(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】P2024097795
(43)【公開日】2024-07-19
(54)【発明の名称】運転支援装置、運転支援方法、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
G08G 1/01 20060101AFI20240711BHJP
B60W 30/095 20120101ALI20240711BHJP
B60W 40/105 20120101ALI20240711BHJP
B60W 40/04 20060101ALI20240711BHJP
B60W 50/14 20200101ALI20240711BHJP
【FI】
G08G1/01 C
B60W30/095
B60W40/105
B60W40/04
B60W50/14
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024067830
(22)【出願日】2024-04-18
(62)【分割の表示】P 2020171974の分割
【原出願日】2020-10-12
(31)【優先権主張番号】P 2020074783
(32)【優先日】2020-04-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100194087
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 伸一
(72)【発明者】
【氏名】安井 裕司
(57)【要約】
【課題】利便性を向上させることができる運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムを提供すること。
【解決手段】合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、を備えた運転支援装置。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、
を備えた運転支援装置。
【請求項2】
前記通知制御部は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、前記通知音の音程を異ならせる、
請求項1記載の運転支援装置。
【請求項3】
前記通知制御部は、加速を要する場合に、減速を要する場合と比べて音程が高い前記通知音を出力させる、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項4】
前記通知制御部は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、前記通知音の音色を異ならせる、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項5】
前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の間隔を異ならせる、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項6】
前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記間隔を短くし、且つ、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記間隔を短くする、
請求項5記載の運転支援装置。
【請求項7】
前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の音程、音量、または音色を異ならせる、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項8】
前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記音程を高くし、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記音程を低くする、
請求項7記載の運転支援装置。
【請求項9】
前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記音量を大きくし、且つ、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記音量を大きくする、
請求項7記載の運転支援装置。
【請求項10】
前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために前記自車両が加速を要するか減速を要するかに応じて前記通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち1つ以上の要素を変更し、前記速度合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち他の1つ以上の要素を変更する、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項11】
前記通知制御部は、アクセルペダルに対するドライバ毎の踏み込み特性に応じて前記通知音を変更する、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項12】
前記通知制御部は、合流または車線変更に利用可能な距離に応じて前記通知音を変更する、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項13】
前記移動先車線に進入するための操舵タイミングを判定する操舵判定部をさらに備え、
前記通知制御部は、前記操舵判定部により判定された操舵タイミングで前記通知音とは異なる操舵指示音を前記スピーカから出力させる、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項14】
前記決定部は、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置を決定し、
前記通知制御部は、前記車両進行方向に関して、前記移動先車線で前記目標相対位置の直前を走行する前方車両の前部と、前記移動先車線で前記目標相対位置の直後を走行する後方車両の後部との間である誘導開始範囲に前記自車両が進入したことに応じて前記通知音の出力を開始する、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項15】
前記通知制御部は、前記誘導開始範囲に前記自車両が進入した場合、前記通知音の出力開始に先立って前記通知音とは異なる誘導開始通知音を前記スピーカから出力させる、
請求項14記載の運転支援装置。
【請求項16】
前記移動先車線への進入の可否を判定する進入可否判定部をさらに備え、
前記通知制御部は、前記通知音の出力を開始した後に前記進入可否判定部により前記移動先車線への進入が不可能と判定された場合、前記通知音とは異なる誘導中止通知音を前記スピーカから出力させる、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項17】
前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために加速および減速が必要ない場合は、前記通知音を前記スピーカから出力させない、
請求項1または請求項2記載の運転支援装置。
【請求項18】
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために必要な自車両の速度変化度に応じて音程、音量、音色、または間隔が異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、
