JP6308186B2 - 衝突回避支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両が障害物に衝突することを回避するようにドライバーを支援する衝突回避支援装置に関する。

従来から、衝突回避支援装置を備えた車両が知られている。衝突回避支援装置は、カメラあるいはレーダー等のセンサによって自車両が衝突する可能性の高い障害物が検出された場合に、自動ブレーキによって自車両を減速させる。また、例えば、特許文献１に提案されているように、自動ブレーキに加えて、操舵装置により自車両を障害物から離れる方向に自動操舵する衝突回避支援装置も知られている。

特開２０１２−１１６４０３号公報

自動ブレーキを実施して自車両を減速させても、障害物に対する自車両の相対速度あるいは自車両の速度が十分に低下していない状況で自動操舵を行うと、障害物に対する自車両の走行進路を精度よく制御することが難しい。例えば、相対速度あるいは自車両の速度が高いほど、障害物に対して自車両を回避させる回避軌道にバラツキが生じる。このため、障害物を避けるための回避スペースへ自車両を適切に移動させることができないおそれがある。

また、自動操舵を行う場合には、自動ブレーキを行う場合以上に自車両の周囲に存在する他の障害物への影響を考慮する必要がある。このため、衝突回避支援を行う場合には、できる限り自動ブレーキのみによって実施されることが望まれる。従って、自動操舵の介入が適切に行われないと、自動操舵の介入が反って逆効果となるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、自動ブレーキに加えて自動操舵を行う場合に、自動操舵の介入を適切に行うことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段（１０，５１）と、
前記自車両が前記検出された障害物と衝突する可能性が高い場合に、車輪に制動力を発生させる制御である自動ブレーキを介入（実施）させる自動ブレーキ手段（１０，Ｓ１４，２０）と、
前記自動ブレーキの介入によって前記自車両が減速しても前記自車両が前記障害物と衝突する可能性が高い場合に、衝突を回避する方向に操舵輪を操舵する制御である自動操舵を介入（実施）させる自動操舵手段（１０，Ｓ１９，３０）と
を備えた衝突回避支援装置において、
前記自動操舵の介入前に、前記自動ブレーキの介入によって自車両が減速しながら走行して前記障害物と衝突すると予測される位置における、前記障害物に対する前記自車両の予測相対速度を表すまたは前記自車両の車速を表す衝突予測速度（Ｖｘ）が、前記自動操舵を精度良く行うことができる閾値である衝突速度閾値（Ｖｘref）よりも高いか否か、あるいは、前記自動操舵の介入前に、前記自動ブレーキが介入したときの、前記障害物に対する前記自車両の相対速度を表すまたは前記自車両の車速を表すブレーキ介入時速度（Ｖｂ）が、前記自動操舵を精度良く行うことができる閾値であるブレーキ介入時速度閾値（Ｖｂref）よりも高いか否かについて推定する推定手段（Ｓ１８，Ｓ４２）と、
前記推定手段によって前記衝突予測速度が前記衝突速度閾値よりも高いと推定された場合、あるいは、前記ブレーキ介入時速度がブレーキ介入時速度閾値よりも高いと推定された場合に、前記自動操舵手段による自動操舵の介入を禁止する自動操舵禁止手段（Ｓ１８：Ｎｏ，Ｓ４２：Ｎｏ，Ｓ４４，Ｓ３１：Ｎｏ）と
を備えたことにある。

本発明においては、障害物検出手段が、自車両の前方に存在する障害物を検出する。自動ブレーキ手段は、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、車輪に制動力を発生させる制御である自動ブレーキを介入させる。自車両が障害物と衝突する可能性は、例えば、自車両が障害物に衝突するまでの予測時間を用いて判断することができる。自動操舵手段は、自動ブレーキの介入によって自車両が減速しても自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、衝突を回避する方向に操舵輪を操舵する制御である自動操舵を介入させる。従って、自動操舵によって自車両が障害物に衝突することを回避することができる。

障害物に対する自車両の相対速度あるいは自車両の速度を十分に低下できない状況で自動操舵を行うと、障害物に対する自車両の走行進路を精度よく制御することが難しい。このため、自動操舵の介入を適切に行わないと、自動操舵の介入が反って逆効果となるおそれがある。そこで、本発明においては、推定手段と自動操舵禁止手段とを備えている。

推定手段は、自動操舵の介入前に、自動ブレーキの介入によって自車両が減速しながら走行して障害物と衝突すると予測される位置における、障害物に対する自車両の予測相対速度を表すまたは自車両の車速を表す衝突予測速度が、自動操舵を精度良く行うことができる閾値である衝突速度閾値よりも高いか否かについて推定する。この衝突予測速度は、自動ブレーキの介入によって自車両が減速しながら走行して障害物と衝突すると予測される位置における、障害物に対する自車両の予測相対速度または自車両の車速を表す。
あるいは、推定手段は、自動操舵の介入前に、自動ブレーキが介入したときの、障害物に対する自車両の相対速度を表すまたは自車両の車速を表すブレーキ介入時速度が、自動操舵を精度良く行うことができる閾値であるブレーキ介入時速度閾値よりも高いか否かについて推定する。このブレーキ介入時速度は、自動ブレーキが介入したときの、障害物に対する自車両の相対速度または自車両の車速を表す。

例えば、自動ブレーキの介入を受けても自車両が障害物に衝突すると予測される状況においては、限界に近い減速度にて自車両が減速するため、減速度は大きくばらつかない。このため、ブレーキ介入時速度から衝突予測速度をある程度推定することができる。従って、推定手段は、衝突予測速度が衝突速度閾値よりも高いか否かについての推定を行ってもよいし、ブレーキ介入時速度がブレーキ介入時速度閾値よりも高いか否かについての推定を行ってもよい。尚、障害物に対する自車両の相対速度は、自車両の速度から、障害物における自車両の走行方向の速度を減算した値に相当する。

