JP6844496B2

JP6844496B2 - 走行支援装置

Info

Publication number: JP6844496B2
Application number: JP2017201682A
Authority: JP
Inventors: 敏宣沖田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: JP2019073208A

Description

本発明は、車両と物体とが衝突する可能性に基づいて車両を制動可能な走行支援装置の技術分野に関する。

特許文献１には、このような走行支援装置の一例として、車両と物体とが衝突する可能性が高いと判定された場合に、車両のブレーキ装置を制御して自動的に制動力を発生させることが可能な走行支援装置が記載されている。特許文献１に記載された走行支援装置は特に、ドライバによるアクセルペダルの操作に基づいて、自動的な制動力の発生を停止可能である。具体的には、特許文献１に記載された走行支援装置は、ドライバがアクセルペダルを相対的に深く踏み込んでいるか又はドライバが相対的に高い頻度でアクセルペダルを操作している場合には、ドライバが車両を加速させようとする意図を有していると判定し、自動的な制動力の発生を停止する。

特開２０１２−２２４１１９号公報

車両が相対的に大きなトルクを必要としている状況（例えば、車両が上り坂を走行している状況）では、ドライバが車両を加速させようとする意図を有していない場合であっても、ドライバによってアクセルペダルが相対的に深く踏み込まれる可能性がある。この場合、特許文献１に記載された走行支援装置は、ドライバが車両を加速させようとする意図を有していないにも関わらず、自動的な制動力の発生を停止してしまう。その結果、特許文献１に記載された走行支援装置は、車両と物体とが衝突する可能性に基づけば車両を制動することが好ましい状況であっても、車両を適切に制動することができない可能性がある。

本発明は、車両と物体とが衝突する可能性に基づいて車両を適切に制動することが可能な走行支援装置を提供することを課題とする。

本発明の走行支援装置の一態様は、車両と物体とが衝突する可能性に基づいて、前記車両と前記物体との衝突を回避可能な制動力を前記車両に付与する支援動作を行う支援手段と、（ｉ）前記車両のアクセル開度が第１閾値より大きく且つ前記車両の加速度が第２閾値より大きい場合には、前記支援動作による前記制動力の付与を禁止し、（ｉｉ）前記アクセル開度が前記第１閾値より大きく且つ前記加速度が前記第２閾値より小さい場合には、前記支援動作による前記制動力の付与を許可するように前記支援手段を制御する制御手段とを備える。

図１は、本実施形態の車両の構成を示すブロック図である。図２は、第１のＰＣＳ制御動作の流れを示すフローチャートである。図３は、第２のＰＣＳ制御動作の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、走行支援装置の実施形態について説明する。以下では、走行支援装置の実施形態が搭載された車両１を用いて説明を進める。

（１）車両１の構成
図１を参照しながら、本実施形態の車両１の構成について説明する。図１に示すように、車両１は、周辺認識センサ１１１と、アクセル開度センサ１１２と、加速度センサ１１３と、上述した「走行支援装置」の一具体例であるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１２と、ブレーキ装置１３とを備える。

周辺認識センサ１１１は、車両１の周辺の状況を検出する。本実施形態では特に、周辺認識センサ１１１は、車両１の前方（ここでは、進行方向に沿った前方を意味する）に位置する物体（例えば、他の車両や、歩行者や、障害物等）を検出する。周辺認識センサ１１１は、例えば、カメラ（例えば、単眼カメラ及びステレオカメラの少なくとも一方）、レーダ（例えば、レーザレーダ及びミリ波レーダの少なくとも一方）及びライダー（ＬＩＤＡＲ：ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）の少なくとも一つを含む。周辺認識センサ１１１は、周辺認識センサ１１１の検出結果を、ＥＣＵ１２に出力する。

