JP7188072B2 - 車両制御方法及び車両制御装置 - Google Patents

車両制御方法及び車両制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、車両制御方法及び車両制御装置に関する。
特許文献1には、運転操作についての指標とする運転モデルと運転者の運転操作とを比較して運転者の運転技量を評価し、運転技量の評価結果に基づいて運転支援を行う運転支援システムが提案されている。
特開2013-149154号公報
しかしながら、運転者が得意な運転シーンには個人差があるため、運転シーンによって運転技量の評価に差が生じることがある。また、その時々の状況によっても運転技量の評価が変化することもある。このため、運転技量の評価結果に基づいて車両を制御しても、車両特性に対する乗員の違和感を生じさせるおそれがある。
本発明は、車両の運転操作の際の車両特性に対する乗員の違和感を軽減することを目的とする。
本発明の一態様による車両制御方法では、乗員の脳活動を計測し、車両の運転操作の際の脳活動に基づいて車両の車両特性に対する乗員の違和感を検出し、乗員の運転技量を評価し、運転技量と違和感とに基づいて車両の車両特性を変更する。
本発明の他の一態様による車両制御方法では、乗員の脳活動を計測し、車両の運転操作の際の脳活動に基づいて車両の車両特性に対する乗員の違和感を検出し、運転操作の操作量を判断し、操作量と違和感とに基づいて車両特性を制御する。
本発明によれば、車両の運転操作の際の車両特性に対する乗員の違和感を軽減できる。
本発明の実施形態に係る車両制御装置の一例を示すブロック図である。 脳活動センサの電極配置の一例の概略図である。 図1に示すコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。 脳波の波形の一例を示すグラフである。 違和感を検出する処理の一例を説明するためのグラフである。 違和感を検出する処理の他の一例を説明するためのグラフである。 乗員の運転技量が高い場合の運転特性の変更例の説明図である。 乗員の運転技量が低い場合の運転特性の変更例の説明図である。 操舵反力制御による運転支援の一例の説明図である。 第1実施形態の車両制御方法のフローチャートである。 第2実施形態の車両制御方法のフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
(第1実施形態)
(構成)
図1を参照する。車両制御装置1は、車両制御装置1を搭載する車両(以下、「自車両」と表記する)の周囲の走行環境に基づいて、運転者が関与せずに自車両を自動で運転する自動運転制御や、運転者による自車両の運転を支援する運転支援制御を行う。
運転支援制御には、自動操舵、自動ブレーキ、定速走行制御、車線維持制御、合流支援制御などの走行制御のほか、運転者に操舵操作や減速操作を促すメッセージを出力することを含んでよい。
車両制御装置1は、周囲環境センサ2と、車両センサ3と、ナビゲーションシステム4と、脳活動センサ5と、コントローラ6と、走行制御アクチュエータ7と、車体制御アクチュエータ8を備える。
周囲環境センサ2は、自車両の周囲環境、例えば自車両の周囲の物体を検出するセンサである。周囲環境センサ2は、例えば測距装置やカメラを含んでよい。
測距装置及びカメラは、自車両周囲に存在する物体、自車両と物体との相対位置、自車両と物体との距離等の自車両の周囲環境を検出する。
測距装置は、例えば、レーザレンジファインダ(LRF:Laser Range-Finder)やレーダであってよい。カメラは、例えばステレオカメラであってよい。
カメラは、単眼カメラであってもよく、単眼カメラにより複数の視点で同一の物体を撮影して、物体までの距離を計算してもよい。また、単眼カメラによる撮像画像から検出された物体の接地位置に基づいて、物体までの距離を計算してもよい。
周囲環境センサ2は、検出した周囲環境の情報である周囲環境情報をコントローラ6へ出力する。
車両センサ3は、自車両の走行状態を検出するセンサと、運転者により行われた運転操作を検出するセンサとを含む。
自車両の走行状態を検出するセンサには、車速センサと、加速度センサと、ジャイロセンサが含まれる。
運転操作を検出するセンサには、操舵角センサと、アクセルセンサと、ブレーキセンサが含まれる。なお、自車両に運転席が設けられない場合には、運転操作を検出するセンサを省略できる。
