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JP6806582B2 - 車両の運転支援制御装置 - Google Patents
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Description

本発明は、特に、自動操舵機能や自動発進機能を備えた車両であってもドライバにステアリングホイールの保持を適切に促す車両の運転支援制御装置に関する。
近年、車両においては、ドライバの運転を、より快適に安全に行えるように、運転支援制御や自動運転制御を利用した様々な技術が開発され実用化されている。例えば、先行車が存在しないときはセット車速を維持する定速走行制御を行い、先行車を検出した場合は、自車両を先行車に対し追従車間距離を維持した状態で追従させる追従走行制御を行う車間距離自動維持制御付きクルーズコントロール(ACC:Adaptive Cruise Control)システムもそのような技術の一つである。
最近では、このACCシステムの適用領域を低速領域(0[Km/h]〜)まで拡大し、渋滞追従機能を持たせたシステムも実用化されている。この渋滞追従機能を備えたACCシステムでは、追従対象の先行車の停車を検出すると、ACCシステムが追従自動発進制御を起動させる。そして、自車両を先行車に追従して自動停車させ、その後、先行車の発進を検出すると、それに追従して自車両を自動発進させる。
例えば、特開2011−207426号公報(以下、特許文献1)では、停止中にドライバによる操作入力が行われ且つ操作入力から設定時間が経過するまでの間に先行車との車間距離が判定閾値を超えたとき発進を許可する車両の運転支援装置において、操作入力からの経過時間がドライバの操作入力直後を判定するキャンセル判定時間よりも長いことを判定し、且つ、先行車が設定車速未満となる停止或いは略停止状態にあると判定したとき発進許可をキャンセルする技術が開示されている。
特開2011−207426号公報
ところで、上述のような特許文献1に開示されるような自動操舵機能や自動発進機能等の自動運転制御を搭載する車両では、操舵制御や発進停車制御が自動で行われるため、たとえドライバがステアリングホイールを保持していなくても安全性が確保できる。しかしながら、交通環境の変動を考慮すると、安全性の確実な維持のためには、ドライバがステアリングホイールを保持できるようにする必要がある。一方で、車両が停車中の場合のように、ドライバがステアリングホイールを保持する必要がないこともある。このため、走行中に所定時間以上、ステアリングホイールを非保持の場合にドライバにステアリングホイールが非保持状態であることを警報することが考えられるが、車両が減速して停車しようとする際にステアリングホイールの非保持時間が所定時間以上になって、ステアリングホイールを保持することを促す警報が行われると、ドライバに違和感を与えてしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の走行状態を考慮してドライバにステアリングホイールを保持することを適切に違和感無く促して安全性を向上させることができる車両の運転支援制御装置を提供することを目的としている。
本発明の車両の運転支援制御装置の一態様は、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出するステアリング保持状態検出手段と、ドライバが前記ステアリングホイールから手を放してからのステアリングホイール非保持時間をカウントするステアリングホイール非保持時間カウント手段と、前記ステアリングホイール非保持時間が予め設定した閾値以上となった際に警報制御を作動する警報手段と、自車両が減速して停車するまでの停車予測時間を予め設定し、現在の車速と減速度から前記停車予測時間以内での減速停車を予測する停車予測手段と、前記停車予測手段で前記停車予測時間以内での減速停車が予測される場合は、前記警報制御の作動を禁止する警報禁止手段とを備えた。
本発明による車両の運転支援制御装置によれば、車両の走行状態を考慮してドライバにステアリングホイールを保持することを適切に違和感無く促して安全性を向上させることが可能となる。
本発明の実施の一形態に係る運転支援制御装置の概略構成図である。 本発明の実施の一形態に係る車両の運転支援プログラムのフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係る車速に応じて設定される停車予測時間の特性図である。 本発明の実施の一形態に係る運転支援制御の一例を示すタイムチャートである。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1において、符号1は車両に搭載される運転支援制御装置を示し、この運転支援制御装置1は、制御ユニット(ACC_ECU)30を有している。ACC_ECU30はCPU、ROM、RAM等を備えた周知のマイクロコンピュータを主体に構成されており、ROMには予め設定した動作を実現するための制御プログラムや各種テーブル等の固定データが記憶されている。
