JP7848725B2

JP7848725B2 - 運転支援装置及び運転支援方法

Info

Publication number: JP7848725B2
Application number: JP2023031274A
Authority: JP
Inventors: 陽介和田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2023-03-01
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2026-04-21
Anticipated expiration: 2043-03-01
Also published as: JP2024123666A

Description

本発明は運転支援装置及び運転支援方法に関する。

特許文献１には、ドライバの不注意により車両が停止地点で停止しなかったり、高い速度で徐行区間に進入したりしてしまうのを未然に防止する運転支援装置が開示されている。この運転支援装置は、停止地点又は徐行区間と自車位置との間の距離が、道路情報に基づいて設定される注意喚起距離以下であり、且つ、停止地点又は徐行区間までの到達所要時間が所定時間以下である場合にドライバに注意を喚起する。

特許第４７６５８４４号公報

しかしながら、車両の減速が必要となる場所は停車地点や徐行区間の手前の範囲に限られない。例えば、車両の前方において制限速度が下がる地点が存在する場合には、車両はその地点までに減速する必要がある。

また、制限速度が下がる地点において、他の車両が必ずしも変更後の制限速度で走行するとは限らない。例えば、変更後の制限速度よりも実勢速度が低い場合、変更後の制限速度まで車両を減速させただけでは、車両の減速が不十分である。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、車両の前方に制限速度が下がる地点が存在する場合に、車両が実際の走行環境に即した態様で減速を行うことを支援することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）車両の前方において制限速度が下がる地点における実勢速度を取得すると共に、該実勢速度に基づいて該地点における該車両の目標速度を設定する目標速度設定部と、前記車両が前記地点において前記目標速度まで減速するために必要な減速度を算出する減速度算出部と、前記減速度が所定の閾値よりも大きいときに、前記車両のドライバに警告を通知する通知部とを備える、運転支援装置。

（２）前記実勢速度は車線毎に設定されている、上記（１）に記載の情報通知装置。

（３）前記目標速度設定部は、前記車両のドライバによって予め設定された設定量が前記実勢速度に加算された値に前記目標速度を設定する、上記（１）又は（２）に記載の情報通知装置。

（４）前記閾値は前記車両のアクセルオフ時の減速度に設定される、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の情報通知装置。

（５）コンピュータにより実行される運転支援方法であって、車両の前方において制限速度が下がる地点における実勢速度を取得することと、前記実勢速度に基づいて前記地点における前記車両の目標速度を設定することと、前記車両が前記地点において前記目標速度まで減速するために必要な減速度を算出することと、前記減速度が所定の閾値よりも大きいときに、前記車両のドライバに警告を通知することとを含む、運転支援方法。

本発明によれば、車両の前方に制限速度が下がる地点が存在する場合に、車両が実際の走行環境に即した態様で減速を行うことを支援することができる。

本発明の実施形態に係る運転支援装置が設けられた車両の構成の一部を概略的に示す図である。ＥＣＵのプロセッサの機能ブロック図である。警告処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。車両の前方において制限速度が下がる状況の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

図１は、本発明の実施形態に係る運転支援装置が設けられた車両１の構成の一部を概略的に示す図である。

図１に示されるように、車両１（自車両）は、周辺情報検出装置２、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機３、地図データベース４、ナビゲーション装置５、車両挙動検出装置６、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ：Human Machine Interface）７、通信装置８及び電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０を備える。周辺情報検出装置２、ＧＮＳＳ受信機３、地図データベース４、ナビゲーション装置５、車両挙動検出装置６、ＨＭＩ７及び通信装置８は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ネットワーク等を介してＥＣＵ１０に電気的に接続される。

周辺情報検出装置２は、車両１（自車両）の周囲のデータ（画像、点群データ等）を取得し、車両１の周辺情報（例えば、周辺車両、標識等）を検出する。例えば、周辺情報検出装置２は、ミリ波レーダ、カメラ（単眼カメラ又はステレオカメラ）、ライダ（ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection And Ranging））、若しくは超音波センサ（ソナー）、又はこれらの任意の組み合わせを含む。周辺情報検出装置２の出力、すなわち周辺情報検出装置２によって検出された車両１の周辺情報はＥＣＵ１０に送信される。

