JP4483827B2 - 車両用運転操作補助装置 - Google Patents
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Description
本発明による車両用運転操作補助装置は、車両状態および車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段と、状況認識手段の検出結果に基づいて自車両の前後方向のリスク度を算出するリスク度算出手段と、リスク度算出手段で算出された前後方向のリスク度に応じて、前後方向のリスク度が大きくなるほどアクセルペダル反力指令値が大きくなるようにアクセルペダル反力指令値を算出するアクセルペダル反力算出手段と、アクセルペダル反力算出手段によって算出されたアクセルペダル反力指令値に応じて、アクセルペダルに操作反力を発生させるアクセルペダル反力発生手段と、前後方向のリスク度の影響を受けない走行状態へ移行するための運転者の運転行動意図を検出する運転行動意図検出手段と、運転行動意図検出手段で運転行動意図が検出されると、リスク度算出手段で算出される前後方向のリスク度が同じであっても、運転行動意図が検出されない場合に比べて、アクセルペダル反力発生手段で発生する操作反力を小さくするアクセルペダル反力調整手段とを有し、アクセルペダル反力算出手段は、所定の最小リスク度に対応する第1の反力指令値と所定の最大リスク度に対応する第2の反力指令値との間で、前後方向のリスク度が大きくなるほど反力指令値が大きくなるよう設定された第2の反力特性に従って反力指令値を算出し、アクセルペダル反力調整手段は、所定の運転行動意図が検出された場合には、第1の反力指令値と、第2の反力指令値よりも小さい第4の反力指令値との間で、前後方向のリスク度が大きくなるほど反力指令値が大きくなるよう反力特性を補正する。
本発明による車両用運転操作補助方法は、車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、検出した車両状態および車両周囲の走行環境に基づいて自車両の前後方向のリスク度を算出し、算出した前後方向のリスク度に応じて、前後方向のリスク度が大きくなるほどアクセルペダル反力指令値が大きくなるようにアクセルペダル反力指令値を算出し、算出したアクセルペダル反力指令値に応じて、アクセルペダルに操作反力を発生させ、前後方向のリスク度の影響を受けない走行状態へ移行するための運転者の運転行動意図を検出し、運転行動意図が検出されると、算出された前後方向のリスク度が同じであっても、運転行動意図が検出されない場合に比べて、アクセルペダルに発生させる操作反力を小さくし、アクセルペダル反力指令値の算出において、所定の最小リスク度に対応する第1の反力指令値と所定の最大リスク度に対応する第2の反力指令値との間で、前後方向のリスク度が大きくなるほど反力指令値が大きくなり、最大のリスク度を超えると反力指令値が第2の反力指令値よりも大きい第3の反力指令値まで不連続に増加するよう設定された第1の反力特性に従って反力指令値を算出し、アクセルペダルに発生させる操作反力を小さくする際には、所定の運転行動意図が検出された場合に、前後方向のリスク度が最大のリスク度を上回る場合の反力指令値が第3の反力指令値よりも小さくなるように反力特性を補正する。
本発明による車両用運転操作補助方法は、車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、検出した車両状態および車両周囲の走行環境に基づいて自車両の前後方向のリスク度を算出し、算出した前後方向のリスク度に応じて、前後方向のリスク度が大きくなるほどアクセルペダル反力指令値が大きくなるようにアクセルペダル反力指令値を算出し、算出したアクセルペダル反力指令値に応じて、アクセルペダルに操作反力を発生させ、前後方向のリスク度の影響を受けない走行状態へ移行するための運転者の運転行動意図を検出し、運転行動意図が検出されると、算出された前後方向のリスク度が同じであっても、運転行動意図が検出されない場合に比べて、アクセルペダルに発生させる操作反力を小さくし、アクセルペダル反力指令値の算出において、所定の最小リスク度に対応する第1の反力指令値と所定の最大リスク度に対応する第2の反力指令値との間で、前後方向のリスク度が大きくなるほど反力指令値が大きくなるよう設定された第2の反力特性に従って反力指令値を算出し、アクセルペダルに発生させる操作反力を小さくする際には、所定の運転行動意図が検出された場合に、第1の反力指令値と、第2の反力指令値よりも小さい第4の反力指令値との間で、前後方向のリスク度が大きくなるほど反力指令値が大きくなるよう反力特性を補正する。
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を搭載する車両の構成図である。
リスク度算出部50は、レーザレーダ10,画像処理装置30および車速センサ40から入力される先行車両までの車間距離Dや相対速度Vr、および自車両の走行車速Vfといった走行状況を認識し、走行状況に基づいて先行車までの現在の接近度合と、今後予測される先行車両の動向による自車両への影響度合とをそれぞれ算出する。さらに、リスク度算出部50は、算出した接近度合と予測影響度合とから将来の走行状況におけるリスク度RPを予測する。ここでは、先行車までの接近度合として余裕時間TTCを、予測される影響度合として車間時間THWを算出する。
