JP2023102982A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が安全に車両を運転するのに適していない状況にあるときには、車両が発進しないよう改良された運転支援装置を提供する。【解決手段】制駆動力制御装置と、制動力がクリープ力以上になるように制駆動力制御装置を制御して車両の制駆動力を制御することにより車両を停止状態に維持する停車維持アシスト制御（Ｓ５０）を実行する制御装置と、を含む運転支援装置であって、制御装置は、運転者の運転適合状況度Ｒｄを演算し、制動力がクリープ力未満である可能性があり（Ｓ１０～Ｓ４０）且つ運転適合状況度が基準値Ｒｄc未満であるときには（Ｓ４０）、停車維持アシスト制御を実行し（Ｓ５０）、制動力がクリープ力未満である可能性があり且つ運転適合状況度が基準値以上であるときには、停車維持アシスト制御を実行しない（Ｓ６０）よう構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などの車両の運転支援装置に係る。

自動車などの車両の運転支援装置の一つとして、クリープ現象を利用した車両の発進を制御する運転支援装置が知られている。例えば、下記の特許文献１には、停車維持手段と、クリープ現象による車両の走行をアシストするアシスト手段とを有し、車両にクリープ力が作用する状況において、車両が停車すべきと判定されるときには、停車維持手段を作動させ、車両が走行すべきと判定されるときには、アシスト手段を作動させる運転支援装置が記載されている。車両が停車すべきであるか車両が走行すべきであるかの判定は、交差点での状況、信号の状況のような車両の周囲の状況に基づいて行われる。

この種の運転支援装置よれば、車両が停車すべき状況においては、停車維持手段が作動されるので、車両を停車状態に維持することができ、車両が走行すべき状況においては、アシスト手段が作動されるので、クリープ現象により車両を走行させることができる。

特開２００９－２１４７５４号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、特許文献１に記載された運転支援装置においては、車両が停車すべきであるか車両が走行すべきであるかの判定は、車両の周囲の状況に基づいて行われ、運転者の状況は考慮されない。そのため、運転者が携帯端末の操作、脇見などをしている場合のように、運転者が安全に車両を運転するのに適していない状況においても、車両の周囲の状況に基づいて車両が走行すべきであると判定されると、車両は発進してしまう。

本発明の主要な課題は、クリープ現象を利用した車両の発進を制御する運転支援装置であって、運転者が安全に車両を運転するのに適していない状況にあるときには、車両が発進しないよう改良された運転支援装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、車両（１０２）の制駆動力を制御する制駆動力制御装置（駆動装置２２、制動装置３２）と、制動力がクリープ力以上になるように制駆動力制御装置を制御して車両の制駆動力を制御することにより車両が停止状態に維持されるようにアシストする停車維持アシスト制御を実行する制御装置（運転支援ＥＣＵ１０）と、を含む運転支援装置（１００）が提供される。

制御装置は、運転者の上半身の状況に基づいて運転者の運転適合状況度を演算し、制動力がクリープ力未満であり且つ運転適合状況度が基準値未満であるときには（Ｓ１０～Ｓ４０）、停車維持アシスト制御を実行し（Ｓ５０）、制動力がクリープ力未満であり且つ運転適合状況度が基準値以上であるときには、停車維持アシスト制御を実行しない（Ｓ６０）よう構成される。

上記構成によれば、停車維持アシスト制御は、制動力がクリープ力未満であり且つ運転適合状況度が基準値未満であるときには、実行され、制動力がクリープ力未満であり且つ運転適合状況度が基準値以上であるときには、実行されない。制動力がクリープ力未満であるときには、車両はクリープ力により駆動されるので、移動しようとする。

運転者が安全に運転するに適した状況にないときには、停車維持アシスト制御が実行され、制動力がクリープ力以上になるように制駆動力が制御されるので、車両が不必要に発進することを防止することができる。また、車両は停車しており、運転者が安全に運転するに適した状況にあるときには、停車維持アシスト制御が実行されないので、車両が停車していれば、車両はクリープ力により滑らかに発進することができる。

