JP2021066403A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多重衝突の発生を抑制できる車両制御装置を提供すること。【解決手段】車両制御装置１は車両３を制御する。車両制御装置は、特定状態判断ユニットと、操舵角減少ユニットとを備える。特定状態判断ユニットは、以下のＡ〜Ｄの条件の全てが成立する特定状態であるか否かを判断する。操舵角減少ユニットは、前記特定状態であると前記特定状態判断ユニットが判断した場合、前記車両の操舵角を減少させる。Ａ：前記車両の車速が予め設定された車速閾値以下である。Ｂ：前記車両と後続車とのＴＴＣが予め設定されたＴＴＣ閾値以下である。Ｃ：前記車両は操舵した状態である。Ｄ：前記車両が前記操舵した状態で進行した場合に前記車両と衝突する物標が存在する。【選択図】図１

Description

本開示は車両制御装置に関する。

特許文献１に車両用安全制御システムが開示されている。車両用安全制御システムは、車両の衝突が検知された後に車両を安全停止させる安全停止制御を実行する。

特開２０１４−１４８２５５号公報

車両Ｖは、以下のような状態になることがある。車両Ｖは、交差点内で、右折するために停止している。後続車が車両Ｖに接近している。車両Ｖは、右方向に操舵した状態である。対向車が、対向車線を走行しながら車両Ｖに接近している。

上記の状態において、多重衝突が発生する可能性がある。すなわち、後続車が車両Ｖに衝突すると、車両Ｖは、右方向に操舵した状態であるため、右前方に進行し、対向車線に進入する。対向車線に進入した車両Ｖは、対向車と衝突する。本開示の１つの局面では、多重衝突の発生を抑制できる車両制御装置を提供することが好ましい。

本開示の１つの局面は、車両（３）を制御する車両制御装置（１）であって、以下のＡ〜Ｄの条件の全てが成立する特定状態であるか否かを判断するように構成された特定状態判断ユニット（９）と、前記特定状態であると前記特定状態判断ユニットが判断した場合、前記車両の操舵角を減少させる操舵角減少ユニット（１１）と、を備える車両制御装置である。

Ａ：前記車両の車速が予め設定された車速閾値以下である。
Ｂ：前記車両と後続車（３９）とのＴＴＣが予め設定されたＴＴＣ閾値以下である。
Ｃ：前記車両は操舵した状態である。
Ｄ：前記車両が前記操舵した状態で進行した場合に前記車両と衝突する物標（４５）が存在する。

Ａ〜Ｄの条件の全てが成立する特定状態である場合、多重衝突が生じる可能性がある。本開示の１つの局面である車両制御装置は、特定状態であると判断した場合、操舵角を減少させる。そのため、後続車が車両に衝突した場合でも、車両は、Ｄの条件における物標と衝突し難い。よって、本開示の１つの局面である車両制御装置は、多重衝突の発生を抑制できる。

車両制御装置の構成を表すブロック図である。 車両制御装置の機能的構成を表すブロック図である。 車両制御装置が実行する処理を表すフローチャートである。 車両、後続車、及び対向車を表す説明図である。

本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
１．車両制御装置１の構成
車両制御装置１の構成を、図１及び図２に基づき説明する。図１に示すように、車両制御装置１は車両３に搭載されている。車両制御装置１は車両３を制御する。車両制御装置１は、ＣＰＵ５と、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ７とする）と、を有するマイクロコンピュータを備える。

車両制御装置１の各機能は、ＣＰＵ５が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ７が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、車両制御装置１は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。

車両制御装置１は、図２に示すように、状態判断ユニット９と、操舵角減少ユニット１１と、操舵角回復ユニット１３と、危険対応ユニット１５と、衝突判断ユニット１７と、衝突対応ユニット１９と、を備える。なお、状態判断ユニット９は、特定状態判断ユニット及び危険状態判断ユニットに対応する。

図１に示すように、車両制御装置１は、車両３に搭載された様々な構成と接続している。車両制御装置１と接続している構成として、Ｇセンサ２１、車速センサ２３、操舵角センサ２５、前方センサ群２７、後方センサ群２９、ブレーキ制御部３１、トー角制御部３３、操舵制御部３５、及び車高制御部３７がある。

