CN106476800B - 碰撞避免辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及碰撞避免辅助装置，在除了自动制动以外还进行自动转向操纵的情况下，恰当地进行自动转向操纵的介入。在本车辆因自动制动的介入而减速行驶时，辅助ECU对碰撞预测位置处的碰撞预测速度(Vx)进行运算(S16)，并对碰撞预测速度(Vx)是否比碰撞预测速度阈值(Vxref)高进行判断(S18)。辅助ECU仅在判定为碰撞预测速度(Vx)是碰撞预测速度阈值(Vxref)以下的情况下，使碰撞避免用的自动转向操纵介入，在判定为碰撞预测速度(Vx)比碰撞预测速度阈值(Vxref)高的情况下禁止自动转向操纵的介入。

Description

碰撞避免辅助装置
技术领域
本发明涉及以避免本车辆与障碍物碰撞的方式对驾驶员进行辅助的碰撞避免辅助装置。
背景技术
以往，公知有一种具备碰撞避免辅助装置的车辆。碰撞避免辅助装置在通过照相机或者雷达等传感器检测到本车辆碰撞的可能性较高的障碍物的情况下，通过自动制动使本车辆减速。另外，例如还公知有一种如专利文献1所提出那样，除了自动制动以外，还通过转向操纵装置使本车辆向远离障碍物的方向自动转向的碰撞避免辅助装置。
专利文献1：日本特开2012－116403号公报
若在即使实施自动制动使本车辆减速，本车辆相对于障碍物的相对速度或者本车辆的速度也未充分降低的状况下进行自动转向操纵，则难以高精度地控制本车辆相对于障碍物的行驶路线。例如，相对速度或者本车辆的速度越高，则使本车辆避开障碍物的避让轨道越产生偏差。因此，有可能无法使本车辆恰当地向用于避开障碍物的避让空间移动。
另外，在进行自动转向操纵的情况下，需要在进行自动制动的情况的基础上考虑对在本车辆的周围存在的其他障碍物的影响。因此，在进行碰撞避免辅助的情况下，希望尽量仅通过自动制动来实施。从而，若未恰当地进行自动转向操纵的介入，则有可能自动转向操纵的介入反而成为相反效果。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，在除了自动制动以外还进行自动转向操纵的情况下，恰当地进行自动转向操纵的介入。
为了实现上述目的，本发明的特征在于，具备：障碍物检测单元(10、51)，检测在本车辆的前方存在的障碍物；自动制动单元(10、S14、20)，在上述本车辆与上述检测到的障碍物碰撞的可能性较高的情况下，使自动制动介入(实施)，该自动制动是使车轮产生制动力的控制；以及自动转向操纵单元(10、S19、30)，在即使上述本车辆通过上述自动制动的介入而减速，但上述本车辆与上述障碍物碰撞的可能性也较高的情况下，使自动转向操纵介入(实施)，该自动转向操纵是将转向轮向避免碰撞的方向转向操纵的控制，在上述碰撞避免辅助装置中，具备：推断单元(S18、S42)，在上述自动转向操纵介入之前，对被预测为本车辆因上述自动制动的介入而减速行驶后会与上述障碍物碰撞的位置处的、表示上述本车辆相对于上述障碍物的预测相对速度的碰撞预测速度(Vx)或者表示上述本车辆的车速的碰撞预测速度(Vx)是否比碰撞速度阈值(Vxref)高进行推断；或者，在上述自动转向操纵介入之前，对上述自动制动介入时的、表示上述本车辆相对于上述障碍物的相对速度的制动介入时速度(Vb)或者表示上述本车辆的车速的制动介入时速度(Vb)是否比制动介入时速度阈值(Vbref)高进行推断；以及自动转向操纵禁止单元(S18：否、S42：否、S44、S31：否)，在由上述推断单元推断为上述碰撞预测速度比上述碰撞速度阈值高的情况下、或者推断为上述制动介入时速度比制动介入时速度阈值高的情况下，禁止由上述自动转向操纵单元进行的自动转向操纵的介入。
在本发明中，障碍物检测单元检测在本车辆的前方存在的障碍物。自动制动单元在本车辆与障碍物碰撞的可能性较高的情况下，使自动制动介入，该自动制动是使车轮产生制动力的控制。本车辆与障碍物碰撞的可能性例如能够使用到本车辆将与障碍物碰撞为止的预测时间来判断。自动转向操纵单元在即使本车辆因自动制动的介入而减速，本车辆与障碍物碰撞的可能性也较高的情况下，使自动转向操纵介入，该自动转向操纵是将转向轮向避免碰撞的方向转向操纵的控制。因此，通过自动转向操纵能够避免本车辆与障碍物碰撞。
若在无法充分降低本车辆相对于障碍物的相对速度或者本车辆的速度的状况下进行自动转向操纵，则难以高精度地控制本车辆相对于障碍物的行驶路线。因此，若不恰当地进行自动转向操纵的介入，则有可能自动转向操纵的介入反而成为相反效果。鉴于此，在本发明中，具备推断单元和自动转向操纵禁止单元。
推断单元在自动转向操纵的介入前，对被预测为本车辆因自动制动的介入而减速行驶后会与障碍物碰撞的位置处的、表示本车辆相对于障碍物的预测相对速度的碰撞预测速度或者表示本车辆的车速的碰撞预测速度是否比碰撞速度阈值高进行推断。该碰撞预测速度表示被预测为本车辆因自动制动的介入而减速行驶后会与障碍物碰撞的位置处的、本车辆相对于障碍物的预测相对速度或者本车辆的车速。或者，推断单元在自动转向操纵的介入前，对自动制动介入时的、表示本车辆相对于障碍物的相对速度的制动介入时速度或者表示本车辆的车速的制动介入时速度是否比制动介入时速度阈值高进行推断。该制动介入时速度表示自动制动介入时的本车辆相对于障碍物的相对速度或者本车辆的车速。
