JP2003205760A - 車両用運転操作補助装置 - Google Patents
車両用運転操作補助装置Info
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Abstract
イバに周囲の環境を正確に知らせることができる車両用
運転操作補助装置を提供する。 【解決手段】レーザレーダ10、前方カメラ20および
車速センサ40によって、自車両および先行車の走行状
況を検出する。リスク度算出部50は、検出された走行
状況から、自車両もしくは自車両周囲のリスク度Pを算
出する。アクセルペダル反力制御装置70は、算出され
たリスク度Pが増加するほどアクセルペダル反力の増加
量を最小値から最大値の間で指数関数的に増加させ、ア
クセルペダル反力をリスク度に応じて制御する。
Description
助する車両用運転操作補助装置に関する。
補助装置として、特開平10−166889号公報,特
開平10−166890号公報、および特開2000−
54860号公報にそれぞれ開示されたものが知られて
いる。これらの車両用運転操作補助装置は、自動走行制
御中にレーザレーダ等で検出した先行車と自車両との車
間距離に基づいてアクセルペダルの操作反力を変更する
ものである。例えば、検出された車間距離が所定値より
も小さくなった場合に、アクセルペダル反力が重くなる
よう設定してドライバに警報を与えたり、自動走行制御
中にドライバがアクセルペダルに楽に足をおけるように
アクセルペダル反力を重く設定する。
たような車両用運転操作補助装置は、先行車への接近度
合が大きい場合にアクセルペダル反力を増加して警報を
与えたりするものであるため、運転者は周囲の環境によ
って変化するリスク度をアクセルペダルの操作反力から
常に認識することはできなかった。
化によって運転者に周囲の環境を正確に知らせることが
できる車両用運転操作補助装置を提供することを目的と
する。
に、本発明による車両用運転操作補助装置は、車両状態
および車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段と、
状況認識手段の検出結果に基づいて自車両もしくは自車
両周囲のリスク度を算出するリスク度算出手段と、所定
の最小リスク度に対応しアクセルペダルの操作反力の増
加を知覚させることができる第1の反力増加量と、所定
の最大リスク度に対応しアクセルペダルの操作反力の増
加を確実に知覚させることができる第2の反力増加量と
の間で、リスク度算出手段で算出されるリスク度が大き
くなるほどアクセルペダル反力増加量を単調増加させ
て、アクセルペダルの操作反力特性をリスク度に応じて
変更し、アクセルペダルに発生させる操作反力を制御す
るアクセルペダル反力制御手段とを有する。
2の反力増加量との間でリスク度が大きくなるほどアク
セルペダル反力増加量を単調増加させるようにしたの
で、運転者にリスク度を正確に知らせることができる。
発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置
1の構成を示すシステム図であり、図2は、車両用運転
操作補助装置1を搭載する車両の構成図である。
説明する。状況認識手段であるレーザレーダ10は、車
両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、
水平方向に赤外光パルスを操作する。レーザレーダ10
は、前方にある複数の反射物(通常、前方車の後端)で
反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到
達時間より、複数の前方車までの車間距離とその存在方
向を検出する。検出した車間距離及び存在方向はリスク
度算出部50へ出力される。レーザレーダ10によりス
キャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6de
g程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出さ
れる。
ロントウィンドウ上部に取り付けられた小型のCCDカ
メラ、またはCMOSカメラ等であり、前方道路の状況
を画像として検出し、画像処理装置30へと出力する。
前方カメラ20による検知領域は水平方向に±30de
g程度であり、この領域に含まれる前方道路風景が画像
として取り込まれる。画像処理装置30は、前方カメラ
20から入力された画像に対してフィルタ処理や認識処
理などの各種画像処理を施し、リスク度算出部50へ出
力する。さらに、状況認識手段である車速センサ40
は、自車両の走行車速を車輪の回転数などから検出し、
リスク度算出部50へと出力する。
0,画像処理装置30および車速センサ40から入力さ
れた信号に基づいて、自車両の周囲環境によるリスク度
を算出する。例えば、リスク度算出部50は、前方カメ
ラ20の画像からレーザレーダ10で検出している複数
の前方車のうち、自車線内に存在し自車両が追従すべき
先行車を認識する。そして、その先行車までの車間距離
および相対車速を検出し、それらに基づいてリスク度を
算出する。リスク度算出部50は、算出したリスク度を
アクセルペダル反力制御装置70へと出力し、リスク度
に応じてアクセルペダルに操作反力を発生させる。リス
ク度の算出方法については後述する。
ば図3の構成図に示すように、アクセルペダル60に対
してリンク機構で接続されたサーボモータ80を有して
いる。アクセルペダル60のストローク量はサーボモー
タ80に組み込まれたストロークセンサ81で常に検出
されている。ストロークセンサ81は、リンク機構を介
してサーボモータ80の回転角に変換されたアクセルペ
ダル60の踏み込み量を検出する。アクセルペダル反力
制御装置70は、ストロークセンサ81によって検出さ
れた回転角からアクセルペダル60のストローク量を算
出し、リスク度算出部50で算出されたリスク度に応じ
て、後述するようにアクセルペダル60に発生させるア
クセルペダル反力を算出する。そして、アクセルペダル
反力制御装置70は、算出したアクセルペダル反力指令
値に応じてサーボモータ80で発生させるトルクと回転
角とを制御し、ドライバがアクセルペダル60を操作す
る際に発生する操作反力を任意に制御する。
作補助装置1の作用を説明する。リスク度算出部50
は、先行車両までの車間距離D、自車両の走行車速V1
および先行車の車速V2といった走行状態を認識し、走
行状態に基づいて自車両の周囲環境によるリスク度Pを
推定する。リスク度Pは、先行車までの現在の接近度合
を示す値と、将来予測される先行車両の動向による自車
両への影響度合を示す値との和として算出される。以下
にリスク度Pを算出するためのそれぞれの値の算出方法
について説明する。
態に基づいて、現在の先行車までの接近度合を示す値と
して余裕時間TTCを、さらに周囲環境変化による自車
両への影響度合を示す値として車間時間THWを算出す
る。
した場合、つまり自車速V1、先行車速V2が一定の場
合に、何秒後に、車間距離Dがゼロとなり自車両が先行
車両に追いつくかを示す値であり、以下の(式1)によ
り求められる。
への接触が緊迫し、先行車への接近度合が大きいことを
意味している。例えば先行車への接近時には、余裕時間
TTCが4秒以下となる前に、ほとんどのドライバが減
速行動を開始することが知られている。余裕時間TTC
はドライバの運転行動に大きな影響を与えるものである
が、例えば自車両が先行車に追従している場合などにド
ライバが感じる先行車との接触へのリスクを余裕時間T
TCのみで表すことは困難である。
合は、先行車との相対車速は0であり、余裕時間TTC
は無限大となる。しかし、車間距離Dが長い場合と短い
場合では、ドライバの感じるリスクは異なり、ドライバ
は車間距離Dが短い場合により大きなリスクを感じる。
これはドライバが、想定される将来の先行車の車速変化
による余裕時間TTCへの影響量を予測し、その影響が
大きいと認識している場合には、より大きなリスクを感
じているためであると考えられる。
る場合に、車間距離に相当する定常的な状態から将来の
リスクを予測する値である車間時間THWを、以下の
(式2)を用いて算出する。
1で除したものであり、先行車の現在位置に自車両が到
達するまでの時間を示し、将来先行車速V2が変化して
相対車速が変化すると仮定したときの、余裕時間TTC
への影響度合を示す。車間時間THWが大きいほど、周
囲環境変化に対する影響度合が小さくなる。つまり、車
間時間THWが大きい場合には、もしも将来に先行車の
