JP2012192843A - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭路通過に際してアクセルペダルの踏込み量が変化しても駆動力が大きく変動することがなく、良好な運転操作性を得ることができるようにする。
【解決手段】車載カメラ２で撮像した画像に基づき進行方向前方に狭路が検出されたか否かを調べ(S4)、狭路が検出された場合、モニタに車載カメラ２で撮像した画像を表示すると共に車両１の進行方向をガイドする左右誘導ラインＬ１，Ｌ２を表示し(S9)、更に、走行モードをエコノミーモードに設定する(S10)。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の進行方向前方に狭路を検出した場合に、走行モードをエコノミーモードに設定するようにした車両用運転支援装置に関する。

従来、車両の安全性の向上を図るため、積極的に運転者の運転操作を支援する総合的な運転支援（ＡＤＡ；Active Drive Assist）システムが知られている。このＡＤＡシステムは、車両の走行環境情報や自車両の走行状態から先行車両との衝突、障害物との接触、車線逸脱等の様々な可能性を推定し、それらの情報を運転者に報知すると共に、運転者が、フットブレーキを踏み込む等の衝突回避操作を行わない場合は、運転者に代わって自動ブレーキを作動させる等して衝突回避を行うものである。

車両の走行環境情報を監視する装置として、車両に搭載したカメラ（車載カメラ）が知られており、ＡＤＡシステムには、車載カメラで撮像した画像を利用して、狭路進入の可否の判定を行うと共に、狭路進入可能と判定した場合は、対向車や電柱、ガードレール、家屋の塀等の障害物との接触を回避しながら狭路を走行するようにガイドする狭路ガイド機能を備えるものも知られている。

例えば、特許文献１（特開２００８−１３７４４２号公報）には、車載カメラにより狭路を検出した場合、この狭路を通過するための走行軌跡を演算し、アクセル制御、ブレーキ制御、ステアリング制御により、走行軌跡に沿って車両を走行させると共に、目標速度で車両を緩走行させる技術が開示されている。

又、引用文献２（特開２０１０−２１８５０４号公報）には、車両側面に設置された計測センサにより車線の位置と自車両の位置を計測し、その結果に基づいて車線幅を算出し、この車線幅に対する自車両のはみ出し量を算出し、当該は見出し量に応じた警報レベルで運転者に注意喚起を行う技術が開示されている。

特開２００８−１３７４４２号公報 特開２０１０−２１８５０４号公報

上述した特許文献１は、狭路で対向車と遭遇した場合に、車両を自律走行させることで運転者を支援する技術であり、ステアリング制御装置による自動操舵機構を必要とするため、車両挙動制御の介入が前提となっており、運転者の運転操作を導く比較的汎用性の高い運転支援装置には適用することが困難である。

一方、引用文献２には、狭路走行するに際し、はみ出し量に応じて警報表示レベルを変化させることで、運転者に自車両が車線からどの程度はみ出しているかを直感的に理解させる技術が開示されているに過ぎず、特に、狭路の通過に不慣れな運転者の場合、狭路を低速で通過する際のアクセル操作が難しく、運転操作性が悪いという問題がある。

特に、スポーツタイプの車両では通常の使用範囲が高回転側に設定されているため、僅かなアクセルペダルの踏込み量の違いであってもエンジン回転数が大きく変動しやすい。従って、たとえ、運転者の運転操作を導く運転支援装置が備えられていても、アクセル操作により速度調整を行うことが難しく、アクセル操作とブレーキ操作とを交互に行うこととなり、煩雑な運転操作が要求されると云う問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、狭路を通過するに際してはアクセルペダルの踏込み量が変化しても駆動力が大きく変動することがなく、良好な操作性を得ることのできる車両用運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明による車両用運転支援装置は、走行モードとして通常運転のノーマルモードと低燃費性を重視したエコノミーモードとの少なくとも２つのモードを備える駆動力制御手段と、車両に搭載されて該車両の進行方向前方の走行環境を監視する前方監視手段と、前記前方監視手段からの走行環境情報に基づいて自車両前方の狭路を検出する狭路検出手段と、前記狭路検出手段で狭路が検出された場合、前記駆動力制御手段の走行モードを前記エコノミーモードに設定するモード設定手段とを備える。

