JP4935421B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転を支援する運転支援装置に関する。

従来文献（特開２００６−１９５６４１号公報）には、車両の運転を支援する運転支援装置の一例が示されている。この運転支援装置では、車両に搭載される障害物センサ、路車間通信機、車々間通信機などの検出手段を用いて、同一の物体が多くの検出手段により検出されている場合に物体検出の信頼度が高いことを判定し、物体検出の信頼度が高いほどレベルのより高い運転支援を行う。
特開２００６−１９５６４１号公報

従来技術の運転支援装置では、車々間通信機を用いて自車の周辺に存在する他車の情報を取得し、その他車情報を車両の運転支援に利用する。しかしながら、現状では、車々間通信機の搭載率は上昇しつつあるものの、全ての車両に搭載されている状況ではない。よって、車々間通信機を搭載した車両と、車々間通信機を搭載しない車両とが混在する状況において、運転支援を好適に行う必要がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、運転支援を好適に行うことが可能な運転支援装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係る車両の運転支援装置は、車々間通信機を搭載した車両の割合を算出する搭載割合算出手段と、車々間通信機を搭載した車両の割合に応じて運転支援レベルを設定する運転支援レベル設定手段と、を備えることを特徴とする。

上述した運転支援装置によれば、自車周囲における車々間通信機を搭載した車両の割合が算出され、算出された割合に応じて運転支援レベルが設定されるため、車々間通信機を搭載した車両と、車々間通信機を搭載しない車両とが混在する状況において、最適な運転支援を行うことができる。

上述した運転支援装置において、運転支援レベル設定手段は、車々間通信機を搭載した車両の割合が大きくなるほど運転支援レベルを高く設定し、車々間通信機を搭載した車両の割合が小さくなるほど運転支援レベルを低く設定することが好ましい。この構成により、車々間通信機を搭載した車両の割合が小さい場合に、無駄な制御を防止することができる。例えば、運転支援レベル設定手段は、車々間通信機を搭載した車両の割合が大きくなるに応じて、注意喚起、警報、車両挙動介入制御の順に、運転支援レベルを設定すればよい。

上述した運転支援装置において、広域における車々間通信機を搭載した車両の割合の情報を受信する路車間通信機を備え、運転支援レベル設定手段は、広域における車々間通信機を搭載した車両の割合に応じて運転支援レベルを設定することが好ましい。この構成により、広域における車々間通信機を搭載した車両の割合は信頼性の高いため、運転支援レベルを好適に設定することができる。

上述した運転支援装置において、運転支援レベル設定手段は、搭載割合算出手段により算出された自車周辺の車々間通信機を搭載した車両の割合に応じて運転支援レベルを設定することが好ましい。この構成によれば、自車周辺の車々間通信機を搭載した車両の割合に応じて運転支援レベルを設定することができる。

上述した運転支援装置において、搭載割合算出手段は、インフラストラクチャのサービス提供エリア内にある車々間通信可能な車両台数を、インフラストラクチャのサービス提供エリア内の車両台数で割算することで、車々間通信機を搭載した車両の割合を算出することが好ましい。この構成によれば、車々間通信機を搭載した車両の割合を、精度良く算出することができる。

上述した運転支援装置において、搭載割合算出手段は、車々間通信可能な車両台数を、車々間通信エリア内にある車両台数で割算することで、車々間通信機を搭載した車両の割合を算出することが好ましい。この構成によれば、車々間通信機を搭載した車両の割合を、精度良く算出することができる。

本発明によれば、運転支援を好適に行うことが可能な運転支援装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１に本実施形態に係る運転支援装置１の構成図を示す。本実施形態に係る運転支援装置１は、車両に搭載され、車両の走行制御を行い運転者の運転操作の支援を行う装置である。

運転支援装置１は、電子制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０を備えている。ＥＣＵ２０は、装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成され、運転支援制御ルーチンを含む各種の制御ルーチンが記憶されている。運転支援装置１は、自車周辺における車々間通信機の普及率、言い換えれば、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率（割合）を算出する車々間通信機搭載割合算出手段である通信環境検出部２１と、車々間通信機搭載車両の割合に基づいて運転支援レベルを設定する運転支援レベル設定部２２とを含んでいる。

運転支援装置１には、ナビゲーションシステム１１が設けられている。ナビゲーションシステム１１は、地図データベースを記憶しており、ＧＰＳセンサ１２から自車位置情報を取得すると、車両周辺の地図をディスプレイ３４に表示すると共に、その地図上に目的地までの経路を表示する。