車速V2が変化しても、先行車までの接近度合には大き
な影響を与えず、余裕時間TTCはあまり大きく変化し
ないことを示す。
TTCと車間時間THWとに基づいて、予測される将来
状況を示すリスク度Pを算出する。リスク度Pは、以下
の(式3)によって表され、先行車に対する接近度合
(1/TTC)と将来状況の予測影響度合(1/TH
W)とを足し合わせて、連続的に表現される物理量であ
る。なお、以下の(式3)を用いて算出されるリスク度
Pを、便宜上リスク度P1とする。
度合にそれぞれ適切な重み付けをするためのパラメータ
であり、a<bとなるように、適切に設定する。パラメ
ータa、bの値は、例えば、車間時間THW、余裕時間
TTCの統計から推定されるa=1,b=8程度に設定
することが望ましい。
中から先行車への接近中まで、連続的な状況変化に対応
して、その状況における接近度合を表現することができ
る。つまり、リスク度P1が大きいほど、ドライバは将
来先行車に接近しすぎてしまうかもしれないというリス
クを大きく感じていると判断できる。
に発生させる操作反力との関係を示す。図4の横軸はリ
スク度P、縦軸はアクセルペダル反力増加量ΔFを示し
ており、リスク度Pが増加するほどアクセルペダル反力
増加量ΔFが増加(単調増加)している。アクセルペダ
ル反力制御装置70は、図4に示すような特性に従って
リスク度Pに応じたアクセルペダル反力増加量ΔFを発
生するように、サーボモータ80を制御する。以下、リ
スク度Pとアクセルペダル60の操作反力との関係につ
いて詳細に説明する。
min以下の場合にはアクセルペダル反力を増加させな
い。これは、予測されるリスク度Pが非常に小さい場合
にアクセルペダル反力を増加して必要以上にリスクを知
らせると、場合によっては運転者が煩わしさを感じる可
能性があるためである。運転者がこの煩わしさを感じる
ことを避けるために、アクセルペダル反力増加量ΔFを
発生させる最小のリスク度Pminを予め適切に設定す
る。また、将来予測されるリスクが高く、運転者がアク
セルペダル60から足を離すことが好ましい最大のリス
ク度Pmaxを予め設定する。
し、個人差も含めて運転者がアクセルペダル反力の増加
を知覚することができる最小の反力値ΔFmin(第1
の反力増加量)を予め設定しておく。同様に、最大のリ
スク度Pmaxに対応し、個人差も含めて運転者がアク
セルペダル反力の増加を確実に知覚することができる最
大の反力値ΔFmax(第2の反力増加量)を予め設定
しておく。このように、最小のリスク度Pminで最小
の反力値ΔFminを増加し、最大のリスク度Pmax
で最大の反力値ΔFmaxを増加することで、運転者に
確実にリスク度を認識させることができる。
スク度Pmaxの間で、アクセルペダル反力増加量ΔF
は最小値ΔFminから最大値ΔFmaxまで指数関数
的に増加する。これは以下の(式4)で表される。
力増加量ΔFは原点を通る指数関数として表され、最小
のリスク度Pminから最大のリスク度Pmaxにかけ
て、アクセルペダル反力増加量ΔFを連続的に設定する
ことができる。また、指数関数の定数A、nをそれぞれ
適切に定義することにより、物理量である客観的なリス
ク度Pを、運転者が感覚として感じるアクセルペダル反
力Fに適切に変換することができる。これにより、アク
セルペダル反力の増加によって、運転者に変化するリス
ク度Pを連続的に知らせることが可能となり、走行状況
をより効果的に運転者に認識させることができる。な
お、指数関数の定数A、nはそれぞれ、車種等によって
異なり、ドライブシミュレータ等による実地試験によっ
て取得される結果から、アクセルペダル反力Fとリスク
度Pが実際に人間が感じる感覚に即した値となるように
設定される。
ΔFは最大のリスク度Pmaxまで指数関数的に増加
し、最大のリスク度Pmaxを越えると反力最大値ΔF
max_actrまで一気に増加する。反力最大値ΔF
max_actrは、最大の反力値ΔFmaxよりも大
きく、アクセルペダル60の操作可能な範囲内で決定さ
れる。リスク度が最大値Pmaxを越えるとアクセルペ
ダル反力増加量を最大値ΔFmax_actrまで不連
続的に増加させることにより、運転者にさらに確実にリ
スク度を認識させることができる。この反力最大値ΔF
max_actrの増加により、運転者はアクセルペダ
ル60から足を離すように促される。なお、反力最大値
ΔFmax_actrの発生のタイミングは、リスク度
が最大値Pmaxに達した瞬間でもよいし、リスク度が
最大値に達してからわずかに遅れを持たせてもよい。つ
まり、反力最大値ΔFmax_actrを増加させるこ
とにより、運転者がリスクの高さを認識し、減速行動等
に移行するように促すことができればよい。
アクセルペダル反力Fとの関係を示す。通常の状態、つ
まりリスク度Pに応じたアクセルペダル反力増加量ΔF
を付加しない場合は、図5の墨塗り部分で示すように、
あるヒステリシスを有しアクセルペダルストローク量S
が増加するとアクセルペダル反力Fも増加するように設
定されている。リスク度Pが全くない状態では、通常状
態と同様にアクセルペダルストローク量Sが増加すると
アクセルペダル反力Fも増加するように設定され、アク
セルペダル反力Fはアクセルペダルストローク量Sの関
数F0(S)として表される。
セルペダルストロークセンサ81で検出されたアクセル
ペダル60の踏み込み量からリスク度0の場合のアクセ
ルペダル反力F0(S)を算出し、これに上述した(式
4)を用いて算出された反力増加量ΔFを足し合わせた
反力F=f(P、S)=ΔF+F0(S)を発生するよ
うサーボモータ80を制御する。リスク度が0の場合の
アクセルペダル反力F0に、リスク度Pに応じた反力増
加量ΔFを付加することにより、リスク度Pに応じたア
クセルペダル反力Fを発生させ、運転者に正確にリスク
度Pを認識させることができる。
クは、図6に示すようにアクセルペダルストローク量S
に依存し、アクセルペダルストローク量Sが大きいほど
出力トルクは高くなっている。つまり、アクセルペダル
反力Fを増加させてアクセルペダル60の踏み込み量を
制限することにより、出力トルクの増加を抑制すること
ができる。なお、図6に示すようにシフト位置が低い場
合ほど、出力トルクは高くなる。
助装置1を用いない通常状態と、車両用運転操作補助装
置1を用いてアクセルペダル反力増加を行った場合の、
アクセルペダル反力F、リスク度Pおよびアクセルペダ
ルストローク量Sの時系列変化を、それぞれ図7、図8
に示す。図7(a)、図8(a)は時間tとリスク度P
およびアクセルペダル反力Fとの関係を、図7(b)、
図8(b)は時間tとアクセルペダルストローク量Sと
の関係をそれぞれ示している。それぞれの場合におい
て、運転者は一定のアクセルペダルストロークで、先行
車より緩やかに速い車速で先行車に接近していくと想定
して説明する。
補助装置1を用いない場合において、自車速は先行車速
よりもわずかに速いため、時間tが経過するにつれて自
車両は先行車両に接近し、リスク度Pが上昇する。この
とき、運転者はアクセルペダル60を一定量踏み込んで
おり、アクセルペダル反力Fは一定であるため、運転者
は視覚情報のみによってリスク度を判断している。時間
t=taで運転者が視覚情報から認識するリスク度Pが
最大値Pmax_aに達すると、運転者はアクセルペダ
ル60を解放して減速を開始する。
実施の形態による車両用運転操作補助装置1を用いた場
合について説明する。図9に、図8に対応するアクセル
ペダルストローク量Sとアクセルペダル反力Fとの関係
を示す。なお、図8(a)において、点線は、図7
(a)に示した車両用運転操作補助装置1を用いない場
合のリスク度Pとアクセルペダル反力Fを示す。
ク量S=Saで一定で、状態SS1にある場合には、図
7(a)と同様に、時間tが経過するにつれてリスク度
Pは上昇する。このとき、リスク度Pが上昇して最小値
Pminに達すると(時間tc)、運転者にリスク度P
を知らせるためにアクセルペダル反力FをΔFmin分
増加させる(状態SS2)。さらに時間tが経過する
と、リスク度Pの増加に対応してアクセルペダル反力F
が徐々に増加する。このとき、アクセルペダル反力Fの
増加によって運転者が無意識のうちにアクセルペダル6
0は押し戻され、図8,図9に示すようにアクセルペダ
ルストローク量Sは徐々に小さくなる。
Pは増加し、時間tbでリスク度Pが最大値Pmaxに
達すると、アクセルペダル反力Fの増加量ΔFは最大値
ΔFmaxまで上昇し(状態SS3)、さらに反力最大
値ΔFmax_actrまで急激に増加する(状態SS
