JP2019168785A - 車両運転支援システム - Google Patents

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Abstract

【課題】各種の走行シーンに応じて設定される車両の最適速度、その最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度(加速、減速)、最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間について、これらの項目を運転者が瞬時に把握(認識)できるように通知する技術を提供する。【解決手段】現在速度通知部(メータ針6)と、最適速度通知部P1と、中間速度通知部P2と、所要時間通知部P3と、を有し、前記現在速度、最適速度、中間速度、所要時間は、デジタル表示又はアナログ表示或いは双方の表示の組み合わせにより、運転者に通知される。【選択図】図2

Description

本発明は、例えば、一般道路や市街地など各種の走行シーンに応じて設定される車両の最適速度、その最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度(加速、減速)、最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間について、これらの項目を運転者が瞬時に把握(認識)できるように通知する技術に関する。
従来、例えば特許文献1に示すように、自車速を示す指針と、設定車速を示す指針との位置の差を、オートクルーズ制御が可能な車速範囲として表示する技術が知られている。オートクルーズ制御とは、自車を先行車に追従させて走行させるための車間制御や、設定車速にて定速走行させる定速走行制御を指す。
特開2000−118263号公報
ところで、近年、自動運転やアクセルペダルレス運転に際し、例えば、高速道路や一般道路、その他の市街地や郊外など各種の走行シーンに応じた車両の最適速度が設定され、その最適速度に関する情報(例えば、最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度(加速、減速)、最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間)について、運転者が瞬時に把握(認識)できるように通知する技術が要望されている。
しかしながら、上記した特許文献1の技術は、オートクルーズ制御が可能な特定の走行シーン(例えば、高速道路)において使用される車速に関する情報を、ユーザ(例えば、運転者)に表示することに特化したものであり、上記要望に応えることができない。
本発明の目的は、各種の走行シーンに応じて設定される車両の最適速度、その最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度(加速、減速)、最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間について、これらの項目を運転者が瞬時に把握(認識)できるように通知する技術を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明の車両運転支援システムは、現在速度通知部と、最適速度通知部と、中間速度通知部と、所要時間通知部と、を有し、現在速度、最適速度、中間速度、所要時間は、デジタル表示又はアナログ表示或いは双方の表示の組み合わせにより、運転者に通知される。
本発明によれば、各種の走行シーンに応じて設定される車両の最適速度、その最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度(加速、減速)、最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間について、これらの項目を運転者が瞬時に把握(認識)できるように通知する技術を実現することができる。
一実施形態に係る車両運転支援システムの構成を示すブロック図。 車速制御に関する情報が通知された通知ユニットの仕様を示す図。 車速制御に関する情報が通知された通知ユニットの他の仕様を示す図。 一実施形態に係る車両運転支援システムの制御フローを示すチャート図。 車速制御に関する情報の通知フローを示すチャート図。
「一実施形態」
