CN104024074B - 车辆的驾驶支援装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题为提供如下技术：在本车辆的前进路上存在立体物的情况下使本车辆的前进路变更的车辆的驾驶支援装置中，能够不依赖于对在本车辆的后侧方行驶的后续车辆进行检测的装置而避免因本车辆的前进路变更而使本车辆进入到后续车辆的前进路上的情形。为了解决该课题，本发明在本车辆与立体物之间的道路上没有检测到表示车道的边界的车道线的情况下，禁止本车辆的前进路变更。

Description

车辆的驾驶支援装置
技术领域
本发明涉及实施用于避开在车辆的前进路上存在的障碍物的驾驶支援的技术。
背景技术
提出了一种在判定为本车辆不与障碍物接触而无法完成减速的情况下，使本车辆的前进路变更的技术(例如参照专利文献1)。根据这样的技术，能够避免本车辆与障碍物的接触，但是在本车辆的后侧方(斜后)存在后续车辆的情况下有可能因本车辆的前进路变更而导致本车辆进入到后续车辆的前进路上。
与此相对，为了避免本车辆与前方车辆的接触，也提出了如下技术：在使本车辆的行驶车道变更的操舵控制装置中，在检测到正在变更目的地的车道行驶的后续车辆、且在该后续车辆与本车辆有可能接触的情况下，禁止行驶车道的变更(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2001-247023号公报
专利文献2：日本特开2009-280015号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，根据上述的专利文献2所记载的技术，需要用于对在本车辆的后侧方存在的后续车辆进行检测的装置，所以存在导致部件数量的增加、制造成本的增加这样的问题。
本发明是鉴于上述的实际情况而完成的，其目的在于，为了避免在本车辆的前进路上存在的立体物与本车辆的接触，提供了如下技术：在使本车辆的前进路变更的驾驶支援装置中，能够不依赖于对在本车辆的后侧方存在的后续车辆进行检测的装置而避免因本车辆的前进路变更而使本车辆进入到后续车辆的前进路上的情形。
用于解决问题的手段
本发明为了解决上述问题，在为了避免在本车辆的前进路上存在的立体物与本车辆的接触而使本车辆的前进路变更的驾驶支援装置中，在本车辆与立体物之间的道路上不存在表示车道的边界的车道线的情况下，禁止本车辆的前进路变更。
详细而言，本发明涉及的车辆的驾驶支援装置，在本车辆的前进路上存在立体物的情况下，使本车辆的前进路变更，所述驾驶支援装置具备：
检测单元，其对表示车道的边界的道路上的车道线进行检测；和
禁止单元，其在本车辆与立体物之间的道路上没有检测到表示车道的边界的车道线的情况下，禁止本车辆的前进路变更。
在本车辆的前进路上存在的立体物与本车辆之间的道路上不存在表示车道的边界的车道线(例如，白线、黄色线等)的情况下，立体物有可能存在于本车辆的行驶车道上。因此，在为了避免本车辆与立体物的接触而实现本车辆的前进路变更时，本车辆有可能从行驶车道越出并进入到其他车道。在其他车道存在行驶车辆的情况下，尤其在本车辆的后侧方(斜后)有后续车辆行驶在其他车道的情况下，当本车辆进入到其他车道时，有可能导致本车辆与后续车辆的接触。
与此相对，本发明涉及的车辆的驾驶支援装置，在本车辆的前进路上存在的立体物和本车辆之间的道路上没有检测到表示车道的边界的车道线的情况(立体物有可能存在于本车辆的行驶车道的情况)下，禁止本车辆的前进路变更。该情况下，禁止了本车辆越出行驶车道而进入到其他车道(所谓车道变更)。其结果，能够避免因本车辆的前进路变更而使本车辆进入到后续车辆的前进路上的情形。
