(57)【要約】      （修正有）【課題】障害物の衝突影響度及び後続車との追突影響度に基づいて、車両に配備されている減速度増大手段等を適切に制御することにより、搭乗者、障害物、及び、後続車への影響を最小限に抑えることのできる車両の制御装置を提供する。【解決手段】自車両の前後、側方、及び、斜方向のうちの少なくとも一方向の障害物を検出する障害物検出手段と、検出された障害物の種別等を判定する障害物判定手段と、自車両の走行状態を検出する自車両走行状態検出手段と、後続車の走行状態を検出する後続車走行状態検出手段と、前記障害物判定情報及び前記自車両の走行状態に基づいて、衝突確率と衝突影響度を算出、前記自車両及び後続車の走行状態や車間距離に基づいて、追突影響度を算出、前記衝突影響度及び前記追突影響度に基づいて総合影響度を算出、前記総合影響度に基づいて、自車両の進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更する。【選択図】図３
2005238992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更することができるようにされた車両の制御装置であって、
自車両の前方に存在する障害物を検出してその衝突影響度を算出するとともに、後続車の追突影響度を算出し、それらの両影響度に基づいて、自車両の進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更することができるようにされた車両の制御装置であって、
自車両の前後、側方、及び、斜方向のうちの少なくとも一方向の障害物を検出する障害物検出手段と、検出された障害物の種別等を判定する障害物判定手段と、自車両の走行状態を検出する自車両走行状態検出手段と、後続車の走行状態を検出する後続車走行状態検出手段と、前記障害物判定情報及び前記自車両の走行状態に基づいて、衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、前記自車両の走行状態、前記障害物判定情報、及び、前記衝突確率に基づいて、衝突影響度を算出する衝突影響度算出手段と、前記自車両及び後続車の走行状態や車間距離に基づいて、追突影響度を算出する追突影響度算出手段と、前記衝突影響度及び前記追突影響度に基づいて、総合影響度を算出する総合影響度算出手段と、前記総合影響度に基づいて、自車両の進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更する車両運転動作変更手段と、を具備していることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
前記総合影響度算出手段は、前記追突影響度より前記衝突影響度が大きく、かつ、その差分が所定値以上の場合、前記衝突影響度を前記追突影響度より優先的に反映させた総合影響度を算出し、前記車両運転動作変更手段は、前記算出された総合影響度の大きさに基づいて、前記車両の制動能力を増大させる、及び／又は、前記車両の減速度を増大させることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記車両に、制動能力増大手段として、通常走行中に接地しない車輪もしくは摩擦体、空気圧調整可能な通常走行用空気タイヤ、及び、空力装置のうちの少なくとも一つが配備されており、前記車両運転動作変更手段は、前記算出された総合影響度の大きさに基づいて、前記車両の制動能力を増大させる、及び／又は、前記車両の減速度を増大させるべく、前記車輪もしくは摩擦体を接地させる操作、前記通常走行用空気タイヤの空気圧を変更する操作、及び、前記空力装置を作動又は変化させる操作のうちの少なくとも一つを実行することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記車両に、減速度増大手段として、車高調整装置が配備されており、前記車両運転動作変更手段は、前記算出された総合影響度の大きさに基づいて、前記車両の減速度を増大させるべく、前記車高調整装置を制御して車高を調節することを特徴とする請求項３又は４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記車両に、車外で機能する衝撃吸収装置が配備されており、前記車両運転動作変更手段は、前記総合影響度に前記衝突影響度が優先的に反映され、かつ、その衝突影響度が大きい場合、又は、前記総合影響度に前記追突影響度が優先的に反映され、かつ、その追突影響度が大きい場合には、前記衝撃吸収装置を作動させるとともに、その作動量を前記障害物の種別及び前記総合影響度に応じて調節することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
車両の走行地域を特定する走行地域検出手段及び警報装置を具備し、障害物種別判定手段で障害物が生物と判定された場合は、前記警報装置の言語又は音質を、走行地域もしくは障害物の種別に応じて切替えることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
