JP6221929B2 - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用運転支援装置に関する。

近年、自動追従制御等の運転支援を行う車両用運転支援装置が実用化されている。自動追従制御においてドライバの好みや癖を反映したドライブフィーリングを得るために、自動追従制御に用いる目標車間距離等のデータを、ドライバによる追従運転状態において学習する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−１７８５１８号公報

特許文献１記載の技術では、ドライバによる追従運転状態中に学習を行うため、複雑なロジックが必要になる。本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、上述した課題を解決できる車両用運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用運転支援装置は、先行車を認識し、その先行車へ自動追従する自動追従制御を実行する自動追従制御実行手段と、自動追従制御の開始指示を取得する開始指示取得手段と、以下の条件Ａ１〜Ａ５が成立したか否かを判断する条件判断手段と、自車両のブレーキがオンからオフになったことを検出するブレーキオフ検出手段とを備える。

さらに、本発明の車両用運転支援装置は、条件Ａ１〜Ａ５の成立後、自車両のブレーキがオンからオフになった場合、自動追従制御を開始する自動追従制御開始手段と、条件Ａ１〜Ａ５が成立しているとき、自車両と先行車との車間距離Ｄ１を検出し、自動追従制御中に先行車の停車に応じて自車両を停車するときの目標車間距離を車間距離Ｄ１とする停車時目標車間距離設定手段と、自動追従制御の開始時に、自車両と先行車との車間距離Ｄ２を検出し、自動追従制御中に先行車の発進に応じて自車両を発進させる発進タイミングＴを車間距離Ｄ２に基づき設定する発進タイミング設定手段とを備える。

条件Ａ１：自動追従制御中ではない。
条件Ａ２：自車両のブレーキがオンである。
条件Ａ３：自車両が停車中である。

条件Ａ４：先行車を認識している。
条件Ａ５：開始指示取得手段が開始指示を取得した。
本発明の車両用運転支援装置は、自動追従制御に用いるデータを簡易なロジックで確実に取得することができる。

車両用運転支援装置１の構成を表すブロック図である。 車両用運転支援装置１実行する自動追従制御許可状態の設定処理を表すフローチャートである。 車両用運転支援装置１が実行する自動追従制御開始処理を表すフローチャートである。 車両用運転支援装置１が実行する自動追従制御終了処理を表すフローチャートである。 初期マップＭ０及び補正後マップＭｍを表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．車両用運転支援装置１の構成
車両用運転支援装置１の構成を図１に基づき説明する。車両用運転支援装置１は、車両（以下、自車両とする）に搭載されたＥＣＵである。車両用運転支援装置１は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の周知のコンピュータの構成を備える。車両用運転支援装置１は、機能的に、自動追従制御許可状態判定部３、自動追従制御開始／終了判定部５、目標車間距離演算／補正演算部７、及び自動追従制御実行部９を備える。

自動追従制御許可状態判定部３、自動追従制御開始／終了判定部５、及び目標車間距離演算／補正演算部７の機能は後述する。自動追従制御実行部９は、周知の自動追従制御を実行する。

この自動追従制御中、自車両は先行車両に自動的に（自車両のドライバが運転操作を行わなくても）追従する。また、自動追従制御中、先行車両が停止すると、自車両と停止した先行車両との間に予め設定された目標車間距離をおいて、自車両も停止する。また、自車両及び先行車両が停車した状態から、先に先行車両が発進すると、自車両と先行車両との車間距離、及び自車両に対する先行車両の相対速度に基づき定まる発進タイミングＴで、自車両も発進する。

車両用運転支援装置１は、追従スイッチ（ｓ／ｗ）１１、シフト位置センサ１３、ブレーキペダル操作センサ１５、先行車両認識センサ１７、及び車輪速度センサ１９からそれぞれ信号を取得する。

