JP2007137347A - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物状況に基づいて障害物に対するリスクポテンシャルを算出する。リスクポテンシャルに基づいてアクセルペダルに発生させる操作反力の反力指令値を算出するとともに、制駆動力制御を行うための目標減速度を算出する。目標減速度が表示しきい値よりも大きい場合は、目標減速度の表示を点灯するように設定する。これにより、リスクポテンシャルに応じた操作反力制御および制駆動力制御が行われるとともに、制駆動力制御の作動状態を示す表示が行われる。
【選択図】図1
Description
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両前方に存在する障害物を検出し、障害物の検出結果に基づいて、障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに基づいて、自車両に発生させる目標減速度を算出し、目標減速度を発生させるように自車両に発生する制駆動力を制御し、目標減速度をその値に応じて選択的に表示手段に表示するよう制御する。
本発明による車両は、自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段の検出結果に基づいて、障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、自車両に発生させる目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、目標減速度算出手段で算出された目標減速度を発生させるように自車両に発生する制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、目標減速度をその値に応じて選択的に表示手段に表示するよう制御する表示制御手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。
本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置1の構成を示すシステム図であり、図2は、車両用運転操作補助装置1を搭載した車両の構成図である。
レーザレーダ10は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを照射して自車両の前方領域を走査する。レーザレーダ10は、前方にある複数の反射物(通常、先行車の後端)で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、前方障害物である先行車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ50へ出力される。レーザレーダ10によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6deg 程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
コントローラ50は、レーザレーダ10、車速センサ20および前方カメラ30で検出された自車両の車両状態および自車両周囲の走行環境に基づいて、自車両周囲の障害物に対する自車両のリスクポテンシャルRPを算出する。リスクポテンシャルRP(Risk Potential)は、「潜在的なリスク/危急」を意味し、ここでは特に、自車両と自車両周囲に存在する障害物とが接近していくことにより増大するリスクの大きさを表す。したがって、リスクポテンシャルは、自車両と障害物とがどれほど近づいているか、すなわち自車両と障害物とが近づいている程度(接近度合)を表す物理量であるといえる。
THW=D/V1 ・・・(式1)
TTC=D/Vr ・・・(式2)
RPthw=K_THW×(TH1−THW)×V1 ・・・(式3)
(式3)においてK_THWは車間時間THWに関連付けた仮想弾性体のばね定数であり、TH1・V1は仮想弾性体の長さに相当する。
RPttc=K_TTC×(TH2−TTC)×Vr ・・・(式4)
(式4)においてK_TTCは余裕時間TTCに関連付けた仮想弾性体のばね定数であり、TH2・Vrは仮想弾性体の長さに相当する。
ΔF=α・RPn ・・・(式5)
ここで、定数α、nはそれぞれ車種等によって異なり、ドライブシミュレータや実地試験によって取得される結果に基づいて、リスクポテンシャルRPを効果的に反力増加量ΔFに変換できるように予め適切に設定しておく。(式5)に従って算出した反力増加量ΔFを、アクセルペダル操作量SAに応じた通常の反力特性に加算することにより、アクセルペダル反力指令値FAを算出する。
リスクポテンシャルRPに応じた制駆動力制御の実行中に、目標減速度Ddがしきい値THthwあるいはTHttcよりも大きい場合は、図14に示すように表示装置120のアイコンが点灯し、それ以外の場合はアイコンが全て消灯する。これにより、制駆動力制御の作動状態を視覚情報として運転者にわかりやすく伝えることができる。
(1)車両用運転操作補助装置1は、自車両前方に存在する障害物を検出し、その検出結果に基づいて障害物に対する自車両のリスクポテンシャルRPを算出する。そして、リスクポテンシャルRPに基づいて自車両に発生させる目標減速度Ddを算出し、算出した目標減速度Ddを発生させるように自車両に発生する制駆動力を制御する。さらに、目標減速度Ddをその値に応じて選択的に表示装置120に表示するよう制御する。制駆動力制御により運転者に減速感を与えることにより、障害物に対するリスクポテンシャルRPを運転者に伝えて注意を喚起することができる。また、目標減速度Ddに応じた選択的な表示を行うので、制駆動力制御の作動状態を視覚情報として運転者に知らせ、システムとしてどのような制御が行われているかを運転者が理解することを補助することができる。
(2)コントローラ50の目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddを表示装置120に表示するかを判断するための表示しきい値THthw,THttcよりも目標減速度Ddが大きい場合に、目標減速度Ddを示す表示を表示装置120に表示するよう制御する。運転者が自車両に発生する減速度を知覚できないような状況で目標減速度Ddを示す表示が行われると、システムの作動状態に対する運転者の感覚と表示とが合致せず、運転者に違和感を与えてしまう。しかし、目標減速度Ddが表示しきい値THthw,THttcよりも大きく、運転者が自車両に発生する減速度を知覚できる場合にのみ選択的に表示が行われるので、システムの機能に対する運転者の理解向上とわずらわしさの防止とを両立させることができる。
