JP2008143394A - 車両運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】将来の車両走行状態を表示させることによって、運転者による運転を適切に支援することが可能な車両運転支援装置を提供する。
【解決手段】車両運転支援装置は、運転者によるアクセル操作が適切に行われつつ、車速が目標車速に維持されるように、運転者に対して視認可能な情報を表示する。具体的には、車両運転支援装置は、現在の車両走行状況及びエンジン発生トルクに基づいて将来の車両走行状態を予測して、これを表示させる。これにより、運転者は、現在の車速が大きく変化する前に、表示される将来の車両走行状態に基づいて将来の車速を予測することが可能となる。したがって、車速のオーバーシュートなどが抑制され、ラフな運転を未然に防止することができる。よって、燃費を向上させることができると共に、排気エミッションの悪化や車酔いなどを抑制することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、運転者による運転を支援する車両運転支援装置に関する。

従来から、運転者による車両の運転操作を支援するために、運転者に対して種々の情報を表示して提供する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、現アクセル開度で得られるエンジン回転数に係る情報表示と関連付けて、エンジン負荷レベルに応じて変動する経済運転（燃費良好運転）の度合いを表す経済運転度情報を表示する技術が記載されている。また、特許文献２及び３には、アクセル開度状態と瞬間の車速変化から、適切なアクセル操作を運転者に表示する技術が記載されている。

特開２０００−２６４０９３号公報 特開２００２−３７０５６０号公報 特開２００４−１０２８２４号公報

しかしながら、上記した特許文献１乃至３に記載されたような情報表示では、運転者によるアクセル操作を適切に行わせつつ、車速を目標車速に維持させることが困難であった。例えば、目標車速に維持されていてもアクセル操作がラフになったり、アクセル操作が概ね一定であっても目標車速に維持されていなかったりする場合があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、将来の車両走行状態を表示させることによって、運転者による運転を適切に支援することが可能な車両運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、車両運転支援装置は、現在の車両走行状況を取得する車両走行状況取得手段と、現在のエンジンの運転状態からエンジン発生トルクを算出するエンジン発生トルク算出手段と、前記現在の車両走行状況及び前記エンジン発生トルクに基づいて、将来の車両走行状態を予測する車両走行状態予測手段と、前記将来の車両走行状態を表示させる表示手段と、を備えることを特徴とする。

上記の車両運転支援装置は、運転者による運転を支援するために好適に利用される。具体的には、車両走行状況取得手段は現在の車両走行状況を取得し、エンジン発生トルク算出手段は現在のエンジンの運転状態からエンジン発生トルクを算出する。そして、車両走行状態予測手段は現在の車両走行状況及びエンジン発生トルクに基づいて、将来の車両走行状態を予測し、表示手段は将来の車両走行状態を表示させる。これにより、運転者は、現在の車速が大きく変化する前に、表示される将来の車両走行状態に基づいて将来の車速を予測することができ、車速のオーバーシュートなどを抑制することが可能となる。したがって、ブレーキのオンやアクセルの全閉などのラフな運転を未然に防止することが可能となる。よって、燃費を向上させることができると共に、排気エミッションの悪化や車酔いなどを抑制することが可能となる。

上記の車両運転支援装置の一態様では、前記車両走行状態予測手段は、前記将来の車両走行状態として、車速を予測する。

この態様では、車両走行状態予測手段は車速を予測し、表示手段は予測された車速を表示させる。これにより、運転者は、将来の車速を見て、実際の車速（現在の車速）が目標車速に到達する前にアクセル操作を行うことが可能となる。よって、車速のオーバーシュートを適切に抑制することが可能となる。

上記の車両運転支援装置の他の一態様では、前記車両走行状態予測手段は、前記将来の車両走行状態として、前記車両が加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測する。

この態様では、車両走行状態予測手段は、車両が加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測し、表示手段は、予測された車両の状態を表示させる。これにより、運転者は将来の車両の状態を見て、現在の車速が大きく変化する前に将来の車速を予測することが可能となる。よって、車速のオーバーシュートを適切に抑制することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、第１実施形態に係る車両運転支援装置が適用された車両運転支援システム１０の概略構成図を示す。なお、図１では、実線矢印は信号の入出力を示している。

車両運転支援システム１０は、コントローラ１と、スロットルバルブ２と、表示部３ａ、３ｂと、アクセル開度センサ４と、回転数センサ５と、エアフロメータ６と、車速センサ７と、加速度センサ８と、を備える。車両運転支援システム１０は、車両に搭載され、運転者による運転を支援するためのシステムである。

