JP4816669B2 - 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、障害物状況認識部60Aにおいて、自車両の走行車速、および自車両と自車前方に存在する先行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。リスクポテンシャル算出部60Bは、障害物状況認識部60Aで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)。
F1=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。
Vave=ΣVf(k)/N (k=0〜N−1)・・・(式5)
Vstd=√(Σ(Vf(k)−Vave)2/N) ・・・(式6)
Va_l=Vave−0.67×Vstd ・・・(式7)
Va_h=Vave+0.67×Vstd ・・・(式8)
ΔV=min(|Vf−Va_l|、|Vf−Va_h|) ・・・(式9)
dF=F1+F2 ・・・(式10)
(1)コントローラ60は、自車両周囲の走行環境から自車両周囲のリスクポテンシャルRPを算出し、また、自車両周囲の走行環境に対する運転者の習熟度を判定する。コントローラ60は、習熟度の判定結果に応じてリスクポテンシャルを補正し、補正したリスクポテンシャルを触覚を介して運転者に伝達する。このように、走行環境の変化に対する習熟度をリスクポテンシャルRPとともに触覚を介して運転者に伝達するので、自車両周囲のリスクポテンシャルRPを知らせながら、変化後の走行環境に対して運転者に注意を喚起することができる。なお、第1の実施の形態においては、リスクポテンシャルRPを直接補正する代わりに、リスクポテンシャルRPを用いて算出する反力制御量dFを補正した。ただし、リスクポテンシャルRPを直接補正することももちろん可能である。すなわち、反力制御量dFはリスクポテンシャルRPに基づいて算出されるため、習熟度の判定結果に応じてリスクポテンシャルRPを補正しても、反力制御量dFを補正しても、同様の効果を得ることができる。
(2)コントローラ60は、習熟度に応じて補正されたリスクポテンシャルRPに応じて、車両操作機器に発生する操作反力を制御し、リスクポテンシャルRPおよび習熟度の判定結果を触覚を介して運転者に伝達する。具体的には、リスクポテンシャルRPに応じた基準反力制御量F1と、習熟度に基づく補正反力制御量F2とから算出する反力制御量dFをアクセルペダル82に発生させる。例えば変化後の走行環境に対する習熟度が低い場合は、習熟度が高い場合に比べて大きな反力制御量dFを発生させる。これにより、運転者が変化後の走行環境に慣れていない場合に触覚を介して注意を喚起することができる。
(3)コントローラ60は、自車速Vfと過去の車速分布とに基づいて習熟度を判定する。具体的には、過去の自車速Vfの移動平均Vaveを算出し、車速平均値Vaveの75%ilt区間と現在の自車速Vfとの差ΔVに基づいて、習熟度を判定する。車速差ΔVが大きい場合は、例えば道路種別の変化等により自車速Vfが過去の車速平均値から大きく離れており、運転者がその環境変化に慣れていないと判定する。このように過去の車速分布と現在の自車速Vfとを用いることにより、走行環境に対する習熟度を精度よく判定することができる。
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。図8に、第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置2の構成を示すシステム図、および図9に、車両用運転操作補助装置2を搭載した車両の構成図を示す。図10に、車両用運転操作補助装置2のコントローラ61の内部および周辺の構成のブロック図を示す。図8〜10において、図1〜図3に示した第1の実施の形態と同様な機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
(1)車両用運転操作補助装置2は、表示装置110をさらに備え、走行環境に対する運転者の習熟度を視覚情報として運転者に伝達する。これにより、変化後の走行環境に対して運転者が慣れていない場合に、視覚情報を介して運転者の注意を喚起することができる。このとき、習熟度に応じてアクセルペダル反力も制御されているので、運転者は視覚および触覚を介して走行環境の変化を確実に認識し、変化後の走行環境に適した運転操作を意識的に行うことができる。
(2)コントローラ61は、習熟度の判定結果によって、表示装置110における表示の色、大きさ、または点滅状態を制御する。例えば図11(a)〜(c)に示すように習熟度が低い場合は背景を淡い色で表示して先行車CやリスクポテンシャルRPとのコントラストを大きくし、図12(a)〜(c)に示すように習熟度が高い場合は背景を濃い色で表示してコントラストを小さくする。このように習熟度に応じて表示内容を変更することにより、視覚を介して運転者の注意を喚起することができる。なお、習熟度に応じて背景の色を変更する代わりに、例えば先行車CおよびリスクポテンシャルRPを点滅したり、それらの表示を拡大することもできる。または、表示の色および大きさの変更と、点滅とを組み合わせることもできる。
(3)表示装置110の表示モニタには、リスクポテンシャルPRも表示される。これにより、習熟度とともに自車両周囲のリスクポテンシャルRPを視覚を介して運転者に確実に伝達することができる。