なお、「運転者の運転適合状況度」は、運転者が安全に運転することに適した状況にあるか否かを示す度合であり、運転適合状況度が基準値未満であるときには、運転者が安全に運転することができない状況にある。また、「停車維持アシスト制御」は、運転者の制駆動操作を要しない自動的な制動力の増大及び／又は駆動力の低減により車両が停車状態を維持するようにアシストする制御である。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられる名称及び／又は符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた名称及び／又は符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の実施形態にかかる運転支援装置を示す概略構成図である。 実施形態における発進制御ルーチンを示すフローチャートである。 自車両が信号待ちで停車している先行車の後方において停車しており、運転者の運転適合状況度が基準値未満である場合を示す図である。 自車両が信号待ちで停車している先行車の後方において停車しており、運転者の運転適合状況度が基準値以上である場合を示す図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる運転支援装置について詳細に説明する。

＜構成＞
図１に示されているように、本発明の実施形態にかかる運転支援装置１００は、車両１０２に適用され、運転支援ＥＣＵ１０を含んでいる。車両１０２は、駆動ＥＣＵ２０、制動ＥＣＵ３０、電動パワーステアリングＥＣＵ４０及びメータＥＣＵ５０を備えている。ＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備える電子制御装置（Electronic Control Unit）を意味する。なお、以下の説明においては、車両１０２は、他車両と区別するために、必要に応じて自車両１０２と呼称され、電動パワーステアリングＥＣＵはＥＰＳ・ＥＣＵと呼称される。

各ＥＣＵのマイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、読み書き可能な不揮発性メモリ（Ｎ／Ｍ）及びインターフェース（Ｉ／Ｆ）などを含んでいる。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現する。更に、これらのＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）１０４を介してデータ交換可能（通信可能）に互いに接続されている。従って、特定のＥＣＵに接続されたセンサ（スイッチを含む）の検出値などは、他のＥＣＵにも送信されるようになっている。

運転支援ＥＣＵ１０は、追従車間距離制御、車線維持制御などの運転支援制御を行う中枢の制御装置である。実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、後に詳細に説明するように、他のＥＣＵと共働して、車両１０２が停止状態にあるときの制駆動力の制御による発進制御を実行する。

運転支援ＥＣＵ１０には、車外撮影カメラセンサ１２、レーダセンサ１４及び運転者撮影カメラセンサ１６が接続されている。カメラセンサ１２及びレーダセンサ１４は、それぞれ複数のカメラ装置及び複数のレーダ装置を含んでいる。カメラセンサ１２及びレーダセンサ１４は、車両１０２の周囲の物標などの情報を検出する周囲情報検出装置として機能する。

車外撮影カメラセンサ１２の各カメラ装置は、図には示されていないが、車両１０２の周囲を撮影するカメラ部と、カメラ部によって撮影して得られた画像データを解析して道路の白線、他車両などの物標を認識する認識部とを備えている。認識部は、認識した物標に関する情報を所定時間の経過毎に運転支援ＥＣＵ１０に供給する。なお、カメラセンサ１２に代えて、LiDAR（Light Detection And Ranging）が使用されてもよい。

レーダセンサ１４の各レーダ装置は、レーダ送受信部及び信号処理部（図示せず）を備えており、レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」と称呼する）を放射し、放射範囲内に存在する立体物（例えば、他車両、自転車、ガードレールなど）によって反射されたミリ波（即ち、反射波）を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間などに基づいて、自車両と立体物との距離、自車両と立体物との相対速度、自車両に対する立体物の相対位置（方向）などを表す情報を所定時間の経過毎に取得して運転支援ＥＣＵ１０に供給する。

運転者撮影カメラセンサ１６は、図１には示されていないダッシュボードあるいはステアリングコラムに設けられ、運転者の上半身を撮影するカメラ部と、カメラ部によって撮影して得られた運転者の上半身の画像データを処理する画像処理部とを備えている。画像処理部は、運転者の上半身の画像データの情報を所定の時間毎に運転支援ＥＣＵ１０に供給する。よって、運転者撮影カメラセンサ１６は、運転者モニタカメラとして機能する。

運転支援ＥＣＵ１０のＣＰＵは、運転者の上半身の画像データの情報に基づいて、運転者の姿勢、運転者の顔の向き、視線の方向、運転者の毎分の閉眼率、眼の開眼の状況、まばたきの頻度、又は眼球運動などから運転者の運転適合状況度Ｒdを演算する。

