JP2016011088A - 車両制御装置、車両制御方法、及び、車両制御用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】前走車両及び後続車両と自車両との相対関係に基づいて衝突を回避できる可能性を高めることができる車両制御装置等を提供する。
【解決手段】自車両の周辺に存在する物体を検出する物体検出部（２０２）と、前記自車両の横方向における位置と、物体検出部により検出された物体の横方向における位置との重なり量を算出する算出部（２０６）と、物体検出部により検出された物体に対して制動によって衝突が回避可能か否かを判定する判定部（２１０）と、判定部により衝突が回避可能であると判定された場合に、自車両を制動させるとともに算出部により算出された重なり量に基づいて自車両の操舵方向を制御することにより、物体検出部により検出された物体を回避する制御部（２１６）と、を有する車両制御装置（２０）、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、及び、車両制御用プログラムに関する。

車両の衝突を回避しようとする技術としては、下記の特許文献１が知られている。

特許文献１には、複数の車両に制御装置を搭載し、互いに通信をして車両の衝突回避方向が前後の車両で異なるように設定することが記載されている。さらに特許文献１には、複数の車両が互いに通信をして、車両の衝突回避方法が交互に、操舵による衝突回避を行う車両と制動による衝突回避を行う車両となるように設定することが記載されている。

特開２００８−７４２１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、予め前後する車両の衝突回避方向や衝突回避方法を異なるようにしているので、実際に車両が衝突回避走行をした場合には、衝突を避けることができない場合がある。例えば、前走車両が左側に寄って停車しようとする場合に、自車両が右方向に衝突回避走行をすると、後続車両が左方向に衝突回避走行をしてしまうことがある。この場合、前走車両と後続車両との衝突回避方向が同じであるため、後続車両が前走車両に衝突する可能性がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、前走車両及び後続車両と自車両との相対関係に基づいて衝突を回避できる可能性を高めることができる車両制御装置、車両制御方法、及び、車両制御用プログラムを提供することを目的の一つとする。

請求項１に記載の発明は、自車両の周辺に存在する物体を検出する物体検出部（２０２）と、前記物体検出部により検出された物体の道路幅方向に占める領域と、自車両の道路幅方向に占める領域との重なり量を算出する算出部（２０６）と、前記物体検出部により検出された物体に対して制動によって衝突が回避可能か否かを判定する判定部（２１０、２１２）と、前記判定部により衝突が回避可能であると判定された場合に、自車両を制動させるとともに前記算出部により算出された重なり量に基づいて自車両の操舵方向を制御することにより、前記物体検出部により検出された物体を回避する制御部（２１６）と、を有する車両制御装置（２０）、である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置（２０）であって、前記判定部は、前記物体検出部により検出された物体に対する制動制御の実施可否を判定する制動作動判定部（２１２）と、前記物体検出部により検出された物体との衝突の可能性を判定する衝突可能性判定部（２１０）と、を備え、前記制御部は、前記制動作動判定部により制動制御の実施が可と判定され、且つ、前記衝突可能性判定部により前記制動制御により衝突の可能性が無いと判定された場合に、自車両の操舵方向を制御するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置（２０）であって、前記判定部は、前記物体検出部により検出された物体との衝突の可能性を判定する衝突可能性判定部（２１０）と、自車両が操舵した場合における被害拡大の可能性を判定する被害拡大可能性判定部と、を備え、前記制御部は、前記衝突可能性判定部により衝突の可能性があると判定された場合であって、前記被害拡大可能性判定部により被害拡大の可能性が無いと判定された場合に、自車両の操舵方向の制御を許可するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のうち何れか一項に記載の車両制御装置（２０）であって、前記物体検出手段は前記物体として自車両の前走車両を検出し、前記制御部は、前記重なり量が大きくなるよう自車両の操舵方向を制御するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のうち何れか一項に記載の車両制御装置（２０）であって、前記物体検出部は前記物体として自車両の後続車両を検出し、前記制御部は、前記重なり量が小さくなるよう自車両の操舵方向を制御するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか一項に記載の車両制御装置（２０）であって、制御部は、前記操舵方向を制御する場合にサイドミラーを閉状態に制御するものである。

請求項７に記載の発明は、自車両の周辺に存在する物体を検出し、前記物体検出部により検出された物体の道路幅方向に占める領域と、自車両の道路幅方向に占める領域との重なり量を算出し、前記算出された重なり量に基づいて、前記検出された物体に対して制動によって衝突可能か否かを判定し、衝突が回避可能と判定した場合に、自車両を制動させるとともに自車両の操舵方向を制御して、前記検出された物体を回避する、車両制御方法である。

請求項８に記載の発明は、コンピュータに、前記物体検出部により検出された物体の道路幅方向に占める領域と、自車両の道路幅方向に占める領域との重なり量を算出させ、前記重なり量に基づいて、前記物体に対して制動によって衝突が回避可能か否かを判定させ、自車両が前記物体を回避可能と判定された場合に、自車両を制動させるとともに自車両の操舵方向を制御して、前記物体を回避させる、車両制御用プログラムである。

請求項１、２、３、７、８に記載の発明によれば、物体に対して制動によって衝突が回避可能である場合に、自車両を制動させるとともに物体との重なり量に基づいて自車両の操舵方向を制御するので、前走車両及び後続車両と自車両との相対関係に基づいて衝突を回避できる可能性を高めることができる。

請求項４に記載の発明によれば、自車両を制動させるとともに前走車両との重なり量が大きくなるよう自車両の操舵方向を制御するので、後続車両が自車両を操舵回避する際に、後続車両の前に前走車両が突然あらわれることを抑制し、後続車両の操舵回避の安全性を向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、自車両を制動させるとともに後続車両との重なり量が小さくなるよう自車両の操舵方向を制御するので、後続車両が自車両を操舵回避しやすくすることができ、後続車両の操舵回避の安全性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、操舵方向を制御する場合にサイドミラーを閉状態に制御するので、後続車両が自車両を操舵回避したときにサイドミラーと接触することを抑制することができる。