ＧＮＳＳ受信機３は、複数（例えば３つ以上）の測位衛星から得られる測位情報に基づいて、車両１の現在位置（例えば車両１の緯度及び経度）を検出する。具体的には、ＧＮＳＳ受信機３は、複数の測位衛星を捕捉し、測位衛星から発信された電波を受信する。そして、ＧＮＳＳ受信機３は、電波の発信時刻と受信時刻との差に基づいて測位衛星までの距離を算出し、測位衛星までの距離及び測位衛星の位置（軌道情報）に基づいて車両１の現在位置を検出する。ＧＮＳＳ受信機３の出力、すなわちＧＮＳＳ受信機３によって検出された車両１の現在位置はＥＣＵ１０に送信される。ＧＮＳＳ受信機にはＧＰＳ受信機が含まれる。

地図データベース４は地図情報を記憶している。ＥＣＵ１０は地図データベース４から地図情報を取得する。なお、地図データベースが車両１の外部（例えばサーバ等）に設けられ、ＥＣＵ１０は車両１の外部から地図情報を取得してもよい。

ナビゲーション装置５は、ＧＮＳＳ受信機３によって検出された車両１の現在位置、地図データベース４の地図情報、車両１の乗員（例えばドライバ）による入力等に基づいて、目的地までの車両１の走行ルートを設定する。ナビゲーション装置５によって設定された走行ルートはＥＣＵ１０に送信される。

車両挙動検出装置６は、車両１の挙動を示すパラメータを検出する。車両挙動検出装置６は、例えば、車両１の速度を検出する車速センサ、車両１のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等を含む。車両挙動検出装置６の出力、すなわち車両挙動検出装置６によって検出されたパラメータはＥＣＵ１０に送信される。

ＨＭＩ７は、車室内に設けられ、車両１と車両１の乗員（例えばドライバ）との間で情報の授受を行う。ＨＭＩ７は、車両１の乗員に情報を提供する出力部（例えば、ディスプレイ、スピーカ、光源、振動ユニット等）と、車両１の乗員によって情報が入力される入力部（例えば、タッチパネル、操作ボタン、操作スイッチ、マイクロフォン等）とを有する。ＥＣＵ１０の出力はＨＭＩ７を介して車両１の乗員に通知され、車両１の乗員からの入力はＨＭＩ７を介してＥＣＵ１０に送信される。ＨＭＩ７は、入力装置、出力装置又は入出力装置の一例である。なお、車両１の乗員の携帯端末（スマートフォン、タブレット端末等）が、有線又は無線によってＥＣＵ１０と通信可能に接続され、ＨＭＩ７として機能してもよい。また、ＨＭＩ７はナビゲーション装置５と一体であってもよい。

通信装置８は、車両１の外部と通信可能であり、車両１と車両１の外部との通信を可能とする。例えば、通信装置８は、キャリア網又はインターネット網のような通信ネットワークを介して車両１と車両１の外部（例えばサーバ）との広域通信を可能とする広域通信機と、所定の周波数帯を用いて車両１と周辺車両との車車間通信を可能とする車車間通信機と、所定の周波数帯を用いて車両１と路側機との路車間通信を可能とする路車間通信機とを含む。

ＥＣＵ１０は車両１の各種制御を実行する。図１に示されるように、ＥＣＵ１０は、通信インターフェース１１、メモリ１２及びプロセッサ１３を備える。通信インターフェース１１及びメモリ１２は信号線を介してプロセッサ１３に接続されている。なお、本実施形態では、一つのＥＣＵ１０が設けられているが、機能毎に複数のＥＣＵが設けられていてもよい。

通信インターフェース１１は、ＥＣＵ１０を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。ＥＣＵ１０は通信インターフェース１１を介して他の車載機器に接続される。

メモリ１２は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ１２は、プロセッサ１３によって各種処理が実行されるときに使用されるプログラム、データ等を記憶する。

プロセッサ１３は、一つ又は複数のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。なお、プロセッサ１３は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。

