JP2012221126A

JP2012221126A - 車載制御装置

Info

Publication number: JP2012221126A
Application number: JP2011084869A
Authority: JP
Inventors: Wataru Ike; 渉池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】本発明は、車載制御装置に係り、制御対象の検出に伴う所定制御の実行を適切なタイミングで開始することにある。
【解決手段】自車両の進行方向の所定範囲における制御対象を検出する対象検出手段と、対象検出手段による検出結果に基づいて所定制御を実行する制御実行手段と、を設けると共に、更に、路側装置の発信する少なくとも道路形状情報を含む送信情報を受信する情報受信手段と、情報受信手段に受信される送信情報に基づいて上記の所定範囲を変更する範囲変更手段と、を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載制御装置に係り、特に、自車両の進行方向の所定範囲における制御対象を検出して、その検出結果に基づいて例えば先行車への衝突回避制御や追従制御，車線維持制御などの所定制御を実行するうえで好適な車載制御装置に関する。

従来、路側装置の光ビーコンなどから車載装置に向けて道路形状情報などを含む送信情報を送信し、車載装置においてその送信される情報を受信してその情報を運転支援に用いるシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。路側装置から送信される送信情報などには、例えば、車両がその送信情報を受信する時点では見ることができないカーブ路の先の道路形状や障害物の有無など、車両に搭載された車載センサでは検知困難な情報が含まれる。このため、上記のシステムによれば、路側装置からの送信情報を車両で利用することで、車両の走行に与える影響が大きい対象を車載センサが検知できなくても、その対象に基づく運転支援を早期に実施することができる。

特開２００９−０７５６３９号公報

しかし、路側装置からの送信情報は、車載センサで取得される情報に比べて信頼性が低い場合がある。この点、運転支援制御を実行する条件として路側装置からの情報と車載センサからの情報とを並列的に用いることは、両者の特長を十分に生かすものではないため、制御対象の検出に伴う制御実行が適切なタイミングで開始されないおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、制御対象の検出に伴う所定制御の実行を適切なタイミングで開始することが可能な車載制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、自車両の進行方向の所定範囲における制御対象を検出する対象検出手段と、前記対象検出手段による検出結果に基づいて所定制御を実行する制御実行手段と、路側装置の発信する少なくとも道路形状情報を含む送信情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段に受信される前記送信情報に基づいて、前記所定範囲を変更する範囲変更手段と、を備える車載制御装置により達成される。

本発明によれば、制御対象の検出に伴う所定制御の実行を適切なタイミングで開始することができる。

本発明の一実施例である車載制御装置を備えるシステムの構成図である。本実施例の車載制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。本実施例の車載制御装置においてＰＣＳセンサのセンサゲインを変化させる一手法を説明するための図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る車載制御装置の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例である車載制御装置１０を備えるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両に搭載される車載制御装置１０と、路側に設置される路側装置１２と、からなる安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）である。

路側装置１２は、通行する車両に向けて情報を送信すべき道路箇所ごとに対応して設けられている。尚、路側装置１２は、道路が複数の車線からなる場合は複数の車線ごとに一つずつ設けられるものとしてもよい。各路側装置１２はそれぞれ、設置箇所に対応した道路上の所定範囲内において検知対象を検知する検知センサ２０と、車両に送信すべき情報（ＤＳＳＳ情報）を生成する情報生成部２２と、生成したＤＳＳＳ情報を送信する情報送信機２４と、を有している。

検知センサ２０は、例えば、カーブ路の手前に差し掛かった又は交差点の手前に差し掛かった車両（送信対象車両）を検知する。また、その送信対象車両の走行に影響を与える道路上の車両や人など（検知対象車両等）、例えば、カーブ路の手前に差し掛かった送信対象車両では自律的に検知することが困難であるカーブ路を走行している若しくはカーブ路出口などで停止している検知対象車両等を検知し、又は、交差点の手前に差し掛かった送信対象車両では自律的に検知することが困難であるその交差点に交わる別の道路を通行しかつその送信対象車両と略同じ時刻にその交差点に到達すると予測される検知対象車両等を検知することが可能である。検知センサ２０は、検知した送信対象車両又は検知対象車両等が道路上において走行し又は位置する存在車線の位置（すなわち、複数の走行車線がある道路ではどの車線に存在するか）を検出することが可能である。

検知センサ２０の検知した車両情報は、情報生成部２２に供給される。情報生成部２２には、設置箇所に対応した道路上の所定範囲における道路形状（具体的には、カーブ路での曲率や交差点で複数の道路が接続する際の接続角度，車線ごとの道路幅など）を示す情報を格納する記憶部が接続されている。

