JP7226011B2

JP7226011B2 - 運転支援装置

Info

Publication number: JP7226011B2
Application number: JP2019060699A
Authority: JP
Inventors: 智之土井; 和幸藤田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: US11214246B2; US20200307572A1; JP2020160886A

Description

本発明は、車両の運転支援を行う運転支援装置の技術分野に関する。

この種の装置として、車両と車両前方に存在する障害物との衝突を回避するための制御（以下、適宜「回避支援制御」と称する）を実行するものが知られている。例えば特許文献１では、自車両が障害物と衝突するリスクがあると判定された場合に、車両の操舵を支援する制御を実行する技術が開示されている。

特開２０１７－２０６０４０号公報

特許文献１に記載されている技術では、回避すべき対象（例えば、歩行者等）に関する情報に基づいて回避支援制御が実行される。しかしながら、回避すべき対象の近くに、回避すべき対象以外の減速要因（例えば、一時停止線等）が存在している場合、回避支援制御とは別に、その減速要因に起因した減速制御が実行される可能性がある。

例えば、減速要因に起因して回避支援制御を実行する装置とは別のシステムが車両を自動的に減速させることが想定される。この場合、回避支援制御とは異なる減速制御によって車両が減速されかねず、回避支援制御と減速制御との調停の点で改善の余地がある。更には、回避支援制御とは異なる減速制御によって車両が減速している状況下で通常通りの回避支援制御が実行されることになるため、場合によっては、車両の運転者が煩わしさを感じてしまうおそれがある。

或いは、例えば、減速要因に起因して運転者が車両を減速させる減速操作を行うことが想定される。この場合には、運転者が車両を減速することで回避すべき対象と車両とが衝突するリスクが低くなる（或いは、リスクが低くなることを運転者が理解している）にも関わらず、リスクが低くなることを考慮しないで通常通り回避支援制御が実行されてしまうがゆえに、運転者が煩わしさを感じてしまうおそれがある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、回避支援制御によって運転者が煩わしさを感じてしまうことを抑制可能な運転支援装置を提供することを課題とする。

本発明に係る運転支援装置の一態様では、車両の前方に回避すべき対象物が存在する場合に、前記車両と対象物との衝突を回避するための回避支援制御を実行する支援手段と、前記車両の前方に前記対象物が存在する場合に、前記対象物とは異なる前記車両の周辺に存在する減速要因に基づいて、前記車両の減速操作が行われることを予測する予測手段と、前記減速操作が行われることが予測された場合に、前記減速操作が行われることが予測されない場合と比較して、前記回避支援制御に係る支援量を小さくする処理、及び前記回避支援制御の開始タイミングを遅くする処理の少なくとも一方を実行する変更手段とを備える。

実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。回避対象とは異なる減速要因が存在する場合に発生し得る技術的問題点を示す平面図である。実施形態に係る運転支援装置の動作の流れを示すフローチャートである。一時停止線に起因する減速操作が行われることを判定する方法を示す平面図である。前方のカーブに起因する減速操作が行われることを判定する方法を示す平面図である。回避支援制御の支援量を小さくする処理の一例を示す平面図である。回避支援制御の開始タイミングを遅くする処理の一例を示す平面図である。

以下、図面を参照して運転支援装置の実施形態について説明する。

＜装置構成＞
まず、本実施形態に係る運転支援装置が搭載される車両全体の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１０は、情報検出部１００と、運転支援装置２００とを備えて構成されている。

情報検出部１００は、内界センサ１１０及び外界センサ１２０を備えている。内界センサ１１０は、例えば車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、ステアリングセンサ等を含んで構成されており、車両１０の内部パラメータを検出する。外界センサ１２０は、例えば車載カメラ、レーダー、ライダー等を含んで構成されており、車両１０周辺の所定範囲（言い換えれば、外界センサ１２０による検出可能範囲）に存在する物体（例えば、歩行者や自転車等）、道路標識（例えば、一時停止の標識）、及び道路形状（例えば、カーブ）等についての情報を検出する。内界センサ１１０及び外界センサ１２０で検出された各情報は、運転支援装置２００に出力される構成となっている。

