JP2022178816A - Vehicle control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置に係り、特に運転支援のための車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device for driving assistance.
従来、車両の運転に関する評価を運転者へ通知するシステムが知られている。この運転評価には、運転者の行った運転操作内容と、より適切な運転操作内容を含めることができる。また、この運転評価は、例えば、評価対象となった運転操作が行われている時、又は、運転の終了時に運転者に通知される。特許文献1に記載の報告書作成システムでは、運転者が車両の運転を終えると、その日の運転についての運転評価報告書が運転者に提供される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a system is known that notifies a driver of an evaluation regarding driving of a vehicle. This driving evaluation can include details of the driving operation performed by the driver and more appropriate details of the driving operation. In addition, this driving evaluation is notified to the driver, for example, when the driving operation targeted for evaluation is being performed or when the driving ends. In the report creation system described in
しかしながら、特許文献1のように運転の終了時に運転評価が通知されると、評価対象となった運転操作に対する運転者の記憶は曖昧になる。また、評価対象となった運転操作が行われている時に運転評価を通知すると、運転中の運転者が混乱するおそれがある。したがって、このような運転評価の通知が運転者の運転技能を向上させる効果は低かった。
However, when a driving evaluation is notified at the end of driving as in
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、運転者の運転技能を向上させることが可能な運転支援装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a driving assistance device capable of improving the driving skill of a driver.
上記の目的を達成するために、本発明は、車両の運転者による車両操作を支援する車両制御装置であって、車両の周囲の交通環境及び走行環境に応じて目標走行経路を計算し、車両が目標走行経路上を走行するように車両を制御可能なコントローラを備え、コントローラは、交通環境及び走行環境に起因して車両に生じる可能性のあるリスクを推定するリスク推定処理と、リスクに対する運転者の行動を検出するリスク回避行動検出処理と、情報報知装置を用いて、運転者にリスクを回避させるように情報を提供する情報提供処理と、を実行するように構成され、コントローラは、情報提供処理において、リスクに対する運転者の行動に基づいて、運転者がリスクを知覚していないと判定した場合、運転者にリスクを知覚させるように、情報報知装置を用いてリスクを報知する第1支援処理と、リスクに対する運転者の行動に基づいて、運転者がリスク回避のために実行すべき車両操作を実行していないと判定した場合、車両の運転終了後に情報報知装置を用いて少なくともリスクを回避するための車両操作についての情報を報知する第2支援処理と、リスクに対する運転者の行動に基づいて、運転者がリスク回避のために実行すべき車両操作を実行したが、車両操作における操作部の操作量ではリスクを回避できないと判定した場合、リスクを回避するように操作部を動かして、操作部の動きにより運転者に適切な操作量を報知する第3支援処理と、を実行することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle control device for assisting vehicle operation by a driver of a vehicle, which calculates a target travel route according to the traffic environment and travel environment around the vehicle, is equipped with a controller capable of controlling the vehicle so that it travels along the target travel route. The controller is configured to execute a risk avoidance behavior detection process for detecting a driver's behavior and an information provision process for providing information so that the driver avoids risk using an information notification device, wherein the controller receives information In the providing process, if it is determined that the driver does not perceive the risk based on the behavior of the driver with respect to the risk, the information notification device is used to notify the risk so that the driver perceives the risk. If it is determined that the driver has not performed the vehicle operation that should be performed to avoid the risk based on the support processing and the driver's behavior with respect to the risk, the information reporting device is used after the vehicle is driven to at least the risk. The driver performed the vehicle operation to avoid the risk based on the second support process for notifying information about the vehicle operation to avoid the risk and the driver's behavior against the risk, but the vehicle operation When it is determined that the operation amount of the operation unit cannot avoid the risk, the operation unit is moved so as to avoid the risk, and the operation unit is moved to notify the driver of the appropriate operation amount. It is characterized by
このように構成された本発明では、運転者がリスクに遭遇したとき、運転者の運転性能(知覚性能、判断性能、及び操作性能)が発揮されているか否かがそれぞれ判定され、運転性能が発揮されていない機能に関する支援処理(第1~第3支援処理)が実行される。第1支援処理では、運転者にリスクを知覚させるように報知が行われ、第2支援処理では、リスクに対して実行すべきであった車両操作についての情報が報知され、第3支援処理では、リスクに対して実行すべき車両操作の操作量が操作部の動きにより報知される。これにより、本発明では、運転者は、各機能の運転操作を学習して、運転技能を向上させることができる。また、知覚機能及び操作機能に関する第1及び第3支援処理はリスク遭遇中に実行されるため、運転者は実際にリスクを意識しながら、車両操作を学習することができる。一方、リスク遭遇中に運転者が実行している車両操作と異なる車両操作を運転者に報知すると、運転者が混乱してしまうおそれがある。このため、判断機能に関する第2支援処理は運転終了後に実行される。 In the present invention configured as described above, when the driver encounters a risk, it is determined whether or not the driver's driving performance (perception performance, judgment performance, and operation performance) is demonstrated, and the driving performance is improved. Assistance processes (first to third assistance processes) relating to functions that are not exhibited are executed. In the first support process, information is provided so that the driver perceives the risk. , the operation amount of the vehicle operation to be executed with respect to the risk is informed by the movement of the operation unit. Thus, in the present invention, the driver can learn the driving operation of each function and improve his driving skill. In addition, since the first and third support processes relating to the perception function and the operation function are executed during the risk encounter, the driver can learn how to operate the vehicle while actually being aware of the risks. On the other hand, if the driver is notified of a vehicle operation that differs from the vehicle operation that the driver is performing during the risk encounter, the driver may become confused. Therefore, the second support process related to the judgment function is executed after the end of driving.
また、本発明において好ましくは、コントローラは、リスクを回避するための運転者の運転能力値を推定し、運転能力値に基づいて、運転者がリスクを回避できないと判定した場合、車両が目標走行経路を自律走行するように車両を制御し、第1支援処理、第2支援処理、及び第3支援処理を実行しない。このように構成された本発明では、運転者の運転能力ではリスクを回避することができない場合は、車両が目標走行経路を自律運転により走行することにより、リスクを回避することができる。 Further, in the present invention, preferably, the controller estimates a driving ability value of the driver for avoiding the risk, and if it is determined that the driver cannot avoid the risk based on the driving ability value, the vehicle returns to the target driving range. The vehicle is controlled to autonomously travel the route, and the first assistance process, the second assistance process, and the third assistance process are not executed. In the present invention configured as described above, when the risk cannot be avoided by the driver's driving ability, the vehicle can avoid the risk by autonomously driving the target travel route.
また、本発明において好ましくは、リスク回避のために実行すべき車両操作は、目標走行経路を走行するために実行すべき車両操作である。このように構成された本発明では、目標走行経路を走行するための車両操作を参照することにより、運転者がリスク回避のために適切な行動を行っているか否かを判定することができる。 Further, in the present invention, preferably, the vehicle operation to be performed for risk avoidance is a vehicle operation to be performed to travel the target travel route. In the present invention configured in this manner, it is possible to determine whether or not the driver is taking appropriate actions for risk avoidance by referring to the vehicle operation for traveling the target travel route.
また、本発明において好ましくは、コントローラは、第3支援処理を実行する際に、操作部の適切な操作量に対応するように車両を制御する。このように構成された本発明では、第3支援処理により、運転者に操作部の適切な操作位置を報知すると共に、車両の挙動を適切に制御することができる。 Also, in the present invention, preferably, the controller controls the vehicle so as to correspond to an appropriate amount of operation of the operation unit when executing the third assistance process. In the present invention configured as described above, it is possible to appropriately control the behavior of the vehicle while notifying the driver of the appropriate operating position of the operation unit by the third assistance process.
