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  • 特許-車両の緊急退避制御装置 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-26
(45)【発行日】2023-10-04
(54)【発明の名称】車両の緊急退避制御装置
(51)【国際特許分類】
   B60T 8/17 20060101AFI20230927BHJP
   B60W 30/00 20060101ALI20230927BHJP
   B60T 13/74 20060101ALI20230927BHJP
【FI】
B60T8/17 B
B60W30/00
B60T13/74 G
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2019164908
(22)【出願日】2019-09-10
(65)【公開番号】P2021041806
(43)【公開日】2021-03-18
【審査請求日】2022-08-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社SUBARU
(74)【代理人】
【識別番号】110002907
【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】難波 亮介
【審査官】山田 康孝
(56)【参考文献】
【文献】独国特許出願公開第102011111934(DE,A1)
【文献】特開2014-044707(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60T 7/12-8/1769
B60T 13/00-13/74
B60W 30/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドライバが自車両の運転操作を手動で行う手動運転モードと、運転操作を支援する運転支援モードと、前記自車両を非常駐車制御により自動的に停止させる退避モードと、に切り替え可能な車両の緊急退避制御装置であって、
電動パーキングブレーキと、
パーキングブレーキレバーと、
前記パーキングブレーキレバーからの信号が入力され、前記電動パーキングブレーキを駆動制御する電動パーキングブレーキ制御ユニットと、
前記電動パーキングブレーキ制御ユニットを制御すると共に、前記手動運転モード、前記運転支援モードおよび前記退避モードを切換える運転モード切換ユニットと、
を有し、
前記手動運転モード中において、前記自車両が停車中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させ、
前記運転支援モード中において、前記自車両の走行中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記運転モード切換ユニットが前記運転支援モードから前記退避モードに切換えて、前記退避モード終了後に、前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させることを特徴とする車両の緊急退避制御装置。
【請求項2】
前記運転支援モード中において、前記パーキングブレーキレバーを一定時間操作することにより、前記退避モードが実行されることを特徴とする請求項1に記載の車両の緊急退避制御装置。
【請求項3】
前記運転支援モード中において、前記自車両が停車中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両の緊急退避制御装置。
【請求項4】
前記パーキングブレーキレバーは、運転席と助手席の間のセンタコンソールに設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両の緊急退避制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子パーキングブレーキを備えた車両の緊急退避制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両の運転支援および自動運転を実現するための種々の技術が開発されている。車両の運転支援は、ドライバがステアリングを握った状態で車両のステアリング操作および/または加減速をサポートする。車両の自動運転は、ドライバがステアリングを離した状態でも、特定の場所に限り交通状況を認知して、車両の運転に関わる操作を行う。
【0003】
なお、車両の自動運転には、特定の場所を限定して、緊急時、システムが作動困難などになった場合にドライバが対応を行ったり、緊急時でもシステムが対応したり、場所の限定なくシステムが車両の運転に関わる操作を行うなどが含まれる。
【0004】
