(57)【要約】【課題】先行車両の挙動変化から、自車両と先行車両との衝突する可能性があると予測される場合には、極力早いタイミングで自車両の乗員の安全性を高める安全制御を実行すること。【解決手段】自車両の進行方向を撮像した画像信号における先行車両の挙動変化から横滑りが発生したことが検出された場合、警報処理、自動制動処理あるいは乗員保護装置１３０の作動処理等の安全制御を実行する。このように、先行車両の異常な挙動である横滑りの発生に基づいて安全制御を実行するので、より早いタイミングで安全制御を行なうことができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の進行方向における所定範囲を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像信号において、先行車両を抽出するとともに、当該先行車両の挙動変化から横滑りが発生したことを検出する検出手段と、
前記検出手段によって先行車両に横滑りが発生したことが検出されたとき、自車両の乗員の安全性を高めるための安全制御を実行する安全制御手段とを備えることを特徴とする車両用安全制御装置。
【請求項２】
前記安全制御手段は、前記安全制御として、前記自車両の乗員に対して警報を与えることを特徴とする請求項１に記載の車両用安全制御装置。
【請求項３】
前記安全制御手段は、前記安全制御として、前記自車両を自動制動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用安全制御装置。
【請求項４】
前記安全制御手段は、前記安全制御として、前記自車両の乗員の衝突被害を軽減する乗員保護装置を作動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用安全制御装置。
【請求項５】
前記自車両が走行する路面の路面摩擦係数（路面μ）を推定する路面μ推定手段を備え、
当該路面μ推定手段によって前記自車両が走行する路面が所定の低μ路であると判定された場合に、前記安全制御手段は、前記安全制御を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用安全制御装置。
【請求項６】
前記自車両と前記先行車両との相対速度及び相対距離を含む相対関係を検出する相対関係検出手段と、
前記相対関係検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両と前記先行車両との衝突の可能性を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段によって、前記自車両と前記先行車両とが衝突する可能性があると判定されたときに、前記安全制御手段は、前記安全制御を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用安全制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行車両との衝突の可能性が生じたときに、自車両の乗員の安全性を高めるための安全制御を実行する車両用安全制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転者が視認できない車両の存在をも判断し、運転者に対して適切な報知を行なうことにより、他車両との交通事故を未然に防ぐ運転支援装置が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
この運転支援装置では、自車両の位置・進行方向・車速を含む走行情報を検出し、また、他車両に搭載されたナビゲーション装置から、通信装置を介して他の車両の位置・進行方向・車速を含む物体情報を取得する。これらの走行情報及び物体情報に基づいて、自車両と他車両との接触可能性を判断し、接触の可能性があれば、危険度のレベルを判断する。そして、自車両と他車両との位置関係を地図上に表示する際に、危険度のレベルに応じて、他車両を色分けして表示する。
【特許文献１】特開２００２−３４２８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した運転支援装置によれば、建造物等の障害物に隠れている車両等の位置も確認できるので、いわゆる出会い頭の事故等を未然に防止する上で効果的である。しかしながら、従来の運転支援装置は、各車両が通信機能を備えたナビゲーション装置を装備していることを前提としており、このようなナビゲーション装置を有さない他車両については、その位置や衝突危険度を報知することはできない。
【０００５】
また、先行車両等との衝突の可能性が生じたときに、例えばシートベルトを巻き取って乗員を拘束することにより乗員を保護する、いわゆるプリクラッシュセーフティシステムが知られている。このプリクラッシュセーフティシステムでは、例えば、衝突対象までの距離を相対速度の現在値で除算して衝突までの時間（衝突余裕時間）を算出する。この衝突余裕時間が、衝突回避不能な最低時間を基準として設定されたしきい値時間以下となった場合にシートベルトの巻き上げ動作等を開始する。
