JP2008213581A - 車両の運転支援方法及び車両の運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる条件の後方車両の追突に対して、その異なる条件に応じて最適な運転支援をすることができる車両の運転支援方法及び車両の運転支援装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ２は、加速制御しても前方車両に追突する状態にあって後方車両との追突が回避できないと判断したとき、後方車両の車速及び自車両の車速の他に、自車両の車重量と後方車両の車重量を考慮にして最小の衝撃力で後方車両に追突されかつ前方車両に追突しない場合の加速度を演算する。そして、ＣＰＵ２は、燃料噴射制御装置１５を介して、演算した加速度で自車両を加速制御するようにした。従って、自車両は、後方車両の車種に左右されることなく、最小の衝撃力で追突を吸収することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の運転支援方法及び車両の運転支援装置に関する。

従来、自車両への後方から追突を考慮して、その衝撃を低減する衝突衝撃軽減装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、追突される直前に自車両を加速させ、追突してくる車両との相対速度を下げ、衝撃を低減させるようにしている。
特開２００５−１１３７６０号公報

しかしながら、上記装置では、その相対速度のみを考慮しているだけであって、車速以外の自車両の重量及び相手の車両の重量、前方の道路状態を考慮に入れた低減方法でなかった。つまり、相対速度のみを考慮して、その相対速度に対して一義的に決まる加速制御のため、その時々で異なる状況下に応じた最適な衝撃低減は望めなかった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、異なる条件の後方車両の追突に対して、その異なる条件に応じて最適な運転支援をすることができる車両の運転支援方法及び車両の運転支援装置を提供することにある。

請求項１の発明は、後方車両の接近情報と自車両の自車両走行情報を取得し、前記後方車両の衝突の有無を判断して、その追突を回避又は追突による衝撃を緩和するための車両の運転支援方法であって、前記自車両の重量及び前記後方車両の重量を取得し、前記接近情報と前記自車両走行情報とに基づいて、追突を回避できないと判断した時、前記接近情報及び前記自車両走行情報に加えて前記自車両の重量と前記後方車両の重量に基づいて、衝撃緩和のための自車両の走行状態を変更する走行変更情報を求め、その求めた走行変更情報に基づいて自車両を走行制御する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両の運転支援方法において、
さらに、自車両の前方の障害物情報を取得し、前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量及び前記後方車両の重量に加えて前記障害物情報に基づいて、前記走行変更情報を求め、その求めた走行変更情報に基づいて自車両を走行制御する。

請求項３の発明は、請求項２に記載の車両の運転支援方法において、さらに、自車両の前方の路面情報を取得し、前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量、前記後方車両の重量及び障害物情報に加えて前記路面情報に基づいて、前記走行変更情報を求め、その求めた走行変更状態に基づいて自車両を走行制御する。

請求項４の発明は、後方車両の接近情報を取得する接近情報取得手段と、自車両の自車両走行情報を取得する自車両走行情報取得手段と、前記接近情報及び前記自車両走行情報に基づいて、前記後方車両の追突の有無を判断する判断手段と、前記判断手段が追突を回避できないと判断した時、その追突を回避又は追突による衝撃を緩和するための自車両の走行変更情報を求める変更情報演算手段と、前記変更走行情報に基づいて、自車両運転手段を駆動制御する走行制御手段とを備えた車両の運転支援装置であって、前記自車両の重量を記憶した記憶手段と、前記後方車両の重量を取得する後方車両の重量取得手段とを備え、前記判断手段が追突を回避できないと判断した時、前記変更情報演算手段は、前記接
近情報及び前記自車両走行情報に加えて前記自車両の重量と前記後方車両の重量に基づいて、前記走行変更情報を求める。

請求項５の発明は、請求項４に記載の車両の運転支援装置において、前記自車両の前方の障害物情報を取得する障害物情報取得手段を備え、前記変更情報演算手段は、前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量及び前記後方車両の重量に加えて前記道路情報に基づいて、前記走行変更情報を求める。

請求項６の発明は、請求項５に記載の車両の運転支援装置において、自車両の前方路面の路面情報を取得する路面情報取得手段を備え、変更情報演算手段は、前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量、前記後方車両の重量及び障害物情報に加えて前記路面情報に基づいて、前記走行変更情報を求める。

請求項１の発明によれば、接近情報及び自車両走行情報の他に、自車両が有する固有の重量と後方車両が有する固有の重量が加味されて走行変更情報が作成される。そのため、その時々で異なる後方車両の重量に応じて衝撃緩和のための最適な運転支援をすることができる。

請求項２の発明によれば、走行変更情報は、さらに、自車両の前方の障害物情報が加味されるので、自車両前方にある障害物を回避しながら衝撃緩和のための最適な運転支援をすることができる。

請求項３の発明によれば、走行変更情報は、さらに、自車両の前方の路面情報が加味されるので、例えば、走行中の路面の状態を考慮して自車両前方にある障害物を回避しながら衝撃緩和のための最適な運転支援をすることができる。

請求項４の発明によれば、接近情報及び自車両走行情報の他に、自車両が有する固有の重量と後方車両が有する固有の重量が加味されて走行変更情報が作成される。そのため、その時々で異なる後方車両の重量に応じて衝撃緩和のための最適な運転支援をすることができる。

請求項５の発明によれば、走行変更情報は、さらに、自車両の前方の障害物情報が加味されるので、自車両前方にある障害物を回避しながら衝撃緩和のための最適な運転支援をすることができる。

請求項６の発明によれば、走行変更情報は、さらに、自車両の前方道路の路面情報が加味されるので、例えば、走行中の路面の状態を考慮して自車両前方にある障害物を回避しながら衝撃緩和のための最適な運転支援をすることができる。