このような自動運転技術に関し、例えば、特許文献1に開示されるように、緊急時にシステムが対応して、車両を安全な場所まで退避走行させる退避走行の制御が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2011-226441号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、車両の運転支援時において、車両のステアリング操作および/または加減速は、ドライバが行うが、ドライバに意識低下、急病などにより、車両の運転ができない状態が発生した場合、車両の乗員がドライバのみのときは勿論、同乗者により車両を安全な場所に移動することは困難である。また、車両が路上で急停車、蛇行などすると、後続車などの他車両の進行を妨げたり、追突されたりする虞がある。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑み、車両の運転支援時において、ドライバが車両の運転操作が困難な状態に陥った場合に、車両を安全な場所に移動する車両の緊急退避制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様の車両の緊急退避制御装置は、ドライバが自車両の運転操作を手動で行う手動運転モードと、運転操作を支援する運転支援モードと、前記自車両を非常駐車制御により自動的に停止させる退避モードと、に切り替え可能な車両の緊急退避制御装置であって、電動パーキングブレーキと、パーキングブレーキレバーと、前記パーキングブレーキレバーからの信号が入力され、前記電動パーキングブレーキを駆動制御する電動パーキングブレーキ制御ユニットと、前記電動パーキングブレーキ制御ユニットを制御すると共に、前記手動運転モード、前記運転支援モードおよび前記退避モードを切換える運転モード切換ユニットと、を有し、前記手動運転モード中において、前記自車両が停車中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させ、前記運転支援モード中において、前記自車両の走行中に前記パーキングブレーキレバーを操作すると前記運転モード切換ユニットが前記運転支援モードから前記退避モードに切換えて、前記退避モード終了後に、前記電動パーキングブレーキ制御ユニットが前記電動パーキングブレーキを駆動させる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、車両の運転支援時において、ドライバが車両の運転操作が困難な状態に陥った場合に、車両を安全な場所に移動する車両の緊急退避制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】車両の緊急退避制御装置の概略構成図
図2】センタコンソールに設けられたパーキングブレーキレバーおよび後輪側のブレーキ機構の構成を示す模式図
図3】手動運転モードおよび運転支援モードの際に車両の緊急退避制御装置が実行する制御フローチャート
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に図面を参照しながら、本発明の一態様の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
【0012】
図1に示す車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置1は、自動車などの車両(自車両)に搭載されている。この運転支援装置1は、車外の走行環境を認識するためのセンサユニット(走行環境認識手段)として、ロケータユニット11及びカメラユニット21を有し、これらの両ユニット11,21が互いに依存することのない完全独立の多重系を構成している。また、運転支援装置1は、走行制御ユニット(以下、「走行_ECU」と称す)22と、エンジン制御ユニット(以下「E/G_ECU」と称す)23と、パワーステアリング制御ユニット(以下「PS_ECU」と称す)24と、ブレーキ制御ユニット(以下「BK_ECU」と称す)25と、電動パーキングブレーキ制御ユニット(以下「EPB_ECU」と称す)26と、を備え、これら各制御ユニット22~26が、ロケータユニット11およびカメラユニット21と共に、CAN(Controller Area Network)などの車内通信回線10を介して接続されている。
【0013】
ロケータユニット11は、道路地図上の自車位置を推定するものであり、自車位置を推定するロケータ演算部12を有している。このロケータ演算部12の入力側には、自車両の前後加速度を検出する前後加速度センサ13、前後左右各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ14、自車両の角速度または角加速度を検出するジャイロセンサ15、複数の測位衛星から発信される測位信号を受信するGNSS受信機16など、自車両の位置(自車位置)を推定するに際し、必要とするセンサ類が接続されている。
【0014】
また、ロケータ演算部12には、記憶手段としての高精度道路地図データベース18が接続されている。高精度道路地図データベース18は、HDDなどの大容量記憶媒体であり、高精度な道路地図情報(ダイナミックマップ)が記憶されている。この高精度道路地図情報は、自動運転を行う際に必要とする車線データとして、車線幅データ、車線中央位置座標データ、車線の進行方位角データ、制限速度などを保有している。この車線データは、道路地図上の各車線に数メートル間隔で格納されている。
【0015】
ロケータ演算部12は、自車位置を推定する自車位置推定部12a、地図情報取得部12bを備えている。地図情報取得部12bは、例えばドライバが自動運転に際してセットした目的地に基づき、現在地から目的地までのルート地図情報を高精度道路地図データベース18に格納されている地図情報から取得する。
