JP2018081374A - 運転支援システム及び運転支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車線変更に伴う不必要な加減速を低減して、燃費を向上することができる運転支援システム及び運転支援方法を提供する。
【解決手段】自車両速度センサ４１、隣接車両速度センサ４２、指示装置４３、及び制御装置４５を備えて、自車両２０が追越車線１２を、隣接車両３０が走行車線１３を、それぞれ走行している場合に、隣接車両３０の自車両２０に対する相対速度ΔＶ１が負になるときは、制御装置４５により、指示装置４３で自車両２０が走行する車線として追越車線１２を選択する指示を出す構成にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転支援システム及び運転支援方法に関し、より詳細には、燃費を向上する運転支援システム及び運転支援方法に関する。

走行車線を自車両に先行して走行する先行車両の速度と走行車線に隣接する隣接車線を自車両に先行して走行する隣接車両の速度とのうち、設定車速に近い速度の車両が走行する車線を走行推奨車線として判断する装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この装置は、自車両を先行車両又は隣接車両のどちらか一方に追従させるように走行させることで、運転者みずからに車線を判断させることを省いている。

特開２０１６−８８５０４号公報

ところで、自車両を設定した目標速度で走行させる場合は、高速道路などの道路を走行する場合である。高速道路などでは、片側に走行車線及び走行車線を走行している先行車両を追い越すための追越車線を含む二車線以上の車線が設けられている。

しかし、上記の装置では、走行車線及び追越車線が考慮されておらず、高速道路などで使用すると、不要な加減速が生じることにより、燃費が悪化するという問題があった。

本発明の目的は、片側二車線以上の道路を走行する際の不必要な加減速を低減して、燃費を向上することができる運転支援システム及び運転支援方法を提供することである。

上記の目的を達成する本発明の運転支援システムは、自車両に搭載されて、その自車両が片側に走行車線及び追越車線を含む二車線以上の車線が設けられている道路を走行する際の車線変更を支援する運転支援システムであって、前記自車両が走行している車線に隣接する車線をその自車両と同一方向に先行して走行している隣接車両の前記自車両に対する相対速度を取得する相対速度取得装置と、前記自車両が走行する車線を指示する指示装置と、前記相対速度取得装置及び前記指示装置に接続された制御装置と、を備えて、前記自車両が前記追越車線を、前記隣接車両が前記走行車線を、それぞれ走行している場合に、前記相対速度取得装置により取得した前記相対速度が負になるときは、前記制御装置により、前記指示装置で前記自車両が走行する車線として前記追越車線を選択する指示を出す構成にしたことを特徴とするのである。

また、上記の目的を達成する本発明の運転支援方法は、片側に走行車線及び追越車線を含む二車線以上の車線が設けられている道路で、前記追越車線に自車両が、前記走行車線にその自車両と同一方向に先行して走行している隣接車両が、それぞれ走行している場合に、前記隣接車両の前記自車両に対する相対速度を取得し、取得したその相対速度が負になるか否かを判定し、取得したその相対速度が負になると判定した場合は、指示装置で前記自車両が走行する車線として前記追越車線を選択する指示を出すことを特徴とする方法である。

本発明によれば、隣接車両の自車両に対する相対速度が負になるとき、つまり、隣接車両の速度が自車両の速度よりも遅いときは、自車両が走行する車線として追越車線が選択される指示を出すことで、自車両に追越車線を走行させて、隣接車両を追い越させることができる。これにより、隣接車両の速度が自車両の速度よりも遅い場合に、自車両が走行車線に車線変更したときに生じる自車両の不必要な減速や再加速の低減には有利になり、不必要な燃料消費量を削減することができる。これに伴って、燃費を向上することができる。

本発明の運転支援システムの実施形態を搭載した自車両が追越車線を走行する状態を例示する平面図である。 本発明の運転支援システムの実施形態を搭載した自車両が走行車線を走行する状態を例示する平面図である。 本発明の運転支援方法を例示するフロー図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図中では、ｘを車両の進行方向（前後方向）とし、ｙを車両の側方（左右方向）とする。

図１及び図２に例示するように、実施形態の運転支援システム４０は、道路１０において、片側１１の追越車線１２を自車両２０が速度Ｖ２で、走行車線１３を隣接車両３０が速度Ｖ３で、それぞれ走行している場合に、自車両２０の運転を支援するものである。運転支援システム４０は、自車両速度センサ４１、隣接車両速度センサ４２、指示装置４３、及び制御装置４５を備えて構成されている。