衝突予測速度あるいはブレーキ介入時速度が高いほど、自動操舵の精度が低下するおそれがある。そこで、自動操舵禁止手段は、推定手段によって衝突予測速度が衝突速度閾値よりも高いと推定された場合、あるいは、ブレーキ介入時速度がブレーキ介入時速度閾値よりも高いと推定された場合に、自動操舵手段による自動操舵の介入を禁止する。これにより、自動ブレーキに加えて自動操舵を行う場合に、自動操舵の介入を適切に行うことができる。

本発明の一側面の特徴は、
前記推定手段は、前記自動ブレーキの介入によって前記自車両が減速しながら走行しているときに、所定の演算周期で前記衝突予測速度を演算する（Ｓ１６）とともに前記演算した前記衝突予測速度が前記衝突速度閾値よりも高いか否かについて判定する（Ｓ１８）ように構成されたことにある。

本発明の一側面においては、推定手段が、自動ブレーキの介入によって自車両が減速しながら走行しているときに、所定の演算周期で衝突予測速度を演算する。従って、衝突予測速度を精度良く演算することができる。衝突予測速度は、例えば、自車両と障害物との距離、障害物に対する自車両の相対速度、および、自車両の減速度等に基づいて演算することができる。推定手段は、この演算した衝突予測速度が衝突速度閾値よりも高いか否かについて判定する。これにより、本発明の一側面によれば、自動操舵の介入を一層適切に行うことができる。

本発明の一側面の特徴は、
前記推定手段は、前記自動ブレーキが介入したときに、前記ブレーキ介入時速度を検出するとともに前記検出したブレーキ介入時速度が前記ブレーキ介入時速度閾値よりも高いか否かについて判定する（Ｓ４２）ように構成されたことにある。

本発明の一側面においては、推定手段が、自動ブレーキが介入したときに、ブレーキ介入時速度を検出するとともに、検出したブレーキ介入時速度がブレーキ介入時速度閾値よりも高いか否かについて判定する。従って、本発明の一側面によれば、自動ブレーキが介入した早い段階で、自動操舵の介入を禁止することができる。

本発明の一側面の特徴は、
前記障害物が静止物であるか移動物であるかについて判別する障害物判別手段（Ｓ２１，Ｓ４５）と、
前記障害物判別手段により前記障害物が静止物であると判別されている場合には移動物であると判別されている場合に比べて、前記衝突速度閾値を高い値に設定する衝突速度閾値可変手段（Ｓ２２，Ｓ２３）とを備えたことにある。

自動操舵の介入によって衝突回避を実施する場合には、障害物の移動量を考慮する必要があり、障害物が移動物である場合には、移動量の検出バラツキが発生する。このため、障害物が移動物である場合には、自動操舵による自車両の走行進路を高い精度にて制御する必要がある。逆に、障害物が静止物である場合には、障害物が移動物である場合に比べて、自動操舵による走行進路の制御の精度を緩めることができる。

そこで、本発明の一側面においては、障害物判別手段が、障害物が静止物であるか移動物であるかついて判別する。そして、衝突速度閾値可変手段は、障害物が静止物であると判別されている場合には移動物であると判別されている場合に比べて、衝突速度閾値を高い値に設定する。従って、障害物が静止物である場合には移動物である場合に比べて、自動操舵が介入しやすくなる。これにより、本発明の一側面によれば、障害物の種類（移動物／静止物）に応じて適正な自動操舵の介入を行うことができる。

本発明の一側面の特徴は、
前記障害物が静止物であるか移動物であるかについて判別する障害物判別手段（Ｓ４５）と、
前記障害物判別手段により前記障害物が静止物であると判別されている場合には移動物であると判別されている場合に比べて、前記ブレーキ介入時速度閾値を高い値に設定するブレーキ介入時速度閾値可変手段（Ｓ４６，Ｓ４７）とを備えたことにある。

本発明の一側面によれば、障害物の種類（移動物／静止物）に応じて適正な自動操舵の介入を行うことができる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る衝突回避支援装置の概略システム構成図である。 自車両の回避軌道を表わす平面図である。 走行レーン中における回避スペースを表わす平面図である。 衝突回避支援制御ルーチン１を表わすフローチャートである。 衝突回避支援制御ルーチン１の変形例を表わすフローチャートである。 衝突回避支援制御ルーチン２を表わすフローチャートである。 フラグ設定ルーチンを表わすフローチャートである。 フラグ設定ルーチンの変形例を表わすフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の衝突回避支援装置の概略システム構成図である。

衝突回避支援装置は、支援ＥＣＵ１０、ブレーキＥＣＵ２０、ステアリングＥＣＵ３０、および、警報ＥＣＵ４０を備えている。各ＥＣＵ１０，２０，３０，４０は、マイクロコンピュータを主要部として備えるとともに、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）を介して、各種の制御情報や要求信号を相互に送受信可能に接続されている。尚、ＥＣＵは、Electric Control Unitの略である。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵとＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶装置を含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。本明細書において、衝突回避支援装置が搭載された車両を「自車両」と呼ぶ。

支援ＥＣＵ１０は、周囲センサ５１、操舵角センサ５２、ヨーレートセンサ５３、車速センサ５４、および、加速度センサ５５に接続されている。周囲センサ５１は、少なくとも自車両の前方の道路、および、道路に存在する立体物に関する情報を取得する機能を有している。立体物は、例えば、歩行者、自転車、および、自動車などの移動物、並びに、電柱、樹木、および、ガードレールなどの静止物である。