【0016】
また、地図情報取得部12bは、取得したルート地図情報(ルート地図上の車線データ)を自車位置推定部12aへ送信する。自車位置推定部12aは、GNSS受信機16で受信した測位信号に基づき自車両の位置座標を取得する。また、自車位置推定部12aは、取得した位置座標をルート地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置を推定すると共に走行車線を特定し、道路地図データに記憶されている走行車線中央の道路曲率を取得する。
【0017】
さらに、自車位置推定部12aは、トンネル内走行などのようにGNSS受信機16の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境において、車輪速センサ14で検出した車輪速に基づき求めた車速、ジャイロセンサ15で検出した角速度、前後加速度センサ13で検出した前後加速度に基づいて自車位置を推定する自律航法に切換えて、道路地図上の自車位置を推定する。
【0018】
カメラユニット21は、車室内前部の上部中央に固定されており、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ21aおよびサブカメラ21bからなる車載カメラ(ステレオカメラ)と、画像処理ユニット(IPU)21cおよび走行環境認識部21dを有している。
【0019】
IPU21cは、両カメラ21a,21bで撮像した自車両前方の前方走行環境画像情報を所定に画像処理し、対応する対象の位置のズレ量から求めた距離情報を含む前方走行環境画像情報(距離画像情報)を生成する。
【0020】
走行環境認識部21dは、IPU21cから受信した距離画像情報などに基づき、自車両が走行する進行路(自車進行路)の左右を区画する区画線の道路曲率[1/m]、および左右区画線間の幅(車幅)を求める。この道路曲率、および車幅の求め方は種々知られているが、例えば、走行環境認識部21dは、道路曲率を前方走行環境画像情報に基づき輝度差による二値化処理にて、左右の区画線を認識し、最小二乗法による曲線近似式などにて左右区画線の曲率を所定区間毎に求め、さらに、両区画線間の曲率の差分から車幅を算出する。
【0021】
そして、走行環境認識部21dは、この左右区間線の曲率と車線幅とに基づき車線中央の道路曲率を求め、さらに、車線中央を基準とする自車両の横位置偏差、正確には、車線中央から自車両の車幅方向中央までの距離である自車横位置偏差Xdiffを算出する。
【0022】
また、走行環境認識部21dは、距離画像情報に対して所定のパターンマッチングなどを行い、道路に沿って存在するガードレール、縁石および立体物の認識を行う。ここで、走行環境認識部21dにおける立体物の認識では、例えば、立体物の種別、立体物までの距離、立体物の速度、立体物と自車両との相対速度などの認識が行われる。
【0023】
さらに、カメラユニット21は、自車両の左右側後方を撮像するための側後方カメラ21l,21rを有する。これら側後方カメラ21l,21rによって撮像された自車両の側方走行環境画像情報がIPU21cに入力されると、IPU21cは、エッジ検出などの所定の画像処理を行う。さらに、走行環境認識部21dは、IPU21cにおいて検出されたエッジ情報に対して所定のパターンマッチングなどを行い、自車両の側方に存在する並走車や後方に存在する後続車などの立体物の認識を行う。
【0024】
ロケータ演算部12の自車位置推定部12aで推定した自車位置、カメラユニット21の走行環境認識部21dで求めた自車横位置偏差Xdiffおよび立体物情報などは、走行_ECU22で読込まれる。また、走行_ECU22の入力側には、各種スイッチ・センサ類として、ドライバが自動運転(運転支援制御)のオン/オフ切換を行う自動運転スイッチ33と、ドライバがステアリングを保舵(把持)しているときオンするハンドルタッチセンサ34と、ドライバによる運転操作量としての操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ35と、ドライバによる運転操作量としてのブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキセンサ36と、ドライバによる運転操作量としてのアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ37と、が接続されている。
【0025】
走行_ECU22は、現在の運転モードが後述する第2の運転支援モードである場合において、自動運転スイッチ33のオン状態が維持されていることを前提として、システム条件が不成立となった場合には、自動退避モードに移行すべき旨の判定を行う。
【0026】
E/G_ECU23の出力側には、スロットルアクチュエータ27が接続されている。このスロットルアクチュエータ27は、エンジンのスロットルボディに設けられている電子制御スロットルのスロットル弁を開閉動作させるものであり、E/G_ECU23からの駆動信号によりスロットル弁を開閉動作させて吸入空気流量を調整することで、所望のエンジン出力を発生させる。
【0027】
