JP4483837B2 - 車両用運転操作補助装置およびその装置を備えた車両 - Google Patents
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Description
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。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段と、走行状況認識手段で検出される車両状態および走行環境に基づいて自車両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、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に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を調整する反力調整手段と、車両操作機器に操作反力を発生する操作反力発生手段と、運転者が自車両を運転する際に操作する車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出する操作状態検出手段と、操作状態検出手段で検出される車両操作機器の操作状態に基づいて、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が同等である場合には運転者に同等の操作反力を感じさせるように、反力調整手段で調整する車両操作機器の操作反力を補正する反力補正手段とを有し、車両操作機器はアクセルペダルであり、操作状態検出手段は、車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、反力補正手段は、操作状態検出手段によって検出されるアクセルペダル操作速度および操作方向に応じてアクセルペダルの操作反力を補正し、反力補正手段は、アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が小さくなるように補正し、アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が遅くなるほど、操作反力が大きくなるように補正する。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段と、走行状況認識手段で検出される車両状態および走行環境に基づいて自車両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、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に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を調整する反力調整手段と、車両操作機器に操作反力を発生する操作反力発生手段と、運転者が自車両を運転する際に操作する車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出する操作状態検出手段と、操作状態検出手段で検出される車両操作機器の操作状態に基づいて、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が同等である場合には運転者に同等の操作反力を感じさせるように、反力調整手段で調整する車両操作機器の操作反力を補正する反力補正手段とを有し、車両操作機器はアクセルペダルであり、操作状態検出手段は、車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、反力補正手段は、操作状態検出手段によって検出されるアクセルペダル操作速度および操作方向に応じてアクセルペダルの操作反力を補正し、反力補正手段は、アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が小さくなるように補正し、アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が小さくなるように補正する。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、検出された車両状態および走行環境に基づいて自車両に関するリスクポテンシャルを算出し、算出されたリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御し、運転者が自車両を運転する際に操作する車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出し、検出された車両操作機器の操作状態に基づいて、算出されたリスクポテンシャルが同等である場合には運転者に同等の操作反力を感じさせるように、車両操作機器に発生させる操作反力を補正し、車両操作機器はアクセルペダルであり、車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、操作反力の補正において、アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が小さくなるように補正し、アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が大きくなるように補正する。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、検出された車両状態および走行環境に基づいて自車両に関するリスクポテンシャルを算出し、算出されたリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御し、運転者が自車両を運転する際に操作する車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出し、検出された車両操作機器の操作状態に基づいて、算出されたリスクポテンシャルが同等である場合には運転者に同等の操作反力を感じさせるように、車両操作機器に発生させる操作反力を補正し、車両操作機器はアクセルペダルであり、車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、操作反力の補正において、アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が小さくなるように補正し、アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が遅くなるほど、操作反力が大きくなるように補正する。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、検出された車両状態および走行環境に基づいて自車両に関するリスクポテンシャルを算出し、算出されたリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御し、運転者が自車両を運転する際に操作する車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出し、検出された車両操作機器の操作状態に基づいて、算出されたリスクポテンシャルが同等である場合には運転者に同等の操作反力を感じさせるように、車両操作機器に発生させる操作反力を補正し、車両操作機器はアクセルペダルであり、車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、操作反力の補正において、アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が小さくなるように補正し、アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、アクセルペダル操作速度が速くなるほど、操作反力が小さくなるように補正する。
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。図3は、アクセルペダル周辺の構成を示す図である。
アクセルペダル63を操作する際、運転者はアクセルペダル63の操作反力を抗力として感じている。運転者がアクセルペダル63を踏み込んでいる場合は、図4のペダル反力特性Finiに示すようにストローク量Sに応じたペダル反力Fが発生し、アクセルペダル63からの抗力を強く感じている。また、運転者が積極的にアクセルペダル63を踏み込むほど、すなわち速く踏み込むほど、より大きな抗力を感じる。一方、アクセルペダル63を戻している場合は、アクセルペダル63を操作する方向と抗力が発生する方向とが同じであるため、運転者はアクセルペダル63からの抗力を感じにくい。アクセルペダル63を速く戻すほど、運転者は、より一層、抗力を感じにくくなる。したがって、同一のリスクポテンシャルRPに対して同一のアクセルペダル反力Fを発生させた場合にも、アクセルペダル63の操作状態によっては運転者がアクセルペダル反力Fから受ける感覚が異なる。