周囲センサ５１は、例えば、レーダセンサおよびカメラセンサを備えている。レーダセンサは、例えば、ミリ波帯の電波を自車両の周囲（少なくとも前方を含む）に照射し、立体物が存在する場合には、その立体物からの反射波を受信し、その電波の照射タイミングと受信タイミングと等に基づいて、立体物の有無、自車両と立体物との相対関係（自車両と立体物との距離、および、自車両と立体物との相対速度など）を演算する。

カメラセンサは、例えば、ステレオカメラを備え、車両前方の左および右の風景を撮影し、撮影した左右の画像データに基づいて、道路の形状、立体物の有無、自車両と立体物との相対関係などを演算する。また、カメラセンサは、道路の左右の白線などのレーンマーカー（以下、白線と呼ぶ）を認識し、道路の形状、および、道路と自車両との位置関係を演算する。

周囲センサ５１によって取得された情報を物標情報と呼ぶ。周囲センサ５１は、物標情報を支援ＥＣＵ１０に所定の周期で繰り返し送信する。尚、周囲センサ５１は、必ずしも、レーダセンサおよびカメラセンサを備える必要はなく、要求される検出精度に応じたセンサを用いればよい。また、自車両の走行する道路の形状、および、道路と自車両との位置関係を表す情報については、ナビゲーションシステムの情報を利用することもできる。

操舵角センサ５２は、自車両の操舵角を検出し、その検出信号を支援ＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサ５３は、自車両に作用しているヨーレートを検出し、その検出信号を支援ＥＣＵ１０に送信する。車速センサ５４は、自車両の走行速度（車速と呼ぶ）を検出し、その検出信号を支援ＥＣＵ１０に送信する。加速度センサ５５は、自車両の前後方向に作用している加速度である前後加速度、および、自車両の左右方向（車幅方向）に作用している加速である横加速度を検出し、その検出信号を支援ＥＣＵ１０に送信する。尚、車速センサ５４は、自車両の各車輪に設けられた車輪速センサのパルス信号をカウントしたカウント値に基づいて車速を演算するため、車速センサ５４に代えて、車輪速センサの信号を支援ＥＣＵ１０に送信する構成であってもよい。

支援ＥＣＵ１０は、これらのセンサからの検出信号に基づいて、自車両が前方に存在する障害物を検出し、この障害物に自車両が衝突する可能性が高い場合に、ブレーキＥＣＵ２０に対して衝突回避用の制動指令を送信するとともに、必要に応じてステアリングＥＣＵ３０に対して、衝突回避用の操舵指令を送信する。支援ＥＣＵ１０の処理については、後述する。

ブレーキＥＣＵ２０は、ブレーキアクチュエータ２１に接続されている。ブレーキアクチュエータ２１は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダ（図示略）と、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構２２との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構２２は、車輪に固定されるブレーキディスク２２ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ２２ｂとを備え、ブレーキアクチュエータ２１から供給される作動油の油圧によってブレーキキャリパ２２ｂに内蔵されたホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク２２ａに押し付けて油圧制動力を発生させる。

ブレーキアクチュエータ２１は、ブレーキキャリパ２２ｂに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整する公知のアクチュエータであり、ブレーキＥＣＵ２０からの制御指令に応じた油圧をホイールシリンダに供給して左右前後輪に制動力を発生させる。

ステアリングＥＣＵ３０は、電動パワーステアリングシステムの制御装置であって、モータドライバ３１に接続されている。モータドライバ３１は、操舵用モータ３２に接続されている。操舵用モータ３２は、ステアリング機構（図示略）に組み込まれ、モータドライバ３１から供給された電力によってロータが回転し、このロータの回転によって左右の操舵輪を操舵する。

ステアリングＥＣＵ３０は、通常時においては、ドライバーの操舵トルクを検出し、この操舵トルクに応じたアシストトルクを操舵用モータ３２で発生させるが、ドライバーがハンドル操作をしていないときに支援ＥＣＵ１０から送信される衝突回避用の操舵指令を受信した場合、その操舵指令にしたがって操舵用モータ３２を駆動制御して操舵輪を操舵する。

警報ＥＣＵ４０は、ブザー４１および表示器４２に接続されている。警報ＥＣＵ４０は、支援ＥＣＵ１０からの指令にしたがって、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合にブザー４１を鳴動させてドライバーへの注意喚起を行うとともに、表示器４２により衝突回避支援制御の作動状況を表示する。

次に、支援ＥＣＵ１０の機能について説明する。支援ＥＣＵ１０は、その機能に着目すると、自車レーン認識部１１、自車軌道演算部１２、立体物軌道演算部１３、障害物判定部１４、衝突判定部１５、目標減速度演算部１６、回避目標軌道演算部１７、および、制御部１８を備えている。

自車レーン認識部１１は、周囲センサ５１から送信された物標情報に基づいて、自車両がこれから走行する道路に関する情報を生成する。例えば、自車レーン認識部１１は、自車両の前端中央位置を原点とし、その原点から左右方向および前方に拡がった座標系を用いて、地面、立体物、白線の座標情報（位置情報）を生成する。これにより、自車レーン認識部１１は、左右の白線で区画される自車両の走行レーンの形状と、走行レーン内における自車両の位置および向きと、自車両に対する地面および立体物の相対位置を把握する。自車レーン認識部１１は、周囲センサ５１から送信される物標情報を受信する都度、この座標情報を更新する。

自車軌道演算部１２は、ヨーレートセンサ５３によって検出されるヨーレート、および、車速センサ５４によって検出される車速に基づいて、自車両の旋回半径を演算し、この旋回半径に基づいて自車両の軌道を演算する。

