JP5191306B2 - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者の運転意思の低下に応じて、運転支援の処理を行う車両用運転支援装置に関する。

従来より、例えば操舵角センサにより検出されるステアリング舵角の変化について、所定期間における周波数解析を行い、低周波成分が平常運転時のサンプルよりも所定値以上増大したときに、運転者の運転意思が低下していると判定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、運転者の運転意思が低下していると判定されたときに、警報や操舵アシスト等の運転支援処理が実行される。

しかし、上記装置においては、実際には運転者の運転意思が低下していないにも拘わらず、運転支援処理が実行されて、運転者に違和感を与えていまう場合や、逆に、運転支援処理が必要な状況であるにも拘わらず、運転支援処理が実行されない場合があった。
特開平５−５８１９２号公報

本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、運転支援処理の実行によって運転者に違和感を与えることを抑制すると共に、必要な状況で運転支援処理が実行されないことを抑制した車両用運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、運転者の運転操作状態を検出する運転操作状態検出手段と、データ保持手段と、直前の所定期間に設定された運転操作状態参照期間内で、前記運転操作状態検出手段により運転者の運転操作状態を所定のサンプリング周期毎に検出し、検出した各運転操作状態を示す運転操作状態データを前記データ保持手段に保持する運転操作状態データ収集手段と、前記運転操作状態参照期間内に設定された第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、運転者の運転意思の１次推定値を求めて、該第１評価期間を該１次推定値のレベルに応じて補正した第２評価期間を設定し、該補正により、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していると判断されるレベルであるときの該第２評価期間を、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していないと判断されるレベルであるときの該第２評価期間よりも長く設定する評価期間補正手段と、前記第２評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、運転者の運転意思の２次推定値を求め、該２次推定値に基づいて所定の運転支援処理を行う運転支援手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記操作状態データ収集手段により、前記運転操作状態参照期間において、前記サンプリング周期毎に検出された前記運転操作状態データが前記データ保持手段に保持される。そして、前記評価期間補正手段により、前記運転操作状態参照期間内に設定された前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、運転者の運転意思の１次推定値が求められる。

そして、前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間を該１次推定値のレベルに応じて補正した第２評価期間を設定し、該補正により、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していると判断されるレベルであるときの該第２評価期間を、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していないと判断されるレベルであるときの該第２評価期間よりも長く設定する。

ここで、前記運転意思の１次推定値により継続的に運転意思が低下した状態が継続していると推定されるときに、瞬間的に運転操作量が増加する場合がある。そして、この場合に、運転意思が回復したと判断すると、本来実行されるべきであった運転支援処理が実行されなくなるという不都合がある。そこで、前記評価期間補正手段により、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していると判断されるレベルであるときの該第２評価期間を、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していない判断されるレベルであるときの該第２評価期間よりも長く設定することによって、瞬間的な運転操作量の増加の影響を低減させて、運転意思の回復を判断することができる。

また、前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間における運転者の運転操作量を求め、該運転操作量に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする。

かかる本発明において、運転者の運転意思が低下すると、急ハンドルや急ブレーキ等の操作により、大きな入力が多くなる傾向がある。また、操作がなされなくなることもある。そのため、前記評価期間補正手段は、該運転操作量の変化に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることができる。

また、前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間内に設定した異なる期間内での運転操作量の積分値を算出し、該異なる期間内での運転操作量の積分値の比率を、前記運転意思の１次推定値として算出することを特徴とする。

かかる本発明において、前記第１評価期間内に設定した異なる期間内での運転操作量の積分値の比率は、前記第１評価期間内での運転意思の変化を反映したものとなる。そのため、前記評価期間補正手段は、この比率を運転意思の１次推定値として算出することにより、運転意思の低下を適切に判断して前記第２評価期間を設定することができる。
また、前記評価期間補正手段は、前記異なる期間内での運転操作量の積分値の比率が所定閾値未満になったときに、運転者の運転意思が低下していると推定することが好ましい。

また、車両の走行環境を検出する走行環境検出手段を備え、前記評価期間補正手段は、車両の走行環境と、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データとに基いて、車両の走行環境に応じた運転者の運転操作の頻度を求め、該頻度に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする。

