JP4413835B2 - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 - Google Patents
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Description
本発明による車両用運転操作補助方法は、少なくとも、自車両と自車両前方に存在する障害物との距離、および自車速に基づいて、前記自車両と前記障害物との接近度合を示すリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに基づいて、運転者が運転操作するための運転操作機器に発生させる操作反力を制御し、自車両の減速が必要な特定エリアを検出し、自車両が特定エリアへ進入することを乗員に報知するために、自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、自車速が第1の所定速度よりも大きい場合に、仮想的なスピードバンプを生成する。
本発明による車両は、少なくとも、自車両と自車両前方に存在する障害物との距離、および自車速を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段の検出結果に基づいて、自車両と障害物との接近度合を示す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で算出されるリスクポテンシャルに基づいて、運転者が運転操作するための運転操作機器に発生させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、自車両の減速が必要な特定エリアを検出する特定エリア検出手段と、自車両が特定エリアへ進入することを乗員に報知するために、自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、仮想的なスピードバンプ(以降、仮想バンプと呼ぶ)を生成する仮想バンプ生成手段とを有し、仮想バンプ生成手段は、自車速が第1の所定速度よりも大きい場合に仮想バンプを生成する車両用運転操作補助装置を備える。
本発明による車両用運転操作補助装置は、減速が必要な特定エリアを検出する特定エリア検出手段と、自車両が特定エリアへ進入することを乗員に報知するために、自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、仮想的なスピードバンプを生成する仮想バンプ生成手段と、仮想バンプ生成手段により生成する仮想的なスピードバンプを通過するタイミングに合わせて、運転者が運転操作するための運転操作機器に操作反力を付与する操作反力制御手段とを備え、仮想バンプ生成手段は、自車速が第1の所定速度よりも大きい場合に仮想バンプを生成する。
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を搭載した車両の構成図である。
余裕時間TTCは、障害物、例えば先行車に対する現在の自車両の接近度合を示す物理量である。余裕時間TTCは、現在の走行状況が継続した場合、つまり自車速Vh、先行車速Vfおよび相対車速Vrが一定の場合に、何秒後に車間距離Dがゼロとなり自車両と先行車両とが接触するかを示す値である。なお、相対速度Vr=Vh−Vfとする。余裕時間TTCは、以下の(式1)により求められる。
TTC=D/Vr ・・・(式1)
THW=D/Vh ・・・(式2)
RP=A/THW+B/TTC ・・・(式3)
A、Bは、車間時間THWの逆数および余裕時間TTCの逆数にそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値、例えばA=1,B=8(A<B)に設定する。
ステップS1310では、バーチャルバンプ制御の作動判断を行う。以下の条件(a)および(b)が満たされる場合に、バーチャルバンプ制御を行うと判断する。
(a)自車速Vhが所定範囲内(V1<Vh<V2)にある。
(b)特定エリアに対応する作動時間に該当する。
Tn+1=(Ls+Lp)/Vh ・・・(式4)
ここで、Lsは仮想バンプ幅、Lpは仮想バンプ中心から次の仮想バンプ中心までの距離(バンプピッチ)である。仮想バンプ幅LsおよびバンプピッチLpは、選択した仮想バンプ形状に従って予め適切に設定されている。
Tr=Lw/Vh ・・・(式5)
ステップS1510では、バーチャルバンプ制御の作動判断を行う。ここでは、特定エリア前制御Aで作動判断のために用いた条件(a)および(b)が満たされる場合に、バーチャルバンプ制御を行うと判断する。条件(a)(b)の一方でも満たさない場合は、この処理を終了する。
ステップS1710では、バーチャルバンプ制御の作動判断を行う。ここでは、特定エリア前制御Aで作動判断のために用いた条件(a)および(b)が満たされる場合に、バーチャルバンプ制御を行うと判断する。条件(a)(b)の一方でも満たさない場合は、この処理を終了する。ステップS1720では、仮想的なバンプの大きさおよび仮想バンプ発生のための制動力の制御方法を決定する。ここでは、特定エリア前制御AのステップS1320と同様の手順で仮想バンプの形状および制御方法を決定する。
