JP3786040B2 - 車両用運転操作補助装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置として、特開平10−166890号公報に開示されたものが知られている。この車両用運転操作補助装置は、先行車と自車両との車間距離に基づいてアクセルペダルの操作反力を変更するものである。例えば、検出された車間距離が所定値よりも小さくなった場合に、アクセルペダル反力が重くなるよう設定してドライバに警報を与える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような車両用運転操作補助装置は、先行車両への接近中にアクセルペダル反力制御を行ってアクセルペダルの反力が増加している状態で、先行車や自車両がレーンチェンジ等を行うことにより検出対象の先行車両が存在しなくなった場合や、検出対象がより遠方の先行車両に変化した場合、アクセルペダル反力が変化する。そのため、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量の調整が困難となり、車両挙動に違和感を発生させるという問題があった。
【0004】
本発明は、自車両と先行車両との接近状態に応じてアクセルペダル反力が変化した場合にも、違和感のない走行を行うことができる車両用運転操作補助装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両と、自車両の前方に存在する先行車両との走行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段によって検出される自車両と先行車両との走行状態に応じてアクセルペダルに発生させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、自車両の加速を防止する加速防止手段と、走行状態検出手段によって先行車両検出状態が検出されると、アクセルペダルに発生させる操作反力を制御するよう反力増加指令を操作反力制御手段に出力し、走行状態検出手段によって検出される走行状態が先行車両検出状態から先行車両非検出状態もしくは遠方の先行車両検出状態に変化した場合に、アクセルペダルの踏み込み操作による自車両の加速を防止するよう加速防止指令を加速防止手段に出力する制御手段とを有する。
【0006】
【発明の効果】
本発明によれば、先行車両検出状態においてアクセルペダルの操作反力を増加させ、先行車両状態から非検出状態またはより遠方の先行車両検出状態へと変化した場合に、アクセルペダルの踏み込み操作によって自車両が加速することを防止することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
《第1の実施の形態》
本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置100の構成を示すシステム図である。
【0008】
図1に示すように、車両用運転操作補助装置100は、自車両と自車両の前方に存在する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段101と、アクセルペダル103の操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段104と、車両用運転操作補助装置100全体を制御する制御部(制御手段)105と、アクセルペダル103の操作反力を制御する操作反力制御手段106と、スロットルバルブ制御手段(加速防止手段)107等から構成される。
【0009】
車間距離検出手段101は、例えばレーザレーダから構成される。走行状態検出手段であるレーザレーダ101は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを走査する。レーザレーダ10は、前方にある複数の反射物(通常、前方車の後端)で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の前方車までの車間距離とその存在方向を検出する。検出した車間距離及び存在方向は制御部105へ出力される。レーザレーダ10によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6deg程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【0010】
図2に示すように、アクセルペダル103は、リンク機構30を介してサーボモータ31に連結されている。アクセルペダル操作量検出手段104は、例えば、サーボモータ31に組み込まれたアクセルペダルセンサ32によって、リンク機構30を介してサーボモータ31の回転角に変換されたアクセルペダル103の踏み込み量を検出する。アクセルペダル操作量検出手段104によって検出される現在のアクセルペダル操作量は、制御部105へ出力される。操作反力制御手段106は、制御部105からの信号に応じた指令信号をサーボモータ31に出力し、サーボモータ31で発生させるトルクを制御する。これにより、ドライバがアクセルペダル103を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。
【0011】
加速防止手段であるスロットルバルブ制御手段107は、不図示のスロットルバルブのゲインを制御して燃料の噴射量を制御する。
【0012】
制御部105は、レーザレーダ101から入力される車間距離の信号に基づいて、操作反力制御手段106に信号を出力し、アクセルペダル操作反力の制御を行う。制御部105は、自車両と先行車両との車間距離Lが予め設定した車間距離L0よりも小さい場合は、自車両が先行車に接近していることを知らせるためにアクセルペダル103の操作反力を変化させる。このときの操作反力の増加量は、先行車に接近していることを運転者が感覚的に認識できるようなものであればよく、実験等を行って予め設定しておくことが好ましい。
【0013】
アクセルペダル操作反力の制御を自車両と先行車両との走行状態、例えば自車両と先行車両との車間距離Lに基づいて行う場合、自車両あるいは先行車両が車線変更等を行うことによって操作反力制御の基準となっていた先行車両が存在しなくなると、アクセルペダル操作反力が変化する。先行車両が存在しなくなる、あるいは遠方の先行車両に操作反力制御の対象が移って車間距離Lが大きくなると、アクセルペダル操作反力制御は解除され、アクセルペダル操作反力が小さくなる。アクセルペダル操作反力制御中も運転者はアクセルペダル103の踏み込み操作を行っているため、操作反力の減少に応じてアクセルペダル103の等力を低下させないと、踏み込み量が増大してしまうことがある。