を備えた運転支援装置。
【請求項19】
コンピュータが、
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定し、
決定した前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力する、
運転支援方法。
【請求項20】
コンピュータに、
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定させ、
決定させた前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
目標加減速度が限界値に到達していると判別した場合、ブザーを用いて目標加減速度が限界値に到達していることを報知する車両が知られている(特許文献1)。また、自車両がブレーキ操作開始地点に達した時にブザー音によりブレーキ操作開始を通知し、車速の低下に伴ってブザー音を減少させ、ブザー音の音量により減速目標に対する速度差を報知する車両が知られている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005-053401号公報
【特許文献2】特開2007-133486号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来の技術では、走行場面によっては利便性が十分でない場合があった。
【0005】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、利便性を向上させることができる運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
(1):本発明の一態様に係る運転支援装置は、合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、を備えるものである。
【0007】
(2):上記(1)の態様において、前記通知制御部は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、前記通知音の音程を異ならせるものである。
【0008】
(3):上記(1)または(2)の態様において、前記通知制御部は、加速を要する場合に、減速を要する場合と比べて音程が高い前記通知音を出力させるものである。
【0009】
(4):上記(1)から(3)のうちいずれかの態様において、前記通知制御部は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、前記通知音の音色を異ならせるものである。
【0010】
(5):上記(1)から(4)のうちいずれかの態様において、前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の間隔を異ならせるものである。
【0011】
(6):上記(5)の態様において、前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記間隔を短くし、且つ、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記間隔を短くするものである。
【0012】
(7):上記(1)から(6)のいずれかの態様において、前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の音程、音量、または音色を異ならせるものである。
【0013】
(8):上記(7)の態様において、前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記通知音の音程を高くし、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記通知音の音程を低くするものである。
【0014】
(9):上記(7)または(8)の態様において、前記通知制御部は、前記速度変化度として必要加速度が大きいほど前記音量を大きくし、且つ、前記速度変化度として必要減速度が大きいほど前記音量を大きくするものである。
【0015】
(10):上記(1)から(9)のいずれかの態様において、前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために前記自車両が加速を要するか減速を要するかに応じて前記通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち1つ以上の要素を変更し、前記位置合わせを行うために必要な前記自車両の速度変化度に応じて前記通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち他の1つ以上の要素を変更するものである。
【0016】
(11):上記(1)から(10)のいずれかの態様において、前記決定部は、合流または車線変更を行うための前記他車両に対する目標相対位置を決定し、前記通知制御部は、前記決定部により決定された前記目標相対位置および前記目標速度に対して前記自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力に基づき前記通知音を決定し、決定した前記通知音を前記スピーカから出力させるものである。
【0017】
(12):上記(11)の態様において、前記決定部により決定された前記目標相対位置および前記目標速度に対して前記自車両の位置および速度を同時に収束させる駆動力を、応答指定型制御に基づき導出する導出部をさらに備え、前記通知制御部は、前記導出部により導出された駆動力に基づき前記通知音を決定し、決定した前記通知音を前記スピーカから出力させるものである。
【0018】
(13):上記(12)の態様において、前記導出部は、前記目標相対位置と前記自車両の位置との偏差である位置偏差と、前記目標速度と前記自車両の速度との偏差である速度偏差とを線形結合した切換関数をゼロに近付けつつ前記位置偏差と前記速度偏差とをゼロに近付けるように前記駆動力を導出する。
【0019】
(14):上記(12)の態様において、前記導出部は、前記目標相対位置と前記自車両の位置との偏差である位置偏差と前記位置偏差の過去値とを線形結合した第1切換関数をゼロに近付けつつ前記位置偏差と前記位置偏差の過去値とをゼロに近付けるように、前記目標速度の補正量を決定し、前記他車両の速度に基づく仮目標速度を前記補正量で補正して前記目標速度を決定し、前記目標速度と前記自車両の速度との偏差である速度偏差と前記速度偏差の過去値とを線形結合した第2切換関数をゼロに近付けつつ前記速度偏差と前記速度偏差の過去値とをゼロに近付けるように前記駆動力を導出する。
【0020】
(15):上記(1)から(14)のいずれかの態様において、前記通知制御部は、アクセルペダルに対するドライバ毎の踏み込み特性に応じて前記通知音を変更するものである。
【0021】
(16):上記(1)から(15)のいずれかの態様において、前記通知制御部は、合流または車線変更に利用可能な距離に応じて前記通知音を変更するものである。
【0022】
(17):上記(1)から(16)のいずれかの態様において、前記移動先車線に進入するための操舵タイミングを判定する操舵判定部をさらに備え、前記通知制御部は、前記操舵判定部により判定された操舵タイミングで前記通知音とは異なる操舵指示音を前記スピーカから出力させるものである。
【0023】
(18):上記(1)から(17)のいずれかの態様において、前記決定部は、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置を決定し、前記通知制御部は、前記車両進行方向に関して、前記移動先車線で前記目標相対位置の直前を走行する前方車両の前部と、前記移動先車線で前記目標相対位置の直後を走行する後方車両の後部との間である誘導開始範囲に前記自車両が進入したことに応じて前記通知音の出力を開始するものである。