情報生成部２２は、例えば、カーブ路の手前に差し掛かった又は交差点の手前に差し掛かった送信対象車両に向けて送信すべきＤＳＳＳ情報を生成する。情報生成部２２にて生成されるＤＳＳＳ情報には、検知センサ２０から供給される車両情報に基づく送信対象車両が走行する存在車線の位置を示す情報、検知対象車両等が存在する場合にはその検知対象車両等が走行し又は位置する存在車線の位置を示す情報、その検知対象車両等が送信対象車両に対して位置する方位を示す情報、送信対象車両が今後走行すると予想される道路の形状を示す情報が少なくとも含まれる。尚、道路の形状としては、道路曲率、交差点での道路接続の仕方（すなわち自道路に対して他道路が接続する方向）、及び車線ごとの道路幅などが含まれる。

情報生成部２２の生成したＤＳＳＳ情報は、情報送信機２４に供給される。情報送信機２４は、例えば、カーブ路の手前や交差点の手前に設けられており、道路を跨ぐ構造物や道路脇に設けられた構造物に取り付けられている。情報送信機２４は、例えば、カーブ路から所定距離手前又は交差点から所定距離手前の位置を通過する車両に対して情報生成部２２からのＤＳＳＳ情報を送信アンテナから送信することが可能である。情報送信機２４は、ＤＳＳＳ情報を近赤外線などにより送信アンテナから送信することが可能な光ビーコンなどである。

また、車載制御装置１０は、路側装置１２の情報送信機２４から送信されるＤＳＳＳ情報を受信する情報受信機３０と、受信されたＤＳＳＳ情報を処理する情報処理部３２と、自車両が障害物と衝突するか否かを判定するうえで必要となる自車両前方における監視対象を検出するＰＣＳセンサ３４と、自車両が障害物と衝突するか否かを判定する衝突判定部３６と、を有している。

情報受信機３０は、受信アンテナで受信されるＤＳＳＳ情報を復調して情報処理部３２に供給する。情報処理部３２は、情報受信機３０から供給されるＤＳＳＳ情報に基づいて、送信対象車両（すなわち自車両）が走行する自車走行車線の位置、検知対象車両等（すなわち障害物）が走行し又は位置する前方障害物存在車線の位置、障害物が自車両に対して位置する障害物方位、自車両が今後走行すると予想される道路の曲率若しくは自車両が今後通過すると予想される交差点での他道路が接続する方向、及び自車両が今後走行すると予想される道路の車線ごとの道路幅を取得する。情報処理部３２の取得した路側からの情報（路側情報）は、ＰＣＳセンサ３４に供給される。

ＰＣＳセンサ３４は、自車両の前方の道路状況を撮影するカメラ、自車両の前方に向けてレーダビームを照射するミリ波やレーザなどのレーダ、自車両の速度を検出する速度計などからなる。ＰＣＳセンサ３４は、カメラの撮影した自車両の進行方向における所定範囲が映る撮像画像を画像処理し或いは自車両の進行方向における所定範囲内に存在する障害物から反射されたレーダビームを受信することで、自車両前方の所定範囲内に障害物が存在するか否かを判別すると共に、障害物が存在する場合には更にその障害物の自車両に対する位置及び方位を検出する。また、ＰＣＳセンサ３４は、速度計を用いて自車両の速度を検出する。更に、ＰＣＳセンサ３４は、後に詳述する如く、情報処理部３２からの路側情報に基づいてセンサゲインを変化させる。ＰＣＳセンサ３４の検出した各種情報（センサ情報）は、衝突判定部３６に供給される。

衝突判定部３６は、ＰＣＳセンサ３４から供給されるセンサ情報に基づいて、自車両が障害物と衝突するか否かを判定する。具体的には、ＰＣＳセンサ３４からのセンサ情報に基づいて自車両前方の所定範囲内に障害物が存在すると判定され、かつ、その障害物の位置と自車両の速度との関係に基づいて自車両がその障害物と衝突する可能性が所定以上に高くなったと判定される場合に、自車両が障害物と衝突する可能性が高いと判定する。

車載制御装置１０は、また、ＰＣＳ警報吹鳴部３８及びＰＣＳ減速制御部４０を有している。上記した衝突判定部３６での判定結果は、ＰＣＳ警報吹鳴部３８及びＰＣＳ減速制御部４０に供給される。ＰＣＳ警報吹鳴部３８は、衝突判定部３６から自車両が障害物と衝突する可能性が高いとの判定結果を受けた場合、スピーカやブザーから警報やブザー吹鳴を施すことで、その衝突に対する自車両の運転者への注意喚起を行う。また、ＰＣＳ減速制御部４０は、衝突判定部３６から自車両が障害物と衝突する可能性が高いとの判定結果を受けた場合、車両のブレーキアクチュエータを駆動することで、自車両を減速させ或いは自動停止させる減速制御を行う。