例如，由于在被预测为即使接受自动制动的介入本车辆也会与障碍物碰撞的状况下，本车辆以接近极限的减速度进行减速，所以减速度没有较大差异。因此，能够根据制动介入时速度一定程度对碰撞预测速度进行推断。因此，推断单元既可以进行碰撞预测速度是否比碰撞速度阈值高的推断，也可以进行制动介入时速度是否比制动介入时速度阈值高的推断。其中，本车辆相对于障碍物的相对速度相当于从本车辆的速度减去了障碍物中的本车辆的行驶方向的速度而得到的值。
有可能碰撞预测速度或者制动介入时速度越高，则自动转向操纵的精度越降低。鉴于此，自动转向操纵禁止单元在由推断单元推断为碰撞预测速度比碰撞速度阈值高的情况下、或者推断为制动介入时速度比制动介入时速度阈值高的情况下，禁止由自动转向操纵单元进行的自动转向操纵的介入。由此，在除了自动制动以外还进行自动转向操纵的情况下，能够恰当地进行自动转向操纵的介入。
本发明的一个方面的特征在于，上述推断单元被构成为在上述本车辆因上述自动制动的介入而减速行驶时，以规定的运算周期运算上述碰撞预测速度(S16)，并且对上述运算出的上述碰撞预测速度是否比上述碰撞速度阈值高进行判定(S18)。
在本发明的一个方面中，推断单元在本车辆因自动制动的介入而减速行驶时，以规定的运算周期对碰撞预测速度进行运算。因此，能够高精度地运算碰撞预测速度。碰撞预测速度例如能够基于本车辆与障碍物的距离、本车辆相对于障碍物的相对速度、以及本车辆的减速度等运算。推断单元对该运算出的碰撞预测速度是否比碰撞速度阈值高进行判定。由此，根据本发明的一个方面，能够更恰当地进行自动转向操纵的介入。
本发明的一个方面的特征在于，上述推断单元被构成为在上述自动制动已介入时检测上述制动介入时速度，并且对上述检测到的制动介入时速度是否比上述制动介入时速度阈值高进行判定(S42)。
在本发明的一个方面中，推断单元在自动制动介入时检测制动介入时速度，并且对检测到的制动介入时速度是否比制动介入时速度阈值高进行判定。因此，根据本发明的一个方面，能够在自动制动介入的较早的阶段，禁止自动转向操纵的介入。
本发明的一个方面的特征在于，具备：障碍物判别单元(S21、S45)，对上述障碍物是静止物还是移动物进行判别；以及碰撞速度阈值可变单元(S22、S23)，在由上述障碍物判别单元判别为上述障碍物是静止物的情况下，与判别为上述障碍物是移动物的情况相比，将上述碰撞速度阈值设定为较高的值。
在通过自动转向操纵的介入来实施碰撞避免的情况下，需要考虑障碍物的移动量，在障碍物是移动物的情况下，产生移动量的检测偏差。因此，在障碍物是移动物的情况下，需要以较高的精度控制基于自动转向操纵的本车辆的行驶路线。相反，在障碍物是静止物的情况下，与障碍物是移动物的情况相比，能够放宽仅与自动转向操纵的行驶路线的控制的精度。
鉴于此，在本发明的一个方面中，障碍物判别单元对障碍物是静止物还是移动物进行判别。而且，在判别为障碍物是静止物的情况下，与判别为是移动物的情况相比，碰撞速度阈值可变单元将碰撞速度阈值设定为较高的值。因此，在障碍物是静止物的情况下，与是移动物的情况相比，自动转向操纵容易介入。由此，根据本发明的一个方面，能够根据障碍物的种类(移动物/静止物)进行恰当的自动转向操纵的介入。
本发明的一个方面的特征在于，具备：障碍物判别单元(S45)，对上述障碍物是静止物还是移动物进行判别；以及制动介入时速度阈值可变单元(S46、S47)，在由上述障碍物判别单元判别为上述障碍物是静止物的情况下，与判别为上述障碍物是移动物的情况相比，将上述制动介入时速度阈值设定为较高的值。
根据本发明的一个方面，能够根据障碍物的种类(移动物/静止物)进行恰当的自动转向操纵的介入。
在上述说明中，为了帮助理解发明，对与实施方式对应的发明的构成要件用括号添加实施方式所使用的符号，但发明的各构成要件并不局限于由上述符号规定的实施方式。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的碰撞避免辅助装置的概略***构成图。
图2是表示本车辆的避让轨道的俯视图。
图3是表示行驶车道中的避让空间的俯视图。
图4是表示碰撞避免辅助控制程序1的流程图。
图5是表示碰撞避免辅助控制程序1的变形例的流程图。
图6是表示碰撞避免辅助控制程序2的流程图。
图7是表示标志设定程序的流程图。
图8是表示标志设定程序的变形例的流程图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是本实施方式的碰撞避免辅助装置的概略***构成图。
