JP2011143798A

JP2011143798A - 運転操作補助装置

Info

Publication number: JP2011143798A
Application number: JP2010005120A
Authority: JP
Inventors: Keiki Okamoto; 桂喜岡本
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2030-01-13
Also published as: JP5299704B2

Abstract

【課題】運転操作補助装置において、自車両の前方の先行車や静止障害物への距離や相対速度によりブレーキ操作量やアクセル操作量を最適に補正して運転者の操作能力を違和感なく補助することにある。
【解決手段】制御手段（２）は、先行車に続いて自車両を停止させる場合に先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間を記憶し、検出した先行車との車間距離と検出した自車両の速度と先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間とから先行車に続いて自車両を停止させる場合の目標ブレーキ操作量を算出し、算出された目標ブレーキ操作量と検出されたブレーキ操作量とからブレーキ補正量を算出し、この算出されたブレーキ補正量に基づいてブレーキ操作量を補正する。
【選択図】図１

Description

この発明は、運転操作補助装置に係り、特に運転者の操作能力を補助する運転操作補助装置に関する。

加齢による足首の柔軟性の低下によって、高齢の運転者のアクセルペダル又はブレーキペダルの操作能力が低下する傾向にある。アクセルペダル又はブレーキペダルの踏込量の不足や急激な踏み込み等では、運転の質を著しく低下させる。
そこで、自車両情報や周辺車両の状況より最適な操作量を算出して、運転者の操作能力の不足を検出・補助することによって、高齢の運転者の運転の質を向上させている。

特開平８−３０１０９８号公報

特許文献１に係る車両用制御装置は、自車両の速度を検出する車速検出手段と、運転者が操作するブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、運転者が操作するアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段とを備え、各種情報に基づいて制動状況を判定し、ブレーキ操作量やアクセル操作量を補助するものである。

ところで、従来、自車両の速度や加速度等の情報に基づいてブレーキ操作量やアクセル操作量を算出しているが、先行車等の交通状況を考慮していないため、運転者の意図と異なったブレーキ操作量やアクセル操作量の補助を行う可能性があった。

そこで、この発明の目的は、ブレーキ操作量やアクセル操作量を最適に補正して運転者の操作能力を違和感なく補助する運転操作補助装置を実現することにある。

この発明は、自車両の速度を検出する車速検出手段と、運転者が操作するブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、前記車速検出手段により検出した自車両の速度と前記ブレーキ操作量検出手段により検出したブレーキ操作量とにより運転操作状態を制御する制御手段とを備えた運転操作補助装置において、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段を設け、前記制御手段は、先行車に続いて自車両を停止させる場合に先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間を記憶する標準時間記憶手段と、前記車間距離検出手段により検出した先行車との車間距離と前記車速検出手段により検出した自車両の速度と前記標準時間記憶手段に記憶された先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間とから先行車に続いて自車両を停止させる場合の目標ブレーキ操作量を算出する目標ブレーキ操作量算出手段と、この目標ブレーキ操作量算出手段により算出された目標ブレーキ操作量と前記ブレーキ操作量検出手段により検出されたブレーキ操作量とからブレーキ補正量を算出するブレーキ補正量算出手段と、このブレーキ補正量算出手段により算出されたブレーキ補正量に基づいてブレーキ操作量を補正するブレーキ操作量補正手段とを備えることを特徴とする。

この発明の運転操作補助装置は、自車両の前方の先行車や静止障害物への距離や相対速度によりブレーキ操作量やアクセル操作量を最適に補正して運転者の操作能力を違和感なく補助できる。

図１は運転操作補助処理のフローチャートである。（実施例）図２は運転操作補助装置のシステム構成図である。（実施例）図３は高齢者と通常の運転者とのブレーキペダル操作量を示す図である。（実施例）図４は先行車に続いて自動停止する場合の各時刻でのブレーキ操作量を示す図である。（実施例）図５はブレーキ操作量の補正のフローチャートである。（実施例）図６は各時刻での補正後のブレーキ操作量を示す図である。（実施例）図７は高齢者と通常の運転者とのアクセルペダル操作量を示す図である。（実施例）図８は先行車に追い付く場合の各時刻でのアクセル操作量を示す図である。（実施例）図９はアクセル操作量の補正のフローチャートである。（実施例）図１０はアクセル操作量に対する補正を示す図である。（実施例）