運転適合状況度Ｒdは、運転者が安全に運転することに適した状況にあるか否かを示す度合であり、運転適合状況度Ｒdが基準値Ｒdc（正の定数）未満であるときには、運転者が安全に運転することができない状況にあると判定される。運転適合状況度Ｒdは、上記各項目に評価値を設定し、それらの評価値の和として演算されてよい。また、運転適合状況度の演算に際しては、運転者のステアリングホイールのグリップ圧、アームレストへの押圧力、心拍数、筋電の情報及び脳波パターンの少なくとも何れかが考慮されてもよい。

駆動ＥＣＵ２０には、図１には示されていない駆動輪に駆動力を付与することにより車両１０２を加速させる駆動装置２２が接続されている。駆動ＥＣＵ２０は、通常時には、駆動装置２２により発生される駆動力が運転者による駆動操作に応じて変化するよう、駆動装置を制御し、運転支援ＥＣＵ１０から指令信号を受信すると、指令信号に基づいて駆動装置２２を制御する。

実施形態においては、駆動装置２２は、図１には詳細に示されていないが、ガソリンエンジンのような内燃機関及びトルクコンバータを内蔵する自動変速機２４を含んでいる。よって、車両１０２が停止していても、自動変速機２４のシフトポジションがＤレンジにあり、車両の制動力がクリープによる駆動力未満であるときには、車両はクリープにより低速にて前進する。しかし、車両にクリープによる駆動力を上回る制動力が付与されると、車両は停止状態を維持する。

なお、駆動装置２２は、内燃機関及びトルクコンバータを内蔵する自動変速機の組合せに限定されない。即ち、駆動装置２２は、疑似的なクリープ力が発生される限り、内燃機関及び無段変速機の組合せ、内燃機関及びモータの組合せである所謂ハイブリッドシステム、所謂プラグインハイブリッドシステム、燃料電池及びモータの組合せ、モータのように、当技術分野において公知の任意の駆動装置であってよい。

制動ＥＣＵ３０には、図１には示されていない車輪に制動力を付与することにより車両１０２を制動により減速させる制動装置３２が接続されている。制動ＥＣＵ３０は、通常時には、制動装置３２により発生される制動力が運転者による制動操作に応じて変化するよう、制動装置を制御し、運転支援ＥＣＵ１０から指令信号を受信すると、指令信号に基づいて制動装置３２を制御することにより自動制動を行う。なお、車輪に制動力が付与されていときには、図１には示されていないブレーキランプが点灯される。

ＥＰＳ・ＥＣＵ４０には、ＥＰＳ装置４２が接続されている。ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、後述の運転操作センサ６０及び車両状態センサ７０により検出された操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づいて、当技術分野において公知の要領にてＥＰＳ装置４２を制御することにより、操舵アシストトルクを制御し、運転者の操舵負担を軽減する。また、ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、ＥＰＳ装置４２を制御することにより、必要に応じて転舵輪を転舵することができる。よって、ＥＰＳ・ＥＣＵ４０及びＥＰＳ装置４２は、必要に応じて転舵輪を自動的に転舵する転舵装置として機能する。

メータＥＣＵ５０には、運転支援ＥＣＵ１０による制御の状況などを表示する表示器５２が接続されている。表示器５２は、例えばヘッドアップディスプレイ或いはメータ類及び各種の情報が表示されるマルチインフォーメーションディスプレイであってよく、ナビゲーション装置のディスプレイであってもよい。

運転操作センサ６０及び車両状態センサ７０は、ＣＡＮ１０４に接続されている。運転操作センサ６０及び車両状態センサ７０によって検出された情報（センサ情報と呼ぶ）は、ＣＡＮ１０４に送信される。ＣＡＮ１０４に送信されたセンサ情報は、各ＥＣＵにおいて適宜に利用可能である。なお、センサ情報は、特定のＥＣＵに接続されたセンサの情報であって、その特定のＥＣＵからＣＡＮ１０４に送信されてもよい。

運転操作センサ６０は、アクセルペダルの操作量を検出する駆動操作量センサ、マスタシリンダ圧力又はブレーキペダルに対する踏力を検出する制動操作量センサ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチを含んでいる。更に、運転操作センサ６０は、操舵角θを検出する操舵角センサ、操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサ、自動変速機２４のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサなどを含んでいる。

