以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
図1は、実施の形態にかかる車両制御装置の概略構成例を示す図である。図2は、知覚相対距離と実相対距離との関係を示す図である。図3は、知覚相対距離と実相対距離との他の関係を示す図である。図4は、知覚相対速度と実相対速度との関係を示す図である。図5は、実相対距離と実相対速度との関係を示す図である。図6は、知覚相対距離と知覚相対速度との関係を示す図である。図7は、運転者ごとの知覚相対距離と知覚相対速度との関係を示す図である。図8は、運転者ごとの知覚相対比と知覚相対速度との関係を示す図である。図9は、任意の運転者の知覚相対比と知覚相対速度との関係を示す図である。
運転者が搭乗する車両(以下、単に「自車両CA」と称する)は、図1に示すように、少なくとも車両制御装置1が搭載されている。車両制御装置1は、車速センサ2と、距離センサ3と、ECU4と、減速装置5とを含んで構成されている。車両制御装置1は、自車両CAの外部に存在し、かつ運転者に知覚可能な知覚対象物TAと自車両CAとの相対関係を示す実相対物理量を入力値として車両を制御する車両制御を行うものである。ここで、車両制御は、実施の形態では、自車両CAを減速させる減速制御(運転者がブレーキペダルを操作しない状態から車両を減速させる制御、運転者がブレーキペダルを操作している状態から車両をさらに減速させる制御を含む)である。減速制御は、例えばアダプティブクルーズコントロールに代表される自車両CAを知覚対象物TAである先行車両に追従走行させる追従制御や、プリクラッシュセーフティーに代表される自車両CAと知覚対象物TAである自車両CAの進行方向に位置する障害物(動体、静止体を含む)との衝突を回避あるいは衝突時の衝撃を軽減するための衝突回避軽減制御の一部として行われる。ここで、知覚対象物TAとは、自車両CAの外部に存在し、かつ運転者に直接、間接を問わず知覚可能であればよく、動体(自車両CAの周辺を走行している車両、歩行者など)、静止体(自車両CAの周辺に存在する信号機(信号機の現在の状態も含む)、一時停止などの標識、ガードレール、構造物や、これらから判別可能なコーナー、交差点など)が含まれる。
車速センサ2は、自車両CAの車速Vm〔m/s〕を検出するものである。車速センサ2は、ECU4と接続されており、検出された車速VmはECU4に出力され、ECU4が車速Vmを取得する。取得された車速Vmは、後述する知覚相対速度算出部42において知覚相対速度Vs〔m/s〕を算出する際に用いられる。ここで、車速センサ2は、実施の形態では、自車両CAの各車輪に取り付けられている車輪速センサであり、各車輪速センサが検出した各車輪の車輪速がECU4に出力され、ECU4により各車輪の車輪速に基づいて自車両CAの車速Vmが算出され、車速Vmが取得される。なお、車速センサ2は、車輪速センサに限定されるものではなく、自車両CAの動力源(例えば、エンジン、モータなど)が発生した動力を駆動輪に伝達する動力伝達経路状の回転体の回転数を検出するセンサにより検出された回転数や、GPSに代表される自車両CAの位置データを検出するセンサにより検出された位置データに基づいて自車両CAの車速Vmを算出し、車速Vmを取得しても良い。
距離センサ3は、自車両CAと知覚対象物TAとの間の実際の相対距離である実相対距離Dr〔m〕を検出するものである。距離センサ3は、ECU4と接続されており、検出された実相対距離DrはECU4に出力され、ECU4が実相対距離Drを取得する。取得された実相対距離Drは、後述する知覚相対距離算出部41において知覚相対距離Ds〔m〕を取得する際に用いられる。ここで、距離センサ3は、実施の形態では、ミリ波を用いた検出方法により自車両CAと知覚対象物TAとの相対関係を示す相対物理量である実相対距離Dr、実相対速度Vr〔m/s〕を検出するミリ波レーダである。