JP4290455B2

JP4290455B2 - 車両用制動制御装置

Info

Publication number: JP4290455B2
Application number: JP2003092160A
Authority: JP
Inventors: 正起高橋; 実田村; 吉典山村; 陽治瀬戸; 誠秀中村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: US7493200B2; JP2004299455A; US20040193351A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車等の障害物に対する接触回避のための制動制御を行う車両用制動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
障害物回避を目的とする車両用制動制御装置として、特許文献１等に記載されている技術がある。特許文献１に記載されている車両用制動制御装置は、車両前方の障害物に対して、ブレーキ操作で可能な接触回避距離と、操舵操作で可能な接触回避距離とを算出して、自車両と障害物との間の距離がそれら算出したどの接触回避距離よりも下回った場合に自動制動を行うものである。すなわち、操舵による接触回避距離と制動による接触回避距離とを基準として、操舵及び制動による接触回避の可能性を判断し、操舵及び制動による接触回避が不可能である場合、接触回避のための自動制動制御を作動させている。これにより、運転者がブレーキ操作や操舵操作により障害物を回避する意志がある場合に、不要な制動が作動してしまうことを防止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２９８０２２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特許文献１に記載の車両用制動制御装置では、自車両の発生する横加速度を固定値として、幾何学的な関係で前記操舵による接触回避距離を演算している。
ここで、タイヤ特性、ヨー方向の車両慣性モーメント、車両重量、車速、ホイールベース、トレッド、運転者の特性によって、実際の操舵特性は決定される。しかし、このようにタイヤ特性等の特性によって操舵特性が決定されるのにもかかわらず、前述の特許文献１に記載の車両用制動制御装置のように、自車両の発生する横加速度を固定値として、幾何学的な関係で前記操舵による接触回避距離を演算したので、その接触回避距離は、本来の最適な接触回避距離よりも大きくなったり、又は小さくなったりする。
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、操舵による接触回避の可能性に基づいて行う障害物に対する接触回避のための制動制御を、最適なタイミングで行うことができる車両用制動制御装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の問題を解決するために、本発明に係る車両用制動制御装置は、運転者操作に基づく操舵操作を想定して決められている運転者操作による操舵特性から所定の運転者操作による操舵特性を操舵特性決定手段により決定し、操舵特性決定手段が決定した運転者操作による操舵特性に基づいて、自車両前方に存在する障害物の側方へ、操舵により接触回避が可能か否かを操舵接触回避可能性判断手段により判断するとともに、自車両前方の障害物に対して、制動により接触回避が可能か否かを制動接触回避可能性判断手段により判断し、操舵接触回避可能性判断手段の判断結果と制動接触回避可能性判断手段の判断結果とに基づいて、障害物に対する接触回避のための制動制御を制動制御手段により行う。そして、操舵特性決定手段が、運転者操作による操舵特性としての、運転者の操舵速度、又は運転者による操舵量である操舵最大量に基づく操舵特性を、自車両前方の走行環境に基づいて決定する。
このように、本発明に係る車両用制動制御装置は、運転者操作に基づく操舵操作を想定して決められている運転者操作による操舵特性から所定の運転者操作による操舵特性を、自車両前方の走行環境に基づいて決定し、その決定した運転者操作による操舵特性に基づいて自車両前方に存在する障害物の側方へ、操舵により接触回避が可能か否かを判断し、その判断結果に基づいて、自車両前方に存在する障害物に対する接触回避のための制動制御を行う。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、運転者操作による操舵特性を考慮することで、最適なタイミングで障害物に対する接触回避のための制動制御を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を適用した車両用制動制御装置である。
図１は車両用制動制御装置の構成を示す。
この図１に示すように、車両用制動制御装置は、前方監視部１、車載制御部１０、自動制御部２及び警報アラーム３を備えている。そして、車載制御部１０は、位置関係及び相対速度検出部１１、制動回避判断部１２、回避エリア幅検出部１３、操舵回避容易度判断部１４、操舵特性選択部１５、操舵回避方向判断部１６、横移動量算出部１７、操舵回避判断部１８及び自動制御開始判断部１９を備えている。
【０００８】
前方監視部１は、自車両の前方を監視する部分である。前方監視部１は例えばスキャニング式のレーザレーダセンサである。この前方監視部１は、その検出結果（監視結果）を車載制御部１０の位置関係及び相対速度検出部１１、並びに回避エリア幅検出部１３に出力する。
位置関係及び相対速度検出部１１は、前方監視部１からの検出結果に基づいて、自車両前方の障害物に対する縦距離、横変位量及び相対速度を検出或いは算出する。例えば縦距離の微分演算やバンドパスフィルタ処理によって相対速度を求める。位置関係及び相対速度認識部１１は、その検出結果を制動回避判断部１２、操舵回避方向判断部１６、横移動量算出部１７及び操舵回避判断部１８に出力する。
