JP2016203661A - 運転操作支援装置、運転操作支援方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自車進路前方の通過地点Paを通過するときの目標車速Vaを設定し、アクセル操作をオフにして惰性走行すると仮定し、移動距離に応じて低下してゆく車速推移Viを推定する。また、通過地点Paに到達するときに目標車速Vaと一致し、且つ通過地点Paに近づくほど車速推移Viに沿って低下してゆく車速閾値Vthを設定する。そして、通過地点Paに近づく際に、車速が車速閾値Vthより高く、且つアクセル操作がオンであるときに、アクセル操作のオフを運転者に促す。
【選択図】図1
Description
本発明の課題は、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることである。
《構成》
図1は、運転操作支援装置の概略構成図である。
運転操作支援装置11は、アクセルセンサ12と、車輪速センサ13と、道路情報取得部14と、先行車両検出部15と、交通情報取得部16と、コントローラ17と、メータ18と、を備える。
ナビゲーションシステムは、自車両の現在位置と、その現在位置における道路地図情報を認識する。このナビゲーションシステムは、DVD‐ROMドライブやハードディスクドライブに記憶された道路地図情報を参照し、自車両の現在位置における道路地図情報を認識しコントローラ17に出力する。道路地図情報には、例えば道路の勾配、カーブの位置や曲率、分岐点の位置や分岐点から分岐した分岐路の分岐角度、また有料道路における料金所の位置や推奨進入速度、また道路の制限速度や制限速度が低下する線区への接続位置等が含まれる。
レーダ装置は、自車両前方を走行する先行車両までの距離、相対速度を検出する。このレーダ装置は、例えばフロントグリル内に設けられたミリ波レーダからなり、検出した各種データをコントローラ17に出力する。距離及び相対速度については、例えばFM‐CW(Frequency Modulation-Continuous Wave)方式を利用し、ドップラ効果による周波数差に応じて距離、及び相対速度を検出する。コントローラ17は、入力された距離、及び相対速度に応じて、先行車両の位置及び先行車両の車速を判断する。
道路交通情報受信機は、例えばFM多重放送、光学式車両感知器(光ビーコン)、電波ビーコン等から、道路交通情報を受信し、コントローラ17に出力する。道路交通情報には、例えば道路の制限速度や制限速度が低下する線区への接続位置、また通行する車両の車速を観測する予め定めた観測地点の位置や観測地点を通行する車両の平均車速等が含まれる。
コントローラ17は、例えばマイクロコンピュータからなり、後述する運転操作支援処理を実行し、各種操作支援情報をメータ18に表示する。
メータ18は、タコメータ31とスピードメータ32との間に配置され、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を用いたアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイからなる。
図3は、メータの表示例を示す図である。
ここでは、操作支援情報の具体例として、平均燃費情報41、エコペダルガイド情報42、及びアクセルオフ情報43について説明する。
エコペダルガイド情報42は、アクセル開度APOを略円弧状の棒グラフで表すゲージ44、及びエコ運転の目安を略円弧状の棒グラフで表すゲージ45として表示される。左端の目盛り46は、アクセル開度APOの0%を指し、右端の目盛り47は、アクセル開度の100%を指し、目盛り46及び目盛り47の間にある目盛り48は、エコ運転が可能な限界アクセル開度を指す。
図4は、アクセル操作のオフを促すときの表示例を示す図である。
ここでは、アクセルペダルから足を離す様子を矢印と共に表示しており、アクセル操作のオフを促している。勿論、アイコンのみならず、文字で表現したり、音声案内を出力したりしてもよい。
目標車速設定部21は、自車進路前方の通過地点Paを設定すると共に、この通過地点Paを通過するときの目標車速Vaを設定する。
図5は、通過地点の設定例を示す図である。
図中の(a)は、自車両VHがカーブに近づいている場合を示す。自車両VHがカーブに近づいているときには、カーブの位置に通過点Paを設定する。具体的には、カーブの開始位置や最も曲率の大きい位置に、通過地点Paを設定する。また、カーブの曲率に応じて目標車速Vaを設定する。すなわち、カーブの曲率が大きいほど、目標車速Vaを低い値に設定する。
