JP2006215862A - 運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者が過度に運転支援システムに依存することを回避しつつ、運転者が安全かつ快適に運転できるように運転を支援する。
【解決手段】 安全運転度演算器３４は、長期移動平均速度ＶＬと速度基準値ＶＡとを比較し、ＶＬ＞ＶＡときは、短期移動平均速度ＶＳ、長期移動平均速度ＶＬ及びその標準偏差ＶＤを用いて、安全運転度Ｃ（＝（ＶＬ−ＶＳ）／ＶＤ）を演算する。警報タイミング制御部３５は、安全運転度Ｃに基づいて警報タイミングを制御する。タイミング変化率制限部３６は、警報タイミングの変化の度合いが急にならないように、警報タイミング制御部３５からの制御信号を補正する。警報機４０は、タイミング変化率制限部３６を介して、警報タイミング制御部３５により制御された警報タイミングで、警報音を発生する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転支援システムに係り、特に、ドライバに過度に依存させないようにした運転支援システムに関する。

近年、車両走行上の安全性を向上させたり、ドライバの疲労を軽減することができる様々な運転支援システムが提案されている。運転支援システムは、車両走行時の安全性向上、ドライバの負担軽減を図るものであるが、自ら主体的に運転するものではなく、ドライバの運転を補助的に支援するものに過ぎない。このため、ドライバが過度に依存できないように構成されている。具体的には次のように、運転者が過度に依存しないようにした運転支援装置が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特許文献１の運転支援装置は、作動部の複数回の駆動におけるアクチュエータによる駆動割合に基づいて運転支援装置に対する運転者の依存度を判別し、この依存度に応じてアクチュエータによる作動部の、次回以降における作動開始時期および作動力を設定する。例えば、依存度が大きければ作動開始時期を遅めると共に作動力を大きくする一方、依存度が小さければ作動開始時期を早めると共に作動力を小さくする。

したがって、今回までの作動部の駆動における運転支援装置への依存度が大きければ、次回以降の作動部の駆動時にはアクチュエータによる作動部の作動開始時期が遅くなるので、車両走行状態を変化させる必要が生じたとき、運転者が、アクチュエータによる作動部の作動開始を待たずに運転操作を行う蓋然性が高くなる。また、作動開始時期を遅らせたにもかかわらず作動開始時期までに運転操作が行われない場合には、作動開始時期が更に遅くなるように作動開始時期が設定変更され、次回以降の作動部の駆動に際して運転操作が行われる慨然性が更に高められ、これにより過度の依存が防止される。
特開２００４−９０７８９号公報

特許文献１の運転支援装置は、運転支援装置への依存度を求め、その依存度が大きいときは依存度が低くなるように制御しているが、実際の車両運動状態量（例えば、車速、前後加速度、横加速度、ヨーレートなど）の変化については何ら考慮しておらず、車両が実際に危険な状態になっているか否かを推定していない。

このため、上記運転支援装置は、車両が安全に走行していても、運転者が過度に依存していると判別してしまうとアクチュエータの作動を遅くしてしまうので、ドライバにとまどいや違和感を与えてしまう問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、運転者からの過度の依存を回避しつつ、運転者が安全かつ快適に運転できるように運転を支援する運転支援システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ドライバの運転を支援する運転支援手段と、ドライバの安全運転度を推定する安全運転度推定手段と、前記安全運転度推定手段により推定された安全運転度が高くなるに従って、ドライバへの運転支援の度合いを増すように前記運転支援手段を制御する制御手段と、を備えている。

運転支援手段は、ドライバの負担を軽減するように、ドライバの運転を支援するものでり、例えば、障害物に接近したことを警報する警報機、高速道路などでレーンキープするための自動操舵装置、車間自動制御システムなどが該当する。

安全運転度推定手段は、ドライバが安全に運転している度合いを表す安全運転度を推定する。制御手段は、運転支援手段を制御するものであって、安全運転度が高くなるに従ってドライバへの運転支援の度合いを増すように運転支援手段を制御する。

