(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。まず、
図1を参照しながら本実施形態の運転支援システム1の構成について説明する。運転支援システム1は、車両に搭載された複数のECU(Electronic Control Unit)を備えている。各ECUは、CAN(Controller Area Network)バス150等のネットワーク規格を介して相互に接続されている。各ECUは、CPU(Central Processing Unit)、CPUの実行する制御プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、演算結果等を格納する読書き可能なRAM(Random Access Memory)、タイマ、カウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を有している。以下、運転支援システム1の備える複数のECUについて説明する。なお、本実施形態では、ネットワーク規格としてCANバス150を用いる場合を例に説明するが、LIN(Local Interconnect Network)、Flex Ray、IEEE1394、車載Ethernet(登録商標)等の他の通信バスであってもよい。
【0010】
運転支援システム1は、エンジンを制御するエンジンECU10を備えている。エンジンECU10は、スロットルアクチュエータ(以下、アクチュエータをACTと略記する)11に接続している。エンジンの吸気管には電子スロットルバルブが設けられており、この電子スロットルバルブはスロットルACT11により開閉可能となっている。エンジンECU10は、車両制御ECU100から受信した制御信号に基づいてスロットルACT11を制御し、電子スロットルバルブを駆動する。これにより、エンジン回転数が目標回転数となるように電子スロットルバルブの開度が調整される。
【0011】
運転支援システム1は、変速機を制御するトランスミッションECU20を備えている。トランスミッションECU20は、油圧制御装置21に接続している。トランスミッションECU20は、車両制御ECU100から受信した制御信号に基づいて油圧制御装置21を制御し、変速機に供給される作動油の油圧を調整する。これにより、変速機の変速比が制御される。変速機は、エンジンの出力軸に連結し、車両の走行状況に応じて変速比を切り替えて、エンジンから伝達される回転数やトルクを変化させるようになっている。
【0012】
運転支援システム1は、ブレーキを制御するブレーキECU30を備えている。ブレーキECU30は、ブレーキ装置31に接続している。ブレーキECU30は、ブレーキの制御を行うECUであって、車両制御ECU100から受信した制御信号に基づき、車両の各車輪に設けられたブレーキ装置31を制御して車両の制動を行う。
【0013】
運転支援システム1は、ステアリングの制御を行うステアリングECU40を備えている。ステアリングECU40は、ステアリングにアシスト力を付与するステアリングACT41に接続している。ステアリングECU40は、車両制御ECU100から受信した制御信号に基づいて、車両の操舵に必要なアシストトルクを出力するようにステアリングACT41を制御する。
【0014】
運転支援システム1は、シートベルトを制御するシートベルトECU50を備えている。シートベルトECU50は、プリテンショナ51に接続している。シートベルトECU50は、運転支援ECU200の衝突判断制御部204によって車両が障害物に衝突する危険性があると予測された場合に、プリテンショナ51を動作させてシートベルトの帯びのたるみをとり除き、乗員を確実に座席に固定させる。これにより、衝突の際の乗員の安全性を向上させることができる。
【0015】
運転支援システム1は、エアバッグを制御するエアバッグECU60を備えている。エアバッグECU60は、ガス発生装置としてのインフレータ61に接続している。エアバッグECU60は、運転支援ECU200によって車両の衝突が検知された際にインフレータ61を作動させ、エアバッグを展開させる。
【0016】
運転支援システム1は、ナビECU70を備えている。ナビECU70は、GPSユニット712(
図2参照)により受信するGPS信号により自車位置を検出して、地図データベース741(
図2参照)から読み出した地図データを表示パネル764(
図2参照)に表示して、目的地までの経路を案内する。ナビECU70の詳細については、
図2を参照しながら後述する。なお、ナビECU70による自車位置の特定は、GPS信号だけではなく、車両から入力する車速パルスに基づいて特定するものであってもよいし、GPS信号と車速パルスとの両方に基づいて特定するものであってもよい。また、GPS信号の代わりにGLONASS、Galileo、Beidou、QZSS(みちびき)などの測位衛星システムの信号を利用してもよい。
【0017】
運転支援システム1は、車両制御ECU100を備えている。車両制御ECU100は、エンジンECU10、トランスミッションECU20、ブレーキECU30、ステアリングECU40を統括制御して、車両の自動運転を実現する。
