JP7477423B2 - 運転支援装置、運転支援方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
(1):本発明の一態様に係る運転支援装置は、合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、を備えるものである。
[1.車両構成]
図1は、第1実施形態の運転支援装置100が搭載された車両M(以下「自車両M」と称する場合がある)を示す平面図である。車両Mは、例えば、二輪や三輪、四輪などの自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関を動力源とした自動車、電動機を動力源とした電気自動車、または内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車などである。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、またはアルコール燃料電池などの電池により放電される電力を使用して駆動される。
次に、図2から図4を参照し、合流/車線変更における運転の難しさについて説明する。以下では「本線車道への合流」および「車線変更」の両方を含む意味で「合流」という用語を使用している。
図5は、運転支援装置100を示す構成図である。車両Mは、上述した構成に加えて、GNSS受信機40、車内カメラ50、スピーカ60、および表示装置70を有する。
次に、後述する誘導通知音の出力の前に行われる処理について説明する。本実施形態の運転支援装置100は、合流のための誘導を希望するユーザの入力(例えば車載のマイクに対する「合流の誘導を開始して」のような音声による入力)を受け付けた場合、以下の処理を行う。まず、運転支援装置100は、後述する検出部101により検出された他車両の検出結果に基づき合流可能位置の特定し、特定した合流可能位置をドライバに報知する。ドライバに対する報知は、例えば、表示装置70に合流可能位置を表示することにより行われるが、他の手段が用いられてもよい。その後、ドライバは、自らの運転で後述する誘導開始範囲GR(図15参照)に自車両Mを進入させる。運転支援装置100は、誘導開始範囲GRに自車両Mが進入した場合、以下に説明する誘導通知音による誘導を開始する。
[4.1 誘導通知音に関する基本処理]
図6は、誘導通知音に関する処理の流れを示すブロック図である。なお以下に説明する処理は、所定の制御周期(例えば50[msec]~300[msec])で繰り返し実行される。数式中の「k」は、制御時刻kにおける値を意味する。
次に、ドライバ特性に応じた傾きαの変更について説明する。例えば、同じ誘導通知音を聞いた場合であっても、ドライバによってアクセルペダル31の踏み込み量が大きく異なる可能性がある。そこで、通知制御部110は、アクセルペダル31に対するドライバ毎の踏み込み特性に応じて誘導通知音を変更(調整)する。すなわち、通知制御部110は、必要な駆動力が得られる踏み込み量までドライバがアクセルペダル31を踏み込むように、ドライバ毎に傾きαの設定を変更する。
[5.1 誘導通知音による誘導開始範囲]
図15は、誘導通知音による誘導開始範囲GRを示す図である。本実施形態では、通知制御部110は、車両進行方向に関して、目標合流相対位置Pmtの直前を走行する前方車両Mfの前部(例えば前端)と、目標合流相対位置Pmtの直後を走行する後方車両Mbの後部(例えば後端)との間である誘導開始範囲GRに自車両Mが進入したことに応じて誘導通知音の出力を開始する。
本実施形態では、通知制御部110は、誘導開始範囲GRに自車両Mが進入した場合、誘導通知音の出力の開始に先立って誘導通知音とは異なる誘導開始通知音をスピーカ60から出力させる。誘導開始通知音は、「誘導を開始します」といった音声によるアナウンスでもよい。
本実施形態では、操舵判定部111は、移動先車線に進入するための操舵タイミングを判定する。操舵判定部111は、例えば、目標合流相対位置Pmtに対する自車両Mの位置誤差が所定範囲内になり、目標合流速度Vmtに対する自車両Mの速度誤差が所定範囲内になる場合に、操舵タイミングが到来したと判定する。
本実施形態では、進入可否判定部112は、移動先車線への進入の可否を判定する。進入可否判定部112は、例えば、前方車両Mfと後方車両Mbとの間の車間距離が所定未満になるなど所定条件が満たされた場合に、移動先車線への進入が不可能と判定する。
図16は、運転支援装置100による制御の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、誘導を開始させるためのドライバの入力が行われ、誘導開始範囲GRに自車両Mが進入したことを前提とする。
本実施形態では、目標合流相対位置Pmtに対して位置合わせを行うために自車両Mが加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる誘導通知音がスピーカ60から出力される。このような構成によれば、ドライバは他車両の位置を正確に把握しなくても、アクセルペダル31の適切な踏み量を誘導通知音によって容易に知ることができる。これにより、合流のために自車両Mの位置と速度をより短い時間内で合わせることができ、利便性を向上させることができる。さらに、ドライバにとっては、横を見る負担が減り、前を向ける頻度が高まる。このため、ドライバの安心感も向上させることができる。
次に、第1実施形態の第1変形例について説明する。第1実施形態では、通知制御部110は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、音程が異なる誘導通知音をスピーカ60から出力させる。一方で、上記に代えて/上記に加えて、第1変形例の通知制御部110は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、音色が異なる誘導通知音をスピーカ60から出力させる。このような構成でも、合流時にアクセルペダル31の適切な踏み量をドライバに案内することができ、利便性を高めることができる。
次に、第1実施形態の第2変形例について説明する。第2変形例は、より簡単な計算モデルにより誘導パラメータFleadを算出する例である。例えば、第1実施形態では、合流誘導制御部105は、応答指定型制御に基づき、誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。一方で、第2変形例の合流誘導制御部105は、応答指定型制御とは異なるモデル(例えばより簡易なモデル)に基づき誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。このような構成でも、合流時にアクセルペダル31の踏み量をドライバに案内することができ、利便性を高めることができる。
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、誘導パラメータFleadに代えて相対位置偏差Eptに基づいてサウンドパラメータPsound´が特定される点で第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態と同様である。