ステップS102では、自車両の走行状態および障害物状況といった、自車両周囲の走行状況を読み込む。具体的には、レーザレーダ10によって検出される障害物、例えば自車線前方の先行車までの車間距離Dおよび自車両と先行車との相対車速Vrを読み込む。さらに、車速センサ20によって検出される自車両の車速Vfを読み込む。
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)
ここで、a、bは、定数であり、例えばa=1,b=8に設定する。
F(RP)=k・RP (式4)
ここで、kは適切に設定された定数である。このように、反力増加量F(RP)はリスクポテンシャルRPに比例する。
ΔF=F(RP)+ΔF(Vp) (式5)
このように、反力制御量ΔFは、反力増加量ΔF(RP)に反力補正量ΔF(Vp)を加算することにより算出する。
(1)運転者によるアクセルペダル63の操作状態に応じてアクセルペダル反力Fを調整するようにした。運転者がアクセルペダル反力Fから受ける感覚は操作状態によって異なるが、アクセルペダル反力Fを補正することにより、自車両周囲のリスクポテンシャルRPを正確に運転者に知らせることができる。すなわち、アクセルペダル63の操作状態によらず、リスクポテンシャルRPが同等である場合には運転者に同等のアクセルペダル反力Fを感じさせることができ、リスクポテンシャルRPを正確に伝達することができる。
(2)アクセルペダル63の操作速度Vpおよび操作方向を検出し、操作速度Vpおよび操作方向に応じてアクセルペダル反力Fを補正するので、運転者の操作状態を正確に検出し、運転者の感覚にあったアクセルペダル反力制御およびリスクポテンシャルRPの伝達を行うことができる。
(3)運転者がアクセルペダル63から受ける抗力を考慮して、アクセルペダル反力Fを補正した。具体的には、図7に示すように、アクセルペダル63を踏み込んでいる場合に、操作速度Vpが速くなるほどアクセルペダル反力Fが小さくなるように補正し、アクセルペダル63を戻している場合には、操作速度Vpが速くなるほどアクセルペダル反力Fが大きくなるように補正した。これにより、アクセルペダル63を踏み込んでアクセルペダル63からの抗力を大きく受ける場合には、アクセルペダル反力Fが小さくなるため、アクセルペダル63の操作性を維持しながらリスクポテンシャルRPを確実に運転者に伝達することができる。一方、アクセルペダル63を戻している場合には、アクセルペダル反力Fが大きくなるため、アクセルペダル63からの抗力が小さい場合にもリスクポテンシャルRPを確実に運転者に伝達することができる。
(4)アクセルペダル操作速度Vpの大きさに応じて、運転者がアクセルペダル63を踏み込んでいるか、保持しているか、あるいは戻しているかを判断し、アクセルペダル63を踏み込んでいる場合と、保持あるいは戻している場合とで、アクセルペダル反力Fの補正方法が異なるように設定した。操作速度Vpの絶対値が所定値Vp0よりも遅くアクセルペダル63を保持している場合は、アクセルペダル63を戻している場合と運転者の感覚がほぼ等しくなる。すなわち、アクセルペダル63からの抗力を感じにくくなっている。そこで、操作速度Vpが所定値Vp0以下となるとアクセルペダル反力Fを大きくするように調整することにより、リスクポテンシャルRPを確実に運転者に伝達することができる。
上述した図6のステップS109における処理では、図7のマップを用いて、アクセルペダル63の操作状態によらず、リスクポテンシャルRPが同等の場合には運転者が同等のアクセルペダル反力Fを感じることができるような反力補正量ΔF(Vp)を算出した。そこで、適切な反力補正量ΔF(Vp)を算出することができれば、図7のマップ以外のマップを用いることもできる。図8に、アクセルペダル操作速度Vpに対する反力補正量ΔF(Vp)のマップの他の例を示す。
図9に、アクセルペダル操作速度Vpに対する反力補正量ΔF(Vp)のマップの他の例を示す。
図9のマップは、アクセルペダル操作速度Vpが小さい領域に、操作速度Vpが変化しても反力補正量ΔF(Vp)が変化しない不感帯を設けている。具体的には、図9に示すように、アクセルペダル操作速度Vpが0から所定値Vp0以下の範囲に不感帯を設けている。また、アクセルペダル操作速度Vpが所定値Vp0を上回り、アクセルペダル63を踏み込んでいる場合の反力補正量ΔF(Vp)の傾きが、操作速度Vpが0未満でアクセルペダル63を保持または戻している場合の傾きよりも大きくなるように設定されている。
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、図面を用いて説明する。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、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。
以下に、本発明の第3の実施の形態について、図面を用いて説明する。第3の実施の形態においては、反力補正量ΔF(Vp)の算出方法のみが、上述した第2の実施の形態と異なっている。第3の実施の形態においても、第2の実施の形態のように、アクセルペダル反力Fに対する運転者の感度を考慮して反力補正量ΔF(Vp)を算出する。
20:車速センサ
30: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
62:アクセルペダルストロークセンサ
63:アクセルペダル
Claims (13)
- 自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段と、
前記走行状況認識手段で検出される前記車両状態および前記走行環境に基づいて前記自車両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に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を調整する反力調整手段と、
前記車両操作機器に操作反力を発生する操作反力発生手段と、
運転者が前記自車両を運転する際に操作する前記車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出する操作状態検出手段と、
前記操作状態検出手段で検出される前記車両操作機器の前記操作状態に基づいて、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が同等である場合には前記運転者に同等の操作反力を感じさせるように、前記反力調整手段で調整する前記車両操作機器の操作反力を補正する反力補正手段とを有し、
前記車両操作機器はアクセルペダルであり、
前記操作状態検出手段は、前記車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、
前記反力補正手段は、前記操作状態検出手段によって検出されるアクセルペダル操作速度および操作方向に応じて前記アクセルペダルの操作反力を補正し、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように補正し、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が大きくなるように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に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合の、前記アクセルペダル操作速度に対する前記操作反力の補正量を、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合の、前記アクセルペダル操作速度に対する前記操作反力の補正量よりも大きく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、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダル操作速度が所定値よりも遅い領域に、前記アクセルペダル操作速度に対する前記操作反力の補正量の特性に不感帯を設けた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、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が所定値よりも遅い領域では、前記アクセルペダル操作速度が遅くなるほど前記操作反力が大きくなるように補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段と、
