JP6414514B2

JP6414514B2 - 運転支援装置

Info

Publication number: JP6414514B2
Application number: JP2015117376A
Authority: JP
Inventors: 信平楠本; 崇菅野; 英輝高橋
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: JP2017001520A

Description

本発明は、運転支援装置に係わり、特に、乗員の状態に応じて車両の運転を支援する運転支援装置に関する。

従来、車両の運転を支援する運転支援装置として、車両の加減速を制御するものや、車両の操舵を制御するものが知られている。例えば、特許文献１には、車両の車速を設定速度に一定に保つクルーズコントロールを実行中に、車両のドライバが運転不能な状態であることを検知した場合、車両を走行車線に沿って走行させるレーンキープアシストを実行すると共に、車両を減速及び停止させる運転走行支援装置が開示されている。

特開２０１４−９１３８０号公報

しかしながら、特許文献１の装置のように、車両のドライバが運転不能な状態であることを検知した場合において、レーンキープアシストを実行すると共に、車両を減速及び停止させる場合、レーンキープアシストや減速制御に伴う車両の挙動によっては、運転不能な状態にあるドライバの体の負担が増加して着座姿勢が崩れてしまったり、ドライバ以外の乗員の不安感や不快感を増大させたりしてしまう可能性がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感を抑制しつつ、車両の運転を支援することができる、運転支援装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の運転支援装置は、乗員の状態に応じて車両の運転を支援する運転支援装置であって、乗員の状態を取得する乗員状態取得手段と、車両の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両の最大横加速度が所定の横加速度閾値以下且つ最大横ジャークが所定の横ジャーク閾値以下となるように車両を操舵する操舵制御手段と、車両を退避させる退避スペースの、車両の進行方向における長さを検出する退避スペース検出手段と、退避スペースの長さと、退避スペースの入口における進入車速とに基づき、車両を入口から減速させてその退避スペース内に停車させる車速プロファイルを決定する車速プロファイル決定手段と、車両を車速プロファイルに従って減速させながら退避スペース内に進入させるヨーレートプロファイルを決定するヨーレートプロファイル決定手段と、乗員状態に異常が発生した場合に、決定された車速プロファイル及びヨーレートプロファイルに従って車両を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両の最大横加速度及び最大横ジャークを推定する挙動推定手段とを有し、操舵制御手段は、挙動推定手段が推定した最大横加速度が横加速度閾値以下且つ最大横ジャークが横ジャーク閾値以下である場合に、決定された車速プロファイル及びヨーレートプロファイルに従って車両を操舵することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、車両の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両の最大横加速度が所定の横加速度閾値以下且つ最大横ジャークが所定の横ジャーク閾値以下となるように車両を操舵するので、乗員の不快感が抑制される最大横加速度と最大横ジャークとの組み合わせによって車両を旋回させることができ、これにより、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両の運転を支援することができる。
また、退避スペースの長さと退避スペースの入口における進入車速とに基づき決定した車両を退避スペース内に停車させる車速プロファイルと、車両を車速プロファイルに従って減速させながら退避スペース内に進入させるヨーレートプロファイルとに従って、車両を退避スペース内に進入させる場合に発生する最大横加速度及び最大横ジャークを推定し、推定された最大横加速度が横加速度閾値以下且つ最大横ジャークが横ジャーク閾値以下である場合に、それらの車速プロファイル及びヨーレートプロファイルに従って車両を操舵するので、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両を退避スペース内に安全に進入させるように車両の運転を支援することができる。

また、本発明において、好ましくは、操舵制御手段は、車両の最大横加速度が４ｍ／ｓ²以下且つ最大横ジャークが３ｍ／ｓ³以下となるように車両を操舵する。
このように構成された本発明においては、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大横加速度と最大横ジャークとの組み合わせによって車両を旋回させることができ、これにより、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感を確実に抑制しつつ、車両の運転を支援することができる。

また、本発明において、好ましくは、車速プロファイル決定手段は、車両の最大減速度と最大前後ジャークとの線形和が所定値以下となるように車両を減速させる車速プロファイルを決定する。
このように構成された本発明においては、乗員の不快感が抑制される最大減速度と最大前後ジャークとの組み合わせによって車両を減速させる車速プロファイルを決定することができ、これにより、確実にドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両を退避スペース内に安全に進入及び停止させるように車両の運転を支援することができる。

本発明による運転支援装置によれば、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感を抑制しつつ、車両の運転を支援することができる。

