では、車両であると認識された対象物（他車両）について、その相対移動方向と自車両の速度とに基づいて他車両の絶対速度を認識する。

そして、この絶対速度から他車両の移動方向を特定し、移動方向が自車両の方向であれば対向車両、移動方向が自車両の走行方向と同一であれば先行車両、静止していれば静止車両と認識する。なお、この処理では、他車両の絶対速度に応じて他車両を対向車両、先行車両、静止車両の何れかに分類する。

続いて、車両種別、走行区分による補正量演算処理を実施する（Ｓ１５０）。この処理は、他車両の種別や走行区分に応じて、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈの補正量（区分補正量）を設定する処理である。ここで、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈは、自車両が対象物との衝突を回避する制御を実施する際のタイミングを決定するための閾値である。作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが大きくなると、衝突を回避する制御の開始タイミングが早くなり、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが小さくなると、衝突を回避する制御の開始タイミングが遅くなる。

車両種別、走行区分による補正量演算処理では、図４に示すように、まず、自車両または他車両の走行区分が不明であるか否かを判定する（Ｓ３１０）。自車両または他車両の走行区分が不明であれば（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、後述するＳ３４０の処理に移行する。

また、自車両または他車両の走行区分が不明でなければ（Ｓ３１０：ＮＯ）、自車両と他車両とが同じ走行区分を走行しているか否かを判定する（Ｓ３２０）。自車両と他車両とが同じ走行区分を走行していれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、他車両の種別を抽出する（Ｓ３３０）。

他車両の種別が対向車両であれば（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、区分補正量を０に設定し（Ｓ３４０）する。すなわち、自車両または他車両の走行区分が不明である場合だけでなく、自車両と他車両とが同じ走行区分を走行しており、かつ対象物が対向車両であることが認識された場合に、区分補正量を０に設定する。

自車両と他車両とが同じ走行区分を走行しており、かつ対象物が対向車両であることが認識された場合の区分補正量は、対象物が対向車両であると認識されていない場合とは異なる値となる。このようにするのは、対向車両との衝突判定は相対速度が大きいためにより遠くで衝突判定を行う必要があるが、この際の判定が難しく、被制御対象４０の誤作動を抑制するためである。

次に、他車両の種別が対向車両でなければ（Ｓ３３０：ＮＯ）、区分補正量を、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが大きくなるような値（例えば０．５秒）に設定することで衝突回避のための制御の作動が早くなるよう設定する（早出し）（Ｓ３５０）。

また、Ｓ３２０の処理にて、自車両と他車両とが異なる走行区分を走行していれば（Ｓ３２０：ＮＯ）、区分補正量を、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈが小さくなるような値（例えば−０．５秒）に設定することで衝突回避のための制御の作動が遅くなるよう設定する（遅出し）（Ｓ３６０）。このような処理が終了すると車両種別、走行区分による補正量演算処理を終了する。

図３（ｂ）には、車両種別、走行区分による補正量演算処理によって求められる区分補正量の設定方法をまとめた表を示す。この表によると、衝突の確度が高い場合に作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを増加させ、衝突の確度が低い場合に作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを減少させる。ただし、他車両との相対速度が速く、衝突の不確実性が高い場合には作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを維持する。

なお、表中の作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈの減少や増加に対応する区分補正量は、車両種別毎に異なる値に設定されていてもよい。
次に、図２に戻り、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを演算する（Ｓ１６０）。この処理での作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈは、例えば車両種別毎に任意に設定されうるが、例えば、運転者がすぐに衝突を回避する操作をしたときに衝突を回避できるかできないかのタイミングに設定される。

続いて、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈに補正量を適用して補正する（Ｓ１７０）。この処理では、Ｓ１６０の処理で設定された作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈに対して、区分補正量を加算し、新たな作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを得る。

そして、対象物の挙動や相対速度に基づいて、自車両と対象物とが衝突するまでの時間を表す衝突時間ＴＴＣを演算する（Ｓ２１０）。続いて、衝突時間ＴＴＣと衝突基準時間ＴＴＣ＿ｔｈとを比較する（Ｓ２２０）。

衝突時間ＴＴＣが衝突基準時間ＴＴＣ＿ｔｈ未満であれば（Ｓ２２０：ＮＯ）、ブレーキを作動させる旨の自動ブレーキ作動指令を生成（つまりＲＡＭ１３においてフラグをセット）する（Ｓ２３０）。そして、作動制御処理を実施する（Ｓ２５０）。作動制御処理では、生成された作動指示（フラグ）に基づいて、被制御対象４０に対応する作動指令を被制御対象４０に対して（被制御対象４０が複数の場合にはそれぞれの被制御対象４０に対して）送信する。

また、衝突時間ＴＴＣが衝突基準時間ＴＴＣ＿ｔｈ以上であれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、自動ブレーキ作動指令を生成しないよう設定し（つまりＲＡＭ１３においてフラグをリセットし）（Ｓ２４０）、前述の作動制御処理を実施する（Ｓ２５０）。

このような処理が終了すると、衝突緩和処理を終了する。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述したＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、自車両が衝突する際の被害を緩和させるための被制御対象４０を作動させる際の条件となる作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定する。そして、自車両の周囲に位置する対象物を検出し、自車両と対象物との位置関係に基づいて設定される衝突時間ＴＴＣが作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈ未満になる条件を満たす際に、被制御対象４０を作動させる。