ミリ波レーダは、例えば自車両CAの前面部の中央部、例えばフロントグリル内に取り付けられている。ミリ波レーダは、ミリ波を出射、自車両CAの前面から進行方向の所定の範囲で出射し、自車両CAの進行方向に存在する知覚対象物TAにより反射したミリ波を受信するものである。そして、ミリ波レーダは、出射から受信までの時間を計測することによって、ミリ波レーダから自車両CAの知覚対象物TAまでの距離を算出することで実相対距離Drを検出し、ECU4に出力する。また、ミリ波レーダは、ドップラー効果を用いることで、ミリ波レーダが設けられている自車両CAの車速Vmと自車両CAの進行方向に存在する知覚対象物の車速Vtとの速度差を算出することで実相対速度Vrを検出し、ECU4に出力する。なお、距離センサ3は、ミリ波レーダに限定されるものではなく、例えばレーザや赤外線などを用いたレーダ、CCDカメラなどの撮像装置により自車両CAの進行方向を撮像した画像データに基づいて実相対距離Drを算出する画像認識装置などであっても良い。また、距離センサ3により実相対速度Vrを検出することができない場合、ECU4は、車速センサ2により検出された車速Vmと距離センサ3により検出された実相対距離Drとに基づいて実相対速度Vrを算出し、取得しても良い。この場合、検出された実相対距離Drは、ECU4において実相対速度Vrを取得する際に用いられる。
ECU4は、入力値である実相対物理量に基づいて運転者の知覚による知覚対象物TAと自車両CAとの相対物理量である知覚相対物理量を取得するものである。ECU4は、実施の形態では、入力値である実相対距離Drに基づいて運転者の知覚による知覚対象物TAと自車両CAとの相対距離である知覚相対距離Dsを取得するものである。また、ECU4は、実施の形態では、入力値である実相対速度Vrに基づいて運転者の知覚による知覚対象物TAと自車両CAとの相対速度である知覚相対速度Vsを取得するものである。また、ECU4は、取得した知覚相対距離Dsおよび取得した知覚相対速度Vsに基づいて知覚演算値である知覚相対比Xを取得するものでもある。ECU4は、知覚相対距離算出部41、知覚相対速度算出部42、知覚相対比算出部43、制御タイミング判定部44としての機能を有するものである。なお、ECU4のハード構成は、主に演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)、プログラムや情報を格納するメモリ(SRAMなどのRAM、EEPROMなどのROM(Read Only Memory))、入出力インターフェースなどから構成され、既知の車両に搭載されるECUと同様であるため、詳細な説明は省略する。
知覚相対距離算出部41は、取得された実相対距離Drに基づいて知覚相対距離Dsを取得するものである。自車両CAの運転者は、実相対距離Drが遠いほど相対距離が実相対距離Drよりも近いと錯覚を生じる。例えば、自車両CAの進行方向に等間隔に並んでいる電柱を見たとき、電柱が遠方に位置するほど電柱の間隔が狭く見えるため、遠方の電柱の位置を実際の位置よりも近くにあると錯覚する。従って、取得された実相対距離Drに基づいて車両制御を行えば、例えば実相対距離Drが遠くなると自車両CAの運転者の知覚に基づいた車両の操作(操作タイミングや操作量)と異なる制御タイミングや制御量で車両制御が行われる虞がある。そこで、知覚相対距離算出部41は、運転者に知覚可能な知覚対象物TAと自車両CAとの相対関係を示す相対物理量である相対距離を運転者の知覚に基づいた値にするために、取得された実相対距離Drが遠いほど実相対距離Drよりも小さい値に知覚相対距離Dsを算出する。知覚相対距離算出部41は、実施の形態では、取得された実相対距離Drと、下記の式(5)とに基づいて知覚相対距離Dsを算出する。ここで、nは、0<n<1の範囲である。nは、0.7〜0.8程度が好ましい。
Ds=Drn …(5)
