JP6651925B2 - 運転支援装置、運転支援方法 - Google Patents
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Description
A.装置構成 :
図1には、本実施例の「運転支援装置100」の大まかな構成が示されている。運転支援装置100は、車両1内(例えば、運転席前方のインストルメントパネルの奥側など)に搭載されており、この運転支援装置100には図示されるように、アクセルペダル101の操作を検知するセンサー101s(いわゆるアクセルペダルセンサー)と、ブレーキペダル102の操作を検知するセンサー102s(いわゆるブレーキペダルセンサー)と、ステアリングの操作を検知するセンサー103s(いわゆるステアリングホイールセンサー)と、運転者が操作可能な運転モード切換操作部104とが接続されている。加えて、運転支援装置100には、GNSS受信部105と、対象物センサー106と、方位センサー107と、車速センサー108とが接続されている。さらに、運転支援装置100には、加減速制御装置109と、制動制御装置110と、操舵制御装置111と、報知装置112とが接続されている。
また、運転支援装置100は、その内部に、操作量検出部11と、運転モード切換部12と、運転モード記憶部13と、状況検出部14と、走行計画部15と、目標制御量決定部16とを備えている。尚、これら6つの「部」は、運転支援装置100の内部を便宜的に分類した抽象的な概念であり、運転支援装置100が物理的に6つの部分に区分されることを表すものではない。従って、これらの「部」は、CPUで実行されるコンピュータープログラムとして実現することもできるし、LSIやメモリーを含む電子回路として実現することもできるし、更にはこれらを組み合わせることによって実現することもできる。
また、運転モード切換操作部104は、運転モードを手動運転モードから自動運転モードに切り換えるための操作部である。本実施例では、車両1の運転モードを、「アクセルペダル101、ブレーキペダル102、ステアリング103の操作量に対応する目標制御量を決定し、該目標制御量に従って運転制御(加減速制御、制動制御、操舵制御)を行う手動運転モード」や、「運転者による運転操作に依存せずに(自動で)目標制御量を決定し、該目標制御量に従って運転制御を行う自動運転モード」等に切り換えることが可能である。そして、手動運転モードにおいて運転モード切換操作部104が操作されると、運転モードが自動運転モードに切り換えられる。尚、運転モード切換操作部104としては、例えば、押しボタン方式や、回転方式、タッチパネル方式のスイッチ等が用いられる。
目標制御量決定部16は、加減速制御装置109の目標制御量(例えばガソリンの噴射量やスロットルバルブの開度)や、制動制御装置110の目標制御量(例えばブレーキパッドの押圧強度)、操舵制御装置111の目標制御量(例えばタイヤの角度)を決定する。詳しくは、運転モードが手動運転モードである場合は、操作量検出部11が検出したアクセルペダル101、ブレーキペダル102、ステアリング103の操作量に対応させて上述の目標制御量を決定し、運転モードが自動運転モードである場合は、走行計画部15が決定した走行計画に基づいて上述の目標制御量を決定する。そして、これらの目標制御量を示す駆動信号を加減速制御装置109、制動制御装置110、操舵制御装置111に送信することによって、車両1の運転制御を行う。
尚、操作量検出部11は本発明における「運転操作検出部」に相当し、運転モード切換部12は本発明における「運転モード切換部」に相当する。
以下では、本実施例の運転支援装置100によって実行される運転支援処理について説明するが、その準備として先ず、運転支援処理において行われる運転モード切換の概要について説明する。