【０００９】
制動回避判断部１２は、位置関係及び相対速度検出部１１での検出結果に基づいて、制動により障害物に対する接触回避が可能か否かを判断する。この制動回避判断部１２は、その判断結果を自動制動開始判断部１９に出力する。
回避エリア幅検出部１３は、前方監視部１からの前記縦距離及び横変位量に基づいて回避エリア幅を検出する。回避エリア幅の検出は、操舵により障害物回避を行う際の、回避先の前方障害物の左右側方の回避エリア幅の検出になる。回避エリア幅検出部１３は、検出した左右それぞれの回避エリア幅を操舵回避容易度判断部１４に出力する。
【００１０】
操舵回避容易度判断部１４は、回避エリア幅検出部１３からの左右それぞれの回避エリア幅に基づいて、左右への操舵回避し易さ（以下、操舵回避容易度という。）を判断する。さらに、操舵回避容易度判断部１４は、その判断結果として、左右への操舵回避容易度をレベル分けする。具体的には、第１レベルを「操舵回避容易」とし、第２レベルを「操舵回避困難」とし、第３レベルを「操舵回避不可能」とし、操舵回避容易度を３段階にレベル分けする。そして、操舵回避容易度判断部１４は、そのレベル（操舵回避容易度）を操舵特性選択部１５及び操舵回避方向判断部１６に出力する。
【００１１】
操舵特性選択部１５は、操舵回避容易度判断部１４からの操舵回避容易度に基づいて、自車両が操舵による障害物回避を行う場合に想定するドライバの操舵特性を選択する。操舵特性選択部１５は、その選択結果を操舵回避判断部１８に出力する。
操舵回避方向判断部１６には、そのように操舵回避容易度判断部１４から回避容易度レベルが入力されるほかに、前記位置関係及び相対速度検出部１１からの検出結果が入力される。この操舵回避方向判断部１６は、操舵回避容易度判断部１４からの回避容易度レベルと位置関係及び相対速度検出部１１からの前記検出結果とに基づいて、最適な操舵回避方向を判断する。操舵回避方向の判断は、操舵により障害物回避を行う場合、どちらの方向へ操舵回避するのが適当であるかの判断になる。そして、操舵回避方向判断部１６は、その判断結果を横移動量算出部１７に出力する。
【００１２】
横移動量算出部１７には、そのように操舵回避方向判断部１６から操舵回避方向判断部１６から判断結果が入力されるほかに、位置関係及び相対速度検出部１１から前記検出結果が入力される。この横移動量算出部１７は、操舵回避方向判断部６からの判断結果と位置関係及び相対速度検出部１１からの前記検出結果とに基づいて、操舵による回避を行う際の、必要な横移動量を算出する。横移動量算出部１７は、算出した横移動量を操舵回避判断部１８に出力する。
【００１３】
操舵回避判断部１８は、そのように横移動量算出部１７からの横移動量が入力されるほかに、操舵特性選択部１５からの選択結果や位置関係及び相対速度検出部１１からの前記検出結果が入力される。この操舵回避判断部１８は、これら入力情報に基づいて、操舵により障害物に対する接触回避が可能か否かを判断する。この操舵回避判断部１８は、その判断結果を自動制動開始判断部１９に出力する。
【００１４】
自動制動開始判断部１９には、そのように操舵回避判断部１８からの判断結果が入力されるほかに、制動回避判断部１２からの判断結果が入力される。この自動制動開始判断部１０は、これら入力情報に基づいて、接触防止のための減速制動を作動させるか否かを判断する。この自動制動開始判断部１９は、その判断結果に基づいて、制動開始信号を自動制動部２に出力する。
【００１５】
自動制動部２は、車載制御部１０の自動制動開始判断部１９からの制動開始信号に基づいて、制動制御を開始する。
警報アラーム３は、自動制動部２が制動制御を開始した時、運転者に自動制動を実施した旨を報知する。例えば、警報アラーム３は、自動制動部２からの制動開始信号の入力タイミングで報知作動する。
【００１６】
車両用制動制御装置は、以上のような構成部を備えている。
図２は、前述の車両用制動制御装置の構成により実現される処理の処理手順を示す。また、この処理手順について説明しつつ、前述した各構成部の処理等についてもさらに詳細に説明する。
先ず、ステップＳ１において、自車両前方の障害物との縦距離及び横変位量を検出し、さらにその検出結果に基づいて相対速度を算出する。具体的には次のようにである。
【００１７】
先ず、前方監視部１が自車両前方を検出する。
ここで、この前方監視部１による監視対象（検出対象）を、図３を用いて説明する。図３は、本システムに適用する道路状況を示す。この図３に示すように、自車前方障害物である先行車（以下、自車前方障害物ともいう。）１０２が自車両１０１の前方を走行している。そして、自車両１０１の車幅はＷ１である。そして、この図３に示すように、先行車１０２の左右側方それぞれに、Ｗ２＿Ｌ、Ｗ２＿Ｒの幅の空間がある。前方監視部１は、このような道路状況において、前方の状況を検出し（スキャンし）、その検出結果を位置関係及び相対速度検出部１１に出力する。
【００１８】
位置関係及び相対速度検出部１１は、前方監視部１の検出結果に基づいて、次のように各種情報を得る。図４は、前記図３と同様に道路状況を示しており、同時に、この位置関係及び相対速度検出部１１が得る各種情報及び後述の回避エリア幅認識部１３が得る各種情報を示している。
位置関係及び相対速度検出部１１は、この図４に示すように、自車両１０１と自車両１０１の前方障害物（先行車）１０２との間の縦方向の距離Ｌを計測する。さらに、位置関係及び相対速度検出部１１は前記縦距離Ｌに基づいて相対速度Ｖｒを算出する。
【００１９】
