JP3948398B2 - 車両用運転操作補助装置およびその装置を備える車両 - Google Patents
車両用運転操作補助装置およびその装置を備える車両 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の車両用運転操作補助装置は、先行車と自車両との車間距離に基づき、アクセルペダルの操作反力を変更している(例えば特許文献1)。この装置は、車間距離の減少に伴いアクセルペダルの反力を増加させることによって、運転者の注意を喚起する。
本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献1】
特開平10−166890号公報
【特許文献2】
特開平10−166889号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような装置では、装置が正常に作動してアクセルペダル反力制御を行っているか否かを、運転者が判断することが困難であった。例えば、反力制御の対象となる先行車が存在しているにも関わらず、レーダ等の不具合により車間距離情報が得られずアクセルペダル反力が増加しない場合、運転者にとっては装置が作動しているか否かを判断することが難しい。このため、システムが正常に作動している場合でも、システムに不信感を抱いてしまうという可能性がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を決定する操作反力決定手段と、操作反力決定手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、操作反力制御手段による操作反力の制御を行うかを判断する作動判断手段と、作動判断手段からの信号によって操作反力制御を行うと判断された場合に、操作反力決定手段によって算出される操作反力に付加反力を付与することにより、運転者に操作反力制御の作動状態を報知する作動状態報知手段とを備え、作動判断手段は、障害物検出手段によって検出される障害物までの車間時間が作動開始車間時間よりも小さく、かつ、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルが作動開始リスクポテンシャルよりも大きい場合に、操作反力制御を開始すると判断し、障害物検出手段は、障害物の加速度を検出し、作動判断手段は、障害物検出手段によって検出される障害物の加速度を用いて、作動開始リスクポテンシャルを設定する。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を決定する操作反力決定手段と、操作反力決定手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、操作反力制御手段による操作反力の制御を行うかを判断する作動判断手段と、作動判断手段からの信号によって操作反力制御を行うと判断された場合に、操作反力決定手段によって算出される操作反力に付加反力を付与することにより、運転者に操作反力制御の作動状態を報知する作動状態報知手段と、自車両の車速を検出する自車速検出手段とを備え、作動判断手段は、障害物検出手段によって検出される障害物までの車間時間が作動開始車間時間よりも小さく、かつ、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルが作動開始リスクポテンシャルよりも大きい場合に、操作反力制御を開始すると判断し、作動判断手段は、自車速検出手段によって検出される自車両の車速を加味して、作動開始リスクポテンシャルを設定する。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を決定する操作反力決定手段と、操作反力決定手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、操作反力制御手段による操作反力の制御を行うかを判断する作動判断手段と、作動判断手段からの信号によって操作反力制御を行うと判断された場合に、操作反力決定手段によって算出される操作反力に付加反力を付与することにより、運転者に操作反力制御の作動状態を報知する作動状態報知手段と、自車両の車速を検出する自車速検出手段とを備え、作動判断手段は、自車速検出手段によって検出される自車両の車速に基づいて、操作反力制御の開始および解除を判断する。
【0005】
【発明の効果】
本発明によれば、障害物に対するリスクポテンシャルに応じて操作反力制御を行う際に、操作反力制御を行うと判断された場合に操作反力に付加反力を付与するので、運転者にシステムの作動状態を確実に認識させることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
《第1の実施の形態》
本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置1の構成を示すシステム図であり、図2は、車両用運転操作補助装置1を搭載する車両の構成図である。