因此，根据本发明，能够不依赖于用于对在本车辆的后侧方存在的后续车辆进行检测的装置而避免因本车辆的前进路变更导致的后续车辆与本车辆的接触。
本发明涉及的车辆的驾驶支援装置还可以具备减速单元，该减速单元在由禁止单元禁止了本车辆的前进路变更的情况下，使本车辆减速。根据这样的结构，在禁止了本车辆的前进路变更的情况下，能够通过使本车辆减速而防止与立体物的接触，或者能够缓和本车辆与立体物接触时的冲击。
在此，作为减速单元使本车辆减速的方法，例如可以使用如下方法等：使用于将车轮的旋转能量变换为热能的摩擦制动器工作的方法；将车轮的旋转能量变换为电能(再生)的方法；或者通过使变速器的变速比变更来使发动机制动增大的方法。
另外，本发明涉及的车辆的驾驶支援装置还可以具备变更单元，该变更单元在本车辆与立体物之间的道路上检测到表示车道的边界的车道线的情况下，使本车辆的前进路变更以使本车辆不会从车道的边界越出。
在本车辆的前进路上存在的立体物与本车辆之间的道路上检测到表示车道的边界的车道线的情况下，立体物存在于本车辆的行驶车道外。在这样的情况下，当进行前进路变更以使本车辆不会从车道的边界越出时，由于本车辆还留在行驶车道内，所以能够避免本车辆进入到在其他车道行驶的后续车辆的前进路上的情形，同时也能够避免与立体物的接触。
在此，作为变更单元使本车辆的前进路变更的方法，可以使用如下方法等：变更车轮的舵角的方法；使不同的制动力作用于本车辆的前后左右的车轮的方法(例如，对分别安装于前后左右的车轮的摩擦制动器施加不同的工作液压(制动液压)的方法)。
发明的效果
根据本发明，在为了避免存在于本车辆的前进路上的立体物与本车辆的接触而使本车辆的前进路变更的驾驶支援装置中，能够不依赖于对存在于本车辆的后侧方的后续车辆进行检测的装置而避免因本车辆的前进路变更而使本车辆进入到后续车辆的前进路上的情形。
附图说明
图1是表示本发明的车辆的驾驶支援***的结构的图。
图2是表示在本车辆与障碍物之间的道路上不存在表示车道的边界的车道线的第1例的图。
图3是表示在本车辆与障碍物之间的道路上不存在表示车道的边界的车道线的第2例的图。
图4是表示在本车辆与障碍物之间的道路上不存在表示车道的边界的车道线的情况下实施伴随前进路变更的驾驶支援的第1例的图。
图5是表示在本车辆与障碍物之间的道路上不存在表示车道的边界的车道线的情况下实施伴随前进路变更的驾驶支援的第2例的图。
图6是表示在本车辆与障碍物之间的道路上存在表示车道的边界的车道线的第1例的图。
图7是表示在本车辆与障碍物之间的道路上存在表示车道的边界的车道线的第2例的图。
图8是表示在本车辆与障碍物之间的道路上存在表示车道的边界的车道线的情况下实施伴随前进路变更的驾驶支援的第1例的图。
图9是表示在本车辆与障碍物之间的道路上存在表示车道的边界的车道线的情况下实施伴随前进路变更的驾驶支援的第2例的图。
图10是表示ECU在实施驾驶支援时所执行的处理例程的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的具体的实施方式进行说明。在此，针对将本发明适用于如下***的例子进行说明，所述***为判定本车辆的行驶道、和/或障碍物，并进行用于避免从判定出的行驶道的越出、和/或与障碍物的接触的支援的***。此外，这里所说的“支援”是本车辆在能够避开作为障碍物的立体物的定时(timing)所执行的处理，在比不能避免车辆与障碍物的接触的情况下所执行的接触被害减轻处理早的期间执行。另外，在以下的实施例中说明的结构表示本发明的一个实施方式，并不限定本发明的结构。
