JP2021096649A

JP2021096649A - 車両、運転支援装置及び運転支援制御方法

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Publication number: JP2021096649A
Application number: JP2019227537A
Authority: JP
Inventors: 秀行藤井; Hideyuki Fujii
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-06-24

Abstract

【課題】カーブ路を走行する車両において、対向車線を走行する他車両との衝突回避の可能性を向上させる。【解決手段】本開示にかかる車両は、少なくとも２つの車輪と、前記少なくとも２つの車輪に結合され、前記少なくとも２つの車輪によって所定の方向に移動可能な車体と、運転者によって操作されるハンドルと、前記ハンドルに接続され、前記車輪のうち前記車体の操舵に係る操舵輪を前記ハンドルの操作に応じて操舵する操舵部と、自車両の位置及び速度を検出する検出部と、周辺に存在する他車両の位置及び速度を、路車間通信又は車車間通信によって受信する通信部と、を備える車両であって、カーブ路を走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中の場合、前記操舵部が前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す。【選択図】図２

Description

本開示は、車両、運転支援装置及び運転支援制御方法に関する。

従来、カーブ路等の道路形状に応じて車両を制御する技術が提案されている。例えば、車車間通信により検出された他車両のステアリング角に基づいて、自車両の前方における道路形状を予測し、予測した道路形状に応じて走行を制御する技術が提案されている。また、傾斜カーブ路の走行時に操舵反力となる軸力の設定方法を変えることで、操舵反力の振動抑制を図った技術が提案されている。

特開２０１３−８９１３５号公報特開２０１４−１４８２９８号公報

ところで、カーブ路では、制限速度等の所定速度を超過した車両がセンターラインをオーバーすることで、対向車線を走行中の車両との衝突事故が発生する場合がある。そのため、カーブ路を走行する車両において、対向車線を走行する他車両との衝突回避の可能性を向上させることが可能な技術が求められている。

なお、上述した従来の技術では、道路形状に応じて自車両の走行や操舵反力を制御することは可能であるが、対向車線を走行する他車両との衝突回避について何ら検討されておらず、上記の問題を解決することはできない。

本開示は、カーブ路を走行する車両において、対向車線を走行する他車両との衝突回避の可能性を向上させることができる車両、運転支援装置及び運転支援制御方法を提供することを目的とする。

本開示にかかる車両は、少なくとも２つの車輪と、前記少なくとも２つの車輪に結合され、前記少なくとも２つの車輪によって所定の方向に移動可能な車体と、運転者によって操作されるハンドルと、前記ハンドルに接続され、前記車輪のうち前記車体の操舵に係る操舵輪を前記ハンドルの操作に応じて操舵する操舵部と、自車両の位置及び速度を検出する検出部と、周辺に存在する他車両の位置及び速度を、路車間通信又は車車間通信によって受信する通信部と、を備える車両であって、カーブ路を走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中の場合、前記操舵部が前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す。

本開示にかかる車両、運転支援装置及び運転支援制御方法によれば、カーブ路を走行する車両において、対向車線を走行する他車両との衝突回避の可能性を向上させることができる。

図１は、実施形態にかかる車両を模式的に示す平面図である。図２は、実施形態にかかる車両の構成の一例を示す図である。図３は、実施形態にかかる車両の動作の一例を説明するための図である。図４は、実施形態の運転支援装置が実行する運転支援処理の一例を示すフロー図である。

以下、図面を参照しながら、本開示にかかる車両、運転支援装置及び運転支援制御方法の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態にかかる車両１を模式的に示す平面図である。図１に示すように、車両１は、車体２と、車体２の前後に配置された２対の車輪３（一対のフロントタイヤ３ｆ及び一対のリアタイヤ３ｒ）とを備える。

車両１は、所定方向に沿って配置された２対の車輪３を用いて走行することが可能である。この場合、２対の車輪３が配置される所定方向が車両１の移動方向となり、ギアの切り替え等により前進または後退することができる。

車両１の車室内には、車両１の使用者である運転者が着座する座席１０が設けられている。つまり、座席１０は運転席である。運転者は、座席１０に着座した状態で、ハンドル２０を操作したり、図示しないアクセルペダルおよびブレーキペダルを操作したりすることによって、車両１を操縦することが可能である。