【０００６】
このように、従来のプリクラッシュセーフティシステムは、衝突対象との衝突可能性を判断するために、自車両と衝突対象との距離や相対速度しか考慮していない。このため、先行車両との衝突の可能性が大きい状況であっても、その先行車両との距離及び相対速度に関する関係が、上述した関係を満足するまで、何ら乗員の安全性を高める制御が実行されないとの問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、先行車両の挙動変化から、自車両と先行車両とが衝突する可能性があると予測される場合には、極力早いタイミングで自車両の乗員の安全性を高める安全制御を実行することが可能な車両用安全制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用安全制御装置は、
自車両の進行方向における所定範囲を撮像する撮像手段と、
撮像手段によって撮像された画像信号において、先行車両を抽出するとともに、当該先行車両の挙動変化から横滑りが発生したことを検出する検出手段と、
検出手段によって先行車両に横滑りが発生したことが検出されたとき、自車両の乗員の安全性を高めるための安全制御を実行する安全制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
先行車両に横滑りが発生した場合、後続の車両の運転者が、その先行車両のその後の走行軌跡を予想することは難しい。例えば、先行車両の前輪が横滑りした場合には、操舵が効かずに、カードレール等の障害物にぶつかり、道路上にはね返ってきたり、また先行車両の後輪が横滑りした場合には、スピン状態に陥ることもある。このように、操縦不能な状態に陥った先行車両が、その後どのような走行軌跡を辿るかを短時間で判断することは非常に困難であり、後続の車両は、この先行車両と衝突する可能性が高くなる。
【００１０】
そのため、請求項１に記載の車両用安全制御装置は、自車両の進行方向を撮像した画像信号における先行車両の挙動変化から横滑りが発生したことが検出された場合、自車両の乗員の安全性を高めるための安全制御を実行する。このように、先行車両の異常な挙動である横滑りの発生に基づいて安全制御を実行するので、より早いタイミングで安全制御を行なうことができる。
【００１１】
請求項２に記載したように、安全制御手段は、安全制御として、自車両の乗員に対して警報を与えることが好ましい。これにより、自車両の運転者は、先行車両の異常な挙動に早期に気づくことができ、余裕をもって、先行車両との衝突を回避するための運転操作を行なうことができる。
【００１２】
また、請求項３に記載したように、安全制御手段は、安全制御として、自車両を自動制動するようにしても良い。例えば、先行車両にスピンが発生し、後続車両である自車両の運転者が動転してブレーキ操作が遅れる場合であっても、自動制動を実行することにより、自車両の速度が低下するので、先行車両との衝突の回避が容易になる。
【００１３】
さらに、請求項４に記載したように、安全制御手段は、安全制御として、自車両の乗員の衝突被害を軽減する乗員保護装置を作動させるようにしても良い。これにより、万が一、自車両が先行車両に衝突する場合であっても、自車両の乗員に加わる衝突被害を軽減することができる。
【００１４】
請求項５に記載したように、自車両が走行する路面の路面摩擦係数（路面μ）を推定する路面μ推定手段を備え、当該路面μ推定手段によって自車両が走行する路面が所定の低μ路であると判定された場合に、安全制御手段は、安全制御を実行することが好ましい。
例えば、雪道や凍結路等の低μ路では、先行車両等の横滑りが発生しやすくなるとともに、自車両の運転者が、その先行車両を回避することが難しくなる。このため、特に低μ路において、上述した安全制御を実行することが好ましいのである。
【００１５】
請求項６に記載したように、自車両と先行車両との相対速度及び相対距離を含む相対関係を検出する相対関係検出手段と、相対関係検出手段による検出結果に基づいて、自車両と先行車両との衝突の可能性を判定する判定手段とを備え、判定手段によって、自車両と先行車両とが衝突する可能性があると判定されたときに、安全制御手段が、安全制御、特に乗員保護装置の作動を実行するものであっても良い。仮に先行車両がスピンした場合であっても、その時の位置及び移動方向から自車両と衝突する可能性がない場合もありえるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の車両用安全制御装置について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に、本実施形態における車両用安全制御装置の全体構成を示す。同図に示すように、車両用安全制御装置２００は、アクセルセンサ１０、ステアリングセンサ２０、レーザレーダセンサ３０、車速センサ４０、ブレーキセンサ５０、ＣＣＤカメラ６０を備え、これらはコンピュータ７０に接続される。
