JP4737238B2

JP4737238B2 - 運転支援装置

Info

Publication number: JP4737238B2
Application number: JP2008162378A
Authority: JP
Inventors: 進也川真田; 謙一北浜
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010000949A

Description

本発明は、車両の運転支援を行う運転支援装置に関するものである。

従来、車両などの運転を支援するものとして、例えば特開２００２−２３０６８２号公報に記載されるように、車両の自動運転可能性の有無を判断するシステムであって、車両の操舵量や車速に基づいて操舵操作可能性、減速操作可能性、加速操作可能性を演算し、自動運転可能性を判断するものが知られている。このシステムにおいて、自動運転可能でない場合には自動運転に移行することを防止し手動運転とする。
特開２００２−２３０６８２号公報

このようなシステムにあっては、自動運転などの運転支援制御が開始される際に車両の運転者が違和感を感ずるおそれがある。例えば、運転支援制御を開始して急に自動運転に切り換わると、運転者の運転操作が車両走行に反映されないため、違和感を覚えることとなる。また、このような違和感は、自動運転制御中においてその自動化レベルが上がる場合にも同様に生ずる場合がある。

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、運転支援制御において運転支援レベルが上がる場合に運転者に生ずる違和感を抑制できる運転支援装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る運転支援装置は、車両の周囲の走行環境情報を取得する周囲環境情報取得手段と、前記車両の運転支援を行う運転支援手段と、前記走行環境情報に応じて前記運転支援手段の運転支援動作を制御するものであって、前記運転支援手段の運転支援レベルを上げる際に運転者の運転操作状態に応じて前記運転支援レベルを上げていく運転支援制御手段とを備えて構成されている。

この発明によれば、運転支援レベルを上げる際に運転者の運転操作状態に応じて運転支援レベルを上げていくことにより、運転支援レベルを上げたことにより運転者が感じる違和感を低減することができる。

また本発明に係る運転支援装置は、車両の周囲の走行環境情報を取得する周囲環境情報取得手段と、前記車両の運転支援を行う運転支援手段と、前記走行環境情報に応じて前記運転支援手段の運転支援動作を制御するものであって、前記運転支援手段の運転支援レベルを上げる際に前記運転支援レベルを徐々に上げていく運転支援制御手段とを備えて構成されている。

この発明によれば、運転支援レベルを上げる際に運転支援レベルを徐々に上げていくことにより、運転支援レベルを上げたことにより運転者が感じる違和感を低減することができる。

本発明によれば、運転支援制御の運転支援レベルを上げる際に、運転者に生ずる違和感を抑制することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本発明の実施形態に係る運転支援装置の構成概要図を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る運転支援装置１は、運転支援対象となる車両に設置され、その車両の運転支援を行う装置であって、例えば走行環境に応じて車両の自動化レベルを設定して自動運転制御を行うものである。

運転支援装置１は、例えばナビゲーションシステム２、走行環境検知部３、運転操作量検出部４、通信部５、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６、走行出力部７、自動化レベル報知部８を備えて構成される。

ナビゲーションシステム２は、車両の自車の位置を検出する自車位置検出手段として機能するものであり、例えば、道路の地図データを備え、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて位置検出可能なものが用いられる。ナビゲーションシステム２は、車両の走行ルートを設定することが可能となっている。ナビゲーションシステム２において設定された走行ルートは、走行ルート情報としてＥＣＵ６に入力され記録される。

走行環境検知部３は、車両の周囲の物体などを検知して車両の走行環境を検知するものであって、車両の周囲の走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段として機能する。この走行環境検知部３としては、例えばミリ波レーダ、レーザレーダ、カメラなどが用いられる。走行環境検知部３により検知された信号は、ＥＣＵ６に入力され、走行環境情報として記録される。