車両制御ECU100は、運転支援ECU200から送信される、車線維持、定速走行、前方車両の追従走行等のような走行指示信号を受信する。車両制御ECU100は、運転支援ECU200から受信した走行指示信号に基づいてエンジンECU10、トランスミッションECU20、ブレーキECU30及びステアリングECU40を制御する。これにより、ドライバの運転をACC、CACC、LKAS、衝突被害軽減ブレーキシステム等の運転支援システムにより支援する。
【0018】
運転支援システム1は、運転支援ECU200を備えている。運転支援ECU200は、車々間通信装置210と、レーダ装置230と、カメラ装置240と、車速センサ250と、操舵角センサ260と、ブレーキセンサ270と、ヨーレートセンサ280とに接続している。
【0019】
車車間通信装置210は、車両情報を自車両の周囲に位置する周辺車両との間で無線通信により相互に伝達する、いわゆる車車間通信を行う。車両情報には、例えば、車両を識別する識別情報、GPSにより検出された車両の位置情報、車両の速度(車速)、車両の進行方向等の情報が含まれる。車車間通信装置210は、車車間通信で受信した周辺車両の車両情報を運転支援ECU200に出力する。
【0020】
路車間通信装置220は、交差点等の路側に設置された路側機(不図示)から、電波ビーコンや、光ビーコン、DSRC(Dedicated Short Range Communications)などの狭域無線通信によって送信される情報を受信する受信機である。路側機から路車間通信装置220に送信される情報には、例えば、渋滞情報等を含む道路情報や、信号機の情報、歩行者の情報等が含まれる。
【0021】
レーダ装置230は、例えば、ミリ波レーダ、レーザーレーダ等の電波や、超音波レーダ等の音波を自車両前方の所定範囲に照射する。レーダ装置230は、所定範囲内に存在する対象物(例えば、先行車両等)により反射された反射波を受信することで、自車両の前方を走行する先行車両の情報(以下、先行車両情報という)を検出する。ここで検出される先行車両情報には、例えば、先行車両の有無情報や、先行車両までの距離(車間距離)、角度(相対位置)、速度(相対速度)、加速度等の情報が含まれる。レーダ装置230は、検出した先行車両情報を運転支援ECU200に出力する。
【0022】
カメラ装置240は、カメラ241と、画像処理部242とを備えている。カメラ241は、例えば、車室内のフロントガラス上部から車外を見渡す位置に配置され、フロントガラス越しに車外の状況を撮像する。カメラ241で撮影された画像データは、画像処理部242により画像処理され、運転支援ECU200に出力される。
【0023】
車速センサ250は、車両の車速を検出して、検出した車速を表す検出信号を運転支援ECU200に出力する。操舵角センサ260は、ステアリングの操舵角を検出して、検出した操舵角を表す検出信号を運転支援ECU200に出力する。ブレーキセンサ270は、ブレーキペダルに対する運転者の操作量(踏み込み量や、角度、圧力等)を検出して、検出した操作量を表す検出信号を運転支援ECU200に出力する。ヨーレートセンサ280は、車両にかかるヨーレートを検出し、検出したヨーレートを表す検出信号を運転支援ECU200に出力する。運転支援ECU200は、これらのセンサ240、250、260及び270からの検出信号、及びナビECU70の備えるGPSユニット712(
図2参照)から取得した位置情報に基づいて、例えば、車両の交差点における旋回を判定する。
【0024】
運転支援システム1は、運転支援ECU200を備えている。運転支援ECU200は、白線認識部201と、第1追従走行制御部202と、第2追従走行制御部203と、衝突判断制御部204と、自動運転制御部205とを備えている。
【0025】
白線認識部201は、LKASのための制御を行う制御部として機能する。白線認識部201は、カメラ装置240により撮影される画像データから走行レーンを区切る左右の車線を検出する。白線認識部201は、検出した車線位置から自車両と左右の車線内の中心位置との相対距離を算出する。そして、白線認識部201は、算出した中心位置との相対距離に応じて、自車両を中心位置に導く目標アシストトルクを演算する。白線認識部201は、算出した目標アシストトルクを走行指示信号として車両制御ECU100に送信する。車両制御ECU100は、運転支援ECU200から受信した走行指示信号に基づいてステアリングACT41を制御するようにステアリングECU40に指示する。ステアリングECU40は、ステアリングACT41を制御して、目標アシストトルクに対応するアシスト操舵トルクを発生させる。
【0026】
第1追従走行制御部202は、ACCのための制御を行う制御部として機能する。第1追従走行制御部202は、レーダ装置230により先行車両を検出した場合には、先行車両との相対距離及び相対速度を一定に保持した状態で先行車両に追従させる追従走行を行うように車両制御ECU100に走行指示信号を出力する。車両制御ECU100は、第1追従走行制御部202からの走行指示信号に基づいてエンジンECU10やブレーキECU30を制御することで、先行車両に応じた相対速度で車両を先行車両に追従走行させる。また、第1追従走行制御部202は、先行車両が検出されない場合には、ドライバにより設定された車速で走行する定速走行を行うように車両制御ECU100に走行指示信号を出力する。車両制御ECU100は、第1追従走行制御部202からの走行指示信号に基づいてエンジンECU10を制御し、車両を定速走行させる。
