JP2018176859A - 追従走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追従走行する際の疲労感を軽減するように先行車両を推奨する。【解決手段】他車両に追従する走行を支援するコントローラ１は、自車両の運転操作の特性を取得する手段２と、自車両の周辺を走行している他車両の運転操作の特性を取得する手段３と、自車両の運転操作の特性と他車両の運転操作の特性とを比較してこれら各特性の近似の程度を求める手段１５と、近似の程度の高い周辺車両を追従推奨車両として選択する手段１６と、選択された前記追従推奨車両を自車両の運転者に告知する手段１８とを有している。【選択図】図２

Description

本発明は、運転者が人為的に加減速操作や操舵などを行って先行する車両に追従して走行する際に運転が容易になるように支援する装置に関するものである。

自動車を運転する場合、車両の流れに乗って走行すれば車両の流れがスムースになり、また安全でかつ楽な走行を行うことができる。流れに乗った走行は、先行車両と同様な加減速あるいは操舵などを行うことにより可能であるが、追従しようとする先行車両の挙動に自車両の挙動を合わせると、先行車両の走行の仕方あるいは運転特性もしくは運転の癖の影響を受けて自車両の燃費が変化する場合や、加減速や操舵のタイミングや大きさが通常とは異なる場合がある。

そこで追従走行する場合の燃費の悪化を避けるために、特許文献１に記載されている装置は、自車両の周辺を走行している他車両の燃費特性を取得し、追従する標的車両を、燃費特性が高い車両から優先的に決定するように構成されている。また、特許文献２に記載された装置は、目視できる仮想先行車両を創り出し、その仮想先行車両を運転者が目視して追従して運転できるように構成した装置であり、その仮想先行車両は自車両の運転特性に近い運転特性の車両とされている。さらに、特許文献３には、オートクルーズコントロールを行って走行する場合、設定された車間距離の長短に応じて加減速のタイミングや強さを変更するように構成された装置が記載されている。そして、特許文献４には、オートクルーズコントロールを行っていない通常の人為的運転による追従走行時の車間距離に基づいてオートクルーズコントロールの際の車間距離を設定するように構成した装置が記載されている。

特開２０１５−１７００９５号公報 国際公開２０１３／００５２９３号 特開２００８−１６２５２４号公報 特開平０７−０３２９０９号公報

加減速や操舵などを人為的に行う走行を以下仮に人為的走行と称し、車間距離を設定値以上に自動的に維持する走行を以下仮に自動追従走行と称すると、所定の先行車両に人為的走行で追従する場合、特許文献２に記載されているように、運転特性が自車両に近いことが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載された装置は、燃費特性に基づいて、追従するべき標的車両を決定しているので、標的車両の運転特性が自車両とは大きく異なる事態が生じ、そのような場合、運転者は日頃行っている加減速や操舵などのタイミングあるいは操作量とは異なる運転操作を強要されて疲労感が増す可能性がある。

また、特許文献２に記載された装置では、仮想先行車両の運転特性が自車両の運転特性に近いから、上記のような疲労感の増大を回避もしくは抑制することができる。しかしながら、仮想先行車両を創り出して運転席に映し出すから装置や制御が高価で大型化する可能性があり、また実際の先行車両との競合もしくは干渉などが懸念される場合には、実行できない可能性がある。さらに、特許文献３や特許文献４に記載されている装置によれば、自車両の運転特性（もしくは運転性向）を制御に反映させることができるものの、その制御はオートクルーズコントロールが実行されている場合に限って適用できる制御であり、加減速を人為的に行う人為的走行の場合には適用できない。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、人為的走行においても疲労感を増大させることのない追従走行を、装置の大型化や複雑化を招来することなく行い得る支援装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために本発明は、自車両と共に自車両の周辺を走行している他車両のいずれかを選択し、その選択された他車両の後ろに付いて前記他車両に追従して走行することが可能な場合の追従走行を支援する追従走行支援装置において、他車両に追従する走行を支援するコントローラを有し、前記コントローラは、前記自車両の運転操作の特性を取得する手段と、前記自車両の周辺を走行している他車両の運転操作の特性を取得する手段と、前記自車両の運転操作の特性と前記他車両の運転操作の特性とを比較してこれら各特性の近似の程度を求める手段と、前記近似の程度の高い周辺車両を追従推奨車両として選択する手段と、選択された前記追従推奨車両を前記自車両の運転者に告知する手段とを備えていることを特徴とするものである。