障害物が車両に衝突したことを検出する衝突検出手段及び警報装置を具備し、前記衝突検出手段によって衝突が検出された場合に、灯火装置及び又は前記警報装置を自動的に動作させることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に係り、特に、走行中に障害物を検知した場合、加えて、後方から接近してくる後続車がある場合において、障害物との衝突及び後続車の追突をできるだけ回避し、仮に衝突又は追突されるような場合にあっても、その影響を可及的に小さくすることができる車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置として、従来、例えば、下記特許文献１等に記載されているように、車両の進行方向に障害物がある場合、その障害物との衝突を防止、もしくは、衝突時の損害を軽減させるため、進行方向の障害物を検知して、車両の速度を一時的に下げるか、又は、停止させるようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１５１０９２号公報（第１〜８頁、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記特許文献１に所載の制御装置は、障害物との衝突回避を主目的としたものであり、後続車の追突に関しては格別の配慮がなされていない。
【０００４】
また、障害物との衝突影響度が大きいと判断された場合、あるいは、障害物との衝突後に、警報や灯火を変更することについてはさほど考慮されておらず、後続車への対応等、二次災害防止に関して課題が残されている。
【０００５】
さらに、衝突影響度又は追突影響度が大きいと判断された場合に、車両周辺の安全性面から外部装置、例えばフードエアバッグやその他の外部エアバッグ等の制御に関しても考慮されておらず、衝突時の障害物又は追突時の後続車への影響を可及的に小さくしたいという要望には応えられない可能性がある。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、障害物の衝突影響度及び後続車との追突影響度に基づいて、車両に配備されている減速度増大手段等を適切に制御することにより、搭乗者、障害物、及び、後続車への影響を最小限に抑えることのできる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成すべく、本発明に係る制御装置は、基本的には、進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更することができるようにされた車両に適用されるもので、自車両の前方に存在する障害物を検出してその衝突影響度を算出するとともに、後続車の追突影響度を算出し、それらの両影響度に基づいて、自車両の進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更することを特徴としている。
【０００８】
より具体的な好ましい態様では、自車両の前後、側方、及び、斜方向のうちの少なくとも一方向の障害物を検出する障害物検出手段と、検出された障害物の種別等を判定する障害物判定手段と、自車両の走行状態を検出する自車両走行状態検出手段と、後続車の走行状態を検出する後続車走行状態検出手段と、前記障害物判定情報及び前記自車両の走行状態に基づいて、衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、前記自車両の走行状態、前記障害物判定情報、及び、前記衝突確率に基づいて、衝突影響度を算出する衝突影響度算出手段と、前記自車両及び後続車の走行状態や車間距離に基づいて、追突影響度を算出する追突影響度算出手段と、前記衝突影響度及び前記追突影響度に基づいて、総合影響度を算出する総合影響度算出手段と、前記総合影響度に基づいて、自車両の進行方向、減速度、及び、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更する車両運転動作変更手段と、を具備する。
【０００９】
この場合、前記総合影響度算出手段は、好ましくは、前記追突影響度より前記衝突影響度が大きく、かつ、その差分が所定値以上の場合、前記衝突影響度を前記追突影響度より優先的に反映させた総合影響度を算出し、前記車両運転動作変更手段は、前記算出された総合影響度の大きさに基づいて、前記車両の制動能力を増大させる、及び／又は、前記車両の減速度を増大させるようにされる。
【００１０】
即ち、本発明の制御装置の好ましい態様では、車両の状況、例えば、車速及び周辺の障害物と、その距離や動きを検出し、この情報から障害物の種別を割り出す。一方で障害物に衝突する確率が高いかどうかを判定し、これらの情報から、万一障害物が車両に衝突した場合の影響度を評価する。
【００１１】
また、後続車に対しても、後続車の走行状態に応じて後続車の追突確率を算出するとともに、追突影響度を算出し、前記衝突影響度と追突影響度に基づいて総合影響度を算出し、この総合影響度に基づいて、車両の運転動作（進行方向、減速度、制動能力）を変更する。例えば、追突影響度よりも衝突影響度が大きく、かつ、その差分が所定値以上の場合（例えば、障害物が生物である場合や、障害物が大きいものである場合）、総合影響度として衝突影響度を使用（優先的に反映）して、通常よりも急激な運転動作変更、いわゆる急ハンドルや急減速を行う。
【００１２】
また、衝突影響度よりも追突影響度が大きく，かつ、追突影響度と衝突影響度の差分が所定値以上の場合（例えば、前方の障害物が昆虫など回避不可能な場合であり、かつ、後続車が大きい場合又は後続車との車間距離が短い場合）、総合影響度として追突影響度を使用（優先的に反映）し、後続車から追突されないことを考慮した減速を行う。また、衝突影響度と追突影響度が同程度の場合は、総合影響度を別途設定して、障害物への衝突回避と後続車からの追突回避対処に矛盾が生じないようにする。
【００１３】