本実施例の運転支援装置100は、運転モードが手動運転モードである場合に、自動運転モードへの切換が可能な区間(以下「自動運転切換区間」)に車両1が進入したら、運転者に自動運転モードへ切換可能であること示す報知を行う。そして、車両1が「自動運転切換区間」から離脱する前に運転モード切換操作部104が操作されると、手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、運転モードが自動運転モードである場合に、手動運転モードに切り換えるべき区間(以下「手動運転切換区間」)に車両1が進入したら、運転者に手動運転モードへ切り換えることを促す報知を行う。そして、車両1が「手動運転切換区間」から離脱する前に、本実施例の主な特徴である後述の操作が行われると、自動運転モードから手動運転モードに切り換える。
運転支援処理では、運転モード記憶部13の記憶内容に基づいて現在の運転モードを判断し、現在の運転モードに対応する処理を行う。すなわち、運転支援装置100は、運転支援処理を開始すると先ず、現在の運転モードが手動運転モードであるか否かを判断する(S101)。その結果、手動運転モードである場合は(S101:yes)、図4を用いて後述する手動運転モード用処理を行う(S200)。これに対して、手動運転モードでない場合は(S101:no)、現在の運転モードが自動運転モードであるか否かを判断する(S102)。その結果、自動運転モードである場合は(S102:yes)、図5および図6を用いて後述する自動運転モード用処理を開始する(S300)。
これに対して、半自動運転モードでもない場合は(S103:no)、退避運転モード用処理を行う(S500)。ここで、本実施例では、運転モードとして、上述した手動運転モード、自動運転モード、半自動運転モード以外にも、退避運転モードを設定することが可能である。退避運転モードとは、車両1を路肩等の安全位置に退避させる運転モードである。S103の判断処理で半自動運転モードでないと判断される場合は(S103:no)、既に手動運転モードでも、自動運転モードでもないと判断されていることから、現在の運転モードは残りの運転モードである退避運転モードである。この場合は(S103:no)、図10を用いて後述する退避運転モード用処理を行う(S500)。
以下では、上述したそれぞれの運転モード用の処理(手動運転モード用処理、自動運転モード用処理、半自動運転モード用処理、退避運転モード用処理)について説明する。
図4には、手動運転モード用処理のフローチャートが示されている。この処理は、図3を用いて前述した運転支援処理において、現在の運転モードが手動運転モードであると判断された場合に(S101:yes)行われる。
図示されるように、運転支援装置100は、手動運転モード用処理を開始すると先ず、運転者による運転操作部の操作量を検出し、この操作量に対応させて、運転制御の目標制御量を決定する(S201)。詳しくは、アクセルペダル101の操作量を検出し、この操作量に対応させて加減速制御の目標制御量を決定し、ブレーキペダル102の操作量を検出し、この操作量に対応させて制動制御の目標制御量を決定し、ステアリング103の操作量を検出し、この操作量に対応させて操舵制御の目標制御量を決定する。こうして、それぞれの運転制御(加減速制御、制動制御、操舵制御)の目標制御量を決定したら、これらの目標制御量を示す駆動信号を加減速制御装置109、制動制御装置110、操舵制御装置111に送信する(S202)。これらの駆動信号を受信すると、それぞれの駆動信号が示す目標制御量に従って、加減速制御装置109は加減速制御を行い、制動制御装置110は制動制御を行い、操舵制御装置111は操舵制御を行う。
図5および図6には、自動運転モード用処理のフローチャートが示されている。この処理は、図3を用いて前述した運転支援処理において、現在の運転モードが自動運転モードであると判断された場合に(S102:yes)行われる。
図示されるように、運転支援装置100は、自動運転モード用処理を開始すると先ず、状況検出処理を行う(S301)。詳しくは、GNSS受信部105や、方位センサー107、車速センサー108が出力する情報に基づいて、車両1の現在位置や、移動速度、移動方向、加速度、角速度等の車両1の状況を検出する。加えて、対象物センサー106が出力する情報に基づいて、他車両等の対象物の位置や、移動速度、移動方向等の周辺の状況を検出する。尚、これらの検出精度を高めるためにも、種々の方法を用いることができ、例えば、ベイズ定理に基づいたモンテカルロローカライゼーションや、カルマンフィルターローカライゼーション等を利用することができる。
