JP4952127B2 - 車両制御装置、車両制御システム、及び車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両同士の衝突時における衝撃を低減するように車両を制御する車両制御装置、車両制御システム、及び車両制御方法に関する。

車両同士の衝突可能性を検知して衝突を防止するように車両を制御する装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。この装置では、交差点に進入する車両を検出して衝突を予測し、衝突の可能性があると判定したときには、車両の減速又は停止制御を行っている。
特開２００２−１４０７９９号公報

しかしながら、上記従来の制御装置では、衝突を防止しきれないときに、より高速な車両がより低速な車両の側面に衝突してしまうと、衝突による衝撃を十分に低減できないおそれがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、衝突可能性がある車両同士の速度を考慮して、衝突時における衝撃を低減することを可能とする車両制御装置、車両制御システム、及び車両制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、車両同士の衝突の可能性を検知して車両の走行を制御する車両制御装置である。この制御装置は、自車両の速度を取得する自車速度取得手段と、相手車両の速度を取得する相手車速度取得手段と、自車両と相手車両とが衝突する可能性を検知し、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定する衝突判定手段と、自車両の速度と相手車両の速度とを比較して大小を判定する速度判定手段と、相手車両の速度が自車両の速度よりも大きいと判定され、残り時間が閾値より短いと判定された場合にのみ、速度がより小さいと判定された自車両がより大きいと判定された相手車両に側突するように、自車両の走行を制御する走行制御手段と、を備えることを特徴とする。

この車両制御装置によれば、自車両の走行を制御して側突する側の車両をより低速の自車両とし、衝突エネルギーを小さくすることができるため、衝突時における衝撃を低減することが可能となる。

走行制御手段は、側突される相手車両の衝突部位がキャビンから外れるように、自車両の走行を制御することを特徴としてもよい。このようにすれば、衝突時の衝撃から乗員をより効果的に保護することができる。

走行制御手段は、相手車両が自車両の前部に側突する場合に、自車両を減速制御することを特徴としてもよい。このようにすれば、減速により衝突時のエネルギーが減少するため、衝突における衝撃をより低減することができる。特に、相手車両が自車両の前部に側突する場合は、減速制御により自車両が相手車両に側突するように制御し易く、効果的である。

本発明に係る車両制御システムは、車両同士の衝突の可能性を検知して車両の走行を制御する車両制御システムである。このシステムは、両車両の速度を受信する受信手段、両車両の衝突の可能性を検知し、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定する衝突判定手段、衝突すると検知された両車両の速度を比較して大小を判定する速度判定手段、残り時間が閾値より短いと判定された場合にのみ、速度がより小さいと判定された車両がより大きいと判定された車両に側突するように、両車両の少なくとも一方の走行を制御する指令を生成する制御指令生成手段、並びに、生成された指令を制御対象の車両に送信する送信手段を有するインフラ設備と、制御対象の車両に搭載され、インフラ設備からの指令を受信する受信手段、並びに、受信した指令に基づいて車両の走行を制御する走行制御手段を有する車載器と、を備えることを特徴とする。

この車両制御システムによれば、衝突の可能性がある両車両の少なくとも一方の走行を制御して側突する車両をより低速の車両とし、衝突エネルギーを小さくすることができるため、衝突時における衝撃を低減することが可能となる。

制御指令生成手段は、側突される車両の衝突部位がキャビンから外れるように、指令を生成することを特徴としてもよい。このようにすれば、衝突時の衝撃から乗員をより効果的に保護することができる。

制御指令生成手段は、速度がより大きいと判定された車両がより小さいと判定された車両の前部に側突する場合に、制御対象の車両を減速制御する指令を生成することを特徴としてもよい。このようにすれば、減速により衝突時のエネルギーが減少するため、衝突における衝撃をより低減することができる。特に、速度がより大きいと判定された車両がより小さいと判定された車両の前部に側突する場合は、減速制御により速度の遅い車両が速度の速い車両に側突するように制御し易く、効果的である。

また本発明に係る車両制御方法は、車両同士の衝突の可能性を検知して車両の走行を制御する車両制御方法であって、両車両の速度を取得し、両車両の衝突の可能性を検知し、衝突すると検知された両車両の速度を比較して大小を判定し、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定し、残り時間が閾値より短いと判定された場合にのみ、速度がより小さいと判定された車両がより大きいと判定された車両に側突するように、両車両の少なくとも一方の走行を制御する、ことを特徴とする。

この制御方法によれば、衝突の可能性がある両車両の少なくとも一方の走行を制御して側突する車両をより低速の車両とし、衝突エネルギーを小さくすることができるため、衝突時における衝撃を低減することが可能となる。

