JP2023006185A - 車両運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実用性を構成させた車両運転支援装置を提供する。【解決手段】制御装置は、周辺認識システムが認識可能な最も遠い物標までの距離である認識可能距離Ｄａが、天候状態及び車外の照度のいずれか一方又は両方に相関する場合、認識可能距離Ｄａ０を推定し、更に、運転者が認識可能な最も遠い物標までの距離である認識可能距離Ｄｂ０を推定する。制御装置は、認識可能距離Ｄａ０が第１運転支援を実行するために必要な距離である必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］以上である場合、第１運転支援を実行し、認識可能距離Ｄａ０が、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］より小さく、且つ認識可能距離Ｄｂ０以上である場合、第２運転支援を実行し、認識可能距離Ｄａ０が、必要距離より小さく、且つ認識可能距離Ｄｂより小さい場合、自車両を自律的に走行させる制御を実行しない。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の運転者の運転操作を支援する車両運転支援装置に関する。

車両の運転者の運転操作を支援する車両運転支援装置（以下、「従来装置」と称呼する。）が知られている（例えば、下記特許文献１を参照。）。従来装置は、自車両の周辺の物標を認識する周辺認識システム（例えば、カメラ装置）、及び当該周辺認識システムの認識結果に基づいて、車両を制御する制御装置を備える。例えば、制御装置は、自車両の実速度が所定値を超えないように、自車両を自律走行させる。

ところで、自車両から、周辺認識システム（例えば、カメラ装置）が認識可能な最も遠い物標までの距離（以下、「システム認識可能距離」と称呼する。）は、天候状態、車外の明るさ（照度）などに相関する場合がある。具体的には、カメラ装置の認識可能距離は、晴天時に比べて、降雨時又は降雪時、霧が発生している場合などにおいて小さくなる傾向にある。また、例えば、カメラ装置の認識可能距離は、照度の高い昼間に比べて、照度の低い夜間において小さくなる傾向にある。

制御装置が運転支援（例えば、自律走行制御）を実行するためには、システム認識可能距離が所定値（その運転支援を実行するための下限値）以上である必要がある。以下、この所定値を「必要距離」と称呼する。例えば、制御装置が自車両を「１００ｋｍ／ｈ」で自律走行させる運転支援を実行するための必要距離は「１９０ｍ」である。また、例えば、制御装置が自車両を「５０ｋｍ／ｈ」で自律走行させる運転支援を実行するための必要距離は「１００ｍ」である。

例えば、制御装置は、道路の法定速度を超えないように、自車両を自律走行させる運転支援を実行するに際し、現在のシステム認識可能距離を推定する。そして、制御装置は、当該推定結果が、当該運転支援に対して予め規定された必要距離以上であるか否かを判定する。推定したシステム認識可能距離が必要距離以上である場合、制御装置は、当該運転支援を実行する。この場合、車両の運転操作の主体は、制御装置である。

一方、推定したシステム認識可能距離が必要距離より小さい場合、当該運転支援の態様を縮退させる。例えば、制御装置は、車速の上限値を、法定速度より小さい所定値に設定したうえで、車両を自律走行させる。この場合も、車両の運転操作の主体は、制御装置である。

なお、推定したシステム認識可能距離が著しく小さい場合（所定の閾値より小さい場合）、制御装置は、車両を自律走行させる制御を停止する。すなわち、この場合、車両の運転者（乗員）が運転操作を実行する必要がある。なお、この場合、制御装置は、車両を自律走行させるような高度な運転支援は実行しないが、運転者の運転操作を補助するための支援（例えば、検出した物標の位置情報の提供）を実行する場合もある。

特開２０２０－０８２８５５号公報

ところで、運転者が認識できる最も遠い物標までの距離（以下、「運転者認識可能距離」と称呼する。）も、天候状態、照度などに相関する。そして、運転者認識可能距離がシステム認識可能距離以上である場合もあれば、運転者認識可能距離がシステム認識可能距離より小さい場合もある。従来装置では、システム認識可能距離及び運転者認識可能距離の大小関係が考慮されていない。よって、従来装置を採用した場合、実際には、運転者が運転操作を実行するのが好ましい状況（運転者認識可能距離＞システム認識可能距離）であるにも関わらず、制御装置が運転操作を実行する場合がある。逆に、制御装置が運転操作を実行するのが好ましい状況（システム認識可能距離＞運転者認識可能距離）であるにも関わらず、運転者が運転操作を実行しなければならない場合がある。上記のように、従来装置において、制御装置及び運転者（乗員）のいずれか一方が、車両の運転操作の主体として選択（決定）されるが、その選択結果が実情（システム認識可能距離と運転者認識可能距離の大小関係）に即していない場合がある。よって、従来装置の実用性が低い。

本発明の目的の一つは、実用性を向上させた車両運転支援装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の車両運転支援装置（１）は、
自車両（Ｖ）の周辺の物標を認識する周辺認識システム（１０）と、
前記周辺認識システムの認識結果に基づいて前記自車両を制御する制御装置（５０）と、
を備えた車両運転支援装置であって、
前記制御装置は、
前記周辺認識システムが認識可能な最も遠い物標までの距離であるシステム認識可能距離（Ｄａ）が、天候状態（Ｒ）及び車外の照度（Ｂ）のいずれか一方又は両方に相関する場合に、前記システム認識可能距離（Ｄａ０）を推定し、さらに、前記運転者が認識可能な最も遠い物標までの距離である運転者認識可能距離（Ｄｂ０）を推定し、
前記推定したシステム認識可能距離（Ｄａ０）が、所定の速度を超えないように前記自車両を自律的に走行させる第１運転支援を実行するために必要な距離として規定された必要距離（Ｄｎ［ＶＬ０］）以上である場合、前記第１運転支援を実行し、
前記推定したシステム認識可能距離が、前記必要距離より小さく、且つ前記推定した運転者認識可能距離以上である場合、前記所定の速度よりも小さい速度であって前記システム認識可能距離に対応した速度（ＶＬ［Ｄａ０］）を超えないように前記自車両を自律的に走行させる前記第２運転支援を実行し、
前記推定したシステム認識可能距離が、前記必要距離より小さく、且つ前記推定した運転者認識可能距離より小さい場合、自車両を自律的に走行させる制御を実行しない。