このようにされることにより、願わくば衝突回避、加えて、衝突又は追突された場合でもより低い車速や、より衝撃の小さな車両部位に衝突又は追突させて、その影響を小さくすることができる。
【００１４】
衝突が明白でも、前記総合影響程度が大きくない場合は、衝突しても車両への影響が無いか、あるいは、小さいような場合や、障害物が重要な物ではない場合であるので、搭乗者の安全と快適性を優先させるため、急激な運転動作変更を行わないようにする。これにより、安全性と利便性を両立できる。すなわち、障害物の種別や障害物への影響、さらに追突されたときの影響度に応じて、運転動作の変更調節度合い（作動量等）を変化させればこれを実現できる。
【００１５】
本発明に係る制御装置の具体的な好ましい態様では、前記車両に、制動能力増大手段として、通常走行中に接地しない車輪もしくは摩擦体、空気圧調整可能な通常走行用空気タイヤ、及び、空力装置のうちの少なくとも一つが配備されており、前記車両動作変更手段は、前記算出された総合影響度の大きさに基づいて、前記車両の制動能力を増大させる、及び又は、前記車両の減速度を増大させるべく、前記車輪もしくは摩擦体を接地させる操作、前記通常走行用空気タイヤの空気圧を変更する操作、及び、前記空力装置を作動又は変化させる操作のうちの少なくとも一つを実行するようにされる。
【００１６】
他の具体的な好ましい態様では、前記車両に、減速度増大手段として、車高調整装置が配備されており、前記車両動作変更手段は、前記算出された総合影響度の大きさに基づいて、前記車両の減速度を増大させるべく、前記車高調整装置を制御して車高を調節するようにされる。
【００１７】
すなわち、制動能力増大手段としての、通常走行では使用しない制動又は転舵補助手段を具備させたり、空気タイヤの空気圧を減圧することで、路面との摩擦量が増大し、制動能力を大幅に増大させることができる。これにより、急減速が可能になり、衝突時の影響度を最小限に抑えることが可能となる。
【００１８】
また、より大きな車両減速度・制動能力を得るために、エアスポイラやエアブレーキさらに翼形状のいわゆる空力装置を利用すれば、車両の空気抵抗や、車両への垂直荷重や、ベンチュリー効果を増大させることができる。
【００１９】
さらに、車両減速度・制動能力の増大を車高調整によって行うこともでき、これにより、前後輪の最大制動バランスを向上させたり、ベンチュリー効果の増大によって大きな車輪接地圧を発生させ、ひいては制動能力を増大させることができる。
【００２０】
他の別の好ましい態様では、前記車両に、車外で機能する衝撃吸収装置が配備されており、前記車両運転動作変更手段は、前記総合影響度に前記衝突影響度が優先的に反映され、かつ、その衝突影響度が大きい場合、又は、前記総合影響度に前記追突影響度が優先的に反映され、かつ、その追突影響度が大きい場合には、前記衝撃吸収装置を作動させるとともに、その作動量を前記障害物の種別及び前記総合影響度に応じて調節するようにされる。
【００２１】
すなわち、万一の衝突又は追突に備えて、衝撃吸収用エアバッグを外部に装着した、いわゆる外部エアバッグや、その他の障害物用緩衝装置を動作させるもので、これらの動作を障害物との衝突影響度又は後続車の追突影響度に応じて調節すれば、衝突又は追突された際の影響が小さくなり、ひいては搭乗者、障害物、及び、後続車の影響（損傷）を小さくすることができる。
【００２２】
さらに他の好ましい態様では、車両の走行地域を特定する走行地域検出手段及び警報装置を具備し、障害物種別判定手段で障害物が生物と判定された場合は、前記警報装置の言語又は音質を、走行地域もしくは障害物の種別に応じて切替えるようにされる。
【００２３】
これは、特に、障害物が生物である場合を考慮したもので、障害物の種類に応じて効果的な警笛を発したり、特に障害物が人であって、かつ、走行地域を特定できる場合は、その地域で使用されている言語やなまりを選択的に使用すれば警報の効果が高まり、障害物自身が移動して衝突を避ける確率が高まる。
【００２４】
他の別の好ましい態様では、障害物が車両に衝突したことを検出する衝突検出手段及び警報装置を具備し、前記衝突検出手段によって衝突が検出された場合に、灯火装置及び又は前記警報装置を自動的に動作させるようにされる。
【００２５】
これは、障害物が車両に衝突してからの二次的な影響を低減させるためのもので、衝突して停止している車両が、より遠くから明確に認識できるように、灯火装置類や警報装置類を搭乗者の操作によらずに自動制御する。これにより、二次的な災害に遭う確率を低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る車両の制御装置によれば、走行している車両が何らかの障害物に遭遇した場合、加えて、後続車に追突されそうになった場合でも、これを回避できる可能性が増大し、万一、衝突又は追突された場合でも、その影響を軽減することが可能となる。また、本発明では、例えば自動運転を行う理由の一つである円滑な交通および乗員の快適性、そして乗員及び障害物、後続車等の安全性も考慮しているため、これらを高い次元で両立させる効果が得られる。具体的には、そのまま走行できる程度の軽微な衝突で自車及びその他の安全が確保できた場合には、可能な限り、交通の流れを優先し、衝突又は追突を可能な限り避けなければならない場合には、適切に車両運転動作を変更できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る制御装置の一実施形態が適用された車両の概略構成を示している。図示の車両１０は、車体１０Ａの前後に通常走行用の車輪（前後輪）１、２が配在されるとともに、車体１０Ａ内に動力制御や走行制御等に使用されるコントロールユニット１００が配在されている。また、車両１０には、コントロールユニット１００への情報入力手段としての、車両１０周辺の画像を取り込む撮影カメラ２５、自車両１０の走行速度を検出する車速センサ２６、前方（走行方向）に存在する障害物の温度を検出する赤外線センサ２７、前方車両及び障害物の有無や距離を検出する前超音波センサ２４、後続車の距離を検出する後超音波センサ４２等が配在されている（図２も参照）。