(1)車両用運転操作補助装置1は、少なくとも、自車両と自車両前方に存在する障害物との距離D,および自車速Vhを検出し、これらの検出結果に基づいて自車両と障害物との接近度合を表すリスクポテンシャルRPを算出する。そして、リスクポテンシャルRPに基づいて、運転者が運転操作するための運転操作機器、例えばアクセルペダル62に発生させる操作反力を制御する。さらに、自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、仮想的なスピードバンプを生成するよう制御を行う。これにより、自車両前方の障害物状況を運転操作機器の操作反力として連続的に運転者に伝達することができるとともに、仮想バンプの生成により、自車両を効果的に減速させることができる。道路上に設けられたスピードバンプは運転者の減速を促すのに効果的である代わりに設置のためにコストがかかるという難点があるが、仮想バンプを生成することにより、スピードバンプを実際に設置することなく、スピードバンプと同様の減速効果を得ることが可能となる。
(2)車両用運転操作補助装置1は、自車両の減速が必要な特定エリアを検出し、自車両が特定エリア周辺および特定エリア内を走行していることを乗員、特に運転者に報知するために仮想バンプを発生する。これにより、減速が必要な状況において効果的に減速を促すことができる。
(3)コントローラ50は、ナビゲーション装置10から得られる情報に基づいて、特定エリアとしてスクールゾーン、住宅街、シルバーゾーン、および幼稚園周辺のいずれかを検出するとともに、特定エリアと自車両との位置関係を判定する。これらは人や車の往来が多く、充分に減速して走行することが望ましいエリアであるので、仮想バンプを生成することにより、適切な運転操作を運転者に促すことができる。
(4)制動制御装置70は、自車両の前輪および後輪の制動力をそれぞれ制御することにより、仮想バンプを生成する。具体的には、自車両がバンプを乗り越えるときの減速感を再現するように、前輪の制動力を制御した後、後輪の制動力を制御する。このように、前輪と後輪の制動力をそれぞれ独立して制御することにより、自車両の前輪および後輪があたかもバンプを乗り越えているかのような感覚を運転者に与えることができ、効果的に減速を促すことが可能となる。
(5)コントローラ50は、特定エリア進入前、特定エリア内走行中、および特定エリア退出時で、仮想バンプの生成方法を変更する。具体的には、仮想バンプの発生条件、仮想バンプの発生回数、および仮想バンプの形状をそれぞれの領域に応じて設定する。これにより、自車両が特定エリア周辺を走行しているのか、あるいは特定エリア内を走行しているのかを運転者に確実に知らせることができる。
(6)特定エリア進入前においては、自車両と特定エリアとの距離Daが所定距離Dthまで低下すると仮想バンプを生成する。これにより、自車両が特定エリアに接近し減速する必要があることを、特定エリアに到達する前に運転者に確実に伝えることが可能となる。
(7)コントローラ50は、自車速Vhが所定速度V1(第1の所定速度)よりも大きい場合に仮想バンプを生成する。所定速度V1は、低速領域を定義するために設定された値である。減速の必要のない低速で自車両が走行している場合には、仮想バンプを生成しないので、運転者にわずらわしさを与えることがない。
(8)コントローラ50は、自車速が第1の所定速度V1よりも大きな所定速度V2(第2の所定速度)を超える場合は、仮想バンプを生成しない。所定速度V2は高速領域を定義するために設定された値である。これにより、自車両が高速で走行している場合に、仮想バンプの生成によって車両挙動が急変することを防止できる。
(9)コントローラ50は、スクールゾーン、住宅街、シルバーゾーンおよび幼稚園周辺のいずれが検出され、特定エリアとして設定されているかに応じて、仮想バンプを生成する時間帯を制限する。具体的には、図10に示すように各エリアによって人や車の往来が大きくなる時間帯を作動時間として設定し、作動時間外には仮想バンプを生成しないようにする。道路上に実際に設置されたバンプは取り外しができないが、仮想バンプを生成することにより、特定エリアに応じて減速の必要性の高い時間帯に効果的に減速を促すことができる。
(10)車両用運転操作補助装置1は、仮想バンプが生成されていることを視覚情報により報知する視覚情報提示装置85をさらに備えている。視覚情報提示装置85は、例えば図12(a)(b)に示すような表示を行うことによって、仮想バンプ生成時に自車両が目標とするべき適切な車速を視覚情報として運転者に伝えることができる。
(11)車両用運転操作補助装置1は、仮想バンプが生成されていることを聴覚情報により報知する聴覚情報提示装置80をさらに備えている。聴覚情報提示装置80は、具体的には、特定エリア進入前、特定エリア内走行中、および特定エリア退出時に仮想バンプを生成していることを、報知音により知らせることによって、車両の制御状態を聴覚情報としても運転者に知らせることができる。