4)。運転者はアクセルペダル反力Fの連続的な増加に
よってリスク度Pの上昇を知覚するとともに、リスク度
最大値Pmaxを超えた後の反力の急激な増加によりア
クセルペダル60を離す動作を迅速に行い(状態SS
5)、減速行動等に移行することができる。
備えた場合には、アクセルペダル反力の増加によってリ
スク度Pの増加を運転者に伝達し、車両用運転操作補助
装置1を備えない場合にアクセルペダル60を解放する
リスク度Pmax_aに達する前のリスク度Pmaxで
(Pmax_a>Pmax)、運転者に減速行動を開始
するよう促すことができる。つまり、運転者は先行車へ
の追従走行中や接近中といったどのような走行状況にお
いても、視覚だけでなくアクセルペダル反力といった他
の感覚からも周囲環境を把握し、周囲環境に即した良好
な運転操作を行うことができる。
セルペダル反力制御の処理手順について図10のフロー
チャートを用いて説明する。図10は、第1の実施の形
態のリスク度算出部50およびアクセルペダル反力制御
装置70におけるリスク度算出とアクセルペダル反力制
御の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容
は、例えば100msecに1回の周期で連続的に行わ
れる。
はレーザレーダ10,前方カメラ20,車速センサ40
によって検出された自車速V1,先行車速V2および先
行車までの車間距離Dといった走行状態を読み込む。ス
テップS102では、読み込んだ走行状態に基づいて
(式3)を用いてリスク度P1を算出する。ステップS
103で、ステップS102で算出したリスク度P1
と、予め設定した運転者に将来のリスクを知らせるため
の最小のリスク度Pminとを比較する。ステップS1
03で、リスク度P1が最小のリスク度Pminよりも
大きいと判定されると、ステップS104へ進む。一
方、ステップS103でリスク度P1が最小のリスク度
Pmin以下であると判定されると、ステップS102
へ戻り、リスク度P1が最小のリスク度Pminより大
きくなるまでアクセルペダル反力制御は行わない。
度P1と予め設定した最大のリスク度Pmaxとを比較
する。ステップS104でリスク度P1が最大のリスク
度Pmax以上であると判定されると、ステップS10
5へ進み、アクセルペダル反力制御装置70でアクセル
ペダル反力制御を行う。ステップS105において、ア
クセルペダル反力制御装置70は、サーボモータ80を
制御し、通常のアクセルペダル反力F0(S)に反力最
大値ΔFmax_actrを増加したものをアクセルペ
ダル反力Fとして発生させる(図8,9参照)。
最大のリスク度Pmaxよりも小さいと判定されると、
ステップS106へ進み、アクセルペダル反力制御装置
70でアクセルペダル反力制御を行う。ステップS10
6でアクセルペダル反力制御装置70は、アクセルペダ
ルストロークセンサ81の検出結果から現在のアクセル
ペダルストローク量Sを算出する。ステップS107
で、ステップS102で算出したリスク度P1に応じた
アクセルペダル反力増加量ΔFを、(式4)を用いて算
出する。さらに、反力増加量ΔFとステップS106で
算出したアクセルペダルストローク量Sとに基づいて、
運転者にリスク度P1を知らせるために必要なアクセル
ペダル反力F=f(P1,S)=ΔF+F0(S)を算
出する。
07で算出したアクセルペダル反力Fを発生するようサ
ーボモータ80を制御する。リスク度P1が大きい場合
にはアクセルペダル反力Fが大きくなり、運転者がアク
セルペダル60をさらに踏み込まない限りアクセルペダ
ル60は押し戻されてそのストローク量Sが小さくな
る。アクセルペダルストローク量Sと出力トルクの大き
さは図6に示すような関係にあるので、アクセルペダル
ストローク量Sが小さくなることにより、出力トルクが
低下する。これにより、運転者がとくに意識をしなくて
も車速が低下し、周囲環境に応じた良好な運転操作へと
導くことができる。
る車両用運転操作補助装置1は、先行車までの接近度合
を示す余裕時間TTCと、将来の周囲環境の変化による
自車両への影響度合を示す車間時間THWとに基づいて
将来予測されるリスク度P1を算出した。リスク度P1
が増加するとアクセルペダル60に発生する反力が指数
関数的に連続して増加するように設定したので、客観的
なリスク度P1を感覚的なアクセルペダル反力Fに変換
し、運転者に効果的にリスク度P1を認識させることが
できる。つまり、運転者は、視覚情報だけでなく、アク
セルペダル反力Fの増減によってリスク度P1を連続的
に認識し、走行環境に適した運転操作を行うことができ
る。
した最小値Pminよりも小さい場合にはアクセルペダ
ル反力Fを増加させないので、運転者に煩わしさを感じ
させることがない。さらに、リスク度P1が予め定義し
た最大値Pmaxを超えると、アクセルペダル反力を一
気に最大値ΔFmax_actr分増加させるので、運
転者はアクセルペダル60から迅速に足を離して減速行
動を行うことができる。リスク度の最小値Pminと最
大値Pmaxの間でアクセルペダル反力Fは連続的に指
数関数的に増減して運転者にリスク度を知らせるので、
あるリスク度を超えたときに警報を発生して運転者に知
らせるような装置に比べて、リスク度P1の変化を確実
に運転者に知らせることができる。
転操作補助装置は、以下のような効果を奏する。 (1)所定の最小リスク度に対応しアクセルペダルの操
作反力の増加を知覚させることができる第1の反力増加
量と、所定の最大リスク度に対応しアクセルペダルの操
作反力の増加を確実に知覚させることができる第2の反
力増加量との間で、リスク度が大きくなるほどアクセル
ペダル反力増加量を単調増加させるようにした。これに
より、単に限界値を知らせるのみの警報等とは大きく異
なり、アクセルペダル反力を通してリスクの度合を常に
連続的に運転者に知らせることができる。 (2)第1の反力増加量と第2の反力増加量の2点を通
る所定の指数関数によってリスク度に応じたアクセルペ
ダル反力増加量を算出するようにした。これにより、運
転者により効果的にリスク度を知らせることができる。 (3)アクセルペダルストローク量に応じてアクセルペ
ダル反力制御を行わない状態のアクセルペダル反力を算
出し、アクセルペダル反力制御を行わない状態に対して
リスク度が増加するほどアクセルペダル操作反力を増加
させるようにした。これにより、視覚情報や聴覚情報に
頼ることなく、客観的なリスクを運転者に対して直感的
に知らせることができる。 (4)リスク度が最大リスク度を超えると、アクセルペ
ダルに発生させる操作反力の増加量を第2の反力増加量
よりもさらに大きな最大の反力増加量まで不連続に増加
させるようにした。これにより、アクセルペダル反力に
よって運転者にリスク度を連続的に知らせつつ、かつ、
リスク度が一定レベル以上に達する場合に警報としての
役割を果たすことができ、リスク度の限界のみを知らせ
る場合よりもリスクに対する運転者の反応時間が大幅に
短縮される。
状況認識手段として用いたレーザレーダは、ミリ波レー
ダ等の別方式のレーダであってもよい。
施の形態による車両用運転操作補助装置2の構成を示す
システム図を示す。図11に示すように、第2の実施の
形態による車両用運転操作補助装置2はナビゲーション
装置110および制限車速データベース111を備えて
おり、これらから得られる情報を加味して先行車がいな
い場合あるいは先行車の検出が困難な場合のリスク度P
を算出する。なお、図11において、第1の実施の形態
による車両用運転操作補助装置1と同様の機能を有する
箇所には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。こ
こでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
機やビーコン受信機等を備え、自車両が現在走行してい
る道路を特定して道路種別を判定する。ナビゲーション
装置110には制限車速データベース111が接続さ
れ、制限車速データベース111は、現在走行中の道路
種別がナビゲーション装置110で特定されるとそれに
対応する制限車速を抽出してリスク度算出部50へ出力
する。
0,前方カメラ20,車速センサ40,ナビゲーション
装置110および制限車速データベース111から入力
された値に基づいてリスク度P2を算出する。リスク度
P2は、現在の自車速V1と制限車速Vtargetと
の偏差として以下の(式5)のように表される。
場合は、現在の車速V1が制限車速Vtargetに近
づいていることを示す。なお、cはパラメータであり、