【0024】
(19):上記(18)の態様において、前記通知制御部は、前記誘導開始範囲に前記自車両が進入した場合、前記通知音の出力開始に先立って前記通知音とは異なる誘導開始通知音を前記スピーカから出力させるものである。
【0025】
(20):上記(1)から(19)のいずれかの態様において、前記移動先車線への進入の可否を判定する進入可否判定部をさらに備え、前記通知制御部は、前記通知音の出力を開始した後に前記進入可否判定部により前記移動先車線への進入が不可能と判定された場合、前記通知音とは異なる誘導中止通知音を前記スピーカから出力させるものである。
【0026】
(21):上記(1)から(20)のいずれかの態様において、前記通知制御部は、前記速度合わせを行うために加速および減速が必要ない場合は、前記通知音を前記スピーカから出力させないものである。
【0027】
(22):本発明の他の態様に係る運転支援装置は、合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が必要とする速度変化度に応じて音程、音量、音色、または間隔が異なる通知音をスピーカから出力させる通知制御部と、を備えるものである。
【0028】
(23):本発明の他の態様に係る運転支援方法は、コンピュータが、合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定し、決定した前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力するものである。
【0029】
(24):本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータに、合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標速度を決定させ、決定させた前記目標速度に対して車両進行方向の速度合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力させるものである。
【発明の効果】
【0030】
上記(1)~(24)の態様によれば、利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【
図2】自車速度Veと駆動力との関係を示すグラフである。
【
図3】合流に関するいくつかの場面(ケース1~4)を示す図である。
【
図4】合流に関する別観点でのいくつかの場面(ケース5~8)を示す図である。
【
図6】誘導通知音に関する処理の流れを示すブロック図である。
【
図7】合流誘導パラメータSの設定を概念的に示す図である。
【
図8】合流誘導制御部105による計算を概念的に示す図である。
【
図9】ケース1~8に対して応答指定型制御が用いられる場合を概念的に示す図である。
【
図10】通知制御部110により出力される誘導通知音を概念的に示す図である。
【
図11】通知音情報155の一例を概念的に示す図である。
【
図12】通知音情報155の別の一例を概念的に示す図である。
【
図14】ドライバ特性情報156の一例を示す図である。
【
図15】誘導通知音による誘導開始範囲GRを示す図である。
【
図16】運転支援装置100による制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【
図17】第2の実施形態の通知制御部110により出力される誘導通知音を概念的に示す図である。
【
図18】目標位置偏差Δと、仮想誘導パラメータFlead´と、自車速度Veとの関係を概念的に示す図である。
【
図19】第3の実施形態の合流誘導制御部105と誘導パラメータ設定部104の機能を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、図面を参照し、本発明の運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムの実施形態について説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含み得る。「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して追加的な演算や加工が行われたものに基づく場合も含み得る。「XXまたはYY」とは、XXとYYのうちいずれか一方の場合に限定されず、XXとYYの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が3つ以上の場合も同様である。「XX」および「YY」は、任意の要素(例えば任意の情報)である。
【0033】
<第1実施形態>
[1.車両構成]
図1は、第1実施形態の運転支援装置100が搭載された車両M(以下「自車両M」と称する場合がある)を示す平面図である。車両Mは、例えば、二輪や三輪、四輪などの自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関を動力源とした自動車、電動機を動力源とした電気自動車、または内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車などである。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、またはアルコール燃料電池などの電池により放電される電力を使用して駆動される。
【0034】
図1に示すように、車両Mは、例えば、フロントカメラ10(以下「カメラ10」と称する)、複数のレーダ20、および運転支援装置100を含む。
【0035】
カメラ10は、例えば車両Mの前部に設けられ、車両Mの前方を撮影可能である。
図1に示すカメラ10の撮影範囲は概念的なものである。カメラ10は、比較的遠い前方を走行する他車両を撮影可能(例えば
図15中の(a)の位置で前方車両Mfを撮影可能)である。レーダ20は、例えば車両Mの4つの角部に設けられ、車両Mの前方両側方および後方両側方を監視可能である。レーダ20は、例えばミリ波レーダであるが、これに限定されない。
【0036】
本実施形態の車両Mは、乗員によって運転されることを前提とした車両であり、いわゆる自動運転車両(レベル3以上の自動運転車両)と比べて簡易な監視センサ群(カメラ10およびレーダ20)を有する。このため、車両Mの側方には、監視センサ群によって検出されない死角領域DAが存在し得る。ただし、車両Mは、レベル3以上の自動運転車両と同様に、車両Mの周囲360度を監視可能な監視センサ群を有してもよい。
【0037】
運転支援装置100は、本線車道への合流または車線変更をスムーズに行うことを支援可能な装置であり、後述するスピーカ60から誘導通知音を出力することで乗員(ドライバ)による運転を支援する。運転支援装置100については詳しく後述する。
【0038】
車両Mは、上述した構成に加えて、一般的な車両の構成要素として、車両Mの動力源(駆動源)、各種操作デバイス、および各種操作検出センサなどを有する。動力源は、例えば、エンジンのような内燃機関および/または電動機を含む。各種操作デバイスは、例えば、アクセルペダル31(
図5参照)、ステアリングホイール、ブレーキペダル、およびシフトレバーなどを含む。各種操作検出センサは、アクセル開度センサ32(
図5参照)、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサなどを含む。アクセル開度センサ32は、アクセルペダル31に対するドライバの踏み量に応じてアクセル開度Qapを検出する。
【0039】
[2.合流/車線変更の場面例]
次に、
図2から
図4を参照し、合流/車線変更における運転の難しさについて説明する。以下では「本線車道への合流」および「車線変更」の両方を含む意味で「合流」という用語を使用している。