碰撞避免辅助装置具备辅助ECU10、制动器ECU20、转向ECU30、以及警报ECU40。各ECU10、20、30、40具备微型计算机作为主要部分，并且经由未图示的CAN(Controller AreaNetwork：控制器区域网络)以可相互接收和发送各种控制信息、要求信号的方式连接。其中，ECU是Electric Control Unit(电子控制单元)的简称。在本说明书中，微型计算机包括CPU和ROM以及RAM等存储装置，通过CPU执行储存于ROM的指令(程序)来实现各种功能。在本说明书中，将搭载有碰撞避免辅助装置的车辆称为“本车辆”。
辅助ECU10与周围传感器51、转向角传感器52、横摆率传感器53、车速传感器54、以及加速度传感器55连接。周围传感器51具有至少获取与本车辆的前方道路、以及存在于道路的立体物有关的信息的功能。立体物例如是行人、自行车以及汽车等移动物、以及电线杆、树木及护栏等静止物。
周围传感器51例如具备雷达传感器以及照相机传感器。雷达传感器例如将毫米波段的电波照射到本车辆的周围(至少包括前方)，在存在立体物的情况下，接收来自该立体物的反射波，基于该电波的照射时刻和接收时刻等，对立体物的有无、本车辆与立体物的相对关系(本车辆与立体物的距离、以及本车辆与立体物的相对速度等)进行运算。
照相机传感器例如具备立体照相机，拍摄车辆前方的左以及右的风景，基于拍摄到的左右的图像数据，对道路的形状、立体物的有无、本车辆与立体物的相对关系等进行运算。另外，照相机传感器识别道路的左右的白线等车道标识符(以下，称为白线)，对道路的形状、以及道路与本车辆的位置关系进行运算。
将由周围传感器51获取到的信息称为目标信息。周围传感器51以规定的周期将目标信息反复发送至辅助ECU10。此外，周围传感器51不必一定需要具备雷达传感器以及照相机传感器，只要使用与所要求的检测精度对应的传感器即可。另外，表示本车辆行驶的道路的形状、以及道路与本车辆的位置关系的信息也能够利用导航***的信息。
转向角传感器52检测本车辆的转向角，并将该检测信号发送至辅助ECU10。横摆率传感器53检测作用于本车辆的横摆率，并将该检测信号发送至辅助ECU10。车速传感器54检测本车辆的行驶速度(称为车速)，并将该检测信号发送至辅助ECU10。加速度传感器55检测作用于本车辆的前后方向的加速度即前后加速度、以及作用于本车辆的左右方向(车宽度方向)的加速度即横加速度，将该检测信号发送至辅助ECU10。其中，由于车速传感器54基于对设置于本车辆的各车轮的车轮速度传感器的脉冲信号进行计数而得到的计数值来运算车速，所以也可以代替车速传感器54而是将车轮速度传感器的信号发送至辅助ECU10的构成。
辅助ECU10基于这些来自传感器的检测信号，检测在本车辆的前方存在的障碍物，在本车辆与该障碍物碰撞的可能性较高的情况下，对制动器ECU20发送碰撞避免用的制动指令，并且，根据需要对转向ECU30发送碰撞避免用的转向操纵指令。对于辅助ECU10的处理，将在后面描述。
制动器ECU20与制动促动器21连接。制动促动器21被设置于通过制动踏板的踏力对工作油进行加压的主缸(省略图示)与设置于左右前后轮的摩擦制动机构22之间的液压回路。摩擦制动机构22具备被固定于车轮的制动盘22a和被固定于车身的制动钳22b，利用从制动促动器21供给的工作油的液压来使内置于制动钳22b的轮缸工作，由此将制动片向制动盘22a推压而产生液压制动力。
制动促动器21是对向内置于制动钳22b的轮缸供给的液压进行调整的公知的促动器，将与来自制动器ECU20的控制指令对应的液压供给至轮缸而使左右前后轮产生制动力。
转向ECU30是电动助力转向***的控制装置，与马达驱动器31连接。马达驱动器31与转向操纵用马达32连接。转向操纵用马达32被组入转向机构(省略图示)，转子通过从马达驱动器31供给来的电力而旋转，通过该转子的旋转来对左右的转向轮进行转向操纵。
转向ECU30在通常时检测驾驶员的转向操纵转矩，并利用转向操纵用马达32产生与该转向操纵转矩对应的辅助转矩，但在驾驶员不进行方向盘操作时接收到从驾驶辅助ECU10发送碰撞避免用的转向操纵指令的情况下，根据该转向操纵指令驱动控制转向操纵用马达32，来对转向轮进行转向操纵。
警报ECU40与蜂鸣器41以及显示器42连接。警报ECU40根据来自辅助ECU10的指令在本车辆与障碍物碰撞的可能性较高的情况下使蜂鸣器41鸣响来进行对驾驶员的提醒，并且通过显示器42显示碰撞避免辅助控制的工作状况。
接下来，对辅助ECU10的功能进行说明。若着眼于该功能，则辅助ECU10具备本车车道识别部11、本车轨道运算部12、立体物轨道运算部13、障碍物判定部14、碰撞判定部15、目标减速度运算部16、避让目标轨道运算部17、以及控制部18。
本车车道识别部11基于从周围传感器51发送来的目标信息，生成与本车辆今后要行驶的道路有关的信息。例如，本车车道识别部11以本车辆的前端中央位置为原点，使用从该原点向左右方向以及前方扩展的坐标系，来生成地面、立体物、白线的坐标信息(位置信息)。由此，本车车道识别部11掌握被左右的白线划分的本车辆的行驶车道的形状、行驶车道内的本车辆的位置以及朝向、地面以及立体物相对于本车辆的相对位置。本车车道识别部11每当接收从周围传感器51发送的目标信息，便更新该坐标信息。