以下に、本発明の第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図17に、第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置2のシステム図を示す。図17において、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、上述した第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
ステップS2310では、バーチャルバンプ制御の作動判断を行う。上述した条件(a)および(b)が満たされる場合に、バーチャルバンプ制御を行うと判断してステップS2320へ進み、上記条件(a)(b)の一方でも満たさない場合は、この処理を終了する。
ステップS2510では、バーチャルバンプ制御の作動判断を行う。ここでは、特定エリア前制御Aで作動判断のために用いた条件(a)および(b)が満たされる場合に、バーチャルバンプ制御を行うと判断する。条件(a)(b)の一方でも満たさない場合は、この処理を終了する。
ステップS2710では、バーチャルバンプ制御の作動判断を行う。ここでは、特定エリア前制御Aで作動判断のために用いた条件(a)および(b)が満たされる場合に、バーチャルバンプ制御を行うと判断する。条件(a)(b)の一方でも満たさない場合は、この処理を終了する。ステップS2720では、仮想的なバンプの大きさおよび仮想バンプ発生のためのストローク量Sの制御方法を決定する。ここでは、特定エリア前制御AのステップS2320と同様の手順で仮想バンプの形状および制御方法を決定する。
(1)コントローラ50Aは、自車両の前輪および後輪に設置されたサスペンション装置のストローク量をそれぞれ制御することにより、仮想バンプを生成する。具体的には、アクティブサスペンション装置90の前輪の油圧シリンダ905FR,905FL,および後輪の油圧シリンダ905RR,905RLの伸縮量をそれぞれ制御することにより、車体の前方および後方で独立して車体上下方向の挙動を制御する。これにより、自車両があたかもバンプを乗り越えているかのような感覚を運転者に与えることができ、効果的に減速を促すことが可能となる。とくに、前輪の油圧シリンダ905FR,905FL,および後輪の油圧シリンダ905RR,905RLのストローク量Sを別々に制御することにより、前輪がバンプを乗り越えたときの車両挙動と後輪がバンプを乗り越えたときの車両挙動とを精度よく再現することが可能となり、一層効果的に減速を促すことができる。
以下に、本発明の第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置の基本構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
Dv=(Vh2−Vd2)/2/(Dbth−Dbth0) ・・・(式6)
なお、所定速度Vdは、徐行速度に相当する値として、例えばVd=10km/hに設定する。
Dvc=Kd×Dv ・・・(式7)
(1)車両用運転操作補助装置1は、自車両の前方に存在する一時停止が必要な地点を検出する装置(一時停止地点検出手段)と、一時停止地点が検出される場合に、自車両から一時停止地点へとつづく仮想的な登坂路を設定し、自車両が仮想的な登坂路を走行したとすると発生する減速度を、自車両に発生させる装置(仮想登坂路減速制御手段)を備えている。具体的には、仮想登坂路の勾配に相当する制御減速度Dvを算出し、一定の制御減速度Dvで一時停止地点に到達するまでに自車両を減速させる。これにより、一時停止する必要のある地点で自車両が一時停止しやすくなる。また、あたかも一定の勾配の坂道を登っていくような減速度が発生するので、運転者に与える違和感を低減しながら減速させることが可能となる。
(2)車両用運転操作補助装置1は自車両が走行する道路の勾配を検出する装置(勾配検出手段)をさらに備え、道路勾配に応じて制御減速度Dvを調整する。具体的には、図28に示すように上り勾配が大きくなるほど小さくなり、下り勾配が大きくなるほど大きくなる補正係数Kdを設定し、補正係数Kdを用いて制御減速度Dvを補正する。これにより、実際の道路が坂道である場合に、その勾配を考慮して適切な制御減速度Dvcを設定して一時停止を行いやすくすることができる。
(3)車両用運転操作補助装置1は、特定エリア内走行中に、所定時間継続して仮想バンプが生成される場合に、自車両が所定速度まで減速するように自動的に制動制御を行う装置(自動制動制御手段)をさらに備えている。具体的には、特定エリア内制御Bを開始してから所定時間後の自車速Vhと推奨車速Vgとを比較し、Vh>Vgの場合は、自車速Vhが推奨速度Vgに低下するまで強制減速度Dgを発生させる。これにより、減速するべき特定エリア内を走行中に、仮想バンプを生成することによっても減速しない場合には、自車両を強制的に減速することが可能となる。
(4)車両用運転操作補助装置1は、特定エリア内走行中に、所定時間継続して仮想バンプが生成される場合に、連続的な警報音を発生する装置(警報発生手段)をさらに備えている。具体的には、強制減速度Dgを発生させている間、聴覚情報提示装置80から連続的に警報音を発生する。これにより、強制減速度Dgが発生し、ただちに減速する必要があることを運転者に知らせることが可能となる。