追従スイッチ１１は、自車両のドライバがオン／オフ操作可能なスイッチであって、オンからオフへ切り替わったときと、オフからオンへ切り替わったときとに、それぞれ、特有の信号を出力する。自車両のドライバは、自動追従制御の開始を指示するために、追従スイッチ１１をオンにする。また、自車両のドライバは、自動追従制御の終了を指示するために、追従スイッチ１１をオフにする。

シフト位置センサ１３は、自車両のシフト位置を検出し、検出したシフト位置に応じた信号を出力する。
ブレーキペダル操作センサ１５は、自車両のブレーキペダルに対するドライバの操作を検出するセンサである。ドライバがブレーキペダルを踏んだとき（ブレーキがオンであるとき）、ブレーキペダル操作センサ１５は、それに応じた信号を出力する。また、ドライバがブレーキペダルを踏んでいないとき（ブレーキがオフであるとき）、ブレーキペダル操作センサ１５は、それに応じた信号を出力する。

先行車両認識センサ１７は、カメラやミリ波センサ等を備え、先行車両を認識し、自車両と先行車両との車間距離を算出する。また、先行車両認識センサ１７は、車間距離の経時的な変化量を取得し、その変化量から、自車両に対する先行車両の相対速度を算出する。先行車両認識センサ１７は、先行車両の有無、自車両と先行車両との車間距離、及び自車両に対する先行車両の相対速度を表す信号を出力する。

車輪速度センサ１９は、自車両の速度を検出し、その速度を表す信号を出力する。特に、車輪速度センサ１９は、自車両が停車中である場合は、速度が０であることを表す信号を出力する。

車両用運転支援装置１は、駆動力制御部２１を用いて、自車両の駆動力を制御する。また、車両用運転支援装置１は、制動力制御部２３を用いて、自車両の制動力を制御する。なお、上述した自動追従制御において、自車両の発進、停車、加速、減速は、駆動力制御部２１及び制動力制御部２３を用いて行われる。

自動追従制御実行部９は自動追従制御実行手段の一例であり、自動追従制御許可状態判定部３は開始指示取得手段、及び条件判断手段の一例であり、自動追従制御開始／終了判定部５はブレーキオフ検出手段、自動追従制御開始手段及び自動追従制御終了手段の一例であり、目標車間距離演算／補正演算部７は停車時目標車間距離設定手段、発進タイミング設定手段、及びマップ補正手段の一例である。

２．車両用運転支援装置１が実行する処理
（２−１）自動追従制御許可状態の設定処理
図２に基づき、車両用運転支援装置１（特に自動追従制御許可状態判定部３）が所定時間ごとに繰り返し実行する自動追従制御許可状態の設定処理を説明する。

ステップ１では、既に自動追従制御許可状態であるか否かを判断する。ここで、自動追従制御許可状態とは、後述するステップ７で設定される状態であり、自車両のブレーキがオンからオフになった場合、自動追従制御を開始する状態である。自動追従制御許可状態ではない場合はステップ２に進み、自動追従制御許可状態である場合は本処理を終了する。

ステップ２では、自動追従制御中であるか否かを判断する。自動追従制御中ではない場合はステップ３に進み、自動追従制御中である場合は本処理を終了する。
ステップ３では、先行車両認識センサ１７により先行車両を認識できるか否かを判断する。先行車両を認識できる場合はステップ４に進み、先行車両を認識できない場合は本処理を終了する。

ステップ４では、ブレーキペダル操作センサ１５を用いて、自車両のブレーキがオンであるか否かを判断する。自車両のブレーキがオンである場合はステップ５に進み、ブレーキがオフである場合は本処理を終了する。

ステップ５では、車輪速度センサ１９を用いて、自車両が停車中であるか否かを判断する。自車両が停車中である場合はステップ６に進み、停車中ではない（走行中である）場合は本処理を終了する。