【0007】
まず、車両用運転操作補助装置1の構成を説明する。レーザレーダ10は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを走査する。レーザレーダ10は、前方にある反射物(通常、前方車の後端)で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、前方障害物までの縦方向距離と横方向距離を検出する。検出した縦方方向距離及び横方向距離はコントローラ50へ出力される。レーザレーダ10によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6[deg]程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【0008】
車速センサ20は、車輪の回転数や変速機の出力側の回転数を計測することにより自車両の車速を検出する。検出した自車速はコントローラ50へ出力される。
【0009】
コントローラ50は、CPUと、ROMおよびRAM等のCPU周辺部品とから構成されており、CPUのソフトウェア形態により、図3に示すように障害物認識部51,リスクポテンシャル算出部52,運転操作補助装置作動判断部53,および運転操作反力決定部54を構成している。
【0010】
コントローラ50は、レーザレーダ10から入力される障害物までの縦方向距離、横方向距離、および車速センサ20から入力される自車速から自車前方の障害物状況を検出する。コントローラ50は、検出した障害物状況に基づいて障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。そして、障害物に対するリスクポテンシャルから、後述するようにリスクポテンシャルに応じた制御を行う。さらに、コントローラ50は、検出した自車両前方の障害物状況とリスクポテンシャルとに基づいて、運転操作補助装置を作動させるか否か、すなわちリスクポテンシャルに応じた反力制御を行うか否かを判断し、作動状態を運転者に報知する。
【0011】
本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置1は、アクセルペダルを操作する際に発生する反力を制御することによって、運転者の運転操作を適切にアシストする。そこで、コントローラ50は、算出したリスクポテンシャルに基づいて車両前後方向の反力制御量を算出する。コントローラ50は、算出した前後方向の反力制御量をアクセルペダル反力制御装置60へと出力する。
【0012】
アクセルペダル反力制御装置60は、コントローラ50から出力される反力制御量に応じて、アクセルペダル62のリンク機構に組み込まれたサーボモータ61で発生させるトルクを制御する。サーボモータ61は、アクセルペダル操作反力制御装置60からの指令値に応じて発生させるトルクおよび回転角を制御し、運転者がアクセルペダル62を操作する際に発生する操作反力を任意に制御することができる。
【0013】
図3は、コントローラ50の内部構成を示すブロック図である。障害物認識部51は、レーザレーダ10からの信号を読み込み、自車両と前方障害物との距離、相対速度、および障害物の加減速度を算出する。リスクポテンシャル算出部52は、障害物認識部51からの信号に基づいて、前方障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。運転操作補助装置作動判断部53は、車速センサ20からの信号および障害物認識部51からの信号に基づいて、運転操作補助装置1を作動させるか否かを判断する。運転操作反力決定部54は、リスクポテンシャル算出部52で算出されたリスクポテンシャルと、運転操作補助装置作動判断部53の判断結果とに基づいて、車両前後方向の反力制御量を算出する。
【0014】
次に本発明の実施の形態による車両用運転操作補助装置1の動作を詳細に説明する。図4は、本発明の第1の実施の形態によるコントローラ50における運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、本処理内容は、一定間隔、例えば50[msec]毎に連続的に行われる。
【0015】
まず、ステップS100で走行状態を読み込む。ここで、走行状態は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ10により検出される前方障害物、例えば自車両前方を走行する先行車までの縦方向距離および横方向距離と、車速センサ20によって検出される自車両の走行車速とを読み込む。
【0016】