スロットルバルブ２は、車両内のエンジン（不図示）に対して供給する吸気を調整するバルブである。スロットルバルブ２は、電気的にバルブの開度（スロットル開度）を調整可能に構成されており、コントローラ１から供給される制御信号によってスロットル開度が制御される。詳しくは、コントローラ１は、アクセル開度などに基づいて目標のスロットル開度（以下、「目標スロットル開度」と呼ぶ。）を算出し、目標スロットル開度に対応する制御信号をスロットルバルブ２に供給する。このようにスロットル開度を制御することにより、エンジントルクを制御することが可能となる。

アクセル開度センサ４は、運転者によるアクセル操作に対応するアクセル開度（アクセルペダル開度）を検出し、アクセル開度に対応する検出信号をコントローラ１に供給する。回転数センサ５は、エンジンに設けられており、エンジン回転数を検出する。そして、回転数センサ５は、エンジン回転数に対応する検出信号をコントローラ１に供給する。エアフロメータ６は、吸気通路（不図示）上に設けられており、エンジン１に導入される吸気量を検出する。そして、エアフロメータ６は、吸気量に対応する検出信号をコントローラ１に供給する。車速センサ７は、車両の速度（車速）を検出し、検出した車速に対応する検出信号をコントローラ１に供給する。

加速度センサ８は、車両の加速度を検出すると共に、走行路の坂路勾配（坂路の傾斜）を検出する。加速度センサ８は、検出信号に対応する検出信号をコントローラ１に供給する。例えば、コントローラ１は、加速度センサ８から供給される検出信号に基づいて、車両が登坂を走行している場合、及び降坂を走行している場合を判別する。なお、加速度センサ８を車両運転支援システム１０内に設けることに限定はされない。車両にナビゲーション装置が搭載されている場合には、コントローラ１は、ナビゲーション装置内に設けられた加速度センサから、上記した情報を取得することができる。

コントローラ１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。コントローラ１は、前述した各種センサから供給される検出信号に基づいて、種々の制御・処理を行う。具体的には、コントローラ１は、アクセル開度などに基づいて目標スロットル開度を算出し、スロットルバルブ２に対して制御を行う。また、第１実施形態では、コントローラ１は、将来の車両走行状態を予測する処理を行うと共に、将来の車両走行状態を表示部３ｂに表示させる処理を行う。より詳しくは、第１実施形態では、コントローラ１は、将来の車両走行状態として将来の車速を予測し、現在の車速を表示部３ａに表示させると共に、予測された将来の車速を表示部３ｂに表示させる。

具体的には、コントローラ１は、将来の車速を予測するために、現在の車両走行状況を取得すると共に、現在のエンジンの運転状態からエンジン発生トルクを算出する。例えば、コントローラ１は、現在の車両走行状況として、車速や走行抵抗（空気抵抗やころがり抵抗や加速抵抗等）や走行路が登坂であるか降坂であるかなどを示す情報を取得すると共に、現在のエンジンの運転状態として、エンジン回転数や吸気量などを用いる。この場合、コントローラ１は、前述した各種センサから得られる値や、車両前面投影面積や車両重量などの車両情報などに基づいて、現在の車両走行状況や現在のエンジンの運転状態を得る。そして、コントローラ１は、上記した現在の車両走行状況及びエンジン発生トルクに基づいて将来の車速を予測し、これを表示部３ｂに表示させる。

このように、コントローラ１は、本発明に係る車両走行状況取得手段、エンジン発生トルク算出手段、車両走行状態予測手段、及び表示手段として機能する。なお、前述したコントローラ１が行う処理は、車両内のＥＣＵ（Engine Control Unit）に行わせても良い。

表示部３ａは、車速センサ７が検出した現在の車速を表示する構成部である。また、表示部３ｂは、コントローラ１が予測した将来の車速を表示する構成部である。表示部３ａ、３ｂは、例えばアナログメータやデジタルメータなどによって構成され、それぞれ、運転者から見やすい場所に設置される。なお、上記のように２つの表示部３ａ、３ｂを用いることに限定はされず、１つの表示部のみを用いて、この表示部に現在の車速及び将来の車速を表示させても良い。

次に、前述したコントローラ１が行う第１実施形態に係る処理内容について、具体的に説明する。

第１実施形態では、コントローラ１は、運転者によるアクセル操作が適切に行われつつ（つまり、ラフなアクセル操作などを抑制しつつ）、車速が目標車速に維持されるように、運転者に対して瞬時且つ的確に視認可能な情報を表示する処理を行う。具体的には、コントローラ１は、現在の車両走行状況及びエンジン発生トルクに基づいて、将来の車速を予測する処理を行い、この将来の車速を表示部３ｂに表示させると共に、現在の車速を表示部３ａに表示させる処理を行う。この場合、コントローラ１は、現在のエンジンの発生トルクが維持されることを仮定して、現在の車両走行状況に基づいて将来（例えば現在よりも３〜５秒先）の車速を予測する。