運転支援装置２００は、車両１０と、車両１０の前方に存在する物体との衝突を回避するための回避支援制御として、減速制御及び操舵制御（具体的には、搭乗者の操作によらない自動的な減速制御及び操舵制御）を実行可能に構成されている。運転支援装置２００は、例えば車両１０に搭載されるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）として構成されており、その機能を実現するための論理的な処理ブロック又は物理的な処理回路として、回避対象検出部２１０、減速要因検出部２２０、減速操作予測部２３０、制御条件変更部２４０、及び回避支援実行部２５０を備えている。

回避対象検出部２１０は、情報検出部１００（言い換えれば、内界センサ１１０及び外界センサ１２０）で検出された情報に基づいて、車両１０の前方に存在する回避対象を検出可能に構成されている。なお、ここでの「回避対象」とは、衝突を回避するために減速制御及び操舵制御を実行すべき対象を指しており、例えば車両１０の前方に位置する歩行者等が挙げられる。なお、回避対象の具体的な検出方法については、既存の技術を適宜採用することが可能であるため、ここでの詳細な説明は省略する。回避対象検出部２１０で検出された回避対象に関する情報は、減速操作予測部２３０に出力される構成となっている。

減速要因検出部２２０は、回避対象検出部２１０で検出される回避対象とは異なる減速要因（即ち、回避対象以外で車両１０を減速させる原因となり得るもの）を検出可能に構成されている。減速要因としては、例えば一時停止の標識、信号機、踏切、前方のカーブ、丁字路突き当り等が挙げられる。なお、減速要因の具体的な検出方法については、既存の技術を適宜採用することが可能であるため、ここでの詳細な説明は省略する。減速要因検出部２２０で検出された減速要因に関する情報は、減速操作予測部２３０に出力される構成となっている。

減速操作予測部２３０は、減速要因検出部２２０で検出された減速要因が存在することに起因して、車両１０の運転者による減速操作が実行されるか否かを予測（判定）することが可能に構成されている。言い換えれば、減速操作予測部２３０は、回避対象検出部２１０で検出された回避対象とは異なる要因に起因して、車両１０の運転者による減速操作が実行されるか否かを予測することが可能に構成されている。減速操作予測部２３０は、例えば、回避対象検出部２１０で検出された回避対象、及び減速要因検出部２２０で検出された減速要因に関する情報（例えば、相対的な位置関係等）に基づいて、車両１０の減速操作が実行されるか否かを予測する。減速操作予測部２３０による具体的な予測方法については、後に詳しく説明する。減速操作予測部２３０の予測結果は、制御条件変更部２４０に出力される構成となっている。減速操作予測部２３０は、後述する付記における「予測手段」の一具体例である。

制御条件変更部２４０は、減速操作予測部２３０の予測結果に基づいて、回避支援制御に係る支援量（即ち、減速量又は操舵量）及び開始タイミングの少なくとも一方を変更可能に構成されている。制御条件変更部２４０による支援量及び開始タイミングの具体的な変更方法については、後に詳しく説明する。制御条件変更部２４０で変更された回避支援制御に係る支援量及び開始タイミングに関する情報は、回避支援実行部２５０に出力される構成となっている。制御条件変更部２４０は、後述する付記における「変更手段」の一具体例である。

回避支援実行部２５０は、車両１０の各部の動作を制御することで、回避支援制御（即ち、減速制御及び操舵制御）を実行可能に構成されている。回避支援実行部２５０は、例えば車両１０のブレーキアクチュエータやステアリングアクチュエータ（図示せず）等の動作を制御することで、回避支援制御を実行する。なお、ここでの回避支援制御は、回避対象が比較的遠方に位置する段階から開始される支援制御であり、例えば、回避対象の直前で衝突を回避する制御（所謂、ＰＣＳ（ＰｒｅＣｒａｓｈＳａｆｅｔｙ）制御）とは互いに干渉しないように実行される制御である。回避支援実行部２５０は、後述する付記における「支援手段」の一具体例である。

＜技術的問題点＞
次に、回避支援制御の実行時に発生し得る技術的問題点について、図２を参照して説明する。図２は、回避対象とは異なる減速要因が存在する場合に発生し得る技術的問題点を示す平面図である。

図２に示すように、車両１０の進行方向前方に、回避対象としての歩行者５０が検出されているとする。この場合、車両１０では、歩行者５０との衝突を回避するための回避支援制御が実行される。具体的には歩行者５０との横距離が所定距離（例えば、安全に歩行者５０の横を通過するために設定された距離）よりも大きくなるように操舵制御が行われる（図中の太実線参照）。また、操舵制御により十分な回避余裕が確保できない場合には、減速制御を同時に行われる。