先行車が存在しない場合のリスク度P2が、上述した先
行車が存在する場合のリスク度P1に対応するように適
切に設定される。
P2はアクセルペダル反力制御装置70に送られ、リス
ク度P2に基づいてアクセルペダル60で発生させるア
クセルペダル反力Fを算出する。
定した最小のリスク度Pminを超えて大きくなるほ
ど、アクセルペダル反力増加量ΔFは上述した(式4)
で表される指数関数にしたがって連続的に増加するよう
に設定する。また、自車速V1が制限車速Vtarge
tに達したとき(V1=Vtarget)のリスク度P
2を、運転者がアクセルペダル60から足を離して減速
することが好ましい最大のリスク度Pmaxとして設定
する。
Pmaxまで増加すると、アクセルペダル反力増加量Δ
Fは最小値ΔFminから最大値ΔFmaxまで連続的
に増加し、その後不連続に反力最大値ΔFmax_ac
trまで増加する。アクセルペダル反力Fの増加によ
り、運転者にリスク度P2を認識させてリスク度P2に
適した運転操作を行うよう導く。さらにリスク度P2が
最大値Pmaxを越えるとアクセルペダル反力Fを急激
に増加させ、運転者にアクセルペダル60から足を離
し、減速行動等を行うように促す。なお、自車速V1が
制限車速Vtargetを超えてリスク度P2がマイナ
スの値となったときは、アクセルペダル反力増加量ΔF
を反力最大値ΔFmax_actrまで増加させ、アク
セルペダル反力Fを一気に増加させる。
セルペダル反力制御の処理手順について図12のフロー
チャートを用いて説明する。図12は、第2の実施の形
態のリスク度算出部50およびアクセルペダル反力制御
装置70におけるリスク度算出とアクセルペダル反力制
御の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容
は、例えば100msecに1回の周期で連続的に行わ
れる。なお、ここでは図10に示した第1の実施の形態
のフローチャートとの相違点を主に説明する。
はレーザレーダ10,前方カメラ20,車速センサ4
0、ナビゲーション装置110および制限車速データベ
ース111によって検出された走行状態を読み込む。ス
テップS202では、読み込んだ走行状態に基づいてリ
スク度Pを算出する。ここで、リスク度算出部50はレ
ーザレーダ10,前方カメラ20からの情報に基づい
て、自車線上に先行車が存在しない、あるいは先行車の
検出が困難であると判断し、自車速V1および制限車速
Vtargetに基づいて上述した(式5)によりリス
ク度P2を算出する。ステップS203で、ステップS
202で算出したリスク度P2と、予め設定した最小の
リスク度Pminとを比較する。ステップS203で、
リスク度P2が最小のリスク度Pminよりも大きいと
判定されると、ステップS204へ進む。
度P2が予め設定した最大のリスク度Pmaxと等しい
か否か、または、リスク度P2の値がマイナスであるか
否かを判定する。ステップS204でいずれかが肯定判
定されると、ステップS205へ進んでアクセルペダル
反力制御装置70で、通常のアクセルペダル反力F0
(S)に反力最大値ΔFmax_actrを増加させる
ようアクセルペダル反力制御を行う(図8,9参照)。
リスク度P2が最大のリスク度Pmax以下の場合は、
ステップS206へ進み、アクセルペダル反力制御装置
70でアクセルペダル反力制御を行う。ステップS20
6でアクセルペダル反力制御装置70は現在のアクセル
ペダルストローク量Sを算出する。ステップS207
で、(式4)を用いてステップS202で算出したリス
ク度P2に応じたアクセルペダル反力増加量ΔFを算出
する。さらに、運転者にリスクP2を知らせるために必
要なアクセルペダル反力F=f(P2,S)=ΔF+F
0(S)を算出する。つづくステップS208で、ステ
ップS207で算出したアクセルペダル反力Fを発生す
るようサーボモータ80を制御する。
スク度P2が大きくなるほどアクセルペダル反力Fが指
数関数的に連続して大きくなるように設定しており、上
述した第1の実施の形態と同様の効果が得られる。さら
に、ナビゲーション装置110および制限車速データベ
ース111を備えているため、先行車が自車線上に存在
しない場合、あるいは、例えば先行車がカーブの先に存
在してその検出が困難な場合にも走行環境に応じたリス
ク度を算出することができる。
ゲーション装置110と制限車速データベース111か
ら自車両が走行中の道路の制限車速を取得したが、例え
ば路車間通信等を用いてもよい。
施の形態による車両用運転操作補助装置3の構成を示す
システム図を、図14に、車両用運転操作補助装置3を
搭載する車両の構成図を示す。図13に示すように、第
3の実施の形態による車両用運転操作補助装置3はスロ
ットルアクチュエータ90とブレーキアクチュエータ1
00とを制御する追従制御コントローラ120を備えて
おり、先行車との車間距離を自動で制御する車間距離自
動制御の機能を有している。
出部50において、レーザレーダ10,前方カメラ2
0,車速センサ40,ナビゲーション装置110および
制限車速データベース111から入力された情報に基づ
いて、先行車が存在する場合のリスク度P1と、先行車
がいない場合あるいは先行車の検出が困難な場合のリス
ク度P2を算出する。なお、図13において、第1およ
び第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置1、
2と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して詳
細な説明を省略する。ここでは、第1および第2の実施
の形態との相違点を主に説明する。
説明する。第3の実施の形態において、リスク度算出部
50は、前方カメラ20の画像から、レーザレーダ10
で検出している複数の前方車の中で自車線に存在し追従
すべき先行車と、その先行車までの車間距離を検出し、
先行車が存在する場合のリスク度P1を算出する。先行
車がいる場合のリスク度P1は、上述した(式3)によ
って算出される。一方、リスク度算出部50は、前方カ
メラ20の画像から追従すべき先行車が検出されない場
合に、ナビゲーション110および制限車速データベー
ス111からの情報に基づいて,先行車がいない場合の
リスク度P2を算出する。先行車がいない場合のリスク
度P2は、上述した(式5)によって算出される。
き先行車が自車線に存在する場合に、レーザレーダ10
等で検出された先行車までの車間距離、自車速および先
行車速に基づいて、別途設定された設定車速以下で先行
車に追従するようスロットルアクチュエータ90および
ブレーキアクチュエータ100に適切な指令値を出力
し、自車両の加減速を制御する。第3の実施の形態にお
いては、後述するようにアクセルペダルストローク量S
に応じて、追従すべき先行車が存在する場合でも先行車
までの車間距離調整を行わない通常領域と、車間距離を
自動で調整する車間距離制御領域の2つの領域を有して
いる。さらに第3の実施の形態においては、追従制御コ
ントローラ120によって先行車までの車間距離自動制
御が行われている場合でも、リスク度算出部50で算出
されたリスク度P1に応じてアクセルペダル反力装置7
0で走行状況に応じたアクセルぺダル反力を発生させ
る。
算出されるアクセルペダル反力増加量ΔFは、先行車が
いる場合のリスク度P1,先行車がいない場合のリスク
度P2ともに、上述した(式4)を用いて算出される。
を説明する。第3の実施の形態による車両用運転操作補
助装置3は、追従すべき先行車が自車線に存在する場合
に、アクセルペダルストローク量Sに応じて車両制御モ
ードを変化させる。図15(a)、(b)に、アクセル
ペダルストローク量Sと、出力トルク、および車間距離
目標値Dとの関係をそれぞれ示す。なお、図15(a)
において高い出力トルクを示すラインほど、低いギアに
シフトされていることを示している。
1と追従すべき先行車の車速V2とが釣り合う自車両の
アクセルペダルストローク量SをS(V2)(第1の基
準ストローク量)とする。図15(a)の破線に示すよ
うに、アクセルペダル60をストローク量S(V2)か
らさらに踏み込んだ場合、出力トルクが上昇して自車速
V1が増加し、先行車に接近してしまう。そこで、第3
の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量
S(V2)より大きい領域、つまりアクセルペダル60
をさらに踏み込むことにより先行車に接近するような領
域では、追従制御コントローラ120によって車間距離