本発明によれば、車両の走行方向前方に狭路が検出された場合、走行モードをエコノミーモードに設定するようにしたので、狭路通過の際にアクセルペダルの踏込み量が変化しても駆動力が大きく変動することがなく、急発進、急加速が抑制されて良好な運転操作性を得ることができる。

車両用運転支援装置を搭載する車両の概略構成図 車両用運転支援装置の構成図 運転支援制御処理ルーチンを示すフローチャート 前方が幅員減少となる車線を走行する車両の説明図 狭路を通過する際のモニタの表示を示し、（ａ）は通過可と判定したときのモニタ表示の説明図、（ｂ）は通過不可と判定したときのモニタ表示の説明図 走行モード別目標スロットル開度テーブルの説明図 走行モード別変速マップの説明図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１の符号１は車両であり、この車両１に、前方監視手段としての車載カメラ２が搭載されている。この車載カメラ２はメインカメラ２ａとサブカメラ２ｂとを有するステレオカメラであり、この両カメラ２ａ，２ｂで走行方向前方の走行環境を撮像して監視する。そして、撮像した走行環境を示す画像が画像処理ユニット（ＩＰＵ）３にて所定に画像処理されて出力される。

一方、符号１１は車両用運転支援装置であり、図２に示すように、運転支援制御ユニット１２、エンジン制御ユニット（以下「Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ」と称する）１３、ブレーキ制御ユニット（以下「ＢＫ＿ＥＣＵ」と称する）１４、トラスミッションユニット（以下「ＴＣＵ」と称する）１５等の各制御ユニットを備え、この各制御ユニットが、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内通信回線１６を通じて接続されている。尚、各ユニット１２〜１５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、ＲＯＭにはシステム毎に設定されている動作を実現するための制御プログラム、及びマップデータやテーブルデータ等の各種固定データが記憶されている。

又、運転支援制御ユニット１２の入力側に、ＩＰＵ３、車速Ｓ[Km/h]を検出する車速センサ４、運転者のアクセルペダルの踏込み量であるアクセル開度ＡＰ[％]を検出するアクセル開度センサ５、エンジン２６の出力軸回転数からエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ６、図示しないブレーキペダルの踏込みでＯＮするブレーキスイッチ７等の各種センサ類が接続されている。

更に、運転支援制御ユニット１２の出力側に、ブザー、ウォーニングランプ、スピーカ等の警報手段８、及びモニタ９が接続されている。尚、モニタ９はカーナビゲーションシステムのモニタを利用しても良く、後述するように、狭路を走行する際に、メインカメラ２ａで撮像した画像が表示されると共に、自車両１の走行方向前方に左右誘導ラインＬ１，Ｌ２がスーパーインポーズ処理によって表示される。

一方、駆動力制御手段としてのＥ／Ｇ＿ＥＣＵ１３の出力側に、電子制御スロットル２１に設けられているスロットルアクチュエータ２２が接続されており、ＢＫ＿ＥＣＵ１４の出力側に、ブレーキを強制的に作動させるブレーキアクチュエータ２３が接続されている。更に、駆動力制御手段としてのＴＣＵ１５の出力側に自動変速機２４の変速機を変速動作させる変速アクチュエータ２５が接続されている。尚、本実施形態では、自動変速機２４の変速機構として無段変速機を採用しており、ＴＣＵ１５の入力側には、図示しないが、プライマリ軸の回転数（プライマリ回転数）Ｎｐを検出するプライマリ回転数センサと、セカンダリ軸の回転数（セカンダリ回転数）Ｎｓを検出するセカンダリ回転数センサとが接続されている。

図１に示すように、電子制御スロットル２１は、エンジン２６の吸気通路側に設けられており、この電子制御スロットル２１のスロットル弁２１ａがスロットルアクチュエータ２２により開閉動作され、このスロットルアクチュエータ２２の動作がＥ／Ｇ＿ＥＣＵ１３で制御される。従って、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１３がスロットルアクチュエータ２２の動作を制御することで、スロットル弁２１ａの開度が調整されて、所望のエンジン出力が得られる。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１３は、基本的にアクセル開度ＡＰに基づいて目標スロットル開度ＳＶ[％]を設定し、スロットル弁２１ａの実開度が目標スロットル開度ＳＶに収束するようにフィードバック制御を行う。又、本実施形態では、走行モードとして、通常走行に好適なノーマルモード（以下、「Ｓモード」と称する）と、燃費を優先するエコノミーモード（以下「Ｉモード」と称する）との二つのモードを備えており、何れのモードで走行するかは基本的に運転者のスイッチ操作で選択される。