【００２８】
さらに、車両１０には、制動力を発生するブレーキ３、５、通常走行では接地されない制動用摩擦体３７、高速時の減速用としてのパラシュート作動装置（アクチュエータ）３５、制動力を空力によって増大させたり車両荷重や車両の安定性を増大するスポイラー調節装置３４、タイヤ内ガスの圧力を減圧してタイヤの接地面積を増大させ、ひいては制動力を増大させるタイヤ空気圧調節装置３６、車両外部の衝撃を吸収する外部エアバッグ３９、４３、車両１０が減速又は停止していることを後方に警告するためのブレーキランプ３３、警笛・警報用のスピーカ３８、車両１０の走行位置を検出するためのＧＰＳアンテナ２０、等が配備されている。但し、これら全てを具備する必要は無く、単一または選択的に組み合わせてもよいし、このほかの自動運転に関連する装置やセンサ類を組み合わせてもよい。また、これらを非自動運転車両に適用してもよい。
【００２９】
前記コントロールユニット１００は、図２に機能ブロック図で示されているように、走行制御部４、動力制御部２１９、ステアリング制御部２０８、制動力制御部２１０等を備えている。但し、動力制御部２１９、ステアリング制御部２０８、制動力制御部２１０等は、走行制御部４と一体であってもよいし、別体のＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成してもよい。
【００３０】
前記走行制御部４は、ＧＰＳアンテナ２０、前超音波センサ２４、後超音波センサ４２、ビデオカメラ２５、車速センサ２６、赤外線センサ２７等からの信号が入力され、それらの信号に基づいて、ブレーキランプ３３、スポイラー調節装置３４、パラシュート作動装置３５、タイヤ空気圧調節装置３６、制動用摩擦体作動装置３７、警笛・警報用のスピーカ３８、前外部エアバッグ３９及び後外部エアバッグ４３等の動作制御を行う。
【００３１】
なお、車両の前後の状況を検出する手段として電波レーダ、レーザレーダ、ステレオカメラ及び超音波センサのうちの少なくとも一つを代用して障害物を検出してもよい。また、車両前方のスピーカを車両の後方に配備してもよい。
【００３２】
前記走行制御部４は、図３に機能ブロック図で示されているように、前超音波センサ２４からの信号に基づいて、車両１０の周辺（前方）に障害物が有るか無いかを判別する障害物有無判定手段３０４と、該障害物有無判定手段３０４からの障害物有無情報、ビデオカメラ２５で取り込まれた画像情報、及び、赤外線センサ２７からの信号（障害物の温度情報）に基づいて、障害物の種別を判定する障害物種別判定手段３０５と、を備える。障害物種別判定手段３０５では、予め記憶されている種別情報や、学習等で得られた情報と、前述センサ類、及び、障害物有無判定手段３０４の判定結果を利用して衝突の確率が有る物体（障害物）の種別を判定する。
【００３３】
さらに、前記走行制御部４は、障害物種別判定手段３０５での障害物種別判定結果、並びに、前超音波センサ２４及び車速センサ２６からの信号（障害物情報、車速情報）に基づいて、障害物と衝突する確率を算出する障害物衝突確率算出手段３０６と、該障害物衝突確率算出手段３０６により算出された衝突確率、車速センサ２６からの車速情報、前超音波センサ２４からの障害物情報、及び、障害物種別判定手段３０５での種別判定結果に基づいて、障害物に衝突した場合の影響度がどの程度であるかを算出する衝突影響度算出手段３１０と、追突影響度算出手段３１１と、総合影響度算出手段３１２と、車両運転動作変更手段３１３と、を備える。
【００３４】
前記追突影響度算出手段３１１は、後超音波センサ４２及び車速センサ２６からの信号（後続車の離隔距離情報と自車両及び後続車の速度情報）に基づいて、追突確率と追突影響度Ｉｂを算出する。前記総合影響度算出手段３１２は、衝突影響度と追突影響度とに基づいて、総合影響度を算出する。前記車両運転動作変更手段３１３は、前述の如くにして求められた、総合影響度、障害物衝突確率、追突影響度、及び、自車両１０の車速情報に基づいて、車両１０をどのように操作するかを決定し、車両１０の運転動作（減速度、制動力等）を変更する。なお、前記各手段に入力される情報、及び、使用する情報の組み合わせは、上述した例に限られることはなく、任意に選定できる。
【００３５】
次に、前述した如くの構成とされたコントロールユニット１００（の走行制御部４）が実行する走行制御の例を、図４以降のフローチャート等を参照しながら説明する。
【００３６】
図４は、走行制御メインルーチンを示し、このルーチンでは、スタート後、ステップ４０１（ステップ４１１及び４１２からなる）において障害物有無判定を行い、以降順次、ステップ４０２で障害物種別判定、ステップ４０３で障害物衝突確率算出、ステップ４０４で衝突影響度算出、ステップ４０５で追突影響度算出、ステップ４０６で総合影響度算出、ステップ４０７で車両運転動作変更、を実行する。
【００３７】
ステップ４０１で実行する障害物有無判定は、より詳細には、ステップ４１１で前超音波センサ２４からの信号（障害物情報）を取り込み、続くステップ４１２で、取り込まれた情報から車両前方（車両周辺を含む）に何か障害物が存在するかどうかを判断する処理からなり、ステップ４１２において障害物が存在する（有り）と判断された場合には、ステップ４０２に進み、障害物が存在しないと判断された場合には元に戻る。