また、本発明において好ましくは、コントローラは、第1支援処理、第2支援処理、及び第3支援処理において、運転者が目標走行経路を走行するために、交通環境及び走行環境を知覚する知覚機能、交通環境及び走行環境において実行すべき操作部の操作を判断する判断機能、及び交通環境及び走行環境において実行すべき操作部の操作を実行する操作機能を運転者が有するか否かを判定する。このように構成された本発明では、運転者が有するべき複数の運転機能のそれぞれについて、運転者が運転能力を有するか否かを判定することができる。 Further, in the present invention, preferably, the controller has a perceptual function of perceiving the traffic environment and the driving environment in order for the driver to travel the target driving route in the first support process, the second support process, and the third support process. , a judgment function for judging the operation of the operation unit to be executed in the traffic environment and the driving environment, and an operation function to execute the operation of the operation unit to be executed in the traffic environment and the driving environment. . In the present invention configured as described above, it is possible to determine whether or not the driver has the driving ability for each of the plurality of driving functions that the driver should have.
また、本発明において好ましくは、情報報知装置は、運転者に対して情報を提供する表示装置及び音声出力装置、及び車両の外部の情報通信機器へ情報を提供する情報送信装置を含む。このように構成された本発明では、運転者は、表示装置及び音声出力装置により、運転者の運転中又は運転終了後に視覚情報及び聴覚情報を学習することができる。また、本発明では、運転者は、情報送信装置から情報を情報通信機器で受信することにより、運転終了後に当該情報を学習することができる。 Further, in the present invention, preferably, the information notification device includes a display device and an audio output device that provide information to the driver, and an information transmission device that provides information to information communication equipment outside the vehicle. In the present invention configured as described above, the driver can learn visual information and auditory information from the display device and the audio output device during or after the driver's driving. Further, in the present invention, the driver can learn the information after driving by receiving the information from the information transmitting device by the information communication device.
本発明の運転支援装置によれば、運転者の運転技能を向上させることができる。 According to the driving assistance device of the present invention, it is possible to improve the driving skill of the driver.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両制御装置について説明する。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態による車両制御装置が提供する車両制御の概略を説明する。図1は、車両制御の説明図である。
A vehicle control device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, with reference to FIG. 1, an outline of vehicle control provided by a vehicle control device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of vehicle control.
本実施形態の車両制御装置100(図2参照)は、運転者が主体的に車両1の車両操作を行うことを前提として構成されている。このため、車両制御装置100は、運転者の状態に応じて、車両1の車両操作を適切なレベルで支援する。すなわち、本実施形態では、原則的に、車両1の運転支援制御は、運転者が実行したい車両操作と運転者が実行可能な車両操作との間の差分を埋めるように提供される。例えば、運転者の低下した運転機能が主に補助される。さらに、車両制御装置100は、所定時には車両1を自動運転制御に自動的に切り替えるように構成されている。
The vehicle control device 100 (see FIG. 2) of the present embodiment is configured on the premise that the driver will actively operate the
具体的には、車両制御装置100は、運転者が通常の運転能力を有する場合、特定時にのみ車両操作に介入して、運転支援制御(自動アクセル、自動ブレーキ、自動ステアリング等)を行う。特定時とは、例えば、運転者の運転能力が一時的に低下したとき(例えば、疲労、眠気)や、走行環境が比較的難しいとき(例えば、周囲交通状況が複雑、道路形状が複雑、周囲が暗い)である。また、車両制御装置100は、運転者(例えば、高齢者、MCI)の運転能力の一部が低下している場合(例えば、ステアリングホイール43bを操作する筋力が不足している)、低下した運転能力を補う。また、車両制御装置100は、運転能力をより向上させたり、低下した運転能力を維持又は回復させたりするように運転支援制御を行う。
Specifically, when the driver has normal driving ability, the
一方、運転者の意識レベルや運転能力が、急激に又は所定時間(数分~数十分)を掛けて低下していく異常予兆が検出された場合(例えば、急性疾患の発症時や、眠気レベルが高いとき)、車両制御装置100は、安全走行を維持するように運転支援制御を行う。また、運転者の意識や運転能力が喪失した異常時には、事故発生を回避するため、車両制御装置100は、自動運転制御を実行しすると共に、外部へ緊急事態を報知する処理を行う。
On the other hand, when an abnormality sign is detected in which the driver's consciousness level or driving ability declines rapidly or over a predetermined period of time (several minutes to several tens of minutes) (for example, when an acute illness develops, sleepiness When the level is high), the
次に、図2を参照して、本発明の実施形態による車両制御装置の構成について説明する。図2は、車両制御装置のブロック図である。図2に示すように、車両制御装置100は、主に、ECU(Electronic Control Unit)などのコントローラ10と、車載装置20と、車両制御システム40と、情報報知装置50を有する。
Next, the configuration of the vehicle control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram of the vehicle control device. As shown in FIG. 2 , the
車載装置20には、車内カメラ21、車外カメラ22、レーダ23、車両1の挙動を検出する複数の車両挙動センサ(車速センサ24、加速度センサ25、ヨーレートセンサ26)及び運転者の操作を検出する複数の操作検出センサ(操舵角センサ27、操舵トルクセンサ28、アクセル開度センサ29、ブレーキ踏込量センサ30)、測位装置31、ナビゲーション装置32、情報通信装置33が含まれる。
The in-
また、車両制御システム40には、車両の走る機能、止まる機能、曲がる機能にそれぞれ対応するエンジン制御システム41、ブレーキ制御システム42、ステアリング制御システム43が含まれる。また、情報報知装置50には、表示装置51、音声出力装置52、情報送信装置53、複数のアクチュエータ54が含まれる。
The
コントローラ10は、プロセッサ11、プロセッサ11が実行する各種プログラム及びデータを記憶するメモリ12、入出力装置等を備えたコンピュータ装置により構成される。コントローラ10は、車載装置20から受け取った信号に基づき、車両制御(運転支援制御及び自動運転制御)を行うための制御信号を車両制御システム40及び情報報知装置50へ出力するように構成されている。
The
車内カメラ21は、車両1の運転者を撮像し画像情報を出力する。コントローラ10は、この画像情報に基づいて、特に、運転者の顔の表情及び上半身の姿勢を判別する。
車外カメラ22は、車両1の周囲(典型的には車両1の前方)を撮影し画像情報を出力する。コントローラ10は、この画像情報に基づいて、車外の対象物及びその位置を特定する。対象物は、少なくとも交通参加者及び走行路の境界を含む。具体的には、対象物は、周囲の移動体(車両、歩行者等)、移動しない構造物(障害物、駐車車両、走行路、区画線、停止線、交通信号、交通標識、交差点等)を含む。
The in-vehicle camera 21 images the driver of the
The exterior camera 22 photographs the surroundings of the vehicle 1 (typically in front of the vehicle 1) and outputs image information. The
レーダ23は、車両1の周囲(典型的には車両1の前方)に存在する対象物の位置及び速度を測定する。例えば、レーダ23は、ミリ波レーダ、レーザレーダ(LIDAR)、超音波センサ等を用いることができる。 The radar 23 measures the position and speed of objects existing around the vehicle 1 (typically in front of the vehicle 1). For example, the radar 23 can use a millimeter wave radar, a laser radar (LIDAR), an ultrasonic sensor, or the like.