【0014】
アクセルペダル103の踏み込み量の増大は、エンジントルクを上昇させ、自車両が加速する。運転者が自車両をスムーズに走行させようとしてアクセルペダル103の踏み込み量を繰り返し調整した場合、自車両の挙動は違和感のあるものとなってしまう。そこで、本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、先行車が存在しなくなって、あるいは車間距離Lが十分大きくなってアクセルペダル操作反力制御を解除する際に、スロットルバルブのゲインを低下させてエンジンの出力を調整し、自車両の加速を防止する。
【0015】
以下、本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置100における運転操作補助制御を、図3を用いて説明する。図3は、第1の実施の形態の制御部105における運転操作補助制御の処理手順を示すフローチャートである。
【0016】
ステップS10で、不図示のイグニッションスイッチがオンであるか否かを判定する。ステップS10が肯定判定されると、ステップS20でフラグFLAG=0にセットする。つづくステップS30で、レーザレーダ101で検出された自車両と先行車両との車間距離Lを読み込む。ステップS40で、アクセルペダル操作量検出手段104で検出された現在のアクセルペダル操作量Sを読み込む。
【0017】
ステップS60で、ステップS30で読み込んだ車間距離Lが、所定の車間距離L0未満であるか否かを判定する。ステップS60が肯定判定されて車間距離L<L0である場合は、ステップS70へ進む。ここで、自車両と先行車両との車間距離Lが所定値L0以上である状態を、先行車両非検出状態と呼ぶ。なお、先行車両非検出状態は、自車両あるいは先行車両が車線変更を行って自車両の前方に先行車両が存在しなくなった場合、あるいはより遠方の先行車両に車間距離検出の対象が移った場合も含む。ステップS70では、フラグFLAG=0であるか否かを判定する。ステップS70が肯定判定されると、ステップS80へ進む。ステップS80では、アクセルペダル103の操作反力を増加するよう操作反力制御手段106に指令信号(反力増加指令)を出力する。操作反力制御手段106は、指令信号に応じてサーボモータ31を制御して操作反力を増加させる。これにより、運転者に車間距離が所定値以下で自車両が先行車に接近していることを知らせる。なお、所定の車間距離L0は、例えば車速Vkm/hに相当する距離V(時速100km/hのときに100m)とする。
【0018】
ステップS90では、アクセルペダル操作反力制御を行っていることを示すフラグFLAG=1に変更し、ステップS100に進む。ステップS100ではイグニッションスイッチがオフであるか否かを判定する。ステップS100が否定判定されてイグニッションスイッチがオフでない場合は、ステップS30へ戻る。
【0019】
一方、ステップS60が否定判定されて車間距離Lが所定の車間距離L0以上である場合は、ステップS110へ進む。なお、ステップS60は、先行車が非検出状態である場合には否定判定される。つまり自車両または先行車両が車線変更等を行って、アクセルペダル操作反力制御を行う際の基準としていた先行車両が検出されなくなった場合も否定判定される。ステップS110では、フラグFLAG=0であるか否かを判定する。ステップS110が肯定判定されてフラグFLAG=0である場合は、アクセルペダル操作反力の制御による車間距離警報は行われていないので、ステップS30へ戻り、制御処理を継続する。
【0020】
ステップS110が否定判定されてフラグFLAG≠0である場合は、車間距離Lが所定値L0以上でアクセルペダル操作反力制御が行われている状態なので、アクセルペダル操作反力の制御による車間距離警報は不要と判断する。この場合、ステップS120へ進んでアクセルペダル操作反力制御を解除し、アクセルペダル103の操作反力を減少するよう操作反力制御手段106に指令信号を出力する(反力増加指令の低下)。操作反力制御手段106は、指令信号に応じてサーボモータ31を制御し、操作反力を減少させる側へ変化させる。ここで減少させるアクセルペダル103の操作反力の変化量は、例えば、上述したステップS80で増加させた操作反力の変化量に一致する。アクセルペダル103の操作反力を減少させることにより、先行車両と自車両との間に十分な距離があることを運転者に感覚的に伝えることができる。
【0021】
なお、ステップS120でアクセルペダル操作反力を減少させた場合、操作反力の減少に伴ってアクセルペダル103の等力を低下させないと、その踏み込み量が増加する。そこで、アクセルペダル操作反力の減少と同時に、ステップS130で、スロットルバルブのゲインを低下するようスロットルバルブ制御手段107に指令信号(加速防止指令)を出力する。スロットルバルブ制御手段107は指令信号に応じてスロットルバルブのゲインを低下させ、アクセルペダル103の踏み込み量が増加した場合のエンジンの出力トルクやエンジン回転数の増加を防止する。これにより、出力トルクやエンジン回転数の増加による自車両の加速を防止することができる。なお、ここで減少させるスロットルゲインは、アクセルペダル操作反力制御を解除した際に増加するアクセルペダル103の踏み込み量に対応するものでもよいし、予め実験等により一定の値を設定しておいてもよい。
【0022】
ステップS140では、アクセルペダル操作量検出手段104によって検出される、アクセルペダル操作反力制御を解除した後の現在のアクセルペダル操作量S’を読み込む。ステップS150で、ステップS140で読み込んだアクセルペダル反力制御解除後のアクセルペダル操作量S’と、ステップS50で読み込んだアクセルペダル操作量Sとの差が、所定量S0以下(S’−S≦S0)であるか否かを判定する。ステップS150が肯定判定され、操作量Sと操作量S’との差がS0以下である場合には、アクセルペダル操作反力制御後に運転者が自らアクセルペダル103の踏み込み量を減少させていると判断する。この場合、アクセルペダル103の踏み込み過ぎによる自車両の加速の心配はないと判断し、ステップS160へ進む。
【0023】
