JP6638263B2

JP6638263B2 - 車両用走行制御装置および車両用走行制御方法

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Publication number: JP6638263B2
Application number: JP2015170219A
Authority: JP
Inventors: 尚基高橋; 俊男結城; 正一高橋
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2020-01-29
Anticipated expiration: 2035-08-31
Also published as: JP2017047706A

Description

本発明は、衝突回避または衝撃軽減を図る車両用走行制御装置および車両用走行制御方法に関する。

近年、前方車両等の接近を検知すると、運転者に警報を行い、衝突回避または衝撃軽減を目的として車両のブレーキシステムを作動させる先進緊急ブレーキシステム（ＡＥＢＳ：Advanced Emergency Braking System）が普及しつつある。ＡＥＢＳは、前方車両に近づくと、警報を発して、運転者に車両の減速等を促し、それでも前方車両に近づく場合には、エンジンブレーキ等の比較的弱い制動をかけ、さらに近づいた場合には、フットブレーキ等の比較的強い緊急制動をかける。

例えば、特許文献１には、このような制御を行うとともに、自動ブレーキ作動中にドライバがアクセルペダルを踏み込んだ場合でも、アクセル開度に応じて設定されたエンジン出力を所定の割合で低下させる車両用自動ブレーキ制御装置が開示されている。

特開２０１５−１４５１３９号公報

従来のＡＥＢＳでは、制動中にＡＢＳ（Antilock Brake System）が作動し、タイヤが断続的にロックする状態となった場合、スピードメータが示す車速が実際の車速よりも小さくなってしまう。このため、例えば、自車両の前方に自車両と同一方向に進む移動車両があって、自車両と移動車両との間の距離が短くなっている場合、スピードメータが示す車速に基づいて自車両がほぼ停止しているものと判定され、前方対象物の種別が対向車と認識されてしまうことがある。

このように、制動中に前方対象物の種別が変わった場合でも、前方対象物に衝突する危険性を低減できるように、車両の走行を制御することが望まれる。

本発明の目的は、制動中に前方対象物の種別が変わった場合においても、前方対象物に衝突する危険性を低減できる車両用走行制御装置および車両用走行制御方法を提供することである。

本発明の一態様に係る車両用走行制御装置は、自車両の前方に存在する前方対象物への衝突に対する危険度の高さを算出する危険度算出部と、前記前方対象物の存在を検知し、前記前方対象物が如何なる状態にある如何なる物かを示す種別を判別する検知部と、前記危険度が高い第１の状態にあると判定された場合に実行される前記自車両の第１の制御、前記危険度が第１の状態における危険度よりもさらに高い第２の状態にあると判定された場合に実行される第２の制御、または、前記危険度が第２の状態における危険度よりもさらに高い第３の状態にあると判定された場合に実行される第３の制御を実行するか否かを判定する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記第１の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第１の制御を中止させ、前記第２の制御または前記第３の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第２の制御または前記第３の制御を継続させる構成を採る。

本発明の一態様に係る車両用走行制御方法は、自車両の前方に存在する前方対象物への衝突に対する危険度の高さを算出するステップと、前記前方対象物の存在を検知し、前記前方対象物が如何なる状態にある如何なる物かを示す種別を判別するステップと、前記種別が所定の種別である場合、前記危険度が高い第１の状態にあると判定された場合に実行される前記自車両の第１の制御、前記危険度が第１の状態における危険度よりもさらに高い第２の状態にあると判定された場合に実行される第２の制御、または、前記危険度が第２の状態における危険度よりもさらに高い第３の状態にあると判定された場合に実行される第３の制御を実行するか否かを判定するステップと、を具備し、前記第１の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第１の制御を中止させ、前記第２の制御または前記第３の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第２の制御または前記第３の制御を継続させるようにした。

