JP4483248B2 - 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、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。
コントローラ60は、障害物状況認識部60Aにおいて、自車両の走行車速、および自車両と自車前方や右側の隣接車線に存在する他車両との相対位置や他車両の移動速度等の自車両周囲の障害物状況を認識する。リスクポテンシャル算出部60Bは、障害物状況認識部60Aで認識した障害物状況に基づいて、各障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを求める。
TTC=D/(V1−V0) ・・・(式1)
余裕時間TTCが小さいほど、自車両と側方車両との接近度合が大きいことを意味している。
THW=D/V0 ・・・(式2)
RP=a/THW+b/TTC ・・・(式3)
ここで、定数a、bは、車間時間THWおよび余裕時間TTCにそれぞれ適切な重み付けをするパラメータである。定数a、bは、予め適切に設定しておく。
dF=k1・RP ・・・(式4)
ここで、k1は定数であり、予め適切な値を設定しておく。
ΔV=V0−Vp0+α ・・・(式5)
F=dF+ΔF ・・・(式6)
F=dF ・・・(式7)
(1)コントローラ60は、自車両周囲の走行環境から自車両の左右方向に関するリスクポテンシャルRPを算出し、また、運転操作前に運転操作後の結果を推定する。コントローラ60は、推定結果に応じてリスクポテンシャルを補正し、補正したリスクポテンシャルを触覚を介して運転者に伝達する。このように、所定の運転操作を実際に行う前に、その運転操作によって得られる結果をリスクポテンシャルRPとともに触覚を介して運転者に伝達するので、運転者に対して効率的な運転操作を促すことができる。なお、第1の実施の形態においては、リスクポテンシャルRPを直接補正する代わりに、リスクポテンシャルRPを用いて算出する反力制御量dFを補正した。ただし、リスクポテンシャルRPを直接補正することももちろん可能である。すなわち、反力制御量dFはリスクポテンシャルRPに基づいて算出されるため、推定結果に応じてリスクポテンシャルRPを補正しても、反力制御量dFを補正しても、同様の効果を得ることができる。
(2)コントローラ60は、自車両が追い越しまたは車線変更を行う前に、これらの運転操作を行った後の結果、すなわち追い越しによる効果(追い越しメリット)を推定する。これにより、例えば自車両の前方に先行車がいる場合に、先行車を追い越すことによって効果が得られるかを推定し、推定結果を運転者に伝達して効率的な運転操作を促すことができる。
(3)ナビゲーションデータベース40は、自車両が走行する際の参考となる計画車速Vp0を記憶している。コントローラ60は、自車両の現在位置に対応する計画車速Vp0と自車速V0とに基づいて、追い越しメリットを推定する。これにより、自車両が追い越しまたは車線変更を行った場合に、自車両が目的地に到着するまでの予測時間を短縮できるかという観点で追い越しメリットを推定することができる。
(4)コントローラ60は、追い越しメリットがないと推定した場合にリスクポテンシャルRPを補正する。具体的には、追い越しメリットがない場合にリスクポテンシャルRPによって算出される反力制御量dFに振動反力ΔFを付加した。これにより、追い越しメリットがないことを触覚を介して運転者に確実に知らせることができる。
(5)車両用運転操作補助装置1においては、追い越しメリットに応じて補正したリスクポテンシャルRPを操舵反力を介して運転者に伝達する。運転者は常にステアリングホイール72に接触しているため、操舵反力を制御することにより運転者にリスクポテンシャルRPおよび追い越しメリットを確実に伝達することができる。
(6)車両用運転操作補助装置1は、追い越しメリットを表示装置110に表示する。これにより、触覚を介して追い越しメリットを伝達するとともに、視覚情報としても運転者に伝達することができる。
(7)コントローラ60は、追い越しメリットの推定結果に応じて、表示装置110における表示の色、大きさ、または点滅を制御する。例えば図7(c)に示すように、追い越しメリットがない場合はリスクポテンシャルRPの表示を点滅する。または、追い越しメリットがない場合はリスクポテンシャルRPの色や大きさを変更することができる。これにより、運転者は視覚を介して追い越しメリットがないことを容易に認識することができる。
(8)コントローラ60は、追い越しメリットとともにリスクポテンシャルRPを表示するので、運転者は視覚を介してリスクポテンシャルRPを容易に認識することができる。とくに操舵反力を介してリスクポテンシャルRPを伝達するシステムに慣れていない運転者に対しては、視覚情報を提供することにより、操舵反力を介したリスクポテンシャルRPの認識を補助することができる。
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。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3に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)コントローラ60は、自車両周囲のリスクポテンシャルRPを算出し、また、運転操作前に運転操作後の結果を推定する。コントローラ60は、リスクポテンシャルRPを触覚を介して運転者に伝達し、リスクポテンシャルRPおよび推定結果を表示する。これにより、運転者の効率的な運転操作を促すことができる。
(2)コントローラ60は、自車両が追い越しまたは車線変更を行う前に、これらの運転操作を行った後の結果、すなわち追い越しメリットを推定し、リスクポテンシャルRPを操舵反力を介して運転者に伝達する。すなわち、追い越しメリットおよびリスクポテンシャルRPは操舵反力を介して運転者に伝達される。このように、追い越し動作を行う際に操作するステアリングホイール72の反力を追い越しメリットに応じて制御することにより、これらの情報を確実に運転者に伝達することができる。
(3)コントローラ60は、追い越しメリットの推定結果に応じて、表示装置110における表示の色、大きさ、または点滅を制御する。例えば図8(a)(b)または図9(a)(b)に示すように、追い越しメリットがある場合は自車線Eを消灯し、追い越しメリットがない場合は自車線Eを点灯する。これにより、運転者は視覚を介して追い越しメリットがないことを容易に認識することができる。また、追い越しメリットがない場合に自車両Dを大きく表示したり、リスクポテンシャルRPの表示を点滅させることもできる。
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構成は、図3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2の実施の形態との相違点を主に説明する。
Δt=(Dp0/Vp0−Dp0/V0)+β ・・・(式8)
ナビゲーションデータベース40は、自車両が倉庫する際の参考となる計画車速と、自車両の進行方向に存在し、自車両が減速する可能性のあるイベントを記憶している。コントローラ60は、自車両の現在位置に対応する計画車速Vp0と、現在位置から直近のイベントまでの距離Dp0と、自車速V0とに基づいて追い越しメリットを推定する。これにより、自車両が追い越しまたは車線変更を行った場合に、自車両が目的地に到着するまでの予測時間を短縮できるかという観点で追い越しメリットを推定することができる。
