JP5614940B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転を支援する運転支援装置に関する。

従来、車両の運転者に警告を発する等して車両の運転を支援する技術が知られている。例えば、特許文献１には、車両が障害物に接触する方向に操舵されたときに、障害物との接触を回避するような操舵反力を発生させる操舵制御装置及びその制御方法が開示されている。

この操舵制御装置は、障害物検出部により障害物を検出し、走行軌跡予測部により車両の走行軌跡を予測して、操舵状態にある車両と障害物が接触するか否かを判断し、障害物に対して車両が接触する方向へ操舵制御されたときに操舵操作に対する操舵反力を増加させる制御を行うものである。

また、この操舵制御装置は、車両が障害物と接触すると判断されるときには、運転者の操舵操作を妨げないように、操舵反力を増加させる制御を行わないものである。

特開２００８−１６２５５４号公報

しかし、上述した装置にあっては、例えば運転者が、車両が乗り越えられると認識した低い路面段差であっても、上記操舵制御装置では障害物と検出し操舵反力を増加させる結果、運転者の思いどおりの操舵操作が妨げられてしまい、路面段差へ幅寄せをするのが困難になるなど、運転者の運転意思に応じた運転支援が行えないという課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、運転者の運転意思に応じた運転支援を行える装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、車両の側方にある路面段差の段差状態を検出する路面段差検出手段と、検出される段差状態に応じてハンドルを通じて車両の運転者に警報を与える警報手段と、を備え、警報手段は、路面段差の規模及び車両の進行方向に応じて、車両が路面段差に接近していないと判定されたとき、及び車両が路面段差に接近しているが車両が路面段差を越えることができると判定されたときに、警報手段の動作を終了し、車両の進行方向が路面段差に大きく向いているほど、警報が発生する開始時間を早める、運転支援装置であることを特徴とする。

上記運転支援装置においては、車両の側方にある路面段差の段差状態が検出でき、検出される段差状態に応じて車両の運転者にハンドルを通じた警報を与えるので、路面段差の段差状態及び運転者の運転意思に応じた運転支援を行うことができる。

本発明によれば、車両の側方にある路面段差の段差状態に応じて、容易に幅寄せすることができるなど、運転者の運転意思に応じた運転支援が行われる。

本発明の実施の形態に係る運転支援装置の構成概要図である。 車両とその側方の側溝、路面段差及び段差検出部を示す説明図である。 車輪の横位置と操舵トルクの発生を示す説明図である。 運転支援動作の手順を示すフローチャートである。 路面段差の段差状態と操舵トルクの発生量を示す説明図である。 車両の進行方向と操舵トルクの発生段階を示す説明図である。 路面段差の段差状態と操舵トルクの発生を示す説明図である。 路面段差の段差状態と車両の進行方向による操舵トルクの発生を示す説明図である。 段差状態と操舵トルクの発生及び車両の制動制御を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置１の構成を示す概略構成図である。運転支援装置１は、車両に搭載され、車両の側方の路面段差に関する段差状況を検出し、検出される段差状態に応じて操舵反力（以下、「操舵トルク」という場合がある）を発生させる警報を行うなどの運転支援を行う装置であり、路面段差検出部２と、ヨーレートセンサ３と、操舵角センサ４と、ＥＣＵ１０と、警報部５を有している。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムに従い、ＲＡＭに対するデータの読み書きを行いながら作動するものであり、路面段差検出部２、ヨーレートセンサ３及び操舵角センサ４で検出されたデータから、段差状態を演算するとともに、車両が段差に接近しているか、運転者への警報が必要かを判定し、警報部５へ出力する機能を備える。

路面段差検出部２は、車両の側方の路面段差の段差状況を検出する手段として機能するものであり、ＥＣＵ１０と接続されており、路面段差検出部２からの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ここで、路面段差とは、車両が走行する路面と、車両の側方にある縁石又は側溝との間に形成される段差であり、路面に対して高低差及び勾配を有する。

路面段差検出部２において、路面段差を検出するために、レーザーレーダや超音波センサなどのセンサを用いることができ、レーザーレーダが好ましい。なお、ＣＣＤカメラによる画像を車両内で画面表示し、運転者が視覚により路面段差を認識する方式は、運転者が画面に集中してしまい、前方確認がおろそかになる傾向があり、また、画像を見ながら車両を路面段差に幅寄せしなければならないため、運転者にどのぐらいの操舵操作が必要かわかりづらい傾向にある。