前記走行状況認識手段で検出される前記車両状態および前記走行環境に基づいて前記自車両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に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を調整する反力調整手段と、
前記車両操作機器に操作反力を発生する操作反力発生手段と、
運転者が前記自車両を運転する際に操作する前記車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出する操作状態検出手段と、
前記操作状態検出手段で検出される前記車両操作機器の前記操作状態に基づいて、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が同等である場合には前記運転者に同等の操作反力を感じさせるように、前記反力調整手段で調整する前記車両操作機器の操作反力を補正する反力補正手段とを有し、
前記車両操作機器はアクセルペダルであり、
前記操作状態検出手段は、前記車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、
前記反力補正手段は、前記操作状態検出手段によって検出されるアクセルペダル操作速度および操作方向に応じて前記アクセルペダルの操作反力を補正し、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように補正し、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が遅くなるほど、前記操作反力が大きくなるように補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段と、
前記走行状況認識手段で検出される前記車両状態および前記走行環境に基づいて前記自車両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に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を調整する反力調整手段と、
前記車両操作機器に操作反力を発生する操作反力発生手段と、
運転者が前記自車両を運転する際に操作する前記車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出する操作状態検出手段と、
前記操作状態検出手段で検出される前記車両操作機器の前記操作状態に基づいて、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が同等である場合には前記運転者に同等の操作反力を感じさせるように、前記反力調整手段で調整する前記車両操作機器の操作反力を補正する反力補正手段とを有し、
前記車両操作機器はアクセルペダルであり、
前記操作状態検出手段は、前記車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、
前記反力補正手段は、前記操作状態検出手段によって検出されるアクセルペダル操作速度および操作方向に応じて前記アクセルペダルの操作反力を補正し、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように補正し、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように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6に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合の、前記アクセルペダル操作速度に対する前記操作反力の補正量の変化率を、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合の、前記アクセルペダル操作速度に対する前記操作反力の補正量の変化率よりも大きくすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項5から請求項7のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記反力補正手段は、前記アクセルペダル操作速度が所定値よりも遅い領域に、前記操作反力の補正量の不感帯を設けた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8のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記反力補正手段は、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減少傾向にある場合は、前記操作反力の補正量を実質的に0と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。
- 自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
検出された前記車両状態および前記走行環境に基づいて前記自車両に関するリスクポテンシャルを算出し、
算出された前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御し、
運転者が前記自車両を運転する際に操作する前記車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出し、
検出された前記車両操作機器の前記操作状態に基づいて、算出された前記リスクポテンシャルが同等である場合には前記運転者に同等の操作反力を感じさせるように、前記車両操作機器に発生させる操作反力を補正し、
前記車両操作機器はアクセルペダルであり、
前記車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、
前記操作反力の補正において、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように補正し、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が大きくなるように補正することを特徴とする車両用運転操作補助方法。 - 自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
検出された前記車両状態および前記走行環境に基づいて前記自車両に関するリスクポテンシャルを算出し、
算出された前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御し、
運転者が前記自車両を運転する際に操作する前記車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出し、
検出された前記車両操作機器の前記操作状態に基づいて、算出された前記リスクポテンシャルが同等である場合には前記運転者に同等の操作反力を感じさせるように、前記車両操作機器に発生させる操作反力を補正し、
前記車両操作機器はアクセルペダルであり、
前記車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、
前記操作反力の補正において、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように補正し、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が遅くなるほど、前記操作反力が大きくなるように補正することを特徴とする車両用運転操作補助方法。 - 自車両の車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
検出された前記車両状態および前記走行環境に基づいて前記自車両に関するリスクポテンシャルを算出し、
算出された前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御し、
運転者が前記自車両を運転する際に操作する前記車両操作機器の操作方向を含む操作状態を検出し、
検出された前記車両操作機器の前記操作状態に基づいて、算出された前記リスクポテンシャルが同等である場合には前記運転者に同等の操作反力を感じさせるように、前記車両操作機器に発生させる操作反力を補正し、
前記車両操作機器はアクセルペダルであり、
前記車両操作機器の操作状態としてさらにアクセルペダルの操作速度を検出し、
前記操作反力の補正において、前記アクセルペダルが踏み込み方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように補正し、前記アクセルペダルが戻し方向に操作された場合に、前記アクセルペダル操作速度が速くなるほど、前記操作反力が小さくなるように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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