また、位置関係及び相対速度検出部１１は、水平方向左右において、中心位置（水平方向における当該前方監視部１取り付け位置）から自車前方障害物１０２の右端までの角度範囲θ１や中心位置から自車前方障害物１０２の左端までの角度範囲θ２を計測する。例えば、図４に示すように、角度範囲θ１，θ２の計測を自車前方障害物１０２の後端を基準に行っている。そして、位置関係及び相対速度検出部１１は、角度範囲θ１と角度範囲θ２との関係からの自車両１０１と自車前方障害物１０２との横変位量（オフセット量）を得る。
【００２０】
続いてステップＳ２において、前方監視部１の検出結果に基づいて、自車前方障害物１０２の左右側方回避エリア幅を検出する。具体的には、回避エリア幅認識部１３は、水平方向左右において、前記角度範囲θ１，θ２の他に、自車前方障害物１０２の右端からその右側外方に位置される障害物までの角度範囲θ３や自車前方障害物１０２の左端からその左側外方に位置される障害物までの角度範囲θ４を計測する。例えば、図４に示すように、前記角度範囲θ３，θ４の計測を自車前方障害物１０２の後端を基準に行っている。そして、回避エリア幅認識部１３は、計測した角度範囲θ１〜θ４の各値に基づいて、図３や図４に示すように、自車前方障害物１０２の左右側方に存在する回避エリアの幅Ｗ２＿Ｌ、Ｗ２＿Ｒを検出する。以下、回避エリアの幅Ｗ２＿Ｌを、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌといい、回避エリアの幅Ｗ２＿Ｒを、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒという。
【００２１】
続いてステップＳ３において、前記操舵回避容易度を判断する。具体的には、操舵回避容易度判断部１４は、前記ステップＳ２で検出した左右の回避エリア幅Ｗ２＿Ｌ、Ｗ２＿Ｒに基づいて、操舵により自車両が障害物から回避する場合の操舵回避容易度を判断する。操舵回避容易度の判断は、具体的には、自車両の車幅Ｗ１と左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌとを比較し、さらに、自車両の車幅Ｗ１と右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒとを比較することで行う。そして、それぞれの比較結果から、操舵回避容易度のレベル分けをする。ここで、操舵回避容易度のレベルは、前述したように、第１レベルが「操舵回避容易」となり、第２レベルが「操舵回避困難」となり、第３レベルが「操舵回避不可能」となる。
【００２２】
具体的には、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌと車幅Ｗ１との関係で、次のようにレベル分けする。
例えば、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌが車幅Ｗ１に対して２倍以上大きい場合、当該左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌを自車両が容易に通過可能であり、左側へ操舵回避可能であるとして、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌが前記第１レベルであるとするＬ＝１にする。
【００２３】
また、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌが車幅Ｗ１よりも大きいが、２倍以上の大きさでない場合、当該左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌを自車両が通過可能だが困難であり、左側へ操舵回避が困難であるとして、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌが前記第２レベルであるとするＬ＝２にする。
また、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌが車幅Ｗ１よりも小さい場合、当該左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌを自車両が通過不可能であり、左側へ操舵回避が不可能であるとして、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌが前記第３レベルであるとするＬ＝３にする。
【００２４】
このように、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌと車幅Ｗ１との関係でレベル分けをする。一方、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒと車幅Ｗ１との関係でも、次のようなレベル分けをすることができる。
例えば、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒが車幅Ｗ１に対して２倍以上大きい場合、当該右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒを自車両が容易に通過可能であり、右側へ操舵回避可能であるとして、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒが前記第１レベルであるとするＲ＝１にする。
【００２５】
また、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒが車幅Ｗ１よりも大きいが、２倍以上の大きさでない場合、当該右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒを自車両が通過可能だが困難であり、右側へ操舵回避が困難であるとして、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒが前記第２レベルであるとするＲ＝２にする。