路面段差は、車両が走行する路面の両側方にあってもよく、車両の右側方のみでもよく、左側方のみでもよい。路面段差が車両の両側方にある場合には、例えば、路面段差検出部２を車両の左右両方に取り付けることによって、両側方の路面段差を検出することができる。

ヨーレートセンサ３は、車両のヨーレート（車両が回転する速度）を検出する手段として機能し、ＥＣＵ１０と接続されており、ヨーレートセンサ３からの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。

操舵角センサ４は、ハンドルの回転に基づいて、操舵角を検出する手段として機能するものであり、ＥＣＵ１０と接続されており、操舵角センサ４からの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。操舵角センサ４は、ハンドルの操舵角を検出できる場所に取り付けられ、例えば、ステアリングコラム付近に取り付けられる。

警報部５は、ＥＣＵ１０と接続されており、ＥＣＵ１０からの作動制御信号を受けて作動するものであり、警報手段として、例えば、操舵ＥＣＵによりパワーステアリングのアシストモータを所定の状態で駆動させることによって、操舵反力が発生する。

図２は、車両とその側方の側溝、路面段差及び段差検出部を示す説明図である。車両５０の左側方に路面段差６１及び側溝６２がある。そして車両５０に取り付けられている段差検出部２により、車両５０の側方の路面段差６１の高低差及び勾配を検出する。

図３は、車輪の横位置と操舵トルクの発生を示す説明図である。車輪５１ａが路面６０の路面を左側へ移行し、車輪５１ｂのように路面段差６１に近づくにつれて操舵トルク８０ａが発生し、路面段差６１の直前で操舵トルクの大きさが最大となる。この操舵トルクにより、車輪５１ｂが側溝６２へ脱輪するのを防止し、容易に幅寄せができるように運転者の操舵操作が支援される。

図４は、運転支援装置１が運転支援を行うための動作（運転支援動作）の手順を示すフローチャートであり、この動作手順は、ＥＣＵ１０で所定の周期で繰り返し実施される。動作が開始されると、まず、Ｓ１０において、センサ出力の読み込みがＥＣＵ１０で行われる。センサ出力とは、路面段差検出部２、ヨーレートセンサ３及び操舵角センサ４で検出され、出力された路面段差、ヨーレート及び操舵角に関するデータである。

Ｓ１２においては、Ｓ１０で読み込んだセンサデータをもとにＥＣＵ１０で段差状態の演算が行われる。段差状態とは、路面段差６１の高低差及び勾配の規模を意味する。段差状態は、例えば、路面６０の水平位置を基準とし、路面６０より水平位置が高い縁石６３の場合には、段差状態はプラスの値として演算され、路面６０より水平位置が低い側溝６２の場合には、段差状態はマイナスの値で演算される。

Ｓ１４においては、Ｓ１０で読み込んだ、ヨーレートセンサ２及び操舵角センサ３から出力されたヨーレート及び操舵角に関するデータ値から、車両５０の進行方向を演算し、車両５０が路面段差６１と接近しているかどうか判定される。車両５０が路面段差６１に接近していると判定されたときは、Ｓ１６へ動作が進められる。一方、車両５０の進行方向から、車両５０が路面段差６１に接近していないと判定されたときは、動作はＳ１６へ進められず、動作は終了し、動作開始へリターンされる。

Ｓ１６においては、警報処理が必要か否か判定される。例えば、段差状態が所定値以下であれば、車両５０は路面段差６１を容易に乗り越えることができると判定され、警報処理をする必要がないと判定される。また、Ｓ１４において演算された車両５０の進行方向から、運転者が縁石６３へ車両５０を乗り上げる意思、又は側溝６２へ車両５０を乗り下ろさせる意思があると判定された場合には、段差状態が所定値以上であっても、運転者の上記意思が優先され、Ｓ１８へ動作が進められず、動作は終了し、動作開始へリターンされる。

つまり、Ｓ１６においては、段差状態が所定値以上であり、かつ、車両５０の運転者が縁石６３へ乗り上げる意思、又は側溝６２へ車両５０を乗り下ろさせる意思がないと判定された場合のみ、Ｓ１８へ動作が進められる。

Ｓ１８では、検出される段差状態及び車両５０の路面段差への接近状況に応じて、ハンドルを通じて車両５０の運転者に警報を与える処理を行われる。警報手段としては、ハンドルを通じて車両５０の運転者が側方の路面段差６１に接近していることを報知できるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、車両５０が側方の路面段差６１へより接近しないようにするハンドルへの操舵トルクが挙げられる。