PS_ECU24の出力側には、電動パワステモータ28が接続されている。この電動パワステモータ28は、ステアリング機構にモータの回転力で操舵トルクを付与するものであり、自動運転では、PS_ECU24からの駆動信号により電動パワステモータ28を制御動作させることで、現在の走行車線の走行を維持させる車線維持制御、および自車両を隣接車線へ移動させる車線変更制御(追越制御などのための車線変更制御)が実行される。
【0028】
BK_ECU25の出力側には、ブレーキアクチュエータ29が接続されている。このブレーキアクチュエータ29は、各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダに対して供給するブレーキ油圧を調整するもので、BK_ECU25からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ29が駆動されると、ブレーキホイール41にブレーキパットを押し付けるブレーキキャリパー42(例えば、図2参照)により各車輪に対してブレーキ力が発生し、強制的に減速される。
【0029】
EPB_ECU26の入力側には、パーキングブレーキレバー38が接続されている。EPB_ECU26の出力側は、電動パーキングブレーキとしてのパーキングブレーキアクチュエータ39が接続されている。このパーキングブレーキアクチュエータ39は、図2に示すように、後輪側のブレーキホイール41にブレーキパットを押し付けるブレーキキャリパー42に設けられる。
【0030】
パーキングブレーキアクチュエータ39には、電動ピストンなどが設けられ、ドライバなどによるパーキングブレーキレバー38のON/OFF操作に応じて、EPB_ECU26からの駆動信号が入力されることで電動ピストンが駆動される。
【0031】
パーキングブレーキアクチュエータ39が駆動されると、後輪側のブレーキホイール41にブレーキ力を発生させて、主に停車時の自車両を動かないようにする。なお、ここでのパーキングブレーキレバー38は、図2に示すように、運転席と助手席の間のシフトノブ45などが設けられるセンタコンソール40に設けられている。
【0032】
ところで、走行_ECU22には、運転モードとして、手動運転モードと、第1の運転支援モードと、第2の運転支援モードと、退避モードと、が設定されている。
【0033】
ここで、手動運転モードとは、ドライバによる保舵を必要とする要保舵運転モードであり、例えば、ドライバによるステアリング操作、アクセル操作およびブレーキ操作などの運転操作に従って、自車両を走行させる運転モードである。
【0034】
また、第1の運転支援モードも同様に、ドライバによる保舵を必要とする要保舵運転モードである。すなわち、第1の運転支援モードは、ドライバによる運転操作を反映しつつ、例えば、E/G_ECU23、PS_ECU24、BK_ECU25などの制御を通じて、主として、先行車追従制御(Adaptive Cruise Control)と、車線維持(Lane Keep Assist)制御および車線逸脱防止(Lane Departure Prevention)制御とを組み合わせて行うことにより、目標走行経路に沿って自車両を走行させる、いわば半自動運転モードである。
【0035】
また、第2の運転支援モードとは、ドライバによる保舵、アクセル操作およびブレーキ操作を必要とすることなく、例えば、E/G_ECU23、PS_ECU24、BK_ECU25などの制御を通じて、主として、先行車追従制御(Adaptive Cruise Control)と、車線維持(Lane Keep Assist)制御および車線逸脱防止(Lane Departure Prevention)制御とを組み合わせて行うことにより、目標走行経路に沿って自車両を走行させる自動運転モードである。
【0036】
退避モードは、例えば、第2の運転支援モードによる走行中に、当該モードによる走行が継続不能となり、且つ、ドライバに運転操作を引き継ぐことができなかった場合(すなわち、手動運転モード、または、第1の運転支援モードに遷移できなかった場合)に、自車両を路側帯などに自動的に停止させるためのモードである。
【0037】
このように設定された各運転モードは、走行_ECU22において選択的に切換可能となっており、走行_ECU22が運転モード切換ユニットを構成している。
【0038】
ここで、手動運転モードおよび第1の運転支援モードにおいて、パーキングブレーキレバー38が操作された際に車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置1が実行する緊急退避制御のルーティンの一例を以下に説明する。
【0039】
図3のフローチャートに示すように、運転支援装置1は、自車両のエンジンをスタートすると、走行_ECU22により手動運転モードから開始される(S1)。
【0040】
走行_ECU22は、手動運転モード中、加速度センサ13、車輪速センサ14、ジャイロセンサ15などから自車両の車速を検出しており、常に車速が0(ゼロ)となる停車状態であるか否かを判定している(S2)。
【0041】
なお、車速が0(ゼロ)のときに、パーキングブレーキレバー38が引かれてONの信号がEPB_ECU26に入力されると(S10)、EPB_ECU26によりパーキングブレーキアクチュエータ39が駆動される(S11)。これにより、自車両にブレーキがかかり、停車した状態(駐車状態)が維持される。
【0042】