(3)目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddが表示しきい値THthw,THttcよりも大きい場合に、目標減速度Ddを表す表示を連続点灯するよう制御する。例えば、図14に示すように表示装置120の目標減速度表示部124に目標減速度Ddを示すアイコンを連続して点灯する。これにより、制駆動力制御が実行されていることを視覚情報として運転者にわかりやすく伝えることができる。
(4)目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddを算出する際の複数の算出パラメータ毎に表示しきい値THthw,THttcを設定する。複数の算出パラメータ毎に異なる表示しきい値THthw,THttcを設定することにより、運転者にわずらわしさを与えることのない表示を行うことが可能となる。
(5)コントローラ50のリスクポテンシャル計算部151は、自車両と障害物との車間時間THWに基づくリスクポテンシャル(第1のリスクポテンシャル)RPthwと、自車両と障害物との余裕時間TTCに基づくリスクポテンシャル(第2のリスクポテンシャル)RPttcとを算出し、目標減速度計算部153は、複数の算出パラメータである第1のリスクポテンシャルRPthwと第2のリスクポテンシャルRPttcのいずれかに基づいて目標減速度Ddを算出する。目標減速度表示制御部154は、RPthwに基づいて算出される目標減速度Ddに対する表示しきい値THthwが、RPttcに基づいて算出される目標減速度Ddに対する表示しきい値THttcよりも大きくなるように設定する。車間時間THWに基づく第1のリスクポテンシャルRPthwが選択され、自車両が障害物に追従走行しているような状況では、余裕時間TTCに基づく第2のリスクポテンシャルRPttcが選択され、自車両が障害物に接近しつつある状況に比べて、自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が低いと考えられる。そこで、RPthwに基づく目標減速度Ddに対する表示しきい値THthwを大きく設定することにより、運転者が減速度を知覚していないのに目標減速度Ddの表示が行われるといった違和感を低減することが可能となる。
(6)車両用運転操作補助装置1は、リスクポテンシャルRPに基づいて、さらに運転操作機器に発生する操作反力を制御する。これにより、リスクポテンシャルRPを運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達することができる。
表示装置120における目標減速度表示部124の表示内容を、目標減速度Ddの大きさに基づいて設定することもできる。
本発明の第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第2の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddが表示しきい値THthw,THttcよりも大きい場合に、目標減速度Ddを示す表示を点滅させるよう制御する。例えば、図14に示すように表示装置120の目標減速度表示部124に表示される目標減速度Ddを示すアイコンを点滅させる。これにより、制駆動力制御が実行されていることを視覚情報として運転者にわかりやすく伝えることができる。
(2)目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddを示す表示の点滅周期を、目標減速度Ddに応じて変更する。これにより、どの程度の減速度が自車両に発生しているかを視覚的に運転者に伝えることが可能となる。
(3)目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddが大きくなるほど点滅周期を短くする。目標減速度Ddが大きく、障害物に対するリスクポテンシャルRPが大きい状況では、自車両の減速に対する運転者の感度が高まっていると考えられるので、点滅周期を短くすることで、運転者の感覚に合った表示を行うことができる。
(4)目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddの変化方向に応じて点滅周期を変化させる。目標減速度Ddの変化方向、すなわちリスクポテンシャルRPの変化方向により、自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が変化するので、点滅周期を変化させることにより運転者の感覚に合った表示を行うことができる。
(5)目標減速度Ddが増加中の点滅周期を、目標減速度Ddが減少中の点滅周期よりも短くする。具体的には、図18に示すように目標減速度Ddの増加中と減少中とで点滅周期にヒステリシスを持たせている。目標減速度Ddが減少し、リスクポテンシャルRPが低下しているような状況では、リスクポテンシャルRPが増加する場合に比べて自車両の減速に対する運転者の感度が低下していると考えられる。そこで、点滅周期を長く設定することで、運転者が減速度をあまり知覚していないにもかかわらず目標減速度Ddの表示が速く点滅するといったわずらわしさを低減することができる。
本発明の第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第3の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第2の実施の形態との相違点を主に説明する。
本発明の第4の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第4の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第2の実施の形態との相違点を主に説明する。
THthwc=THthw−THe_thw ・・・(式6)
目標減速度Ddの増加中は、自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が上昇するので、増加率が速くなるほどしきい値THthwが小さくなるように補正する。
THttcc=THttc−THe_ttc ・・・(式7)
目標減速度Ddの増加中は、自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が上昇するので、増加率が速くなるほどしきい値THttcが小さくなるように補正する。