ステップS200では、ステップS100で読み込み、認識した走行状態データに基づいて、前方障害物の状況を認識する。ここでは、前回の処理周期以前に検出され、コントローラ50のメモリに記憶されている自車両に対する前方障害物の相対位置やその移動方向・移動速度と、ステップS100で得られた現在の走行状態データとにより、現在の前方障害物の自車両に対する相対位置やその移動方向・移動速度・加減速度を認識する。そして、障害物が自車両の前方にどのように配置され、相対的にどのように移動しているかを認識する。ここでは、自車両の前後方向を縦方向とし、自車両の左右方向を横方向として、前方障害物の自車両に対する縦方向距離、縦方向相対速度および縦方向加速度を認識する。
【0017】
ステップS300では、前方障害物に対するリスクポテンシャルRPを算出する。前方障害物に対するリスクポテンシャルRPを算出するために、まず、認識された前方障害物に対する余裕時間(TTC:Time To Collision)を算出する。ここで、前方障害物に対する余裕時間TTCは、以下の(式1)で求められる。
【数1】
TTC=y/Vr (式1)
ここで、y:自車両から前方障害物までの相対距離、Vr:自車両に対する前方障害物の縦方向相対速度をそれぞれ示す。(式1)に示すように、余裕時間TTCは、車間距離yを相対速度Vrで除したものである。余裕時間TTCは、前方障害物に対する現在の自車両の接近度合を示す物理量であり、現在の走行状況が継続した場合、つまり相対車速Vrが一定の場合に、何秒後に自車両と障害物が接触するかを示す値である。
【0018】
算出した余裕時間TTCを用いて、前方障害物に対するリスクポテンシャルRPを算出する。前方障害物に対するリスクポテンシャルRPは以下の(式2)で求められる。
【数2】
RP=1/TTC (式2)
(式2)に示すように、リスクポテンシャルRPは余裕時間TTCの逆数を用いて、余裕時間TTCの関数として表される。リスクポテンシャルRPが大きいほど前方障害物への接近度合が大きいことを示している。なお、このリスクポテンシャルRPは、先行車に対するリスクポテンシャルであり、自車両前後方向のリスクポテンシャルを示している。
【0019】
ステップS400では、ステップS100で認識した自車両の走行状態、ステップS200で認識した障害物状況、およびステップS300で算出したリスクポテンシャルRPに基づいて、運転操作補助装置1を作動させるか否かを判断する。この作動判断は、アクセルペダル反力制御を行うか否かの判断であり、運転操作補助装置1を作動しないと判断した場合でも、障害物の検出およびリスクポテンシャルRPの算出等の処理は継続して行われる。
【0020】
ステップS400における運転操作補助装置作動判断の処理を、図5および図6を用いて詳細に説明する。図5は、運転操作補助装置1の作動判断処理の処理手順を示すフローチャートであり、図6は、運転操作補助装置1の作動/非作動の条件を示す図である。なお、図6の横軸は車間時間THW、縦軸はリスクポテンシャルRPを示し、運転操作補助装置1の作動開始領域および作動解除領域を示している。
【0021】
まず、ステップS401で、前方障害物に対する車間時間THWを算出する。車間時間THWは、以下の(式3)で表される。
【数3】
車間時間THW=y/Vsp (式3)
ここで、Vsp:自車速とする。車間時間THWは、自車両と障害物との車間距離yを自車速Vspで除したものであり、先行車の現在位置に自車両が到達するまでの時間を示す。車間時間THWが大きい場合には、もしも将来に先行車の車速が変化して相対車速Vrが変化しても、余裕時間TTCはあまり大きく変化しない。つまり、車間時間THWは、先行車に対する接近度合に及ぼす影響を予測した、予測影響度合といえる。なお、自車両が先行車に追従し、自車速と先行車速が等しい場合は、(式3)において自車速の代わりに先行車速を用いて車間時間THWを算出することもできる。
【0022】
ステップS402では、運転操作補助装置の作動/非作動を示す作動状態フラグflgCONTROLが0か否かを判定する。なお、運転操作補助装置1が作動している場合は、flgCONTROL=1,作動していない場合は、flgCONTROL=0である。ステップS402が肯定判定され、運転操作補助装置が非作動の場合は、ステップS403へ進む。
【0023】
ステップS403では、システムの作動開始を決定するための作動開始リスクポテンシャルRPonを設定するために、障害物の加速度a1に応じた作動開始リスクポテンシャル補正係数RPa1を算出する。図7に、障害物の加速度a1に対する作動開始リスクポテンシャル補正係数RPa1のマップを示す。図7に示すように、加速度a1の絶対値が所定値ad1よりも小さくなるほど、補正係数RPa1が大きくなり、加速度a1が0近傍で補正係数RPa1=1となる。加速度a1の絶対値が所定値ad1以上の領域では、補正係数RPa1=0となる。
【0024】
ステップS404では、作動開始リスクポテンシャルRPonを設定するために、さらに、自車速Vspに応じた作動開始リスクポテンシャル補正係数RPvspを算出する。図8に、自車速Vspに対する作動開始リスクポテンシャル補正係数RPvspのマップを示す。図8に示すように、自車速Vspや所定値Vsp0よりも大きくなると補正係数RPvspが徐々に大きくなり、自車速Vspが所定値Vsp0よりも大きい所定値Vsp1を越えると、補正係数RPvsp=1となる。自車速Vspが所定値Vsp0以下の領域では、補正係数RPvsp=0となる。