運転支援装置１には、ＧＰＳ（GlobalPositioning System）センサ１２が設けられている。ＧＰＳセンサ１２は、自車位置情報を取得するセンサであり、車両位置情報取得手段として機能するものである。ＧＰＳセンサ１２は、ＥＣＵ２０と接続され、車両の位置情報をＥＣＵ２０に入力する。

運転支援装置１には、車速センサ１３が設けられている。車速センサ１３は、運転者が運転する自車の走行速度を検出する自車速検出手段であり、例えば車輪速センサが用いられる。車速センサ１３は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０に出力信号を出力する。

運転支援装置１には、運転操作検出部１４が設けられている。運転操作検出部１４は、運転操作量を検出する運転操作検出手段であり、例えば操舵角センサ、アクセルセンサ、ブレーキペダルセンサ、ウインカセンサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサが該当する。運転操作検出部１４の検出信号に基づいて車両の運転操作量及び運転操作速度を算出することできる。

運転支援装置１には、レーダセンサ１５が設けられている。レーダセンサ１５は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段として機能するものであり、例えば車両の前方にミリ波を発信し先行車で反射される反射波を検知して先行車との距離を検出するミリ波レーダが用いられる。

運転支援装置１には、前方撮像部１６が設けられている。前方撮像部１６は、自車の前方を撮像する撮像手段であり、例えばＣＣＤカメラなどが用いられる。この前方撮像部１６は、自車の前を走行する先行車を撮像し先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段として機能する。

運転支援装置１には、車々間通信機１７が設けられている。車々間通信機１７は、自車周辺に存在する他車と相互に通信可能であり、他車と通信を行うことで自車の車両情報（位置情報、車速情報、目的地情報、経路情報、運転操作量情報、運転操作速度情報など）を他車に送信すると共に、他車の車両情報を受信する。なお、自車が車々間通信を確立できる他車は、車々間通信機１７を搭載した車両であって、車々間通信可能エリア内にある車両に限られる。

運転支援装置１には、路車間通信機１８が設けられている。路車間通信機１８は、インフラストラクチャである路側に設置されたサービス提供装置（ビーコン）と相互に通信可能であり、サービス提供装置と通信することでＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）の交通情報を受信する。なお、本実施形態では、車々間通信機１７および路車間通信機１８は別々の通信機として構成されているが、車々間通信機１７および路車間通信機１８は単一の通信機により構成されてもよい。

運転支援装置１には、運転支援を行うための構成として、エンジンＥＣＵ３１、ブレーキＥＣＵ３２、操舵ＥＣＵ３３、ディスプレイ３４およびスピーカ３５が設けられている。エンジンＥＣＵ３１は、自車の走行駆動制御を行うものであり、入力される駆動制御信号に応じて自車の走行駆動制御を行う。ブレーキＥＣＵ３２は、自車の制動制御を行うものであり、入力される制動制御信号に応じて自車の制動制御を行う。操舵ＥＣＵ３３は、自車の操舵制御を行うものであり、入力される操舵制御信号に応じて自車の操舵制御を行う。

次に、本実施形態に係る運転支援装置１の動作について説明する。図２は、運転支援装置１における運転支援処理のフローチャートである。

ステップ２０１において、運転支援装置１は、インフラストラクチャであるサービス提供装置から情報を得られるか否かを判定する。ここで、サービス提供装置から情報を得られる場合には、運転支援装置１の処理は、ステップ２０３に進む。一方、サービス提供装置から情報を得られない場合には、運転支援装置１の処理は、ステップ２０２に進む。

ステップ２０２において、運転支援装置１は、自車が走行中の道路において交通渋滞が発生しているか否かを判定する。ここで、交通渋滞が発生している場合には、運転支援装置１の処理は、ステップ２０３に進む。一方、交通渋滞が発生していない場合には、運転支援装置１の処理は終了する。なお、運転支援装置１は、交通渋滞の発生を判定するために、車両に搭載された各種機器１１〜１７から提供される情報を利用する。例えば、運転支援装置１は、ナビゲーションシステム１１および車速センサ１３から提供される情報を利用して、自車が走行中の道路の属性が「自動車専用道路」であり、車速センサ１３により検出される自車の車速が交通渋滞時の一般的な車両速度以下である場合に、自車周辺において交通渋滞が発生していることを判定すればよい。

ステップ２０３において、運転支援装置１は、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を演算し、サービス提供装置に普及率情報を送信する。自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率の演算方法については、後に図３〜図５を参照して詳述する。