(1)目標減速度表示制御部154は、表示しきい値THthw,THttcを、目標減速度Ddの変化率Ddvに応じて設定する。具体的には、予め設定した表示しきい値THthw,THttcを目標減速度変化率Ddvに応じて補正し、補正値THthwc,THttccを算出する。これにより、自車両に発生する減速度の変化に対する運転者の感度を考慮して、目標減速度Ddを表示するか否かを判断することができる。
(2)目標減速度表示制御部154は、目標減速度Ddの増加率Ddvが大きいほど表示しきい値THthw,THttcが小さくなるように設定する。目標減速度Ddの増加中は自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が上昇するので、表示しきい値THthw,THttcを小さくして早いタイミングから表示を行うことにより、運転者の感覚に合った表示を行うことができる。
本発明の第5の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第5の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第4の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)目標減速度表示制御部154は、表示しきい値THthw,THttcを、運転者による自車両の運転操作状況に応じて設定する。運転操作状況によって自車両に発生する減速度に対する運転者の感度は変化するので、これを考慮して目標減速度Ddを表示するか否かを判断することができる。
(2)運転操作状況としてアクセルペダル90の操作速度Apvに応じて表示しきい値THthw,THttcを設定する。具体的には、予め設定した表示しきい値THthw,THttcをアクセルペダル操作速度Apvに応じて補正し、補正値THthwc,THttccを算出する。これにより、アクセルペダル90の操作状況によって変化する運転者の減速度に対する感度を考慮して、目標減速度Ddを表示するか否かを判断することができる。
(3)目標減速度表示制御部154は、アクセルペダル90の踏み込み速度Apvが大きいほど表示しきい値THthw,THttcが大きくなるように設定する。アクセルペダル90を速い速度で踏み込んでいる場合は、自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が低下するので、表示しきい値THthw,THttcを大きくして表示のタイミングを遅らせることにより、運転者に違和感を与えることのない表示制御を行うことができる。
(4)アクセルペダル90の戻し速度Apvが大きいほど表示しきい値THthw,THttcが小さくなるように設定する。アクセルペダル90を速い速度で戻している場合は、自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が上昇するので、表示しきい値THthw,THttcを小さくして早いタイミングから表示を行うことにより、運転者の感覚に合った表示を行うことができる。
本発明の第6の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第6の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第4の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)目標減速度表示制御部154は、表示しきい値THthw,THttcを、車両前方状況に応じて設定する。車両前方状況によって自車両に発生する減速度に対する運転者の感度は変化するので、これを考慮して目標減速度Ddを表示するか否かを判断することができる。
(2)車両前方状況としてリスクポテンシャルRPの変化率RPvに応じて表示しきい値THthw,THttcを設定する。具体的には、予め設定した表示しきい値THthw,THttcをリスクポテンシャル変化率RPvに応じて補正し、補正値THthwc,THttccを算出する。これにより、リスクポテンシャルRPの変化によって変化する運転者の減速度に対する感度を考慮して、目標減速度Ddを表示するか否かを判断することができる。
(3)目標減速度表示制御部154は、リスクポテンシャルRPの増加率RPpvが大きいほど表示しきい値THthw,THttcが小さくなるように設定する。リスクポテンシャルRPが増加している場合は、自車両に発生する減速度に対する運転者の感度が上昇するので、表示しきい値THthw,THttcを小さくして早いタイミングから表示を行うことにより、運転者の感覚に合った表示を行うことができる。
Claims (22)
- 自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段の検出結果に基づいて、前記障害物に対する前記自車両のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記自車両に発生させる目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
前記目標減速度算出手段で算出された前記目標減速度を発生させるように前記自車両に発生する制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、
前記目標減速度をその値に応じて選択的に表示手段に表示するよう制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度を前記表示手段に表示するかを判断するための表示しきい値よりも前記目標減速度が大きい場合に、前記目標減速度を示す表示を前記表示手段に表示するよう制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度が前記表示しきい値よりも大きい場合に、前記目標減速度を示す表示を連続点灯するよう制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度が前記表示しきい値よりも大きい場合に、前記目標減速度を示す表示を点滅させるよう制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項4に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度を示す表示の点滅周期を、前記目標減速度に応じて変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項5に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度が大きくなるほど前記点滅周期を短くすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