ハンドル２０には、ステアリングバイワイヤ方式又はパワーステアリング方式の操舵部３０が接続される。操舵部３０は、ハンドル２０のハンドル操作に応じ、操舵輪となる１対のフロントタイヤ３ｆを操舵させることで、車両１を右方向又は左方向に移動させる。

図２は、本実施形態にかかる車両１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、車両１は、上述したハンドル２０、操舵部３０等の他、車両制御部１００と、運転支援装置２００とを備える。ここで、運転支援装置２００は、車両１に搭載可能に構成された運転支援装置の一例である。

操舵部３０は、ＡＣサーボモータ等の反力発生モータ３１を備える。反力発生モータ３１は、ハンドル２０のステアリング軸２１に接合される。操舵部３０は、ハンドル２０のハンドル操作に応じて反力発生モータ３１を動作させることで、ハンドル操作に応じた方向に操舵反力トルクを発生させる。例えば、操舵部３０は、ハンドル２０が左方向にハンドル操作されると、右方向に作用する操舵反力トルクを発生させる。反力発生モータ３１で発生された操舵反力トルクは、ステアリング軸２１を介してハンドル２０に伝達される。かかる構成により、運転者は、ハンドル２０を介し操舵反力を知覚することができる。

車両制御部１００は、車速センサ１０１、位置センサ１０２、及び無線通信部１０３等を備える。ここで、車速センサ１０１及び位置センサ１０２は、検出部の一例である。無線通信部１０３は、通信部の一例である。

車速センサ１０１は、例えば車輪３の回転数や回転速度を計測する速度計であり、自己の車両１（以下、自車両ともいう）の速度を検出する。位置センサ１０２は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）等の技術を利用した位置計測装置であり、自車両が存在する位置を検出する。

無線通信部１０３は、例えばＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）の規格に準拠した無線通信装置である。無線通信部１０３は、路側に設置された路側機との路車間通信、又は自車両の周囲に存在する他の車両１（以下、他車両ともいう）との車車間通信を行うことが可能である。

無線通信部１０３は、路車間通信又は車車間通信を行うことで、車速センサ１０１や位置センサ１０２で検出された自車両の速度及び位置等を含む車両情報を、所定時間毎（例えば１００ｍｓ）に送信する。また、無線通信部１０３は、路車間通信又は車車間通信を行うことで、他車両から送信された車両情報を受信する。

運転支援装置２００は、制御部２１０を備える。制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、及びＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のメモリを備えたコンピュータとして構成されている。なお、プロセッサは一つに限らず、複数のプロセッサで構成されてもよい。また、メモリも一つに限らず、プロセッサ毎に用意されてもよい。

制御部２１０は、車両制御部１００と協働することで、自車両がカーブ路を走行する際に、対向車線を走行する他車両との衝突を回避するための運転支援を行う。

具体的には、制御部２１０は、運転支援装置２００は、図２に示すように、道路情報取得部２１１、他車両情報取得部２１２、及び操舵制御部２１３等の機能部を備える。

上述した機能部の一部又は全ては、プロセッサとメモリに記憶された各種プログラムとの協働により実現されるソフトウェア構成であってもよい。また、上述した機能部の一部又は全ては、専用回路等で実現されるハードウェア構成であってもよい。

道路情報取得部２１１は、自車両が走行する道路に関する道路情報を取得する。ここで、道路情報は、少なくとも自車両が走行する道路の形状を特定することが可能な情報を含むものとする。なお、道路情報の取得方法は特に問わず、種々の方法を採用することが可能である。

例えば、路側機から道路情報が送信される場合、道路情報取得部２１１は、無線通信部１０３を介して路側機から送信された道路情報を取得してもよい。また、例えば、道路情報取得部２１１は、位置センサ１０２が検出する自車両の位置に基づき、メモリ等に予め記憶された道路路地図等のマップ情報から、その位置に対応する道路情報を取得してもよい。

他車両情報取得部２１２は、他車両の車両情報を取得する。具体的には、他車両情報取得部２１２は、無線通信部１０３で受信された他車両の車両情報を取得する。

なお、他車両情報取得部２１２は、自車両の周囲に存在する他車両の中から、対向車線を走行する他車両（以下、対向車両ともいう）の車両情報のみを取得する形態としてもよい。例えば、他車両情報取得部２１２は、自車両の位置と、取得した他車両の車両情報に含まれた位置とを比較し、自車両の進行方向から接近してくる他車両の車両情報を、対向車両の車両情報として抽出してもよい。