【００３８】
ステップ４０２で実行する障害物種別判定は、図５に模式的に示されているように、ビデオカメラ２５から取り込まれた画像データと、赤外線センサ２７から取り込まれた温度情報と、予め記憶されている障害物情報記憶メモリデータと、に基づいて、車両前方の障害物の種別を判定する（ステップ５０１）。ここで、障害物の種別とは、例えば、人、動物（鳥、牛、犬等）、物体等である。物体か生物かは赤外線センサ２７からの情報を参照すれば判別可能であるし、画像と障害物の距離から、障害物の大きさも判別できる。ここで判定された障害物の種別は、ステップ４０３（障害物衝突確率算出）及びステップ４０４（衝突影響度算出）で使用される。
【００３９】
ステップ４０３で実行する障害物衝突確率算出は、図６に示される如くに、ステップ６０１で車速情報を取り込み、ステップ６０２で自車両１０と障害物との距離を計算する。次にステップ６０３で、車速及び障害物との距離から、自車両１０が障害物に衝突する確率を計算する。この衝突確率の算出処理を次に詳細に説明する。車両の車速をV、障害物までの計算距離をLとしたとき、衝突の確率があるかどうか（衝突の有無）は、残された障害物までの距離と、そのときの車速と、ブレーキ等による減速度とから、障害物と衝突する前に車両が停止できるかどうかを算出することによって判定できる。
【００４０】
ここでは、車両が障害物との衝突を回避できるかどうかを、そのときの車両速度と障害物までの距離から、障害物の手前で停止するために必要な減速度を計算することによって行う例で詳細に説明する。これは、図６のステップ６０３の処理内容である。
【００４１】
走行している車両の速度がＶであるとき、距離Ｌ以内に停止するために必要な減速度すなわち、衝突を回避する減速度式は、
必要減速度Ａｎ = V^2/(2L)         -------------------------（１）
となる。
【００４２】
ここで、図１１において、ある速度から、乗員の快適性を維持できる通常減速度Ａｓ、すなわち、緩やかに減速したときの停止距離を通常停止距離Lmem１（８０１）とする。また、その車両が乗員の安全性を維持しながら実現できる最大の現速度Ａｐで減速したときの停止距離を最短停止距離Lmem４（８０４）とする。言いかえると、車両はこのLmem４よりも短い距離で停止できないことを意味する。また、その中間の状態をLmem２〜３（８０２〜８０３）として、後述する切替制御により、これらの減速度を選択する。これらは車速に応じて変化し、走行速度Vが大きいほど停止距離Lmem１〜４も大きくなる。
【００４３】
前述の減速度Ａｐ、Ａｓと車速Ｖ、停止距離Lmem*との関係を式で表わすと下記となる。
実現可能減速度Ａｐ ＝ (V^2)/(2・Lmem４)       ------------(２−１)
最短停止距離Lmem4 ＝ (V^2)/(2・Ap)         ---------------(２−２)
快適性維持可能減速度Ａｓ ＝ (V^2)/(2・Lmem1)       -------(２−３)
快適性維持可能停止距離Lmem1 ＝ (V^2)/(2・As)         -----(２−４)
【００４４】
また、衝突の確率を表わす衝突確率指標を本例では下記と定義する。
第一衝突確率指標Cp = 必要減速度An / 実現可能減速度Ap
第二衝突確率指標Cps = 必要減速度An / 快適性維持可能減速度As
【００４５】
ここで、衝突確率Cpと実際の状況をまとめると、
(A)   Cps ＜ 1              ：衝突確率無し、通常減速Ａｓでも衝突せず。
(B)   Cps ≧ １ かつ Cp ＜ １      ：衝突確率あり、急減速すれば衝突せず。
(C)   Cp ≧ １              ：最大減速度Ａｐで減速しても衝突する。
【００４６】
図６のステップ６０３では、前記（Ａ）〜（Ｃ）を評価し、（Ａ）の場合は衝突の確率が無い、すなわち衝突確率Ｒｃが０％と判定し、（Ｃ）の場合はどのような手段をもってしても衝突するので、衝突確率Ｒｃを１００％とする。また、（Ｂ）の場合はＣｐの値に応じて０％〜１００％の範囲でその確率Ｒｃを数値化する。このようにして求められた衝突確率Ｒｃは、ステップ４０４（衝突影響度算出）及びステップ４０７（車両運転動作変更）で使用される。
【００４７】
また、ステップ６０３では、前記衝突確率Ｒｃと、予め定められた、又は、学習制御等によって別途求められたしきい値と、を比較して、衝突の有無を求めるようにされ、かかる衝突の有無もステップ４０４（衝突影響度算出）及びステップ４０７（車両運転動作変更）で使用される。
【００４８】
前記ステップ４０４で実行する衝突影響度算出の詳細例を図７に示す。ここでは、ステップ７００で車速センサ２６からの車速情報を取り込み、ステップ７０１で前超音波センサ２４からの情報に基づいて障害物までの距離を算出する。続くステップ７０２において、前記ステップ４０２で判定された障害物種別情報を取り込み、さらにステップ７０３で前記ステップ４０３で算出された衝突確率Ｒｃを取り込み、ステップ７０４において、障害物種別と衝突確率Ｒｃに基づいて、障害物と衝突した場合の影響度Ｉｆを算出する。
【００４９】