本発明によれば、衝突可能性がある車両同士の速度を考慮して、衝突時における衝撃を低減することを可能とする車両制御装置、車両制御システム、及び車両制御方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、具体的な実施形態の説明に入る前に、図１３を参照して、本発明に想到するに至った経緯について説明する。図１３（ａ）に示すように、車両Ｍの進路上に車両Ｎが進入してくると、両車両Ｍ，Ｎが出会い頭に衝突することになる。このとき、速度の大きい車両ほど正面に衝突すると衝撃が大きく、また、正面に衝突するときの衝撃による受傷率は、側突される側の車両の速度にほとんど依存しないことが分かった。従って、正面に衝突する側の車両の速度は、より小さい方が好ましい。そこで、両車両Ｍ，Ｎの速度を比較し、速度が小さい方の車両（図１３（ｂ）における車両Ｍ、図１３（ｃ）における車両Ｎ）が大きい方の車両（図１３（ｂ）における車両Ｎ、図１３（ｃ）における車両Ｍ）に側突するように走行を制御できれば、衝突時における衝撃を効果的に低減することができる。また、車両の前部（若しくは後部）に側突されるときの受傷率は比較的低いため、衝突部位を調整することで、受傷率を効果的に低減することができることが分かった。本発明は、これらの知見に基づいてなされたものであり、以下、具体的な実施形態について説明する。なお、以下の説明において、特に断らない限り、速度とは絶対速度を意味するものとする。

まず、車両制御装置の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る車両制御装置のブロック構成図である。図１に示すように、車両制御装置１０は、車両の走行制御を行う走行制御ＥＣＵ（Electronic control unit）１２を備えている。

走行制御ＥＣＵ１２には、車速センサ１４、ミリ波レーダ１６、舵角センサ１８、ヨーレートセンサ２０、及びブレーキＥＣＵ２２が接続されている。車速センサ１４は、車輪の回転速度に応じた車速パルスを検出する。ミリ波レーダ１６は、例えば自車両の前面中央部や前部左右側部に設けられ、周辺の相手車両の相対位置（方位及び距離）及び相対速度を相手車両に関する情報として検出する。舵角センサ１８は、自車両の舵角を検出し、ヨーレートセンサ２０は、自車両のヨーレートを検出する。ブレーキＥＣＵ２２は、自車両のブレーキ装置に接続されており、自車両を減速制御する。

走行制御ＥＣＵ１２は、速度取得部１２ａ、衝突判定部１２ｂ、速度判定部１２ｃ、及び制御指令生成部１２ｄを有している。速度取得部１２ａは、車速センサ１４からの検出信号を受信し、自車両の車速を取得する。また速度取得部１２ａは、ミリ波レーダからの検出信号を受信し、相手車両の車速を取得する。具体的には、速度取得部１２ａは、ミリ波レーダ１６からの検出信号に基づいて、相手車両の相対速度、及び相対位置を取得し、更にこれら相対速度、相対位置、及び自車両の速度に基づいて、演算により相手車両の速度を取得する。

衝突判定部１２ｂは、自車両と相手車両との衝突を検知し、また衝突部位を推定する。具体的には、衝突判定部１２ｂは、自車両の移動量と速度を考慮して、相手車両の相対位置から絶対位置を演算して求め、この絶対位置と速度の情報に基づいて、相手車両の軌道を推定する。一方で、自車両の速度、舵角センサ１８からの実舵角、及びヨーレートセンサ２０からのヨーレートの情報に基づいて、自車両の軌道を推定する。そして、これら軌道の交点から、衝突の可能性や衝突位置、及び衝突部位を推定する。ただし、自車両が相手車両と接近するほど、自車両の舵角やヨーレートを考慮しない場合の誤差は許容範囲となるため、計算量が増える場合はこれらの考慮を省略してもよい。

速度判定部１２ｃは、速度取得部１２ａで取得した自車両と相手車両の速度を比較して、その大小を判定する。制御指令生成部１２ｄは、相手車両の速度が自車両の速度よりも大きいと判定された場合に、自車両が相手車両に側突するように、自車両の走行を制御する指令を生成する。

ここで、速度取得部１２ａにより本発明の自車速度取得手段、及び相手車速度取得手段が構成される。また、速度判定部１２ｃにより本発明の速度判定手段が構成される。また、制御指令生成部１２ｄにより本発明の走行制御手段が構成される。

次に、上記した車両制御装置１０による車両制御方法について、図２のフローチャートを参照して説明する。

まず、走行制御ＥＣＵ１２の速度取得部１２ａは、車速センサ１４からの検出信号を受信して、自車両の速度を取得する（ステップＳ２０１）。次に、速度取得部１２ａは、ミリ波レーダ１６により相手車両の相対速度を取得し（ステップＳ２０２）、また相対位置を取得する（ステップＳ２０３）。そして、これら相手車両の相対速度、相対位置、及び自車両の速度に基づいて、演算により相手車両の速度を取得する（ステップＳ２０４）。

次に、走行制御ＥＣＵ１２の衝突判定部１２ｂは、自車両の移動量と速度を考慮して、相手車両の相対位置から絶対位置を演算して求め、この絶対位置と速度の情報に基づいて、相手車両の軌道を推定する。一方で、自車両の速度、舵角センサ１８からの実舵角、及びヨーレートセンサ２０からのヨーレートの情報に基づいて、自車両の軌道を推定する。そして、これら軌道に基づいて、側突の可能性を推定する（ステップＳ２０５）。そして、自車両と相手車両とが側突しない場合は、処理を中止してステップＳ２０１に戻る。一方、自車両と相手車両とが側突する場合は、ステップＳ２０６に進む。

次に、走行制御ＥＣＵ１２の速度判定部１２ｃは、自車両の速度と相手車両の速度を比較し、その大小を判定する（ステップＳ２０６）。そして、相手車両の速度の方が大きい場合は、ステップＳ２０７に進む。

