特開 2024-172445 運転支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172445

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】運転支援装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20241205BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20241205BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D119:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090169

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133835

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 努

(74)【代理人】

【識別番号】100120499

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 淳

(72)【発明者】

【氏名】山下 敬司

【テーマコード（参考）】

3D232

【Ｆターム（参考）】

3D232CC20

3D232CC21

3D232DA15

3D232DA43

3D232DA64

3D232DA82

3D232DA88

3D232DC02

3D232DC12

3D232DC33

3D232DC34

3D232DC38

3D232DD10

3D232EC24

3D232GG01

(57)【要約】

【課題】路面状態に影響を受けることなく、運転支援のためのステアリング振動をドライバに認識させることが可能な運転支援装置を提供する。
【解決手段】プロセッサ１５２は、車両が走行している路面の状態を判定する路面状態判定部１５２ａと、路面の状態の判定結果に基づいて、車両のドライバの運転を支援するためのステアリング振動の振動強度を演算する振動強度演算部１５２ｂと、を備え、振動強度演算部１５２ｂは、路面状態判定部１５２ａによって路面が荒れていると判定された場合は路面が荒れていないと判定された場合に比べて振動強度を大きくする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両が走行している路面の状態を判定する路面状態判定部と、
路面の状態の判定結果に基づいて、車両のドライバの運転を支援するためのステアリング振動の振動強度を演算する振動強度演算部と、を備え、
前記振動強度演算部は、前記路面状態判定部によって路面が荒れていると判定された場合は路面が荒れていないと判定された場合に比べて前記振動強度を大きくする、
運転支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運転支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、所定条件が成立したときには、ステアリングを振動させるための振動トルクを設定して、アシストトルクと振動トルクとの合算値を目標トルクとしてモータを制御し、所定条件を満たさずかつ目標トルクが所定の第１制限トルク以上であるときには目標トルクの最大値を第１制限トルクに制限する一方、所定条件を満たすときには、目標トルクの最大値に対する制限を変更することが公知である（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１４６８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、路面状態が荒れていると、路面の荒れに起因する振動がステアリングに伝わり、運転支援のためのステアリングの振動をドライバが認識しにくくなる問題がある。上記特許文献に記載された技術では、路面状態に応じて運転支援のためのステアリング振動をドライバが認識しにくくなることは何ら考慮されておらず、改善の余地がある。

【0005】

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、路面状態に影響を受けることなく、運転支援のためのステアリング振動をドライバに認識させることが可能な運転支援装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の要旨は以下のとおりである。
（１）車両が走行している路面の状態を判定する路面状態判定部と、
路面の状態の判定結果に基づいて、車両のドライバの運転を支援するためのステアリング振動の振動強度を演算する振動強度演算部と、を備え、
前記振動強度演算部は、前記路面状態判定部によって路面が荒れていると判定された場合は路面が荒れていないと判定された場合に比べて前記振動強度を大きくする、
運転支援装置。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、路面状態に影響を受けることなく、運転支援のためのステアリング振動をドライバに認識させることが可能な運転支援装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】車両に搭載されている運転支援システムの構成を示す模式図である。

【図2】ステアリング振動ＥＣＵのプロセッサの機能ブロックを示す模式図である。

【図3A】路面状態判定部が路面状態を判定する手法を説明するための模式図である。

【図3B】路面状態判定部が路面状態を判定する手法を説明するための模式図である。

【図4】路面状態判定部が路面状態を判定する他の手法を説明するための模式図である。

【図5】ステアリングを振動させるための振動指令値（電流値）の例を示す特性図である。

【図6】ステアリング振動ＥＣＵのプロセッサが所定の制御周期毎に行う処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る幾つかの実施形態について図を参照しながら説明する。しかしながら、これらの説明は、本発明の好ましい実施形態の単なる例示を意図するものであって、本発明をこのような特定の実施形態に限定することを意図するものではない。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。

【0010】

図１は、車両１００に搭載されている運転支援システムの構成を示す模式図である。この運転支援システムは、例えば車両が走行中の車線を逸脱するような場合に、ドライバの運転を支援するためステアリングを意図的に振動させる。また、この運転支援システムは、路面状態に応じて運転支援のためのステアリングの振動強度を動的に変化させる。

【0011】

運転支援システムは、トルクセンサ１１０と、Ｇセンサ１２０と、エアサスペンションの圧力センサ１３０と、先進安全機能の電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit 以下、ＥＣＵと称する）１４０と、ステアリング振動ＥＣＵ１５０と、ＥＰＳモータ１６０と、ステアリング１７０と、を有している。これらは、コントローラエリアネットワーク（Controller Area Network (CAN)）といった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。