本発明の装置によれば、追従する他車両を選択してその選択した他車両の後ろに付くことが可能な走行環境において、自車両の運転操作の特性に近い運転操作の特性を備えた他車両を追従推奨車両として運転者に告知する。運転者はその追従推奨車両の後ろに付いて追従走行することにより、加減速や操舵などの運転操作を通常行っているタイミングや大きさで行うことが可能になり、不慣れな操作を強要されないので、疲労感の少ない走行が可能になる。

自車両と他車両とが複数車線の道路を走行している状態を示す模式図である。 本発明の実施形態におけるコントローラの構成を説明するためのブロック図である。 自車両と２台の他車両との減速度の頻度のパターンを模式的に示す図である。 減速度に基づいて近似度を求めるマップの一例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。

本発明の実施形態における追従走行支援装置は、図１に示すように自車両Ａの周囲を走行している他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…から追従対象車両を選び出して運転者に告知するように構成されている。したがって自車両Ａは選び出された追従対象車両（以下、追従推奨車両と記すことがある）の後ろに付くことになるので、追従対象車両の選択や運転者に対する告知などは、車線を変更できる走行環境の下で行うことが基本になる。なお、車線変更禁止の区間で追従対象車両の選択を行い、運転者に対する告知は車線変更の可能な箇所で行ったり、あるいは車線変更禁止の区間で追従車両の選択や運転者に対する告知を行い、併せて車線変更の禁止を告知するなど、走行環境に応じた制御を行うことも可能である。

本発明の実施形態においては、運転操作の特性（以下、運転操作特性と記すことがある）に基づいて追従対象車両を選び出す。本発明の実施形態における運転操作特性は、運転の癖あるいは嗜好もしくは性向などとも称することのできる特性であり、運転者による加減速のタイミングや大きさ、あるいは操舵のタイミングや大きさもしくは速さ、車速、方向指示器の操作タイミングなど、運転者が自車両Ａを走行のために操作する動作の特性である。したがって、自車両Ａおよび対象となる他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…は、運転操作特性を検出して保持する機能を有する車両である。また、自車両Ａは、追従推奨車両を選択するために、自車両Ａの運転操作特性と他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の運転操作特性とを比較するから、自車両Ａは少なくとも、他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の運転操作特性を取得（受信）する機能を備えている。これに対して対象となる他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…は、少なくとも、運転操作特性を送信する機能を備えている。

図２に本発明の実施形態におけるコントローラ１の構成をブロック図で示してある。コントローラ１は、自車両運転操作特性取得部２と他車両運転操作特性取得部３とを備えている。自車両運転操作特性取得部２は自車両Ａの運転操作の特性を求めて保持する機能を有する機能部であって本発明の実施形態における「自車両の運転操作の特性を取得する手段」に相当し、その運転操作の特性は前述したように運転者の操作の癖や嗜好あるいは性向であり、運転操作のタイミングや大きさ、あるいはそれらの操作に起因する車両の挙動の変化の大きさなどによって表される。運転操作の特性を求めるために、各種のセンサやスイッチあるいは他のシステムからのデータがコントローラ１に入力されている。それらのセンサやスイッチあるいはシステムの例を挙げると、車速センサ４、アクセル開度センサ５、ブレーキ踏力センサ６、舵角センサ７、加速度センサ８、ヨーレートセンサ９、ナビゲーション（ＮＡＶＩ）システム１０、方向指示スイッチ１１、車間距離センサ１２などである。ここで、加速度センサ８からのデータは、車両の前後加速度と横加速度とを含んでいてよい。また、ＮＡＶＩシステム１０からのデータは、地図データと自車両Ａの位置データとを含んでいてよい。さらに車間距離センサ１２はカメラによる撮像データから求めた車間距離データやレーダーにより得られた車間距離データであってもよい。

運転操作特性は、上記の各データに基づいて数値化あるいは記号化されたデータであって、自車両Ａの前後および左右の挙動の変化の大きさ（加速度もしくはジャーク）やその変化を生じさせる操作量の大きさ、前方障害物やコーナーとブレーキ操作や方向指示器の操作を開始した箇所との距離などを複数のランクに分類し、そのランクによって運転操作特性を表すこととしてもよい。また、加速度、操作量、操作開始タイミングなどの複数のジャンルに分けて各ジャンルごとにランクを分け、それらの各ジャンルのランクの組み合わせによって運転操作特性を表すこととしてもよい。