本车轨道运算部12基于由横摆率传感器53检测到的横摆率、以及由车速传感器54检测到的车速，对本车辆的转弯半径进行运算，并基于该转弯半径来运算本车辆的轨道。
立体物轨道运算部13基于立体物的位置的变化，判别立体物是移动物还是静止物，在是移动物的情况下，对立体物的轨道进行运算。例如，立体物的前后方向(本车辆的行驶方向)的移动速度能够根据本车辆的车速和本车辆与立体物的相对速度的关系来运算。另外，立体物的左右方向的移动速度能够根据由周围传感器51检测到的立体物的横端位置与白线之间的距离的变化量等来运算。立体物轨道运算部13基于该立体物的前后方向和左右方向的移动速度对立体物的轨道进行运算。或者，立体物轨道运算部13也可以基于运算出的本车辆的轨道以及由周围传感器51检测到的本车辆与立体物的距离，来运算立体物的轨道。
障碍物判定部14基于本车辆的轨道和立体物的轨道，对在立体物维持现状的移动状态(立体物是静止物的情况下为停止状态)、并且本车辆维持现状的行驶状态的情况下本车辆是否会与立体物碰撞进行判定。障碍物判定部14基于判定结果，在判定为本车辆会与立体物碰撞的情况下，将该立体物认定为是障碍物。
碰撞判定部15基于障碍物与本车辆的距离L、和本车辆相对于障碍物的相对速度Vr，通过下式(1)对到本车辆与障碍物碰撞为止的预测时间(到碰撞为止的剩余时间)即碰撞预测时间TTC进行运算。
TTC＝L/Vr···(1)
碰撞判定部15在该碰撞预测时间TTC为预先设定的碰撞判定阈值TTC0以下的情况下，判定为本车辆与障碍物碰撞的可能性较高。
在判定为本车辆与障碍物碰撞的可能性较高的情况下，目标减速度运算部16对使本车辆减速的目标减速度进行运算。例如，若举出障碍物停止的情况为例，则如果将当前时刻下的本车辆的车速(＝相对速度)设为V，将本车辆的减速度设为a，将到车辆停止为止的时间设为t，则本车辆到停止为止的行驶距离X能够由下式(2)表示。
X＝V·t+(1/2)·a·t2···(2)
另外，到车辆停止为止的时间t能够由下式(3)表示。
t＝－V/a···(3)
因此，通过将(3)式代入(2)式，使本车辆以行驶距离D停止所需要的减速度a能够由下式(4)表示。
a＝－V2/2D···(4)
为了使本车辆相对于障碍物在靠前距离β停止，只要将该行驶距离D设定为从由周围传感器51检测到的距离L减去距离β而得到的距离(L－β)即可。此外，在障碍物移动的情况下，只要取代车速V而使用相对速度Vr来计算减速度a即可。
目标减速度运算部16将这样运算出的减速度a设定为目标减速度。该情况下，因为车辆能够产生的减速度有极限(例如，－1G左右)，所以在运算出的目标减速度的绝对值大于上限值的情况下，目标减速度的绝对值被设定为预先设定的上限值。
避让目标轨道运算部17对为了避免本车辆与障碍物的碰撞而能够采取的避让目标轨道进行运算。例如，在如图2所示，假定为本车辆C维持着当前的行驶状态行驶的情况下，避让目标轨道运算部确定视为本车辆C通过的路径A。而且，避让目标轨道运算部17确定在本车辆C对当前的横加速度Gy0加上了用于本车辆C在当前的本车辆C的速度下安全地进行转弯的横力的最大变化量ΔGy的情况下预测为本车辆C通过的路径B1，并且，确定在相反从本车辆C的当前的横加速度Gy0减去了最大变化量ΔGy的情况下预测为本车辆C通过的路径B2。
避让目标轨道运算部17在从路径B1到路径B2的范围AR(行驶范围)中，求出使横加速度每恒定量变化的情况下的路径B0作为避让轨道的候补。避让目标轨道运算部17基于该避让轨道的候补和与障碍物的干扰程度，来决定通过本车辆C进行转弯而能够不与障碍物干扰地避免碰撞的轨道作为避让轨道。
其中，该避让轨道被限定在不使本车辆C从行驶车道脱离的范围、且确认为形成有地面的范围。另外，自动转向操纵以避免障碍物的方向(左右方向)被唯一决定为条件。例如，当如图3所示，在本车辆C的前方的行驶车道内，在左侧存在障碍物O的情况下，行驶车道内的障碍物O的右侧被设定为避让空间SP，决定了通过该避让空间SP的避让轨道。若避让目标轨道运算部17决定了避让轨道，则运算用于使本车辆C沿避让轨道行驶的目标横摆率。
控制部18将表示由目标减速度运算部16运算出的目标减速度的碰撞避免用的制动指令发送至制动器ECU20。制动器ECU20根据目标减速度控制制动促动器21而使车轮产生摩擦制动力。由此，自动制动介入(被实施)。
另外，控制部18基于由避让目标轨道运算部17运算出的目标横摆率和本车辆的车速，对可得到目标横摆率的目标转向角进行运算，将表示该目标转向角的碰撞避免用的转向操纵指令发送至转向ECU30。转向ECU30根据目标转向角驱动转向操纵用马达32来对转向轮进行转向操纵。由此，自动转向操纵介入(被实施)。其中，在由后述的碰撞避免辅助控制程序禁止了自动转向操纵的情况下，控制部18不将碰撞避免用的转向操纵指令发送至转向ECU30。