知覚相対距離Dsは、取得された実相対距離Drと、上記の式(5)とに基づいて算出されると、図2に示すように、取得された実相対距離Drをそのまま知覚相対距離Dsとする場合(同図Bに示す直線)と比較して、取得された実相対距離Drが遠いほど実相対距離Drよりも小さい値となる(同図A1に示す曲線)。つまり、知覚相対物理量である知覚相対距離Dsに基づいて車両制御を行うことで、自車両CAの運転者の知覚にあった車両制御を行うことができる。従って、車両制御装置1により行われる車両制御が運転者の感覚にあったものとなり、車両制御における運転者の違和感を抑制することができる。
ここで、自車両CAの運転者による相対距離に対する錯覚においては、自車両CAと知覚対象物TAとが接近した際に、運転者が知覚対象物TAの接近を許容できない最大相対距離D0〔m〕を考慮しても良い。つまり、取得された実相対距離Drが遠いほど実相対距離Drよりも小さい値とするとともに、最大相対距離D0未満の値とならないように知覚相対距離Dsを算出し、算出された知覚相対距離Dsに基づいて車両制御を行えば、車両制御における運転者の違和感をさらに抑制することができる。
例えば、知覚相対距離Dsは、取得された実相対距離Drと、自車両CAと知覚対象物TAとが接近した際に、運転者が知覚対象物TAの接近を許容できない最大相対距離D0〔m〕と、下記の式(6)とに基づいて算出しても良い。ここで、最大相対距離D0は、4程度が好ましい。αは、20程度が好ましい。なお、最大相対距離D0は、一定値として予め設定されていても良く、自車両CAの運転者ごとに設定されても良い。
Ds=αlog(Dr/D0) …(6)
知覚相対距離Dsは、取得された実相対距離Drと、設定された最大相対距離D0と、上記の式(6)とに基づいて算出されると、図3に示すように、取得された実相対距離Drをそのまま知覚相対距離Dsとする場合(同図Bに示す直線)と比較して、取得された実相対距離Drが遠いほど実相対距離Drよりも小さい値となるとともに、最大相対距離D0未満の値とならない(同図A2に示す曲線)。つまり、知覚相対物理量である知覚相対距離Dsに基づいて車両制御を行えば、自車両CAの運転者の知覚にあった制御タイミングや制御量で車両制御をさらに行うことができる。従って、車両制御装置1により行われる車両制御が運転者の感覚にあったものとなり、車両制御における運転者の違和感をさらに抑制することができる。
知覚相対速度算出部42は、取得された実相対速度Vrに基づいて知覚相対速度Vsを取得するものである。自車両CAの運転者は、自車両CAの車速Vmが速いほど、相対速度が実相対速度Vrよりも速いと錯覚を生じる。図4に示すように、自車両CAが停止している(Vm=0)場合の任意の実相対速度Vrに対する知覚相対速度Vs(同図C1における直線)と、自車両CAが走行している(Vm>0)場合の任意の実相対速度Vrに対する知覚相対速度Vs(同図C2における直線)とは異なる。例えば、自車両CAが一般道路を時速40km/h程度で走行している場合と、自車両CAが高速道路を時速100km/h程度で走行している場合とでは、実相対距離Drが同一であれば、自車両CAが高速道路を走行している場合のほうが一般道路を走行している場合よりも相対速度が速いと錯覚する。従って、取得された実相対速度Vrに基づいて車両制御を行えば、例えば自車両CAの車速Vmが速くなると自車両CAの運転者の知覚に基づいた自車両CAの操作(操作タイミングや操作量)と異なる制御タイミングや制御量で車両制御が行われる虞がある。そこで、知覚相対速度算出部42は、運転者に知覚可能な知覚対象物TAと自車両CAとの相対関係を示す相対物理量である相対速度を運転者の知覚に基づいた値にするために、取得された自車両CAの車速Vmが速いほど実相対速度Vrよりも大きい値に知覚相対速度Vsを算出する。知覚相対速度算出部42は、実施の形態では、取得された実相対速度Vrと、取得された自車両CAの車速Vmと、下記の式(7)とに基づいて知覚相対速度Vsを算出する。ここで、βは、0<n<1の範囲である。βは、0.2程度が好ましい。なお、実相対速度Vrは、実施の形態では、知覚対象物TAと自車両CAとが接近する方向をプラスとする。