道路１０は、左側通行の高速道路であり、片側１１に追越車線１２及び走行車線１３の二車線が設けられている。追越車線１２は、道路１０の中央側、つまり走行車線１３の右側に隣接した車線であり、走行車線１３を走行中の先行車両を追い越す場合に走行可能な車線である。なお、道路１０が右側通行の場合に、追越車線１２は、道路１０の中央側、つまり、走行車線１３の左側に隣接している。

自車両２０は、エンジン２１と、動力伝達装置２２と、駆動輪２３と、制御システム２４とを備えている。自車両２０においては、エンジン２１で生じた回転動力が、クラッチ、変速機、プロペラシャフト、及びディファレンシャルギアなどの動力伝達装置２２を介して駆動輪２３に伝達されている。

制御システム２４は、制御装置４５、各種センサ（２５ａ〜２５ｄ、４１、４２）、及び各種装置（２６ａ〜２６ｅ）から構成されていて、エンジン２１や動力伝達装置２２に一点鎖線で示す信号線を介して電気的に接続されている。

制御装置４５は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置４５は、各種センサが取得した値や、各種装置に設定された値に基づいて、エンジン２１や動力伝達装置２２を制御している。

各種センサとして、運転室には、アクセルペダルの踏み込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２５ａ、ブレーキペダルの踏み込み量としてブレーキ開度を検出するブレーキ開度センサ２５ｂ、シフトレバーのポジションを検出するポジションセンサ２５ｃが設置されている。シャーシには、自車両２０の車速を検出する自車両速度センサ
４１、及び、加速度センサ２５ｄが設置されている。

各種装置として、運転室には、オートクルーズモードの作動スイッチ２６ａ、速度設定スイッチ２６ｂ、範囲設定スイッチ２６ｃ、地図情報取得装置２６ｄ、及び車重取得装置２６ｅが設置されている。

作動スイッチ２６ａが投入された場合に開始されるオートクルーズモード（定速走行）は、特に高速道路を走行する際に使用されており、制御システム２４に記憶されたプログラムにより、自車両２０を自動走行させて予定通りに運行させるモードである。

オートクルーズモードは、地図情報取得装置２６ｄで取得された地図情報、及び車重取得装置２６ｅで推定された車重に基づいて、制御装置４５により、エンジン２１及び動力伝達装置２２の動作を調節して、自車両２０の速度Ｖ２を目標速度Ｖａに維持するモードである。具体的に、エンジン２１及び動力伝達装置２２の動作により、自車両２０の速度Ｖ２を目標速度Ｖａを基準に設定された下限値Ｖｂ（Ｖａ−ｘ）から上限値Ｖｃ（Ｖａ＋ｙ）までの間の定速範囲（Ｖｂ〜Ｖｃ）に維持して自車両２０を自動走行させるモードである。

定速範囲は、速度設定スイッチ２６ｂにより設定された目標速度Ｖａを基準として、範囲設定スイッチ２６ｃにより設定された下限値Ｖｂと上限値Ｖｃとの間の範囲のことである。これらの目標速度Ｖａ、下限値Ｖｂ、及び上限値Ｖｃは、運転手が任意の値にそれぞれ設定可能である。例えば、目標速度Ｖａは７０ｋｍ／ｈ以上、９０ｋｍ／ｈ以下、下限値Ｖｂは目標速度Ｖａに対して−１０ｋｍ／ｈ以上、０ｋｍ／ｈ以下の速度、上限値Ｖｃは目標速度Ｖａに対して０ｋｍ／ｈ以上、＋１０ｋｍ／ｈ以下の速度が例示される。

地図情報取得装置２６ｄとしては、衛星測位システム（ＧＰＳ）を利用したものが例示でき、自車両２０の現在位置と自車両２０がこれから走行する走行路の勾配及び走行距離を含む三次元道路データとを取得している。この他に、地図情報取得装置２６ｄとしては、ドライブレコーダーに記憶された三次元道路データから走行路の勾配及び走行距離を取得するものも例示できる。また、勾配においては、自車両速度センサ４１や加速度センサ（Ｇセンサ）２５ｅが取得した値に基づいて算出してもよい。