以下、本発明の車両の運転支援装置を具体化した実施形態を図１〜図６に従って説明する。図１は、自動車（自車両）に搭載された運転支援装置の構成を説明するブロック図である。

図１に示す運転支援装置１は、主制御を行う判断手段、変更情報演算手段、自車両の重量取得手段としてのＣＰＵ２、ＣＰＵ２の演算結果等を一時記憶する記憶手段としてのＲＡＭ３、経路案内プログラム、追突衝撃緩和支援プログラム等、各種の運転支援プログラムを記憶するＲＯＭ４を備えている。また。運転支援装置１は、ＧＰＳ受信部５及び車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６を備えている。

ＣＰＵ２は、ＧＰＳ受信部５と接続され、そのＧＰＳ受信部５から入力した位置検出信号に基づいて、絶対座標を算出する。さらに、ＣＰＵ２は、車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６を介して、自車両Ｃ１（図２参照）に設けられた車速センサ６ａ及びジャイロ６ｂから、車速パルス信号及び方位検出信号を入力して、自律航法により基準位置からの相対座標を演算する。そして、ＣＰＵ２は、ＧＰＳ受信部５に基づく絶対座標と合わせて、自車位置を特定する。尚、車両用のＸＹ座標系は、路面上の自車両Ｃ１の位置を示すための座標系（路面座標）である。ＣＰＵ２は、その時々の自車位置の路面座標値をＲＡＭ３の所定の記憶領域に更新記憶する。また、ＣＰＵ２は、自車両走行情報取得手段としての車速センサ６ａからの車速パルス信号に基づいて自車両走行情報としてのその時々の自車両Ｃ１の車速Ｖ１を演算している。

また、車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６は、自車両Ｃ１に設けられたステアリングセンサ６ｃ及びイグニッションスイッチ６ｄと接続されている。ＣＰＵ２は、車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６を介して、ステアリングセンサ６ｃから、操舵角信号を入力して、その時の操舵角を演算するようになっている。

さらに、車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６は、自車両Ｃ１に設けられた後方ミリ波レーダ６ｅ、前方ミリ波レーダ６ｆ及び路面検出センサ６ｇと接続されている。接近情報取得手段としての後方ミリ波レーダ６ｅは、図２に示すように、自車両Ｃ１の後端部中央位置に取付けられ、自車両Ｃ１の後端部から後方に向かってミリ波を発して、後方から接近してくる後方車両Ｃ２を検出する。そして、ＣＰＵ２は、車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６を介して、後方ミリ波レーダ６ｅからのレーダ信号を入力し、そのレーダ信号に基づいて接近してくる後方車両Ｃ２の接近情報としての後方車両Ｃ２の車速Ｖ２と自車両Ｃ１から後方車両Ｃ２までの距離（車間距離）Ｄ１を演算する。

ＣＰＵ２は、後方車両Ｃ２の車速Ｖ２、自車両Ｃ１から後方車両Ｃ２までの車間距離Ｄ１、及び、自車両Ｃ１の車速Ｖ１とで、後方車両Ｃ２の衝突の有無を判断するようになっている。

本実施形態では、ＣＰＵ２は、車間距離Ｄ１と相対速度Ｖｓ１（＝Ｖ２−Ｖ１）から、第１追突予想時間Ｔｘ１（＝Ｄ１／Ｖｓ）を求め、第１追突予想時間Ｔｘ１と運転者の運転操作による回避のために要する第１応答時間Ｔｄ１と比較する。そして、第１追突予想時間Ｔｘ１と第１応答時間Ｔｄ１を比較（Ｔｄ１＜Ｔｘ１）することで、衝突を回避できるかどうかを判断するようになっている。第１応答時間Ｔｄ１は、運転者が運転操作しその操作に基づいてブレーキ制御装置１４や燃料噴射制御装置が制御され自車両Ｃ１が回避のためのブレーキやエンジンが目標の駆動量に到達し走行が実行されるまでの時間であって、予め実験や試験で求めた時間である。従って、第１応答時間Ｔｄ１は、運転者の操作反応時間が加算されその時間が全体から見て大きなウェイトを占めている。尚、第１応答時間Ｔｄ１はＲＯＭ４に記憶されている。尚、第１応答時間Ｔｄ１はＲＯＭ４に記憶されている。

ちなみに、第１応答時間Ｔｄ１が第１追突予想時間Ｔｘ１を超える時、追突は回避できないと判断され、第1応答時間Ｔｄ１が第１追突予想時間Ｔｘ１以下の時、追突は回避で
きると判断される。

また、ＲＯＭ４には、第１応答時間Ｔｄ１に対して、運転者の操作反応時間を加味しない第２応答時間Ｔｄ２が合わせて記憶されている。第２応答時間Ｔｄ２は、運転者の操作によらず、直接、ＣＰＵ２が最適な制御量を演算し、その演算結果を、車両用入出力ＥＣＵ１３を介してブレーキ制御装置１４や燃料噴射制御装置１５にして行った場合のブレー
キやエンジンが目標の駆動量に到達し走行が実行されるまでの時間である。従って、この第２応答時間Ｔｄ２は、運転者の操作反応時間が加味されない分だけ第１応答時間Ｔｄ１より短い。

障害物情報取得手段としての前方ミリ波レーダ６ｆは、図２に示すように、自車両Ｃ１の前端部中央位置に取付けられ、自車両Ｃ１の前端部から前方に向かってミリ波を発して、前方車両Ｃ３を検出する。そして、ＣＰＵ２は、車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６を介して、前方ミリ波レーダ６ｆからのレーダ信号を入力し、そのレーダ信号に基づいて前方車両Ｃ３の車速Ｖ３と自車両Ｃ１から前方車両Ｃ３までの距離（車間距離）Ｄ２を演算する。