次に、走行制御ＥＣＵ１２の衝突判定部１２ｂは、自車両と相手車両との衝突部位を推定する（ステップＳ２０７）。衝突判定部１２ｂでは、自車両の軌道と相手車両の軌道とを推定することで、その交点として衝突位置を推定する。そして、両車両の速度を考慮して、この衝突位置での両車両の衝突部位を求める。そして、衝突部位が相手車両のキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部であると判定された場合は、処理を中止してステップＳ２０１に戻る。すなわち、図３（ａ）（ｂ）に示すように、より速度の小さい自車両３０がより速度が大きい相手車両３２に側突する場合は、相手車両３２が自車両３０に側突する場合よりも衝撃が低く、しかも衝突部位が相手車両３２の側面前部、若しくは側面後部である場合は、キャビンを外していることからより安全な衝突形態となっているため、衝突部位をずらす制御をすることなくスルーする。

一方、ステップＳ２０７において、衝突部位が相手車両３２のキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部でないと判定された場合は、ステップＳ２０８に進む。そして、走行制御ＥＣＵ１２の衝突判定部１２ｂは、自車両３０を減速制御することで、衝突部位を相手車両３２のキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部に調整可能か否かを判定する（ステップＳ２０８）。そして、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、相手車両３２が自車両３０のキャビンや後部に側突する場合のように、自車両３０の減速制御では衝突部位を相手車両３２の側面前部若しくは後部に調整できないと判定した場合は、処理を中止してステップＳ２０１に戻る。

一方、ステップＳ２０８において、自車両３０を減速制御することで、衝突部位を相手車両３２のキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部に調整可能と判定した場合は、ステップＳ２０９に進む。すなわち、図３（ｃ）に示す場合は、自車両３０を減速制御することで、衝突部位を相手車両３２の側面後部にずらすことができるため、衝突部位を調整可能と判定する。また、図４（ａ）に示す場合は、自車両３０を減速制御することで、衝突部位を相手車両３２の側面前部にずらすことができるため、衝突部位を調整可能と判定する。

次に、走行制御ＥＣＵ１２の衝突判定部１２ｂは、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定する（ステップＳ２０９）。そして、衝突までの残り時間が閾値（例えば、０．６秒）よりも長い場合は、処理を中止してステップＳ２０１に戻る。一方で、衝突までの残り時間が閾値よりも短い場合は、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０において、走行制御ＥＣＵ１２の制御指令生成部１２ｄは、タイミングを考慮して、ブレーキＥＣＵ２２を制御して自車両３０を減速制御する指令を生成する。ここで、図４（ａ）に示す場合について、図５を参照して減速制御の方法を説明する。

図５（ａ）に示すように、自車両３０及び相手車両３２の速度を、それぞれＶ_ｉ及びＶ_ｒ（＞Ｖ_ｉ）とする。また、衝突までに自車両３０及び相手車両３２が移動する距離を、それぞれＬ_ｉ及びＬ_ｒとする。このとき、自車両３０の衝突予測時間Ｔ_ｉはＬ_ｉ／Ｖ_ｉとなる。また、相手車両３２の衝突予測時間Ｔ_ｒはＬ_ｒ／Ｖ_ｒとなる。両車両３０，３２が衝突するのであれば、Ｔ_ｉ＝Ｔ_ｒとなる。

この場合、自車両３０にブレーキをかけて減速制御して、自車両３０の前面が相手車両３２のキャビンを外した側面Ａピラーより前部に当たるように、衝突部位を調整する。このときのブレーキをかけるタイミングは、Ｔ_ｒ１≦Ｔ_ｒａ≦Ｔ_ｒ２及びＴ_ｒａ＝Ｔ_ｉａの条件より、
Ｔ_ｒ１≦Ｔ_ｉａ≦Ｔ_ｒ２ ・・・ （１）
を満たすＴ_ｉａとなる。ここで、図５（ｂ）に示すように、相手車両３２の前面から自車両３０の左側面の延長線上までの距離をＬ_ｒ１とし、これに相手車両３２のキャビンを外した側面Ａピラーより前部の長さを加えた距離をＬ_ｒ２とすると、相手車両３２が距離Ｌ_ｒ１だけ移動するのに必要な時間Ｔ_ｒ１がＬ_ｒ１／Ｖ_ｒと表される。また、相手車両３２が距離Ｌ_ｒ２だけ移動するのに必要な時間Ｔ_ｒ２がＬ_ｒ２／Ｖ_ｒと表される。そして、自車両３０が相手車両３２の側面前部に側突するときは、衝突時点までの相手車両３２の移動距離Ｌ_ｒａは、Ｌ_ｒ１≦Ｌ_ｒａ≦Ｌ_ｒ２の条件を満たしている。よって、このときの衝突予測時間Ｔ_ｒａは、Ｌ_ｒａ／Ｖ_ｒと表される。

このように、上記（１）式を満たすＴ_ｉａのタイミングでブレーキをかけるとき、ブレーキの要求減速度Ｇを（−ａ）とすると、

L_ｉａ＝Ｖ_ｉ・Ｔ_ｉａ + １／２（−ａ）Ｔ_ｉａ ^２ ・・・ （２）
となるので、これを解いて減速に必要な距離L_ｉａを求めることができる。よって、この距離L_ｉａに到達した時点で減速度Ｇで減速すれば、相手車両３２の側面前部で自車両３０を側突させることができる。

