JP2006293530A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、運転者の感覚に合わせてアシスト制御を実行することができる車両用走行制御装置の提供を目的とする。
【解決手段】 進行方向の走行路情報を取得する取得手段１と、取得手段１により取得された走行路情報に基づいて目標車速を設定する設定手段２と、実車速検出手段３により検出された実車速と設定手段２によって設定された目標車速との速度関係に基づいて運転者に対する警報動作を制御する警報制御手段５と、運転者の運転操作状態を検出する検出手段６と、検出手段６により減速意思を表す運転操作が警報制御手段６による警報動作の後に検出されない場合に設定手段２によって設定された目標車速を増加方向に補正する補正手段８とを備える車両用走行制御装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、走行路情報を用いて運転者をアシストする制御を実行する車両用走行制御装置に関する。

従来から、自車の前方に存在するカーブを適正に通過させる車両の走行安全装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。本走行安全装置は、前方のカーブの形状に基づきそのカーブを適正に通過可能な適正車速を設定し、自車の状態が適正車速にないときに乗員に警報を与えるとともに減速装置を自動的に作動させるものである。
特開２００３−２５２１８８号公報

しかしながら、上述の従来技術は、警報作動後における運転者による減速操作の状態に基づいて減速装置の作動時間や制動の大きさを設定するアシスト制御を行っているが、警報作動の条件である上記の設定された適正車速が一定であるので、アシスト制御の実行が運転者の感覚に合わない場合があった。

そこで、本発明は、運転者の感覚に合わせてアシスト制御を実行することができる車両用走行制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
進行方向の走行路情報を取得する取得手段と、
前記取得された走行路情報に基づいて目標車速を設定する設定手段と、
実車速と前記設定された目標車速との速度関係に基づいて運転者に対する警報動作を制御する警報制御手段と、
運転者の運転操作状態を検出する検出手段と、
前記検出手段により減速意思を表す運転操作が前記警報動作の後に検出されない場合に前記設定された目標車速を増加方向に補正する補正手段とを備える車両用走行制御装置が提供される。

本局面によれば、警報動作の後に減速意思を表す運転操作がされない場合は、アシスト不要という運転者の意思の表れであるので、目標車速の設定値の増加補正をして実車速と目標車速との速度関係を変化させることにより、その速度関係に基づく警報動作の制御に運転者の意思を反映させることができる。

また、前記検出手段により減速意思を表す運転操作が前記警報動作の後に検出された場合に前記設定された目標車速となるように減速させる減速制御手段を備えることが好適である。警報動作の後に減速意思を表す運転操作がされた場合は、アシスト制御が運転者の感覚に合っていることになるので、補正をせずに前記設定された目標車速となるように減速制御を実行しても、運転者は違和感を覚えることはない。

また、前記警報制御手段は、前記設定手段が目標車速を設定する際に基準とした地点への接近状況に応じて運転者に対する警報動作を制御することが好適である。これにより、その地点までの接近距離や接近するまでに必要な減速度に応じた警報動作を行うことができる。

本発明によれば、運転者の感覚に合わせてアシスト制御を実行することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は本発明の車両用走行制御装置の構成を示すブロック図の一例である。本車両用走行制御装置は、走行路情報取得手段１、目標車速設定手段２、実車速検出手段３、リスク度・必要減速度算出手段４、警報制御手段５、運転操作状態検出手段６、減速制御手段７及び目標車速補正手段８を備える。各構成手段は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、電子回路及びセンサ等によって実現される。

走行路情報取得手段１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機によるＧＰＳ衛星からの受信情報と地図データベース内の詳細な地図情報に基づいて、自車の地図上での位置情報や自車進行方向の走行路情報を取得するものである。この詳細な地図情報には、車両が走行する一般道や有料道路等に関する走行路情報や、お店やビル等の建物に関する情報が含まれる。走行路情報には、例えば、コーナーの半径、カント、曲率、クロソイド長、一定曲率部分の長さ、路面傾斜角、車線数、車線幅、踏切、交差点、分岐点、横断歩道、ガードレール、歩道、橋梁、トンネル、有料道路の料金所やＥＴＣ（Electronic Toll Collection）レーンといった数値情報や設備情報が含まれる。走行路上の渋滞情報や天気情報を含めてもよい。

