(57)【要約】【課題】誤検出を効果的に予防して障害物に対する車両制御を有効に行うことを可能とした車両用制御装置を提供する。【解決手段】自車両１の進路上の障害物をレーダー２１でスキャンして、障害物に基づいて車両の作動を制御する車両用制御装置において、白線３３を画像認識等で認識し、白線上または白線外の障害物に対しては、白線よりレーン内の障害物に対してより車両制御を作動させにくくする。【選択図】　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物を検出する障害物検出手段と、検出した障害物の情報を基にして車両の作動を制御する作動制御手段と、を備える車両用制御装置において、
自車両が走行している車線エリアを判定する車線判定手段をさらに備え、前記作動制御手段は、判定した車線エリアの外側の障害物に対する車両の作動制御と、内側の障害物に対する車両の作動制御とで制御性を可変とした車両用制御装置。
【請求項２】
前記作動制御手段は、判定した車線エリアの外側の障害物にに対する車両の作動制御を、車線エリアの内側の障害物に対する作動制御より作動させにくくした請求項１記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記作動制御手段は、障害物の車線エリアの境界との距離に応じて車両の作動制御の作動性を変更する請求項１または２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記車線判定手段は、車両前方の画像を取得する画像取得手段と、取得した画像から画像認識によってレーン情報を取得する画像認識手段を備えている請求項１〜３のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記作動制御手段は、ブレーキアシスト手段、自動制動手段、シートベルト制御手段、エアバッグ制御手段、自動操舵手段の少なくともいずれか一つを含む請求項１〜３のいずれかに記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、進路上の障害物を検出し、その障害物と車両との関係に基づいて車両の作動を制御する車両用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝突、あるいは追突事故を未然に防止するため、自車の前方の障害物を検知して、状況に応じて自動的に運転者に対して警報を発したり、制動を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。この文献に開示された技術では、検知した障害物への衝突（追突）が予想される場合には、自動的に制動を行うことで衝突を予防するものである。この技術ではさらに、障害物情報の履歴を作成しておき、例えば、障害物との距離が接近した場合に行われるフル制動の開始条件が満たされる以前に比較的障害物との距離がある場合に行われる緩制動が行われていない場合には、障害物が順当に接近していたとは考えられないことからそのような近接位置に急に障害物を検出した場合には、ノイズとして処理することにより誤制動を抑制するというものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１２９４３８号公報（第２〜５頁、図１〜図１３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際に衝突、追突が予想される障害物の存在範囲は、車両の進路という比較的限定された範囲にとどまる一方、衝突、追突が予想される障害物は静止しているものばかりとは限らず、対向車や先行車、さらには合流や車線変更により進路上に進入してくる車両等も考えられる。上述の技術では、こうした車両との追突を精度良く判定することが難しい。一方で、こうした車両との追突を精度良く判定しようとすると、レーンの外の障害物に対する誤検出の可能性が増大するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、誤検出を効果的に予防して障害物に対する車両制御を有効に行うことを可能とした車両用制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両用制御装置は、障害物を検出する障害物検出手段と、検出した障害物の情報を基にして車両の作動を制御する作動制御手段と、を備える車両用制御装置において、
