JP2015228093A - 運転支援装置および運転支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の運転を支援する運転支援装置において、運転を支援する際の遅延が発生しにくくなるようにする。【解決手段】運転支援装置１において処理部１０は、自車両における走行環境を表す自車両環境を取得し（Ｓ１２０）、自車両に先行して走行する先行車両の走行環境を表す先行車両環境を取得する（Ｓ１４０）。また、処理部１０は、自車両環境と先行車両環境との差分を演算し、差分に応じて先行車両との車間距離が維持されるように自車両の推奨挙動を設定し（Ｓ１５０〜Ｓ２００）、推奨挙動に基づく出力を行う（Ｓ２１０）。【選択図】図２

Description

本発明は、自車両の運転を支援する運転支援装置および運転支援プログラムに関する。

上記の運転支援装置として、先行車両との車間距離に基づいて自車両の目標車速を設定し、自車の運転状態から推定する路面勾配に応じて目標車速を補正し、適切な車間距離を維持するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１８６８１３号公報

しかしながら、上記運転支援装置では、路面勾配が変化することにより先行車の速度が変化する場合は、車間距離の変化が発生してから自車両の目標車速を変更することになるため、適切な車間距離を維持しようとする際に遅延が発生する虞があった。

そこで、このような問題点を鑑み、自車両の運転を支援する運転支援装置において、運転を支援する際の遅延が発生しにくくなるようにすることを本発明の目的とする。

本発明の運転支援装置において、自車両環境取得手段は、自車両における走行環境を表す自車両環境を取得し、先行車両環境取得手段は、自車両に先行して走行する先行車両の走行環境を表す先行車両環境を取得する。また、挙動設定手段は、自車両環境と先行車両環境との差分を演算し、差分に応じて先行車両との車間距離が維持されるように自車両の推奨挙動を設定し、出力手段は、推奨挙動に基づく出力を行う。

このような運転支援装置によれば、自車両環境と先行車両環境との差分を演算するので、車間距離が変化しそうな状況を、実際に車間距離が変化する前に予測することができる。よって、この差分に基づいて推奨挙動を設定すれば、運転を支援する際の遅延の発生を抑制することができる。

なお、上記目的を達成するためには、本発明をプログラムとして実現してもよい。すなわち、コンピュータを、運転支援装置を構成する各手段として実現するための運転支援プログラムとしてもよい。また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

本発明が適用された運転支援装置１の概略構成を示すブロック図である。 処理部１０（ＣＰＵ１１）が実行する運転支援処理を示すフローチャートである。 先行車両が上り勾配に差し掛かった場合の一例を示す説明図。 先行車両がカーブに差し掛かった場合の一例を示す説明図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
本発明が適用された運転支援装置１は、例えば乗用車等の車両（自車両）に搭載されている。この運転支援装置１は、自車両に先行して自車両と同じ車線を走行する先行車両の速度が変化することを予測し、この速度の変化に応じて自車両に対する運転支援を行う機能を備えている。

運転支援装置１は、図１に示すように、処理部１０と、ナビゲーション装置２１と、他車両情報取得部２２と、車間距離検出部２３と、挙動制御部２６と、報知部２７とを備えている。ナビゲーション装置２１は、地図情報と現在地検出機能とを備え、地図情報に基づいて自車両を目的地まで案内する機能を実行する。

また、ナビゲーション装置２１は、処理部１０からの要求に応じて、自車両が走行する道路において自車両の位置における勾配や曲率（曲率半径でもよい）の情報等の各種情報（地図情報の一部）を処理部１０に送る。また、ナビゲーション装置２１は、処理部１０からの要求に応じて、先行車両の位置や先行車両の未来の予測位置に対応する勾配や曲率の情報等の各種情報についても処理部１０に送る。

他車両情報取得部２２は、自車両の周囲に位置する他車両から車車間通信等によって得られる情報を取得する。他車両から得られる情報としては、この情報を送信する他車両の位置、走行速度等の情報等が挙げられる。他車両情報取得部２２は、他車両から得られた情報を処理部１０に送る。

車間距離検出部２３は、自車両の直前に位置する先行車両と自車両との車間距離や先行車両との相対速度を測定する機能を有する。車間距離検出部２３は、例えば、ステレオカメラによる撮像画像を画像処理する構成やレーダ等として構成されていればよい。車間距離検出部２３は、先行車両との車間距離の情報を処理部１０に送る。

挙動制御部２６は、例えば、自車両のスロットル開度および制動を制御するアクチュエータとして構成されている。挙動制御部２６は、処理部１０からの指令に応じてスロットル開度および制動を適宜変更することによって、処理部１０からの指令通りに自車両の走行速度や車間距離を制御する。なお、挙動制御部２６は、処理部１０からの指令に応じて自車両の操舵角を制御するアクチュエータを備えていてもよい。