立体物軌道演算部１３は、立体物の位置の変化に基づいて、立体物が移動物であるのか静止物であるのかを判別し、移動物である場合には、立体物の軌道を演算する。例えば、立体物の前後方向（自車両の走行方向）の移動速度は、自車両の車速と、自車両と立体物との相対速度との関係から演算することができる。また、立体物の左右方向の移動速度は、周囲センサ５１によって検出される立体物の横端位置と白線との間の距離の変化量等から演算することができる。立体物軌道演算部１３は、この立体物の前後方向と左右方向の移動速度に基づいて、立体物の軌道を演算する。あるいは、立体物軌道演算部１３は、演算した自車両の軌道、および、周囲センサ５１によって検出される自車両と立体物との距離に基づいて、立体物の軌道を演算してもよい。

障害物判定部１４は、自車両の軌道と、立体物の軌道とに基づいて、立体物が現状の移動状態（立体物が静止物の場合は停止状態）を維持し、かつ、自車両が現状の走行状態を維持した場合に、自車両が立体物に衝突するか否かについて判定する。障害物判定部１４は、判定結果に基づいて、自車両が立体物に衝突すると判定した場合に、その立体物を障害物であると認定する。

衝突判定部１５は、障害物と自車両との距離Ｌと、障害物に対する自車両の相対速度Ｖｒとに基づいて、自車両が障害物に衝突するまでの予測時間（衝突するまでの残り時間）である衝突予測時間ＴＴＣを次式（１）によって演算する。
ＴＴＣ＝Ｌ／Ｖｒ ・・・（１）
衝突判定部１５は、この衝突予測時間ＴＴＣが予め設定した衝突判定閾値ＴＴＣ０以下である場合に、自車両が障害物に衝突する可能性が高いと判定する。

目標減速度演算部１６は、自車両が障害物に衝突する可能性が高いと判定された場合に、自車両を減速させる目標減速度を演算する。例えば、障害物が停止している場合を例に挙げれば、現時点における、自車両の車速（＝相対速度）をＶ、自車両の減速度をａ、車両停止までの時間をｔとすれば、
自車両が停止するまでの走行距離Ｘは、次式（２）にて表すことができる。
Ｘ＝Ｖ・ｔ＋（１／２）・ａ・ｔ² ・・・（２）
また、車両停止までの時間ｔは、次式（３）にて表すことができる。
ｔ＝−Ｖ／ａ ・・・（３）
従って、（２）式に（３）式を代入することにより、自車両を走行距離Ｄで停止させるために必要となる減速度ａは、次式（４）にて表すことができる。
ａ＝−Ｖ²／２Ｄ ・・・（４）
障害物に対して距離βだけ手前で自車両を停止させるためには、この走行距離Ｄを、周囲センサ５１によって検出されている距離Ｌから距離βだけ引いた距離（Ｌ−β）に設定すればよい。尚、障害物が移動している場合には、減速度ａは、車速Ｖに代えて相対速度Ｖｒを用いて計算すればよい。

目標減速度演算部１６は、このようにして演算した減速度ａを目標減速度に設定する。この場合、車両で発生できる減速度には限界があるため（例えば、−１Ｇ程度）、演算した目標減速度の絶対値が上限値よりも大きい場合には、目標減速度の絶対値は予め設定された上限値に設定される。

回避目標軌道演算部１７は、自車両が障害物との衝突を回避するためにとり得る回避目標軌道を演算する。例えば、回避目標軌道演算部は、図２に示すように、自車両Ｃが現在の走行状態を維持したまま走行したと仮定した場合に、自車両Ｃが通るとされる経路Ａを特定する。そして、回避目標軌道演算部１７は、自車両Ｃが現在の横加速度Ｇｙ０に、現在の自車両Ｃの速度において自車両Ｃが安全に旋回するための横力の最大変化分ΔＧｙを加算した場合に自車両Ｃが通ると予測される経路Ｂ１を特定するとともに、逆に自車両Ｃの現在の横加速度Ｇｙ０から最大変化分ΔＧｙを減算した場合に自車両Ｃが通ると予測される経路Ｂ２を特定する。

回避目標軌道演算部１７は、経路Ｂ１から経路Ｂ２までの範囲ＡＲ（走行範囲）において、横加速度を一定量ずつ変化させた場合の経路Ｂ０を回避軌道の候補として求める。回避目標軌道演算部１７は、この回避軌道の候補と障害物との干渉程度に基づいて、自車両Ｃが旋回することで障害物と干渉することなく衝突を回避し得る軌道を回避軌道として決定する。

尚、この回避軌道は、自車両Ｃを走行レーンから逸脱させない範囲であって、地面が形成されていることが確認されている範囲に限定される。また、自動操舵は、障害物を回避する方向（左右方向）が一意に決まることが条件とされる。例えば、図３に示すように、自車両Ｃの前方の走行レーン内において、左側に障害物Ｏが存在する場合には、走行レーン内における障害物Ｏの右側が回避スペースＳＰに設定され、この回避スペースＳＰを通る回避軌道が決定される。回避目標軌道演算部１７は、回避軌道を決定すると、自車両Ｃを回避軌道に沿って走行させるための目標ヨーレートを演算する。

制御部１８は、目標減速度演算部１６によって演算された目標減速度を表す衝突回避用の制動指令をブレーキＥＣＵ２０に送信する。ブレーキＥＣＵ２０は、目標減速度に従って、ブレーキアクチュエータ２１を制御して車輪に摩擦制動力を発生させる。これにより、自動ブレーキが介入（実施）される。

また、制御部１８は、回避目標軌道演算部１７によって演算された目標ヨーレートと自車両の車速とに基づいて、目標ヨーレートが得られる目標舵角を演算し、この目標舵角を表す衝突回避用の操舵指令をステアリングＥＣＵ３０に送信する。ステアリングＥＣＵ３０は、目標舵角に従って操舵用モータ３２を駆動して操舵輪を操舵する。これにより、自動操舵が介入（実施）される。但し、制御部１８は、後述する衝突回避支援制御ルーチンにて自動操舵が禁止されている場合には、衝突回避用の操舵指令をステアリングＥＣＵ３０に送信しない。