目標車速設定手段２は、走行路情報取得手段１により取得された進行方向の走行路情報に基づいて自車の目標車速（推奨車速）Ｖｒを設定するものである。ある曲率半径を有するコーナーを通過するための自車の目標車速Ｖｒは、図２に示されるようなマップ値に基づいて設定される。曲率半径Ｒが大きいほど目標車速Ｖｒは高く設定される。車両の曲率半径Ｒと目標車速Ｖｒとの関係についての車両の走行シミュレーションによって事前に得られた結果が、そのマップに反映されている。

実車速検出手段３は、車速センサ等であって、自車の実車速Ｖｓを測定するものである。

リスク度・必要減速度算出手段４は、走行路情報取得手段１により取得された走行路情報と目標車速設定手段２により設定された目標車速Ｖｒと実車速検出手段３により検出された実車速Ｖｓに基づいて、リスク度Ｄと必要減速度Ａを算出するものである。リスク度Ｄは、自車が現在の車両状況において自車進行方向のコーナーを通過する場合のリスク度合を示すものである。必要減速度Ａは、自車が目標車速Ｖｒまで減速するのに必要な減速度のことである。

リスク度Ｄは、自車の現在地点から自車進行方向のコーナーのアプローチ点（ターゲット）までのターゲット距離Ｌと実車速Ｖｓと目標車速Ｖｒとの速度差Ｖｄ（＝Ｖｓ−Ｖｒ）に応じて変化する。所定のマップや計算式に基づいてリスク度Ｄは算出される。リスク度Ｄは、速度差Ｖｄが大きくなるほど高く算出され、また、ターゲット距離Ｌが小さくなるほど高く算出される（ターゲット距離Ｌが所定値Ｌ１（＞０）以上のとき、リスク度Ｄは０）。速度差Ｖｄが大きい場合やターゲット距離Ｌが小さい場合、リスクが増す方向だからである。一方、必要減速度Ａは、『Ａ＝（Ｖｒ^２−Ｖｓ^２）／（２Ｌ）』という関係式に基づいて算出される。なお、リスク度・必要減速度算出手段４は、走行路情報取得手段１により取得された自車の現在地点の座標情報と自車進行方向のコーナーのアプローチ点の座標情報に基づいて、ターゲット距離Ｌを算出する。

警報制御手段５は、リスク度・必要減速度算出手段４により算出された速度差Ｖｄ、ターゲット距離Ｌ、リスク度Ｄに基づいて、ドライバーに対する警報動作を制御するものである。警報動作を実行する閾値である警報レベルＬＶをリスク度Ｄに対して設けている。例えば警報レベルＬＶを３段階に分ける。ターゲット距離Ｌが小さくなるにつれて（ターゲットに近づくにつれて）リスク度Ｄが大きくなり、各警報レベルＬＶに達する毎に、警報制御手段５は警報動作の制御を実行する。

警報動作は、例えば、音声警報、視覚的警報、振動的警報によって行われる。スピーカからの音声やディスプレイ表示により「スピードの出しすぎです。車の速度を緩めてください。」と減速運転をするよう促す。また、アクセルペダルに反力機構を設けたりステアリングホイールや座席シートに振動機構を設けたりすることによって、反力機構による反力や振動機構による振動を警報動作として、減速運転を促す旨をドライバーに知らせることもできる。

上述の各警報レベルＬＶでの警報動作の内容はそれぞれ異なり、警報レベルＬＶが上がるにつれてドライバーに対し強い警報内容となる。警報制御手段５は、例えば、警報レベル１では音声警報のみを実行し、警報レベル２では音声警報＋視覚的警報を実行し、警報レベル３では音声警報＋視覚的警報＋振動的警報を実行する。