さらに、衝突緩和コントローラ１０は、自車両が走行する道路の走行区分を表す自車両走行区分を認識し、自車両走行区分内に対象物が存在するか否かを認識する。この構成において、衝突緩和コントローラ１０は、自車両走行区分内に対象物が存在する場合、走行区分内に対象物が存在しない場合よりも、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを緩和（作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを増加）する。なお、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを「緩和する」とは、被制御対象４０が作動しやすくなるよう作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定することを意味する。

このようなＰＣＳ１によれば、自車両走行区分内に対象物が存在するか否かに応じて、対象物との衝突の可能性の大小を判断するので、制御を実施すべきか否かをより適切に判定することができる。特に、自車両走行区分内に対象物が存在する場合には、自車両走行区分内に対象物が存在しない場合によりも、衝突の可能性が高いものとして被制御対象４０の作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを緩和するので、より早期に被制御対象４０を作動させることができる。

また、このようなＰＣＳ１によれば、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈの設定を変更するだけで、より早期に被制御対象４０を作動させる構成を実現することができる。
さらに、上記ＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、対象物が対向車両であることを認識し、対象物が対向車両であることが認識された場合に、対象物が対向車両であると認識されていない場合とは異なる作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定する。

このようなＰＣＳ１によれば、相対速度が速く衝突するか否かの判定が難しい対向車両については異なる作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈで制御を行うことができる。
また、上記ＰＣＳ１において、衝突緩和コントローラ１０は、走行区分内に対象物が存在するか否かが認識できない不明状態であることについても認識し、不明状態である場合、自車両走行区分内に対象物が存在する場合よりも作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを強化（作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを減少）し、走行区分内に対象物が存在しない場合よりも作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを緩和する。なお、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを「強化する」とは、被制御対象４０が作動しにくくなるよう作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定することを意味する。

このようなＰＣＳ１によれば、不明状態である場合には、衝突の可能性が、自車両走行区分内に対象物が存在する場合と自車両走行区分内に対象物が存在しない場合との中間であるものとして作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定することができる。

ただし、不明状態である場合において対象物が対向車両である場合には、不明状態であるときの作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈと同様の作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定する。
ここで、対象物が対向車両である場合の判定は、対象物が先行車両や静止車両等である場合と比較して相対速度が高く、比較的遠距離で判定する必要があり、衝突の判定が難しい。そこで、本発明では、対象物が対向車両である場合であって不明状態である場合、なるべく制御が実施されないよう作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを設定している。

このようなＰＣＳ１によれば、ＰＣＳ１の誤作動を抑制することができる。
［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態では、カメラセンサ３１とレーダセンサ３２とを併用することで対象物の認識精度を向上させる構成としているが、カメラセンサ３１およびレーダセンサ３２の何れか一方を備えた構成であっても本発明を実現することができる。

また、上記実施形態では、他車両が自車両と同じ走行区分を走行している場合において他車両が対向車両の場合だけ、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを緩和することなく維持したが、対向車両以外であっても、相対速度が大きく衝突判定の精度が低くなる虞がある車両等においても作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを維持または強化するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、作動条件として、作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを採用し、この作動基準時間ＴＴＣ＿ｔｈを変更したが、作動条件としては、例えば、衝突確率の閾値などを採用し、この衝突確率を変更するようにしてもよい。

このようにしても上記実施形態と同様の効果を享受できる。
［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態におけるＰＣＳ１は、本発明でいう衝突緩和装置に相当し、上記実施形態における被制御対象４０は、本発明でいう衝突緩和部に相当する。また、上記実施形態における衝突緩和処理のうちのＳ１２０、Ｓ２２０〜Ｓ２５０の処理は、本発明でいう作動制御手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１３０の処理は、本発明でいう走行区分認識手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ１７０、Ｓ３４０〜Ｓ３６０の処理は、本発明でいう作動条件設定手段に相当し、上記実施形態におけるＳ３１０〜Ｓ３３０の処理は、本発明でいう他車両認識手段に相当する。また、上記実施形態におけるＳ３３０の処理は、本発明でいう対向車両認識手段に相当する。

１…ＰＣＳ、１０…衝突緩和コントローラ、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、３１…カメラセンサ、３２…レーダセンサ、３３…ヨーレートセンサ、３４…車輪速センサ、４０…被制御対象。

Claims (1)

1. 自車両に搭載され、自車両が衝突する際の被害を緩和させる車両用の衝突緩和装置（１）であって、
   自車両が衝突する際の被害を緩和させるための衝突緩和部（４０）を作動させる際の条件を表す作動条件を設定する作動条件設定手段（Ｓ１７０、Ｓ３４０〜Ｓ３６０）と、
   自車両の周囲に位置する対象物を検出し、自車両と前記対象物との位置関係が前記作動条件を満たす際に、前記衝突緩和部を作動させる作動制御手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０〜Ｓ２５０）と、
   自車両が走行する道路の走行区分を表す自車両走行区分を認識する走行区分認識手段（Ｓ１３０）と、
   前記自車両走行区分内に前記対象物が存在するか否かを認識する区分内存在認識手段（Ｓ３１０〜Ｓ３３０）と、
   前記対象物が対向車両であることを認識する対向車両認識手段（Ｓ３３０）と、
   を備え、
   前記作動制御手段は、自車両と対象物とが衝突するまでの衝突時間と、自車両が前記対象物との衝突を回避する制御を実施すべきタイミングとして予め設定された作動基準時間と、の比較結果に応じて前記衝突緩和部を作動させるか否かを決定し、
   前記作動条件設定手段は、前記対象物が前記対向車両であることが認識された場合において前記自車両走行区分内に前記対象物が存在する場合、前記走行区分内に前記対象物が存在しない場合よりも、前記作動基準時間をより大きな値に設定すること
   を特徴とする衝突緩和装置。