操舵制御部２１３は、道路情報取得部２１１及び他車両情報取得部２１２が取得した各種情報に基づいて、自車両及び他車両の走行状況を判定し、判定した走行状況が所定の条件を満たす場合に、操舵部３０の動作を制御する。

具体的には、操舵制御部２１３は、道路情報取得部２１１が取得した道路情報に基づき、自車両がカーブ路を走行中か否かを判定する。また、操舵制御部２１３は、他車両情報取得部２１２が取得した車両情報に含まれる速度、位置に基づき、対向車線を走行する対向車両が所定速度を超過した状態で走行中か否かを判定する。ここで、所定速度は、予め設定された固定値であってもよいし、道路に設定された制限速度等であってもよい。後者の場合、例えば、制限速度は道路情報に含まれていてもよいし、路車間通信により路側機から通知されてもよい。

そして、操舵制御部２１３は、自車両がカーブ路を走行中であり、且つカーブ路の対向車線を他車両が所定速度を超過した状態で走行中と判定した場合、操舵部３０を制御することで対向車線から離反する方向へのハンドル２０の操舵を促す。

ここで、図３を参照して、操舵制御部２１３の動作について説明する。図３は、本実施形態にかかる車両１の動作の一例を説明するための図である。

図３に示すように、カーブ路の道路Ｒにおいて、車両１ａと車両１ｂとが走行中であるとする。また、センターラインＣＬで区分された外側の車線を走行する車両１ａが自車両であり、内側の車線を走行する車両１ｂが対向車両であるとする。また、道路Ｒの路側帯には路側機ＲＳＵが設置されており、少なくとも車両１ａは、路側機ＲＳＵを介した路車間通信により車両１ｂの車両情報を受信することが可能であるとする。

まず、車両１ａの操舵制御部２１３は、道路情報取得部２１１が取得した道路情報に基づき、車両１ａが走行中の道路Ｒがカーブであることを検出する。また、車両１ａの操舵制御部２１３は、他車両情報取得部２１２が取得した車両１ｂの車両情報に基づき、車両１ｂが対向車線を走行中であることを検出するとともに、車両１ｂの速度を検出する。

ここで、車両１ａの操舵制御部２１３は、車両１ｂの速度が所定速度以下の場合には、操舵部３０を制御することなく、操舵部３０に通常の動作を行わせる。この場合、操舵部３０は、ハンドル２０のハンドル操作に応じて車両１ａを操舵することで、例えば破線で示した走行軌跡Ｔ１で車両１を走行させる。

一方、車両１ａの操舵制御部２１３は、車両１ｂの速度が所定速度を超過していると判定した場合、操舵部３０に所定の動作を行わせることで、対向車線から離反する方向にハンドル２０の操舵を促す。ここで、操舵部３０は、操舵制御部２１３の制御の下、例えば以下に示す第１、第２の動作の何れか一方又は両方を実行する。

第１の動作として、操舵部３０は、対向車線から離反する方向への操舵反力をハンドル２０に発生させる。具体的には、操舵部３０は、反力発生モータ３１を動作させることで、対向車線から離反する方向への操舵反力トルクを通常動作時よりも強く発生させる。これにより、ハンドル２０を操作する運転者は、対向車線から離反する方向への操舵反力を通常よりも強く知覚することになるため、対向車線から離反する方向にハンドル２０の操舵を促すことができる。

また、第２の動作として、操舵部３０は、対向車線に近付く方向への操舵を抑制することで、対向車線から離反する方向にハンドル２０の操舵を促す。例えば、操舵部３０は、ハンドル２０を介して入力される、対向車線に近付く方向（図３では右方向）への操作量を、通常動作時の１／２や１／３の操作量で受け付けることで、対向車線に近付く方向への操舵を抑制してもよい。これにより、対向車線に近付く方向への操舵を抑制できるため、対向車線から離反する方向にハンドル２０の操舵を促すことができる。

上述したように、操舵部３０は、ハンドル２０を操作する運転者のハンドル操作を、対向車線から離反する方向に誘導することができる。したがって、図３に示した実線の走行軌跡Ｔ２のように、破線で示した走行軌跡Ｔ１よりも、車両１ａを対向車線から離反する方向側で走行させることができる。

