JP5018733B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の自車両と障害物との衝突を回避するための運転支援装置に関する。

従来の運転支援装置としては、例えば、特許文献１に記載されてものが知られている。このような運転支援装置では、自車両の車両挙動変化に基づいて基準横移動量（将来経路）が求められると共に、接触回避のための必要な回避必要横移動量（目標経路）が求められる。そして、基準横移動量と回避必要横移動量との比較結果に基づいて目標操舵量が求められ、この目標操舵量に応じて自動的に操舵装置が制御（走行制御）される。
特開２０００−６６７２６号公報

ここで、上記の運転支援装置では、前述したように、走行制御が常に実行されるため、例えば運転支援装置によって衝突が自動的に回避されるだろうというような運転支援装置に対する運転者の依存や過信が増大してしまうおそれがある。

そこで、運転者の依存や過信を抑制することができる運転支援装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る運転支援装置は、障害物との衝突を回避するための運転支援装置であって、自車両の目標経路を演算する演算手段と、自車両の将来経路を推定する推定手段と、演算手段で演算した目標経路及び推定手段で推定した将来経路に基づいて、自車両における運転者の回避操作の適否及び回避操作量の適否を判定する判定手段と、判定手段によって回避操作が適切で且つ回避操作量が不適切と判定された場合、衝突を回避するように自車両の走行支援を行う走行支援手段と、判定手段によって回避操作が不適切と判定された場合、衝突を回避するように運転者へ警報を発する警報手段と、を備えたことを特徴とする。

この運転支援装置では、運転者の回避操作が適切ではあるものの、その回避操作量が不適切の場合にのみ走行支援が行われ、回避操作が不適切の場合には、警報装置で警報が発せられ運転者自身による適切な回避操作が促されることになる。よって、走行支援装置に対する運転者の依存や過信を抑制することができる。

また、走行支援手段は、目標経路と将来経路とを互いに近づけるように走行制御を行うこと好ましい。この場合、運転者の回避操作量が適切である程、走行支援の程度が減少されるため、当該走行支援が運転者の回避操作と干渉するのを抑制することができる。

また、走行支援手段は、運転者に気づかれないような走行支援を行うことが好ましい。この場合、走行支援の作動を運転者が認知し難くなるため、走行支援装置に対する運転者の依存や過信を一層抑制することができる。

なお、「気づかれないような走行支援」とは、運転者に認識されないように走行経路が微修正される走行支援であり、運転者に対する違和感（体感度）の度合いが所定値よりも小さいものである。ここでの「運転者」は、広く一般的な運転者を意味し、「所定値」は、例えば人間工学等に基づき適宜設定される（以下の「運転者」及び「所定値」について同じ）。

また、運転者の覚醒度を検出する検出手段を備え、走行支援手段は、検出手段で検出した覚醒度が所定値よりも高い場合、運転者に気づかれないような走行支援を行うと共に、検出手段で検出した覚醒度が所定値以下の場合、運転者に気づかれるような走行支援を行うことが好ましい。この場合、例えば運転者が通常の意識状態であると、覚醒度が所定値よりも大きいとされ、運転者に気づかれないような走行支援が行われるため、走行支援装置に対する運転者の依存や過信が一層抑制されることとなる。一方、例えば運転者が居眠りや脇見等をしている状態であると、覚醒度が所定値以下とされ、運転者に気づかれるような走行支援が行われるため、衝突回避が確実に実現されると共に、運転者の覚醒度が向上されることとなる。

なお、「気づかれるような走行支援」とは、運転者に認識されるように走行経路が修正される走行支援であり、運転者に対する違和感（体感度）の度合いが所定値以上のものである。

また、運転者の回避操作を実行する運転者操作手段を判別する判別手段を備え、走行支援手段は、判別手段で判別した運転者操作手段を選択し制御することで、運転者に気づかれないような走行支援を行うことが好ましい。この場合、走行支援の作動を運転者が一層認知し難くなるため、走行支援装置に対する運転者の依存や過信をより一層抑制することができる。

このとき、走行支援手段は、具体的には、判別手段が複数の運転者操作手段を判別した場合、複数の運転者操作手段においての運転者の操作割合に応じて、判別手段で判別した複数の運転者操作手段を制御する場合がある。

本発明によれば、運転支援装置に対する運転者の依存や過信を抑制することが可能となる。

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、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る運転支援装置を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態の運転支援装置１０は、自動車等の自車両１に搭載され、障害物との衝突を回避するためのものである。障害物としては、周辺車両、歩行者、及び路上／路外工作物（例えば、壁、電柱及び中央分離体）等が挙げられる。この運転支援装置１０は、周辺認識センサ１１と、走行状態検出センサ１２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３と、を備えている。