図６にはＥ／Ｇ＿ＥＣＵ１３のＲＯＭに格納されている目標スロットル開度テーブルの特性が示されている。同図に示すように、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１３では、運転者がＳモードを選択している場合、アクセル開度ＡＰにほぼ比例した、通常走行の運転に好適な目標スロットル開度ＳＶが設定される。又、運転者がＩモードを選択している場合、アクセルペダルの踏込み量の少ない低速側では、アクセル開度ＡＰの変化に比し、目標スロットル開度ＳＶの変化を抑制し、相対的に低速側でのアクセル操作を容易にすると共にエンジン出力の上昇を抑えて低燃費性が実現できるように設定されている。この場合、Ｉモード時の目標スロットル開度ＳＶを、図６の破線で示すように、アクセル開度ＡＰに対して比例的に変化させると共にアクセルペダルを全踏しても目標スロットル開度ＳＶが全開とならない傾き（例えばスロットル全開(WOT)の６０[%]程度）に設定されていても良い。

又、ブレーキアクチュエータ２３は、各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダ２３ａに対して供給するブレーキ油圧を調整するもので、ＢＫ＿ＥＣＵ１４からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ２３が駆動されると、ブレーキホイールシリンダ２３ａ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。

更に、ＴＣＵ１５は、運転状態に基づいて設定した変速指令信号を変速アクチュエータ２５に出力し、無段変速機の変速比を制御する。図７に示すように、本実施形態で採用する変速マップでは、実線で囲まれているＩモード変速領域が、破線のハッチングで示されているＳモード変速領域に比し全体的に低変速比（高速）側にシフトされている。これにより、Ｓモードは運転性が重視された駆動力が出力され、Ｉモードは、急発進、急加速等の駆動力の急変が抑制された低燃費性重視の出力となる。

ところで、プライマリ回転数Ｎｐは、自動変速機２４がロックアップ状態にある場合、エンジン回転数Ｎｅとほぼ同一回転となる。又、セカンダリ回転数Ｎｓは駆動輪に連結されているため、車速Ｓとほぼ同一となる。従って、無段変速機の変速比Ｎｓ／Ｎｐは、Ｎｓ／Ｎｐ＝Ｓ／Ｎｅと見なすことができるため、ロックアップ時は無段変速機の変速比をエンジン回転数Ｎｅと車速Ｓとに基づいて簡易的に設定することもできる。

運転者が走行モードとしてＩモードを選択した場合、エンジン２６の出力と自動変速機の変速制御との双方が抑制され、アクセルペダルを踏み込んでも急発進、急加速することがなく、低燃費走行が可能となる。尚、自動変速機２４は多段変速機であっても良い。この場合、走行モードがＩモードのときは、Ｓモードに比し変速タイミングが低回転側で早期に変速されるように設定される。又、走行モード（ＳモードとＩモード）別の走行制御は、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１３とＴＣＵ１５との何れか一方でのみ実行されるものであっても良い。

一方、図２に示す運転支援制御ユニット１２は、ＩＰＵ３から出力される自車両１の走行方向前方の走行環境を撮像した画像信号に基づき狭路の予測、及び狭路の有無を調べる。そして、狭路が予測され、或いは狭路が検出された場合、アラームをＯＮして運転者に走行注意を促すと共に、狭路が検出された場合は、走行モードをＩモードに設定する。従って、狭路が検出された場合は、運転者が走行モードとしてＳモードを選択している場合であっても、強制的にＩモードに切換えられる。更に、狭路が検出された場合は、モニタ９に走行方向前方の画像を表示すると共に、左右誘導ラインＬ１，Ｌ２をスーパーインポーズ処理によって表示させる。

図５にモニタ９の表示例を示す。狭路を通過可と判定された場合は、同図（ａ）に示すように、左右誘導ラインＬ１，Ｌ２の間に、進行方向を示す矢印Ｍが表示され、狭路を通過不可と判定された場合は、同図（ｂ）に示すように、矢印Ｍの先端に不可マーク（「×」）Ｍ’が表示される。