【００１８】
また、車両用安全制御装置２００は、さらに、スロットル駆動器８０、ブレーキ駆動器９０、ステアリング駆動器１００、自動変速機制御器１１０、警報装置１２０、及び乗員保護装置１３０を備え、これらは各々コンピュータ７０に接続され、コンピュータ７０からの制御信号に従って駆動される。
【００１９】
コンピュータ７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭの他、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）および各種の駆動回路を備えている。これらのハード構成は一般的なものであるので、その構成に関する詳細な説明は省略する。このコンピュータ７０は、自車両の進行方向における所定範囲を撮像するＣＣＤカメラ６０から出力される画像信号において、先行車両がスピン等の異常な挙動を示すことを検出した場合に、先行車両との衝突を回避すべく、警報装置１２０を用いて運転者に対して注意を喚起する警報処理を実行したり、運転者が衝突を回避するための操作を行なわない場合にブレーキ駆動器９０等を駆動して自動的に制動する自動制動処理を実行する。さらに、衝突を回避することができないと判定される場合には、プリテンショナ等の乗員保護装置１３０を作動して、乗員の衝突時の被害を軽減する乗員保護装置作動処理を実行する。これらの警報処理、自動制動処理、乗員保護装置作動処理からなる安全制御処理に関しては、後に詳細に説明する。
【００２０】
また、コンピュータ７０は、走行車線を維持するように自車両を走行させる車線維持制御機能や、先行車両がいる場合には先行車両に追従して自車両を走行させる車間距離制御機能を有した定速走行制御機能を備えている。これらの制御機能は、各センサからの情報に基づいて、スロットル駆動器８０、ブレーキ駆動器９０、ステアリング駆動器１００、自動変速機制御器１１０等を駆動することによって実行される。
【００２１】
アクセルセンサ１０は、運転者によるアクセルペダルの操作の有無（On/Off）を検出するものである。この検出したアクセルペダルの操作信号は、コンピュータ７０において、運転者による先行車両の回避操作の有無を判定する際に利用される。ステアリングセンサ２０は、ステアリングホイールの操舵角の変化量を検出するものであり、コンピュータ７０は、ステアリングセンサ２０によって検出された操舵角変化量から操舵角を算出する。この操舵角は、先行車両との衝突の可能性を判定するためや、回避操作の有無を判定するために利用される。
【００２２】
レーザレーダセンサ３０は、レーザ光を車両前方の所定範囲に照射することにより、そのレーザ光を反射する前方車両等の反射物体との距離、相対速度、及び自車両に対する反射物体の方位等を検出する。これらの検出結果は、各反射物体ごとに、コンピュータ７０に出力される。なお、このレーダセンサ３０は、レーザ光を用いて物体を検出する以外に、ミリ波やマイクロ波等の電波や超音波等を用いて物体を検出するものであってもよい。
【００２３】
車速センサ４０は、車輪の回転速度に対応した信号を検出するセンサである。ブレーキセンサ５０は、運転者によるブレーキペダルの操作の有無（On/Off）を検出する。これらの検出信号も、それぞれコンピュータ７０に出力され、衝突判定や回避操作の有無を判定する際に利用される。
【００２４】
ＣＣＤカメラ６０は、例えば、ルームミラーの裏側に設置され、自車両前方の所定範囲を撮影する撮像手段として用いられる光学式のカメラであり、撮影画像を電気信号に変換した画像信号をコンピュータ７０へ出力する。本実施形態では、主に、このＣＣＤカメラ６０が撮影した画像信号に基づいて、先行車両が横滑りしてスピン等の異常な挙動を示しているか否かを判定する。さらに、コンピュータ７０は、ＣＣＤカメラ６０が撮影した画像信号に基づいて、自車両前方の路面状態を特定し、その特定した路面状態から路面摩擦係数（路面μ）を推定する。この路面μの推定手法についても後に詳細に説明する。
【００２５】
スロットル駆動器８０、ブレーキ駆動器９０、ステアリング駆動器１００、及び自動変速機制御器１１０は、いずれもコンピュータ７０からの指示に従って作動するものである。スロットル駆動器８０は、図示しないスロットルバルブの開度を調節し、内燃機関の出力を制御する。ブレーキ駆動器９０はブレーキ圧力を調節し、ステアリング駆動器１００はステアリングシャフトに回転トルクを発生させることで、ステアリングを駆動する。自動変速機制御器１１０は、車両の速度を制御する上で必要な、自動変速機のギヤ位置の変更を実行する。