ステップ６では、追従スイッチ１１の状態がオフからオンへ切り替わったか否かを判断する。すなわち、本ステップ６の処理を前回行ったときは追従スイッチ１１がオフであり、今回本ステップ６の処理を行ったときは追従スイッチ１１がオンとなっていたか否かを判断する。追従スイッチ１１の状態がオフからオンへ切り替わった場合はステップ７に進み、それ以外の場合は本処理を終了する。

ステップ７では、自動追従制御許可状態を設定する。
ステップ８では、その時点における自車両と先行車両との車間距離を、先行車両認識センサ１７を用いて取得し、これを車間距離Ｄ１とする。

なお、この車間距離Ｄ１は、自動追従制御中に先行車の停車に応じて自車両を停車するときの目標車間距離として用いる。すなわち、自動追従制御中、先行車両が停止すると、自車両と停止した先行車両との間に車間距離Ｄ１をおいて、自車両も停止する。

前記ステップ２での否定判断は条件Ａ１が成立することの一例であり、前記ステップ３での肯定判断は条件Ａ４が成立することの一例であり、前記ステップ４での肯定判断は条件Ａ２が成立することの一例であり、前記ステップ５での肯定判断は条件Ａ３が成立することの一例であり、前記ステップ６での肯定判断は条件Ａ５が成立することの一例である。また、自動追従制御許可状態は、条件Ａ１〜Ａ５が成立している状態の一例である。
（２−２）自動追従制御開始処理
図３に基づき、車両用運転支援装置１（特に自動追従制御開始／終了判定部５）が所定時間ごとに繰り返し実行する自動追従制御開始処理を説明する。

ステップ１１では、自動追従制御許可状態であるか否かを判断する。自動追従制御許可状態である場合はステップ１２に進み、自動追従制御許可状態ではない場合は本処理を終了する。

ステップ１２では、既に自動追従制御中であるか否かを判断する。自動追従制御中ではない場合はステップ１３に進み、自動追従制御中である場合は本処理を終了する。
ステップ１３では、ブレーキペダル操作センサ１５を用いて、自車両のブレーキがオンからオフへ切り替わったか否かを判断する。すなわち、本ステップ１３の処理を前回行ったときは自車両のブレーキがオンであり、今回本ステップ１３の処理を行ったときは自車両のブレーキがオフとなっていたか否かを判断する。自車両のブレーキがオンからオフへ切り替わった場合はステップ１４に進み、それ以外の場合は本処理を終了する。

ステップ１４では、自動追従制御を開始する。
ステップ１５では、先行車両認識センサ１７を用いて、自動追従制御の開始時における、自車両と先行車両との車間距離Ｄ２を算出する。

ステップ１６では、先行車両認識センサ１７を用いて、自動追従制御の開始時における、自車両に対する先行車両の相対速度Ｖ２を算出する。
ステップ１７では、シフト位置センサ１３を用いて、自動追従制御の開始時における自車両のシフト位置Ｐ０を検出し、記憶する。
（２−３）自動追従制御終了処理
図４に基づき、車両用運転支援装置１（特に自動追従制御開始／終了判定部５）が所定時間ごとに繰り返し実行する自動追従制御終了処理を説明する。

ステップ２１では、自動追従制御中であるか否かを判断する。自動追従制御中である場合はステップ２２に進み、自動追従制御中でない場合は本処理を終了する。
ステップ２２では、シフト位置センサ１３を用いて、自車両のシフト位置を検出し、そのシフト位置が、自動追従制御の開始時におけるシフト位置Ｐ０と一致するか否かを判断する。シフト位置Ｐ０と一致しない場合はステップ２３に進み、シフト位置Ｐ０と一致する場合はステップ２７に進む。

ステップ２３では、シフト位置がシフト位置Ｐ０と一致しなくなった時点からの経過時間をカウントする。
ステップ２４では、前記ステップ２３でカウントした経過時間が、予め設定された閾値Ａ以上であるか否かを判断する。閾値Ａ以上である場合はステップ２５に進み、閾値Ａ未満である場合はステップ２７に進む。