アクセル開度センサ１１２は、車両１のアクセル開度を検出する。アクセル開度センサ１１２は、アクセル開度センサ１１２の検出結果を、ＥＣＵ１２に出力する。

加速度センサ１１３は、車両１の加速度を検出する。加速度センサ１１３は、加速度センサ１１３の検出結果を、ＥＣＵ１２に出力する。

ＥＣＵ１２は、ＰＣＳ（ＰｒｅＣｒａｓｈＳａｆｅｔｙ）支援動作を行う。ＰＣＳ支援動作は、周辺認識センサ１１１が検出した物体と車両１とが衝突する可能性に基づいて、車両１に自動的に（つまり、ドライバによるブレーキペダルの操作の有無に関わらずに）制動力を付与する動作である。具体的には、ＰＣＳ支援動作は、物体と車両１とが衝突する可能性がある場合に、物体と車両１との衝突を回避することが可能な制動力を車両１に自動的に付与する動作である。ＰＣＳ支援動作を行うために、ＥＣＵ１２は、ＥＣＵ１２の内部に論理的に実現される処理ブロックとして、上述した「支援手段」の一具体例であるＰＣＳ支援部１２１を備える。ＰＣＳ支援部１２１は、ＰＣＳ支援動作を行う。尚、ＰＣＳ支援部１２１が行うＰＣＳ支援動作は、既存のＰＣＳ支援動作（例えば、特許文献１に記載された、自動的に制動力を発生させる動作）と同じであってもよいため、その詳細な説明は省略する。但し、参考までに、以下に、ＰＣＳ支援動作の一例について簡単に説明する。ＰＣＳ支援部１２１は、周辺情報に基づいて、車両１の前方に位置する物体を特定する。更に、ＰＣＳ支援部１２１は、物体と車両１とが衝突する可能性があるか否かを判定する。例えば、ＰＣＳ支援部１２１は、周辺情報に基づいて物体と車両１との間の相対距離及び物体に対する車両１の相対速度を特定し、特定した相対距離及び相対速度に基づいて一定時間以内に車両１が物体に到達するか否かを判定し、一定時間以内に車両１が物体に到達すると判定した場合に、物体と車両１とが衝突する可能性があると判定してもよい。物体と車両１とが衝突する可能性があると判定された場合には、ＰＣＳ支援部１２１は、物体と車両１とが衝突しなくなる（例えば、車両１が物体に到達しなくなる）まで車両１を減速させることが可能な制動力を車両１に付与するように、ブレーキ装置１３を制御する。

本実施形態では更に、ＥＣＵ１２は、ＰＣＳ支援動作と並行して、ＰＣＳ制御動作を行う。ＰＣＳ制御動作は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、ＰＣＳ支援動作に起因した制動力を付与することが許可された許可状態と、ＰＣＳ支援動作に起因した制動力を付与することが禁止された禁止状態との間で切り替える動作である。許可状態にあるＰＣＳ支援部１２１は、物体と車両１とが衝突する可能性があると判定された場合には、物体と車両１との衝突を回避させることが可能な制動力を車両１に付与する。一方で、禁止状態にあるＰＣＳ支援部１２１は、物体と車両１とが衝突する可能性があると判定された場合であっても、物体と車両１との衝突を回避させることが可能な制動力を車両１に付与することはない。

ＰＣＳ制御動作を行うために、ＥＣＵ１２は、ＥＣＵ１２の内部に論理的に実現される処理ブロックとして、上述した「制御手段」の一具体例であるＰＣＳ制御部１２２を備える。ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ制御動作を行う。特に、ＰＣＳ制御部１２２は、アクセル開度センサ１１２が検出したアクセル開度及び加速度センサ１１３が検出した加速度に基づいて、ＰＣＳ制御動作を行う。以下、ＰＣＳ制御部１２２が行うＰＣＳ制御動作について更に詳細に説明する。

（２）ＰＣＳ制御動作の流れ
本実施形態では、ＰＣＳ制御部１２２は、第１のＰＣＳ制御動作及び第２のＰＣＳ制御動作の夫々を実行可能である。このため、以下では、第１のＰＣＳ制御動作と第２のＰＣＳ制御動作とを順に説明する。

（２−１）第１のＰＣＳ制御動作の流れ
初めに、図２を参照しながら、第１のＰＣＳ制御動作の流れについて説明する。図２は、第１のＰＣＳ制御動作の流れを示すフローチャートである。尚、図２に示す第１のＰＣＳ制御動作は、所定周期で繰り返し行われる。

図２に示すように、ＰＣＳ制御部１２２は、アクセル開度センサ１１２が検出したアクセル開度が、所定の第１閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１）。第１閾値は、車両１を加速させることができる（特に、平坦路において車両１を加速させることができる）程度にアクセル開度が大きい状態と、車両１を加速させることができるほどにはアクセル開度が大きくない状態とを、アクセル開度の大小から区別することができる適切な値に設定される。