上記のように、周辺認識システムが運転者より遠くの物標を認識できるとき、制御装置が自車両の運転操作の主体になる。逆に、運転者（乗員）が周辺認識システムより遠くの物標を認識できるとき、制御装置により自車両を自律的に走行させる制御が停止するため、運転者（乗員）が車両Ｖの運転操作の主体になる。よって、車両運転支援装置は、従来装置に比べて、その実用性が高い。

本発明の一態様に係る車両運転支援装置において、
前記推定したシステム認識可能距離が、前記必要距離より小さく、且つ前記推定した運転者認識可能距離より小さい場合、前記制御装置は、前記運転者の運転操作を補助するための運転支援を実行する。

これによれば、当該運転支援が実行されない場合に比べて、安全性が向上する。

本発明の他の態様に係る車両運転支援装置において、
前記制御装置は、
天候及び車外の照度のうちのいずれか一方又は両方と、運転者認識可能距離の標準値との関係を規定したルックアップテーブル（Ｍ２）を参照して、現在の運転者認識可能距離を決定する。

これによれば、例えば、車室内を撮影するカメラを用いて、運転者を観察し、その観察結果に基づいて運転者認識可能距離を求める場合に比べて、簡単に運転者認識可能距離を決定できる。

本発明の他の態様に係る車両運転支援装置において、
前記制御装置は、
前記運転者の運転操作の特徴に基づいて、前記ルックアップテーブルを補正し、
補正後の前記ルックアップテーブルを参照して、現在の運転者認識可能距離を決定する。

これによれば、運転者の認識力（個性）がルックアップテーブルに反映されるので、車両運転支援装置の実用性がさらに向上する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両運転支援装置のブロック図である。 図２Ａは、上限速度と必要距離との関係を規定したマップのグラフである。 図２Ｂは、降雨量及び照度と、運転者の認識可能距離の関係を規定したマップのグラフである。 図３は、周辺認識システムの認識可能距離、運転者の認識可能距離及び必要距離の大小関係を示す図である。 図４は、図２Ａに示したマップに従って、必要距離及び上限速度を決定する過程を示す図である。 図５は、運転支援プログラムのフローチャートである。 図６は、本発明の第１変形例に係り、カメラ装置及びレーダー装置のうちの一方を優先的（選択的）に用いる例を示す図である。 図７は、本発明の第２変形例に係り、上限速度及び降雨量と、必要距離との関係を規定したマップのグラフである。 図８は、本発明の第３変形例に係り、運転者が実際に先行車を認識したタイミングにおける自車両と先行車との距離を推定する過程の一例を示す図である。 図９は、図２Ｂに示したマップを補正する過程を示すグラフである。 図１０は、本発明の第３変形例に係り、運転者が実際に先行車を認識したタイミングにおける自車両と先行車との距離を推定する過程の他の例を示す図である。

（概略）
図１に示したように、本発明の一実施形態に係る車両運転支援装置１は、車両Ｖに搭載される。車両運転支援装置１は、詳しくは後述するように、車載センサ（周辺認識システム１０）から取得した情報に基づいて、車両Ｖの運転者の運転操作を支援する運転支援を実行する。例えば、車両運転支援装置１は、車両Ｖ（自車両）のエンジン、ブレーキ及びステアリング装置を制御して、運転者によって指定された目的地へ向かって車両Ｖを自律走行させる。また、例えば、車両運転支援装置１は、運転者による運転操作を支援する。例えば、車両運転支援装置１は、車両Ｖの周辺の物標を表す情報（画像、音声など）を運転者に提示する。

（具体的構成）
車両運転支援装置１は、周辺認識システム１０を備える。周辺認識システム１０は、カメラ装置１１、レインセンサ１２及び照度センサ１３を含む。

カメラ装置１１は、フロントウインドシールドガラスの上部に配設されている。カメラ装置１１は、車両Ｖの前景を撮影する。そして、カメラ装置１１は、撮影した前景の画像（画像データ）を解析して（例えば、周知のパターン認識技術を用いて）、「物標情報（物標（例えば、先行車両）までの距離、物標の方位など）」、「車線情報（車両Ｖが走行している車線を区画する区画線（白線）に関する情報、道路標識に関する情報など）」、「環境情報（天候状態（雨、雪、霧など）、照度、逆光など）」などを取得する。これらの情報が、後述する運転支援ＥＣＵ５０に供給される。なお、本実施形態では、天候状態の良否を表す指標として「降雨量」を採用した例であるが、天候状態の良否を表す指標として、「積雪量」、「霧の濃度」などを採用してもよい。

レインセンサ１２は、現在の降雨量を検出する。レインセンサ１２として、例えば、赤外線の発光素子であるＬＥＤ、受光素子であるフォトダイオード、赤外線の光路を形成するレンズを含む構成を採用することができる。ＬＥＤによって車室側から車外に発せられた赤外線はフロントウインドシールドガラスで全反射するが、フロントウインドシールドガラスの外表面に水滴が存在すると赤外線の一部が水滴を透過して外部に放出されるため、反射量が減少する。その結果、受光素子であるフォトダイオードの受光量が減少する。このため受光量の減少に基づいて、降雨量を検出することができる。そして、降雨量を表す情報が、後述する運転支援ＥＣＵ５０に供給される。また、図示しないワイパーコントローラーが、レインセンサ１２の検出結果に応じて、ワイパーアームの往復運動の速度を変更する。