車速センサは、自車両の車輪速を検出し、車輪速に基づいて自車両の速度を算出する。
加速度センサは、自車両の前後方向の加速度、車幅方向の加速度及び上下方向の加速度を検出する。
ジャイロセンサは、ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸を含む3軸回りの自車両の回転角度の角速度を検出する。
操舵角センサは、操舵操作子であるステアリングホイールの現在の回転角度(操舵操作量)である現在操舵角を検出する。
アクセルセンサは、自車両のアクセル開度を検出する。例えばアクセルセンサは、自車両のアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出する。
ブレーキセンサは、運転者によるブレーキ操作量を検出する。例えばブレーキセンサは、自車両のブレーキペダルの踏み込み量をブレーキ操作量として検出する。
車両センサ3が検出した自車両の速度、加速度、角速度の情報を「走行状態情報」と表記する。また、車両センサ3が検出した操舵角、アクセル開度、ブレーキ操作量の情報を「運転操作情報」と表記する。車両センサ3は走行状態情報と運転操作情報をコントローラ6へ出力する。
ナビゲーションシステム4は、自車両の現在位置と、その現在位置における道路地図情報を認識する。ナビゲーションシステム4は、乗員が入力した目的地までの走行経路を設定し、この走行経路に従って乗員に経路案内を行う。ナビゲーションシステム4は、設定した走行経路の情報をコントローラ6へ出力する。自車両の走行状態が自動運転モードである場合、コントローラ6は、ナビゲーションシステム4が設定した走行経路に沿って走行するように自車両を自動で運転する。
脳活動センサ5は、乗員の脳活動を計測するセンサである。例えば、脳活動センサ5は、脳活動として脳波を計測してよい。
乗員による運転操作により自車両が運転される場合、脳活動センサ5は車両の運転に携わる乗員の脳活動を計測する。いずれの乗員も関与せずに自車両を自動で運転する場合には、脳活動センサ5は自車両の乗員のいずれかの脳活動を計測する。例えば脳活動センサ5は、自車両の自動運転制御に対する操作権限を有する乗員の脳活動を計測してよい。
図2を参照する。例えば、脳活動センサ5の複数の電極は、国際10-20法に準拠して、認知機能に関わる乗員の頭頂部Fz,Fcz,Cz,CPzに配置されてよい。なお、複数の電極の個数及び取り付け位置は特に限定されない。
脳活動センサ5は、脳活動の計測結果をコントローラ6へ出力する。
コントローラ6は、自車両の車両制御に必要な処理の算術論理演算を行う電子制御ユニット(ECU)等の処理回路である。
コントローラ6は、プロセッサ10と、記憶装置11等の周辺部品とを含む。プロセッサ10は、例えばCPU(Central Processing Unit)、やMPU(Micro-Processing Unit)であってよい。
記憶装置11は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置11は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを含んでよい。
以下に説明するコントローラ6の機能は、例えばコントローラ6のプロセッサ10が、記憶装置11に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
なお、コントローラ6を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ6は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ6はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:Field-Programmable Gate Array)等のプログラマブル・ロジック・デバイス(PLD:Programmable Logic Device)等を有していてもよい。
コントローラ6は、車両センサ3から出力される運転操作情報に基づいて自車両の走行を制御する制御指令(制御信号)を出力する。制御指令は、例えば操舵量、アクセル開度、ブレーキ制動量の制御指令を含んでよい。
走行制御アクチュエータ7は、コントローラ6からの制御指令に基づいて自車両の転舵機構、動力源、動力伝達装置又は制動装置などを駆動することにより、乗員の運転操作に応じた自車両の走行を実現する。