他車両運転操作特性取得部３は本発明の実施形態における「自車両の周辺を走行している他車両の運転操作の特性を取得する手段」に相当し、自車両Ａの周辺を走行している他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の運転操作特性を外部から受信し、あるいは外部から受信したデータに基づいて取得するように構成されている。したがって、コントローラ１はデータの受信部１３を備えている。この受信部１３で受信する他車両データ１４は、車両同士の間の通信である車々間通信により他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…から直接取得するデータやデータセンタ（図示せず）に蓄積されかつ随時更新されているいわゆるビッグデータから路車間通信によって取得するデータであってよい。なお、ビッグデータは例えば交通管制などのために公的機関が収集した非構造化データやサービス情報の提供のために私的機関が収集した非構造化データや構造化データであってよい。受信するデータが非構造化データの場合、自車両Ａのコントローラ１は受信したデータを解析して他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の運転操作特性を求めるシステムを備える。

他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の運転操作特性を取得するのは、追従走行するのに適した先行車両を選択するためであり、したがって運転操作特性を求めることの対象となる他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…は、自車両Ａと同方向に向けて走行している前後左右の所定の範囲の車両である。その範囲は、予め決めておいてもよく、あるいは現在時点の走行路の混雑状態に応じて変化する範囲であってもよい。さらに好ましくは、運転操作特性を求める対象の他車両は、目的地や予定走行経路が自車両Ａに近い車両である。その目的地や予定走行経路は、受信部１３を介して取得したデータから求めることができる。

他車両運転操作特性取得部３で取得される運転操作特性は、前述した自車両運転操作特性取得部２で得られる運転操作特性と同様のデータである。これら各運転操作特性取得部２，３で得られた運転操作特性を比較して近似度を求める近似度算出部１５が設けられている。この近似度算出部１５が本発明の実施形態における「自車両の運転操作の特性と他車両の運転操作の特性とを比較してこれら各特性の近似の程度を求める手段」に相当している。運転操作特性は、前述したように、数値化もしくは記号化されたデータであるから、それらの大小の偏差あるいは類似の度合いなどを比較して求めることができる。説明を簡単にするために減速度（負の加速度）の頻度を運転操作特性とした場合を例にして説明すると、自車両Ａや他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…などの減速度を逐次検出して保存し、各減速度の回数（頻度）を求める。なお、減速度を検出して保存する時間幅は設計上、予め決めておくことができ、現在時点から所定時間以前までの時間範囲における減速度を検出して保存すればよい。

その例を図３に模式的に示してあり、自車両Ａの加減速度の頻度Ｆａ、および自車両Ａの周辺の他車両Ｃ１，Ｃ２の加減速度の頻度Ｆｃ１，Ｆｃ２のそれぞれは、所定の減速度Ｄａ，Ｄｃ１，Ｄｃ２にピーク値を持つ線で表される。なお、各頻度Ｆａ，Ｆｃ１，Ｆｃ２を表す線の山形状は、ほぼ同じ形状になり、ピーク値を示す減速度Ｄａ，Ｄｃ１，Ｄｃ２が異なるものとなる。このように頻度がピーク値となる減速度Ｄａ，Ｄｃ１，Ｄｃ２が異なるのは、そのような減速操作を運転者が行っているからである。したがって頻度がピーク値となる減速度Ｄａ，Ｄｃ１，Ｄｃ２、あるいは頻度の平均値に相当する減速度が運転者の減速操作の癖あるいは運転操作特性を示すことになり、そのピーク値減速度Ｄａ，Ｄｃ１，Ｄｃ２同士の差、あるいは頻度の平均値に相当する減速度同士の差が大きいほど、運転操作特性が異なっている（乖離している）ことになり、反対にその差が小さいほど、運転操作特性が近似していることになる。

図４には上記の平均値の偏差を近似度に置き換えるマップの例を示してあり、横軸に平均値の偏差を採り、縦軸に近似度を採ってあり、平均値の偏差が「０」の場合に近似度が最も大きく、例えば「１」とし、平均値の偏差の絶対値が大きくなるほど近似度が小さい値になるように構成してある。近似度算出部１５は運転操作特性に応じて近似度を求め、あるいは運転操作特性の相違を近似度に置き換えるように構成され、一例として上述した図４に示すようなマップを備えている。