本発明の実施形態による運転支援装置の電気的構成を示すブロック図である。車両が減速を行うときに発生する最大減速度Ｇ_xをｘ座標、最大前後ジャークＪ_xをｙ座標として、乗員が不快感を覚えた場合と覚えなかった場合のそれぞれの座標（Ｇ_x，Ｊ_x）を座標平面上にプロットした図である。車両が旋回を行うときに発生する最大横加速度Ｇ_yをｘ座標、最大横ジャークＪ_yをｙ座標として、乗員が不快感を覚えた場合と覚えなかった場合のそれぞれの座標（Ｇ_y，Ｊ_y）を座標平面上にプロットした図である。本発明の実施形態による運転支援装置が実行する運転支援処理のフローチャートである。図４に続く運転支援処理のフローチャートである。本発明の実施形態による運転支援装置を搭載した車両が進入する退避スペースの一例を示す平面図である。本発明の実施形態による運転支援装置を搭載した車両を退避スペースの入口までに所定の進入車速まで減速させるときの挙動を示す線図であり、（ａ）は車速プロファイル、（ｂ）は減速度プロファイルである。退避スペースへの進入車速が４０ｋｍ／ｈの場合において、車両を退避スペース内に停車させる場合に発生する車両の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを、減速度をｘ座標、前後ジャークをｙ座標として、退避スペースの長さ毎にプロットした図である。退避スペースへの進入車速が３０ｋｍ／ｈの場合において、車両を退避スペース内に停車させる場合に発生する車両の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを、減速度をｘ座標、前後ジャークをｙ座標として、退避スペースの長さ毎にプロットした図である。本発明の実施形態による運転支援装置を搭載した車両を退避スペース内に停車させるときの挙動を示す線図であり、（ａ）は車速プロファイル、（ｂ）はヨーレートプロファイル、（ｃ）は横加速度の変化を示す線図である。車両を図１０（ａ）の車速プロファイルに従って減速させながら退避スペース内に進入させる場合に発生する最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yの組み合わせを、車両を退避スペースに進入させるときの切り込み操舵の所要時間と切り戻し操舵の所要時間との比率毎にプロットした図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による運転支援装置を説明する。
まず、図１により、本発明の実施形態による運転支援装置を搭載する車両について説明する。図１は、本発明の実施形態による運転支援装置を搭載する車両の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示すように、符号１は、本実施形態による運転支援装置を搭載する車両を示す。この車両１は、車両１の前方を撮影する車外カメラ２、車室内の乗員の状態を検出する乗員状態センサ４、非常時に車両１を走行車線から退避させることが可能な退避スペース（例えば非常駐車帯や待避所等）の位置や形状に関する情報を格納した地図データベース６、ＧＰＳ８（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）、車速を検出する車速センサ１０、車両１の進行方向の加速度を検出する加速度センサ１２、及び、車両１のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１４を有する。車外カメラ２が撮影した画像データ、地図データベース６から取得された退避スペースに関する情報、ＧＰＳ８により取得された位置情報、及び各センサにより検出された検出データは、ＥＣＵ１６（運転支援装置）に出力される。

ＥＣＵ１６は、車両１の乗員の状態を取得する乗員状態取得部１８と、車両１を退避させる退避スペースを検出する退避スペース検出部２０と、車両１を退避スペースの入口から減速させてその退避スペース内に停車させる車速プロファイルを決定する車速プロファイル決定部２２と、車両１を車速プロファイルに従って減速させながら退避スペース内に進入させるヨーレートプロファイルを決定するヨーレートプロファイル決定部２４と、車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大減速度、最大横加速度、最大前後ジャーク及び最大横ジャークを推定する挙動推定部２６と、車速プロファイルに従って車両１のエンジン２８及びブレーキ３０を制御する加減速制御部３２と、ヨーレートプロファイルに従って車両１の電動パワーステアリング３４を制御するステアリングトルクコントローラ３６とを備える。

これらの乗員状態取得部１８、退避スペース検出部２０、車速プロファイル決定部２２、ヨーレートプロファイル決定部２４、挙動推定部２６、加減速制御部３２、及びステアリングトルクコントローラ３６は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