余裕時間TTC=D/Vr (式1)
車間時間THW=D/Vf (式2)
RP=a/THW+b/TTC (式3)
(式3)に示すように、リスク度RPは余裕時間TTCと車間時間THWとを足し合わせて、連続的に表現される物理量である。なお、a、bは、接近度合および予測影響度合にそれぞれ適切な重み付けをするためのパラメータであり、a<bとなるように、適切に設定する。パラメータa、bの値は、例えば、車間時間THW、余裕時間TTCの統計から推定されるa=1,b=8程度に設定することが望ましい。
ΔF=k・RPn (式4)
(1)運転行動検出部200の検出結果に基づいて、アクセルペダル60に発生するペダル反力Fを調整するようにした。すなわち、運転行動意図が検出されると、リスク度RPに応じたペダル反力Fを発生させながら、運転者が意図する運転行動を妨げないようにペダル反力Fを調整する。これにより、運転者の運転行動意図に応じたアクセルペダル反力制御を行うことができ、運転者に与える煩わしさを低減することができる。
(2)運転行動検出部200によって所定の運転行動意図が検出されると、リスク度RPに対するペダル反力特性を補正し、リスク度RPおよび運転行動意図に基づいてペダル反力Fを設定するようにした。これにより、リスク度RPをアクセルペダル反力Fとして運転者に認識させることができるとともに、運転行動意図に応じたアクセルペダル反力制御を行うことができる。
(3)運転行動意図検出部200によって所定の運転行動意図が検出された場合は、運転行動意図が検出されない場合に比べてアクセルペダル操作が容易に行えるように、運転行動意図が検出されない場合に比べてペダル反力Fを小さくする。これにより、運転者の運転行動意図に応じたアクセルペダル反力制御を行うことができ、運転者に与える煩わしさを低減することができる。
(4)リスク度RPに対するペダル反力特性は、最小のリスク度RPminに対応する最小値ΔFmin(第1の反力指令値)と最大のリスク度RPmaxに対応する最大値ΔFmax(第2の反力指令値)との間で、リスク度RPが大きくなるほど反力増加量ΔFが増加し、最大のリスク度RPmaxを超えると反力増加量ΔFが反力最大値ΔFmax_actr(第3の反力指令値)まで不連続に増加するように設定される。所定の運転行動意図が検出されると、リスク度RPが最大のリスク度RPmaxを上回る場合の反力増加量ΔFが反力最大値ΔFmax_actrよりも小さくなるように設定されるので、ペダル反力Fが不連続に増加することによるアクセルペダル60が跳ね上げられるような違和感を運転者に与えることがない。
(5)運転行動検出部200によって車線変更意図を検出するので、とくに車線変更を意図しているにも関わらず隣接車線に他車両が存在する等の理由で車線変更を実行できない場合に、ペダル反力Fの増加による煩わしさを与えることがない。これにより、運転者の意図に応じた運転操作を行うことができる。
(6)運転行動検出部200は、ウィンカーの操作状態の基づいて車線変更意図を検出するので、車線変更意図を検出するための特別な装置を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
(7)リスク度算出部50は、自車速Vfと車間距離Dとに基づいて先行車両への接近度合を示す車間時間THWを算出し、相対車速Vrと車間距離Dとに基づいて先行車両の挙動変化による自車両への影響度合を示す余裕時間TTCを算出する。そして、車間時間THWと余裕時間TTCとを用いてリスク度RPを算出するので、自車両のリスク度RPを正確に算出することができる。
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、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
ΔFc=c×k×RPn (式5)
(1)所定の運転行動意図が検出された場合には、リスク度RPが同じであっても所定の運転行動意図が検出されない場合に比べて反力増加量ΔFが小さくなるように反力特性を補正する。これにより、運転者の意図に反してアクセルペダル60が押し戻されるような違和感を運転者に与えることを抑制できる。
(2)リスク度RPに対するペダル反力特性は、最小のリスク度RPminに対応する最小値ΔFmin(第1の反力指令値)と最大のリスク度RPmaxに対応する最大値ΔFmax(第2の反力指令値)との間で、リスク度RPが大きくなるほど反力増加量ΔFが増加するように設定される。所定の運転行動意図が検出されると、反力増加量の最大値ΔFmaxを小さくした反力特性に補正する。これにより、所定の運転行動意図が検出された場合には同一のリスク度RPに対して発生するペダル反力Fが小さくなり、運転者に与える違和感を低減することができる。