運転操作状態検出手段６は、ドライバーの運転操作状態を検出するものである。例えば、ドライバーの加速・減速意思を表す運転操作を検知することを可能にするアクセルポジションセンサ、アクセルスイッチ、ブレーキポジションセンサ及びブレーキスイッチが挙げられる。アクセルポジションセンサやブレーキポジションセンサは、ペダル部に設置され、ペダルのストローク（角度）を検出する。その検出値によってペダルの踏み込み状態の判断が可能となり、ドライバーの加速・減速意思を表す運転操作を検知することが可能となる。また、アクセルスイッチは、アクセルペダルの上下動に応じてＯＮ／ＯＦＦする。例えば、アクセルペダルが踏まれている状態ではＯＮし、踏まれていない状態ではＯＦＦする。ストップスイッチは、ブレーキペダルの上下動に応じてＯＮ／ＯＦＦする。例えば、ブレーキペダルが踏まれている状態ではＯＮし、踏まれていない状態ではＯＦＦする。

減速制御手段７は、リスク度・必要減速度算出手段４により算出された必要減速度Ａをブレーキ機構や変速機により生じさせて、目標車速Ｖｒまで減速させる介入制御を実行するものである。

目標車速補正手段８は、警報制御手段５での警報レベルＬＶや運転操作状態検出手段６による運転操作状態の検出情報に基づいて、目標車速設定手段２により設定された目標車速Ｖｒを補正するものである。

本発明の車両用走行制御装置は、ドライバーの意思に応じて目標車速Ｖｒを補正させることができる。車両用走行制御装置が自車進行方向のコーナーをターゲットとして特定すると、初期状態として、図２のようなマップに基づいて、自車進行方向のコーナーに対するアプローチスピードの物理的限界値からある幅を持たせて、目標車速Ｖｒが設定される。物理的限界値とは、それ以上の車速では自車進行方向のコーナーを通過できないと想定した車速限界値である。そして、コーナーに近づいてリスク度Ｄが警報レベルＬＶ＝１達すると、ドライバーに対する１段階目の警報動作が実行される。このとき、警報動作が実行された後のアクセルペダルのストロークが「ペダルの戻り側」に変化していなければ、「ドライバーには減速の意思がない」と判断されて、目標車速Ｖｒが１段階高くなるよう補正される。１段階高く補正された目標車速Ｖｒを用いて、同様に警報動作の実行判定が行われる。その後も同様に、アクセルペダルの戻りによって、目標車速Ｖｒが段階的に補正され、あるレベルまで達すると、本装置によるアシスト制御が終了する。以下、目標車速Ｖｒの３つの補正態様（図３，４，５）を具体例として挙げて説明する。

図３は、目標車速Ｖｒの第１例の補正態様である。図３（ａ）は、ターゲット距離Ｌに対するリスク度Ｄの関係を表し、図３（ｂ）はターゲット距離Ｌに対するスピードに関するパラメータ群の関係を表す。

コーナーに近づいてリスク度Ｄが警報レベル１に達すると（図３（ａ））、ドライバーに対する警報動作が実行され、アクセルペダルのストロークが「ペダルの戻り側」に変化していなければ、目標車速Ｖｒが１段階高くなるよう補正される（図３（ｂ））。目標車速Ｖｒが上がれば実車速Ｖｓとの差（つまり、速度差Ｖｄ）は小さくなるので、結果的に、警報レベル１に達したリスク度Ｄは一時的に下がることになる（図３（ａ））。その後、同様に、１段階高く補正された目標車速Ｖｒを用いて、リスク度Ｄと警報レベルＬＶとの関係に基づいて、警報動作の実行判定が行われる。図３の場合、ターゲットに近づくにつれてリスク度Ｄが上がっていくと、警報レベル１に対応する警報動作が４回実行され、警報レベル２に対応する警報動作が２回実行され、警報レベル３に対応する警報動作が１回実行されることになる。