この発明は、ブレーキ操作量やアクセル操作量を最適に補正して運転者の操作能力を違和感なく補助する目的を、自車両の前方の先行車や静止障害物への距離や相対速度を検出して実現するものである。

図１〜図１０は、この発明の実施例を示すものである。
図２において、１は車両に搭載される運転操作補助装置である。
この運転操作補助装置１は、車両の制御手段（ＥＣＵ：ＡＣＣコントローラ）２と、この制御手段２の入力側に連絡する入力装置３と、制御手段２の出力側に連絡する出力装置４とを備える。
入力装置３としては、自車両の速度を検出する車速検出手段５と、運転者が操作するブレーキペダルの踏み込み状態としてのブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段６と、運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み状態としてのアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段７と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段８と、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段（ＡＣＣシステムのレーダ）９とを備える。
出力装置４としては、制御手段２からの補正ブレーキ操作量の信号を受けて運転者の実際のブレーキ操作量を補助するように動作するブレーキ系補助装置１０と、制御手段２からの補正アクセル操作量の信号を受けて運転者の実際のアクセル操作量を補助するように動作するアクセル系補助装置１１とを備える。

制御手段２は、先行車に続いて自車両を停止させる場合に先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間を記憶する標準時間記憶手段１２Ａと、車間距離検出手段９により検出した先行車との車間距離と車速検出手段５により検出した自車両の速度と標準時間記憶手段１２Ａに記憶された先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間とから先行車に続いて自車両を停止させる場合の目標ブレーキ操作量を算出する目標ブレーキ操作量算出手段１２Ｂと、この目標ブレーキ操作量算出手段１２Ｂにより算出された目標ブレーキ操作量とブレーキ操作量検出手段６により検出されたブレーキ操作量とからブレーキ補正量を算出するブレーキ補正量算出手段１２Ｃと、このブレーキ補正量算出手段１２Ｃにより算出されたブレーキ補正量に基づいてブレーキ操作量を補正するブレーキ操作量補正手段１２Ｄとを備える。

また、制御手段２は、先行車に続いて自車両を発進させる場合に自車両が発進してから通常の車間距離になるまでの時間を記憶する車間距離時間記憶手段１３Ａと、車間距離検出手段９により検出した先行車との車間距離と車速検出手段５により検出した自車両の速度と車間距離時間記憶手段１３Ａに記憶された自車両が発進してから通常の車間距離になるまでの時間とから先行車に続いて自車両を発進させる場合の目標アクセル操作量を算出する目標アクセル操作量算出手段１３Ｂと、この目標アクセル操作量算出手段１３Ｂにより算出された目標アクセル操作量とアクセル操作量検出手段７により検出されたアクセル操作量とからアクセル補正量を算出するアクセル補正量算出手段１３Ｃと、このアクセル補正量算出手段１３Ｃにより算出されたアクセル補正量に基づいてアクセル操作量を補正するアクセル操作量補正手段１３Ｄとを備える。

次に、運転操作補助制御について、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段２のプログラムが開始すると（ステップＡ０１）、先ず、車間距離検出手段９により検出した先行車との車間距離や相対速度等の信号を入力する（ステップＡ０２）。
この車間距離検出手段９により検出した先行車との車間距離や相対速度等の信号の入力にあっては、車間距離検出手段９から先行車への車間距離、相対速度及び先行車が自車線にいる確率等のデータが、所定の周期Ｔ（ｍｓｅｃ）（例えば、Ｔ＝１００ｍｓｅｃ）で入力される。
そして、運転者によるブレーキペダルの操作があったか否かを判断する（ステップＡ０３）。

このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、運転者のブレーキ操作量を入力する（ステップＡ０４）。
この運転者のブレーキ操作量を入力にあっては、運転者のブレーキ操作量のデータを、特定の周期Ｔ_Ｂで取得する。このデータは、「０〜１００」の数値で、「０」はブレーキペダルが踏まれていない場合で、「１００」はブレーキペダルを踏み込める最大の量を表す。図３に示すように、高齢者の場合には、足首の柔軟性の低下によって、ブレーキペダルの踏込量が急激に大きくなる傾向にある。

そして、先行車に続いて自動停止する場合のブレーキ操作量を算出する（ステップＡ０５）。
この先行車に続いて自動停止する場合のブレーキ操作量の算出にあっては、
時刻ｔでは、自車速度をＶ（ｔ）、先行車との相対速度をＶ_ｒ（ｔ）、車間距離をＬ（ｔ）とし、時刻ｔ−τでは、自車速度をＶ（ｔ−τ）、先行車との相対速度をＶ_ｒ（ｔ−τ）、車間距離をＬ（ｔ−τ）とする。
時刻ｔでの先行車の速度Ｖ_ｆ（ｔ）は、
Ｖ_ｆ（ｔ）＝Ｖ（ｔ）＋Ｖ_ｒ（ｔ）
で求められる。
時刻ｔ−τでの先行車の速度Ｖ_ｆ（ｔ−τ）は、
Ｖ_ｆ（ｔ−τ）＝Ｖ（ｔ−τ）＋Ｖ_ｒ（ｔ−τ）
で求められる。
時刻（ｔ−τ、ｔ）間での先行車平均減速度ΔＶ_ｆは、以下の式で求められる。

この減速度を維持した場合、先行車が停止するまでの時間ｔ_{ｆ＿ｓｔｏｐ}
は、
ｔ_{ｆ＿ｓｔｏｐ}＝Ｖ_ｆ（ｔ）／ΔＶ_ｆ
で求められる。
先行車が停止後、時間ｔ_ｍが経ってから自車が停止するとして、自車の目標減速度ΔＶ（ｔ）は、以下の式により求められる。

ここで、時間ｔ_ｍの値は、先行車に続いて停止する時の「急」／「緩」の程度を表すパラメータであり、この値が小さい場合は、急激に停止することを意味し、一方、この値が大きい場合は、緩やかに停止することを意味する。図４に示すように、自車速度、自車減速度のパラメータに対して、時間ｔ_ｍの「急」／「普通」／「緩」の三通りのマップを予め作成するものとする。
ブレーキの操作量は、ΔＶ（ｔ）と車両特性に従って求められる。なお、図４には、求められた自動停止する場合のブレーキ操作量を例示する。

そして、運転者のブレーキ操作量と追従走行の操作量とを比較し（ステップＡ０６）、ブレーキ操作量に補正が必要か否かを判断する（ステップＡ０７）。
このステップＡ０７がＹＥＳの場合には、運転者のブレーキ操作量を補正する（ステップＡ０８）。
この運転者のブレーキ操作量の補正あっては、運転者の実際のブレーキ操作量を、図４にプロットする。夫々の時刻で、図６に示すように、「急」のライン・「緩」のラインをはみだしている場合、この値を補正する。
通常、高齢の運転者の場合、足首の柔軟性の低下によって、図３で示したように、ブレーキ操作量の「急」より左側、即ち、さらに急になる場合が多い。この補正は、一例として、図５のフローチャートに従って行う。
図５に示すように、プログラムが開始すると（ステップＢ０１）、先ず、運転者のブレーキ操作量を入力し（ステップＢ０２）、そして、「急」のライン・「緩」のラインの内か否かを判断し（ステップＢ０３）、このステップＢ０３がＮＯの場合には、衝突の危険性があるか否かを判断し（ステップＢ０４）、このステップＢ０４がＮＯの場合には、「普通」のブレーキ操作量を適用し（ステップＢ０５）（図６の破線の補正線で示す）、前記ステップＢ０２に戻す。
一方、前記ステップＢ０３がＹＥＳの場合、前記ステップＢ０４がＹＥＳの場合には、直ちに前記ステップＢ０２に戻す。