再び図２のフローチャートに戻り、ステップS２０６において、自車両３０の速度が相手車両３２の速度よりも大きいと判定された場合は、処理を中止してステップＳ２０１に戻る。この場合は、図６に示すように、自車両３０を減速制御したのでは、速度がより小さい相手車両３２を速度がより大きい自車両３０に側突させることができず、或いは図７に示すように、そもそも速度がより小さい相手車両３２が自車両３０に側突するため、自車両３０を減速制御する必要がないためである。ただし、図７（ｃ）に示すように、相手車両３２が自車両３０のキャビン（中央部）に側突する場合は、自車両３０を減速制御して、衝突部位を自車両３０の前部にずらしてもよい。

このような処理が、実際に車両の減速制御が行われるまで、所定のサンプル周期（例えば、８ｍＳ）毎に行われる。なお、これら図６及び図７に示す場合は、相手車両３２の方に自車両３０と同様の車両制御装置が搭載されていれば、相手車両３２の方で車両制御が行われて、上記説明した自車両３０の制御と同様の制御が行われる。

このように、本実施形態の車両制御装置１０では、側突する可能性があると検知された自車両３０と相手車両３２との速度の大小を比較し、より低速の自車両３０の走行を制御して側突する側の車両を自車両３０とし、衝突エネルギーを小さくすることができるため、衝突時における衝撃を低減することが可能となる。

このとき、側突される相手車両３２の衝突部位がキャビンから外れるように、自車両３０の走行を制御するため、衝突時の衝撃から乗員をより効果的に保護することができる。

また、自車両３０を減速制御するため、減速により衝突時のエネルギーが減少することで、衝突における衝撃をより低減することができる。特に、速度がより大きい相手車両３２が自車両３０の前部に側突すると検知された場合には、減速制御により衝突する側の車両を自車両３０にすることが容易であるため、効果的である。

次に、車両制御システムの実施形態について説明する。図８は、本実施形態に係る車両制御システムの構成を示す図である。図８に示すように、車両制御システム１００は、インフラ設備１０２と車載器１０４とを備えている。

インフラ設備１０２は、例えば交通状態を監視する監視センターなどに設けられた設備を含み、交通状態に応じて車両を制御する指令を送信して、車両を制御する。このインフラ設備１０２は、通信部１０２ａ、衝突判定部１０２ｂ、速度判定部１０２ｃ、及び制御指令生成部１０２ｄを有している。

通信部１０２ａは、車両Ａ，Ｂ側の車載器１０４と通信して、車両Ａ，Ｂ側から車両の速度、及び車両の位置情報を受信したり、車両Ａ，Ｂ側へ走行を制御する指令を送信したりする。衝突判定部１０２ｂは、一方の車両Ａと他方の車両Ｂとの衝突を検知し、また衝突部位を推定する。具体的には、衝突判定部１０２ｂは、車両Ａの絶対位置と速度の情報に基づいて、車両Ａの軌道を推定する。一方で、車両Ｂの絶対位置と速度の情報に基づいて、車両Ｂの軌道を推定する。そして、これら軌道の交点から、車両Ａ，Ｂの衝突の可能性、衝突位置、及び衝突部位を推定する。

速度判定部１０２ｃは、これら両車両Ａ，Ｂの速度を比較して、その大小を判定する。制御指令生成部１０２ｄは、速度がより小さいと判定された車両がより大きいと判定された車両に側突するように、両車両Ａ，Ｂの少なくとも一方の走行を制御する指令を生成する。

一方、車載器１０４は、インフラ設備１０２からの制御指令に基づいて、各車両Ａ，Ｂの走行を制御する。この車載器１０４は、通信部１０４ａと走行制御部１０４ｂを有している。通信部１０４ａは、インフラ設備１０２側の通信部１０２ａと通信して、インフラ設備１０２側へ各車両Ａ，Ｂの速度、及び位置情報を送信したり、インフラ設備１０２側から走行を制御する指令を受信したりする。走行制御部１０４ｂは、受信した指令に基づいて、各車両Ａ，Ｂの走行を制御する。

ここで、インフラ設備１０２の通信部１０２ａにより本発明のインフラ設備が有する受信手段及び送信手段が構成される。また、インフラ設備１０２の速度判定部１０２ｃにより本発明のインフラ設備が有する速度判定手段が構成される。また、インフラ設備１０２の制御指令生成部１０２ｄにより本発明のインフラ設備が有する制御指令生成手段が構成される。また、車載器１０４の通信部１０４ａにより本発明の車載器が有する受信手段が構成される。また、車載器１０４の走行制御部１０４ｂにより本発明の車載器が有する走行制御手段が構成される。