本発明の第１実施形態として示す車両制御装置２０を搭載した自車両Ｍの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態として示す走行支援システム１における機能的な構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態として示す車両制御装置２０において参照される相対速度に対する通常操舵回避下限、通常操舵回避下限、衝突可能性判断ライン、制動回避限界、操舵回避限界、衝突判断ラインの関係を示す図である。 本発明の第１実施形態として示す車両制御装置２０による車両制御の一例を示す図であり、（Ａ）は自車両Ｍが制動を開始した状況を示す上面図、（Ｂ）は後続車両Ｍｒが操舵回避した状況を示す上面図、（Ｃ）は自車両Ｍが制動とともに操舵方向を制御した状況を示す上面図である。 本発明の第１実施形態として示す車両制御装置２０における車両制御処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態として示す車両制御装置２０における車両制御処理において、自車両が操舵回避制御を実施するかを判定する手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態として示す車両制御装置２０における車両制御処理において、自車両の横移動量を算出する手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態として示す走行支援システム１における機能的な構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態として示す車両制御装置２０による車両制御の一例を示す図であり、（Ａ）は自車両Ｍが制動を開始した状況を示す上面図、（Ｂ）は自車両Ｍが操舵回避した状況を示す上面図、（Ｃ）は自車両Ｍ及び後続車両Ｍｒが操舵回避した状況を示す上面図である。 本発明の第２実施形態として示す車両制御装置２０における車両制御処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態として示す車両制御装置２０における車両制御処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態として示す車両制御装置２０における車両制御処理において、後続車両のオーバーラップ量を算出する手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態として示す車両制御装置２０における車両制御処理において、自車両の横移動量を算出する手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明を適用した第１実施形態として示す走行支援システム１は、例えば図１に示すような自車両Ｍに搭載されている。この走行支援システム１は、前方カメラ１２、前方レーダ１４、および、車両制御装置２０を含む。

前方カメラ１２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。前方カメラ１２は、例えば、フロントウインドシールドの上部やルームミラーの裏面等に取り付けられる。前方カメラ１２は、例えば所定周期で自車両Ｍの前方を繰り返し撮像し、撮像した画像の画像データを車両制御装置２０に出力する。

前方レーダ１４は、例えば、自車両Ｍのエンブレムの裏側や、バンパー、フロントグリルの周辺等に取り付けられる。前方レーダ１４は、例えば、ミリ波を自車両Ｍの前方に放射し、物体によって反射された反射波を受信する。これにより、前方レーダ１４は、少なくとも物体の位置（距離および方位角または横位置）を検出する。また、前方レーダ１４は、物体との相対速度を検出可能なものであってよい。前方レーダ１４は、例えば、ＦＭ‐ＣＷ（Frequency‐Modulated Continuous‐Wave）方式によって、物体の位置や速度を検出し、検出結果を車両制御装置２０に出力する。

車両制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ等の記憶装置、車両内で他装置と通信を行うための通信インターフェース等が内部バスによって接続されたコンピュータ装置である。

車両制御装置２０は、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶部８０に記憶された車両制御用プログラム８４を読み出して、実行する。これにより、車両制御装置２０は、図２等に示すような機能部を備え、後述する車両制御処理を実現する。

図２は、走行支援システム１の機能構成例を示す図である。走行支援システム１は、車両制御装置２０に、前走車両検知外界センサ１０、周囲環境検知外界センサ３０、および、車両状態検知センサ４０が接続されている。

前走車両検知外界センサ１０は、自車両Ｍの前方を走行する前走車両を検知する外界センサである。この前走車両検知外界センサ１０は、上述した前方カメラ１２または前方レーダ１４であればよい。本実施形態において、前方カメラ１２によって自車両Ｍの前方画像を撮像し、前方レーダ１４によって前方車両の相対位置、速度を検出する。この前走車両検知外界センサ１０により検知された信号は所定時間ごとに車両制御装置２０に供給される。本実施形態において、前走車両検知外界センサ１０が、自車両の周辺に存在する物体を検出する物体検出部として機能する。

周囲環境検知外界センサ３０は、自車両Ｍの周囲環境を検知する外界センサである。この周囲環境検知外界センサ３０は、自車両Ｍの位置を検出するためのカメラ装置であってもよい。周囲環境検知外界センサ３０は、例えば自車両Ｍが走行する車線（白線）、自車両Ｍが走行する車線外の状況を撮像する。なお、周囲環境検知外界センサ３０は、前走車両検知外界センサ１０における前方カメラ１２と兼用であってもよい。この周囲環境検知外界センサ３０により検知された信号は所定時間ごとに車両制御装置２０に供給される。

車両状態検知センサ４０は、自車両Ｍの位置情報を取得する。この車両状態検知センサ４０により検知された信号は所定時間ごとに車両制御装置２０に供給される。

車両制御装置２０は、前走車両軌跡算出部２０２、自車両軌跡算出部２０４、前走車両オーバーラップ量算出部２０６、自車両横移動量算出部２０８、衝突可能性判定部２１０、制御実施判定部２１２、ブレーキ作動判定部２１４、および、車両制御部２１６を有する。

前走車両軌跡算出部２０２は、前走車両検知外界センサ１０と接続されている。前走車両軌跡算出部２０２は、前走車両検知外界センサ１０により検出された信号から前方物体情報を検出する。この前走物体情報は、自車両Ｍに対する前走車両の相対位置、相対速度を含む。前走車両軌跡算出部２０２は、時間的に連続する前方物体情報から前走車両の軌跡を算出する。