インフラストラクチャは、広い地域に分散して設置された複数のサービス提供装置（ビーコン）と、各ビーコンにＶＩＣＳ情報を送信するサービス配信センターと、を含んでいる。サービス配信センターは、各地に設置されたサービス提供装置を介して、各地に存在する車両により演算された車々間通信機搭載車両の普及率情報を集め、各地における車々間通信機搭載車両の普及率情報を統合し、広域（１台の車両の車々間通信可能エリアより広いエリア）における車々間通信機搭載車両の普及率情報を演算する。そして、ステップ２０４において、運転支援装置１は、サービス配信センターからサービス提供装置を介して、広域における車々間通信機搭載車両の普及率情報の提供を受ける。

なお、運転支援装置１は、自車周辺にある複数の他車との間で車々間通信を行うことで、複数の他車と普及率情報を互いにやり取りし、自車および複数の他車の普及率情報に基づいて、広域における信頼性の高い普及率を算出してもよい。また、運転支援装置１は、サービス提供装置または他車との間で普及率情報をやり取りするのではなく、普及率情報の元となる統計的データをやり取りし、広域における信頼性の高い普及率を算出してもよい。

ステップ２０５において、運転支援装置１は、提供可能な運転支援レベルを決定し、その運転支援レベルを設定する。ここで、運転支援装置１は、車々間通信機搭載車両の普及率が小さいほど運転支援レベルを低く設定し、車々間通信機搭載車両の普及率が大きいほど運転支援レベルを高く設定する。

具体的には、運転支援装置１は、図３に示されるように運転支援レベルを設定する。
運転支援レベル１：車々間通信機搭載車両の普及率が０％〜５０％程度の場合には、運転支援装置１は、道路上の他車や障害物などの位置をディスプレイ３４に表示するなど、ドライバーに対して情報提供のみを行う。
運転支援レベル２：車々間通信機搭載車両の普及率が５０％〜７５％程度の場合には、運転支援装置１は、道路上の他車や障害物などが接近する状況において、他車や障害物などの接近を警告する画面をディスプレイ３４に表示したり、他車や障害物などの接近を知らせる音声をスピーカ３５から出力するなど、ドライバーに対して注意喚起を行う。
運転支援レベル３：車々間通信機搭載車両の普及率が７５％〜９５％程度の場合には、運転支援装置１は、自車が道路上の他車や障害物などに接近するようなアクセル操作やハンドル操作などの運転操作が行われると、ブザー音をスピーカ３５から出力して、ドライバーに対して警報を行う。
運転支援レベル４：車々間通信機搭載車両の普及率が９５％〜１００％である場合には、運転支援装置１は、自車が道路上の他車や障害物などに接近しないようにエンジンＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、操舵ＥＣＵなどの制御に介入して、他車や障害物などとの接触を回避する。

次に、図４〜図９を参照して、道路状況別に、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率の演算方法について説明する。

（状況１）車々間通信可能エリアがサービス提供エリア全体に及ぶ場合
図４および図５を参照して、車々間通信可能エリアがサービス提供エリアＲｓ全体に及ぶ場合における、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率の演算方法について説明する。この演算方法は、図２のステップ２０１においてサービス提供装置から情報を取得できることが判定された場合に、実行される。

図４に示されるように、インフラストラクチャであるサービス提供装置５０は、サービス提供エリアＲｓの座標値、サービス提供エリアＲｓ内の車両台数情報などを、路車間通信により自車Ｃに提供する。自車Ｃの運転支援装置１は、このようなサービス提供装置５０により提供される情報を利用して、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を演算する。図５は、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を算出方法のフローチャートである。

ステップ５０１において、運転支援装置１は、路車間通信機１８を用いてサービス提供装置５０と路車間通信を行い、サービス提供エリアの座標値と、サービス提供エリア内の車両台数情報Ｓ１を取得する。ステップ５０２において、運転支援装置１は、車々間通信機１７を用いて他車と車々間通信を行い、車々間通信可能な他車の座標値および台数情報Ｓ２を取得する。ステップ５０３において、運転支援装置１は、サービス提供エリアＲｓの座標値および自車Ｃと通信可能な他車の座標値に基づいて、自車Ｃと通信可能な他車の座標値がサービス提供エリアＲｓ内にあるか否かを判別し、サービス提供エリア内にあり自車Ｃと車々間通信可能な他車の台数情報Ｓ３を演算する。ステップ５０４において、運転支援装置１は、サービス提供エリア内の車々間通信可能な車両台数Ｓ３を、サービス提供エリア内の車両台数Ｓ１で割算することで、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を算出する。ここで、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率は、次の数式（１）により算出される。