次に、図２及び図３により、乗員が不快感を覚える車両１の挙動について説明する。
図２は、車両１が減速を行うときに発生する最大減速度Ｇ_xをｘ座標、最大前後ジャークＪ_xをｙ座標として、乗員が不快感を覚えた場合（図２では「×」）と覚えなかった場合（図２では「◆」）のそれぞれの座標（Ｇ_x，Ｊ_x）を座標平面上にプロットした図であり、図３は、車両１が旋回を行うときに発生する最大横加速度Ｇ_yをｘ座標、最大横ジャークＪ_yをｙ座標として、乗員が不快感を覚えた場合（図３では「×」）と覚えなかった場合（図３では「◆」）のそれぞれの座標（Ｇ_y，Ｊ_y）を座標平面上にプロットした図である。

本発明の発明者らは、車両１の挙動が乗員の体の負担や不快感に及ぼす影響を実験的に調査した。
具体的には、まず、車両１が減速を行うときに発生する最大減速度Ｇ_xと、その最大減速度Ｇ_xに到達するまでに発生する最大前後ジャークＪ_xとの様々な組み合わせに従って車両１を減速させ、それぞれの組み合わせによる車両１の挙動を不快に感じるか否かの主観評価を行うと共に、車両１の挙動による体の負担として、着座姿勢を保持するための筋活動量を計測した。
その結果、最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの線形和が所定値以下となる領域、具体的には、図２に示すように、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす領域（図２の左下のハッチング領域）に含まれる挙動に対しては、乗員は不快感を覚えないことが明らかとなった。

また、本発明の発明者らは、車両１が旋回を行うときに発生する最大横加速度Ｇ_yと、その最大横加速度Ｇ_yに到達するまでに発生する最大横ジャークＪ_yとの様々な組み合わせに従って車両１を旋回させ、それぞれの組み合わせによる車両１の挙動を不快に感じるか否かの主観評価を行うと共に、車両１の挙動による体の負担として、着座姿勢を保持するための筋活動量を計測した。
その結果、図３に示すように、最大横加速度Ｇ_yが所定の横加速度閾値以下且つ最大横ジャークＪ_yが所定の横ジャーク閾値以下の領域、具体的には、最大横加速度Ｇ_yが４ｍ／ｓ²以下且つ最大横ジャークＪ_yが３ｍ／ｓ³以下の領域（図３の左下のハッチング領域）に含まれる挙動に対しては、乗員は不快感を覚えないことが明らかとなった。

また、本発明の発明者らは、筋活動量と乗員の不快感との間には相関があり、筋活動量が大きくなるほど（車両１の挙動による体の負担が大きくなるほど）、不快感が強くなることを見出した。即ち、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を減速させると共に、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大横加速度Ｇ_yと最大横ジャークＪ_yとの組み合わせによって車両１を旋回させることにより、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１の運転を支援することができる。

次に、図４乃至図１０により、運転支援装置が行う車両１の運転支援処理について説明する。
図４及び図５は、本発明の実施形態による運転支援装置が実行する運転支援処理のフローチャートであり、図６は、本発明の実施形態による運転支援装置を搭載した車両１が進入する退避スペースの一例を示す平面図であり、図７は、退避スペースの入口までに車両１を所定の進入車速まで減速させるときの挙動をしめ線図であり、図８は、退避スペースへの進入車速が４０ｋｍ／ｈの場合において、車両１を退避スペース内に停車させる場合に発生する車両１の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを、減速度をｘ座標、前後ジャークをｙ座標として、退避スペースの長さ毎にプロットした図であり、図９は、退避スペースへの進入車速が３０ｋｍ／ｈの場合において、車両１を退避スペース内に停車させる場合に発生する車両１の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを、減速度をｘ座標、前後ジャークをｙ座標として、退避スペースの長さ毎にプロットした図であり、図１０は、本発明の実施形態による運転支援装置により決定された車両１の挙動を示す線図であり、図１１は、車両１を図１０（ａ）の車速プロファイルに従って減速させながら退避スペース内に進入させる場合に発生する最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yの組み合わせを、車両１を退避スペースに進入させるときの切り込み操舵の所要時間と切り戻し操舵の所要時間との比率毎にプロットした図である。