以下、その詳細を図１５を参照しながら説明する。車両が障害物に衝突した場合の影響度Ｉｆは、障害物に対する影響度と、車両の乗員や車両そのものに対する影響度である。よって、衝突の際の影響度は障害物の種別と、その大きさにより変わるべきものである。本例では衝突影響度Ｉｆの算出を、図１５に示される表（テーブル又はマップ）で定義し、各パラメーターで影響度の重みを検索する。例えば、衝突の影響は障害物の大きさが大きいほど増大すると考えられるので、障害物の種別と大きさに応じて影響度を与えてもよいし、一律にしたり、その他のパラメーターで検索してもよい。なお、図中の衝突影響度値Ｉｆは一例であり、これに限られるものではない。また、本例では、障害物、乗員、及び車両の影響度を分離していないが、これを分離してもよいし、衝突影響度Ｉｆをテーブル・マップで規定せず、数式等で求めてもよい。このようして求められた衝突影響度Ｉｆは、ステップ４０６（総合影響度算出）で使用される。
【００５０】
次に、前記ステップ４０５で実行する追突影響度算出の詳細例を図８に示す。ここでは、ステップ７０５で車速センサ２６からの車速情報と後超音波センサ４２からの情報を取り込み、ステップ７０６で後超音波センサ４２からの情報に基づいて後続車までの距離を算出する。ステップ７０７で後続車との相対速度を算出する。続くステップ７０９で前記後続車までの距離と相対速度に基づいて追突確率を計算し、ステップ７１１で追突された場合の影響度Ｉｂを算出する。
【００５１】
以下、その詳細を図１６を参照しながら説明する。追突された場合の影響度Ｉｂは、車両の乗員や車両そのものに対する影響度又は後続車の影響度を考慮したものである。よって、追突の際の影響度は後続車の相対速度と後続車の大きさにより変わるべきものである。本例では影響度Ｉｂの算出を、図１６に示される表（テーブル又はマップ）で定義し、各パラメーターで追突影響度の重みを検索する。例えば、衝突の影響は後続車の大きさが大きいほど増大すると考えられるので、後続車の速度と後続車の大きさに応じて影響度を与えてもよいし、一律にしたり、その他のパラメーターで検索してもよい。
【００５２】
なお、図中の追突影響度値Ｉｂは一例であり、これに限られるものではない。また、本例では、乗員、車両、及び後続車の影響度を分離していないが、これを分離してもよいし、追突影響度Ｉｂをテーブル・マップで規定せず、数式等で求めてもよい。このようにして求められた追突影響度は、ステップ４０６（総合影響度算出）及びステップ４０７（車両運転動作変更）で使用される。
【００５３】
次に、ステップ４０６で実行する総合影響度算出の詳細例を図９に示す。ここでは、ステップ７１２おいて、現時点で障害物への衝突と、後続車の追突のどちらの影響が大きいかを判断するため、衝突影響度Ｉｆと追突影響度Ｉｂを比較し、衝突影響度Ｉｆが追突影響度Ｉｂより大きい場合は、ステップ７１３でその差分が所定値（Delta_I）以上かどうかを判断する。所定値（Delta_I）以上の場合は、障害物との衝突影響度Ｉｆが追突影響度Ｉｂよりも十分に大きいことを意味するので、ステップ７１４で障害物への衝突に対処するために総合影響度Ｉｓ＝Ｉｆとする。これは、総合影響度Ｉｓとして衝突影響度Ｉｆが優先的に選択（反映）されるということであり、他の総合影響度と区別するためにＩｓ１とする（ステップ７１４）。
【００５４】
前記ステップ７１２の比較結果が不成立（ＮＯ）の場合は、ステップ７１６で前記追突影響度Ｉｂと衝突影響度Ｉｆの差分が所定値（Delta_I）以上かどうかを判断し、これが所定値（Delta_I）以上の場合は、追突影響度Ｉｂが衝突影響度Ｉｆよりも十分大きいことを意味するので、ステップ７１７で追突に対処するために総合影響度Ｉｓ＝Ｉｂとする。これは、総合影響度Ｉｓとして追突影響度Ｉｂが優先的に選択（反映）されるということであり、他の総合影響度と区別するためにＩｓ２とする（ステップ７１７）。
【００５５】
前記ステップ７１６、又は、ステップ７１３が不成立（ＮＯ）だった場合は、衝突と追突の影響が同程度（Delta_I未満）であることを意味し、この場合は、ステップ７１８において前述と区別して総合影響度ＩｓをＩｓ３とする。これらの総合影響度Ｉｓ（Ｉｓ１、Ｉｓ２、Ｉｓ３）は、ステップ４０７（車両運転動作変更）で使用される。
【００５６】
続いて、前記ステップ４０７で実行する車両運転動作変更の詳細例を図１０を参照しながら説明する。ここでは、ステップ７１９で衝突又は追突確率（可能性）があるか否かを判断し、衝突又は追突確率（可能性）があると判断された場合は、ステップ７２３に進み、前記総合影響度Ｉｓ１、Ｉｓ２、Ｉｓ３に基づき、目標減速度を求め、衝突又は追突確率（可能性）がないと判断された場合は、元に戻る。前述のように車両１０には複数の減速手段（減速度及び制動能力増大手段）が配備されており、これらのいくつかは通常走行に使用する車輪よりも大きな減速度を発生させることができる。
【００５７】
一方で、走行車両の減速度が大きくなると、後続車との距離や車速によっては追突される可能性も高くなる。よって、急減速の必要性及び後続車の走行状態に応じて、すなわち前述した衝突影響度Ｉｆ及び追突影響度Ｉｂの大小関係で算出された総合影響度Ｉｓ（Ｉｓ１、Ｉｓ２、Ｉｓ３）の大きさに応じてその減速度を決定する。図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、目標減速度を総合影響度Ｉｓ１、Ｉｓ２、Ｉｓ３によって選択する例である。衝突影響度が優先される場合、すなわち総合影響度ＩｓとしてＩｓ１（衝突影響度Ｉｆ）が算出（選択）された場合は、図１７（Ａ）のように、その衝突影響度に応じた減速度が選択される。また、追突影響度が優先される場合、すなわち総合影響度Ｉｓ２（追突影響度Ｉｂ）が算出（選択）された場合は、図１７（Ｂ）のように、後続車の追突を考慮した減速度が選択される。
【００５８】