したがって、請求項１に記載の発明は、ドライバの安全運転度を推定し、推定された安全運転度が高くなるに従ってドライバへの運転支援の度合いを増すように運転支援手段を制御することによって、運転者が安全かつ快適に運転できるように運転を支援することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記安全運転度推定手段は、車両運動状態量に基づいて前記安全運転度を推定する。車両運動状態量とは、例えば、車速、前後加速度、横加速度、ヨーレートなど、車両に実際に働いている運動状態量をいう。したがって、請求項２に記載の発明は、車両に実際に働いている車両運動状態量に基づいて安全運転度を推定するので、ドライバの安全運転の度合いを客観的に推定することができる。

請求項３に記載の発明は、前記安全運転度推定手段は、過去第１の所定時間内の車両運動状態量と、過去前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間内の車両運動状態量と、に基づいて、前記安全運転度を推定する。したがって、請求項２に記載の発明は、ドライバの過去の運転履歴から現在の安全運転の度合いを推定することができる。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明であって、前記制御手段は、前記運転支援手段を制御するときは、ドライバへの運転支援の度合いを徐々に変化させながら前記運転支援手段を制御する。したがって、請求項３に記載の発明は、ドライバに違和感を与えることなく、運転支援を行うことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の発明であって、前記車両運動状態量は、速度、前後加速度、横加速度、ヨーレートの少なくとも１つである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明であって、前記運転支援手段は、音声又は画像を用いて、所定のタイミングで障害物に対する危険性をドライバに報知する報知手段であり、前記制御手段は、前記安全運転度に基づいて前記所定のタイミングを制御する。したがって、請求項６に記載の発明は、所定のタイミングになると、音声又は画像によりドライバに対して危険があることを報知することができる。

本発明に係る運転支援システムは、ドライバの安全運転度を推定し、推定された安全運転度が高くなるに従ってドライバへの運転支援の度合いを増すように運転支援手段を制御することによって、運転者が安全かつ快適に運転できるように運転を支援することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る運転支援システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る運転支援システムは、車両に搭載され、危険時に発する警報のタイミングを制御することによってドライバの安全運転を支援するものである。

上記運転支援システムは、車両前方の障害物を検出する障害物センサ１１と、車速（走行速度）を検出する車速センサ１２と、ＧＰＳ（Global Positioning System）電波を受信するＧＰＳアンテナ１３と、ＧＰＳアンテナ１３からのＧＰＳ信号から位置情報を検出するＧＰＳ受信回路１４と、地図データベース２０と、を備えている。

また、上記運転支援システムは、短期的な平均速度を計算する短期平均速度計算部３１と、長期的な平均速度を計算する長期平均速度計算部３２と、例えば渋滞時において速度基準値ＶＡを算出する速度基準値算出部３３と、安全運転度Ｃを演算する安全運転度演算器３４と、安全運転度Ｃに基づいて警報タイミングを制御する警報タイミング制御部３５と、警報タイミングの変化率に制限を与えるタイミング変化率制限部３６と、警報音を発生する警報機４０と、を備えている。

以上のように構成された運転支援システムは、次のように動作する。なお、本実施形態では、警報機４０は警報音を発生するものとして説明するが、警報画面を表示するような表示装置であってもよい。また、本実施形態では、「タイミング」とは障害物から自車両までの距離とするが、自車両が障害物に到達するまでの時間であってもよい。

障害物センサ１１は、車両前方の障害物を検出し、検出結果を警報機３１に供給する。なお、障害物は、車両の走行を妨げるものであれば特に限定されるものではなく、建造物、車両、樹木などの他、歩行者も含む。また、障害物センサ１１は、例えば、車両前方に向けて配置されたＣＣＤイメージセンサを用いることができる。さらに、障害物センサ１１は、車両前方の障害物を検出するものであれば上記のものに限らず、例えば車両前方にレーザレーダを照射するレーザレーダ装置や、道路側に設備されたセンサなどであってもよい。

車速センサ１２は、車両運動状態量として、車速（走行速度）Ｖを検出する。ＧＰＳ受信回路１４は、ＧＰＳアンテナ１３からのＧＰＳ信号に基づいて、現在地の緯度及び経度（位置情報）を算出する。