ステップS160では、ステップS130で低下させたスロットルバルブのゲインを徐々に復帰させるようにスロットルバルブ制御手段107に指令信号を出力する。スロットルバルブ制御手段107は、指令信号に応じてスロットルバルブのゲインを徐々に戻すようにスロットルバルブを制御する。ステップS170では、アクセルペダル操作反力制御を行っていないことを示すフラグFLAG=0をセットする。
【0024】
一方、ステップS150で操作量S’と操作量Sとの差が所定量S0よりも大きい(S’−S>S0)と判定されると、ステップS180へ進む。ステップS180では、操作量S’と操作量Sとの差が所定量S1よりも大きいか否か(S’−S>S1)を判定する。ステップS180が肯定判定されて、S’−S>S1である場合には、運転者が加速するためにアクセルペダル103を踏み込んでいると判断し、スロットルバルブゲインを徐々に復帰させるためにステップS160へ進む。
【0025】
ステップS180が否定判定されて、操作量S’と操作量Sとの差が所定量S1以下(S’−S≦S1)である場合には、スロットルバルブゲインの低下状態を継続するためにステップS140へ戻る。アクセルペダル操作量の減少を判断する所定量S0、および加速等のためのアクセルペダル操作量の増加を判断する所定量S1は、予め実験等により設定しておく。なお、S0<S1である。
【0026】
ステップS100で、イグニッションスイッチがオフであると判定されると、この処理を終了する。
【0027】
図4は、スロットルゲイン制御を行った場合と行わない場合の、アクセルペダル操作反力、アクセルペダル踏み込み量、スロットルゲインおよびエンジンの出力トルクの時系列変化を示す。図4において、実線はアクセルペダル操作反力制御解除後にスロットルバルブのゲイン制御を行った場合を示し、破線はスロットルバルブのゲイン制御を行わなかった場合を示す。また、上述した図3のフローチャートにおいてステップS60とステップS110がともに否定判定されてアクセルペダル操作反力制御を解除する時刻をt0,アクセルペダル反力制御解除後の操作量S’と操作量Sとの差が所定値S0と等しくなった時刻をtaとする。
【0028】
図4に示すように、時刻t=t0となるまでは、アクセルペダル操作反力、アクセルペダル踏み込み量、スロットルゲインおよびエンジンの出力トルクはそれぞれ一定である。時刻t=t0で先行車両が非検出状態となってアクセルペダル操作反力制御が解除されると、アクセルペダル操作反力が減少し、反力減少に伴ってアクセルペダル103の踏み込み量が増加する。
【0029】
スロットルゲイン制御を行わない場合、図4に破線で示すようにスロットルバルブのゲインは時刻t=t0以前と同じである。そのため、アクセルペダル103の踏み込み量増加によってエンジンの出力トルク(エンジン回転数)は上昇する。
【0030】
一方、本発明の第1の実施の形態によれば、アクセルペダル操作反力制御を解除した後にスロットルゲイン制御を行うので、図4に実線で示すように時刻t=t0でスロットルバルブのゲインは低下する。これにより、アクセルペダル操作反力の減少によってアクセルペダル103の踏み込み量が増加しても、エンジンの出力トルク(エンジン回転数)は微増するだけであり、自車両が加速するおそれはない。また、運転者がアクセルペダル103の操作量の増加に気づいて踏み込み量を減少させると(時刻t=ta)、これに伴ってスロットルゲインが徐々に増加される。スロットルゲインを徐々に増加させるので、違和感無くスロットルゲイン制御前のゲインに復帰させることができる。
【0031】
図5は、アクセルペダル反力制御解除後にスロットルバルブのゲイン制御を行った際に、運転者がアクセルペダル103を踏み込んだ場合の、アクセルペダル踏み込み量、スロットルゲインおよびエンジンの出力トルクの時系列変化を示す。また、アクセルペダル操作反力制御を解除する時刻をt0,アクセルペダル反力制御解除後の操作量S’と操作量Sとの差が所定値S1と等しくなった時刻をtbとする。
【0032】
図5に示すように、時刻t=t0でアクセルペダル操作反力制御が解除され、これに伴ってスロットルバルブのゲインは低下する。アクセルペダル103の操作量がS’−S=S1となると(時刻t=tb)、運転者が追い越し等のためにアクセルペダル103を踏み込んだと判断して、スロットルバルブのゲインを徐々に増加させてスロットルゲイン制御前のゲインまで復帰させる。これにより、運転者が加速したい場合には、トルク変動や回転数変動による違和感を受けることなく、スムーズに加速状態に移行することができる。
【0033】
なお、以上説明した第1の実施の形態においては、スロットルバルブ制御手段107によってスロットルゲインを制御したが、スロットルゲインの代わりにスロットル開度を制御してもよい。この場合、スロットルゲインの制御と同様に、アクセルペダル操作反力の増加に伴って、スロットル開度を低下させる。
【0034】
《第2の実施の形態》
本発明の第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。なお、ここでは上述した第1の実施の形態との相違点を主に説明する。図6は、本発明の第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置200の構成を示すシステム図である。
【0035】
図6に示すように、車両用運転操作補助装置200は、自車両と自車両の前方に存在する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段(例えば、レーザレーダ)201と、自車両の車速を検出する車速検出手段202と、アクセルペダル203の操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段204と、車両用運転操作補助装置200全体を制御する制御部205と、アクセルペダル203の操作反力を制御する操作反力制御手段206と、不図示の変速機の減速比を制御する変速機制御手段(加速防止手段)207と、エンジン回転数を検出するエンジン回転検出手段208等から構成される。
【0036】