本発明によれば、制動中に前方対象物の種別が変わった場合においても、前方対象物との衝突を回避することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用走行制御装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図図１に示した検知部における前方対象物の種別判定の動作手順を示すフロー図図１に示した車両用走行制御装置の動作手順を示すフロー図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用走行制御装置１６０を含む車両１の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態では、車両１は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載したトラック等の大型車両である。周知の構成なので詳しく図示しないが、車両１は、車両１を走行させる駆動系統の構成として、エンジン、クラッチ、変速機（トランスミッション）、推進軸（プロペラシャフト）、差動装置（デファレンシャルギヤ）、駆動軸（ドライブシャフト）および車輪を有する。エンジンの動力は、クラッチを経由して変速機に伝達され、変速機に伝達された動力は、推進軸、差動装置および駆動軸を介して車輪に伝達される。これにより、エンジンの動力が車輪に伝達されて車両１が走行する。

車両１は、図１に示すように、検知部１２０、速度検出部１４０、車両用走行制御装置１６０、警報部１８０および制動部２００を備える。

検知部１２０は、車載カメラおよびミリ波レーダ等を備えるフュージョンセンサであり、車両１の前方対象物を検知する。具体的には、検知部１２０は、車載カメラにより撮像された前方対象物の画像から、前方対象物が何であるかを判定する。検知部１２０は、例えば、車載カメラにより撮像された画像からパターンマッチングにより前方対象物を判定する。

また、検知部１２０は、ミリ波レーダから放射したミリ波の反射波を検知して、車両１と前方対象物との間の距離を算出し、さらにドップラ効果により反射波に生じる周波数の変化から、車両１に対する前方対象物の相対速度を算出する。

また、検知部１２０は、前方対象物の判定結果、速度検出部１４０から出力された自車速度の情報、および、前方対象物の相対速度の情報等に基づいて、前方対象物が如何なる状態にある如何なる物かを示す種別を判定する。この種別としては、例えば、移動車両、停止車両、対向車両、車両以外の移動物、車両以外の停止物、車両以外の対向物などがある。なお、検知部１２０は、前方対象物の種別判定を繰り返し行う。

さらに、検知部１２０は、今回判定した種別が前回判定した種別から変わった場合には、今回判定した種別の情報を出力する。

検知部１２０は、車両１と前方対象物との相対距離の情報、相対速度の情報、および、前方対象物の種別情報を車両用走行制御装置１６０（後述する衝突余裕時間算出部１６２、制御部１６３および目標減速度算出部１６６）に出力する。

速度検出部１４０は、図示しない回転センサから図示しない車輪の回転情報を取得し、車輪の回転情報に基づいて車両１の速度を算出して、当該速度の情報を検知部１２０および制動制御部１６８に出力する。

車両用走行制御装置１６０は、ブレーキペダル（図示せず）による制動指示とは別に、車両１の制動量を自動的に制御する。車両用走行制御装置１６０には、制動レベルが異なる３種類の制動制御として、警報制御、警報ブレーキ制御および緊急ブレーキ制御が設定されている。

警報制御は、車両用走行制御装置１６０が前方対象物との衝突の可能性があると判断した場合に最初に実行される最も制動レベルの低い制御である。警報制御では、警報音の出力やメータ表示等による前方対象物への注意喚起により、ドライバに対してブレーキ操作（制動操作）をはじめとした衝突回避操作が促される。

警報ブレーキ制御は、警報制御に対してドライバの適切な衝突回避操作（ドライバによる操舵やブレーキ操作等）が行われなかった場合に実行される制御である。警報ブレーキ制御では、比較的弱い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによってドライバへの再度の注意喚起が行われる。

緊急ブレーキ制御は、警報ブレーキ制御に対してもなおドライバの適切な衝突回避操作が行われなかった場合に実行される最も制動レベルの高い制御である。緊急ブレーキ制御では、強い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによって車両１と前方対象物との衝突が回避される。

車両用走行制御装置１６０は、図１に示すように、衝突余裕時間算出部１６２、制御部１６３および目標減速度算出部１６６を備える。また、制御部１６３は、警報制御部１６４および制動制御部１６８を備える。

衝突余裕時間算出部１６２（危険度算出部に相当）は、検知部１２０から出力された車両１と前方対象物との距離および相対速度に基づいて、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が高い衝突発生前状態であるか否かについて判定する。具体的には、衝突余裕時間算出部１６２は、車両１と前方対象物との距離を相対速度で除することによって、衝突余裕時間（以下、「ＴＴＣ（Time To Collision）」という）を算出する。