ステップＳ１１の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、車両１のドライバがアクセルペダルを踏み込んでいない又はドライバによるアクセルペダルの踏み込み量が相対的に少ない。この場合、ドライバは、車両１を加速させようとする意図を有していない可能性が相対的に高いと推定される。このため、仮にＰＣＳ支援動作によって車両１に制動力が付与されたとしても、制動力の付与に対して、車両１を加速させようとする意図を有していないドライバが違和感を抱くことはないと想定される。そこで、この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、許可状態に設定する（ステップＳ１４）。

他方で、ステップＳ１１の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定された場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量が相対的に多いはずである。この場合、ドライバは、車両１を加速させようとする意図を有している可能性が相対的に高いと推定される。このため、仮にＰＣＳ支援動作によって車両１に制動力が付与されると、制動力の付与に対して、車両１を加速させようとする意図を有しているドライバが違和感を抱く可能性が高い。更には、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有しているがゆえに、ドライバは、車両１の周囲の状況を適切に把握しているはずである。つまり、物体と車両１とが衝突する可能性があるとＰＣＳ支援部１２１が判定している場合であっても、ドライバは、当該物体を認識した上で（つまり、物体との衝突を避けつつ）車両１を加速させようとする意図を有している可能性が高い。そこで、この場合には、ドライバの違和感を解消することを優先するために、ＰＣＳ支援部１２１の状態は、禁止状態に設定されることが好ましい。

しかしながら、アクセル開度が第１閾値よりも大きい場合であっても、ドライバが、必ずしも車両１を加速させようとする意図を有しているとは限らない。具体的には、車両１が相対的に大きなトルクを必要としている状況（例えば、車両１が上り坂を走行している状況や、車両１が他の車両をけん引している状況や、車両１が相対的に大重量の荷物を積載している状況等）では、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有していない場合であっても、ドライバによってアクセルペダルが相対的に深く踏み込まれる可能性がある。その結果、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有していないにも関わらず、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定される可能性がある。この場合、ＰＣＳ支援動作による制動力の付与に対してドライバが違和感を抱く可能性は低いにも関わらず、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定されたことだけを理由にＰＣＳ支援部１２１の状態が禁止状態に設定されると、ＰＣＳ支援動作によって制動力が車両１に付与される機会が必要以上に制限されてしまう。つまり、ＰＣＳ支援部１２１は、車両１と物体とが衝突する可能性があると判定されているがゆえに車両１に制動力を付与することが好ましい状況であっても、車両１を適切に制動することができない可能性がある。

そこで、本実施形態では、ＰＣＳ制御部１２２は、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定された場合には、そのことだけを理由にドライバが車両１を加速させようとする意図を有していると推定することなく、車両１の加速度が相対的に小さいか否かを判定する。その上で、ＰＣＳ制御部１２２は、車両１の加速度が相対的に小さいと判定された場合に初めて、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有していないと推定する。逆に言えば、ＰＣＳ制御部１２２は、車両１の加速度が相対的に大きいと判定された場合に初めて、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有していると推定する。

具体的には、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定された場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＰＣＳ制御部１２２は、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと第１所定時間以上継続的に判定されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。第１所定時間は、ドライバがアクセルペダルを踏み込んでから、当該アクセルペダルの踏み込みに応答して車両１が実際に加速し始めるまでに必要な時間に相当する。

ステップＳ１２の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと第１所定時間以上継続的に判定されていないと判定された場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ドライバによるアクセルペダルの踏み込みに応答して車両１が未だに加速し始めていないと推定される。つまり、アクセルペダルを踏み込んだドライバの意図が車両１の加速度に反映されていない可能性が相対的に高いと推定される。この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、車両１の加速度が相対的に大きいか否かを判定したとしても、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有しているか否かを相対的に正確に推定することが困難である。そこで、この場合には、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定されている（つまり、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有していると暫定的には推定される）ことを踏まえて、ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、暫定的に禁止状態に設定する（ステップＳ１５）。

