(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動ブレーキにより、自車両前方の衝突可能性がある障害物から予め定められた所定距離手前で自車両を停止する運転支援装置であって、
自動ブレーキの開始指令の発生から自車両に実際に自動ブレーキのブレーキ力が付与されるまでの実効遅れ時間として実験により求められた時間を設定する遅れ時間設定手段と、
自動ブレーキのブレーキ力の付与開始時における初期減速度と、自車両の減速度が設定された目標減速度に対応する実効減速度との差を、自車両のブレーキ特性等に基づいて予め設定されたジャークで割ることにより過渡時間を算出する過渡時間算出手段と、
前記実効減速度の減速で自車両が停車するまでの減速停止時間を算出する減速停止時間算出手段と、
前記実効遅れ時間、前記過渡時間および前記減速停止時間を含む制動時間に、少なくとも該制動時間の自動ブレーキでの自車両の停止位置を障害物の所定距離手前の位置に設定する前出し時間を加えた時間を、自動ブレーキの所要時間として算出する所要時間算出手段と、
自車両と前記障害物との衝突予測時間が前記所要時間になるタイミングを、自車両が前記障害物の所定距離手前に停止するための自動ブレーキの開始指令タイミングに決定する決定手段とを備えたことを特徴とする運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動ブレーキにより衝突可能性がある障害物の手前で自車両を止める運転支援装置に関し、詳しくは、安価に高い距離精度で自車両を止めるための自動ブレーキの開始タイミングの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車（車両）の分野においては、衝突の被害軽減を図ることも重要であるが、衝突を回避（防止）することがより重要である。
【０００３】
衝突回避の方法としては、操舵を制御して自車両の進路を変更する方法の他、自動ブレーキにより障害物の手前で自車両を自動停止する方法があり、この自動ブレーキの方法は、とくに障害物が静止している場合に有効である。
【０００４】
そして、自動ブレーキにより衝突を回避する運転支援装置として、従来、ミリ波レーダにより障害物までの距離を検出し、この検出距離と、自車両と障害物との相対速度とに基づいて衝突予測時間ＴＴＣを算出し、この衝突予測時間ＴＴＣが自動ブレーキで自車両が停止する時間（制動限界時間）に短くなったタイミングを最適なタイミングとして自動ブレーキを開始する衝突防止支援装置が提案されている（例えば、特許文献１（段落［００５０］−［００５１］、［００５４］、図１、図３等）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０８５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動ブレーキにより衝突を回避する場合、衝突回避の技術指針によると、障害物との距離が短い状態（当面は１ｍ以下の状態）で自動停止する必要がある。
【０００７】
前記従来装置において、自動ブレーキにより、そのような短い距離を確保して衝突回避を行なおうとすると、位置制御フィードバックを採用し、この位置制御フィードバックで停止位置を高精度に制御する必要がある。この場合、位置制御フィードバックが可能な高価で高性能なブレーキユニツト(例えば位置制御フィードバック機能付きのＶＳＣ（スタビリティ・コントロール）ユニット)が必要になり、コストがかかってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、位置制御フィードバックが不要な自動ブレーキにより安価に高い距離精度で自車両を障害物の手前に停止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明の運転支援装置は、自動ブレーキにより、自車両前方の衝突可能性がある障害物から予め定められた所定距離手前で自車両を停止する運転支援装置であって、自動ブレーキの開始指令の発生から自車両に実際に自動ブレーキのブレーキ力が付与されるまでの実効遅れ時間として