しかしながら、図２に示す状況では、車両１０から見て歩行者５０より奥側に、減速要因としての一時停止標識６０及び一時停止線６５が存在している。このため、仮に車両１０の運転車が一時停止標識６０及び一時停止線６５を認識したとすると、車両１０の運転者は、車両１０を一時停止線６５付近で停止させるための減速操作を実行すると予測される。すると、すでに説明した回避支援制御と、減速操作とが同時に実行されてしまい、車両１０の運転者に煩わしさを感じさせてしまうおそれがある。具体的には、減速操作によって車両１０が十分に減速された場合、歩行者５０との衝突を回避するための回避支援制御は不要になる（或いは、支援量が小さく済む）ので、その上で通常通りの回避支援制御が実行されると、車両１０の運転者は余計な制御が実行されていると感じてしまう可能性がある。

以上のように、車両１０の前方に回避対象と減速要因の両方が存在する場合、回避支援制御が実行されることで、車両１０の運転者が煩わしさを感じてしまうことがある。本実施形態に係る運転支援装置２００は、このような技術的問題点を解消するために、以下で説明する動作（具体的には、状況に応じて回避支援制御に関する条件を変更する動作）を実行する。

＜動作説明＞
次に、本実施形態に係る運転支援装置２００の動作の流れについて、図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る運転支援装置の動作の流れを示すフローチャートである。

図３に示すように、本実施形態に係る運転支援装置２００の動作時には、まず回避対象検出部２１０が、車両１０の前方に回避対象が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。なお、回避対象が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以降の処理は省略され、一連の動作は終了する。この場合、運転支援装置２００は、所定期間後に再びステップＳ１０１の処理を開始してよい。

回避対象が存在すると判定された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、減速要因検出部２２０が、車両１０の前方に回避対象とは異なる減速要因が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。減速要因が存在すると判定された場合（ステップＳ１０２）、減速操作予測部２３０が、減速要因に起因して、車両１０の運転者による減速操作が実行されるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。なお、減速要因が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、或いは、減速操作が実行されないと判定された場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、回避支援実行部２５０が、検出された回避対象に応じた回避支援制御を実行する（ステップＳ１０５）。この場合、回避支援制御に関する条件は特に変更されず、通常通りの回避支援制御が実行されることになる。

ここで、減速操作が実行されるか否かを判定する方法の一例について、図４及び図５を参照して具体的に説明する。図４は、一時停止線に起因する減速操作が行われることを判定する方法の一例を示す平面図である。図５は、前方のカーブに起因する減速操作が行われることを判定する方法の一例を示す平面図である。

図４に示すように、車両１０の前方に回避対象としての歩行者５０が存在しており、歩行者５０の更に奥側に、減速要因としての一時停止標識６０及び一時停止線６５が存在しているとする。このような状況において、車両１０の運転者が減速要因に起因する減速操作を実行するか否かは、下記式（１）を用いて判定できる。なお、車両１０の車速はＶ[ｋｍ／ｈ]、仮に減速操作が実行された場合の車両１０の予想減速度はＧｄｒｖ[ｍ／ｓ^２]、車両１０から回避対象（即ち、歩行者５０）までの距離はＬｔｇｔ[ｍ]、車両１０から減速要因に係る停止位置（即ち、一時停止線６５）までの距離はＬｓｔｐ[ｍ]であるとする。

上記式（１）が満たされる場合、車両１０の運転者は減速要因である一時停止標識６０に起因する減速操作を実行すると判定する。一方で、上記式（１）が満たされない場合、車両１０の運転者は減速要因である一時停止標識６０に起因する減速操作を実行しないと判定する。

図５に示すように、車両１０の前方に回避対象としての歩行者５０が存在しており、歩行者５０の更に奥側に、減速要因としてのカーブが存在しているとする。このような状況において、車両１０の運転者が減速要因に起因する減速操作を実行するか否かは、下記式（２）を用いて判定できる。なお、車両１０の車速はＶ[ｋｍ／ｈ]、仮に減速操作が実行された場合の車両１０の予想減速度はＧｄｒｖ[ｍ／ｓ^２]、車両１０から回避対象（即ち、歩行者５０）までの距離はＬｔｇｔ[ｍ]、車両１０から減速要因であるカーブの開始位置までの距離はＬｃｕｖ[ｍ]、カーブにおける車両１０の車速はＶｃｕｖ[ｋｍ／ｈ]であるとする。