【0040】
図2は、自車両Mの速度である自車速度Veと、自車両Mの駆動力(アクセル開度Qap)との関係を示すグラフである。
図2に示すように、走行抵抗Rdは、自車速度Veが増加するほど、指数的に増加する。自車速度Veに対する自車両Mの駆動力が走行抵抗Rdよりも高い領域は、車両Mを加速させる加速領域となる。自車速度Veに対する自車両Mの駆動力が走行抵抗Rdよりも低い領域は、車両Mを減速させる減速領域となる。
【0041】
図3は、合流に関するいくつかの場面(ケース1~4)を示す図である。ケース1~4は、自車両Mと他車両との速度関係の違いに着目した区分けである。以下では、自車両Mの合流先の車線(移動先車線、隣接車線)を走行する他車両のなかで、合流目標位置の直前を走行する他車両を「前方車両Mf」と称し、合流目標位置の直後を走行する他車両を「後方車両Mb」と称する。また以下では、前方車両Mfの速度を「速度Vof」、後方車両Mbの速度を「速度Vob」、前方車両Mfと後方車両Mbとの間の設定される目標合流相対位置を「目標合流相対位置Pmt」、目標合流相対位置Pmtに対する自車両Mの位置誤差を「相対位置誤差Epm」と定義する。目標合流相対位置Pmtは、例えば、車両進行方向で前方車両Mfと後方車両Mbとの間の中央位置、あるいは上記中央位置と比べて少し前寄りの位置に設定される。
図3中の右方のグラフでは、白抜きの星マークが「合流開始時駆動力」を示し、ハッチング入りの星マークが「合流時駆動力」を示す。
【0042】
ケース1は、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobとほぼ同じ(相対速度がほぼゼロ)であるとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて少し前側に位置する場合である。この場合、ドライバは、アクセルペダル31を若干戻して減速を行った後、アクセルペダル31を再び踏み込み、元のアクセル開度に戻す必要がある。
【0043】
ケース2は、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobよりも少し速いとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて少し前側に位置する場合である。この場合、ドライバは、アクセルペダル31を適正値まで戻して減速を行った後、アクセルペダル31を再び踏み込み、元のアクセル開度よりも低い適正なアクセル開度にする必要がある。
【0044】
ケース3は、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobよりも過度に速いとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて少し前側に位置する場合である。この場合、ドライバは、過剰な速度を抑えるためアクセルペダル31を大きく戻して減速を行った後、アクセルペダル31を再び踏み込み、元のアクセル開度よりも低い適正なアクセル開度にする必要がある。
【0045】
ケース4は、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobよりも過度に遅いとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて少し前側に位置する場合である。この場合、ドライバは、アクセルペダル31を大きく踏み込んで加速を行った後、アクセルペダル31を徐々に戻して元のアクセル開度よりも高い適正なアクセル開度にする必要がある。
【0046】
以上のように、自車両Mと他車両との相対位置が同じであっても、相対速度の違いにより必要なアクセル開度の時系列の動きが全く異なる。ドライバは、合流時に他車両に対する適切な位置に自車両Mの位置を合わせるとともに、他車両に対する相対速度もほぼゼロにする必要がある。すなわち、ドライバは、2つの要素(位置と速度)を同時に調整しなければならない。このため、初心者や運転が苦手なドライバにとって合流は特に苦手な操作となり得る。
【0047】
図4は、合流に関する別観点でのいくつかの場面(ケース5~8)を示す図である。ケース5~8は、自車両Mと他車両との位置関係の違いに着目した区分けである。
【0048】
ケース5は、ケース1と同様で、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobとほぼ同じ(相対速度がほぼゼロ)であるとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて少し前側に位置する場合である。この場合、ドライバは、アクセルペダル31を若干戻して減速を行った後、アクセルペダル31を再び踏み込み、元のアクセル開度にする必要がある。
【0049】
ケース6は、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobとほぼ同じ(相対速度がほぼゼロ)であるとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて大きく前側に位置する場合である。この場合、ドライバは、アクセルペダル31を大きく戻して減速を行い、前方車両Mfを前に行かせながら、アクセルペダル31を再び踏み込み、元のアクセル開度にする必要がある。
【0050】
ケース7は、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobとほぼ同じ(相対速度がほぼゼロ)であるとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて大きく後側に位置する場合である。この場合、ドライバは、アクセルペダル31を踏み込んで加速を行った後、徐々にアクセルペダル31を戻し、元のアクセル開度にする必要がある。
【0051】
ケース8は、自車速度Veが前方車両Mfの速度Vofおよび後方車両Mbの速度Vobよりも過度に速いとともに、自車両Mが目標合流相対位置Pmtと比べて大きく後側に位置する場合である。この場合、自車位置は目標合流相対位置Pmtよりも後方であるが、過剰な速度を抑制するため、ドライバは、アクセルペダル31を戻しながら自車位置を目標合流相対位置Pmtと合わせるとともに、元のアクセル開度よりも高いアクセル開度にする必要がある。
【0052】
以上のように、自車両Mと他車両との相対速度が同じであっても、相対位置の違いにより必要なアクセル開度の時系列の動きが全く異なる。この場合もドライバは、合流時に他車両に対する適切な位置に自車両Mの位置を合わせるとともに、他車両に対する相対速度もほぼゼロにする必要がある。例えばケース8のように、目標合流相対位置Pmtに対して自車両Mが後方に位置する場合でも、位置制御の感覚に反してアクセルペダル31を戻さないといけないケースもある。このような観点でも、初心者や運転が苦手なドライバにとって合流は特に苦手な操作となり得る。
【0053】
[3.運転支援装置の構成]
図5は、運転支援装置100を示す構成図である。車両Mは、上述した構成に加えて、GNSS受信機40、車内カメラ50、スピーカ60、および表示装置70を有する。
【0054】
GNSS受信機40は、GNSS衛星(例えばGPS衛星)から到来する電波に基づいて自車両Mの位置を測位する。GNSS受信機40は、測位結果を運転支援装置100に出力する。
【0055】
車内カメラ50は、車両Mの車室内に設けられ、ドライバを撮影可能である。車内カメラ50は、ドライバを識別するための情報を検出する「ドライバ情報検出装置」の一例である。「ドライバ情報検出装置」は、車内カメラ50に代えて/加えて、ドライバの音声を収音するマイクやドライバの生体情報(例えば指紋)を検出する装置などでもよい。