本実施形態の車両運転支援システムは、運転者のアクセル操作によらずに車両の車速制御(例えば、発進制御、加速制御、走行制御)を行うための装置、方法、ハードウエア、ソフトウエアを含めた総括的技術である。当該技術において、車両のブレーキ制御及び車速制御(発進・加速・走行制御)は、ブレーキペダルの操作で行うようにしてもよいし、或いは、ブレーキ操作もアクセル操作も一切行わずに車両側で自動的に行う完全自動運転としてもよい。
当該技術に適用可能な車両としては、例えば、アクセルペダルが装備されていない車両(即ち、アクセルペダルレス車両)や、アクセルペダルを装備していても、予め設定された条件以外の運転時において、当該アクセルペダルの操作が無効となる車両を想定することができる。以下、これらの車両をまとめてアクセルペダルレス車両と称する。
アクセルペダルレス車両には、例えば、自家用の乗用自動車、トラックやバスなどの業務用自動車が含まれ、その用途や車種について特に制限はない。この場合、車両の駆動装置(パワーユニット)は、内燃機関(エンジン)であっても、電動モータであっても、これらの双方であってもよい。
更に、本実施形態の車両運転支援システムにおいて、加速制御及び加速度は、車速を上げる際の加速制御及び加速度(即ち、プラス加速)のみならず、車速を下げる際の加速制御及び加速度(即ち、マイナス加速)を含めた概念として規定されている。従って、以下の説明において、加速制御と記載した場合、車速を上げる加速制御と、車速を下げる減速(制動)制御の双方の制御が含まれることを意味する。
「車両運転支援システム1の構成」
図1〜図3に示すように、車両運転支援システム1は、検出部2と、制御部3と、通知ユニット43と、を有している。検出部2は、制御部3によって制御され、車速制御に要する車両の走行状況や周辺状況、後述する運転者の姿勢状況などを検出する。検出部2と制御部3とは、有線や無線を介して相互に接続され、検出部2は、その検出結果を制御部3に出力する。
車両運転支援システム1によれば、検出部2及び制御部3が相互に協働することで、例えば、モータやエンジンなどのパワーユニット41、インバータやモータなどのブレーキユニット42、上記した車速制御に関する情報を運転者に通知する通知ユニット43が駆動制御される。なお、これらのユニット41,42,43の構成、並びに、後述する検出部2及び制御部3の構成は、あくまで一例であり、これにより、本発明の技術範囲が制限されることはない。
「検出部2」
検出部2は、車両が走行する際の走行シーンを検出するための各種の車載センサ(例えば、白線認識用カメラ、前方モニタ用カメラ、後方モニタ用カメラ、コーナーモニタ用カメラなど)によって構成することが可能であり、例えば、車両情報検出部21と、車両周辺状況検出部22と、を有している。
車両情報検出部21は、車両の走行状況を検出し、その検出結果(例えば、走行状況情報)を制御部3に出力する。車両の走行状況としては、例えば、発進速度、加速度、走行速度、ブレーキペダルの踏み角や緩め角、ステアリングの舵角などが想定される。車両情報検出部21には、かかる走行状況を検出可能なセンシング機器(例えば、速度・加速度センサ、ブレーキ圧センサなど)が適用されている。
車両周辺状況検出部22は、車両の周辺状況を検出し、その検出結果(例えば、周辺状況情報)を制御部3に出力する。車両の周辺状況としては、例えば、道路状況、車両の現在地付近の環境状況などが想定される。車両周辺状況検出部22には、かかる周辺状況を検出可能な高画質カメラ、レーダー、ソナー、ロケータなどが適用されている。
ここで、カメラは、CCDカメラやCMOSカメラなどであり、車両の周辺状況、例えば走行路(道路幅、走行区画線、ガードレール、路面状態等)、道路標識や道路標示、信号機、歩行者、他車両などの画像(動画や静止画)をそれぞれ撮像する。
レーダーやソナーは、車両の周辺に電磁波(赤外線、ミリ波)や超音波などを送出し、対象物で反射した反射波を受信する。これにより、レーダーやソナーは、対象物の存在と対象物までの距離を計測する。対象物は、車両付近の歩行者、他車両、ガードレール、側壁などである。
ロケータは、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機、慣性センサ、地図データを備え、GNSS受信機が人工衛星から受信した測位信号と、慣性センサの計測結果とを組み合わせ、自車両を測位する。そして、測位したデータと、地図データとをマッチングし、自車両の現在位置を地図上で特定する。かくして、自車両の現在位置の情報、例えば、駐車場、市街路、幹線道路、高速道路などの情報を取得する。
