JP4188740B2 - 自動車運転支援装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の運転操作にかかり，特に運転者の運転操作を支援する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車においては，運転時における運転者の支援，特に運転操作の労力を軽減するシステム（アドバンスト ドライバー アシスタンス システム；ＡＤＡＳ）の導入が増している。このシステムの機能は，運転支援（レーンキーピングサポート；ＬＫＳ）である。ここでは，走行車線における車両の走行位置が求められ，目標位置と比較される。この目標位置は，例えば車線中央である。目標位置と走行位置との比較によって形成された操作指令は，好適なハンドル操作トルクを生じ，そのことによって運転支援が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，従来の自動車運転支援装置では，ＡＤＡＳの制御機能によるハンドル操作トルクに対し，運転者は，ハンドルを介してさらに余分なハンドル操作トルクを加えることができる。すなわち，運転者のハンドル操作介入により却ってハンドルの切りすぎを招く可能性がある。
【０００４】
本発明は，従来の自動車運転支援装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，高い走行安全性および高い走行快適性の可能な，新規かつ改良された自動車運転支援装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，走行車線の境界に対する車両の走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）を検出するための走行位置検出装置と，上記走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）と走行目標としている目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）との比較に基づいて，運転者のハンドル操作を支援するハンドル操作トルク指令が出力されるトルク制御装置を備える自動車運転支援装置において，運転者の所定の操作を検出する操作検出装置と，運転者の上記所定の操作のうち少なくとも１つが検出された場合に，上記自動車運転支援装置の操作モードを切替るモード切替装置とを備えることを特徴とする，自動車運転支援装置が提供される。また，走行の目標位置を設定する位置設定装置を備えるとしてもよい。
【０００６】
従来の自動車運転支援装置では，運転者の操作に自動車運転支援装置の制御動作が重畳させることによって，所定の状況下では却って操作が困難になり，車両が危険な動きを伴う可能性もあった。例えば，隣の車線において自己の車両の少し前を走行していた車両が，突然，自己の車両が走行している車線へ変更した場合である。この時運転者は，突然の回避行動を余儀なくされる。
【０００７】
このような場合，運転者は，車両のハンドル操作，ブレーキ等の制動システム，またはアクセル等の駆動システムに介入することで回避行動をとる。しかし，自動車運転支援装置による逆方向の作用によって，回避行動が阻止され，遅延され，または，困難になり，さらには過渡な逆作用を起こす可能性がある。また，自動車運転支援装置が同方向に作用した場合は，車両が制御不能な状態に陥るまでの過剰反応をもたらす可能性もある。
【０００８】
従って本発明に基づく上記のような構成の自動車運転支援装置においては，操作検出装置が設けられている。このセンサは，比較的高い動特性を特徴とする運転者の所定の操作を検出し，モード切替装置へ報告する。そのモード切替装置は，その後自動車運転支援装置の操作モードを変化させる。このことによって運転支援制御による望ましくない干渉が防止される。
【０００９】
操作モードの変更は，最も簡単な場合においては，自動車運転支援装置が非作動モードへ切り替えられ，あるいは完全にオフにされることにある。ここで，非作動モードへの切り替えは，例えば，トルク制御装置からのハンドル操作トルク指令の値を切るまたはゼロに落とすことによって行われる。このようにして，走行安全性を著しく改良することができる。
【００１０】
さらに，本発明は，比較的小さい動特性を有する運転者の操作においても，好適な走行快適性を提供する。例えば，実際に走行している車線が，車道端に駐車している他の車両によって一部ふさがれている場合，運転者は，車線中央に対して著しく変位して走行することを強いられる。この場合には，自動車運転支援装置は車両を車線中央へ戻そうとする傾向があり，運転者はその動作に逆らってハンドルを保たなければならない。これが走行快適性を損なうことになり，長い目で見ると運転者を疲れさせてしまう。
【００１１】
この状況において，操作モードを，自動車運転支援装置の非作動に切り替えることもできるが，場合によっては目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）を走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）に適合することも考えられる。
【００１２】
本発明の好適な形態は，従属請求項から明らかにされる。
【００１３】