【0056】
スピーカ60は、車両Mの車室内に設けられ、例えばドライバに向けて誘導通知音などを出力可能である。表示装置70は、メータ内に設けられた表示部、またはヘッドアップディスプレイ(HUD)であり、所定の情報をドライバに表示可能である。これらの内容には詳しく後述する。
【0057】
図5に示すように、運転支援装置100は、情報処理部100aと、記憶部100bとを含む。情報処理部100aは、例えば、検出部101、目標位置速度算出部102、相対位置偏差算出部103、誘導パラメータ設定部104、合流誘導制御部105、目標駆動力算出部106、ドライバ要求駆動力算出部107、フィードフォワード駆動力算出部108、ドライバ判定部109、通知制御部110、操舵判定部111、および進入可否判定部112を含む。これらの構成要素は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)またはGPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDDやフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。
【0058】
記憶部100bは、HDDやフラッシュメモリ、ROM、RAM(Random Access Memory)などである。記憶部100bには、地図情報151、誘導パラメータ情報152、走行抵抗情報(走行抵抗テーブル)153、ドライバ情報154、通知音情報(サウンドテーブル)155、およびドライバ特性情報156が記憶されている。
【0059】
[4.合流位置のリコメンド]
次に、後述する誘導通知音の出力の前に行われる処理について説明する。本実施形態の運転支援装置100は、合流のための誘導を希望するユーザの入力(例えば車載のマイクに対する「合流の誘導を開始して」のような音声による入力)を受け付けた場合、以下の処理を行う。まず、運転支援装置100は、後述する検出部101により検出された他車両の検出結果に基づき合流可能位置の特定し、特定した合流可能位置をドライバに報知する。ドライバに対する報知は、例えば、表示装置70に合流可能位置を表示することにより行われるが、他の手段が用いられてもよい。その後、ドライバは、自らの運転で後述する誘導開始範囲GR(
図15参照)に自車両Mを進入させる。運転支援装置100は、誘導開始範囲GRに自車両Mが進入した場合、以下に説明する誘導通知音による誘導を開始する。
【0060】
[4.誘導通知音による誘導]
[4.1 誘導通知音に関する基本処理]
図6は、誘導通知音に関する処理の流れを示すブロック図である。なお以下に説明する処理は、所定の制御周期(例えば50[msec]~300[msec])で繰り返し実行される。数式中の「k」は、制御時刻kにおける値を意味する。
【0061】
検出部101は、カメラ10およびレーダ20の検出結果を取得する。カメラ10およびレーダ20の検出結果は、合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両(前方車両Mfおよび後方車両Mb)の検出結果を含む。検出部101は、カメラ10およびレーダ20の検出結果に基づき、自車両Mに対する前方車両Mfの相対位置Pof、自車両Mに対する後方車両Mbの相対位置Pob、前方車両Mfの速度Vof、および後方車両Mbの速度Vobを検出し、検出した相対位置Pof,Pobおよび速度Vof,Vobを目標位置速度算出部102に出力する。相対位置Pof,Pobは、例えば自車両Mを基準とした相対座標系で特定される。さらに、検出部101は、自車両Mの走行装置などに設けられたセンサの検出結果に基づき、自車速度Veを検出する。検出部101は、検出した自車速度Veを、目標位置速度算出部102および合流誘導制御部105に出力する。
【0062】
本実施形態では、検出部101は、カメラ10の検出結果(例えばカメラ10により取得された画像データ)に基づき走路情報RIを導出し、導出した走路情報RIを誘導パラメータ設定部104に出力する。走路情報RIは、自車両Mが走行する車線の形状を示す情報であり、合流に利用可能な距離を示す情報を含む。なお、検出部101は、カメラ10の検出結果に加えて/代えて、GNSS受信機40の検出結果と記憶部10bに記憶された地図情報151とに基づき走路情報RIを導出してもよい。地図情報151は、車線のレーン種別(本線車線、合流車線、追越車線、登板車線等の種別)や、各車線の距離(合流車線の長さなど)を示す情報である。
【0063】
目標位置速度算出部102は、相対位置Pof,Pobに基づき、目標合流相対位置Pmtを算出する。目標位置速度算出部102は、例えば、車両進行方向における相対位置Pofと相対位置Pobとの間の中央位置を、目標合流相対位置Pmtとして算出する。これに代えて、目標位置速度算出部102は、車両進行方向における相対位置Pofと相対位置Pobとの間の中央位置に対して、所定量(または所定割合)だけ前側の位置を目標合流相対位置Pmtとして算出してもよい。目標合流相対位置Pmtは、移動先車線に進入するための他車両(例えば前方車両Mf)に対する目標相対位置である。目標合流相対位置Pmtは、例えば自車両Mを基準とした相対座標系で算出される。目標位置速度算出部102は、算出した目標合流相対位置Pmtを、相対位置偏差算出部103に出力する。
【0064】
さらに、目標位置速度算出部102は、速度Vof,Vobに基づき、合流のための目標速度である目標合流速度Vmtを算出する。例えば、目標位置速度算出部102は、前方車両Mfの速度Vofと同じ速度を、目標合流速度Vmtとして算出する。これに代えて、目標位置速度算出部102は、前方車両Mfの速度Vofよりも後方車両Mbの速度Vobの速度が大きい場合、速度Vof,Vobの間の中央値を目標合流速度Vmtとして算出してもよい。目標位置速度算出部102は、算出した目標合流速度Vmtを、目標駆動力算出部106に出力する。目標位置速度算出部102は、目標合流相対位置Pmtおよび目標合流速度Vmtを決定する「決定部」の一例である。
【0065】
相対位置偏差算出部103は、目標合流相対位置Pmtに基づき、相対位置偏差Eptを算出する。相対位置偏差Eptは、実質的に上述した相対位置誤差Epmと同じ意義である。相対位置偏差Eptは、例えば自車両Mを基準とした相対座標系で算出される。この場合、相対位置偏差Eptは、目標合流相対位置Pmtに「-1」を乗算することで算出される。すなわち、相対位置偏差算出部103は、下記の式(1)に基づき、相対位置偏差Eptを算出する。相対位置偏差算出部103は、算出した相対位置偏差Eptを、合流誘導制御部105に出力する。
【数1】
【0066】
誘導パラメータ設定部104は、走路情報RIと、記憶部100bに記憶された誘導パラメータ情報152とに基づき、合流場面毎に合流誘導パラメータS(0<S)を設定する。誘導パラメータ情報152は、合流に利用可能な距離と合流誘導パラメータSとの対応関係を示す情報である。合流誘導パラメータSは、後述する合流誘導制御部105において誘導フィードバック駆動力Ffbの算出に用いられるパラメータである。合流誘導パラメータSが大きいほど、合流時の加減速の許容が大きくなる。合流誘導パラメータSが考慮されて誘導フィードバック駆動力Ffbが算出されることで、合流に利用可能な距離に応じて誘導通知音が変更される。
【0067】
図7は、合流誘導パラメータSの設定を概念的に示す図である。誘導パラメータ設定部104は、走路情報RIに基づき、合流に利用できる距離が長いほど大きな合流誘導パラメータSを設定し、一方で、合流に利用できる距離が短いほど小さな合流誘導パラメータSを設定する。誘導パラメータ設定部104は、設定した合流誘導パラメータSを、合流誘導制御部105に出力する。合流誘導パラメータSは、小さいほど合流時の加減速の許容が大きくなるパラメータである。つまり、合流誘導パラメータSが小さいほど、後述する切換関数σ(