图1是按功能表示适用本发明的车辆的驾驶支援***的结构的框图。如图1所示，在车辆搭载了驾驶支援用的控制单元(ECU)1。ECU1是具备了CPU、ROM、RAM、备用RAM、I/O接口等的电子控制单元。ECU1与外界识别装置2、横摆率传感器3、车轮速传感器4、加速度传感器5、制动传感器6、加速传感器7、舵角传感器8、操舵转矩传感器9等各种传感器电连接，这些传感器的输出信号被输入到ECU1。
外界识别装置2至少包括LIDAR(Laser Imaging Detection AndRanging：激光成像探测与测距)、LRF(Laser Range Finder：激光测距仪)、毫米波雷达、立体摄像机等测定装置中的立体摄像机，输出与存在于车辆前方的立体物和本车辆的相对位置相关的信息(例如，相对距离、相对角度)、和/或存在于车辆前方的道路上的道路标记的图像信息等。
横摆率传感器3例如安装于本车辆的车体，输出与作用于本车辆的横摆率相关的电信号。车轮速传感器4安装于本车辆的车轮，是输出与车辆的行驶速度(车速)相关的电信号的传感器。加速度传感器5输出与作用于本车辆的前后方向的加速度(前后加速度)、以及作用于本车辆的左右方向的加速度(横加速度)相关的电信号。
制动传感器6例如安装于车室内的制动踏板，输出与制动踏板的操作转矩(踏力)相关的电信号。加速传感器7例如安装于车室内的加速踏板，输出与加速器踏板的操作转矩(踏力)相关的电信号。舵角传感器8例如安装于与车室内的转向装置(方向盘)连接的转向杆，输出与从转向装置的中立位置起的旋转角度(操舵角)相关的电信号。操舵转矩传感器9安装于转向杆，输出与向转向装置输入的转矩(操舵转矩)相关的电信号。
另外，ECU1与蜂鸣器10、显示装置11、电动助力转向装置(EPS)12、电子控制式制动器(ECB)13等各种设备连接，这些各种设备通过ECU1进行电控制。
蜂鸣器10例如安装于车室内，是输出警告声等的装置。显示装置11例如安装于车室内，是显示各种消息、警告灯的装置。电动助力转向装置(EPS)12是利用电动马达产生的转矩来协助转向装置的操舵转矩的装置。电子控制式制动器(ECB)13是对设置于各车轮的摩擦制动器的工作液压(制动液压)进行电调整的装置。
ECU1为了利用上述的各种传感器的输出信号来控制各种设备而具有以下的功能。即，ECU1具备行驶道识别部100、前进路预测部101、支援判定部102、警报判定部103、控制判定部104、以及控制量运算部105。
行驶道识别部100基于从所述外界识别装置2输出的信息，生成与本车辆今后行驶的道路(行驶道)相关的信息。例如，行驶道识别部100在将本车辆作为原点的坐标系中，生成与可能成为本车辆的障碍物的立体物、表示本车辆行驶的车道的边界的车道线(例如，白线、黄色线等)的位置、和/或本车辆相对于这些立体物和/或车道线的姿势(距离、横摆角等)相关的信息。这里所说的“立体物”并不限于静止物，也可以是移动体。此外，行驶道识别部100相当于本发明的检测单元。
前进路预测部101在由所述行驶道识别部100生成的坐标系中，确定被预测为本车辆今后通过的路径(前进路)。具体而言，前进路预测部101根据加速度传感器5的输出信号取得本车辆的当前的横加速度，确定被预测为在本车辆维持当前的横加速度的状态下进行行驶的情况下通过的前进路。
支援判定部102基于由行驶道识别部100生成的信息和由前进路预测部101预测的前进路，判别是否实施驾驶支援。具体而言，支援判定部102在本车辆的前进路上存在可能成为障碍物的立体物的情况下，允许驾驶支援的实施。