30:車速センサ 50,50A:コントローラ
60:アクセルペダル反力制御装置 70制動制御装置
80:聴覚情報提示装置 85:視覚情報提示装置
90:アクティブサスペンション装置
Claims (18)
- 少なくとも、自車両と自車両前方に存在する障害物との距離、および自車速を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて、前記自車両と前記障害物との接近度合を示す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で算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、運転者が運転操作するための運転操作機器に発生させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記自車両の減速が必要な特定エリアを検出する特定エリア検出手段と、
前記自車両が前記特定エリアへ進入することを乗員に報知するために、前記自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、仮想的なスピードバンプ(以降、仮想バンプと呼ぶ)を生成する仮想バンプ生成手段とを備え、
前記仮想バンプ生成手段は、前記自車速が第1の所定速度よりも大きい場合に前記仮想バンプを生成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、
前記仮想バンプ生成手段は、前記自車両の前記特定エリアへの進入に加えて、前記自車両が特定エリアから退出することを前記乗員に報知するために前記仮想バンプを生成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または請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記特定エリア検出手段は、ナビゲーション装置から得られる情報に基づいて、前記特定エリアとしてスクールゾーン、住宅街、シルバーゾーン、および幼稚園周辺のいずれかを検出するとともに、前記特定エリアと前記自車両との位置関係を判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から請求項3のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記仮想バンプ生成手段は、前記自車両の前輪および後輪の制動力をそれぞれ制御することにより、前記仮想バンプを生成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3のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記仮想バンプ生成手段は、前記自車両の前輪および後輪に設置されたサスペンション装置のストローク量をそれぞれ制御することにより、前記仮想バンプを生成することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2または請求項3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記仮想バンプ生成手段は、さらに、前記自車両が前記特定エリア内を走行していることを前記乗員に報知するために前記仮想バンプを生成し、特定エリア進入前、特定エリア内走行中、および特定エリア退出時で、前記仮想バンプの生成方法を変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項6に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記特定エリア進入前において、前記仮想バンプ生成手段は前記自車両と前記特定エリアとの距離が所定距離まで低下すると前記仮想バンプを生成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7のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記仮想バンプ生成手段は、前記自車速が前記第1の所定速度よりも大きな第2の所定速度を超える場合は、前記仮想バンプを生成しないことを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記仮想バンプ生成手段は、前記スクールゾーン、前記住宅街、前記シルバーゾーン、および前記幼稚園周辺のいずれが前記特定エリアとして設定されているかに応じて、前記仮想バンプを生成する時間帯を制限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9のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記仮想バンプ生成手段によって前記仮想バンプが生成されていることを視覚情報により報知する視覚情報報知手段をさらに備え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10のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記仮想バンプ生成手段によって前記仮想バンプが生成されていることを聴覚情報により報知する聴覚情報報知手段をさらに備え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11のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両の前方に存在する一時停止が必要な地点を検出する一時停止地点検出手段と、