自車両が走行している車線エリアを判定する車線判定手段をさらに備え、前記作動制御手段は、判定した車線エリアの外側の障害物に対する車両の作動制御と、内側の障害物に対する車両の作動制御とで制御性を可変としたものである。作動制御手段は、判定した車線エリアの外側の障害物にに対する車両の作動制御を、車線エリアの内側の障害物に対する作動制御より作動させにくく制御することが好ましい。
【０００７】
車線エリアの外側と内側とでそれぞれの障害物に基づく車両の作動制御の制御性（制御の作動しやすさ）を可変にすることで、エリアに応じた判定が可能となる。例えば、車線エリアの外側の障害物に対してはエリア内の障害物に対してより制御性を作動させにくくすることで、路側物に対する車両制御の誤作動を抑制する。また、外側の障害物に対しても車両制御を作動させることができるため、車線外から侵入してくる障害物に対しても有効な車両制御が可能となる。
【０００８】
作動制御手段は、障害物の車線エリアの境界との距離に応じて車両の作動制御の制御性を変更することが好ましい。これにより、車線エリアの内外だけでなく、車線エリアの中心と境界あるいは車線エリア外の境界付近と境界から離れた位置で車両制御の制御性を変更することにより、より精度が高く、確実性の高い車両制御を可能とする。
【０００９】
車線判定手段は、車両前方の画像を取得する画像取得手段と、取得した画像から画像認識によってレーン情報を取得する画像認識手段を備えていることが好ましい。画像認識によってレーン情報を取得することで、道路側に特別なインフラ整備が必要なく、また、工事等の規制に伴う車線変更等にも柔軟に対応できる。
【００１０】
作動制御手段は、ブレーキアシスト手段、自動制動手段、シートベルト制御手段、エアバッグ制御手段、自動操舵手段の少なくともいずれか一つの作動を制御することが好ましい。制動や速度、進路制御による衝突回避のほか、万一、衝突した場合でもシートベルトやエアバッグを適切に制御することで乗員の危険を軽減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明に係る車両用制御装置をそれを搭載した車両とともに示す概略構成図であり、図２は、そのブロック構成図である。車両１に搭載されている車両用制御装置である衝突軽減装置２は、車両前方を電波によりスキャンして障害物を検出する障害物検出手段たるミリ波レーダー２１と、車線を認識するための車線認識手段２２と、衝突時における乗員への危険を軽減する危険軽減手段としてのシートベルト装置２３、エアバッグ装置２４、ブレーキ装置２５、自動操舵装置２６を備えている。ここで、図１は、右ハンドル車の例であり、シートベルト装置２３としては、運転席用のシートベルト装置２３ｂと助手席用シートベルト装置２３ａのみを示し、エアバッグ装置２４としては、助手席用のエアバッグ装置のみを示している。
【００１３】
車線認識手段２２は、車両前方の画像（映像）を取得する画像取得手段であるカメラ２２１と取得した画像から画像認識によって走行レーン情報を取得する画像認識手段である車線ＥＣＵ２２２からなる。シートベルト装置２３ａ、２３ｂは、それぞれシートベルト本体２３１ａ、２３１ｂとシートベルト巻き取り装置２３０ａ、２３０ｂからなる。以下、ａ、ｂの符号は特に区別する必要がある場合を除いて省略する。エアバッグ装置２４は、エアバッグ本体２４１と図示していない着座センサ等を含むエアバッグ制御装置２４０からなる。ブレーキ装置２５は、各車輪に取り付けられた図示していないディスクブレーキあるいはドラムブレーキと各ブレーキを作動させる油圧式のホイールシリンダ２５１と各ホイールシリンダ２５１へ付与される油圧を制御するブレーキアクチュエータ２５０からなる。自動操舵装置２６は、操舵系の作動を制御するステアリング制御装置２６０と、操舵系に接続されて操舵力を付与する電動式のアシストモータ２６１とを有している。