運転操作量検出部４は、運転者の運転操作量を検出する運転操作量検出手段として機能するものであり、例えばハンドル操作量、アクセル操作量、ブレーキ操作量を検出するセンサが該当する。具体的には、ハンドル操作量を検出する操舵トルクセンサ、アクセル操作量を検出するストロークセンサ、ブレーキ操作量を検出するマスタシリンダ圧力センサが用いられる。

通信部５は、車々間通信、路車間通信を行う通信手段であって、通信より車両の走行先の走行環境情報を取得する走行環境情報手段として機能する。運転支援装置１において、通信部５の設置を省略する場合もある。

ＥＣＵ６は、運転支援装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ６は、走行環境情報に応じて運転支援動作を制御する運転支援制御手段として機能する。このＥＣＵ６は、運転支援レベルを上げる際に運転者の運転操作状態に応じて運転支援レベルを上げて運転支援制御を実行する。また、ＥＣＵ６は、運転支援レベルを上げる際に運転支援レベルを徐々に上げて運転支援制御を実行する。

運転支援レベルは、例えば自動運転の自動化レベルであって、走行環境情報の信頼度に応じて設定され、走行環境情報の信頼度が高いほど高く設定されることが好ましい。この場合、走行環境情報の信頼度が高いほど運転支援レベルを高くすることにより、信頼度が高い走行環境情報を用いて高度な運転支援が適切に行うことができる。また、信頼度が低い走行環境情報を用いて高度な運転支援を行うことにより不適切な運転支援となることを回避することができる。

自動運転の自動化レベルは、例えば段階的に設定可能となっている。具体的には、自動化レベルの高い順に、操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作が全て自動操作となる自動化レベル、アクセル操作及びブレーキ操作が自動操作となる自動化レベル、ブレーキ操作のみが自動操作となる自動化レベルが設定可能となっている。

ＥＣＵ６は、走行環境情報を記録保存する走行環境データベースを備えており、走行環境情報の信頼度から運転支援レベルを設定する運転支援レベル演算手段として機能する。

走行出力部７は、ＥＣＵ６から出力される制御信号に応じて自車を走行動作、制動動作、操舵動作を行うものであって、例えばエンジンＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、操舵ＥＣＵにより構成される。この走行出力部７は、自動運転制御を行う際に、車両の運転支援を実行する運転支援手段として機能する。

自動化レベル報知部８は、運転支援制御として自動運転制御を行う場合に、現在の自動化レベルを運転者に報知する報知手段であって、例えば図２に示すように、自動化レベルを表示するインジケータ８１が用いられる。インジケータ８１は、自動化レベルのハイレベルのハイ表示部８１ａ、ミディアムレベルのミディアム表示部８１ｂ、ローレベルのロー表示部８１ｃを備えており、現在の自動化レベルに相当する表示部８１ａ〜８１ｃを適宜表示するものである。図２では、ミディアム表示部８１ｂが点灯している状態を示している。このインジケータ８１の表示を見ることにより、運転者は現在の自動化レベルを認識することができる。なお、自動化レベル報知部８としては、図２のインジケータ８１のほか、自動化レベルを液晶表示するもの、音声により自動化レベルを報知するものなどであってもよい。

次に、本実施形態に係る運転支援装置の動作について説明する。

図３は、本実施形態に係る運転支援装置の動作についての説明図であって、走行環境情報の信頼度が高くなり運転支援レベルが高くなる場合の運転支援内容の説明図である。

図３に示すように、運転支援対象となる車両ＭがルートＲ１上を走行している。このルートＲ１の走行環境情報の信頼度が低い場合、その高い信頼度に応じて低い運転支援レベル、即ち自動化レベルが設定され、低い自動化レベルの運転支援制御が実行される。例えば、ブレーキ操作のみが自動操作となる自動運転制御が実行される。

この車両Ｍが交差点で左折する場合、ルートＲ１からルートＲ２にルート変更することとなる。このルートＲ２における走行環境情報の信頼度がルートＲ１の走行環境情報の信頼度より高い場合、図４（ａ）に示すように、情報信頼度が急激に高くなることもある（ｔ＝ｔ１）。