ここでは、ハイブリッド車両の一例を示している。エンジン51の動力は、クラッチ52、トランスミッション53、及びディファレンシャルギヤ54を、順に介して後輪55L及び55Rに伝達される。また、クラッチ52からトランスミッション53に至る経路上には、動力を伝達可能なモータ56が設けられている。すなわち、エンジン51及びモータ56が回転駆動源となり、後輪55L及び55Rが駆動輪となる。クラッチ52を締結した状態で、アクセル操作をオフにすると、エンジン51は、後輪55L及び55Rの側から駆動されるようになり、その回転抵抗によって生じる制動トルクがエンジンブレーキとなる。また、アクセル操作をオフにし、モータ56を発電機として作動させると、その回転抵抗によって生じる制動トルクが回生ブレーキとなる。
ここでは、道路勾配[%]、クラッチ52の締結状態(ON/OFF)、エンジン51の制動トルク、モータ56の制動トルク、及び惰性減速度Giのタイムチャートを示し、時点t11から時点t12の期間では、アクセル操作をオフにしている。なお、道路勾配は、上りを正の値とし、下りを負の値とする。また、エンジン51及びモータ56の制動トルク、並びに惰性減速度Giは、便宜上、正の値とする。
ここでは、惰性減速度Giに従って低下してゆく車速Vを移動距離毎にプロットした特性線を車速推移Viとして示している。なお、初期位置を地点P(n)とし、そこから予め定めた間隔で移動してゆく地点をP(n+1)、P(n+2)、P(n+3)、……、P(n+m)として表わしている。そして、各地点P(n)〜P(n+m)に対応する車速をV(n)〜V(n+m)とし、これら車速群(集合)によって車速推移Viが構成される。
ここでは、目標車速Vaとなる地点をPa(n)とし、そこから予め定めた間隔で遡ってゆく地点をPa(n−1)、Pa(n−2)、Pa(n−3)、……、Pa(n−m)
として表わしている。そして、各地点Pa(n)〜Pa(n−m)に対応する車速をVa(n)〜Va(n−m)とし、これら車速群(集合)によって車速閾値Vthが構成される。
図中の(a)は、自車両VHが本線車道から離脱している場合を示す。自車両VHが通過点Paに到達する前に、本線車道から離脱したときには、通過地点Paを通過しないと判断して、アクセル操作のオフを運転者に促すことを中止する。なお、本線車道からの離脱は、自車両VHの位置情報から検出したり、ウィンカの作動や操舵角から検出したりしてもよい。
図中の(d)は、先行車両VHpが加速している場合を示す。先行車両VHpが加速すると、それに伴って目標車速Vaが変化するため、このときも、アクセル操作のオフを運転者に促すことを中止する。
図11は、運転操作支援制御処理の一例を示すフローチャートである。
ステップS101では、車速閾値Vthの設定状態を表す制御フラグがfs=0にリセットされているか否かを判定する。ここで、制御フラグがfs=0にリセットされているときには、車速閾値Vthは設定されていないと判断してステップS102に移行する。一方、制御フラグがfs=1にセットされているときには、車速閾値Vthが既に設定されていると判断してステップS107に移行する。
続くステップS103は、目標車速設定部21での処理に対応し、通過地点Paを通過するときの目標車速Vaを設定する。
続くステップS104は、車速推移推定部22での処理に対応し、アクセル操作をオフにして惰性走行すると仮定し、移動距離に応じて低下してゆく車速推移Viを推定する。
続くステップS105は、車速閾値設定部23での処理に対応し、通過地点Paに到達するときに目標車速Vaと一致し、且つ通過地点Paに近づくほど車速推移Viに沿って低下してゆく車速閾値Vthを設定する。
続くステップS106では、制御フラグをfs=1にセットする。
ステップS108では、自車両VHが通過地点Paに未到達であるか否かを判定する。ここで、自車両VHが通過地点Paにまだ到達していないときにはステップS109に移行する。一方、自車両VHが通過地点Paを越えているときにはステップS114に移行する。
ステップS110では、運転者がアクセル操作をオンにしているか否かを判定する。ここで、アクセル開度APOが予め定めた閾値以下であるときには、運転者がアクセル操作をオフにしていると判断してステップS111に移行する。一方、アクセル開度APOが閾値を超えているときには、運転者がアクセル操作をオンにしていると判断してステップS112に移行する。
