JP4625792B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、地図情報を用いた運転支援装置に関する。

ドライバの走行時の負担を軽減し、追突防止にも効果のあるアダプティブクルーズコントロール装置（ＡＣＣ装置）が知られている。ＡＣＣ装置は、高速道路のみならず一般道にも適用がなされてきている。

ＡＣＣ装置は、レーダ等を用いて検出した先行車との相対速度をゼロにし、当該先行車との車間時間を一定にするように車両の駆動力、制動力を制御するものである。先行車が検出できないときには、ドライバが予め設定した設定速度になるように車両の駆動力、制動力を制御する。しかしながら、当該ＡＣＣ装置はカーブを認識して減速することができないため、車両がカーブに差し掛かった際にはドライバが違和感を受けることがある。また、場合によってはドライバがブレーキペダルを操作して適切な速度まで減速する必要が生じる。

この問題点に対応するため、地形情報を備えたナビゲーション装置とＡＣＣ装置との協調制御が検討されてきている。例えば、ナビゲーション装置によって自車両前方のカーブなどの道路形状を認識し、当該道路形状から定められる制限速度を超えない範囲で車間距離制御を行うＡＣＣ装置がある（特許文献１）。

特開２０００−２０８９９号公報

上記従来技術では、車間距離制御の開始、終了及び設定速度、車間距離（車間時間）の設定は、ドライバがマンマシンインタフェース（ＭＭＩ）にて、操作入力を実施することにより行う。しかしながら、例えば通勤ルートのように特定地点間を定常的に走行する場合であっても、毎回、同一の設定内容をＡＣＣ装置に入力する必要があり、操作が煩雑であるという課題がある。

本発明は、運転支援装置の設定入力操作を簡略化し、操作性を改善することを目的とする。

地図情報と自車位置情報に基づいて自車周辺の地形情報を算出し、自車が現在走行中の道路位置のリンク情報と地形情報を出力する地形情報算出手段と、ドライバの開始終了操作指令及び自車の設定速度を取得する入出力手段と、地図上の自車位置及び開始終了操作指令に基づいて、協調制御の開始終了操作指令を出力する協調制御開始終了設定手段と、設定速度と地形情報に基づいて目標設定速度を算出し、自車の速度を目標設定速度に一致させるように制御する協調制御手段と、を有し、協調制御開始終了設定手段は、協調制御を自動的に開始又は終了すべき地点の地点リンク情報と、自車が前記地点にいる頻度が示されたカウンタと、を有する開始終了リンク情報を生成する開始終了判断部を有し、開始終了判断部は、入出力手段からの開始終了操作指令の入力の有無を判定し、開始終了操作指令の入力が無い場合、協調制御中か否か判定し、協調制御中か否かの判定結果に基づいて、リンク情報から開始終了リンク情報を参照し、参照した結果に対して、自車が協調制御を自動的に開始すべき地点又は終了すべき地点におり、且つカウンタが予め定められた閾値以上か否かを判定し、判定した結果、自車が協調制御を自動的に開始すべき地点又は終了すべき地点におり、且つカウンタが予め定められた閾値以上の場合は、地図情報を用いた協調制御の開始又は終了の可否を選択させる情報を入出力手段へ出力する。

本発明によれば、運転支援装置の設定入力操作を簡略化し、ドライバの操作性が改善される。

以下、図を用いて本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の第一の実施例に係る運転支援装置の機能ブロック図を示す。

運転支援装置は、地形情報算出手段１０１、入出力手段１０２、協調制御手段１０３、協調制御開始終了設定手段１０４から構成される。

地形情報算出手段は、現在位置が地図上のどこに存在するかを求め、自車前方の地形情報を協調制御手段に送るとともに、地図上の位置を協調制御開始終了設定手段に送る。具体的にはナビゲーション装置を使用する。