これにより、車両１ａでは、速度超過により車両１ｂがセンターラインＣＬをオーバーしながら道路Ｒを走行することが予想される場合に、対向車線から離反する方向に運転者を誘導することができるため、車両１ｂに衝突する事態を回避できる可能性を向上させることができる。また、車両１ａでは、対向車線から離反する方向への操舵反力を運転者に知覚させることで、運転者に対し衝突の危険性を認識させることができるため、車両１ａが車両１ｂに衝突する事態を回避できる可能性を向上させることができる。

なお、図３では、車両１ａについて説明したが、車両１ｂが上述した車両制御部１００を備える場合には、上記と同様の操舵制御が車両１ｂで行われるものとする。

次に、図４を参照して、運転支援装置２００が実行する運転支援処理について説明する。ここで、図４は、本実施形態の運転支援装置２００が実行する運転支援処理の一例を示すフロー図である。

まず、道路情報取得部２１１は、自車両が走行中の道路の道路情報を取得する（ステップＳ１１）。次いで、他車両情報取得部２１２は、自車両の周辺に存在する他車両の車両情報を取得する（ステップＳ１２）。なお、他車両情報取得部２１２は、上述したように、取得した車両情報の中から対向車線を走行する対向車両の車両情報を抽出してもよい。

続いて、操舵制御部２１３は、ステップＳ１１で取得された道路情報に基づき、自車両がカーブ路を走行中か否かを判定する（ステップＳ１３）。ここで、カーブ路を走行中でないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、操舵制御部２１３は、操舵部３０を通常動作させ、ステップＳ１１に処理を戻す。

ステップＳ１３でカーブ路を走行中と判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、操舵制御部２１３は、ステップＳ１２で取得された他車両情報に基づき、対向車両の速度が所定の速度を超過しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、対向車両が存在しない場合や、対向車両の速度が所定の速度以下の場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、操舵制御部２１３は、操舵部３０を通常動作させ、ステップＳ１１に処理を戻す。

一方、ステップＳ１４で対向車両の速度が所定の速度を超過していると判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、操舵制御部２１３は、操舵部３０を制御することで、対向車線から離反する方向にハンドル２０の操舵を促し（ステップＳ１５）、ステップＳ１１に処理を戻す。

上述の処理により、運転支援装置２００は、自車両がカーブ路を走行している状態で、所定速度を超過した対向車両が出現すると、操舵部３０を制御することで、操舵部３０が対向車線から離反する方向にハンドル２０の操舵を促す。これにより、車両１では、対向車両がカーブ路の中央をオーバーして走行する可能性がある場合に、対向車線から離反する方向への操舵を運転者に誘導することができるため、車両１が対向車両に衝突する事態を回避できる可能性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態の車両１では、カーブ路を走行中であり、且つ他車両がカーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中の場合、操舵部３０が対向車線から離反する方向へのハンドル２０の操舵を促す。したがって、本実施形態の車両１は、カーブ路を走行する場合において、対向車線を走行する他車両との衝突回避の可能性を向上させることができる。

なお、上述した実施形態は、車両１が有する構成又は機能の一部を変更することで、適宜に変形して実施することも可能である。そこで、以下では、上述した実施形態に係るいくつかの変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下では、上述した実施形態と異なる点を主に説明することとし、既に説明した内容と共通する点については詳細な説明を省略する。また、以下で説明する変形例は、個別に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。

［変形例］
上述の実施形態では、運転支援装置２００は、４輪を備える車両１に搭載されることとしたが、この形態に限定されるものでなはい。例えば、運転支援装置２００は、モーターバイク等の２輪以上を備える移動体に搭載されてもよい。

本開示の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲および要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１車両
２車体
３車輪
１０座席
２０ハンドル
２１ステアリング軸
３０操舵部
３１反力発生モータ
１００車両制御部
１０１車速センサ
１０２位置センサ
１０３無線通信部
２００運転支援装置
２１０制御部
２１１道路情報取得部
２１２他車両情報取得部
２１３操舵制御部