以下に、本発明の第4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4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3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2の実施の形態との相違点を主に説明する。
F1=k1・RP ・・・(式9)
なお、ここで算出する基準反力制御量F1は、上述した第1から第3の実施の形態で(式4)を用いて算出した反力制御量dFと同等である。
F2=k2・max(ΔV,0) ・・・(式10)
ここで、k2は定数である。
dFc=F1+F2
=k1・RP+k2・max(ΔV,0) ・・・(式11)
コントローラ60は、追い越しメリットがない場合に、リスクポテンシャルRPを補正する。ここでは、リスクポテンシャルRPと追い越しメリットに基づいて反力制御量dFcを算出し、追い越しメリットがない場合にはメリットがある場合に比べて反力制御量dFcを大きくする。これにより、追い越しメリットがないことを触覚を介して運転者に確実に伝達することができる。
図15(a)〜(c)および図16(a)〜(c)に、後側方カメラ21等のセンサによって自車両の右側方の他車両を検出する場合の表示例を示す。図15(a)(b)は、上述した第2の実施の形態の図8(a)(b)と同様である。すなわち、図15(a)(b)は、追い越しメリットがあるときに、右隣接車線上に他車両が存在しない場合と、他車両が存在して横方向のリスクポテンシャルRPが発生している場合の表示例をそれぞれ示している。追い越しメリットがあるため、表示モニタM上で自車線Eは消灯し、隣接車線Fは点灯している。
20:前方カメラ
30:車速センサ
40:ナビゲーションデータベース
60:コントローラ
70:操舵反力制御装置
71:サーボモータ
72:ステアリングホイール
110:表示装置
Claims (8)
- 自車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
前記走行環境検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両の左右方向に関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、
前記自車両が追い越しまたは車線変更動作を行う前に、ナビゲーションシステムによって設定される目的地までの到着予測に対して、追い越しまたは車線変更動作を行うことによってメリットが得られるかを推定する推定手段と、
前記推定手段による推定結果に応じて、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルを補正するリスクポテンシャル補正手段と、
前記リスクポテンシャル補正手段で補正されたリスクポテンシャルを運転者に伝達する情報伝達手段とを備え、
前記リスクポテンシャル補正手段は、前記推定手段によって追い越しまたは車線変更を行った場合にメリットが得られないと推定されると、前記リスクポテンシャルを補正し、
前記自車両が走行する際の参考となる計画車速を記憶する計画車速記憶手段をさらに備え、
前記走行環境検出手段は、少なくとも自車速または前記自車両の前方に存在する先行車の先行車速を検出し、
前記推定手段は、前記計画車速記憶手段から取得する前記自車両の現在位置に対応する前記計画車速と、前記走行環境検出手段によって検出される前記自車速または前記先行車速とに基づいて、追い越しまたは車線変更後のメリットを推定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 自車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
前記走行環境検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両の左右方向に関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、
前記自車両が追い越しまたは車線変更動作を行う前に、ナビゲーションシステムによって設定される目的地までの到着予測に対して、追い越しまたは車線変更動作を行うことによってメリットが得られるかを推定する推定手段と、
前記推定手段による推定結果に応じて、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルを補正するリスクポテンシャル補正手段と、
前記リスクポテンシャル補正手段で補正されたリスクポテンシャルを運転者に伝達する情報伝達手段とを備え、
前記リスクポテンシャル補正手段は、前記推定手段によって追い越しまたは車線変更を行った場合にメリットが得られないと推定されると、前記リスクポテンシャルを補正し、
前記自車両が走行する際の参考となる計画車速と、前記自車両の進行方向に存在し、前記自車両が減速する可能性のある事象とを記憶する情報記憶手段をさらに備え、
前記走行環境検出手段は、少なくとも自車速を検出し、
前記推定手段は、前記情報記憶手段から取得する前記自車両の現在位置に対応する前記計画車速と、前記現在位置から前記事象までの距離と、前記走行環境検出手段によって検出される前記自車速とに基づいて、追い越しまたは車線変更後のメリットを推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、
前記情報伝達手段は、触覚を介して運転者に情報伝達する触覚情報伝達手段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、
前記情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを操舵反力を介して運転者に伝達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4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、
前記推定手段による推定結果を表示する表示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5に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記推定結果による推定結果によって前記表示手段に表示する色、大きさ、または点滅を制御する表示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5または請求項6に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示手段は、前記推定結果とともに前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルを表示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を備えることを特徴とする車両。
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