まず、図４の運転支援処理は、ドライバの状態に応じて車両１の運転を支援する処理であり、例えば車両１のイグニッションスイッチがＯＮにされた後に実行される。

図４に示すように、運転支援処理が開始されると、ステップＳ１において、ＥＣＵ１６は、車両１に搭載された各種センサの出力値を読み込む。
続いて、ステップＳ２において、乗員状態取得部１８は、ステップＳ１で読み込んだ乗員状態センサ４の出力値に基づき、ドライバの状態に異常有るか否かを判定する。例えば、乗員状態センサ４としては、ドライバの瞬きを検出するための瞬き検出カメラや、ドライバの体表面温度や脈波を検出する赤外線センサ、ドライバの姿勢に応じた荷重バランスや体表脈波を検出するシートセンサ等を用いることができ、乗員状態取得部１８は、これらの乗員状態センサ４から出力されたデータに基づき、ドライバの状態に異常が有るか否かを判定する。
本実施形態では、「ドライバの状態に異常が有る」とは、ドライバが車両１を運転することが困難な状態であることをいう。乗員状態取得部１８は、例えば、ドライバの体表面温度が所定範囲外である場合や、ドライバの脈波数が所定範囲外である場合に、ドライバの状態に異常が有ると判定する。

その結果、ドライバの状態に異常がない場合、ステップＳ１に戻る。以降、ステップＳ２においてドライバの状態に異常が有ると判定されるまで、ステップＳ１及びＳ２を繰り返す。
一方、ドライバの状態に異常が有る場合、ステップＳ３に進み、ＥＣＵ１６は、車両１の運転操作を自動運転に切り替える。即ち、ＥＣＵ１６が、車両１の加減速及び操舵をドライバに代わって自動的に行うようにする。

次に、ステップＳ４において、退避スペース検出部２０は、ステップＳ１において車外カメラ２やＧＰＳ８から読み込んだデータや、地図データベース６から取得したデータに基づき、車両１の進行方向において現在位置に最も近い退避スペースを検出する。退避スペースは、図６に示すように、車両１を走行車線から退避させることが可能なスペースであり、例えば、非常駐車帯や待避所等を利用することができる。

次に、ステップＳ５において、挙動推定部２６は、退避スペース検出部２０が検出した退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の進入車速Ｖ₀まで減速させることができるか否かを判定する。この進入車速Ｖ₀は、後続車両から追突されることなく安全に走行車線を走行可能な車速であり、本実施形態では４０ｋｍ／ｈである。

具体的には、挙動推定部２６は、車速プロファイル決定部２２により、車両１の現在位置から退避スペースの入口までの距離と現在車速Ｖｃとに基づき、図７（ａ）に示すように、退避スペースの入口までに車速を進入車速Ｖ₀まで減速させる車速プロファイルを設定する。更に、その車速プロファイルを時間微分することにより減速度プロファイルを導出する。
そして、この減速度プロファイルにおける最大減速度Ｇ_xと、その最大減速度Ｇ_xに到達するまでに発生する最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせが、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす場合、挙動推定部２６は、退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の進入車速Ｖ₀まで減速させることができると判定する。

一方、上述した減速度プロファイルにおける最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせが１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たさない場合、挙動推定部２６は、車速プロファイル決定部２２により、退避スペースの入口までに車速を進入車速Ｖ₀まで減速させることを条件として減速度及び前後ジャークを変化させた車速プロファイルを再設定し、その車速プロファイルに基づく減速度プロファイルにおける最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせが１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たすか否かを判定する処理を繰り返す。その結果、何れかの車速プロファイルにおいて、最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせが１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす場合、挙動推定部２６は、退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の進入車速Ｖ₀まで減速させることができると判定する。
一方、最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせが１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす車速プロファイルが存在しない場合、挙動推定部２６は、退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の進入車速Ｖ₀まで減速させることができないと判定する。

その結果、退避スペース検出部２０が検出した退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の進入車速Ｖ₀まで減速させることができない場合、ステップＳ６に進み、退避スペース検出部２０は、車両１の進行方向において、最後に検出した退避スペースの次に現在位置に近い退避スペースを検出し、ステップＳ５に戻る。以降、ステップＳ５において、退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の進入車速Ｖ₀まで減速させることができると判定されるまで、ステップＳ５及びＳ６の処理を繰り返す。

一方、退避スペース検出部２０が検出した退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の進入車速Ｖ₀まで減速させることができる場合、ステップＳ７に進み、加減速制御部３２は、ステップＳ５において車速プロファイル決定部２２により設定された車速プロファイルに従って車速をＶ₀まで減速させる。即ち、加減速制御部３２は、ステップＳ５において設定された車速プロファイルに基づく減速度プロファイルの減速度を発生させるように、車両１のブレーキ３０及びエンジン２８を制御する。