こうして車両1の状況および周辺の状況を検出したら(S301)、これらの状況に基づいて、目的位置までの経路や、その経路上の詳細な走行ライン、車速(走行計画)を決定する(S302)。この走行計画は、例えば、PID(Proportional Integral Derivative)制御等を利用して決定する。
続いて、運転支援装置100は、ブレーキペダル102の急な踏み込みや急なステアリング103の操作(以下、これらをまとめて「緊急操作」という)が行われたか否かを判断する(S305)。この判断処理では、ブレーキペダル102の操作量の単位時間あたり増加量が「第1の量」以上である場合や、ステアリング103の操作量の単位時間あたり増加量が「第2の量」以上である場合に緊急操作が行われたと判断する。
そして、緊急操作が行われた場合は(S305:yes)、運転モードを自動運転モードから退避運転モードに切り換える(S306)。つまり、現在の運転モードが退避運転モードであることを示す情報を運転モード記憶部13に記憶する。このように運転モードを退避運転モードに切り換えた場合は、そのまま自動運転モード用処理を終了する。
図7および図8には、半自動運転モード用処理のフローチャートが示されている。この処理は、図3を用いて前述した運転支援処理において、現在の運転モードが半自動運転モードであると判断された場合に(S103:yes)行われる。
図示されるように、運転支援装置100は、半自動運転モード用処理を開始すると先ず、状況検出処理を行う(S401)。すなわち、図5を用いて前述した自動運転モード用処理と同様に、GNSS受信部105や、方位センサー107、車速センサー108が出力する情報に基づいて、車両1の現在位置や、移動速度、移動方向、加速度、角速度等の車両1の状況を検出する。また、対象物センサー106が出力する情報に基づいて、他車両等の対象物の位置や、移動速度、移動方向等の周辺の状況を検出する。
そして、車両1の状況および周辺の状況を検出したら(S401)、これらの状況に基づいて、目的位置までの経路(ここでは終了位置G2)や、その経路上の詳細な走行ライン、車速(走行計画)を決定する(S402)。ここで、本実施例では、前述したように「緩ブレーキ操作」が行われると半自動運転モードに切り換えられるが、半自動運転モードでは、運転者がこの「緩ブレーキ操作」が行われた状態からブレーキペダル102の踏み込みを戻さない限り(ブレーキペダル102の操作量を減少させない限り)、あるいは、運転者がアクセルペダル101の操作(アクセルペダル101の踏み込み)を行わない限りは、「緩ブレーキ操作」の操作量に拘わらず、予め定められた度合で車両1を減速させる(予め定められた目標制御量で制動制御を行う)こととしている。そこで、S402の処理で決定される走行計画のうち、車速としては、予め定められた度合で車両1が減速する場合の速度が決定される。例えば、単位時間あたり一定の割合で(例えば、1秒あたり5km/hずつ、運転者に重力加速度として0.14Gがかかる程度に)減速する速度が決定される。
続いて、運転支援装置100は、緊急操作(ブレーキペダル102の急な踏み込みまたは急なステアリング103の操作)が行われたか否か(本発明における「退避条件」が成立したか否か)を判断する(S405)。その結果、緊急操作が行われた場合は(S405:yes)、運転モードを自動運転モードから退避運転モードに切り換える(S306)。つまり、現在の運転モードが退避運転モードであることを示す情報を運転モード記憶部13に記憶する。このように運転モードを退避運転モードに切り換えた場合は、そのまま半自動運転モード用処理を終了する。
一方、S407の判断処理で、運転者がブレーキペダル102の踏み込みを戻してないと判断された場合は(S407:no)、今度は、運転者がアクセルペダル101を踏み込んだか否か(操作したか否か)を判断する(S410)。この判断処理は、アクセルペダル101の操作量が増加したか否かを判断することによって行う。そして、運転者がアクセルペダル101を踏み込んだ場合も(S410:yes)、運転モードを半自動運転モードから手動運転モードに切り換えると共に(S408)、手動運転切換報知を報知装置112に実行させる(S409)。