【００２６】
警報装置１２０は、運転者への注意を喚起するための警報音声や警報音を発生する装置であり、コンピュータ７０からの指示に応じた警報を出力する。乗員保護装置１３０は、上述したように、例えばシートベルトのプリテンショナからなり、衝突が避けられない状況となったときに、シートベルトによる乗員の拘束効果を高めることにより、乗員への衝突被害を軽減する。
【００２７】
次に、上述した路面μの推定手法とともに、先行車両がスピン等の異常な挙動を示したときに実行される安全制御処理について、図２のフローチャートに基づいて詳しく説明する。
【００２８】
図２のフローチャートにおいては、まずステップＳ１０において、ＣＣＤカメラ６０が撮影した画像信号に基づいて路面μを検出（推定）する。すなわち、ＣＣＤカメラ６０によって撮影された自車両前方の路面の画像から路面状態（例えば、乾燥、湿潤等）を特定し、この特定した路面状態に対応する路面μを予め用意された変換テーブルから求める。以下、路面状態の特定及び路面状態から路面μへの変換について具体的に説明する。
【００２９】
まず、ＣＣＤカメラ６０によって撮影された路面の画像から路面状態を特定する場合、例えば、路面の画像の画素毎の輝度を求め、この求めた路面の画素毎の輝度の平均輝度を算出する。そして、この算出した平均輝度と予め設定された輝度閾値とを比較し、平均輝度が輝度閾値以上である場合には路面状態が湿潤であると特定し、平均輝度が輝度閾値未満である場合には路面状態が乾燥であると特定する。
【００３０】
なお、輝度閾値を複数設定し、水膜、凍結、積雪等の路面状態を特定するようにしてもよい。また、路面状態の特定方法については、従来、様々な方法が提案されており、本実施形態において採用したＣＣＤカメラ６０等の画像から特定する方法に限定することなく、従来の特定方法を採用するものであってもよい。
【００３１】
次に、路面状態から路面μを求める場合には、特定された路面状態を変換テーブルに当てはめて、その路面状態に対応する路面μを求める。例えば、その変換テーブルでは、路面状態が乾燥であれば、路面μ=0.８のように関係付けられている。このようにして、路面状態に対応する路面μを検出することができるのである。
【００３２】
なお、路面μの検出（推定）は、上述した手法に限られるものではない。例えば、気象情報、道路位置情報、車両に装備されたセンサが検出した天候状態に関する情報、ドライバーが手動入力した路面状態に関する情報、制動を試行して得た情報などに基づいて路面μを推定しても良い。好適には、制動操作が行なわれたときの車輪減速度又は車速減少率を、これら車輪減速度や車速減少率と路面摩擦係数との関係を表す内蔵マップに代入して現在の路面μを決定することができる。
【００３３】
次に、ステップＳ２０において、求めた路面μを所定の基準値と比較することにより、自車両の現在の走行路が低μ路であるか否かを判定する。低μ路でないと判定された場合は、先行車両に横滑りが発生する可能性は低い。また、万が一、先行車両に横滑りが発生したとしても、自車両の運転者は、容易に先行車両との衝突を回避するように自車両を停止させたり、ステアリングの操舵によって先行車両を避けることができる。従って、低μ路ではないと判定された場合には、ステップＳ３０以降の処理を行なわずにステップＳ１０に戻る。
【００３４】
一方、ステップＳ２０において低μ路であると判定された場合には、先行車両がスピン等の異常な挙動を示す可能性が生じ、また、自車両の運転者も急制動、急操舵等によって先行車両を回避することが難しくなる。そのため、ステップＳ３０において、ＣＣＤカメラ６０が撮影する画像信号から先行車両を抽出し、その先行車両の挙動変化を判定する。
【００３５】
ここで、先行車両の前輪に横滑りが発生すると、図３に示すように、ステアリングを切っても車両は曲がらずに、旋回円外側に向かって進む。このとき、道路脇にガードレールが設置されていたりすると、先行車両はそのカードレールにぶつかり、道路上にはね返ってくることがある。また、先行車両の後輪が横滑りした場合には、スピン状態に陥ることもある。このように、先行車両が操縦不能な状態に陥いると、後続車両（自車両）は、その先行車両と衝突する可能性が高くなる。このため、ステップＳ３０では、先行車両に横滑りが発生したとみなしえる挙動変化を示したか否かを画像信号から判定するのである。
【００３６】
例えば、画像信号において、先行車両が車線領域を区画する白線を越えた場合、先行車両の向きが車線の向きと所定角度以上異なる場合、先行車両の進行方向と車線の成す角度が所定角度以上異なる場合等を横滑りによる異常な挙動として判定する。
【００３７】
そして、ステップＳ４０では、ステップＳ３０における判定結果に基づいて、先行車両に横滑りが発生したか否かを判別する。このとき、先行車両の挙動に異常がなく、横滑りは発生していないと判別された場合には、ステップＳ１０の処理に戻る。一方、横滑りが発生したと判別された場合には、ステップＳ６０に進む。