自車両軌跡算出部２０４は、車両状態検知センサ４０と接続されている。自車両軌跡算出部２０４は、車両状態検知センサ４０からの信号を自車両Ｍの位置情報として取得する。自車両軌跡算出部２０４は、時間的に連続する自車両Ｍの位置情報から自車両Ｍの軌跡を算出する。

なお、前走車両軌跡算出部２０２、自車両軌跡算出部２０４の機能は、路上に設けられた装置であってもよく、自車両Ｍに設けられたものでもよい。

前走車両オーバーラップ量算出部２０６は、前走車両軌跡算出部２０２から供給された前走車両の軌跡と、自車両軌跡算出部２０４から供給された自車両Ｍの軌跡とに基づいて前走車両のオーバーラップ量を算出する。このオーバーラップ量は、前記物体検出部により検出された物体の道路幅方向に占める領域と、自車両の道路幅方向に占める領域との重なり量である。なお、このオーバーラップ量の詳細については図４を参照して説明する。

自車両横移動量算出部２０８は、周囲環境検知外界センサ３０により検出された周囲環境と、自車両軌跡算出部２０４から供給された自車両Ｍの軌跡とに基づいて、自車両Ｍの横方向における移動量（横移動量）を算出する。自車両横移動量算出部２０８は、例えば白線に対する自車両Ｍの位置の変化を横移動量として算出する。これにより、自車両横移動量算出部２０８は、車両制御部２１６によって自車両Ｍの挙動が制御されている時に、制御結果として自車両Ｍの横移動量を算出する。

衝突可能性判定部２１０は、前走車両軌跡算出部２０２により検出された前走車両に対して制動によって衝突が回避可能か否かを判定する。このとき、衝突可能性判定部２１０は、図３に示すような予め設定された関係に基づくテーブルデータ８２を参照する。

テーブルデータ８２には、図３に示すように、相対速度と、前走車両又は後続車両に対するＴＴＣ(time to collision)との対応関係を表している。このテーブルデータ８２には、相対速度とＴＴＣとに対応して、制動回避限界［sec］、操舵回避限界［sec］、衝突判断ライン［sec］、通常制動回避下限［sec］、通常操舵回避下限［sec］、衝突可能性判断ライン［sec］が設定されている。

制動回避限界とは、ドライバーの制動により自車両Ｍと前走車両との衝突を回避することができる相対速度ごとの最短の衝突予測時間（ＴＴＣ）をいう。操舵回避限界とは、ドライバーの操舵により自車両Ｍと前走車両との衝突を回避することができる相対速度ごとの最短の衝突予測時間をいう。衝突判断ラインとは、同一相対速度における制動回避限界または操舵回避限界のうちいずれか小さいものをいう。

通常制動回避下限とは、自車両Ｍが前走車両と衝突するおそれがある場合に、通常運転時においてドライバーが制動により衝突を回避するために制動操作を開始することができる相対速度ごとの最短の衝突予測時間をいう。通常操舵回避下限とは、自車両Ｍが前走車両と衝突するおそれがある場合に、通常運転時においてドライバーが操舵により衝突を回避するために操舵操作を開始することができる相対速度ごとの最短の衝突予測時間をいう。衝突可能性判断ラインとは、同一相対速度における通常制動回避下限または通常操舵回避下限のうちいずれか小さいものをいう。

本実施形態において、自車両Ｍが前走車両と衝突するか否かの制御判断ラインは、通常操舵回避下限および通常制動回避下限であってもよく、操舵回避限界および制動回避限界であってもよい。以下の説明では、制御判断ラインは通常制動回避下限および制動回避限界として説明する。図３に示したように、通常制動回避下限は、制動回避限界よりも大きい値である。すなわち、通常制動回避下限は、制動回避限界よりも回避走行のために余裕がある値である。

衝突可能性判定部２１０は、前走車両に対するＴＴＣ（前走車両ＴＴＣ）と、通常制動回避下限および制動回避限界とを比較する。衝突可能性判定部２１０は、前走車両ＴＴＣが制動回避限界を下回った場合に、衝突可能性があると判定する。衝突可能性判定部２１０は、前走車両ＴＴＣが通常制動回避下限以下であるが制動回避限界よりも大きい場合には、衝突可能性がないと判定する。

このとき、衝突可能性判定部２１０は、前走車両ＴＴＣを算出する。衝突可能性判定部２１０は、前走車両軌跡算出部２０２により算出された前走車両の走行軌跡と自車両軌跡算出部２０４により算出された自車両Ｍの走行軌跡とから、前走車両ＴＴＣを算出する。この前走車両ＴＴＣは、車間距離を相対速度で除算して求められる。

なお、本実施形態における衝突可能性判定部２１０は、テーブルデータ８２を参照して判定しているが、予め設定した関数を用いて通常制動回避下限および制動回避限界を導出してもよい。

制御実施判定部２１２は、衝突可能性判定部２１０から供給された衝突可能性の有無に基づいて、自車両Ｍを制動させるとともに操舵方向を制御するかを判定する。
制御実施判定部２１２は、衝突可能性判定部２１０によって衝突可能性がないと判定された場合に、自車両Ｍを制動させるとともに前走車両との重なり量に基づいて自車両Ｍの操舵方向を制御することを判定する。制御実施判定部２１２は、衝突可能性判定部２１０によって衝突可能性があると判定された場合に、自車両Ｍを制動させるが、自車両Ｍの操舵方向を制御しないと判定する。