「制御部3」
制御部3は、上記した検出部2の検出結果に基づいて、運転者を支援するための車両の車速制御(即ち、発進制御、加速制御、走行制御)を、アクセルペダルの操作によらずに自動的に行う。かくして、制御部3は、車両の最適速度及び最適加速度を設定し、その設定した最適速度及び最適加速度に従って車両を走行させる。
制御部3は、車載ECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)によって構成することが可能であり、例えば、演算処理部31と、検出部制御部32と、走行シーン判定部33と、最適速度・加速度設定部34と、走行制御部35と、を有している。
演算処理部31は、CPU、RAM、車両運転支援システム1を実行させるための各種の運転支援プログラムが記憶されたROMなどを備えている。例えば、後述する運転支援(即ち、最適速度・最適加速度に基づく車両走行制御、通知ユニット43への通知態様)の実行に際し、ROMに記憶された運転支援プログラムがRAMを作業領域としてCPUによって実行される。
検出部制御部32は、上記した検出部2(車両情報検出部21、車両周辺状況検出部22)の動作を制御する。これにより、各検出部21,22における上記各情報は、検出部制御部32から演算処理部31を介して、走行シーン判定部33、最適速度・加速度設定部34、走行制御部35に出力される。
走行シーン判定部33は、上記した検出部2(車両情報検出部21、車両周辺状況検出部22)で検出された検出結果(例えば、走行状況情報、周辺状況情報)に基づいて、車両の走行シーンを判定し、その判定結果を最適速度・加速度設定部34に供給する。走行シーンとしては、例えば、高速道路や一般道路、その他の市街地や郊外など、様々な走行シーンが想定される。
最適速度・加速度設定部34は、走行シーン判定部33で判定された走行シーンに基づいて、車両の走行状態を制御する。例えば、上記した走行シーンに応じた最適な速度(最適速度)を設定すると共に、設定した最適速度に到達するための最適な加速度(最適加速度)を設定し、その最適速度ないし最適加速度に従って車両の走行状態を制御する。
更に、最適速度・加速度設定部34は、例えば、走行路の法定速度、駐車場の徐行速度と、検出部2で検出(取得)された走行状況情報や周辺状況情報とに基づいて、走行シーンに応じた最適速度・最適加速度を演算する。例えば、走行路が渋滞している場合、当該走行路における先行車両や後続車両の車速などに応じて、法定速度よりも低速に最適速度を設定する。また、他車両を追い越す場合、法定速度を超過した速度に最適速度を設定する。かくして、最適速度・加速度設定部34は、設定した最適速度・最適加速度を走行制御部35に出力する。
走行制御部35は、設定された最適速度・最適加速度に基づいて、車両の走行状態を制御する。このとき、走行制御部35は、パワーユニット41、ブレーキユニット42の動作を制御する。例えば、走行制御部35は、パワーユニット41の出力を上げることで、車両を最適加速度で加速させる。最適速度に達した後は、当該最適速度を維持するようにパワーユニット41の出力を制御する。
同時に、走行制御部35は、通知ユニット43の動作を制御する。かくして、走行シーンに応じて設定される車速制御に関する情報は、通知ユニット43を介して運転者に通知される。通知ユニット43は、走行制御部35の出力装置としての機能を有し、例えば、通知灯の点灯ないし点滅、カーナビのモニタ(ディスプレイ)、アナログ式(又は、デジタル式)の速度メータが配置されたインストルメントパネル(即ち、インパネ)、車速制御に関する情報を音声により通知するスピーカなどが想定される。
「通知ユニット43の機能」
図2〜図3に示すように、通知ユニット43は、現在速度通知部と、最適速度通知部P1と、中間速度通知部P2と、所要時間通知部P3と、を有している。現在速度通知部としては、後述するメータ針6が適用され、車両の現在速度を通知する。最適速度通知部P1は、上記した走行シーンに応じて設定される車両の最適速度を通知する。中間速度通知部P2は、現在速度から最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度を通知する。所要時間通知部P3は、現在速度から最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間を通知する。そして、現在速度、最適速度、中間速度及び所要時間は、デジタル表示、又は、アナログ表示、或いは、双方の表示の組み合わせにより、運転者に通知される。