照度センサ１３は、現在の車外の照度を検出する。照度センサ１３としてフォトダイオードを備える構成を採用することができる。そして、照度を表す情報が、後述する運転支援ＥＣＵ５０に供給される。また、図示しないヘッドライトコントローラーが、照度センサ１３の検出結果に応じて、ヘッドライトのオン・オフ状態（点灯／消灯）を切り替える。

さらに、車両運転支援装置１は、エンジンＥＣＵ２０、ブレーキＥＣＵ３０、ステアリングＥＣＵ４０、及び運転支援ＥＣＵ（以下、「ＤＡＥＣＵ」と称呼する。）５０を備える。これらのＥＣＵは、図示しないＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介してデータ交換可能（通信可能）に互いに接続されている。

ＥＣＵは、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ（フラッシュＲＯＭ）、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、ＲＯＭ（フラッシュＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン）を実行することにより各種機能を実現する。なお、複数種類のＥＣＵの機能が、一つのＥＣＵ（統合型ＥＣＵ）によって実現されてもよい。

エンジンＥＣＵ２０は、図示しないエンジンを制御する。アクセルペダル操作量センサＳ１及びエンジンセンサＳ２が、エンジンＥＣＵ２０に接続されている。エンジンＥＣＵ２０は、これらのセンサの検出信号を受け取る。

アクセルペダル操作量センサＳ１は、車両Ｖのアクセルペダル（不図示）の操作量（即ち、アクセルペダル操作量ＡＰ）を検出する。運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない場合のアクセルペダル操作量ＡＰは「０」である。アクセルペダルの踏み込み量が増大するに従って、アクセルペダル操作量ＡＰが増大する。

エンジンセンサＳ２は、図示しない「車両Ｖの駆動源であるガソリン燃料噴射式・火花点火・内燃機関」の運転状態量を検出するセンサである。エンジンセンサＳ２は、スロットル弁開度センサ、機関回転速度センサ、吸入空気量センサなどを含む。

さらに、スロットル弁アクチュエータ、燃料噴射弁などのエンジンアクチュエータＡ１が、エンジンＥＣＵ２０に接続されている。エンジンＥＣＵ２０は、エンジンアクチュエータＡ１を駆動することによって内燃機関が発生するトルクを変更し、以て、車両Ｖの駆動力を調整する。

エンジンＥＣＵ２０は、アクセルペダル操作量ＡＰが大きくなるほど目標スロットル弁開度が大きくなるように目標スロットル弁開度を決定する。エンジンＥＣＵ２０は、スロットル弁の開度が目標スロットル弁開度に一致するようにスロットル弁アクチュエータを駆動する。また、エンジンＥＣＵ２０は、自律走行時に、ＤＡＥＣＵ５０からの指令に基づいてスロットル弁アクチュエータを制御する。

ブレーキＥＣＵ３０は、図示しないブレーキを制御する。車輪速センサＳ３及びブレーキペダル操作量センサＳ４がブレーキＥＣＵ３０に接続されている。ブレーキＥＣＵ３０は、これらのセンサの検出信号を受け取る。

車輪速センサＳ３は車両Ｖの車輪毎に設けられる。各車輪速センサＳ３は、対応する車輪が所定角度回転する毎に一つのパルス信号（車輪パルス信号）を発生させる。

ブレーキペダル操作量センサＳ４は、車両Ｖのブレーキペダル（不図示）の操作量（即ち、ブレーキペダル操作量ＢＰ）を検出する。ブレーキペダルが操作されていない場合のブレーキペダル操作量ＢＰは「０」である。ブレーキペダルの踏み込み量が増大するに従って、ブレーキペダル操作量ＢＰが増大する。

ブレーキＥＣＵ３０は、各車輪速センサＳ３から送信されてくる車輪パルス信号の単位時間におけるパルス数を計測し、その計測したパルス数に基づいて各車輪の回転速度（車輪速度）を計算する。ブレーキＥＣＵ３０は、各車輪の車輪速度に基づいて車両Ｖの車速Ｖｓ（実車速）を計算する。一例として、ブレーキＥＣＵ３０は、四つの車輪の車輪速度の平均値を車速Ｖｓとして取得する。

さらに、ブレーキアクチュエータＡ２がブレーキＥＣＵ３０に接続されている。ブレーキアクチュエータＡ２は油圧制御アクチュエータを含む。ブレーキアクチュエータＡ２は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダと、各車輪に設けられる周知のホイールシリンダを含む摩擦ブレーキ装置と、の間の油圧回路（何れも、図示略）に配設される。ブレーキアクチュエータＡ２はホイールシリンダに供給する油圧を調整し、車両Ｖの制動力を調整する。

ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキペダル操作量ＢＰに基づいて「負の値を有する目標加速度（即ち、正の値を有する目標減速度）」を決定する。ブレーキＥＣＵ３０は、車両Ｖの実際の加速度が目標加速度に一致するようにブレーキアクチュエータＡ２を駆動する。また、ブレーキＥＣＵ３０は、自律走行時に、ＤＡＥＣＵ５０からの指令に基づいて、ブレーキアクチュエータＡ２を制御する。

ステアリングＥＣＵ４０は、ステアリング装置を制御する。操舵角センサＳ５及び操舵トルクセンサＳ６が、ステアリングＥＣＵ４０に接続されている。ステアリングＥＣＵ４０は、これらのセンサの検出信号を受け取る。さらに、操舵用モータＭが、車両Ｖの「図示しないステアリングホイール、当該ステアリングホイールに連結された図示しないステアリングシャフト及び操舵用ギア機構等を含む図示しないステアリング機構」に組み込まれている。

操舵角センサＳ５は、車両Ｖの操舵角（舵角又は転舵角とも称呼される）θを検出する。操舵トルクセンサＳ６は、ステアリングシャフトに付与される操舵トルクＴＲを検出する。