次に、ステップＳ８において、退避スペース検出部２０は、退避スペースの大きさを検出する。具体的には、退避スペース検出部２０は、ステップＳ１において車外カメラ２やＧＰＳ８から読み込んだデータや、地図データベース６から取得したデータに基づき、車両１の進行方向における退避スペースの長さＬを検出する。

次に、ステップＳ９において、挙動推定部２６は、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって、進入車速Ｖ₀の車両１を退避スペースの入口から更に減速させてその退避スペース内に停車させることができるか否かを判定する。

具体的には、図８に示すように、退避スペースへの進入車速Ｖ₀が４０ｋｍ／ｈの場合において、車両１を退避スペース内に停車させる場合に発生する車両１の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを退避スペースの長さ毎にプロットしたマップを、予めＥＣＵ１６に記憶させておく。挙動推定部２６は、このマップから、ステップＳ８で検出された退避スペースの長さＬに対応する最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを取得し、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす場合、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって、進入車速Ｖ₀の車両１を退避スペースの入口から更に減速させてその退避スペース内に停車させることができると判定する。一方、取得した最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせが１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たさない場合、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって、進入車速Ｖ₀の車両１を退避スペースの入口から更に減速させてその退避スペース内に停車させることができないと判定する。

例えば、図８のマップによれば、退避スペースの長さＬが３０ｍ以下の場合、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす領域（図８の右上のハッチング領域）に含まれる最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせは存在しない。一方、退避スペースの長さＬが２５ｍ以下の場合、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす領域に含まれる最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせが存在する。

その結果、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって、進入車速Ｖ₀の車両１を退避スペースの入口から更に減速させてその退避スペース内に停車させることができない場合、ステップＳ１０に進み、挙動推定部２６は、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を退避スペース内に停車させることが可能となる退避スペースへの進入車速（以下、「制限車速Ｖ₁」という）を特定する。

具体的には、図８や図９に例示するように、車両１を退避スペース内に停車させる場合に発生する車両１の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを退避スペースの長さ毎にプロットしたマップを、退避スペースの入口における進入車速毎に、予めＥＣＵ１６に記憶させておく。挙動推定部２６は、これらのマップから、ステップＳ８で検出された退避スペースの長さＬに対応する最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを取得し、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす領域に含まれる最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせが存在するマップにおける進入車速を、制限車速Ｖ₁として特定する。

例えば、退避スペースの長さＬが３０ｍの場合、図８のマップによれば、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす領域に含まれる最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせは存在しないが、退避スペースへの進入車速Ｖ₀が３０ｋｍ／ｈの場合を示す図９のマップによれば、１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす領域（図９の右上のハッチング領域）に含まれる最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせが存在する。この場合、挙動推定部２６は、制限車速Ｖ₁＝３０ｋｍ／ｈと特定する。

次に、ステップＳ１１において、挙動推定部２６は、ステップＳ８で大きさを検出した退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を制限車速Ｖ₁まで減速させることができるか否かを判定する。この判定の具体的な処理内容は、ステップＳ５と同様である。

その結果、ステップＳ８で大きさを検出した退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を制限車速Ｖ₁まで減速させることができない場合、ステップＳ１２に進み、退避スペース検出部２０は、車両１の進行方向において、最後に検出した退避スペースの次に現在位置に近い退避スペースを検出し、ステップＳ８に戻る。以降、ステップＳ１１において、退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を所定の制限車速Ｖ₁まで減速させることができると判定されるまで、ステップＳ８からＳ１２の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ８で大きさを検出した退避スペースの入口までに、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を制限車速Ｖ₁まで減速させることができる場合、ステップＳ１３に進み、加減速制御部３２は、ステップＳ１１において車速プロファイル決定部２２により設定された車速プロファイルに従って車速をＶ₁まで減速させる。

ステップＳ９において、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって、進入車速Ｖ₀の車両１を退避スペースの入口から更に減速させてその退避スペース内に停車させることができると判定した場合、又は、ステップＳ１３の後、ステップＳ１４に進み、車速プロファイル決定部２２は、退避スペースの長さＬと、退避スペースの入口における進入車速Ｖ₀又は制限車速Ｖ₁とに基づき、車両１を退避スペースの入口から減速させてその退避スペース内に停車させる車速プロファイルを決定する。

具体的には、車速プロファイル決定部２２は、図８や図９に例示したマップから取得した、退避スペースの長さＬに対応し且つ１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たす領域に含まれる最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを使用して、車両１を退避スペースの入口における進入車速Ｖ₀又は制限車速Ｖ₁から減速させてその退避スペース内に停車させる車速プロファイルを決定する。このとき、ドライバや他の乗員の体の負担が最も小さくなる最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xの組み合わせを使用して車速プロファイルを決定することが好ましい。