図2〜図3では一例として、通知ユニット43は、運転席正面のアナログ式速度メータ5に組み込まれ、当該速度メータ5を介して、走行シーンに応じて設定される車速制御に関する情報が運転者に通知される。ここでは、ドライブレンジDにて車両を前進させる車速制御が行われているものとする。この場合、最適速度、中間速度、所要時間は、速度メータ5のうち速度目盛り5aを回避した部分に、選択的に或いは一括して表示される。
例えば、図2の仕様では、最適速度が時速60キロ(60km/h)に設定され、当該最高速度は、該当する速度目盛り5bを発光させることで、運転者に通知される。この場合、中間速度については、現在速度を示すメータ針6(即ち、上記した現在速度通知部)が、時速10キロ(10km/h)を指していることで、運転者に通知される。更に、最適速度までの所要時間は、速度メータ5の中央に10秒(10s)として表示させることで、運転者に通知される。
例えば、図3の仕様では、最適速度が時速60キロ(60km/h)に設定され、当該最高速度は、速度メータ5の中央に60km/hとして表示させることで、運転者に通知される。中間速度については、現時点(例えば、時速ゼロkm)から5秒後の中間速度が時速30キロ(30km/h)、10秒後の中間速度が時速50キロ(50km/h)に設定され、これらを速度メータ5の下部側に表示させることで、運転者に通知される。
この場合、各中間速度について、該当する速度目盛りをメータ針8,9で指してもよい。即ち、メータ針8は、中間速度が時速30キロ(30km/h)であることを示し、メータ針9は、中間速度が時速50キロ(50km/h)であることを示す。なお、現在速度を示すメータ針6(現在速度通知部)は、車両停止(車速ゼロ)状態を示している。
かかる構成において、メータ針8,9は、現在速度通知部としてのメータ針6とは異なる表示形態とすることが好ましい。例えば、メータ針8,9を、半透明に表示させたり、点滅させて表示させる。これにより、メータ針6とメータ針8,9とが、相互に視覚的に明確に区別される。
ここで、図2〜図3の仕様において、速度メータ5の両側に、通知ユニット43として利用可能な車載スピーカ7が搭載されている場合、最適速度、中間速度、所要時間を、スピーカ7から発せられる音声によって、運転者に通知させるようにしてもよい。
更に、図2〜図3の仕様における通知ユニット43を、運転者から見易い位置に設けられたヘッドアップディスプレイ(図示しない)に組み込まれんでもよい。かくして、最適速度、中間速度、所要時間は、当該ヘッドアップディスプレイに、選択的に或いは一括して表示される。
「車両運転支援システム1の作用」
図4には、車両運転支援システム1において行われる車速(加速)制御の制御フローが示されている。まず、車両の加速制御を行う際に、検出部2は、予め設定した検出手順を実行する。
即ち、検出部制御部32が、車両情報検出部21及び車両周辺状況検出部22の動作を制御する。これにより、車両情報検出部21は、上記した走行状況情報を取得し(S101)、車両周辺状況検出部22は、上記した周辺状況情報を取得する(S102)。
次に、制御部3は、車両の走行シーンに応じた最適速度・最適加速度の設定、及び、かかる設定に基づく走行処理を行う(S103)。プロセスS103の処理は、走行シーン判定部33、最適速度・加速度設定部34、走行制御部35によって行われる。
即ち、走行シーン判定部33は、上記した走行状況情報及び周辺状況情報に基づいて、現時点及びその先に想定される走行シーンを判定する(S104)。
続いて、最適速度・加速度設定部34は、かかる走行シーンに応じた車両の最適速度を設定すると共に、設定した最適速度にするための最適加速度を設定する(S105)。
ここで、走行シーン判定部33によって判定された走行シーンが、例えば一般道路である場合、最適速度・加速度設定部34は、かかる一般道に応じた車両の最適速度及び最適加速度を設定する。また、走行シーン判定部33によって判定された走行シーンが、例えば市街地である場合、最適速度・加速度設定部34は、かかる市街地に応じた車両の最適速度及び最適加速度を設定する。