車速センサ24は、車両1の速度(車速)を検出する。加速度センサ25は、車両1の加速度を検出する。ヨーレートセンサ26は、車両1に発生するヨーレートを検出する。操舵角センサ27は、車両1のステアリングホイール43bの回転角度(操舵角)を検出する。操舵トルクセンサ28は、ステアリングホイール43bの回動に伴う回転トルクを検出する。アクセル開度センサ29は、アクセルペダル41bの踏込量を検出する。ブレーキ踏込量センサ30は、ブレーキペダル42bの踏込量を検出する。
The vehicle speed sensor 24 detects the speed of the vehicle 1 (vehicle speed). The acceleration sensor 25 detects acceleration of the
測位装置31は、GPS受信機及び/又はジャイロセンサを含み、車両1の位置(現在車両位置情報)を検出する。ナビゲーション装置32は、内部に地図情報を格納しており、コントローラ10に地図情報を提供することができる。コントローラ10は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、目的地までの全体走行経路(走行レーン、交差点、交通信号等を含む)を計算することができる。
The positioning device 31 includes a GPS receiver and/or a gyro sensor, and detects the position of the vehicle 1 (current vehicle position information). The
情報通信装置33は、外部の通信機器と通信する。情報通信装置33は、例えば、他車両との車車間通信や、車外の通信装置との路車間通信を行い、種々の運転情報や交通情報(交通渋滞情報、制限速度情報など)を受信して、コントローラ10へ提供する。
The information communication device 33 communicates with external communication equipment. The information communication device 33 performs, for example, vehicle-to-vehicle communication with other vehicles and road-to-vehicle communication with a communication device outside the vehicle, and receives various driving information and traffic information (traffic congestion information, speed limit information, etc.). , to the
エンジン制御システム41は、車両1のエンジン装置(内燃エンジン、電気モータ等)の駆動力を制御する。コントローラ10は、アクセルペダル41bからの入力に基づいて、エンジン制御装置41aへ制御信号を送信することにより、エンジン装置を駆動して、車両1を加速又は減速させることができる。
The
ブレーキ制御システム42は、車両1のブレーキ装置の駆動力を制御する。ブレーキ制御システム42は、例えば液圧ポンプやバルブユニットなどのブレーキアクチュエータを含む。コントローラ10は、ブレーキペダル42bからの入力に基づいて、ブレーキ制御装置42aへ制御信号を送信することにより、ブレーキ装置を駆動して、車両1を減速させることができる。
The
ステアリング制御システム43は、車両1のステアリング装置の駆動力を制御する。ステアリング制御システム43は、例えば電動パワーステアリングシステムの電動モータなどを含む。コントローラ10は、ステアリングホイール43bからの入力に基づいて、ステアリング制御装置43aへ制御信号を送信することにより、ステアリング装置を駆動して、車両1の進行方向を変更することができる。
The
表示装置51は、運転者に車両操作を支援するための支援情報(視覚情報)を表示領域に視覚表示することができる。具体的には、表示装置51は、HUDである。表示領域は、車両1のフロントガラス全体又は一部の大きさに相当し、支援情報が運転者の視界内に表示される。また、HUDに代えて、液晶ディスプレイを用いてもよい。
音声出力装置52は、例えば、スピーカであり、運転者に車両操作を支援するための支援情報(聴覚情報)を提供することができる。
情報送信装置53は、運転支援に関する情報を外部の情報通信機器(例えば、運転者の携帯情報端末)へ送信することができる。
The display device 51 can visually display assistance information (visual information) for assisting the driver in operating the vehicle in the display area. Specifically, the display device 51 is a HUD. The display area corresponds to the size of the whole or part of the windshield of the
The audio output device 52 is, for example, a speaker, and can provide assistance information (auditory information) for assisting vehicle operation to the driver.
The information transmission device 53 can transmit information related to driving support to an external information communication device (for example, a driver's personal digital assistant).
アクチュエータ54は、電気モータ、ギア機構等によって構成される。複数のアクチュエータ54は、運転者が車両1を運転する際に操作する複数の操作部(例えば、アクセルペダル41b、ブレーキペダル42b、ステアリングホイール43b)を、運転者の入力なしに操作方向へ動かすように構成されている。コントローラ10は、各アクチュエータ54へ制御信号を出力し、対応する操作部に所望の挙動を実行させることができる。
The actuator 54 is configured by an electric motor, a gear mechanism, or the like. The plurality of actuators 54 move the plurality of operation units (for example, the accelerator pedal 41b, the
なお、本実施形態の車両制御システム(例えば、エンジン制御システム、ブレーキ制御システム、ステアリング制御システム)は、ドライブ・バイ・ワイヤ方式で作動し、操作部からの操作入力がコントローラ10を介して制御信号として送信され、操作部に対応する駆動装置が制御信号を受信して、制御信号に基づいて駆動するように構成されている。よって、コントローラ10は、アクチュエータ54による操作部の動きとは独立して、駆動装置へ制御信号を出力することが可能である。
The vehicle control system (for example, engine control system, brake control system, steering control system) of this embodiment operates in a drive-by-wire system, and an operation input from the operation unit is a control signal via the
次に、図3を参照して、本発明の実施形態による車両制御装置の処理の流れについて説明する。図3は、車両制御装置の処理の流れを示す説明図である。具体的には、図3は、コントローラ10が車載装置20からの入力情報を処理することにより、車両制御システム40及び情報報知装置50を用いて、種々の車両制御(運転支援制御、自動運転制御)を提供することを示している。
Next, with reference to FIG. 3, the processing flow of the vehicle control device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the flow of processing by the vehicle control device. Specifically, FIG. 3 shows various vehicle controls (driving support control, automatic driving control, etc.) using the
車両制御の内容は、ADAS(先進運転支援システム)、自動アクセル、自動ブレーキ、自動ステアリング、自動車両姿勢安定化制御、自動運転(レベル3以上)、運転者の運転能力に対する維持支援処理及び向上支援処理を含む。ADASは、少なくとも先行車追従、先行車衝突防止、車線逸脱防止等に対する支援機能(自動進入回避制御)を含む。自動車両姿勢安定化制御は、車両1の姿勢、すなわち車両ダイナミクス(ピッチ、ロール、ヨー)を安定化させ、横滑りや横転等を防止するための制御である。
Vehicle control includes ADAS (Advanced Driver Assistance System), automatic acceleration, automatic braking, automatic steering, automatic vehicle attitude stabilization control, automatic driving (level 3 or higher), maintenance support processing and improvement support for driver's driving ability. Including processing. ADAS includes at least support functions (automatic entry avoidance control) for preceding vehicle following, preceding vehicle collision prevention, lane deviation prevention, and the like. The vehicle attitude stabilization control is control for stabilizing the attitude of the
車載装置20は、取得した情報を継続的にコントローラ10へ送信する。コントローラ10は、取得した情報に基づいて、以下の計算又は評価を行う。
コントローラ10は、車外カメラ22、レーダ23、測位装置31、ナビゲーション装置32(地図情報)等からの入力情報に基づいて、車両1の周囲の交通環境を評価する(交通環境評価)。具体的には、コントローラ10は、車両1の周囲の対象物(車両、歩行者、境界線、ガードレール、停止線、交通標識等)の位置及び速度等を計算する。
The in-
The
また、コントローラ10は、操舵角センサ27、操舵トルクセンサ28、ブレーキ踏込量センサ30、車内カメラ21等の情報から、運転者の身体機能を評価する(身体機能評価)。具体的には、コントローラ10は、操作部を適正な操作量及び操作速度で操作したり、車外の視覚刺激を視覚的に捉えたりする運転者の身体機能のレベルを推定する。運転者が適正な操作量及び操作速度で操作をしているか否かは、運転者が実際に操作部を介して入力した操作量及び操作速度(舵角、舵角速度、ブレーキペダル42bの踏込量、踏込速度又はブレーキ油圧等)と、目標走行経路を走行する場合の目標操作量及び操作速度との差により評価される。目標走行経路は、運転要求(目的地等)に基づいて、交通環境評価、走行環境評価、身体機能評価等の結果を用いて、車両1が安全且つ効率的に走行するように演算される。
In addition, the
また、コントローラ10は、車外カメラ22、車速センサ24、加速度センサ25、測位装置31等からの情報に基づいて、車両1の周囲の走行環境を評価する(走行環境評価)。具体的には、コントローラ10は、車両ダイナミクスに影響を及ぼす物理量(例えば、走行路のカーブ半径、路面摩擦係数)を推定する。
また、コントローラ10は、車速センサ24、加速度センサ25、ヨーレートセンサ26等からの情報に基づいて、車両1の現在の車両ダイナミクスを計算する(車両ダイナミクス計算)。車両ダイナミクスには、速度、加速度、ヨーレート、3軸回転モーメント(ピッチ、ヨー、ロール)等が含まれる。
The
The
また、コントローラ10は、車内カメラ21の画像情報に基づいて、運転者の覚醒度を判定する(覚醒度判定)。例えば、運転者の眼及び/又は口の開き具合、運転者の上半身の位置又は姿勢により、覚醒度が評価される。覚醒度は、例えば、4段階(覚醒度ゼロ、低、中、高)で評価することができる。
Further, the
また、コントローラ10は、交通環境評価及び走行環境評価において、予測リスクがあるか否かを判定する。予測リスクは、交通環境に起因する交通リスク(例えば、車両1が他車両と衝突)、及び車両ダイナミクスに影響を与える走行環境に起因する走行リスク(例えば、カーブ路でスピン)を含む。そして、コントローラ10は、この予測リスクに対して運転者が行ったリスク回避行動を、車載装置20及び車内カメラ21等の情報に基づいて評価する(リスク回避行動評価)。
Also, the
リスクは、車両1の衝突のような車両事故、車両1の姿勢安定性が喪失又は低下した状態(スピン、横転等)を含む。リスクを生じる原因となるリスク対象は、交通参加者(他車両、歩行者等)、ガードレール、境界線、交通信号(赤信号)、停止線等を含む。さらに、リスク対象は、走行路のリスク発生部位(カーブ路のクリッピングポイント等)を含む。これら対象物は、現在の車両挙動(車両ダイナミクス)が継続すると近い将来(例えば、10秒等の所定時間以内)にリスクを生じさせる可能性がある場合に、リスク対象となる。リスク回避行動は、運転者が予測リスクに対して行う行動であり、特に予測リスクの発生確率を減少させるように実行される車両操作(加速、制動及び/又は操舵)である。例えば、車両1と他車両の予測経路が交差し、これら車両の衝突が予測される場合に、衝突確率を低減させる車両操作、又は、車両1と他車両との最接近距離を所定距離以上とする車両操作である。さらには、現時点ではリスクを生じる可能性はないが、走行中に知覚すべき対象物や、所定時間よりも将来にリスクを生じる可能性がある対象物をリスク対象に含めてもよい。
Risks include vehicle accidents, such as collisions of the
また、リスク回避行動は、運転者が操作部を操作する前に、リスク対象(例えば、衝突可能性のある他車両、カーブ路のクリッピングポイント付近)を知覚する行動も含む。例えば、車内カメラ21の画像情報に基づいて、運転者の視線がリスク対象に向けられたことや、リスクに対応する姿勢をとったこと(すなわち、運転者がリスク対象を知覚した)もリスク回避行動に含まれる。 The risk avoidance behavior also includes the behavior of perceiving a risk object (for example, another vehicle that may collide, near a clipping point on a curved road) before the driver operates the operation unit. For example, based on the image information of the in-vehicle camera 21, the fact that the driver's line of sight is directed to the risk target or the fact that the driver takes a posture corresponding to the risk (that is, the driver perceives the risk target) is also risk avoidance. included in the action.