走行制御アクチュエータ7は、コントローラ6から出力された制御指令に応じて、車両のステアリングホイール、アクセル開度及びブレーキ装置を操作して、車両の車両挙動を発生させる。
走行制御アクチュエータ7は、例えばステアリングアクチュエータと、アクセル開度アクチュエータと、ブレーキ制御アクチュエータを備えてよい。
ステアリングアクチュエータは、車両のステアリングの操舵方向及び操舵量を制御する。アクセル開度アクチュエータは、車両のアクセル開度を制御する。ブレーキ制御アクチュエータは、車両のブレーキ装置の制動動作を制御する。
自動運転制御を実行している場合、コントローラ6は、周囲環境センサ2から入力した周囲環境情報と、車両センサ3から入力した走行状態情報とに基づいて、ナビゲーションシステム4により設定された走行経路を自車両に走行させる走行軌道を生成する。コントローラ6は、生成した走行軌道を走行するように自車両の走行を制御する制御指令(制御信号)を出力する。
走行制御アクチュエータ7は、コントローラ6からの制御指令に基づいて自車両の転舵機構、動力源、動力伝達装置又は制動装置などを駆動することにより、コントローラ6が生成した走行軌道上で自車両を走行させる。
このように、乗員や自動運転制御による自車両の操作の際に、自車両の車両特性に応じて車両挙動が発生すると乗員が違和感を覚えることがある。
このような車両特性には、例えば、自車両に対する運転操作に応答する車両の応答特性や、操舵反力トルクが含まれる。運転操作には、例えば、操舵操作、加速操作(アクセルペダル操作)、制動操作(ブレーキペダル操作)が含まれる。
また例えば車両特性には、車両挙動に関わる部品の機械的特性(例えば、サスペンションのダンパ強度や車体剛性など)が含まれる。
そこで、コントローラ6は、自車両の操作の際に脳活動センサ5が計測した乗員の脳活動に基づいて、自車両の操作の際に発生した乗員の違和感を、自車両の車両特性に対する乗員の違和感として検出する。
さらにコントローラ6は、車両センサ3から出力される走行状態情報及び運転操作情報に基づいて乗員の運転技量を評価する。なお、自動運転制御の実行中は、過去に評価された乗員の運転技量を記憶装置11から読み出す。
コントローラ6は、乗員の運転技量と違和感の検出結果に応じて自車両の車両特性を変更する。
例えばコントローラ6は、自車両の特性として、自車両に対する運転操作に応答する車両の応答特性を変更してよい。
例えばコントローラ6は、自車両に対する運転操作の操作量の変化量に対する、走行制御アクチュエータ7の制御指令値の変化量を変更することにより応答特性を変更してよい。ここで自車両に対する運転操作は、乗員による運転操作でも自動運転制御による運転操作でもよい。
また例えば、コントローラ6は、自車両の特性として車両のステアリングホイールに付与する操舵反力トルクを変更してもよい。
例えば、自車両がステアバイワイヤ方式の操舵機構を備える場合には、車体制御アクチュエータ8としてステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する反力モータを設けてよい。コントローラ6は、反力モータを制御することにより操舵反力を増減してよい。また、自車両がパワーステアリング装置を備える場合には、走行制御アクチュエータ7として、ステアリングホイールに操舵補助力を付与するモータを設けてよい。車両特性変更部26は、操舵補助力を制御することにより、操舵反力を増減してよい。
例えば、コントローラ6は、自車両の車両特性として自車両の車両挙動に関わる部品の機械的特性を変更してもよい。コントローラ6は、例えば、サスペンションのダンパ強度や車体剛性などの機械的特性を変更してもよい。コントローラ6は、例えば、左右のサスペンションを連結するトーションバーの粘性抵抗を変更することにより車体剛性を変更してもよい。
コントローラ6は、自車両の車両挙動に関わる部品の機械的特性を制御する制御指令(制御信号)を車体制御アクチュエータ8へ出力する。
車体制御アクチュエータ8は、コントローラ6から出力された制御指令に応じて、ステアリングホイールに付与する操舵反力トルクや、サスペンションのダンパ強度、車体剛性などの自車両の車両特性を変更する。
このように、乗員の運転技量と違和感の検出結果に応じて自車両の車両特性を変更することにより、コントローラ6は、車両の操作の際の車両特性に対する乗員の違和感を軽減する。