車速検出手段(車速センサ)202は、自車両の走行車速を車輪の回転数等から検出し、検出した自車速を制御部205へ出力する。加速防止手段である変速機制御手段207は、制御部205からの指令信号に応じて、不図示のシフトレバー位置や、車速センサ202で検出される自車速等の条件に従い、自動変速機の変速比を制御する。自動変速機の変速比は、例えば1速から5速までの5段階に設定したり、無段階変速で変速比を設定し制御することもできる。なお、自動変速機の出力軸は減速機および駆動軸を介して駆動輪に連結されている。エンジン回転検出手段208は、例えばエンジン回転数センサから構成される。エンジン回転数センサ208は、エンジンの所定回転数毎にパルス信号を発生し、所定時間における発生パルス数をカウントしてエンジン回転数を検出することができる。エンジン回転数センサ208で検出されたエンジン回転数は制御部205に出力される。
【0037】
なお、車間距離検出手段201,アクセルペダル操作量検出手段204,および操作反力制御手段206の構成および機能は、上述した第1の実施の形態と同様である。
【0038】
制御部205は、上述した第1の実施の形態と同様に、車間距離検出手段201で検出される自車両と先行車との車間距離Lに基づいて、自車両が先行車両に接近している場合にはアクセルペダル203の操作反力を増加させ、アクセルペダル操作反力制御の基準となる先行車両が存在しなくなると、アクセルペダル操作反力制御を解除し、アクセルペダル操作反力を減少させる。
【0039】
第2の実施の形態においては、アクセルペダル操作反力制御を解除した際に、アクセルペダル操作反力の減少に伴ってアクセルペダル203の踏力を低下させない場合にその踏み込み量が増加して自車両が加速することを防止するために、変速機の減速比(変速比)を変化させる。制御部205は、車速センサ202によって検出される自車速と、エンジン回転数センサ208によって検出されるエンジン回転数とに基づいて、アクセルペダル操作踏み込み量が増加してエンジン回転数が増加しても、自車速が増加しないような変速比を算出する。制御部205は算出した変速比に応じた指令信号を変速機制御手段207に出力し、エンジン回転数の増加による自車両の加速を防止するように変速機の変速比を調整する。
【0040】
以下、本発明の第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置200における運転操作補助制御を、図7を用いて説明する。図7は、第2の実施の形態の制御部205における運転操作補助制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、図7において、上述した第1の実施の形態と同様の処理手順には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0041】
ステップS10でイグニッションスイッチがオンの場合には、ステップS20でフラグFLAGに0をセットし、ステップS30で車間距離Lを読み込む。ステップS40で、車速センサ202で検出される自車両の車速Vを読み込む。ステップS45で、エンジン回転数センサ208によって検出されるエンジン回転数Rを読み込む。ステップS50では、アクセルペダル操作量Sを読み込む。
【0042】
ステップS60で、車間距離L<所定の車間距離L0であると判定されると、ステップS70へ進む。ステップS70〜ステップS100までの処理手順は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【0043】
ステップS60で、車間距離Lが所定の車間距離L0以上であると判定されると、ステップS110に進む。ステップS110でフラグFLAG=0であると判定されると、ステップS120へ進んでアクセルペダル操作反力制御を解除してアクセルペダル操作反力を減少させる。
【0044】
ステップS120のアクセルペダル操作反力の減少と同時に、ステップS131では、ステップS40で読み込んだ自車速VとステップS45で読み込んだエンジン回転数Rとに基づいて、アクセルペダル操作反力の減少によってアクセルペダル203が踏み込まれてエンジン回転数が増加した場合にも、自車速が増加しないような変速比を算出する。算出した変速比に応じた指令信号(加速防止指令)を変速比制御手段207に出力し、変速比制御手段207は、指令信号に応じて変速機の変速比を変更させる。これにより、アクセルペダル操作反力が増加してアクセルペダル203の操作量が増加した場合にも、エンジン回転数の増加による自車両の加速を防止することができる。
【0045】
ステップS140では、現在のアクセルペダル操作量S’を読み込み、ステップS150で、S’−S≦所定量S0であるか否かを判定する。ステップS150が肯定判定されると、運転者がアクセルペダル203の踏み込み量を減少させているため、アクセルペダル203の踏み込み過ぎによる自車両の加速の心配はないと判断し、ステップS161に進む。ステップS161では、ステップS131で変更させた変速機の変速比を徐々に復帰させるように変速機制御手段207に指令信号を出力する。変速機制御手段207は、指令信号に応じて変速比を徐々に戻すように変速機を制御する。ステップS170では、アクセルペダル操作反力制御を行っていないことを示すフラグFLAG=0をセットする。
【0046】
ステップS150が否定判定され、つづくステップS180が肯定判定されると、運転者が加速するためにアクセルペダル203を踏み込んでいると判断し、ステップS161に進んで変速機の変速比を徐々に復帰させる。ステップS180が否定判定されると(S0<S’−S≦S1)、ステップS140に戻る。ステップS100が肯定判定されると、この処理を終了する。
【0047】
図8は、第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置200において変速機制御を行った場合の、アクセルペダル踏み込み量、変速機の減速比および自車速の時系列変化を示す。アクセルペダル操作反力制御を解除する時刻をt0,操作量S’と操作量Sとの差が所定値S0と等しくなった時刻をtaとする。
【0048】
図8に示すように、先行車両が非検出状態となってアクセルペダル操作反力制御が解除されアクセルペダル操作反力が低下すると(時刻t=ta)、アクセルペダル操作量は増加する。アクセルペダル操作量の増加に伴ってエンジン回転数は増加するが、アクセルペダル操作反力の低下と同時に変速機の変速比が増加されるので、自車速をほぼ一定に保つことができる。運転者がアクセルペダル203の踏み込み量を調整し、S’−S≦S0となると(時刻t=ta)、変速比を変速機制御の開始前の値まで徐々に復帰させる。アクセルペダル操作量の減少とともに変速比も低下するので、自車速をほぼ一定に保ちながら変速比を復帰させることができる。