図４は、目標車速Ｖｒの第２例の補正態様である。図４の警報動作の実行判定も、上述の図３の警報動作の実行判定と、基本的には同様に行われる。図４の場合、各警報レベルにおける警報動作の実行回数を１回と定め、各警報レベルにおける目標車速Ｖｒの増加補正回数も１回と定めている。これにより、同一の警報動作が繰り返し実行されなくなる。

つまり、コーナーに近づいてリスク度Ｄが警報レベル１に達すると（図４（ａ））、警報レベル１に対応する警報動作が実行され、アクセルペダルのストロークが「ペダルの戻り側」に変化していなければ、目標車速Ｖｒが１段階高くなるよう補正される（図４（ｂ））。そして、目標車速Ｖｒが上がれば実車速Ｖｓとの差（つまり、速度差Ｖｄ）は小さくなるので、結果的に、警報レベル１に達したリスク度Ｄは一時的に下がることになる（図４（ａ））。その後、１段階高く補正された目標車速Ｖｒを用いて警報動作の実行判定が行われるが、コーナーに近づいてリスク度Ｄが警報レベル１に再度達しても（図４（ａ））、警報レベル１に対応する警報動作が一度すでに実行されているので、警報動作は実行されないこととなる。その後、さらにコーナーに近づいてリスク度Ｄが警報レベル２に達すると（図４（ａ））、警報レベル２に対応する警報動作が実行され、アクセルペダルのストロークが「ペダルの戻り側」に変化していなければ、目標車速Ｖｒがさらに１段階高くなるよう補正される（図４（ｂ））。以降、同様に、リスク度Ｄと警報レベルＬＶとの関係に基づいて、警報動作の実行判定が行われる。図４の場合、ターゲットに近づくにつれてリスク度Ｄが上がっていくと、各警報レベルに対応する警報動作は１回しか実行されないため、警報動作の冗長さや煩雑さも解消することとなる。

図５は、目標車速Ｖｒの第３例の補正態様である。図５の警報動作の実行判定も、上述の図３，４の警報動作の実行判定と、基本的には同様に行われる。図５の場合、目標車速Ｖｒを警報用目標車速Ｖｒａとブレーキ用目標車速Ｖｒｂに別々に定めており、ブレーキ用目標車速Ｖｒｂのみ増加補正を行い、警報用目標車速Ｖｒａは増加補正をしていない（図５（ｂ））。また、リスク度Ｄについても警報用とブレーキ用で分けている。これにより、警報制御と減速制御を独立して補正することが可能となる。

つまり、コーナーに近づいてリスク度Ｄが警報レベル１に達すると（図５（ａ））、警報レベル１に対応する警報動作が実行され、アクセルペダルのストロークが「ペダルの戻り側」に変化していなければ、ブレーキ用目標車速Ｖｒｂが１段階高くなるよう補正されるが、警報用目標車速Ｖｒａの補正はされない（図５（ｂ））。ブレーキ用目標車速Ｖｒｂが上がれば実車速Ｖｓとの差（つまり、速度差Ｖｄ）は小さくなるので、結果的に、警報レベル１に達したブレーキ用リスク度は一時的に下がることになる（図５（ａ））。一方、警報用目標車速Ｖｒａは変化しないので、コーナーに近づくにつれて警報用リスク度はそのままあがっていくことになる（図５（ａ））。以降、図３若しくは図４の補正態様の上述の方法と同様に、「ブレーキ用リスク度と警報レベルとの関係に基づく警報動作の実行判定」と「警報用リスク度と警報レベルとの関係に基づく警報動作の実行判定」が独立に行われる。