自動制御を行うようにする。
トローラ120は、自車速V1が先行車速V2と等しく
なるときのアクセルペダルストローク量S(V2)にお
いて、目標とする車間距離を最大値Dmaxとする。ま
た、アクセルペダル60の最大踏み込み位置Smaxに
おいて、目標とする車間距離を最小値Dminとする
(Dmax>Dmin)。車間距離目標値Dは、最大値
Dmaxから最小値Dminの間で、アクセルペダルス
トローク量Sが大きくなるほどリニアに減少するよう設
定されている。
って車間距離自動制御が行われている場合に、アクセル
ペダル60を踏み込むほど先行車との車間距離目標値D
は小さくなり、アクセルペダルストローク量Sに対応す
る車間距離目標値Dを保って追従走行するように車両制
御が行われる。車間距離自動制御中にも先行車との接近
度合は運転者によるアクセルペダル60の踏み込み量に
よって調整されるので、運転者は車両を頼りすぎること
なく、常に運転操作に介入することとなる。
ペダルストローク量S(V2)から最大踏み込み量Sm
axの間で、アクセルペダルストロークセンサ81で検
出されるアクセルペダルストローク量Sに応じた車間距
離目標値Dを保つように、スロットルアクチュエータ9
0およびブレーキアクチュエータ100を制御する。こ
れにより、自車両は設定車速以下で、アクセルペダルス
トローク量Sに応じた車間距離目標値Dを保ちながら先
行車両に追従走行する。
量SがS(V2)よりも小さい場合は、自車両が先行車
に追いつく可能性がないので、追従制御コントローラ1
20は車間距離自動制御を行わず、通常のアクセルペダ
ルと同様に、図15(a)に示すようにアクセルペダル
ストローク量Sに対応した出力トルクを発生させる。
制御コントローラ120によって先行車との車間距離自
動制御を行っている場合にも、リスク度算出部50で算
出したリスク度P1に応じたアクセルペダル反力Fを発
生させる。これにより、先行車との車間距離を自動で制
御している場合にも、アクセルペダル反力Fを介して先
行車の車速変動といった将来予測される走行状況による
リスク度を運転者に認識させることができる。
セルペダル反力制御および車両制御の処理手順について
図16のフローチャートを用いて説明する。図16は、
第3の実施の形態のリスク度算出部50、アクセルペダ
ル反力制御装置70および追従制御コントローラ120
におけるリスク度算出、アクセルペダル反力制御および
車両制御の処理手順を示すフローチャートである。本処
理内容は、例えば100msecに1回の周期で連続的
に行われる。なお、ここでは上述した実施の形態との相
違点を主に説明する。
は、車間距離D、先行車速V2,自車速V1および制限
車速Vtarget等の走行状態を読み込む。ステップ
S302で、読み込んだ走行状態に基づいて、自車線上
に追従すべき先行車が存在するか否かを判定する。ステ
ップS302で追従すべき先行車が存在すると判定され
ると、ステップS303へ進む。ステップS303で
は、(式3)により先行車が存在する場合のリスク度P
1を算出する。ステップS304で、ステップS303
で算出したリスク度P1と、予め設定した最小のリスク
度Pminとを比較する。ステップS304で、リスク
度P1が最小のリスク度Pminよりも大きいと判定さ
れると、ステップS305へ進む。
度P1が予め設定した最大のリスク度Pmaxより小さ
いか否かを判定し、リスク度P1が最大のリスク度Pm
ax以上であると判定されると、ステップS306へ進
む。ステップS306でアクセルペダル反力制御装置7
0は、通常のアクセルペダル反力F0(S)に反力最大
値ΔFmax_actrを増加したものを発生させてア
クセルペダル反力制御を行う(図8,9参照)。
最大のリスク度Pmaxよりも小さいと判定されると、
ステップS307へ進み、アクセルペダル反力制御装置
70でアクセルペダル反力制御を行う。ステップS30
7でアクセルペダル反力制御装置70は、現在のアクセ
ルペダルストローク量Sを算出する。ステップS308
で、ステップS303で(式4)を用いて算出したリス
ク度P1に応じたアクセルペダル反力増加量ΔFを算出
する。さらに、反力増加量ΔFとステップS307で算
出したアクセルペダルストローク量Sとに基づいて、ア
クセルペダル反力F=f(P1,S)=ΔF+F0
(S)を算出する。ステップS309で、ステップS3
08で算出したアクセルペダル反力Fを発生するようサ
ーボモータ80を制御し、ステップS310へ進んで追
従制御コントローラ120による制御へと移行する。
ローラ120は、ステップS307で算出したアクセル
ペダルストローク量Sが、先行車速V2に対応するスト
ローク量S(V2)よりも大きいか否かを判定する。ス
テップS310でアクセルペダルストローク量SがS
(V2)よりも大きいと判定されると、車間距離自動制
御を行うようにステップS311へ進む。ステップS3
11で追従制御コントローラ120は、図15(b)に
示すようにアクセルペダルストローク量Sに応じた車間
距離目標値Dを保って先行車両に追従走行するように、
スロットルアクチュエータ90およびブレーキアクチュ
エータ100を制御する。一方、ステップS310でア
クセルペダルストローク量SがS(V2)よりも小さい
と判定されると、ステップS312へ進み、車間距離自
動制御を行わない。このとき、図15(a)に示すよう
に通常通りアクセルペダルストローク量Sに対応した出
力トルクが発生し、車両はアクセルペダルストローク量
Sに応じた車速で走行する。
行車が存在しないと判定された場合は、ステップS32
0へ進む。ステップS320では、(式5)により先行
車がいない場合のリスク度P2を算出する。ステップS
321で、ステップS320で算出したリスク度P2が
予め設定したリスク度の最小値Pminよりも大きいか
否かを判定する。ステップS321でリスク度P2が最
小値Pminよりも大きいと判定されると、ステップS
322へ進んでリスク度P2がリスク度の最大値Pma
xよりも小さいか否かを判定する。ステップS322で
リスク度P2が最大値Pmax以上であると判定される
と、ステップS306へ進む。ステップS306では、
上述したように、アクセルペダル反力制御装置70でサ
ーボモータ80を制御し、反力最大値ΔFmax_ac
trを増加させたアクセルペダル反力Fを発生させる。
Pmaxよりも小さいと判定されると、ステップS32
3へ進んで、アクセルペダル反力制御装置70でアクセ
ルペダルストローク量Sを検出する。ステップS324
では、上述したようにリスク度P2とアクセルペダルス
トローク量Sとに基づいて、(式4)より反力増加量Δ
Fを算出し、さらにアクセルペダル60に発生させるア
クセルペダル反力F=f(P2,S)=ΔF+F0
(S)を算出する。ステップS325で、ステップS3
24で算出したアクセルペダル反力Fを実現するようサ
ーボモータ80を制御する。このとき、図6に示すよう
にアクセルペダル60のストローク量Sに応じた出力ト
ルクが発生する。
る車両用運転操作補助装置3は車間距離を自動調整して
運転者の運転操作を補助するとともに、運転者はアクセ
ルペダル60を自ら操作し、アクセルペダル反力によっ
て周囲の走行状況を常に認識することができる。さら
に、車間距離自動制御中の車間距離目標値Dは、運転者
のアクセルペダル60の踏み込み度合に応じて設定され
る。これにより、運転者の運転操作の負担を軽減するこ
とができるとともに、第1および第2の実施の形態と同
様に周囲環境の変化に対して運転者が迅速に対応するこ
とができる。また、車間距離自動制御中にも運転者は常
に運転操作にある程度介入しているので、車間距離自動
制御機能に頼りすぎることなく、あらゆる走行状況の変
化に迅速に対応することができる。
合と存在しない場合とに分けてリスク度Pを算出するよ
うにしたので、それぞれの走行状況に応じたリスク度P
を正確に算出し、運転者に認識させることができる。
転操作補助装置は、上述した第1および第2の実施の形
態による効果に加えて、以下のような効果を奏すること
ができる。 (1)追従制御手段は、状況認識手段によって検出され
た先行車速に釣り合う自車速を発生させる第1の基準ス
トローク量を算出し、検出されたアクセルペダルストロ
ーク量が第1の基準ストローク量よりも小さい第1の領
域においては、アクセルペダルストローク量に応じたエ
ンジントルクを発生させるようにして先行車への追従走
行制御を行わず、検出されたアクセルペダルストローク
量が第1の基準ストローク量よりも大きい第2の領域に