尚、「緩ブレーキ操作」は本発明における「第1態様の操作」に相当し、「ブレーキペダル102の踏み込みを戻す操作」および「アクセルペダル101を踏み込む操作」は本発明における「第2態様の操作」に相当する。
図10には、退避運転モード用処理のフローチャートが示されている。この処理は、図3を用いて前述した運転支援処理において、現在の運転モードが退避運転モードであると判断された場合に(S103:no)行われる。
図示されるように、運転支援装置100は、退避運転モード用処理を開始すると先ず、状況検出処理を行う(S501)。すなわち、図5を用いて前述した自動運転モード用処理と同様に、GNSS受信部105や、方位センサー107、車速センサー108が出力する情報に基づいて、車両1の現在位置や、移動速度、移動方向、加速度、角速度等の車両1の状況を検出する。また、対象物センサー106が出力する情報に基づいて、他車両等の対象物の位置や、移動速度、移動方向等の周辺の状況を検出する。
そして、車両1の状況および周辺の状況を検出したら(S501)、これらの状況に基づいて、目的位置までの経路(ここでは終了位置G2)や、その経路上の詳細な走行ライン、車速(走行計画)を決定する(S502)。ここで、退避運転モードでは、車両1に最も近い位置であって安全が確保される退避位置(例えば、路肩等)を目的位置(車両1の停止位置)とする走行計画が決定される。
尚、ブレーキペダル102の急な踏み込み(緊急操作の1つ)が行われることによって、運転モードが退避運転モードに切り換えられた場合は、手動運転モードにてブレーキペダル102の操作量が最大である場合と同程度の制動制御(最大量の制動制御)を行うこととしてもよい。こうすると、車両1を退避位置まで移動させる場合よりも、短時間で車両1を停止させることができる。
例えば、上述した実施例においては、運転モードを退避運転モードに切り換えた場合は、運転モードが退避運転モードに切り換わったことの報知を行うこととしてもよい。
また、上述した実施例においては、「緩ブレーキ操作」が行われている間は単位時間あたり一定の割合で車両1を減速させることとしたが、予め定められた目標制御量に従って減速させることとすればよく、例えば、徐々に減速の度合が高くなる目標制御量や、徐々に減速の度合が低くなる目標制御量、所定の速度まで減速したらそれ以上は減速しない目標制御量等に従って減速させることとしてもよい。
また、上述した実施例においては、自動運転モード中に「緩ブレーキ操作」が行われたら(第1態様の操作)半自動運転モードに切り換え、半自動運転モード中にブレーキペダル102の踏み込みが戻されたら(第2態様の操作)、あるいは、アクセルペダル101が踏み込まれたら(第2態様の操作)、手動運転モードに切り換えることとした。これに限らず、自動運転モード中にステアリングを一方向に操作されたら(第1態様の操作)半自動運転モードに切り換え、半自動運転モード中にステアリングが他方向に操作されたら(第2態様の操作)手動運転モードに切り換えることとしてもよい。
13…運転モード記憶部、14…状況検出部、 15…走行計画部、
16…目標制御量決定部、100…運転支援装置、101…アクセルペダル、
102…ブレーキペダル、103…ステアリング、104…運転モード切換操作部、
109…加減速制御装置、110…制動制御装置、111…操舵制御装置、
112…報知装置。
Claims (7)
- 運転操作部(101、102、103)と運転者の前記運転操作部に対する運転操作を検出する運転操作検出部(11)とを備えた車両(1)に搭載されて、前記運転者の運転支援を行う運転支援装置(100)であって、
前記運転者によって前記運転操作が行われると、前記運転操作の種類に応じた運転制御を、当該運転操作の操作量に応じた目標制御量で行う手動運転モードと、前記運転者による前記運転操作に依らずに運転制御を行う自動運転モードとに運転モードを切換可能な運転モード切換部(12)と
を備え、
前記運転モード切換部は、
前記自動運転モード中に前記運転操作として第1態様の操作が前記運転者によって行われると、前記運転モードを前記手動運転モードに切り換えるに先立って、前記第1態様の操作の種類に応じた運転制御を行うものの前記第1態様の操作の操作量に依らない所定の目標制御量で運転制御を行う半自動運転モードを開始し、