衝突余裕時間算出部１６２は、算出したＴＴＣの値が例えば３．０［秒］未満、かつ、１．８［秒］以上である場合、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が高い第１の衝突発生前状態（言い換えると、警報制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４に通知する。また、衝突余裕時間算出部１６２は、ＴＴＣの値が例えば１．８［秒］未満、かつ、０．６［秒］以上である場合、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態よりも高い第２の衝突発生前状態（言い換えると、警報ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４および目標減速度算出部１６６に通知する。また、衝突余裕時間算出部１６２は、ＴＴＣの値が例えば０．６［秒］未満である場合、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態よりも高い第３の衝突発生前状態（言い換えると、緊急ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４および目標減速度算出部１６６に通知する。

制御部１６３は、検知部１２０から出力された前方対象物の種別情報が所定の種別である場合、警報制御部１６４および制動制御部１６８を制御する。例えば、制御部１６３は、検知部１２０から出力された前方対象物の種別情報が移動車両または停止車両である場合、警報制御部１６４および制動制御部１６８の制御を開始させる。

警報制御部１６４は、第１の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に警報出力指令を出力し、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報（例えば、メータ表示やスピーカ音）を発生させる。また、警報制御部１６４は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に警報出力指令を出力し、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。また、警報制御部１６４は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に警報出力指令を出力し、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が第３の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。なお、メータ表示やスピーカ音に代えて、ランプ等の発光装置を発光させることによって、車両１と前方対象物とが衝突する可能性が高い旨を運転者に報知してもよい。

目標減速度算出部１６６は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、ドライバへの衝突回避操作の注意喚起を行うのに必要な目標減速度（以下、「第１目標減速度」）を制動制御部１６８に出力する。また、目標減速度算出部１６６は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、車両１および前方対象物の衝突回避に必要な目標減速度（以下、「第２目標減速度」）を算出し、制動制御部１６８に出力する。

制動制御部１６８は、例えば、ＥＢＳ(Electronic Braking System）などのブレーキ制御装置である。制動制御部１６８は、目標減速度算出部１６６から第１目標減速度が出力された場合、速度検出部１４０から出力された速度を所定時間で微分することによって得られた車両１の実減速度が第１目標減速度になるように制動部２００を制御し、車両１に対して例えばエンジンブレーキ程度の第１制動力（警報ブレーキ）を発生させる。また、制動制御部１６８は、目標減速度算出部１６６から第２目標減速度が出力された場合、車両１の実減速度が第２目標減速度になるように制動部２００を制御し、車両１に対して第１制動力より大きい第２制動力（緊急ブレーキ）を発生させる。

ここで、制御部１６３は、警報制御部１６４の警報制御および制動制御部１６８の警報ブレーキ制御を実行中に、前方対象物の種別が、制動レベルが異なる３種類の制動制御の対象となる所定の種別（移動車両または停止車両）から、上記制動制御の対象として設定されていない対向車等の他の種別に変わった場合、警報制御部１６４の警報制御を中止させる。一方、制御部１６３は、制動制御部１６８が警報ブレーキ制御または緊急ブレーキ制御を実行中に、前方対象物の種別が所定の種別（移動車両または停止車両）から、上記制動制御の対象として設定されていない対向車等の他の種別に変わった場合、制動制御部１６８の警報ブレーキ制御または緊急ブレーキ制御を継続させる。

警報部１８０は、車両用走行制御装置１６０（警報制御部１６４）からの警報出力指令を取得する。警報部１８０は、警報出力指令を取得した場合、警報を出力する。なお、警報部１８０は、スピーカ音を鳴らして警報を出力してもよいし、ランプ等の発光装置を発光させて警報を出力してもよい。

制動部２００は、例えば車両１の車輪に対して抵抗力を与えるフットブレーキであり、制動制御部１６８の制御を受けて、車両１に対する制動力を付与する。なお、制動部２００は、車両１に対する制動力を発生するものであれば、フットブレーキに限らない。例えば、制動部２００は、推進軸（プロペラシャフト）に対して抵抗力を与えるリターダ、エンジンに対して負荷を与える排気ブレーキ等の補助ブレーキであってもよい。