ブレーキ作動判定部２１４は、自車両Ｍが前走車量との衝突を回避するためにブレーキを作動させるかを判定する。このブレーキ作動判定部２１４は、前走車両のＴＴＣが通常制動回避下限に達した場合に自動的にブレーキを作動させる。すなわち、通常制動回避下限は、自動的なブレーキ作動のトリガーとなる。これにより、車両制御装置２０は、前走車両ＴＴＣが制動回避限界となる前に余裕をもってブレーキを作動させる。

車両制御部２１６は、ブレーキ作動判定部２１４および制御実施判定部２１２の判定結果に基づいて自車両Ｍの各部を制御する。本実施形態において、車両制御部２１６は、スロットルアクチュエータ５０、ブレーキアクチュエータ５２、ステアリングアクチュエータ５４を制御する。また、車両制御部２１６は、自車両Ｍのドライバーに警報するために、警報装置６０を制御する。さらに、車両制御部２１６は、サイドミラーの接触を避けるためにサイドミラー用アクチュエータ７０を制御する。

車両制御部２１６は、スロットルアクチュエータ５０、ブレーキアクチュエータ５２、ステアリングアクチュエータ５４を制御して、自車両Ｍの走行制御を行う。自車両Ｍの走行制御は、自車両Ｍの制動及び操舵を制御する。これにより、車両制御部２１６は、図４に示すように、前走車両ＴＴＣ、後続車両Ｍｒのための回避スペースを変化させる。このために、車両制御部２１６は、車両の各部に制御信号を出力する。本実施形態において、制御信号は、自車両Ｍの走行制御のために、スロットルアクチュエータ５０、ブレーキアクチュエータ５２、ステアリングアクチュエータ５４に供給される。

スロットルアクチュエータ５０は、車両制御部２１６からの制御信号に応じて、スロットルバルブ（不図示）の開度を調整する。本実施形態において、スロットルアクチュエータ５０は、スロットル開度を調整して、自車両Ｍが前走車両と衝突を回避するよう自車両Ｍの推進力を調整する。

ブレーキアクチュエータ５２は、車両制御部２１６からの制御信号に応じて、制御信号が示す大きさのブレーキトルクが各車輪に出力されるように調整する。本実施形態において、ブレーキアクチュエータ５２は、ブレーキ圧を調整して、自車両Ｍが前走車両と衝突を回避するよう自車両Ｍの制動力を調整する。

ステアリングアクチュエータ５４は、車両制御部２１６からの制御信号に応じて操舵輪に与える操舵トルクを調整する。本実施形態において、ステアリングアクチュエータ５４は、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量および後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量を調整するよう操舵トルクを調整する。

車両制御部２１６は、スロットルアクチュエータ５０、ブレーキアクチュエータ５２、および、ステアリングアクチュエータ５４を互いに制御することによって、前走車両又は後続車両に対する自車両Ｍの横位置を制御する。

警報装置６０は、車両制御部２１６からの制御信号に応じて、自車両Ｍのドライバーに対する警報を出力する。この警報装置６０は、自車両Ｍに搭載された各種のスピーカ、モニタ画面、表示装置等である。警報装置６０は、自車両Ｍに対する制動操作または操舵操作をドライバーに通知してもよい。

サイドミラー用アクチュエータ７０は、サイドミラーに内蔵されている。サイドミラー用アクチュエータ７０は、車両制御部２１６からの制御信号を受信して、サイドミラー本体を車体に対して開いた開状態から、サイドミラー本体を車体に近づけた閉状態へ駆動制御する。また、サイドミラー用アクチュエータ７０は、サイドミラー本体を閉状態にした後、自動的又は手動操作に応じて開状態に駆動制御してもよい。

つぎに、上述した走行支援システム１において、車両制御装置２０による車両制御について説明する。

図４（Ａ）に示すように、自車両Ｍの前後に前走車両Ｍｆおよび後続車両Ｍｒが走行している状況において、ブレーキ作動判定部２１４および制御実施判定部２１２は、所定期間ごとに判定を実施している。図４（Ａ）における自車両Ｍと前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量はβａである。このオーバーラップ量βは、前走車両Ｍｆの道路幅方向に占める領域と、自車両Ｍの道路幅方向に占める領域との重なり量として定義される。

ブレーキ作動判定部２１４は、前走車両ＴＴＣが通常制動回避下限に達した場合、ブレーキ制御を行うことを判定し、車両制御部２１６によってブレーキアクチュエータ５２を制御してブレーキを作動させる。すると、図４（Ｂ）に示すように、自車両Ｍと後続車両Ｍｒとの車間距離が短くなる。

このとき、衝突可能性判定部２１０は、前走車両のＴＴＣが制動回避限界より大きいか否かを判定することで、前走車両Ｍｆに対して制動によって衝突可能性があるか否かを判定する。前走車両のＴＴＣが制動回避限界より大きい場合、自車両Ｍが制動し、操舵なしで前走車両Ｍｆとの衝突が回避できる。自車両Ｍが制動によって前走車両Ｍｆを回避できる場合、車両制御部２１６は、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量を図４（Ｂ）のように小さいβｂから、図４（Ｃ）のβｃのように大きくするよう操舵させる。図４（Ｂ）のようにオーバーラップ量βｂが小さい状態では、後続車両Ｍｒの操舵限界ラインＬｌ、Ｌｒが自車両Ｍに重複してしまう。これに対し、図４（Ｃ）のように、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量βｃを大きくすると、後続車両Ｍｒが自車両Ｍ及び前走車両Ｍｆを操舵回避するスペースを広げることができる。

つぎに、上述した車両制御装置２０による車両制御の処理手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。図５の処理は、車両制御処理の全体処理を示す。

先ずステップＳ１００において、車両制御装置２０は、自車両Ｍの情報を取得する。このとき、車両制御装置２０は、車両状態検知センサ４０によって自車両Ｍの位置を取得し、自車両軌跡算出部２０４によって自車両Ｍの軌跡を算出する。