この場合、走行環境情報の信頼度の上昇に応じて急激に自動化レベルを高めることも考えられるが（図４（ｂ）のｔ＝ｔ１〜ｔ２の二点鎖線）、運転支援装置１においては、運転者の運転操作状態に応じて運転支援レベルを上げていく。例えば、自動運転制御において設定される制御目標値に対し運転者の運転操作量が小さい場合に自動化レベルを上げていく。

ハンドル操作制御、アクセル操作制御、ブレーキ操作制御について自動運転制御するとき、各制御の制御目標値に対し運転者の運転操作量が小さい制御について順次自動化すればよい。例えば、ハンドル操舵制御の操舵トルクの制御目標値より運転者のハンドル操舵のトルク値が小さいときにハンドル操舵制御について自動運転化して自動化レベルを上げていく。その際、順次各制御について自動化レベルを上げていき、段階的に自動化レベルを上げることが好ましい。

すなわち、図４（ｂ）のｔ＝ｔ１〜ｔ２の実線で示すように、自動化レベルが徐々に高められ、段階的に自動化レベルが高められる。このとき、自動運転内容を徐々に増やして自動化レベルを高めてもよいし、自動運転制御量を徐々に増やして自動化レベルを高めてもよい。

また、自動化レベルを高くした場合にその自動運転制御された運転操作については、自動レベルを高くする前に比べて運転者の操作負荷を大きくすることが好ましい。例えば、ハンドル操作制御を自動運転制御とした場合にハンドル操舵反力を大きくしたり、アクセル操作制御を自動運転制御とした場合にアクセル操作反力を大きくしたり、ブレーキ操作制御を自動運転制御とした場合にブレーキ操作反力を大きくする。これにより、運転者は自動運転制御に切り換えられたことを操作感覚を通じて容易に認識することができる。

このように自動運転制御の自動化レベルが高められる場合に、その自動化レベルを徐々に高めることにより、運転支援レベルを上げたことにより運転者が感じる違和感を低減することができる。

また、自動運転制御の自動化レベルが高められる場合に、運転者の運転操作状態に応じて運転支援レベルを上げていくことにより、運転支援レベルを上げたことにより運転者が感じる違和感を低減することができる。

図５は、本実施形態に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。

図５に示す制御処理は、例えばＥＣＵ６によって所定の周期で繰り返して実行される。まず、図５のＳ１０に示すように、走行環境情報取得処理が行われる。走行環境情報取得処理は、運転支援対象となる車両の走行環境情報を取得する処理であり、例えば走行環境検知部３により検知される情報に基づいて走行環境情報を取得する。また、通信部５により送信される情報に基づいて走行環境情報を取得してもよい。取得された走行環境情報の信頼度は、ＥＣＵ６に記録される。その走行環境情報の信頼度に応じて自動化レベルが設定される。このとき、走行環境情報の信頼度が高いほど自動化レベルが高く設定される。

自動化レベルは、例えば段階的に設定可能となっている。具体的には、自動化レベルの高い順に、操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作が全て自動操作となる自動化レベル、アクセル操作及びブレーキ操作が自動操作となる自動化レベル、ブレーキ操作のみが自動操作となる自動化レベルが設定されるようになっている。

そして、Ｓ１２に移行し、自動運転制御の自動化レベルが変更されるか否かが判断される。この判断は、例えば車両がルート変更して走行環境情報の信頼度が高くなり自動化レベルが上げられた場合、または走行環境情報の信頼度が低くなり自動化レベルが下げられた場合に、自動運転制御の自動化レベルが変更されると判断される。

Ｓ１２にて自動運転制御の自動化レベルが変更されないと判断された場合には、Ｓ１８に移行し、現状の自動化レベルに応じて運転支援制御が行われる。一方、Ｓ１２にて自動運転制御の自動化レベルが変更されると判断された場合には、自動化レベルの変更処理が行われる。