路面情報取得手段としての路面検出センサ６ｇは、自車両Ｃ１の前端下部中央位置に取付けられ、自車両Ｃ１は進行する方向（前方）の路面の状態を検出し、ＣＰＵ２に路面情報として出力する。ＣＰＵ２は、この路面情報に基づいて、走行する道路の摩擦係数（動摩擦係数）μを求めるようになっている。

また、運転支援装置１は、地理データ記憶部７を備えて、その地理データ記憶部７には道路地図情報としての経路データＲＤ及び地図データＭＤが格納されている。経路データＲＤは、全国を各区域に区画したリージョン毎のデータであって、図３に示すように、ヘッダＲＤａ、ノードデータＲＤｂ、リンクデータＲＤｃ、リンクコストＲＤｄ、座標データＲＤｅを有している。ヘッダＲＤａは、各経路データＲＤを管理するためのデータを有している。ノードデータＲＤｂは、Ｔ字交差点、十字交差点、道路の端点等を示す各ノードの識別データ、隣接するノードの識別データ等を有している。リンクデータＲＤｃは、リンク列を構成し、接続ノードを示す各リンクレコード、通行規制を示すデータ等を有している。リンクコストＲＤｄは、各リンクレコードに対して付与されたリンクＩＤ、リンク長、平均旅行時間等から構成されたデータ群である。座標データＲＤｅは、各ノードの絶対座標を示す。

一方、地図データＭＤは、全国の地図を分割したエリア毎に格納され、広域の地図から狭域の地図まで各階層毎に分かれている。図４に示すように、各地図データＭＤは、ヘッダＭＤａ、道路データＭＤｂ、背景データＭＤｃを有している。ヘッダＭＤａは、その地図データＭＤの階層、エリア等を示し、管理目的のデータである。道路データＭＤｂは、道路の形状・種類を示すデータであって、道路属性データＭＤｄ、リンク形状データＭＤｅ、接続データＭＤｆを有している。道路属性データＭＤｄは、道路名称、道路の方向、道路幅、車線数を有している。接続データＭＤｆは、各リンクと各ノードの接続状態を表わすデータである。

リンク形状データＭＤｅは、座標データＭＤｇ、形状補間データＭＤｈを有している。座標データＭＤｇはリンク及びノードの座標を示している。形状補間データＭＤｈは、リンクの途中に設定され、道路のカーブ形状を示すために設定された形状補間点に関するデータであり、形状補間点の座標、リンクの方位等のデータである。また、背景データＭＤｃは、道路、市街地、河川等を描画する描画データである。

また、運転支援装置１は、画像プロセッサ８及び外部入出力Ｉ／Ｆ部９を備えている。ＣＰＵ２は、画像プロセッサ８を介してタッチパネルであるディスプレイＤＳＰと接続されている。ディスプレイＤＳＰは、そのディスプレイＤＳＰに隣接した位置に設けられた操作スイッチＳＷ１の入力操作により、外部入出力Ｉ／Ｆ部９を介して、目的地を示すデータを入力する。この目的地のデータを入力すると、ＣＰＵ２は、経路データＲＤを用いて、目的地と現在の自車位置とを接続する推奨経路を探索する。ディスプレイＤＳＰには、追突衝撃緩和支援のための衝撃緩和支援モード設定スイッチＳＷ２を有し、衝撃緩和支援モード設定スイッチＳＷ２のオン操作に基づいて、ＣＰＵ２は、走行時において、ＲＯ
Ｍ４にした記憶した追突衝撃緩和支援プログラムを実行するようになっている。従って、追突衝撃緩和支援を受けない運転を行いたい場合には、衝撃緩和支援モード設定スイッチＳＷ２をオフにする。

また、ＣＰＵ２は、前記車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部６を介して、イグニッションスイッチ６ｄからのオンを入力すると、画像プロセッサ８を制御して、自車両Ｃ１の自車位置周辺の地図データＭＤを読出す。そして、ＣＰＵ２は、画像プロセッサ８を介してその地図データＭＤに基づく地図画面Ｐ（道路案内画像）をディスプレイＤＳＰに出力する。このとき、画像プロセッサ８は、地図画面Ｐに、その地図内での道路（探索して選択した目的地までの案内経路Ｒ）上に自車位置を示す指標Ｐ０を重畳して表示する。

運転支援装置１は、音声プロセッサ１０を備えている。ＣＰＵ２は、音声プロセッサ１０と接続され、その音声プロセッサ１０にはスピーカＳＰに接続されている。音声プロセッサ１０は、ＣＰＵ２の制御により、スピーカＳＰを駆動して、その時々に経路案内のための音声案内をする。

運転支援装置１は、画像データ入力部１１を備えている。画像データ入力部１１は、後方カメラＣＡ１及び前方カメラＣＡ２が接続されている。ＣＰＵ２は、画像データ入力部１１と接続され、画像データ入力部１１を介して、常時、後方カメラＣＡ１及び前方カメラＣＡ２を起動させる。後方カメラＣＡ１及び前方カメラＣＡ２は、広角レンズ、ミラー等から構成される光学機構と、ＣＣＤ撮像素子と（いずれも図示せず）を備えている。