次のステップＳ１０２において、車両制御装置２０は、前方物体情報としての前走車両Ｍｆの相対位置、相対速度を取得する。このとき、車両制御装置２０は、前走車両検知外界センサ１０から前走車両Ｍｆの位置情報を取得し、前走車両軌跡算出部２０２によって前走車両Ｍｆの軌跡を算出する。

次のステップＳ１０４において、前走車両オーバーラップ量算出部２０６は、自車両Ｍと前走車両Ｍｆとの横方向における重なり量であるオーバーラップ量を算出する。このとき、前走車両オーバーラップ量算出部２０６は、ステップＳ１００において算出された自車両Ｍの軌跡と、ステップＳ１０２において検出された前走車両Ｍｆとの軌跡とを比較して、車道幅方向において自車両Ｍが走行する領域と車道幅方向において前走車両Ｍｆが走行する領域との重なり量を算出する。

次のステップＳ１０６において、ブレーキ作動判定部２１４は、ブレーキ作動条件に該当するか否かを判定する。このブレーキ作動条件は、自車両Ｍの前走車両のＴＴＣが、通常制動回避下限に達したことである。ブレーキ作動条件を満たす場合には、ステップＳ１０８からステップＳ１１０に処理を進める。ブレーキ作動条件を満たさない場合には、車両制御装置２０は車両制御をせずに、終了する。

ステップＳ１１０において、自車両横移動量算出部２０８は、自車両Ｍの周囲環境を取得する。このとき、自車両横移動量算出部２０８は、周囲環境検知外界センサ３０から自車両Ｍの周囲環境を取得する。これにより、自車両横移動量算出部２０８は、周囲環境としての白線を取得して、白線に対する自車両Ｍの横位置が算出可能となる。

次のステップＳ１１２において、衝突可能性判定部２１０および制御実施判定部２１２は、操舵回避制御を実施するかを判定する。この操舵回避制御は、上述したように、自車両Ｍが制動によって前走車両Ｍｆとの衝突可能性がない場合に、自車両Ｍと前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量を大きくするよう操舵回避する制御である。この判定処理は、図６に示すような手順で行う。

先ず、ステップＳ１３０において、衝突可能性判定部２１０は、前走車両Ｍｆへのブレーキ作動後の自車両Ｍと前走車両Ｍｆとの相対位置を算出する。このとき、衝突可能性判定部２１０は、自車両Ｍに対する前走車両Ｍｆの距離、相対速度、自車両Ｍの減速度に基づいてブレーキ作動後の自車両Ｍと前走車両Ｍｆとの相対位置を算出する。

次のステップＳ１３２において、衝突可能性判定部２１０は、ステップＳ１３０にて算出したブレーキ作動後の前走車両ＴＴＣと、通常制動回避下限および制動回避限界とを比較する。衝突可能性判定部２１０は、前走車両ＴＴＣが通常制動回避下限以下であるが制動回避限界よりも大きい場合には、衝突の可能性がない判定する。衝突可能性判定部２１０は、前走車両ＴＴＣが制動回避限界より小さい場合には衝突の可能性があると判定する。

次のステップＳ１３４において、車両制御装置２０は、ステップＳ１３２の判定によって衝突可能性がないと判定したか否かを判定する。衝突可能性がないと判定した場合にはステップＳ１３６に処理を進め、衝突可能性があると判定した場合にはステップＳ１３８に処理を進める。

ステップＳ１３６において、制御実施判定部２１２は、後続車両Ｍｒが自車両Ｍを回避しやすくするよう、自車両Ｍの操舵回避制御の実施を許可する。この判定結果は、制御実施判定部２１２から車両制御部２１６に供給される。

ステップＳ１３８において、衝突可能性判定部２１０は、自車両Ｍが前走車両Ｍｆに衝突した時の自車両Ｍの被害状況を判定する。このとき、衝突可能性判定部２１０は、自車両Ｍが前走車両Ｍｆとの衝突を回避するよう操舵した場合の被害状況を判定する。この被害状況としては、自車両Ｍが走行車線から外れて落下すること、自車両Ｍが前走車両Ｍｆに対してオフセット衝突することが挙げられる。

次のステップＳ１４０において、衝突可能性判定部２１０は、ステップＳ１３８において判定された被害状況に基づいて、自車両Ｍの被害拡大の可能性がないか否かを判定する（被害拡大可能性判定部）。自車両Ｍの落下、オフセット衝突といった自車両Ｍの被害が拡大する可能性がない場合にはステップＳ１３６に処理を進める。これにより、自車両Ｍの被害拡大がない場合には、制御実施判定部２１２は、操舵回避制御の実施を許可する。

ステップＳ１４０において被害拡大の可能性があると判定された場合には、ステップＳ１４２に処理を進める。ステップＳ１４２において、制御実施判定部２１２は、自車両Ｍの操舵回避制御の実施を許可しない。このように車両制御装置２０は、衝突の可能性がある場合には、ブレーキのみを作動させる。この場合には前走車両ＴＴＣが通常制動回避下限よりも小さくなっているため、車両制御装置２０は、自動的にブレーキを作動させている。しかし、周囲の状況に応じて自車両Ｍの前走車両ＴＴＣが制動回避限界よりも小さくなっている状況ある。この状況において、車両制御装置２０は操舵制御を実施せず、ブレーキのみを作動させる。この状況は、例えば自車両Ｍに対する横方向から横からの急な割り込みなどが挙げられる。

図６に示した操舵回避制御を実施するかの判定の後、図５のステップＳ１１４において、車両制御装置２０は、ステップＳ１１２における判定結果により、操舵回避制御を実施するか否かを判定する。操舵回避制御を実施する場合にはステップＳ１１６に処理を進め、実施しない場合にはステップＳ１２０に処理を進める。