尚、衝突判定部３６は、自車両が障害物と衝突する可能性が低いと判定する場合と高いと判定する場合との２段階の判定を行うものとし、ＰＣＳ警報吹鳴部３８は、運転者への注意喚起を行うか行わないかの２段階制御を行い、ＰＣＳ減速制御部４０は、減速・停止を行うか行わないかの２段階制御を行うものとしているが、衝突判定部３６は、自車両が障害物と衝突する可能性について３段階以上の判定を行うものとし、ＰＣＳ警報吹鳴部３８及びＰＣＳ減速制御部４０はそれぞれ３段階以上の制御（例えば、衝突可能性の判定結果に応じた注意喚起の切り替えや減速度の可変）を行うものとしてもよい。

次に、図２及び図３を参照して、本実施例の車載制御装置１０における動作について説明する。図２は、本実施例の車載制御装置１０において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図３は、本実施例の車載制御装置１０においてＰＣＳセンサ３４のセンサゲインを変化させる一手法を説明するための図を示す。尚、図３には、カーブ路手前において車両から前方をカメラで映した撮像画像を示している。更に、図３（Ａ）にはＰＣＳセンサ３４のセンサゲイン変化前の状況を、また、図３（Ｂ）にはＰＣＳセンサ３４のセンサゲイン変化後の状況を、それぞれ示す。

本実施例において、衝突判定部３６は、車両に搭載されたカメラやレーダなどからなるＰＣＳセンサ３４からのセンサ情報に基づいて、自車両が障害物と衝突するか否かを判定する。そして、ＰＣＳ警報吹鳴部３８及びＰＣＳ減速制御部４０はそれぞれ、衝突判定部３６において自車両が障害物と衝突する可能性が高いと判定された場合に、自車両の運転者に対する警報やブザー吹鳴或いは自車両の減速制御を行う。

かかる処理によれば、ＰＣＳセンサ３４を用いて自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、自車両の運転者に自車両と障害物との衝突に対する注意喚起を行い或いは自車両と障害物との衝突を回避することができるので、自車両の安全走行を確保することができる。

また、本実施例において、路側装置１２で生成された道路形状などのＤＳＳＳ情報は、路側装置１２から車載制御装置１０へ送られる。車載制御装置１０は、路側装置１２の情報送信機２４から送信されるＤＳＳＳ情報を情報受信機３０にて受信する（ステップ１００）。情報処理部３２は、情報受信機３０にて受信されたＤＳＳＳ情報に基づいて、自車両が走行する自車走行車線の位置、前方障害物存在車線の位置、障害物方位、道路曲率若しくは他道路接続方向、及び車線ごとの道路幅を取得する。交差点の手前に設けられた路側装置１２から送信されるＤＳＳＳ情報が受信された場合には、他道路接続方向、車線ごとの道路幅、自車走行車線の位置、障害物方位、及び前方障害物存在車線の位置を取得する（ステップ１０２ａ）。また、カーブ路の手前に設けられた路側装置１２から送信されるＤＳＳＳ情報が受信された場合には、カーブ曲率、車線ごとの道路幅、自車走行車線の位置、障害物方位、及び前方障害物存在車線の位置を取得する（ステップ１０２ｂ）。

情報処理部３２の取得した路側情報は、ＰＣＳセンサ３４に供給される。ＰＣＳセンサ３４は、情報処理部３２からの路側情報に基づいてセンサゲインを変化させる。具体的には、交差点手前に設けられた路側装置１２から送信されたＤＳＳＳ情報が路側情報としてＰＣＳセンサ３４に供給された場合には、ＰＣＳセンサ３４が監視対象を検知すべき自車両前方の監視対象範囲が、交差点での他道路接続方向又は障害物方位の領域について重みを増し、それ以外の方向の領域について重みを減らす。また、自車両の前方に障害物が存在する場合には、更に、その監視対象範囲の左右方向が、道路幅に自車両の走行車線と障害物の存在車線との差分を加えた範囲に限定される（ステップ１０４ａ）。尚、監視対象範囲内の重みについては、例えば、監視対象範囲内のうち交差点での他道路接続方向又は障害物方位の領域で密に探索（検知処理）を行い、それ以外の方向の領域で粗に探索を行うこととしてもよいし、また、交差点での他道路接続方向又は障害物方位の領域を集中的に探索し、それ以外の方向の領域を探索から除外することとしてもよい。