衝突影響度Ｉｆと追突影響度Ｉｂが同一または大差ない場合、即ち総合影響度Ｉｓ３が算出（選択）される場合は、図１７（Ｃ）に示される如くの、上記Ｉｓ１，Ｉｓ２とは異なる目標減速度が選択される。
【００５９】
前記ステップ７２３で目標減速度を求めた後は、ステップ７２４において、車速センサ２６からの車速情報に基づき、前記目標減速度を達成するための減速手段を選定する。ここで選定される減速手段は、前記したブレーキ３、ブレーキ５、パラシュート３５、スポイラー３４、摩擦体３７、前外部エアバッグ３９、及び、後外部エアバッグ４３等のうちの少なくとも一つである。そして、続くステップ７２５において、選定された減速手段を作動させて車両１０を強制的に減速させる。言い換えれば、車両１０の減速度が前記目標減速度となるように、車両１０の減速度及び制動能力を強制的に増大させる、運転動作変更を行う。なお、この場合、例えば、前記Ｉｓ２、Ｉｓ３の総合影響度が使用されるときは、後外部エアバッグ４３が起動され後続車への影響を小さくするようにされる。
【００６０】
前述は、総合影響度Ｉｓ１、Ｉｓ２、Ｉｓ３に応じて減速度又は緩衝装置を可変とした例であるが、走行路幅に余裕があり、転舵操作で衝突を回避、又は、影響を低減できるのならば、減速度を進行方向変化度に置き換えたり、両方を組み合わせてもよい。また、後続車と追突影響度が大きい場合は車両を一時的に持ち上げてもよい。
【００６１】
ここで、総合影響度にＩｓ１が使用される場合、すなわち障害物との衝突の影響が大きい場合、障害物の種別、及び、衝突影響度に応じて、車両の進行方向変化度、減速度、制動能力のうちの少なくとも一つを強制的に変更する。例えば、障害物の種別が小さな鳥である場合は、乗員・車両への影響度が小さいと考えられるので、衝突の確率が高い可能性があると判断された場合でも他の状態を統合的に判断し、より安全な方向として、減速度を小さく抑えることも可能である。一方、障害物が牛等の大型動物の場合は、乗員・車両や障害物への影響が大きいと考えられるので、衝突の影響を小さくするように、大きな減速を行ったり、減速・制動能力の変更を行う。
【００６２】
また、障害物が人である場合は、衝突影響度Ｉｓ１が極めて高いので、例えば実現可能（最大）減速度Ａｐで減速を行う。この場合は、車両乗員の快適性を損なうほどの急減速であっても、障害物である人への影響を小さくすることを最優先する。なお、この衝突回避手段の一部又は全部が、車両進行方向を変更することであってもよい。
【００６３】
一方、目標とする減速度が通常走行で使用している車輪１，２の制動だけでは実現できない場合は、通常走行では使用しない追加の車輪又は摩擦体３７を接地することで車両１０の減速・制動能力を増大する。別の減速・制動能力増大手段としては、空気タイヤの空気圧を減圧させるもの（タイヤ空気圧調節装置３６）で、減圧することにより路面との接地量を増大させ、これによって制動能力を増大させる。また、接地する摩擦体３７の幅や摩擦特性を車速又は障害物種別等に応じて変更してもよい。
【００６４】
また、車両の減速・制動能力を増大させる手段として、空力的な作用を利用するもの（前述したスポイラー３４等）を使用することができる。将来的に車両の速度が人間の操作による運転が困難な速度域、例えば３００〜５００ｋｍ／ｈ程度になった場合、路面との摩擦を利用した減速に加え、空力装置を利用して減速を補助することが効果的である。図１３（Ａ）のように、例えば、車両に角度調節可能なスポイラ−３４を取り付け、大きな減速度が必要となった場合は、この角度θを増大させることによって、車両進行方向に対する抗力を増大させる。また、この状態は車両を大地側に押しつける力、いわゆるダウンフォースも増大させることができるため、車輪の摩擦係数を増大させ、ひいては車輪制動能力を向上させることもできる。図１２は、車速Ｖ、抗力及びダウンフォース、スポイラー角度θの関係を示すものである。
【００６５】
別の空力減速手段としては、図１３（Ｂ）のように、車両の一部を大きく開き、エアブレーキ１００１とすることも効果的である。この場合は、車両のドア外側パネル、エンジンフードパネル、トランク外側パネル等を可動機構にすることで実現できる。また、簡易な別の手段として、車両後部にパラシュート型のエアブレーキ装置１００２（前述したパラシュート作動装置３５）を配備すれば、安価に大きな空力減速度を得ることができる。
【００６６】
車両の速度によっては、簡易的な翼と空力舵制御装置により、特に推進装置を具備していなくても、車両の慣性によって、単時間の飛行も可能と考えられる。この場合は、障害物の前で車両が停止できなくても、障害物の上を通過することで衝突を回避する事ができる。
【００６７】
さらに、車高を調整することによって、車両を大地に押しつける力いわゆるダウンフォースを増大させたり、減速時の車両安定性を向上させたり、前記空力装置の能力の向上させてもよい。図１４（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、車両懸架部１２００に、車高調整装置１２０１を取り付け、大きな減速度が必要となった場合には、これを降下させて車高を下げる。一般に、車高を下げれば車両安定性等を向上させることができ、さらにベンチュリー効果によって、大きなダウンフォースを発生させることもできる。また、車高を下げることによって、前述の空力装置は、より大きな地面効果を利用できるので、空力装置の大きさが同じでも、その能力を向上させることができる。図１４（Ｃ）は車高とベンチュリー効果及び地面効果の関係を表わしたものであり、車高が低いほど両効果は増大する。
【００６８】