図8)の傾きが立った状態になり、目標合流速度と自車両Mの速度との偏差を大きく残しながら、目標合流位置へ自車両Mの位置を短時間で合わせる状態になる。
【0068】
次に、
図6に戻り、合流誘導制御部(誘導フィードバック駆動力算出部)105について説明する。合流誘導制御部105は、目標合流速度Vmt、相対位置偏差Ept、自車速度Ve、および合流誘導パラメータSに基づき、誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。
【0069】
図8は、合流誘導制御部105による計算を概念的に示す図である。合流誘導制御部105は、まず、目標合流速度Vmtと自車速度Veとに基づき、目標速度偏差Evtを算出する。具体的には、目標速度偏差Evtは、下記の式(2)に基づき算出される。
【数2】
【0070】
そして、合流誘導制御部105は、相対位置偏差Eptおよび目標速度偏差Evtの両方を同時にゼロに収束させるための誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。本実施形態の合流誘導制御部105は、相対位置偏差Eptおよび目標速度偏差Evtの両方を同時にゼロに収束させるための誘導フィードバック駆動力Ffbを、応答指定型制御(Pole-assignment control、例えば、スライディングモード制御、バックステッピング制御など)に基づき算出する。すなわち、合流誘導制御部105は、切換関数σ=Evt+S×Eptがゼロである直線Lに対して相対位置偏差Eptおよび目標速度偏差Evtの両方を同時に近付ける(例えば指数関数的減衰で近付ける)誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。
【0071】
具体的には、誘導フィードバック駆動力Ffbは、下記の式(3)~(6)に基づいて算出される。Sは合流誘導パラメータ、Eptは目標位置偏差、Evtは目標速度偏差、Veは自車速度、Vmtは目標合流速度、Pmtは目標相対合流位置、kは制御時刻(制御サイクル)、Ffbは誘導フィードバック駆動力、Ffb_rchは到達側入力、Ffb_adpは適応側入力、Krch,Kadpは、それぞれフィードバックゲインである。
【数3】
【数4】
【数5】
【数6】
以上説明した計算により、合流誘導制御部105は、目標合流位置・速度に収束できる時系列駆動力データを算出する。
【0072】
図9は、上述したケース1~8に対して、応答指定型制御が用いられて場合を概念的に示す図である。応答指定型制御が用いられることで、どのような合流場面であっても、理想的な車両Mの加減速挙動を表現することができる。なお、合流時の駆動力の算出は、応答指定型制御に限定されず、カスケード制御など、他方式の制御であってもよい。
【0073】
次に、
図6に戻り、残りの構成について説明する。目標駆動力算出部106は、目標合流速度Vmtと、記憶部101bに記憶された走行抵抗情報153とに基づき、自車両Mの目標合流時駆動力Fdtを算出する。すなわち、目標駆動力算出部106は、走行抵抗情報153を参照することで、目標合流速度Vmtを実現するために必要な合流時駆動力を、目標合流時駆動力Fdtとして算出する。走行抵抗情報153は、
図2に示すような、自車速度Veと、その自車速度Veを実現するために必要な駆動力(アクセル開度Qap)との対応関係を示す情報である。目標駆動力算出部106は、算出した目標合流時駆動力Fdtを、フィードフォワード駆動力算出部108に出力する。
【0074】
ドライバ要求駆動力算出部107には、アクセル開度センサ32の検出結果であるアクセル開度Qapが入力される。ドライバ要求駆動力算出部107は、入力されたアクセル開度Qapと、例えば予め登録された変換用の数式とに基づき、入力されたアクセル開度Qapに対応する自車両Mの駆動力Fdrv(以下「ドライバ要求駆動力Fdrv」と称する)を算出する。ドライバ要求駆動力算出部107は、算出したドライバ要求駆動力Fdrvを、フィードフォワード駆動力算出部108に出力する。
【0075】
フィードフォワード駆動力算出部108は、ドライバ要求駆動力Fdrvと目標合流時駆動力Fdtとに基づき、フィードフォワード駆動力Fffを算出する。フィードフォワード駆動力算出部108は、例えばドライバ要求駆動力Fdrvと目標合流時駆動力Fdtとを滑らかに繋ぐ(ランプ(ramp)で繋ぐ)モデルに基づき、フィードフォワード駆動力Fffを算出する。
【0076】
フィードフォワード駆動力算出部108により算出されたフィードフォワード駆動力Fffは、合流誘導制御部105により算出された誘導フィードバック駆動力Ffbに対して加算される。これにより、要求駆動力Frqが算出される。そして、要求駆動力Frqから目標合流時駆動力Fdtが減算されることで、誘導パラメータ(誘導駆動力)Fleadが算出される。すなわち、誘導パラメータFleadは、合流時に目標合流速度になる駆動力に対する差分として算出される。自車両Mが目標速度に維持されたとき、誘導パラメータFleadはゼロとなる。算出された誘導パラメータFleadは、通知制御部110に出力される。
【0077】
以上のように、本実施形態では、合流誘導制御部105、目標駆動力算出部106、ドライバ要求駆動力算出部107、およびフィードフォワード駆動力算出部108によって「導出部DU」の一例が形成されている。導出部DUは、目標合流相対位置Pmtおよび目標合流速度Vmtに対して自車両Mの位置および速度を同時に収束させる駆動力を、応答指定型制御に基づき導出する。ここで、本明細書で「導出」とは、算出に限らず、テーブルなどを参照することで値を取得する場合も含む。言い換えると、各機能部の説明において「算出」という用語は、「導出」と適宜読み替えられてもよい。
【0078】
ドライバ判定部109には、車内カメラ50の検出結果(撮影結果)が入力される。ドライバ判定部109は、車内カメラ50の検出結果と、記憶部101bに記憶されたドライバ情報154とに基づき、自車両Mを運転するドライバを判定する。ドライバ情報154は、車内カメラ50の検出結果に基づきドライバを判定する(ドライバを識別する)ための情報である。例えば、ドライバ情報154は、車内カメラ50の検出結果と、ドライバの識別IDとの対応関係を示す情報である。判定されたドライバを示す情報(ドライバID)は、通知制御部110に出力される。
【0079】
通知制御部110は、誘導パラメータFleadに基づき、合流時にドライバを誘導する誘導通知音の種類(音程、音質、音量、間隔など)を特定(決定)し、特定(決定)した誘導通知音をスピーカ60から出力させる。誘導通知音は、目標合流速度Vmtに対して自車両Mの速度を合わせつつ、目標合流相対位置Pmtに対して自車両Mの車両進行方向の位置合わせをドライバが行うことを補助する通知音である。
【0080】
図10は、通知制御部110により出力される誘導通知音を概念的に示す図である。本実施形態では、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して車両進行方向の位置合わせを行うために自車両Mが加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる誘導通知音をスピーカ60から出力させる。
【0081】
例えば、通知制御部110は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、音程が異なる通知音をスピーカ60から出力させる。本実施形態では、通知制御部110は、加速を要する場合に、減速を要する場合と比べて高い音程の誘導通知音をスピーカ60から出力させる。すなわち、通知制御部110は、加速を要する場合には音程が高い通知音(例えば「トゥットゥットゥッ」)を出力し、減速を要する場合には音程が低い通知音(例えば「ドッドッドッ」)を出力する。