具体的には、第1追従走行制御部202は、レーダ装置230から取得した先行車両の車速と、自車両の車速との差分から目標車速を算出する。そして、第1追従走行制御部202は、算出した目標車速に対応する目標スロットル開度を求めて走行指示信号として車両制御ECU100に渡す。車両制御ECU100は、第1追従走行制御部202から取得した目標スロットル開度に基づいてエンジンを制御するようにエンジンECU10に指示する。エンジンECU10が、目標スロットル開度に基づいてスロットルACT11を制御することにより、現在の自車速が目標車速よりも低い場合は、電子スロットルバルブが開いて加速運転となる。一方、現在の車速が目標車速よりも高い場合は、電子スロットルバルブが閉じて減速運転となる。
【0027】
第2追従走行制御部203は、CACCのための制御を行う制御部として機能する。第2追従走行制御部203は、レーダ装置230により検出した先行車両の車速や、自車両の周辺を走行する車両との車車間通信により受信した車両情報に基づいて、第1追従走行制御部202と同様の追従走行や定速走行のための制御を行う。
【0028】
衝突判断制御部204は、衝突被害軽減ブレーキシステムのための制御を行う制御部として機能する。衝突判断制御部204は、先行車両等を含む障害物(以下、単に障害物という)の自車両への衝突を予測して、乗員の衝突被害を軽減する。衝突判断制御部204は、レーダ装置230やカメラ装置240からの情報に基づいて、自車両の前方における障害物の位置、距離及び速度等の情報を検出する。衝突判断制御部204は、検出した情報と、自車両の速度、加速度等の情報とに基づいて衝突が不可避であると判断した場合に、運転席・助手席のシートベルトを衝突前に巻き取るように指示する指示信号を車両制御ECU100に送信する。車両制御ECU100は、衝突判断制御部204から受信した指示信号に従ってシートベルトECU50を制御し、プリテンショナ51を動作させて、シートベルトのたるみをとり除く。これにより、乗員を確実に座席に固定させて、衝突時の乗員の安全性を高める。また、衝突判断制御部204は、障害物への衝突が不可避であると判断した場合には、エアバッグを展開させるように指示する指示信号を車両制御ECU100に送信する。車両制御ECU100は、衝突判断制御部204から受信した指示信号に従ってエアバッグECU60にインフレータ61を作動させ、エアバッグを展開させる。
【0029】
自動運転制御部205は、車両を制御して目的地までの車両の走行を制御する。自動運転制御部205は、ナビECU70から送信された目的地の情報を受信する。ナビECU70は、ナビゲーション装置(
図2参照)700の操作部750により目的地の入力を受け付けると、受け付けた目的地の情報を、CANバス150を介して運転支援ECU200の自動運転制御部205に送信する。自動運転制御部205は、ナビECU70から目的地の情報を受信すると、自動運転を支援するための種々の情報を入力して、スタート地点から目的地まで車両の走行を制御する。なお、自動運転制御部205による車両の走行中においては、ドライバは運転に関する一切の操作を行う必要がない。すなわち、ドライバが、ナビゲーション装置700に目的地を入力すれば、自動運転制御部205の制御によって車両が目的地に到達する。
【0030】
自動運転制御部205は、運転者の運転操作なしに予め設定された走行計画に従って車両が自動運転走行を行うように、
図1に示す各ECUを制御する。自動運転制御部205は、例えば目標速度パターン及び目標走行軌跡を生成する。車両制御ECU100は、自動運転制御部205により生成された目標速度パターン及び目標走行軌跡に従って各ECUを制御し、加減速制御及び操舵制御を実行する。目標速度パターンは、時刻に応じて目標車両位置又は目標車速を設定したパターンであり、目標位置パターンとして設定してもよい。この目標速度パターンは、車両情報、道路情報などに基づいて設定される。車両情報としては、例えば、車両加速性能、車両減速性能、車重、許容最大加速度、許容最大減速度、許容最大ジャーク、最高速度、最大横加速度、最大ハンドル角速度、最小定常速度、最小定常加速度、最小定常ジャーク、加減速時の加減速変化回数、緊急ブレーキ性能、故障判定時間、速度制御誤差情報、位置制御誤差情報が用いられる。また、道路情報は、目標速度パターンを生成するために用いられる外部環境情報であり、例えば、道路勾配、道路カーブが用いられる。目標走行軌跡は、地図上の車両の目標走行経路及び走行レーン内における走行軌跡を設定したものである。
なお、上述したACC、CACC、LKAS、衝突被害軽減ブレーキシステムは、自動運転のための機能の例であるが、車両に搭載される機能は、これらに限定されない。これら以外の自動運転のための機能を搭載することも可能であり、また、ACC又はCACCと、LKASと、衝突被害軽減ブレーキシステムとを組み合わせたシステムであってもよい。
【0031】
次に、
図2を参照しながらナビECU70を備えるナビゲーション装置(疲労度推定装置)700の構成について説明する。ナビゲーション装置700は、車両の経路案内を行うナビゲーション機能や施設検索機能を有する装置である。
【0032】