後方車両の重量取得手段としての後方カメラＣＡ１は、図５に示すように、自車両Ｃ１の後端部中央位置（後方ミリ波レーダ６ｅと近接位置）に取付けられ、自車両Ｃ１の後端部から後方に向いた光軸を有し、後端部後方に広がる撮像領域Ｚ１を撮像する。ＣＰＵ２は、画像データ入力部１１を制御して、後方カメラＣＡ１が撮像した後方画像の画像データを後方画像データＧ１として取得すると、画像プロセッサ８の図示しないＶＲＡＭに一時記憶する。

前方カメラＣＡ２は、図５に示すように、自車両Ｃ１の前端部中央位置（前方ミリ波レーダ６ｆと近接位置）に取付けられ、自車両Ｃ１の前端部から前方に向いた光軸を有し、前方に広がる撮像領域Ｚ２を撮像する。ＣＰＵ２は、画像データ入力部１１を制御して、前方カメラＣＡ２が撮像した前方画像の画像データを前方画像データＧ２として取得すると、画像プロセッサ８の図示しないＶＲＡＭに一時記憶する。

画像プロセッサ８は、ＶＲＡＭに一時記憶した後方画像データＧ１を補正処理し、補正した後方画像データＧ１に基づいて、後方から接近してくる他車両（後方車両Ｃ２）を画像認識する。まず、後方車両Ｃ２があるかどうかの判断は、本実施形態では、後方画像中の映った像の水平エッジと垂直エッジを後方画像データＧ１に基づいて検出し、その水平エッジ及び垂直エッジ検出に基づいて像が車両かどうか判断する。

そして、後方車両Ｃ２が映っていると判断したとき、画像プロセッサ８は、その後方車両Ｃ２の車種を判断する。ここで車種とは、本実施形態では、普通貨物自動車、普通乗合自動車、普通乗用自動車、小型乗用自動車、小型貨物自動車、小型乗合自動車等をいう。そして、後方車両Ｃ２の車種の判断は、本実施形態では、画像プロセッサ８が、後方画像データＧ１にて画像認識した後方車両Ｃ２の画像データからナンバープレートの画像を切り出し、そのナンバープレートの画像から、分類番号を画像認識し読み取って判断する。

ＣＰＵ２は、画像プロセッサ８が認識した分類番号から、車種を割出し、その車種の車重量Ｍ２を演算、即ち、後方から接近してくる後方車両Ｃ２の車重量Ｍ２を演算する。本
実施形他では、ＲＡＭ３に、車種毎に、後方車両の重量としての車重量Ｍ２が予め記憶されていて、ＣＰＵ２は、車種を判別すると、その車種に対する車重量Ｍ２をＲＡＭ３から読み出すようになっている。車種毎に、ＲＡＭ３に記憶した車重量Ｍ２は、各車種の車両毎に、その車種に属する車両の登録された車体重量に貨物車両なら最大積載重量を、乗用車なら最大乗車人員の総重量（大人の平均体重）をそれぞれ加算した値を採用し記憶している。

さらに、ＲＡＭ３には、後方車両Ｃ２に、予め定めた衝撃力（バンパーが凹む程度の衝撃力）で追突された場合の反発係数ｅを車種毎に予め記憶されている。
さらにまた、本実施形態では、ＲＡＭ３には、自車両の重量としての自車両Ｃ１の車重量Ｍ１も同様な計算方法で予め記憶されている。

また、画像プロセッサ８は、ＶＲＡＭに一時記憶した前方画像データＧ２を補正処理し、補正した前方画像データＧ２に基づいて、前方にある障害物としての前方車両Ｃ３を画像認識する。まず、前方に前方車両Ｃ３がいるかどうかの判断は、本実施形態では、前方画像中の映った像の水平エッジと垂直エッジを前方画像データＧ２に基づいて検出し、その水平エッジ及び垂直エッジ検出に基づいて像が車両（前方車両Ｃ３）であるかどうか判断する。

そして、前方車両Ｃ３が映っていると判断したとき、画像プロセッサ８は、前記と同様に、画像プロセッサ８が、後方画像データＧ１にて画像認識した前方車両Ｃ３の前方画像データＧ２からナンバープレートの画像を切り出し、車種と判断する。ＣＰＵ２は、前方車両Ｃ３の車種に対する車重量Ｍ３を、前記と同様にして求め、その求めた車重量Ｍ３を前方ミリ波レーダ６ｆで演算した距離（車間距離Ｄ２）とともにＲＡＭ３に記憶される。

運転支援装置１は、車両用入出力Ｉ／Ｆ１２を備えている。車両用入出力Ｉ／Ｆ１２は、車両用電子制御装置（車両用入出力ＥＣＵ）１３に接続されている。走行制御手段としての車両用入出力ＥＣＵ１３は、自車両Ｃ１の走行に関する駆動系を制御する制御装置であって、ブレーキペダルの操作量を調整して自車両Ｃ１に所定のブレーキを掛けるブレーキ装置（図示しない）を駆動制御する自車両運転手段を構成するブレーキ制御装置１４、エンジンの噴射量を調整し、自車両Ｃ１の加速度を制御する燃料噴射装置（図示せず）を駆動制御する自車両運転手段を構成する燃料噴射制御装置１５と接続されている。

そして、車両用入出力ＥＣＵ１３は、車両用入出力Ｉ／Ｆ１２を介して、ＣＰＵ２が算出し出力した追突衝撃緩和のための走行変更情報としてのブレーキ信号を入力すると、そのブレーキ信号をブレーキ制御装置１４に出力する。ブレーキ制御装置１４は、該ブレーキ信号に基づいてブレーキ装置を駆動制御し自車両Ｃ１にブレーキ力を加える。従って、自車両Ｃ１は、該ブレーキ力によって制動する。