また、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒが車幅Ｗ１よりも小さい場合、当該右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒを自車両が通過不可能であり、右側へ操舵回避が不可能であるとして、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒが前記第３レベルであるとするＲ＝３にする。
【００２６】
このように、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒと車幅Ｗ１との関係でもレベル分けをする。
続いてステップＳ４において、運転者操作による操舵特性を選択する。具体的には、操舵特性選択部１５は、前記ステップＳ３の操舵回避容易度の判断結果に基づいて、自車両を左右それぞれに操舵回避する場合の運転者操作を想定し、その運転者操作に基づいて操舵特性を選択する。
【００２７】
例えば、前記操舵回避容易度が「操舵回避容易」（第１レベル）の場合は、運転者が思い切りよく操舵操作するものと想定し、短時間に多くの操舵量を与えるような操舵特性を選択する。例えば、図５に示すように、操舵量が多く、かつ短時間でそのような操舵量に達するような操舵特性を選択する。すなわち、操舵量最大値が大きく、操舵速度が速い操舵特性を選択する。
【００２８】
また、操舵回避容易度が「操舵回避困難」（第２レベル）の場合は、運転者が回避を躊躇することで操舵操作が遅くになると想定し、長い時間でもあまり操舵量が増えないような操舵特性を選択する。例えば、図６に示すように、操舵量が少なく、かつそのような操舵量に達するまで時間がかかるような操舵特性を選択する。すなわち、操舵量最大値が小さく、操舵速度が遅い操舵特性を選択する。
【００２９】
なお、ここでは、運転者操作に基づく操舵特性を操舵回避容易度に基づいて選択している。また、その操舵回避容易度については、左右の回避エリア幅Ｗ２＿Ｌ、Ｗ２＿Ｒ、すなわち自車両前方の走行環境に基づいて決定している。このようなことから、ステップＳ４では、運転者操作に基づく操舵特性を、自車両前方の走行環境に基づいて決定していることになる。
【００３０】
また、前記所定の閾値を実験等により得る。また、前記所定の閾値を実験を行ないながら調整するようにしてもよい。
続いてステップＳ５において、操舵回避方向を判断する。具体的には、操舵回避方向判断部１６は、前記ステップＳ１で得た横変位量と前記ステップＳ３で得た操舵回避容易度とに基づいて、操舵による障害物回避を行う場合にどちらの方向へ回避を行うことが適当であるかを判断する。
【００３１】
例えば、前記図４に示すような自車両１０１と自車前方障害物１０２との関係では、角度範囲θ１と角度範囲θ２との関係から、自車前方障害物１０２に対して自車両１０１が右側にオフセットされている。この場合、自車両１０１が右側に操舵回避をした方が左へ操舵回避を行う場合よりも少ない横移動量で障害物回避が可能になる。
【００３２】
このように、横変位量から横移動量を予測して、その移動量を基準にして先ず障害物回避が可能な方向を選択することができる。すなわち、角度範囲θ１と角度範囲θ２との関係を基準に障害物回避が可能な好ましい方向を選択することができる。
そして、このステップＳ５では、そのような横変位量によるもののほかに、操舵回避容易度をも考慮することで、最終的な操舵回避方向を判断する。
【００３３】
例えば、自車両１０１が右側に操舵回避をした方が左へ操舵回避を行う場合よりも少ない横移動量で障害物回避が可能である場合に、次のように、操舵回避容易度に基づいて操舵回避方向を判断する。なお、前述したように、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌと車幅Ｗ１との関係で、操舵回避容易度は、Ｌ＝１、Ｌ＝２、Ｌ＝３があり、右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒと車幅Ｗ１との関係で、操舵回避容易度は、Ｒ＝１、Ｒ＝２、Ｒ＝３がある。
【００３４】
例えば、操舵回避容易度がＬ＝１、Ｒ＝１の場合は、右への操舵回避が適当と判断する。
また、操舵回避容易度がＬ＝１、Ｒ＝２の場合は、左への操舵回避が適当と判断する。
また、操舵回避容易度がＬ＝１、Ｒ＝３の場合は、左への操舵回避が適当と判断する。
【００３５】
また、操舵回避容易度がＬ＝２、Ｒ＝１の場合は、右への操舵回避が適当と判断する。
また、操舵回避容易度がＬ＝２、Ｒ＝２の場合は、右への操舵回避が適当と判断する。
また、操舵回避容易度がＬ＝２、Ｒ＝３の場合は、左への操舵回避が適当と判断する。
【００３６】
また、操舵回避容易度がＬ＝３、Ｒ＝１の場合は、右への操舵回避が適当と判断する。
また、操舵回避容易度がＬ＝３、Ｒ＝２の場合は、右への操舵回避が適当と判断する。
また、操舵回避容易度がＬ＝３、Ｒ＝３の場合は、右への操舵回避が適当と判断する。
【００３７】
ここで、例えば操舵回避容易度が右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒと、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌとで同値であるとき、例えば操舵回避容易度がＬ＝１、Ｒ＝１のとき、右への操舵回避を適当としている結果は、横変位量を基準とした場合に右側への予測移動量が少ないと判断しているからである。また、例えば操舵回避容易度が右側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒと、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌとで異なる場合、例えば操舵回避容易度がＬ＞Ｒのとき、左への操舵回避を適当としている結果は、横変位量にかかわらず、すなわち予測移動量によることなく得ているからである。