次に、ステップＳ１５において、ヨーレートプロファイル決定部２４は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイルに従って車両１を減速させながら退避スペース内に進入させるときの切り込み操舵の所要時間ｔ₁と切り戻し操舵の所要時間ｔ₂との比率（以下、「操舵レシオ」という）Ｒ＝ｔ₁／（ｔ₁＋ｔ₂）を設定する。運転支援処理において初めてステップＳ１５を実行する場合、ヨーレートプロファイル決定部２４は、初期値として、例えばＲ＝０．５を設定する。

次に、ステップＳ１６において、ヨーレートプロファイル決定部２４は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１５で設定した操舵レシオＲに従って車両１を減速させながら退避スペース内に進入させるヨーレートプロファイルを決定する。

具体的には、ヨーレートプロファイル決定部２４は、ステップＳ１４で決定された、図１０（ａ）に示すような車速プロファイルに従って減速した車両１が停止したときに、車両１の前後方向が退避スペースの長手方向と一致し、且つ、車体全体が退避スペース内に収まるように、且つ、操舵レシオＲがステップＳ１５で設定した値となるように、ヨーレートプロファイルを決定する。

ここで、退避スペースの入口からステップＳ１４で決定した車速プロファイルに従って減速する車両１の車速をＶ（ｔ）、旋回角をθ（ｔ）とした場合、車両１の横方向の移動距離ΔＹは、下記式により表される。
ΔＹ＝∫Ｖ（ｔ）・ｓｉｎθ（ｔ）・ｄｔ・・・式（１）

更に、旋回角θ（ｔ）は、ヨーレートγ（ｔ）を用いて下記式により表される。
θ（ｔ）＝∫γ（ｔ）・ｄｔ・・・式（２）

ヨーレートプロファイル決定部２４は、これらの式（１）及び（２）と、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１５で設定した操舵レシオＲとに基づき、車両１の横方向の移動距離ΔＹが、走行車線上の車両１の車体全体を退避スペース内に収めるように退避スペース内に進入した場合における横方向の移動距離Ｗと等しくなるようにヨーレートプロファイルを決定する。

次に、ステップＳ１７において、挙動推定部２６は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれるか否かを判定する。

具体的には、挙動推定部２６は、図１０（ａ）に示すようなステップＳ１４で決定した車速プロファイルと、図１０（ｂ）に示すようなステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルとに基づき、図１０（ｃ）に示すような横加速度プロファイルを導出する。

そして、この横加速度プロファイルにおける最大横加速度Ｇ_yが４ｍ／ｓ²以下且つ最大横ジャークＪ_yが３ｍ／ｓ³以下である場合、挙動推定部２６は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれると判定する。

一方、横加速度プロファイルにおける最大横加速度Ｇ_yが４ｍ／ｓ²より大きい及び／又は最大横ジャークＪ_yが３ｍ／ｓ³より大きい場合、挙動推定部２６は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれないと判定する。

その結果、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれない場合、ステップＳ１５に戻り、ヨーレートプロファイル決定部２４は、操舵レシオＲを再設定する。例えば、ヨーレートプロファイル決定部２４は、現在設定されている操舵レシオＲを０．１増分する。そして、ステップＳ１６において、ヨーレートプロファイル決定部２４は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１５で設定した操舵レシオＲに従って車両１を減速させながら退避スペース内に進入させるヨーレートプロファイルを決定する。
以降、ステップＳ１７において、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれると判定されるまで、ステップＳ１５からＳ１７の処理を繰り返す。

図１１の例では、ステップＳ１５で設定した操舵レシオＲが０．２又は０．３の場合、横加速度プロファイルにおける最大横ジャークＪ_yが３ｍ／ｓ³より大きくなっている。この場合、挙動推定部２６は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれないと判定し、ヨーレートプロファイル決定部２４は、ステップＳ１５において操舵レシオＲを０．１増分して再設定する。

一方、操舵レシオが０．４以上の場合、横加速度プロファイルにおける最大横加速度Ｇ_yが４ｍ／ｓ²以下且つ最大横ジャークＪ_yが３ｍ／ｓ³以下となっている。従って、ステップＳ１７において、挙動推定部２６は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれると判定する。

