JP4254501B2 - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 - Google Patents
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Description
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1の構成を示すシステム図であり、図2は、車両用運転操作補助装置1を搭載した車両の構成図である。
コントローラ60は、自車両の走行車速、および自車両と自車前方や隣接車線に存在する他車両との相対位置やその移動方向と、レーンマーカやガードレールに対する自車両の相対位置等の自車両周囲の障害物状況を認識する。そして、認識した障害物状況に基づいて、各障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを求め、リスクポテンシャルを運転者に伝達するための刺激量、すなわちアクセルペダル82の反力制御量を算出する。
TTC=−D/Vr ・・・(式1)
THW=D/Vf ・・・(式2)
RP=a/THW+b/TTC ・・・(式3)
ここで、定数a、bは、車間時間THWおよび余裕時間TTCにそれぞれ適切な重み付けをするパラメータである。定数a、bは、a<bとなるように予め適切に設定しておく(例えばa=1,b=8)。
dF=k1・RP ・・・(式4)
ここで、k1は定数であり、予め適切な値を設定しておく。
ステップS111では、自車両が走行する道路の基準車速Vtを設定する。まず、コントローラ60は、例えばナビゲーションシステムにおいて検出される自車両の現在位置に関する情報に従って、車速情報データベース40から自車両が走行する道路の制限車速を取得し、制限車速、車速センサ30の誤差、および燃費等を考慮して推奨車速Vt0を設定する。なお、推奨車速Vt0を道路の種別や制限車速に対応づけて予めデータベース化し、データベースから推奨車速Vt0を取得することもできる。
Vt=Vt0+α ・・・(式5)
FA=dF+Fc ・・・(式6)
(1)コントローラ60は、自車両周囲の障害物に対するリスクポテンシャルRP(第1のリスクポテンシャル)と、自車両が走行する道路の基準車速Vtに関する情報(第2のリスクポテンシャル)を算出する。そして、これらの情報をアクセルペダル82に発生する異なる形態の触覚刺激として運転者に伝達する。このように、自車両周囲の複数のリスク情報を、同一の部位から発生する異なる形態の触覚刺激情報として運転者に伝達することにより、運転者は単一の部位からの触覚刺激情報に注意を払っていれば自車両周囲の複数のリスクポテンシャルを知ることができる。また、複数のリスク情報を異なる形態の触覚刺激として発生させるので、運転者は複数の情報をそれぞれ速やかに理解することができる。また、触覚刺激を発生させる部位が一つであるため、システムを簡素化することが可能となる。
(2)障害物に対するリスクポテンシャルRPと、基準車速Vtに関する情報とをアクセルペダル82から発生する触覚刺激として運転者に伝達するので、現在の走行状況に応じたリスクと将来的に予測されるリスクとを運転者に知らせることができる。
(3)障害物に対するリスクポテンシャルRPをアクセルペダル82の操作反力として連続的に発生するので、現在の走行状況に応じたリスクを運転者に連続的に認識させることができる。また、基準車速Vtに関する情報を一時的に発生する刺激(クリック反力)として発生するので、自車速Vfが基準車速Vtを超過している場合に運転者の注意を喚起することができる。
(4)コントローラ60は、自車速の基準車速Vtからの超過状態を算出し、自車速Vfが基準車速Vtを超過している場合に所定の間隔且つ大きさでクリック反力を発生させるので、運転者の注意を喚起することができる。
以下に、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説明する。第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置1の構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
Fc=k1・k2・k3・Fcr ・・・(式7)
図6のステップS218において、自車速Vfが基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overに基づいて、クリック発生間隔t1を設定することもできる。図15に、基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overとクリック発生間隔t1との関係を示す。
図6のステップ223において、自車速Vfが基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overに基づいて、クリック反力Fcの補正係数k1を設定することもできる。図16に、基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overと補正係数k1との関係を示す。
(1)コントローラ60は、自車速の基準車速Vtからの超過状態および超過量を算出し、自車速Vfの超過状態および超過量に基づいてクリック反力Fcの発生間隔および大きさを変更するので、自車速Vfが基準車速Vtをどれだけ超過しているかを、運転者に直感的に知らせることができる。とくに、基準車速Vtからの超過量ΔVが大きい場合、または基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overが長い場合はクリック反力Fcの発生頻度が高くなるので、自車速Vfが基準車速Vtを超過していることを積極的に運転者に知らせることができる。