地図データベース２０は、例えば、ナビゲーションシステムの地図情報と兼用可能である。地図データベース２０は、道路上の所定位置（又は所定区間）毎に、速度基準値ＶＡを記憶している。速度基準値ＶＡとは、道路の所定位置毎の統計的な（長時間の）車両の車速（渋滞時又は徐行時を除く。）を表し、渋滞時又は徐行時に基準値として用いられる。

短期平均速度計算部３１は、車速センサ１２で検出された車速について、過去１０秒間の短期移動平均速度ＶＳを逐次計算し、この短期移動平均速度ＶＳを安全運転度演算器３４に供給する。

長期平均速度計算部３２は、車速センサ１２で検出された車速について、過去１時間の長期移動平均速度ＶＬ及びその標準偏差ＶＤを逐次計算し、長期移動平均速度ＶＬ及び標準偏差ＶＤを安全運転度演算器３４に供給する。ただし、長期平均速度計算部３２は、自車が停止又は徐行している場合（例えばＶ＜Ｖｒｅｆ（Ｖｒｅｆは例えば２０ｋｍ）の場合）や、加減速時（｜ｄＶ／ｄｔ｜＞Ａｒｅｆ（Ａｒｅｆは例えば０．１Ｇ＝０．９８ｍ／ｓ＾２）の場合）は、計算しない。なお、Ｖｒｅｆ及びＡｒｅｆの値は一例であり、これに限定されるものではない。また、リセット後１時間以内は、リセット後から現時刻までを平均する。

速度基準値算出部３３は、ＧＰＳ受信回路１４から位置情報が供給されると、地図データベース２０にアクセスし、この位置情報に対応する速度基準値ＶＡを読み出す。そして、速度基準値算出部３３は、速度基準値ＶＡ及びその標準偏差ＶＡＤ（＝ＶＡ・Ｒ（Ｒは例えば０．２））を算出する。

安全運転度演算器３４は、長期平均速度計算部３２で計算された長期移動平均速度ＶＬと、速度基準値算出部３３で算出された速度基準値ＶＡとを比較する。安全運転度演算器３４は、ＶＬ＞ＶＡときは、短期移動平均速度ＶＳ、長期移動平均速度ＶＬ及びその標準偏差ＶＤを用いて、次の式（１）に従って安全運転度Ｃを演算する。安全運転度Ｃは、ドライバがどの程度安全に運転しているのかを表す推定値である。

図２は、長期移動平均速度ＶＬと短期移動平均速度ＶＳの関係を示す図である。同図に示すように、安全運転度演算器３４は、長期移動平均速度ＶＬの標準偏差（ばらつき）に対する、長期移動平均速度ＶＬから短期移動平均速度ＶＳ（≒現在の車速Ｖ）までのずれ量の割合である安全運転度Ｃを求めている。

一方、ＶＬ≦ＶＡのときは、渋滞などの原因によって、自車両は停止又は徐行していると考えられる。そこで、安全運転度演算器３４は、実際の車速を用いるのではなく、現在位置の統計的な車速である速度基準値ＶＡを用いて、安全運転度Ｃを演算する。

具体的には、安全運転度演算器３４は、ＶＬ≦ＶＡときは、速度基準値ＶＡ及びその標準偏差ＶＡＤ、短期移動平均速度ＶＳを用いて、次の式（２）に従って安全運転度Ｃを演算する。

また、一般道から高速道路に入ったときなど、ＶＡの値が所定値以上変化した時には、長期移動平均をリセットし、所定時間（例えば１分間）はＶＡの値を用いて安全運転度Ｃを演算する。

このように、安全運転度演算器３４は、車両運動状態量（本実施形態では車速）の長期的平均値と標準偏差に基づいて、車両運動状態量の短期的平均値がどの程度ずれているかを示す安全運転度Ｃを演算する。したがって、例えば、短期移動平均速度ＶＳが長期移動平均速度ＶＬよりも低くなるに従って、安全運転度Ｃは大きくなる。