入出力手段１０２は、ドライバのセット／キャンセル操作情報を、協調制御開始終了設定手段に送り、また、設定速度／設定車間の情報を協調制御手段に送る。

協調制御手段１０３は、ドライバの設定速度と、地形情報から算出した速度をもとに、目標設定速度をもとめ、目標設定速度と先行車情報とに基づいて車両を適切に制御する。例えば、先行車が存在すれば車間距離を維持するように制御し、先行車が存在しなければドライバの設定速度を維持するように制御する。ただし、車間距離又はドライバ設定速度を維持するために必要な速度が、地形情報から算出される制限速度よりも高いときは、地形情報から算出される制限速度になるように自車速を制御する。具体的には、ナビゲーション装置と連動したＡＣＣ装置を使用する。

協調制御開始終了設定手段１０４は、地図上の位置とドライバのセット／キャンセル操作情報から、次回走行時の協調制御開始終了の誘導操作を入出力手段に指示する。この協調制御開始終了設定手段は、独立したハードウエアとして設けてもよいが、ソフトウエアが主体であり、通常、ＡＣＣ装置内やナビゲーション装置内などＣＡＮに接続されたコントロールユニット内に格納される。

図２は、本実施例にかかる運転支援装置の詳細な機能ブロック図である。大別して、ナビゲーション装置２０１と車両２１０に分かれる。

ナビゲーション装置は、ＧＰＳレシーバ２０２と車輪速センサ２０３の入力機能、ジャイロセンサ２０４、ヨーレートセンサ２０５の入力機能、自車位置算出＆マップマッチング処理部２０６、制御情報算出・送出部２０８、通信のためのＣＡＮ（Controller Area Network）ケーブル２０９を備える。自車位置算出＆マップマッチング処理部２０６は、ＧＰＳデータ及び自律航法によって自車位置を算出するとともに、地図２０７を参照し、地図上のどの地点にいるかのマップマッチング処理を行う。制御情報算出・送出部２０８は、現在位置から進行方向の地図を参照し、前方向の地形情報を作成し、ＣＡＮ経由、マップマッチ情報とともに車両側の協調制御部２１１にデータを送出する。

車両側は、協調制御部２１１、ＭＭＩ入力部２１２、ＭＭＩ出力部２１３、ナビ協調開始終了判断部２１４、レーザレーダ２１５、ブレーキ制御装置２１６、エンジン・ＡＴ制御装置２１７を備える。

協調制御部２１１は、ＭＭＩ入力部２１２から指示されたドライバ設定速度と、前方地形情報から得られた制限速度を元に、設定すべき目標速度を算出する。さらに、この目標速度による走行及び先行車が存在する場合には追従制御を実施する。

ＭＭＩ入力部２１２は、ナビ協調制御の開始、終了、設定速度、設定車間距離設定などのドライバの操作を入力する。ＭＭＩ出力部２１３は、ドライバへ、ナビ協調の開始誘導ガイダンス、終了誘導ガイダンス、警報出力などを行う。

ナビ協調開始終了判断部２１４は、ドライバの操作入力とナビからの現在位置、マップマッチ情報を元に、後に詳述するナビ協調制御の開始終了判断を実施する。

レーザレーダ２１５は、前方向の先行車を把握し、車間距離と相対速度を検出する。ここでは、レーザレーダを代表して記載したが、ミリ波レーダやステレオカメラを用いても良い。ブレーキ制御装置２１６は、協調制御部の指令により、制動動作を制御する。エンジン・ＡＴ制御装置２１７は、車間制御部の指令により、加速、減速を制御する。

図３は、ナビ協調開始終了判断部２１４のインタフェースを記載したものである。まず、従来のナビ協調制御の操作概略を説明する。従来のナビ協調制御の構成は、図３において、ナビ協調開始終了判断部２１４を除外した構成となる。

まず、ＭＭＩ入力部２１２において、ナビ協調に必要な操作入力（セット、キャンセル、設定速度、設定車間）を行う。その指示内容は、協調制御部２１１に入力され、ＭＭＩ出力部２１３に表示される。協調制御部２１１は、ドライバから指定された速度及び車間距離で走行する従来のＡＣＣ制御と、ナビゲーション装置から入手した地形情報によりナビ協調設定速度を求め、ＡＣＣ制御と組み合わせて制御を行う機能を持つ。従って、前述のように従来の装置では、ナビ協調制御の使用を開始するたびに操作入力をする必要があり、頻繁に同じルートを走行する場合には、同じ作業の繰り返しを強いられるという問題がある。