【００３８】
言い換えれば、自車前方障害物の左右両側について操舵により回避可能である場合、予測移動量が少ない自車前方障害物の側方について、操舵による障害物回避可能性を判断している。また、自車前方障害物の左右の一方側について操舵による回避可能性がある場合（より高い場合）、予測移動量とは関係なく、当該一方側について、操舵による障害物回避可能性を判断している。
【００３９】
このように、ステップＳ５では、横変位量と操舵回避容易度とに基づいて、操舵回避方向の判断を行う。
続いてステップＳ６において、操舵による障害物回避に必要な横移動量の算出をし、さらに操舵回避可否フラグの設定をする。具体的には、横移動量算出部１７は、前記ステップＳ１で算出した前記距離Ｌ及び角度範囲θ１、θ２と前記ステップＳ５で得た操舵回避方向の判断結果と基づいて、操舵回避に必要な横移動量Ｙを算出する。
【００４０】
例えば、前記ステップＳ５において操舵回避方向の判断結果が、左方向への操舵回避が適当であるとすれば、自車前方障害物の左側への回避に必要な横移動量Ｙを下記（１）式で与える。
Ｙ＝Ｌsin（θ２）＋Ｌｗ／２・・・（１）
ここで、Ｌｗは、自車両の全幅（Ｗ１）である。
【００４１】
そして、このように横移動量Ｙを算出するとともに、操舵回避可否フラグを１に設定し、左方向への操舵による障害物回避可能状態にする。ここで、操舵回避可否フラグは、操舵による障害物回避の可否を示すフラグである。
また、前記ステップＳ５において操舵回避方向の判断結果が、右方向への操舵回避が適当であるとすれば、自車前方障害物の右側への回避に必要な横移動量Ｙを下記（２）式で与える。
【００４２】
Ｙ＝Ｌsin（θ１）＋Ｌｗ／２・・・（２）
そして、このように横移動量Ｙを算出するとともに、前記操舵回避可否フラグを１に設定し、右方向への操舵による障害物回避可能状態にする。このように、右方向に操舵する場合の横移動量Ｙは、図４に示すように、自車両１０１の左端から自車前方障害物１０２の右端までの距離になる。
【００４３】
また、前記ステップＳ５において操舵回避方向の判断結果が、左右どちらの方向へも回避が不可能である場合、横移動量Ｙの算出は行わず、前記操舵回避可否フラグを０に設定し、操舵による障害物回避を不可能状態にする。
このように操舵による障害物回避に必要な横移動量Ｙを算出することで、自車両に対して自車両幅方向で自車前方障害物がオフセットされて位置している場合でも、その横変位量に応じて前記横移動量Ｙが算出することができる。これにより、操舵回避可能か否かを正確に判断することができる。
【００４４】
なお、前記（１）式及び（２）式の右辺中の（Ｌｗ／２）の値は、全幅がＬｗである車幅中央に前方監視部１（レーザレーダセンサ）が取り付けられていることを前提とするものである。このようなことから、前方監視部１（レーザレーダセンサ）が車幅中央から左右どちらかにオフセットして取り付けられている場合、前記（１）式及び（２）式では、そのオフセット分を加える又は減ずる必要がある。
【００４５】
続いてステップＳ７において、操舵による障害物回避可能性を判断する。具体的には、操舵回避判断部１８は、先ず前記ステップＳ６で設定した操舵回避可否フラグの状態を参照する。ここで、操舵回避判断部１８は、操舵回避可否フラグが０の場合、操舵による障害物回避が不可能と判断する。一方、操舵回避判断部１８は、操舵回避可否フラグが１の場合、操舵による障害物回避の可能性があるとして、さらに、横移動量Ｙ分から自車両が横移動するのに必要な時間（以下、横移動必要時間という。）Ｔｙを算出して、この横移動必要時間Ｔｙに基づいて、操舵による障害物回避の可能性を判断する。
【００４６】
先ず、前記ステップＳ６で得た横移動量Ｙに基づいて前記横移動必要時間Ｔｙを算出する。
ここで、操舵特性を考慮して横移動必要時間Ｔｙを算出する。先ず、操舵特性を次のような関係で与える。
ｍＶ（ｒ＋ｄβ／ｄｔ）＝２Ｙ_F＋２Ｙ_R ・・・（３）
ｌ_Z（ｄｒ／ｄｔ）＝２ｌ_FＹ_F−２ｌ_RＹ_R ・・・（４）
Ｙ_F＝ｆ_F（β＋ｌ_Fｒ／Ｖ−θ_F）・・・（５）
Ｙ_R＝ｆ_R（β＋ｌ_Rｒ／Ｖ）・・・（６）
ここで、ｍは車両重量であり、ｌ_Zは車両ヨー方向の慣性モーメントであり、Ｖは車速であり、ｒはヨーレイトであり、βは車体スリップ角であり、ｌ_Fは車両重心から前輪までの距離であり、ｌ_Rは車両重心から後輪までの距離であり、Ｙ_F，Ｙ_Rはそれぞれ前輪、後輪の発生する横力である。これらが、その時点での自車両状態を示すものとなる。
【００４７】
また、θ_Fは、前輪舵角で、前記ステップＳ４で選択した操舵特性（操舵速度、操舵最大量）に基づいて決定する。すなわち、θ_Fは、運転者操作による操舵特性を示すものとなる。
例えば、前記ステップＳ５で右方向へ操舵回避するのが適当であるとされている場合には、その右方向への操舵回避容易度がＲ＝１であれば、前記図５に示すような操舵特性を用い、また、前記ステップＳ５で左方向へ操舵回避するのが適当であるとされている場合には、その左方向への操舵回避容易度がＬ＝２であれば、前記図６に示すような操舵特性を用いる。
【００４８】
また、ｆ_F，ｆ_Rはタイヤスリップ角に対し発生するタイヤ横力を表す関数である。例えば、タイヤ横力を示す関数ｆ_F，ｆ_Rは、図７のような関係により、タイヤスリップ角により決定される。
以上のような関係の下、横移動量Ｙは下記（７）式として表される。
Ｙ＝∫Ｖsin（∫ｒｄｔ＋β）ｄｔ・・・（７）