報知部２７は、処理部１０からの指令に応じて自車両のドライバに報知を行うスピーカやディスプレイとして構成されている。なお、報知部２７による報知の態様は任意の形態を取り得る。

処理部１０は、ＣＰＵ１１とＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ１２とを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ１１はメモリ１２に格納されたプログラム（運転支援プログラムを含む）に基づいて、各種処理を実施する。

また、処理部１０は、先行車両との車間距離が設定された目標車間距離以上に維持されるようにしつつ、可能な限り目標車速で自車両を走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実施する。なお、ＡＣＣに加えて操舵も自動で行う自動操縦としてもよいが、本実施形態ではＡＣＣの作動例について以下に説明する。

［本実施形態の処理］
このように構成された運転支援装置１において、処理部１０は、図２に示す運転支援処理を実施する。運転支援処理は、ＡＣＣの作動中において、自車両の走行環境（自車両環境）と先行車両の走行環境（先行車両環境）との差分に応じて先行車両の速度が変化すると予測し、この差分に応じて自車両の適切な挙動を設定する処理である。

また、運転支援処理は、例えば、ＡＣＣの作動中において、車間距離検出部２３により先行車両が検出されると開始される処理であり、その後、先行車両が検出されている限り繰り返し実施される処理である。

運転支援処理では、図２に示すように、まず、自車両情報を取得する（Ｓ１１０）。この処理では、車速センサ（図示省略）にて得られる自車両の走行速度の情報や、ナビゲーション装置２１から得られる自車両の走行位置情報（現在地の情報）を取得する。

続いて、ナビゲーション装置２１から自車両の走行位置に対応する勾配（θ１）や曲率（κ１）の情報を取得する（Ｓ１２０）。そして、自車両から先行車両までの距離（ｘ１，ｙ１）を取得する（Ｓ１３０）。

この処理では、車間距離検出部２３による検出結果を利用して求める。なお、自車両の走行位置と、他車両情報取得部２２にて得られた先行車両の走行位置とから、自車両から先行車両までの距離（ｘ１，ｙ１）を演算してもよい。

続いて、自車両の走行位置と距離（ｘ１，ｙ１）と基づいて先行車両の走行位置を推定し、ナビゲーション装置２１から、推定した先行車両の走行位置に対応する勾配（θ２）や曲率（κ２）の情報を取得する（Ｓ１４０）。

続いて、勾配の差分（θ２−θ１）と閾値Ａ１とを比較するとともに、曲率の差分（κ２−κ１）と閾値Ｂ１とを比較する（Ｓ１５０）。なお、勾配θ１、θ２は、上り勾配を正とする。

ここで、曲率閾値Ａ１および閾値Ｂ１は、自車両が減速または追い越しを行う必要がある程度に先行車両が減速するか否かを判定するための値である。例えば、図３に示すように、自車両は平坦路を走行しているが、先行車両は上り勾配に差し掛かった場合には、先行車両が減速する可能性が高くなる。

また例えば、図４に示すように、自車両は直線道路を走行しているが、先行車両はカーブに差し掛かった場合にも、先行車両が減速する可能性が高くなる。すると、目標車間距離を維持できなくなる可能性が高くなるため、処理部１０は、実際に車間距離が変化する前に目標車間距離を維持するための準備を行う。

勾配の差分（θ２−θ１）が閾値Ａ１以下、かつ曲率の差分（κ２−κ１）が閾値Ｂ１以下の場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。また、勾配の差分（θ２−θ１）が閾値Ａ１より大きい、または曲率の差分（κ２−κ１）が閾値Ｂ１より大きい場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、勾配の差分（θ２−θ１）と閾値Ａ２とを比較するとともに、曲率の差分（κ２−κ１）と閾値Ｂ２とを比較する（Ｓ１７０）。

ここで、閾値Ａ２および閾値Ｂ２は、先行車両の減速量の大きさを判断するための閾値であり、勾配の差分（θ２−θ１）や曲率の差分（κ２−κ１）がこれらの閾値Ａ２および閾値Ｂ２を超えるか否かによって自車両に対する推奨挙動を変更する。なお、閾値Ａ２は閾値Ａ１よりも大きな値に設定されており、閾値Ｂ２は閾値Ｂ１よりも大きな値に設定されている。