なお、車両用走行制御装置１６０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）またはマイクロコンピュータ等の演算装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置および入出力回路を備えており、記憶装置に予め設定されたプログラムを演算装置が実行して、プログラムの機能を実現する。

次に、上述した検知部１２０における前方対象物の種別判定について説明する。図２は、図１に示した検知部１２０における前方対象物の種別判定の動作手順を示すフロー図である。

ステップＳ２０１において、検知部１２０は、ミリ波レーダによって車両１の前方にある物体を検知し、車載カメラの撮像画像によって前方対象物が如何なるものかを検出する。

ステップＳ２０２において、検知部１２０は、ミリ波レーダの検知情報に基づいて、車両１と前方対象物との距離（距離情報）を算出する。

ステップＳ２０３において、検知部１２０は、速度検出部１４０から自車両の速度を取得し、ステップＳ２０４において、検知部１２０は、ドップラ効果により反射波に生じる周波数の変化から、車両１に対する前方対象物の相対速度を算出し、算出した相対速度と自車両の速度とに基づいて、前方対象物の速度を算出する。

ステップＳ２０５において、検知部１２０は、ステップＳ２０１における前方対象物の検出結果、および、ステップＳ２０４における前方対象物の速度に基づいて、前方対象物の種別を判定する。

ステップＳ２０６において、検知部１２０は、前方対象物を消失したか否かを判定し、前方対象物を消失していない場合（ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻り、前方対象物を消失した場合（ＹＥＳ）、検知部１２０は、前方対象物の種別判定を終了する。

このように、前方対象物の種別判定は、検知部１２０に通電されている間、繰り返し行われる。

次に、上述した車両用走行制御装置１６０の動作について説明する。図３は、図１に示した車両用走行制御装置１６０の動作手順を示すフロー図である。

ステップＳ３０１において、衝突余裕時間算出部１６２は、前方対象物に対するＴＴＣを算出し、ステップＳ３０２において、衝突余裕時間算出部１６２は、ステップＳ３０１において算出したＴＴＣが所定の第１閾値Ｔｈ１未満であり、かつ、所定の第２閾値以上であるか否かを判定する。ＴＴＣが第１閾値Ｔｈ１未満かつ第２閾値以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０３に移行し、ＴＴＣが第１閾値Ｔｈ１未満かつ第２閾値以上ではない場合（ＮＯ）、ステップＳ３０４に移行する。なお、第１閾値Ｔｈ１は、例えば、３．０［秒］であり、第２閾値Ｔｈ２は、例えば、１．８［秒］である。

ステップＳ３０３において、警報制御部１６４は、警報部１８０に対して警報出力指令を行い、ステップＳ３０４において、制御部１６３は、検知部１２０から出力された前方対象物の種別が警報制御及び自動ブレーキ制御の対象となる所定の種別（移動車両または停止車両）から対向車両に変化したか否かを判定し、種別が対向車両に変化した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０５に移行し、種別が対向車両に変化していない場合（ＮＯ）、ステップＳ３０６に移行する。

ステップＳ３０５において、警報制御部１６４は、警報部１８０に対して警報出力の中止指令を行い、ステップＳ３１２に移行する。

ステップＳ３０６において、衝突余裕時間算出部１６２は、ステップＳ３０１において算出したＴＴＣが所定の第２閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、所定の第３閾値以上であるか否かを判定する。ＴＴＣが第２閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、第３閾値以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０７に移行し、ＴＴＣが第２閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、第３閾値以上ではない場合（ＮＯ）、ステップＳ３０８に移行する。なお、第３閾値Ｔｈ２は、例えば、０．６［秒］である。

ステップＳ３０７において、制動制御部１６８は、警報ブレーキ制御を実行すると判定し、制動部２００にその実行を指示する。

ステップＳ３０８において、制御部１６３は、警報ブレーキ制御中に種別の変化があった場合でも、警報ブレーキ制御を中止せずに実行すると判定し、制動制御部１６８を介して制動部２００にその実行を指示する。