Ｇセンサ２１は車両３の加速度を検出する。Ｇセンサ２１は、検出した加速度を表す信号を車両制御装置１に出力する。車速センサ２３は車両３の車速を検出する。車速センサ２３は、検出した車速を表す信号を車両制御装置１に出力する。

操舵角センサ２５は車両３の操舵角を検出する。操舵角センサ２５は、検出した操舵角を表す信号を車両制御装置１に出力する。
前方センサ群２７は、車両３の前方及び前側方に存在する物標を検出可能なセンサを複数含む。前方センサ群２７に含まれるセンサとして、例えば、レーダ、カメラ、ソナー、レーザレーダ等が挙げられる。車両３の前方及び前側方に存在する物標として、例えば、他の車両、歩行者、固定物、車線境界線、道路端等が挙げられる。他の車両として、例えば、対向車等が挙げられる。前方センサ群２７は、検出結果を表す信号を車両制御装置１に出力する。

後方センサ群２９は、車両３の後方に存在する物標を検出可能なセンサを複数含む。後方センサ群２９に含まれるセンサとして、例えば、レーダ、カメラ、ソナー、レーザレーダ等が挙げられる。車両３の後方に存在する物標として、例えば、他の車両、歩行者、固定物、車線境界線、道路端等が挙げられる。他の車両として、例えば、後続車等が挙げられる。後方センサ群２９は、検出結果を表す信号を車両制御装置１に出力する。

ブレーキ制御部３１は、車両制御装置１からの指示に応じて、車両３のブレーキを作動させたり、ブレーキを強めたり、ブレーキを緩めたりする。
トー角制御部３３は、車両制御装置１からの指示に応じて、車両３のトー角を変更する。トー角とは、車両を上から見たとき、進行方向に対して車輪が内側又は外側に傾いている角度である。

操舵制御部３５は、車両制御装置１からの指示に応じて、車両３の操舵角を変更する。なお、車両３は電動パワーステアリングを備えている。操舵制御部３５は、電動パワーステアリングを制御することで、操舵角を変更する。

車高制御部３７は、車両制御装置１からの指示に応じて、車高制御を行う。車高制御は、例えば、車両３の後部の高さを変更する制御である。なお、車両３はエアサスペンションを備えている。車高制御部３７は、エアサスペンションにおける空気圧を調整することで、車両３の後部の高さを変更する。

２．車両制御装置１が実行する処理
車両制御装置１が実行する処理を、図３及び図４に基づき説明する。図３のステップ１では、衝突判断ユニット１７が、Ｇセンサ２１を用いて、後続車３９が車両３に衝突したか否かを判断する。図４に示すように、後続車３９は、車両３の後方を、車両３と同じ方向に走行している車両である。後続車３９と車両３とは、同じ車線４１を走行している。

後続車３９が車両３に衝突したとき、Ｇセンサ２１は大きな加速度を検出する。衝突判断ユニット１７は、Ｇセンサ２１が検出した加速度の値に基づき、後続車３９が車両３に衝突したか否かを判断する。後続車３９が車両３に衝突したと判断した場合、本処理はステップ２に進む。後続車３９が車両３に衝突していないと判断した場合、本処理はステップ４に進む。

ステップ２では、衝突対応ユニット１９が、ブレーキ制御部３１を用いて、車両３のブレーキを作動させる。ブレーキが既に作動していた場合、衝突対応ユニット１９は、例えば、ブレーキを一層強く作動させる。

ステップ３では、衝突対応ユニット１９が、トー角制御部３３を用いて、車両３のトー角の絶対値を大きくする。例えば、衝突対応ユニット１９は、車両３をトーインの状態として、トー角の絶対値を大きくする。あるいは、衝突対応ユニット１９は、車両３をトーアウトの状態として、トー角の絶対値を大きくする。

ステップ４では、状態判断ユニット９が、以下のＡ、Ｃの条件が成立するか否かを判断する。
Ａ：車両３は停止している。
Ｃ：車両３は操舵した状態である。

車両３が停止していることは、車両３の車速が予め設定された車速閾値以下であることに対応する。操舵した状態とは、操舵角が予め設定された閾値より大きいことを意味する。なお、操舵角が０度である場合、車両３は直進する。操舵角が０度でない場合、車両３の進行方向は操舵方向に曲がる。