かかる本発明において、運転者の運転意思が低下すると、車両の走行環境に応じた運転操作の頻度が、運転意思が低下していない平常時から変化する傾向がある。そのため、前記評価期間補正手段は、該頻度に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることができる。

また、前記走行環境検出手段は、車両の走行環境の危険度を検出し、前記評価期間補正手段は、走行環境の危険度が第１所定レベルよりも高い高危険領域における運転操作の頻度と、走行環境の危険度が該第１所定レベルよりも低く設定された第２所定レベルよりも低い低危険領域における運転操作の頻度とのうちの、少なくともいずれか一方に基づいて、前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする。

かかる本発明において、詳細は後述するが、運転者の運転意思が低下すると、低危険領域における運転操作の頻度が低くなり、高危険領域における運転操作の頻度が高くなる傾向がある。そのため、前記評価期間補正手段は、高危険領域における運転操作の頻度と、低危険領域における運転操作の頻度とのうちの、少なくともいずれか一方に基づいて、前記運転意思の１次推定値を求めることができる。
また、前記評価期間補正手段は、前記低危険領域における運転操作の頻度が次第に低くなっているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することが好ましい。
また、前記評価期間補正手段は、前記高危険領域における運転操作の頻度が次第に高くなっているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することが好ましい。

また、前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間における運転者の運転操作の周波数分布を求め、該周波数分布に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする。

かかる本発明において、運転者の運転意思が低下すると、平常時に比べて運転操作の周波数分布が変化する傾向がある。そのため、前記評価期間補正手段は、該運転操作の周波数分布に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることができる。

また、前記評価期間補正手段は、運転操作の周波数が第１周波数よりも高い高周波数領域における操作量と、運転操作の周波数が該第１周波数よりも低く且つ該第１周波数よりも低く設定された第２周波数よりも高い中周波数領域における操作量とのうちの、少なくともいずれか一方に基づいて、運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする。

かかる本発明において、詳細は後述するが、運転者の運転意思が低下すると、中周波数領域での運転操作の操作量が減少すると共に、高周波数領域での運転操作の操作量が増加する傾向がある。そのため、前記評価期間補正手段は、高周波数領域での操作量と中周波数領域での操作量とのうちの、少なくともいずれか一方に基づいて、運転意思の１次推定値を求めることができる。
また、前記評価期間補正手段は、前記中周波数領域における各周波数での運転操作の操作量の合計値が、時間の経過に従って次第に減少しているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することが好ましい。
また、前記評価期間補正手段は、前記高周波数領域における各周波数での運転操作の操作量の合計値が、時間の経過に従って次第に増加しているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することが好ましい。
また、前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間内の運転操作量の変動幅を算出し、運転操作量の変動幅が大きい期間と小さい期間が確認されたときに、運転者の運転意思が低下していると推定することが好ましい。

本発明の実施の形態について、図１〜図１１を参照して説明する。図１は本発明の車両用運転支援装置の構成図であり、車両用運転支援装置１は、車両（図示しない）に搭載して使用される。

車両用運転支援装置１は、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットであり、該マイクロコンピュータに運転支援用の制御プログラムを実行させることによって、該マイクロコンピュータが、走行環境検出手段１０、運転操作状態検出手段１１、運転操作状態データ収集手段１２、評価期間補正手段１３、及び運転支援手段１４として機能する。

車両用運転支援装置１には、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置３０により取得された自車両の位置データＳe1と、通信装置３１により取得された周辺の交通情報データＳe2と、画像処理装置３２により取得された自車両前方の道路の走行区分線や障害物の位置データＳe3と、ヨーレートセンサ３３により検出された自車両の鉛直重心軸周りのヨーレート（回転角速度）の検出データＳe4と、舵角センサ３４により検出されたステアリングホイールの操舵角度の検出データＳe5と、車速センサ３５により検出された自車両の走行速度のデータＳe6と、トルクセンサ３６により検出されたステアリングホイールに加わるトルクのデータＳe7と、アクセルペダルセンサ３７により検出されたアクセルペダルの開度のデータＳe8と、ブレーキペダルセンサ３８により検出されたブレーキペダルの踏力のデータＳe9とが入力される。