勾配の差分（θ２−θ１）が閾値Ａ２以下、かつ曲率の差分（κ２−κ１）が閾値Ｂ２以下の場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、後述するＳ２００の処理に移行する。また、勾配の差分（θ２−θ１）が閾値Ａ２より大きい、または曲率の差分（κ２−κ１）が閾値Ｂ２より大きい場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、自車両が走行車線を変更可能か否かを判定する（Ｓ１８０）。この処理では、地図情報から得られる追い越し可能な走行車線の有無や、自車両の周囲に位置する他車両の位置や相対速度等の情報を利用して得られる車線変更時の安全性等の情報を用いて総合的に判断する。

自車両が走行車線を変更可能であれば（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、走行車線の変更をドライバに提案するための設定を行う（Ｓ１９０）。この処理は、報知部２７を用いて、音声や画像で車線変更を促すためのものであり、続く処理にて、この設定に応じた出力を行う（Ｓ２１０）。

また、自車両が走行車線を変更可能でなければ（Ｓ１８０：ＮＯ）、先行車両との目標車間距離をより広く設定する（Ｓ１９０）。そして、この設定に応じた挙動となるよう自車両を制御する指令を挙動制御部２６に対して出力する（Ｓ２１０）。このような処理が終了すると、運転支援処理を終了する。

［本実施形態による効果］
以上のように詳述した運転支援装置１において処理部１０は、自車両における走行環境（道路環境：勾配、曲率）を表す自車両環境を取得し（Ｓ１２０）、自車両に先行して走行する先行車両の走行環境を表す先行車両環境を取得する（Ｓ１４０）。また、処理部１０は、自車両環境と先行車両環境との差分を演算し、差分に応じて先行車両との車間距離が維持されるように自車両の推奨挙動（減速、車線変更等）を設定し（Ｓ１５０〜Ｓ２００）、推奨挙動に基づく出力（報知、車線変更制御等）を行う（Ｓ２１０）。

このような運転支援装置１によれば、自車両環境と先行車両環境との差分を演算するので、車間距離が変化しそうな状況を、実際に車間距離が変化する前に予測することができる。よって、この差分に基づいて推奨挙動を設定すれば、運転を支援する際の遅延の発生を抑制することができる。

また、上記運転支援装置１において処理部１０は、自車両が基準速度以上で走行しているときにおいて、差分と予め設定された閾値とを比較し、差分が閾値以上である場合に先行車両を追い越すための推奨挙動を設定し、差分が閾値未満である場合に先行車両に追従して走行するための推奨挙動を設定する。

すなわち、車両環境の差分に応じて先行車両の速度変化を予測し、先行車両の速度変化が大きくなりそうな場合（大きく減速しそうな場合）に追い越しを行うようにする。また、先行車両の速度変化が小さいと予測される場合には先行車両に追従するようにする。このような運転支援装置１によれば、自車両が基準速度をなるべく維持できるように推奨挙動を設定することができる。

また、上記運転支援装置１において処理部１０は、走行環境として勾配および曲率の少なくとも１つを取得する。
このような運転支援装置１によれば、先行車両の速度低下をより早期に予測することができる。

また、上記運転支援装置１において処理部１０は、自車両の位置を取得し、自車両の位置に対する先行車両の位置である相対位置を取得する。そして処理部１０は、相対位置に基づいて先行車両の位置を求め、予め準備された地図情報に基づいて得られる先行車両の位置における道路状態を先行車両環境として取得する。

このような運転支援装置１によれば、先行車両から情報を得ることなく、自車両において先行車両環境を取得することができる。
また、上記運転支援装置１において処理部１０は、先行車両に追従して走行するための推奨挙動を設定する場合、差分が大きくなるにつれて、自車両の減速量または先行車両に対する車間距離が大きくなるように推奨挙動を設定する。

すなわち、上記の運転支援装置では、車両環境の差分が大きくなるにつれて先行車両がより大きく減速すると予測し、自車両の減速量または車間距離を大きくなるよう設定する。このような運転支援装置１によれば、先行車両の急な減速に事前に対応することができる。

また、上記運転支援装置１において処理部１０は、推奨挙動に基づく出力として、自車両のドライバが推奨挙動に沿って運転しやすいよう報知を行う。
このような運転支援装置１によれば、推奨挙動に沿って運転するための報知を行うので、ドライバは報知に従って運転操作を行うことで自車両を推奨挙動に沿って走行させることができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態において処理部１０は、予め設定された規定時間後の先行車両の位置における走行環境を先行車両環境として取得するようにしてもよい。このようにするには、Ｓ１３０の処理にて、先行車両の速度の情報を取得しておき、Ｓ１４０の処理にて、先行車両の速度から、任意に設定可能な時間であるＴ１秒後の先行車両の位置を推定し、この位置における勾配や曲率をナビゲーション装置２１から取得すればよい。