コントローラ１が上記の処理を行うことにより、運転者は、実際の車速（現在の車速）が目標車速に到達する前にアクセル操作を行うことが可能となり、車速のオーバーシュートなどを抑制することが可能となる。したがって、ブレーキのオンやアクセルの全閉などのラフな運転を未然に防止することが可能となる。よって、燃費を向上させることができると共に、排気エミッションの悪化を抑制することができる。また、車速のアップダウンに起因する車酔いなどを防止することが可能となる。

ここで、現在の車速のみを表示させた場合（以下、「比較例」と呼ぶ。）に生じ得る現象の一例について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は表示される現在の車速の時間変化を示し、図２（ｂ）はアクセル開度（スロットル開度に相当する）の時間変化を示している。図２（ａ）より、車速が目標車速からハンチングしていることがわかる。また、図２（ｂ）より、アクセル操作がラフになっていることがわかる。これは、運転者が現在の車速のみを見てアクセル操作を行ったために生じたと考えられる。つまり、アクセル操作の変化が即座に車速変化（現在の車速変化）に現れるわけではないため、運転者による車速変化の認識が遅れて、アクセル操作が遅れたために生じたと考えられる。

次に、第１実施形態に係る処理を行った場合（つまり、現在の車速及び将来の車速を表示させる処理を行う場合）の、車速変化及びアクセル操作の一例について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、表示される、現在の車速の時間変化（実線Ａ１で示す）及び将来の車速の時間変化（一点鎖線Ａ２で示す）を示している。この場合、将来の車速は、現在よりも３〜５秒先の車速が表示されている。また、図３（ｂ）はアクセル開度（スロットル開度に相当する）の時間変化を示している。

図３（ａ）より、将来の車速は時刻ｔ１１から時刻ｔ１２において若干オーバーシュートしているが、現在の車速はオーバーシュートせずに、時刻ｔ１３以降、目標車速に維持されていることがわかる。また、図３（ｂ）に示すアクセル開度の時間変化と、比較例におけるアクセル開度の時間変化（図２（ｂ）参照）とを比較すると、ラフなアクセル操作が大きく抑制されていることがわかる。このようになるのは、運転者が将来の車速を見てアクセル操作を行ったためであると考えられる。つまり、運転者が、現在の車速が目標車速に到達する前にアクセル操作を行ったためであると考えられる。より具体的には、運転者は、時刻ｔ１１において将来の車速が目標車速に達した際に、アクセルペダルを緩め、時刻ｔ１２において将来の車速が目標車速を下回った際に、アクセルペダルを踏み込んだために、現在の車速がオーバーシュートせずに、時刻ｔ１３以降において目標車速に維持されたものと考えられる。

このように第１実施形態によれば、車速のオーバーシュートなどを抑制することができるため、ブレーキのオンやアクセルの全閉などのラフな運転を未然に防止することが可能となる。したがって、燃費を向上させることができると共に、排気エミッションの悪化や車酔いなどを抑制することが可能となる。

なお、将来の車速の予測において、慣性による車速変化の感度を小さくすることにより、車速変化を実際より敏感にすることが好ましい。これにより、運転者は、目標車速を維持するための最適なアクセル開度を認識し易くなる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態でも、前述した第１実施形態と同様に、運転者によるアクセル操作が適切に行われつつ、車速が目標車速に維持されるように、運転者に対して瞬時且つ的確に視認可能な情報を表示する。第１実施形態では将来の車両走行状態として車速を予測したが、第２実施形態では、車速の代わりに、車両が加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測する。つまり、第２実施形態では、将来の車両走行状態として車両が加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測し、予測された車両の状態を表示する。

図４は、第２実施形態に係る車両運転支援装置が適用された車両運転支援システム１１の概略構成図を示す。ここでは、前述した車両運転支援システム１０（図１参照）と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、図４では、実線矢印は信号の入出力を示している。

コントローラ１ａは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。コントローラ１ａは、各種センサから供給される検出信号に基づいて、種々の制御・処理を行う。第２実施形態では、コントローラ１ａは、車両が加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測し、予測された車両の状態を表示させる処理を行う。具体的には、コントローラ１ａは、現在の車両走行状況及びエンジン発生トルクに基づいて車両が加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測し、これを表示部３ｃに表示させる。この場合、コントローラ１ａは、現在の車両走行状況として、車速や走行抵抗や走行路が登坂であるか降坂であるかなどを示す情報を取得すると共に、エンジン回転数や吸気量などを現在のエンジンの運転状態として用いて、エンジン発生トルクを算出する。このように、コントローラ１ａは、本発明に係る車両走行状況取得手段、エンジン発生トルク算出手段、車両走行状態予測手段、及び表示手段として機能する。なお、コントローラ１ａが行う処理は、車両内のＥＣＵ（Engine Control Unit）に行わせても良い。