また、コントローラ10は、交通環境評価の結果に基づいて、運転者の現在の認知負荷を評価する(認知負荷評価)。コントローラ10は、例えば、車速に応じて、車両1から所定距離内の対象物の数が多いほど、運転者の認知負荷が大きいと評価する。認知負荷は、例えば、3段階(低、中、高)で評価することができる。また、コントローラ10は、運転者の車両操作や視線方向の情報に基づいて、運転者の認知能力レベルを分析・学習し、更新してもよい。この場合、認知負荷評価は、運転者の認知能力レベルに対する、現在の認知負荷の大きさの割合で計算することができる。
The
また、コントローラ10は、車両1の物理的な運動を規定する車両モデルを記憶部に格納している。車両モデルは、車両1の緒元(質量、ホイールベース等)と物理変化量(速度、加速度、舵角等)との関係を運動方程式により表す。また、車両モデルには、走行環境評価の結果(例えば、路面摩擦係数)も適用することができる。
The
また、コントローラ10は、車両1を運転する運転者のドライバモデルを記憶部に格納している。コントローラ10は、車載装置20からの入力情報に基づいて、運転者の操作特性を分析及び学習し、ドライバモデルを常時更新する。ドライバモデルは、運転者の操作特性を表しており、ある条件下における特定の操作に対する操作量、反応遅れ時間(時定数)等を含む。また、ドライバモデルには、認知負荷評価の結果(認知負荷の程度)及び身体機能評価の結果も適用することができる。例えば、認知負荷が高い状況では、ドライバの操作能力が低下するようにドライバモデルが補正される。また、身体機能評価の結果により、踏力や腕力が低いと判断されると、操作部の操作量や操作速度に関する時定数に反映される。コントローラ10は、ドライバモデルを用いることにより、運転者の操作を予測することができる。なお、コントローラ10は、運転能力の高い理想的な運転者の操作特性を表す理想ドライバモデルも記憶部に格納しており、理想的な操作を予測することもできる。
The
コントローラ10は、車載装置20からの入力情報を車両モデル及びドライバモデルに適用することにより、現在から近い将来の間に生じると予測される車両ダイナミクスを計算することができる(車両ダイナミクス予測計算)。すなわち、コントローラ10は、現在の条件(交通環境、走行環境、認知負荷、身体機能)をドライバモデル及び車両モデルに入力することにより、現在から所定期間後(例えば、10秒後)の間に運転者によって行われる車両操作(操作の種類、操作量、操作タイミング等)を予測し、予測した車両操作により生じる予測車両ダイナミクスを計算することができる。
The
さらに、コントローラ10は、運転能力評価を行う。運転能力は、運転者が種々のリスクを回避する能力の高さを表す。コントローラ10は、リスク回避行動評価の結果(運転者が行ったリスク回避行動)、予測車両ダイナミクスと実際の車両ダイナミクスとの差分、及び認知負荷評価の結果(認知負荷の程度)に基づいて、リスクに対する運転能力を評価又は計算する。リスクに対する運転能力は、例えば、運転者が予測リスクを回避するのに要するリスク回避必要時間とすることができる。リスク回避必要時間は、リスク回避行動の開始から予測リスクの消失までの時間、又は、運転者がリスクを知覚してからリスク回避行動を完了するまでに要する時間としてもよい。この場合、運転能力が低く評価されると、リスク回避必要時間はより大きな値として出力される。
Further, the
コントローラ10は、例えば、現在の車両挙動が所定時間だけ継続したと仮定した場合の将来の時点における車両1の予測走行経路を、ドライバモデルを用いて計算する。所定時間がある時間に達したとき、その時点の予測走行経路ではリスクを回避できなくなる。そして、このとき算出された予測走行経路において、リスクが発生するまでの時間(リスク余裕時間)をリスク回避必要時間としてもよい。
The
コントローラ10は、算出した運転能力評価を用いて、運転能力データを更新することができる。運転者の運転能力は、時間経過と共に変化する。例えば、運転初心者は運転能力が向上する傾向があり、高齢者は運転能力が低下する傾向がある。運転能力データは、複数の評価期間に対応して、運転能力データセットを複数設定してもよい。例えば、短期(現在から1~6カ月前まで)、中期(現在から3~9ヵ月前まで)、長期(現在から1~2年前まで)の運動能力データセットを作成することができる。
The
コントローラ10は、現在の車両ダイナミクス、運転能力評価の結果(現在の運転能力)、認知負荷評価の結果、及び身体機能評価の結果に基づいて機能再配分計算を実行する。コントローラ10は、この計算に基づいて運転支援制御又は自動運転制御を実行する。通常運転時において、運転者(例えば、初心者、高齢者)は、自身の運転機能(知覚機能、判断機能、身体機能)を用いて運転性能を発揮する。しかしながら、運転者が予測リスクを回避できない場合(すなわち、運転者の運転性能が予測リスクを回避するために必要な運転能力に満たない場合)、コントローラ10は、不足している運転能力に関する運転機能を車両1が代替して実行するように運転支援制御を実行する。また、異常時(例えば、意識喪失)においては、例えば、自動運転制御が実行され、運転者の運転機能が車両1の対応する同等の機能で代替される。
The
また、コントローラ10は、運転能力評価の結果(予測リスクに対する現在の運転能力)と運転能力データとを比較することにより、現在の運転能力が過去の運転能力よりも低下している場合は、低下している運転能力を補う支援(自動運転を含む)を実行する。また、コントローラ10は、運転者の覚醒度が中程度のときには(例えば、軽度の眠気)、運転者を覚醒させる処理(例えば、運転者に冷風を送る)を実行し、運転者の覚醒度が低いときには(例えば、重度の眠気、意識喪失)、自動運転を実行する。
In addition, the
次に、本発明の実施形態による車両制御装置の運転支援処理の処理フローを説明する。図4は運転支援制御のフローチャート、図5は遅延報知処理のフローチャート、図6は知覚性能判定のフローチャート、図7は判断性能判定のフローチャート、図8は操作性能判定のフローチャートである。コントローラ10は、運転者又は外部から入力装置(例えば、ナビゲーション装置32、情報通信装置33)を介して運転要求(目的地等)を受け取った後、運転支援制御を時間的に繰返し行う(例えば、0.1秒毎)。
Next, a processing flow of driving assistance processing of the vehicle control device according to the embodiment of the present invention will be described. 4 is a flowchart of driving support control, FIG. 5 is a flowchart of delay notification processing, FIG. 6 is a flowchart of perception performance determination, FIG. 7 is a flowchart of determination performance determination, and FIG. 8 is a flowchart of operation performance determination. The
まず、図4に示すように、コントローラ10は、所定時間毎(例えば、0.1秒毎)に車載装置20から情報を取得する(S1)。コントローラ10は、取得した情報に基づいて、交通環境評価、走行環境評価、身体機能評価、リスク回避行動評価、車両ダイナミクス計算等の処理を実行する。
First, as shown in FIG. 4, the
また、コントローラ10は、車載装置20から取得した情報に基づいて、上述のように覚醒度判定の処理を実行する(S2)。また、コントローラ10は、覚醒度判定の結果に基づいて、運転者が覚醒状態であるか否かを判定する(S3)。運転者の覚醒度が所定閾値より低い場合(S3:No。例えば、覚醒度=「低」)、コントローラ10は自動運転(自律運転)を実行する(S4)。
In addition, the
一方、運転者の覚醒度が所定閾値以上である場合(S3:Yes。例えば、覚醒度=「中」又は「高」)、コントローラ10は交通リスク評価の処理(S5)及び走行リスク評価の処理(S6)を実行する。具体的には、コントローラ10は、交通環境評価及び走行環境評価等に基づいて、現在の車両挙動(車両ダイナミクス)により、所定時間以内にリスクが生じる可能性があるか否かを判定する。コントローラ10は、現在から予測リスク(交通リスク、及び走行リスク)が発生するまでの時間(すなわち、リスク余裕時間TTR(time to risk))を計算する。リスク余裕時間TTRが所定時間(例えば、10秒)以下の場合、予測リスクがあると判定される。リスク余裕時間TTRは、車両1が現在の車両挙動(速度、加速度等の車両ダイナミクス)を維持した場合に、リスク領域に進入するまでの予想時間である。リスク領域への進入とは、例えば、車両1と他車両との衝突や、車両1のスピンが予測されるカーブ路内の位置である。
On the other hand, if the arousal level of the driver is equal to or greater than the predetermined threshold (S3: Yes; for example, arousal level = "medium" or "high"), the
また、コントローラ10は、取得した情報及び運転要求に基づいて、目標走行経路を演算する(S7)。目標走行経路は、現在から所定時間後(例えば、10秒後)までの目標走行軌跡(複数位置の位置情報)及び軌跡上の各位置における速度等を含む。コントローラ10は、運転要求、及び交通環境評価、走行環境評価、身体機能評価等の結果を用いて、所定の安全性及び走行効率を有するように目標走行経路を計算する。コントローラ10は、所定制約条件(例えば、横加速度が所定値以下)を満たす複数の目標走行経路を計算することができる。例えば、車両1の前方に障害物が存在する場合、コントローラ10は、障害物を回避するための複数の目標走行経路を設定することができる。なお、車両1は目標走行経路を逸脱しても他の走行経路を走行することが可能である。ただし、他の走行経路は所定基準未満であるため、走行効率や乗り心地は悪い。
The
また、コントローラ10は、目標走行経路を走行するための目標車両ダイナミクスを演算する。目標車両ダイナミクスは、目標走行経路上の各位置における速度、加速度、ヨーレート、3軸回転モーメント(ピッチ、ヨー、ロール)等が含まれる。目標車両ダイナミクスは、車両1が運転支援制御及び自動運転制御を実行する場合に用いる制御目標値である。複数の目標走行経路に対応して、複数の目標車両ダイナミクス(又は制御目標値)を設定することができる。
The
さらに、コントローラ10は、目標走行経路上の各位置において目標車両ダイナミクスの物理量を達成するために運転者及び車両1に対する運転性能要求である目標車両操作の操作量(アクセル開度、ブレーキ踏込量、操舵角等)又は車両制御システム40に対する制御信号を演算する。複数の目標走行経路により、所定の範囲を有する運転性能要求が設定される。
Furthermore, the
また、コントローラ10は、認知負荷評価(S8)及び運転能力評価(S9)を実行する。コントローラ10は、交通環境評価、走行環境評価、身体機能評価等の結果を用いて、ドライバモデルに基づいて予測走行経路を計算する。そして、この予測走行経路に基づいて、コントローラ10は、運転者が予測リスクを回避するのに要する時間(リスク回避必要時間TER)を計算する。コントローラ10は、例えば、車両1の前方に障害物が存在する場合、ドライバモデルに基づいて、運転者が障害物を回避するために実行する車両操作を予測する。そして、コントローラ10は、この回避車両操作に要する時間をリスク回避必要時間TERに設定する。
The
なお、覚醒度判定の結果、及び認知負荷評価の結果を、運転能力評価を補正するために用いてもよい。例えば、覚醒度が低い場合や認知負荷が高い場合、運転能力評価は低く見積もられる。この場合、運転能力評価の値(リスク回避必要時間TER)は、所定の係数k(k>1)を乗じることにより補正される。 Note that the results of the awakening level determination and the results of the cognitive load evaluation may be used to correct the driving ability evaluation. For example, when the degree of arousal is low or the cognitive load is high, the driving ability evaluation is underestimated. In this case, the driving ability evaluation value (risk avoidance required time TER) is corrected by multiplying it by a predetermined coefficient k (k>1).