尚、自動操舵が実施されているときに、ドライバーの操舵操作が検出された場合には、ステアリングＥＣＵ３０は、自動操舵を終了して、ドライバーの操舵操作（操舵トルク）に応じた操舵制御を実施する。

＜衝突回避支援制御ルーチン１＞
次に、支援ＥＣＵ１０の実行する衝突回避支援制御について説明する。図４は、支援ＥＣＵ１０の実施する衝突回避支援制御ルーチンを表す。衝突回避支援制御ルーチンは、上述した各機能部１１〜１８の協働によって実施される。衝突回避支援制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオンしている期間、所定の演算周期で繰り返し実施される。この演算周期は、例えば、周囲センサ５１が物標情報を送信する周期と同一である。衝突回避支援制御ルーチンについては、他の実施形態についても説明するため、最初に説明する衝突回避支援制御ルーチン（図４）を、衝突回避支援制御ルーチン１と呼ぶ。

衝突回避支援制御ルーチン１が起動すると、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１にて周囲センサ５１により検出された自車両の前方の物標情報を取得する。続いて、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２において、物標情報に基づいて、走行レーン内における自車両の位置および向き、自車両に対する立体物の相対位置等に基づいて、障害物の有無を判定するとともに、障害物を回避するための回避スペース（回避目標軌道）を検出する。

続いて、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３において、自車両と障害物との衝突の可能性を衝突予測時間ＴＴＣを用いて判定する。衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定閾値ＴＴＣ０よりも長い場合、つまり、自車両が障害物に衝突する可能性が高くないと判定された場合には、支援ＥＣＵ１０は、衝突回避支援制御ルーチン１を一旦終了する。支援ＥＣＵ１０は、衝突回避支援制御ルーチン１を所定の演算周期で実施する。こうしたステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が繰り返されるうちに、自車両の前方に障害物が検出され、その障害物に対する衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定閾値ＴＴＣ０以下であることが検出されると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４において、ブレーキＥＣＵ２０に対して、衝突回避用の制動指令を送信して、左右前後輪に摩擦制動力を発生させる。この制動指令は、例えば、上記式（４）にて演算された減速度を表す指令である。これにより、自動ブレーキが介入される。こうして、支援ＥＣＵ１０は、自車両が障害物に衝突することを回避できるようにドライバーを支援する。

続いて、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５において、現時点の自車両の減速度を推定する。この場合、支援ＥＣＵ１０は、車速センサ５４によって検出される車速（あるいは、車輪速センサによって検出される車輪速）の変化量（微分値）、あるいは、加速度センサ５５によって検出される前後加速度に基づいて、自車両の減速度を推定する。尚、衝突回避支援制御ルーチン１は所定の演算周期にて繰り返されるが、ステップＳ１５の処理については、自動ブレーキが介入されてから最初に実施される場合においてのみ、自動ブレーキが開始されてから所定の短い設定時間の経過を待った後（減速度が発生した後）に実施されるとよい。

続いて、ステップＳ１６において、自動ブレーキの介入によって自車両が減速しながら走行して、自車両が障害物と衝突すると予測される位置（衝突予測位置と呼ぶ）における、障害物に対する自車両の予測相対速度を演算する。この予測相対速度を衝突予測速度Ｖｘと呼ぶ。

例えば、現時点における、障害物に対する自車両の相対速度をＶｒ、自車両と障害物との距離をＬ、自車両の減速度（ステップＳ１５にて演算した減速度）をａとすれば、
Ｌ＝Ｖｒ・ｔ＋（１／２）・ａ・ｔ² ・・・（５）
という関係式（５）から、自車両が障害物と衝突するまでの時間ｔが求められる。
従って、時間ｔ後の相対速度である衝突予測速度Ｖｘは、次式（６）にて算出される。
Ｖｘ＝Ｖｒ＋ａ・ｔ ・・・（６）
尚、この演算は、障害物が加減速していない（一定速度、あるいは、停止している）ものとして演算される。

続いて、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、自動操舵の介入による衝突回避の必要性を表す操舵介入作動判定を行う。この場合、衝突予測速度Ｖｘがゼロより大きい、つまり、自動ブレーキによる制動のみでは自車両を障害物の手前で停止させることができない状況であり、かつ、走行レーン内に障害物を回避するための回避スペース（回避目標軌道）が存在しているという２つの条件が成立する場合に、「Ｙｅｓ」と判定される。

支援ＥＣＵ１０は、操舵介入作動判定が「Ｎｏ」である場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、衝突回避支援制御ルーチン１を一旦終了する。そして、所定の演算周期で上述した処理を繰り返す。この場合は、自動ブレーキのみによって、自車両と障害物との衝突回避支援が行われる。

一方、操舵介入作動判定が「Ｙｅｓ」である場合、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１８において、衝突予測速度Ｖｘが衝突予測速度閾値Ｖｘref以下であるか否かについて判断する。この衝突予測速度閾値Ｖｘrefは、自動操舵を精度良く行うことができる衝突予測速度Ｖｘの範囲の上限を設定した値である。

支援ＥＣＵ１０は、衝突予測速度Ｖｘが衝突予測速度閾値Ｖｘref以下である場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１９において、自動操舵制御を実施する。つまり、支援ＥＣＵ１０は、自車両を回避軌道に沿って走行させるための目標舵角を表す衝突回避用の操舵指令をステアリングＥＣＵ３０に送信する。こうして、自動操舵が介入される。一方、衝突予測速度Ｖｘが衝突予測速度閾値Ｖｘrefを越える場合（Ｓ１８：Ｎｏ）には、支援ＥＣＵ１０は、衝突回避支援制御ルーチン１を一旦終了する。この場合は、自動ブレーキのみによって、自車両と障害物との衝突回避支援が行われる。