そして、図１のフローチャートにおいて、このステップＡ０８の処理後は、前記ステップＡ０２に戻る。また、前記ステップＡ０７がＮＯの場合には、直ちに前記ステップＡ０２に戻る。

これにより、運転者の実際の操作が、ブレーキペダルの踏込量不足であったり、ブレーキペダルの急激な踏込み動作であったりしても、車両に実際に働くブレーキ操作量を補正しているので、乗員の快適性を損なうことのない走行を実現することができる。また、最適な運転データからブレーキ補正量を算出しているので、運転者に違和感を与えることがない

一方、図１のフローチャートにおいて、前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、アクセル操作があったか否かを判断する（ステップＡ０９）。
このステップＡ０９がＹＥＳの場合には、運転者のアクセル操作量を入力する（ステップＡ１０）。
この運転者のアクセル操作量の入力にあっては、運転者のアクセル操作量を特定の周期Ｔ_Ｂで取得する。このデータは、「０〜１００」の数値で、「０」はアクセルペダルが踏まれていない場合であり、「１００」はアクセルペダルを踏み込める最大の量を表す。
図７に示すように、停車から、先行車に続いて発車する時、高齢者の場合、足首の柔軟性の低下によって、アクセルペダルの踏込量が急激になる傾向にある。車両が急発車するので、ブレーキの場合と同様に、乗り心地が悪い上、周囲にとって危険である。

そして、このステップＡ１０の処理後は、先行車への追従走行する場合のアクセル操作量を算出する（ステップＡ１１）。
この先行車への追従走行する場合のアクセル操作量の算出にあっては、時刻ｔでは、自車速度をＶ（ｔ）、先行車の車速をＶ_ｆ（ｔ）、先行車の加速度をΔＶ_ｆ（ｔ）、車間距離をＬ（ｔ）とし、時間ｔ_ｍでは追従走行になり、その時の車間距離をＬ_ｄとすると、自車の目標加速度ΔＶ（ｔ）は、以下の式により求められる。
ΔＶ（ｔ）＝ΔＶ_ｆ（ｔ）＋（Ｌ（ｔ）−Ｌ_ｄ
）／ｔ_ｍ
ここで、時間ｔ_ｍの値は、先行車に追い付く「急」／「緩」の程度を表すパラメータであり、この値が小さい場合は急激に加速することを意味し、一方、この値が大きい場合は、緩やかに加速することを意味する。図８に示すように、自車速度、車間距離のパラメータに対して、時間ｔ_ｍ
の「急」／「普通」／「緩」の三通りのマップを予め作成するものとする。
アクセル操作量は、ΔＶ（ｔ）と車両特性に従って求められる。図８には、先行車に追い付く場合のアクセル操作量を示す。

そして、運転者のアクセル操作量と追従走行の操作量とを比較し（ステップＡ１２）、アクセル操作量に補正が必要か否かを判断する（ステップＡ１３）。
このステップＡ１３がＹＥＳの場合には、運転者のアクセル操作量を補正する（ステップＡ１４）。
この運転者のアクセル操作量の補正にあっては、運転者の実際のアクセル操作量を、図８にプロットする。夫々の時刻で、図１０に示すように、「急」−「緩」のラインをはみだしている場合、その値を補正する。
通常、高齢の運転者の場合、足首の柔軟性の低下によって、図７に示したように、アクセル操作量の「急」より左側、即ち、さらに急になる場合が多い。補正は、図９のフローチャートに従って行う。
図９に示すように、プログラムが開始すると（ステップＣ０１）、先ず、運転者のアクセル操作量を入力し（ステップＣ０２）、そして、制御手段２で制御中か否かを判断し（ステップＣ０３）、このステップＣ０３がＮＯの場合には、「急」−「緩」のライン内か否かを判断し（ステップＣ０４）、このステップＣ０４がＮＯの場合には、車間距離＜Ｌ_ｄか否かを判断し（ステップＣ０５）、そのステップＣ０５がＮＯの場合には、「普通」のアクセル操作量を適用し（ステップＣ０６）（図１０の破線の補正線で示す）、前記ステップＣ０２に戻す。
一方、前記ステップＣ０３がＹＥＳの場合、前記ステップＣ０４がＹＥＳの場合、前記ステップＣ０５がＹＥＳの場合には、直ちに前記ステップＣ０２に戻す。