次に、図3を参照してコントローラ6の機能構成を説明する。コントローラ6は、走行制御部20と、運転技量評価部21と、運転操作検出部22と、違和感検出部23と、特性変更部24を備える。
走行制御部20は、車両センサ3から出力される運転操作情報に基づいて自車両の走行を制御する制御指令(制御信号)を走行制御アクチュエータ7へ出力する。
また、自動運転制御を実行している場合、走行制御部20は、周囲環境センサ2から入力した周囲環境情報と、車両センサ3から入力した走行状態情報とに基づいて、ナビゲーションシステム4により設定された走行経路を自車両に走行させる走行軌道を生成する。走行制御部20は、生成した走行軌道を走行するように自車両の走行を制御する制御指令(制御信号)を走行制御アクチュエータ7へ出力する。
運転技量評価部21は、乗員の運転技量を評価する。具体的には、例えば運転技量評価部21は、周囲環境センサ2から出力される周囲環境情報と、車両センサ3から出力される走行状態情報とに基づいて、特定の運転シーンにおける自車両の操作態様の基準となる運転モデルを決定する。
運転モデルは、例えば、特定の運転シーンにおける走行速度や加速度、進行角度、旋回速度といった自車両の車両挙動や、アクセルペダルやブレーキペダル、ステアリングの操作モデルや操作タイミングを含んでよい。例えば運転モデルは、カーブ路のような特定の運転シーンを走行する際の操舵角や操舵速度を表す操舵プロファイルや、ヨーレートや旋回速度などの車両挙動プロファイルを含んでよい。
例えば運転モデルは、緊急制動時のような運転シーンにおけるブレーキ操作量や、操作速度、車両の減速度を表す減速プロファイルを含んでよい。例えば、運転モデルは、特定の運転シーンにおけるアクセル操作量や、操作速度、車両の加速度を表す加速プロファイルを含んでよい。
運転技量評価部21は、車両センサ3から出力される走行状態情報及び運転操作情報に基づいて現実の車両状態を判定し、現実の車両状態と運転モデルの差に基づいて乗員の運転技量を評価する。運転技量評価部21は、運転技量の評価結果を特性変更部24へ出力する。
運転操作検出部22は、自車両の運転操作が行われた場合に、運転操作が行われたタイミングと運転操作の操作量を検出する。例えば運転操作検出部22は、車両センサ3から出力される運転操作情報に基づいて、乗員による自車両の運転操作タイミングと操作量を検出する。また例えば、自動運転制御を実行している場合には運転操作検出部22は、走行制御部20により決定した運転操作タイミングと操作量を取得する。
運転操作検出部22は、運転操作タイミングの情報を違和感検出部23へ出力し、操作量の情報を特性変更部24へ出力する。
違和感検出部23は、運転操作検出部22が検出した運転操作タイミングに基づいて、自車両の操作の際の乗員の違和感の検出に用いる脳波を取得する期間を決定する。例えば違和感検出部23は、運転操作タイミングの直後の脳波を、自車両の操作の際の乗員の違和感の検出に用いてよい。
具体的には、例えば違和感検出部23は、運転操作発生タイミングや、運転操作による車両挙動の発生タイミング、車線変更などのイベント発生タイミングなどの所定のタイミングから始まる所定時間(例えば500ミリ秒)の測定期間Tの脳波を、自車両の操作の際の乗員の違和感の検出に用いる。
違和感検出部23は、測定期間Tに脳活動センサ5が計測した乗員の脳活動に基づいて、自車両の操作の際に発生する、自車両の車両特性に対する乗員の違和感を検出する。
具体的には、測定期間Tの間に脳活動センサ5が計測した乗員の脳波のデータに対して周波数解析を行い、思考や認知の結果として現れる脳の反応を示す事象関連電位(ERP)を検出することにより乗員の違和感の発生を検出する。
例えば、記憶装置11等に乗員が違和感を覚えたときの脳波のパターンを予め記憶し、記憶された脳波のパターンと、脳活動センサ5により検出された脳波のパターンとの一致度から乗員の違和感の有無を判定してもよい。
違和感検出部23は、例えば図4に示すように、所定時間Tの脳波信号からN個の特徴量p1,p2,…,pNを抽出し、脳波の特徴ベクトルP=(p1,p2,…,pN)を生成する。特徴量は、例えば一定間隔でサンプリングした値等を使用可能である。
図5Aを参照する。生成した特徴ベクトルをN次元空間上にプロットすることにより、特徴空間マップ30が得られる。ハッチングされた丸形のプロット点P1は、乗員が違和感を感じていないときの特徴ベクトルを示し、ハッチングされていない丸形のプロット点P2は、乗員が違和感を感じているときの特徴ベクトルを示す。