次に、コントローラ10は、運転者が予測リスクを回避する運転能力を有するか否かを判定する(S10)。具体的には、リスク回避必要時間TERがリスク余裕時間TTR以下であるか否かが判定される。運転者が予測リスクを回避する運転能力を有しない場合(S10:No)、運転者の運転能力では予測リスクを回避できないので、コントローラ10は自動運転を実行する(S11)。コントローラ10は、自動運転(自律運転)により、予測リスクを回避するように車両1を制御する。ステップS10において、リスク回避必要時間TER(例えば、6.0秒)がリスク余裕時間TTR(例えば、5.0秒)よりも大きい場合に否定判定が行われる。
Next, the
なお、コントローラ10は、自動運転への移行後、予測リスクがなくなった時点で自動運転を解除することができる。例えば、交差点への進入時に自動運転に切替わり、交差点を通り過ぎた後、自動運転が解除される。
Note that the
一方、運転者が予測リスクを回避する運転能力を有する場合(S10:Yes)、この時点では、計算上は、運転者の運動能力により予測リスクを回避可能である。すなわち、運転者が通常の運転能力を発揮すれば、予測リスクを回避するように車両1を操作可能である。ステップS10において、リスク回避必要時間TER(例えば、4.0秒)がリスク余裕時間TTR(例えば、5.0秒)以下の場合に肯定判定が行われる。なお、予測リスクが推定されないか、又は、リスク余裕時間TTRが所定時間以上の場合(例えば、TTR>10秒)、コントローラ10は、処理を終了してもよい。
On the other hand, if the driver has the driving ability to avoid the predicted risk (S10: Yes), at this point in time, it is possible to avoid the predicted risk based on the driver's athletic ability. In other words, if the driver exhibits normal driving ability, the
次に、コントローラ10は、各運転機能(知覚機能、判断機能、操作機能)が実際にリスク回避に必要な運転性能を発揮しているか否かを判定する。
まず、コントローラ10は、知覚機能について、車両1が目標走行経路から逸脱しないように、運転者が知覚性能を発揮しているか否かを判定する(S12:知覚性能判定処理)。具体的には、コントローラ10は、リスク回避行動評価の結果に基づいて、所定時までに(例えば、予測リスクの発生予測時間の所定時間前までに、又は、車両1がいずれの目標走行経路からも逸脱してしまうときまでに)、リスク対象を知覚したか否か(例えば、運転者が視線をリスク対象に向けたか否か、横Gに対向するように頭や上半身を傾けたか否か)を判定する。
Next, the
First, regarding the perception function, the
運転者が知覚性能を発揮していない場合(S12:No)、コントローラ10は、知覚性能についての情報提供処理(第1支援処理)を実行し(S13)、ステップS14へ移行する。コントローラ10は、情報報知装置50を用いて、運転者の運転性能(知覚性能)を、目標走行経路を走行可能なレベルに近づけるように、目標走行経路を走行するために知覚すべきリスク対象の存在を運転者に報知する。本実施形態では、車両操作は、運転者がリスク対象を知覚する行為を含む。具体的には、コントローラ10は、表示装置51を用いてリスク対象を表示領域内で強調表示する。また、コントローラ10は、音声出力装置52によりリスク対象の出現を音声で報知する(「前方に障害物」等)。これにより、運転者は、目標走行経路を走行する際に行うべき知覚行動を学習し、知覚性能を向上させることができる。
If the driver is not exhibiting perceptual performance (S12: No), the
一方、運転者が知覚性能を発揮している場合(S12:Yes)、コントローラ10は、判断機能について、運転者が判断性能を発揮しているか否かを判定する(S14:判断性能判定処理)。具体的には、コントローラ10は、リスク回避行動評価の結果に基づいて、上記所定時までに運転者がリスク回避のための適切な判断を行って、推奨リスク回避行動を開始したか否かを判定する。推奨リスク回避行動は、目標車両ダイナミクスのための目標車両操作(例えば、アクセル、ブレーキ、ステアリング操作)である。目標車両ダイナミクスが達成されるとリスクは回避される。例えば、前方の障害物との衝突を回避するためにブレーキ操作が必要な場合、コントローラ10は、ブレーキ踏込量センサ30からの情報によりブレーキ操作が開始されたか否かを判定する。また、前方の障害物との衝突を回避するためにステアリング操作が必要な場合、コントローラ10は、操舵角センサ27からの情報によりステアリング操作が開始されたか否かを判定する。
On the other hand, if the driver is demonstrating the perceptual performance (S12: Yes), the
運転者が判断性能を発揮していない場合(S14:No)、コントローラ10は、判断性能についての情報提供処理(第2支援処理)を実行する(S15)。まず、コントローラ10は、メモリ12に運転操作支援情報を格納し、支援フラグFを「1」に設定する。そして、コントローラ10は、運転の終了後に情報報知装置50を用いて、運転者の運転性能(判断性能)を、目標走行経路を走行可能なレベルに近づけるように、運転操作支援情報を運転者へ報知する。運転操作支援情報は、運転者がリスクに対して行った車両操作を示す情報、及び、運転者がリスクに対して行うべきであった目標車両操作を示す情報を含む。
If the driver is not demonstrating the judgment performance (S14: No), the
例えば、前方の障害物を回避する場合、運転者は、障害物の側方を通り過ぎるようにステアリング操作を行ったとする。一方、対向車が近づいてくるので、目標車両操作はブレーキ操作による減速であった(すなわち、目標走行経路は、障害物の手前で減速する経路に設定された)。この場合、運転操作支援情報として格納されるのは、運転者が行った車両操作(ステアリングホイール43bの操作)、及び目標車両操作(ブレーキペダル42bの踏込操作)を含む。この情報は、操作部(ブレーキペダル42b、ステアリングホイール43b等)の操作量の時間経過を含んでもよい。さらに、この情報は、運転者の操作状況を示す車内カメラ21の画像情報、及び車外カメラ22によるリスク対象を含む画像情報を含んでもよい。
For example, when avoiding an obstacle in front of the vehicle, it is assumed that the driver performs a steering operation so as to pass the side of the obstacle. On the other hand, since an oncoming vehicle is approaching, the target vehicle operation was deceleration by brake operation (that is, the target travel route was set to decelerate in front of the obstacle). In this case, what is stored as the driving operation support information includes the vehicle operation performed by the driver (operation of the
図5に示すように、車両1の運転が終了した場合(S70:Yes)、コントローラ10は、支援フラグFが「1」に設定された状態であるか否かを判定する(S71)。支援フラグFが「1」の場合(S71:Yes)、コントローラ10は、格納された運転操作支援情報を、情報送信装置53を用いて、メモリ12に登録されている運転者の携帯情報端末へ送信し(S72)、支援フラグFを「0」に設定する(S73)。また、コントローラ10は、表示装置51を用いて運転操作支援情報を表示してもよい。なお、コントローラ10は、例えば、車両1のエンジンオフ(IGオフ)信号を検出したとき、及び/又は、車両1の速度ゼロを検出したときに、運転が終了したと判断することができる。