おいては、アクセルペダルストローク量が大きくなるほ
どリニアに減少するよう設定される車間距離を保って自
車両を先行車両に追従走行させるようにした。これによ
り、先行車が接近する場合には、車両側による制御によ
り自動的に車間距離調整の操作を補助されるため、運転
者の運転負荷が大幅に軽減されるとともに、アクセルペ
ダル反力を通して運転者に常にリスク度を知らせること
ができる。さらに、先行車への追従走行制御が行われて
いる場合にも、先行車との接近の度合をアクセルペダル
の踏み込み量で調整するので、運転者は一定以上の操作
を行う必要があり、緊張感を保って運転を行うことがで
きる。 (2)自車両の先行車両に対する接近度合または制限車
速に対する自車速の偏差をリスク度として算出するよう
にしたので、先行車との客観的なリスク度、あるいは先
行車が存在しない場合の自車両のリスク度を、客観的か
つ連続的に算出することができる。
よる車両用運転操作補助装置4を、図17(a)、
(b)および図18を用いて説明する。第4の実施の形
態による車両用運転操作補助装置4の構成は、図13,
図14に示す第3の実施の形態と同様である。第4の実
施の形態においては、アクセルペダルストローク量Sに
応じて、車両の通常動作領域と、車間距離自動制御領域
と、オーバーライド領域との3つの領域を設定し、それ
ぞれに応じた車両制御を行うものである。ここでは、第
3の実施の形態との相違点を主に説明する。
ストローク量Sと、出力トルクおよび車間距離目標値D
との関係をそれぞれ示す。ここで、自車速V1と追従す
べき先行車両の車速V2とが釣り合う自車両のアクセル
ペダルストローク量SをS(V2)(第1の基準ストロ
ーク量)とする。図17(a)に示すように、アクセル
ペダルストローク量SがS(V2)よりも小さく、自車
両が先行車に追いつく可能性がない場合は、通常動作領
域としてアクセルペダルストローク量Sに応じた出力ト
ルクを発生させる。このとき、自車速V1はアクセルペ
ダル60の踏み込み量に応じて増減する。
2)を超える領域では、自車速V1が先行車速V2を上
回り、自車両が先行車に接近していく。そこで、追従制
御コントローラ120によってスロットルアクチュエー
タ90およびブレーキアクチュエータ100を制御して
車間距離自動制御を行う。車間距離自動制御を行う際の
自車両と先行車との車間距離目標値Dは、図17(b)
に示すように、アクセルペダルストローク量S(V2)
のときに最大値Dmaxとなるように設定する。
S(V2)よりも大きい、予め設定されたストローク量
S1のときに車間距離目標値は最小値Dminとなるよ
うに設定される。車間距離目標値Dは、アクセルペダル
ストローク量Sが大きくなるほど最大値Dmaxから最
小値Dminの間でリニアに小さくなるよう設定され
る。さらに、アクセルペダルストローク量S1から、ア
クセルペダルストローク量S1よりも大きい、予め設定
されたストローク量S2(第2の基準ストローク量)の
間では、車間距離目標値Dはアクセルペダルストローク
量Sに関わらず最小値Dminで一定となるよう設定さ
れる。
いて、S(V2)<S1<S2である。ストローク量S
1,S2の値はそれぞれ車種等によって異なり、ドライ
ブシミュレータ等による実地試験によって取得される結
果に基づいて最適な値に設定される。
ペダルストローク量SがS(V2)からS2の間(第2
の領域)において、アクセルペダルストロークセンサ8
1によって検出されるアクセルペダルストローク量Sに
応じて上述したような特性の車間距離目標値Dを実現す
るように、スロットルアクチュエータ90およびブレー
キアクチュエータ100を制御する。
よりもさらにアクセルペダル60を踏み込むと、オーバ
ーライド領域(第3の領域)として、再びストローク量
S(V2)以下の通常動作領域(第1の領域)と同様に
アクセルペダルストローク量Sに応じた出力トルクを発
生させるようにする。このとき、追従制御コントローラ
120による自動車間制御は行わず、自車両はアクセル
ペダルストローク量Sおよびシフト位置に応じた車速で
走行する。
追従制御コントローラ120によって先行車との車間距
離が自動制御されている状態においても、リスク度P1
に応じたアクセルペダル反力Fを発生させる。これによ
り、運転者はアクセルペダル反力Fを介して先行車の車
速変動などの将来予測される走行状況によるリスク度P
1を正確に認識することができる。
セルペダル反力制御および車両制御の処理手順について
図18のフローチャートを用いて説明する。図18は、
第4の実施の形態のリスク度算出部50、アクセルペダ
ル反力制御装置70および追従制御コントローラ120
におけるリスク度算出、アクセルペダル反力制御および
車両制御の処理手順を示すフローチャートである。本処
理内容は、例えば100msecに1回の周期で連続的
に行われる。
0、ステップS312,およびステップS320〜ステ
ップS325で行われるリスク度P1,P2の算出、お
よびアクセルペダル反力制御についての処理手順は、上
述した第3の実施の形態と同様なので、ここでの説明を
省略する。以降、ステップS310につづくステップS
401での、追従制御コントローラ120による車両制
御に関する処理手順について説明する。
ラ120は、ステップS307で検出されたアクセルペ
ダルストローク量Sが予め設定したアクセルペダルスト
ローク量S2よりも小さいか否かを判定する。ステップ
S401でアクセルペダルストローク量SがS2よりも
小さいと判定されると、車間距離自動制御を行うように
ステップS402へ進む。ステップS402で追従制御
コントローラ120は、図17(b)に示すようにアク
セルペダルストローク量Sに応じた車間距離目標値Dを
保って先行車両に追従走行するように、スロットルアク
チュエータ90およびブレーキアクチュエータ100を
制御する。一方、ステップS401でアクセルペダルス
トローク量SがS2以上であると判定されると、ステッ
プS312へ進み、車間距離自動制御を行わない。この
とき、図17(a)に示すようにオーバーライド領域と
して通常通りアクセルペダルストローク量Sに対応した
出力トルクが発生し、自車両はアクセルペダルストロー
ク量Sに応じた車速で走行する。
る車両用運転操作補助装置4は、車間距離自動制御を行
うとともにリスク度P1に応じたアクセルペダル反力F
を発生させることにより、上述した第3の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。さらに、追従制御コン
トローラ120による車間距離自動制御を行う際に、ア
クセルペダルストローク量Sを0から最大踏み込み位置
Smaxの間で3つの領域に分割し、アクセルペダルス
トローク量Sに応じた車両制御を行うようにした。アク
セルペダルストローク量Sが予め設定したS2以上の最
大の踏み込み量Smaxに近い領域で、オーバーライド
領域として車間距離自動制御を行わないようにしたの
で、先行車の追い越しを行う場合等に運転者の意図に沿
った運転操作を行うことができる。
予め設定したS1からS2の領域で、車間距離自動制御
の車間距離目標値Dを一定に保つようにしたので、車間
距離調整領域からオーバーライド領域への移行を連続的
にスムーズに行うことができる。アクセルペダル60を
アクセルペダルストローク量S2よりもさらに踏み込む
ことにより、車間距離自動制御は解除され、運転者はア
クセルペダル反力Fによってリスク度P1を認識しなが
ら、運転者の意図に沿ったオーバーライドをすることが
可能となる。とくに、先行車の追い越しを行う場合にお
いて、リスク度P1を十分把握しながら運転操作を行う
ことができる。
よる車両用運転操作補助装置5を、図19(a)、
(b)および図20を用いて説明する。第5の実施の形
態の車両用運転操作補助装置5の構成は、図13,図1
4に示す第3の実施の形態と同様である。第5の実施の
形態は、アクセルペダルストローク量Sに応じて、車両
の通常動作領域と、車間距離自動制御領域と、オーバー
ライド領域との3つの領域を設定し、各領域においてリ
スク度Pの算出方法を変更するものである。ここでは、
第3および第4の実施の形態との相違点を主に説明す
る。
ストローク量Sと、出力トルクおよび車間距離目標値D
との関係をそれぞれ示す。ここで、自車速V1と追従す
べき先行車両の車速V2とが釣り合う自車両のアクセル
ペダルストローク量SをS(V2)とする。図19
(a)に示すように、アクセルペダルストローク量Sが
S(V2)よりも小さく、自車両が先行車に追いつく可
能性がない場合は、通常動作領域としてアクセルペダル