【0025】
ステップS405では、ステップS403,S404でそれぞれ算出した補正係数RPa1,RPvspを用いて、作動開始リスクポテンシャルRPonを算出する。作動開始リスクポテンシャルRPonは、以下の(式4)により算出することができる。
【数4】
RPon=RPbase+ΔRP×RPa1×RPvsp (式4)
ここで、RPbase:作動開始リスクポテンシャル基準値、ΔRP:作動開始リスクポテンシャル補正分であり、予め適切な値を設定しておく。例えばRPbase=0.5、ΔRP=0.2とする。
【0026】
このように、前方障害物の加速度a1に応じた補正係数RPa1および自車速Vspに応じた補正係数RPvspを用いて作動開始リスクポテンシャルRPonを算出する。これにより、先行車加速度a1の絶対値が小さく、自車速Vspが大きい場合、すなわち、先行車両が急減速する可能性が少ない高速走行中で、先行車がほぼ一定速度で走行している場合は、作動開始リスクポテンシャルRPonが大きく設定される。一方、先行車加速度a1の絶対値が大きい、または自車速Vspが小さい場合、すなわち、自車両の低速走行中や、先行車が加減速を行った場合は、作動開始リスクポテンシャルRPonが小さく設定される。なお、作動開始リスクポテンシャルRPonが小さいほど、車両周囲のリスクポテンシャルRPが小さい段階でアクセルペダル反力制御が開始され、運転操作補助装置1の作動開始タイミングが早くなる。
【0027】
ステップS406では、ステップS401で算出した障害物に対する車間時間THWが、作動開始車間時間THWonよりも小さいか否かを判定する。作動開始車間時間THWonは、運転操作補助装置1の作動開始を決定するための所定値であり、例えば3.0[sec]とする。ステップS406が肯定判定されると、ステップS407へ進む。
【0028】
ステップS407では、図4のステップS300で算出したリスクポテンシャルRPが、ステップS405で設定した作動開始リスクポテンシャルRPon以上であるか否かを判定する。ステップS407が肯定判定されると、ステップS408へ進む。
【0029】
ステップS408では、車間時間THWが所定値THWonよりも小さく、かつ、リスクポテンシャルRPが作動開始リスクポテンシャルRPon以上であり、図6に示す作動開始領域に入っているため、運転操作補助装置1を作動させるように、作動状態フラグflgCONTROLを1にセットする。
【0030】
一方、ステップS406あるいはS407が否定判定されると、図6に示す作動開始領域外であり、運転操作補助装置1の作動条件を満たしていないのでそのまま終了する。
【0031】
ステップS402が否定判定され、運転操作補助装置1が既に作動している場合は、ステップS409へ進む。ステップS409では、障害物に対する車間時間THWが、作動解除車間時間THWoffよりも大きいか否かを判定する。作動解除車間時間THWoffは、運転操作補助装置1の作動解除を決定するための所定値であり、作動開始車間時間THWonよりも大きな値、例えば3.5[sec]とする。ステップS409が肯定判定されると、ステップS410へ進む。
【0032】
ステップS410では、車間時間THWが所定値THWoffよりも大きく、図6に示す作動解除領域に入っているため、運転操作補助装置1の作動を解除するように、作動状態フラグflgCONTROLを0にセットする。
【0033】
一方、ステップS409が否定判定されると、図6に示す作動解除領域外であり、運転操作補助装置1の非作動条件を満たしていないので、そのまま終了する。
このように、ステップS400において運転操作補助装置1の作動判断を行った後、ステップS500へ進む。
【0034】
ステップS500では、ステップS300で算出したリスクポテンシャルRPと、ステップS400における作動状態の判断結果とから、前後方向制御指令値、すなわちアクセルペダル反力制御装置60へ出力するアクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outを算出する。具体的には、障害物に対するリスクポテンシャルRPに応じて算出されるアクセルペダル反力制御指令値FAに、運転操作補助装置1が作動している場合は付加反力ΔFAを付与することにより、アクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outを算出する。付加反力ΔFAを付与することにより、運転者に運転操作補助装置1の作動状態を報知する。なお、リスクポテンシャルRPが大きいほど、アクセルペダル62を戻す方向へ制御反力を発生させる。ステップS500における反力制御指令値出力値FA_out算出処理の処理手順を、図9のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【0035】