【0049】
《第3の実施の形態》
本発明の第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。なお、ここでは上述した第1および第2の実施の形態との相違点を主に説明する。図9は、本発明の第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置300の構成を示すシステム図である。
【0050】
図9に示すように、車両用運転操作補助装置300は、自車両と自車両の前方に存在する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段(例えば、レーザレーダ)301と、自車両の車速を検出する車速検出手段(車速センサ)302と、アクセルペダル303の操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段304と、車両用運転操作補助装置300全体を制御する制御部305と、アクセルペダル303の操作反力を制御する操作反力制御手段306と、不図示のブレーキ装置を制御するブレーキ制御手段(加速防止手段)307と、警告灯310等から構成される。
【0051】
加速防止手段であるブレーキ制御手段307は、ブレーキ液圧制御を行ってブレーキ装置の出力、つまり車両の制動力を調節することができる。警告灯310は車内に設けられ、後述するブレーキ制御によってブレーキが掛かっていることを運転者に知らせる。
【0052】
なお、車間距離検出手段301,車速検出手段302,アクセルペダル操作量検出手段304,および操作反力制御手段306の構成および機能は、上述した第1および第2の実施の形態と同様である。
【0053】
制御部305は、上述した第1および第2の実施の形態と同様に、車間距離検出手段301で検出される自車両と先行車との車間距離Lに基づいて、自車両が先行車両に接近している場合にはアクセルペダル303の操作反力を増加させ、アクセルペダル操作反力制御の基準となる先行車両が存在しなくなると、アクセルペダル操作反力制御を解除し、アクセルペダル操作反力を減少させる。
【0054】
第3の実施の形態においては、アクセルペダル操作反力制御を解除した際に、アクセルペダル操作反力の減少に伴ってアクセルペダル303の踏力を低下させない場合に、その踏み込み量が増加して自車両が加速することを防止するために、ブレーキ装置に発生させる制動力を調整する。制御手段305は、ブレーキ制御手段307にブレーキ制御の指令信号を出力し、ブレーキ装置に制動力を発生させる。また、制御部205は、ブレーキ制御を行っていることを運転者に知らせるために警告灯310を点灯する。
【0055】
以下、本発明の第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置300における運転操作補助制御を、図10を用いて説明する。図10は、第3の実施の形態の制御部305における運転操作補助制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、図3において、上述した第1および第2の実施の形態と同様の処理手順には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0056】
ステップS10でイグニッションスイッチがオンの場合には、ステップS20でフラグFLAGに0をセットし、ステップS30で車間距離Lを読み込む。ステップS40で自車両の車速Vを読み込み、ステップS50でアクセルペダル操作量Sを読み込む。
【0057】
ステップS60で、車間距離L<所定の車間距離L0であると判定されると、ステップS70へ進む。ステップS70〜ステップS100までの処理手順は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【0058】
ステップS60で、車間距離Lが所定の車間距離L0以上であると判定されると、ステップS110に進む。ステップS110でフラグFLAG=0であると判定されると、ステップS120へ進んでアクセルペダル操作反力制御を解除してアクセルペダル操作反力を減少させる。
【0059】
ステップS120のアクセルペダル操作反力の減少と同時に、ステップS132で、ブレーキ制御を行うようブレーキ制御手段307に指令信号(加速防止指令)を出力する。ブレーキ制御手段307は、指令信号に応じてブレーキ装置に制動力を発生させる。これにより、アクセルペダル操作反力が増加してアクセルペダル303の操作量が増加した場合にも、エンジン回転数の増加による自車両の加速を防止することができる。なお、ここで発生させる制動力は、アクセルペダル操作力が増加してエンジン回転数が増加した場合に自車両が加速することを防止することができるような制動力であればよく、予め実験等を行って設定しておくことが好ましい。ステップS135で、警告灯310を点灯し、ブレーキ制御によってブレーキが掛かっていることを運転者に知らせる。
【0060】
ステップS140で現在のアクセルペダル操作量S’を読み込み、ステップS150が肯定判定されると、運転者がアクセルペダル303の踏み込み量を減少させているため、アクセルペダル303の踏み込み過ぎによる自車両の加速の心配はないと判断し、ステップS162に進む。ステップS162では、ステップS132で発生させた制動力を徐々に解除させるようにブレーキ制御手段307に指令信号を出力する。ブレーキ制御手段307は、指令信号に応じて制動力を徐々に戻すようにブレーキ装置を制御する。ステップS170では、アクセルペダル操作反力制御を行っていないことを示すフラグFLAG=0をセットする。
【0061】
ステップS150が否定判定され、つづくステップS180が肯定判定されると、運転者が加速するためにアクセルペダル303を踏み込んでいると判断し、ステップS162に進んでブレーキ装置の制動力を徐々に解除する。ステップS180が否定判定されると(S0<S’−S≦S1)、ステップS140に戻る。ステップS100が肯定判定されると、この処理を終了する。
【0062】
図11は、第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置300においてブレーキ制御を行った場合の、アクセルペダル踏み込み量、ブレーキ装置の制動力および自車速の時系列変化を示す。アクセルペダル操作反力制御を解除する時刻をt0,操作量S’と操作量Sとの差が所定値S0と等しくなった時刻をtaとする。