此外，在正实施自动转向操纵时检测到驾驶员的转向操纵操作的情况下，转向ECU30结束自动转向操纵，实施与驾驶员的转向操纵操作(转向操纵转矩)对应的转向操纵控制。
＜碰撞避免辅助控制程序1＞
接下来，对辅助ECU10执行的碰撞避免辅助控制进行说明。图4表示辅助ECU10实施的碰撞避免辅助控制程序。通过上述的各功能部11～18的配合来实施碰撞避免辅助控制程序。碰撞避免辅助控制程序在点火开关接通的期间，以规定的运算周期被反复实施。该运算周期例如与周围传感器51发送目标信息的周期相同。因为针对其他的实施方式也说明碰撞避免辅助控制程序，所以将最初进行说明的碰撞避免辅助控制程序(图4)称为碰撞避免辅助控制程序1。
若碰撞避免辅助控制程序1启动，则辅助ECU10在步骤S11中获取由周围传感器51检测到的本车辆的前方的目标信息。接着，辅助ECU10在步骤S12中基于目标信息、和行驶车道内的本车辆的位置以及朝向、立体物相对于本车辆的相对位置等来判定有无障碍物，并且检测用于避免障碍物的避让空间(避让目标轨道)。
接着，辅助ECU10在步骤S13中，使用碰撞预测时间TTC来判定本车辆与障碍物碰撞的可能性。在碰撞预测时间TTC比碰撞判定阈值TTC0长的情况下、即在判定为本车辆与障碍物碰撞的可能性不高的情况下，辅助ECU10暂时结束碰撞避免辅助控制程序1。辅助ECU10以规定的运算周期实施碰撞避免辅助控制程序1。在这样的反复进行步骤S11～S13的处理的期间，若在本车辆的前方检测到障碍物，且检测为相对于该障碍物的碰撞预测时间TTC为碰撞判定阈值TTC0以下(S13：是)，则辅助ECU10在步骤S14中对制动器ECU20发送碰撞避免用的制动指令，使左右前后轮产生摩擦制动力。该制动指令例如是表示通过上述式(4)运算出的减速度的指令。由此，自动制动介入。这样，辅助ECU10以能够避免本车辆与障碍物碰撞的方式辅助驾驶员。
接着，辅助ECU10在步骤S15中推断当前时刻的本车辆的减速度。该情况下，辅助ECU10基于由车速传感器54检测到的车速(或者，由车轮速度传感器检测到的车轮速度)的变化量(微分值)、或者由加速度传感器55检测到的前后加速度，来推断本车辆的减速度。此外，碰撞避免辅助控制程序1被以规定的运算周期反复进行，但步骤S15的处理可以仅在自动制动介入后被最初实施的情况下，从自动制动开始起等待经过规定的较短的设定时间之后(产生了减速度之后)实施。
接着，在步骤S16中，对预测为本车辆因自动制动的介入而在减速的同时行驶、本车辆与障碍物将碰撞的位置(称为碰撞预测位置)处的本车辆相对于障碍物的预测相对速度进行运算。将该预测相对速度称为碰撞预测速度Vx。
例如，若将当前时刻下的本车辆相对于障碍物的相对速度设为Vr，将本车辆与障碍物的距离设为L，将本车辆的减速度(在步骤S15中运算出的减速度)设为a，则根据L＝Vr·t+(1/2)·a·t2···(5)这一关系式(5)求出到本车辆与障碍物碰撞为止的时间t。
因此，时间t后的相对速度即碰撞预测速度Vx通过下式(6)计算。
Vx＝Vr+a·t···(6)
其中，该运算在障碍物不进行加减速(恒定速度、或者停止)的情况下进行。
接着，辅助ECU10在步骤S17中进行对因自动转向操纵的介入引起的碰撞避免的必要性进行表示的转向操纵介入工作判定。此时，在碰撞预测速度Vx大于零、即在是仅通过基于自动制动的制动无法使本车辆在障碍物的近前停止的状况，并且在行驶车道内存在用于避开障碍物的避让空间(避让目标轨道)这2个条件成立的情况下，判定为“是”。
辅助ECU10在转向操纵介入工作判定为“否”的情况下(S17：否)，暂时结束碰撞避免辅助控制程序1。然后，以规定的运算周期反复进行上述的处理。该情况下，仅通过自动制动进行本车辆与障碍物的碰撞避免辅助。
另一方面，在转向操纵介入工作判定为“是”的情况下，辅助ECU10在步骤S18中对碰撞预测速度Vx是否为碰撞预测速度阈值Vxref以下进行判断。该碰撞预测速度阈值Vxref是设定了相对于障碍物能够高精度地进行自动转向操纵的碰撞预测速度Vx的范围的上限的值。
辅助ECU10在碰撞预测速度Vx为碰撞预测速度阈值Vxref以下的情况下(S18：是)，在步骤S19中实施自动转向操纵控制。即，辅助ECU10将表示用于使本车辆沿避让轨道行驶的目标转向角的碰撞避免用的转向操纵指令发送至转向ECU30。这样，自动转向操纵介入。另一方面，在碰撞预测速度Vx超过碰撞预测速度阈值Vxref的情况下(S18：否)，辅助ECU10暂时结束碰撞避免辅助控制程序1。该情况下，仅通过自动制动进行本车辆与障碍物的碰撞避免辅助。
因此，根据碰撞避免辅助控制程序1，仅在即使自动制动介入本车辆与障碍物碰撞的可能性也较高的情况、且碰撞预测速度Vx为碰撞预测速度阈值Vxref以下的情况下，使自动转向操纵介入。
在通过自动转向操纵的介入来实施碰撞避免的情况下，本车辆相对于障碍物的相对速度越高，则自动转向操纵中的碰撞避免精度越降低。例如，即使以相同的转向操纵控制量控制转向轮的转向角，相对速度越高，则本车辆相对于障碍物的行进路线(行驶轨道)的横位置以及前后位置越容易出现偏差。该情况下，有可能无法使车辆移动到成为目标的避让空间。鉴于此，在本实施方式中，对被预测为本车辆与障碍物将碰撞的碰撞预测位置处的碰撞预测速度Vx进行推断，在碰撞预测速度Vx超过碰撞预测速度阈值Vxref的情况下，不使自动转向操纵介入。