ACC_ECU30の入力側には、車載カメラ2が画像処理ユニット(IPU)3を介して接続されている。車載カメラ2として本実施形態では、メインカメラ2aとサブカメラ2bとを有するステレオカメラを採用した例を説明する。この両カメラ2a,2bは車室内前部の上部(例えば、ルームミラーの両側)に一定の間隔を保持した状態で固設されている。この両カメラ2a,2bで撮像した自車前方の走行環境の画像信号がIPU3に送信される。
IPU3は車載カメラ2からの画像情報に基づき、自車両の周辺及び前方の走行環境情報を取得する。そして、この走行環境情報に基づいて車線区画線、自車両の前方走行する先行車や前方から接近する対向車の情報を取得し、更に、自車両の前方を横切ろうとする歩行者、二輪車(自転車、バイク)等の移動障害物、路肩の縁石、ガードレールや樹木等の固定障害物からなる障害物検知情報を取得する。
更に、ACC_ECU30の入力側には、周知のナビゲーション装置5、自動運転スイッチ6、前側方センサ7、車速センサ8、前後加速度センサ9、アクセル開度センサ10、ステアリングホイール用生体検出センサ11等が接続されている。
ナビゲーション装置5は、道路や交差点、標高等の情報を含む地図情報を記憶手段に保持しており、GPS(Global Positioning System)衛星からの信号を受信して取得した自車両の位置情報(緯度、経度、標高、移動方向等)に基づき、図示しないモニタに表示されている地図情報上に自車両の現在地を表示する。又、目的地が設定されている場合は、現在地から目的地までの誘導経路をモニタの地図情報上に表示する。
自動運転スイッチ6は、ドライバの運転支援制御に係るスイッチ群で、例えば、通常運転(スイッチOFF)と自動運転(スイッチON)を任意に選択すると共に、ACC運転時のセット車速等を設定する複合スイッチであり、運転席前のインストルメントパネルやステアリングハンドル等、運転者の操作可能な位置に設けられている。
前側方センサ7は、超音波センサ、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、赤外線センサ、レーザレーダ等であり、本実施形態では、例えば左右のドアミラーにそれぞれ取付けられているが、フロントバンパの稜部に取付けられていても良い。この前側方センサ7は、上述した車載カメラ2からの画像では認識することの困難な左右斜め前方から側方にかけての領域を監視し、自車両に接近して摺り抜けようとし、或いは自車両前方を横切ろうとする歩行者や、二輪車(自転車、バイク)等の移動障害物を検出する。
また、車速センサ8は自車両の車速を検出し、前後加速度センサ9は自車両の前後加速度を検出し、アクセル開度センサ10は運転者のアクセルペダルの踏込み量からアクセル開度を検出する。
更に、ステアリングホイール用生体検出センサ11は、例えば、特開2013−90834号公報に開示されるようなステアリングホイールに設けられ、ドライバの生体信号を検出するセンサであり、本実施の形態においては、このステアリングホイール用生体検出センサ11により、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出するようになっている。すなわち、ステアリングホイール用生体検出センサ11はステアリング保持状態検出手段として設けられている。
一方、ACC_ECU30の出力側には、電子制御スロットルのスロットル弁を開閉動作させるスロットルアクチュエータ21、ブレーキ駆動部22が接続されている。
ブレーキ駆動部22には、主ブレーキアクチュエータ23、補助ブレーキアクチュエータ24が設けられており、主ブレーキアクチュエータ23は、ブレーキ駆動部22に設けられているハイドロリックコントロールユニット(HCU)から供給される液圧ブレーキを増減させて、各車輪に設けられているディスクブレーキ等の主ブレーキ23aに対する制動力を調整する。一方、補助ブレーキアクチュエータ24は、停車時に左右後輪に設けられているドラム式ブレーキ等の補助ブレーキ24aを動作させて、自車両の停車状態を維持する。尚、この主ブレーキ23aはドライバの行うフットブレーキ操作によっても所望の制動力を得ることができる。
また、ACC_ECU30の出力側には、パワーステアリングモータ駆動部25が接続されている。そして、パワーステアリングモータ駆動部25には、ACC_ECU30で算出された車線からの逸脱を防止する目標制御量(目標操舵角、目標操舵トルク)や、先行車軌跡や車線形状に基づき、設定した目標コースに追従して走行するための目標制御量(目標操舵角、目標操舵トルク)が出力され、操舵支援、又は、自動操舵の操舵制御が実行される。
更に、ACC_ECU30の出力側には、警報手段として、アラームランプ等の表示部26、及び、ブザー、スピーカ等の報知部27が接続されている。尚、表示部26は、例えば運転席前方のコンビネーションメータに設けられたマルチ・インフォメーション・ディスプレイ(MID)であり、或いは、ナビゲーション装置15のモニタを利用しても良い。