また、車両用入出力ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ２が算出し出力した追突回避又は追突衝撃緩和のための走行変更情報としての加速度を入力すると、その加速度を燃料噴射制御装置１５に出力する。燃料噴射制御装置１５は、入力した該加速度に対する燃料噴射量を演算し、燃料噴射装置を駆動制御し自車両Ｃ１のエンジンに該燃料噴射量を供給する。従って、自車両Ｃ１は、エンジンに供給される燃料噴射量に基づいて加減速する。

次に、本実施形態の運転支援装置１の追突衝撃緩和支援処理を、図６に示す運転支援装置１の処理手順を示すフローチャートに従って説明する。
今、イグニッションスイッチ６ｄをオンさせた後、運転者による衝撃緩和支援モード設定スイッチＳＷ２の選択操作に基づいて、ＣＰＵ２は「追突衝撃緩和支援モード」となり、図６のフローチャートに示す追突衝撃緩和支援プログラムを実行する。

まず、ＣＰＵ２は、車速センサ６ａからの信号に基づいて自車両Ｃ１の車速Ｖ１を求める（ステップＳ１）。なお、本実施形態では、追突衝撃緩和支援プログラムとともに、目的地までの案内経路が複数探索されその中の選択された１つの案内経路Ｒを案内表示する経路案内プログラムも実行されているものとする。従って、ＣＰＵ２は、ディスプレイＤＳＰに道路地図画面Ｐを表示するとともに、目的地までの案内経路Ｒが表示される。

続いて、ＣＰＵ２は、求めた車速Ｖ１に基づいて自車両Ｃ１が走行しているかどうか、即ち、車速Ｖ１が「０」でないかどうかチェックする（ステップＳ２）。そして、自車両Ｃ１が走行していない時（ステップＳ２でＮＯ）、ＣＰＵ２は、追突衝撃緩和支援プログラムを一旦終了して、再び、ステップＳ１に戻る。

一方、自車両Ｃ１が走行している時（ステップＳ２でＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、後方ミリ波レーダ６ｅからのレーダ信号に基づいて、接近してくる後方車両Ｃ２の車速Ｖ２と自車両Ｃ１から後方車両Ｃ２までの車間距離Ｄ１を求める（ステップＳ３）。続いて、前方ミリ波レーダ６ｆからのレーダ信号に基づいて、前方車両Ｃ３の車速Ｖ３と自車両Ｃ１から前方車両Ｃ３までの車間距離Ｄ２を求める（ステップＳ４）。さらに、ＣＰＵ２は、路面検出センサ６ｇからの路面情報に基づいて、走行する道路の摩擦係数μを求める（ステップＳ５）。

続いて、ＣＰＵ２は、画像データ入力部１１を介して、後方カメラＣＡ１が撮像した後方画像データＧ１に基づいて、接近してくる後方車両Ｃ２の画像認識を行い、後方車両Ｃ２のナンバープレートから後方車両Ｃ２の車種を割出す。そして、ＣＰＵ２は、割り出した車種に対する車重量Ｍ２を求める（ステップＳ６）。

続いて、ＣＰＵ２は、ステップＳ１，Ｓ３で求めた、車速Ｖ１，Ｖ２及び車間距離Ｄ１に基づいて、後方車両Ｃ２の追突が回避できないかどうか判断する（ステップＳ７）。詳述すると、ＣＰＵ２は、まず、自車両Ｃ１と後方車両Ｃ２の相対速度Ｖｓ１（＝Ｖ２−Ｖ１）を求め、その相対速度Ｖｓ１（＝Ｖ２−Ｖ１）と車間距離Ｄ１から、第１追突予想時間Ｔｘ１（＝Ｄ１／Ｖｓ１）を算出する。そして、ＣＰＵ２は、ＲＯＭ４に記憶された第１応答時間Ｔｄ１を読み出し、衝突を回避できるかどうかを判断する。

そして、第１応答時間Ｔｄ１が第１追突予想時間Ｔｘ１以下で後方車両Ｃ２の追突が回避できると判断すると（ステップＳ７でＮＯ）、ＣＰＵ２は、ステップＳ１に戻り、再び、追突衝撃緩和支援プログラムを最初から実行する。

一方、第１応答時間Ｔｄ１が第１追突予想時間Ｔｘ１を超えて、運転者の操作では後方車両Ｃ２の追突が回避できないと判断されると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、ステップＳ８に移る。ステップＳ８において、ＣＰＵ２は、後方車両Ｃ２の追突を回避するためには、自車両Ｃ１をどのくらい加速させたらよいか、その加速度を演算するとともに、その演算に基づく加速度で自車両Ｃ１を加速させたとき、前方を走行している前方車両Ｃ３への追突の可能性を演算する。

詳述すると、ＣＰＵ２は、第１追突予想時間Ｔｘ１前に、少なくとも、相対速度Ｖｓ１が「０」、即ち、自車両Ｃ１の車速Ｖ１が後方車両Ｃ２の車速Ｖ２と同じとなるための、加速度を算出する。そして、その加速度で自車両Ｃ１を加速させたとき、ＣＰＵ２は、自車両Ｃ１が車間距離Ｄ２、車速Ｖ３で走行している前方車両Ｃ３への追突の可能性を演算する。

ＣＰＵ２は、まず、自車両Ｃ１と前方車両Ｃ３の相対速度Ｖｓ２と車間距離Ｄ２から、
追突するまでの第２追突予想時間Ｔｘ２（＝Ｄ２／Ｖｓ２）を算出する。ＣＰＵ２は、第２応答時間Ｔｄ２と第２追突予想時間Ｔｘ２を比較し、前方車両Ｃ３への追突が回避できるかどうかを判断（Ｔｄ２＜Ｔｘ２）する。なお、第２応答時間Ｔｄ２と比較するのは、この加速制御は、運転者の操作によらず、ＣＰＵ２が演算し、車両用入出力ＥＣＵ１３を介して直接に加速制御するからである。