Claims

少なくとも２つの車輪と、
前記少なくとも２つの車輪に結合され、前記少なくとも２つの車輪によって所定の方向に移動可能な車体と、
運転者によって操作されるハンドルと、
前記ハンドルに接続され、前記車輪のうち前記車体の操舵に係る操舵輪を前記ハンドルの操作に応じて操舵する操舵部と、
自車両の位置及び速度を検出する検出部と、
周辺に存在する他車両の位置及び速度を、路車間通信又は車車間通信によって受信する通信部と、を備える車両であって、
カーブ路を走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中の場合、前記操舵部が前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す、
車両。
請求項１に記載の車両であって、
更に、制御部を備え、
前記制御部が、カーブ路を走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中と判定した場合に、前記操舵部を制御して前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す、
車両。
請求項１又は請求項２に記載の車両であって、
前記操舵部が、前記対向車線から離反する方向への操舵反力を前記ハンドルに発生させる、
車両。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両であって、
前記操舵部が、前記対向車線に近付く方向への操舵を抑制する、
車両。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両であって、
前記路車間通信に係る路側機から送信される情報に基づき、前記自車両が走行中の道路の形状を判定する、
車両。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両であって、
前記検出部で検出された前記自車両の位置と、当該位置の道路形状を示したマップ情報とに基づき、前記自車両が走行中の道路の形状を判定する、
車両。
少なくとも２つの車輪と、
前記少なくとも２つの車輪に結合され、前記少なくとも２つの車輪によって所定の方向に移動可能な車体と、
運転者によって操作されるハンドルと、
前記ハンドルに接続され、前記車輪のうち前記車体の操舵に係る操舵輪を前記ハンドルの操作に応じて操舵する操舵部と、
自車両の位置及び速度を検出する検出部と、
周辺に存在する他車両の位置及び速度を、路車間通信又は車車間通信によって受信する通信部と、を備える車両に搭載可能な運転支援装置であって、
カーブ路を走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中の場合、前記操舵部を制御して前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す、
運転支援装置。
請求項７に記載の運転支援装置であって、
更に、制御部を備え、
前記制御部が、カーブ路を走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中と判定した場合に、前記操舵部を制御して前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す、
運転支援装置。
請求項７又は請求項８に記載の運転支援装置であって、
前記操舵部が、前記対向車線から離反する方向への操舵反力を前記ハンドルに発生させる、
運転支援装置。
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
前記操舵部が、前記対向車線に近付く方向への操舵を抑制する、
運転支援装置。
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
前記路車間通信に係る路側機から送信される情報に基づき、前記自車両が走行中の道路の形状を判定する、
運転支援装置。
請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
前記検出部で検出された前記自車両の位置と、当該位置の道路形状を示したマップ情報とに基づき、前記自車両が走行中の道路の形状を判定する、
運転支援装置。
少なくとも２つの車輪と、
前記少なくとも２つの車輪に結合され、前記少なくとも２つの車輪によって所定の方向に移動可能な車体と、
運転者によって操作されるハンドルと、
前記ハンドルに接続され、前記車輪のうち前記車体の操舵に係る操舵輪を前記ハンドルの操作に応じて操舵する操舵部と、
自車両の位置及び速度を検出する検出部と、
周辺に存在する他車両の位置及び速度を、路車間通信又は車車間通信によって受信する通信部と、を備える車両に搭載可能な運転支援装置で利用可能な運転支援制御方法あって、
カーブ路を走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブ路の対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中の場合、前記操舵部が前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す、
運転支援制御方法。
請求項１３に記載の運転支援制御方法であって、
前記運転支援装置は、制御部を備え、
前記制御部が、カーブを走行中であり、且つ前記他車両が前記カーブの対向車線を所定の速度を超過した状態で走行中と判定した場合、前記操舵部を制御して前記対向車線から離反する方向への前記ハンドルの操舵を促す、
運転支援制御方法。
請求項１３又は請求項１４に記載の運転支援制御方法であって、
前記操舵部が、前記対向車線から離反する方向への操舵反力を前記ハンドルに発生させる、
運転支援制御方法。
請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の運転支援制御方法であって、
前記操舵部が、前記対向車線に近付く方向への操舵を抑制する、
運転支援制御方法。
請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載の運転支援制御方法であって、
前記路車間通信に係る路側機から送信される情報に基づき、前記自車両が走行中の道路の形状を判定する、
運転支援制御方法。
請求項１３から請求項１７のいずれか１項に記載の運転支援制御方法であって、
前記検出部で検出された前記自車両の位置と、当該位置の道路形状を示したマップ情報とに基づき、前記自車両が走行中の道路の形状を判定する、
運転支援制御方法。