図２は、ＥＣＵ１０のプロセッサ１３の機能ブロック図である。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、車両１のドライバの運転を支援する運転支援装置として機能する。ＥＣＵ１０のプロセッサ１３は、目標速度設定部１４、減速度算出部１５及び通知部１６を有する。目標速度設定部１４、減速度算出部１５及び通知部１６は、ＥＣＵ１０のメモリ１２に記憶されたコンピュータプログラムをＥＣＵ１０のプロセッサ１３が実行することによって実現される機能モジュールである。なお、これら機能モジュールは、それぞれ、プロセッサ１３に設けられた専用の演算回路によって実現されてもよい。

目標速度設定部１４は車両１の目標速度を設定する。例えば、車両１の前方において制限速度が下がる地点（以下、「減速地点」と称する）が存在する場合には、車両１はその減速地点までに減速する必要がある。また、減速地点において、他の車両が必ずしも変更後の制限速度で走行するとは限らない。例えば、変更後の制限速度よりも実勢速度が低い場合、変更後の制限速度まで車両を減速させただけでは、車両の減速が不十分である。このため、目標速度設定部１４は、減速地点における実勢速度を取得し、実勢速度に基づいて減速地点における車両１の目標速度を設定する。

減速度算出部１５は、車両１が減速地点において目標速度まで減速するために必要な減速度を算出する。そして、通知部１６は、減速度算出部１５によって算出された減速度が所定の閾値よりも大きいときに、車両１のドライバに警告を通知する。このことによって、車両１のドライバに適切なタイミングで減速を促すことができ、車両１の前方に制限速度が下がる地点が存在する場合に、車両１が実際の走行環境に即した態様で減速を行うことを支援することができる。

以下、図３を参照して、上述した制御の処理フローについて説明する。図３は、警告処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ＥＣＵ１０のプロセッサ１３（目標速度設定部１４、減速度算出部１５及び通知部１６）によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ１０１において、目標速度設定部１４は、車両１の前方において制限速度が下がるか否かを判定する。すなわち、目標速度設定部１４は、車両１の前方において減速地点が存在するか否かを判定する。制限速度は、速度制限標識が無い場所では法定最高速度によって定められ、速度制限標識が有る場所では速度制限標識によって定められる。

例えば、目標速度設定部１４は、周辺情報検出装置２の出力に基づいて、車両１の前方において制限速度が下がるか否かを判定する。具体的には、車両１の前方の情報を検出する周辺情報検出装置２（例えばフロントカメラ）によって検出された速度制限標識が示す制限速度が現在の制限速度よりも低い場合に、目標速度設定部１４は、車両１の前方において制限速度が下がると判定する。図４は、車両１の前方において制限速度が下がる状況の一例を示す図である。図４の例では、車両１の前方において、制限速度が１２０ｋｍ／ｈから９０ｋｍ／ｈに変更されている。

なお、目標速度設定部１４は、地図データベース４に記憶された地図情報に基づいて、車両１の前方において制限速度が下がるか否かを判定してもよい。この場合、地図情報には、地図上の各地点における制限速度の情報が含まれる。例えば、目標速度設定部１４は、ナビゲーション装置５によって設定された車両１の走行ルートと地図情報とを照合することによって、車両１の前方において制限速度が下がるか否かを判定する。

ステップＳ１０１において車両１の前方において制限速度が下がらないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップＳ１０１において車両１の前方において制限速度が下がると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、目標速度設定部１４は車両１の前方の減速地点における実勢速度を取得する。例えば、実勢速度は、制限速度よりも所定値（例えば５ｋｍ／ｈ～１０ｋｍ／ｈ）だけ低い速度に設定される。例えば、所定値が１０ｋｍ／ｈである場合には、減速地点における制限速度が９０ｋｍ／ｈであるときに、実勢速度が８０ｋｍ／ｈに設定される。

なお、実勢速度は、天候、時間帯等に応じて変更されてもよい。例えば、天候が雨又は雪である場合には、天候が晴れ又は曇りである場合と比べて、実勢速度が低くされてもよい。天候は、例えば、車両１に設けられたレインセンサ等の出力に基づいて検出される。また、朝の通勤時間（例えば７時～９時）及び夕方の帰宅時間（例えば１７時～２０時）の時間帯では、それ以外の時間帯と比べて、実勢速度が低くされてもよい。時間帯は、例えば、ＥＣＵ１０に内蔵されたデジタル時計によって検出される。なお、天候及び時間帯は広域通信又は路車間通信を介して車両１の外部から取得されてもよい。