ステップＳ１２０において、車両制御部２１６は、ブレーキ制御を行う。このとき、車両制御部２１６は、前走車両Ｍｆとの距離、相対速度に基づいた制動力を発生させるようブレーキアクチュエータ５２に制御信号を供給する。

ステップＳ１１６において、自車両横移動量算出部２０８により、自車両Ｍの横移動量を算出する。このとき、自車両横移動量算出部２０８は、図７に示すように、先ずステップＳ１５０において、前走車両Ｍｆと衝突を回避する時点における最大横方向移動量を算出する。

次のステップＳ１５２において、自車両横移動量算出部２０８は、現在のオーバーラップ量Βａ、車線幅、車線外の状況といった周囲環境、最大横方向移動量に基づいて、実際の横移動量を算出する。このとき、自車両横移動量算出部２０８は、現在のオーバーラップ量Βａから周囲環境によって横移動な可能な横方向距離を、実際の横移動量として算出する。

図５のステップＳ１１８において、車両制御部２１６は、自車両Ｍをブレーキ制御するとともに操舵制御する。このとき、車両制御部２１６は、前走車両Ｍｆと衝突を回避するようブレーキ制御を行う。同時に、車両制御部２１６は、後続車両Ｍｒが自車両Ｍを操舵回避しやすくするよう操舵制御を行う。このとき、車両制御部２１６は、ステップＳ１１６にて算出された横移動量となるようにスロットルアクチュエータ５０、ブレーキアクチュエータ５２、ステアリングアクチュエータ５４を制御する。

このステップＳ１１８において、車両制御部２１６は、サイドミラー用アクチュエータ７０を制御して、自車両Ｍのサイドミラーを閉状態にしてもよい。これにより、後続車両Ｍｒが自車両Ｍを回避するよう走行した場合に自車両Ｍのサイドミラーが後続車両Ｍｒと接触する可能性を低くする。

以上のように、この車両制御装置２０によれば、前走車両Ｍｆに対して制動によって衝突が回避可能である場合に、自車両Ｍを制動させるとともに自車両Ｍの操舵方向を制御することにより、前走車両Ｍｆを回避する。特に、この実施形態において、車両制御装置２０は、前走車両Ｍｆとの重なり量が大きくなるよう自車両Ｍの操舵方向を制御する。

これにより、車両制御装置２０によれば、図４（Ａ）のような状況において、自車両Ｍが制動によって前走車両Ｍｆとの衝突が回避できる場合には、自車両Ｍが前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量を大きくするよう操舵制御する。これにより、後続車両Ｍｒが自車両Ｍを操舵回避する際に、後続車両Ｍｒの前に前走車両Ｍｆが突然あらわれることが無くなる。これにより、車両制御装置２０は、後続車両Ｍｒの操舵回避の安全性を向上させることができる。

さらに、車両制御装置２０によれば、制動制御の実施が可であり、且つ、制動制御により衝突の可能性が無い場合に、自車両の操舵方向を制御するので、自車両Ｍを制動させても衝突しないことを判定して操舵方向の制御を実施できる。

さらに、車両制御装置２０によれば、制動させて衝突の可能性があっても、被害拡大の可能性が無い場合に操舵方向の制御を許可するので、操舵によって衝突による被害を低減できる。

［第２実施形態］
つぎに、本発明を適用した第２実施形態として、物体として自車両Ｍの後続車両Ｍｒを検出し、車両制御装置２０によって、後続車両Ｍｒとの重なり量が小さくなるよう自車両Ｍの操舵方向を制御する走行支援システム１を説明する。

この走行支援システム１は、図８に示すように、後続車両検知外界センサ９０、後続車両軌跡算出部２１８、および、後続車両オーバーラップ量算出部２２０を備える点で、上述した走行支援システム１と異なる。なお、この第２実施形態における走行支援システム１は、前走車両オーバーラップ量算出部２０６を備えていなくてもよい。

後続車両検知外界センサ９０は、自車両Ｍの後方を撮像する後方カメラ、自車両Ｍの後方物体を検出する後方レーダを含む。後方カメラは、例えば、リアウインドシールドの上部等に取り付けられる。後方カメラは、例えば所定周期で自車両Ｍの後方を繰り返し撮像し、撮像した画像の画像データを車両制御装置２０に出力する。後方レーダは、例えば、自車両Ｍのリアバンパーの上方またはリアバンパーの両端に取り付けられる。この後方レーダは、後続車両の相対位置、相対速度を含む信号を後続車両軌跡算出部２１８に供給する。

後続車両軌跡算出部２１８は、後続車両検知外界センサ９０と接続されている。後続車両検知外界センサ９０は、上述した後方カメラ、後方レーダの何れかであってもよい。後続車両軌跡算出部２１８は、後続車両検知外界センサ９０により検出された信号から後方物体情報を検出する。この後方物体情報は、自車両Ｍに対する後続車両の相対位置、相対速度を示す。後続車両軌跡算出部２１８は、時間的に連続する後方物体情報から後続車両の軌跡を算出する。

後続車両オーバーラップ量算出部２２０は、後続車両軌跡算出部２１８から供給された後続車両の軌跡と、自車両軌跡算出部２０４から供給された自車両Ｍの軌跡とに基づいて後続車両のオーバーラップ量を算出する。このオーバーラップ量は、自車両Ｍの横方向における位置と、後続車両軌跡算出部２１８により検出された後続車両（物体）の横方向における位置との重なり量である。