前記運転者によって前記第1態様と異なる第2態様の操作が行われると、前記運転モードを前記半自動運転モードから前記手動運転モードに切り換えるものであって、
前記第1態様の操作は、前記運転者がブレーキペダルを踏み込む操作であり、
前記第2態様の操作は、前記運転者が前記ブレーキペダルの踏み込みを戻す操作である
ことを特徴とする運転支援装置。 - 運転操作部(101、102、103)と運転者の前記運転操作部に対する運転操作を検出する運転操作検出部(11)とを備えた車両(1)に搭載されて、前記運転者の運転支援を行う運転支援装置(100)であって、
前記運転者によって前記運転操作が行われると、前記運転操作の種類に応じた運転制御を、当該運転操作の操作量に応じた目標制御量で行う手動運転モードと、前記運転者による前記運転操作に依らずに運転制御を行う自動運転モードとに運転モードを切換可能な運転モード切換部(12)と
を備え、
前記運転モード切換部は、
前記自動運転モード中に前記運転操作として第1態様の操作が前記運転者によって行われると、前記運転モードを前記手動運転モードに切り換えるに先立って、前記第1態様の操作の種類に応じた運転制御を行うものの前記第1態様の操作の操作量に依らない所定の目標制御量で運転制御を行う半自動運転モードを開始し、
前記運転者によって前記第1態様と異なる第2態様の操作が行われると、前記運転モードを前記半自動運転モードから前記手動運転モードに切り換えるものであって、
前記第1態様の操作は、前記運転者がブレーキペダルを踏み込む操作であり、
前記第2態様の操作は、前記運転者がアクセルペダルを踏み込む操作である
ことを特徴とする運転支援装置。 - 請求項1または請求項2に記載の運転支援装置であって、
前記所定の目標制御量は、単位時間あたり一定の割合で前記車両を減速させるための目標制御量である
ことを特徴とする運転支援装置。 - 請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載の運転支援装置であって、
前記運転モード切換部は、前記半自動運転モード中に所定の退避条件が成立したら、前記運転者による前記運転操作に依らずに運転制御を行うことによって前記車両を退避位置まで移動させる退避運転モードに前記運転モードを切り換える
ことを特徴とする運転支援装置。 - 請求項4に記載の運転支援装置であって、
前記退避条件は、前記運転者による前記ブレーキペダルの踏み込み量が単位時間あたりに所定の量以上増加することである
ことを特徴とする運転支援装置。 - 請求項4または請求項5に記載の運転支援装置であって、
前記退避条件は、前記車両の速度が所定の下限速度以下になることである
ことを特徴とする運転支援装置。 - 運転操作部(101、102、103)と運転者の前記運転操作部に対する運転操作を検出する運転操作検出部(11)とを備えた車両(1)に搭載されて、前記運転者の運転支援を行う運転支援装置(100)であって、
前記運転者によって前記運転操作が行われると、前記運転操作の種類に応じた運転制御を、当該運転操作の操作量に応じた目標制御量で行う手動運転モードと、前記運転者による前記運転操作に依らずに運転制御を行う自動運転モードとに運転モードを切換可能な運転モード切換部(12)と
を備え、
前記運転モード切換部は、
前記自動運転モード中に前記運転操作として第1態様の操作が前記運転者によって行われると、前記運転モードを前記手動運転モードに切り換えるに先立って、前記第1態様の操作の種類に応じた運転制御を行うものの前記第1態様の操作の操作量に依らない所定の目標制御量で運転制御を行う半自動運転モードを開始し、
前記運転者によって前記第1態様と異なる第2態様の操作が行われると、前記運転モードを前記半自動運転モードから前記手動運転モードに切り換えるものであって、
前記第1態様の操作は、前記運転者がステアリングを一方向に回す操作であり、
前記第2態様の操作は、前記運転者が前記ステアリングを他方向に回す操作である
ことを特徴とする運転支援装置。
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