本実施例では、ナビ協調開始終了判断部２１４を設け、セット、キャンセル操作に関して利便性を向上させる。ナビ協調開始終了判断部２１４の詳細は後述する。

ナビゲーション装置２０１は、ナビ情報３０１として、現在位置のリンク情報、マップマッチ情報、時刻情報をナビ協調開始終了判断部２１４に送る。ＭＭＩ入力部２１２は、操作入力３０２をナビ協調開始終了判断部に送る。図１３にＭＭＩ入力部の例を示す。ＭＭＩ入力部は、物理的なスイッチを用いても良いし、タッチパネル等を用いても良い。

ＭＭＩ出力部２１３は、操作誘導ガイダンス指示３０３をナビ協調開始終了判断部２１４から受取り、指定のガイダンス処理を行う。図１４にＭＭＩ出力部の例を示す。タッチパネルへの表示や音声出力等を用いる。

協調制御部２１１は、セット・キャンセル指令３０４をナビ協調開始終了判断部から受取り、ナビ協調制御の開始・終了と制限速度による走行及び追従制御を行う。

図４に、図３で示した各構成要素間でやり取りされるインタフェース情報の詳細をまとめて記述する。

図５は、ナビ協調開始終了判断部２１４の構成を示したものである。ナビ協調開始終了判断部は、ＣＡＮ入出力部５０１及び、開始終了判断部５０２、操作記録バッファ部５０３、開始終了リンク情報５０４を備える。

ＣＡＮ入出力部５０１は、ＣＡＮ経由で、操作入力などのインタ−フェイス情報のやり取りを行う。開始終了判断部５０２は、操作入力の蓄積、開始終了リンク情報の生成、ＭＭＩ出力部への操作誘導ガイダンス指示を行う。操作記録バッファ部５０３は、操作入力とナビの情報とが紐付けされて格納される。開始終了リンク情報５０４は、ナビ協調制御を自動的に開始すべき地点のリンク情報とその頻度であるカウンタを格納する。同様に、ナビ協調制御を自動的に終了すべき地点のリンク情報とその頻度であるカウンタを格納する。開始、終了は一連の操作であるので、別途ペアの情報として格納することもできる。

図６は、操作記録バッファ部であり、一例として、（１）開始、終了の操作情報、（２）マップマッチ情報、（３）リンク情報、（４）時刻情報を格納する。マップマッチ情報には、道路地図上にあるかどうかのオンルート情報を示す。リンク情報は、現在走行中の道路位置の情報を示す。これにより、たとえば、開始操作がなされたときの、現在位置を示す地図上のリンク情報とオンルートかどうかの情報、時刻情報を、操作の度に記憶することができる。バッファの管理は、リングバッファ等を構成することにより所定のメモリで実施する。

図７は、開始終了リンク情報を示す。開始情報は、ナビ協調制御の開始をガイドすべき地点の、リンク情報、及び頻度をあらわすカウンタ情報を格納する。終了情報についても同様に、ナビ協調制御の終了をガイドすべき地点の情報を格納する。情報が所定のメモリ量に達したら、カウンタが閾値以上のリンク情報を残し、カウンタ値が小さく、更新が最も古いものから削除する等の処理を行う。

次に、開始終了判断部５０２の詳細処理を、図８を用いて説明する。図８の開始終了判断部は、通常１０ｍｓ間隔などの等時間間隔で実行されるソフトウエア処理である。また、常時ナビゲーション装置から、現在位置に対応した、地図上のリンク情報を受け取ることが出来る。操作入力に関しては、その都度ＭＭＩ入力部からデータを受け取ることができる。