Vs=Vr+βVm …(7)
知覚相対速度Vsは、取得された実相対速度Vrと、取得された自車両CAの車速Vmと、上記の式(7)とに基づいて算出されると、自車両CAの車速Vmが速いほど、取得された実相対速度よりも大きい値となる(同図C1,C2参照)。つまり、知覚相対物理量である知覚相対速度Vsに基づいて車両制御を行うことで、自車両CAの運転者の知覚にあった車両制御を行うことができる。従って、車両制御装置1により行われる車両制御が運転者の感覚にあったものとなり、車両制御における運転者の違和感を抑制することができる。
ここで、自車両CAの運転者による相対速度に対する錯覚は、上記自車両CAの車速Vmが主な原因であるが相対物理量である知覚対象物TAと自車両CAとの相対加速度も原因となる。つまり、実相対速度Vrと、自車両CAの車速Vmと、実相対加速度Ar(m/s2)とに基づいて、知覚相対速度Vsを算出し、算出された知覚相対速度Vsに基づいて車両制御を行えば、車両制御における運転者の違和感をさらに抑制することができる。
例えば、知覚相対速度Vsは、取得された実相対速度Vrと、取得された自車両CAの車速Vmと、実相対加速度Arと、下記の式(8)とに基づいて算出しても良い。ここで、δは、0<δ<3の範囲である。δは、1.0程度が好ましい。なお、実相対加速度Arは、実施の形態では、知覚対象物TAと自車両CAとが接近する方向をプラスとする。なお、実相対加速度Arは、実相対距離Dr、自車両CAの車速Vm、実相対速度Vr、算出あるいはセンサにより検出された自車両CAの加速度などに基づいてECU4により算出することができる。
Vs=Vr+βVm+δAr …(8)
また、知覚相対速度Vsは、取得された実相対速度Vrと、取得された自車両CAの車速Vmと、知覚対象物TAの加速度Apと、下記の式(9)とに基づいて算出しても良い。相対加速度が自車両CAの運転者による相対速度に対する錯覚の原因となるのは、運転者による操作と関係なく変化する知覚対象物TAの加速度Ap、特にマイナスの値の加速度(自車両CAに対して先行する先行車両が減速する場合など)、すなわち自車両CAに接近する加速度のためであるので、実相対加速度Arを知覚対象物TAの加速度Apに置き換えても良い。ここで、γは、0.5〜2の範囲である。γは、1.5程度が好ましい。なお、知覚対象物TAの加速度Apは、実施の形態では、知覚対象物TAと自車両CAとが接近する方向をプラスとする。なお、知覚対象物TAの加速度Apは、実相対距離Dr、自車両CAの車速Vm、実相対速度Vr、算出あるいはセンサにより検出された自車両CAの加速度などに基づいてECU4により算出することができる。
Vs=Vr+βVm+γAp …(9)
知覚相対比算出部43は、知覚相対速度Vsに基づいて取得された知覚演算値である知覚相対比Xを取得するものである。知覚相対比算出部43は、実施の形態では、知覚相対距離算出部41により取得された知覚相対距離Dsと、知覚相対速度算出部42により取得された知覚相対速度Vsとの比を知覚相対比Xとして算出する。ここで、知覚相対比Xは、知覚相対距離Ds/知覚相対速度Vsである。上述のように、自車両CAの運転者は、相対距離や相対速度などの相対物理量に対して錯覚を生じる。図5に示すように、自車両CAの運転者の知覚に基づいた自車両CAの操作時(自車両CAに備えられている運転者が操作する操作対象物である図示しないブレーキペダルの操作時)における実相対距離Drと実相対速度Vrとの関係は、自車両CAの車速Vmによって一定ではなく、自車両CAの車速Vmが同一であっても一定ではない(同図D1(Vm=0),D2(Vm>0)の曲線)。