そして、車両用運転支援装置１は、これらのデータＳe1〜Ｓe9に基いて、自車両の走行環境を検出すると共に運転者の運転意思を推定し、運転者の運転意思の低下度合に応じて、警報装置４０による警報出力処理（本発明の運転支援処理に相当する）とＥＰＳ（Electric Power steering）制御手段４１による制御支援処理（本発明の運転支援処理に相当する）とを実行する。

次に、図２に示したフローチャートに従って、車両用運転支援装置１による運転支援処理について説明する。

車両用運転支援装置１は、所定のサンプリング周期毎に、図２に示したフローチャートによる一連の処理を実行する。図２のＳＴＥＰ１は、走行環境検出手段１０と運転操作状態検出手段１１による処理である。走行環境検出手段１０は、車両用運転支援装置１に入力される各種データＳe1〜Ｓe9により、自車両が置かれている走行環境の危険度を、予測される旋回Ｇ（重力加速度）、走行車線から逸脱するまでの時間、障害物に接触するまでの時間、等の危険因子毎に個別に検出する。

また、運転操作状態検出手段１１は、運転者による運転装置の操作量を示す運転操作状態データＤa（最新値）を、ステアリング舵角の状態（量、速度、加速度）、ステアリングトルクの状態（量、速度、加速度）、アクセルペダル開度の状態（量、速度、加速度）、ブレーキペダル踏力の状態（量、速度、加速度）等を参照して算出する。

続くＳＴＥＰ２は運転操作状態データ収集手段１２による処理である。運転操作状態データ収集手段１２は、図３に示したように、アドレスad_1〜ad_nのｎ個分の運転操作状態データ（時点ｔではＤ1〜Ｄn）を保持するリングバッファ２１に、ＳＴＥＰ１で算出された最新の運転操作状態データＤaを追加する。

図３の時点ｔは、リングバッファ２１が空の状態から、ｎ個分の運転操作状態データがad_1，ad_2，…，ad_nの順で時系列的に書き込まれた状態を示しており、Ｄ1が最も古いデータであり、Ｄnが最新のデータなっている。そして、リングバッファ２１は、最新のデータが書き込まれたアドレスの次のアドレスに、最も古いデータが書き込まれていると判断してデータの更新を行う。なお、アドレスad_nの次のアドレスはad_1とし、ad_1〜ad_n-1については、次のアドレスは＋１した右隣りのアドレスとしている。

そして、次の時点ｔ＋１で最新の運転操作状態データＤaが生成されると、時点ｔで最も古いデータであったアドレスad_1のデータＤ1が廃棄されて、最新のデータＤaが時点ｔ＋１での運転操作状態データＤn+1としてアドレスad_1に書き込まれる。この場合、最も古いデータの位置がad_1からad_2に移行し、Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4，…，Ｄn-1，Ｄn，Ｄn+1の順で新しいデータとなる。

さらに、次の時点ｔ＋２で最新の運転操作状態データＤaが生成されると、時点ｔ＋１で最も古いデータであったアドレスad_2のデータが廃棄されて、最新のデータＤaが時点ｔ＋２での運転操作状態データＤn+2としてアドレスad_2に書き込まれる。この場合、最も古いデータの位置がad_2からad_3に移行し、Ｄ3，Ｄ4，Ｄ5，…，Ｄn，Ｄn+1，Ｄn+2の順で新しいデータとなる。

これにより、リングバッファ２１には、直前の第１評価期間Ｔ1（本発明の運転操作状態参照期間及び第１評価期間に相当する）分のｎ個の運転操作状態データ（時点ｔではＤ1〜Ｄn、時点ｔ＋１ではＤ2〜Ｄn+1、時点ｔ＋２ではＤ3〜Ｄn+2）が保持された状態となる。リングバッファ２１を用いた場合、最新のデータを書き込む場所が移動して他のデータをシフトする処理が不要であるため、データ処理の負荷を軽減することができる。

次のＳＴＥＰ３は評価期間補正手段１３による処理である。評価期間補正手段１３は、リングバッファ２１に保持された第１評価期間Ｔ1分のｎ個の運転操作状態データに基づいて、運転者の運転意思の１次推定値Ｄs1を算出する。