この車両制御装置２０における自車両横移動量算出部２０８は、周囲環境検知外界センサ３０により検出された周囲環境と、自車両軌跡算出部２０４から供給された自車両Ｍの軌跡とに基づいて、オーバーラップ量を調整するよう自車両Ｍの横方向における移動量（横移動量）を算出する。自車両横移動量算出部２０８は、車両制御装置２０によって自車両Ｍの挙動が制御されている場合に、制御結果として自車両Ｍの横移動量を算出する。

この車両制御装置２０は、自車両の後続車両を検出し、後続車両との重なり量が小さくなるよう自車両Ｍの操舵方向を制御する。具体的には、図９（Ａ）に示すように、自車両Ｍが前走車両Ｍｆとの衝突を回避するためにブレーキ制御を開始したとする。この場合、後続車両はドライバーの反応時間のため、自車両Ｍの制動に対して対応が遅れる可能性がある。これに対し、図９（Ｂ）に示すように、自車両Ｍは、制動すると同時に、後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量を小さくする方向に操舵する。このオーバーラップ量は、後続車両Ｍｒの道路幅方向に占める領域と、自車両Ｍの道路幅方向に占める領域との重なり量として定義される。これにより、図９（Ｃ）に示すように、後続車両Ｍｒの操舵限界ラインＬｌ、Ｌｒは自車両Ｍから離れて、後続車両Ｍｒは自車両Ｍとの衝突を回避することが容易となる。

このような車両制御装置２０による車両制御処理は、図１０に示すようになる。この車両制御処理は、ステップＳ１０２’において後方物体情報として後続車両Ｍｒの相対位置および相対速度を取得する。このとき、車両制御装置２０は、後続車両検知外界センサ９０から後続車両Ｍｒの位置情報を取得し、後続車両軌跡算出部２１８によって前走車両Ｍｆの軌跡を算出する。

次のステップＳ１０４’において、後続車両オーバーラップ量算出部２２０は、自車両Ｍと後続車両Ｍｒとの横方向における重なり量であるオーバーラップ量を算出する。このとき、後続車両オーバーラップ量算出部２２０は、ステップＳ１００において算出された自車両Ｍの軌跡と、ステップＳ１０２’において検出された後続車両Ｍｒとの軌跡とを比較して、車道幅方向において自車両Ｍが走行する領域と車道幅方向において後続車両Ｍｒが走行する領域との重なり量を算出する。

その後、ステップＳ１０８において自車両Ｍが後続車両Ｍｒとの衝突を回避するブレーキ制御を実施する場合に、ステップＳ１１０以降の処理を実施する。これにより、ステップＳ１１６’において、自車両Ｍが後続車両Ｍｒとの衝突を回避するブレーキ制御と同時に、後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量を小さくするよう操舵方向を制御する。

このような車両制御装置２０によれば、前走車両Ｍｆに対して制動によって衝突が回避可能である場合に、自車両Ｍを制動させるとともに自車両Ｍの操舵方向を制御することにより、前走車両Ｍｆを回避する。特に、この実施形態において、車両制御装置２０は、後続車両Ｍｒとの重なり量が小さくなるよう自車両Ｍの操舵方向を制御する。これにより、車両制御装置２０は、自車両Ｍがブレーキ制御をしても、後続車両Ｍｒが自車両Ｍを操舵回避しやすくすることができ、後続車両Ｍｒの操舵回避の安全性を向上させることができる。

［第３実施形態］
つぎに、本発明を適用した第３実施形態として、物体として自車両Ｍの前走車両Ｍｆおよび後続車両Ｍｒを検出し、車両制御装置２０によって、前走車両Ｍｆとの重なり量を大きくするとともに後続車両Ｍｒとの重なり量が小さくなるよう自車両Ｍの操舵方向を制御する走行支援システム１を説明する。

この走行支援システム１は、上述した第２実施形態における構成と同様である。この走行支援システム１における車両制御装置２０の車両制御処理は、図１１に示すようになる。

この車両制御処理は、第１実施形態と同様にステップＳ１００〜ステップＳ１０８の処理を行い、自車両Ｍが前走車両Ｍｆを回避するブレーキ制御を行うと判定された場合に、後続車両軌跡算出部２１８は、ステップＳ１６０において、後方物体情報として後続車両Ｍｒの相対位置および相対速度を取得する。

次のステップＳ１６２において、車両制御装置２０は、ステップＳ１６０において後続車両Ｍｒが検出されたか否かを判定することにより、後続車両Ｍｒがあるか否かを判定する。車両制御装置２０は、後続車両Ｍｒがある場合にはステップＳ１１２に処理を進めて後続車両Ｍｒが自車両Ｍを回避しやすくするよう自車両Ｍの操舵制御をするかを判定する。後続車両Ｍｒがない場合には、車両制御装置２０は、ステップＳ１２０において自車両Ｍが前走車両Ｍｆと衝突しないようブレーキ制御を行う。

ステップＳ１１２の判定を行った結果、ステップＳ１１４において、車両制御装置２０によって自車両Ｍが操舵回避制御を実施すると判定した場合にはステップＳ１６４に処理を進める。このステップＳ１６４において、後続車両オーバーラップ量算出部２２０は、自車両Ｍと後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量を算出する。

このとき、図１２に示すように、先ずステップＳ１７０において、後続車両軌跡算出部２１８は、後続車両検知外界センサ９０により検知された後続車両Ｍｒとの相対位置および相対速度から、後続車両Ｍｒの走行軌跡を算出する。次のステップＳ１７２において、後続車両オーバーラップ量算出部２２０は、ステップＳ１００にて算出された自車両Ｍの走行軌跡とステップＳ１７０において算出された後続車両Ｍｒの走行軌跡とに基づいて横方向の重なり量を算出することにより、自車両Ｍに対する後続車両Ｍｒのオーバーラップ量を算出する。