図19は、第3実施形態の合流誘導制御部105と誘導パラメータ設定部104の機能を模式的に示す図である。合流誘導制御部105は、プライマリコントローラ105aと、セカンダリコントローラ105bとを備える。プライマリコントローラ105aは位置制御コントローラとして機能し、セカンダリコントローラ105bは速度制御コントローラとして機能する。
第3実施形態において、セカンダリコントローラ105bは、等価制御入力を用いた制御を行ってもよい。プライマリコントローラ105aの機能は第3実施形態と同様であるものとする。第3実施形態の変形例におけるセカンダリコントローラ105bは、例えば、前述した式(18)、(19)、および(21)に基づいて誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。式(21)におけるFrch(k)は速度制御用の到達則入力であり、Fadp(k)は速度制御用の適応則入力であり、Feq(k)は等価制御入力である。等価制御入力Feq(k)は、仮目標合流速度Vmt#を用いて、式(22)で表される。等価制御入力Feq(k)は、切換関数σv(k)がゼロになった後、切換関数σv(k)をゼロに拘束する(換言すると、目標速度偏差Evt(k-m)と目標速度偏差Evt(k)を、切換関数σv(k)がゼロである制御ラインに拘束する)ように作用する項である。等価制御入力Feq(k)を計算に入れることで、フィードバックゲインを大きくすることができ、結果としてより迅速な合流を実現することができる。式(22)におけるMは自車両Mの車重であり、ΔTは制御周期(例えば数十[ms]~数百[ms]程度)である。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記プログラムを実行することにより、
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置を導出し、
導出した前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力する、
ように構成されている、運転支援装置。
100 運転支援装置
101 検出部
102 目標位置速度算出部(決定部)
103 相対位置偏差算出部
104 誘導パラメータ設定部
105 合流誘導制御部
106 目標駆動力算出部
107 ドライバ要求駆動力算出部
108 フィードフォワード駆動力算出部
109 ドライバ判定部
110 通知制御部
111 操舵判定部
112 進入可否判定部
DU 導出部
M 車両(自車両)
Mf 前方車両
Mb 後方車両
Claims (23)
- 合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置と、合流または車線変更を行うための目標速度とを決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記目標相対位置および前記目標速度に対して自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力に基づき、必要な駆動力に対する差分を誘導パラメータとして導出する導出部と、
前記決定部により決定された前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために前記自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させ、前記導出部により導出された前記誘導パラメータの大きさが大きいほど、前記通知音の音程、音量、音色、または間隔を基準値から大きく変更する通知制御部と、
を備えた運転支援装置。 - 合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置を決定する決定部と、
車両進行方向に関して、前記目標相対位置の前を走行する前方車両の前部と、前記目標相対位置の後ろを走行する後方車両の後部との間に自車両が位置する場合に、前記前方車両と前記後方車両とが重ならない状態で前記検出結果を取得可能な検出部と、
前記車両進行方向に関して、前記前方車両の前部と前記後方車両の後部との間に定められる誘導開始範囲に前記自車両が進入したら、前記検出部により前記前方車両と前記後方車両とが重ならない状態で前記検出結果が取得される状態で、前記決定部により決定された前記目標相対位置に対して前記車両進行方向の位置合わせを行うために前記自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させることを開始する通知制御部と、
を備えた運転支援装置。 - 前記通知制御部は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、前記通知音の音程を異ならせる、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、加速を要する場合に、減速を要する場合と比べて音程が高い前記通知音を出力させる、
請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、前記通知音の音色を異ならせる、
請求項1から請求項4のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記位置合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の間隔を異ならせる、
請求項1から請求項5のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記間隔を短くし、且つ、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記間隔を短くする、
請求項6記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記位置合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の音程、音量、または音色を異ならせる、
請求項1から請求項7のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記音程を高くし、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記音程を低くする、
請求項8記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記音量を大きくし、且つ、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記音量を大きくする、
請求項8または請求項9記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記位置合わせを行うために前記自車両が加速を要するか減速を要するかに応じて前記通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち1つ以上の要素を変更し、前記位置合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち他の1つ以上の要素を変更する、