ステップ２５では自動追従制御を終了する。
ステップ２６では、自動追従制御許可状態を終了する。
一方、前記ステップ２２で肯定判断した場合又は前記ステップ２４で否定判断した場合はステップ２７に進み、先行車両認識センサ１７によって先行車両を認識できない状態（ロスト状態）であるか否かを判断する。ロスト状態である場合はステップ２８に進み、ロスト状態ではない場合はステップ３０に進む。

ステップ２８では、ロスト状態が始まった時点からの経過時間をカウントする。
ステップ２９では、前記ステップ２８でカウントした経過時間が、予め設定された閾値Ｂ以上であるか否かを判断する。閾値Ｂ以上である場合は前記ステップ２５に進み、閾値Ｂ未満である場合はステップ３０に進む。

ステップ３０では、ブレーキペダル操作センサ１５を用いて、自車両のドライバがブレーキ操作を行った（ブレーキをオンにした）か否かを判断する。ブレーキ操作を行った場合は前記ステップ２５に進み、ブレーキ操作を行わなかった場合はステップ３１に進む。

ステップ３１では、追従スイッチ１１がオンからオフに切り替わったか否かを判断する。オンからオフに切り替わった場合は前記ステップ２５に進み、それ以外の場合は本処理を終了する。

なお、前記ステップ２４での肯定判断は条件Ｂ１が成立したことの一例であり、前記ステップ２９での肯定判断は条件Ｂ２が成立したことの一例であり、前記ステップ３０での肯定判断は条件Ｂ３が成立したことの一例であり、前記ステップ３１での肯定判断は条件Ｂ４が成立したことの一例である。
（２−４）発進タイミングＴ設定処理
まず、発進タイミングＴについて詳細に説明する。上述したとおり、自動追従制御中において、自車両及び先行車両が停車した状態から、先に先行車両が発進すると、自車両と先行車両との車間距離、及び自車両に対する先行車両の相対速度に基づき定まる発進タイミングＴで、自車両も発進する。

目標車間距離演算／補正演算部７は、この発進タイミングＴを以下のように設定する。
(i)初期マップＭ０を未だ補正していない場合
目標車間距離演算／補正演算部７は、予め、図５に示す初期マップＭ０を備えている。この初期マップＭＯは、自車両と先行車との車間距離Ｄ、及び自車両に対する先行車両の相対速度Ｖから発進タイミングＴを算出するものである。

初期マップＭＯは、相対速度Ｖと、車間距離Ｄとの関係を規定するものであり、例えば、初期マップＭ０において、任意の相対速度Ｖに対応する車間距離はＤ（Ｖ）である。
任意の時点における自車両及び先行車両の状態（相対速度Ｖと車間距離Ｄ）は、図５上の点Ｙで表される。自車両及び先行車両が停止している状態では、点Ｙは縦軸上（相対速度Ｖが０の領域）上にある。その後、自車両は停車したままで、先行車両が発進すると、相対速度Ｖ及び車間距離Ｄは徐々に増加し、点Ｙは、図５において右上の方向に移動してゆく。やがて、点Ｙが初期マップＭ０に達したタイミングが発進タイミングＴである。

(ii) 初期マップＭ０を既に補正している場合
目標車間距離演算／補正演算部７は、前記ステップ１５、１６で車間距離Ｄ２及び相対速度Ｖ２を取得すると、それらを用いて、初期マップＭ０を補正し、図５に示す補正後マップＭｍを算出する。また、目標車間距離演算／補正演算部７は、補正後マップＭｍを算出した後も、前記ステップ１５、１６取得した車間距離Ｄ２及び相対速度Ｖ２を取得するごとに、それらを用いてさらに補正後マップＭｍを補正する。なお、この補正については後述する。