警报判定部103在由所述支援判定部102许可了驾驶支援的实施的情况下，通过进行蜂鸣器10的鸣动、由显示装置11显示警告消息或者警告灯等，由此对驾驶员提出警告。
例如，警报判定部103可以在由所述支援判定部102许可了驾驶支援的实施时立即使蜂鸣器10鸣动、或者使显示装置11显示警告消息或警告灯。
警报判定部103也可以在本车辆与立体物的距离变为预定距离以下的时刻使蜂鸣器10鸣动，或者使显示装置11显示警告消息或警告灯。
警报判定部103也可以运算本车辆到达立体物所需的时间，在该运算结果变为预定时间以下的时刻使蜂鸣器10鸣动，或者使显示装置11显示警告消息或警告灯。
所述的预定距离、预定时间可以根据横摆率传感器3的输出信号、和/或车轮速传感器4的输出信号而变更。例如，在车速高时，可以将预定距离、预定时间设定为比车速低时长。另外，在横摆率大时，可以将预定距离、预定时间设定为横摆率小时长。
此外，对驾驶员发出警告的方法并不限于使蜂鸣器10鸣动的方法、使显示装置11显示警告消息或警告灯的方法，例如也可以采用使安全带的拧紧力矩断续变化的方法。
控制判定部104在由所述支援判定部102许可了驾驶支援的执行的情况下，为了避免本车辆与立体物的接触，决定使电动助力转向装置(EPS)12、和/或电子控制式制动器(ECB)13工作的定时。
具体而言，控制判定部104可以在本车辆与立体物的距离变为预定距离以下的时刻使电动助力转向装置(EPS)12、和/或电子控制式制动器(ECB)13工作。另外，控制判定部104也可以运算本车辆到达立体物的时间，在该运算结果变为预定时间以下的时刻使电动助力转向装置(EPS)12、和/或电子控制式制动器(ECB)13工作。
控制判定部104使用的预定距离、预定时间，可以与所述警报判定部103使用的预定距离、预定时间同样地根据车速、横摆率而变更，但是也可以设定为等于或小于所述警报判定部103使用的预定距离、预定时间。
控制量运算部105在由所述控制判定部104决定了电动助力转向装置(EPS)12、和/或电子控制式制动器(ECB)13的工作定时时，运算电动助力转向装置(EPS)12、和/或电子控制式制动器(ECB)13的控制量、并根据所算出的控制量和由所述控制判定部104判定出的定时来使电动助力转向装置(EPS)12、和/或电子控制式制动器(ECB)13工作。
例如，控制量运算部105运算为了避免本车辆与立体物的接触所需的目标横摆率。接着，控制量运算部105决定电动助力转向装置(EPS)12的控制量(操舵转矩)和电子控制式制动器(ECB)13的控制量(制动液压)，以使本车辆的实际横摆率(横摆率传感器3的输出信号)与目标横摆率一致。此时，目标横摆率与操舵转矩的关系、以及目标横摆率与制动液压的关系也可以被预先映射化。
此外，使车辆减速的方法并不限于通过电子控制式制动器(ECB)13使摩擦制动器工作的方法，还可以使用将车辆的动能变换为电能(再生)的方法、使变速器的变速比变更从而使发动机制动增大的方法。另外，变更车辆的横摆率的方法并不限于通过电动助力转向装置(EPS)12使舵角变化的方法，还可以使用对本车辆的左右轮施加不同的制动液压的方法。
然而，当实施利用了电动助力转向装置(EPS)12的驾驶支援时，本车辆的前进路被变更。此时，当本车辆的前进路变更伴随车道变更时，本车辆有可能进入到在变更目的地的车道行驶的后续车辆的前进路上。
例如，如图2、图3所示，在本车辆A行驶在第1车道DL1、后续车辆B在与第1车道DL1相邻的第2车道DL2上行驶在本车辆A的斜后的情况下，当在本车辆A的前进路a上检测到障碍物C时，控制量运算部105为了变更本车辆A的前进路而控制电动助力转向装置(EPS)12及电子控制式制动器(ECB)13。