車重取得装置２６ｅとしては、自車両２０の走行中に変化するパラメータ（速度や加速度）に基づいて自車両２０の前後方向の運動方程式を用いて自車両２０の車重を推定するものが例示できる。この他に、車重取得装置２６ｅとしては、自車両２０がエアサスペンションを搭載している場合は、上下方向の変化に基づく方式を用いてもよく、変速の前後のトランスミッションに入力されるトルクとそのトランスミッションから出力される回転数の変化量とに基づく方式を用いてもよい。また、積載量の変化に伴うボディの重量をロードセルなどの重量センサで取得してもよい。

隣接車両３０は、自車両２０が走行している追越車線１２に隣接する走行車線１３を自車両２０と同一方向に先行して走行している車両である。ここでいう先行とは、自車両２０の先端よりも隣接車両３０の後端が先行している状態である。つまり、車両が自車両２０のｙ方向側方に存在している場合は、隣接車両３０には含まれないものとする。なお、隣接後続車両３１は、走行車線１３を隣接車両３０に後続して走行している車両であり、より詳しくは、自車両２０に追い抜かされた、あるいは自車両２０と並走する車両である。後続車両３２は、追越車線１２を自車両２０に後続して走行している車両である。

この実施形態では、隣接車両３０の自車両２０に対する相対速度ΔＶ１を取得する相対速度取得装置として、自車両速度センサ４１及び隣接車両速度センサ４２の二つのセンサ
を用いている。つまり、隣接車両速度センサ４２が取得した速度Ｖ３から自車両速度センサ４１が取得した速度Ｖ２を減算した値が、相対速度ΔＶ１になる。

相対速度ΔＶ１が負になる場合は、速度Ｖ３が速度Ｖ２よりも遅く、隣接車両３０が自車両２０に近づく状態であり、相対速度ΔＶ１が正の場合は、速度Ｖ３が速度Ｖ２よりも速く、隣接車両３０が自車両２０から遠ざかる状態であり、相対速度ΔＶ１が零の場合は、隣接車両３０と自車両２０とが不即不離状態（両者の間の距離が略変化しない状態）である。

自車両速度センサ４１は、プロペラシャフトの回転速度に比例したパルス信号を読み取り、制御システム２４の図示しない車速演算処理によりサンプリング周期ごとに自車両２０の速度Ｖ２を取得するセンサである。自車両２０の速度Ｖ２を取得する装置としては、自車両速度センサ４１の代わりに、トランスミッションの図示しないアウトプットシャフト、駆動輪、従動輪などの回転速度から速度Ｖ２を取得するセンサを用いてもよい。

隣接車両速度センサ４２は、レーダセンサであって、電波を照射し、隣接車両３０に反射した電波を受信することにより、隣接車両３０の位置や隣接車両３０の速度Ｖ３を検出するセンサである。隣接車両３０の速度Ｖ３を取得する装置としては、隣接車両速度センサ４２の代わりに、無線通信により隣接車両３０の制御システムにアクセスして速度Ｖ３を取得するものを用いてもよい。

相対速度取得装置としては、レーダセンサである隣接車両速度センサ４２が相対速度ΔＶ１を直接的に取得可能な場合は、隣接車両速度センサ４２のみで構成されてもよい。また、相対速度取得装置として、隣接車両３０の映像を撮像する撮像装置と映像を解析する解析装置とを用いて、映像を解析して相対速度ΔＶ１を取得してもよい。

指示装置４３は、運転室のメーターパネルに設けられたインジケータである。指示装置４３は、左右一対の矢印で構成されている。指示装置４３は、左右の矢印のどちらか一方が点灯あるいは点滅することで、運転者に車線変更を選択する指示を出す一方で、どちらも消灯することで、運転者に車線維持を選択する指示を出す装置である。

車線取得装置４４は、自車両２０の前方に向けられた撮像装置であって、道路１０に敷設された白線１４を画像認識することで、自車両２０が走行している車線を取得する装置である。車線取得装置４４としては、車線逸脱警報装置などが例示できる。また、車線取得装置４４としては、地図情報取得装置２６ｄを代わりに用いてもよい。

制御装置４５は、自車両２０がオートクルーズモードにより追越車線１２を走行している場合に、相対速度ΔＶ１に基づいて自車両２０が走行する車線を指示する機能要素を有している。