ストローク量Sに応じた出力トルクを発生させる。この
とき、自車速V1はアクセルペダル60の踏み込み量に
応じて増減する。
2)よりも大きくなると、車間距離目標値Dは、アクセ
ルペダルストローク量SがS(V2)から予め定めたア
クセルペダルストローク量S1の間で大きくなるほど、
最大値Dmaxから最小値Dminまでリニアに減少す
る。アクセルペダルストローク量S1から予め定めたア
クセルペダルストローク量S2までの間は、車間距離目
標値Dは最小値Dminで一定に保たれる。追従制御コ
ントローラ120は、アクセルペダルストローク量Sが
S(V2)からS2の間において、アクセルペダルスト
ロークセンサ81によって検出されるアクセルペダルス
トローク量Sに応じて上述したような特性の車間距離目
標値Dを実現するように、スロットルアクチュエータ9
0およびブレーキアクチュエータ100を制御する。
える領域は、追従制御コントローラ120による車間距
離自動制御を行わないオーバーライド領域とする。オー
バーライド領域においては、図19(a)に示すよう
に、通常動作領域と同様にアクセルペダルストローク量
Sに対応した出力トルクが発生する。
は、アクセルペダルストローク量Sに応じて分割した3
つの領域毎に、リスク度Pを算出する。アクセルペダル
ストローク量SがS(V2)よりも小さい通常動作領域
では、先行車への現在の接近度合(余裕時間TTCの逆
数)と将来予測される周囲環境の変化による影響度合
(車間時間THWの逆数)との和として、上述した(式
3)を用いてリスク度P1を算出する。アクセルペダル
ストローク量SがS2よりも大きいオーバーライド領域
においても、(式3)を用いてリスク度P1を算出す
る。算出されたリスク度P1に応じて上述した(式4)
によりアクセルペダル反力増加量ΔFを算出し、リスク
度P1をアクセルペダル反力として運転者に知らせる。
(V2)からS2の間の、車間距離制御領域では、自車
速V1と車間距離Dとから、以下に示す(式6)を用い
てリスク度P3を算出する。
相当し、リスク度P3は、先行車の現在位置に自車両が
到達までの時間を示す車間時間THWの逆数として表さ
れる。つまり、車間距離制御領域においてリスク度P3
は、車間距離に相当する定常的な状態から将来のリスク
を予測する予測値のみで定義される。なお、リスク度P
1とリスク度P3を対応づけるために、(式6)のパラ
メータaと(式3)のパラメータaとは同じ値を用い
る。
は、(式6)を用いて車間距離に相当する定常的な状態
のみを将来予測されるリスク度P3として算出し、この
リスク度P3に応じたアクセルペダル反力Fを発生させ
る。なお、アクセルペダル反力増加量ΔFは、リスク度
P3に応じて、上述した(式4)を用いて算出される。
これにより、車間距離制御領域においては、周囲環境の
リスク度P3を常にアクセルペダル反力を介して運転者
に認識させるとともに、追従制御コントローラ120に
よる車両制御によって解決できる程度のリスク度は運転
者に知らせることがないため、アクセルペダル反力Fが
必要以上に増減するといった煩わしさを低減することが
できる。
定した最大のリスク度Pmaxを越え、追従制御コント
ローラ120によるスロットルアクチュエータ90およ
びブレーキアクチュエータ100の制御では対応しきれ
ない場合には、アクセルペダル反力の増加量ΔFを反力
最大値ΔFmax_actrまで一気に増加させる。こ
れにより、運転者にアクセルペダル60から足を離すよ
うに促すことができ、運転者はアクセルペダル60から
足を離した後、迅速に減速行動を行うことができる。
セルペダル反力制御および車両制御の処理手順について
図20のフローチャートを用いて説明する。図20は、
第5の実施の形態のリスク度算出部50、アクセルペダ
ル反力制御装置70および追従制御コントローラ120
におけるリスク度算出、アクセルペダル反力制御および
車両制御の処理手順を示すフローチャートである。本処
理内容は、例えば100msecに1回の周期で連続的
に行われる。
7、およびステップS320〜ステップS325で行わ
れるリスク度P1,P2の算出、およびアクセルペダル
反力制御についての処理手順は、上述した第3の実施の
形態と同様なので、ここでの説明を省略する。以降、ス
テップS307につづくステップS501からの、アク
セルペダルストローク量Sに応じた車両制御に関する処
理手順について説明する。
ラ120は、ステップS307で算出したアクセルペダ
ルストローク量Sが、先行車速V2に対応するストロー
ク量S(V2)よりも大きいか否かを判定する。ステッ
プS501でアクセルペダルストローク量SがS(V
2)よりも大きいと判定されると、ステップS502へ
進み、算出されたアクセルペダルストローク量Sが予め
設定したストローク量S2よりも小さいか否かを判定す
る。ステップS502でアクセルペダルストローク量S
がS2よりも小さいと判定されると、車間距離制御領域
としてステップS503へ進む。
0において上述した(式6)を用いて車間距離制御領域
のリスク度P3を算出する。つづくステップS504で
アクセルペダル反力制御装置70は、ステップ503で
算出されたリスク度P3に基づいてアクセルペダル60
に発生させるアクセルペダル反力F=f(P3,S)=
ΔF+F0(S)を算出する。ステップS505で、ア
クセルペダル反力制御装置70は、ステップS504で
算出したアクセルペダル反力Fを発生するようにサーボ
モータ80を制御する。さらにステップS506におい
て、追従制御コントローラ120は、ステップS307
で算出されたアクセルペダルストローク量Sに応じて図
19(b)に示す車間距離特性を実現するようにスロッ
トルアクチュエータ90およびブレーキアクチュエータ
100を制御して車間距離制御を行う。
クセルペダルストローク量SがS(V2)以下であると
判定されると、通常動作領域としてステップS507へ
進む。また、ステップS502で、算出されたアクセル
ペダルストローク量Sが予め設定されたストローク量S
2以上であると判定されると、オーバーライド領域とし
てステップS507へ進む。ステップS507におい
て、アクセルペダル反力制御装置70はステップS30
3で(式3)によって算出したリスク度P1に基づい
て、アクセルペダル60に発生させるアクセルペダル反
力F=f(P1,S)=ΔF+F0(S)を算出する。
ステップS508で、アクセルペダル反力制御装置70
はステップS507で算出したアクセルペダル反力Fを
発生するようにサーボモータ80を制御する。このと
き、車間距離自動制御は行わず、図19(a)に示すよ
うに通常通りアクセルペダルストローク量Sに対応した
出力トルクが発生し、自車両はアクセルペダルストロー
ク量Sに応じた車速で走行する(S509)。
いては、追従制御コントローラ120によって車間距離
自動制御が行われている場合と、そうでない場合でリス
ク度Pの算出方法を変更した。これにより、上述した実
施の形態による効果に加えて、それぞれの走行状況に適
したリスク度Pを算出することができる。具体的には、
車間距離自動制御が行われている場合には、車間時間T
HWにのみ依存するリスク度P3を算出し、リスク度P
3に基づくアクセルペダル反力を発生させることによ
り、アクセルペダル反力の必要以上の増減といった煩わ
しさを低減して、将来予測されるリスク度P3のみを運
転者に認識させることができる。これにより、車間距離
自動制御を行うことで運転者の運転操作の負担を低減す
るとともに、運転者に常に将来のリスク度P3を認識さ
せ、良好な運転操作を促すことができる。
置は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の
変更が可能である。例えば、上述した実施の形態におい
ては、図4に示すようにリスク度Pが最小値Pminか
ら最大値Pmaxの間で大きくなるほど、アクセルペダ
ル反力増加量ΔFが指数関数的に増加するように構成し
た。しかし、リスク度Pが最小値Pminから最大値P
maxの間で大きくなるほどアクセルペダル反力増加量
ΔFも大きくなるようにすれば、指数関数的に増加しな
くてもよい。つまり、アクセルペダル反力増加量ΔF
は、リスク度Pの変化を連続的に運転者に正確に知らせ
ることができるように、リスク度Pが大きくなるほど単
調増加し、リスク度Pが最大値Pmaxを越えてからア
クセルペダル反力増加量ΔFが不連続に反力最大値ΔF
max_actrまで増加して運転者に警告を発し、ア
クセルペダルから足を離して減速行動を行うように促す
ことができればよい。