ここで、図４（ａ）は、縦軸を運転操作状態データの値（操作量）に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定したときの運転操作状態データの値の変動を示したものであり、図中ｔ₁₃が現在時点を示している。そして、ｔ₁₀〜ｔ₁₃の期間が第１評価期間Ｔ1となっている。評価期間補正手段１３は、第１評価期間Ｔ1における運転操作状態データＤ1〜Ｄnに基づいて、運転意思の１次推定値Ｄs1を算出する。運転意思の１次推定値Ｄs1の算出方法については後述する。

続くＳＴＥＰ４で、評価期間補正手段１３は、運転意思の１次推定値Ｄs1のレベル（運転意思の高低）に応じて、第１評価期間Ｔ1を補正した第２評価期間Ｔ2を設定する。図４（ａ）の例では、第１評価期間Ｔ1を短縮して第２評価期間Ｔ2が設定されている。

例えば、運転意思の１次推定値Ｄs1により、継続的に運転意思が低下した状態が継続していると推定されるときに、瞬間的に運転操作量が増加する場合がある。そして、この場合に、運転意思が回復したと判断すると、本来実行されるべきであった運転支援処理が実行されなくなるという不都合が生じる。そこで、この場合には、運転意思の１次推定値Ｄs1が低下していない場合よりも、第２評価期間Ｔ2を長く設定することにより、瞬間的な運転操作量の増加の影響を低減させて、運転意思の回復を判断することができる。

続くＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ８，ＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１１，ＳＴＥＰ１５は、運転支援手段１４による処理である。運転支援手段１４は、ＳＴＥＰ５で、リングバッファ２１に保持された第２評価期間Ｔ2における運転操作状態データに基いて、運転者の運転意思の２次推定値Ｄs2を算出する。また、続くＳＴＥＰ６で、運転支援手段１４は、運転意思の２次推定値Ｄs2と、走行環境の各危険因子に対応した判定値Ｊi（ｉ＝1,2,…，m、ｍは危険因子の個数）を算出する。

次に、図４（ｂ）は、縦軸を判定値とし、横軸を走行環境危険度（低〜高）として、運転意思の２次推定値Ｄs2と走行環境危険度とに基いて、第１閾値と第２閾値とにより、警報出力処理と制御支援処理を実行するか否かを決定する態様を例示したものである。図中ａ1は運転意思が低下している場合（傾き大）の設定直線であり、図中ｂ1は運転意思が低下していない場合（傾き小）の設定直線である。

このように、設定直線は、運転意思が低下するに従って、その傾きが大きくなるように設定される。また、走行環境危険度は、例えば、予測される旋回Ｇ（重力加速度）を危険因子とするときには、旋回Ｇが大きくなるほど高くなる。

なお、他の走行環境危険度の危険因子（走行車線から逸脱するまでの時間、障害物に接触するまでの時間等）についも、図４（ｂ）に示した例と同様にして、第１閾値と第２閾値とにより、警報出力処理と制御支援処理を行うか否かが決定される。

図４（ｂ）においては、運転意思が低下しているａ1では、走行環境危険度が低いＤ₁₀の段階で第１誌閾値を下回り、警報出力処理が実行される。それに対して、運転意思が低下していないａ2では、走行環境危険度高いＤ₁₁の段階で第１閾値を下回り、警報出力処理が実行される。そのため、運転意思が低下しているａ1の方が、運転意思が低下していないａ2よりも、危険度が低い時点から警報出力が実行される。

第２閾値に対しても同様に、運転意思が低下しているａ1の方が、運転意思が低下していないａ2よりも、危険度が低い時点から制御支援処理が実行される。

このように、図４（ｂ）に示した態様による処理によって、運転支援手段１４は、ＳＴＥＰ７で、判定値Ｊiが第１閾値Ｔh1未満であるときにＳＴＥＰ１０に分岐して、判定値Ｊiが第２閾値Ｔh2よりも小さいか否かを判断する。そして、判定値Ｊiが第２閾値未満であるときはＳＴＥＰ１５に分岐して、運転支援手段１４は制御支援処理を実行し、ＳＴＥＰ８に進んで１サイクルの処理を終了する。

一方、ＳＴＥＰ１０で、判定値Ｊiが第２閾値Ｔh以上であるときはＳＴＥＰ１１に進み、運転支援手段１４は警報出力処理を実行し、ＳＴＥＰ８に進んで１サイクルの処理を終了する。また、ＳＴＥＰ７で、判定値Ｊiが第１閾値Ｔh1以上であったときはＳＴＥＰ８に進んで１サイクルの処理が終了し、この場合には、警報出力処理と制御支援処理は実行されない。