以上の３つの補正態様の図に示されるように、ドライバーが想定している目標車速である「ドライバー目標値」と本発明の車両用走行制御装置が設定する目標車速Ｖｒが近づくので、警報制御や減速制御といったアシスト制御をドライバーの感覚に適応させて実行することができるようになる。特に、図５の補正態様の例で言えば、ブレーキ用目標車速Ｖｒｂのみ増加補正を行っているため、減速制御によるアシスト量（つまり、必要減速度Ａ（＝（Ｖｒｂ^２−Ｖｓ^２）／（２Ｌ）））のみがドライバーの感覚に適応することになる。一方、警報用目標車速Ｖｒａは補正を行っていないため、警報制御による警報動作はドライバーの感覚に適応させているというわけではなく、その警報動作のタイミングが減速制御の介入タイミングに比べ早めていることになる。

上述した本発明の車両用走行制御装置の動作例は、図６のフローチャートによって表現可能である。

車両用走行制御装置が自車進行方向のコーナーをターゲットとして特定すると、走行路情報取得手段１により取得された自車の地図上での位置情報と自車進行方向の走行路情報（ステップ２）と図２のマップとに基づいて、目標車速設定手段２は自車の目標車速Ｖｒを設定する（ステップ４）。リスク度・必要減速度算出手段４は、目標車速Ｖｒと実車速検出手段３により検出された実車速Ｖｓとターゲット距離Ｌに基づいて、リスク度Ｄを算出するとともに、必要減速度Ａを算出する（ステップ６）。警報制御手段５は、まずリスク度Ｄが警報レベル１を超えているか否かを判断する（ステップ８）。警報レベル１を超えていなければ、フローの最初にリターンする。警報レベル１を超えている場合、警報制御手段５は、警報レベル１に対応する警報動作が未実行か否かを判断する（ステップ１０）。つまり、上述の図４の補正態様を示しているステップである。すでに警報レベル１に対応する警報動作が実行している場合には、警報実行の判定に用いる警報レベルを２に上げて（ステップ１２）、フローの最初にリターンする。未実行の場合には、警報レベル１に対応する警報動作を実行する（ステップ１４）。目標車速補正手段８は、警報制御手段５による警報動作の実行後の所定時間内に（例えば、０．５秒内に）、ドライバーがアクセルペダルを緩めたか否かを判断する（ステップ１６）。ドライバーがブレーキペダルを踏んだか否かを判断してもよい。アクセルペダルを緩めたことが検出された場合、目標車速補正手段８は減速制御手段７に対し減速制御を実行するように指令する。減速制御手段７は、実車速Ｖｓと目標車速Ｖｒとの速度差Ｖｄが所定値以内になるまで減速制御を実行し（ステップ１８，２０）、所定値以内になると減速制御を終了させ、車両用走行制御装置によるアシスト制御は終了する（ステップ２２）。一方、警報動作を実行してもアクセルペダルが緩められなかった場合、ドライバーはこの段階ではアシスト制御不要と考えているとみなされる。ここで、目標車速補正手段８は、警報レベルが最終段階（上述の図３，４，５による具体例によれば、警報レベル３が最終段階）に達しているか否かを確認する（ステップ２４）。警報レベルが１若しくは２の段階で最終段階に達していない場合には、目標車速補正手段８は目標車速設定手段２により設定された目標車速Ｖｒを１段階高く補正する（ステップ２６）。警報レベルが最終段階のレベル３に達している場合には、ドライバーの意思に従い、車両用走行制御装置によるアシスト制御は終了する（ステップ２８）。

なお、上述の図５の補正態様のように警報動作タイミングと必要減速度Ａを独立に補正する場合、ステップ２６において、目標車速Ｖｒを警報用目標車速Ｖｒａとブレーキ用目標車速Ｖｒｂに別々に設定することになる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

上述の実施形態では自車進行方向のコーナーをターゲットとして説明したが、ターゲットが先行車の場合でも同様に本発明を適用することができる。先行車をターゲットとする場合、先行車と自車との相対速度が零となるような車速や先行車と自車との車間時間や相対距離が所定値となるような車速を上記の目標車速Ｖｒとして考えればよい。このときのターゲット距離Ｌは、先行車と自車との相対距離である。これを、上述と同様に、リスク度Ｄを算出すればよい。