実験により求められた時間を設定する遅れ時間設定手段と、自動ブレーキのブレーキ力の付与開始時における初期減速度と、自車両の減速度が設定された目標減速度に対応する実効減速度との差を、自車両のブレーキ特性等に基づいて予め設定されたジャークで割ることにより過渡時間を算出する過渡時間算出手段と、前記実効減速度の減速で自車両が停車するまでの減速停止時間を算出する減速停止時間算出手段と、前記実効遅れ時間、前記過渡時間および前記減速停止時間を含む制動時間に、少なくとも該制動時間の自動ブレーキでの自車両の停止位置を障害物の所定距離手前の位置に設定する前出し時間を加えた時間を、自動ブレーキの所要時間として算出する所要時間算出手段と、自車両と前記障害物との衝突予測時間が前記所要時間になるタイミングを、自車両が前記障害物の所定距離手前に停止するための自動ブレーキの開始指令タイミングに決定する決定手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る本発明によれば、自動ブレーキの開始指令のタイミングから自車両に実際に自動ブレーキのブレーキ力が付与されるまでの実効遅れ時間を遅れ時間設定手段により設定し、設定された目標減速度の自動ブレーキにより自車両の減速度が目標減速度に対応して実際に到達する実効減速度に到達するまでの過渡時間を過渡時間算出手段により算出する。さらに、前記実効減速度の減速で自車両が停車するまでの減速停止時間を減速停止時間算出手段により算出する。
【００１１】
そして、前記実効遅れ時間、前記過渡時間および前記減速停止時間を含む制動時間が、自動ブレーキの開始から前記実効減速度で自車両が停止するまでの時間であり、衝突予測時間ＴＴＣがこの時間になるタイミングに自動ブレーキの開始指令を発生すると、この開始指令に基づく自動ブレーキにより、障害物との距離が０の位置で自車両が停止する。そこで、所要時間算出手段により、前記制動時間に、この制動時間の自動ブレーキでの自車両の停止位置を障害物の所定距離手前の位置に設定する前出し時間を加えた時間を自動ブレーキの所要時間として算出し、決定手段により、衝突予測時間ＴＴＣが前記所要時間になるタイミングを自動ブレーキの開始指令タイミングに決定し、この開始指令タイミングから自動ブレーキを開始する。
【００１２】
したがって、本発明の場合、決定した開始指令タイミングからの自動ブレーキより、高価な位置制御フィードバックでの停止位置の制御を行なうことなく、低コスト化を図って、障害物より前記前出し時間に基づく障害物の所定距離手前の位置（例えば障害物との距離が１ｍ以下の位置）に自車両を精度よく自動停止し、障害物との衝突を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の運転支援装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１の運転支援装置の自動ブレーキの減速度の時間変化の説明図である。
【図３】図１の自車両の速度（車速）の時間変化の説明図である。
【図４】図１の動作説明用のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１５】
図１は自動ブレーキで停止する自車両１に設けられた本発明の運転支援装置のブロック図を示し、この運転支援装置は、車両１の周辺の障害物（主に静止している障害物）として、例えば駐車場における他の駐車車両や柱、壁等を検出するため、本実施形態の場合、自車両１の前部にレーザレーダ、ミリ波レーダ等のレーダ２を備える。
【００１６】
そして、レーダ２はパルス波の送受信により自車両１から障害物までの距離を測距し、測距データ（距離のデータ）や、その時間変化の障害物との相対速度の情報を、ＣＡＮ等の車載ネットワーク３を介してマイクロコンピュータ構成のプリクラッシュシステムＥＣＵ（ＰＳＣ  ＥＣＵ)が形成する演算処理部４に送る。
【００１７】
演算処理部４には、車輪速センサ（図示せず）が検出する車速や、それを時間微分した加減速度の情報、自動ブレーキの目標減速度（要求減速度）の設定情報も、車内の上位装置等から車載ネットワーク３を介して送られてくる。