また、カーブ路手前に設けられた路側装置１２から送信されたＤＳＳＳ情報が路側情報としてＰＣＳセンサ３４に供給された場合には、ＰＣＳセンサ３４が監視対象（障害物）を検知すべき自車両前方の監視対象範囲が、自車両の正面から道路曲率に沿った領域又は障害物方位の領域について重みを増し（図３（Ｂ）参照）、それ以外の方向の領域について重みを減らす。また、また、自車両の前方に障害物が存在する場合には、更に、その監視対象範囲の左右方向が、道路幅に自車両の走行車線と障害物の存在車線との差分を加えた範囲に限定される（ステップ１０４ｂ）。尚、監視対象範囲内の重みについては、監視対象範囲内のうち道路曲率に沿った領域又は障害物方位の領域で密に探索（検知処理）を行い、それ以外の方向の領域で粗に探索を行うこととしてもよいし、また、道路曲率に沿った領域又は障害物方位の領域を集中的に探索し、それ以外の方向の領域を探索から除外することとしてもよい。

ＰＣＳセンサ３４は、上記ステップ１０４ａ又は１０４ｂで設定されたセンサゲインに従って自車両前方に存在する前方障害物を探索する（ステップ１０６）。そして、その探索の結果、自車両前方に存在することが検知された場合（ステップ１０８）には、そのセンサ情報を衝突判定部３６に供給する。衝突判定部３６は、ＰＣＳセンサ３４から供給されるセンサ情報に基づいて自車両が障害物と衝突するか否かを判定する。そして、自車両が監視対象範囲内に存在する障害物と衝突する可能性が所定以上に高くなったと判定した場合に、ＰＣＳ警報吹鳴部３８及びＰＣＳ減速制御部４０に指令信号を供給する。この場合は、ＰＣＳ警報吹鳴部３８により自車両と障害物との衝突に対する自車両の運転者への注意喚起が行われ、また、ＰＣＳ減速制御部４０により自車両を減速させ或いは自動停止させる減速制御が行われる（ステップ１１０）。

このように、本実施例の車載制御装置１０においては、自車両に搭載されたＰＣＳセンサ３４を用いて自車両の走行に影響を与える障害物の有無を検知し、その検知結果として自車両が障害物と衝突する可能性が高いと判定した場合に運転者に対する警報やブザー吹鳴或いは自車両の減速制御を行うことを前提としたうえで、そのＰＣＳセンサ３４のセンサゲインを、道路側に設置された路側装置１２から送信されるＤＳＳＳ情報による路側情報に基づいて変化させる。具体的には、ＰＣＳセンサ３４が障害物を検出すべき監視対象範囲を変更する。

例えば、自車両が走行する道路の先に交差点があり、その交差点に接続する他道路をその交差点に向けて走行してくる他車両が存在する状況において、路側装置１２がその他車両を交差点に向かって走行していることを検知してＤＳＳＳ情報を自車両に送信した場合は、自車両の車載制御装置１０において、ＰＣＳセンサ３４がその他車両が存在する方向の領域について監視対象範囲の重みを増す。また、自車両が走行する道路の先がカーブになっている状況において、路側装置１２がそのカーブ路の曲率を含むＤＳＳＳ情報を自車両に送信した場合は、自車両の車載制御装置１０において、ＰＣＳセンサ３４がそのカーブ路の曲率に沿った領域について監視対象範囲の重みを増す。

かかる構成によれば、ＰＣＳセンサ３４による自車両の走行に影響を与える障害物の検知を、路側装置１２のＤＳＳＳ情報に基づく障害物が存在しそうな領域について重点的に行うことができるので、自車両の走行に影響を与える障害物が自車両前方に存在する場合に、その障害物を早期かつ精度良く検出することができる。また逆に、ＰＣＳセンサ３４による障害物検知を、路側装置１２のＤＳＳＳ情報に基づく障害物が存在しそうにない領域については制限的・限定的なものとすることができるので、例えば自車両がカーブ路手前において、自車両の正面に位置するが自車両の走行車線上に位置せずに路肩に位置するガードレールや路肩駐車車両などの物体をＰＣＳセンサ３４で自車両の走行に影響を与える障害物として検出してしまうのを防止することができる。この点、ＰＣＳセンサ３４による障害物検知を精度良く行うことができる。