違和感を感じていないときの特徴ベクトルP1は、特徴空間内の一定の領域に集中する傾向がある。また、違和感を感じているときの特徴ベクトルP2も同様に一定の領域に集中する傾向がある。
図5Aの例では、違和感を感じていないときの特徴ベクトルP1は、比較的左上の領域D1に集中しており、違和感を感じているときの特徴ベクトルP2は、比較的右下の領域D2に集中している。
このような違和感を感じていないときの特徴ベクトルP1及び違和感を感じているときの特徴ベクトルP2を特徴空間上にプロットして特徴空間マップ30を作成することにより、特徴ベクトルP1が取り得る判別領域D1と、特徴ベクトルP2が取り得る判別領域D2を定義することができる。
違和感検出部23は、乗員の現在の脳波の特徴ベクトルが判別領域D1内に存在すると判別した判別率Rd1と、判別領域D2内に存在すると判別した判別率Rd2とを算出する。
違和感検出部23は、判別率Rd1が判別率Rd2よりも大きい場合に、乗員が違和感を感じていないと判定する。反対に判別率Rd2が判別率Rd1よりも大きい場合には、違和感検出部23は、乗員が違和感を感じていると判定する。
また例えば、違和感検出部23は、判別率の比(Rd2/Rd1)が所定の閾値以上である場合に、乗員が違和感を感じていると判定し、比(Rd2/Rd1)が所定の閾値未満である場合に乗員が違和感を感じていないと判定してもよい。
違和感検出部23は、判別率の比(Rd2/Rd1)に基づいて乗員が感じている違和感の強度dを検出してもよい。例えば、違和感検出部23は、比(Rd2/Rd1)が大きい程、強い違和感を検出してよい。
また、特徴空間マップ30を作成することにより、特徴ベクトルP1が取り得る範囲と、特徴ベクトルP2が取り得る範囲を区分する判別平面31を定義できる。判別平面31は、例えば線形判別法を用いて定義することができる。
図5Aの例では、乗員の現在の脳波の特徴ベクトルが判別平面31よりも上に位置すれば、違和感検出部23は、乗員が違和感を感じていないと判定し、判別平面31よりも下に位置すれば、違和感検出部23は、乗員が違和感を感じていると判定してよい。
違和感検出部23は、特徴ベクトルP2と判別平面31との距離に基づいて、違和感の強度dを検出してもよい。例えば、違和感検出部23は、特徴ベクトルP2と判別平面31との距離が大きい程、強い違和感を検出してよい。
図5Bを参照する。違和感検出部23は、乗員の現在の脳波の特徴ベクトルPと判別領域D1の重心C1との間の距離Dcと、特徴ベクトルPと判別領域D2の重心C2との間の距離Deを算出してもよい。違和感検出部23は、距離比(De/Dc)が所定の閾値以上である場合に、乗員が違和感を感じていると判定し、距離比(De/Dc)が所定の閾値未満である場合に乗員が違和感を感じていないと判定してもよい。
違和感検出部23は、距離比(De/Dc)に基づいて乗員が感じている違和感の強度を検出してもよい。例えば、違和感検出部23は、距離比(De/Dc)が大きい程、強い違和感を検出してよい。
違和感検出部23は、違和感の検出結果を特性変更部24へ出力する。
特性変更部24は、運転技量評価部21による乗員の運転技量の評価結果と、違和感検出部23による違和感の検出結果に基づいて、自車両の車両特性を変更する。
例えば、特性変更部24は、乗員の運転技量が所定レベル以上であるか否かを判定する。乗員の運転技量が所定レベル以上である場合に、特性変更部24は、乗員の運転技量が高いと判定し、乗員の運転技量が所定レベルより低い場合に、特性変更部24は、乗員の運転技量が低いと判定する。
特性変更部24は、自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生した場合には、乗員の運転技量が高ければ車両の応答性を上げるように車両の車両特性を変更する。反対に、運転技量が低ければ、車両の応答性を下げるように車両の車両特性を変更する。
例えば特性変更部24は、自車両に対する運転操作に応答する車両の応答特性を変更する応答特性変更部25を備える。
自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生した場合に、応答特性変更部25は、運転技量が高い場合に車両の応答性を上げるように車両の応答特性を変更する。例えば応答特性変更部25は、自車両に対する運転操作の操作量xの変化量に対する、走行制御アクチュエータ7の制御指令値Yの変化量を増加する。