一方、車速が0(ゼロ)のときでも、パーキングブレーキレバー38が引かれずONの信号がEPB_ECU26に入力されないと、ステップS1の自動運転モードが継続される。
【0043】
手動運転モードから自動運転スイッチ33によって第1の運転支援モードが選択(ON)操作されると(S3)、走行_ECU22は、第1の運転モード制御を開始する(S4)。なお、ステップS3の自動運転スイッチ33が操作されるまで第1の運転支援モードが継続される。
【0044】
この第1の運転支援モード中に、パーキングブレーキレバー38が引かれて、EPB_ECU26に入力されるON信号が一定時間T(例えば、T≧2sec)経過した場合(S5)、EPB_ECU26からの情報を受けた走行_ECU22は、上記各種センサから自車両の車速が0(ゼロ)となる停車状態であるか否かを判定する(S6)。
【0045】
自車両の車速が0(ゼロ)ではない走行状態のときは、走行_ECU22は、第1の運転支援モードを終了し(S7)、退避モードの運転制御を開始する(S8)。
【0046】
自車両を路側帯などに自動的に停止させる退避モードの運転制御が終了すると(S9)、EPB_ECU26によりパーキングブレーキアクチュエータ39が駆動され(S11)、自車両にブレーキがかかり、停車した状態(駐車状態)が維持される。
【0047】
なお、ステップS6において、自車両の車速が0(ゼロ)の停車状態のときは、EPB_ECU26によりパーキングブレーキアクチュエータ39が駆動され(S11)、自車両にブレーキがかかり、停車した状態(駐車状態)が維持される。
【0048】
以上のように構成された本実施形態の車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置1は、自動運転モード時において、自車両が停車している際に、パーキングブレーキレバー38が引かれると、通常のパーキングブレーキが作動される。
【0049】
また、運転支援装置1は、第1の運転支援モード時において、自車両が停車している際に、パーキングブレーキレバー38が引かれると、通常のパーキングブレーキが作動され、自車両が走行中に一定時間パーキングブレーキレバー38が引かれると、第1の運転支援モードを終了して、ドライバによる監視不要の非常駐車制御である退避モードの自動運転制御が実行される。
【0050】
このような制御を行う車両の緊急退避制御装置を含む運転支援装置1により、第1の運転支援モード動作中において、ドライバに意識低下、急病などにより、車両の運転ができない状態が発生したり、前方監視ができない状態に陥ったりした場合に、一定時間パーキングブレーキレバー38を引くことで、非常駐車制御である退避モードに切換えて自車両が危険な状態に陥ることを防ぎ、安全な場所に移動することができる。
【0051】
また、パーキングブレーキレバー38は、運転席と助手席の間のセンタコンソール40に設けられており、ドライバが自ら操作できない状態であっても、助手席および後部座席の同乗者により操作可能となっている。
【0052】
なお、上述では、第1の運転支援モード中において、一定時間パーキングブレーキレバー38を引くことで退避モードの自動運転制御が実行されるものを例示したが、第2の運転支援モード中でも一定時間パーキングブレーキレバー38を引くことで退避モードに切換るようにしてもよい。
【0053】
各ECU22~26を備えた運転支援装置1は、中央処理装置(CPU)、ROM、RAMなどの記憶装置などを含むプロセッサを有している。また、プロセッサの複数の回路の全て若しくは一部の構成は、ソフトウェアで実行してもよい。例えば、ROMに格納された各機能に対応する各種プログラムをCPUが読み出して実行するようにしてもよい。
【0054】
さらに、プロセッサの全部若しくは一部の機能は、論理回路あるいはアナログ回路で構成してもよく、また各種プログラムの処理を、FPGAなどの電子回路により実現するようにしてもよい。
【0055】
以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
例えば、各形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【0056】
1…運転支援装置
10…車内通信回線
11…ロケータユニット
12…ロケータ演算部
12a…自車位置推定部
12b…地図情報取得部
13…前後加速度センサ
13…加速度センサ
14…車輪速センサ
15…ジャイロセンサ
16…受信機
18…高精度道路地図データベース
21…カメラユニット
21a…メインカメラ
21b…サブカメラ
21d…走行環境認識部
21l,21r…側後方カメラ
22…走行制御ユニット(走行_ECU)
23…エンジン制御ユニット(E/G_ECU)
24…パワーステアリング制御ユニット(PS_ECU)
25…ブレーキ制御ユニット(BK_ECU)
26…電動パーキングブレーキ制御ユニット(EPB_ECU)
27…スロットルアクチュエータ
28…電動パワステモータ
29…ブレーキアクチュエータ
33…自動運転スイッチ
34…ハンドルタッチセンサ
35…操舵トルクセンサ
36…ブレーキセンサ
37…アクセルセンサ
38…パーキングブレーキレバー
39…パーキングブレーキアクチュエータ
40…センタコンソール
41…ブレーキホイール
42…ブレーキキャリパー
45…シフトノブ
図1
図2
図3