従って、衝突回避支援制御ルーチン１によれば、自動ブレーキを介入させても自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合であって、かつ、衝突予測速度Ｖｘが衝突予測速度閾値Ｖｘref以下となる場合にのみ、自動操舵が介入されることになる。

自動操舵の介入により衝突回避を実施する場合には、障害物に対する自車両の相対速度が高いほど自動操舵における衝突回避精度が低下する。例えば、同じ操舵制御量で操舵輪の操舵角を制御しても、相対速度が高いほど障害物に対する自車両の進路（走行軌道）の横位置および前後位置がばらつきやすい。この場合、目標とする回避スペースに車両を移動させることができないおそれがある。そこで、本実施形態においては、自車両が障害物と衝突すると予測される衝突予測位置における衝突予測速度Ｖｘを推定し、衝突予測速度Ｖｘが衝突予測速度閾値Ｖｘrefを超える場合には、自動操舵を介入させない。

従って、本実施形態によれば、自動ブレーキに加えて自動操舵を行う場合に、自動操舵の介入を適切に行うことができる。

＜衝突回避支援制御ルーチン１の変形例＞
次に、衝突回避支援制御ルーチン１の変形例について説明する。この変形例は、図５に示すように、実施形態の衝突回避支援制御ルーチン１におけるステップＳ１７とステップＳ１８との間に、ステップＳ２１〜Ｓ２３を設けたものである。衝突回避支援制御ルーチン１と同じ処理については、図面に衝突回避支援制御ルーチン１と同一のステップ番号を付して説明を省略し、衝突回避支援制御ルーチン１と相違する処理について説明する。

支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、操舵介入作動判定が「Ｙｅｓ」である場合、つまり、自動操舵の介入による衝突回避の必要性があると判定した、その処理をステップＳ２１に進める。支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２１において、衝突回避対象となる障害物が静止物であるか移動物であるかについて判別する。障害物が静止物であると判定された場合、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２２において、衝突予測速度閾値Ｖｘrefを第１衝突予測速度閾値Ｖｘref１に設定する。障害物が移動物であると判定された場合、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２３において、衝突予測速度閾値Ｖｘrefを第２衝突予測速度閾値Ｖｘref２に設定する。尚、障害物が静止物であるか移動物であるか判別できない場合、支援ＥＣＵ１０は、その障害物を移動物として取り扱う。

この第１衝突予測速度閾値Ｖｘref１は、静止した障害物に対して自動操舵を精度良く行うことができる衝突予測速度Ｖｘの範囲の上限を設定した値であり、第２衝突予測速度閾値Ｖｘref２は、静止していない障害物に対して自動操舵を精度良く行うことができる衝突予測速度Ｖｘの範囲の上限を設定した値である。従って、第２衝突予測速度閾値Ｖｘref２は、第１衝突予測速度閾値Ｖｘref１よりも低い車速に設定されている。

支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２２またはステップＳ２３において、衝突予測速度閾値Ｖｘrefを設定すると、その処理をステップＳ１８に進めて、衝突予測速度Ｖｘが衝突予測速度閾値Ｖｘref以下であるか否かについて判断し、衝突予測速度Ｖｘが衝突予測速度閾値Ｖｘref以下である場合に限り自動操舵制御を実施する。

この変形例によれば、障害物が静止物である場合には、障害物が移動物である場合に比べて、衝突予測速度閾値Ｖｘrefが高い値に設定される。

自動操舵によって衝突回避を実施する場合には、障害物の移動量を考慮する必要があり、障害物が移動物である場合には、移動量のバラツキが発生する。このため、障害物が移動物（不明も含む）である場合には、自動操舵による自車両の走行進路を高い精度にて制御する必要がある。逆に、障害物が静止物である場合には、障害物が移動物である場合に比べて、自動操舵による走行進路の制御の精度を緩めることができる。

そこで、本実施形態においては、障害物が静止物である場合には、移動物である場合に比べて、衝突予測速度閾値Ｖｘrefを高い値に設定する。従って、障害物が静止物である場合には移動物である場合に比べて、自動操舵が介入しやすくなる。これにより、この変形例１によれば、障害物の種類（移動物／静止物）に応じて適正な自動操舵の介入を行うことができる。

尚、上述した衝突回避支援制御ルーチン１（図４）におけるステップＳ１８にて用いる衝突予測速度閾値Ｖｘrefは、第２衝突予測速度閾値Ｖｘref２に相当する値に設定されるとよい。これにより、障害物が静止物であっても移動物であっても、自動操舵による自車両の走行進路を高い精度にて制御することができる。

＜衝突回避支援制御ルーチン２＞
次に、衝突回避支援制御ルーチンの他の実施形態（衝突回避支援制御ルーチン２と呼ぶ）について説明する。図６は、衝突回避支援制御ルーチン２のフローチャートを表す。この衝突回避支援制御ルーチン２は、衝突回避支援制御ルーチン１（その変形例も含む）において、ステップＳ３１の処理を追加したものである。以下、衝突回避支援制御ルーチン１と同一の処理については、図面に衝突回避支援制御ルーチン１と同一のステップ番号を付して説明を省略し、衝突回避支援制御ルーチン１と相違する処理について説明する。

支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４において、自動ブレーキを開始すると、ステップＳ３１において、操舵禁止フラグＦが「０」であるか否かについて判断する。この操舵禁止フラグＦは、図７のフラグ設定ルーチンによって設定される。フラグ設定ルーチンは、衝突回避支援制御ルーチン２と並行して支援ＥＣＵ１０により所定の演算周期にて繰り返し実施される。