【0063】
図11に示すように、先行車両が非検出状態となってアクセルペダル操作反力制御が解除されアクセルペダル操作反力が低下すると(時刻t=ta)、アクセルペダル操作量は増加する。アクセルペダル操作量の増加に伴ってエンジン回転数は増加するが、アクセルペダル操作反力の低下と同時にブレーキ装置の制動力が発生されるので、自車速をほぼ一定に保つことができる。ブレーキ制御で発生させる制動力は一定であるので、運転者がアクセルペダル303の踏み込み量を調整すると、車速も変化する。アクセルペダル操作量が低下し、S’−S≦S0となると(時刻t=ta)、制動力を徐々に解除させる。アクセルペダル操作量の減少とともに制動力も低下するので、自車速をほぼ一定に保ちながら違和感やショックを与えることなくブレーキ制御を解除することができる。
【0064】
《第4の実施の形態》
本発明の第4の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。なお、ここでは上述した第1〜第3の実施の形態との相違点を主に説明する。図12は、本発明の第4の実施の形態による車両用運転操作補助装置400の構成を示すシステム図である。
【0065】
図12に示すように、車両用運転操作補助装置400は、自車両と自車両の前方に存在する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段(例えば、レーザレーダ)401と、アクセルペダル403の操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段404と、車両用運転操作補助装置400全体を制御する制御部405と、アクセルペダル403の操作反力を制御する操作反力制御手段(加速防止手段)406と、アクセルペダル403の操作反力を検出する操作反力検出手段402等から構成される。
【0066】
操作反力検出手段402は、例えば図2に示したサーボモータ31で発生されるトルクを検出することにより、アクセルペダル403の操作反力を検出することができる。なお、車間距離検出手段401,アクセルペダル操作量検出手段404,および操作反力制御手段406の構成および機能は、上述した第1〜第3の実施の形態と同様である。
【0067】
制御部305は、上述した第1〜第3の実施の形態と同様に、車間距離検出手段401で検出される自車両と先行車との車間距離Lに基づいて、自車両が先行車両に接近している場合にはアクセルペダル403の操作反力を増加させ、アクセルペダル操作反力制御の基準となる先行車両が存在しなくなると、アクセルペダル操作反力制御を解除し、アクセルペダル操作反力を減少させる。第4の実施の形態においては、アクセルペダル操作反力制御を解除する際に、所定値F0となるまでアクセルペダル操作反力Fを徐々に減少させる。
【0068】
以下、本発明の第4の実施の形態による車両用運転操作補助装置400における運転操作補助制御を、図13を用いて説明する。図13は、第4の実施の形態の制御部405における運転操作補助制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、図13において、上述した第1〜第3の実施の形態と同様の処理手順には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0069】
ステップS10でイグニッションスイッチがオンの場合には、ステップS20でフラグFLAGに0をセットし、ステップS30で車間距離Lを読み込む。ステップS46で、操作反力検出手段402で検出されたアクセルペダル403の操作反力Fを読み込み、ステップS50でアクセルペダル操作量Sを読み込む。ステップS60で、車間距離L<所定の車間距離L0であると判定されると、ステップS70へ進む。ステップS70〜ステップS100までの処理手順は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【0070】
ステップS60で、車間距離Lが所定の車間距離L0以上であると判定されると、ステップS110に進む。ステップS110でフラグFLAG=0であると判定されると、ステップS126へ進んでアクセルペダル操作反力をΔF減少させるよう操作反力制御手段406に指令信号(加速防止指令)を出力する。操作反力制御手段406は、指令信号に応じて、ステップS46で読み込んだ操作反力FからΔFだけ低下させた操作反力を発生させるようサーボモータ31を制御する。ステップS126では、ステップS125でΔFだけ減少させた操作反力F’が予め設定した所定値F0未満であるか否かを判定する。このとき、制御部405はΔFだけ減少させた操作反力F’を不図示のメモリに記憶させる。ステップS126が否定判定されるとステップS125へ戻り、アクセルペダル403の操作反力を操作反力F’からΔFだけ減少させる。ステップS126で操作反力F’が所定値F0未満となったと肯定判定されるまで、ステップS125の処理を繰り返し行う。なお、所定値F0は、例えば、ステップS80で操作反力を増加させる以前の操作反力に対応する値を設定する。操作反力の減少量ΔFは、運転者に違和感を与えないような値であればよく、予め実験等により設定しておくことが好ましい。
【0071】
ステップS126が肯定判定されると、ステップS170でアクセルペダル操作反力制御を行っていないことを示すフラグFLAG=0をセットする。ステップS100が肯定判定されると、この処理を終了する。
【0072】
図14は、第4の実施の形態による車両用運転操作補助装置400においてアクセルペダル操作反力制御を行った場合の、アクセルペダル操作反力、アクセルペダル踏み込み量、および自車速の時系列変化を示す。先行車両が非検出状態となってアクセルペダル操作反力制御の解除を開始する時刻をt0とする。
【0073】
図14に示すように、アクセルペダル操作反力制御の解除が開始されると(時刻t=ta)、アクセルペダル操作反力は所定値F0となるまでΔFずつ徐々に減少される。操作反力の増加に伴ってアクセルペダル操作量が増加することはなく、アクセルペダル403の操作量の変化はゆっくりしたものになるので、自車両の加速を防止することができる。さらに、アクセルペダル操作反力のゆっくりとした変化に対応して運転者自身がアクセルペダル403の踏み込み量を調整し、車速の制御を行うことができる。
【0074】