そして、ACC_ECU30は、各種センサ・スイッチ類からの信号に基づいて、電子制御スロットルのスロットルアクチュエータ21、及びブレーキ駆動部22に駆動信号を出力し、IPU3で検出した走行環境情報に基づき、自車両の前方の先行車を捕捉したか否かを調べる。この結果、先行車が捕捉されていない場合は、自車両をセット車速で走行させる定速走行制御(定速クルコン)を実行する。一方、先行車を捕捉した場合、先行車に対して所定車間距離を開けて追従する追従走行制御(追従クルコン)を行う。
また、ACC_ECU30は、適用領域が低速領域(0[Km/h]〜)まで拡大されており、IPU3からの画像情報に基づき追従対象の先行車の停車を検出した場合、それに追従して自車両を自動停車させ、先行車の発進を検出した場合、自車両を自動発進させる。より詳しくは、ACC_ECU30は、先行車の停車を検出した場合、自車両を予め設定した停車車間距離を保持した状態で停車させて、先行車が発進するまで待機し(追従停車)、先行車の発進を検出した場合、先行車が予め設定した発進車間距離だけ離れた後、自車両を自動発進させる(追従自動発進制御)。
更に、ACC_ECU30は、上述の如く、車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御、設定した目標コースに追従して走行するレーンキープ制御、その他追い越し制御等を協調させて行って自動運転制御等を実行する。このように、ACC_ECU30は、自動制御手段としての機能を有している。
そして、ACC_ECU30は、後述の図2に示す、運転支援プログラムのフローチャートに従って、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出し、ドライバがステアリングホイールから手を放してからのステアリングホイール非保持時間をカウントし、ステアリングホイール非保持時間が予め設定した閾値以上となった際に警報制御を作動するが、自車両の予め設定する時間以内の減速停車が予測される場合は、警報制御の作動を禁止する。
すなわち、まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、ステアリングホイール用生体検出センサ11からの信号により、ドライバがステアリングホイールを保持しているか否か判定する。
S101の判定の結果、ドライバがステアリングホイールを保持している場合は、後述する、ステアリングホイール非保持時間カウンタtcをクリア(tc=0)し、警報開始時間カウンタtsをクリア(ts=0)し、警報禁止フラグFsをクリア(Fs=0)する。更に、ドライバにステアリングホイールを保持することを促す、アラームランプ等の表示部26をOFF状態とし、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音をOFF状態とし、運転支援制御は、現状維持としてプログラムを抜ける。
逆に、ドライバがステアリングホイールを非保持の場合は、S103に進み、ステアリングホイール非保持時間カウンタtcをカウントアップ(tc=tc+Δtc:Δtcはプログラム実行時間)し、S104に進み、停車予測時間teを設定する。この停車予測時間teは、例えば、図3のように、車速Vに応じて、車速Vが高くなるほど長い時間になるように、予め実験、計算等により設定しておいたもので、本実施の形態では、自車両が停車予測時間te以内に停車すると予測される場合に、警報制御の作動を禁止、運転支援制御、自動運転制御の作動の停止を禁止するようになっている。
そして、S105に進み、現在の走行状態で停車予測時間te以内での停車を、以下の(1)式が成立するか否かで判定する。
V−a・te≦0 …(1)
ここで、aは前後加速度センサ9で検出される減速度である。
S105の判定の結果、前述の(1)式が成立して、現在の走行状態で停車予測時間te以内での停車が予測される場合は、S106に進み、警報禁止フラグFsをセットする(Fs=1)。
次いで、S107に進み、アラームランプ等の表示部26をOFF状態とし、S108に進んで、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音をOFF状態とする。
次に、S109に進み、上述の追従走行制御、操舵支援、又は、自動操舵の操舵制御等の運転支援機能が作動(ON)されているか否か判定し、これら機能がONされている場合は、S110に進み、これらの運転支援機能を継続し(作動したままとし)、プログラムを抜ける。
また、S109の判定で、上述の追従走行制御、自動操舵の操舵制御等の運転支援機能が非作動(OFF)状態と判定された場合は、そのままプログラムを抜ける。
一方、前述のS105の判定の結果、前記(1)式が非成立で、現在の走行状態で停車予測時間te以内での停車が予測できない場合、S111に進み、警報禁止フラグFsがセット(Fs=1)されているか否か判定する。
この判定の結果、Fs=1であり、現在の走行状態で停車予測時間te以内での停車が予測され、警報禁止の場合は、S112に進み、警報開始時間カウンタtsをカウントアップ(ts=ts+Δts:Δtsはプログラム実行時間)する。