まず、ステップS501では、ステップS400で設定した作動状態フラグflgCONTROLが1であるか否かを判定する。ステップS501が肯定され、運転操作補助装置1が作動中の場合は、ステップS502に進む。ステップS502では、障害物に対するリスクポテンシャルRPに応じたアクセルペダル反力制御指令値FAを算出する。
【0036】
図10に、リスクポテンシャルRPに対するアクセルペダル反力制御指令値FAの特性を示す。図10に示すように、リスクポテンシャルRPが所定値RP0よりも大きく、所定値RPmaxよりも小さい場合、リスクポテンシャルRPが大きいほど、大きなアクセルペダル反力を発生させるようにアクセルペダル反力制御指令値FAを算出する。リスクポテンシャルRPが所定値RPmaxより大きい場合には、最大のアクセルペダル反力を発生させるように、アクセルペダル反力制御指令値FAを最大値FAmaxに固定する。所定値RP0,RPmaxは、それぞれ適切な値を予め設定しておく。
【0037】
ステップS503では、実際にアクセルペダル反力制御装置60に出力するアクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outを算出する。アクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outは、以下の(式5)により算出する。
【数5】
FA_out=FA+ΔFA (式5)
ここで、ΔFA:付加反力である。
【0038】
(式5)に示すように、ステップS502で算出したアクセルペダル反力制御指令値FAに対して付加反力ΔFAを付与することによって、アクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outを算出する。なお、付加反力ΔFAは、所定の値であり、反力制御指令値FAに付加することによって運転者に運転操作補助装置1の作動を報知できるような適切な値を、予め設定しておく。
【0039】
ステップS500でアクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outを算出した後、ステップS600へ進む。ステップS600では、算出したアクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outをアクセルペダル反力制御装置60へ出力し、この処理を終了する。アクセルペダル反力制御装置60は、入力されたアクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outを、通常のアクセルペダル反力特性に上乗せして、アクセルペダル62に発生する操作反力を制御する。なお、通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダルストローク量が大きくなるほど、操作反力が大きくなるように設定されている。
【0040】
図11に、リスクポテンシャルRPとアクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outとの関係を示す。図11に示すように、運転操作補助装置1が作動している場合は、アクセルペダル62には、障害物に対するリスクポテンシャルRPから算出されたアクセルペダル反力制御指令値FAに対して付加反力ΔFAを付与した操作反力が発生する。
【0041】
このように、以上説明した第1の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
(1)運転操作補助装置作動判断部53によって運転操作補助装置1を作動させるか否か、すなわちアクセルペダル反力制御を行うか否かを判断し、その作動状態を運転者に報知するようにした。これにより、運転者は、運転操作補助装置1の作動を確実に認識することができ、システムの信頼性を高めることができる。また、運転操作補助装置1が作動していると報知されない場合は、運転者は先行車が存在する場合でもアクセルペダル反力が増加しないと認識することができる。例えば、レーザレーダ10等の不具合により先行車を検出できない場合でも、運転者にはシステムの作動が報知されない。したがって、運転操作補助装置1が作動していないと認識することができ、運転者が、先行車が存在するのにアクセルペダル反力が増加しないといったシステムに対する不信感を抱くことがない。また、図10のマップに従って、リスクポテンシャルRPに応じて算出したアクセルペダル反力制御指令値FAに、付加反力ΔFAを付加することにより、運転操作補助装置1の作動状態を運転者に報知する。これにより、作動状態を報知するために、特別な表示や作動音を確認する必要がないので、運転者の負担を軽減することができ、表示装置や作動音発令装置を設ける必要がないので低コストである。また、運転者が通常、常に接触しているアクセルペダル62を介して作動状態を報知することにより、運転者は容易に作動状態を認識することができる。(2)前方障害物に対する車間時間THWが作動開始車間時間THWonより小さく、かつ、リスクポテンシャルRPが作動開始リスクポテンシャルRPonよりも大きい場合に、運転操作補助装置1を作動し、アクセルペダル反力制御を開始すると判断する。これにより、遠方の障害物や、自車両の近くに存在するが遠ざかっている障害物など、リスクポテンシャルRPの小さい障害物に対してアクセルペダル反力制御を行うことがない。その結果、運転者の煩わしさを低減することができる。