なお、これらの走行シーンは、車両が走行を重ねるに度に蓄積され、当該走行シーンに応じた最適速度・最適加速度は、適宜更新される。これにより、走行シーンと最適速度・最適加速度との関係を示すマップは、常に最新のデータとして、例えば、演算処理部31ROMに記憶されていく。
最適速度及び最適加速度が設定されると、走行制御部35は、その設定した最適速度及び最適加速度によって車両を走行させる(S106)。このとき、走行制御部35は、車両のパワーユニット41の出力を制御して、最適加速度に基づいて車両を最適速度まで加速させる。最適速度に達した後は、最適速度を維持するようにパワーユニット41の出力を制御して車両を走行させる。
以上、最適速度及び最適加速度に基づく車両の走行制御が行われている間、これに同期して、走行制御部35は、通知ユニット43の動作を制御し、上記した走行シーンに応じて設定される車速制御に関する情報を運転者に通知する(S106)。図5には、車速制御に関する情報の通知フロー(S201〜S205)が示され、かかる通知フローは、最適速度・加速度設定部34と走行制御部35とが相互に協働することで行われる。
即ち、上記した現在速度通知部(メータ針6)によって車両の現在速度(車速)が常に表示されている状態において、車両の現在速度と最適速度の速度差が、予め設定された閾値以内かどうか判定される(S201)。なお、閾値としては、例えば、時速5キロ(5km/h)、時速3キロ(3km/h)など、走行シーンに応じて任意に設定することができるため、特に数値限定はしない。
ここで、上記した速度差が、閾値以内でない場合、設定した最適速度まで車両を加速させる必要がある。このため、最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度が演算されて設定される(S202)。図3では一例として、現時点(即ち、時速ゼロkm)から5秒後の中間速度が時速30キロ(30km/h)、10秒後の中間速度が時速50キロ(50km/h)に設定されている。
このとき、走行制御部35によって通知ユニット43が制御され、その結果、通知ON状態となり、速度メータ5に、最適速度(60km/h)、中間速度(30km/h、50km/h)が表示される(S203)。
この場合、最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間は、速度メータ5にダイレクトに表示されていない。しかし、中間速度(30km/h、50km/h)を表示させるタイミングについては、運転者が任意に設定することができる。よって、表示された中間速度(30km/h、50km/h)に達するまでの所要時間は、特に表示するまでもない。
同時に、走行制御部35は、車両のパワーユニット41の出力を制御して、最適加速度に基づいて車両を最適速度まで加速させる。かくして、最適速度及び最適加速度に基づく車両の走行制御が行われる(S204)。
その後、車両の現在速度と最適速度の速度差が、予め設定された閾値以内となったとき(S201)、走行制御部35によって通知ユニット43が制御され、その結果、現在速度と最適速度が通知ON(換言すると、中間速度、所要時間が通知OFF)状態となり(S205)、速度メータ5において、現在速度と共に最適速度のみが表示され、中間速度及び所要時間は不表示となる。このとき、現在速度及び最適速度は、運転者に通知され、中間速度及び所要時間は、運転者に通知されない。
以上、車速制御に関する情報の通知フロー(S201〜S205)は、走行シーンが更新される毎に繰り返され、運転者に通知される。なお、走行シーンが短時間のうちに頻繁に更新されるような状況では、通知ユニット43を介して通知される情報も、短時間のうちに頻繁に変化し、運転者にとって煩わしいものとなり得る。かかる状況が予測される場合、走行制御部35によって、通知する情報の取捨選択が行われるようにしてもよい。
「車両運転支援システム1の効果」
本実施形態によれば、各種の走行シーンに応じて設定される車両の最適速度、その最適速度に達するまでに予定される車両の中間速度(加速、減速)、最適速度及び中間速度に達するまでに要する所要時間について、これら3つの項目を運転者が瞬時に把握(認識)できるように通知することができる。