操舵用モータＭは、電力が供給されることによりトルクを発生し、このトルクによって操舵アシストトルクを加えたり、左右の操舵輪を操舵したりする。即ち、操舵用モータＭは、車両Ｖの操舵角を変更することができる。なお、上記電力は車両Ｖに搭載された図示しないバッテリから供給される。操舵用モータＭへの電力供給量が、ステアリングＥＣＵ４０によって制御される。

ＤＡＥＣＵ５０は、エンジンＥＣＵ２０、ブレーキＥＣＵ３０及びステアリングＥＣＵ４０を制御する。ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１から物標情報、車線情報及び環境情報を取得する。さらに、ＤＡＥＣＵ５０は、ブレーキＥＣＵ３０と同様に、車速Ｖｓを計算する。加えて、ＤＡＥＣＵ５０は、ナビゲーションシステムＮから、車両Ｖの現在地、目的地などの位置情報、及び走行中の道路の制限速度などの道路情報を取得する。ＤＡＥＣＵ５０は、当該車速Ｖｓ、周辺認識システム１０及びナビゲーションシステムＮから取得した情報に基づいて、エンジンＥＣＵ２０，ブレーキＥＣＵ３０及びステアリングＥＣＵ４０を制御して、運転支援を実行する。

さらに、車両運転支援装置１は、操作スイッチ６０を備える。操作スイッチ６０は、運転者が運転支援の開始及び終了を要求するための運転支援スイッチ６１（例えば、押しボタン式スイッチ操作子）を含む。運転支援が実行されていない期間に運転者が操作スイッチ６０を操作した場合（ボタンを押した場合）、運転支援スイッチ６１は「運転者が運転支援の開始を要求していること（運転支援開始要求）」を表す運転支援開始信号をＤＡＥＣＵ５０に送信する。ＤＡＥＣＵ５０は、運転支援開始信号を受信すると、運転支援を開始する。運転支援が実行されている期間に運転者が運転支援スイッチ６１を操作した場合、運転支援スイッチ６１は「運転者が運転支援の終了を要求していること（運転支援終了要求）」を表す運転支援終了信号をＤＡＥＣＵ５０に送信する。ＤＡＥＣＵ５０は、運転支援終了信号を受信すると、運転支援を終了する。

さらに、操作スイッチ６０は、自律走行における最高車速（以下、「設定速度Ｖｓｍ」と称呼する。）を指定するための車速設定スイッチ６２（例えば、ロータリーエンコーダ）を含む。運転者が車速設定スイッチ６２を操作すると、その操作態様（例えば、ロータリエンコーダの回転方向及び回転速度）に応じて、設定速度Ｖｓｍの変更量（増減値）を表す信号（パルス）をＤＡＥＣＵ５０に送信する。ＤＡＥＣＵ５０は、車速設定スイッチ６２から受信した信号に基づいて、設定速度Ｖｓｍ（ＲＡＭに記憶されているデータ）を変更（増減）する。なお、車両Ｖの起動時に、設定速度Ｖｓｍが所定値（例えば、「０ｋｍ／ｈ」）に設定（初期化）される。また、現在の設定速度Ｖｓｍが、図示しない表示装置に表示される。

（作動）
ＤＡＥＣＵ５０は、以下に述べるように、所定の状況下において（所定の条件が成立しているとき）、車両Ｖを自律走行させる。すなわち、ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１及びナビゲーションシステムＮから取得した車線情報に基づいて、走行中の車線の曲率（カーブの半径）を認識するとともに、当該車線の法定速度ＶＭを認識する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、設定速度Ｖｓｍ及び法定速度ＶＭ（厳密には、法定速度ＶＭに所定の小さい値を加算した速度）のうち、小さい方の速度を、自律走行における上限速度ＶＬとして採用する。ＤＡＥＣＵ５０は、車速Ｖｓが、上限速度ＶＬを超えないように、エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御するとともに、車両Ｖが目的地へ向かって進行するようにステアリングＥＣＵ４０を制御する。さらに、ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１から取得した物標情報に基づいて、先行車が存在するか否かを判定する。先行車が存在する場合には、ＤＡＥＣＵ５０は、その先行車と自車両との距離（車間距離）が、車速Ｖｓに応じて予め規定された距離以上であるように、エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御する。

自律走行において、車両Ｖの前方の物標（例えば、先行車）への過剰な接近、衝突などを回避するため、カメラ装置１１が、車両Ｖの制動距離よりも遠くの物標を認識可能である必要がある。以下、自律走行における、カメラ装置１１の認識可能距離Ｄａの下限値を「必要距離Ｄｎ」と称呼する。すなわち、自律走行において、認識可能距離Ｄａが必要距離Ｄｎ以上でなければならない。ここで、車速Ｖｓが大きいほど車両Ｖの制動距離が大きい。よって、必要距離Ｄｎは、車速Ｖｓに相関する。後述するように、本実施形態において、必要距離Ｄｎは、上限速度ＶＬ（Ｖｓ≦ＶＬ）に基づいて決定される。

ところで、カメラ装置１１の認識可能距離Ｄａ（車両Ｖの前方に位置する物標であって、カメラ装置１１が認識可能な物標のうち最も遠い物標までの距離）は、天候状態及び照度に相関する。加えて、運転者の認識可能距離Ｄｂ（車両Ｖの前方に位置する物標であって、運転者が認識（視認）可能な物標のうち最も遠い物標までの距離）も、天候状態及び照度に相関する。そこで、ＤＡＥＣＵ５０は、以下に述べるように、認識可能距離Ｄａ及び認識可能距離Ｄｂを推定し、それらの推定結果、及び必要距離Ｄｎに応じて、運転操作の主体及び運転支援の態様を変更する。

（必要距離Ｄｎの決定）
図２Ａに示したように、上限速度ＶＬと必要距離Ｄｎとの関係を表すマップＭ１（ルックアップテーブル）がＤＡＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されている。車速Ｖｓの異なる各試験条件下における制動距離（乗員が不快に感じない程度の減速度及びジャークにて車両Ｖを減速させて、停止させるまでの距離）が複数回計測され、その平均値に基づいて、マップＭ１が構築されている。ＤＡＥＣＵ５０は、マップＭ１を参照して、現在の上限速度ＶＬに対応する必要距離Ｄｎを決定（取得）する。