補正後マップＭｍも初期マップＭＯと同様に、相対速度Ｖと、車間距離Ｄとの関係を規定するものであり、車間距離Ｄ及び相対速度Ｖから発進タイミングＴを算出するために用いられる。すなわち、補正後マップＭｍを算出した後は、上述した点Ｙが、補正後マップＭｍに達したタイミングを発進タイミングＴとする。

(iii)マップの補正について
目標車間距離演算／補正演算部７は、前記ステップ１５、１６で取得した車間距離Ｄ２及び相対速度Ｖ２を用いて、以下のように初期マップＭ０を補正し、補正後マップＭｍを算出する。

初期マップＭ０上で、相対速度Ｖ２に対応する車間距離をＤ（Ｖ２）とする。次に、以下の式（１）により、係数Ｋ１を算出する。
式（１） Ｋ１＝Ｄ２／Ｄ（Ｖ２）
そして、任意の相対速度Ｖに対し、Ｋ１×Ｄ（Ｖ）という値の車間距離が対応するマップを、補正後マップＭｍとする。なお、補正後マップＭｍをさらに補正する補正処理も、上と同様に行うことができる。

また、初期マップＭ０の補正は以下のように行ってもよい。まず、以下の式（２）により、差分ΔＤを算出する。
式（２） ΔＤ＝Ｄ２−Ｄ（Ｖ２）
そして、任意の相対速度Ｖに対し、Ｄ（Ｖ）＋ΔＤという値の車間距離が対応するマップを、補正後マップＭｍとする。なお、補正後マップＭｍをさらに補正する補正処理も、上と同様に行うことができる。

また、初期マップＭ０の補正は以下のように行ってもよい。まず、以下の式（３）により、係数Ｋ２を算出する。
式（３） Ｋ２＝ΔＤ／Ｖ２
そして、任意の相対速度Ｖに対し、Ｄ（Ｖ）＋Ｋ２×Ｖという値の車間距離が対応するマップを、補正後マップＭｍとする。なお、補正後マップＭｍをさらに補正する補正処理も、上と同様に行うことができる。

３．車両用運転支援装置１が奏する効果
（１）車両用運転支援装置１は、自動追従制御が開始される前であって、自車両が停車しているときに車間距離Ｄ１を取得し（前記ステップ８参照）、その車間距離Ｄ１を自動追従制御において使用する。

また、車両用運転支援装置１は、自動追従制御の開始直後に、車間距離Ｄ２及び相対速度Ｖ２を取得し（前記ステップ１５、１６参照）、それらを自動追従制御において使用する。

そのため、自動追従制御において用いるデータを精度よく、また簡易なロジックで確実に取得することができる。
（２）車両用運転支援装置１は、自車両が停車中であり、ブレーキがオンであることを条件として、自動追従制御許可状態とする。そのため、自車両の安全性が高い。

（３）車両用運転支援装置１は、ドライバの運転操作から学習した車間距離Ｄ１、Ｄ２、相対速度Ｖ２を用いて、ドライバの好みに応じた、停車時の目標車間距離や、発進タイミングＴを設定することができる。

（４）車両用運転支援装置１は、自車両のシフト位置が自動追従制御の開始時におけるシフト位置と一致しなくなった時点からの経過時間が所定の閾値以上となると、自動追従制御を終了する。そのため、自動追従制御を適切に終了させることができる。また、誤操作等により、シフト位置を短時間変更しても、自動追従制御がドライバの意図に反して終了してしまうような事態が生じにくい。
＜その他の実施形態＞
（１）発進タイミングＴは、相対速度Ｖにはよらず、車間距離Ｄのみによって設定してもよい。例えば、自動追従制御中において、自車両及び先行車両が停車した状態から、先に先行車両が発進し、自車両と先行車両との車間距離Ｄが所定の閾値Ｃに達したタイミングを（相対速度Ｖによらず）発進タイミングＴとすることができる。