【0012】

トルクセンサ１１０は、ステアリング１７０のトルク（ドライバによる操舵トルク、および路面からの反力によるトルク）を検出する。Ｇセンサ１２０は車両にかかる加速度Ｇ、特に上下方向の加速度Ｇを検出する。圧力センサ１３０は、エアサスペンションのエアが入ったシリンダの圧力を検出する。先進安全機能ＥＣＵ１４０は、先進安全機能によりドライバの運転を支援する先進安全システムのＥＣＵであり、ドライバの運転を支援するための情報をステアリング振動ＥＣＵ１５０へ送信する。例えば、先進安全機能ＥＣＵ１４０は、車両が車線を逸脱するような場合に、車両のドライバの運転を支援するため（より具体的には、ドライバに警告するため）、ステアリング１７０を振動させる振動要求をステアリング振動ＥＣＵ１５０へ送信する。

【0013】

ステアリング振動ＥＣＵ１５０は、プロセッサ１５２と、メモリ１５４と、通信インターフェース１５６とを有する。プロセッサ１５２は、１個または複数個のＣＰＵ及びその周辺回路を有し、メモリ１５４の作業領域に実行可能に展開されたコンピュータプログラムの実行により所定の機能を提供する。メモリ１５４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。通信インターフェース１５６は、ステアリング振動ＥＣＵ１５０を車内ネットワークまたは外部の通信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。

【0014】

ＥＰＳモータ１６０は、電動パワーステアリング(Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ：ＥＰＳ)のモータであって、トルクセンサ１１０が検出した操舵トルクに基づいてその駆動トルクが制御され、ドライバによるステアリング１７０の操作をアシストする。ステアリング１７０は車内のドライバによって操作され、ドライバの操作に応じて前輪を転舵させる。

【0015】

また、ＥＰＳモータ１６０は、ステアリング１７０を振動させる振動要求が先進安全機能ＥＣＵ１４０から送信されると、車両のドライバの運転を支援するため、ステアリング１７０を振動させる。

【0016】

図２は、ステアリング振動ＥＣＵ１５０のプロセッサ１５２の機能ブロックを示す模式図である。プロセッサ１５２は、本開示に係る運転支援装置の一態様であり、路面状態判定部１５２ａと、振動強度演算部１５２ｂと、振動要否判定部１５２ｃと、振動指令部１５２ｄと、を有する。プロセッサ１５２が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ１５２上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。つまり、プロセッサ１５２が有するこれらの各部は、プロセッサ１５２とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）から構成される。

【0017】

路面状態判定部１５２ａは、トルクセンサ１１０、Ｇセンサ１２０、または圧力センサ１３０の検出値に基づいて車両が走行している路面の状態（路面の荒れ具合）を判定する。これらのセンサの検出値は、路面が荒れているほど高周波成分を多く含む。例えば、トルクセンサ１１０は路面からステアリング１７０への反力を検出するため、トルクセンサ１１０の検出値は、路面が荒れているほど高周波成分を多く含む。Ｇセンサ１２０の検出値は、路面が荒れているほど上下方向の加速度Ｇに高周波成分を多く含む。エアサスペンションは路面が荒れているほど小刻みに動くため、圧力センサ１３０の検出値は、路面が荒れているほど高周波成分を多く含む。

【0018】

図３Ａおよび図３Ｂは、路面状態判定部１５２ａが路面状態を判定する手法を説明するための模式図である。具体的には、図３Ａおよび図３Ｂは、これらのいずれかのセンサの検出値（特性Ｃ１、図中に実線で示す）と、検出値をローパスフィルタ（ＬＰＦ）に通した値（特性Ｃ２、図中に破線で示す）が時間の経過に伴って変化する様子を示している。また、図３Ａは滑らかな路面の場合を示しており、図３Ｂは荒れた路面の場合を示しており、図３Ｂの特性Ｃ１の方が図３Ａの特性Ｃ１よりも高周波成分が多くなっている。なお、Ｇセンサ１２０の検出値としては、上下方向の加速度Ｇの検出値を用いる。

【0019】

路面状態判定部１５２ａは、特性Ｃ１と特性Ｃ２の差分の絶対値を所定期間において積分し、積分値が所定の閾値以上の場合は路面が荒れている判定し、積分値が所定の閾値未満の場合は路面が荒れていないと判定する。路面状態判定部１５２ａは、特性Ｃ１にＦ Ｈｚ以上の高周波成分が多く含まれる場合に路面が荒れていると判定してもよい。