他方で、ステップＳ１２の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと第１所定時間以上継続的に判定されていると判定された場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ドライバによるアクセルペダルの踏み込みに応答して車両１が既に加速し始めていると推定される。つまり、ドライバの意図が車両１の加速度に反映されている可能性が相対的に高いと推定される。この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、車両１の加速度が相対的に大きいか否かを判定することで、ドライバが車両１を加速させようとする意図を有しているか否かを正確に推定することが可能である。そこで、この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、加速度センサ１１３が検出した車両１の加速度が第２閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。第２閾値は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で車両１が加速している状態と、アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で車両１が加速していない状態（具体的には、例えば、アクセルペダルの踏み込み量から期待される加速度よりも小さい加速度で車両１が加速している状態又は車両１が加速していない状態）とを、車両１の加速度から区別することができる適切な値に設定される。従って、第２閾値は、アクセル開度センサ１１３が検出したアクセル開度に応じて値が変わる可変値であることが好ましい。具体的には、第２閾値は、アクセル開度センサ１１３が検出したアクセル開度が大きくなるほど大きくなる可変値であることが好ましい。

ステップ１３の判定の結果、加速度が第２閾値よりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で車両１が加速していないがゆえに、ドライバは、車両１を加速させようとする意図を有していない可能性が相対的に高いと推定される。そこで、この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、許可状態に設定する（ステップＳ１４）。

他方で、ステップ１３の判定の結果、加速度が第２閾値よりも大きいと判定された場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で車両１が加速しているがゆえに、ドライバは、車両１を加速させようとする意図を有している可能性が相対的に高いと推定される。そこで、この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、禁止状態に設定する（ステップＳ１５）。

尚、ステップＳ１３において、加速度が第２閾値と一致する場合には、加速度が第２閾値よりも小さいと判定された場合に行われる処理（つまり、ステップＳ１４の処理）が行われてもよいし、加速度が第２閾値よりも大きいと判定された場合に行われる処理（つまり、ステップＳ１５の処理）が行われてもよい。同様に、ステップＳ１１において、アクセル開度が第１閾値と一致する場合には、アクセル開度が第１閾値よりも小さいと判定された場合に行われる処理（つまり、ステップＳ１４の処理）が行われてもよいし、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定された場合に行われる処理（つまり、ステップＳ１２の処理）が行われてもよい。

このように、本実施形態の第１のＰＣＳ制御動作によれば、アクセル開度だけでなく車両１の加速度にも基づいて、ＰＣＳ支援動作による制動力の付与が許可又は禁止される。このため、アクセル開度だけに基づいてＰＣＳ支援動作による制動力の付与が許可又は禁止される比較例と比較して、ＰＣＳ支援部１２１は、車両１と物体とが衝突する可能性に基づいて車両１を適切に制動することができる。

（２−２）第２のＰＣＳ制御動作の流れ
続いて、図３を参照しながら、第２のＰＣＳ制御動作の流れについて説明する。図３は、第２のＰＣＳ制御動作の流れを示すフローチャートである。尚、上述した第１のＰＣＳ制御動作で行われる処理と同一の処理に対しては、同一のステップ番号を付してその詳細な説明を省略する。また、図３に示す第２のＰＣＳ制御動作もまた、所定周期で繰り返し行われる。

図３に示すように、ＰＣＳ制御部１２２は、アクセル開度が第１閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、上述したように、ドライバは、車両１を加速させようとする意図を有していない可能性が相対的に高いと推定される。そこで、この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、許可状態に設定する（ステップＳ１４）。

他方で、ステップＳ１１の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定された場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＰＣＳ制御部１２２は、上述した加速度が第２閾値よりも小さいか否かを判定することに代えて、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと第２所定時間以上継続的に判定されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。第２所定時間は、平坦路において、車両１が、ＰＣＳ支援動作を実行可能な車速の下限値（つまり、それ以下の車速ではＰＣＳ支援動作が行われなくなる車速）から、アクセルペダルの踏み込み量に応じた要求出力で車両１が定常走行可能な（つまり、更に加速することなく走行可能な）車速にまで加速するために必要な時間に相当する。

ステップＳ２２の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと第２所定時間以上継続的に判定されていると判定された場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、車両１の車速は、既に、アクセルペダルの踏み込み量に応じた要求出力で車両１が定常走行可能な車速に到達している可能性が高い。この場合、現状のドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に応答して車両１が更に加速する必要がないと推定される。つまり、ドライバは、車両１を加速させようとする意図を有していない可能性が相対的に高いと推定される。そこで、この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、許可状態に設定する（ステップＳ１４）。