ステップＳ１７において、ステップＳ１４で決定した車速プロファイル及びステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する車両１の最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yが、乗員が不快に感じない領域に含まれると判定した場合、ステップＳ１８に進み、加減速制御部３２は、ステップＳ１４で決定した車速プロファイルに基づく減速度プロファイルの減速度を発生させるように、車両１のブレーキ３０及びエンジン２８を制御し、ステアリングトルクコントローラ３６は、ステップＳ１６で決定したヨーレートプロファイルに基づいて電動パワーステアリング３４を制御する。これにより、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を減速させると共に、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大横加速度Ｇ_yと最大横ジャークＪ_yとの組み合わせによって車両１を旋回させることにより、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１を退避スペース内に自動的に停車させる。

次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
上述した実施形態においては、運転支援装置は、乗員が不快に感じない最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を減速させると共に、乗員が不快に感じない最大横加速度Ｇ_yと最大横ジャークＪ_yとの組み合わせによって車両１を旋回させると説明したが、乗員が不快に感じない最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を減速させると共に、他の条件に基づいて車両１を旋回させるようにしてもよい。また、他の条件に基づいて車両１を減速させると共に、乗員が不快に感じない最大横加速度Ｇ_yと最大横ジャークＪ_yとの組み合わせによって車両１を旋回させるようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、運転支援装置を搭載する車両１は、動力源としてガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃エンジン２８を搭載する場合を例として説明したが、これらのエンジン２８に代えて、あるいはこれらのエンジン２８と共に、動力源として車両１にバッテリ及びモータを搭載してもよい。この場合、加減速制御部３２は、運転支援処理において設定された車速プロファイルに従って、車両１のモータ及びブレーキ３０を制御する。

次に、上述した本発明の各実施形態及び本発明の実施形態の変形例による運転支援装置の効果を説明する。

まず、加減速制御部３２は、車両１の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両１の最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの線形和が所定値以下となるように車両１を減速させるので、乗員の不快感が抑制される最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を減速させることができ、これにより、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１の運転を支援することができる。

特に、加減速制御部３２は、車両１の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xが１０Ｇ_x＋３Ｊ_x≦３０を満たすように車両１を減速させるので、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの組み合わせによって車両１を減速させることができ、これにより、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感を確実に抑制しつつ、車両１の運転を支援することができる。

また、挙動推定部２６が、退避スペースの長さと、退避スペースの入口における進入車速Ｖ₀とに基づき、車両１を退避スペースの入口から減速させてその退避スペース内に停車させる場合に発生する車両１の最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xを推定し、車速プロファイル決定部２２が、最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの線形和が所定値以下である場合に、その最大減速度Ｇ_x及び最大前後ジャークＪ_xにより退避スペースの入口から車両１を減速させ、その退避スペース内に車両１を停車させる車速プロファイルを決定し、加減速制御部３２は、車速プロファイルに従って車両１を上記入口から減速させてその退避スペース内に停車させるので、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１を退避スペース内に安全に停止させるように車両１の運転を支援することができる。

また、挙動推定部２６は、最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの線形和が所定値より大きい場合、最大減速度Ｇ_xと最大前後ジャークＪ_xとの線形和を所定値以下とするための退避スペースの入口における制限車速Ｖ₁を特定し、加減速制御部３２は、車両１が退避スペースの入口に到達する前に、制限車速Ｖ₁まで減速させるので、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、退避スペースの長さに関わらず、確実にドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１を退避スペース内に安全に停止させるように車両１の運転を支援することができる。

また、ステアリングトルクコントローラ３６は、車両１の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両１の最大横加速度Ｇ_yが所定の横加速度閾値以下且つ最大横ジャークＪ_yが所定の横ジャーク閾値以下となるように車両１を操舵するので、乗員の不快感が抑制される最大横加速度Ｇ_yと最大横ジャークＪ_yとの組み合わせによって車両１を旋回させることができ、これにより、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１の運転を支援することができる。

特に、ステアリングトルクコントローラ３６は、車両１の最大横加速度Ｇ_yが４ｍ／ｓ²以下且つ最大横ジャークＪ_yが３ｍ／ｓ³以下となるように車両１を操舵するので、乗員が不快に感じない領域に含まれる最大横加速度Ｇ_yと最大横ジャークＪ_yとの組み合わせによって車両１を旋回させることができ、これにより、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感を確実に抑制しつつ、車両１の運転を支援することができる。