また、実勢速度は車線毎に設定されていてもよい。例えば、二車線（走行車線及び追越車線）を有する道路に関して、追越車線における実勢速度が走行車線における実勢速度よりも高くされてもよい。このことによって、車両１が走行している車線を考慮したより適切な実勢速度を取得することができる。

また、目標速度設定部１４は、周辺情報検出装置２の出力に基づいて又は車車間通信を介して、車両１の前方を走行している周辺車両の減速地点における速度を取得することによって実勢速度を取得してもよい。また、車両１の外部のサーバが多数の車両から送信された速度情報に基づいて地点毎の実勢速度を算出し、車両１は減速地点における実勢速度をサーバから受信してもよい。

ステップＳ１０２の後、ステップＳ１０３において、目標速度設定部１４は実勢速度に基づいて減速地点における車両１の目標速度を設定する。例えば、目標速度設定部１４は実勢速度に目標速度を設定する。また、目標速度設定部１４は、車両１のドライバによって予め設定された設定量が実勢速度に加算された値に目標速度を設定してもよい。このことによって、ドライバの嗜好を目標速度に反映させることができ、より適切なタイミングで、車両１のドライバに減速を促すことができる。例えば、設定量として三つの選択肢（例えば、＋２ｋｍ／ｈ、＋５ｋｍ／ｈ及び＋１０ｋｍ／ｈ）が用意され、車両１のドライバはＨＭＩ７を介して予め設定量を選択する。実勢速度が８０ｋｍ／ｈであり且つ設定量が＋５ｋｍ／ｈである場合、目標速度は８５ｋｍ／ｈに設定される。なお、設定量は負の値であってもよい。

次いで、ステップＳ１０４において、減速度算出部１５は、車両１が、減速地点において、ステップＳ１０３において設定された目標速度まで減速するために必要な減速度を算出する。例えば、減速度ａ（ｍ／ｓ^２）は、車両１の現在の速度Ｖｃ（ｍ／ｓ）、車両１の目標速度Ｖｔ（ｍ／ｓ）、及び車両１の現在位置から減速地点までの距離Ｌに基づいて、下記式（１）によって算出される。
ａ＝（Ｖｃ^２－Ｖｔ^２）／２Ｌ…（１）

車両１の現在の速度Ｖｃは車両挙動検出装置６の車速センサの出力に基づいて取得され、ステップＳ１０３において設定された目標速度の値が車両１の目標速度Ｖｔとして用いられる。減速地点までの距離Ｌは、周辺情報検出装置２の出力に基づいて取得され、又はＧＮＳＳ受信機３の出力及び地図データベース４に記憶された地図情報に基づいて取得される。例えば、車両の現在の速度Ｖｃが３３．３３ｍ／ｓ（１２０ｋｍ／ｈ）であり、車両１の目標速度Ｖｔが２９．１６ｍ／ｓ（８５ｋｍ／ｈ）であり、減速地点までの距離Ｌが１５０ｍである場合、減速度ａは０．８７ｍ／ｓ^２（０．０８９Ｇ）となる。

次いで、ステップＳ１０５において、通知部１６は、ステップＳ１０４において算出された減速度が所定の閾値以下であるか否かを判定する。閾値は例えば０．１Ｇ（０．９８ｍ／ｓ^２）のような固定値に設定される。なお、閾値は車両１のアクセルオフ時の減速度に設定されてもよい。このことによって、エンジンブレーキ又は回生ブレーキのような自然な制動によって車両１が目標速度まで減速することを支援することができる。

アクセルオフ時の減速度は、ＥＣＵ１０のメモリ１２に予め記憶され、又は車両諸元（重量、パワートレイン等）、道路の勾配情報、道路の路面状態等に基づいて算出される。車両諸元はＥＣＵ１０のメモリ１２に予め記憶される。道路の勾配情報は、例えば、ＧＮＳＳ受信機３の出力、地図データベース４に記憶された地図情報、又は車両１に設けられたＧセンサの出力に基づいて取得される。道路の路面状態は、例えば、周辺情報検出装置２の出力、又は車両１に設けられたレインセンサの出力に基づいて取得される。