項5または請求項6に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度の変化方向に応じて前記点滅周期を変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項7に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度が増加中の前記点滅周期を、前記目標減速度が減少中の前記点滅周期よりも短くすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2から請求項8のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記目標減速度算出手段において前記目標減速度を算出する際の複数の算出パラメータ毎に、前記表示しきい値を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項9に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル算出手段は、前記自車両と前記障害物との車間時間に基づく第1のリスクポテンシャルと、前記自車両と前記障害物との余裕時間に基づく第2のリスクポテンシャルとを算出し、
前記目標減速度算出手段は、前記複数の算出パラメータである前記第1のリスクポテンシャルと前記第2のリスクポテンシャルのいずれかに基づいて、前記目標減速度を算出し、
前記表示制御手段は、前記第1のリスクポテンシャルに基づいて算出される前記目標減速度に対する前記表示しきい値が、前記第2のリスクポテンシャルに基づいて算出される前記目標減速度に対する前記表示しきい値よりも大きくなるように設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2から請求項10のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値を前記目標減速度の変化率に応じて設定する表示しきい値設定手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項11に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値設定手段は、前記目標減速度の増加率が大きいほど前記表示しきい値が小さくなるように設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2から請求項10のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値を運転者による前記自車両の運転操作状況に応じて設定する表示しきい値設定手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項13に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値設定手段は、前記自車両の運転操作状況としてアクセルペダルの操作速度に応じて前記表示しきい値を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項14に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値設定手段は、前記アクセルペダルの踏み込み速度が大きいほど前記表示しきい値が大きくなるように設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項14または請求項15に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値設定手段は、前記アクセルペダルの戻し速度が大きいほど前記表示しきい値が小さくなるように設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2から請求項10のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値を車両前方状況に応じて設定する表示しきい値設定手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項17に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値設定手段は、前記車両前方状況として、前記リスクポテンシャルの変化率に応じて前記表示しきい値を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項18に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示しきい値設定手段は、前記リスクポテンシャルの増加率が大きくなるほど前記表示しきい値が小さくなるように設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャルに基づいて、運転操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 自車両前方に存在する障害物を検出し、
前記障害物の検出結果に基づいて、前記障害物に対する前記自車両のリスクポテンシャルを算出し、
前記リスクポテンシャルに基づいて、前記自車両に発生させる目標減速度を算出し、
前記目標減速度を発生させるように前記自車両に発生する制駆動力を制御し、
前記目標減速度をその値に応じて選択的に表示手段に表示するよう制御することを特徴とする車両用運転操作補助方法。 - 自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段の検出結果に基づいて、前記障害物に対する前記自車両のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記自車両に発生させる目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
前記目標減速度算出手段で算出された前記目標減速度を発生させるように前記自車両に発生する制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、
前記目標減速度をその値に応じて選択的に表示手段に表示するよう制御する表示制御手段とを有する車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
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