従って、取得された実相対距離Drと取得された実相対速度Vrとの比である実相対比Yが一定であるとして車両制御を行っても(同図Eに示す直線)、自車両CAの運転者の知覚に基づいた車両の操作(操作タイミングや操作量)と異なる制御タイミングや制御量で車両制御が行われる虞がある。そこで、知覚相対比算出部43は、運転者に知覚可能な知覚対象物TAと自車両CAとの相対関係を示す相対物理量である相対距離と相対速度との比である相対比を運転者の知覚に基づいた値にするために、知覚相対距離Dsと知覚相対速度Vsとの比である知覚相対比Xを算出する。知覚相対比Xは、図6に示すように、同一運転者であれば一定値となる。つまり、自車両CAの運転者は、相対比、すなわち知覚対象物TAと自車両CAが接近するまで時間が一定となるように、自車両CAの操作を行っている。従って、知覚相対比Xを車両制御に用いることで、知覚相対比を算出するために用いられたパラメータ、例えば、相対距離、相対速度、自車両CAの車速Vm、相対加速度、知覚対象物TAの加速度が変化しても、自車両CAの運転者の知覚にあった車両制御を行うことができる。従って、車両制御装置1により行われる車両制御が運転者の感覚にあったものとなり、車両制御における運転者の違和感を抑制することができる。
制御タイミング判定部44は、知覚相対物理量に基づいて車両制御を行うものである。制御タイミング判定部44は、実施の形態では、知覚相対物理量である知覚相対距離Dsおよび知覚相対速度Vsに基づいた知覚相対比Xに基づいて減速制御の制御タイミングを取得するものである。つまり、実施の形態では、知覚相対比X(知覚相対距離Ds、知覚相対速度Vs)に基づいて制御タイミングが判定されるので、自車両CAの運転者の知覚にあった制御タイミングで減速制御を行うことができる。制御タイミング判定部44は、知覚相対比算出部43により算出された知覚相対比Xがしきい値X0を越えるか否かを判定し、知覚相対比Xがしきい値X0を越えると判定すると、すなわち減速制御の場合では知覚相対比Xがしきい値X0以下であると判定すると、減速制御を開始する。
ここで、しきい値X0は、一定値として予め設定されていても良く、運転者あるいは自車両CAの走行環境の少なくともいずれか一方に基づいて変更しても良い。しきい値X0が一定値の場合は、実施の形態では、例えば、運転者ごとに、相対距離、相対速度、自車両CAの車速Vm、相対加速度、知覚対象物TAの加速度を種々変更した状態での自車両CAのブレーキペダルの操作時における実相対距離Drおよび実相対速度Vrをサンプリングし、サンプリングに基づいて実知覚相対比Xrを算出し、その平均値などに基づいて予め設定することができる。
また、しきい値X0を自車両CAの運転者に基づいて変更する場合は、自車両CAに備えられている運転者が操作する操作対象物の操作時における実相対距離Drおよび実相対速度Vrに基づいて行う。ブレーキペダルの操作、すなわちブレーキ操作のタイミングは、運転者ごとに異なる。従って、図7に示すように、同一の知覚相対距離Dsでは、運転者ごとの知覚相対速度Vsが異なり、運転者ごとのブレーキ操作のタイミングは、知覚相対距離Dsと知覚相対速度Vsとの関係を示す直線(同図Xr1,Xr2,Xr3)の傾きとなる。つまり、実知覚相対比Xrは、図8に示すように、運転者ごとに一定値となるが、ブレーキ操作の早さによりその値が異なる。ブレーキ操作が早い運転者は、遅い運転者よりも実知覚相対比Xrが大きくなる。そこで、しきい値X0は、実施の形態では、自車両CAを運転する複数の運転者に対応させるために、運転者ごとに設定し、自車両CAを運転する運転者に応じて変更する。従って、自車両CAを運転する運転者が複数人いても、運転者ごとにしきい値X0が変更されるので、運転者ごとの違和感を抑制することができる。