そして、図１のフローチャートにおいて、前記ステップＡ１４の処理後は、前記ステップＡ０２に戻る。また、前記ステップＡ０９がＮＯの場合、前記ステップＡ１３がＮＯの場合には、直ちに前記ステップＡ０２に戻る。

これにより、運転者の実際の操作が、アクセルペダルの踏込量不足であったり、アクセルペダルの急激な踏込み動作であったりしても、車両に実際に働くアクセル操作量を補正しているので、乗員の快適性を損なうことのない走行を実現することができる。また、最適な運転データからアクセル補正量を算出しているので、運転者に違和感を与えることがない。

即ち、この実施例においては、車間距離検出手段９により検出した車両前方の先行車や静止障害物への距離や相対速度によって最適なアクセル操作量又はブレーキ操作量を算出して、運転者の実際の操作量と比較してその算出されたアクセル操作量又はブレーキ操作量が著しく異なっている場合に、その操作量を補正するものである。これにより、足首の柔軟性が低下した高齢の運転者でも、安定的な運転が可能になり、自動車への信頼が高められ、また、安定した走行を実現できる。また、算出された最適なアクセル操作量又はブレーキ操作量が、基準となるアクセル操作量又はブレーキ操作量となるため、高齢の運転者の操作能力の低下を検知可能となる。

この発明に係る運転操作補助装置を、各種車両に適用可能である。

１運転操作補助装置
２制御手段
３入力装置
４出力装置
５車速検出手段
６ブレーキ操作量検出手段
７アクセル操作量検出手段
８操舵角検出手段
９車間距離検出手段
１０ブレーキ系補助装置
１１アクセル系補助装置

Claims

自車両の速度を検出する車速検出手段と、運転者が操作するブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、前記車速検出手段により検出した自車両の速度と前記ブレーキ操作量検出手段により検出したブレーキ操作量とにより運転操作状態を制御する制御手段とを備えた運転操作補助装置において、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段を設け、前記制御手段は、先行車に続いて自車両を停止させる場合に先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間を記憶する標準時間記憶手段と、前記車間距離検出手段により検出した先行車との車間距離と前記車速検出手段により検出した自車両の速度と前記標準時間記憶手段に記憶された先行車が停止してから自車両が停止するまでの標準時間とから先行車に続いて自車両を停止させる場合の目標ブレーキ操作量を算出する目標ブレーキ操作量算出手段と、この目標ブレーキ操作量算出手段により算出された目標ブレーキ操作量と前記ブレーキ操作量検出手段により検出されたブレーキ操作量とからブレーキ補正量を算出するブレーキ補正量算出手段と、このブレーキ補正量算出手段により算出されたブレーキ補正量に基づいてブレーキ操作量を補正するブレーキ操作量補正手段とを備えることを特徴とする運転操作補助装置。
自車両の速度を検出する車速検出手段と、運転者が操作するアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、前記車速検出手段により検出した自車両の速度と前記アクセル操作量検出手段により検出したアクセル操作量とにより運転操作状態を制御する制御手段とを備えた運転操作補助装置において、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段を設け、前記制御手段は、先行車に続いて自車両を発進させる場合に自車両が発進してから通常の車間距離になるまでの時間を記憶する車間距離時間記憶手段と、前記車間距離検出手段により検出した先行車との車間距離と前記車速検出手段により検出した自車両の速度と前記車間距離時間記憶手段に記憶された自車両が発進してから通常の車間距離になるまでの時間とから先行車に続いて自車両を発進させる場合の目標アクセル操作量を算出する目標アクセル操作量算出手段と、この目標アクセル操作量算出手段により算出された目標アクセル操作量と前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量とからアクセル補正量を算出するアクセル補正量算出手段と、このアクセル補正量算出手段により算出されたアクセル補正量に基づいてアクセル操作量を補正するアクセル操作量補正手段とを備えることを特徴とする運転操作補助装置。