上記操作検出装置は，ハンドルの操作角を検出する操作角度センサを備えることができる。その操作角度センサによって，ステアリングギアボックス，ステアリングコラムまたは他の適当な個所における運転者のハンドル操作介入が検出される。その場合に，操作モードの変更をもたらす所定の操作の１つは，回避行動に代表されるハンドル操作への運転者の激しい介入に相当する操作であって，詳細には運転者によるハンドル操作角度および／またはハンドル操作角度の変化量（微分値）がしきい値を越えることで定義することができる。
【００１４】
また，上記操作検出装置は，操作角度センサの代わりに，あるいはそれに加えて，ハンドルの操作トルクを検出する操作トルクセンサを備えることもできる。これらの場合，所定の操作として定義された操作の１つは，運転者が，トルク制御装置のハンドル操作トルク指令と異なるハンドル操作により操作介入し，その状態が所定の期間を越えて維持されることである。また，ハンドル操作介入によりもたらされた車両の走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）が，比較的長い期間（所定時間）にわたって目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）から変位し続けていることでも定義できる。後者の場合においては，操作モードの変更は，目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）を走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）に適合させることもできる。
【００１５】
また，上記操作検出装置は，運転者の激しい制動行動を検出するブレーキペダルセンサ，運転者のブレーキペダル操作もしくは車両におけるブレーキシステムによって生成される制動力が所定のしきい値を超えた場合に信号を出力する制動力センサ，または，車両のＡＢＳ−システムが有効になったことを報告するＡＢＳ有効センサであってもよい。
【００１６】
また同様に，アクセルペダルセンサを備えることもできる。このアクセルペダルセンサは，車両が突然急加速された場合，例えばキックダウン時に，自動車運転支援装置を非作動に切り替える。ここで，キックダウンとは，走行中にアクセルペダルを踏み込むことにより，自動的に低速ギヤに切り替わり，エンジン回転が上がって急加速させる事をいう。
【００１７】
さらに，上記操作検出装置は，車両の激しい縦加速度または横加速度に反応する加速度センサも有することができる。この場合においては，外部の作用，例えば側方または後方からの他の車両の予期しない衝突，または，走行路上にある障害物を轢いたり，偏った路面凍結を走行したりしたとき等における車両の予期しない横滑りなども，検出することができる。付け加えて，車両のＡＢＳ−システムまたは電子的な安定化システムとして，車両に付属するスリップセンサも本装置に関連づけることができる。その場合に，これらのセンサの信号への反応として自動車運転支援装置を非作動にすることによって，運転者は車両を再び安定させることが容易になる。
【００１８】
また，上記モード切替装置が自動車運転支援装置の自動動作切替を行わせる場合には，その変化を運転者に認識してもらうために，視覚的および／または聴覚的な信号によって伝達すべきである。このように構成することで運転者は安全に走行することができる。
【００１９】
上記自動車運転支援装置が隣りの車線上の対象物を認識し，上記に示したような車両の横位置に関する目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ），または，検出された対象物に従ってその対象物に対する安全距離が維持される走行理想ラインの両方を定めるように形成されている場合には，自動車運転支援装置には葛藤状況が生じる場合がある。その結果，自動的に適切な目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）ないし適切な理想ラインを定めることができない。
【００２０】
例えば，隣りの車線上を走行している車両が突然自分の車線へ変更してきた場合には，その状況下で自己の走行車線の境界を逸脱することなしにこの車両を回避することは不可能である。この場合には，目標の葛藤がもたらされ，場合によっては，他の車両との衝突を許すか，あるいは自己の車両を案内標識に反したコントロールにより走行させるかの選択肢しか残らない。このような葛藤状況における次の行動の決定は，運転者に委ねられるべきなので，これらの場合においても，自動車運転支援装置を非作動にし，単に警告信号のみを出力することが効果的である。
【００２１】
自動車運転支援装置を非作動にする場合あるいは目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）を適合させる場合に，トルク制御装置から出力されるハンドル操作トルク指令は，唐突にではなく，連続的かつ制限された変化率でゼロに戻るべきであって，それによって運転者への刺激が回避される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は，自動車運転支援装置のブロック図を示している。
【００２４】
図面には，走行している自動車１０が概略的に示されている。多車線走行路のうち境界１４によって定められる一台分の車線１６上において，車線中央１２に対し幾分変位し，自動車１０は走行している。自動車１０の長手軸１８は，一点鎖線で表されている。その長手軸１８と車線中央１２間の横方向の偏差は，符号ΔＹで示されている。