【００１８】
演算処理部４は、設定された自動ブレーキ制御のプログラムを実行して本発明の遅れ時間設定手段、過渡時間算出手段、減速停止時間算出手段、所要時間算出手段、決定手段及び、衝突予測時間ＴＴＣの算出手段等を形成し、受信した各情報に基づき、自車両１の障害物との距離が衝突予測時間ＴＴＣより十分長い状態から自動ブレーキの開始タイミングを探索して決定する。その際、本実施形態においては、自車両１の走行が停止するまで衝突予測時間ＴＴＣの算出周期（例えば５０ｍｓ毎）で必要な演算等をくり返す。なお、自動ブレーキは車速が所定速度（例えば２０ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈ程度）より遅くなってから開始される。それ以上の車速では衝突予測時間ＴＴＣが長くなり過ぎるからである。
【００１９】
そして、衝突予測時間ＴＴＣの算出周期毎の演算においては、演算開始時またはその直前に車載ネットワーク３から入力された自車両１の最新の速度（車速または相対速度）を初期速度Ｖ０［ｍ／ｓ］、最新の減速度を初期減速度Ａ０［ｍ／ｓ２］として、概略、自動ブレーキで自車両１が障害物の直前で停止するための制動回避限界時間と、停止位置の余裕を持たせるための前出し時間とを、データマップを利用した簡単な演算により算出し、自動ブレーキの開始タイミングを、制動回避限界時間に前出し時間を加えた自動ブレーキの所要時間から決定する。なお、Ａ０＜０である（減速を示す）。
【００２０】
図２、図３は衝突予測時間ＴＴＣの算出周期毎に演算される自車両１の自動ブレーキの減速度［ｍ／ｓ２］、自車両１の速度（車速または障害物との相対速度）［ｍ／ｓ］の時間変化例を実線で示し、以下に、これらの時間変化例を参照して演算処理部４の各手段の処理を説明する。なお、図２においては縦軸を加速度［ｍ／ｓ２］の軸とし、その負方向が減速度である。
【００２１】
衝突予測時間ＴＴＣの算出手段は、自車両１と障害物との距離および現在の相対速度から、現在の相対速度で自車両１が障害物の位置に達する衝突予測時間ＴＴＣ［ｓ］をくり返し算出する。
【００２２】
遅れ時間設定手段は、自動ブレーキの開始から自車両１に実際に油圧ブレーキや電動ブレーキのブレーキ力が付与されるまでの実効遅れ時間を設定する。
【００２３】
実効遅れ時間を図２、図３のＴ０［ｓ］とすると、この時間Ｔ０は例えばブレーキ油圧が大きくなって油圧ブレーキや電動ブレーキが実際にかかり始めるまでの制御御遅れ時間であり、実験等により予め求めてメモリ等に保持される。その際、実効遅れ時間Ｔ０が車速等によらず所定時間になるようにするため、とくに油圧ブレーキの場合は、プリチャージ制御によりブレーキ油圧が常に実際にブレーキがかかる寸前の大きさに保持されることが望ましい。プリチャージ制御を行なわない場合は、例えば実効遅れ時間Ｔ０を自車両１の車速範囲毎等に設定してマップデータとして保持し、衝突予測時間ＴＴＣの算出開始時に車速に応じた実効遅れ時間Ｔ０をマップから読み出して設定すればよい。
【００２４】
そして、遅れ時間設定手段は、衝突予測時間ＴＴＣの演算周期毎にマップ等から読み出した実効遅れ時間Ｔ０を設定する。図２、図３の時刻ｔ０〜ｔ１の実効遅れ時間Ｔ０には自車両１に自動ブレーキによる減速度変化がなく、自車両１の減速度は初期減速度Ａ０に維持される。初期減速度Ａ０は、例えばドライバがアクセルペダルから足を外すことによって生じたエンジンブレーキによる減速度である。自車両１の速度（車速）は、初期減速度Ａ０の減速により図３に示すように低下し、実効遅れ時間Ｔ０が経過したときの速度をＶ１［ｍ／ｓ］とすると、速度Ｖ１はつぎの数１の（１）式で示され、実効遅れ時間Ｔ０が経過したときには、自車両１の車速が初期速度Ｖ０より｜Ｖ１｜低い車速（Ｖ０＋Ｖ１）［ｍ／ｓ］に低下する。なお、Ｖ１＜０である（減速を示す）。
【００２５】
【数１】
0005507433.tif 000002
【００２６】