ナビゲーション装置700は、位置特定部710を備えている。位置特定部710は、GPSアンテナ711と、GPSユニット712と、ジャイロユニット713とを備えている。GPSユニット712は、GPSアンテナ711を介してGPS衛星からのGPS電波を受信し、GPS電波に重畳されたGPS信号から、車両の現在位置を示す位置座標と進行方向とを演算により取得する。GPSユニット712は、演算した位置座標と進行方向とをナビECU70に出力する。ジャイロユニット713は、ジャイロセンサ(不図示)を備え、ジャイロセンサにより検出した車両の相対的な方位情報をナビECU70へ出力する。
【0033】
ナビゲーション装置700は、インターフェース部(以下、I/F部と略記する)720を備えている。I/F部720は、CANバス150に接続している。I/F部720は、例えば、運転支援ECU200から送信される車両の走行モードを示す情報(以下、走行モード情報(モード情報))や、車両の走行状態を示す情報(以下、走行状態情報)を受信する。I/F部720は、受信した情報をナビECU70に出力する。走行モードには、後述する完全手動モードと、特定機能自動モードと、複合機能自動モードと、完全自動モードとが含まれる。走行状態情報には、例えば、車両の車速や加速度等の情報が含まれる。
【0034】
ナビゲーション装置700は、無線ネットワーク制御部730を備えている。無線ネットワーク制御部730は、無線アンテナ731を備え、無線アンテナ731を介して通信ネットワークに接続し、通信ネットワークを介して接続される外部サーバ等の他の装置との間でデータの送受信を制御する。ナビゲーション装置700が、外部サーバ等の他の装置から取得する種々の情報には、例えば、テレマティクス情報が含まれる。
【0035】
ナビゲーション装置700は、記憶部740を備えている。記憶部740には、経路案内のための制御プログラムのほかに、地図データや経路案内に供される表示画像データ等の各種データを格納した地図データベース741が記憶されている。
なお、記憶部740には、ハードディスク装置、コンピュータで読み込み可能なフレキシブルディスク(FD)、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM等の可搬記憶媒体でもよい。また、記憶部740は、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(Rewritable)、光磁気ディスク、ICカード、SDカードなどの可搬記憶媒体であってもよい。
【0036】
ナビゲーション装置700は、操作部750を備えている。操作部750は、操作ボタン751に加え、表示パネル764に重ねて配設されたタッチパネル752を備えている。ユーザが表示パネル764に表示されている各種ボタン表示に指などで触れた場合、タッチパネル752の触れた箇所を示す信号がナビECU70に入力される。なお、操作部750の操作と同一の操作を、ステアリングに設けられたステアリングコントローラによりできるようにしてもよい。
【0037】
ナビゲーション装置700は、出力部760を備えている。出力部760は、音声出力部761、スピーカ762、表示部763、表示パネル764を備えている。
音声出力部761は、図示しないD/Aコンバータ、アンプ等を備え、経路案内用の音声データ信号をディジタル/アナログ変換してアンプにより増幅し、スピーカ762により車室内に音声出力する。
表示パネル764には、例えば液晶ディスプレイパネルやEL(Electro Luminescent)ディスプレイパネル等を用いることができる。表示部763は、描画プロセッサ(不図示)を備え、ナビECU70から地図情報、ボタン表示等の表示指示を含む描画コマンドを受け取り、この描画コマンドに基づく画像を表示パネル764に表示させる。
【0038】
ナビECU70は、CPU71、ROM72、RAM73、フラッシュメモリ74等を備え、ナビゲーション装置700を構成する各部を制御する。ナビECU70は、GPSユニット712とジャイロユニット713との検出結果に基づき車両の現在地及び進行方向を特定し、現在地周辺の地図を表示させる。また、ナビECU70は、経路案内アプリケーションを実行することにより目的地が設定された場合に、目的地までの最適経路(案内経路)を探索し、地図上に表示して目的地まで経路案内処理を実行する。
【0039】
ROM72は、CPU71により実行される各種の制御プログラムを不揮発的に記憶する。RAM73は、CPU71のワークエリアとし機能し、各種データを一時的に記憶する。フラッシュメモリ74は、後述する疲労度管理テーブル(
図3参照)等、ナビゲーション装置700の電源オフ後も記憶しておく必要のあるデータを記憶する。CPU71は、ROM72に記憶された制御プログラムを読み出してRAM73に展開し、展開した制御プログラムに従って処理を実行する。これにより、
図4に示す機能ブロックをナビECU70は備える。機能ブロックとは、ナビECU70で実行される処理を一定の機能ごとにまとめたブロックである。機能ブロックの詳細については、
図4を参照しながら説明する。
【0040】