次に、上記した車両制御システム１００による車両制御方法について、図９のフローチャートを参照して説明する。

まず、インフラ設備１０２の通信部１０２ａは、車両Ａ，Ｂから速度を受信して取得する（ステップＳ９０１）。また通信部１０２ａは、車両Ａ，Ｂからその位置を受信して取得する（ステップＳ９０２）。次に、インフラ設備１０２の衝突判定部１０２ｂは、車両Ａの絶対位置と速度の情報に基づいて、車両Ａの軌道を推定する。一方で、車両Ｂの絶対位置と速度の情報に基づいて、車両Ｂの軌道を推定する。そして、これら軌道の交点から、側突の可能性を推定する（ステップＳ９０３）。そして、車両Ａと車両Ｂとが側突しない場合は、処理を中止してステップＳ９０１に戻る。一方、車両Ａと車両Ｂとが側突する場合は、ステップＳ９０４に進む。

次に、インフラ設備１０２の速度判定部１０２ｃは、車両Ａの速度と車両Ｂの速度を比較し、その大小を判定する（ステップＳ９０４）。そして、車両Ａの速度の方が大きい場合は、ステップＳ９０５に進む。

次に、インフラ設備１０２の衝突判定部１０２ｂは、車両Ａと車両Ｂとの衝突部位を推定する（ステップＳ９０５）。衝突判定部１０２ｂでは、車両Ａの軌道と車両Ｂの軌道とを推定することで、その交点として衝突位置を推定する。そして、両車両Ａ，Ｂの速度を考慮して、この衝突位置での両車両Ａ，Ｂの衝突部位を求める。そして、衝突部位が車両Ａのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部であると判定された場合は、処理を中止してステップＳ９０１に戻る。すなわち、図３（ａ）（ｂ）に示すように、より速度の小さい車両Ｂ（図３の３０）がより速度が大きい車両Ａ（図３の３２）に側突する場合は、車両Ａが車両Ｂに側突する場合よりも衝撃が低く、しかも衝突部位が車両Ａの側面前部、若しくは側面後部である場合は、キャビンを外していることからより安全な衝突形態となっているため、衝突位置をずらす制御をすることなくスルーする。

一方、ステップＳ９０５において、衝突部位が車両Ａのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部でないと判定された場合は、ステップＳ９０６に進む。そして、インフラ設備１０２の衝突判定部１０２ｂは、車両Ｂを減速制御することで、衝突部位を車両Ａのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部に調整可能か否かを判定する（ステップＳ９０６）。そして、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、車両Ａ（図４の３２）が車両Ｂ（図４の３０）のキャビンや後部に側突する場合のように、車両Ｂの減速制御では衝突部位を車両Ａの側面前部若しくは後部に調整できないと判定した場合は、処理を中止してステップＳ９０１に戻る。

一方、ステップＳ９０６において、車両Ｂを減速制御することで、衝突部位を車両Ａのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部に調整可能と判定した場合は、ステップＳ９０７に進む。すなわち、図３（ｃ）に示す場合は、車両Ｂ（図３の３０）を減速制御することで、衝突部位を車両Ａ（図３の３２）の側面後部にずらすことができるため、衝突部位を調整可能と判定する。また、図４（ａ）に示す場合は、車両Ｂ（図４の３０）を減速制御することで、衝突部位を車両Ａの側面前部にずらすことができるため、衝突部位を調整可能と判定する。

次に、インフラ設備１０２の衝突判定部１０２ｂは、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定する（ステップＳ９０７）。そして、衝突までの残り時間が閾値（例えば、０．６秒）よりも長い場合は、処理を中止してステップＳ９０１に戻る。一方で、衝突までの残り時間が閾値よりも短い場合は、ステップＳ９０８に進む。

ステップＳ９０８において、インフラ設備１０２の制御指令生成部１０２ｄは、タイミングを考慮して、車両ＢのブレーキＥＣＵを制御して減速制御する指令を生成し、車両Ｂに搭載された車載器１０４に送信する。これにより、車両Ｂの側で車載器１０４の通信部１０４ａにより指令を受信し、走行制御部１０４ｂによりブレーキＥＣＵに指令を出し、車両Ｂを減速制御する。

一方、ステップS９０４において、車両Ｂの速度が車両Ａの速度よりも大きいと判定された場合は、ステップＳ９０９に進む。ステップＳ９０９において、インフラ設備１０２の衝突判定部１０２ｂは、車両Ａと車両Ｂとの衝突部位を推定する。そして、衝突部位が車両Ｂのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部であると判定された場合は、処理を中止してステップＳ９０１に戻る。すなわち、図７（ａ）（ｂ）に示すように、より速度の小さい車両Ａ（図７の３２）がより速度が大きい車両Ｂ（図７の３０）に側突する場合は、車両Ｂが車両Ａに側突する場合よりも衝撃が低く、しかも衝突部位が車両Ｂの側面前部、若しくは側面後部である場合は、キャビンを外していることからより安全な衝突形態となっているため、衝突位置をずらす制御をすることなくスルーする。

一方、ステップＳ９０９において、衝突部位が車両Ｂのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部でないと判定された場合は、ステップＳ９１０に進む。そして、インフラ設備１０２の衝突判定部１０２ｂは、車両Ａを減速制御することで、衝突部位を車両Ｂのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部に調整可能か否かを判定する（ステップＳ９１０）。そして、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、車両Ｂ（図６の３０）が車両Ａ（図６の３２）のキャビンや後部に側突する場合のように、車両Ａの減速制御では衝突部位を車両Ｂの側面前部若しくは後部に調整できないと判定した場合は、処理を中止してステップＳ９０１に戻る。