次に、図５〜図１１を参照して、評価期間補正手段１３による運転者の運転意思の１次推定値Ｄs1の算出処理と、運転支援手段１４による運転者の運転意思の２次推定値Ｄs2の算出処理について説明する。

［運転操作量に基づく運転意思の推定］先ず、図５を参照して、運転操作量の変化に基づいて、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）を算出する処理について説明する。

図５（ａ），図５（ｂ）は、縦軸を運転操作量（ステアリングホイールの操作量等）に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定して、運転操作量の変化を時系列的に示したものである。図５（ａ）は運転意思が低下していない状態（平常状態）であり、操作量の変動幅が小さい。それに対して、図５（ｂ）は運転意思が低下した状態（運転意思低下状態）であり、操作量の変動幅が大きくなっている。

図５（ａ）と図５（ｂ）を比較すると、図５（ａ）（平常状態）では、操作量が定常的に小さい幅で変化している。それに対して、図５（ｂ）（運転意思低下状態）では、定常的な操作量が減少すると共に、この減少分を補うように瞬間的に大きな操作量が入力されている。

そのため、第１評価期間Ｔ1内に、操作量の変動幅が大きい期間（図５（ｂ）のＴL）と小さい期間（図５（ｂ）のＴF）が確認されたときに、運転意思が低下したと推定して、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）を算出することができる。また、定常的な操作量の減少度合いや、操作量の瞬間的な変動幅に応じて、運転意思のレベルを推定して、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）を算出することができる。

また、評価期間設定手段１３により、第１評価期間Ｔ1内に設定した異なる期間ＴF及びＴLについて、直近の評価期間ＴFにおける操作量の積分値Ｉn2とそれ以前の評価期間ＴLにおける操作量の積分値Ｉn1との比率ＩR1（＝Ｉn1／Ｉn2）を、運転意思の１次推定値として求め、該比率ＩR1に応じて、第２評価期間Ｔ2を設定してもよい。図５（ｃ）は、縦軸を比率ＩR1に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定して、比率ＩR1の推移を例示したものである。

図５（ｃ）では、ｔ₃₅付近から比率ＩR1が次第に減少している。そして、これは、直近の評価期間ＴFにおける操作量の積分値Ｉn2が、それ以前の評価期間ＴLにおける操作量の積分値Ｉn1に対して相対的に増加していることを示していることから、運転意思が低下していると推定される。そこで、比率ＩR1が閾値Ｔr1未満となったときに、第２評価期間Ｔ2を長い期間に設定して、瞬間的な操作量の増加による影響を低減することができる。そして、これにより、運転意思の低下度合いをより精度良く推定して、警報出力処理及び制御支援処理を実行することができる。

［走行環境に応じた操作頻度に基づく運転意思の推定］次に、図６〜図８を参照して、走行環境に応じた操作頻度に基づいて、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）を算出する処理について説明する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、縦軸を操作の頻度に設定し、横軸を走行環境の危険度に設定して、走行環境危険度と操作頻度の対応関係を示したものである。図６（ａ）は運転意思が低下していない状態（平常状態）であり、走行環境危険度が低い範囲での操作頻度が高く、走行環境危険度が高い範囲での操作頻度が低くなっている。これは、走行環境の危険度が高くなる前に、運転者が適切な操作を行っているからであると想定される。

それに対して、図６（ｂ）は運転意思が低下した状態（運転意思低下状態）であり、走行環境危険度が低い範囲での操作頻度が低く、走行環境危険度が高い範囲での操作頻度が高くなっている。これは、走行環境の危険度が高くなるまで運転者による操作がなされず、走行環境の危険度が高くなった段階で、操作を行っているからであると想定される。

そこで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示したように、走行環境危険度が高い範囲或いは低い範囲での操作頻度の変化を、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）として求めて、運転意思の低下を推定することができる。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、縦軸を操作頻度に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定して示したものである

図７（ａ）は走行環境危険度が低い状態での操作頻度の推移を示したものであり、運転者が危険度が低い状態で運転操作を開始した頻度を示している。そして、図７（ａ）に示したように、低危険度段階での操作頻度が次第に低くなっているときには、運転意思が次第に低下していると推定することができる。