周辺認識センサ１１は、自車両１の周辺を認識するためのものであり、ここでは、周辺認識センサ１１として、走行車線の車線区分線（白線）を認識するカメラ、及び周辺の障害物を認識するミリ波センサ等が用いられている。周辺認識センサ１１は、ＥＣＵ１３に接続され、認識結果をＥＣＵ１３へ出力する。

走行状態検出センサ１２は、自車両１の走行状態を検出するためのものであり、ここでは、走行状態として、車速やヨーレート等の車両状態及び運転者の操作状態を検出する。走行状態検出センサ１２は、ＥＣＵ１３に接続され、検出した走行状態をＥＣＵ１３へ出力する。

ＥＣＵ１３は、例えばＣＰＵやＲＯＭ等を含むコンピュータを主体として構成されており、このＥＣＵ１３には、障害物との衝突を回避するための走行支援を行う走行支援装置１７が接続されている。具体的には、ＥＣＵ１３には、自車両１を操舵するためのステアリング装置１４と、自車両１を制動させるためのブレーキ装置１５とが接続されている。また、ＥＣＵ１３には、自車両１の運転者へ警報（警報音及び警報表示を含む）を発する警報装置（警報手段）１６が接続されている。

このＥＣＵ１３は、目標経路を演算する目標経路演算部（演算手段）１３ａ、将来経路を推定する将来経路推定部（推定手段）１３ｂ、運転者の回避操作及び回避操作量の適否を判定する判定部（判定手段）１３ｃ、及び判定部１３ｃの判定結果に基づいて装置１４〜１６の動作を制御する制御部１３ｄを有している。

このＥＣＵ１３では、周辺認識センサ１１による認識結果及び走行状態検出センサ１２による走行状態に基づいて、運転者の回避操作及び回避操作量を判定し、回避操作が適切で且つ回避操作量が不適切の場合、衝突回避をアシスト（補完）するようステアリング装置１４及びブレーキ装置１５の少なくとも一方を制御して自車両１の走行支援を行う一方、運転者の回避操作が不適の場合、警報装置１６を作動させる（詳しくは、後述）。

次に、説明した運転支援装置１０の処理について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

この運転支援装置１０においては、まず、周辺認識センサ１１で自車両１の周辺が認識されると共に、車両状態検出センサ１２で自車両１の車両状態が検出される。そして、これら認識結果及び走行状態に基づいて、ＥＣＵ１３にて以下の処理が実行される。

すなわち、図３に示すように、認識結果及び走行状態に基づき自車両１と障害物Ｍとの位置関係及び相対速度が演算され、障害物Ｍとの衝突を回避するための目標軌跡としての目標経路Ａが演算される（Ｓ１）。ここでの目標経路Ａは、障害物Ｍとの衝突可能性が最も低くなるような経路とされている。これと共に、自車両１の走行状態に基づき、自車両１の予測軌跡としての将来経路Ｂが推定される（Ｓ２）。

続いて、目標経路Ａと将来経路Ｂとが比較され、障害物Ｍに対する運転者の回避操作の適否が判定される（Ｓ３）。具体的には、回避操作に必要な時間Ｔ秒後において、目標経路Ａ上の位置ＰＡと将来経路Ｂ上の位置ＰＢとの間の距離Ｘが求められる。また、時間Ｔ秒後において距離Ｘの変化率ΔＸが求められる。そして、求めた距離Ｘ及び変化率ΔＸが、図４（ａ）に示す位相平面α上において所定関数ｆより外側の（大きい）回避操作不適切領域Ｎに位置するとき、回避操作が不適切と判定される。一方、それ以外のとき、回避操作が適切と判定される。

ここで、上述した位相平面α上の判定（以下、「位相平面判定」という）のみでは、場合によっては、ノイズ等による瞬間的な変動で誤判定するおそれがある。そのため、本実施形態では、過去の距離Ｘの履歴情報を用いることで、位相平面判定の誤判定が抑制され、回避操作の適否が精度よく判定されている。具体的には、例えば、図４（ｂ）に示すように、距離Ｘが予め設定された閾値Ｉを超えたときから距離Ｘを積分し、その積分値ΣＸが一定以上に達した場合、上記位相平面判定を有効（ＯＮ）としている。なお、予め設定された閾値Ｉを距離Ｘが超えたときから一定時間経過Ｔｉしている場合に、上記の位相平面判定を有効とする場合もある。