一方、ステップＳ９１０において、車両Ａを減速制御することで、衝突部位を車両Ｂのキャビン（中央部）を外した前部若しくは後部に調整可能と判定した場合は、ステップＳ９１１に進む。すなわち、図７（ｃ）に示す場合は、車両Ａ（図７の３２）を減速制御することで、衝突部位を車両Ｂ（図７の３０）の側面後部にずらすことができるため、衝突部位を調整可能と判定する。また、図６（ａ）に示す場合は、車両Ａ（図６の３２）を減速制御することで、衝突部位を車両Ｂ（図６の３０）の側面前部にずらすことができるため、衝突部位を調整可能と判定する。

次に、インフラ設備１０２の衝突判定部１０２ｂは、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定する（ステップＳ９１１）。そして、衝突までの残り時間が閾値（例えば、０．６秒）よりも長い場合は、処理を中止してステップＳ９０１に戻る。一方で、衝突までの残り時間が閾値よりも短い場合は、ステップＳ９１２に進む。

ステップＳ９１２において、インフラ設備１０２の制御指令生成部１０２ｄは、タイミングを考慮して、車両ＡのブレーキＥＣＵを制御して減速制御する指令を生成し、車両Ａに搭載された車載器１０４に向けて送信する。これにより、車両Ａの側で車載器１０４の通信部１０４ａにより指令を受信し、走行制御部１０４ｂによりブレーキＥＣＵに指令を出し、車両Ａを減速制御する。

このように、本実施形態の車両制御システム１００では、衝突の可能性がある両車両Ａ，Ｂの少なくとも一方の走行を制御して側突する車両をより低速の車両とし、衝突エネルギーを小さくすることができるため、衝突時における衝撃を低減することが可能となる。

このとき、側突される車両の衝突部位がキャビンから外れるように、指令を生成するため、衝突時の衝撃から乗員をより効果的に保護することができる。

また、制御対象の車両を減速制御するため、減速により衝突時のエネルギーが減少することで、衝突における衝撃をより低減することができる。特に、速度がより大きい車両がより小さい車両の前部に側突すると検知された場合には、速度がより小さい車両を減速制御することにより、衝突する側の車両をより速度が小さい車両にすることが容易であるため、効果的である。

ここで、上記した実施形態では、衝突の可能性がある車両の軌道を推定し、その交点を衝突位置として求め、更に車両の速度を考慮して、車両の衝突部位を推定していた。そして、衝突までの時間がある閾値（例えば、０．６秒）より短くなったときに、車両の減速制御を行っていた。しかしながら、通常、ミリ波レーダーの誤差や軌道の推定誤差により、実際の衝突位置とのズレが生じている可能性が高く、信頼性が十分でないおそれがある。

そこで、所定のサンプル周期（例えば、８ｍＳ）毎に推定された衝突部位を蓄積して衝突部位の分布を求め、この分布に基づいて衝突部位を最終的に決定してもよい。図１０は、衝突の可能性がある両車両の推定軌道と推定された衝突部位の分布を示す図である。

図１０（ｉ）に示すように、自車両が直進しているのに対し、相手車両が自車両の前方を左から右に進行している場合、タイミングによって出会い頭の事故が生じる。ここで、自車両の軌道は、自車両の速度、舵角、及びヨーレートの情報を得て推定しており、衝突の２秒前か後かで区別している。また相手車両の軌道は、相手車両の絶対位置と速度の情報を得て推定している。なお、相手車両の絶対位置も、衝突の２秒前か後かで区別している。

この相手車両の絶対位置を参照すると、相手車両は左から右に直進してきたにも関わらず、ミリ波レーダの捕捉点は図示のようなバラツキを含んでいる。このプロットから相手車両の軌道を推定するには、最新の捕捉点と一つ前の周期で捕捉した点の２点を結ぶ直線、或いは過去複数点を考慮して、最小二乗法、ロバスト推定法、及びＲＡＮＳＡＣと呼ばれる計算方法などで求めた直線などが考えられる。図の例では、過去１０点分を取り、最小二乗法によって求めた直線を一例として示している。なお、相手車両の舵角が分からないため、直線で考えるしかないが、相手車両と接近するほど、相手車両の舵角によるずれは小さくなり、許容できる範囲になる。また、自車両は舵角を切っていない場合について考えているが、自車両の場合は舵角を切っていれば、その情報が得られるため、自車両の推定軌道に関しては円弧で考え、誤差を少なくすることができる。但し、相手車両と接近するほど、自車両の舵角を考慮しない場合の誤差は許容範囲となるため、計算量が増える場合は省略してもよい。

このようにして推定した自車両の軌道と相手車両の軌道の交点を一周期ごとに求め、自車両と相手車両との衝突部位を累積プロットしたものを、図１０（ｉｉ）〜（ｖ）に示す。図１０（ｉｉ）は、衝突の２秒前までの時点で相手車両の側面に自車両が衝突すると推定されたときの衝突部位をプロットしたグラフである。この場合、相手車両の前から５ｍ弱の部位に１回だけ衝突すると計算されている。

また、図１０（ｉｉｉ）は、衝突位置の２秒前から１．２秒前までの時点で相手車両の側面に自車両が衝突すると推定されたときの衝突部位をプロットしたグラフである。この場合、相手車両の前２ｍ程度のところを自車両が通過すると１回だけ計算されている。