(2)コントローラ60は、さらに障害物に対するリスクポテンシャルRPに基づいてクリック反力Fcの大きさを変更するので、基準車速Vtに関する情報とともに障害物に対するリスクポテンシャルRPもクリック反力Fcとして運転者に知らせることができる。
(3)また、コントローラ60は、アクセルペダル操作量Spに基づいてクリック反力Fcの大きさを変更するので、基準車速Vtを超過しているときに運転者がアクセルペダル82を大きく踏み込んでいるような場合は、クリック反力Fcを大きくして運転者の注意を喚起することができる。
以下に、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説明する。第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置1の構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
第3の実施の形態においては、自車速Vfが基準車速Vtを超過している場合には、基準車速Vtからどれだけ超過しているかをクリック反力Fcの発生回数として運転者に知らせる。
ステップS316では、自車速Vfの超過レベルに基づいて、クリック発生回数Ncを設定する。図20に、超過レベルとクリック発生回数Ncとの関係を示す。ここで、クリック発生回数Ncは1回に発生させるクリック反力Fcの数である。図20に示すように、自車速Vfが超過レベル1の場合は、1回に1つのクリック反力Fcを発生させる。超過レベル2の場合は2つ、レベル3では3つ、レベル4では4つのクリック反力Fcを連続して発生させる。なお、クリック反力Fcの大きさは予め設定しておく。
つづくステップS317では、クリック発生時間T_onをリセットする。
コントローラ60は、基準車速Vtからの超過量ΔVに基づいてクリック反力Fcの発生回数Ncを変更する。これにより、自車速Vfが基準車速Vtを大幅に超過している場合は一度に多くのクリック反力Fcが発生するので、自車速Vfが基準車速Vtからどれだけ超過しているかを知らせて運転者の注意を喚起することができる。
以下に、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説明する。第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置1の構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
第4の実施の形態においては、自車速Vfが基準車速Vtから超過していることを運転者に知らせる際に、運転者に煩わしさを与えないようにする。そのため、クリック反力Fcを発生させる際の基準車速Vt、クリック反力発生間隔t1,およびリセット時間t2を変更する。さらに、クリック反力Fcの大きさも変更する。
クリック発生間隔t1を、自車速Vfが基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overに基づいて補正することもできる。図25に、基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overとクリック発生間隔t1との関係を示す。
クリック反力Fcを算出するための補正係数を、さらに、自車速Vfが基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overに基づいてを設定することもできる。図26に、基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overと補正係数k1との関係を示す。
図21のステップS421においてアクセルペダル操作量Spに応じた補正係数k3を算出する際に、図27のマップを用いることもできる。この場合、図27に示すようにアクセルペダル操作量Spが増加するほど補正係数k3を徐々に増加させ、所定値Sp2以上では補正計数k3を1に固定する。
(1)コントローラ60は、自車速の基準車速Vtからの超過状態および超過量を算出し、自車速Vfの超過状態および超過量に基づいてクリック反力Fcの発生間隔および大きさを変更するので、自車速Vfが基準車速Vtをどれだけ超過しているかを、煩わしさを与えることなく運転者に知らせることができる。とくに、基準車速Vt以上となってからの経過時間T_overが長い場合はクリック反力Fcの発生頻度が低くなるので、自車速Vfが基準車速Vtを超過していることを運転者に知らせながらも、煩わしさを与えないような制御を行うことができる。
(2)また、コントローラ60はアクセルペダル操作量Spに基づいてクリック反力Fcの大きさを変更する。具体的には、アクセルペダル操作量Spが小さい場合は、クリック反力Fcを発生させない、または小さなクリック反力Fcを発生させるので、運転者に煩わしさを与えることがない。
以下に、本発明の第5の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図28に、第5の実施の形態による車両用運転操作補助装置2の構成を示す。図28に示すように、第5の実施の形態による車両用運転操作補助装置2は、アクセルペダル反力制御装置80の代わりに、運転座席に内蔵された空気袋の圧力を制御するシート圧制御装置90と、運転座席に振動を発生させるシート振動制御装置100とを備えている。
なお、運転座席110に圧力および振動を発生させるときの各種条件は、上述した第3または第4の実施の形態と同様に設定することもできる。
コントローラ61は、障害物に対するリスクポテンシャルRPを運転座席110の連続的な圧力変化、すなわち高さおよび硬さの変化として、また基準車速Vtに関する情報を運転座席110に発生する振動として運転者に伝達する。従って、運転者は運転座席110から発生する異なる形態の触覚刺激によって、自車両周囲の複数のリスク情報を得ることができる。また、自車速Vfの基準車速Vtからの超過状態に応じて振動の発生間隔や大きさを変更すれば、自車速Vfが基準車速Vtからどれだけ超過しているかを運転者に直感的に知らせることができる。