フラグ設定ルーチンにおいて、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４１において、現時点が、自動ブレーキを開始したタイミングであるか否かを判断する。つまり、現時点が、衝突回避支援制御ルーチンのステップＳ１４において実施される自動ブレーキを開始した直後であるか否かについて判断する。支援ＥＣＵ１０は、フラグ設定ルーチンを所定の演算周期で繰り返すが、自動ブレーキを開始した直後の初回だけ、このステップＳ４１において、「Ｙｅｓ」と判定する。自動ブレーキを開始した直後ではない場合、支援ＥＣＵ１０は、フラグ設定ルーチンを一旦終了する。

支援ＥＣＵ１０は、自動ブレーキを開始した直後である場合には、ステップＳ４２において、現時点の障害物に対する自車両の相対速度を表すブレーキ介入時速度Ｖｂを検出し、ブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時速度閾値Ｖｂref以下であるか否かについて判断する。支援ＥＣＵ１０は、ブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref以下である場合（Ｓ４２：Ｙｅｓ）には、ステップＳ４３において、操舵禁止フラグＦを「０」に設定する。一方、ブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefより大きい場合（Ｓ４２：Ｎｏ）には、ステップＳ４４において、操舵禁止フラグＦを「１」に設定する。この操舵禁止フラグＦは、「１」により自動操舵の介入が禁止される状況を表し、「０」により自動操舵の介入が禁止されない状況を表す。

支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４３あるいはステップＳ４４において操舵禁止フラグＦを設定するとフラグ設定ルーチンを一旦終了する。尚、操舵禁止フラグＦは、例えば、一連の衝突回避支援処理が終了した時点（衝突の回避が検出された時点、あるいは、自動ブレーキが開始されて一定時間経過した時点）で「０」にリセットされる。

衝突回避支援制御ルーチン２に戻り、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３１において、フラグ設定ルーチンで設定した操舵禁止フラグＦを読み込み、操舵禁止フラグＦが「０」であるか否かについて判断する。支援ＥＣＵ１０は、操舵禁止フラグＦが「０」である場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、その処理をステップＳ１５に進めて、上述した処理を実施する。

一方、ステップＳ３１において、操舵禁止フラグＦが「１」であると判定した場合には、自動操舵の介入が禁止されているため衝突回避支援制御ルーチン２を一旦終了する。従って、自動操舵が介入されることがなく、自動ブレーキのみが実施される。

この衝突回避支援制御ルーチン２においては、自動ブレーキが介入したときに、ブレーキ介入時速度Ｖｂを検出するとともに、その検出したブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefよりも高いか否かについて判定する。自動ブレーキの介入を受けても自車両が障害物に衝突すると予測される状況においては、限界に近い減速度にて自車両が減速するため、減速度は大きくばらつかない。このため、ブレーキ介入時速度Ｖｂから衝突予測速度をある程度推定することができる。

そこで、衝突回避支援制御ルーチン２においては、ブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefよりも高い場合に、自動操舵の介入を禁止する。従って、衝突回避支援制御ルーチン２によれば、衝突回避支援制御ルーチン１と同様に、自車両の進路制御を精度良く実施できる状況であると推定される場合に限って、自動操舵を介入させることができる。また、ブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefよりも高いと判定された時点で、つまり、自動ブレーキが介入した早い段階で、自動操舵の介入の禁止を決定することができる。このため、それ以降のマイクロコンピュータの演算負荷を低減することができる。

尚、衝突回避支援制御ルーチン２では、ステップＳ１５以降において衝突予測速度Ｖｘに基づく自動操舵の禁止判定処理を実施しているが、衝突予測速度Ｖｘに基づく自動操舵の禁止判定処理は必ずしも実施する必要はなく、省略してもよい。つまり、ブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefよりも高いか否かの判定だけで、自動操舵を禁止するか否かについて決定してもよい（もちろん、衝突回避ルートが存在しない場合には自動操舵は禁止される）。

＜フラグ設定ルーチンの変形例＞
次に、フラグ設定ルーチンの変形例（フラグ設定ルーチン２と呼ぶ）について説明する。図８は、フラグ設定ルーチン２を表すフローチャートである。フラグ設定ルーチン２は、上述した図７のフラグ設定ルーチン（フラグ設定ルーチン１と呼ぶ）におけるステップＳ４１とステップＳ４２との間に、ステップＳ４５〜Ｓ４７の処理を設けたものである。以下、フラグ設定ルーチン１と同じ処理については、図面にフラグ設定ルーチン１と同一のステップ番号を付して説明を省略し、フラグ設定ルーチン１と相違する処理について説明する。
する。

支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４１において、現時点が、自動ブレーキを開始したタイミングであると判定した場合、その処理をステップＳ４５に進める。支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４５において、衝突回避対象となる障害物が静止物であるか移動物であるかについて判別する。障害物が静止物であると判定された場合、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４６において、ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefを第１ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref１に設定する。障害物が移動物であると判定された場合、支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４７において、ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefを第２ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref２に設定する。尚、障害物が静止物であるか移動物であるか判別できない場合、支援ＥＣＵ１０は、その障害物を移動物として取り扱う。

第１ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref１は、衝突予測速度閾値Ｖｘrefが第１衝突予測速度閾値Ｖｘref１と同程度になると推定されるブレーキ介入時車速閾値である。また、第２ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref２は、衝突予測速度閾値Ｖｘrefが第２衝突予測速度閾値Ｖｘref２と同程度になると推定されるブレーキ介入時車速閾値である。従って、第２ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref２は、第１ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref１よりも低い車速に設定されている。

支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４６またはステップＳ４７において、ブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefを設定すると、その処理をステップＳ４２に進めて、このブレーキ介入時車速閾値Ｖｂrefを使って、現時点のブレーキ介入時速度Ｖｂがブレーキ介入時車速閾値Ｖｂref以下であるか否かに基づいて、操舵禁止フラグＦを設定する。