また、図１０（ｖ）は、衝突位置の２秒前までの時点で自車両の側面に相手車両が衝突すると推定されたときの衝突部位をプロットしたグラフである。この場合、衝突部位の分布の山が自車両の前から２．５ｍから３ｍ位に集中し、キャビンに衝突する可能性が高いことを示している。

更に、図１０（ｉｖ）は、衝突位置の２秒前から１．２秒前までの時点で自車両の側面に相手車両が衝突すると推定されたときの衝突部位をプロットしたグラフである。この場合、図１０（ｖ）の場合よりもキャビンに衝突する可能性が高いことが分かる。

このように、過去の分布を累積することで、衝突部位の推定において信頼性を増大させることができる。また、自車両と相手車両とが接近するほどデータとしてもズレが少なくなるため、可能な限り衝突の直前までデータを取得するのが好ましい。

また、上記実施形態では、ミリ波レーダで取得した相手車両の相対位置と相対速度を用い、自車両の移動量と速度とを考慮して、絶対位置と絶対速度に変換して取得していた。しかしながら、この方法では、自車両の移動量と速度のデータを取得する必要があり、これを精度よく得ることは難しく、精度が悪ければ絶対位置と絶対速度の誤差が大きくなってしまうおそれがある。そこで、自車両と相手車両との側突の可能性、及び衝突部位は、相手車両の相対位置の軌跡を用いて推定してもよい。

すなわち、図１１に示すように、自車両の前面に沿う直線と自車両の側面（ここでは左側面）に沿う直線との交点を原点（０，０）とし、車両正面から角度θだけ向きが傾いて車両の左前側部に取り付けられたミリ波レーダの取付軸を基準とするXY座標系で考える。このとき、ミリ波レーダで捕らえた相手車両の過去複数点（任意に設定可能である）の相対位置（ｘ，ｙ）を使用し、最小二乗法で直線回帰して相手車両の軌道を表す次式
ｙ＝ａｘ＋ｂ（ａ，ｂは定数） ・・・ （３）
を求める。

ここで、上記したようにミリ波レーダの取付軸は、車両の正面方向に対して角度θだけ傾斜しているため、XY座標系から原点を中心にして車両の前面と側面を基準とするX’Y’座標系に座標変換するには、次式を用いる。

ｘ’＝ｃｏｓθ・ｘ−ｓｉｎθ・ｙ ・・・ （４）
ｙ’＝ｓｉｎθ・ｘ＋ｃｏｓθ・ｙ ・・・ （５）
とすればよい。

ｘ’＝０のとき、（４）式にこれを代入すると、
ｙ＝１／ｔａｎθ・ｘ ・・・ （６）
と表される。

またｙ’＝０のとき、（５）式にこれを代入すると、
ｙ＝−ｔａｎθ・ｘ ・・・ （７）
と表される。

（１）式と（２）式の交点を（ｘ_１２，ｙ_１２）とすると、ａｘ＋ｂ＝１／ｔａｎθ・ｘから、
ｘ_１２＝ｂ／（１／ｔａｎθ−ａ） ・・・ （８）
ｙ_１２＝ａｘ_１２＋ｂ ・・・ （９）
と表される。

また（１）式と（３）式の交点を（ｘ_１３，ｙ_１３）とすると、ａｘ＋ｂ＝−ｔａｎθ・ｘから、
ｘ_１３＝−ｂ／（ａ＋ｔａｎθ） ・・・ （１０）
ｙ_１３＝ａｘ_１３＋ｂ ・・・ （１１）
と表される。

このようにして求めた交点（ｘ_１２，ｙ_１２）乃至（ｘ_１３，ｙ_１３）が車両のサイズ内にあれば、相手車両と衝突し、その座標から衝突部位を推定することができる。特に、交点（ｘ_１２，ｙ_１２）が車両のサイズ内にあれば、相手車両との側突を推定することができる。このように、相対座標で考えることにより、見かけの軌跡が加減速の結果により曲がっているのか、旋回した結果により曲がっているのか切り分けができなくなり、考え方としては複雑になる。しかしながら、逆に絶対座標で考える場合と比べて、自車両の移動量を情報として得て、それを用いて相対座標から絶対座標に変換する必要がない分、計算量を低減することができ、自車両の移動量のデータを得るときの誤差に影響されなくなるという利点を有する。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ブレーキにより減速制御する場合について説明したが、ブレーキ以外にも、スロットルオフなど他の方法で、或いは他の方法と組み合わせて減速制御してもよい。

また、第１実施形態において、側突の可能性はインフラ設備からの検知信号に基づいて検知してもよい。また第１実施形態において、相手車両の速度を取得するタイミングについては、相手車両を特定してから取得してもよく、周囲の車両の速度を常に取得しておいて、その中で自車両と衝突する可能性がある車両が特定されたときに、制御を開始するようにしてもよい。また第１実施形態において、相手車両の速度は自車両で推定するだけでなく、相手車両から通信により取得してもよく、インフラ設備から取得してもよい。