【００１４】
ミリ波レーダー２１と、車線ＥＣＵ２２２の出力は制御手段であるプリクラッシュＥＣＵ２０に入力されており、プリクラッシュＥＣＵ２０は、エアバッグ制御装置２４０、シートベルト巻き取り装置２３０、ブレーキアクチュエータ２５０の作動を制御する。さらに、ヨーレートセンサ５１、Ｇセンサ５２、車速センサ５３、ブレーキスイッチ５４、舵角センサ５５等から車両の各種状態量が入力されている。
【００１５】
この衝突軽減装置２は、図３に示されるように、ミリ波レーダー２１で走行エリア３内の対象領域３１をスキャンすることで、障害物４（対向車４０、先行車４１やガードレール等の路側物４２）を検知し、自車両１との相対速度から衝突可能性を判定して、衝突が予想される場合には、各危険軽減手段を制御して所定の危険軽減動作を行わせるものである。
【００１６】
次に本衝突軽減装置の動作について説明する。図４は、この動作、すなわち制御処理を示すフローチャートであり、図５、図６はそれぞれ衝突予想時間の閾値と障害物位置との関係を従来の技術と本衝突軽減装置とで比較して説明する図であり、図７〜図９は、オフセット量に対する衝突予想時間閾値の設定マップをそれぞれ示す図である。この制御処理は、プリクラッシュＥＣＵ２０が車線ＥＣＵ２２２と協働して行うものであり、イグニッションスイッチがオンになってからオフになるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００１７】
ステップＳ１では、車線ＥＣＵ２２２がカメラ２２１によって取得した画像を基にして画像認識処理により、自車両１が走行しているレーン、つまり車線エリアの境界である白線３３を認識する。ここでいう白線は、白色に塗装された連続的な線に限られるものではなく、黄色等別色に塗装されたライン、断続的な塗装ラインのほか、ガードレール、コンクリートブロック、タイル等により運転者が視覚的に車線の外側境界を認識できるようになっている場合の視覚的に識別可能な境界線を全て含む概念である。さらにヨーレートセンサ５１、Ｇセンサ５２、舵角センサ５５の出力を基にしてカーブの状況を推定したり、車速センサ５３の出力を基に以前の認識結果を活用することで、より精度の高い白線検出を行うことができる。
【００１８】
ステップＳ２では、ミリ波レーダー２１の検出結果からスキャンエリア３１内の障害物４の存否および存在する場合はその位置を検出する。障害物が存在する場合には、ミリ波レーダー２１の出力から、障害物までの距離と方向（角度）、相対速度が得られる。ステップＳ３では、この検出により障害物が検出されたか否かを判定する。障害物が検出されなかった場合には、後述する危険軽減制御を行う必要がないため、その後の処理をスキップして終了する。一方、障害物が検出された場合には、ステップＳ４へと移行する。
【００１９】
以下、検出した障害物が１つの場合を例に説明するが、複数の障害物を検出した場合は、Ｓ１０までの処理はそれぞれの障害物に対して行われ、いずれか１つの障害物に対して衝突可能性があると判定した場合には、危険軽減動作を実行する。ステップＳ４では、検出した障害物に対する衝突予想時間ｔｃｒａｓｈを算出する。これは、障害物までの距離を障害物と自車両１との相対速度で除すことで求めることができる。ステップＳ５では、ステップＳ１の白線検出処理により白線３３を検出したか否かを判定する。白線３３が検出された場合には、ステップＳ６へと移行し、検出した障害物がレーンの内側にあるか外側にあるかを判定する。ここで、白線３３は図５、図６に示されるように１０〜１５センチ程度の幅を有しているため、障害物がレーンの内側に位置するとは当該障害物の一部が白線３３全体よりもレーン側に位置することを意味し、障害物がレーンの外側に位置するとは、当該障害物の全体が白線３３上または白線３３の外側に位置することを意味するものとする。
【００２０】