（認識可能距離Ｄａの推定）
ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１から、車両Ｖの前景を撮影して得られた画像を表す画像データを取得し、当該画像データを解析して、現在の認識可能距離Ｄａを推定（計算）する。例えば、ＤＡＥＣＵ５０は、先行車が存在する場合、その先行車までの距離を逐次計測している。そして、その先行車両を認識できなくなった時点の直前の計測結果（距離）を、認識可能距離Ｄａとして採用する。また、ＤＡＥＣＵ５０は、前記画像データを解析して、複数の物標を認識するとともに、車両Ｖから各物標までの距離を計算し、そのうち、最も遠い物標までの距離を認識可能距離Ｄａとして採用してもよい。例えば、ＤＡＥＣＵ５０は、道路に隣接している看板、道路標識などの画像の劣化度（正常状態（例えば、晴れた日の昼間における画像と、現在の画像との差分（例えば、明瞭度の差）））に基づいて、認識可能距離Ｄａを計算してもよい。

（認識可能距離Ｄｂの推定）
図２Ｂに示したように、降雨量Ｒ及び照度Ｂと、標準的な運転者の認識可能距離Ｄｂとの関係を表すマップＭ２（ルックアップテーブル）がＤＡＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されている。マップＮ２は、降雨量Ｒ及び照度Ｂの異なる各試験条件下において、複数の被験者の認識可能距離が計測（又は模擬実験装置を用いた実験結果に基づいて計算）され、それらの平均値に基づいて、マップＭ２が構築されている。ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１、レインセンサ１２及び照度センサ１３から取得した情報に基づいて、現在の降雨量Ｒ及び照度Ｂを計算する。なお、ＤＡＥＣＵ５０は、現在の環境（降雨量Ｒ及び照度Ｂ）を認識（計算）するに際し、主に、カメラ装置１１から取得した画像データを用い、レインセンサ１２及び照度センサ１３から取得した情報を補助的に用いてもよい。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、マップＭ２を参照して、現在の降雨量Ｒ及び照度Ｂに対応する認識可能距離Ｄｂを推定（取得）する。

（第１運転支援）
ＤＡＥＣＵ５０は、マップＭ１を参照して、現在の上限速度ＶＬ（以下、「上限速度ＶＬ０」と称呼する。）に対応する必要距離Ｄｎ（以下、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］と称呼する。）を決定する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、図３の（１）及び図４の（１）に示したように、現在の認識可能距離Ｄａ（以下、「認識可能距離Ｄａ０」と称呼する。）が、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］以上であるとき（第１状況）、ＤＡＥＣＵ５０は、車速Ｖｓが上限速度ＶＬ０を超えないように、車両Ｖを自律走行させる「第１運転支援」を実行する。すなわち、この場合、車両Ｖの運転操作の主体は、ＤＡＥＣＵ５０である。第１運転支援は、例えば、晴天時の昼間に実行される。

（第２運転支援）
認識可能距離Ｄａ０が、図３の（２）及び図４の（２）に示したように、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］より小さく、且つ図３の（２）に示したように、現在の認識可能距離Ｄｂ（以下、「認識可能距離Ｄｂ０」と称呼する。）以上であるとき（第２状況）、ＤＡＥＣＵ５０は、第１運転支援に代えて、下記の第２運転支援を実行する。具体的には、ＤＡＥＣＵ５０は、図４の（２）に示したように、マップＭ１を参照して、認識可能距離Ｄａ０と同一（又は最も近似）の必要距離Ｄｎに対応した上限速度ＶＬ（以下、「上限速度ＶＬ［Ｄａ０］」と称呼する。）を計算（取得）する。ここで、認識可能距離Ｄａ０は、必要距離Ｄｎ［ＶＬ（０）］よりも短いので、上限速度ＶＬ［Ｄａ０］は、上限速度ＶＬ０よりも低い。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、上限速度ＶＬ［Ｄａ０］を超えないように、車両Ｖを自律走行させる「第２運転支援」を実行する。すなわち、この場合、車両Ｖの運転操作の主体は、ＤＡＥＣＵ５０である。第２運転支援は、例えば、霧が発生しているとき、逆光であるときなどに実行されることが多い。なお、第２運転支援は、第１運転支援よりも支援レベルの低い運転支援ということもできる。

（第３運転支援）
認識可能距離Ｄａ０が、図３の（３）に示したように、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］より小さく、且つ認識可能距離Ｄｂ０より小さいとき（第３状況）、ＤＡＥＣＵ５０は、車両Ｖを自律走行させるためのエンジンＥＣＵ２０、ブレーキＥＣＵ３０及びステアリングＥＣＵ４０の制御を実行しない。つまり、ＤＡＥＣＵ５０は、自車両を自律的に走行させる制御を停止する。この場合、ＤＡＥＣＵ５０は、運転者に運転操作させる（引き継がせる）ために、ナビゲーションシステムＮの表示装置、音響装置などを制御して、所定の情報（画像及び／又は音声）を提示する。すなわち、車両Ｖの運転操作の主体は、ＤＡＥＣＵ５０ではなく、運転者（乗員）である。なお、この場合、運転者が運転操作を開始すると、ＤＡＥＣＵ５０は、周辺認識システム１０、ナビゲーションシステムＮなどから取得した情報に基づいて、運転者による運転操作を補助するための情報（例えば、接近する物標の位置、距離などを表す画像及び／又は音声）を提示する第３運転支援を実行する。第３運転支援は、例えば、降雨量が比較的多いときに実行されることが多い。なお、上記の所定の情報を提示してから所定の時間内に運転者が運転操作を開始しない場合、ＤＡＥＣＵ５０は、車両Ｖを停止させる。