このような運転支援装置によれば、規定時間後の先行車両の位置における走行環境を先行車両環境として取得するので、より早期に先行車両の速度変化を予測することができる。

また、上記運転支援装置において処理部１０は、推奨挙動に基づく出力として、自車両の挙動を制御する挙動制御部２６に対して推奨挙動に沿って自車両を制御する指示を行うようにしてもよい。すなわち、上記実施形態のＳ１９０の処理では、走行車線を変更するようドライバに提案したが、自車両が操舵も含めた自動操縦を実施可能に構成されている場合には、実際に走行車線を変更させる車両制御を実施されるよう挙動制御部２６に指示してもよい。

このような運転支援装置によれば、挙動制御部２６を用いて推奨挙動に沿って自車両を自動的に制御することができる。
また、上記運転支援装置において処理部１０は、Ｓ２００の処理では、目標車間距離を長くすることによって、結果的に自車両が減速しやすいよう制御したが、Ｓ２００の処理では目標車速を低くする等の処理を行うことで積極的に自車両を減速させるようにしてもよい。

また、上記実施形態において、Ｓ１７０、Ｓ１８０の処理を省略し、Ｓ１５０の処理にて肯定判定された場合に、予め設定されたＳ１９０またはＳ２００の処理を実施するようにしてもよい。

これらのようにしても、上記実施形態の同様の効果を享受することができる。
［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態において処理部１０が実施する処理のうちのＳ１１０の処理は本発明でいう自車両位置取得手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１２０の処理は本発明でいう自車両環境取得手段に相当する。また、上記実施形態におけるＳ１３０の処理は本発明でいう先行車両位置取得手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１４０の処理は本発明でいう先行車両環境取得手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ１５０〜Ｓ２００の処理は本発明でいう挙動設定手段に相当し、上記実施形態におけるＳ２１０の処理は本発明でいう出力手段に相当する。

１…運転支援装置、１０…処理部、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、２１…ナビゲーション装置、２２…他車両情報取得部、２３…車間距離検出部、２６…挙動制御部、２７…報知部

Claims (9)

1. 自車両に搭載され、自車両の運転を支援する運転支援装置（１）であって、
   自車両における走行環境を表す自車両環境を取得する自車両環境取得手段（Ｓ１２０）と、
   自車両に先行して走行する先行車両の走行環境を表す先行車両環境を取得する先行車両環境取得手段（Ｓ１４０）と、
   前記自車両環境と前記先行車両環境との差分を演算し、前記差分に応じて前記先行車両との車間距離が維持されるように自車両の推奨挙動を設定する挙動設定手段（Ｓ１５０〜Ｓ２００）と、
   前記推奨挙動に基づく出力を行う出力手段（Ｓ２１０）と、
   を備えたことを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置において、
   前記挙動設定手段は、自車両が基準速度以上で走行しているときにおいて、前記差分と予め設定された閾値とを比較し、前記差分が前記閾値以上である場合に前記先行車両を追い越すための推奨挙動を設定し、前記差分が前記閾値未満である場合に前記先行車両に追従して走行するための推奨挙動を設定すること
   を特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の運転支援装置において、
   前記自車両環境取得手段および前記先行車両環境取得手段は、前記走行環境として勾配および曲率の少なくとも１つを取得すること
   を特徴とする運転支援装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   自車両の位置を取得する自車両位置取得手段（Ｓ１１０）と、
   自車両の位置に対する先行車両の位置である相対位置を取得する先行車両位置取得手段（Ｓ１３０）と、を備え、
   前記先行車両環境取得手段は、前記相対位置に基づいて前記先行車両の位置を求め、予め準備された地図情報に基づいて得られる先行車両の位置における道路状態を前記先行車両環境として取得すること
   を特徴とする運転支援装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   前記先行車両環境取得手段は、予め設定された規定時間後の先行車両の位置における走行環境を前記先行車両環境として取得すること
   を特徴とする運転支援装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   前記挙動設定手段は、前記先行車両に追従して走行するための推奨挙動を設定する場合、前記差分が大きくなるにつれて、自車両の減速量または先行車両に対する車間距離が大きくなるように前記推奨挙動を設定すること
   を特徴とする運転支援装置。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   前記出力手段は、前記推奨挙動に基づく出力として、自車両のドライバが前記推奨挙動に沿って運転しやすいよう報知を行うこと
   を特徴とする運転支援装置。
8. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   前記出力手段は、前記推奨挙動に基づく出力として、自車両の挙動を制御する挙動制御部に対して前記推奨挙動に沿って自車両を制御する指示を行うこと
   を特徴とする運転支援装置。
9. コンピュータを請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の運転支援装置を構成する各手段として機能させるための運転支援プログラム。

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