また、閾値は車両１のドライバによって設定されてもよい。このことによって、ドライバの好みの減速度で車両１が目標速度まで減速することを支援することができる。例えば、閾値として三つの選択肢（例えば、０．０５Ｇ、０．１Ｇ及び０．２Ｇ）が用意され、車両１のドライバはＨＭＩ７を介して予め閾値を選択する。

ステップＳ１０５において減速度が閾値よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、通知部１６はＨＭＩ７を介して車両１のドライバに警告を通知する。例えば、通知部１６はＨＭＩ７のスピーカを介してブザー音又は音声のような聴覚的な警告を通知する。また、通知部１６は、ＨＭＩ７のディスプレイを介して、車両１の減速を促す文字又は画像を表示することによって視覚的な警告を通知してもよい。また、通知部１６は、車両１のステアリングホイール又はアクセルペダルに設けられたＨＭＩ７の振動ユニットを介して触覚的な警告を通知してもよい。

ステップＳ１０６の後、本制御ルーチンはステップＳ１０７に進む。一方、ステップＳ１０５において減速度が閾値以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０６をスキップしてステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、通知部１６は、車両１が減速地点を通過したか否かを判定する。この判定は、例えば、周辺情報検出装置２の出力に基づいて行われ、又はＧＮＳＳ受信機３の出力及び地図データベース４に記憶された地図情報に基づいて行われる。

ステップＳ１０７において車両１が減速地点を通過したと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップＳ１０７において車両１が減速地点を通過していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４及びＳ１０５が再び実行されて警告の要否が判定される。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、通信ネットワークのような広域通信を介して車両１と通信可能なサーバが運転支援装置として機能してもよい。この場合、車両１の位置及び速度のような車両情報が車両１からサーバに定期的に送信され、サーバの通知部は車両１のＥＣＵ１０に指示を送信することによって車両１のＨＭＩ７を介して車両１のドライバに警告を通知する。

また、ＥＣＵ１０のプロセッサ１３が有する各部の機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムは、コンピュータによって読取り可能な記録媒体に記憶された形で提供されてもよい。コンピュータによって読取り可能な記録媒体は、例えば、磁気記録媒体、光記録媒体、又は半導体メモリである。

１車両
１０電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１３プロセッサ
１４目標速度設定部
１５減速度算出部
１６通知部

Claims

車両の前方において制限速度が下がる地点における実勢速度を、該車両の前方を走行している周辺車両の前記地点における速度を取得することによって、又は多数の車両の速度情報に基づいてサーバによって算出された前記地点における速度を該サーバから取得することによって取得すると共に、該実勢速度に基づいて該地点における該車両の目標速度を設定する目標速度設定部と、
前記車両が前記地点において前記目標速度まで減速するために必要な減速度を算出する減速度算出部と、
前記減速度が所定の閾値よりも大きいときに、前記車両のドライバに警告を通知する通知部と
を備える、運転支援装置。
前記実勢速度は車線毎に設定されている、請求項１に記載の運転支援装置。
前記目標速度設定部は、前記車両のドライバによって予め設定された設定量が前記実勢速度に加算された値に前記目標速度を設定する、請求項１又は２に記載の運転支援装置。
前記閾値は前記車両のアクセルオフ時の減速度に設定される、請求項１又は２に記載の運転支援装置。
コンピュータにより実行される運転支援方法であって、
車両の前方において制限速度が下がる地点における実勢速度を、該車両の前方を走行している周辺車両の前記地点における速度を取得することによって、又は多数の車両の速度情報に基づいてサーバによって算出された前記地点における速度を該サーバから取得することによって取得することと、
前記実勢速度に基づいて前記地点における前記車両の目標速度を設定することと、
前記車両が前記地点において前記目標速度まで減速するために必要な減速度を算出することと、
前記減速度が所定の閾値よりも大きいときに、前記車両のドライバに警告を通知することと
を含む、運転支援方法。