因此，根据本实施方式，在除了自动制动以外还进行自动转向操纵的情况下，能够恰当地进行自动转向操纵的介入。
＜碰撞避免辅助控制程序1的变形例＞
接下来，对碰撞避免辅助控制程序1的变形例进行说明。该变形例如图5所示，在实施方式的碰撞避免辅助控制程序1中的步骤S17与步骤S18之间设置了步骤S21～S23。对于与碰撞避免辅助控制程序1相同的处理，在附图中标注与碰撞避免辅助控制程序1相同的步骤编号并省略说明，对与碰撞避免辅助控制程序1不同的处理进行说明。
当在步骤S17中转向介入工作判定为“是”的情况、即判定为有因自动转向操纵的介入引起的碰撞避免的必要性的情况下，辅助ECU10使该处理前进到步骤S21。辅助ECU10在步骤S21中对成为碰撞避免对象的障碍物是静止物还是移动物进行判别。在判定为障碍物是静止物的情况下，辅助ECU10在步骤S22中将碰撞预测速度阈值Vxref设定为第一碰撞预测速度阈值Vxref1。在判定为障碍物是移动物的情况下，辅助ECU10在步骤S23中将碰撞预测速度阈值Vxref设定为第二碰撞预测速度阈值Vxref2。此外，在无法判别为障碍物是静止物还是移动物的情况下，辅助ECU10将该障碍物作为移动物对待。
该第一碰撞预测速度阈值Vxref1是设定了能够对于静止的障碍物高精度地进行自动转向操纵的碰撞预测速度Vx的范围的上限的值，第二碰撞预测速度阈值Vxref2是设定了能够对于非静止的障碍物高精度地进行自动转向操纵的碰撞预测速度Vx的范围的上限的值。因此，第二碰撞预测速度阈值Vxref2被设定为比第一碰撞预测速度阈值Vxref1低的车速。
若辅助ECU10在步骤S22或者步骤S23中设定了碰撞预测速度阈值Vxref，则使该处理前进到步骤S18，对碰撞预测速度Vx是否是碰撞预测速度阈值Vxref以下进行判断，仅在碰撞预测速度Vx是碰撞预测速度阈值Vxref以下的情况下实施自动转向操纵控制。
根据该变形例，在障碍物是静止物的情况下，与障碍物是移动物的情况相比，碰撞预测速度阈值Vxref被设定为较高的值。
在通过自动转向操纵实施碰撞避免的情况下，需要考虑障碍物的移动量，在障碍物是移动物的情况下，会产生移动量的偏差。因此，在障碍物是移动物(也包括不清楚是静止物还是移动物)的情况下，需要高精度地控制基于自动转向操纵的本车辆的行驶路线。相反，在障碍物是静止物的情况下，与障碍物是移动物的情况相比，能够放宽基于自动转向操纵的行驶路线的控制的精度。
鉴于此，在本实施方式中，在障碍物是静止物的情况下，与障碍物是移动物的情况相比，将碰撞预测速度阈值Vxref设定为较高的值。因此，在障碍物是静止物的情况下，与障碍物是移动物的情况相比，自动转向操纵更容易介入。由此，根据该变形例1，能够根据障碍物的种类(移动物/静止物)进行恰当的自动转向操纵的介入。
此外，上述的碰撞避免辅助控制程序1(图4)中的步骤S18所使用的碰撞预测速度阈值Vxref可以被设定为与第二碰撞预测速度阈值Vxref2相当的值。由此，无论障碍物是静止物还是移动物，均能够高精度地控制基于自动转向操纵的本车辆的行驶路线。
＜碰撞避免辅助控制程序2＞
接下来，对碰撞避免辅助控制程序的其他实施方式(称为碰撞避免辅助控制程序2)进行说明。图6表示碰撞避免辅助控制程序2的流程图。该碰撞避免辅助控制程序2是在碰撞避免辅助控制程序1(也包括其变形例)中追加了步骤S31的处理的程序。以下，对与碰撞避免辅助控制程序1相同的处理在附图中标注与碰撞避免辅助控制程序1相同的步骤编号并省略说明，对与碰撞避免辅助控制程序1不同的处理进行说明。
若在步骤S14中开始自动制动，则辅助ECU10在步骤S31中对转向操纵禁止标志F是否是“0”进行判断。该转向操纵禁止标志F由图7的标志设定程序设定。标志设定程序与碰撞避免辅助控制程序2并行地由辅助ECU10以规定的运算周期反复实施。
在标志设定程序中，辅助ECU10在步骤S41中判断当前时刻是否是开始了自动制动的时刻。即，对当前时刻是否是刚刚开始了在碰撞避免辅助控制程序的步骤S14中实施的自动制动之后进行判断。辅助ECU10以规定的运算周期反复实施标志设定程序，仅在刚刚开始了自动制动之后的初次，在该步骤S41中判定为“是”。在不是刚刚开始了自动制动之后的情况下，辅助ECU10暂时结束标志设定程序。
辅助ECU10在是刚刚开始了自动制动之后的情况下，在步骤S42中检测当前时刻的表示本车辆相对于障碍物的相对速度的制动介入时速度Vb，对制动介入时速度Vb是否是制动介入时速度阈值Vbref以下进行判断。辅助ECU10在制动介入时速度Vb是制动介入时车速阈值Vbref以下的情况(S42：是)下，在步骤S43中将转向操纵禁止标志F设定为“0”。另一方面，在制动介入时速度Vb大于制动介入时车速阈值Vbref的情况(S42：否)下，在步骤S44中将转向操纵禁止标志F设定为“1”。该转向操纵禁止标志F通过“1”来表示禁止自动转向操纵的介入的状况，通过“0”来表示未禁止自动转向操纵的介入的状况。