以上の（３）式〜（７）式を解くことで、前記横移動必要時間Ｔｙを算出することができる。すなわち、運転者操作による操舵特性や自車両状態に影響される操舵特性を考慮して、横移動必要時間Ｔｙを算出することができる。
【００４９】
なお、前記（３）式〜（７）式の演算を予めオフラインで行い、その演算結果をマップ化しておいてもよい。図８は、そのようなマップを示す。図８に示すマップでは、車速をパラメータとして、横移動量Ｙから前記横移動必要時間Ｔｙを得ることができるようになっている。回避に必要な横移動量Ｙ分、横移動するのに必要な時間Ｔｙを演算する際には、このようなマップを参照して、車速Ｖと横移動量Ｙとから最適な横移動必要時間Ｔｙを得ることができる。これにより、前記（３）式〜（７）式の演算をオンライン或いはオンタイムで行う場合に比べ、短時間で横移動必要時間Ｔｙを得ることができる。
【００５０】
続いて、下記（８）式により、横移動必要時間Ｔｙを用いた操舵による障害物回避の可能性の判断をする。
Ｌ／Ｖｒ＜Ｔｙ・・・（８）
ここで、（８）式の左辺（Ｌ／Ｖｒ）は衝突推定時間である。
この（８）式が成立する場合、操舵による障害物回避が不可能であると判断し、この（８）式が不成立の場合、操舵による障害物回避が可能であると判断する。
【００５１】
以上のように、ステップＳ７で、操舵による障害物回避の可能性を判断する。そして、操舵による障害物回避の可能性の判断基準となる横移動必要時間Ｔｙが運転者操作による操舵特性や自車両状態に影響される操舵特性を考慮して算出されているので、操舵による障害物回避の可能性の判断も、運転者操作による操舵特性や自車両状態に影響される操舵特性を考慮して行っていることになる。
【００５２】
続いてステップＳ８において、制動による障害物回避可能性を判断する。具体的には、制動回避判断部１２は、前記ステップＳ１で得た前記距離Ｌと相対速度Ｖｒとにより、制動による回避の可能性を判断する。例えば、下記（９）式に示す関係が成立するとき、制動による回避性が不可能であると判断する。
Ｌ＜−ＶｒＴ_d＋Ｖｒ²／２ａ・・・（９）
ここで、Ｔ_dは運転者のブレーキ操作時に減速度が発生するまでの無駄時間で、例えば０．２秒、ａは運転者のブレーキ操作で発生する減速度で、例えば８．０ｍ／ｓ²である。
【００５３】
続いてステップＳ９において、自車制動開始判断部１９は、前記ステップＳ７で得た操舵による障害物回避可能性の判断結果に基づいて、操舵による障害物回避が可能か否かを判定し、また、前記ステップＳ８で得た制動による障害物回避可能性の判断結果に基づいて、制動による障害物回避が可能か否かを判定する。ここで、操舵による障害物回避が不可能であり、かつ制動による障害物回避が不可能である場合、ステップＳ１１に進み、そうでない場合、ステップＳ１０に進む。
【００５４】
ステップＳ１１では、第２の制動力による制動制御を行う。この第２の制動力による制動制御については後で説明する。さらに、ステップＳ１１では、警報アラーム２から自動制動の作動を報知する警報音を発生させる。
また、ステップＳ１０では、自車制動開始判断部１９は、前記ステップＳ７で得た操舵による障害物回避可能性の判断結果に基づいて、操舵による障害物回避が可能か否かを判定し、また、前記ステップＳ８で得た制動による障害物回避可能性の判断結果に基づいて、制動による障害物回避が可能か否かを判定する。ここで、操舵による障害物回避が不可能であり、又は制動による障害物回避が不可能である場合、ステップＳ１２に進み、そうでない場合、すなわち、操舵及び制動の両方による障害物回避が可能である場合、ステップＳ１３に進む。
【００５５】
ステップＳ１２では、第１の制動力による制動制御を行う。この第１の制動力による制動制御については後で説明する。
ステップＳ１３では制動制御解除を行う。
次に、前記ステップＳ１２で行う第１の制動力による制動制御、前記ステップＳ１１で行う第２の制動力による制動制御、及び前記ステップＳ１３で行う制動制御解除について説明する。ここで、自動制御部２が制動制御を行う。
【００５６】
図９は、前記第１の制動力と第２の制動力との関係を示す。図９は、制動力の経時変化を示す。
この図９に示すように、第１の制動力による制動制御では、第１の傾きα１で増加し、第１の制動力ｐ１になるような制動制御であり、また、第２の制動力による制動制御は、前記第１の傾きα１よりも大きい第２の傾きα２で増加し、第２の制動力（ｐ１＋ｐ２）になるような制動制御である。そして、第２の制動力による制動制御は、通常、第１の制動力による制動制御から移行するようになっている。また、前記第１の傾きα１は、第１の制動力による制動制御から、第２の制動力による制動制御に移行する際に、第１の制動力の制動力の大きさであるｐ１が所定値以下になるように決定している。例えば、第１の傾きα１については次のように決定する。
【００５７】
先ず、第１の制動力による制動制御が作動し始めてから第２の制動力による制動制御が作動するまでの時間Ｔ１（図９中に示す時間）を推定する。
例えば、制動による障害物回避が不可能となってから、操舵による障害物回避が不可能になる場合には、下記（１０）式により、前記ステップＳ７で算出した横移動必要時間Ｔｙを用いて前記時間Ｔ１を算出する。
【００５８】
Ｔ１＝Ｌ／Ｖｒ−Ｔ_y ・・・（１０）
一方、操舵による障害物回避が不可能となってから制動による障害物回避が不可能になる場合には、下記（１１）式により、前記時間Ｔ１を算出する。
Ｔ１＝−（Ｌ−Ｖｒ²／２ａ＋ＶｒＴ_d）／Ｖｒ・・・（１１）
ここで、前述したように、Ｔ_dは運転者のブレーキ操作時に減速度が発生するまでの無駄時間であり、ａは運転者のブレーキ操作により発生する減速度である。
【００５９】
そして、前記（１０）式又は（１１）式で算出した時間Ｔ１に基づいて、前記第１の傾きα１を下記（１２）式により算出する。
α１＝（第２の制動力−制動力差ｐ１）／Ｔ１・・・（１３）