次のステップＳ１１６における自車両Ｍの横移動量を算出する処理は、図１３に示すように、先ずステップＳ１５０において、自車両横移動量算出部２０８は、前走車両Ｍｆと衝突を回避する時点における最大横方向移動量を算出する。次のステップＳ１８０において、自車両横移動量算出部２０８は、現在の前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量、後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量、車線幅、または、車線外の状況といった周囲環境、および、最大横方向移動量に基づいて、実際の横移動量を算出する。このとき、自車両横移動量算出部２０８は、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量および後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量から、周囲環境によって横移動な可能な横方向距離を、実際の横移動量として算出する。本実施形態において、自車両横移動量算出部２０８は、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量を大きくし、且つ、後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量を小さくするよう実際の横移動量を算出することがのぞましい。

ここで、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量を大きくすると、後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量が大きくなってしまう場合がある。また、後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量を小さくすると、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量が小さくなってしまう場合がある。この場合、自車両横移動量算出部２０８は、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量と後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量との何れかを優先して、実際の自車両Ｍの横移動量を算出してもよい。また、自車両横移動量算出部２０８は、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量と後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量とを加算した値が小さくなるよう実際の横移動量を算出してもよい。

次のステップＳ１１８において、車両制御部２１６は、ステップＳ１１６におけるステップＳ１８０において算出された横方向移動量となるように制御信号を出力する。これにより、車両制御装置２０は、自車両Ｍを制動させるとともに操舵回避して、後続車両Ｍｒが自車両Ｍを回避しやすくするよう走行する。

以上のように、第３実施形態として示す車両制御装置２０によれば、前走車両Ｍｆとのオーバーラップ量と後続車両Ｍｒとのオーバーラップ量との双方を考慮して、自車両Ｍが制動回避可能な状況における操舵方向を制御できる。これにより、車両制御装置２０は、自車両Ｍがブレーキ制御をしたことによって後続車両Ｍｒが自車両Ｍを操舵回避しやすくすることができ、後続車両Ｍｒの操舵回避の安全性を向上させることができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１…走行支援システム、１０…前走車両検知外界センサ、１２…前方カメラ、１４…前方レーダ、２０…車両制御装置、３０…周囲環境検知外界センサ、４０…車両状態検知センサ、５０…スロットルアクチュエータ、５２…ブレーキアクチュエータ、５４…ステアリングアクチュエータ、６０…警報装置、７０…サイドミラー用アクチュエータ、８０…記憶部、８２…テーブルデータ、８４…車両制御用プログラム、９０…後続車両検知外界センサ、２０２…前走車両軌跡算出部、２０４…自車両軌跡算出部、２０６…前走車両オーバーラップ量算出部、２０８…自車両横移動量算出部、２１０…衝突可能性判定部、２１２…制御実施判定部、２１４…ブレーキ作動判定部、２１６…車両制御部、２１８…後続車両軌跡算出部、２２０…後続車両オーバーラップ量算出部

Claims (8)

1. 自車両の周辺に存在する物体を検出する物体検出部と、
   前記物体検出部により検出された物体の道路幅方向に占める領域と、自車両の道路幅方向に占める領域との重なり量を算出する算出部と、
   前記物体検出部により検出された物体に対して、制動によって衝突が回避可能か否かを判定する判定部と、
   前記判定部により衝突が回避可能であると判定された場合に、自車両を制動させるとともに前記算出部により算出された重なり量に基づいて自車両の操舵方向を制御することにより、前記物体検出部により検出された物体を回避する制御部と、
   を有することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記判定部は、
   前記物体検出部により検出された物体に対する制動制御の実施可否を判定する制動作動判定部と、
   前記物体検出部により検出された物体との衝突の可能性を判定する衝突可能性判定部と、を備え、
   前記制御部は、前記制動作動判定部により制動制御の実施が可と判定され、且つ、前記衝突可能性判定部により前記制動制御により衝突の可能性が無いと判定された場合に、自車両の操舵方向を制御する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記判定部は、
   前記物体検出部により検出された物体との衝突の可能性を判定する衝突可能性判定部と、
   自車両が操舵した場合における被害拡大の可能性を判定する被害拡大可能性判定部と、を備え、
   前記制御部は、前記衝突可能性判定部により衝突の可能性があると判定された場合であって、前記被害拡大可能性判定部により被害拡大の可能性が無いと判定された場合に、自車両の操舵方向の制御を許可する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記物体検出部は前記物体として自車両の前走車両を検出し、
   前記制御部は、前記重なり量が大きくなるよう自車両の操舵方向を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記物体検出部は前記物体として自車両の後続車両を検出し、
   前記制御部は、前記重なり量が小さくなるよう自車両の操舵方向を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から４のうち何れか一項に記載の車両制御装置。
6. 前記制御部は、前記操舵方向を制御する場合にサイドミラーを閉状態に制御することを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
7. 自車両の周辺に存在する物体を検出し、
   前記物体検出部により検出された物体の道路幅方向に占める領域と、自車両の道路幅方向に占める領域との重なり量を算出し、
   前記算出された重なり量に基づいて、前記検出された物体に対して制動によって衝突が回避可能か否かを判定し、
   衝突が回避可能と判定した場合に、自車両を制動させるとともに自車両の操舵方向を制御して、前記検出された物体を回避する、
   ことを特徴とする車両制御方法。
8. コンピュータに、
   前記物体検出部により検出された物体の道路幅方向に占める領域と、自車両の道路幅方向に占める領域との重なり量を算出させ、
   前記重なり量に基づいて、前記物体に対して制動によって衝突が回避可能か否かを判定させ、
   衝突が回避可能と判定された場合に、自車両を制動させるとともに自車両の操舵方向を制御して、前記物体を回避させる、
   ことを特徴とする車両制御用プログラム。

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