ステップS112では、車速Vが車速閾値Vthを超えているか否かを判定する。ここで、現在の車速Vが車速閾値Vth以下であるときにはステップS111に移行する。一方、現在の車速Vが車速閾値Vthを超えているときにはステップS113に移行する。
ステップS113では、アクセル操作のオフを運転者に促すことを実行してから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップS115では、先行車両VHpが車速Vpを維持しているか否かを判定する。ここで、今回の車速Vp(n)と前回の車速Vp(n−1)との偏差ΔVpが予め定めた設定値未満であるときには、先行車両VHpが車速Vpを維持していると判断してステップS110に移行する。一方、偏差ΔVpが設定値を超えているときには、先行車両VHpが車速Vpを維持していないと判断してステップS114に移行する。
上記が運転操作支援制御処理である。
次に、第1実施形態の作用について説明する。
ブレーキ操作を行なえば容易に減速できるが、より早くアクセル操作をオフにすれば、それだけ燃料消費を減らすことができる。したがって、エコ運転に関心があり、燃費の良い運転操作を学ぶ意欲のあるユーザには、アクセル操作をオフにするタイミングを分かりやすく伝達することが望ましい。
ここでは、車速V、車速閾値Vth、アクセルオフの督促状態、アクセル開度APO、及びブレーキ操作状態をタイムチャートで示している。なお、車速Vは実線で示し、車速閾値Vthは点線で示す。
アクセル操作がオンのときに、時点t21で車速Vが車速閾値Vthを超えると、アクセル操作のオフが促される。これに運転者が応じてアクセル操作をオフにすると、車速Vが略車速閾値Vthに沿って減少しゆく。時点t22で自車両VHは通過地点Paを通過し、このとき目標車速Vaが達成される。このように、運転者はブレーキ操作を行なうことなく、アクセル操作をオフにするだけで目標車速Vaまで減速することができる。
ここでは、アクセル操作のオフを促さない場合のタイムチャートを示している。なお、車速V、及びアクセル開度APOにおいては、参考としてアクセル操作のオフを促した場合のタイムチャートも破線で示している。
アクセル操作のオフを促さないと、アクセル操作のオンが長引いてしまい、なかなか減速しない。そして、通過地点Paに迫ってきて、ようやくアクセル操作をオフにしても、減速度が足りず、ブレーキ操作を行なうことになる。これにより、容易に減速するが、今度は目標車速Vaを下回ってしまい、オーバーシュートとなる。そして、減速し過ぎた分を取り戻そうとして、早期にアクセル操作を再開することとなる。
また、アクセル開度APOが閾値を超えたときにアクセル操作がオンであると判断し、アクセル開度APOが閾値未満であるときにアクセル操作がオフであると判断する。これにより、アクセル操作のオンとオフを的確に判断することができる。
第1実施形態では、メータ18にアイコンを表示し、アクセル操作のオフを促しているが、これに限定されるものではない。その他にも、アクセル操作のオフを、文字で表現したり、音声案内で出力したりしてもよい。さらに、アクセルペダルの反力を増加させて、アクセル操作のオフを促してもよい。
図14は、アクセルペダルの反力可変機構を示す図である。
アクセルペダル機構61は、車体側の部材に支持されたハウジング62と、このハウジング62に軸支されたペダルアーム63と、ペダルアーム63に連結されたアクセルペダル64と、を備えている。
ペダルアーム63の上端には、ペダルアーム63の回動に伴ってハウジング62で揺動する突設部67が形成されている。この突設部67がアクセルペダル64の踏込み時に変位する側には、反力モータのモータ回転軸Amが設けられており、このモータ回転軸Amには、突設部67に当接するカム面を有するカム部材69が連結されている。
目標車速設定部21、及びステップS102、S103の処理が「目標車速設定部」に対応する。車速推移推定部22、及びステップS104の処理が「車速推移推定部」に対応する。車速閾値設定部23、及びステップS105の処理が「車速閾値設定部」に対応する。操作支援部24、及びステップS107〜S113の処理が「操作支援部」に対応する。道路情報取得部14が「道路情報取得部」に対応する。先行車両検出部15が「先行車両検出部」に対応する。交通情報取得部16が「交通情報取得部」に対応する。
次に、第1実施形態における主要部の効果を記す。