反対に、運転技量が低い場合には、車両の応答性を下げるように車両の応答特性を変更する。例えば応答特性変更部25は、自車両に対する運転操作の操作量xの変化量に対する、走行制御アクチュエータ7の制御指令値Yの変化量を低減する。
例えば、応答特性変更部25は、自車両の車両特性に対する乗員の違和感の強度dに応じた変更量で車両の応答特性を変更してよい。例えば、走行制御部20は、走行制御アクチュエータ7へ出力する制御指令値Yを次式(1)に基づいて設定する。
Y=α×F(x)+β …(1)
F(x)は、運転操作の操作量xを変数とする所与の応答関数であり、βは定数である。
応答特性変更部25は、違和感の強度dに応じて係数αを図6A及び図6Bに示すように変更することにより、車両の応答特性を変更する。
乗員の運転技量が高い場合には、図6Aに示すように違和感が強いほど係数αが大きくなり、車両の応答性がより高まる。乗員の運転技量が低い場合には、図6Bに示すように違和感が強いほど係数αが小さくなり、車両の応答性がより下がる。
このように、乗員が車両特性に違和感を感じる場合には、運転技量が高い乗員に対しては応答性の高いスポーティな車両特性を提供し、運転技量が低い乗員に対しては緩慢な車両特性を提供することで、乗員の運転技量に応じた制御を行うことができる。
また、違和感の強度dに応じて応答特性の変更量を定めることで、適切な変更量で応答特性を変更することができる。
また例えば特性変更部24は、図3に示すように車両特性変更部26を備える。車両特性変更部26は、自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生した場合に、操舵反力トルクなど自車両の車両特性を変更する。
自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生した場合に、車両特性変更部26は、運転技量が高い場合に車両の応答性を上げるように、操舵反力トルクなど自車両の車両特性を変更する。
例えば車両特性変更部26は、操舵反力トルクを低減するように、走行制御アクチュエータ7又は車体制御アクチュエータ8を制御する。また、サスペンションのダンパ強度や車体剛性を強くするように、車体制御アクチュエータ8を制御する。
反対に運転技量が低い場合には、車両の応答性を下げるように操舵反力トルクなど自車両の車両特性を変更する。
例えば車両特性変更部26は、操舵反力トルクを増加するように、走行制御アクチュエータ7又は車体制御アクチュエータ8を制御する。また、サスペンションのダンパ強度や車体剛性を弱くするように、車体制御アクチュエータ8を制御する。
車両特性変更部26は、応答特性変更部25と同様に違和感の強度dに応じた変更量で操舵反力トルクなど自車両の車両特性を変更してよい。
一方で、自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生しなければ、車両特性変更部26は、乗員の運転技量が低い場合にステアリングホイールに付与する操舵反力トルクを増加させる運転支援制御を行う。図7を参照する。例えば車両特性変更部26は、乗員の運転技量が低いほど、操舵反力トルクを増加してよい。
このように乗員の違和感が発生しない範囲で操舵反力トルクを増加させることで、どれだけ操舵が行われているかを運転技量の低い乗員が把握しやすくなる。
(動作)
次に、図8を参照して第1実施形態に係る車両制御方法の一例について説明する。
ステップS1において脳活動センサ5は、乗員の脳波を計測する。
ステップS2において運転操作検出部22(図3)は、車両センサ3から出力された運転操作情報を取得する。
ステップS3において運転技量評価部21は、周囲環境センサ2から出力される周囲環境情報と、車両センサ3から出力される走行状態情報及び運転操作情報とに基づいて乗員の運転技量を評価する。
ステップS4において違和感検出部23は、運転操作検出部22が自車両の運転操作タイミングを検出すると、その直後に自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生したか否かを判断し、違和感の強度dを検出する。
ステップS5において特性変更部24は、自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生したか否かを判断する。違和感が発生した場合(ステップS5:Y)に、処理はステップS6へ進む。違和感が発生しない場合(ステップS5:N)に、処理はステップS9へ進む。