続いて、回避操作が不適切と判定された場合には、警報装置１６が作動され、衝突を回避するように運転者へ警報が出力され、処理が終了される（Ｓ４→Ｓ５）。回避操作が適切と判定された場合には、運転者による回避操作の程度（量）である回避操作量の適否が判定される（Ｓ６）。具体的には、距離Ｘ（図３参照）が所定距離よりも小さい場合には、回避操作量が適切と判定される。そしてその後、そのまま処理が終了される。一方、距離Ｘが所定距離以上の場合には、回避操作量が必要操作量から不足しているとして、回避操作量が不適切と判定される。

回避操作量が不適切と判定された場合、目標経路Ａと将来経路Ｂとを互いに近づけるような（これらの差分を減少させるような）走行支援が実行され、これにより、回避操作量の不足分のみが補完される（Ｓ７）。そしてその後、処理が終了される。ここで、本実施形態においては、運転者に気づかれないような走行支援が実行されており、例えば、下記（１）（２）に示す走行支援が実行される。なお、以下の説明では、便宜上、このような「運転者に気づかれないような走行支援」を「低感度走行支援」と称す。

（１）ステアリング操作量が過多の場合
運転者のステアリング操作量が過多の場合には、ステアリング装置１４が制御され、当該ステアリング装置１４における増速装置がステアリング応答の遅延する方向に変化される（例えば、ギヤ比を変化される）。これにより、運転者に違和感を与えることなく、運転者の回避操作量よりもタイヤの切れ角が小さくなり、自車両１の進路が微修正されることになる。

（２）運転者がカーブ途中で回避操作を行った場合
運転者がカーブ途中で回避操作を行った場合には、例えば路面μ推定手段（不図示）で推定された走行路の路面μ値が低いとき、ステアリング装置１４の増速装置によって実舵角が小さくなるようにされると共に、ブレーキ装置１５によって内側タイヤと外側タイヤとのブレーキ量が調整される。これにより、運転者に違和感を与えることなく、運転者の回避操作によるステアリング角と等しくなるようなヨーレートが発生されることになる。

なお、上述した路面μ推定手段については、従来のあらゆる手段を適用することができ、一般的なものとしては、例えば、特開２００１−１３３３９０号公報及び特開２００２−２７４３５６号公報を参照されたい。

以上、本実施形態の運転支援装置１０では、運転者の回避操作が適切ではあるものの、その回避操作量が不適切の場合にのみ走行支援が行われる。一方、回避操作が不適切の場合、警報装置１６で警報が発せられ、運転者自身による適切な回避操作が促される。従って、運転支援装置１０に対する運転者の依存や過信を抑制することができる。

さらに、上述したように、目標経路Ａと将来経路Ｂとの比較によって判定された回避操作の適否に基づいて警報の実行が制御される。つまり、現在の状態のみでなく将来にわたり予測される運転者の回避操作の不適切量の予測値を用いて、警報の実行が判断されている。よって、運転者が回避操作を適切に行っているにもかかわらず発せられる不要警報を抑制することができ、運転者に対する煩わしさや違和感をも低減することが可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、目標経路Ａと将来経路Ｂとを互いに近づけるように走行制御が行われる。よって、運転者の回避操作量が適切である程、走行支援の程度が減少されるため、当該走行支援が運転者の回避操作と干渉するのを抑制することができる。その結果、一層好適且つ安全に衝突回避を実現することが可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、運転者に気づかれないような走行支援である低感度走行支援が行われる。つまり、運転者の走行のバックグラウンドでかげながらに走行支援が実行される。よって、運転者が走行支援の作動を認知し難くなるため、運転支援装置１０に対する運転者の依存や過信を一層抑制することができる。

なお、低感度走行支援は、上述したものに限定されず、運転者に認識されないように走行経路が微修正されるものや、運転者に対する違和感（体感度）の度合いが所定値よりも小さいものであれば、種々の走行支援であってもよい。以上において、走行支援装置１７（ステアリング装置１４及びブレーキ装置１５）並びにＥＣＵ１３の制御部１３ｄが、走行支援手段を構成する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図５は本発明の第２実施形態に係る運転支援装置を示す概略構成図、図６は図５の運転支援装置の処理を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態の運転支援装置２０が上記運転支援装置１０と異なる点は、ＥＣＵ１３（図１参照）に代えて、操作装置判別部（判別手段）２３ｅを有するＥＣＵ２３を備えた点である。