また、安全運転度演算器３４は、車両運動状態量である車速を実際に検出し、これに基づいて安全運転度Ｃを演算しているので、車両の現在の走行状態からみて、客観的に安全であるか否かを表す安全運転度Ｃをリアルタイムで精度よく求めることができる。

警報タイミング制御部３５は、安全運転度演算器３４で演算された安全運転度Ｃに基づいて、警報音を発生するタイミングである警報タイミングを制御する。

図３は、安全運転度Ｃと警報タイミングの関係を示す図である。警報タイミング制御部３５は、図３に示すような、安全運転度Ｃと警報タイミングの関係を示すテーブルを有している。そして、警報タイミング制御部３５は、上記テーブルを参照し、安全運転度演算器３４で演算された安全運転度Ｃに応じて、警報タイミングを制御する。

例えば、デフォルトとして警報タイミングが障害物の８０ｍ手前に設定されているとすると、早いタイミングとしては例えば障害物の１００ｍ手前、遅いタイミングとしては例えば障害物の６０ｍ手前である。すなわち、警報タイミング制御部３５は、安全運転度Ｃが高いほど警報タイミングをより早く制御し、安全運転度Ｃが低いほど警報タイミングをより遅く制御している。

このため、運転支援システムは、安全運転度Ｃが低くなるに従って、ドライバが当該運転支援システムに過度に依存しないように、警報タイミングが遅くなるように制御している。一方、運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、警報タイミングが早くなるように、つまり運転支援の度合いが増すように制御している。

タイミング変化率制限部３６は、警報タイミングの変化の度合いが急にならないように、警報タイミング制御部３５からの制御信号を補正する。ここで、前回の警報タイミングをＸ１、新しい警報タイミングをＸ２、変化制限値をＸｔｈとする。なお、Ｘ１、Ｘ２、Ｘｔｈは、共に障害物から自車両までの距離［ｍ］である。また、Ｘｔｈは、例えば５［ｍ］とするが、これに限定されるものではない。

タイミング変化率制限部３６は、Ｘ２−Ｘ１＞Ｘｔｈであるときは、Ｘ１からＸ２への変化が急であるため、Ｘ２を次のように補正する。

Ｘ２＝Ｘ１＋Ｖｔｈ
なお、タイミング変化率制限部３６は、Ｘ２−Ｘ１≦Ｘｔｈであるときは、Ｘ１からＸ２への変化が急ではないため、Ｘ２を補正することなく、タイミング変化率制限部３６に供給する。

また、タイミング変化率制限部３６は、Ｘ２−Ｘ１＜−Ｘｔｈであるときは、Ｘ１からＸ２への変化が急であるため、Ｘ２を次のように補正する。

Ｘ２＝Ｘ１−Ｖｔｈ
なお、タイミング変化率制限部３６は、Ｘ２−Ｘ１≧−Ｘｔｈであるときは、Ｘ１からＸ２への変化が急ではないため、Ｘ２を補正することなく、タイミング変化率制限部３６に供給する。

したがって、タイミング変化率制限部３６は、警報タイミングの変化の絶対値がＸｔｈを超えないように、警報タイミングの変化率に制限を与えている。この結果、ドライバが運転支援システムによる警報音の警報タイミングの変化に戸惑ったり、違和感を感じることを低減することができる。

警報機４０は、障害物センサ１１で検出された障害物への衝突の危険性を警報音によりドライバに報知するものである。警報機４０は、タイミング変化率制限部３６を介して、警報タイミング制御部３５により制御された警報タイミングで、警報音を発生する。

以上のように、本発明の実施の形態に係る運転支援システムは、ドライバの安全運転の度合いである安全運転度Ｃを演算し、安全運転度Ｃが高くなるに従って、運転支援の度合いが増すようにつまり警報タイミングが早くなるように制御している。このため、ドライバが安全に運転しているときは、ドライバの負担を軽減することができる。

また、上記運転支援システムは、車速などの車両運動状態量をリアルタイムで検出し、この車両運動状態量の現在及び過去の相対値に基づいて安全運転度Ｃを演算することにより、客観的にドライバが安全に運転しているか否かを推定することができる。