As shown in FIG. 5, when the driving of the
この処理により、運転者は、運転中に運転判断が適切でなかった走行状況を思い出しながら、運転者が実際に行った車両操作と、運転者が行うべきであった目標車両操作とを比較することができる。これにより、運転者は、走行状況に応じて、少なくとも判断機能についての運転性能を向上させることができる。 Through this processing, the driver compares the vehicle operation that the driver actually performed with the target vehicle operation that the driver should have performed while remembering the driving situation in which the driving judgment was not appropriate. be able to. Thereby, the driver can improve the driving performance at least for the judgment function according to the driving situation.
なお、車両1の走行中に運転操作支援情報を報知してもよいが、支援情報を報知された運転者が混乱するおそれがある。このため、本実施形態では、判断機能については、運転の終了後に支援情報が報知される。
Although the driving operation assistance information may be notified while the
再び、図4に戻り、ステップS15の後、コントローラ10は、選択的に、リスク発生確率が上昇しているか否かを判定する処理(S16)を実行してもよい。コントローラ10は、現在の車両ダイナミクスに基づいて計算される予測リスクの発生確率の時間変化を判定する。リスク発生確率が時間的に増加している場合(S16:Yes)、コントローラ10は車両制御を実行する(S17)。すなわち、運転者が判断した車両操作ではリスクを回避できない場合に、コントローラ10は、運転者による車両操作に加えて、又は、代えて、車両制御の介入を実行する。
Returning to FIG. 4 again, after step S15, the
一方、運転者が判断性能を発揮している場合(S14:Yes)、及び、リスク発生確率が増加していない場合(S16:Yes)、コントローラ10は、運転者が操作性能を発揮しているか否かを判定する(S18:操作性能判定処理)。具体的には、コントローラ10は、予測リスクの発生確率がゼロに減少するように、運転者がリスク回避行動(推奨リスク回避行動、及びそれ例外のリスク回避行動を含む)の車両操作を適切に実行したか否か(主に、車両操作量が適切であるか否か)を判定する。このため、コントローラ10は、現在の車両ダイナミクスに加えて、リスク回避行動による車両ダイナミクスの変化を考慮し、車両モデルを用いて予測リスクの発生確率が計算する。
On the other hand, if the driver is demonstrating the judgment performance (S14: Yes) and if the risk occurrence probability is not increasing (S16: Yes), the
運転者が操作性能を発揮している場合(S18:Yes)、予測リスクの発生確率は所定時間内にゼロになるので、コントローラ10は処理を終了する。一方、運転者はリスク回避行動を実行したが、車両操作量が不十分な場合、依然として予測リスクは回避されない。
If the driver is demonstrating the operational performance (S18: Yes), the predicted risk occurrence probability becomes zero within a predetermined period of time, so the
よって、運転者が操作性能を発揮していない場合(S18:No)、コントローラ10は、操作性能についての情報提供処理(第3支援処理)を実行し(S19)、処理を終了する。コントローラ10は、情報報知装置50を用いて、運転者の運転性能(操作性能)を、目標走行経路を走行可能なレベルに近づけるように、目標走行経路を走行するための適正な操作量及び操作タイミングを操作部の動きによって運転者に報知する。具体的には、コントローラ10は、運転者が操作した操作部(例えば、アクセルペダル41b、ブレーキペダル42b、ステアリングホイール43b)を、適切な操作量に対応する操作位置へ適切な操作タイミングでアクチュエータ54を用いて動かす。これにより、運転者は、操作部の動きにより、適切な操作量及び操作タイミングを実際の走行中に把握し、操作性能を向上させることができる。また、運転者は、適切な操作量と実操作量との乖離を把握することができる。
Therefore, when the driver is not demonstrating the operational performance (S18: No), the
また、コントローラ10は、第3支援処理を実行する際に、アクチュエータ54を用いて適切な操作量に対応する操作位置まで操作部を動かすと共に、操作部の適切な操作量に対応する制御信号を生成し、対応する制御装置(例えば、エンジン制御装置41a、ブレーキ制御装置42a、ステアリング制御装置43a)へ出力する。これにより、リスク回避のための適切な制御信号が制御装置へ出力される。
Further, when executing the third support process, the
なお、本実施形態では、車両操作システムは、ドライブ・バイ・ワイヤ方式で作動するため、操作部の動き(操作量)と駆動装置の出力とを分離することができる。このため、コントローラ10は、適切な制御信号を制御装置へ出力するのと同時に、又は、時間的にわずかに遅れて、アクチュエータ54によって操作部を適正な操作位置まで動かすことができる。
In this embodiment, since the vehicle operation system operates in a drive-by-wire system, it is possible to separate the movement (operation amount) of the operation unit and the output of the driving device. Therefore, the
例えば、車両1の前方に障害物(リスク対象)が存在し、運転者がブレーキ操作(目標車両操作)を選択して、ブレーキペダル42bを踏み込んだが、踏力の不足のためブレーキペダル42bの踏込量が不足していたとする。この場合、コントローラ10は、ブレーキ制御装置42aへ適切な制御信号を送信すると共に、ブレーキペダル42bを必要な踏込量までアクチュエータ54により押し下げる。これにより、運転者は操作量が不足していたこと、及び適切な操作量を学習することができる。
For example, there is an obstacle (risk target) in front of the
このように、本実施形態では、運転者の各運転性能について、情報提供処理(第1~第3支援処理)を実行することにより、運転者の運転能力を向上させることができる。また、運転者の運転能力の向上により、運転能力評価が高められ、ドライバモデルも改善される。 As described above, in the present embodiment, the driving ability of the driver can be improved by executing the information providing process (first to third assistance processes) for each driving performance of the driver. In addition, the improved driving ability of the driver enhances the evaluation of driving ability and improves the driver model.