また、上記した実施形態では、図４（ｂ）及び（ｃ）のときには、衝突位置をずらす制御を行わなかったが、車両３０を減速制御することで衝突部位を車両３２の側面前部に変更することが十分に可能であれば、衝突部位をずらす減速制御を行ってもよい。また同様に、図６（ｂ）及び（ｃ）のときには、衝突位置をずらす制御を行わなかったが、車両３２を減速制御することで衝突部位を車両３０の側面前部に変更することが十分に可能であれば、衝突部位をずらす減速制御を行ってもよい。

また、上記した実施形態では、相手車両の軌跡と自車両の軌跡とが略直交するような衝突形態について説明したが、図１２に示すように、相手車両が斜め方向から自車線に合流する場合（図１２（ａ））や、カーブでのはみ出しの場合（図１２（ｂ））や、交差点での右左折の場合（図１２（ｃ））にも本発明は適用可能である。

本発明の車両制御装置の実施形態を示すブロック構成図である。 図１の車両制御装置による車両制御方法を示すフローチャートである。 速度が大きい相手車両と速度が小さい自車両との衝突形態を示す図である。 速度が大きい相手車両と速度が小さい自車両との衝突形態を示す図である。 速度が大きい相手車両が速度が小さい自車両に側突する場合において、自車両を減速制御するときの制御の方法を説明するための図である。 速度が大きい自車両と速度が小さい相手車両との衝突形態を示す図である。 速度が大きい自車両と速度が小さい相手車両との衝突形態を示す図である。 本発明の車両制御システムの実施形態の構成を示す図である。 図８の車両制御システムによる車両制御方法を示すフローチャートである。 衝突の可能性がある両車両の推定軌道と推定された衝突部位の分布を示す図である。 相手車両の相対位置を用いて衝突部位を推定する方法を示す図である。 本発明の車両制御を適用可能な衝突の形態を示す図である。 出会い頭に車両が衝突する場合における車両制御の基本的な考え方を示す図である。

符号の説明

１０…車両制御装置、１２…走行制御ECU、１２ａ…速度取得部（自車速度取得手段，相手車速度取得手段）、１２ｂ…衝突判定部、１２ｃ…速度判定部（速度判定手段）、１２ｄ…制御指令生成部（走行制御手段）、３０…自車両、３２…相手車両、１００…車両制御システム、１０２…インフラ設備、１０２ａ…通信部（送信手段，受信手段）、１０２ｂ…衝突判定部、１０２ｃ…速度判定部（速度判定手段）、１０２ｄ…制御指令生成部（制御指令生成手段）、１０４…車載器、１０４ａ…通信部（受信手段）、１０４ｂ…走行制御部（走行制御手段）。

Claims (7)

1. 車両同士の衝突の可能性を検知して車両の走行を制御する車両制御装置であって、
   自車両の速度を取得する自車速度取得手段と、
   相手車両の速度を取得する相手車速度取得手段と、
   前記自車両と前記相手車両とが衝突する可能性を検知し、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定する衝突判定手段と、
   前記自車両の速度と前記相手車両の速度とを比較して大小を判定する速度判定手段と、
   前記相手車両の速度が前記自車両の速度よりも大きいと判定され、前記残り時間が前記閾値より短いと判定された場合にのみ、速度がより小さいと判定された前記自車両がより大きいと判定された前記相手車両に側突するように、該自車両の走行を制御する走行制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記走行制御手段は、側突される前記相手車両の衝突部位がキャビンから外れるように、該自車両の走行を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記走行制御手段は、前記相手車両が前記自車両の前部に側突する場合に、該自車両を減速制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 車両同士の衝突の可能性を検知して車両の走行を制御する車両制御システムであって、
   両車両の速度を受信する受信手段、前記両車両の衝突の可能性を検知し、衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定する衝突判定手段、衝突すると検知された両車両の速度を比較して大小を判定する速度判定手段、前記残り時間が前記閾値より短いと判定された場合にのみ、速度がより小さいと判定された車両がより大きいと判定された車両に側突するように、前記両車両の少なくとも一方の走行を制御する指令を生成する制御指令生成手段、並びに、生成された指令を制御対象の車両に送信する送信手段を有するインフラ設備と、
   前記制御対象の車両に搭載され、前記インフラ設備からの指令を受信する受信手段、並びに、受信した指令に基づいて車両の走行を制御する走行制御手段を有する車載器と、
   を備えることを特徴とする車両制御システム。
5. 前記制御指令生成手段は、側突される車両の衝突部位がキャビンから外れるように、前記指令を生成することを特徴とする請求項４に記載の車両制御システム。
6. 前記制御指令生成手段は、速度がより大きいと判定された車両がより小さいと判定された車両の前部に側突する場合に、前記制御対象の車両を減速制御する指令を生成することを特徴とする請求項４又は５に記載の車両制御装置。
7. 車両同士の衝突の可能性を検知して車両の走行を制御する車両制御方法であって、
   両車両の速度を取得し、
   前記両車両の衝突の可能性を検知し、
   衝突すると検知された両車両の速度を比較して大小を判定し、
   衝突までの残り時間が予め設定された閾値より長いか短いかを判定し、
   前記残り時間が前記閾値より短いと判定された場合にのみ、速度がより小さいと判定された車両がより大きいと判定された車両に側突するように、前記両車両の少なくとも一方の走行を制御する、ことを特徴とする車両制御方法。

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