車両状態センサ７０は、車両１０２の車速Ｖを検出する車速センサ、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ、車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ、及び車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサなどを含んでいる。

実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０のＲＯＭは、図２に示されたフローチャートに対応する発進制御のプログラムを記憶しており、運転支援ＥＣＵ１０のＣＰＵは、該プログラムに従って発進制御を実行する。

＜実施形態における発進制御ルーチン＞
次に、図２に示されたフローチャートを参照して実施形態における発進制御ルーチンについて説明する。図２に示されたフローチャートによる発進制御は、図１には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに運転支援ＥＣＵ１０のＣＰＵにより実行される。

まず、ステップＳ１０においては、ＣＰＵは、車両１０２は停車しているか否かを判定する。ＣＰＵは、否定判定をしたときには、発進制御をステップＳ６０へ進め、肯定判定をしたときには、発進制御をステップＳ２０へ進める。なお、車両状態センサ７０の車速センサにより検出される車速Ｖが０であるときに、車両は停車していると判定されてよい。或いは、車速Ｖが０であり且つ車外撮影カメラセンサ１２により撮影される画像が変化しないときに、車両は停車していると判定されてもよい。

ステップＳ２０においては、ＣＰＵは、運転操作センサ６０のブレーキスイッチがオンであるか否か、即ち運転者により図１には示されていないブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判定する。ＣＰＵは、否定判定をしたときには、発進制御をステップＳ６０へ進め、肯定判定をしたときには、発進制御をステップＳ３０へ進める。

ステップＳ３０においては、ＣＰＵは、運転操作センサ６０のシフトポジションセンサにより検出される自動変速機２４のシフトポジションがＤレンジであるか否かを判定する。ＣＰＵは、否定判定をしたときには、発進制御をステップＳ６０へ進め、肯定判定をしたときには、発進制御をステップＳ４０へ進める。

なお、以上の説明から解るように、Ｓ１０乃至Ｓ３０において肯定判定が行われるときには、車両１０２が停車しており、車両の制動力の低下及び／又は車両の駆動力の増大により車両がクリープ現象により発進する可能性がある状況である。換言すれば、車両１０２の制動力がクリープ力未満である可能性があるが車両が停車している状況である。

ステップＳ４０においては、ＣＰＵは、運転者撮影カメラセンサ１６により取得された運転者の上半身の画像データの情報に基づいて、上述のように運転者の姿勢、運転者の顔の向きなどの運転者の上半身の情報に基づいて運転者の運転適合状況度Ｒdを演算する。更に、ＣＰＵは、運転適合状況度Ｒdが基準値Ｒdc以上であるか否かを判定する。ＣＰＵは、肯定判定をしたときには、発進制御をステップＳ６０へ進め、否定判定をしたときには、即ち運転者が安全に運転することができない状況にあると判定したときには、発進制御をステップＳ５０へ進める。

ステップＳ５０においては、ＣＰＵは、停車維持アシスト制御を実行する。停車維持アシスト制御は、運転者の制駆動操作を要しない自動的な制動力の増大及び／又は駆動力の低減により車両１０２が停車状態を維持するようにアシストする制御である。制動力の増大は、例えば電動パーキングブレーキを作動させること、制動操作量に対する制動力の比を高くすることなどにより達成されてよい。また、駆動力の低減は、内燃機関の出力の低下、内燃機関の停止などにより達成されてよい。なお、停車維持アシスト制御の実行中には、そのことが表示器５２に表示されてよい。

ステップＳ６０においては、ＣＰＵは、停車維持アシスト制御の実行中であるときには、停車維持アシスト制御を終了し、停車維持アシスト制御の実行中でないときには、発進制御を一旦終了する。なお、停車維持アシスト制御が実行されていることが表示器５２に表示されているときには、その表示が消去される。

＜実施形態の発進制御の例＞
次に、図３及び図４に示されているように、信号待ちで停車している先行車１０６の後方において自車両１０２が停車しており、運転者の運転適合状況度Ｒdが異なる二つの場合Ｃ１及びＣ２について、実施形態の発進制御を説明する。なお、ブレーキスイッチがオンであり、自動変速機２４のシフトポジションがＤレンジであり、よってステップＳ１０乃至Ｓ３０において肯定判定が行われる状況であるとする。