上記式（２）が満たされる場合、車両１０の運転者は減速要因である前方カーブに起因する減速操作を実行すると判定する。一方で、上記式（２）が満たされない場合、車両１０の運転者は減速要因である前方カーブに起因する減速操作を実行しないと判定する。なお、カーブにおける車速Ｖｃｕｖは、カーブの半径Ｒ[ｍ]を用いて、下記式（３）から算出することができる。ここで、Ｇｃｕｖはカーブ走行時にドライバが許容する横加速度を示し、概ね０．２×９．８[ｍ／ｓ^２]程度といわれている。

なお、上記式（３）を用いたカーブ走行時の車速Ｖｃｕｖの取得方法はあくまで一例であり、例えばカーブ付近に設けられた速度標識等を認識することでＶｃｕｖを取得してもよい。

図３に戻り、車両１０の運転者による減速操作が実行されると判定された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御条件変更部２４０が、回避支援制御に係る作動条件（具体的には、支援量又は開始タイミングの少なくとも一方）を変更する（ステップＳ１０４）。この場合、回避支援実行部２５０は、制御条件変更部２４０で変更された条件に基づいて、回避支援制御を実行する（ステップＳ１０５）。

ここで、回避支援制御の条件変更について、図６及び図７を参照して具体的に説明する。図６は、回避支援制御の支援量を小さくする処理の一例を示す平面図である。図７は、回避支援制御の開始タイミングを遅くする処理の一例を示す平面図である。なお、以下では、図４に示した、車両１０の前方に一時停止標識６０及び一時停止線６５が存在する状況を例に取り説明する。

図６に示すように、回避支援制御に係る支援量を変更する場合、制御条件変更部２４０は、車両１０の運転者による減速操作が実行されると判定されない場合と比較して、回避支援制御の操舵量及び状況に応じて減速量を小さくする処理を実行する。これにより、支援量変更後の車両１０の走行軌跡は、支援量変更前の車両１０の走行軌跡と比べて、横方向の移動量（即ち、歩行者５０から遠ざかる方向での移動量）が小さくなる。また、支援量変更後の車両１０の減速度は、支援量変更前の車両１０の減速度と比べて小さくなる。

なお、変更後の具体的な支援量の値は、例えば、回避対象（即ち、歩行者５０）と、減速要因の停止位置（即ち、一時停止線６５）との相対的な位置関係から算出できる「回避対象通過時の予測速度Ｖ’（具体的には、運転者の減速操作によって減速された車両１０が、回避対象の横を通過する際の車速）」に基づいて決定することができる。例えば、変更後の回避支援制御の操舵量の値は、回避対象通過時の予測速度Ｖ’に応じた安全余裕距離（即ち、回避対象の横を安全に通過できる横距離）に基づいて決定すればよい。また、変更後の回避支援制御の減速量の値は、回避対象通過時の予測速度Ｖ’と、回避対象通過時の目標速度（即ち、安全に回避対象の横を通過できる速度）との差分に基づいて決定すればよい。

図７に示すように、回避支援制御に係る開始タイミングを変更する場合、制御条件変更部２４０は、車両１０の運転者による減速操作が実行されると判定されない場合と比較して、回避支援制御の開始タイミングを遅くする処理を実行する。具体的には、制御条件変更部２４０は、本来の開始タイミングに対応する支援開始位置よりも回避対象に近い位置に「最終作動ライン」を設定する。この場合、車両１０が最終作動ラインに到達した時点で回避支援制御が開始されることになる。なお、最終作動ラインは、仮に運転者が減速操作を実行しなかったとしても（即ち、運転者が減速操作を実行すると予測される状況であるにもかかわらず、実際には運転者が減速操作を実行しなかったとしても）、最終作動ラインから回避支援制御を開始することで、適切に回避対象との衝突を回避することができるような位置に設定される。

＜技術的効果＞
次に、本実施形態に係る運転支援装置２００によって得られる技術的効果について説明する。

図１から図７を用いて説明したように、本実施形態に係る運転支援装置２００によれば、車両１０の前方に回避対象とは異なる減速要因が存在している場合には、減速要因に起因する減速操作を考慮して回避支援制御が実行される。このため、車両１０の運転者に煩わしさを感じさせてしまうことを抑制できる。即ち、不適切な回避支援制御が実行されてしまうことで、車両１０の運転者が、余計な減速制御や操舵制御が実行されていると感じてしまうことを抑制できる。