運転支援制御ユニット１２で実行される運転支援制御は、具体的には、図３に示す運転支援制御ルーチンに従って処理される。このルーチンはイグニッションスイッチをＯＮした後、所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、車載カメラ２で撮像した自車両前方の画像データ、車速センサ４で検出した車速Ｓ、アクセル開度センサ５で検出したアクセル開度（アクセルペダル踏込み量）ＡＰ、エンジン回転数センサ６で検出したエンジン回転数Ｎｅ、ブレーキスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦ信号等、運転支援制御に必要なパラメータを読込む。

続く、ステップＳ２で、車載カメラ２で撮像した自車両前方の画像データに基づき、進行方向に狭路表示が検出されたか否かを調べる。尚、このステップでの処理が、本発明の狭路予測手段に対応している。

狭路表示として代表的なものは、図４に示すような幅員減少を表わす道路標識３１が知られている。幅員減少を表わす道路標識３１は外形が菱形で、且つ描画されている車線の一方、或いは双方が上部で内側に入り込んで車線の幅が狭くなっている図柄となっている。運転支援制御ユニット１２では、車載カメラ２で撮像した道路標識３１等の表路表示と、予め記憶されている表路表示データとのパターンマッチングにより、自車両１の進行方向前方に狭路表示が有るか否かを調べる。

そして、狭路表示が検出された場合は、ステップＳ３へ進み、検出されない場合はステップＳ４へジャンプする。ステップＳ３に進むと、狭路予告アラームを所定時間（例えば５[sec]）だけＯＮ動作を実行させて、ステップＳ４へ進む。狭路予告アラームがＯＮ動作されると、警報手段８が駆動し、ブザー音、ウォーニングランプの点滅、スピーカからの音声等で運転者に狭路予告を報知する。尚、このステップＳ３、及び後述するステップＳ６での処理が、本発明のアラーム動作手段に対応している。

その後、ステップＳ４へ進むと、自車両１の走行方向前方に狭路を検出されたか否かを調べる。狭路の検出に際しては、先ず、車載カメラ２で撮像した画像に基づき、自車両１の進行方向前方の車線、或いは駐車車両、道路端部のガードレール、縁石、家屋の外壁、電柱等の障害物（図５参照）を検出し、車線或いは障害物間の実質的に走行可能な道路幅（以下「走行可能幅」と称する）を求める。次いで、この走行可能幅から、自車両１の最大車幅（左右ドアミラーの外側間の幅）に所定の余裕幅を加算した値を減算して、その差分が所定値以下の場合、狭路検出と判定する。そして、狭路検出と判定されたときはステップＳ５へ進み、狭路不検出と判定された場合は、ルーチンを抜ける。尚、このステップＳ４での処理が、本発明の狭路検出手段に対応している。

狭路検出と判定されてステップＳ５へ進むと、自車両１が狭路を通過可能か否かを調べる。狭路を通過可能か否かは、上述した差分が負値か否かで判定し、正値の場合は通過可との判断しステップＳ６へ進む。

一方、負値の場合は、通過不可と判定し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７に進むと、図５（ｂ）に示すように、メインカメラ２ａで撮像した自車両１の前方の画像をモニタ９に所定時間（例えば、５[sec]）表示させると共に、自車両１を導く左右誘導ラインＬ１，Ｌ２、進行方向を示す矢印Ｍ及び、矢印Ｍの先端に不可マーク（「×」）Ｍ’を表示させる。同時に、警報手段８から通過不可を知らせる警報を出力して運転者に報知して、ステップＳ８へ進む。尚、ステップＳ７、及び後述するステップＳ９での処理が、本発明の画像表示処理手段に対応している。

ステップＳ８では、自車両１が狭路に進入したか否かを調べ、進入した場合はステップＳ６へ戻る。又、進入しなかった場合は、そのままルーチンを抜ける。

すなわち、運転支援制御ユニット１２では通過不可と判定した場合であっても、運転者が目視により通過可能と判断し、或いはドアミラーを格納する（折畳む）ことで通過可能と判断する等して狭路に進入した場合は、運転者優先として運転支援制御を継続させる。但し、道路幅が極端に狭いにも拘らず、運転者が自車両１を走行させようとした場合は、ＢＫ＿ＥＣＵ１４に対してブレーキ動作信号を出力し、ブレーキアクチュエータ２３を介してブレーキホイールシリンダ２３ａにより自動ブレーキを作動させるようにしても良い。