操作装置判別部２３ｅは、走行支援装置１７であって運転者の回避操作を実行するものである操作装置（運転者操作手段）を判別する。ここでの操作装置判別部２３ｅは、運転者による回避操作がステアリング装置１４及びブレーキ装置１５で実行されているか否かを検知し、ステアリング装置１４及びブレーキ装置１５の少なくとも一方を操作装置として判別する。そして、制御部１３ｄは、操作装置判別部２３ｅで判別した操作装置を制御対象として選択して制御し、低感度走行支援を行う。

この本実施形態の運転支援装置２０では、回避操作量が不適切と判定された場合（上記Ｓ６にてＹｅｓ）、操作装置が判別される（Ｓ８）。そして、判別された操作装置が選択され制御されて、低感度走行支援が実行される（Ｓ９）。

具体的には、運転者がステアリング装置１４による回避操作を実行していると判別された場合、ステアリング装置１４が選択されて制御され、必要な走行支援が実現される。また、運転者がブレーキ装置１５による回避操作を実行していると判別された場合、ブレーキ装置１５が選択されて制御され、必要な走行支援が実現される。さらにまた、ステアリング装置１４及びブレーキ装置１５の双方を利用して回避操作を実行していると判別された場合、ステアリング装置１４及びブレーキ装置１５が選択されると共に、運転者によるこれらの回避操作の割合（操作割合）に応じて（ここでは、同じ操作割合で）、ステアリング装置１４及びブレーキ装置１５の双方がそれぞれ制御され、必要な走行支援が実現される。

以上、本実施形態の運転支援装置２０では、操作装置が判別され、この判別された操作装置が選択されて制御されることで、低感度走行支援が行われる。よって、走行支援の作動を運転者が一層認知し難くなるため、運転支援装置２０に対する運転者の依存や過信をより一層抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記第２実施形態と異なる点について主に説明する。

図７は本発明の第３実施形態に係る運転支援装置を示す概略構成図、図８は図７の運転支援装置の処理を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態の運転支援装置３０が上記運転支援装置２０と異なる点は、運転者状態検出センサ３１をさらに備えると共に、ＥＣＵ２３（図５参照）に代えて、自車両１の運転者の覚醒度を検出する覚醒度検出部３３ｆを有するＥＣＵ３３を備えた点である。

運転者状態検出センサ３１は、自車両１の運転者の状態を検知するものであり、例えば、運転者の目線や瞬き等を検知する車内カメラや、運転者の生理状態を検知する生体センサ等が用いられる。覚醒度検出部３３ｆは、運転者状態検出センサ３１で検知した運転者の状態に基づいて、運転者の覚醒度を推定し検出する。そして、制御部１３ｄは、運転者の覚醒度に基づいて走行支援を行う。

この本実施形態の運転支援装置３０では、回避操作量が不適切と判定されて操作装置が判別された後（Ｓ８）、運転者状態検出センサ３１で運転者の状態が検知され、この運転者の状態に基づいて覚醒度が検出される。そして、運転者の覚醒度が所定値よりも高い場合、上記Ｓ８で判別された操作装置が選択されて制御され、低感度走行支援が実行される（Ｓ１０→Ｓ９）。

一方、運転者の覚醒度が所定値以下の場合、運転者に気づかれるような走行支援（以下、「高感度走行支援」という）が実行される。ここでは、上記Ｓ８で判別された操作装置とは異なる走行支援装置１７を選択して制御し、自車両１の挙動を運転者の意図に反するものとすることで、高感度走行支援が実行される（Ｓ１０→Ｓ１１）。

なお、高感度走行支援は、上述したものに限定されず、運転者に認識されるよう走行経路が修正されるものや、運転者に対する違和感（体感度）の度合いが所定値以上のものであれば、種々の走行支援であってもよい。

以上、本実施形態の運転支援装置３０では、介入される走行支援の種別が覚醒度に基づいて適宜選択されて変更される。すなわち、例えば運転者が通常の意識状態であると、覚醒度が所定値よりも大きいとされ、低感度走行支援が行われる。よって、走行支援装置に対する運転者の依存や過信を一層抑制できると共に、自らの意志で回避操作を行ったのにもかかわらずに走行制御が作動するために違和感や煩わしさを感じてしまうということを防ぐことが可能となる。