ここで、運転者ごとのしきい値X0の設定は、例えば、相対距離、相対速度、自車両CAの車速Vm、相対加速度、知覚対象物TAの加速度を種々変更した状態での自車両CAのブレーキペダルの操作時における実相対距離Drおよび実相対速度Vrをサンプリングし、サンプリング結果に基づいて複数の実知覚相対比Xrを運転者ごとに算出し、図9に示すように、運転者ごとの実知覚相対比Xrの下限値Xrminを運転者ごとのしきい値X0として設定する。また、しきい値X0は、ブレーキ操作の早さに基づいて設定しても良い。例えば、ブレーキ操作が早い運転者の実知覚相対比Xrに基づいてブレーキ操作が早い運転者用のしきい値X0f、ブレーキ操作が普通の運転者の実知覚相対比Xrに基づいてブレーキ操作が普通の運転者用のしきい値X0m、ブレーキ操作が遅い運転者の実知覚相対比Xrに基づいてブレーキ操作が遅い運転者用のしきい値X0sを予めそれぞれ設定し、運転者に応じてしきい値X0をX0f,X0m,X0sのいずれかに変更しても良い。
また、しきい値X0を自車両CAの走行環境に基づいて変更する場合は、自車両CAの走行環境に応じて運転者が感じるストレスの強度に基づいて行う。しきい値X0は、運転者が感じるストレスが高い場合は、ストレスが低い場合と比較して、知覚相対比Xがしきい値X0を越えやすく、減速制御の場合ではしきい値X0を大きくする。ここで、走行環境としては、自車両CAが走行している道路の種類、混雑状況、路面状況、天候、視界などがある。例えば、しきい値X0は、自車両CAが走行している道路が一般道路、渋滞、スリップしやすい路面、悪天候、視界不良などであれば大きく設定する。つまり、自車両CAの走行環境、例えば運転者のストレス強度に基づいて、しきい値X0を変更することができる。従って、自車両CAの走行環境に対する運転者の知覚の変化に車両制御を追従させることができ、運転者の違和感を抑制することができる。
減速装置5は、車両制御を実際に行うものであり、実施の形態では減速制御として自車両CAを減速させるものである。減速装置5は、実施の形態では、運転者のブレーキペダルの操作により発生した制動力を自車両CAに作用させるブレーキ装置である。減速装置5は、上記制御タイミング判定部44により、知覚相対比Xがしきい値X0以下であると判定すると減速制御を制御量、例えば加速度、制動力などに基づいて開始する。従って、減速装置5は、制御量に基づいて自車両CAを減速する。以上のように、車両制御装置1は、知覚相対比Xに基づいて制御タイミングが決定され、決定された制御タイミングで減速制御が開始されるので、知覚相対物理量である知覚相対距離Dsおよび知覚相対速度Vsに基づいて車両制御を行う。従って、車両制御装置1は、知覚相対距離Dsに基づいて車両制御を行うので、実相対距離Drが遠いほど実相対距離Drよりも小さい値に基づいて車両制御を行う。なお、制御量は、ECU4により自車両CAの運転状態(実相対距離Dr、実相対速度Vr、自車両CAの車速Vmなど)に基づいて取得されるものである。制御量の取得方法は、既知であるのでその説明は省略する。なお、減速装置5は、ブレーキ装置のみならず、制動力のように、自車両CAに発生している駆動力を減少させ、自車両CAを減速させるものであればいずれであってもよい。例えば、自車両CAに搭載されているエンジン(出力制御により出力を減少させることで自車両CAを減速可能)、自車両CAの動力伝達経路に配置されている変速機(変速制御によりエンジンからの出力を駆動輪に変化させて伝達でき、フューエルカット時におけるエンジンが発生するフリクションを変化させることができるので自車両CAを減速可能)、自車両CAに搭載されている動力源としてのモータ(駆動制御により回生制動を行うことで自車両CAを減速可能)、エンジンの出力により駆動する補機類(駆動制御によりエンジンに与える負荷を増加することで自車両CAを減速可能)などであっても良い。また、ブレーキ装置とこれら(エンジン、モータ、補機類など)とを組み合わせて減速装置5としても良い。