辅助ECU10若在步骤S43或者步骤S44中设定了转向操纵禁止标志F，则暂时结束标志设定程序。其中，转向操纵禁止标志F例如在一系列的碰撞避免辅助处理结束的时刻(检测到碰撞的避免的时刻、或者自动制动开始后经过了一定时间的时刻)被重置为“0”。
返回到碰撞避免辅助控制程序2，辅助ECU10在步骤S31中读取通过标志设定程序设定的转向操纵禁止标志F，对转向操纵禁止标志F是否是“0”进行判断。辅助ECU10在转向操纵禁止标志F是“0”的情况下(S31：是)，使该处理前进到步骤S15，实施上述的处理。
另一方面，在步骤S31中判定为转向操纵禁止标志F是“1”的情况下，因为自动转向操纵的介入被禁止，所以暂时结束碰撞避免辅助控制程序2。因此，自动转向操纵不介入，仅自动制动被实施。
在该碰撞避免辅助控制程序2中，当自动制动介入时，检测制动介入时速度Vb，并且，对该检测到的制动介入时速度Vb是否比制动介入时车速阈值Vbref高进行判定。由于在预测为即使接受自动制动的介入本车辆也会与障碍物碰撞的状况下，本车辆以接近极限的减速度进行减速，所以减速度没有较大差异。因此，能够根据制动介入时速度Vb在一定程度上推断碰撞预测速度。
鉴于此，在碰撞避免辅助控制程序2中，当制动介入时速度Vb比制动介入时车速阈值Vbref高的情况下，禁止自动转向操纵的介入。因此，根据碰撞避免辅助控制程序2，与碰撞避免辅助控制程序1同样，仅在推断为是能够高精度地实施本车辆的行进路线控制的状况的情况下，能够使自动转向操纵介入。另外，能够在判定为制动介入时速度Vb比制动介入时车速阈值Vbref高的时刻、即在自动制动已介入的较早的阶段，决定自动转向操纵的介入的禁止。因此，能够降低这以后的微型计算机的运算负荷。
此外，在碰撞避免辅助控制程序2中，在步骤S15以后实施基于碰撞预测速度Vx的自动转向操纵的禁止判定处理，但不必一定需要实施基于碰撞预测速度Vx的自动转向操纵的禁止判定处理，也可以省略。即，也可以仅通过制动介入时速度Vb是否比制动介入时车速阈值Vbref高的判定，来决定是否禁止自动转向操纵(当然，在不存在碰撞避免路径的情况下禁止自动转向操纵)。
＜标志设定程序的变形例＞
接下来，对标志设定程序的变形例(称为标志设定程序2)进行说明。图8是表示标志设定程序2的流程图。标志设定程序2是在上述的图7的标志设定程序(称为标志设定程序1)中的步骤S41与步骤S42之间设置了步骤S45～S47的处理的程序。以下，对与标志设定程序1相同的处理在附图中标注与标志设定程序1相同的步骤编号并省略说明，对与标志设定程序1不同的处理进行说明。
辅助ECU10在步骤S41中判定为当前时刻是开始了自动制动的时刻的情况下，使该处理前进到步骤S45。辅助ECU10在步骤S45中对成为碰撞避免对象的障碍物是静止物还是移动物进行判别。在判定为障碍物是静止物的情况下，辅助ECU10在步骤S46中将制动介入时车速阈值Vbref设定为第一制动介入时车速阈值Vbref1。在判定为障碍物是移动物的情况下，辅助ECU10在步骤S47中将制动介入时车速阈值Vbref设定为第二制动介入时车速阈值Vbref2。其中，在无法判别障碍物是静止物还是移动物的情况下，辅助ECU10将该障碍物作为移动物对待。
第一制动介入时车速阈值Vbref1是被推断为碰撞预测速度阈值Vxref与第一碰撞预测速度阈值Vxref1为相同程度的制动介入时车速阈值。另外，第二制动介入时车速阈值Vbref2是被推断为碰撞预测速度阈值Vxref与第二碰撞预测速度阈值Vxref2为相同程度的制动介入时车速阈值。因此，第二制动介入时车速阈值Vbref2被设定为比第一制动介入时车速阈值Vbref1低的车速。
若在步骤S46或者步骤S47中设定了制动介入时车速阈值Vbref，则辅助ECU10使该处理前进到步骤S42，使用该制动介入时车速阈值Vbref，基于当前时刻的制动介入时速度Vb是否是制动介入时车速阈值Vbref以下，来设定转向操纵禁止标志F。
通过应用该标志设定程序2，能够根据障碍物的种类(移动物/静止物)进行恰当的自动转向操纵的介入。
＜碰撞预测速度Vx的变形例＞
在上述的碰撞避免辅助控制程序1、2、以及它们的变形例中，使用碰撞预测位置处的本车辆相对于障碍物的预测相对速度作为碰撞预测速度Vx，但也能够取代该预测相对速度而使用碰撞预测位置处的本车辆的车速。有可能本车辆的速度越高，则控制本车辆相对于障碍物的行驶路线的精度越降低。鉴于此，即使使用碰撞预测位置处的本车辆的车速作为决定自动转向操纵的介入的禁止的碰撞预测速度Vx，也能够得到与实施方式相同的效果。该情况下，只要在式(6)中不代入相对速度Vr而代入本车辆的车速V来运算碰撞预测速度Vx即可。
＜制动介入时速度Vb的变形例＞