＜変形例＞
上述した実施形態は、減速要因が存在する場合に車両１０の運転者が減速操作を実行することを想定したものである。しかしながら、車両１０の運転者による減速操作に代えて又は加えて、運転支援装置２００以外の別システムによって実行され得る減速制御を考慮するようにしてもよい。例えば、車両１０が減速要因の存在を検出して自動的に減速制御を実行するシステムを備えている場合、減速操作予測部２３０は、この別システムによる減速制御が実行されるか否かを予測するようにしてもよい。そして、別システムによる減速制御が実行されると予測された場合に、制御条件変更部２４０が回避支援制御の支援量又は開始タイミングの少なくとも一方を変更するように構成すればよい。

＜付記＞
以上説明した実施形態から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。

（付記１）
付記１に記載の運転支援装置は、車両の前方に回避すべき対象物が存在する場合に、前記車両と対象物との衝突を回避するための回避支援制御を実行する支援手段と、前記車両の前方に前記対象物が存在する場合に、前記対象物とは異なる前記車両の周辺に存在する減速要因に基づいて、前記車両の減速操作が行われることを予測する予測手段と、前記減速操作が行われることが予測された場合に、前記減速操作が行われることが予測されない場合と比較して、前記回避支援制御に係る支援量を小さくする処理、及び前記回避支援制御の開始タイミングを遅くする処理の少なくとも一方を実行する変更手段とを備える。

回避支援制御の対象物（例えば、歩行者等）とは異なる減速要因（例えば、一時停止線等）が存在する場合、車両の減速操作が行われることによって車両の速度は低下することが想定される。このような状況において、通常通り回避支援制御（例えば、操舵制御や減速制御）が実行されてしまうと、車両の運転者は煩わしさを感じてしまうおそれがある。即ち、車両の運転者は、不要な操舵制御や減速制御が行われたと感じてしまうおそれがある。

しかるに付記１に記載の運転支援装置によれば、回避支援制御とは別に減速操作が行われることが予測される場合には、減速操作が行われることが予測されない場合と比較して、回避支援制御に係る支援量を小さくする処理、及び回避支援制御の開始タイミングを遅くする処理の少なくとも一方が実行される。これにより、回避支援制御はより緩やかなものとして実行される（或いは、支援量がゼロにされ、実質的に回避支援制御の実行が禁止される）ため、車両の運転者が煩わしく感じてしまうことを抑制できる。

（付記２）
付記２に記載の運転支援装置では、前記予測手段は、前記減速要因に基づいて、前記車両の運転者によって減速操作が行われることを予測する。

車両の運転者によって減速操作が行われる場合、回避支援制御が通常通り実行されてしまうことで、運転者が煩わしさを感じやすい。より具体的には、運転者自身が減速操作を実行しようとしているにもかかわらず、回避支援制御が実行されてしまうため、運転者は回避支援制御を余計な制御であると感じてしまい易い。従って、運転者によって減速操作が行われることが予測された場合には、運転者が煩わしく感じてしまうことを抑制するという技術的効果が、より顕著に発揮されることとなる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う運転支援装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０車両
５０歩行者
６０一時停止標識
６５一時停止線
１００情報検出部
１１０内界センサ
１２０外界センサ
２００運転支援装置
２１０回避対象検出部
２２０減速要因検出部
２３０減速操作予測部
２４０制御条件変更部
２５０回避支援実行部

Claims

車両の前方に回避すべき対象物が存在する場合に、前記車両と対象物との衝突を回避するための操舵支援制御を含む回避支援制御を実行する支援手段と、
前記車両の前方に前記対象物が存在する場合に、前記対象物とは異なる前記車両の周辺に存在する減速要因に基づいて、前記車両の減速操作が行われることを予測する予測手段と、
前記減速操作が行われることが予測された場合に、前記減速操作が行われることが予測されない場合と比較して、前記回避支援制御に含まれる前記操舵支援制御の開始タイミングを遅くする処理を実行する変更手段と
を備えることを特徴とする運転支援装置。
前記予測手段は、前記減速要因に基づいて、前記車両の運転者によって減速操作が行われることを予測する
ことを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。