さらに、上記運転支援システムは、この安全運転度Ｃに基づいて警報タイミングを制御しているので、実際の車両走行状態の安全性に応じて、運転支援の度合いを制御している。これにより、安全に運転しているドライバに対しては、より運転負担を軽減し、走行時の安全性を向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。

例えば、上記運転支援システムは、運転支援として警報音を発生していたが、表示装置に警告画面を表示するものであってもよい。このとき、運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、例えば、表示画面をＯＦＦからＯＮに制御したり、表示強度を強めたり誤報や欠報を減らすように制御するとよい。また、ハンドルやシートの振動、アクセルの反力などによる表示装置であってもよい。

また、上記実施形態では運転支援手段として警報機４０を例に挙げて説明したが、本発明は次のような運転支援手段にも適用可能である。

運転支援手段として、いわゆるレーンキープアシスト装置である操舵支援装置を用いてもよい。このとき運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、操舵反力を増したり、操舵反力の誤差を減らしたり、操舵支援をＯＦＦからＯＮにするように、制御するとよい。

運転支援手段として、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control：車間自動制御システム）などの自動ブレーキ装置を用いてもよい。このとき運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、ブレーキ作動タイミングを早めたり、ブレーキの強さを強めたり、ブレーキ動作を滑らかに制御するとよい。

運転支援手段として、ブレーキアシスト装置を用いてもよい。このとき運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、ブレーキアシスト力を強めるように制御するとよい。

運転支援手段として、トラクション・コントロール・システム、スタビリティ・コントロール・システムを用いてもよい。このとき運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、安定性を向上するように制御するとよい。

運転支援手段として、ナビゲーション・システムを用いてもよい。このとき運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、より詳細な情報をドライバに提示するように制御するとよい。

運転支援手段として、いわゆるブラインド・コーナー・モニタ等の周辺監視モニタを用いてもよい。このとき運転支援システムは、安全運転度Ｃが高くなるに従って、画像の解像度を上げたり、モノクロ画像からカラー画像に切りかえたり、フレームレートを上げたり、ＯＦＦからＯＮに切り換える制御をするとよい。

また、上述した実施の形態では、車両運動状態量として車速を用いたが、その他、前後加速度、横加速度、ヨーレートなどを用いてもよい。

本発明の実施の形態に係る運転支援システムの構成を示すブロック図である。 長期移動平均速度ＶＬと短期移動平均速度ＶＳの関係を示す図である。 安全運転度Ｃと警報タイミングの関係を示す図である。

符号の説明

１１ 障害物センサ
１２ 車速センサ
１３ ＧＰＳアンテナ
１４ ＧＰＳ受信回路
２０ 地図データベース
３１ 短期平均速度計算部
３２ 長期平均速度計算部
３３ 速度基準値算出部
３４ 安全運転度演算器
３５ 警報タイミング制御部
３６ タイミング変化率制限部
４０ 警報機

Claims (6)

1. ドライバの運転を支援する運転支援手段と、
   ドライバの安全運転度を推定する安全運転度推定手段と、
   前記安全運転度推定手段により推定された安全運転度が高くなるに従って、ドライバへの運転支援の度合いを増すように前記運転支援手段を制御する制御手段と、
   を備えた運転支援システム。
2. 前記安全運転度推定手段は、車両運動状態量に基づいて前記安全運転度を推定する
   請求項１に記載の運転支援システム。
3. 前記安全運転度推定手段は、過去第１の所定時間内の車両運動状態量と、過去前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間内の車両運動状態量と、に基づいて、前記安全運転度を推定する
   請求項２に記載の運転支援システム。
4. 前記制御手段は、前記運転支援手段を制御するときは、ドライバへの運転支援の度合いを徐々に変化させながら前記運転支援手段を制御する
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の運転支援システム。
5. 前記車両運動状態量は、速度、前後加速度、横加速度、ヨーレートの少なくとも１つである
   請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の運転支援システム。
6. 前記運転支援手段は、音声、画像、触覚、反力の少なくとも１つを用いて、所定のタイミングで障害物に対する危険性をドライバに報知する報知手段であり、
   前記制御手段は、前記安全運転度に基づいて前記所定のタイミングを制御する
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の運転支援システム。

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