【0020】

また、図４は、路面状態判定部１５２ａが路面状態を判定する他の手法を説明するための模式図である。図４は、先進安全システムに含まれる車載カメラの画像に基づいて先進安全機能ＥＣＵ１４０が取得した、車両から道路上の車線を表す白線までの距離が時間の経過に伴って変化する様子を示している。上述したように、先進安全機能ＥＣＵ１４０は、車両が車線を逸脱するような場合に、ステアリング１７０を振動させる振動要求を送信する。このため、図４に示すように、車両から白線までの距離が短くなると所定時間（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の間ステアリング１７０が振動するようにＥＰＳモータ１６０が駆動される。これにより、時間Ｔ１の後、ステアリング１７０の振動を感知したドライバによって修正舵が行われ、車両から白線までの距離が増加することで車線の逸脱が解消されている。

【0021】

一方、時間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４では、ステアリング１７０を振動させた後、ドライバによって修正舵が行われておらず、白線までの距離が０を下回っている。路面状態判定部１５２ａは、ステアリング１７０を振動させた後、所定時間（例えば３秒）以内に白線までの距離が増加していない場合は、ドライバが修正舵を行っていないと判定する。そして、路面状態判定部１５２ａは、所定期間内に、ステアリング１７０を振動させても所定回数（例えば３回）以上連続して修正舵が行われていない場合は、路面からの反力によりステアリング１７０が振動し、ドライバが運転支援のためのステアリング振動を判別できなくなっているため、路面が荒れていると判定する。

【0022】

振動強度演算部１５２ｂは、路面の状態の判定結果に基づいて、車両のドライバの運転を支援するためのステアリング振動の振動強度を演算する。振動強度演算部１５２ｂは、路面状態判定部１５２ａによって路面が荒れていると判定された場合は路面が荒れていないと判定された場合に比べて振動強度を大きくする。また、振動強度演算部１５２ｂは、路面状態判定部１５２ａが判定した路面の状態に基づいて、路面が荒れているほど振動強度を大きくする。また、振動強度演算部１５２ｂは、路面状態判定部１５２ａによって路面が荒れていないと判定された場合は、振動強度を予め定められた初期値に維持してもよい。

【0023】

振動要否判定部１５２ｃは、先進安全機能ＥＣＵ１４０から送信された情報に基づいて、ドライバの運転を支援するためのステアリング１７０の振動の要否を判定する。振動要否判定部１５２ｃは、先進安全機能ＥＣＵ１４０から振動要求が送信されると、ドライバの運転を支援するためのステアリング１７０の振動が必要であると判定する。

【0024】

振動指令部１５２ｄは、ドライバの運転を支援するためのステアリング１７０の振動が必要な場合、振動強度演算部１５２ｂが演算した振動強度に応じた振動指令値でステアリング１７０を振動させるようＥＰＳモータ１６０へ指令する。図５は、ステアリング１７０を振動させるための振動指令値（電流値）の例を示す特性図である。図５に示すように、振動指令値は、デューティー比が定められたパルス状の電流値Ｉｓであり、振動強度演算部１５２ｂが演算した振動強度が高いほど電流値Ｉｓの値は大きくなり、振動トルクの振幅が大きくなる。

【0025】

振動指令部１５２ｄが振動強度に応じた振動指令値でＥＰＳモータ１６０に指令することで、ＥＰＳモータ１６０は路面が荒れている場合は路面が荒れていない場合に比べて大きな振動強度でステアリング１７０を振動させる。これにより、路面が荒れている場合であっても、ドライバは運転支援のためのステアリング振動を認識することができる。したがって、路面が荒れている場合であっても、ドライバは、車両が車線を逸脱するような場合に、修正舵を行うことによって車両を車線内に留めることができる。ＥＰＳモータ１６０は、路面が荒れていない場合は振動強度を増加させないため、振動の音が抑制され、ドライバが振動を煩わしく感じてしまうことが抑制される。

【0026】

次に、図６のフローチャートに基づいて、ステアリング振動ＥＣＵ１５０のプロセッサ１５２が行う処理について説明する。図６は、ステアリング振動ＥＣＵ１５０のプロセッサ１５２が所定の制御周期毎に行う処理を示すフローチャートである。

【0027】

先ず、路面状態判定部１５２ａが、車両が走行している路面の状態を判定する（ステップＳ１０）。次に、振動強度演算部１５２ｂが、路面の状態の判定結果に基づいて、車両のドライバの運転を支援するためのステアリング振動の振動強度を演算する（ステップＳ１２）。次に、振動要否判定部１５２ｃが、先進安全機能ＥＣＵ１４０から振動要求があったか否かを判定し（ステップＳ１４）、振動要求があった場合、振動指令部１５２ｄが、振動強度演算部１５２ｂが演算した振動強度に応じた振動指令値でステアリング１７０を振動させるようＥＰＳモータ１６０へ指令する（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ１４で振動要求がない場合、処理はステップＳ１０へ戻る。

【符号の説明】

【0028】

１５２ プロセッサ
１５２ａ 路面状態判定部
１５２ｂ 振動強度演算部
１５２ｃ 振動要否判定部
１５２ｄ 振動指令部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】