【００３８】
ステップＳ６０では、各センサの検出信号あるいはＣＣＤカメラ６０の画像信号から求められる、先行車両との距離、相対速度、及び自車両を基準とする先行車両の方位、さらに自車両の進行方向、先行車両の移動方向等に基づいて、先行車両との衝突可能性を判断する。例えば、自車両の走行予測軌跡と先行車両の走行予測軌跡をそれぞれ算出し、両車両の走行予測軌跡が時間的に同じタイミングで、所定距離以内に接近する場合には、衝突の可能性ありと判断する。
【００３９】
ステップＳ６０にて、衝突可能性があると判定された場合には、ステップＳ７０において、警報装置１２０を用いて、先行車両との衝突の可能性がある旨を示す警報を発生する警報処理を行なう。これにより、自車両の運転者は、先行車両の異常な挙動に早期に気づいて、先行車両との衝突回避のための運転操作を開始することが可能となる。
【００４０】
続いて、ステップＳ８０では、先行車両との衝突を回避する運転操作が行なわれているか否かを判定する。そして、回避操作が行なわれていると判定された場合には、ステップＳ９０の処理をスキップしてステップＳ１００の処理に進む。一方、回避操作が行なわれていないと判定された場合には、スロットル駆動器８０に対して強制的にスロットルバルブを閉じるための制御信号を出力するとともに、ブレーキ駆動器９０に対して強制的に制動を開始するための制御信号を出力する。
【００４１】
すなわち、警報発生後、衝突を回避する運転操作（例えば、アクセルＯＦＦとなる操作、ブレーキＯＮとなる操作、ステアリングを操舵する操作等）が行われない場合、運転者は動転して、そのような操作を直ちに実行しえないものと推測できる。従って、このような場合には、先行車両との衝突を回避することを容易にするために、強制的にスロットルバルブを閉弁するとともに、制動力を発生することによって自車両の速度を低下せさるのである。なお、このとき、ステアリング駆動器１００によってステアリングも併せて駆動し、先行車両を避けるように自車両の進行方向を変更しても良い。
【００４２】
ステップＳ１００では、もはや先行車両との衝突が避けられない状況であるか否かを判定する。そして、衝突回避不可能であると判定した場合には、乗員保護装置１３０を作動させる制御信号を乗員保護装置１３０に出力する。
【００４３】
すなわち、警報発生後に運転者が先行車両と衝突する可能性が有ること気づいて、回避操作を行なったにも係らず、あるいは上述した自動制動を行なったにも係らず、先行車両との衝突を回避できない場合もありえる。この場合には、乗員保護装置１３０を作動させて乗員への衝突被害を最小限に留める。
【００４４】
なお、衝突回避が可能か否かの判断は、先行車両と自車両の相対的な位置関係、車両の状態（例えば、速度、加減速度、自車両におけるステアリングの回転角度等）、路面状態等に基づいて総合して判定する。
【００４５】
以上、説明したように、本実施形態によれば、先行車両の挙動変化から、先行車両に横滑りが発生したと判別した場合には、その先行車両と衝突する可能性があるとみなして自車両の乗員の安全性を高めるための安全制御を実行する。このように、先行車両の異常な挙動である横滑りの発生に基づいて安全制御を実行するので、より早いタイミングで安全制御を開始することができる。
【００４６】
なお、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００４７】
たとえば、上述した実施形態においては、自車両が走行する路面が低μ路である場合のみ、図２のフローチャートのステップＳ３０以降の処理（安全制御処理）を実施するようにしているが、路面μに係らず、常に安全制御処理を行なうようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係わる車両用安全制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】先行車両がスピン等の異常な挙動を示したときに実行される安全制御処理を示すフローチャートである。
【図３】先行車両に横滑りが発生した場合の、先行車両の挙動変化を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  アクセルセンサ
２０  ステアリングセンサ
３０  レーザレーダセンサ
４０  車速センサ
５０  ブレーキセンサ
６０  ＣＣＤカメラ
７０  コンピュータ
８０  スロットル駆動器
９０  ブレーキ駆動器
１００  ステアリング駆動器
１１０  自動変速機制御器
１２０  警報装置
１３０  乗員保護装置
２００  車両用安全制御装置
【図１】
2005178622.tif 000003
【図２】
2005178622.tif 000004
【図３】
2005178622.tif 000005