つぎに、図５を参照して、ＤＡＥＣＵ５０の動作をさらに具体的に説明する。ＤＡＥＣＵ５０は、運転支援スイッチ６１から運転支援開始要求信号を受信すると、同図に示した運転支援プログラムの実行を開始する。ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５００から運転支援処理を開始する。つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０１にて、上限速度ＶＬ０を決定する。

つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０２にて、認識可能距離Ｄａ０を計算（推定）する。つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０３にて、マップＭ１を参照して、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］を決定（取得）する。つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０４にて、第１運転支援を実行可能か否かを判定する。具体的には、ＤＡＥＣＵ５０は、認識可能距離Ｄａ０が、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］以上であるか否かを判定する。認識可能距離Ｄａ０が、必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］以上である場合（ステップ５０４：Ｙｅｓ）、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０５に進む。ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０５にて、第１運転支援を実行する。すなわち、ＤＡＥＣＵ５０は、車速Ｖｓが上限速度ＶＬ０を超えないように、エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御するとともに、車両Ｖが目的地へ向かって進行するように、ステアリングＥＣＵ４０を制御する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０１に戻る。

ステップ５０４において、認識可能距離Ｄａ０が必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］より小さい場合（ステップ５０４：Ｎｏ）、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０６に進む。ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０６にて、認識可能距離Ｄｂ０を推定（取得）する。つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０７にて、第２運転支援を実行可能か否かを判定する。具体的には、ＤＡＥＣＵ５０は、認識可能距離Ｄａ０が認識可能距離Ｄｂ０以上であるか否かを判定する。認識可能距離Ｄａ０が認識可能距離Ｄｂ０以上である場合（ステップ５０７：Ｙｅｓ）、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０８にて、第２運転支援を実行する。すなわち、ＤＡＥＣＵ５０は、車速Ｖｓが上限速度ＶＬ［Ｄａ０］を超えないように、エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御するとともに、車両Ｖが目的地へ向かって進行するように、ステアリングＥＣＵ４０を制御する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０１に戻る。

ステップ５０７において、認識可能距離Ｄａ０が認識可能距離Ｄｂ０より小さい場合（ステップ５０７：Ｎｏ）、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０９に進む。ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０９にて、自車両を自律的に走行させる制御を実行しない処理を行う。具体的には、ＤＡＥＣＵ５０が第１運転支援及び第２運転支援を実行している場合は、これらの運転支援の実行を停止する。なお、ＤＡＥＣＵ５０が自車両を自律的に走行させる制御を実行していない場合には、その状態が維持される。加えて、ＤＡＥＣＵ５０は、第３運転支援を実行する。すなわち、ＤＡＥＣＵ５０は、運転者による運転操作を補助する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０１に戻る。

上記のように、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０１乃至ステップ５０９からなる処理を繰り返し実行する。例えば、晴天時の昼間には、認識可能距離Ｄａ０が必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］以上である場合が多い。この場合、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０４からステップ５０５へ進み、ＤＡＥＣＵ５０が運転操作を実行する。その後、天候が悪化してくると、認識可能距離Ｄａ０が徐々に減少してくる。認識可能距離Ｄａ０が必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］より小さくなると、ＤＡＥＣＵ５０は、ステップ５０４からステップ５０６へ進む。ＤＡＥＣＵ５０は、認識可能距離Ｄａ０及び認識可能距離Ｄｂ０の大小関係に応じて、運転操作の主体を切り替える。すなわち、認識可能距離Ｄａ０が認識可能距離Ｄｂ０以上であれば、ＤＡＥＣＵ５０が運転操作を実行し、認識可能距離Ｄａ０が認識可能距離Ｄｂ０より小さければ、運転者（乗員）に運転操作を実行させる。その後、天候が回復してくると、認識可能距離Ｄａ０が徐々に増大してくる。認識可能距離Ｄａ０が必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］以上になると、ＤＡＥＣＵ５０は、第１運転支援を実行する。

なお、ＤＡＥＣＵ５０は、運転支援プログラムを実行している途中で、運転支援停止信号を受信した場合、運転支援プログラムを終了する。また、ＤＡＥＣＵ５０は、第１運転支援又は第２運転支援を実行している途中で、運転者が運転操作を開始した場合、運転支援プログラムを終了、又は一時的に第３運転支援を実行する。

（効果）
上記のように、周辺認識システム１０による視認性が良好ではないと考えられる状況、具体的には、認識可能距離Ｄａ０が必要距離Ｄｎ［ＶＬ０］未満の状況において、周辺認識システム１０が運転者より遠くの物標を認識できるとき、ＤＡＥＣＵ５０が車両Ｖの運転操作の主体になる。逆に、運転者が周辺認識システム１０より遠くの物標を認識できるとき、運転者（乗員）が車両Ｖの運転操作の主体になる。よって、車両運転支援装置１は、従来装置に比べて、その実用性が高い。また、運転者が運転操作の主体である場合に、第３運転支援が実行される。よって、当該第３運転支援が実行されない場合に比べて、安全性が向上する。また、ＤＡＥＣＵ５０は、マップＭ２を参照して認識可能距離Ｄｂ０を決定する。これによれば、例えば、車室内を撮影するカメラを用いて、運転者を観察し、その観察結果に基づいて運転者認識可能距離を求める場合に比べて、簡単に認識可能距離Ｄｂ０を決定できる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

＜変形例１＞
周辺認識システム１０が、上記のカメラ装置１１、レインセンサ１２及び照度センサ１３に加え、レーダー装置１４を含んでもよい。レーダー装置１４として、例えば、レーザー光を発射する発光部と、レーザー光の反射光（発光部から発射されたレーザー光が物標にて反射した光）を受光する受光部を備えたレーザーレーダー（ＬｉＤＡＲ）を採用することができる。また、レーダー装置１４として、例えば、電波（ミリ波）を発信する発信部と、その電波の反射波を受信する受信部とを備えたミリ波レーダーを採用してもよい。