Ｓ８０１で、ドライバのセット／キャンセル操作入力があった場合には、Ｙｅｓ判定で、Ｓ８１１に進み、操作の状態を図６のデータ構成に従い操作記録バッファへ追加する。

次に、Ｓ８１２で、開始終了リンク情報の生成を行う。なお、Ｓ８１２の処理の詳細は、後述する。

次に、操作入力（セット、キャンセル）の指示に従い、ナビ協調フラグを設定（セット、リセット）する。これにより、ドライバは、ナビ協調制御の開始、終了を指定できる。

Ｓ８０１でＮｏ判定のときは、Ｓ８０２に進む。Ｓ８０２の判定処理で、ナビ協調制御中かを判定し、Ｎｏ判定であれば、Ｓ８０３に進む。

Ｓ８０３で、ナビから得られた現在位置のリンク情報を元に、開始リンク情報を参照する。Ｓ８０４判定で、開始リンク上にあり、カウンタが閾値以上であるときは、Ｙｅｓ判定で、Ｓ８０５へ進む。なお、判定条件に、従来の協調制御部の条件（たとえば、最低速度、ブレーキ操作中など）を加えて判定することが出来る。Ｓ８０５において、ナビ協調開始ガイダンス指示をＭＭＩ出力部に対して出力する。

次に、Ｓ８０６においてナビ協調をオンする。ここでは自動でナビ協調をオンしているが、ナビ協調を開始せず、ドライバの意思にまかせ、前述のＳ８１１以降の処理に示したように、ドライバが開始操作をしたときにナビ協調を開始するようにすることもできる。なおＳ８０４の判定でＮｏの時は、開始条件不成立のため、処理を終了する。

Ｓ８０２の判定で、Ｙｅｓ判定の時は、Ｓ８０７以下の処理に進む。Ｓ８０７で、ナビから得られた現在位置のリンク情報を元に、終了リンク情報を参照する。Ｓ８０８判定で、終了リンク上にあり、カウンタが閾値以上であるときは、Ｙｅｓ判定で、Ｓ８０９へ進む。Ｓ８０９において、ナビ協調終了ガイダンス指示をＭＭＩ出力部に対して出力する。

次に、Ｓ８１０においてナビ協調をオフする。ここでは、自動でナビ協調をオフしているが、ナビ協調を開始せず、ドライバの意思にまかせ、前述のＳ８１１以降の処理に示したように、ドライバが開始操作をしたときに、ナビ協調を終了するようにすることもできる。Ｓ８０８の判定でＮｏの時は、終了条件不成立のため、処理を終了する。以上によりで、ナビ連携開始終了判断部２１４の処理を行うことが出来る。

なお、図８の開始終了判断部では、セット／キャンセル操作以外の操作入力に対する処理を略記しているが、その概略を記す。

デフォルト操作指定があった際には、図８の開始終了判断部処理の先頭で、デフォルト操作を判定し、操作記録バッファ部、開始終了リンク情報他を初期設定する（非図示）。ドライバより、設定速度指示、設定車間指示があった場合には、協調制御部２１１で受付け、車間制御用の制御変数（設定速度、車間時間）を更新する。

次に、図９に、開始終了リンク情報の生成処理を示す。Ｓ９０１において、ナビのマッマッチング情報を参照し、オンルートかどうかを判定する。Ｎｏ判定であれば、開始終了リンク情報を生成するに値しないと判断し、処理を終了する。

Ｓ９０１判定において、Ｙｅｓ判定の時は、Ｓ９０２判定処理に進む。Ｓ９０２判定において、既登録リンクが既にある場合には、Ｙｅｓ判定で、Ｓ９０３処理に進み、リンク情報とペアのカウンタ情報をカウントアップする。

Ｓ９０２判定において、既登録リンクが無い場合には、Ｎｏ判定で、Ｓ９０４処理に進み、新規リンク情報を追加する。ここで、新規リンク情報が、既登録と隣接している場合には、新規リンク情報を追加せずに、既登録リンク情報のカウンタ情報をカウントアップしても良い。よって、開始終了リンク情報の生成処理を実現できる。