そして、S113に進み、警報開始時間カウンタtsが、予め実験、計算等により設定しておいた警報開始閾値tsc以上(ts≧tsc)になったか否か判定する。
このS113の判定の結果、警報開始時間カウンタtsが警報開始閾値tscに達していない場合(ts<tscの場合)は、S106に戻って、警報制御の作動を禁止、運転支援制御、自動運転制御の作動の停止を禁止する。
また、S113の判定の結果、警報開始時間カウンタtsが警報開始閾値tsc以上となった場合(ts≧tscの場合)、S114に進んで、警報開始時間カウンタtsをクリア(ts=0)し、S115に進んで、警報禁止フラグFsをクリア(Fs=0)して、S116に進む。
更に、前述のS111の判定で、警報禁止フラグFsが0の場合は、そのままS116に進む。
S111でFs=0と判定され、或いは、S115でFs=0とした後に進むS116以降のS122までの処理は、警報制御の作動、運転支援制御、自動運転制御の作動の停止を判定するための処理であり、まず、S116で、ステアリングホイール非保持時間カウンタtcが予め実験、計算等により設定しておいた閾値tc1以上(tc≧tc1)となったか否か判定する。
S116で、tc<tc1と判定された場合は、そのままプログラムを抜け、tc≧tc1と判定された場合は、S117に進み、アラームランプ等の表示部26をONし、S118に進む。
S118では、ステアリングホイール非保持時間カウンタtcが予め実験、計算等により設定しておいた閾値tc2以上(tc≧tc2)となったか否か判定する。尚、本実施の形態では、tc1<tc2である。
S118の判定の結果、tc<tc2と判定された場合は、そのままプログラムを抜け、tc≧tc2と判定された場合は、S119に進み、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音をONし、S120に進む。
S120に進むと、ステアリングホイール非保持時間カウンタtcが予め実験、計算等により設定しておいた閾値tc3以上(tc≧tc3)となったか否か判定する。尚、本実施の形態では、tc2<tc3である。
S120で、tc<tc3と判定された場合は、そのままプログラムを抜け、tc≧tc3と判定された場合は、S121に進み、上述の追従走行制御、操舵支援、又は、自動操舵の操舵制御等の運転支援機能が作動(ON)されているか否か判定する。
このS121の判定の結果、これら機能がONされている場合は、S122に進み、これらの運転支援機能をOFFし(キャンセルし)、プログラムを抜ける。
また、S121の判定で、上述の追従走行制御、自動操舵の操舵制御等の運転支援機能が非作動(OFF)状態と判定された場合は、そのままプログラムを抜ける。
以上のように、本実施の形態においては、ACC_ECU30は、ステアリングホイール非保持時間カウント手段、警報手段、停車予測手段、警報禁止手段としての機能を有して構成されている。
以上のACC_ECU30で実行される運転支援制御の一例を図4のタイムチャートで説明する。
この例は、自車両が車速Vのタイムチャートで示すように、時刻t1で発進し、加速していき、時刻t3から減速を始め、時刻t6で停止し、その後、時刻t8から再び発進し、加速していく場合の例を示している。尚、時刻t8からの再発進は、ドライバによる操作(アクセル操作等)、運転支援機能(自動発進機能)のどちらによるものであっても良い。
このような走行をしている車両で、ドライバが、時刻t1の後の時刻t2からステアリングホイールから手を放していると、ステアリングホイール非保持時間カウンタtcがカウントされていく。
このように、ドライバが、時刻t2からステアリングホイールから手を放したままでいると、ステアリングホイール非保持時間カウンタtcは、時刻t4で、閾値tc1以上となり、アラームランプ等の表示部26のON領域となり、時刻t5で、閾値tc2以上となり、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音のON領域となり、時刻t9で、閾値tc3以上となり、運転支援機能をOFF(キャンセル)領域となる。
ところで、車両が停車している場合には、ステアリングホイールから手を放していても安全性には問題がない。
このため、車両が停車しようとしている場合に、アラームランプ等の表示部26の作動、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音の作動、運転支援機能のキャンセルが実行されると、却って、ドライバに違和感を与えてしまう虞がある。
このため、本実施の形態では、図4中の警報禁止フラグFsのタイムチャートで示すように、車両が停車予測時間te以内に停車されることが予測される場合は、アラームランプ等の表示部26の作動(時刻t4における警報)、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音の作動(時刻t5における警報)を禁止すると共に、運転支援機能が作動している場合はそのまま継続作動させ、ドライバに違和感を与えることのないようになっている。