【0082】
本実施形態では、通知制御部110は、上記位置合わせを行うために自車両Mが必要とする速度変化度(必要加速度/必要減速度)に応じて誘導通知音の間隔(通知音を鳴らす周期)を異ならせる。例えば、通知制御部110は、上記速度変化度として必要加速度が大きいほど誘導通知音の間隔を短くし、且つ、上記速度変化度として必要減速度が大きいほど誘導通知音の間隔を短くする。
【0083】
通知制御部110は、誘導通知音の間隔に代えて/加えて、上記位置合わせを行うために自車両Mが必要とする速度変化度に応じて誘導通知音の音程、音量、または音色を異ならせてもよい。例えば、通知制御部110は、上記速度変化度として必要加速度が大きいほど誘導通知音の音程を高くし、上記速度変化度として必要減速度が大きいほど誘導通知音の音程を低くしてもよい。例えば、通知制御部110は、上記速度変化度として必要加速度が大きいほど誘導通知音の音量を大きくし、且つ、上記速度変化度として必要減速度が大きいほど誘導通知音の音量を大きくしてもよい。
【0084】
以上を言い換えると、本実施形態の通知制御部110は、上記位置合わせを行うために自車両Mが加速を要するか減速を要するかに応じて誘導通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち1つ以上の要素を変更し、上記位置合わせを行うために自車両Mが必要とする速度変化度に応じて誘導通知音の音程、音量、音色、または間隔のうち他の1つ以上の要素を変更する。
【0085】
本実施形態では、通知制御部110は、上記位置合わせを行うために加速および減速が必要ない場合、加速および減速が必要ないことを示す誘導通知音(ニュートラルの誘導通知音)をスピーカ60から出力させる。ニュートラルの誘導通知音の音程は、例えば、加速を要する場合の誘導通知音の音程と、減速を要する場合の誘導通知音の音程との間に設定される。ニュートラルの誘導通知音の間隔は、例えば、加速を要する場合の誘導通知音の間隔よりも長く、且つ、減速を要する場合の誘導通知音の間隔よりも長く設定される。これに代えて、通知制御部110は、上記位置合わせを行うために加速および減速が必要ない場合、誘導通知音をスピーカ60から出力させないようにしてもよい。
【0086】
より詳しく述べると、本実施形態の通知制御部110は、以下の処理を行う。すなわち、通知制御部110は、誘導パラメータFleadと、後述するドライバ特性パラメータ(以下では説明の便宜上「傾きα」と称する)とに基づき、サウンドパラメータPsoundを特定する。サウンドパラメータPsoundの特定は、例えば、予め設定された変換式またはテーブルなどを用いて行われる。そして、通知制御部110は、通知音情報155を参照し、特定したサウンドパラメータPsoundに対応する誘導通知音の構成要素(音程、音量、音色、および間隔)を特定する。そして、通知制御部110は、特定した誘導通知音の構成要素(音程、音量、音色、および間隔)に基づきスピーカ60を制御することで、特定した誘導通知音をスピーカ60から出力させる。
【0087】
言い換えると、上述した「自車両Mが加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる誘導通知音をスピーカ60から出力させる」とは、「加速を要する場合であるか」または「減速を要する場合であるか」の判定処理を通知制御部110が行くことなく、入力された誘導パラメータFleadに基づいて出力すべき誘導通知音を特定(例えば選択)し、特定した誘導通知音をスピーカ60から出力させる場合も含む。
【0088】
図11は、通知音情報155の一例を概念的に示す図である。通知音情報155では、例えば、サウンドパラメータPsoundと、誘導通知音の音程と、誘導通知音の間隔(周期)とが対応付けられて登録されている。通知制御部110は、通知音情報155を参照することで、サウンドパラメータPsoundに対応する誘導通知音の音程および周期を取得する。
図11に示す例では、音程は、「加速を要する場合」、「加速も減速も不要な場合」、および「減速を要する場合」の3段階で設定されている。一方で、音の周期は、「加速も減速も不要な場合」が最も長く、必要加速度が大きいほど、または必要減速度が大きいほど短くなるように設定されている。
【0089】
図12は、通知音情報155の別の一例を概念的に示す図である。
図12に示す例では、音程は、「加速も減速も不要な場合」を中心に、必要加速度が大きいほど高くなり、必要減速度が大きいほど短くなるように登録されている。
【0090】
[4.2 ドライバ特性に応じた傾きαの変更]
次に、ドライバ特性に応じた傾きαの変更について説明する。例えば、同じ誘導通知音を聞いた場合であっても、ドライバによってアクセルペダル31の踏み込み量が大きく異なる可能性がある。そこで、通知制御部110は、アクセルペダル31に対するドライバ毎の踏み込み特性に応じて誘導通知音を変更(調整)する。すなわち、通知制御部110は、必要な駆動力が得られる踏み込み量までドライバがアクセルペダル31を踏み込むように、ドライバ毎に傾きαの設定を変更する。
【0091】
図13は、傾きαの変更を概念的に示す図である。通知制御部110は、まず、誘導パラメータFleadの今回算出値(例えば初期値)に基づきサウンドパラメータPsoundを特定し、特定したサウンドパラメータPsoundに対応する誘導通知音を出力させる。その結果、ドライバは、誘導通知音に反応してアクセルペダル31を変位させる。
【0092】
次に、ドライバ要求駆動力算出部107は、アクセルペダル31の直近のアクセル開度Qapに基づき、誘導通知音に反応後のドライバ要求駆動力Fdrvを算出し、算出したドライバ要求駆動力Fdrvを通知制御部110に出力する。そして、通知制御部110は、受け取ったドライバ要求駆動力Fdrvと目標合流時駆動力Fdtとの差分と、誘導パラメータFleadとを比較し、ドライバ要求駆動力Fdrvと目標合流時駆動力Fdtとの差分に対する誘導パラメータFleadの差分である駆動力偏差Ef(=Fdrv-Fdt-Flead)が存在するか否かを判定する。
【0093】
通知制御部110は、駆動力偏差Efが存在する場合、駆動力偏差Efを解消するように傾きαを変更する。例えば、誘導パラメータFleadの今回算出値に対してドライバ要求駆動力Fdrvが小さい場合、同じ誘導パラメータFleadが入力される場合でも誘導通知音の間隔が短くなるように(すなわち、より高い駆動力を要求する誘導通知音になるように)、傾きαを変更する。通知制御部110は、上述した傾きαの変更処理(調整処理)を所定の周期で繰り返す。これにより、ドライバ毎に適正な傾きαが求められる。通知制御部110は、ドライバ毎に求めた傾きαをドライバ特性情報156に登録して次回以降利用する。
【0094】
図14は、ドライバ特性情報156の一例を示す図である。ドライバ特性情報156では、ドライバの識別IDと、ドライバ毎に求められた傾きαとが対応付けられて登録されている。通知制御部110は、ドライバ判定部109によって判定されたドライバIDに対応する傾きαがドライバ特性情報156に登録されている場合、ドライバ特性情報156から傾きαを読み出し、読み出した傾きαを用いてサウンドパラメータPsoundを算出する。これにより、ドライバ毎の踏み込み特性に応じた誘導通知音を出力することができる。
【0095】
以上説明したドライバ特性に応じた傾きαの変更処理は、例えば、下記の式(7)~(9)に基づいて行われる。Psoundはサウンドパラメータ、αはサウンドパラメータの傾き、Efは駆動力偏差、Ksndはサウンドパラメータ適応ゲイン(0<ksnd)である。