次に、図6を参照して、知覚性能判定処理(S12)を説明する。まず、コントローラ10は、交通環境評価及び走行環境評価の結果に基づいて、リスク対象を特定する(S31)。コントローラ10は、知覚判定フラグF1をゼロにリセットする(S32)。知覚判定フラグF1は、運転者がリスク対象を知覚していない場合にゼロに設定され、運転者がリスク対象を知覚している場合に「1」に設定される。次に、コントローラ10は、リスク対象が交通環境の静的な対象物(境界線、ガードレール、停止線、交通標識等)であるか否かを判定する(S33)。
Next, the perceptual performance determination process (S12) will be described with reference to FIG. First, the
リスク対象が静的な対象物であった場合(S33:Yes)、コントローラ10は、運転者が所定時までにリスク対象に視線を向けたか否かを判定する(S34)。この場合のリスクは、例えば、境界線等の逸脱である。否定判断の場合(S34:No)、第1支援処理(S13)へ移行する。一方、肯定判断の場合(S34:Yes)、コントローラ10は、知覚判定フラグF1を「1」に設定し(S35)、判断性能判定処理(S14)へ移行する。
If the risk target is a static target (S33: Yes), the
一方、リスク対象が静的な対象物でない場合(S33:No)、コントローラ10は、リスク対象が動的な対象物(車両、歩行者等)であるか否かを判定する(S36)。肯定判断の場合(S36:Yes)、コントローラ10は、運転者がリスク対象に継続的に又は頻繁に視線を向けているか否かを判定する(S37)。この場合のリスクは、例えば、他車両との衝突である。否定判断の場合(S37:No)、ステップS13へ移行する。一方、肯定判断の場合(S37:Yes)、コントローラ10は、知覚判定フラグF1を「1」に設定し(S35)、判断性能判定処理(S14)へ移行する。
On the other hand, if the risk target is not a static target (S33: No), the
さらに、リスク対象が静的及び動的な対象物でない場合(S36:No)、コントローラ10は、運転者が姿勢及び/又は頭部の傾きを変化させたか否かを判定する(S38)。具体的には、運転者がリスクに対応するための姿勢をとっているか否かが判定される。この場合のリスクは、走行環境又は車両ダイナミクスに関わるリスクであり、例えば、スピンや横転等である。否定判断の場合(S38:No)、第1支援処理(S13)へ移行する。一方、肯定判断の場合(S38:Yes)、コントローラ10は、知覚判定フラグF1を「1」に設定し(S35)、判断性能判定処理(S14)へ移行する。
Furthermore, if the risk target is not a static or dynamic target (S36: No), the
次に、図7を参照して、判断性能判定処理(S14)を説明する。まず、コントローラ10は、判断判定フラグF2をゼロにリセットする(S41)。判断判定フラグF2は、運転者がリスクに対して適切な車両操作を判断していない場合にゼロに設定され、運転者がリスクに対して適切な車両操作を判断している場合に「1」に設定される。
Next, the judgment performance judgment process (S14) will be described with reference to FIG. First, the
次に、コントローラ10は、車両1による車両操作への介入によりリスクを回避可能な所定時間までに、運転者が目標車両操作と同じ車両操作(推奨リスク回避行動)の実行を開始しているか否か、及び、目標車両操作と異なる車両操作を開始していないかを判定する(S42)。目標車両操作と異なる車両操作は、不要で無駄な車両操作(例えば、直線路上で無駄な蛇行運転を行っていないか)を含む。否定判断の場合(S42:No)、第2支援処理(S15)へ移行する。一方、肯定判断の場合(S42:Yes)、コントローラ10は、判断判定フラグF2を「1」に設定し(S43)、操作性能判定処理(S18)へ移行する。
Next, the
次に、図8を参照して、操作性能判定処理(S18)を説明する。まず、コントローラ10は、操作判定フラグF3をゼロにリセットする(S51)。操作判定フラグF3は、運転者がリスクに対して適切に車両操作を実行していない場合にゼロに設定され、運転者がリスクに対して適切に車両操作を実行している場合に「1」に設定される。次に、コントローラ10は、運転者の車両操作(リスク回避行動)により、車両1がリスク領域内に進入する確率(リスク発生確率)を計算する(S52)。例えば、コントローラ10は、現在の車両ダイナミクスに加えて、運転者による車両操作により変化を受ける車両ダイナミクスの変化を考慮し、車両モデルを用いて将来のリスク対象との接近距離や車両ダイナミクスを予測し、リスク(衝突、スピン、横転等)が発生する確率を計算する。
Next, the operational performance determination process (S18) will be described with reference to FIG. First, the
コントローラ10は、リスク発生確率に基づいて、運転者の車両操作によりリスクが回避されるか否かを判定する(S53)。例えば、コントローラ10は、リスク発生確率が所定値(例えば、ゼロ)以下の場合に、リスクが回避されると判断する。否定判断の場合(S53:No)、第3支援処理(S19)へ移行する。一方、肯定判断の場合(S53:Yes)、コントローラ10は、操作判定フラグF3を「1」に設定し、処理を終了する。
The
以下に本発明の実施形態による車両制御装置100の作用について説明する。
本実施形態において、車両1の運転者による車両操作を支援する車両制御装置100は、車両1の周囲の交通環境及び走行環境に応じて目標走行経路を計算し、車両1が目標走行経路上を走行するように車両1を制御可能なコントローラ10を備え、コントローラ10は、交通環境及び走行環境に起因して車両1に生じる可能性のあるリスクを推定するリスク推定処理(S5、S6)と、リスクに対する運転者の行動を検出するリスク回避行動検出処理(S12、S14、S18)と、情報報知装置50を用いて、運転者にリスクを回避させるように情報を提供する情報提供処理(S13、S15、S19)と、を実行するように構成され、コントローラ10は、情報提供処理において、リスクに対する運転者の行動に基づいて、運転者がリスクを知覚していないと判定した場合(S12:No)、運転者にリスクを知覚させるように、情報報知装置50(表示装置51、音声出力装置52)を用いてリスクを報知する第1支援処理(S13)と、リスクに対する運転者の行動に基づいて、運転者がリスク回避のために実行すべき車両操作を実行していないと判定した場合(S14:No)、車両の運転終了後に情報報知装置50(情報送信装置53、表示装置51、音声出力装置52)を用いて少なくともリスクを回避するための車両操作についての情報を報知する第2支援処理(S15)と、リスクに対する運転者の行動に基づいて、運転者がリスク回避のために実行すべき車両操作を実行したが、車両操作における操作部の操作量ではリスクを回避できないと判定した場合(S18:No)、リスクを回避するように操作部を動かして、操作部の動きにより運転者に適切な操作量を報知する第3支援処理(S19)と、を実行する。
The operation of the
In this embodiment, a
このように構成された本実施形態では、運転者がリスクに遭遇したとき、運転者の運転性能(知覚機能、判断機能、及び操作機能)が発揮されているか否かがそれぞれ判定され、運転性能が発揮されていない機能に関する支援処理(第1~第3支援処理)が実行される。第1支援処理では、運転者にリスクを知覚させるように報知が行われ、第2支援処理では、リスクに対して実行すべきであった車両操作についての情報が報知され、第3支援処理では、リスクに対して実行すべき車両操作の操作量が操作部の動きにより報知される。これにより、本実施形態では、運転者は、各機能の運転操作を学習して、運転技能を向上させることができる。また、知覚機能及び操作機能に関する第1及び第3支援処理はリスク遭遇中に実行されるため、運転者は実際にリスクを意識しながら、車両操作を学習することができる。一方、リスク遭遇中に運転者が実行している車両操作と異なる車両操作を運転者に報知すると、運転者が混乱してしまうおそれがある。このため、判断機能に関する第2支援処理は運転終了後に実行される。 In this embodiment configured as described above, when the driver encounters a risk, it is determined whether or not the driver's driving performance (perception function, judgment function, and operation function) is exhibited. Assistance processing (first to third assistance processing) relating to the function not being exhibited is executed. In the first support process, information is provided so that the driver perceives the risk. , the operation amount of the vehicle operation to be executed with respect to the risk is informed by the movement of the operation unit. Thus, in the present embodiment, the driver can learn the driving operation of each function and improve the driving skill. In addition, since the first and third support processes relating to the perception function and the operation function are executed during the risk encounter, the driver can learn how to operate the vehicle while actually being aware of the risks. On the other hand, if the driver is notified of a vehicle operation that differs from the vehicle operation that the driver is performing during the risk encounter, the driver may become confused. Therefore, the second support process related to the judgment function is executed after the end of driving.