（状況２）車々間通信がサービスエリア全体に及ばない場合
図６および図７を参照して、車々間通信可能エリアＲｃがサービス提供エリアＲｓ全体に及ばない場合における、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率の演算方法について説明する。この演算方法は、図２のステップ２０１においてサービス提供装置から情報を取得できることが判定された場合に、実行される。

自車Ｃに搭載された車々間通信機１７は、図６に示される通信特性を有している。すなわち、車々間通信可能エリアは４本の曲線Ｒｃの内側であり、４本の曲線Ｒｃが車々間通信の限界域である。例えば、図６に示されるように、走行中の自車Ｃの前方に交差点が存在し、横方向に延びる道路にサービス提供エリアＲｓが存在する場合には、車々間通信可能エリアがサービス提供エリア全体に及ばない。自車Ｃの運転支援装置１は、このような状況においても、車々間通信機１７の通信特性を利用して、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を演算する。図７は、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を算出方法のフローチャートである。

ステップ７０１において、運転支援装置１は、路車間通信機１８を用いてサービス提供装置と路車間通信を行い、サービス提供エリアの座標値（サービス提供エリアの距離ｚ（ｍ）の情報を含む）と、サービス提供エリア内の車両台数情報Ｓ１を取得する。ステップ７０２において、運転支援装置１は、車々間通信機１７を用いて他車と車々間通信を行い、車々間通信可能な他車の座標値および台数情報Ｓ２を取得する。ステップ７０３において、運転支援装置１は、サービス提供エリアの座標値および自車と通信可能な他車の座標値に基づいて、自車Ｃと通信可能な他車の座標値がサービス提供エリアＲｓ内にあるか否かを判別し、サービス提供エリア内にあり自車と車々間通信可能な他車の台数情報Ｓ３を演算する。

ステップ７０４において、運転支援装置１は、路車間通信により得たサービス提供エリアの座標値、車々間通信により得た他車の位置情報、ナビゲーションシステムからの地図情報などを利用して、自車からサービス提供エリアまでの車両進行方向の距離ｘ（ｍ）を求める。そして、運転支援装置１は、車々間通信の限界域の曲線Ｒｃのデータを利用して、サービス提供エリアおよび車々間通信可能エリアが重複する距離ｙ（ｍ）を求める。ステップ７０５において、運転支援装置１は、サービス提供エリア内の車々間通信可能な車両台数Ｓ３、サービス提供エリア内の車両台数Ｓ１、サービス提供エリアの距離ｚ（ｍ）、サービス提供エリアおよび車々間通信可能エリアの重複する距離ｙ（ｍ）に基づいて、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を算出する。ここで、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率は、次の数式（２）により算出される。

（状況３）交通渋滞の場合
図８および図９を参照して、自車の前方において交通渋滞が発生している場合における、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率の演算方法について説明する。この演算方法は、図２のステップ２０２において交通渋滞が発生していることが判定された場合に、実行される。

図８に示されるように、交通渋滞が発生している場合には、自車Ｃの前方に多数の他車が連なっている。このように多数の車両が連なっている場合には、交通渋滞に巻き込まれている車両の前端から次の車両の前端までの平均距離（一般的に車頭距離と呼ばれる）ｄ（ｍ）は、車速が大きいほど大きくなり、車速が小さいほど小さくなる関係がある。運転支援装置１の通信環境検出部２１は、車速と車頭距離との関係を車頭距離データベースとして保有しており、この車頭距離データベースを利用して自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を算出する。図９は、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を算出方法のフローチャートである。

ステップ９０１において、運転支援装置１は、自車Ｃから車々間通信可能エリアＲｃの前端までの距離の理論値Ｄ（ｍ）を記憶しており、この距離Ｄ（ｍ）を車頭距離ｄ（ｍ）で割算することで、車々間通信可能エリアＲｃにある全車両台数Ｓ４を算出する。なお、車々間通信可能エリアＲｃは、実際には周辺環境によって変化するので、次のステップ９０２において得られる他車の座標値のうち最も前方の車両の座標値が、車々間通信可能エリアＲｃの理論値Ｄ（ｍ）よりも大きい場合には、自車Ｃからその最も前方の車両までの距離を、自車Ｃから車々間通信可能エリアＲｃの前端までの距離の実測値Ｄ（ｍ）として、車々間通信可能エリアＲｃにある全車両台数を算出してもよい。