ＣＰＵ２は、第２応答時間Ｔｄ２が第２追突予想時間Ｔｘ２未満で前方車両Ｃ３に追突しないと判断すると（ステップＳ９でＹＥＳ）、演算した回避できる加速度を車両用入出力ＥＣＵ１３に出力し、追突回避のための加速制御を実行する（ステップＳ１０）。つまり、車両用入出力ＥＣＵ１３は、その第１加速度を燃料噴射制御装置１５に出力し、燃料噴射制御装置１５において、入力した第１加速度に対する燃料噴射量を演算し、燃料噴射装置を駆動制御し自車両Ｃ１のエンジンに該燃料噴射量を供給する。これによって、自車両Ｃ１は、加速され、前方車両Ｃ３に追突することなく、後方車両Ｃ２の追突から回避される。

一方、第２応答時間Ｔｄ２が第２追突予想時間Ｔｘ２以上であって加速制御によって前方車両Ｃ３に追突すると判断すると（ステップＳ９でＮＯ）、ＣＰＵ２は、後方車両Ｃ２が追突する際の、予め定めた基準衝撃力（本実施形態では、バンパーが凹む程度の衝撃力）の衝撃力を受けて追突されたるためには、自車両Ｃ１をどのくらい加速させたらよいか、新たな加速度を演算し、その演算に基づく新たな加速度で自車両Ｃ１を加速させたとき、前方を走行している前方車両Ｃ３への追突の可能性を演算する（ステップＳ１１）。

詳述すると、まず、ＣＰＵ２は、ステップＳ６で求めた後方車両Ｃ２の、車重量Ｍ２と、自車両Ｃ１に車重量Ｍ１から、予め定めた基準衝撃力の衝撃力を受けて、即ち、車種毎に予め用意された前記ＲＡＭ３に記憶した反発係数ｅで追突されて、前方車両Ｃ３に追突する可能性を演算する。

ここで、自車両Ｃ１の衝突前の車速Ｖ１をＶ１０、衝突後の車速Ｖ１をＶ１１とする。後方車両Ｃ２の衝突前の車速Ｖ２をＶ２０、衝突後の車速Ｖ２をＶ２１とする。
運動量保存の法則から、以下の式が成立する。

Ｍ１・Ｖ１０＋Ｍ２・Ｖ２０＝Ｍ１・Ｖ１１＋Ｍ２・Ｖ２１
また、衝突時の反発係数をｅとすると、以下の式が成立する。
ｅ＝−（Ｖ２１−Ｖ１１）／（Ｖ２０−Ｖ１０）
この２式から、自車両Ｃ１の衝突直後の車速Ｖ１１は以下のようになる。

Ｖ１１＝（１＋ｅ）・（Ｖ２０−Ｖ１０）・Ｍ２／（Ｍ１＋Ｍ２）＋Ｖ１０ ……（１）
ちなみに、後方車両Ｃ２の衝突直後の車速Ｖ２１は以下のようになる。

Ｖ２１＝−（１＋ｅ）・（Ｖ２０−Ｖ１０）・Ｍ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＋Ｖ２０
ここで、反発係数ｅは、ＲＡＭ３に記憶された、車種毎に実験や試験等で求めた反発係数ｅであり、画像認識で車種が解っているから、容易に、車種ごとの反発係数ｅを読み出すことができる。

そして、式（１）について、後方車両Ｃ２の衝突前の車速Ｖ２０を、ステップＳ３で求めた車速Ｖ２とし、衝突前の車速Ｖ１０を、適宜選択して、衝突後の車速Ｖ１１を求める。

つまり、ＣＰＵ２は、衝突前の車速Ｖ１０を１つ設定すると、その設定した車速Ｖ１０
に対して、衝突後の車速Ｖ１１を求める。ＣＰＵ２は、その求めた車速Ｖ１１で、車速Ｖ３で走行している前方車両Ｃ３に到達する第２追突予想時間Ｔｘ２（＝Ｄ２／Ｖｓ２）を算出する。

詳述すると、自車両Ｃ１と前方車両Ｃ３の相対速度Ｖｓ２（＝Ｖ１１−Ｖ３）を求め、その相対速度Ｖｓ２と車間距離Ｄ２から、追突するまでの第２追突予想時間Ｔｘ２を算出する。このとき、ステップＳ５で求めた路面の摩擦係数μを考慮して、前方車両Ｃ３まで走行する自車両Ｃ１の車速Ｖ１（初速はＶ１１）を決めて、相対速度Ｖｓ２から第２追突予想時間Ｔｘ２を算出している。従って、より正確な第２追突予想時間Ｔｘ２を求めることができる。

そして、ＣＰＵ２は、第２応答時間Ｔｄ２と第２追突予想時間Ｔｘ２を比較し、追突を回避できるかどうかを判断する。追突の有無を判断した後、ＣＰＵ２は、ステップ１で求めた現在の車速Ｖ１から、該設定した衝突前の車速Ｖ１０にするための加速度を算出する。

一つの衝突前の車速Ｖ１０に対して、追突の有無と、加速度を求めると、次の新たな衝突前の車速Ｖ１０を設定して、同様に、追突の有無と、加速度を求める。以後、予め定めた数の車速Ｖ１０を設定して、同様に、追突の有無と、加速度を求める。