【００２５】
自動車１０は，ＡＤＡＳ−システムを搭載しており，部分システムとしてブロックで示されている以下の構成要素，すなわち走行位置検出装置４２，位置設定装置２４，トルク制御装置２６，操作検出装置４４，および，モード切替装置４０を備える。
【００２６】
上記走行位置検出装置４２は，ビデオカメラ２０と画像処理ユニット２２とによって形成され，長手軸１８に対する横方向における車両の実際の走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）を検出する。上記ビデオカメラ２０は走行中のビデオ画像を取り込み，上記画像処理ユニット２２は，そのビデオ画像によって境界１４とこの境界に対する自動車１０の位置を認識することができる。
【００２７】
なお，走行位置検出装置４２の実施形態は，単に例として理解すべきである。例えば，磁気センサで代用して，車線境界の磁気的なマーキングを検出することもでき，同様に，車線境界も，車両のレーダーシステムにより検出されるリフレクター（反射鏡）によってマーキング可能である。さらに，境界１４の座標が車両内に記憶され，サテライト支援される位置システム，例えばＤＧＰＳを含む走行位置検出装置を使用した，高い解像度で定められる走行位置の検出も考えられる。
【００２８】
また，自動車１０に対する２つの境界１４の位置がわかっている場合には，このデータから車線１６の幅と車線中央１２の位置も求められる。従って走行位置検出装置４２は，横方向の偏差ΔＹについての自動車１０の走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）をトルク制御装置２６へ伝達することができる。
【００２９】
上記位置設定装置２４は，メモリ３０を有しており，そのメモリ内に有効な自動車１０の横位置に関する目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）が記憶されている。この目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）は，例えば車線中央１２に相当してもよく，あるいは運転者により調節可能な量だけそれからずれていてもよい。ここでは，目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）は，車線中央１２からの横方向の偏差として表現する。
【００３０】
上記トルク制御装置２６は，上記走行位置検出装置４２から入力された走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）と上記位置設定装置２４から入力された目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）との比較に基づいてハンドル操作トルク指令Ｂを生成し，そのハンドル操作トルク指令Ｂによって作動する操作アクチュエータ２８と共に自動車１０を目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）に制御するための運転支援を行う。
【００３１】
自動車１０の運転者は，ステアリングホィール３２を介してハンドル操作することにより，上述した自動車運転支援装置の機能をいつでも克服制御することができる。従って，運転者がステアリングホィール３２へ加えるべきトルクは，それぞれトルク制御装置２６から出力されるハンドル操作トルク指令Ｂと運転者のハンドル操作行動が同じ方向に作用するか逆方向に作用するかによって変化する。例えば，前段の場合，運転者の操作トルクは軽く，後段の場合では重くなる。
【００３２】
上記操作検出装置４４は，図示の例においては，操作角度センサ３４，制動力センサ３６，アクセルペダルセンサ３８を有している。操作角度センサ３４は，ハンドル操作における操作角度を検出する。そのハンドル操作角度は，ハンドル操作トルク指令Ｂにより与えられる目標ハンドル操作角度と区別される。制動力センサ３６は，運転者によりブレーキペダルに及ぼされたペダル力が所定のしきい値を上回った場合に，制動アクション信号を供給する。アクセルペダルセンサ３８は，運転者がアクセルペダルを完全に踏み込んだ場合に（例えば，キックダウンの場合），アクセルアクション信号を供給する。
【００３３】
上記モード切替装置４０は，上記操作検出装置４４のセンサによって形成される操作検出信号を受けて，信号内容を評価する。この評価としてまず，操作角度センサ３４のハンドル操作角度信号から，第１と第２の時間的な微分値が作られる。ここで，第１と第２の時間的な微分値は，ハンドル操作角度の変化量（微分値）のうち，例えばハンドルの回しはじめとハンドルを止めたときを示す。
【００３４】
ハンドル操作角度信号とその微分値に基づいて，モード切替装置４０は，自動車運転支援装置の非作動，すなわちトルク制御装置２６をオフにするかどうか決定する。この決定は，例えば，ハンドル操作角度信号，その第１の微分値および第２の微分値が常にしきい値と比較されて，これらのしきい値の少なくとも１つを上回った場合に，オフ指令がトルク制御装置２６へ出力されるような方法が考えられる。また，すべてのしきい値を上回った場合に，オフ指令を出力することもできる。さらには，各量について上方と下方のしきい値を設定し，各量が下方のしきい値を超えた場合，あるいは少なくとも１つの量が上方のしきい値を上回った場合に，オフ指令を出力することができる。他の方法として，ハンドル操作角度とその第１および第２の微分値をそれぞれ重み付け係数で乗算し，その後重み付けされた合計値としきい値を比較する方法もある。