ステップＳ５で白線が検出されなかった場合とステップＳ６で検出した障害物が白線の内側に存在した場合には、ステップＳ７へと移行して危険軽減制御を行う閾値ｔｔｈに通常値ｔＡを設定して後述するステップＳ１０へと移行する。一方、障害物３３が白線の外側に存在した場合には、ステップＳ５、Ｓ６を経てステップＳ８へと移行し、障害物が白線３３からどのくらい離れているのかそのオフセット量Ｏを検出する。このＯは、白線３３のレーン内側境界線の接線（境界線が直線の場合は境界線そのものになる）に垂直な方向におけるレーン内側境界線との距離に等しい。
【００２１】
ステップＳ９では、求めたオフセット量Ｏに応じて危険軽減制御を行う閾値ｔｔｈを設定する。具体的には、図７のグラフで表されるようなオフセット量Ｏと閾値ｔｔｈの関係を数式またはマップとしてプリクラッシュＥＣＵ２０内に格納しておくことが好ましい。
【００２２】
続くステップＳ１０ではこうして設定した閾値ｔｔｈとステップＳ４で求めた衝突予想時間ｔｃｒａｓｈとを比較する。ｔｃｒａｓｈが閾値ｔｔｈを超えている場合には、障害物との衝突までに運転者が衝突回避行動を採る十分な時間があるとして、後続の衝突軽減制御は行わずに、処理を終了する。一方、ｔｃｒａｓｈが閾値ｔｔｈ未満の場合には、運転者の衝突回避行動が間に合わず、そのままでは衝突する可能性が高い場合としてステップＳ１１に移行してプリクラッシュシステム（ＰＣＳ）による衝突軽減（危険軽減）制御を行う。
【００２３】
ここで行われる衝突軽減制御としては、まず、ブレーキ装置２５の制御として、ブレーキアクチュエータ２５０を作動させて各ホイールシリンダ２５１へ制動油圧を付与して自動的に制動を行い、減速する自動制動制御がある。あるいは、ブレーキスイッチ５４がオンになったら、通常の場合よりもアシスト油圧を大きく設定することにより、運転者のブレーキペダル踏み込みに対する応答特性を向上させ、より速やかな減速を可能とするプリクラッシュブレーキアシスト制御を行ってもよい。
【００２４】
シートベルト装置２３においては、シートベルト巻取装置２３０によりシートベルト２３１を巻き取ることで、衝突前に乗員を座席に拘束して、衝突時における乗員の移動を抑制し、衝突時の被害を軽減する。また、乗員に拘束によって衝突の危険が迫っていることを警告できるため、万一衝突する場合でも、乗員が衝突に備えることができ、危険軽減に効果的である。
【００２５】
エアバッグ装置２４においては、エアバッグ制御装置２４が乗員の姿勢、体格、衝突方向、衝突時期を基に最も適切な時期、状態でエアバッグ２４１が作動するよう制御する。シートベルト制御と合わせてエアバッグ制御を行うことで、乗員を確実に座席に拘束するとともに、エアバッグ作動による乗員へのショックを和らげ、衝突時の被害を効果的に軽減する。
【００２６】
自動操舵装置２６においては、適切な操舵により障害物との衝突回避・軽減が可能であると判定した場合には、ステアリング制御装置２６０がアシストモータ２６１を制御して、必要な操舵力を付与して障害物との衝突を回避もしくは軽減する方向へと舵を切り、障害物との衝突を回避または衝突のショックを軽減する。
【００２７】
本発明では、白線上および外側の障害物に対してはそのオフセット量（白線内側からの距離）に応じて白線内の障害物に対する場合よりも危険軽減制御を作動させる衝突予想時間の閾値を下げることにより危険軽減制御を作動しにくく制御している（図６、図７参照）。このため、自車両の中心軸を中心として一定の幅Ｗを有するエリアに対して同じ閾値を用いる従来例（図５参照）の場合に比べて、レーン外の障害物に対する誤検出を有効に抑制することができる。レーン外、特に白線の外側の障害物に対しては閾値を０に設定することで、危険軽減動作を禁止することもできるが、レーン外からのレーンに侵入してくる障害物、例えば、割り込み車両、等へも対応できるよう図６、図７に示されるように白線外の障害物に対しても危険軽減動作を行うことが好ましい。一方、従来のように一定の幅Ｗ内に路側物が存在する場合を考慮して閾値を短めに設定する必要はないので、レーン内の障害物に対しては閾値ｔＡを従来のｔＡ’より長めに設定し、危険軽減制御の作動を早期かつ確実に行うことができる。
【００２８】