図3に、疲労度管理テーブルの一例を示す。疲労度管理テーブルは、車両を運転する各ドライバの疲労度を管理するテーブルである。疲労度管理テーブルには、ドライバが運転操作を行った日付と、運転操作の開始時刻と、運転操作の終了時刻と、運転によって蓄積した疲労度とがドライバ名(特定情報)に対応付けて登録されている。また、疲労度管理テーブルには、各ドライバの運転回数の総数(総運転回数)と、各運転の疲労度を平均した平均疲労度とが、ドライバ名に対応付けて登録されている。なお、ドライバ名等を含むユーザ情報は、ナビゲーション装置700の操作部750を操作してドライバが入力してもよいし、インターネット等のネットワーク上に存在するサーバ装置に、パーソナルコンピュータ等を用いて登録しておくものであってもよい。サーバ装置に登録されたユーザ情報は、例えば、ナビゲーション装置700に接続したスマートフォン等の通信装置を介してナビゲーション装置700にダウンロードされる。ナビECU70は、運転の開始時に、疲労度管理テーブルに登録されたドライバ名を表示パネル764に表示させて、ドライバ名の選択入力をタッチパネル752又は操作ボタン751により受け付ける。これにより、ナビECU70は、現在操作中のドライバを特定することができる。
【0041】
次に、ナビECU70の備える機能ブロックについて
図4を参照しながら説明する。ナビECU70は、機能ブロックとして取得部701と、推定部702と、出力制御部(出力部)703とを備えている。なお、
図4は、本願発明を理解容易にするために、ナビECU70の機能構成を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、ナビECU70の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、1つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように構成することもできる。また、各構成要素の処理は、1つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。また、各構成要素の処理は、1つのプログラムで実現されてもよいし、複数のプログラムで実現されてもよい。
【0042】
取得部701は、I/F部720に接続され、所定時間ごとに、運転支援ECU200に、車両の走行モード情報の取得要求を送信する。取得部701は、運転支援ECU200から走行モード情報を受信すると、受信した走行モード情報を推定部702に渡す。運転支援ECU200が、ナビECU70からの取得要求に従ってナビECU70に送信する走行モード情報には、完全手動モードと、特定機能自動モード(第1モード)と、複合機能自動モード(第2モード)と、完全自動モード(第3モード)とが含まれる。なお、以下では、特定機能自動モードと、複合機能自動モードと、完全自動モードとを総称して呼ぶ場合に走行支援モードと呼ぶ。また、本実施形態では、車両に特定機能自動モードと、複合機能自動モードと、完全自動モードとのすべてが搭載されている場合について説明する。しかしながら、車両には、完全手動モードの他に、特定機能自動モードと、複合機能自動モードと、完全自動モードとのうちの少なくとも1つが搭載されていればよい。
【0043】
完全手動モードは、加速・制動操作と、制動操作と、操舵操作とを含むすべての運転操作をドライバが行うモードである。特定機能自動モードは、加速・制動操作と、制動操作と、操舵操作とのうちのいずれか1つを運転支援システム1により支援するモードである。特定機能自動モードは、白線認識部201と、第1追従走行制御部202と、第2追従走行制御部203と、衝突判断制御部204とのうちのいずれか1つの制御により実行される。複合機能自動モードは、加速・制動操作と、制動操作と、操舵操作とのうちの少なくとも2つの運転操作を運転支援システム1により支援するモードである。複合機能自動モードは、白線認識部201と、第1追従走行制御部202と、第2追従走行制御部203と、衝突判断制御部204とのうちの少なくとも2つの制御により実行される。完全自動モードは、加速・制動操作と、制動操作と、操舵操作とを含むすべての運転操作や、車両の周辺監視等を運転支援システム1により行うモードである。完全自動モードでは、自動運転制御部205が動作する。
【0044】
ドライバの加速・制動操作を支援する機能には、ACCとCACCとが含まれる。ACCは、車両の前方に搭載されたレーダ装置230を用いて、前方を走行する先行車両との車間距離を一定に保ち、必要に応じてドライバへの警告を行うシステムである。また、CACCは、ACCの機能に加え、車車間通信によって先行車両の加減速情報を共有することで、より精密な車間距離制御を行うシステムである。また、ドライバの操舵操作を支援する機能には、LKASが含まれる。LKASは、車両前方のカメラ装置240を利用して白線を検知し、車両が走行車線を維持するようにハンドル操作を支援するシステムである。また、ドライバの制動操作を支援する機能には、衝突被害軽減ブレーキシステムが含まれる。衝突被害軽減ブレーキシステムとは、カメラ装置240やレーダ装置230等を用いて車両前方の障害物等を検知して運転者に警告し、また、衝突が避けられない場合には、ブレーキの補助操作を行うシステムである。
【0045】
ここで、複合機能自動モードと、完全自動モードとの相違点について説明する。走行モードが複合機能自動モードの場合、運転支援システム1は、設定された運転条件下において、加速・制動操作と、制動操作と、操舵操作とのうちの少なくとも2つの運転操作を支援する。例えば、設定された運転条件が、「車速が30km以下である場合に制動操作を補助する」である場合には、運転支援システム1は、車速が30km以下の条件で、衝突被害軽減ブレーキシステムを動作させる。完全自動モードの場合、運転支援システムが動作する運転条件の設定はなく、例えば、ドライバが、ナビゲーション装置に目的地を入力すれば、ドライバが運転操作を行うことなく目的地まで到達することができるモードである。