実施例１では、ドライバの操作情報を収集して、次回以降、ナビ協調走行制御システムが自動でガイダンスを出力する例を示した。実施例２では、ドライバが意識的に、開始終了地点を登録し、次回以降、ナビ協調走行制御システムが自動でガイダンスを出力する例を示す。従って、特に説明しない構成及び処理は実施例１と同様である。

ドライバは、図１３ＭＭＩ入力部例に追加で設けられた、開始地点指示、終了地点指示の入力手段により、開始・終了地点登録指示を行うことが出来る。開始地点指示、終了地点指示の入力は、既設のセット、キャンセルのスイッチを長押ししたり、連続回押したりして、代用することもできる。

図１０にインタフェース情報その２を示す。追加された情報は、ＭＭＩ入力部からナビ協調開始終了判断部に渡される、「開始、終了地点登録指示」である。

図１１に開始終了判断部の処理その２を示す。Ｓ１１０１で、開始終了地点登録操作かどうか判定し、Ｙｅｓ判定であれば、Ｓ１１０２の開始終了リンク情報の生成処理その２に進み、リンク情報を登録する。Ｓ１１０１処理で、開始終了地点登録操作かどうか判定し、Ｎｏ判定であれば、Ｓ８０１以下の、実施例１、図８で説明した処理に進む。

図１２に、開始終了リンク情報の生成処理その２を示す。Ｓ１２０１処理で、オンルートでなければ、Ｎｏ判定で処理を終了する。Ｓ１２０１処理で、オンルートであり、Ｙｅｓ判定であれば、Ｓ１２０２処理に進む。Ｓ１２０２処理で、既登録リンクがある場合には、Ｙｅｓ判定で、Ｓ１２０４処理に進み、カウンタに最大値をセットして、処理を終了する。

Ｓ１２０２処理で、既登録リンクがない場合には、Ｎｏ判定で、Ｓ１２０３処理に進み、新規リンク情報の追加と付随するカウンタに最大値をセットして、処理を終了する。

自車が、開始、終了の該当地点のリンク上に到達したときは、実施例１、図８での説明の通リ、ＭＭＩ出力部に操作誘導ガイダンスの指示を行うことができる。

実施例１にて、開始終了の誘導ガイダンスを出力する例を示したが、実施例３では、ドライバの定常的な走行のパターンを見つけ、協調制御自動開始のガイダンスを出力することを特徴とする走行制御装置の実施例を示す。特に説明しない構成及び処理については、実施例１と同様である。

図１５に、開始終了リンク情報のデータ構造例を示す。たとえば、自宅と勤務先の往復においては、定常的な走行が繰り返されるので、図示のような開始終了リンク情報を生成できる。生成方法を、図１７の開始終了リンク情報の生成処理その３に示す。図１７は、図９開始終了リンク情報の生成処理に、開始終了ペア情報生成を追加した内容である。図１７のＳ１７０５開始終了ペア情報生成処理で、開始終了リンク情報を生成すれば良い。

図１８に開始終了ペア情報生成処理を示す。

Ｓ１８０１でＮｏ判定の際には、終了操作以外であるので、処理を終了する。

Ｓ１８０１でＹｅｓ判定の際には、終了操作であり、Ｓ１８０２処理へ進む。Ｓ１８０２処理において、キャンセル操作された時の開始終了点情報が登録済みであれば、カウンタをカウントアップし、未登録であれば、新たな開始終了点情報を追加する。その際、開始時間帯と終了時間帯の分類を行い、走行時間帯を考慮した開始終了ペア情報を生成することができる。

開始の該当地点に差し掛かった時の誘導ガイダンスの表示は、図８開始終了判断部の処理のＳ８０５ナビ協調開始ガイダンス指示において、ナビ協調開始ガイダンスを図１６のように変更して表示し、Ｓ８０６においてナビ協調をオンし制御を開始すれば良い。

同様に、終了の該当地点に差し掛かった時の誘導ガイダンスの表示は、図８開始終了判断部の処理のＳ８０９ナビ協調終了ガイダンス指示において、ナビ協調終了ガイダンスを図１６のように表示し、Ｓ８１０においてナビ協調をオフすれば良い。以上のように、開始終了ペア情報を用いて、定常的な走行を識別することができる。