また、車速プロファイル決定部２２が、退避スペースの長さと、退避スペースの入口における進入車速Ｖ₀とに基づき、車両１を退避スペースの入口から減速させてその退避スペース内に停車させる車速プロファイルを決定し、ヨーレートプロファイル決定部２４が、車両１を車速プロファイルに従って減速させながら退避スペース内に進入させるヨーレートプロファイルを決定し、挙動推定部２６が、それらの決定された車速プロファイル及びヨーレートプロファイルに従って車両１を退避スペース内に進入させる場合に発生する最大横加速度Ｇ_y及び最大横ジャークＪ_yを推定し、ステアリングトルクコントローラ３６は、推定された最大横加速度Ｇ_yが横加速度閾値以下且つ最大横ジャークＪ_yが横ジャーク閾値以下である場合に、決定された車速プロファイル及びヨーレートプロファイルに従って車両１を操舵するので、ドライバが運転不能な状態に陥った場合において、ドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１を退避スペース内に安全に進入させるように車両１の運転を支援することができる。

また、ヨーレートプロファイル決定部２４は、推定された最大横加速度Ｇ_yが横加速度閾値より大きい及び／又は最大横ジャークＪ_yが横ジャーク閾値より大きい場合、車両１を車速プロファイルに従って減速させながら退避スペース内に進入させるときの切り込み操舵の所要時間ｔ₁と切り戻し操舵の所要時間ｔ₂との比率を変化させたヨーレートプロファイルを再決定するので、最大横加速度Ｇ_yが横加速度閾値以下且つ最大横ジャークＪ_yが横ジャーク閾値以下となるヨーレートプロファイルを決定することができ、これにより、確実にドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１を退避スペース内に安全に進入させるように車両１の運転を支援することができる。

また、車速プロファイル決定部２２は、車両１の最大減速度と最大前後ジャークとの線形和が所定値以下となるように車両１を減速させる車速プロファイルを決定するので、確実にドライバや他の乗員の体の負担を軽減するとともに不安感・不快感の増大を抑制しつつ、車両１を退避スペース内に安全に進入及び停止させるように車両１の運転を支援することができる。

１車両
２車外カメラ
４乗員状態センサ
６地図データベース
８ＧＰＳ
１０車速センサ
１２加速度センサ
１４ヨーレートセンサ
１６ＥＣＵ（運転支援装置）
１８乗員状態取得部
２０退避スペース検出部
２２車速プロファイル決定部
２４ヨーレートプロファイル決定部
２６挙動推定部
２８エンジン
３０ブレーキ
３２加減速制御部
３４電動パワーステアリング
３６ステアリングトルクコントローラ

Claims

乗員の状態に応じて車両の運転を支援する運転支援装置であって、
乗員の状態を取得する乗員状態取得手段と、
車両の走行中、乗員状態に異常が発生した場合、車両の最大横加速度が所定の横加速度閾値以下且つ最大横ジャークが所定の横ジャーク閾値以下となるように車両を操舵する操舵制御手段と、
車両を退避させる退避スペースの、車両の進行方向における長さを検出する退避スペース検出手段と、
上記退避スペースの長さと、上記退避スペースの入口における進入車速とに基づき、車両を上記入口から減速させてその退避スペース内に停車させる車速プロファイルを決定する車速プロファイル決定手段と、
車両を上記車速プロファイルに従って減速させながら上記退避スペース内に進入させるヨーレートプロファイルを決定するヨーレートプロファイル決定手段と、
乗員状態に異常が発生した場合に、上記決定された車速プロファイル及びヨーレートプロファイルに従って車両を上記退避スペース内に進入させる場合に発生する車両の上記最大横加速度及び上記最大横ジャークを推定する挙動推定手段とを有し、
上記操舵制御手段は、上記挙動推定手段が推定した上記最大横加速度が上記横加速度閾値以下且つ上記最大横ジャークが上記横ジャーク閾値以下である場合に、上記決定された車速プロファイル及びヨーレートプロファイルに従って車両を操舵する、
ことを特徴とする運転支援装置。
上記操舵制御手段は、車両の最大横加速度が４ｍ／ｓ²以下且つ最大横ジャークが３ｍ／ｓ³以下となるように車両を操舵する請求項１に記載の運転支援装置。
上記車速プロファイル決定手段は、車両の最大減速度と最大前後ジャークとの線形和が所定値以下となるように車両を減速させる車速プロファイルを決定する請求項１又は２に記載の運転支援装置。