他方で、ステップＳ２２の判定の結果、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと第２所定時間以上継続的に判定されていないと判定された場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、車両１の車速は、未だ、アクセルペダルの踏み込み量に応じた要求出力で車両１が定常走行可能な車速に到達していない可能性が高い。この場合、現状のドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に応答して車両１が更に加速する必要があると推定される。つまり、ドライバは、車両１を加速させようとする意図を未だ有している可能性が相対的に高いと推定される。そこで、この場合には、ＰＣＳ制御部１２２は、ＰＣＳ支援部１２１の状態を、禁止状態に設定する（ステップＳ１５）。

このように、本実施形態の第２のＰＣＳ制御動作によれば、アクセル開度だけでなく、アクセル開度が第１閾値よりも大きいと判定されてからの経過時間にも基づいて、ＰＣＳ支援動作による制動力の付与が許可又は禁止される。このため、アクセル開度だけに基づいてＰＣＳ支援動作による制動力の付与が許可又は禁止される比較例と比較して、ＰＣＳ支援部１２１は、車両１と物体とが衝突する可能性に基づいて車両１を適切に制動することができる。

尚、ＰＣＳ支援動作と並行して第２のＰＣＳ制御動作を行うＥＣＵ１２は、車両と物体とが衝突する可能性に基づいて、前記車両と前記物体との衝突を回避可能な制動力を前記車両に付与する支援動作を行う支援手段と、（ｉ）前記車両のアクセル開度が第１閾値より大きく且つ前記アクセル開度が前記第１閾値より大きいと継続的に判定されている継続時間が所定時間（例えば、上述した第２所定時間）よりも短い場合には、前記支援動作による前記制動力の付与を禁止し、（ｉｉ）前記アクセル開度が前記第１閾値より大きく且つ前記継続時間が前記所定時間よりも長い場合には、前記支援動作による前記制動力の付与を許可するように前記支援手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする走行支援装置の一具体例である。

（３）変形例
上述した説明では、第１のＰＣＳ制御動作において、ＰＣＳ制御部１２２は、加速度センサ１１３が検出した加速度が第２閾値よりも小さいか否かを判定している。しかしながら、ＰＣＳ制御部１２２は、車両１が備える車速センサ（例えば、車輪速センサ）が検出した車速から車両１の加速度を算出し、算出した加速度が第２閾値よりも小さいか否かを判定してもよい。ＰＣＳ制御部１２２は、車両１が備える車速センサが検出した車速の変化量（典型的には、単位時間当たりの変化量）が第２閾値又は第２閾値に基づいて設定される他の閾値よりも小さいか否かを判定してもよい。ＰＣＳ制御部１２２は、車両１が備えるＧＰＳセンサが検出した車両１の位置の時間推移から車両１の加速度を算出し、算出した加速度が第２閾値よりも小さいか否かを判定してもよい。

尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う走行支援装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

１車両
１１１周辺認識センサ
１１２アクセル開度センサ
１１３加速度センサ
１２ＥＣＵ
１２１ＰＣＳ支援部
１２２ＰＣＳ制御部
１３ブレーキ装置

Claims

車両と物体とが衝突する可能性に基づいて、前記車両と前記物体との衝突を回避可能な制動力を前記車両に付与する支援動作を行う支援手段と、
（ｉ）前記車両のアクセル開度が第１閾値より大きい状態が所定時間以上継続していない場合、又は、前記アクセル開度が前記第１閾値より大きい状態が前記所定時間以上継続しており且つ前記車両の加速度が第２閾値より大きい場合には、前記支援動作による前記制動力の付与を禁止し、（ｉｉ）前記アクセル開度が前記第１閾値より大きい状態が所定時間以上継続しており且つ前記加速度が前記第２閾値より小さい場合、又は、前記アクセル開度が前記第１閾値よりも小さい場合には、前記支援動作による前記制動力の付与を許可するように前記支援手段を制御する制御手段と
を備え、
前記第１閾値は、平坦路において前記車両を加速させることができる程度に前記アクセル開度が大きい状態と、平坦路において前記車両を加速させることができるほどには前記アクセル開度が大きくない状態とを、前記アクセル開度の大小から区別可能な値であり、
前記第２閾値は、前記アクセル開度に応じた加速度で前記車両が加速している状態と、前記アクセル開度に応じた加速度で前記車両が加速していない状態とを、前記車両の加速度から区別可能な値であることを特徴とする走行支援装置。