このフラグ設定ルーチン２を適用することにより、障害物の種類（移動物／静止物）に応じて適正な自動操舵の介入を行うことができる。

＜衝突予測速度Ｖｘの変形例＞
上述した衝突回避支援制御ルーチン１，２、および、それらの変形例においては、衝突予測速度Ｖｘとして、衝突予測位置における障害物に対する自車両の予測相対速度を用いているが、それに代えて、衝突予測位置における自車両の車速を用いることもできる。障害物に対する自車両の走行進路を制御する精度は、自車両の速度が高いほど低下するおそれがある。そこで、自動操舵の介入の禁止を決定する衝突予測速度Ｖｘとして、衝突予測位置における自車両の車速を用いても、実施形態と同様の効果が得られる。この場合、衝突予測速度Ｖｘは、式（６）において、相対速度Ｖｒに代えて、自車両の車速Ｖを代入して演算すればよい。

＜ブレーキ介入時速度Ｖｂの変形例＞
上述した衝突回避支援制御ルーチン２、および、その変形例においては、ブレーキ介入時速度Ｖｂとして、自動ブレーキを開始した直後における、障害物に対する自車両の相対速度を用いているが、それに代えて、自動ブレーキを開始した直後における自車両の車速を用いることもできる。障害物に対する自車両の走行進路を制御する精度は、自車両の速度が高いほど低下するおそれがある。そこで、自動操舵の介入の禁止を決定するブレーキ介入時速度Ｖｂとして、自動ブレーキを開始した直後における自車両の車速を用いても、実施形態と同様の効果が得られる。

以上、本実施形態に係る衝突回避支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０…支援ＥＣＵ、１１…自車レーン認識部、１２…自車軌道演算部、１３…立体物軌道演算部、１４…障害物判定部、１５…衝突判定部、１６…目標減速度演算部、１７…回避目標軌道演算部、１８…制御部、２０…ブレーキＥＣＵ、２１…ブレーキアクチュエータ、２２…摩擦ブレーキ機構、３０…ステアリングＥＣＵ、３２…操舵用モータ、４０…警報ＥＣＵ、５１…周囲センサ、５２…操舵角センサ、５３…ヨーレートセンサ、５４…車速センサ、５５…加速度センサ、ａ…減速度、ＴＴＣ…衝突予測時間、Ｖｂ…ブレーキ介入時速度、Ｖｂref…ブレーキ介入時車速閾値、Ｖｂref１…第１ブレーキ介入時車速閾値、Ｖｂref２…第２ブレーキ介入時車速閾値、Ｖｘ…衝突予測速度、Ｖｘref…衝突予測速度閾値、Ｖｘref１…第１衝突予測速度閾値、Ｖｘref２…第２衝突予測速度閾値、Ｃ…自車両、Ｆ…操舵禁止フラグ、Ｏ…障害物。

Claims (5)

1. 自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
   前記自車両が前記検出された障害物と衝突する可能性が高い場合に、車輪に制動力を発生させる制御である自動ブレーキを介入させる自動ブレーキ手段と、
   前記自動ブレーキの介入によって前記自車両が減速しても前記自車両が前記障害物と衝突する可能性が高い場合に、衝突を回避する方向に操舵輪を操舵する制御である自動操舵を介入させる自動操舵手段と
   を備えた衝突回避支援装置において、
   前記自動操舵の介入前に、前記自動ブレーキの介入によって自車両が減速しながら走行して前記障害物と衝突すると予測される位置における、前記障害物に対する前記自車両の予測相対速度を表すまたは前記自車両の車速を表す衝突予測速度が、前記自動操舵を精度良く行うことができる閾値である衝突速度閾値よりも高いか否か、あるいは、前記自動操舵の介入前に、前記自動ブレーキが介入したときの、前記障害物に対する前記自車両の相対速度を表すまたは前記自車両の車速を表すブレーキ介入時速度が、前記自動操舵を精度良く行うことができる閾値であるブレーキ介入時速度閾値よりも高いか否かについて推定する推定手段と、
   前記推定手段によって前記衝突予測速度が前記衝突速度閾値よりも高いと推定された場合、あるいは、前記ブレーキ介入時速度がブレーキ介入時速度閾値よりも高いと推定された場合に、前記自動操舵手段による自動操舵の介入を禁止する自動操舵禁止手段と
   を備えた衝突回避支援装置。
2. 請求項１記載の衝突回避支援装置において、
   前記推定手段は、前記自動ブレーキの介入によって前記自車両が減速しながら走行しているときに、所定の演算周期で前記衝突予測速度を演算するとともに前記演算した前記衝突予測速度が前記衝突速度閾値よりも高いか否かについて判定するように構成された衝突回避支援装置。
3. 請求項１記載の衝突回避支援装置において、
   前記推定手段は、前記自動ブレーキが介入したときに、前記ブレーキ介入時速度を検出するとともに前記検出したブレーキ介入時速度が前記ブレーキ介入時速度閾値よりも高いか否かについて判定するように構成された衝突回避支援装置。
4. 請求項２記載の衝突回避支援装置において、
   前記障害物が静止物であるか移動物であるかについて判別する障害物判別手段と、
   前記障害物判別手段により前記障害物が静止物であると判別されている場合には移動物であると判別されている場合に比べて、前記衝突速度閾値を高い値に設定する衝突速度閾値可変手段と
   を備えた衝突回避支援装置。
5. 請求項３記載の衝突回避支援装置において、
   前記障害物が静止物であるか移動物であるかについて判別する障害物判別手段と、
   前記障害物判別手段により前記障害物が静止物であると判別されている場合には移動物であると判別されている場合に比べて、前記ブレーキ介入時速度閾値を高い値に設定するブレーキ介入時速度閾値可変手段と
   を備えた衝突回避支援装置。

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