一方、例えば運転者が居眠りや脇見等をしている状態であると、覚醒度が所定値以下とされ、高感度走行支援が行われる。よって、衝突回避が確実に実現されると共に、走行支援の介入が体感され易くなるため、運転者の覚醒度を向上させることができる。つまり、例えば、居眠りや脇見等で運転者が適切な操舵操作を行っていないときには、ステアリング装置１４が制御されて、ステアリングの動きと車両に発生する横Ｇとで覚醒度向上効果が運転者に付与されることとなる。

従って、本実施形態によれば、検出した覚醒度に応じて走行支援を切り替えることで、運転支援装置３０への依存や過信を抑制しながら、意図せぬ自車両１の挙動でもって運転者の覚醒度向上を図ることが可能となる。

なお、本実施形態では、上記Ｓ８で判別した操作装置を制御することで低感度走行支援を実行したが、低感度走行支援が実行されれば、操作装置以外の走行支援装置１７を制御してもよい。以上において、運転者状態検出センサ３１及びＥＣＵ３３における覚醒度検出部３３ｆが、検出手段を構成する。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、上記Ｓ３で経路Ａ，Ｂを比較する前に、衝突予測時間であるＴＴＣ（Time To Collision）を演算し、このＴＴＣが設定値よりも小さいときに、上記Ｓ３に移行するように処理してもよい。

また、上記実施形態では、位相平面判定によって運転者の回避操作の適否を判定したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｔ秒後における目標経路Ａの位置と将来経路Ｂの位置との差である上記距離Ｘが、予め定められた所定距離を超える場合に、回避操作不適とし、閾値以内の場合は回避操作適切として判定してもよい。

また、上記第３実施形態においては、走行状態検出センサ１２による走行状態に基づき覚醒度検出部３３ｆが覚醒度を検出する場合もある。この場合、運転者状態検出センサ３１は不要となる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る運転支援装置を示す概略構成図である。 図１の運転支援装置における処理を示すフローチャートである。 図１の運転支援装置における処理を説明するための図である。 図１の運転支援装置における回避操作の判定処理を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る運転支援装置を示す概略構成図である。 図５の運転支援装置における処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る運転支援装置を示す概略構成図である。 図７の運転支援装置における処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…自車両、１０，２０，３０…運転支援装置、１３ａ…目標経路演算部（演算手段）、１３ｂ…将来経路推定部（推定手段）、１３ｃ…判定部（判定手段）、１３ｄ…制御部（走行支援手段）、１６…警報装置（警報手段）、１７…走行支援装置（走行支援手段）、２３ｅ…操作装置判別部（判別手段）、３１…運転者状態検出手段（検出手段）、３３ｆ…覚醒度検出部（検出手段）、Ａ…目標経路、Ｂ…将来経路、Ｍ…障害物。

Claims (6)

1. 障害物との衝突を回避するための運転支援装置であって、
   自車両の目標経路を演算する演算手段と、
   前記自車両の将来経路を推定する推定手段と、
   前記演算手段で演算した前記目標経路及び前記推定手段で推定した前記将来経路に基づいて、前記自車両における運転者の回避操作の適否及び回避操作量の適否を判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記回避操作が適切で且つ前記回避操作量が不適切と判定された場合、前記衝突を回避するように前記自車両の走行支援を行う走行支援手段と、
   前記判定手段によって前記回避操作が不適切と判定された場合、前記衝突を回避するように前記運転者へ警報を発する警報手段と、を備えたことを特徴とする運転支援装置。
2. 前記走行支援手段は、前記目標経路と前記将来経路とを互いに近づけるように前記走行制御を行うことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記走行支援手段は、前記運転者に気づかれないような前記走行支援を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の運転支援装置。
4. 前記運転者の覚醒度を検出する検出手段を備え、
   前記走行支援手段は、
   前記検出手段で検出した前記覚醒度が所定値よりも高い場合、前記運転者に気づかれないような前記走行支援を行うと共に、
   前記検出手段で検出した前記覚醒度が所定値以下の場合、前記運転者に気づかれるような前記走行支援を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の運転支援装置。
5. 前記運転者の前記回避操作を実行する運転者操作手段を判別する判別手段を備え、
   前記走行支援手段は、前記判別手段で判別した前記運転者操作手段を選択し制御することで、前記運転者に気づかれないような前記走行支援を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の運転支援装置。
6. 前記走行支援手段は、前記判別手段が複数の前記運転者操作手段を判別した場合、複数の前記運転者操作手段においての運転者の操作割合に応じて、前記判別手段で判別した複数の前記運転者操作手段を制御することを特徴とする請求項５記載の運転支援装置。

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