過渡時間算出手段は、設定された目標減速度（本実施形態では最大減速度）の自動ブレーキにより自車両１の減速度が実際に到達する実効減速度（本実施形態では実効最大減速度Ａｍａｘ［ｍ／ｓ２］をデータマップに保持し、自動ブレーキの目標減速度の設定に基づき、初期減速度Ａ０から、自車両１のブレーキ特性等に基づいて予め設定されたジャーク（減速度［ｍ／ｓ２］の時間微分値［ｍ／ｓ３］）の傾きで実効最大減速度Ａｍａｘに減速する図２、図３の時刻ｔ１〜ｔ２の過渡時間Ｔ１［ｓ］を算出する。この過渡時間Ｔ１は、前記ジャークをＪ［ｍ／ｓ３］として、Ｔ１＝（Ａｍａｘ−Ａ０）／Ｊの簡単な計算から求められる。また、過渡時間Ｔ１の車速の減少量である車速Ｖ２［ｍ／ｓ］はつぎの数２の（２）式で示される。なお、Ａｍａｘ＜０、Ｊ＜０、Ｖ２＜０である。
【００２７】
【数２】
0005507433.tif 000003
【００２８】
減速停止時間算出手段は、前記目標減速度の減速で自車両１が停車するまでの減速停止時間を算出する。減速停止時間をＴ２［ｓ］とすると、本実施形態の場合、減速停止時間Ｔ２は、実効最大減速度Ａｍａｘで自車両１が車速Ｖ０＋Ｖ１＋Ｖ２［ｍ／ｓ］から車速０［ｍ／ｓ］になるまでの時間であり、Ｔ２＝（Ｖ０＋Ｖ１＋Ｖ２）／Ａｍａｘである。
【００２９】
所要時間算出手段は、遅れ時間Ｔ０、過渡時間Ｔ１および減速停止時間Ｔ２を含む制動時間Ｔｂｒｋ［ｓ］に、該制動時間Ｔｂｒｋの自動ブレーキでの自車両１の停止位置を障害物の所定距離手前にする後述の前出し時間Ｔｄ［ｓ］を加えた時間を、自動ブレーキの所要時間Ｔｒｅｑ［ｓ］として算出する。
【００３０】
すなわち、初期減速度Ａ０、初期速度Ｖ０の状態で時刻ｔ１に自車両１の自動ブレーキを開始すると、図２、図３からも明らかなように、自車両１の車速が０［ｍ／ｓ］になって自車両１が停止するまでに時刻ｔ１〜ｔ３の制動時間Ｔｂｒｋを要する。制動時間Ｔｂｒｋはつぎの数３の（３）式で示される。
【００３１】
【数３】
0005507433.tif 000004
【００３２】
制動時間Ｔｂｒｋは制動回避限界時間であり、衝突予測時間ＴＴＣが制動時間Ｔｂｒｋになる時刻ｔ２のタイミングで自動ブレーキを開始すると、自車両１の停止位置は障害物との距離（間隔）が０［ｍ］の位置になり、衝突回避の余裕が全くない。
【００３３】
そこで、自動ブレーキによる自車両１の停止位置を、障害物との距離が１ｍ以下の適当な所定距離Ｄ［ｍ］、例えば０．５ｍの位置にするため、自動ブレーキの開始タイミングを衝突予測時間ＴＴＣが制動時間Ｔｂｒｋになる時刻ｔ２より前出し、自動ブレーキで自車両１が障害物の手前Ｄ［ｍ］で停止するようにする。
【００３４】
そして、手前Ｄ［ｍ］で停止するための前出し時間をＴｄとすると、前出し時間Ｔｄは、自動ブレーキを開始する前の初期加速度Ａ０、初期車速Ｖ０で自車両１が距離Ｄ進む時間に相当し、距離Ｄは、つぎの数４の（４）式で示される。
【００３５】
【数４】
0005507433.tif 000005
【００３６】
ここで、（４）式の「Ａ０・Ｔｄ２／２」の第２項は、小さく算出結果に対する影響が少ないため、前記第２項を０［ｍ］とみなし、距離Ｄをつぎの数５の（５）式で近似してもよい。
【００３７】
【数５】
0005507433.tif 000006
【００３８】
そこで、所要時間算出手段は、（４）式または（５）式から前出し時間Ｔｄを算出し、具体的には、例えば（５）式から、Ｔｄ＝Ｄ／Ｖ０として算出する。さらに、制動時間Ｔｂｒｋに前出し時間Ｔｄを加えた時間を、自動ブレーキの所要時間（要求時間）Ｔｒｅｑ［ｓ］として算出する。所要時間Ｔｒｅｑはつぎの数６の（６）式で示される。
【００３９】
【数６】
0005507433.tif 000007
【００４０】
なお、（６）式の演算に必要な制御情報の通信遅れやフィルタによる位相遅れ等に基づく遅れ時間をＴｃｏｍｄ［ｓ］として設定し、自動ブレーキの所要時間Ｔｒｅｑを、つぎの数７の（７）式から算出してもよい。遅れ時間Ｔｃｏｍｄは、固定時間であってもよいが、車速(相対速度)によって変化することが考えられるので、車速のマップデータとして保持し、このマップデータから車速に応じて読み出して設定してもよい。
【００４１】
【数７】
0005507433.tif 000008
【００４２】