この場合、カメラ装置１１の認識可能距離Ｄａ１１とレーダー装置１４の認識可能距離Ｄａ１４をそれぞれ計算（推定）し、それらの平均値を、認識可能距離Ｄａ０として採用してもよい。また、この場合、カメラ装置１１の認識可能距離Ｄａ１１とレーダー装置１４の認識可能距離Ｄａ１４のうちの大きい方を、認識可能距離Ｄａ０として採用してもよい。

ところで、カメラ装置１１が、レーダー装置１４に比べて、より遠くの物標を認識可能である場合がある。逆に、レーダー装置１４が、カメラ装置１１に比べて、より遠くの物標を認識可能である場合がある。そこで、例えば、車速Ｖｓ、降雨量Ｒ、照度Ｂなどに応じて、カメラ装置１１及びレーダー装置１４の認識結果の優先度を変更してもよい。

例えば、図６に示したように、車速Ｖｓが所定の閾値Ｖｓｔｈ以上であるとき、認識可能距離Ｄａ１１を、認識可能距離Ｄａ０として採用し、車速Ｖｓが閾値Ｖｓｔｈより小さいとき、認識可能距離Ｄａ１４を認識可能距離Ｄａ０として採用してもよい。なお、車速Ｖｓが閾値Ｖｓｔｈより小さいとき、認識可能距離Ｄａ１１及び認識可能距離Ｄａ１４の平均値を認識可能距離Ｄａ０として採用してもよい。また、車速Ｖｓが閾値Ｖｓｔｈより小さいとき、認識可能距離Ｄａ１１及び認識可能距離Ｄａ１４のうちの大きい方を、認識可能距離Ｄａ０として採用してもよい。

また、例えば、晴天時や昼間に、認識可能距離Ｄａ１１を認識可能距離Ｄａ０として採用し、雨天時や夜間に、認識可能距離Ｄａ１４を認識可能距離Ｄａ０として採用してもよい。

＜変形例２＞
上記のマップＭ１は、車両Ｖが上限速度ＶＬにて走行している場合の制動距離の平均値に基づいて構築されている。ここで、制動距離は、路面状況によって大きく変化する。例えば、降雨時、積雪時などには、車両Ｖがスリップし易く、制動距離が比較的長くなる。そこで、ＤＡＥＣＵ５０は、車輪速センサＳ３、カメラ装置１１、レインセンサ１２、ナビゲーションシステムＮなどから取得した情報に基づいて、車両Ｖのスリップのし易さを表すスリップ度ＳＬを計算（推定）するとよい。この場合、図７に示したように、マップＭ１を、上限速度ＶＬに加え、スリップ度ＳＬをパラメータ（検索キー）とした多次元マップ（多次元配列）としておくとよい。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、当該多次元マップを参照して、必要距離Ｄｎを決定すればよい。

＜変形例３＞
上記のマップＭ２は、複数の被験者の認識可能距離の平均値に基づいて構築されている。ここで、車両Ｖの運転者の認識可能距離が、上記の「複数の被験者の認識可能距離の平均値」とは異なる可能性がある。そこで、ＤＡＥＣＵ５０は、以下に述べるように、マップＭ２を、車両Ｖの運転者の運転操作の特徴に基づいて補正するとよい。

例えば、運転操作の主体が運転車であるときに、運転者が先行車を認識したタイミングＴ０にてブレーキペダルを踏み込み始めた場面を想定する。

当該タイミングＴ０において、カメラ装置１１が先行車（以下、「先行車ＶＡ」と称呼する。）を認識できた場合、図８に示したように、ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１から取得した画像に基づいて、車両Ｖ（以下、「自車両ＶＢ」と称呼する。）から先行車ＶＡまでの距離Δｄ［Ｔ０］を計算する。さらに、ＤＡＥＣＵ５０は、運転者が先行車ＶＡを認識してからブレーキペダルを踏み込み始めるまでに車両Ｖが進行した距離である応答距離Δｄｄ（＝Ｖｓ×Δｔ）を計算する。ここで、運転者が先行車を認識してからブレーキペダルを踏み込み始めるまでに要する時間Δｔは、次のようにして決定される。例えば、ＤＡＥＣＵ５０は、自車両の運転者の運転行動の特徴を学習して、時間Δｔを決定するとよい。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、距離Δｄ［Ｔ０］に応答距離Δｄｄを加算して得られた推定値ＤＤを、運転者が実際に先行車ＶＡを認識した時点での自車両ＶＢと先行車ＶＡとの距離として採用する。

つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、補正前のマップＭ２を参照して、現在の降雨量Ｒ１及び照度Ｂ１に対応した認識可能距離Ｄｂ０を取得する。つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、推定値ＤＤと、前記取得した認識可能距離Ｄｂ０との差分に基づいて、マップＭ２を補正する。例えば、図９に示したように、ＤＡＥＣＵ５０は、推定値ＤＤと認識可能距離Ｄｂ０との平均値Ｄｍを計算する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、既存のマップＭ２のうち、現在の降雨量Ｒ１及び照度Ｂ１に対応する認識可能距離Ｄｂ０を、平均値Ｄｍに更新する。