Ａ及びＣの条件が成立する事例として、図４に示すように、車両３が交差点４３で停止し、操舵角θが閾値より大きい事例がある。図４に示す事例は、左側通行の交通規則の国又は地域での事例である。車両３は、右折するために、右方向に操舵している。

状態判断ユニット９は、車速センサ２３を用いて、Ａの条件が成立するか否かを判断することができる。状態判断ユニット９は、操舵角センサ２５を用いて、Ｃの条件が成立するか否かを判断することができる。Ａ及びＣの条件が成立すると判断した場合、本処理はステップ５に進む。Ａ又はＣの条件が成立しないと判断した場合、本処理はステップ１３に進む。

ステップ５では、状態判断ユニット９が、以下のＤの条件が成立するか否かを判断する。
Ｄ：車両３が操舵した状態で進行した場合に車両３と衝突する対向車が存在する。
Ｄの条件における対向車は物標に対応する。Ｄの条件を成立させる対向車は、例えば、図４に示す対向車４５である。対向車４５は、車線４７を走行している。車線４７は、車両３が操舵した状態で進行した場合に進入する車線である。対向車４５は、車両３に対し接近中である。対向車４５と車両３との距離は予め設定された閾値以下である。

状態判断ユニット９は、操舵角センサ２５を用いて検出した操舵角に基づき、車両３が操舵した状態で進行した場合に進入する車線４７を特定することができる。また、状態判断ユニット９は、前方センサ群２７を用いて、対向車４５の位置、進行方向、速度等を検出することができる。状態判断ユニット９は、特定された車線４７と、対向車４５の検出結果とに基づき、Ｄの条件が成立するか否かを判断することができる。Ｄの条件が成立すると判断した場合、本処理はステップ６に進む。Ｄの条件が成立しないと判断した場合、本処理はステップ１３に進む。

ステップ６では、状態判断ユニット９が、以下のＥの条件が成立するか否かを判断する。
Ｅ：車両３と後続車３９とのＴＴＣが、予め設定された特別閾値よりも小さい。
ＴＴＣとは、衝突余裕時間を意味する。車両３と後続車３９とのＴＴＣ（以下では後続車ＴＴＣとする）は、車両３と後続車３９と車間距離ｘを、車両３と後続車３９との相対速度ｖｒで除した値である。状態判断ユニット９は、後方センサ群２９を用いて、車間距離ｘ及び相対速度ｖｒを取得することができる。状態判断ユニット９は、車間距離ｘ及び相対速度ｖｒに基づき、後続車ＴＴＣを算出することができる。

特別閾値は、後述するＴＴＣ閾値より小さい値である。後続車ＴＴＣが特別閾値より小さい場合、車両３と後続車３９とが衝突することが決定的である。Ｅの条件が成立すると判断した場合、本処理はステップ７に進む。なお、ステップ７に進む場合は、Ａ、Ｃ、Ｄ、及びＥの条件の全てが成立する危険状態である場合である。

Ｅの条件が成立しないと判断した場合、本処理はステップ１１に進む。
ステップ７では、操舵角制御が実行済みであるか否かを、状態判断ユニット９が判断する。操舵角制御は、後述するステップ８又は１２で実行される処理である。操舵角制御の説明は後述する。

ステップ８では、操舵角減少ユニット１１が操舵角制御を行う。操舵角制御は、操舵制御部３５を用いて、操舵角制御の実行前に比べて、操舵角を減少させる制御である。操舵角制御は、例えば、操舵角を０度にする制御である。

ステップ９では、危険対応ユニット１５が、ブレーキ制御部３１を用いて、車両３のブレーキを緩める。
ステップ１０では、危険対応ユニット１５が、車高制御部３７を用いて、車高制御を行う。車両３が後部トランクを備える場合、車高制御は、例えば、車両３の後部を低くする制御である。車両３の後部を低くすると、後続車３９は後部トランクに衝突する。後部トランクはクラッシャブルゾーンとして機能する。その結果、車両３の乗員の安全性を向上させることができる。

また、車高制御は、例えば、車両３の後部を高くする制御である。車両３の後部を高くすると、後続車３９は車両３のシャシーに衝突する。シャシーは、車両３の中で剛性が高い部分である。その結果、車両３の損傷を抑制することができる。