(3)前方障害物に対する車間時間THWが作動解除車間時間THWoffより大きい場合に、運転操作補助装置1の作動を解除し、アクセルペダル反力制御を解除すると判断する。これにより、例えば、自車両が先行車に追従走行している場合に、リスクポテンシャルRPの若干の変化により運転操作補助装置1の作動/非作動が繰り返されることがなく、運転者の煩わしさを低減することができる。また、前方に障害物が存在していても、その障害物に対するリスクポテンシャルRPが作動介助者間時間THWoffを上回ると運転操作補助装置1の作動が解除される。従って、遠方の障害物に対するリスクポテンシャルRPがアクセルペダル反力制御に反映されることはなく、運転者の感覚に合った反力制御を行うことができる。また、作動解除車間時間THWoffは、作動開始車間時間THWonよりも大きな値に設定されているので、運転操作補助装置1の作動/非作動が頻繁に繰り返されることを、より一層防止することができる。
(4)作動開始リスクポテンシャルRPonを、障害物の加減速度a1を用いて設定するようにした。例えば、自車両が先行車に追従している状態で先行車が急に減速を行った場合は、作動開始リスクポテンシャルRPonが基準値RPbaseよりも小さくなるように補正されるので、運転操作補助装置1の作動開始タイミングが早くなる。これにより、自車両周囲の走行環境の変化を速やかに知らせ、運転者への注意喚起を早いタイミングで行うことができる。
(5)作動開始リスクポテンシャルRPonを、自車速Vspを加味して設定するようにした。例えば、高速道路等を高速で走行する状況のように、先行車が急に減速を行う可能性が小さい場合は、作動開始リスクポテンシャルRPonが基準値RPbaseよりも大きくなるように補正する。一方、市街地等を低速で走行する状況のように、先行車が急に減速を行う可能性が高い場合は、作動開始リスクポテンシャルRPonが基準値RPbaseよりも小さくなるように補正する。これにより、運転操作補助装置1の作動開始タイミングを、運転者の感覚にあうように調整することができる。
【0042】
《第2の実施の形態》
つぎに、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図1および図2を用いて説明した第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
【0043】
第2の実施の形態においては、図4のフローチャートにおけるステップS500での操作反力決定処理のみが、上述した第1の実施の形態と相違する。第2の実施の形態では、アクセルペダル反力制御指令値FAが小さい領域でのみ、付加反力ΔFAを付与する。以下、図12のフローチャートを用いて、ステップS500における操作反力決定処理について説明する。
【0044】
まず、ステップS511で、ステップS400で設定した作動状態フラグflgCONTROLが1であるか否かを判定する。ステップS511が肯定判定され、運転操作補助装置1が作動中の場合は、ステップS512に進む。ステップS512では、図10のマップに従って、障害物に対するリスクポテンシャルRPからアクセルペダル反力制御指令値FAを算出する。
【0045】
ステップS513では、アクセルペダル反力制御指令値FAが、予め設定した付加反力ΔFAよりも小さいか否かを判定する。ステップS513が肯定判定されると、ステップS514に進む。ステップS514では、アクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outとして、付加反力ΔFAを設定する(FA_out=ΔFA)。一方、ステップS513が否定判定されると、ステップS515に進む。ステップS515では、アクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outとして、ステップS513で算出したアクセルペダル反力制御指令値FAを設定する(FA_out=FA)。
【0046】
ステップS511が否定され、運転操作補助装置1が作動していない場合は、ステップS516に進み、アクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outに0を設定して終了する。
【0047】
図13に、リスクポテンシャルRPとアクセルペダル反力制御指令値出力値FA_outとの関係を示す。図13に示すように、運転操作補助装置1が作動している場合は、アクセルペダル反力制御指令値FAが付加反力ΔFAより小さい領域で、通常のアクセルペダル反力特性に付加反力ΔFAを付与した操作反力が発生する。