そして、ＰＣＳセンサ３４が監視対象範囲内で障害物を検出しかつ衝突判定部３６がその障害物と自車両とが衝突する可能性が所定以上に高くなったと判定した場合、ＰＣＳ警報吹鳴部３８及びＰＣＳ減速制御部４０による制御が実行される。従って、本実施例の車載制御装置１０によれば、ＰＣＳセンサ３４により障害物が検出されたことに伴うＰＣＳ警報吹鳴部３８及びＰＣＳ減速制御部４０による制御実行を、早期かつ適切なタイミングで開始することが可能である。このため、本実施例によれば、自車両が道路を走行するうえでの安全性を向上させることができる。

尚、上記の実施例においては、ＰＣＳセンサ３４が自車両が障害物と衝突するか否かを判定するうえで必要となる自車両前方の監視対象範囲における監視対象を検出することが特許請求の範囲に記載した「対象検出手段」に、ＰＣＳ警報吹鳴部３８が自車両と障害物との衝突に対する自車両の運転者への注意喚起を行い又はＰＣＳ減速制御部４０が自車両を減速させ或いは自動停止させる減速制御を行うことが特許請求の範囲に記載した「制御実行手段」に、情報受信機３０が路側装置１２の情報送信機２４から供給されるＤＳＳＳ情報を受信することが特許請求の範囲に記載した「情報受信手段」に、ＰＣＳセンサ３４がセンサゲインを変化させる具体的には監視対象範囲を変更することが特許請求の範囲に記載した「範囲変更手段」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施例においては、ＤＳＳＳ情報として、道路形状や送信対象車両や検知対象車両等の車線位置が含まれるが、更に、路肩や車線内で事故や故障を起こしている車両があるか否かを示す情報や道路車線数が減少／増加することを示す情報が含まれることとしてもよい。

また、上記の実施例においては、自車両が障害物と衝突する可能性が所定以上に高くなった場合に実行される制御が、ＰＣＳ警報吹鳴部３８による警報及びブザー吹鳴並びにＰＣＳ減速制御部４０による自車両の減速制御であるが、自車両を障害物との衝突から回避させる衝突回避制御はこの減速制御に限定されるものではなく、自車両を強制操舵させる操舵制御であってもよい。

また、上記の実施例は、自車両が自車両の走行に影響を与える障害物を監視対象として検出するＤＳＳＳに適用するものであるが、自車両を先行車両に追従させる追従制御を実行するうえで必要なその先行車両を監視対象として検出してその車間距離を検出するシステムに適用することとしてもよい。また、自車両を走行車線に沿って自動操舵させる車線維持制御を実行するうえで必要な走行車線を監視対象としてカメラを用いて検出するシステムに適用することとしてもよい。

更に、上記の実施例においては、ＰＣＳセンサ３４の監視対象範囲を路側装置１２のＤＳＳＳ情報に基づいて変更し、具体的には、ＰＣＳセンサ３４の全監視対象範囲のうちで障害物を検出すべき箇所の重みをその範囲内で変化させることとしているが、ＰＣＳセンサ３４の監視対象範囲を、路側装置１２のＤＳＳＳ情報に従って自車両の進行方向において延長し若しくは短縮し又は自車両の左右方向において角度調整することとしてもよい。

１０車載制御装置
１２路側装置
１４車両側装置
２０検知センサ
３４ＰＣＳセンサ
３６衝突判定部
３８ＰＣＳ警報吹鳴部
４０ＰＣＳ減速制御部

Claims

自車両の進行方向の所定範囲における制御対象を検出する対象検出手段と、
前記対象検出手段による検出結果に基づいて所定制御を実行する制御実行手段と、
路側装置の発信する少なくとも道路形状情報を含む送信情報を受信する情報受信手段と、
前記情報受信手段に受信される前記送信情報に基づいて、前記所定範囲を変更する範囲変更手段と、
を備えることを特徴とする車載制御装置。
前記対象検出手段は、前記制御対象として自車両の走行に影響を与える障害物又は先行車を検出すると共に、
前記制御実行手段は、前記所定制御として自車両を障害物との衝突から回避させる衝突回避制御又は自車両を先行車に追従させる追従制御を実行することを特徴とする請求項１記載の車載制御装置。
前記対象検出手段は、前記制御対象として自車両の走行する走行車線を検出すると共に、
前記制御実行手段は、前記所定制御として自車両を前記走行車線に沿って走行させる車線維持制御を実行することを特徴とする請求項１記載の車載制御装置。
前記送信情報は、車両進行方向における道路の形状を示す道路形状情報、又は、自車両若しくは他車両の走行する走行位置若しくは走行速度を示す車両情報であることを特徴とする請求項１記載の車載制御装置。
前記範囲変更手段は、前記所定範囲を、自車両の進行方向において延長し若しくは短縮し又は自車両の左右方向において角度調整することを特徴とする請求項１記載の車載制御装置。