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。図12に、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を示す。図12において、図1および図2に示した第1の実施の形態と同一の機能を有する要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
RPc=kp×(a/THW+b/TTC) (式6)
リスク度補正部220は、補正値RPcをリスク度RPとしてアクセルペダル反力制御装置70へ出力する。
(1)所定の運転行動意図が検出されると、レーザレーダ10,前方カメラ20および車速センサ40によって検出される車両状態および車両周囲の環境に対するリスク度RPの特性を補正するようにした。これにより、運転者が実際に感じるリスクに沿ったリスク度RPを算出することができる。さらに、運転者の感覚に沿ったアクセルペダル反力制御を行うことができる。
(2)所定の運転行動意図が検出されると、車両状態および走行環境が同じであってもリスク度RPが小さくなるようにリスク度RPの特性を補正する。これにより、運転者が感じるリスクに沿ったリスク度RPを算出することができる。とくに所定の運転行動意図として車線変更意図を検出することにより、運転者の実際の感覚に沿ったリスク度RPを算出することができる。例えば、車線変更を意図しているにもかかわらず隣接車線に他車両が存在して車線変更を実行できずに先行車両に接近している場合、車線変更を意図していない場合に比べてリスク度RPが低くなり、運転者の実際の感覚に沿ったリスク度RPを算出することができる。
(3)所定の運転行動意図が検出されると、(式6)に示すようにリスク度RPの算出式に所定の定数を乗じてリスク度RPが小さくなるように補正するので、運転者の感覚に沿ったリスク度RPを容易に算出することができる。
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12に示す第3の実施の形態と同様である。第4の実施の形態は、リスク度補正部220におけるリスク度RPの補正値の算出方法が第3の実施の形態と異なっている。
RPc1=kpw×a/THW+b/TTC (式7)
ここで、kpwは定数であり、0<kpw<1となるように適切に設定する。なお、先行車両に追従している場合、相対車速Vr=0であるため、b/TTC=0となる。
20:車速センサ
30:前方カメラ
40:画像処理装置
50:リスク度算出部
60:アクセルペダル
70:アクセルペダル反力制御装置
80:サーボモータ
81:アクセルペダルストロークセンサ
200:運転行動検出部
210:ペダル反力特性補正部
220:リスク度補正部
Claims (7)
- 車両状態および車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段と、
前記状況認識手段の検出結果に基づいて自車両の前後方向のリスク度を算出するリスク度算出手段と、
前記リスク度算出手段で算出された前記前後方向のリスク度に応じて、前記前後方向のリスク度が大きくなるほどアクセルペダル反力指令値が大きくなるように前記アクセルペダル反力指令値を算出するアクセルペダル反力算出手段と、
前記アクセルペダル反力算出手段によって算出されたアクセルペダル反力指令値に応じて、前記アクセルペダルに操作反力を発生させるアクセルペダル反力発生手段と、
前記前後方向のリスク度の影響を受けない走行状態へ移行するための運転者の運転行動意図を検出する運転行動意図検出手段と、
前記運転行動意図検出手段で前記運転行動意図が検出されると、前記リスク度算出手段で算出される前記前後方向のリスク度が同じであっても、前記運転行動意図が検出されない場合に比べて、前記アクセルペダル反力発生手段で発生する操作反力を小さくするアクセルペダル反力調整手段とを有し、
前記アクセルペダル反力算出手段は、所定の最小リスク度に対応する第1の反力指令値と所定の最大リスク度に対応する第2の反力指令値との間で、前記前後方向のリスク度が大きくなるほど前記反力指令値が大きくなり、前記最大のリスク度を超えると前記反力指令値が前記第2の反力指令値よりも大きい第3の反力指令値まで不連続に増加するよう設定された第1の反力特性に従って前記反力指令値を算出し、
前記アクセルペダル反力調整手段は、前記所定の運転行動意図が検出された場合には、前記前後方向のリスク度が前記最大のリスク度を上回る場合の反力指令値が前記第3の反力指令値よりも小さくなるように前記反力特性を補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 車両状態および車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段と、
前記状況認識手段の検出結果に基づいて自車両の前後方向のリスク度を算出するリスク度算出手段と、
前記リスク度算出手段で算出された前記前後方向のリスク度に応じて、前記前後方向のリスク度が大きくなるほどアクセルペダル反力指令値が大きくなるように前記アクセルペダル反力指令値を算出するアクセルペダル反力算出手段と、
前記アクセルペダル反力算出手段によって算出されたアクセルペダル反力指令値に応じて、前記アクセルペダルに操作反力を発生させるアクセルペダル反力発生手段と、