【0048】
このように、第2の実施の形態においては、アクセルペダル反力制御指令値FAに付加反力ΔFAを付与することにより、運転操作補助装置1の作動状態を報知する。これにより、上述した第1の実施の形態と同様の効果をえることができる。さらに、アクセルペダル反力制御指令値FAが付加反力ΔFAよりも小さい領域でのみ付加反力ΔFAの付与を行うので、リスクポテンシャルRPの増加に伴ってアクセルペダル反力制御指令値FAが大きくなる際に、運転者の運転負荷を軽減することができる。
【0049】
なお、上述した実施の形態においては、先行車までの車間時間THWおよびリスクポテンシャルRPを用いて、運転操作補助装置1の作動/非作動の判断を行っていたが、これには限定されず、例えば自車速Vspに応じて判断を行うこともできる。図14に、自車速Vspを作動/非作動判断に用いた場合の、運転操作補助装置1の作動条件を示す。
図14に示すように、自車速Vspが所定値Vsp2よりも小さい領域、および自車速Vspが所定値Vsp3よりも大きい領域を非作動領域とし、所定値Vsp2以上、かつ所定値Vsp3以下の領域(Vsp2≦Vsp≦Vsp3)を作動領域とする。所定値Vsp2は、例えば40[km/h]とし、所定値Vsp3は、例えば[80km/h]とする。
【0050】
ステップS400における運転操作補助装置作動判断において、車速センサ20で検出される自車速Vspが、図14の作動領域にある場合は、作動状態フラグflgCONTROLに1をセットする。一方、自車速Vspが非作動領域にある場合は、作動状態フラグflgCTONROLに0をセットする。
【0051】
このように、自車速Vspを用いることにより、運転操作補助装置1の作動判断を容易に行うことができる。また、自車速Vspが所定値Vsp3よりも大きい高速走行中にアクセルペダル反力制御を行わないので、例えば自車両が先行車の追い越し等を行うために加速している場合に、不要な反力制御を行うことがない。さらに、自車速Vspが所定値Vsp2よりも小さい低速走行中、例えば自車両が市街地を低速で走行している場合は、アクセルペダル反力制御を行わない。市街地での走行中には、割り込み車両等によりリスクポテンシャルRPが急に増加する場合があるが、低速走行中にアクセルペダル反力制御を行わないようにすることにより、アクセルペダル反力が頻繁に変動して運転者に煩わしさを与えることを防止できる。
【0052】
なお、リスクポテンシャルRPの算出方法は上述した第1から第3の実施の形態には限定されず、例えば車間距離を自車速あるいは先行車速で除した車間時間THWの関数を用いたり、余裕時間TTCの関数と車間時間THWの関数とを組み合わせてリスクポテンシャルRPを算出することもできる。リスクポテンシャルRPに対するアクセルペダル反力制御指令値FAの特性も、図10には限定されない。また、アクセルペダル反力制御指令値FAに加算する付加反力ΔFAの値を、固定値ではなく、例えばリスクポテンシャルRPの大きさに応じて変更することもできる。
【0053】
第1から第3の実施の形態においては、先行車加速度a1および自車速Vspを用いて作動開始リスクポテンシャルRPonを算出したが、これには限定されず、先行車加速度a1および自車速Vspのいずれか一方を用いて算出することもできる。
【0054】
上記第1から第3の実施の形態においては、障害物検出手段としてレーザレーダ10を用い、自車速検出手段として車速センサ20を用い、操作反力制御手段として、アクセルペダル反力制御装置60を用いた。ただし、これらには限定されず、例えば障害物検出手段としてレーザレーダ10の代わりに別方式のミリ波レーダ等や、CCDあるいはCMOSカメラを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図2】 図1に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。
【図3】 コントローラの内部構成を示すブロック図。
【図4】 第1の実施の形態のコントローラにおける運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャート。
【図5】 運転操作補助装置作動判断処理の処理手順を示すフローチャート。
【図6】 運転操作補助装置の作動条件を説明する図。
【図7】 障害物の加速度と作動開始リスクポテンシャル補正係数の関係を示すマップ。
【図8】 自車速と作動開始リスクポテンシャル補正係数の関係を示すマップ。
【図9】 運転操作反力決定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図10】 リスクポテンシャルに対するアクセル制御反力指令値の特性を示すマップ。
【図11】 アクセルペダル反力制御指令値に付加反力を付与して算出される、アクセルペダル反力指令値出力値を示す図。