例えば、図2の仕様では、最高速度は、該当する速度目盛り5bを発光させ、中間速度は、メータ針6で時速10キロ(10km/h)を指し、所要時間は、速度メータ5の中央に10秒(10s)として表示させる。また、例えば、図3の仕様では、最高速度は、速度メータ5の中央に60km/hとして表示させ、中間速度は、メータ針8,9で所要時間毎の時速を指す。これにより、3つの項目を瞬時に運転者に把握(認識)させることができる。この場合、最適速度、中間速度、所要時間を、スピーカ7から発せられる音声によって、運転者に通知させることで、上記同様の効果を得ることができる。
ここで、メータ針8,9を、現在速度通知部としてのメータ針6とは異なる表示形態とする。これにより、メータ針6とメータ針8,9とを、相互に視覚的に明確に区別させることができる。この結果、運転者による瞬間把握(認識)性を向上させることができる。
本実施形態によれば、車両の現在速度と最適速度の速度差が、予め設定された閾値以内となったとき、速度メータ5に、現在速度及び最適速度のみ表示し、中間速度及び所要時間を不表示とする。現在速度と最適速度の速度差がない場合には、中間速度と所要時間はほぼ無い状況となり、それぞれの表示が重なり運転者にとって煩わしいものとなり得る。このため、中間速度と所要時間を表示しないことで、運転者に分かり易く瞬時に把握(認識)できるような通知態様とすることができる。
「変形例」
上記した実施形態では、通知ユニット43を、運転席正面のアナログ式速度メータ5に組み込んだ仕様を想定したが、これに代えて、通知ユニット43を、運転席正面のデジタル式速度メータ5に組み込んだ仕様も、本発明の技術範囲に含まれ、上記同様の作用効果を実現することができる。
1…車両運転支援システム、2…検出部、3…制御部、
6…現在速度通知部(メータ針)、P1…最適速度通知部、P2…中間速度通知部、
P3…所要時間通知部。

Claims (9)

  1. 走行シーンに応じた車速制御が行われる車両に適用され、前記車速制御に関する情報を運転者に通知する通知ユニットを具備する車両運転支援システムであって、
    前記通知ユニットは、
    前記車両の現在速度を通知する現在速度通知部と、
    走行シーンに応じて設定される前記車両の最適速度を通知する最適速度通知部と、
    前記現在速度から前記最適速度に達するまでに予定される前記車両の中間速度を通知する中間速度通知部と、
    前記現在速度から前記最適速度及び前記中間速度に達するまでに要する所要時間を通知する所要時間通知部と、を有し、
    前記現在速度、前記最適速度、前記中間速度及び前記所要時間は、デジタル表示、又は、アナログ表示、或いは、双方の表示の組み合わせにより、前記運転者に通知される車両運転支援システム。
  2. 前記通知ユニットは、速度目盛りがアナログ表示された運転席正面の速度メータに組み込まれ、
    前記最適速度、前記中間速度、前記所要時間は、前記速度メータのうち前記速度目盛りを回避した部分に、選択的に或いは一括して表示される請求項1に記載の車両運転支援システム。
  3. 前記通知ユニットは、速度目盛りがデジタル表示された運転席正面の速度メータに組み込まれ、
    前記最適速度、前記中間速度、前記所要時間は、前記速度メータのうち前記速度目盛りを回避した部分に、選択的に或いは一括して表示される請求項1に記載の車両運転支援システム。
  4. 前記最適速度は、該当する前記速度目盛りを発光させることで、前記運転者に通知される請求項2又は3に記載の車両運転支援システム。
  5. 前記中間速度は、該当する前記速度目盛りをメータ針で指すことで、前記運転者に通知される請求項2又は3に記載の車両運転支援システム。
  6. 前記中間速度の前記メータ針は、半透明又は点滅で表示される請求項5に記載の車両運転支援システム。
  7. 前記通知ユニットは、前記運転者から見易い位置に設けられたヘッドアップディスプレイに組み込まれ、
    前記最適速度、前記中間速度、前記所要時間は、前記ヘッドアップディスプレイに、選択的に或いは一括して表示される請求項1に記載の車両運転支援システム。
  8. 前記通知ユニットは、前記車両に搭載されたスピーカを有し、
    前記最適速度、前記中間速度、前記所要時間は、前記スピーカから発せられる音声により、前記運転者に通知される請求項1に記載の車両運転支援システム。
  9. 現在速度と最適速度の速度差が予め設定した閾値以内となったとき、前記現在速度と共に前記最適速度が表示され、前記中間速度及び前記所要時間は不表示となる請求項1に記載の車両運転支援システム。
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