【0046】
推定部702は、取得部701から走行モード情報を入力すると、走行モードに対応した疲労度係数(F)をフラッシュメモリ74から読み出す。
図5に、走行モード、又は各走行モードにおいて動作する支援機能ごとに設定された疲労度係数(F)の一例を示す。この疲労度係数(F)は、運転においてドライバに要求される認知、判断、操作の運転行動ごとにポイントを付与したものである。完全手動モードにおいては、認知、判断、操作の各運転行動に最高値の10ポイントが付与されている。なお、付与された点数が高いほど、該当する運転行動における疲労度が高くなる。特定機能自動モードにおいて、ACC又はLKASを機能させる場合、認知に7ポイントが付与され、判断に5ポイントが付与され、操作に5ポイントが付与されている。また、特定機能自動モードにおいて、衝突被害軽減ブレーキシステムを機能させる場合、認知に9ポイントが付与され、判断に7ポイントが付与され、操作に9ポイントが付与されている。また、複合機能自動モードにおいて、ACC及びLKASを機能させる場合、認知に5ポイントが付与され、判断に4ポイントが付与され、操作に3ポイントが付与されている。また、複合機能自動モードにおいて、LKASと衝突被害軽減ブレーキシステムとを機能させる場合、認知に6ポイントが付与され、判断に5ポイントが付与され、操作に4ポイントが付与されている。また、複合機能自動モードにおいて、ACCと衝突被害軽減ブレーキシステムとを機能させる場合、認知に6ポイントが付与され、判断に5ポイントが付与され、操作に4ポイントが付与されている。また、完全自動モードでは、認知、判断、操作の各運転行動のポイントを0ポイントとしている。なお、
図5では、完全自動モードの疲労度係数(F)を0ポイントとしているが、完全自動モードの場合に疲労度係数(F)をマイナスの値に設定してもよい。完全自動モードの場合には、ドライバは運転操作を一切行わないため、蓄積していた疲労が解消され、疲労度が低減される。
【0047】
推定部702は、フラッシュメモリ74から現在の走行モードに対応した疲労度係数(F)を読み出すと、読み出した疲労度係数(F)と、ドライバの運転継続時間とに基づいて、運転中のドライバの疲労度の推定値(以下、単に疲労度という)を算出する。推定部702は、例えば、疲労度係数(F)に運転継続時間を積算して、ドライバの疲労度を算出する。
図6(A)及び(B)に、推定部702により算出される疲労度をグラフ化したものを示す。
図6(A)は、横軸に運転時間[h]、縦軸に単位時間当たりの疲労度を取った棒グラフを示す。疲労度は、複合機能自動モード、特定機能自動モード、完全手動モードの順に高くなる。なお、
図6(A)に斜線で示す部分(疲労度係数(F)×運転時間)が、疲労度に相当する。また、完全自動モードの場合、ドライバは運転操作を一切行わないため、蓄積していた疲労が解消され、疲労度が低減されている。また、
図6(B)に、
図6(A)に示す疲労度を単位時間ごとにプロットした折れ線グラフを示す。推定部702は、算出した疲労度を出力制御部703に渡す。なお、推定部702により、
図6(A)に示す棒グラフと、
図6(B)に示す折れ線グラフとの少なくとも一方を生成して、生成したグラフを出力制御部703を介して表示パネル764に表示させてもよい。
また、推定部702は、運転支援ECU200から取得した走行モード情報により、車両の走行モードが変更されたと判定すると、変更前の走行モードによる疲労度をフラッシュメモリ74の疲労度管理テーブルに記憶させる。そして、推定部702は、変更後の走行モードに応じた疲労度係数(F)をフラッシュメモリ74から読み出して疲労度算出に使用する疲労度係数(F)に設定する。そして、推定部702は、変更後の走行モードにおける疲労度を算出する。また、推定部702は、イグニッションスイッチ(以下、IGスイッチという)がオフされると、1トリップの間に算出した、走行モードごとの疲労度の合計値を算出して、フラッシュメモリ74に記憶させる。なお、1トリップとは、ドライバの運転開始操作(IGスイッチのオン)によるエンジンの始動時点から運転終了操作(IGスイッチのオフ)によるエンジンの停止時点までの1運転期間を示す。
【0048】
出力制御部703は、推定部702から疲労度を取得して、取得した疲労度に基づく所定の表示(以下、疲労度合い表示という)を表示パネル764に表示させる。疲労度合い表示の一例を
図7に示す。疲労度合い表示には、運転者の疲労度合いを表す低疲労度領域301、中疲労度領域302、高疲労度領域303の各領域と、現在の疲労度を示す表示305とが含まれる。出力制御部703は、記憶部740から取得した低、中、高の各疲労度領域301、302、303の画像データに、現在の疲労度を示す表示305を重畳させて表示部763に出力する。表示部763は、出力制御部703から画像データを受け取り、この画像データに基づく画像を表示パネル764に表示させる。
【0049】