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。図14に、第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置3の構成のブロック図を示す。図14において、図10に示した第2の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。
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。図15に、第4の実施の形態による車両用運転操作補助装置4の構成,とくにコントローラ63の内部および周辺の構成のブロック図を示す。図15において、図10に示した第2の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第2の実施の形態との相違点を主に説明する。
dF=F1+F3 ・・・(式11)
コントローラ63は、自車両周囲の走行環境が変化してからの経過時間ΔTに基づいて習熟度を判定する。例えば、走行環境が変化してから所定時間ΔT1が経過するまでは運転者は変化後の走行環境に慣れていないと判定する。これにより、習熟度を簡単な手法で判定することができる。また、運転者が走行環境に対して非習熟である間は、習熟度、すなわち経過時間ΔTに応じた補正反力制御量F3をアクセルペダル82に付加的に発生するので、触覚を介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18に、第5の実施の形態による車両用運転操作補助装置5の構成,とくにコントローラ64の内部および周辺の構成のブロック図を示す。図18において、図15に示した第4の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第4の実施の形態との相違点を主に説明する。
Fn=C×Vp ・・・(式12)
ここで、Cは定数であり、粘性反力Fnを適切に算出するために予め設定しておく。粘性反力Fnはアクセルペダル82の操作方向とは反対の方向に発生する反力である。
F4=L×Fn ・・・(式13)
dF=F1+L×Fn
=F1+F4 ・・・(式14)
(1)コントローラ64は、自車両周囲のリスクポテンシャルRPと、自車両周囲の走行環境に対する運転者の習熟度を判定する。コントローラ64は、リスクポテンシャルRPに応じた基準反力制御量(第1の反力)F1と、習熟度に応じた補正反力制御量(第2の反力)F4とに基づいて、反力制御量dFを算出し、アクセルペダル反力制御を行う。これにより、自車両周囲のリスクポテンシャルRPと習熟度とを触覚を介して運転者に伝達することができる。具体的には、習熟度が低い場合は、アクセルペダル82に付加する補正反力制御量F4を小さくし、リスクポテンシャルRPに応じた反力変化を運転者が敏感に知覚できるようにする。一方、習熟度が高い場合は、補正反力制御量F4を大きくしてアクセルペダル82に発生する反力を大きくし、運転者がペダル操作を行いやすくする。補正反力制御量F4は、習熟度Lと、アクセルペダル82の操作速度Vpに応じた粘性反力Fnとから算出される。従って、習熟度Lが低くてもアクセルペダル82が急に操作されている場合は補正反力制御量F4が大きくなるので、運転者によるアクセルペダル82の急操作を抑制することができる。
(2)コントローラ64は、自車両周囲のリスクポテンシャルRPおよび習熟度を表示装置110に表示し、視覚情報として運転者に提供する。例えば図23(a)(b)に示すようにリスクポテンシャルRPを段階的に表示し、習熟度に応じて背景Dの点滅状態を変更する。これにより、視覚を介して運転者の注意を喚起することができる。なお、習熟度に応じて背景Dの点滅状態を変更する代わりに、リスクポテンシャルRPの表示を点滅させたり、背景Dの表示色を変更することも可能である。また、上述した第2から第4の実施の形態と同様に自車両と先行車を表示モニタM上に表示することもできる。
20:前方カメラ
30:車速センサ
40:道路情報データベース
60〜64:コントローラ
80:アクセルペダル反力制御装置
81:サーボモータ
83:アクセルペダルストロークセンサ
110:表示装置
Claims (2)
- 自車両周囲の走行状況を検出する走行状況検出手段と、
前記走行状況検出手段によって検出される前記走行状況が変化した場合に運転者が変化後の走行状況にどれくらい慣れたかを表す習熟度合を推定する特性推定手段と、
前記走行状況検出手段によって検出された前記走行状況に基づいて、前記自車両周囲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、
前記リスクポテンシャル算出手段で算出されたリスクポテンシャルに応じて、運転者が操作する車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記特性推定手段で推定された前記習熟度合に基づいて、前記操作反力を補正する補正手段とを備え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、
前記補正手段は、前記習熟度合が低いほど、前記操作反力が大きくなるように補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
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