具体的に、制御装置４５は、自車両２０が追越車線１２を、隣接車両３０が走行車線１３を、それぞれ走行している場合に、相対速度ΔＶ１が負になるときは、指示装置４３で自車両２０が走行する車線として追越車線１２を選択する指示を出すように構成されている。一方で、相対速度ΔＶ１が零、又は正になるときは、指示装置４３で自車両２０が走行する車線として走行車線１３を選択する指示を出すように構成されている。

次に、本発明の運転支援方法について、図３のフロー図を参照しながら、制御装置４５の機能として説明する。以下の運転支援方法は、運転者によって作動スイッチ２６ａが投入されて、自車両２０がオートクルーズモードで走行したときに開始して、所定の周期ごとに繰り返し行われる。そして、オートクルーズモードが終了したときに完了する。

まず、制御装置４５は、車線取得装置４４により自車両２０が追越車線１２を走行しているか否かを判定する（Ｓ１１０）。自車両２０が追越車線１２を走行していると判定すると、制御装置４５は、自車両速度センサ４１及び隣接車両速度センサ４２により相対速度ΔＶ１を取得する（Ｓ１２０）。

次いで、制御装置４５は、相対速度ΔＶ１が負になるか否かを判定する（Ｓ１３０）。相対速度ΔＶ１が負になる場合は、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２よりも遅い場合であり、隣接車両３０と自車両２０との車間距離は徐々に近接する。一方、相対速度ΔＶ１が零になる場合は、速度Ｖ３が速度Ｖ２と同一になる場合であり、隣接車両３０と自車両２０との車間距離は不即不離になり、相対速度ΔＶ１が正になる場合は、速度Ｖ３が速度Ｖ２よりも速い場合であり、隣接車両３０と自車両２０との車間距離は徐々に離間する。

つまり、相対速度ΔＶ１が負になるか否かの判定は、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２よりも遅くなるか否かの判定としてもよい。

次いで、相対速度ΔＶ１が負になると判定すると、制御装置４５は、指示装置４３により運転者に自車両２０が走行する車線として追越車線１２を選択する指示を出す（Ｓ１４０）。具体的に、制御装置４５は、指示装置４３のインジケータを消灯して、運転者に車線変更せず、追越車線１２をそのまま維持することを促す指示を出す。

一方、相対速度ΔＶ１が零又は正になると判定すると、制御装置４５は、指示装置４３により運転者に自車両２０が走行する車線として走行車線１３を選択する指示を出す（Ｓ１６０）。具体的に、制御装置４５は、指示装置４３のインジケータのうちの左向き矢印を点灯させて、追越車線１２から走行車線１３に車線変更することを促す指示を出す。

以上のように、自車両２０が追越車線１２を、隣接車両３０が走行車線１３を、それぞれ走行している場合に、隣接車両３０の自車両２０に対する相対速度ΔＶ１が負になるときは、自車両２０が走行する車線として追越車線１２が選択される指示を出す。

それ故、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２よりも遅いとき、追越車線１２が選択される指示を出すことで、自車両２０に追越車線１２を走行させて、隣接車両３０を追い越させることができる。

これにより、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２よりも遅い場合に、自車両２０が走行車線１３に車線変更したときに生じる自車両２０の不必要な減速や再加速の低減には有利になり、不必要な燃料消費量を削減することができる。これに伴って、燃費を向上することができる。

自車両２０がオートクルーズモードで追越車線１２を走行している場合に、上記の運転支援方法が行われると、オートクルーズモードの省燃費制御を妨げることを回避することができる。つまり、運転者による不必要な減速や再加速を低減することで、燃費を向上することができる。

特に、上記の運転支援方法は、図１及び図２に例示する状況で好適である。図１及び図２において、速度の速い順に、後続車両３２、自車両２０、隣接車両３０、及び隣接後続車両３１になり、後続車両３２が最速になっている。図１及び図２は、隣接後続車両３１の速度Ｖ４が遅いため、自車両２０が走行車線１３から追越車線１２に車線変更して、自車両２０が隣接後続車両３１を追い越した後の状況を示している。