以下に、本発明の第6の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。
第6の実施の形態においては、自車両周囲のリスクポテンシャルRPに応じてステアリングホイールを前後に移動するとともに、自車速Vfが基準車速Vtから超過している場合はステアリングホイールを単発的に前後移動させる。そこで、第6の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、操舵系にステアリングホイールを前後移動させる駆動機構を備えている。
障害物に対するリスクポテンシャルRPに応じてステアリングコラム121を伸縮するので、リスクポテンシャルRPをステアリングホイール120の連続的な位置変化として運転者に知らせることができる。また、自車速Vfが基準車速Vtから超過している場合はステアリングコラム121を短い周期で単発的に伸縮することにより、自車速Vfが基準車速Vt以上であることを運転者に知らせることができる。また、自車速Vfの基準車速Vtからの超過状態に応じてステアリングコラム121を単発的に伸長する際の動作間隔や移動量を変更すれば、自車速Vfが基準車速Vtからどれだけ超過しているかを運転者に直感的に知らせることができる。
20:前方カメラ
30:車速センサ
40:車速情報データベース
60,61:コントローラ
80:アクセルペダル反力制御装置
90:シート圧制御装置
100:シート振動制御装置
110:運転座席
120:ステアリングホイール
Claims (9)
- 自車両周囲の障害物を検出する障害物検出手段と、前記自車両が走行する際の基準となる基準車速を算出する基準車速算出手段とを有し、自車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
前記走行環境検出手段の前記障害物検出手段による検出結果に基づいて前記第1のリスクポテンシャルを算出し、前記走行環境検出手段の前記基準車速算出手段によって算出される前記基準車速に基づいて前記第2のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
運転者に触覚を介した触覚刺激を与える一つの触覚刺激付与手段と、
前記第1のリスクポテンシャルおよび前記第2のリスクポテンシャルを、それぞれ前記一つの触覚刺激付与手段に発生する異なる形態の触覚刺激として運転者に伝達する触覚刺激制御手段とを備え、
前記触覚刺激制御手段は、前記第1のリスクポテンシャルを連続的に発生する触覚刺激として運転者に伝達し、前記第2のリスクポテンシャルを一時的に発生する触覚刺激(以降、一時刺激とする)として運転者に伝達するよう前記触覚刺激付与手段を制御し、
前記リスクポテンシャル算出手段は、前記第2のリスクポテンシャルとして自車速の前記基準車速からの超過状態および超過量を算出し、
前記触覚刺激制御手段は、前記自車速の超過状態および超過量に基づいて前記一時刺激の発生形態を変更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、
前記触覚刺激制御手段は、前記自車速の前記超過状態および前記超過量に基づいて、前記一時刺激の発生間隔および/または大きさを変更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、
前記触覚刺激制御手段は、前記第1のリスクポテンシャルに基づいて、前記一時刺激の大きさを変更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、
前記触覚刺激制御手段は、アクセルペダルの操作量に基づいて、前記一時刺激の大きさを変更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、
前記触覚刺激制御手段は、前記自車速の前記超過量に基づいて、前記一時刺激の発生回数を変更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5のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記触覚刺激付与手段は、アクセルペダル操作反力を発生させるアクセルペダル操作反力発生手段であり、
前記触覚刺激制御手段は、前記第1のリスクポテンシャルに応じて前記アクセルペダル操作反力を連続的に発生させ、前記第2のリスクポテンシャルに応じた前記一時刺激として前記アクセルペダル操作反力にパルス状の付加反力を付加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5のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記触覚刺激付与手段は、運転座席の高さまたは硬さを制御するとともに前記運転座席に振動を発生させるシート制御手段であり、
前記触覚刺激制御手段は、前記第1のリスクポテンシャルに応じて前記運転座席の前記高さまたは硬さを連続的に発生させ、前記第2のリスクポテンシャルに応じた前記一時刺激として前記運転座席に前記振動を発生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5のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記触覚刺激付与手段は、ステアリングコラムを伸縮させる伸縮制御手段であ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8のいずれか1項に記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
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