ここで、設定する衝突前の車速Ｖ１０の範囲は、ステップ１で求めた現在の車速Ｖ１から、前記第１追突予想時間Ｔｘ１内に、自車両Ｃ１の性能から到達させることのできる範囲（加速できる範囲）であって、その範囲は予め試験等で求め、その求めた範囲内において適宜選択して設定している。

複数の衝突前の車速Ｖ１０に対する追突の有無と、加速度を求めると、ＣＰＵ２は前方車両Ｃ３に追突するかどうか判断する（ステップＳ１２）。このとき、ＣＰＵ２は複数の衝突前の車速Ｖ１０の中から、前方車両Ｃ３に追突しない衝突前の車速Ｖ１０はあるかどうか判断する。

そして、前方車両Ｃ３に追突しない衝突前の車速Ｖ１０がある場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、ステップＳ１３に移り、衝撃緩和のための加速制御を実行する。即ち、ＣＰＵ２は、追突しない衝突前の車速Ｖ１０に対する加速度を車両用入出力ＥＣＵ１３に出力し、衝撃緩和のための加速制御を実行する。車両用入出力ＥＣＵ１３は、加速度を燃料噴射制御装置１５に出力し、燃料噴射制御装置１５において、入力した該加速度に対する燃料噴射量を演算し、燃料噴射装置を駆動制御し自車両Ｃ１のエンジンに該燃料噴射量を供給する。これによって、自車両Ｃ１は、前方車両Ｃ３に追突することなく、後方車両Ｃ２から少なくとも基準衝撃力（本実施形態では、バンパーが凹む程度の衝撃力）以下の衝撃力を受けて後方車両Ｃ２が追突する。

尚、前方車両Ｃ３に追突しない衝突前の車速Ｖ１０が複数存在する場合には、本実施形態では、自車両Ｃ１の衝突直後の車速Ｖ１１が最も小さい時の、衝突前の車速Ｖ１０を選択し、その選択した車速Ｖ１０に対する加速度で加速制御する。

一方、前方車両Ｃ３に追突しない衝突前の車速Ｖ１０がない場合、即ち、前方車両Ｃ３に追突すると判断すると（ステップＳ１２でＮＯ）、ＣＰＵ２は、自車両Ｃ１の加速制御は行わず、ブレーキ装置を駆動制御し自車両Ｃ１にブレーキ力を加え制動する。詳述すると、ＣＰＵ２は、ブレーキ信号を車両用入出力ＥＣＵ１３に出力し、前方車両Ｃ３と自車両Ｃ１との間の衝撃緩和のためのブレーキ制御を実行する（ステップＳ１３）。車両用入出力ＥＣＵ１３は、そのブレーキ信号をブレーキ制御装置１４に出力し、ブレーキ制御装
置１４において、入力した該ブレーキ信号にてブレーキ装置を駆動制御し自車両Ｃ１にブレーキ力を加える。従って、自車両Ｃ１は、制動しながら前方車両Ｃ３に小さな衝撃力で追突していくことになる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、加速制御しても前方車両Ｃ３に追突する状態にあって後方車両Ｃ２との追突が回避できないと判断したとき、後方車両Ｃ２の車速Ｖ２及び自車両Ｃ１の車速Ｖ１の他に、自車両Ｃ１の車重量Ｍ１と後方車両Ｃ２の車重量Ｍ２を考慮にして最小の衝撃力で追突しかつ前方車両Ｃ３に追突しない場合の加速度を演算した。つまり、後方車両Ｃ２からの衝撃がバンパーが凹む程度の最小の基準衝撃力の衝撃力を受けて後方車両Ｃ２と追突するための加速度を演算して、自車両Ｃ１をその演算した加速度で加速制御するようにした。

従って、自車両Ｃ１は、後方車両Ｃ２の車種に左右されることなく、最小の基準衝撃力の衝撃力で追突を吸収することができる。
（２）本実施形態では、最小の基準衝撃力の衝撃力で追突を吸収することができても、その後方車両との追突によって、自車両Ｃ１が前方車両Ｃ３に追突する場合には、自車両Ｃ１に制動をかけるようにした。従って、前方車両Ｃ３への追突による衝撃が緩和される。

（３）本実施形態では、道路の摩擦係数μを路面検出センサ６ｇにて検出し、その摩擦係数μを考慮に入れて、後方車両Ｃ２との追突直後の自車両Ｃ１の車速Ｖ１１を求めたので、前方車両Ｃ３との追突回避の有無がより正確に判断でき、精度の高い前方車両Ｃ３に対する自車両Ｃ１の追突の回避または衝撃緩和の制御が可能になる。

（４）本実施形態では、ナンバープレートを画像認識することで、後方車両Ｃ２の車種の判断した。従って、簡単かつ確実に後方車両Ｃ２の車種を認識し、車重量Ｍ２を求めることができる。しかも、本実施形態では、車重量Ｍ２は、自身に重量に貨物車両なら最大積載重量を、乗用車なら最大乗車人員の体重（大人の平均体重）をそれぞれ加算した値としているため、十分に余裕をもった制御が可能となる。

（５）本実施形態では、前方車両Ｃ３に追突しない衝突前の車速Ｖ１０が複数存在する場合には、自車両Ｃ１の衝突直後の車速Ｖ１１が最も小さい時の、衝突前の車速Ｖ１０を選択し、その選択した車速Ｖ１０に対する加速度で加速制御した。従って、受ける衝撃力を最も小さくできる。

尚、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各車種の反発係数ｅは、バンパーが凹む程度の最小の基準衝撃力の衝撃力を受けるための値であったが、これに限定されるものではなく、適宜変更して実施してもよい。