一方、図７（ｂ）は走行環境の危険度が高い状態での操作頻度の推移を示したものであり、運転者が危険度が高い状態となってから運転操作を開始した頻度を示している。そして、図７（ｂ）に示したように、高危険度段階での操作頻度が次第に高くなっているときには、運転意思が次第に低下していると推定することができる。そこで、図７（ａ）と図７（ｂ）のいずれか又は両方の関係に従って、運転意思の低下を推定することができる。

また、図６（ｂ）を参照して、運転意思が低下するに従って、低危険度段階ＴLでの操作頻度の積分値Ｉn3が減少すると共に、高危険度段階ＴHでの操作頻度の積分値Ｉn4が増加する。そのため、低危険度段階ＴLでの操作頻度の積分値Ｉn3に対する高危険度段階ＴHでの操作頻度の積分値Ｉn2の比率ＩR2（＝Ｉn4／Ｉn3）を、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）として求め、該比率ＩR2に基づいて運転意思の低下を推定するようにしてもよい。

ここで、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、縦軸を操作頻度に設定し、横軸を走行環境の危険度に設定して、走行環境度の危険度と操作頻度との関係を示したものである。図８（ａ）は、運転意思が低下していない状態（平常状態）を示しており、この場合は、高危険度段階ＴHでの操作頻度の積分値Ｉn4が小さく、低危険度段階ＴLでの操作頻度の積分値Ｉn3が大きくなっている。そのため、比率ＩR2は小さくなる。

一方、図８（ｂ）は、運転意思が低下した状態（運転意思低下状態）を示しており、この場合は、高危険度段階ＴHでの操作頻度の積分値Ｉn2が大きく、低危険度段階ＴLでの操作頻度の積分値Ｉn1が小さくなっている。そのため、比率ＩR2は大きくなる。このように、比率ＩR2によって、運転意思の低下度合いを推定することができる。

また、評価期間設定手段１３により、比率ＩR2に応じて第２評価期間Ｔ2を設定してもよい。図８（ｃ）は、縦軸を比率ＩR2に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定して、比率ＩR2の変化を例示したものである。

図８（ｃ）では、ｔ₄₀〜ｔ₄₁、ｔ₄₂〜ｔ₄₃、ｔ₄₄〜の範囲で、比率ＩR2が閾値Ｔr2を超えている。そして、これは、高危険度段階ＴHでの操作頻度が、低危険度段階ＴLでの操作頻度よりも相対的に高くなっていることを示すため、運転意思が低下していると推定される。そこで、比率ＩR2が閾値Ｔr2未満となったときに、第２評価期間Ｔ2を長い期間に補正する。そして、これにより、運転意思の低下度合をより精度良く推定して、警報処理及び制御支援処理を実行することができる。

［運転操作の周波数分布に基づく運転意思の推定］次に、図９〜図１１を参照して、操作周波数の分布に基づいて、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）を算出する処理について説明する。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、縦軸を操作量に設定し、横軸を操作周波数に設定して、操作量と操作周波数との関係を示したものである。図９（ａ）は運転意思が低下していない状態（平常状態）であり、図９（ｂ）は運転意思が低下した状態（運転意思低下状態）である。

図９（ａ）と図９（ｂ）を比較すると、図９（ｂ）では、低周波数領域ＴL及び中周波数領域ＴMでの区間出力密度（各周波数における操作量の合計値）が低下して、高周波数領域ＴHでの区間出力密度が高くなっている。これは、運転者の運転意思が低下すると、運転操作がなされるタイミングが遅れ、この遅れを補うために急ハンドルや急ブレーキ等の高周波数での運転操作がなされる頻度が高くなるためであると想定される。

そこで、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示したように、低周波数領域における操作量の区間出力密度或いは高周波数領域における操作量の区間出力密度の変化を、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）として求めて、この変化から、運転意思の低下を推定することができる。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、縦軸を操作量の区間出力密度に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定して区間出力密度の変化を示したものである。