また、車高制御は、例えば、車両３のうち、ガソリンタンク等の脆弱な部分の高さを、後続車３９と衝突し難い高さに変更する制御である。この車高制御を行うことで、脆弱な部分を保護することができる。

ステップ１１では、状態判断ユニット９が、以下のＢの条件が成立するか否かを判断する。
Ｂ：車両３と後続車３９とのＴＴＣが、予め設定されたＴＴＣ閾値よりも小さい。
ＴＴＣ閾値は、前述した特別閾値より大きい値である。後続車ＴＴＣがＴＴＣ閾値より小さく、特別閾値以上である場合、車両３と後続車３９とが衝突する可能性はあるが、衝突は決定的ではない。Ｂの条件が成立すると判断した場合、本処理はステップ１２に進む。なお、ステップ１２に進む場合は、Ａ〜Ｄの条件の全てが成立する特定状態である場合である。Ｂの条件が成立しないと判断した場合、本処理はステップ１３に進む。

ステップ１２では、操舵角減少ユニット１１が、前記ステップ８と同様に操舵角制御を行う。
ステップ１３では、操舵角制御が実行済みであるか否かを、状態判断ユニット９が判断する。操舵角制御は、後述するステップ８又は１２で実行される処理である。

ステップ１４では、操舵角回復ユニット１３が、車両３の操舵角を、元の値に復元する。元の値とは、前記ステップ８又は１２において操舵角制御を行う直前の操舵角である。
３．車両制御装置１が奏する効果
（１Ａ）Ａ〜Ｄの条件の全てが成立する特定状態である場合、多重衝突が生じる可能性がある。例えば、図４に示す事例では、後続車３９が車両３に衝突することで、車両３は操舵方向４９に進行して車線４７に進入する。車線４７に進入した車両３は、対向車４５と衝突する可能性がある。

車両制御装置１は、特定状態であると判断した場合、操舵角を減少させる。そのため、後続車３９が車両３に衝突した場合でも、車両３は車線４７に進入し難く、対向車４５と衝突し難い。よって、車両制御装置１は、多重衝突の発生を抑制できる。

（１Ｂ）前記ステップ４、５、１１のいずれかで否定判断した場合、車両制御装置１は、操舵角を、操舵制御を実行する前の値に戻す。前記ステップ４、５、１１のいずれかで否定判断した場合は、Ａ〜Ｄの条件うち１つでも成立しないと判断した場合である。すなわち、前記ステップ４、５、１１のいずれかで否定判断した場合は、特定状態ではないと判断した場合に対応する。

操舵角を、操舵制御を実行する前の値に戻すことにより、車両３は、操舵方向４９にスムーズに進行することができる。なお、Ａ〜Ｄの条件うち１つでも成立しない場合、上述した多重衝突は生じ難いため、操舵角を戻しても問題は生じ難い。

（１Ｃ）Ａ、Ｃ、Ｄ、及びＥの条件の全てが成立する危険状態である場合、上述した多重衝突が生じる可能性がある。車両制御装置１は、危険状態であると判断した場合、操舵角を減少させる。そのため、後続車３９が車両３に衝突した場合でも、車両３は車線４７に進入しにくく、対向車４５と衝突しにくい。

また、Ａ、Ｃ、Ｄ、及びＥの条件の全てが成立する危険状態である場合、後続車３９が車両３に衝突することが決定的である。車両制御装置１は、危険状態であると判断した場合、車両３のブレーキを緩める。そのため、車両制御装置１は、衝突の衝撃を緩和することができる。

また、車両制御装置１は、危険状態であると判断した場合、車高制御を行う。車高制御を行うことで、上述したように、車両３の乗員の安全性の向上、車両３の損傷の抑制、車両３のうち脆弱な部分の保護等の効果を奏することができる。

（１Ｄ）車両制御装置１は、後続車３９が車両３に衝突したか否かを判断する。車両制御装置１は、後続車３９が車両３に衝突したと判断した場合、車両３のブレーキを作動させる処理、及び、車両３のトー角の絶対値を増加させる処理を行う。車両３のトー角の絶対値を増加させると、車両３の路面摩擦力が大きくなる。