次に、車両制御装置1による車両制御方法について説明する。図10は、実施の形態にかかる車両制御装置による車両制御方法を示す制御フロー図である。なお、車両制御装置1による車両制御方法は、例えばECU4により予め記憶されている車両制御プログラムを実行することで実現される。また、車両制御プログラムは、所定の制御周期で実行される。従って、車両制御装置1による車両制御方法は、自車両CAが走行中に繰り返し行われる。
まず、車両制御装置1のECU4は、同図に示すように、上述のように、自車両CAの車速Vm、実相対距離Dr、実相対速度Vr、知覚対象物TAの加速度Apを取得する(ステップST1)。
次に、知覚相対距離算出部41は知覚相対距離Dsを算出し、知覚相対速度算出部42は知覚相対速度Vsを算出する(ステップST2)。ここでは、知覚相対距離算出部41は、上述のように、例えば、取得された実相対距離Drと、上記の式(5)とに基づいて知覚相対距離Dsを算出する。また、知覚相対速度算出部42は、上述のように、例えば、取得された実相対速度Vrと、取得された自車両CAの車速Vmと、知覚対象物TAの加速度Apと、上記の式(9)とに基づいて算出する。
次に、知覚相対比算出部43は、知覚相対比Xを算出する(ステップST3)。ここでは、知覚相対比算出部43は、上述のように、知覚相対距離Ds/知覚相対速度Vs=知覚相対比Xとする。
次に、制御タイミング判定部44は、知覚相対比Xがしきい値X0を越えるか否かを判定する(ステップST4)。ここでは、制御タイミング判定部44は、知覚相対比Xがしきい値X0以下であるか否かを判定することで、知覚相対比Xに基づいて減速制御が開始可能か否かを判定する。
次に、ECU4は、制御タイミング判定部44により知覚相対比Xがしきい値を越えると判定する(ステップST4肯定)と、減速制御を開始する(ステップST5)。ここでは、ECU4は、知覚相対比Xに基づいて減速制御を開始するための条件を満たすと、ECU4により取得された制御量に基づいて減速制御を実行する。なお、ECU4は、制御タイミング判定部44により知覚相対比Xがしきい値を越えないと判定する(ステップST4否定)と、今回の制御周期を終了し、次回の減速制御に移行する。
以上のように、実施の形態にかかる車両制御装置1および車両制御装置1による車両制御方法では、実相対物理量に基づいて取得された知覚相対物理量、すなわち実相対距離Drに基づいて取得された知覚相対距離Dsおよび実相対速度Vrに基づいて取得された知覚相対速度Vsに基づいた知覚相対比Xに基づいて車両制御である減速制御を行うので、運転者の知覚にあった減速制御を行うこととなり、減速制御における運転者の違和感を抑制することができる。ここで、運転者は、知覚相対速度Vsが大きいと知覚相対速度Vsに基づいて車両を操作するが、知覚相対速度Vsが小さくなると知覚相対距離Dsに基づいて車両を操作するようになる。従って、知覚相対比X、すなわち知覚相対距離Dsと知覚相対速度Vsとの関係に基づいて車両制御を行うので、車両制御を運転者が車両を操作する感覚にあったものとすることができる。
なお、車両制御は、上記実施の形態の減速制御に限定されるものではなく、相対物理量(相対距離、相対速度)に基づいて車両制御を行うものであればよい。例えば、車両制御は、自車両CAを加速させる加速制御(運転者がアクセルペダルを操作しない状態から車両を加速させる制御、運転者がアクセルペダルを操作している状態から車両をさらに加速させる制御を含む)や、自車両CAを旋回させる旋回制御(運転者がステアリングホイールを操作しない状態から車両を旋回させる制御、運転者がステアリングホイールを操作している状態から車両をさらに旋回させる制御を含む)であっても良い。加速制御や旋回制御は、例えば上述の追従制御や、自車両CAを現在走行している車線上に維持するコーナリング制御、上述の衝突回避軽減制御の一部として行われる。