近似度算出部１５で求められた近似度に基づいて追従走行のための先行車両として推奨する他車両を選択する追従推奨車両選択部１６が設けられている。この追従推奨車両選択部１６が本発明の実施形態における「近似の程度の高い周辺車両を追従推奨車両として選択する手段」に相当している。近似度算出部１５では、前記他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…ごとについての近似度が求められているので、追従推奨車両選択部１６では、他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…のうち近似度がある程度大きい車両を追従推奨車両として選択する。

選択された追従推奨車両を運転者１７に知らせるための告知部１８が設けられている。告知部１８は本発明の実施形態における「選択された前記追従推奨車両を自車両の運転者に告知する手段」に相当し、その告知のための手段は必要に応じて適宜の手段によって構成することができ、音声によって告知する手段、画像によって告知する手段などであってよい。例えば、追従推奨車両のナンバーをスピーカー（図示せず）から発し、あるいはＮＡＶＩシステム１０のディスプレーに表示し、さらには追従推奨車両事態の画像をＮＡＶＩシステム１０のディスプレーやヘッドアップディスプレー（図示せず）によって表示するように構成することができる。

自車両Ａの周辺を走行している他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…のいずれもが、前記近似度が所定値以下の車両の場合があり得る。その場合には、追従推奨車両を選択せずに運転車に注意を促すように構成されている。そのための警告部１９と駆動・制動力指示部２０とが設けられている。警告部１９は、自車両Ａの周辺を走行している他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の運転操作特性が自車両Ａとは異なっていることを運転者１７に対して警告するように構成され、音声あるいは画像によって適宜の警告を発する。また駆動・制動力指示部２０は、周辺の他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…が、自車両Ａとは異なる挙動を行うことがあり、そのような挙動に敏感にもしくは迅速に対応するために、エンジンブレーキ力やハイブリッド車における回生制動力、あるいはアクセル開度に対する駆動力の関係などを変更するように構成されている。

図５は上述したコントローラ１を備える追従支援装置の制御の一例を説明するためのフローチャートであり、まず、自車両Ａが先行車両を選択し、かつその選択した先行車両の後ろに付くことのできる走行状態もしくは走行環境か否かが判断される。一例として複数車線でかつ車線を変更可能な道路を走行しているか否かが判断される（ステップＳ１）。この判断は、ＮＡＶＩシステム１０で得られる情報に基づいて行うことができる。ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、追従走行が必要か否かが判断される（ステップＳ２）。例えば同一車線を多数の車両が列を成して連続走行している場合には、車両の流れに乗って走行することが好ましいので、このような場合にはステップＳ２で肯定的に判断される。これとは反対に自車両Ａの少なくとも前方側に他の車両が存在しないなど、道路が空いている場合には、他の車両からの制約を受けない自由な走行が可能であるから、このような場合にはステップＳ２で否定的に判断される。また、走行車線が一つのために先行車両を選択できないなどの場合にはステップＳ２で否定的に判断される。

ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち追従走行が必要な場合、自車両Ａの周辺を走行している他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…のうち目的の方向が自車両Ａと同じもしくは類似している車両を選定する（ステップＳ３）。前述したように本発明の実施形態における追従走行支援装置は、他車両データ１４を取得するように構成されているので、他車両データ１４に含まれる目的地と自車両Ａの目的地とを対比することにより、ステップＳ３の制御を行うことができる。ステップ３で選定した他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…についてのデータを受信する（ステップＳ４）。併せて、受信したデータに基づいて他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の運転操作特性を取得する。

ステップＳ３では複数台の車両が選定されることがあり、その場合、車両ごとにデータを受信し、かつ運転操作特性が取得される。そして、選定された各車両の運転操作特性と自車両Ａの運転操作特性との近似度が判定される（ステップＳ５）。その場合、運転操作特性は、車両ごとに一つであってもよく、あるいは複数であってもよい。例えば、減速度についての特性、ブレーキタイミングについての特性、車間距離についての特性、発進時加速度についての特性など、複数の項目ごとに運転操作特性を設定し、かつ各々の運転操作特性ごとに近似度を判定することとしてもよい。また、複数の運転操作特性あるいはその近似度を全て同等に扱う以外に、優先順位を付けて近似の程度を判定することとしてもよい。その優先順位は、一例として、優先順位の高い順から、減速度についての特性、ブレーキタイミングについての特性、車間距離についての特性、発進時加速度についての特性とすることが好ましい。