前記ステップＳ１２では、以上のような第１の制動力による制動制御を行い、また、ステップＳ１１では、以上のような第２の制動力による制動制御を行う。そして、前記ステップＳ１３では、そのような制動制御を解除する。制動制御の解除は、例えば、所定の傾きで徐々に制動力の大きさを小さくして行う。
【００６０】
次に動作を説明する。
車両用制動制御装置は、自車両前方の障害物との縦距離、相対速度、横変位量を得て（前記ステップＳ１）、さらに、自車前方障害物１０２の左右側方回避エリア幅Ｗ２＿Ｌ、Ｗ２＿Ｒを得る（前記ステップＳ２）。
また、車両用制動制御装置は、前記左右側方回避エリア幅Ｗ２＿Ｌ、Ｗ２＿Ｒと車幅Ｗ１とに基づいて、左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｌ及び左側回避エリア幅Ｗ２＿Ｒそれぞれについて操舵回避容易度を得て（前記ステップＳ３）、その操舵回避容易度に基づいて操舵特性を選択する（前記ステップＳ４）。ここで選択される操舵回避容易度は、「操舵回避容易」、「操舵回避困難」又は「操舵回避不可能」のいずれかである。
【００６１】
さらに、車両用制動制御装置は、前記横変位量の角度範囲θ１、θ２と前記操舵回避容易度とに基づいて、操舵回避方向を判断し（前記ステップＳ５）、その操舵回避方向、前記距離Ｌ及び横変位量に基づいて、操舵による障害物回避に必要な横移動量Ｙを算出する（前記ステップＳ６）。また、操舵回避に対応して操舵回避可否フラグを立てる（操舵回避可否フラグを１にする）。
【００６２】
そして、車両用制動制御装置は、前記操舵回避可否フラグ、横移動量Ｙ、操舵特性及び横移動必要時間Ｔｙに基づいて、操舵による障害物回避可能性を判断する（前記ステップＳ７）。一方、車両用制動制御装置は、前記距離Ｌと相対速度Ｖｒとに基づいて、制動による障害物回避可能性を判断する（前記ステップＳ８）。
【００６３】
そしてまた、車両用制動制御装置は、前記操舵による障害物回避可能性の判断結果と制動による障害物回避可能性の判断結果とに基づいて、第１の制動力による制動制御、又は第２の制動力による制動制御、或いはその制動制御の解除を行う（前記ステップＳ９〜ステップＳ１３）。
次に効果を説明する。
【００６４】
前述したように、操舵による障害物回避の可能性の判断を、運転者操作による操舵特性や自車両状態に影響される操舵特性等といった操舵特性を考慮して行っている。これにより、操舵による障害物回避の可能性の判断を正確にすることができ、最適なタイミングで障害物回避のための制動制御を行うことができる。
例えば、車両ごとに異なる操舵特性や車速域で異なる操舵特性等の操舵特性を考慮して操舵による障害物回避の可能性の判断をすることができ、最適なタイミングで障害物回避のための制動制御を行うことができる。
【００６５】
また、運転者の緊急時におけるステアリング操作の特性も加味して、車両の操舵回避時間（横移動必要時間Ｔｙ）を算出しているので、緊急時の障害物回避時間をより正確に算出することができ、この結果、最適なタイミングで障害物回避のための制動制御を行うことができる。
また、前述したように、操舵による障害物回避の可能性の判断を、自車前方障害物の左右の回避エリア幅Ｗ２＿Ｌ、Ｗ２＿Ｒに基づいて行っている。これにより、回避先がガードレールや壁等の道路構造物や車両の存在で回避困難な状況、或いは回避エリアの広さ（幅）を考慮して、操舵による障害物回避の可能性を判断することができる。
【００６６】
また、自車前方障害物の左右の一方側について操舵による回避可能性がある場合（より高い場合）、予測移動量とは関係なく、当該一方側について、操舵による障害物回避可能性の判断をするようにしている。これにより、実際の走行環境に対応した障害物回避可能性の判断をすることができる。例えば、従来では横移動量を基準にして、その横移動量が少ない方向について操舵による障害物回避の可能性を判断していたので、実際には操舵による障害物回避の可能性がない方向への回避可能性の判断を行うこともあった。例えば、回避先に十分な空間がない場合でも、回避可能性の判断をしていた。これにより、障害物回避が不可能であることの判断が遅れ、結果として、十分な回避のための減速効果が得られないという問題が発生していた。しかし、本発明のように、自車前方障害物の左右の一方側について操舵による回避可能性がある場合（より高い場合）、予測移動量に関係なく、当該一方側について、操舵による障害物回避可能性の判断をすることで、そのように、障害物回避が不可能であることの判断が遅れてしまい、十分な回避のための減速効果が得られなくなるといったことを防止できる。
【００６７】
また、前述したように、自車前方障害物の左右両側について操舵による回避可能性がある場合、予測移動量が少ない自車前方障害物の側方について、操舵による障害物回避可能性の判断をするようにしている。このように、自車前方障害物の左右両側について操舵による回避可能性がある場合には、予測移動量を基準にすることで、障害物回避の可能性の判断が厳しくなる。これにより、例えば、障害物回避のための減速が不要に作動してしまうことを防止でき、運転者に煩わしさを感じさせてしまうことを防止できる。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
【００６９】
すなわち、前述の実施の形態では、操舵による接触回避可能性の判断結果と制動による接触回避可能性の判断結果とに基づいて、接触回避のための制動制御を行う場合を説明している。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、本発明を適用する場合には、車両用制動制御装置は少なくとも操舵による接触回避可能性の判断する構成であればよく、その判断結果に基づいて接触回避のための制動制御を行えばよい。