図１０（ａ）は運転意思が低下するときの中周波数領域ＴM（図９（ｂ）参照）における区間出力密度の変化を示したものであり、区間出力密度が次第に低くなっている。また、図１０（ｂ）は運転意思が低下するときの高周波数領域ＴH（図９（ｂ）参照）における区間出力密度の変化を示したものであり、区間出力密度が次第に高くなっている。そこで、図１０（ａ）に示した中周波数領域ＴMでの区間出力密度の変化と、図１０（ｂ）に示した高周波数領域ＴHでの区間出力密度の変化のいずれか又は両方を用いて、運転意思の低下度合を推定することができる。

また、図９（ｂ）を参照して、運転意思が低下するに従って、中周波数領域ＴMでの区間出力密度の積分値Ｉn5が減少すると共に、高周波数領域ＴHでの区間出力密度の積分値Ｉn6が増加する傾向がある。そのため、高周波数領域ＴHでの区間出力密度の積分値Ｉn6に対する中周波数領域ＴMでの区間出力密度の積分値Ｉn5の比率ＩR3（＝Ｉn5／Ｉn6）を、運転意思の推定値（１次推定値及び２次推定値）として求め、該比率ＩR3に基づいて運転意思の低下を推定するようにしてもよい。

ここで、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、縦軸を運転操作の区間出力密度に設定し、横軸を操作周波数に設定して、区間出力密度の周波数分布を示したものである。図１１（ａ）は、運転意思が低下していない状態（平常状態）を示したおり、この場合は、中周波数領域ＴMでの区間出力密度の積分値Ｉn5が大きく、高周波数領域ＴHでの積分値Ｉn6が小さくなっている。そのため、比率ＩR3は小さくなる。

一方、図１１（ｂ）は、運転意思が低下した状態（運転意思低下状態）を示しており、この場合は、中周波数領域ＴMでの区間出力密度の積分値Ｉn5が小さく、高周波数領域ＴHでの積分値Ｉn6が大きくなっている。そのため、比率ＩR3は大きくなる。このように、比率ＩR3によって、運転意思の低下度合いを推定することができる。

また、評価期間設定手段１３により、比率ＩR3に応じて第２評価期間Ｔ2を設定してもよい。図１１（ｃ）は、縦軸を比率ＩR3に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定して、比率ＩR3の変化を示したものである。

図１１（ｃ）では、ｔ₅₀及びｔ₅₁で、比率ＩR3が閾値Ｔr3未満となっている。そして、比率ＩR3が閾値Ｔr3未満であるときは、高周波数領域ＴHでの操作量の出力密度が、中周波数領域ＴMでの操作量の出力密度よりも相対的に高くなっていることを示すため、運転意思が低下していると推定することができる。そこで、比率ＩR3が閾値Ｔr3未満となったときに、第２評価期間Ｔ2を長い期間に補正する。これにより、運転意思の低下度合をより精度良く推定して、警報処理及び制御支援処理を実行することができる。

なお、本実施の形態では、運転者の運転意思を、(1)運転操作量、(2)走行環境に応じた操作頻度、(3)運転操作の周波数分布、という３つの要素に基づいて推定する構成を例示したが、他の要素に基づいて運転意思を推定するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、主として評価期間補正手段１３により、運転意思の１次推定値を算出する場合について説明したが、運転支援手段１４による運転意思の２次推定値の算出についても、１次推定値と同様の手法により算出することができる。

本発明の車両用運転支援装置の構成図。 車両用運転支援装置の作動フローチャート。 リングバッファの説明図。 運転操作状態データの変化と、警報出力処理及び制御支援処理のタイミングを示した説明図。 運転操作量に基づいて運転意思を推定する処理の説明図。 走行環境に応じた操作頻度に基づいて運転意思を推定する処理の説明図。 走行環境に応じた操作頻度に基づいて運転意思を推定する処理の説明図。 走行環境に応じた操作頻度に基づいて運転意思を推定する処理の説明図。 運転操作の周波数分布に基づいて運転意思を推定する処理の説明図。 運転操作の周波数分布に基づいて運転意思を推定する処理の説明図。 運転操作の周波数分布に基づいて運転意思を推定する処理の説明図。

符号の説明

１…車両用運転支援装置、１０…走行環境検出手段、１１…運転操作状態検出手段、１２…運転操作状態データ収集手段、１３…評価期間補正手段、１４…運転支援手段、２１…リングバッファ

Claims (13)