以上説明したように、本発明の一実施の形態による車両用運転操作補助装置によれば、自車両と先行車両との走行状態、例えば車間距離Lを検出し、走行状態に応じてアクセルペダルの操作反力を制御するようにした。車間距離Lが所定値L0未満となって先行車両検出状態となるとアクセルペダル操作反力を増加させる。先行車両までの車間距離Lが所定値L0以上となって、あるいは対象としていた先行車両が存在しなくなって先行車両の検出状態から非検出状態に変化した場合(遠方の先行車両検出状態を含む)には、エンジン出力低下、減速比増加あるいは制動力増加等の調整を行って自車両の加速を防止するようにした。これにより、先行車両の非検出状態になった場合にも、自車両の加速を防止することができる。先行車両の検出状態から非検出状態に変化した場合にはアクセルペダルの操作量の増加を停止するが、上述したようにエンジン出力等を調整するので、アクセルペダルの操作反力が減少した場合にも、アクセルペダルの踏み込み過ぎによる加速を防止することができる。
【0075】
先行車両検出状態から非検出状態に変化した場合にアクセルペダルの操作反力を徐々に低下させるようにしたので、エンジン出力、減速比あるいは制動力等の調整を行うことなく、アクセルペダルの踏み込みすぎによる加速を防止することができる。
【0076】
以上、車両用運転操作補助装置の一実施の形態について説明したが、本発明による車両用運転操作補助装置は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、第4の実施の形態でアクセルペダル操作反力を低下させる際に、操作反力FをΔFずつ減少させなくても、操作反力Fが所定値F0に低下するまで連続的に減少させるようにしてもよい。
【0077】
また、第1〜第3の実施の形態においてはアクセルペダルの操作反力が減少する際に自車両の加速を防止するために、エンジン出力、変速機の変速比およびブレーキ装置の制動力をそれぞれ調整したが、これらの調整を行うとともに、アクセルペダルに発生させる操作反力を制御するようにしてもよい。なお、上述した実施の形態においては、先行車両検出状態から非検出状態へと変化した場合にアクセルペダル操作反力を減少させたが、本発明による車両用運転操作補助装置はこれに限定されることなく、先行車両非検出状態に変化した場合にアクセルペダル操作量の踏み込みによる自車両の加速を走行状況に応じて防止することができればよい。
【0078】
例えば、第4の実施の形態で説明したように先行車両が検出状態から非検出状態となった場合に、アクセルペダルに発生させる操作反力を徐々に低下させつつ、エンジン出力、変速機の変速比またはブレーキ装置の制動力を調整するようにしてもよい。これにより、アクセルペダルの踏み込みすぎを防止することができるとともに、自車両の加速を防止することができる。また、先行車両が検出状態から非検出状態になった場合に、アクセルペダルに発生させる操作反力を一気に最大の操作反力まで増加させてから復帰させるようにしてもよい。これにより、運転者に操作反力の変化によって自車両と先行車両との走行状態の変化を知らせることができるとともに、エンジン出力調整等を行うので自車両の加速を防止することができる。
【0079】
車間距離検出手段として、レーザレーダの代わりにCCDカメラを車両前方に設置し、CCDカメラによって撮像された画像に画像処理を施すことにより、先行車両までの車間距離を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図2】 操作反力制御手段の構成を示す図。
【図3】 第1の実施の形態の車両用運転操作補助装置における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図4】 第1の実施の形態におけるアクセルペダル操作反力、アクセルペダル操作量、スロットルゲインおよびエンジンの出力トルクの関係を示す図。
【図5】 第1の実施の形態におけるアクセルペダル操作量、スロットルゲインおよびエンジンの出力トルクの関係を示す図。
【図6】 本発明の第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図7】 第2の実施の形態の車両用運転操作補助装置における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図8】 第2の実施の形態におけるアクセルペダル操作量、減速比および自車速の関係を示す図。
【図9】 本発明の第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図10】 第3の実施の形態の車両用運転操作補助装置における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図11】 第3の実施の形態におけるアクセルペダル操作量、制動力および自車速の関係を示す図。
【図12】 本発明の第4の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図13】 第4の実施の形態の車両用運転操作補助装置における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図14】 第4の実施の形態におけるアクセルペダル操作反力、アクセルペダル操作量および自車速の関係を示す図。
【符号の説明】
101,201,301,401:車間距離検出手段
103,203,303,403:アクセルペダル
104,204,304,404:操作量検出手段
105,205,305,405:制御部
106,206,306,406:操作反力制御手段
107:スロットルバルブ制御手段
202,302:車速検出手段
207:変速機制御手段
208:エンジン回転数検出手段
307:ブレーキ制御手段
310:警告灯
402:操作反力検出手段
Claims (14)
- 自車両と、自車両の前方に存在する先行車両との走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段によって検出される前記自車両と前記先行車両との走行状態に応じてアクセルペダルに発生させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記自車両の加速を防止する加速防止手段と、