また、車両制御は、上述の自車両CAの走行状態を変化させる制御に限定されるものではなく、運転者や自車両CAの外部に警報を発する警報制御であってもよい。例えば、上記知覚相対比Xがしきい値X0を越えると判定されると、警報を発する警報制御を開始しても良い。
また、ECU4による実相対距離Drおよび実相対速度Vrの取得方法は、上記実施の形態に限定されるものではなく、知覚対象物TAの位置データや車速Vtなどを含む知覚対象物データを自車両CAのECU4が取得し、取得された知覚対象物データと自車両CAの位置データや車速Vmなどを含む自車両データとに基づいてECU4が実相対距離Drおよび実相対速度Vrを算出し、取得しても良い。知覚対象物データの取得は、知覚対象物TAが構造物であれば自車両CAに搭載されているナビゲーションシステムにおける地図データや自車両CAのECU4が通信可能な道路インフラなどで行うことが好ましい。また、知覚対象物TAが先行車両であれば、知覚対象物TAと自車両CAとの車間通信装置や、知覚対象物TAおよび自車両CAのECU4が通信可能な道路インフラを介して取得しても良い。
また、自車両CAに対する知覚対象物TAの位置は、上記実施の形態のように前方に限定されるものはなく、自車両CAの外部に存在し、かつ運転者に知覚可能であれば、知覚対象物TAの自車両CAに対する位置はいずれであっても良い。例えば、知覚対象物TAが自車両CAに対して側方に位置する場合は、運転者が直接知覚可能であるため、本発明の車両制御方法を適用することができる。また、知覚対象物TAが自車両CAに対して後方に位置する場合は、運転者が直接、あるいはサイドミラーやバックミラーを介して知覚可能であるため、本発明の車両制御方法を適用することができる。従って、例えば自車両CAの走行車線の隣車線を走行する後方車が知覚対象物TAである場合は、運転者が自車両CAの走行車線を隣車線に変更する際、すなわち車線変更や合流時に、知覚相対物理量に基づいて車両制御を行うことができる。ここでの車両制御とは、上記減速制御、加速制御、旋回制御、警報制御などである。
また、知覚相対比Xは、上記実施の形態のように知覚相対距離Dsと知覚相対速度Vsとの比に限定されるものではなく、分母と分子のいずれかに知覚相対物理量が含まれていれば良く、例えば知覚相対距離Dsと実相対速度Vrとの比、実相対距離Drと知覚相対速度Vsとの比でも良い。また、知覚相対比Xは、知覚相対距離Dsを分子、知覚相対速度Vsを分母としたが、知覚相対速度Vsを分子、知覚相対距離Dsを分母としても良い。また、車両制御は、上記実施の形態のように知覚相対比Xに基づいて行われるものではなく、知覚相対距離Dsあるいは知覚相対速度Vsのいずれか一方に基づいて行われても良い。また、車両制御は、上記実施の形態のように制御タイミングに限定されるものではなく、制御量でも良い。例えば、相対比、相対距離あるいは相対速度のいずれかに基づいて車両制御の制御量が取得される場合は、知覚相対比X、知覚相対距離Dsあるいは知覚相対速度Vsに基づいて制御量を取得する。
また、しきい値X0を自車両CAの運転者ごとに設定する場合は、設定されたしきい値X0に対応する運転者における自車両CAのブレーキペダルの操作時における実相対距離Drおよび実相対速度Vrに基づいて算出された実知覚相対比Xrがしきい値X0を越える場合は、運転者の注意力が低下していると判定することができる。つまり、実知覚相対比Xrとしきい値X0とに基づいて運転者の状態を推定することができる。従って、例えば実知覚相対比Xrがしきい値X0を越える場合は、警報制御を行っても良い。
なお、知覚相対距離Ds、知覚相対速度Vs、知覚相対比X、制御タイミング、制御量などは、これら各値とこれら各値を算出するためのパラメータ(実相対距離Dr、実相対速度Vr、車速Vmなど)との関係を予め実験等により求めることで作成されたデータベースに基づいてECU4が取得しても良い。