一方、タイミングＴ０において、カメラ装置１１が先行車ＶＡを認識できなかった場合、ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１が先行車ＶＡを認識するまで待機する。カメラ装置１１が先行車ＶＡを認識したタイミングＴ１において、図１０に示したように、ＤＡＥＣＵ５０は、カメラ装置１１から取得した画像に基づいて、自車両ＶＢから先行車ＶＡまでの距離ΔｄＡＢ［Ｔ１］を計算する。つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、タイミングＴ１における先行車ＶＡの挙動（例えば、先行車ＶＡの加速度（減速度）及び速度）に基づいて、タイミングＴ０からタイミングＴ１に至るまでに先行車ＶＡが進行した距離ΔｄＡ［Ｔ１―Ｔ０］を推定する。さらに、ＤＡＥＣＵ５０は、所定の時間間隔ごとに自車両ＶＢの車速Ｖｓを車速データとして記録している。ＤＡＥＣＵ５０は、当該車速データに基づいて、タイミングＴ０からタイミングＴ１に至るまでに自車両ＶＢが進行した距離ΔｄＢ［Ｔ１－Ｔ０］を計算する。タイミングＴ０における先行車ＶＡと自車両ＶＢとの距離ΔｄＡＢ［Ｔ０］は、距離ΔｄＡＢ［Ｔ１］に距離ΔｄＢ［Ｔ１－Ｔ０］を加算して得られた値から距離ΔｄＡ［Ｔ１－Ｔ０］を控除することにより得られる（下記の（演算式１）を参照）。

（演算式１）
ΔｄＡＢ［Ｔ０］＝ΔｄＡＢ［Ｔ１］＋ΔｄＢ［Ｔ１－Ｔ０］―ΔｄＡ［Ｔ１－Ｔ０］

つぎに、ＤＡＥＣＵ５０は、距離ΔｄＡＢ［Ｔ０］に応答距離Δｄｄを加算して得られた推定値ＤＤを、運転者が実際に先行車を認識した時点における自車両ＶＢと先行車ＶＡとの距離として採用する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、図９に示したように、マップＭ２を補正する。

これによれば、運転者の認識力（個性）がマップＭ２に反映されるので、車両運転支援装置１の実用性がさらに向上する。

＜変形例４＞
ＤＡＥＣＵ５０は、運転者の運転行動の特徴を学習し、その結果に基づいて、マップＭ２を補正してもよい。具体的には、ＤＡＥＣＵ５０は、運転操作の主体が運転者である場合であって、先行車両追従時に、自車両が先行車両に接近して運転者がブレーキペダルを踏み込み始めた時点の車間距離ΔＬ、その後の減速度Ｖａ及び減速ジャークＪなどを取得し、これらを特徴データとして記憶する。そして、ＤＡＥＣＵ５０は、蓄積された特徴データの平均値と、標準値とを比較して、その比較結果に基づいて、マップＭ２を補正する。具体的には、車間距離ΔＬが標準値より小さく、減速度Ｖａ及び減速ジャークＪが標準値より大きいとき（急ブレーキ）、自車両Ｖの運転者の認識可能距離Ｄｂは、標準値よりも小さい可能性が高い。そこで、この場合、ＤＡＥＣＵ５０は、マップＭ２の各認識可能距離Ｄｂを減少させる。例えば、ＤＡＥＣＵ５０は、各認識可能距離Ｄｂから所定値（又は、前記比較した平均値と標準値との差分に応じた値）を減算して得られた値を、新たな認識可能距離Ｄｂとして記憶する。

＜その他の変形例＞
上記実施形態では、第３状況下にて、ＤＡＥＣＵ５０が第３運転支援を実行しているが、第３状況下にて、ＤＡＥＣＵ５０は、第３運転支援を実行しなくてもよい。また、ＤＡＥＣＵ５０は、ナビゲーションシステムＮ（及び／又は図示しない狭域通信装置）から道路の構造、周辺の建造物などに関する情報を取得し、これらの情報に基づいて、車線上の物標とそれ以外の物標とを判別したうえで、カメラ装置１１（及び／又はレーダー装置１４）の認識可能距離Ｄａを推定してもよい。

１…車両運転支援装置、２０…エンジンＥＣＵ、３０…ブレーキＥＣＵ、４０…ステアリングＥＣＵ、５０…運転支援ＥＣＵ（ＤＡＥＣＵ）、Ｄａ…認識可能距離（システム認識可能距離）、Ｄｂ…認識可能距離（運転者認識可能距離）、Ｄｎ…必要距離

Claims (4)

1. 自車両の周辺の物標を認識する周辺認識システムと、
   前記周辺認識システムの認識結果に基づいて前記自車両を制御する制御装置と、
   を備えた車両運転支援装置であって、
   前記制御装置は、
   前記周辺認識システムが認識可能な最も遠い物標までの距離であるシステム認識可能距離が、天候状態及び車外の照度のいずれか一方又は両方に相関する場合に、前記システム認識可能距離を推定し、さらに、前記運転者が認識可能な最も遠い物標までの距離である運転者認識可能距離を推定し、
   前記推定したシステム認識可能距離が、所定の速度を超えないように前記自車両を自律的に走行させる第１運転支援を実行するために必要な距離として規定された必要距離以上である場合、前記第１運転支援を実行し、
   前記推定したシステム認識可能距離が、前記必要距離より小さく、且つ前記推定した運転者認識可能距離以上である場合、前記システム認識可能距離に対応した速度を超えないように前記自車両を自律的に走行させる第２運転支援を実行し、
   前記推定したシステム認識可能距離が、前記必要距離より小さく、且つ前記推定した運転者認識可能距離より小さい場合、自車両を自律的に走行させる制御を実行しない、
   ように構成された、車両運転支援装置。
2. 請求項１に記載の車両運転支援装置において、
   前記推定したシステム認識可能距離が、前記必要距離より小さく、且つ前記推定した運転者認識可能距離より小さい場合、前記制御装置は、前記運転者の運転操作を補助する第３運転支援を実行する、車両運転支援装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両運転支援装置において、
   前記制御装置は、
   天候及び車外の照度のうちのいずれか一方又は両方と、運転者認識可能距離との関係を規定したルックアップテーブルを参照して、現在の運転者認識可能距離を決定する、
   ように構成された車両運転支援装置。
4. 請求項３に記載の車両運転支援装置において、
   前記制御装置は、
   前記運転者の運転操作の特徴に基づいて、前記ルックアップテーブルを補正し、
   補正後の前記ルックアップテーブルを参照して、現在の運転者認識可能距離を決定する、
   ように構成された車両運転支援装置。

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