また、出力制御部703は、推定部702により算出される疲労度と、しきい値とを比較して、ドライバの疲労度合いを判定する。出力制御部703は、推定部702から取得した疲労度がしきい値以上であると判定すると、ドライバに休憩を促す表示データ又は走行支援モードへの移行を促す表示データを生成して、表示部763に出力する。
図8に、表示パネル764に表示される表示の一例を示す。また、出力制御部703は、ドライバに休憩を促す音声データ信号又は走行支援モードへの移行を促す音声データ信号を生成して音声出力部761に出力する。音声出力部761は、音声データ信号をディジタル/アナログ変換してアンプにより増幅し、スピーカ762により車室内に音声出力する。
【0050】
次に、
図9を参照しながらナビECU70の処理手順を説明する。
ナビECU70は、車両のIGスイッチがオンされて起動すると(ステップS1)、CANバス150に接続した運転支援ECU200に走行モード情報の取得要求を送信する(ステップS2)。運転支援ECU200は、車両の走行が開始されると、現在の車両の走行モード情報をナビECU70に送信する。ナビECU70は、運転支援ECU200から走行モード情報を受信すると、取得した走行モード情報に対応する疲労度係数(F)をフラッシュメモリ74から取得する。ナビECU70は、取得した疲労度係数(F)を疲労度算出に使用する係数に設定する(ステップS3)。なお、車両の走行モードは、車両側に設けられた操作スイッチ等の操作によりドライバが手動で切り替えるものであってもよいし、運転支援ECU200が車両の走行状態やドライバの疲労度に応じて変更するものであってもよい。
【0051】
次に、ナビECU70は、現在時刻を疲労度算出の開始時刻に設定し(ステップS4)、車両の走行時間が所定時間以上になったか否かを判定する(ステップS5)。この所定時間は、推定部702によって算出される疲労度を、ドライバの疲労度特性の学習に用いるか否かを判定する基準時間である。運転時間が所定時間よりも短い場合、ドライバの疲労により運転を休憩したのではなく、目的地に到達したために運転を終了した可能性が高い。このため、運転時間が所定時間よりも短い場合には、それまで算出していたドライバの疲労度をフラッシュメモリ74に記憶させることなく処理を終了する。ステップS5の判定において、車両の走行時間が所定時間以上であると判定された場合のナビECU70の処理手順については、
図10に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【0052】
ナビECU70は、車両の走行時間が所定時間以上ではないと判定した場合(ステップS5/NO)、運転支援ECU200に走行モード情報の取得要求を送信して(ステップS6)、車両の走行モードに変更があるか否かを問い合わせる。運転支援ECU200から受信した走行モード情報により走行モードに変更がないと判定した場合(ステップS7/NO)、ナビECU70は、IGスイッチがオフされたか否かを判定する(ステップS9)。ナビECU70は、IGスイッチがオフされていない場合には(ステップS9/NO)、ステップS5の判定に戻り、IGスイッチがオフされた場合には(ステップS9/YES)、処理を終了する。また、ステップS7の判定において、走行モードに変更があると判定すると(ステップS7/YES)、ナビECU70は、ステップS4で設定した開始時刻から現在時刻までの疲労度を算出し、算出した疲労度をRAM73に記憶させる(ステップS8)。その後、ナビECU70は、ステップS3に戻り、S6において車両制御ECU100から取得した走行モード情報に応じた疲労度係数(F)をフラッシュメモリ74から取得して、疲労度算出に使用する係数に設定する(ステップS3)。
【0053】
次に、
図10に示すフローチャートを参照しながらステップS5の判定が肯定判定であった場合のナビECU70の処理について引き続き説明する。
ナビECU70は、走行時間が所定時間以上であると判定した場合(ステップS5/YES)、IGスイッチのオン直後にステップS4において設定した開始時刻から現在時刻までの疲労度を算出する(ステップS10)。なお、走行中に走行モードの変更があった場合、ナビECU70は、ステップS8においてフラッシュメモリ74に記憶させた走行モードごとの疲労度に、現在の走行モードに応じた疲労度を加算して、トータルの疲労度を算出する。そして、ナビECU70は、算出した疲労度がしきい値以上であるか否かを判定する(ステップS11)。ここで使用するしきい値は、現在運転中のドライバの平均疲労度であり、ナビECU70は、該当するドライバの平均疲労度をフラッシュメモリ74から取得してしきい値として使用する。なお、疲労度がしきい値以上であると判定した場合のナビECU70の処理フローは、
図11に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【0054】