自車進行方向にコーナーと先行車がある場合には、それぞれの場合のリスク度Ｄを算出して、リスク度Ｄの大きいほうをターゲットとして扱えばよい。

なお、相対速度や相対距離は、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、超音波レーダまたはステレオカメラ等を用いて測定することができる。相対距離は、レーダが送受信する波の送受信タイミングと波の速さとの関係から容易に算出可能である。算出された相対距離の時間変化から相対速度（先行車に対する自車の速度）が求められる。また、ステレオカメラの場合には、左右に配置された撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）による撮像画像間の視差を求めることによって、相対距離が算出される。一方の撮像素子による画像と他方の撮像素子による画像とを重ね合わせると、先行車が左右横方向にずれる。そして、片方の画像を１画素ずつシフトしながら最も重なり合う位置を求める。このときシフトした画素数をｎとする。レンズの焦点距離をｆ、光軸間の距離をｍ、画素ピッチをｄとすると、自車から先行車までの相対距離Ｘは、Ｘ＝（ｆ・ｍ）／（ｎ・ｄ）という関係式が成立する。なお、（ｎ・ｄ）を視差という。この関係式に基づいて算出された相対距離Ｘから、上記と同様にして、相対速度が算出可能である。

また、コーナーや先行車等の位置情報を取得する手段として、走行路の特定ポイント毎に設置されている車両検知装置を用いてもよい。車両検知装置は、赤外線等を利用して所定距離内で自己に接近する車両を検出する車両検出センサと、その車両検出結果を周辺車両に向けて送信する送信装置とを有している。この車両検知装置からの情報を自車が取得することによって、コーナーと先行車と自車との位置関係の把握が可能となる。

また、上述した実施例ではコーナーをターゲットとしていたが、踏切、交差点、分岐点、ＥＴＣレーンをターゲットにしても、本発明の車両用制御装置は同様に適用され得る。それらのターゲットに向けてドライバーの感覚に適応したアシスト制御を行うことができる。

また、目標速度Ｖｒは、ターゲットの周辺環境に応じて補正するようにしてもよい。走行路が橋梁やトンネルの場合には、通常の走行路よりも走行しにくいとして、目標速度Ｖｒを初期値より低めに設定してもよい。また、例えば、走行路の周辺温度が所定温度よりも低ければ、路面凍結のおそれがあるとして、目標速度Ｖｒを初期値より低めに設定してもよい。

本発明の車両用走行制御装置の構成を示すブロック図の一例である。 曲率半径Ｒと目標車速Ｖｒとの関係を示すマップである。 目標車速Ｖｒの第１例の補正態様を示す図である。 目標車速Ｖｒの第２例の補正態様を示す図である。 目標車速Ｖｒの第３例の補正態様を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の動作を示すフローチャートの一例である。

符号の説明

１ 走行路情報取得手段
２ 目標車速設定手段
３ 実車速検出手段
４ リスク度・必要減速度算出手段
５ 警報制御手段
６ 運転操作状態検出手段
７ 減速制御手段
８ 目標車速補正手段

Claims (3)

1. 進行方向の走行路情報を取得する取得手段と、
   前記取得された走行路情報に基づいて目標車速を設定する設定手段と、
   実車速と前記設定された目標車速との速度関係に基づいて運転者に対する警報動作を制御する警報制御手段と、
   運転者の運転操作状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段により減速意思を表す運転操作が前記警報動作の後に検出されない場合に前記設定された目標車速を増加方向に補正する補正手段とを備える車両用走行制御装置。
2. 前記検出手段により減速意思を表す運転操作が前記警報動作の後に検出された場合に前記設定された目標車速となるように減速させる減速制御手段を備える請求項１記載の車両用走行制御装置。
3. 前記警報制御手段は、前記設定手段が目標車速を設定する際に基準とした地点への接近状況に応じて運転者に対する警報動作を制御する請求項１または２記載の車両用走行制御装置。

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