【００３５】
上記各場合において，運転者が，ステアリングホィール３２を介し，回避行動に代表される極めて動的なハンドル操作介入を行った場合には，上記決定手続きに従ってトルク制御装置２６がオフにされることが確保される。同様に，制動力センサ３６の制動アクション信号とアクセルペダルセンサ３８のペダルアクション信号も，トルク制御装置２６へのオフ指令の出力をもたらす。ここで，オフ指令と同時に警告指示が運転者へ出力される。その後，運転者はトルク制御装置２６を手動で再び作動させることができる。また，予め定められた期間内に上記のオフ条件が発生していないという場合には，モード切替装置４０が自動的にトルク制御装置２６を再作動させるよう形成することもできる。
【００３６】
図示の例においては，モード切替装置４０は，操作角度センサ３４の信号を，ハンドル操作トルク指令Ｂによって出力される目標ハンドル操作角度とも比較する。測定されたハンドル操作角度が予め定められた期間，ハンドル操作トルク指令Ｂから所定のしきい値よりも多くずれている場合には，モード切替装置４０は，位置設定装置２４に適合指令を出力する。この適合指令によって，メモリ３０に記憶されている目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）は現在の走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）に書き換えられ，現在の走行位置（ΔＹ_ｉｓｔ）が新しい目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）として引き継がれる。
【００３７】
これによって，運転者が，目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）に対して横方向に変位して走行するために所定の時間逆らってハンドル操作した場合には，トルク制御装置２６は非作動となる。従って，目標位置（ΔＹ_ｓｏｌｌ）の適合が行われた後は，運転者はもはや逆らい続ける必要がない。
【００３８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，操作検出装置で検出した条件により，運転者の安全，快適な走行を妨げる可能性のある自動車運転支援装置の作動を切ることができる。従って，運転者の高い走行安全性および高い走行快適性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車運転支援装置のブロック図を示している。
【符号の説明】
１０ 自動車
２０ ビデオカメラ
２２ 画像処理ユニット
２４ 位置設定装置
２６ トルク制御装置
２８ 操作アクチュエータ
３０ メモリ
３４ 操作角度センサ
３６ 制動力センサ
３８ アクセルペダルセンサ
４０ モード切り替え装置
４２ 走行位置検出装置
４４ 操作検出装置
Ｂ ハンドル操作トルク指令
ΔＹ_ｉｓｔ 走行位置
ΔＹ_ｓｏｌｌ 目標位置

Claims (6)

1. 走行車線の境界に対する車両の走行位置を検出するための走行位置検出装置と，
   前記走行位置と走行目標としている目標位置との比較に基づいて，運転者のハンドル操作を支援するハンドル操作トルク指令が出力されるトルク制御装置と，
   運転者の所定の操作を検出する操作検出装置と，
   運転者の前記所定の操作のうち少なくとも１つが検出された場合に，運転者のハンドル操作を支援する自動車運転支援装置の操作モードを切替るモード切替装置と，を備え，
   前記所定の操作は，所定時間，運転者が目標位置から強制的に変位し続ける操作を含み，
   前記モード切替装置は，所定時間，運転者が目標位置から強制的に変位し続ける前記所定の操作が検出された場合に，目標位置を走行位置に適合させるように形成されていることを特徴とする，自動車運転支援装置。
2. 前記操作検出装置は，ハンドルの操作角を検出する操作角度センサおよび／またはハンドルの操作トルクを検出する操作トルクセンサを備えることを特徴とする，請求項１に記載の自動車運転支援装置。
3. 前記操作検出装置は，運転者のブレーキペダル操作または車両におけるブレーキシステムによって生成される制動力が所定のしきい値を超えた場合に信号を出力する制動力センサを備えることを特徴とする，請求項１または２のいずれかに記載の自動車運転支援装置。
4. 前記所定の操作は，回避行動に代表されるハンドル操作への運転者の過大な介入に相当する操作を含むことを特徴とする，請求項１から３のいずれかに記載の自動車運転支援装置。
5. 前記所定の操作は，制動システムまたは駆動システムへの運転者の過大な介入に相当する操作を含むことを特徴とする，請求項１から４のいずれかに記載の自動車運転支援装置。
6. 前記モード切替装置は，前記所定の操作が検出された場合，前記トルク制御装置を非作動にするよう形成されていることを特徴とする，請求項１から５のいずれかに記載の自動車運転支援装置。

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