決定手段は、衝突予測時間ＴＴＣの算出手段がくり返し算出する自車両１と障害物との衝突予測時間ＴＴＣが所要時間Ｔｒｅｑになるタイミングを、自動ブレーキの開始指令タイミングに決定し、この開始指令タイミングに、演算処理部４から車載ネットワーク３を介してマイクロコンピュータ構成のスタビリティーコントロール（ＶＳＣ）ＥＣＵが形成する図１のブレーキ制御部５に自動ブレーキの開始を指令する。
【００４３】
図４は演算処理部４による衝突予測時間ＴＴＣの演算周期毎の上記した各演算等の処理手順例を示し、遅れ時間設定手段が設定した実効遅れ時間Ｔ０、過渡時間算出手段が算出した過渡時間Ｔ１、減速停止時間算出手段が算出した減速停止時間Ｔ２に基づいて、所要時間算出手段は、まず、制動回避限界時間である制動時間Ｔｂｒｋを算出する（ステップＳ１）。  つぎに、所要時間算出手段は、（４）式または（５）式から前出し時間Ｔｄを算出し（ステップＳ２）、必要に応じて（設定仕様等に基づき）、遅れ時間Ｔｃｏｍｄも算出する（ステップＳ３）。
【００４４】
そして、所要時間算出手段は、制動時間Ｔｂｒｋに、前出し時間Ｔｄまたは、前出し時間Ｔｄと遅れ時間Ｔｃｏｍｄを加算して、自動ブレーキの所要時間Ｔｒｅｑを算出する（ステップＳ４）。
【００４５】
つぎに、決定手段により、衝突予測時間ＴＴＣが所要時間Ｔｒｅｑに対して、ＴＴＣ≦Ｔｒｅｑになるか否かを判定し（ステップＳ５）、自車両１から障害物までの距離が長く、衝突可能性が低い間は、ＴＴＣ＞ＴｒｅｑになるのでステップＳ５をＮＯで通過して処理を終了し、自車両１が障害物に接近してＴＴＣ≦Ｔｒｅｑになると、衝突予測時間ＴＴＣが所要時間Ｔｒｅｑになるタイミングを検出し（ステップＳ５のＹＥＳ）、ブレーキ制御部５に自動ブレーキの開始指令を出力する（ステップＳ６）。
【００４６】
そして、自動ブレーキの開始指令によって衝突回避の自動ブレーキの開始が指令されたブレーキ制御部５が自動ブレーキの制御を開始し、この自動ブレーキの制御により、前出し時間Ｔｄだけ前出しした自動ブレーキの制御で所定減速度（実効最大減速度Ａｍａｘ）の油圧ブレーキや電動ブレーキが付与されることにより、それから制動時間Ｔｂｒｋで障害物の所定距離Ｄ（例えば０．５ｍ）手前の位置に自車両１が停止する。
【００４７】
したがって、本実施形態の場合、自車両１は、高価な位置制御フィードバックでの停止位置の制御を行なうことなく、低コスト化を図った構成で障害物の所定距離Ｄ（例えば０．５ｍ）手前の位置に精度よく自動停止し、障害物との衝突を回避することができる。
【００４８】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、所定距離Ｄは適当に設定してよく、１ｍを超える距離であってもよい。
【００４９】
遅れ時間設定手段が設定する実効遅れ時間Ｔ０、過渡時間算出手段が算出する過渡時間Ｔ１、減速停止時間算出手段が算出する減速停止時間Ｔ２に基づいて、所要時間算出手段が算出する制動時間Ｔｂｒｋは、例えば減速度（加速度）、速度（車速）をｘ、ｙ軸、制動時間Ｔｂｒｋをｚ軸とする三次元のマップ上に各時間Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のマップを展開したものを用意してマップから算出等するようにしてもよい。同様に、前出し時間Ｔｄも、例えば減速度（加速度）、速度（車速）をｘ、ｙ軸、前出し時間Ｔｄをｚ軸とする三次元のマップから算出するようにしてもよい。
【００５０】
演算処理部４は例えばレーダ４に組み込まれていてもよく、演算処理部４の処理手順等はどのようであってもよい。
【００５１】
さらに、レーダ２により自車両１の後方等の周囲を探査して自動ブレーキで停止する場合にも本発明を同様に適用できる。
【００５２】
そして、本発明は、自動ブレーキで停止する種々の車両の運転支援に適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１    自車両
２    レーダ
４    演算処理部
５    ブレーキ制御部
【図１】
0005507433.tif 000009
【図２】
0005507433.tif 000010
【図３】
0005507433.tif 000011
【図４】
0005507433.tif 000012