転操作補助装置は、種々の走行状況に応じて算出された
自車両もしくは自車両周囲のリスク度Pを指数関数を用
いてアクセルペダル反力に変換することで、客観的な物
理量としてのリスク度Pを人間の感覚量としてのアクセ
ルペダル反力Fに適切に変換し、運転者へ知らせること
ができる。リスク度Pが予め定めた最小値Pminから
最大値Pmaxの間でアクセルペダル反力制御を行うよ
うにしたので、リスク度Pが小さい場合に必要以上にア
クセルペダル反力が増減して運転者が煩わしいと感じる
ことを低減することができる。リスク度Pが予め定めた
最大値Pmaxを越えると、アクセルペダル反力増加量
ΔFを不連続的に反力最大値ΔFmaxまで増加させる
ようにしたので、アクセルペダル60から足を離して迅
速に減速行動に移行するよう運転者に促すことができ
る。
で調整する間もアクセルペダル反力によって周囲環境の
リスク度Pを運転者に知らせるようにしたので、車間距
離自動制御によって運転操作負荷が大幅に軽減されると
ともに、運転者は周囲の環境変化に迅速に対応すること
ができる。
操作補助装置のシステム図。
装置を搭載した車両の構成図。
との関係を示す図。
ダル反力Fとの関係を示す図。
との関係を示す図。
間tと、リスク度Pおよびアクセルペダル反力との関係
図、(b)車両用運転操作補助装置がない場合の時間t
とアクセルペダルストローク量との関係図。
れ対応し、第1の実施の形態の車両用運転操作補助装置
の効果を示す説明図。
の効果を示す説明図。
びアクセルペダル反力制御プログラムの処理手順を示す
フローチャート。
助装置のシステム図。
びアクセルペダル反力制御プログラムの処理手順を示す
フローチャート。
助装置のシステム図。
助装置を搭載した車両の構成図。
トルクとの関係図、(b)アクセルペダルストローク量
Sと車間距離目標値との関係図。
クセルペダル反力制御および車両制御プログラムの処理
手順を示すフローチャート。
ダルストローク量Sと出力トルクとの関係図、(b)ア
クセルペダルストローク量Sと車間距離目標値との関係
図。
クセルペダル反力制御および車両制御プログラムの処理
手順を示すフローチャート。
ダルストローク量Sと出力トルクとの関係図、(b)ア
クセルペダルストローク量Sと車間距離目標値との関係
図。
クセルペダル反力制御および車両制御プログラムの処理
手順を示すフローチャート。
Claims (9)
- 【請求項1】車両状態および車両周囲の走行環境を検出
する状況認識手段と、 前記状況認識手段の検出結果に基づいて自車両もしくは
自車両周囲のリスク度を算出するリスク度算出手段と、 所定の最小リスク度に対応しアクセルペダルの操作反力
の増加を知覚させることができる第1の反力増加量と、
所定の最大リスク度に対応しアクセルペダルの操作反力
の増加を確実に知覚させることができる第2の反力増加
量との間で、前記リスク度算出手段で算出されるリスク
度が大きくなるほどアクセルペダル反力増加量を単調増
加させるように前記アクセルペダルに発生させる操作反
力を制御するアクセルペダル反力制御手段とを有するこ
とを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の車両用運転操作補助装置
において、 前記アクセルペダル反力制御手段は、前記第1の反力増
加量と前記第2の反力増加量の2点を通る所定の指数関
数によって前記リスク度に応じたアクセルペダル反力増
加量を算出することを特徴とする車両用運転操作補助装
置。 - 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の車両用運
転操作補助装置において、 前記リスク度算出手段は、前記状況認識手段の検出結果
に基づいて、自車両の先行車両に対する接近度合または
制限車速に対する自車速の偏差をリスク度として算出す
ることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 【請求項4】請求項1から請求項3のいずれかに記載の
車両用運転操作補助装置において、 前記アクセルペダルのストローク量を検出する検出器を
さらに有し、 前記アクセルペダル反力制御手段は、前記検出器によっ
て検出されるアクセルペダルストローク量に応じてアク
セルペダル反力制御を行わない状態のアクセルペダル反
力を算出し、そのアクセルペダル反力と前記算出された
リスク度に応じたアクセルペダル反力増加量とから前記
アクセルペダルに発生させる操作反力を算出し、アクセ
ルペダル反力制御を行わない状態に対して前記リスク度
が増加するほどアクセルペダル操作反力を増加させるこ
とを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 【請求項5】請求項1から請求項4のいずれかに記載の
車両用運転操作補助装置において、 前記アクセルペダル反力制御手段は、前記算出されるリ
スク度が前記最大リスク度を超えると、前記アクセルペ
ダルに発生させる操作反力の増加量を前記第2の反力増
加量よりもさらに大きな最大の反力増加量まで不連続に
増加させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 【請求項6】請求項1から請求項3、および請求項5の
いずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、 前記アクセルペダルのストローク量を検出する検出器
と、 所定の車間距離を保って先行車両に追従走行するよう自
車両を制御する追従制御手段とをさらに有し、 前記追従制御手段は、前記状況認識手段によって検出さ
れた先行車速に釣り合う自車速を発生させる第1の基準
ストローク量を算出し、前記検出器によって検出された
アクセルペダルストローク量が前記第1の基準ストロー
ク量よりも小さい第1の領域においては、アクセルペダ
ルストローク量に応じたエンジントルクを発生させるよ
うにして先行車への追従走行制御を行わず、前記検出器
によって検出されたアクセルペダルストローク量が前記
第1の基準ストローク量よりも大きい第2の領域におい
ては、アクセルペダルストローク量が大きくなるほどリ
ニアに減少するよう設定される車間距離を保って自車両
を先行車両に追従走行させることを特徴とする車両用運
転操作補助装置。 - 【請求項7】請求項4に記載の車両用運転操作補助装置
において、 所定の車間距離を保って先行車両に追従走行するよう自
車両を制御する追従制御手段とをさらに有し、 前記追従制御手段は、前記状況認識手段によって検出さ
れた先行車速に釣り合う自車速を発生させる第1の基準
ストローク量を判定し、前記検出器によって検出された
アクセルペダルストローク量が前記第1の基準ストロー
ク量よりも小さい第1の領域において、アクセルペダル
ストローク量に応じたエンジントルクを発生させるよう
にして先行車への追従走行制御を行わず、前記検出器に
よって検出されたアクセルペダルストローク量が前記第
1の基準ストローク量よりも大きい第2の領域において
は、アクセルペダルストローク量が大きくなるほどリニ
アに減少するよう設定される車間距離を保って自車両を
先行車両に追従走行させることを特徴とする車両用運転
操作補助装置。 - 【請求項8】請求項6または請求項7に記載の車両用運
転操作補助装置において、 前記追従制御手段は、前記第1の基準ストローク量より
も大きい第2の基準ストローク量を設定し、前記検出器
によって検出されたアクセルペダルストローク量が前記
第2の基準ストローク量よりも大きい第3の領域におい
ては、アクセルペダルストローク量に応じたエンジント
ルクを発生させるようにして先行車への追従走行制御を
行わないことを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 【請求項9】請求項8に記載の車両用運転操作補助装置
において、 前記リスク度算出手段は、前記状況認識手段の検出結果
に基づいて、前記検出器で検出されたアクセルペダルス
トローク量が前記第1の領域または第3の領域にある場
合は、自車両の先行車両に対する現在の接近度合と将来
の周囲環境の変化から予測される予測値との和をリスク
度として算出し、前記検出器で検出されたアクセルペダ
ルストローク量が前記第2の領域にある場合は、将来の
周囲環境の変化から予測される予測値のみをリスク度と
して算出することを特徴とする車両用運転操作補助装
置。
Priority Applications (4)
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