また、本実施形態において好ましくは、コントローラ10は、リスクを回避するための運転者の運転能力値(例えば、リスク回避必要時間TER)を推定し(S9)、運転能力値に基づいて、運転者がリスクを回避できないと判定した場合(S10:No)、車両1が目標走行経路を自律走行するように車両1を制御し、第1支援処理(S13)、第2支援処理(S15)、及び第3支援処理(S19)を実行しない。このように構成された本実施形態では、運転者の運転能力ではリスクを回避することができない場合は、車両1が目標走行経路を自律運転により走行することにより、リスクを回避することができる。
Further, preferably in the present embodiment, the
また、本実施形態において好ましくは、リスク回避のために実行すべき車両操作は、目標走行経路を走行するために実行すべき車両操作である。このように構成された本実施形態では、目標走行経路を走行するための車両操作を参照することにより、運転者がリスク回避のために適切な行動を行っているか否かを判定することができる。 Further, in this embodiment, preferably, the vehicle operation to be performed for risk avoidance is the vehicle operation to be performed to travel the target travel route. In this embodiment configured as described above, it is possible to determine whether or not the driver is taking appropriate actions to avoid risks by referring to the vehicle operation for traveling the target travel route. .
また、本実施形態において好ましくは、コントローラ10は、第3支援処理を実行する際に、操作部の適切な操作量に対応するように車両1を制御する。このように構成された本実施形態では、第3支援処理により、運転者に操作部の適切な操作位置を報知すると共に、車両1の挙動を適切に制御することができる。
Further, preferably in the present embodiment, the
また、本実施形態において好ましくは、コントローラ10は、第1支援処理、第2支援処理、及び第3支援処理において、運転者が目標走行経路を走行するために、交通環境及び走行環境を知覚する知覚機能、交通環境及び走行環境において実行すべき操作部の操作を判断する判断機能、及び交通環境及び走行環境において実行すべき操作部の操作を実行する操作機能を運転者が有するか否かを判定する。このように構成された本実施形態では、運転者が有するべき複数の運転機能のそれぞれについて、運転者が運転能力を有するか否かを判定することができる。
Also, in this embodiment, preferably, the
また、本実施形態において好ましくは、情報報知装置50は、運転者に対して情報を提供する表示装置51及び音声出力装置52、及び車両1の外部の情報通信機器へ情報を提供する情報送信装置53を含む。このように構成された本実施形態では、運転者は、表示装置51及び音声出力装置52により、運転者の運転中又は運転終了後に視覚情報及び聴覚情報を学習することができる。また、本実施形態では、運転者は、情報送信装置53から情報を情報通信機器で受信することにより、運転終了後に当該情報を学習することができる。
In this embodiment, preferably, the
1 車両
10 コントローラ
20 車載装置
40 車両制御システム
50 情報報知装置
51 表示装置
52 音声出力装置
53 情報送信装置
54 アクチュエータ
100 車両制御装置
Claims (6)
前記車両の周囲の交通環境及び走行環境に応じて目標走行経路を計算し、前記車両が前記目標走行経路上を走行するように前記車両を制御可能なコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記交通環境及び前記走行環境に起因して前記車両に生じる可能性のあるリスクを推定するリスク推定処理と、
前記リスクに対する前記運転者の行動を検出するリスク回避行動検出処理と、
情報報知装置を用いて、前記運転者に前記リスクを回避させるように情報を提供する情報提供処理と、を実行するように構成され、
前記コントローラは、前記情報提供処理において、
前記リスクに対する前記運転者の行動に基づいて、前記運転者が前記リスクを知覚していないと判定した場合、前記運転者に前記リスクを知覚させるように、前記情報報知装置を用いて前記リスクを報知する第1支援処理と、
前記リスクに対する前記運転者の行動に基づいて、前記運転者がリスク回避のために実行すべき車両操作を実行していないと判定した場合、前記車両の運転終了後に前記情報報知装置を用いて少なくとも前記リスクを回避するための車両操作についての情報を報知する第2支援処理と、
前記リスクに対する前記運転者の行動に基づいて、前記運転者が前記リスク回避のために実行すべき車両操作を実行したが、前記車両操作における操作部の操作量では前記リスクを回避できないと判定した場合、前記リスクを回避するように前記操作部を動かして、前記操作部の動きにより前記運転者に適切な操作量を報知する第3支援処理と、を実行する、車両制御装置。 A vehicle control device for assisting a vehicle operation by a vehicle driver,
a controller capable of calculating a target travel route according to the traffic environment and travel environment around the vehicle and controlling the vehicle so that the vehicle travels on the target travel route;
The controller is
a risk estimation process for estimating risks that may occur to the vehicle due to the traffic environment and the driving environment;
a risk avoidance behavior detection process for detecting behavior of the driver with respect to the risk;
and an information providing process for providing information to the driver to avoid the risk using an information notification device,
The controller, in the information providing process,
When it is determined that the driver does not perceive the risk based on the behavior of the driver with respect to the risk, the information notification device is used to perceive the risk to the driver. a first support process to notify;
When it is determined that the driver has not performed the vehicle operation that should be performed to avoid the risk based on the behavior of the driver with respect to the risk, at least a second support process for notifying information about vehicle operation for avoiding the risk;
Based on the behavior of the driver with respect to the risk, the driver performed a vehicle operation that should be performed to avoid the risk, but it was determined that the amount of operation of the operation unit in the vehicle operation could not avoid the risk. a third support process for moving the operation unit so as to avoid the risk and informing the driver of an appropriate amount of operation by the movement of the operation unit.
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