(1)第1実施形態に係る運転操作支援装置は、自車進路前方の通過地点Paを通過するときの目標車速Vaを設定し、アクセル操作をオフにして惰性走行すると仮定し、移動距離に応じて低下してゆく車速推移Viを推定する。また、通過地点Paに到達するときに目標車速Vaと一致し、且つ通過地点Paに近づくほど車速推移Viに沿って低下してゆく車速閾値Vthを設定する。そして、通過地点Paに近づく際に、車速Vが車速閾値Vthより高く、且つアクセル操作がオンであるときに、アクセル操作のオフを運転者に促す。
このように、車速Vが車速閾値Vthより高くなるときに、アクセル操作のオフを促すことで、それに運転者が応じるときに、自車進路前方の通過地点Paに到達するまでに、自車両VHを目標車速Vaまで減速させることができる。これにより、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
このように、道路の勾配、制動トルク、クラッチの締結状態等を考慮することで、アクセル操作をオフにして惰性走行するときの、移動距離に応じて低下してゆく車速推移Viを、容易に且つ正確に推定することができる。
このように、通過地点Pa及び目標車速Vaを設定することで、カーブに向かうシーンで、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
(4)第1実施形態に係る運転操作支援装置は、分岐点の位置に通過地点Paを設定すると共に、分岐路の分岐角度に応じて目標車速Vaを設定する。
このように、通過地点Pa及び目標車速Vaを設定することで、分岐点に向かうシーンで、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
このように、通過地点Pa及び目標車速Vaを設定することで、料金所に向かうシーンで、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
(6)第1実施形態に係る運転操作支援装置は、先行車両VHpの位置に応じて通過地点Paを設定すると共に、先行車両VHpの車速を目標車速Vaに設定する。
このように、通過地点Pa及び目標車速Vaを設定することで、先行車両VHpに追従するシーンで、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
このように、通過地点Pa及び目標車速Vaを設定することで、制限速度が減縮されるシーンで、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
(8)第1実施形態に係る運転操作支援装置は、観測地点の位置に通過地点Paを設定すると共に、観測地点を通行する車両の平均車速を目標車速Vaに設定する。
このように、通過地点Pa及び目標車速Vaを設定することで、観測地点に接近するシーンで、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
このように、通過地点Paに変更が生じたときには、アクセルオフの督促を中止することで、より適切な運転操作支援を行なうことができる。
(10)第1実施形態に係る運転操作支援装置は、先行車両の加減速によって目標車速Vaが変化したときには、アクセル操作のオフを促すことを中止する。
このように、目標車速Vaに変更が生じたときには、アクセルオフの督促を中止することで、より適切な運転操作支援を行なうことができる。
このように、アクセル開度APOと閾値との比較をするだけで、アクセル操作のオンとオフを的確に判断することができる。
このように、車速Vが車速閾値Vthより高くなるときに、アクセル操作のオフを促すことで、それに運転者が応じるときに、自車進路前方の通過地点Paに到達するまでに、自車両VHを目標車速Vaまで減速させることができる。これにより、アクセル操作をオフにしている時間をできるだけ長くし、燃費の向上を図ることができる。
12 アクセルセンサ
13 車輪速センサ
14 道路情報取得部
15 先行車両検出部
16 交通情報取得部
17 コントローラ
18 メータ
21 目標車速設定部
22 車速推移推定部
23 車速閾値設定部
24 操作支援部
31 タコメータ
32 スピードメータ
41 平均燃費情報
42 エコペダルガイド情報
43 アクセルオフ情報
44 ゲージ
45 ゲージ
51 エンジン
52 クラッチ
53 トランスミッション
54 ディファレンシャルギヤ
55L、55R 後輪
56 モータ
Claims (12)
- 自車進路前方の通過地点を通過するときの目標車速を設定する目標車速設定部と、
アクセル操作をオフにして惰性走行すると仮定し、移動距離に応じて低下してゆく車速推移を推定する車速推移推定部と、