近似度が高ければ、当該他車両の運転操作特性が自車両Ａの運転操作特性に類似していて追従走行の際の先行車両として好ましく、近似度が中程度であれば、当該他車両は追従走行の際の先行車両としてもよく、さらに近似度が低ければ、当該他車両は追従走行の際の先行車両としては好ましくない。そこで、このような仕分けを行うために、ステップＳ６では近似度が予め定めた所定値より大きい車両が有るか否かが判断される。したがって、ステップＳ６での判断の基準となる所定値は、先行車両としてもよい近似度の最低値であり、設計上、定めた値である。

近似度が所定値より大きい他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…が存在することによりステップＳ６で肯定的に判断された場合には、近似度が最も高い他車両を運転者１７に告知する（ステップＳ７）。例えばＮＡＶＩシステム１０のモニターに表示し、あるいはヘッドアップディスプレーに表示し、もしくは近似度が最も高い他車両を特定する情報を音声として発する。なお、その場合、近似度が高い順に、複数の他車両を運転者に告知することとしてもよい。このようにして告知される他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…が本発明の実施形態における追従推奨車両であり、その結果、運転者１７に対して追従走行を促し、また後ろに付く先行車両が選択されることになる。

したがって、本発明の実施形態における追従走行支援装置によれば、追従走行を行う場合の先行車両は、自車両Ａと運転操作特性が近似した車両となる。したがって追従走行を行うとしても、通常、単独で走行している際の注意力以上の更に大きい注意力が必要となる事態が少なくなり、あるいは不慣れな運転操作を強要される度合いが少なくなるので、精神的なストレスや疲労感などを軽減することができる。

他方、前述したステップＳ６で否定的に判断された場合、追従走行を促さないだけでなく、周辺の他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…に応じた走行を行うことの警告を運転者１７に対して発する（ステップＳ８）。その警告の内容や方法は適宜設定可能であり、例えば近似度に応じて車間距離を取る警告を画像や音声で発する。なお、その車間距離は、近似度が低いほど長くする。さらに、近似度の低い他車両Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…の挙動の変化に応じて自車両Ａを迅速もしくは機敏に動作させるために、例えばエンジンブレーキ力を強く設定する（ステップＳ９）。エンジンブレーキ力は、変速比を大きくする（ダウンシフトする）ことにより大きくすることができ、またハイブリッド車では回生トルクを大きくすることにより大きくすることができる。なお、アクセル開度と駆動力との関係を非線形の傾向を弱くして線形関係となるように変更してもよい。このステップＳ９の制御は、前述した駆動・制動力指示部２０で行われる。

さらに、前述したステップＳ１で否定的に判断された場合、およびステップＳ２で否定的に判断された場合には、追従支援のための制御を終了する（ステップＳ１０）。また、前記駆動・制動力指示部２０による制御を行っていた場合には、その制御を終了して通常の制御に戻す（ステップＳ１１）。例えばエンジンブレーキ力を通常に戻す。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないのであって、特許請求の範囲に記載されている構成の範囲で適宜に変更して実施することができる。

１…コントローラ、 ２…自車両運転操作特性取得部、 ３…他車両運転操作特性取得部、 ４…車速センサ、 ５…アクセル開度センサ、 ６…ブレーキ踏力センサ、 ７…舵角センサ、 ８…加速度センサ、 ９…ヨーレートセンサ、 １０…システム、 １１…方向指示スイッチ、 １２…車間距離センサ、 １３…受信部、 １４…他車両データ、 １５…近似度算出部、 １６…追従推奨車両選択部、 １７…運転者、 １８…告知部、 １９…警告部、 ２０…制動力指示部、 Ａ…自車両、 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…他車両、 Ｄａ，Ｄｃ１，Ｄｃ２…減速度、 Ｆａ，Ｆｃ１，Ｆｃ２…頻度。

Claims (1)

1. 自車両と共に自車両の周辺を走行している他車両のいずれかを選択し、その選択された他車両の後ろに付いて前記他車両に追従して走行することが可能な場合の追従走行を支援する追従走行支援装置において、
   他車両に追従する走行を支援するコントローラを有し、
   前記コントローラは、
   前記自車両の運転操作の特性を取得する手段と、
   前記自車両の周辺を走行している他車両の運転操作の特性を取得する手段と、
   前記自車両の運転操作の特性と前記他車両の運転操作の特性とを比較してこれら各特性の近似の程度を求める手段と、
   前記近似の程度の高い周辺車両を追従推奨車両として選択する手段と、
   選択された前記追従推奨車両を前記自車両の運転者に告知する手段と
   を備えていることを特徴とする追従走行支援装置。

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