前記一時停止地点検出手段によって前記一時停止地点が検出される場合に、前記自車両から前記一時停止地点へとつづく仮想的な登坂路を設定し、前記自車両が前記仮想的な登坂路を走行したとすると発生する減速度を、前記自車両に発生させる仮想登坂路減速制御手段とをさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項12に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両が走行する道路の勾配を検出する勾配検出手段をさらに備え、
前記仮想登坂路減速制御手段は、前記勾配検出手段によって検出される前記勾配に応じて、前記減速度を調整することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2または請求項3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記特定エリア内走行中に、前記仮想バンプ生成手段によって所定時間継続して前記仮想バンプが生成される場合に、前記自車両が所定速度まで減速するよう自動的に制動制御を行う自動制動制御手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2または請求項3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記特定エリア内走行中に、前記仮想バンプ生成手段によって所定時間継続して前記仮想バンプが生成される場合に、連続的な警報音を発生する警報発生手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 少なくとも、自車両と自車両前方に存在する障害物との距離、および自車速に基づいて、前記自車両と前記障害物との接近度合を示すリスクポテンシャルを算出し、
前記リスクポテンシャルに基づいて、運転者が運転操作するための運転操作機器に発生させる操作反力を制御し、
前記自車両の減速が必要な特定エリアを検出し、
前記自車両が前記特定エリアへ進入することを乗員に報知するために、前記自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、前記自車速が第1の所定速度よりも大きい場合に、仮想的なスピードバンプを生成することを特徴とする車両用運転操作補助方法。 - 少なくとも、自車両と自車両前方に存在する障害物との距離、および自車速を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて、前記自車両と前記障害物との接近度合を示す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で算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、運転者が運転操作するための運転操作機器に発生させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記自車両の減速が必要な特定エリアを検出する特定エリア検出手段と、
前記自車両が前記特定エリアへ進入することを乗員に報知するために、前記自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、仮想的なスピードバンプ(以降、仮想バンプと呼ぶ)を生成する仮想バンプ生成手段とを有し、
前記仮想バンプ生成手段は、前記自車速が第1の所定速度よりも大きい場合に前記仮想バンプを生成する車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。 - 減速が必要な特定エリアを検出する特定エリア検出手段と、
自車両が前記特定エリアへ進入することを乗員に報知するために、前記自車両が道路上に設置されたスピードバンプを通過するときの車両挙動を擬似的に再現し、仮想的なスピードバンプを生成する仮想バンプ生成手段と、
前記仮想バンプ生成手段により生成する前記仮想的なスピードバンプを通過するタイミングに合わせて、運転者が運転操作するための運転操作機器に操作反力を付与する操作反力制御手段とを備え、
前記仮想バンプ生成手段は、前記自車速が第1の所定速度よりも大きい場合に前記仮想バンプを生成することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
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