前記通過地点に到達するときに前記目標車速と一致し、且つ前記通過地点に近づくほど前記車速推移に沿って低下してゆく車速閾値を設定する車速閾値設定部と、
前記通過地点に近づく際に、車速が前記車速閾値より高く、且つアクセル操作がオンであるときに、アクセル操作のオフを運転者に促す操作支援部と、を備えることを特徴とする運転操作支援装置。 - 前記車速推移推定部は、
道路の勾配、駆動輪を駆動する回転駆動源の制動トルク、及び前記駆動輪と前記回転駆動源との間のクラッチの締結状態の少なくとも一つに応じて、前記車速推移を推定することを特徴とする請求項1に記載の運転操作支援装置。 - カーブの位置、及びカーブの曲率を含む道路情報を取得する道路情報取得部を備え、
前記目標車速設定部は、
前記カーブの位置に前記通過地点を設定すると共に、前記カーブの曲率に応じて前記目標車速を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の運転操作支援装置。 - 分岐点の位置、及び前記分岐点から分岐した分岐路の分岐角度を含む道路情報を取得する道路情報取得部を備え、
前記目標車速設定部は、
前記分岐点の位置に前記通過地点を設定すると共に、前記分岐路の分岐角度に応じて前記目標車速を設定することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の運転操作支援装置。 - 有料道路における料金所の位置、及び前記料金所の推奨進入速度を含む道路情報を取得する道路情報取得部を備え、
前記目標車速設定部は、
前記料金所の位置に前記通過地点を設定すると共に、前記料金所の推奨進入速度を前記目標車速に設定することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の運転操作支援装置。 - 自車両の前方を走行する先行車両の位置、及び前記先行車両の車速を検出する先行車両検出部を備え、
前記目標車速設定部は、
前記先行車両の位置に応じて前記通過地点を設定すると共に、前記先行車両の車速を前記目標車速に設定することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の運転操作支援装置。 - 道路の制限速度、及び前記制限速度が低下する線区への接続位置を含む道路情報を取得する道路情報取得部を備え、
前記目標車速設定部は、
前記制限速度が低下する線区への接続位置に前記通過地点を設定すると共に、前記接続位置以降の制限速度を前記目標車速に設定することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の運転操作支援装置。 - 通行する車両の車速を観測する予め定めた観測地点の位置、及び前記観測地点を通行する車両の平均車速を含む交通情報を取得する交通情報取得部を備え、
前記目標車速設定部は、
前記観測地点の位置に前記通過地点を設定すると共に、前記観測地点を通行する車両の平均車速を前記目標車速に設定することを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の運転操作支援装置。 - 前記操作支援部は、
自車両が本線車道から離脱したときには、前記通過地点を通過しないと判断し、アクセル操作のオフを促すことを中止することを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の運転操作支援装置。 - 前記操作支援部は、
前記先行車両の加減速によって前記目標車速が変化したときには、アクセル操作のオフを促すことを中止することを特徴とする請求項6に記載の運転操作支援装置。 - 前記操作支援部は、
アクセル操作量が予め定めた閾値を上回るときにアクセル操作がオンであると判断し、前記アクセル操作量が前記閾値を下回るときにアクセル操作がオフであると判断することを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の運転操作支援装置。 - 自車進路前方の通過地点を通過するときの目標車速を設定し、
アクセル操作をオフにして惰性走行すると仮定し、移動距離に応じて低下してゆく車速推移を推定し、
前記通過地点に到達するときに前記目標車速と一致し、且つ前記通過地点に近づくほど前記車速推移に沿って低下してゆく車速閾値を設定し、
前記通過地点に近づく際に、車速が前記車速閾値より高く、且つアクセル操作がオンであるときに、アクセル操作のオフを運転者に促すことを特徴とする運転操作支援方法。
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