ステップS6において特性変更部24は、乗員の運転技量が高いか否かを判断する。乗員の運転技量が高い場合(ステップS6:Y)に処理はステップS7へ進む。乗員の運転技量が低い場合(ステップS6:N)に処理はステップS8へ進む。
ステップS7において特性変更部24は、車両の応答性を上げるように車両の車両特性を変更する。その後に処理は終了する。
一方、ステップS8において特性変更部24は、車両の応答性を下げるように車両の車両特性を変更する。その後に処理は終了する。
乗員の違和感が発生しない場合、ステップS9において特性変更部24は、乗員の運転技量が高いか否かを判断する。乗員の運転技量が高い場合(ステップS9:Y)に、処理は終了する。このため、車両特性の変更及び操舵反力トルクによる運転支援制御は行われない。乗員の運転技量が低い場合(ステップS9:N)に処理はステップS10へ進む。
ステップS10において特性変更部24は、操舵反力トルクを増加させる運転支援制御を行う。
(第1実施形態の効果)
(1)脳活動センサ5は、乗員の脳活動を計測する。違和感検出部23は、自車両の運転操作の際の脳活動に基づいて自車両の車両特性に対する乗員の違和感を検出する。運転技量評価部21は、乗員の運転技量を評価する。特性変更部24は、運転技量と違和感とに基づいて自車両の車両特性を変更する。
これにより、車両の運転操作の際の車両特性に対する乗員の違和感を軽減する。例えば、運転技量の高い乗員が車両特性に合わせて適切に車両を運転している場合や、自動運転制御が標準的な車両特性で適切に作動している場合であっても、違和感を感じている乗員に合わせて車両特性を変更できる。
(2)違和感検出部23は、違和感の大きさを推定する。特性変更部24は、違和感の大きさに応じた変更量で車両の車両特性を変更する。
これにより、違和感の大きさに応じた適切な変更量で応答特性を変更できる。
(3)違和感が発生せず、運転技量が所定レベルより低い場合に、特性変更部24は、操舵反力トルクを増加させる。
これにより、乗員の違和感が発生しない範囲で操舵反力トルクを増加させて、どれだけ操舵が行われているかを運転技量の低い乗員が把握しやすくして、車両の操作性を高めることができる。
(4)違和感が発生した場合には、特性変更部24は、運転技量が所定レベル以上である場合に車両の運転操作に対する車両の応答性を上げ、運転技量が所定レベルより低い場合に応答性を下げる。
乗員が車両特性に違和感を感じる場合には、運転技量が高い乗員に対しては応答性の高いスポーティな車両特性を提供し、運転技量が低い乗員に対しては緩慢な車両特性を提供することで、乗員の運転技量に応じた制御を行うことができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の車両制御装置1を説明する。
乗員又は自動運転制御によって自車両が操作された際に、自車両の操作量が小さい状況で、乗員の違和感が発生した場合には、乗員の予想よりも自車両の車両挙動が小さいことに違和感を覚えていると考えられる。反対に、乗員又は自動運転制御によって自車両が操作された際に、自車両の操作量が大きい状況で、乗員の違和感が発生した場合には、乗員の予想よりも自車両の車両挙動が大きいことに違和感を覚えていると考えられる。
このため、第2実施形態の車両制御装置1は、自車両が操作された際の自車両の操作量と、発生した乗員の違和感とに基づいて、自車両の車両特性を制御する。
第2実施形態の車両制御装置1は、図1及び図3を参照して説明した第1実施形態の車両制御装置1と同様の構成を有する。
第2実施形態の特性変更部24は、さらに、違和感検出部23が乗員の違和感を検出した場合に、運転操作検出部22が検出した自車両の運転操作の操作量に基づいて、自車両の車両特性を制御する。
例えば、特性変更部24は、操作量が閾値より少ない場合に自車両の操作に対する車両の応答性を上げるように車両特性を制御する。反対に、操作量が閾値より多い場合に前記応答性を下げるように車両特性を制御する。
第1実施形態と同様に、特性変更部24は、自車両の車両特性として、自車両に対する運転操作に応答する車両の応答特性、操舵反力トルク、自車両の車両挙動に関わる部品の機械的特性を制御する。
また、第1実施形態と同様に、特性変更部24は、強度dに応じた変更量で車両の応答特性を変更してよい。