時刻t8から、再び車両が発進されると、(図4中、領域SCで示す)警報開始閾値tsc後に、再び、そのときのステアリングホイール非保持時間カウンタtcの値に応じた、アラームランプ等の表示部26の作動、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音の作動、運転支援機能のキャンセルが実行される。尚、本実施の形態では、警報開始閾値tsc後にアラームランプ等の表示部26の作動、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音の作動、運転支援機能のキャンセルが実行されるようになっているが、警報開始閾値tscが0に設定されるようにして、直ぐ、警報の作動、運転支援機能のキャンセルに移行するようにしても良い。また、本実施の形態では、ステアリングホイールからの手放し警報として、アラームランプ等の表示部26による警報、ブザー、スピーカ等の報知部27によるアラーム音による警報、運転支援機能のキャンセルが実行されるようになっているが、これらの一つのみの警報、或いは、何れか2つを組み合わせた警報でドライバに警報を行うようにしても良い。
このように本発明の実施の形態によれば、ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出し、ドライバがステアリングホイールから手を放してからのステアリングホイール非保持時間をカウントし、ステアリングホイール非保持時間が予め設定した閾値以上となった際に警報制御を作動するが、自車両の予め設定する時間以内の減速停車が予測される場合は、警報制御の作動を禁止する。このため、自車両の走行状態を考慮してドライバにステアリングホイールを保持することを適切に違和感無く促して安全性を向上させることが可能となる。
1 運転支援制御装置、
2 車載カメラ、
3 画像処理ユニット
5 ナビゲーション装置
6 自動運転スイッチ
8 車速センサ
9 前後加速度センサ
10 アクセル開度センサ
11 ステアリングホイール用生体検出センサ(ステアリング保持状態検出手段)
21 スロットルアクチュエータ、
22 ブレーキ駆動部、
25 パワーステアリングモータ駆動部、
26 表示部(警報手段)、
27 報知部(警報手段)、
30 制御ユニット(ステアリングホイール非保持時間カウント手段、警報手段、停車予測手段、警報禁止手段、自動制御手段)

Claims (5)

  1. ドライバのステアリングホイールの保持状態を検出するステアリング保持状態検出手段と、
    ドライバが前記ステアリングホイールから手を放してからのステアリングホイール非保持時間をカウントするステアリングホイール非保持時間カウント手段と、
    前記ステアリングホイール非保持時間が予め設定した閾値以上となった際に警報制御を作動する警報手段と、
    自車両が減速して停車するまでの停車予測時間を予め設定し、現在の車速と減速度から前記停車予測時間以内での減速停車を予測する停車予測手段と、
    前記停車予測手段で前記停車予測時間以内での減速停車が予測される場合は、前記警報制御の作動を禁止する警報禁止手段と、
    を備えたことを特徴とする車両の運転支援制御装置。
  2. 前記警報手段で作動させる前記警報制御は、視覚的な警報と聴覚的な警報の少なくともどちらかであることを特徴とする請求項1記載の車両の運転支援制御装置。
  3. 前記警報禁止手段が前記警報制御の作動を禁止した後、前記停車予測時間以内での減速停車が解除された場合、前記警報手段は、予め設定した時間後に、前記ステアリングホイール非保持時間に応じて前記警報制御を作動することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両の運転支援制御装置。
  4. 車線からの逸脱を防止するように、又は設定した目標コースに追従するように自動操舵する自動操舵機能と、先行車に追従して自動発進する自動発進機能の少なくとも一方の自動制御手段を備え、
    前記警報手段は、前記ステアリングホイール非保持時間が予め設定した第1の閾値以上となった際に前記警報制御を作動させ、前記ステアリングホイール非保持時間が予め設定した第2の閾値以上となった際に前記自動制御手段の作動を停止させ、
    前記警報禁止手段は、前記停車予測時間以内での減速停車が予測される場合は、前記警報制御の作動を禁止すると共に、前記自動制御手段の作動の停止を禁止することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の車両の運転支援制御装置。
  5. 前記警報禁止手段が前記警報制御の作動を禁止すると共に、前記自動制御手段の作動の停止を禁止した後、前記停車予測時間以内での減速停車が解除された場合、前記警報手段は、予め設定した時間後に、前記ステアリングホイール非保持時間に応じて前記警報制御を作動させると共に、前記自動制御手段の作動の停止の禁止を解除することを特徴とする請求項4記載の車両の運転支援制御装置。
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