後続車３９が車両３に衝突した後、車両３のブレーキを作動させる処理、及び、車両３のトー角の絶対値を増加させる処理を行うことにより、車両３は早期に停止する。その結果、車両制御装置１は、車両３がさらに他の物標に衝突することを抑制することができる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）Ａの条件における車速閾値は、０ｋｍ／ｈ以外の値であってもよい。例えば、車速閾値は、５ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈ等であってもよい。
（２）Ｄの条件における物標は、図４に示す対向車４５以外のものであってもよい。Ｄの条件における物標は、例えば、操舵方向４９上にある歩行者、他の車両、固定物等であってもよい。

（３）前記ステップ８、１２における操舵角制御では、操舵角を必ずしも０度にしなくてもよい。前記ステップ８、１２における操舵角制御は、例えば、操舵角を、Ｘ度にする制御であってもよい。Ｘは、０より大きく、操舵角制御を行う前の操舵角よりも小さい値である。

（４）車両制御装置１は、前記ステップ２、３の処理のうち、一方のみを実行してもよい。
（５）車両制御装置１は、前記ステップ９、１０の処理のうち、一方のみを実行してもよい。
（６）車両制御装置１は、Ｂ、Ｄ、Ｅの条件が成立するか否かを、車車間通信、路車間通信等で取得した情報に基づき判断してもよい。

（７）車両３は、エアバックの展開を検出するエアバックセンサを備えていてもよい。前記ステップ１において、衝突判断ユニット１７は、エアバックセンサを用いて、後続車３９が車両３に衝突したか否かを判断してもよい。衝突判断ユニット１７は、エアバックが展開していれば、後続車３９が車両３に衝突したと判断する。衝突判断ユニット１７は、エアバックが展開していなければ、後続車３９は車両３に衝突していないと判断する。

（８）本開示に記載の車両制御装置１及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の車両制御装置１及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の車両制御装置１及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。車両制御装置１に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

（９）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

（１０）上述した車両制御装置１の他、当該車両制御装置１を構成要素とするシステム、当該車両制御装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、車両制御方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…車両制御装置、３…車両、９…状態判断ユニット、１１…操舵角減少ユニット、１３…操舵角回復ユニット、１５…危険対応ユニット、１７…衝突判断ユニット、１９…衝突対応ユニット

Claims (4)

1. 車両（３）を制御する車両制御装置（１）であって、
   以下のＡ〜Ｄの条件の全てが成立する特定状態であるか否かを判断するように構成された特定状態判断ユニット（９）と、
   前記特定状態であると前記特定状態判断ユニットが判断した場合、前記車両の操舵角を減少させる操舵角減少ユニット（１１）と、
   を備える車両制御装置。
   Ａ：前記車両の車速が予め設定された車速閾値以下である。
   Ｂ：前記車両と後続車（３９）とのＴＴＣが予め設定されたＴＴＣ閾値以下である。
   Ｃ：前記車両は操舵した状態である。
   Ｄ：前記車両が前記操舵した状態で進行した場合に前記車両と衝突する物標（４５）が存在する。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記操舵角減少ユニットが前記操舵角を減少させた後、前記特定状態ではないと前記特定状態判断ユニットが判断した場合、前記操舵角を、前記操舵角減少ユニットが減少させる前の値に戻す操舵角回復ユニット（１３）をさらに備える車両制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両制御装置であって、
   前記Ａ、前記Ｃ、前記Ｄ、及び以下のＥの条件の全てが成立する危険状態であるか否かを判断するように構成された危険状態判断ユニット（９）と、
   前記危険状態であると前記危険状態判断ユニットが判断した場合、前記車両のブレーキを緩める処理、及び、前記車両の車高を制御する処理のうちの少なくとも一方を行う危険対応ユニット（１５）と、
   をさらに備え、
   前記操舵角減少ユニットは、前記危険状態であると前記危険状態判断ユニットが判断した場合、前記操舵角を減少させる車両制御装置。
   Ｅ：前記ＴＴＣが、前記ＴＴＣ閾値よりも小さい特別閾値よりもさらに小さい。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両制御装置であって、
   前記後続車が前記車両に衝突したか否かを判断するように構成された衝突判断ユニット（１７）と、
   前記後続車が前記車両に衝突したと前記衝突判断ユニットが判断した場合、前記車両のブレーキを作動させる処理、及び、前記車両のトー角の絶対値を増加させる処理のうちの少なくとも一方を行う衝突対応ユニット（１９）と、
   をさらに備える車両制御装置。

Images