・上記実施形態では、ナンバープレートを画像認識することで、後方車両Ｃ２の車種を判断したが、ナンバープレートでなくても良く、例えば、後方車両Ｃ２の形状を画像認識し、形状から後方車両Ｃ２の車種を認識するようにしてもよい。

・上記実施形態は、路面の摩擦係数μを考慮して、前方車両Ｃ３との追突の有無を判断したが、これを省略してもよい。
・上記実施形態では、自車両運転手段はブレーキ制御装置１４であったが、これに限定されるものではなく、例えば、自動変速機のシフトを制御する変速制御装置や、電気自動車のように走行用モータを駆動制御する制御装置にも応用してもよい。

・上記実施形態では、前方カメラＣＡ２を衝撃緩和のために使用しなかったが、前方車両Ｃ３を検出する前方ミリ波レーダ６ｆに代えて、この前方カメラＣＡ２の前方画像データＧ２で衝撃緩和のために使用してもよい。

・上記実施形態では、障害物を、前方車両Ｃ３したが、車両に限らず、フェンス、標識、道路工事用の設置物等でもよい。
・上記実施形態では、後方車両Ｃ２の車重量Ｍ２を、乗員、積載荷物の最大重量を考慮したが、乗員、積載荷物の最大重量を省略し車体重量のみで実施してもよい。

本実施形態の運転支援装置の構成を説明するブロック図。 ミリ波レーダを説明するための説明図。 経路データのデータ構成を説明するための説明図。 地図データのデータ構成を説明するための説明図。 後方及び前方カメラとその撮像範囲を説明するための説明図。 追突衝撃緩和支援動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…運転支援装置、２…ＣＰＵ、３…ＲＡＭ、４…ＲＯＭ、５…ＧＰＳ受信部、６…車両側センサ入力Ｉ／Ｆ部、６ａ…車速センサ、６ｂ…ジャイロ、６ｃ…ステアリングセンサ、６ｄ…イグニッションスイッチ、６ｅ…後方ミリ波レーダ、６ｆ…前方ミリ波レーダ、６ｇ…路面検出センサ、７…地理データ記憶部、８…画像プロセッサ、１３…車両用電子制御装置（車両用入出力ＥＣＵ）、１４…ブレーキ制御装置、１５…燃料噴射制御装置、ＤＳＰ…ディスプレイ、ＳＷ２…衝撃緩和支援モード設定スイッチ、Ｃ１…自車両、Ｃ２…後方車両、Ｃ３…前方車両、ＣＡ１…後方カメラ、ＣＡ２…前方カメラ、Ｍ１…車重量、Ｍ２…車重量、Ｍ３…車重量。

Claims (6)

1. 後方車両の接近情報と自車両の自車両走行情報を取得し、前記後方車両の衝突の有無を判断して、その追突を回避又は追突による衝撃を緩和するための車両の運転支援方法であって、
   前記自車両の重量及び前記後方車両の重量を取得し、
   前記接近情報と前記自車両走行情報とに基づいて、追突を回避できないと判断した時、
   前記接近情報及び前記自車両走行情報に加えて前記自車両の重量情報と前記後方車両の重量に基づいて、衝撃緩和のための自車両の走行状態を変更する走行変更情報を求め、その求めた走行変更情報に基づいて自車両を走行制御することを特徴とする車両の運転支援方法。
2. 請求項１に記載の車両の運転支援方法において、
   さらに、自車両の前方の障害物情報を取得し、
   前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量及び前記後方車両の重量に加えて前記障害物情報に基づいて、前記走行変更情報を求め、その求めた走行変更情報に基づいて自車両を走行制御することを特徴とする車両の運転支援方法。
3. 請求項２に記載の車両の運転支援方法において、
   さらに、自車両の前方の路面情報を取得し、
   前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量、前記後方車両の重量及び障害物情報に加えて前記路面情報に基づいて、前記走行変更情報を求め、その求めた走行変更状態に基づいて自車両を走行制御することを特徴とする車両の運転支援方法。
4. 後方車両の接近情報を取得する接近情報取得手段と、
   自車両の自車両走行情報を取得する自車両走行情報取得手段と、
   前記接近情報及び前記自車両走行情報に基づいて、前記後方車両の追突の有無を判断する判断手段と、
   前記判断手段が追突を回避できないと判断した時、その追突を回避又は追突による衝撃を緩和するための自車両の走行変更情報を求める変更情報演算手段と、
   前記走行変更情報に基づいて、自車両運転手段を駆動制御する走行制御手段と
   を備えた車両の運転支援装置であって、
   前記自車両の重量を記憶した記憶手段と、
   前記後方車両の重量を取得する後方車両の重量取得手段と
   を備え、
   前記判断手段が追突を回避できないと判断した時、前記変更情報演算手段は、前記接近情報及び前記自車両走行情報に加えて前記自車両の重量と前記後方車両の重量に基づいて、前記走行変更情報を求めることを特徴とする車両の運転支援装置。
5. 請求項４に記載の車両の運転支援装置において、
   前記自車両の前方の障害物情報を取得する障害物情報取得手段を備え、
   前記変更情報演算手段は、前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量及び前記後方車両の重量に加えて前記障害物情報に基づいて、前記走行変更情報を求めることを特徴とする車両の運転支援装置。
6. 請求項５に記載の車両の運転支援装置において、
   自車両の前方の路面情報を取得する路面情報取得手段を備え、
   前記変更情報演算手段は、前記接近情報、前記自車両走行情報、前記自車両の重量、前記後方車両の重量及び障害物情報に加えて前記路面情報に基づいて、前記走行変更情報を求めることを特徴とする車両の運転支援装置。

Images