例えば、図１に例示するように、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２を下回る場合に、自車両２０が走行車線１３に車線変更すると、後続車両３２の速度Ｖ５が自車両２０の速度Ｖ２よりも速く、後続車両３２が隣接車両３０を追い越すまでは、隣接車両３０に後続して走行しなければならない。それ故、車線変更後に不必要な減速が生じることになる。一方、この運転支援システム４０によれば、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２を下回る場合に、指示装置４３により自車両２０が走行する車線として追越車線１２を選択する指示を出すことで、自車両２０が追越車線１２を走行して、隣接車両３０を追い越すことができる。なお、自車両２０が隣接車両３０を追い越した後は、隣接車両３０よりも先行している車両の自車両２０に対する相対速度に基づいて、上記と同様の制御を行う。

また、図２に例示するように、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２以上の場合に、自車両２０が追越車線１２を維持すると、隣接車両３０を追い越すために加速しなければならない。一方、この運転支援システム４０によれば、隣接車両３０の速度Ｖ３が自車両２０の速度Ｖ２以上の場合に、指示装置４３により自車両２０が走行する車線として走行車線１３を選択する指示を出すことで、自車両２０が車線変更して走行車線１３を走行して、隣接車両３０に後続して走行することができる。なお、自車両２０が隣接車両３０に後続した後に、隣接車両３０の速度Ｖ３が遅くなった場合は、走行車線１３から追越車線１２に車線変更して隣接車両３０を追い越すよりも先行している車両の自車両２０に対する相対速度に基づいて、上記と同様の制御を行う。

このように、自車両２０がオートクルーズモードで追越車線１２を走行中の車線変更を適切に指示することで、つまり、最適のタイミングで追越車線１２から走行車線１３に車線変更を促すことで、自車両２０の不必要な減速や再加速の低減には有利になる。

既述した実施形態では、運転者に自車両２０が走行すべき車線として、相対速度ΔＶ１に基づいて追越車線１２又は走行車線１３のどちらか一方を選択させる指示を出すものを例に説明した。この選択させる指示を、図示しないパワーステアリングなどのステアリング装置に向けて出してもよい。つまり、制御装置４５から指示装置４３から選択させる指示を電気信号としてステアリング装置に発信し、ステアリング装置により、追越車線１２を維持する制御又は走行車線１３に車線変更する制御を行う構成にしてもよい。

また、選択させる指示としては、インジケータなどによる視覚に訴える指示の他に、音声指示や警告音などの聴覚に訴える指示や、振動など触覚に訴える指示も例示できる。

１０ 道路
１１ 片側
１２ 追越車線
１３ 走行車線
２０ 自車両
３０ 隣接車両
４０ 運転支援システム
４１ 自車両速度センサ
４２ 隣接車両速度センサ
４３ 指示装置
４５ 制御装置
ΔＶ１ 相対速度

Claims (4)

1. 自車両に搭載されて、その自車両が片側に走行車線及び追越車線を含む二車線以上の車線が設けられている道路を走行する際の車線変更を支援する運転支援システムであって、
   前記自車両が走行している車線に隣接する車線をその自車両と同一方向に先行して走行している隣接車両の前記自車両に対する相対速度を取得する相対速度取得装置と、前記自車両が走行する車線を指示する指示装置と、前記相対速度取得装置及び前記指示装置に接続された制御装置と、を備えて、
   前記自車両が前記追越車線を、前記隣接車両が前記走行車線を、それぞれ走行している場合に、前記相対速度取得装置により取得した前記相対速度が負になるときは、前記制御装置により、前記指示装置で前記自車両が走行する車線として前記追越車線を選択する指示を出す構成にしたことを特徴とする運転支援システム。
2. 前記相対速度が零、又は正になるときは、前記制御装置により、前記指示装置で前記自車両が走行する車線として前記走行車線を選択する指示を出す構成にした請求項１に記載の運転支援システム。
3. 前記自車両に対して前記追越車線を、この自車両の速度を予め設定した下限値から上限値までの間の定速範囲に収めて定速走行させている場合に、前記制御装置により、前記相対速度が負になるか否かの判定を行う構成にした請求項１又は２に記載の運転支援システム。
4. 片側に走行車線及び追越車線を含む二車線以上の車線が設けられている道路で、前記追越車線に自車両が、前記走行車線にその自車両と同一方向に先行して走行している隣接車両が、それぞれ走行している場合に、
   前記隣接車両の前記自車両に対する相対速度を取得し、
   取得したその相対速度が負になるか否かを判定し、
   取得したその相対速度が負になると判定した場合は、指示装置で前記自車両が走行する車線として前記追越車線を選択する指示を出すことを特徴とする運転支援方法。