レーン外の障害物に対する閾値設定は、図７に示されるようにオフセット量に応じて直線的に変化させるほかに、図８に示されるようにオフセット量が小さいときは、閾値の減少量は小さく、オフセット量が大きくなるにつれて減少量を大きくしてもよい。あるいは、図９に示されるようにオフセット量が小さい領域で閾値を大きく減少させた後はオフセット量が増えても閾値をほぼ一定に維持してもよい。また、レーン内の障害物に対してもオフセット量に応じて閾値を変更してもよく、例えば、車線中心で閾値が最も長くなるように設定すればよい。
【００２９】
閾値の設定方法は上述したフローチャートに限られるものではなく、例えばオフセット量に対する関数値として設定し、演算を行ってもよい。この場合には、白線より内側の障害物に対してはオフセット量を０とするか、オフセット量をマイナスとしてそれに対して関数値を設定すればレーン内の障害物に対しても位置に応じた閾値変更が可能となる。
【００３０】
ここでは、ミリ波レーダーを利用して進路上の障害物を検出する例を説明したが、赤外線や超音波、電波等により障害物を検出してもよい。また、画像認識によって障害物を認識することも可能である。また、車線の判定は、画像を用いるほかに、車両外から通信手段によって受信したり、車線境界や車線中央にマーカーを設置し、これを検出することによって行ってもよい。あるいは、予めマップ情報を保存しておき、ナビゲーションシステムにより判定した自車両の位置情報から車線情報を呼び出してもよい。
【００３１】
本発明に係る作動制御手段は、万が一障害物との接触を回避できない場合に乗員への危険を低減する装置、障害物との接触を回避する装置、あるいは障害物の存在を運転者に報知する装置の作動を制御するものである。以上の説明では、ブレーキ、シートベルト、エアバッグ、自動操舵を全て制御する例を説明したが、少なくともいずれかを制御することで衝突時の乗員への危険を軽減することができる。また、音声等を用いて乗員に衝突の危険を告知する警報機能を併用あるいはこれらに代えて使用してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば車線の外側にある障害物と内側にある障害物とで障害物に基づく車両の作動制御の制御性を可変としたことで、車線エリア外の障害物に対する誤検出を抑制するとともに、車線エリア内の障害物に対する検出感度を向上させてより的確な車両制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用制御装置をそれを搭載した車両とともに示す概略構成図である。
【図２】図１の装置のブロック構成図である。
【図３】図１の装置の動作の概要を説明する模式図である。
【図４】図１の装置の動作、すなわち制御処理を示すフローチャートである。
【図５】従来の技術における衝突予想時間の閾値と障害物位置との関係を説明する図である。
【図６】本衝突軽減装置における衝突予想時間の閾値と障害物位置との関係を説明する図である。
【図７】オフセット量に対する衝突予想時間閾値の設定マップの一例を示すグラフである。
【図８】オフセット量に対する衝突予想時間閾値の設定マップの別の一例を示すグラフである。
【図９】オフセット量に対する衝突予想時間閾値の設定マップのさらに別の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１…車両、２…衝突軽減装置、３…車線エリア、４…障害物、２０…プリクラッシュＥＣＵ、２１…ミリ波レーダー、２２…車線認識手段、２３…シートベルト装置、２４…エアバッグ装置、２５…ブレーキ装置、２６…自動操舵装置、３１…スキャン対象領域、３３…白線、４０…対向車、４１…先行車、４２…路側物、５１…ヨーレートセンサ、５２…Ｇセンサ、５３…車速センサ、５４…ブレーキスイッチ、５５…舵角センサ、２２１…カメラ、２２２…車線ＥＣＵ、２３０…シートベルト巻き取り装置、２３１…シートベルト本体、２４０…エアバッグ制御装置、２４１…エアバッグ本体、２５０…ブレーキアクチュエータ、２５１…ホイールシリンダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004136788.tif 000010
【図９】
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