ステップ９０２において、運転支援装置１は、車々間通信機１７を用いて他車と通信を行い、自車と通信可能な他車の座標値、自車と通信が可能な他車の台数情報Ｓ５を取得する。ここで、運転支援装置１は、他車の座標値に基づいて自車よりも後方にある他車を判別し、自車よりも後方にある他車を除いた他車の台数情報Ｓ５を取得する。ステップ９０３において、運転支援装置１は、車々間通信可能な車両台数Ｓ５を、車々間通信可能エリアＲｃにある全車両台数Ｓ４で割算することで、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率を算出する。ここで、自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率は、次の数式（３）により算出される。

本実施形態に係る運転支援装置１よれば、車々間通信機搭載車両の割合が大きく、他車の挙動把握の信頼度が高い状況では、高いレベルの運転支援を行って車両の安全を維持することができる。一方、車々間通信機搭載車両の割合が小さく、他車の挙動把握の信頼度が低い状況では、低いレベルの運転支援を行って無駄な運転支援処理を防止することができる。但し、運転支援装置１は、運転支援レベルの高低に拘らず、運転支援の処理内容を車々間通信機搭載車両の割合に応じて最適に切り換えれば、本実施形態の改良の効果を得ることができる。

上述した実施形態では、運転支援装置１は、インフラストラクチャから広域における車々間通信機搭載車両の普及率情報の提供を受け、広域における車々間通信機搭載車両の普及率情報に基づいて運転支援レベルを決定した。但し、他の実施形態では、運転支援装置１は、広域における車々間通信機搭載車両の普及率を利用せずに、自ら算出した自車周辺における車々間通信機搭載車両の普及率情報に基づいて運転支援レベルを決定してもよい。

本実施形態に係る運転支援装置の構成図である。 運転支援処理を示すフローチャートである。 運転支援レベルを示す図である。 車々間通信機搭載車両の普及率の第１算出方法を説明するための図である。 車々間通信機搭載車両の普及率の第１算出方法のフローチャートである。 車々間通信機搭載車両の普及率の第２算出方法を説明するための図である。 車々間通信機搭載車両の普及率の第２算出方法のフローチャートである。 車々間通信機搭載車両の普及率の第３算出方法を説明するための図である。 車々間通信機搭載車両の普及率の第３算出方法のフローチャートである。

符号の説明

１…運転支援装置、１１…ナビゲーションシステム、１２…ＧＰＳセンサ、１３…車速センサ、１４…運転操作検出部、１５…レーダセンサ、１６…前方撮像部、１７…車々間通信機、１８…路車間通信機、２０…ＥＣＵ、２１…通信環境検出部（搭載割合算出手段）、２２…運転支援レベル設定部、３１…エンジンＥＣＵ、３２…ブレーキＥＣＵ、３３…操舵ＥＣＵ、３４…ディスプレイ、３５…スピーカ。

Claims (3)

1. 車々間通信可能エリア内にある各他車と車々間通信を行い、前記各他車の座標値を受信する車々間通信機と、
   路側に設置されたサービス提供装置と通信し、サービス提供エリアの座標値、サービス提供エリア内にある車両の台数情報を取得する路車間通信機と、
   前記サービス提供エリアの座標値および前記各他車の座標値に基づいて、前記各他車の座標値がサービス提供エリア内にあるか否かを判別し、サービス提供エリア内にある車々間通信が可能な車両の台数情報を演算する演算手段と、
   サービス提供エリア内にある車々間通信が可能な車両の台数を、前記サービス提供エリア内の車両の台数で割算し、自車周辺における車々間通信機を搭載した車両の割合を算出する搭載割合算出手段と、
   前記搭載割合算出手段により算出された車々間通信機を搭載した車両の割合に応じて運転支援の処理内容を切り換える運転支援レベル設定手段と、
   を備えることを特徴とする車両に搭載された運転支援装置。
2. 前記運転支援レベル設定手段は、車々間通信機を搭載した車両の割合が大きくなるに応じて、注意喚起、警報、車両挙動介入制御の順に、運転支援の処理内容を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記路車間通信機は、広域における車々間通信機を搭載した車両の割合の情報を受信し、
   前記運転支援レベル設定手段は、広域における車々間通信機を搭載した車両の割合に応じて運転支援の処理内容を切り換えることを特徴とする請求項１または２に記載の運転支援装置。

Images