請求項1から請求項10のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記決定部は、合流または車線変更を行うための目標速度を決定し、
前記通知制御部は、前記決定部により決定された前記目標相対位置および前記目標速度に対して前記自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力に基づき前記通知音を決定し、決定した前記通知音を前記スピーカから出力させる、
請求項1から請求項11のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記決定部により決定された前記目標相対位置および前記目標速度に対して前記自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力を、応答指定型制御に基づき導出する導出部をさらに備え、
前記通知制御部は、前記導出部により導出された駆動力に基づき前記通知音を決定し、決定した前記通知音を前記スピーカから出力させる、
請求項12記載の運転支援装置。 - 合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置と、合流または車線変更を行うための目標速度とを決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、
前記決定部により決定された前記目標相対位置および前記目標速度に対して前記自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力を、応答指定型制御に基づき導出する導出部と、
を備え、
前記通知制御部は、前記導出部により導出された駆動力に基づき前記通知音を決定し、決定した前記通知音を前記スピーカから出力させ、
前記導出部は、前記目標相対位置と前記自車両の位置との偏差である位置偏差と、前記目標速度と前記自車両の速度との偏差である速度偏差とを線形結合した切換関数をゼロに近付けつつ前記位置偏差と前記速度偏差とをゼロに近付けるように前記駆動力を導出する、
運転支援装置。 - 合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置と、合流または車線変更を行うための目標速度とを決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、
前記決定部により決定された前記目標相対位置および前記目標速度に対して前記自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力を、応答指定型制御に基づき導出する導出部と、
を備え、
前記通知制御部は、前記導出部により導出された駆動力に基づき前記通知音を決定し、決定した前記通知音を前記スピーカから出力させ、
前記導出部は、
前記目標相対位置と前記自車両の位置との偏差である位置偏差と前記位置偏差の過去値とを線形結合した第1切換関数をゼロに近付けつつ前記位置偏差と前記位置偏差の過去値とをゼロに近付けるように、前記目標速度の補正量を決定し、
前記他車両の速度に基づく仮目標速度を前記補正量で補正して前記目標速度を決定し、 前記目標速度と前記自車両の速度との偏差である速度偏差と前記速度偏差の過去値とを線形結合した第2切換関数をゼロに近付けつつ前記速度偏差と前記速度偏差の過去値とをゼロに近付けるように前記駆動力を導出する、
運転支援装置。 - 前記通知制御部は、アクセルペダルに対するドライバ毎の踏み込み特性に応じて前記通知音を変更する、
請求項1から請求項15のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、合流または車線変更に利用可能な距離に応じて前記通知音を変更する、
請求項1から請求項16のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記移動先車線に進入するための操舵タイミングを判定する操舵判定部をさらに備え、 前記通知制御部は、前記操舵判定部により判定された操舵タイミングで前記通知音とは異なる操舵指示音を前記スピーカから出力させる、
請求項1から請求項17のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記誘導開始範囲に前記自車両が進入した場合、前記通知音の出力開始に先立って前記通知音とは異なる誘導開始通知音を前記スピーカから出力させる、
請求項2記載の運転支援装置。 - 前記移動先車線への進入の可否を判定する進入可否判定部をさらに備え、
前記通知制御部は、前記通知音の出力を開始した後に前記進入可否判定部により前記移動先車線への進入が不可能と判定された場合、前記通知音とは異なる誘導中止通知音を前記スピーカから出力させる、
請求項1から請求項19のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、前記位置合わせを行うために加速および減速が必要ない場合は、前記通知音を前記スピーカから出力させない、
請求項1から請求項20のうちいずれか1項記載の運転支援装置。 - コンピュータが、
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置と、合流または車線変更を行うための目標速度とを決定し、
決定した前記目標相対位置および前記目標速度に対して自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力に基づき、必要な駆動力に対する差分を誘導パラメータとして導出し、
決定した前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために前記自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力し、導出された前記誘導パラメータの大きさが大きいほど、前記通知音の音程、音量、音色、または間隔を基準値から大きく変更する、
運転支援方法。 - コンピュータに、
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置と、合流または車線変更を行うための目標速度とを決定させ、
決定した前記目標相対位置および前記目標速度に対して自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力に基づき、必要な駆動力に対する差分を誘導パラメータとして導出させ、
決定させた前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させ、導出された前記誘導パラメータの大きさが大きいほど、前記通知音の音程、音量、音色、または間隔を基準値から大きく変更させる、
プログラム。
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