この自動化レベルの変更処理は、自動運転制御の自動化レベルを変更する処理であって、現状の自動化レベルから変更目標の自動化レベルまで自動運転制御の内容を変更する処理である。この変更処理において、自動化レベルを上げていく場合、その自動化レベルが急激に上がらないように、段階的に上げられる。例えば、自動化レベルがローレベルからハイレベルに上げていく場合、ローレベル→ミディアムレベル→ハイレベルとなるように段階的に上げられる。

また、自動化レベルを上げていく場合、運転者の運転操作状態に応じて段階的に運転支援レベルを上げていくことが好ましい。例えば、自動運転制御において設定される制御目標値に対し運転者の運転操作量が小さい場合に自動化レベルを上げていく。すなわち、ハンドル操作制御、アクセル操作制御、ブレーキ操作制御について自動運転制御するとき、ハンドル操作量、アクセル操作量、ブレーキ操作量の運転操作量をそれぞれ検出し、各制御の制御目標値に対し運転者の運転操作量が小さい制御について順次自動化していく。具体的には、ハンドル操作制御の操舵トルクの制御目標値より運転者のハンドル操舵のトルク値が小さいときにハンドル操舵制御について自動運転化して自動化レベルを上げていく。

そして、Ｓ１６に移行し、報知処理が行われる。報知処理は、自動運転制御の自動化レベルの変更を運転者に報知する処理である。例えば、ＥＣＵ６から自動化レベル報知部８に作動信号が出力され、自動化レベル報知部８のインジケータ８１が点灯するなどして自動化レベルが報知される。

そして、Ｓ１８に移行し、運転支援制御処理が行われる。運転支援制御処理は、自動化レベルに応じた運転支援制御を実行する処理である。例えば、操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作が全て自動操作となる自動化レベルが設定されている場合、操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作について自動運転する運転支援制御が実行される。また、アクセル操作及びブレーキ操作が自動操作となる自動化レベルが設定されている場合、アクセル操作及びブレーキ操作について自動運転する運転支援制御が実行される。また、ブレーキ操作のみが自動操作となる自動化レベルが設定されている場合、ブレーキ操作について自動運転する運転支援制御が実行される。そして、Ｓ１８の処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る運転支援装置によれば、運転支援レベルである自動化レベルを上げる際に運転者の運転操作状態に応じて自動化レベルを上げていくことにより、自動化レベルを上げたことにより運転者が感じる違和感を低減することができる。

また、本実施形態に係る運転支援装置において、自動化レベルを上げる際に自動化レベルを徐々に上げていくことにより、自動化レベルを上げたことにより運転者が感じる違和感を低減することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る運転支援装置の一例を示すものである。本発明に係る運転支援装置は、この実施形態に係る運転支援装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る運転支援装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

本発明の実施形態に係る運転支援装置の構成概要図である。図１の運転支援装置のインジケータの説明図である。図１の運転支援装置の動作についての説明図である。図１の運転支援装置の動作についての説明図である。図１の運転支援装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…運転支援装置、２…ナビゲーションシステム、３…走行環境検知部、４…運転操作量検出部、５…通信部、６…ＥＣＵ、７…走行出力部、８…自動化レベル報知部。

Claims

車両の周囲の走行環境情報を取得する周囲環境情報取得手段と、
前記車両の運転支援を行う運転支援手段と、
前記走行環境情報に応じて前記運転支援手段の運転支援動作を制御するものであって、前記運転支援手段の運転支援レベルを上げる際に前記運転支援手段において設定される制御目標値と比べ運転者の運転操作量が小さい場合に前記運転支援レベルを上げていく運転支援制御手段と、
を備えた運転支援装置。
前記運転支援制御手段は、前記運転支援手段の前記運転支援レベルを上げる際に前記運転支援レベルを徐々に上げていくことを特徴とする、請求項１に記載の運転支援装置。