そして、ステップＳ５或いはステップＳ８から、ステップＳ６へ進むと、狭路アラームを所定時間（例えば５[sec]）だけＯＮさせて、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９へ進むと、ステップＳ５で通過可能と判定された場合は、図５（ａ）に示すように、メインカメラ２ａで撮像した自車両１の前方の画像をモニタ９に表示させると共に、自車両１を導く左右誘導ラインＬ１，Ｌ２、及び進行方向を示す矢印Ｍをスーパーインポーズ処理によって表示させる。

次いで、ステップＳ１０へ進み、走行モードをＩモードに設定する。尚、このステップでの処理が、本発明のモード設定手段に対応している。上述したように、走行モードをＩモードに設定すると、Ｓモードに比し、エンジン２６の出力が抑制され、又、自動変速機２４の変速特性が低回転側に設定されるため、アクセルペダルの踏込み量が僅かに変化しても駆動力が大きく変動することがなく、アクセル操作が容易となり、狭路通過が不慣れな運転者であっても、自車両１を無理なく通過させることができる。狭路通過に際してモニタ９に左右誘導ラインＬ１，Ｌ２が表示されるため、自車両１の通過しようとする位置を確認しながら走行させることができ、良好な運転操作性を得ることができる。

その後、ステップＳ１１へ進み、自車両１が狭路を通過するまでステップＳ６，Ｓ９，Ｓ１０の処理を繰り返し実行し、狭路通過と判定した場合、ステップＳ１２へ進む。尚、狭路通過か否かは、上述のステップＳ４で説明した狭路検出と同様の処理を実行し、差分が所定値を越えた場合は狭路通過と判定する。

そして、狭路通過と判定してステップＳ１２へ進むと、Ｉモードを解除する旨の予告を、警報手段８等を通じて行い、続くステップＳ１３で走行モードを元のモードに戻した後、ルーチンを抜ける。この場合、自車両１を当初からＩモードで走行させているときは、ステップＳ１２，１３の処理は省略しても良い。

このように、本実施形態では、狭路を通過するに際しては、走行モードをＩモードに強制的に設定するようにしたので、アクセルペダルの踏込み量が僅かに相違しても駆動力が大きく変化することがなく、急発進、急加速が抑制されて良好な運転操作性を得ることができる。又、モニタ９に、狭路を通過する際の運転者の運転操作を導く左右誘導ラインＬ１，Ｌ２が表示されるため、運転者は、この左右誘導ラインＬ１，Ｌ２を確認することで狭路をスムーズに通過することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば自車両１が狭路を通過する際には、電動ドアミラーが自動的に格納され、狭路を通過した際に自動的に展開されるようにしても良い。又、走行モードは、ＳモードとＩモードに加えて、例えばパワーを重視するスポーツモード等、他のモードが備えられていても良い。

１…車両、
２…車載カメラ、
８…警報手段、
９…モニタ、
１１…車両用運転支援装置、
１２…運転支援制御ユニット、
２１…電子制御スロットル、
２２…スロットルアクチュエータ、
２４…自動変速機、
２５…変速アクチュエータ、
２６…エンジン、
３１…道路標識、
Ｌ１，Ｌ２…左右誘導ライン

Claims (3)

1. 走行モードとして通常運転のノーマルモードと低燃費性を重視したエコノミーモードとの少なくとも２つのモードを備える駆動力制御手段と、
   車両に搭載されて該車両の進行方向前方の走行環境を監視する前方監視手段と、
   前記前方監視手段からの走行環境情報に基づいて自車両前方の狭路を検出する狭路検出手段と、
   前記狭路検出手段で狭路が検出された場合、前記駆動力制御手段の走行モードを前記エコノミーモードに設定するモード設定手段と
   を備えることを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 前記前方監視手段が車載カメラであり、
   前記車載カメラで撮像した画像に基づき狭路表示された道路標識を検出する狭路予測手段と、
   前記狭路予測手段で狭路表示された前記道路標識を検出したときは狭路予告アラームを動作させるアラーム動作手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１記載の車両用運転支援装置。
3. 前記狭路検出手段が狭路を検出したときは、モニタに前記車載カメラで撮像した画像と前記車両を誘導する誘導ラインとを表示させる画像表示処理手段を備える
   ことを特徴とする請求項２記載の車両用運転支援装置。

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