前記前後方向のリスク度の影響を受けない走行状態へ移行するための運転者の運転行動意図を検出する運転行動意図検出手段と、
前記運転行動意図検出手段で前記運転行動意図が検出されると、前記リスク度算出手段で算出される前記前後方向のリスク度が同じであっても、前記運転行動意図が検出されない場合に比べて、前記アクセルペダル反力発生手段で発生する操作反力を小さくするアクセルペダル反力調整手段とを有し、
前記アクセルペダル反力算出手段は、所定の最小リスク度に対応する第1の反力指令値と所定の最大リスク度に対応する第2の反力指令値との間で、前記前後方向のリスク度が大きくなるほど前記反力指令値が大きくなるよう設定された第2の反力特性に従って前記反力指令値を算出し、
前記アクセルペダル反力調整手段は、前記所定の運転行動意図が検出された場合には、前記第1の反力指令値と、前記第2の反力指令値よりも小さい第4の反力指令値との間で、前記前後方向のリスク度が大きくなるほど前記反力指令値が大きくなるよう前記反力特性を補正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、
前記運転行動意図検出手段で検出する運転行動意図は、車線変更意図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3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転行動意図検出手段は、ウィンカーの操作状態を検出し、検出したウィンカーの操作状態に基づいて車線変更意図を検出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、
前記状況認識手段は、自車速と、前記自車両と先行車両との相対車速および車間距離とを検出し、
前記リスク度算出手段は、前記自車速と前記車間距離とに基づく車間時間と、前記相対車速と前記車間距離とに基づく余裕時間とを用いて前記前後方向のリスク度を算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
検出した前記車両状態および前記車両周囲の走行環境に基づいて自車両の前後方向のリスク度を算出し、
算出した前記前後方向のリスク度に応じて、前記前後方向のリスク度が大きくなるほどアクセルペダル反力指令値が大きくなるように前記アクセルペダル反力指令値を算出し、
算出した前記アクセルペダル反力指令値に応じて、前記アクセルペダルに操作反力を発生させ、
前記前後方向のリスク度の影響を受けない走行状態へ移行するための運転者の運転行動意図を検出し、
前記運転行動意図が検出されると、算出された前記前後方向のリスク度が同じであっても、前記運転行動意図が検出されない場合に比べて、前記アクセルペダルに発生させる操作反力を小さくし、
前記アクセルペダル反力指令値の算出において、所定の最小リスク度に対応する第1の反力指令値と所定の最大リスク度に対応する第2の反力指令値との間で、前記前後方向のリスク度が大きくなるほど前記反力指令値が大きくなり、前記最大のリスク度を超えると前記反力指令値が前記第2の反力指令値よりも大きい第3の反力指令値まで不連続に増加するよう設定された第1の反力特性に従って前記反力指令値を算出し、
前記アクセルペダルに発生させる前記操作反力を小さくする際には、前記所定の運転行動意図が検出された場合に、前記前後方向のリスク度が前記最大のリスク度を上回る場合の反力指令値が前記第3の反力指令値よりも小さくなるように前記反力特性を補正することを特徴とする車両用運転操作補助方法。 - 車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
検出した前記車両状態および前記車両周囲の走行環境に基づいて自車両の前後方向のリスク度を算出し、
算出した前記前後方向のリスク度に応じて、前記前後方向のリスク度が大きくなるほどアクセルペダル反力指令値が大きくなるように前記アクセルペダル反力指令値を算出し、
算出した前記アクセルペダル反力指令値に応じて、前記アクセルペダルに操作反力を発生させ、
前記前後方向のリスク度の影響を受けない走行状態へ移行するための運転者の運転行動意図を検出し、
前記運転行動意図が検出されると、算出された前記前後方向のリスク度が同じであっても、前記運転行動意図が検出されない場合に比べて、前記アクセルペダルに発生させる操作反力を小さくし、
前記アクセルペダル反力指令値の算出において、所定の最小リスク度に対応する第1の反力指令値と所定の最大リスク度に対応する第2の反力指令値との間で、前記前後方向のリスク度が大きくなるほど前記反力指令値が大きくなるよう設定された第2の反力特性に従って前記反力指令値を算出し、
前記アクセルペダルに発生させる前記操作反力を小さくする際には、前記所定の運転行動意図が検出された場合に、前記第1の反力指令値と、前記第2の反力指令値よりも小さい第4の反力指令値との間で、前記前後方向のリスク度が大きくなるほど前記反力指令値が大きくなるよう前記反力特性を補正することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
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