此时，本车辆A的前进路如图4、图5所示，有可能变更为跨过表示第1车道DL1和第2车道DL2的边界的车道线CL的前进路、换言之变更为伴随车道变更的前进路a1。在这样如图4、图5所示变更本车辆A的前进路时，变更后的前进路a1有可能与后续车辆B的前进路b交叉。即，由于驾驶支援的实施，本车辆A有可能进入到后续车辆B的前进路b上。
因此，控制量运算部105在本车辆A与障碍物C之间的道路上没有检测到表示车道DL的边界的车道线CL的情况下，禁止本车辆A的前进路变更，并实施能够避免本车辆A与障碍物C接触的驾驶支援。
详细而言，控制量运算部105控制电子控制式制动器(ECB)13，以使本车辆A在障碍物C的跟前停止。当通过这样的方法实施驾驶支援时，在本车辆A的行驶车道DL1存在障碍物C的情况下，不再实施伴随前进路变更(车道变更)的驾驶支援。其结果，能够避免由于驾驶支援的实施而使本车辆A进入到后续车辆B的前进路上的情形。另外，由于无需对存在于本车辆A的侧方、后方的后续车辆进行检测的装置，所以也能够抑制部件数量的增加、制造成本的增加。
另一方面，如图6、图7所示，在本车辆A与障碍物C之间的道路上存在表示车道DL的边界的车道线CL的情况下，控制量运算部105允许本车辆A的前进路变更，并实施能够避免本车辆A与障碍物C的接触的驾驶支援。即，控制量运算部105运算为了避免本车辆A与障碍物C的接触所需的目标横摆率，控制电动助力转向装置(EPS)12及电子控制式制动器(ECB)13以使实际的横摆率与目标横摆率一致。
在本车辆A与障碍物C之间的道路上存在车道线CL的情况下，能够看作在本车辆A行驶的车道DL之外存在障碍物C、且本车辆A处于正要从行驶车道DL越出的状态。因此，如图8、图9所示，若将本车辆A的前进路变更为沿着行驶车道DL行驶这样的前进路a1，则能够避免与其他车辆的接触并且也能够避免与障碍物C的接触。
因此，控制量运算部105在运算目标横摆率时，运算将本车辆A的实际的前进路变更为所述前进路a1所需的目标横摆率，控制电动助力转向装置(EPS)12及电子控制式制动器(ECB)13以使实际的横摆率与目标横摆率一致。
以下，针对本实施例的驾驶支援的执行步骤，按照图10进行说明。图10是由ECU1反复执行的处理例程，预先存储于ECU1的ROM等。
在图10的处理例程中，ECU1首先在S101中，基于外界识别装置2的输出信号，生成与本车辆今后行驶的行驶道相关的信息(行驶道信息)。详细地说，ECU1在以本车辆为原点的坐标系中，生成与可能成为本车辆的障碍物的立体物、表示本车辆正在行驶的车道的边界的车道线的位置、和/或本车辆相对于这些立体物和/或车道线的姿势相关的信息。
在S102中，ECU1在所述S101生成的坐标系中，确定被预测为本车辆今后通过的路径(前进路)。详细地说，ECU1根据加速度传感器5的输出信号取得本车辆的当前的横加速度，确定被预测为在本车辆维持当前的横加速度的状态下行驶的情况下通过的前进路。
在S103中，ECU1基于在所述S101生成的坐标系和在所述S102预测的前进路，判别在本车辆的前进路上是否存在成为障碍物的立体物。在S103中判定为否定的情况下，ECU1不实施驾驶支援而结束本例程的执行。另一方面，在S103中判定为肯定的情况下，ECU1进入S104。
在S104中，ECU1在所述S101生成的坐标系中，判别在本车辆和障碍物之间的道路上是否存在表示车道的边界的车道线。在S104中判定为肯定的情况下，ECU1执行S105的处理。另一方面，在S104中判定为否定的情况下，ECU1执行S106的处理。