＜Ｃ１．運転適合状況度Ｒdが基準値Ｒdc未満である場合＞
この場合には、ステップＳ４０において否定判定が行われるので、ステップＳ５０において停車維持制御が実行される。よって、運転者が携帯端末を操作したり、脇見をしたりすることにより、運転者の運転適合状況度Ｒdが低下していても、クリープ現象に起因して車両１０２が不必要に発進することを防止することができる。従って、自車両１０２が前進して先行車１０６に追突するような事態の発生を防止することができる。

＜Ｃ２．運転適合状況度Ｒdが基準値Ｒdc以上である場合＞
この場合には、ステップＳ４０において肯定判定が行われるので、停車維持制御は実行されない。よって、信号機の信号が赤から緑に変化したときに、運転者は制動操作量を低減することにより、車両１０２にクリープ力を作用させることができ、これにより車両１０２を滑らかに発進させることができる。

以上の説明から解るように、実施形態によれば、制動力がクリープ力未満であり、車両１０２が停車状態にある状況において（Ｓ１０乃至Ｓ３０）、停車維持アシスト制御は、運転適合状況度Ｒdが基準値Ｒdc未満であるときには（Ｓ４０）、実行され（Ｓ５０）、運転適合状況度が基準値以上であるときには、実行されない（Ｓ６０）。

よって、車両１０２は停車しており、運転者が安全に運転するに適した状況にないときには、停車維持アシスト制御が実行されるので、車両が不必要に発進することを防止することができる。また、車両１０２は停車しており、運転者が安全に運転するに適した状況にあるときには、停車維持アシスト制御が実行されないので、車両はクリープ力により滑らかに発進することができる。

以上においては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の実施形態においては、ステップＳ１０において、車両１０２は停車していると判定されると、ステップＳ２０において、運転操作センサ６０のブレーキスイッチがオンであるか否かが判定される。ステップＳ２０において、肯定判定が行われると、ステップＳ３０において、シフトポジションがＤレンジであるか否かが判定され、肯定判定が行われると、ステップＳ４０において運転適合状況度Ｒdが基準値Ｒdc以上であるか否かが判定される。しかし、ステップＳ１０乃至Ｓ３０の実行の順序は、上記以外の順序であってもよい。

また、ステップＳ１０乃至Ｓ３０は、車両１０２の制動力及びクリープ力が推定され、制動力がクリープ力未満である可能性があるか否かの判定に置き換えられてもよい。

また、上述の実施形態においては、ステップＳ２０において否定判定が行われると、即ち運転操作センサ６０のブレーキスイッチがオンではないと判定されると、発進制御はステップＳ６０へ進むようになっている。しかし、ステップＳ２０において否定判定が行われると、運転者が覚醒しているか否かが判定され、運転者が覚醒していると判定されたときには、発進制御はステップＳ６０へ進むが、運転者が覚醒していないと判定されたときには、発進制御はステップＳ５０へ進むよう修正されてもよい。この修正例によれば、運転者が覚醒しておらず、ブレーキペダルが踏み込まれていない状況において、車両がクリープ現象により発進することを防止することができ。

１０…運転支援ＥＣＵ、１２…車外撮影カメラセンサ、１４…レーダセンサ、１６…運転者撮影カメラセンサ、２０…駆動ＥＣＵ、２２…駆動装置、３０…制動ＥＣＵ、３２…制動装置、４０…ＥＰＳ・ＥＣＵ、４２…ＥＰＳ装置、５０…メータＥＣＵ、６０……運転操作センサ、７０…車両状態センサ、１００…運転支援装置、１０２…車両（自車両）

Claims (1)

1. 車両の制駆動力を制御する制駆動力制御装置と、制動力がクリープ力以上になるように前記制駆動力制御装置を制御して前記車両の制駆動力を制御することにより前記車両が停止状態に維持されるようにアシストする停車維持アシスト制御を実行する制御装置と、を含む運転支援装置において、
   前記制御装置は、運転者の上半身の状況に基づいて運転者の運転適合状況度を演算し、制動力がクリープ力未満である可能性があり且つ前記運転適合状況度が基準値未満であるときには、前記停車維持アシスト制御を実行し、制動力がクリープ力未満である可能性があり且つ前記運転適合状況度が基準値以上であるときには、前記停車維持アシスト制御を実行しないよう構成された、運転支援装置。

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