在上述的碰撞避免辅助控制程序2、以及其变形例中，使用刚刚开始了自动制动之后的本车辆相对于障碍物的相对速度作为制动介入时速度Vb，但也能够不使用该相对速度而使用刚刚开始了自动制动之后的本车辆的车速。有可能本车辆的速度越高，则控制本车辆相对于障碍物的行驶路线的精度越降低。鉴于此，即使使用刚刚开始了自动制动之后的本车辆的车速作为决定自动转向操纵的介入的禁止的制动介入时速度Vb，也能够得到与实施方式相同的效果。
以上，对本实施方式所涉及的碰撞避免辅助装置进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式以及变形例，只要不脱离本发明的目的就能够进行各种变更。
符号说明
10…辅助ECU；11…本车车道识别部；12…本车轨道运算部；13…立体物轨道运算部；14…障碍物判定部；15…碰撞判定部；16…目标减速度运算部；17…避让目标轨道运算部；18…控制部；20…制动器ECU；21…制动促动器；22…摩擦制动机构；30…转向ECU；32…转向操纵用马达；40…警报ECU；51…周围传感器；52…转向角传感器；53…横摆率传感器；54…车速传感器；55…加速度传感器；a…减速度；TTC…碰撞预测时间；Vb…制动介入时速度；Vbref…制动介入时车速阈值；Vbref1…第一制动介入时车速阈值；Vbref2…第二制动介入时车速阈值；Vx…碰撞预测速度；Vxref…碰撞预测速度阈值；Vxref1…第一碰撞预测速度阈值；Vxref2…第二碰撞预测速度阈值；C…本车辆；F…转向操纵禁止标志；O…障碍物。

Claims (8)

1.一种碰撞避免辅助装置，具备：
障碍物检测单元，检测在本车辆的前方存在的障碍物；
自动制动单元，在上述本车辆与上述检测到的障碍物碰撞的可能性高的情况下，使自动制动介入，该自动制动是使车轮产生制动力的控制；以及
自动转向操纵单元，在即使上述本车辆因上述自动制动的介入而减速，上述本车辆仍与上述障碍物碰撞的可能性高的情况下，使自动转向操纵介入，该自动转向操纵是将转向轮向避免碰撞的方向转向操纵的控制，
其中，上述碰撞避免辅助装置具备：
推断单元，在上述自动转向操纵介入之前，对被预测为本车辆因上述自动制动的介入而减速行驶后会与上述障碍物碰撞的位置处的、表示上述本车辆相对于上述障碍物的预测相对速度的碰撞预测速度或者表示上述本车辆的车速的碰撞预测速度是否比碰撞速度阈值高进行推断，或者，在上述自动转向操纵介入之前，对上述自动制动介入时的、表示上述本车辆相对于上述障碍物的相对速度的制动介入时速度或者表示上述本车辆的车速的制动介入时速度是否比制动介入时速度阈值高进行推断；以及
自动转向操纵禁止单元，在由上述推断单元推断为上述碰撞预测速度比上述碰撞速度阈值高的情况下、或者推断为上述制动介入时速度比制动介入时速度阈值高的情况下，禁止由上述自动转向操纵单元进行的自动转向操纵的介入，
上述推断单元被构成为在上述自动制动已介入时检测上述制动介入时速度，并且对上述检测到的制动介入时速度是否比上述制动介入时速度阈值高进行判定。
2.根据权利要求1所述的碰撞避免辅助装置，其中，
上述推断单元被构成为在上述本车辆因上述自动制动的介入而减速行驶时，以规定的运算周期运算上述碰撞预测速度，并且对上述运算出的上述碰撞预测速度是否比上述碰撞速度阈值高进行判定。
3.根据权利要求2所述的碰撞避免辅助装置，其中，具备：
障碍物判别单元，对上述障碍物是静止物还是移动物进行判别；以及
碰撞速度阈值可变单元，在由上述障碍物判别单元判别为上述障碍物是静止物的情况下，与判别为上述障碍物是移动物的情况相比，将上述碰撞速度阈值设定为更高的值。
4.根据权利要求1所述的碰撞避免辅助装置，其中，具备：
障碍物判别单元，对上述障碍物是静止物还是移动物进行判别；以及
制动介入时速度阈值可变单元，在由上述障碍物判别单元判别为上述障碍物是静止物的情况下，与判别为上述障碍物是移动物的情况相比，将上述制动介入时速度阈值设定为更高的值。
5.根据权利要求3或4所述的碰撞避免辅助装置，其中，
在由上述障碍物判别单元无法判别为上述障碍物是静止物还是移动物的情况下，将该障碍物作为移动物对待。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的碰撞避免辅助装置，其中，
上述本车辆相对于上述障碍物的相对速度是从上述本车辆的速度减去了上述障碍物中的上述本车辆的行驶方向的速度而得到的值。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的碰撞避免辅助装置，其中，
上述碰撞预测速度基于上述本车辆与上述障碍物的距离、上述本车辆相对于上述障碍物的相对速度、以及上述本车辆的减速度运算。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的碰撞避免辅助装置，其中，
上述本车辆与上述障碍物碰撞的可能性使用到上述本车辆将与上述障碍物碰撞为止的预测时间来判断。
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