前記走行状態検出手段によって先行車両検出状態が検出されると、前記アクセルペダルに発生させる操作反力を制御するよう反力増加指令を前記操作反力制御手段に出力し、前記走行状態検出手段によって検出される走行状態が前記先行車両検出状態から先行車両非検出状態もしくは遠方の先行車両検出状態に変化した場合に、前記アクセルペダルの踏み込み操作による前記自車両の加速を防止するよう加速防止指令を前記加速防止手段に出力する制御手段とを有することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力した後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が減少した場合に、前記加速防止手段による前記自車両の加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力した後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が増加した場合に、前記加速防止手段による前記自車両の加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、エンジンの出力を調整することにより、前記自車両の加速を防止することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、変速機の変速比を調整することにより、前記自車両の加速を防止することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、ブレーキ装置に発生させる制動力を調整することにより、前記自車両の加速を防止することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項4から請求項6のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記走行状態検出手段によって検出される走行状態が前記先行車両検出状態から先行車両非検出状態もしくは遠方の先行車両検出状態に変化した場合に、前記反力増加指令を低下する前に、前記先行車両非検出状態に変化したことを運転者に認識させるためのアクセルペダル操作反力を発生するよう前記操作反力制御手段に指令を出力することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、前記操作反力制御手段によって前記反力増加指令に応じて増加していた前記操作反力を、徐々に低下することにより、前記自車両の加速を防止することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、エンジンの出力を調整することにより、前記自車両の加速を防止し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力して前記加速防止手段によって前記エンジンの出力を低下させた後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が減少した場合に、前記エンジンの出力を徐々に復帰させるよう前記加速防止手段に指令を出力して前記加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、変速機の変速比を調整することにより、前記自車両の加速を防止し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力して前記加速防止手段によって前記変速機の変速比を増加させた後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が減少した場合に、前記変速機の変速比を徐々に復帰させるよう前記加速防止手段に指令を出力して前記加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、ブレーキ装置に発生させる制動力を調整することにより、前記自車両の加速を防止し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力して前記加速防止手段によって前記ブレーキ装置の制動力を増加させた後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が減少した場合に、前記ブレーキ装置の制動力を徐々に復帰させるよう前記加速防止手段に指令を出力して前記加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、エンジンの出力を調整することにより、前記自車両の加速を防止し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力して前記加速防止手段によって前記エンジンの出力を低下させた後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が増加した場合に、前記エンジンの出力を徐々に復帰させるよう前記加速防止手段に指令を出力して前記加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、変速機の変速比を調整することにより、前記自車両の加速を防止し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力して前記加速防止手段によって前記変速機の変速比を増加させた後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が増加した場合に、前記変速機の変速比を徐々に復帰させるよう前記加速防止手段に指令を出力して前記加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記加速防止手段は、ブレーキ装置に発生させる制動力を調整することにより、前記自車両の加速を防止し、
前記制御手段は、前記加速防止指令を出力して前記加速防止手段によって前記ブレーキ装置の制動力を増加させた後、前記操作量検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作量が増加した場合に、前記ブレーキ装置の制動力を徐々に復帰させるよう前記加速防止手段に指令を出力して前記加速防止を解除させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
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