疲労度がしきい値よりも小さいと判定した場合(ステップS11/NO)、ナビECU70は、運転支援ECU200に走行モード情報の取得要求を送信して(ステップS12)、車両の走行モードに変更があるか否かを問い合わせる。運転支援ECU200から受信した走行モード情報により走行モードに変更がないと判定した場合(ステップS13/NO)、ナビECU70は、IGスイッチがオフされたか否かを判定する(ステップS17)。ナビECU70は、IGスイッチがオフされていない場合には(ステップS17/NO)、ステップS11の判定に戻る。また、ナビECU70は、IGスイッチがオフされたと判定した場合には(ステップS17/YES)、IGスイッチのオン直後にステップS4において設定した開始時刻から現在時刻までの疲労度を算出する(ステップS18)。そして、ナビECU70は、算出した疲労度をフラッシュメモリ74に記憶させる(ステップS18)。また、ステップS13の判定において、走行モードに変更があると判定した場合(ステップS13/YES)、ナビECU70は、ステップS4、又はステップS8の後のステップS4において設定した開始時刻から現在時刻までの疲労度を算出する。そして、ナビECU70は、算出した疲労度をRAM73に記憶させる(ステップS14)。その後、ナビECU70は、ステップS12で取得した走行モードに応じた疲労度係数(F)をフラッシュメモリ74から取得して、取得した疲労度係数(F)を疲労度算出の係数に設定する(ステップS15)。そして、ナビECU70は、現在時刻を疲労度算出の新たな開始時刻に設定する(ステップS16)。
【0055】
次に、
図11に示すフローチャートを参照しながらステップS11の判定が肯定判定であった場合のナビECU70の処理について引き続き説明する。
ナビECU70は、疲労度がしきい値以上であると判定すると(ステップS11/YES)、現在の車両の走行モードは、完全手動モードであるか否かを判定する(ステップS18)。現在の車両の走行モードが完全手動モードである場合(ステップS18/YES)、ナビECU70は、走行支援モードへの変更を促す案内表示を表示パネル764に表示させる(ステップS19)。また、現在の車両の走行モードが完全手動モードではなかった場合(ステップS18/NO)、又は走行支援モードへの変更を促す案内表示を表示パネル764に表示させてから所定時間を経過した場合、ナビECU70は、休憩を促す案内表示を表示パネル764に表示させる(ステップS20)。その後、ナビECU70は、車両のIGスイッチがオフされたか否かを判定する(ステップS21)。ナビECU70は、IGスイッチがオフされると(ステップS21/YES)、IGスイッチのオン直後にステップS4において設定した開始時刻から現在時刻までの疲労度を算出し、算出した疲労度をフラッシュメモリ74に記憶させる(ステップS22)。また、ナビECU70は、IGスイッチがオフされたと判定すると、1トリップの間に走行モードの変更があったか否かを判定する。ナビECU70は、走行モードが変更になっていると判定すると、走行モードごとに算出した疲労度の合計値を算出して、該当するドライバの疲労度としてフラッシュメモリ74に記憶させる。
【0056】
次に、
図12に示すフローチャートを参照しながら平均疲労度の算出処理の処理フローを説明する。なお、このフローは、例えば、
図9〜
図11に示す処理フローの終了後に行われる。
ナビECU70は、まず、該当するドライバの総運転回数と、平均疲労度とをフラッシュメモリ74から取得する(ステップS31、S32)。次に、ナビECU70は、フラッシュメモリ74から取得した総運転回数の値を1加算して、総運転回数の値を更新する(ステップS33)。次に、ナビECU70は、フラッシュメモリ74から取得した平均疲労度に今回算出した疲労度を加算して2で除算し、新たな平均疲労度を算出する(ステップS34)。ナビECU70は、平均疲労度を算出すると、算出した平均疲労度をフラッシュメモリ74に記憶させる(ステップS35)。
図13に、平均疲労度の算出方法を模式的に示す。ナビECU70は、各トリップの疲労度を平均することで、平均疲労度を算出する。
【0057】
上記
図9〜
図12のフローチャートの処理単位は、ナビECU70の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。ナビECU70の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、1つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。また、同様のフリー状態判定が行えれば、上記のフローチャートの処理順序も、図示した例に限られるものではない。
【0058】
以上説明したように本実施形態は、車両の走行モードを車両から取得して、車両の走行モードに対応した運転疲労度係数を用いて運転者の運転疲労度を推定する。従って、運転者の疲労度を高精度に推定することができる。
【0059】
また、運転疲労度と、しきい値とを比較して運転者に休憩を促しているので、運転疲労度の蓄積がしきい値以上になったと判断されるタイミングで休憩を促すことができる。
【0060】
また、運転疲労度をトリップごとに算出して、算出した運転疲労度の平均値をしきい値として使用することで、適切なタイミングで運転者に休憩を促すことができる。
【0061】
また、運転者ごとに運転疲労度の平均値を算出して、運転者ごとに算出した運転疲労度の平均値をしきい値に使用することで、運転者に応じた適切なタイミングで休憩を促すことができる。
【0062】
また、運転疲労度がしきい値以上であり、運転者が疲労していると判定される場合に、運転支援を受けるように運転者に促す案内を出力することで、運転疲労による交通事故等の発生を未然に防ぐことができる。
【0063】
上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可能である。