次に、図9を参照して第2実施形態に係る車両制御方法の一例について説明する。ステップS20~S21の動作は、図8のステップS1~S2の動作と同様である。
ステップS22において運転操作検出部22は、乗員又は自動運転制御による自車両の運転操作の操作量を検出する。
ステップS23において違和感検出部23は、運転操作検出部22が自車両の運転操作タイミングを検出すると、その直後に自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生したか否かを判断し、違和感の強度dを検出する。
ステップS24において特性変更部24は、自車両の車両特性に対する乗員の違和感が発生したか否かを判断する。違和感が発生した場合(ステップS24:Y)に処理はステップS25へ進む。違和感が発生しない場合(ステップS24:N)に処理は終了する。
ステップS25において特性変更部24は、運転操作検出部22が検出した操作量が所定の閾値より少ないか否かを判定する。操作量が閾値より少ない場合(ステップS25:Y)に処理はステップS26に進む。操作量が閾値以上である場合(ステップS25:N)に処理はステップS27に進む。
ステップS26において特性変更部24は、車両の応答性を上げるように車両の車両特性を変更する。その後に処理は終了する。
一方、ステップS27において特性変更部24は、車両の応答性を下げるように車両の車両特性を変更する。その後に処理は終了する。
(第2実施形態の効果)
(1)脳活動センサ5は、乗員の脳活動を計測する。違和感検出部23は、車両の運転操作の際の脳活動に基づいて車両の車両特性に対する乗員の違和感を検出する。運転操作検出部22は、運転操作の操作量を判断する。特性変更部24は、操作量と違和感とに基づいて車両特性を制御する。
これにより、乗員の脳活動から車両の運転操作の際の違和感を検出し、乗員が感じている違和感に応じて車両特性を制御できる。
(2)特性変更部24は、違和感が発生した場合には、操作量が閾値より少ない場合に車両の運転操作に対する車両の応答性を上げるように車両特性を制御し、操作量が閾値以上である場合に応答性を下げるように車両特性を制御する。
これにより、乗員が違和感を感じているときには、操作量の大小に応じて車両特性を変え、適切な応答性を実現できる。
1…車両制御装置、2…周囲環境センサ、3…車両センサ、4…ナビゲーションシステム、5…脳活動センサ、6…コントローラ、7…走行制御アクチュエータ、8…車体制御アクチュエータ、10…プロセッサ、11…記憶装置、20…走行制御部、21…運転技量評価部、22…運転操作検出部、23…違和感検出部、24…特性変更部、25…応答特性変更部、26…車両特性変更部

Claims (3)

  1. 乗員の脳活動をセンサが計測し、
    車両の運転操作の際の前記脳活動に基づいて前記車両の車両特性に対する前記乗員の違和感を検出する処理と、前記乗員の運転技量を評価する処理と、前記違和感が発生せず前記運転技量が所定レベルより低い場合に、操舵反力トルクを増加させることで前記車両の車両特性を変更する処理と、前記違和感が発生した場合には、前記運転技量が所定レベル以上である場合に前記車両の運転操作に対する前記車両の応答性を上げ、前記運転技量が前記所定レベルより低い場合に前記応答性を下げることで前記車両特性を変更する処理と、をコントローラが実行する、
    ことを特徴とする車両制御方法。
  2. 前記コントローラは、
    前記違和感の大きさを推定し、
    前記違和感の大きさに応じた変更量で前記車両の車両特性を変更する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御方法。
  3. 乗員の脳活動を計測するセンサと、
    車両の運転操作の際の前記脳活動に基づいて前記車両の車両特性に対する前記乗員の違和感を検出し、前記乗員の運転技量を評価し、前記違和感が発生せず前記運転技量が所定レベルより低い場合に操舵反力トルクを増加させ、前記違和感が発生した場合には、前記運転技量が所定レベル以上である場合に前記車両の運転操作に対する前記車両の応答性を上げ、前記運転技量が前記所定レベルより低い場合に前記応答性を下げるコントローラと、
    を備えることを特徴とする車両制御装置。
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