また、車両用運転支援装置１は、前記ステップ１５で取得した車間距離Ｄにより、上記の閾値Ｃを補正することができる。例えば、前記ステップ１５で取得した車間距離Ｄを、補正後の閾値Ｃとすることができる。

（２）追従スイッチ１１の代わりに、他の入力装置を用いてもよい。例えば、ドライバが発音した音声から、オン又はオフを認識するものであってもよい。
（３）初期マップＭ０又は補正後マップＭｍを補正するタイミングは適宜設定できる。例えば、車間距離Ｄ２及び相対速度Ｖ２を取得するごとに行ってもよいし、複数回の履歴に基づき行ってもよい。

１…車両用運転支援装置、３…自動追従制御許可状態判定部、５…自動追従制御開始／終了判定部、７…目標車間距離演算／補正演算部、９…自動追従制御実行部、１１…追従スイッチ、１３…シフト位置センサ、１５…ブレーキペダル操作センサ、１７…先行車両認識センサ、１９…車輪速度センサ、２１…駆動力制御部、２３…制動力制御部

Claims (4)

1. 先行車を認識し、その先行車へ自動追従する自動追従制御を実行する自動追従制御実行手段（９）と、
   前記自動追従制御の開始指示を取得する開始指示取得手段（３）と、
   以下の条件Ａ１〜Ａ５が成立したか否かを判断する条件判断手段（３）と、
   自車両のブレーキがオンからオフになったことを検出するブレーキオフ検出手段（５）と、
   前記条件Ａ１〜Ａ５の成立後、自車両のブレーキがオンからオフになった場合、前記自動追従制御を開始する自動追従制御開始手段（５）と、
   前記条件Ａ１〜Ａ５が成立しているとき、自車両と先行車との車間距離Ｄ１を検出し、前記自動追従制御中に先行車の停車に応じて自車両を停車するときの目標車間距離を前記車間距離Ｄ１とする停車時目標車間距離設定手段（７）と、
   前記自動追従制御の開始時に、自車両と先行車との車間距離Ｄ２を検出し、前記自動追従制御中に先行車の発進に応じて自車両を発進させる発進タイミングＴを前記車間距離Ｄ２に基づき設定する発進タイミング設定手段（７）と、
   を備えることを特徴とする車両用運転支援装置（１）。
   条件Ａ１：前記自動追従制御中ではない。
   条件Ａ２：自車両のブレーキがオンである。
   条件Ａ３：自車両が停車中である。
   条件Ａ４：先行車を認識している。
   条件Ａ５：前記開始指示取得手段が前記開始指示を取得した。
2. 前記発進タイミング設定手段は、前記自動追従制御の開始時に、前記車間距離Ｄ２と、自車両に対する先行車両の相対速度Ｖ２とを検出し、前記発進タイミングＴを前記車間距離Ｄ２及び前記相対速度Ｖ２に基づき設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用運転支援装置。
3. 自車両と先行車との車間距離、及び自車両に対する先行車両の相対速度から前記発進タイミングＴを算出するマップ（Ｍ０、Ｍｍ）と、
   前記発進タイミング設定手段が検出した前記車間距離Ｄ２及び前記相対速度Ｖ２に基づき、前記マップを補正するマップ補正手段（７）と、
   を備え、
   前記発進タイミング設定手段は、補正後の前記マップを用いて前記発進タイミングＴを設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用運転支援装置。
4. 前記自動追従制御中に、以下の条件Ｂ１〜Ｂ４のうちのいずれかが成立した場合、前記自動追従制御を終了する自動追従制御終了手段（５）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用運転支援装置。
   Ｂ１：自車両のシフト位置が前記自動追従制御の開始時におけるシフト位置と一致しなくなった時点からの経過時間が所定の閾値以上である。
   Ｂ２：先行車を認識しなくなった時点からの経過時間が所定の閾値以上である。
   Ｂ３：自車両のドライバがブレーキ操作を行った。
   Ｂ４：自動追従制御の終了指示を取得した。

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