ステップＳ３０９において、衝突余裕時間算出部１６２は、ステップＳ３０１において算出したＴＴＣが所定の第３閾値Ｔｈ３未満であるか否かを判定する。ＴＴＣが第３閾値Ｔｈ３未満である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３１０に移行し、ＴＴＣが第３閾値Ｔｈ３以上である場合（ＮＯ）、ステップＳ３１２に移行する。

ステップＳ３１０において、制動制御部１６８は、緊急ブレーキ制御を実行すると判定し、制動部２００にその実行を指示する。

ステップＳ３１１において、制御部１６３は、緊急ブレーキ制御中に種別の変化があった場合でも、緊急ブレーキ制御を中止せずに実行すると判定し、制動制御部１６８を介して制動部２００にその実行を指示する。

ステップＳ３１２において、制御部１６３は、前方対象物を消失したか否かを判定し、前方対象物を消失した場合（ＹＥＳ）、車両用走行制御装置１６０の動作を終了し、前方対象物を消失していない場合（ＮＯ）、ステップＳ３０１に戻る。

このように、本実施の形態によれば、自動ブレーキ制動中に車輪が断続的にロックし、速度検出部１４０が検出した車両１の速度情報が実際の速度よりも小さくなり、前方対象物の種別が自動ブレーキ制動中に変わった場合であっても、自動ブレーキを解除せずに継続することにより、前方対象物との衝突を回避することができる。

なお、本実施の形態では、比較的弱い制動の警報ブレーキをエンジンブレーキによって実現し、強い制動の緊急ブレーキをフットブレーキによって実現するように記載したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、警報ブレーキをフットブレーキまたは補助ブレーキによって実現してもよいし、緊急ブレーキをエンジンブレーキ、フットブレーキ及び補助ブレーキを組み合わせて実現してもよい。

本発明は、緊急制動中に前方対象物の種別が変わった場合においても、前方対象物との衝突を回避するのに有用である。

１車両
１２０検知部
１４０速度検出部
１６０車両用走行制御装置
１６２衝突余裕時間算出部
１６３制御部
１６４警報制御部
１６６目標減速度算出部
１６８制動制御部
１８０警報部
２００制動部

Claims

自車両の前方に存在する前方対象物への衝突に対する危険度の高さを算出する危険度算出部と、
前記前方対象物の存在を検知し、前記前方対象物が如何なる状態にある如何なる物かを示す種別を判別する検知部と、
前記危険度が高い第１の状態にあると判定された場合に実行される前記自車両の第１の制御、前記危険度が第１の状態における危険度よりもさらに高い第２の状態にあると判定された場合に実行される第２の制御、または、前記危険度が第２の状態における危険度よりもさらに高い第３の状態にあると判定された場合に実行される第３の制御を実行するか否かを判定する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記第１の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第１の制御を中止させ、前記第２の制御または前記第３の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第２の制御または前記第３の制御を継続させる、
車両用走行制御装置。
前記第１の制御は、警報の出力制御である、
請求項１に記載の車両用走行制御装置。
前記第２の制御は、前記自車両の制動制御であり、前記第２の制御における制動力は、前記第３の制御における制動力よりも弱い、
請求項１に記載の車両用走行制御装置。
自車両の前方に存在する前方対象物への衝突に対する危険度の高さを算出するステップと、
前記前方対象物の存在を検知し、前記前方対象物が如何なる状態にある如何なる物かを示す種別を判別するステップと、
前記危険度が高い第１の状態にあると判定された場合に実行される前記自車両の第１の制御、前記危険度が第１の状態における危険度よりもさらに高い第２の状態にあると判定された場合に実行される第２の制御、または、前記危険度が第２の状態における危険度よりもさらに高い第３の状態にあると判定された場合に実行される第３の制御を実行するか否かを判定するステップと、
を具備し、
前記第１の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第１の制御を中止させ、前記第２の制御または前記第３の制御を実行中に、前記検知部が前記前方対象物を検出した状態であって、前記検知部により判定された前記前方対象物の種別が前記所定の種別から制動の対象として設定されていない他の種別に変化した場合、前記第２の制御または前記第３の制御を継続させる、
車両用走行制御方法。