在S105中，ECU1允许实施伴随本车辆的前进路变更的驾驶支援。该情况下，ECU1首先实施利用了蜂鸣器10或显示装置11的驾驶支援。然后，若驾驶员不进行用于避开障碍物的驾驶操作，则ECU1实施利用了电动助力转向装置(EPS)12和电子控制式制动器(ECB)13的至少一方的驾驶支援。详细地说，ECU1运算本车辆不从所述车道线越出而行驶时所需要的目标横摆率，控制电动助力转向装置(EPS)12和电子控制式制动器(ECB)13的至少一方以使实际的横摆率与目标横摆率一致。
在通过这样的方法实施驾驶支援时，能够防止本车辆从行驶车道越出、并能够避免本车辆与障碍物的接触。其结果，能够避免本车辆进入到在其他车道行驶的后续车辆的前进路上的情形、并也能够避免与障碍物的接触。此外，通过ECU1执行S105的处理，能实现本发明的变更单元。
另外，在S106中，ECU1禁止实施伴随本车辆的前进路变更的驾驶支援。即，ECU1禁止利用了电动助力转向装置(EPS)12的驾驶支援。该情况下，ECU1首先实施利用了蜂鸣器10或显示装置11的驾驶支援。然后，若驾驶员不进行用于避开障碍物的驾驶操作，则ECU1实施仅利用了电子控制式制动器(ECB)13的驾驶支援。详细地说，ECU1运算为使本车辆在障碍物的跟前停止所需的减速加速度，并运算为得到该减速加速度所需的目标制动液压。ECU1控制电子控制式制动器(ECB)13以使实际的制动液压与目标制动液压一致。
在通过这样的方法实施驾驶支援时，能够禁止本车辆的前进路变更、并能够避免本车辆与障碍物的接触。换言之，能够避免本车辆进入到在其他车道行驶的后续车辆的前进路上的情形、并也能够避免与障碍物的接触。其结果，能够避免因驾驶支援的实施而引起本车辆与后续车辆的接触的情形。另外，由于无需对存在于本车辆的侧方、后方的后续车辆进行检测的装置，所以也能够抑制部件数量的增加、制造成本的增加。此外，通过ECU1执行S106的处理，能实现本发明的禁止单元及减速单元。
根据以上所述的实施例，在本车辆的前进路上存在立体物的情况下使本车辆的前进路变更的车辆的驾驶支援装置中，能够不依赖于对在本车辆的后侧方行驶的后续车辆进行检测的装置而避免因本车辆的前进路变更而使本车辆进入到后续车辆的前进路上的情形。
标号说明
1 ECU
2 外界识别装置
3 横摆率传感器
4 车轮速传感器
5 加速度传感器
6 制动传感器
7 加速传感器
8 舵角传感器
9 操舵转矩传感器
10 蜂鸣器
11 显示装置

Claims (3)

1.一种车辆的驾驶支援装置，在本车辆的前进路上存在立体物的情况下，使本车辆的前进路变更，所述驾驶支援装置具备：
检测单元，其对表示车道的边界的道路上的车道线进行检测；和
禁止单元，其在本车辆与立体物之间的道路上检测到表示车道的边界的车道线的情况下，允许本车辆的前进路变更，在本车辆与立体物之间的道路上没有检测到表示车道的边界的车道线的情况下，禁止本车辆的前进路变更。
2.根据权利要求1所述的车辆的驾驶支援装置，还具备：
减速单元，其在由所述禁止单元禁止了本车辆的前进路变更的情况下，使本车辆减速。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的驾驶支援装置，还具备：
变更单元，其在本车辆与立体物之间的道路上检测到表示车道的边界的车道线的情况下，使本车辆的前进路变更以使本车辆不会从车道的边界越出。
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