【００７０】
また、前述の実施の形態では、前記操舵回避容易度を３段階のレベルに分けることについて説明した。さらに、この操作回避容易度のレベル分けに伴い、運転者操作による操舵特性も２つのパターンとして説明した（図５及び図６）。しかし、これに限定されるものではない。例えば、前記操舵回避容易度を４段階以上の多段階にレベル分けしてもよく、さらには、これに応じて、運転者操作による操舵特性もさらに多くのパターンにしてもよい。このようにすることで、よりきめ細かく運転者の回避行動を想定して、操舵による障害物回避の可能性の判断をすることができるようになる。
【００７１】
また、前述の実施の形態では、前方監視部１がスキャニング式のレーザレーダセンサである場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、前方監視部１は自車両の前方の走行環境を検出するものであればよく、例えばミリ波レーダセンサや赤外レーダセンサであってもよい。
【００７２】
なお、前述の実施の形態の説明において、操舵回避判断部１８で自車両状態を示す操舵特性を得ることや操舵特性選択部１５は、操舵特性を検出する操舵特性検出手段を実現しており、操舵回避判断部１７は、前記操舵特性検出手段が検出した操舵特性に基づいて、自車両前方に存在する障害物の側方へ、操舵により接触回避が可能か否かを判断する操舵接触回避可能性判断手段を実現しており、制動回避判断部１２は、自車両前方の障害物に対して、制動により接触回避が可能か否かを判断する制動接触回避可能性判断手段を実現しており、自動制動開始判断部１９及び自動制動部２は、前記操舵接触回避可能性判断手段の判断結果と制動接触回避可能性判断手段の判断結果とに基づいて、前記障害物に対する接触回避のための制動制御を行う制動制御手段を実現している。
【００７３】
また、回避エリア幅検出部１３は、前記障害物の左右側方それぞれにおける空き幅を検出する空き幅検出手段を実現しており、操舵回避容易度判断部は、前記空き幅と自車幅とに基づいて、前記障害物の左右側方それぞれについて操舵による接触回避容易度を決定する操舵回避容易度決定手段を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の車両用制動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】前記車両用制動制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図３】前記車両用制動制御装置が障害物回避の可能性判断で扱う道路状況を示す図である。
【図４】車両用制動制御装置の前方監視部の動作を説明するために使用した図である。
【図５】操舵回避容易度に基づいて選択される運転者操作に基づく操舵特性を示す特性図である。
【図６】操舵回避容易度に基づいて選択される運転者操作に基づく他の操舵特性を示す特性図である。
【図７】タイヤ横力とタイヤスリップ角との関係を示す特性図である。
【図８】車速Ｖと横移動量Ｙとから最適な横移動必要時間Ｔｙを得るためのマップを示す図である。
【図９】第１の制動力による制動制御と第２の制動力による制動制御との関係を説明するために使用した図である。
【符号の説明】
１前方監視部
２自動制御部
３警報アラーム
１０車載制御部
１１位置関係及び相対速度検出部
１２制動回避判断部
１３回避エリア幅検出部
１４操舵回避容易度判断部
１５操舵特性選択部
１６操舵回避方向判断部
１７横移動量算出部
１８操舵回避判断部
１９自動制御開始判断部
１０１自車両
１０２自車前方障害物

Claims

運転者操作に基づく操舵操作を想定して決められている運転者操作による操舵特性から所定の運転者操作による操舵特性を決定する操舵特性決定手段と、
前記操舵特性決定手段が決定した運転者操作による操舵特性に基づいて、自車両前方に存在する障害物の側方へ、操舵により接触回避が可能か否かを判断する操舵接触回避可能性判断手段と、
自車両前方の障害物に対して、制動により接触回避が可能か否かを判断する制動接触回避可能性判断手段と、
前記操舵接触回避可能性判断手段の判断結果と制動接触回避可能性判断手段の判断結果とに基づいて、前記障害物に対する接触回避のための制動制御を行う制動制御手段と、
を備え、
前記操舵特性決定手段は、前記運転者操作による操舵特性としての、運転者の操舵速度、又は運転者による操舵量である操舵最大量に基づく操舵特性を、自車両前方の走行環境に基づいて決定すること
を特徴とする車両用制動制御装置。
前記操舵接触回避可能性判断手段は、前記操舵特性決定手段が決定した操舵特性となる前記操舵速度又は操舵最大量に基づいて、前記障害物の側方に回避できる横移動量を自車両が移動するのに必要な横移動必要時間を算出し、算出した横移動必要時間に基づいて、前記障害物の側方へ、操舵により接触回避が可能か否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の車両用制動制御装置。
前記操舵接触回避可能性判断手段は、自車両と前記障害物との衝突推定時間と、前記横移動必要時間とを比較して、前記障害物の側方へ、操舵により接触回避が可能か否かを判断することを特徴とする請求項２に記載の車両用制動制御装置。
前記操舵特性決定手段は、前記走行環境である自車両前方の障害物の両側の回避エリア幅に基づいて、前記運転者操作による操舵特性を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用制動制御装置。
前記操舵特性決定手段は、前記運転者操作による操舵特性として、前記走行環境である自車両前方の障害物の両側の回避エリア幅が小さくなるほど、想定される運転者の操舵速度が小さくなる操舵特性を決定することを特徴とする請求項４に記載の車両用制動制御装置。