また、車両１０に、衝撃吸収装置、例えば、外部エアバッグ３９、いわゆるバンパーエアバッグやフードエアバッグが配備されている場合は、前記障害物種別情報を使用すれば、障害物の種別に応じてエアバッグの作動量を調節できる。これにより、万一障害物と車両が衝突した場合でも、障害物又は乗員の影響を軽減することができる。また、後続車の追突影響度が大きい場合は、後外部エアバッグ４３を作動させて、乗員や車両や後続車への影響を軽減することができる。この場合、エアバッグ３９、４３の作動量、圧力、作動タイミング等を追突影響度に応じて変更してもよい。
【００６９】
一方、障害物の衝突前に障害物そのものが退避する確率を算出してそれを利用することもできる。この場合は、障害物が警報・警告が理解できるものである必要があるので、障害物の種別に応じて最適な警報を選択してスピーカ３８で発生させる。例えば、障害物が人の場合は、走行地域に応じて言語を選択したり、動物等である場合は、その種が敏感に反応する音質にする等の切替が効果的である。なお、走行地域はＧＰＳアンテナ２０等により容易に特定が可能である。
【００７０】
さらにまた、衝突後に発生する可能性のある二次的な事故を防止するため、周辺の車両へ警報を発することが好ましい。この場合は、障害物の衝突を検出する手段が用いられ、衝突が感知されると、自動的に警報を発する。警報とは、例えば、ヘッドランプ、ブレーキ灯３３、方向指示灯又はその他の発光体、及び警笛等である。警笛はスピーカー３８のように音声を発せられるものであってもよい。
【００７１】
図１８は、前述の例を総合して、減速能力を増大する場合の例であり、車速や、必要とする減速度に応じて適切な補助減速手段を選ぶものである。これらの減速手段は、車両の運転状況や、周囲の環境（例えば雨天等）その他に応じて変更されてもよい。
【００７２】
なお、以上説明した例では、車両の前後方向（進行方向）に存在する障害物を検出して
その衝突影響度を算出するようにされているが、それに加えて、車両の側方に存在する障害物を、前方の障害物検出と同様に、ビデオカメラ、赤外線センサ、超音波センサ等を用いて検出するようにして、車両の側方に障害物が検出された場合は、前方の障害物と同様にして、その障害物の種別、衝突確率を求め、衝突確率が高い場合は、衝突影響度を算出し、この側方の障害物の衝突影響度を含めた総合影響度を算定するようにしてもよい。
【００７３】
このようにされることにより、車両の横側に走行している車両が近づいて衝突してしまた場合や交差点で車両が横から突然来た場合でも適切な車両動作変更を行うことが可能となり、側方からの衝突の影響度を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る制御装置の一実施形態が適用された車両の概略構成図。
【図２】制御装置の主要部を構成するコントロールユニットの内部構成を示すブロック図。
【図３】コントロールユニットの走行制御部の構成を示す機能ブロック図。
【図４】走行制御メインルーチンの一例を示すフローチャート。
【図５】障害物種別判定処理例の説明に供される図。
【図６】障害物衝突確率算出処理例を示すフローチャート。
【図７】障害物衝突影響度算出処理例を示すフローチャート。
【図８】追突影響度算出処理例を示すフローチャート。
【図９】総合影響度算出処理例を示すフローチャート。
【図１０】車両運転動作変更処理例を示すフローチャート。
【図１１】車両停止距離と減速度の関係を示す図。
【図１２】抗力及びダウンフォース、車速とスポイラーの角度θの関係を示す図。
【図１３】（Ａ）は可変スポイラーの例を示す図、（Ｂ）はエアブレーキの例を示す図。
【図１４】（Ａ）は車高調整装置の例を示す図、（Ｂ）は車高変更の説明に供される図、（Ｃ）はベンチューリ効果及び地面効果、車高と車速の関係を示す図。
【図１５】衝突影響度Ｉｆの検索マップ例を示す表。
【図１６】追突影響度Ｉｂの検索マップ例を示す表。
【図１７】（Ａ）は目標減速度検索テーブル例１を示す表、（Ｂ）は目標減速度検索テーブル例２を示す表、（Ｃ）は目標減速度検索テーブル例３を示す表。
【図１８】補助減速手段の検索マップ例を示す表。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・前車輪
２・・・後車輪
３・・・前ブレーキ
４・・・走行制御部
５・・・後ブレーキ
１０・・・車両
２０・・・ＧＰＳアンテナ
２４・・・前超音波センサ
２５・・・ビデオカメラ
２６・・・車速センサ
２７・・・赤外線センサ
３３・・・ブレーキランプ
３４・・・スポイラー調節装置
３５・・・パラシュートアクチュエータ
３６・・・タイヤ空気圧調節装置
３７・・・車輪又は摩擦体
３８・・・スピーカ
３９・・・前外部エアバッグ
４１・・・ブレーキアクチュエータ
４２・・・後超音波センサ
４３・・・後外部エアバッグ
１００・・・コントロールユニット
３０４・・・障害物有無判定手段
３０５・・・障害物種別判定手段
３０６・・・障害物衝突確率算出手段
３１０・・・衝突影響度算出手段
３１１・・・追突影響度算出手段
３１２・・・総合影響度算出手段
３１３・・・車両運転動作変更手段
１００１・・・エアブレーキ
１００２・・・パラシュート型エアブレーキ
１２０１・・・車高調整装置
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005238992.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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