機能ブロック図である。 ブロック図である。 ナビ協調開始終了判断部のインタフェースである。 インタフェース情報である。 ナビ協調開始終了判断部の構成である。 操作記録バッファ部である。 開始終了リンク情報である。 開始終了判断部の処理である。 開始終了リンク情報の生成処理である。 インタフェース情報その２である。 開始終了判断部の処理その２である。 開始終了リンク情報の生成処理その２である。 ＭＭＩ入力部例である。 ＭＭＩ出力部例である。 開始終了リンク情報である。 ＭＭＩ出力部例その２である。 開始終了リンク情報の生成処理その３である。 開始終了ペア情報生成処理である。

符号の説明

１０１…地形情報算出手段、１０２…入出力手段、１０３…協調制御手段、１０４…協調制御開始終了設定手段、２０１…ナビゲーション装置、２０２…ＧＰＳレシーバ、２０３…車輪速センサ、２０４…ジャイロセンサ、２０５…ヨーレートセンサ、２０６…自車位置算出＆マップマッチング処理部、２０７…地図、２０８…制御情報算出と送出、２０９…ＣＡＮ、２１０…車両、２１１…協調制御部、２１２…ＭＭＩ入力部、２１３…ＭＭＩ出力部、２１４…ナビ協調開始終了判断部、２１５…レーザレーダ、２１６…ブレーキ制御装置、２１７…エンジン・ＡＴ制御装置、３０１…ナビ情報、３０２…セット、キャンセル、デフォルト設定入力、３０３…操作誘導ガイダンス表示、３０４…セット、キャンセル指令、５０１…ＣＡＮ入出力部、５０２…開始終了判断部、５０３…操作記録バッファ部、５０４…開始終了リンク情報。

Claims (6)

1. 地図情報と自車位置情報に基づいて自車周辺の地形情報を算出し、自車が現在走行中の道路位置のリンク情報と前記地形情報を出力する地形情報算出手段と、
   ドライバの開始終了操作指令及び自車の設定速度を取得する入出力手段と、
   地図上の自車位置及び前記開始終了操作指令に基づいて、協調制御の開始終了操作指令を出力する協調制御開始終了設定手段と、
   前記設定速度と前記地形情報に基づいて目標設定速度を算出し、自車の速度を前記目標設定速度に一致させるように制御する協調制御手段と、を有し、
   前記協調制御開始終了設定手段は、協調制御を自動的に開始又は終了すべき地点の地点リンク情報と、自車が前記地点にいる頻度が示されたカウンタと、を有する開始終了リンク情報を生成する開始終了判断部を有し、
   前記開始終了判断部は、
   前記入出力手段からの前記開始終了操作指令の入力の有無を判定し、
   前記開始終了操作指令の入力が無い場合、協調制御中か否か判定し、
   協調制御中か否かの判定結果に基づいて、前記リンク情報から前記開始終了リンク情報を参照し、
   参照した結果に対して、自車が協調制御を自動的に開始すべき地点又は終了すべき地点におり、且つ前記カウンタが予め定められた閾値以上か否かを判定し、
   判定した結果、自車が協調制御を自動的に開始すべき地点又は終了すべき地点におり、且つ前記カウンタが予め定められた閾値以上の場合は、前記地図情報を用いた協調制御の開始又は終了の可否を選択させる情報を前記入出力手段へ出力することを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１において、
   前記地形情報算出手段にナビゲーション装置を用いることを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１において、
   前記入出力手段は、運転者から予め協調制御の開始点及び終了点が入力されることを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項１において、
   協調制御の開始または終了の頻度の高いパターンを判断する手段を設けたことを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項４において、
   頻度の高いパターンの走行の際には、自動の協調制御開始終了の誘導ガイダンスを行うことを特徴とする運転支援装置。
6. 請求項１において、
   先行車との車間距離及び相対速度を検出する検知手段を備え、
   前記協調制御手段は、前記目標設定速度の範囲において、前記先行車との車間距離を維持するように自車の速度を制御することを特徴とする運転支援装置。

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