表示部３ｃは、コントローラ１ａが予測した車両の状態を表示する構成部である。表示部３ｃは、運転者に見えやすい位置に、加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれかの車両の状態を表示する。

次に、第２実施形態に係る処理を行った場合の、車速変化及びアクセル操作の一例について、図５を用いて説明する。

図５（ａ）は現在の車速の時間変化を示しており、図５（ｂ）はアクセル開度（スロットル開度に相当する）の時間変化を示している。また、図５（ｂ）の下方には、表示される車両の状態（加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれかの状態）を示している。この例では、車両の状態は、少なくとも運転者によるアクセル操作に基づいて判断されたものが表示される。具体的には、符号Ｂ１で示すアクセル開度より小さい場合には、減速状態表示がされる。この場合には、「下向き矢印」が表示される。また、符号Ｂ１で示すアクセル開度以上で、且つ符号Ｂ２で示すアクセル開度以下である場合には、定常状態表示がされる。この場合には、「丸印」が表示される。更に、符号Ｂ２で示すアクセル開度より大きい場合には、加速状態表示がされる。この場合には、「上向き矢印」が表示される。図５（ｂ）を見ると、時刻ｔ２１以前には加速状態表示がされ、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間は定常状態表示がされ、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの期間は減速状態表示がされ、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間は定常状態表示がされ、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までの期間は加速状態表示がされ、時刻ｔ２５以降には定常状態表示がされる。

このように車両の状態を表示した場合、図５（ａ）に示すように、比較例と比較すると（図２（ａ）参照）、車速のオーバーシュートが抑制され、車速が適切に目標車速に維持されていることがわかる。また、図５（ｂ）に示すアクセル開度の時間変化と、比較例におけるアクセル開度の時間変化（図２（ｂ）参照）とを比較すると、ラフなアクセル操作が抑制されていることがわかる。このようになるのは、運転者が車両の状態を見てアクセル操作を行ったためであると考えられる。つまり、運転者が、現在の車速が大きく変化する前に、表示される車両の状態に基づいて将来の車速を予測し、適切なアクセル操作を行ったためであると考えられる。

このように第２実施形態によれば、車速のオーバーシュートなどを抑制することができるため、ブレーキのオンやアクセルの全閉などのラフな運転を未然に防止することが可能となる。したがって、燃費を向上させることができると共に、排気エミッションの悪化や車酔いなどを抑制することが可能となる。

なお、上記では、将来の車両走行状態として、将来の車両の状態を予測する（即ち、加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測する）実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、現在の車両の状態を将来の車両走行状態として用いることができる。つまり、現在の車両が、加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを、将来の車両走行状態として用いても良い。

第１実施形態に係る車両運転支援システムの概略構成図を示す。 現在の車速のみを表示させた場合に生じ得る現象を説明するための図である。 第１実施形態に係る処理を行った場合の、車速変化及びアクセル操作の一例を示す図である。 第２実施形態に係る車両運転支援システムの概略構成図を示す。 第２実施形態に係る処理を行った場合の、車速変化及びアクセル操作の一例を示す図である。

符号の説明

１、１ａ コントローラ
２ スロットルバルブ
３ａ、３ｂ、３ｃ 表示部
４ アクセル開度センサ
５ 回転数センサ
６ エアフロメータ
７ 車速センサ
８ 加速度センサ
１０、１１ 車両運転支援システム

Claims (3)

1. 現在の車両走行状況を取得する車両走行状況取得手段と、
   現在のエンジンの運転状態からエンジン発生トルクを算出するエンジン発生トルク算出手段と、
   前記現在の車両走行状況及び前記エンジン発生トルクに基づいて、将来の車両走行状態を予測する車両走行状態予測手段と、
   前記将来の車両走行状態を表示させる表示手段と、を備えることを特徴とする車両運転支援装置。
2. 前記車両走行状態予測手段は、前記将来の車両走行状態として、車速を予測することを特徴とする請求項１に記載の車両運転支援装置。
3. 前記車両走行状態予測手段は、前記将来の車両走行状態として、前記車両が加速状態、定常状態、及び減速状態のいずれに該当するかを予測することを特徴とする請求項１に記載の車両運転支援装置。

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