【図12】 第2の実施の形態における運転操作反力決定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図13】 第2の実施の形態におけるアクセルペダル反力指令値出力値を示す図。
【図14】 自車速に応じた運転操作補助装置の作動条件を説明する図。
【符号の説明】
10:レーザレーダ
20:車速センサ
50:コントローラ
60:アクセルペダル反力制御装置
61:サーボモータ
Claims (7)
- 自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を決定する操作反力決定手段と、
前記操作反力決定手段からの信号に基づいて、前記車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記操作反力制御手段による前記操作反力の制御を行うかを判断する作動判断手段と、
前記作動判断手段からの信号によって操作反力制御を行うと判断された場合に、前記操作反力決定手段によって算出される操作反力に付加反力を付与することにより、運転者に操作反力制御の作動状態を報知する作動状態報知手段とを備え、
前記作動判断手段は、前記障害物検出手段によって検出される前記障害物までの車間時間が作動開始車間時間よりも小さく、かつ、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルが作動開始リスクポテンシャルよりも大きい場合に、操作反力制御を開始すると判断し、
前記障害物検出手段は、前記障害物の加速度を検出し、
前記作動判断手段は、前記障害物検出手段によって検出される前記障害物の加速度を用いて、前記作動開始リスクポテンシャルを設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を決定する操作反力決定手段と、
前記操作反力決定手段からの信号に基づいて、前記車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記操作反力制御手段による前記操作反力の制御を行うかを判断する作動判断手段と、
前記作動判断手段からの信号によって操作反力制御を行うと判断された場合に、前記操作反力決定手段によって算出される操作反力に付加反力を付与することにより、運転者に操作反力制御の作動状態を報知する作動状態報知手段と、
前記自車両の車速を検出する自車速検出手段とを備え、
前記作動判断手段は、前記障害物検出手段によって検出される前記障害物までの車間時間が作動開始車間時間よりも小さく、かつ、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルが作動開始リスクポテンシャルよりも大きい場合に、操作反力制御を開始すると判断し、
前記作動判断手段は、前記自車速検出手段によって検出される前記自車両の車速を加味して、前記作動開始リスクポテンシャルを設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を決定する操作反力決定手段と、
前記操作反力決定手段からの信号に基づいて、前記車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記操作反力制御手段による前記操作反力の制御を行うかを判断する作動判断手段と、
前記作動判断手段からの信号によって操作反力制御を行うと判断された場合に、前記操作反力決定手段によって算出される操作反力に付加反力を付与することにより、運転者に操作反力制御の作動状態を報知する作動状態報知手段と、
前記自車両の車速を検出する自車速検出手段とを備え、
前記作動判断手段は、前記自車速検出手段によって検出される前記自車両の車速に基づいて、操作反力制御の開始および解除を判断することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両の車速を検出する自車速検出手段をさらに備え、
前記作動判断手段は、前記自車速検出手段によって検出される前記自車両の車速を加味して、前記作動開始リスクポテンシャルを設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1、請求項2、および請求項4のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記作動判断手段は、前記障害物検出手段によって検出される前記障害物までの車間時間が作動解除車間時間よりも大きい場合に、操作反力制御を解除すると判断することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記車両操作機器は、アクセルペダルであることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置を備えたことを特徴とする車両。
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