1. 運転者の運転操作状態を検出する運転操作状態検出手段と、
   データ保持手段と、
   直前の所定期間に設定された運転操作状態参照期間内で、前記運転操作状態検出手段により運転者の運転操作状態を所定のサンプリング周期毎に検出し、検出した各運転操作状態を示す運転操作状態データを前記データ保持手段に保持する運転操作状態データ収集手段と、
   前記運転操作状態参照期間内に設定された第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、運転者の運転意思の１次推定値を求めて、該第１評価期間を該１次推定値のレベルに応じて補正した第２評価期間を設定し、該補正により、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していると判断されるレベルであるときの該第２評価期間を、該１次推定値のレベルが運転者の運転意思が低下していないと判断されるレベルであるときの該第２評価期間よりも長く設定する評価期間補正手段と、
   前記第２評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、運転者の運転意思の２次推定値を求め、該２次推定値に基づいて所定の運転支援処理を行う運転支援手段とを備えたことを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 請求項１記載の車両用運転支援装置において、
   前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間における運転者の運転操作量を求め、該運転操作量に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする車両用運転支援装置。
3. 請求項２記載の車両用運転支援装置において、
   前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間内に設定した異なる期間内での運転操作量の積分値を算出し、該異なる期間内での運転操作量の積分値の比率を、前記運転意思の１次推定値として算出することを特徴とする車両用運転支援装置。
4. 請求項３記載の車両用運転支援装置において、
   前記評価期間補正手段は、前記異なる期間内での運転操作量の積分値の比率が所定閾値未満になったときに、運転者の運転意思が低下していると推定することを特徴とする車両用運転支援装置。
5. 請求項１記載の車両用運転支援装置において、
   車両の走行環境を検出する走行環境検出手段を備え、
   前記評価期間補正手段は、車両の走行環境と、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データとに基いて、車両の走行環境に応じた運転者の運転操作の頻度を求め、該頻度に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする車両用運転支援装置。
6. 請求項５記載の車両用運転支援装置において、
   前記走行環境検出手段は、車両の走行環境の危険度を検出し、
   前記評価期間補正手段は、走行環境の危険度が第１所定レベルよりも高い高危険領域における運転操作の頻度と、走行環境の危険度が該第１所定レベルよりも低く設定された第２所定レベルよりも低い低危険領域における運転操作の頻度とのうちの、少なくともいずれか一方に基づいて、前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする車両用運転支援装置。
7. 請求項６記載の車両用運転支援装置において、
   前記評価期間補正手段は、前記低危険領域における運転操作の頻度が次第に低くなっているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することを特徴とする車両用運転支援装置。
8. 請求項６又は請求項７記載の車両用運転支援装置において、
   前記評価期間補正手段は、前記高危険領域における運転操作の頻度が次第に高くなっているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することを特徴とする車両用運転支援装置。
9. 請求項１記載の車両用運転支援装置において、
   前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間における運転者の運転操作の周波数分布を求め、該周波数分布に応じて前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする請求項１記載の車両用運転支援装置。
10. 請求項９記載の車両用運転支援装置において、
    前記評価期間補正手段は、運転操作の周波数が第１周波数よりも高い高周波数領域における操作量と、運転操作の周波数が該第１周波数よりも低く且つ該第１周波数よりも低く設定された第２周波数よりも高い中周波数領域における操作量とのうちの、少なくともいずれか一方に基づいて、前記運転意思の１次推定値を求めることを特徴とする車両用運転支援装置。
11. 請求項１０記載の車両用運転支援装置において、
    前記評価期間補正手段は、前記中周波数領域における各周波数での運転操作の操作量の合計値が、時間の経過に従って次第に減少しているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することを特徴とする車両用運転支援装置。
12. 請求項１０又は請求項１１記載の車両用運転支援装置において、
    前記評価期間補正手段は、前記高周波数領域における各周波数での運転操作の操作量の合計値が、時間の経過に従って次第に増加しているときに、運転者の運転意思が低下していると推定することを特徴とする車両用運転支援装置。
13. 請求項１記載の車両用運転支援装置において、
    前記評価期間補正手段は、前記第１評価期間内における前記運転操作状態データに基いて、前記第１評価期間内の運転操作量の変動幅を算出し、運転操作量の変動幅が大きい期間と小さい期間が確認されたときに、運転者の運転意思が低下していると推定することを特徴とする車両用運転支援装置。

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