操舵トルクの大きさ及び発生するタイミングについて、路面段差６１の段差状態、車輪５１及びと路面段差６１の位置関係に基づいて、以下に説明する。図５は、路面段差の段差状態と操舵トルクの発生量を示す。図５（ａ）では、路面段差６１ａの勾配が大きく、高低差が中程度であり、この場合は車輪５１ｃが路面段差６１ａと接触する可能性があるが、接触しても高低差が中程度であることから、車輪５１ｃが路面段差６１aを超えることができると考えられるため、警報処理である操舵トルク８０ｂの大きさは中程度となることを示す。図５（ｂ）では、路面段差６１ｂの勾配が大きく、高低差も大きいので、この場合は車輪５１ｄが路面段差６１ｂを超えることは困難と考えられるため、操舵トルク８０ｃが大きくなることを示す。図５（ｃ）では、路面段差６１ｃの勾配が小さく、高低差も中程度であるため、この場合は車輪５１ｅが路面段差６１ｃを超えることは容易と考えられるため、操舵トルク８０ｄの大きさも小さくなることを示す。

図６は、車両の進行方向と操舵トルクの発生段階を示す。図６（ａ）では、車両の進行方向が路面段差６１ｄに大きく向いていないため、車輪５１ｆが路面段差６１ｄと接触するまでの時間が長いと考えられるため、警報処理である操舵トルク８０ｅが発生する開始時間は「遅め」となることを示す。一方、図６（ｂ）では、車両の進行方向が路面段差６１ｄに大きく向いているため、車輪５１ｇが路面段差６１ｄと接触するまでの時間が短いと考えられるため、警報処理である操舵トルク８０ｆが発生する開始時間は「早め」となることを示す。

図７は、路面段差の段差状態と操舵トルクの発生を示す。図７（ａ）では、勾配６１ｅが小さいため、警報処理である操舵トルクが発生せず、さらに路面段差６１ｆへ車輪５１ｈが接近すると、高低差及び勾配が大きいため操舵トルク８０ｇが発生することを示す。一方、図７（ｂ）では、路面段差６１ｇの高低差が小さいため、車輪５１ｉが縁石６３へ乗り上げることが容易と考えられることから、路面段差６１ｇに車輪５１ｉが接近しても操舵トルクが発生しないことを示す。

図８は、路面段差の段差状態と車両の進行方向による操舵トルクの発生を示す。車輪５１ｊの向きのとおり、車両の進行方向が路面段差６１ｈに向いており、路面段差６１ｈも中程度であることから、運転者が車両に縁石６３を乗り越えさせようとする意思があると判定され、この場合は操舵トルクが発生されない。

図９は、段差状態と操舵トルクの発生及び車両の制動制御を示す。路面段差６１ｉに車輪５１ｋが近づくと操舵トルクが発生するが、車輪５１ｋが段差近傍領域９０まで接近し、段差状態が大きく、車両が脱輪する可能性が高い場合には、自動ブレーキかけて車両を停止、又は車両の速度を減速させる。これにより車両への被害を最小限にする。

以上のように、本実施形態に係る運転支援装置によれば、車両の側方にある路面段差の段差状態に応じて、容易に幅寄せができ、運転者の運転意思に応じた運転支援を行うことができる。

なお、以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいはステップを適宜組み合わせて構成される装置も本発明に含まれるものである。例えば、警報手段には、ハンドルに振動が与えられることによって、車両の運転者に路面段差に接近していることを報知することも含まれる。

１・・・運転支援装置、２・・・段差検出部、３・・・ヨーレートセンサ、４・・・操舵角センサ、５・・・警報部、５０・・・車両、５１・・・車輪、６０・・・路面、６１・・・段差、６２・・・側溝、６３・・・縁石、８０・・・操舵トルク

Claims (1)

1. 車両の側方にある路面段差の段差状態を検出する路面段差検出手段と、
   検出される段差状態に応じてハンドルを通じて前記車両の運転者に警報を与える警報手段と、
   を備え、
   前記警報手段は、
   前記路面段差の規模及び前記車両の進行方向に応じて、前記車両が前記路面段差に接近していないと判定されたとき、及び前記車両が前記路面段差に接近しているが前記車両が前記路面段差を越えることができると判定されたときに、前記警報手段の動作を終了し、
   前記車両の進行方向が前記路面段差に大きく向いているほど、前記警報が発生する開始時間を早める、
   運転支援装置。

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