【数7】
【数8】
【数9】
【0096】
[5.誘導通知音に関するその他の処理]
[5.1 誘導通知音による誘導開始範囲]
図15は、誘導通知音による誘導開始範囲GRを示す図である。本実施形態では、通知制御部110は、車両進行方向に関して、目標合流相対位置Pmtの直前を走行する前方車両Mfの前部(例えば前端)と、目標合流相対位置Pmtの直後を走行する後方車両Mbの後部(例えば後端)との間である誘導開始範囲GRに自車両Mが進入したことに応じて誘導通知音の出力を開始する。
【0097】
例えば、通知制御部110は、
図15中の(a)に示すように誘導開始範囲GRに対して後方から自車両Mが進入した場合、および
図15中の(b)に示すように誘導開始範囲GRに対して前方から自車両Mが進入した場合に、誘導通知音の出力を開始する。これは、自車両Mが前方車両Mfの前部(例えば前端)よりも前側に位置する場合、または自車両Mが後方車両Mbの後部よりも後側に位置する場合は、前方車両Mfと後方車両Mbとが重なった状態で検出部101により検出され、これら前方車両Mfおよび後方車両Mbの位置や速度の認識精度が低下するためである。
【0098】
一方で、通知制御部110は、
図15中の(c)に示すように目標合流相対位置Pmtの側方に位置する状態で合流の誘導を希望するドライバの入力が行われた場合、誘導通知音の出力を開始しない。この場合、運転支援装置100は、誘導開始範囲GRに対してもう一度入り直す必要があることをドライバに報知する、または目標合流相対位置Pmtを変更するなどの対応をとる。これは、上述したように、本実施形態の自車両Mは、側方に死角領域DAを有する可能性があるためである。なお、自車両Mが周囲360度の状況を検出可能な監視センサ群を有する場合は、
図15中の(c)に示す状態からでも誘導通知音の出力を開始してもよい。
【0099】
[5.2 誘導開始通知音の出力]
本実施形態では、通知制御部110は、誘導開始範囲GRに自車両Mが進入した場合、誘導通知音の出力の開始に先立って誘導通知音とは異なる誘導開始通知音をスピーカ60から出力させる。誘導開始通知音は、「誘導を開始します」といった音声によるアナウンスでもよい。
【0100】
[5.3 操舵指示音の出力]
本実施形態では、操舵判定部111は、移動先車線に進入するための操舵タイミングを判定する。操舵判定部111は、例えば、目標合流相対位置Pmtに対する自車両Mの位置誤差が所定範囲内になり、目標合流速度Vmtに対する自車両Mの速度誤差が所定範囲内になる場合に、操舵タイミングが到来したと判定する。
【0101】
通知制御部110は、操舵判定部111により判定された操舵タイミングで誘導通知音とは異なる操舵指示音をスピーカ60から出力させる。操舵指示音は、スピーカ60から出力される特定の音(例えば「ポーン」といった音)や、「合流可能です」や「ハンドルを切って下さい」といった音声によるアナウンスでもよい。
【0102】
[5.4 誘導中止通知音の出力]
本実施形態では、進入可否判定部112は、移動先車線への進入の可否を判定する。進入可否判定部112は、例えば、前方車両Mfと後方車両Mbとの間の車間距離が所定未満になるなど所定条件が満たされた場合に、移動先車線への進入が不可能と判定する。
【0103】
通知制御部110は、誘導通知音の出力を開始した後に進入可否判定部112により移動先車線への進入が不可能と判定された場合、誘導通知音とは異なる誘導中止通知音をスピーカ60から出力させる。誘導中止通知音は、スピーカ60から出力される特定の音(例えば「ブー」といった警告音)や、「合流を中止してください」や「後ろの車の後方に代えましょう」といった音声によるアナウンスでもよい。
【0104】
[6.制御フロー]
図16は、運転支援装置100による制御の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、誘導を開始させるためのドライバの入力が行われ、誘導開始範囲GRに自車両Mが進入したことを前提とする。
【0105】
通知制御部110は、誘導開始範囲GRに自車両Mが進入した場合、誘導通知音の出力に先立って、誘導開始通知音を出力させる(S101)。次に、通知制御部110は、誘導パラメータFleadを算出する(S102)。そして、通知制御部110は、誘導パラメータFleadに基づいてサウンドパラメータPsoundを特定し、特定したサウンドパラメータPsoundに対応する誘導通知音を出力させる(S103)。
【0106】
次に、進入可否判定部112は、合流が可能か否か判定する(S104)。通知制御部110は、進入可否判定部112により合流が不可能と判定された場合(S104:NO)、誘導中止通知音を出力する(S105)。そして、通知制御部110は、誘導通知音の出力を停止し(S109)、一連の処理を終了する。
【0107】
操舵判定部111は、進入可否判定部112により合流が可能と判定された場合(S104:YES)、目標合流相対位置Pmtに対して自車両Mの位置合わせが完了したか否か、すなわち移動先車線に進入する操舵タイミングであるか否かを判定する(S106)。通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して自車両Mの位置合わせが完了したと判定されない場合(S106:NO)、S102に戻り処理を続ける。一方で、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して自車両Mの位置合わせが完了したと判定された場合(S106:YES)、操舵指示音を出力させる(S107)。
【0108】
次に、通知制御部110は、合流が完了したか否かを判定する(S108)。通知制御部110は、合流が完了したと判定されない場合(例えばドライバによって操舵が行われない場合)(S108:NO)、S102に戻り処理を続ける。一方で、通知制御部110は、合流が完了したと判定された場合(S108:YES)、誘導通知音の出力を停止し(S109)、一連の処理を終了する。
【0109】
[7.作用]
本実施形態では、目標合流相対位置Pmtに対して位置合わせを行うために自車両Mが加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる誘導通知音がスピーカ60から出力される。このような構成によれば、ドライバは他車両の位置を正確に把握しなくても、アクセルペダル31の適切な踏み量を誘導通知音によって容易に知ることができる。これにより、合流のために自車両Mの位置と速度をより短い時間内で合わせることができ、利便性を向上させることができる。さらに、ドライバにとっては、横を見る負担が減り、前を向ける頻度が高まる。このため、ドライバの安心感も向上させることができる。
【0110】
本実施形態では、自車両Mに必要とされる速度変化度(必要加速度/必要減速度)に応じて音程や周期が異なる誘導通知音が出力される。これにより、ドライバは、適切な駆動力(アクセル開度Qap)を知ることができる。すなわち、ドライバが自身で適切なアクセル開度を探ることなく、アクセルペダル31をどのくらい踏んだらよいかを容易に知ることができる。さらに言えば、ドライバは、変化方向が時系列で変わるアクセル操作を適切に知ることができる。これにより、アクセルの連続的な可変操作をドライバが容易に行うことができ、よりスムーズな合流を実現することができる。これにより、利便性をより高めることができる。
【0111】
(第1変形例)
次に、第1実施形態の第1変形例について説明する。第1実施形態では、通知制御部110は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、音程が異なる誘導通知音をスピーカ60から出力させる。一方で、上記に代えて/上記に加えて、第1変形例の通知制御部110は、加速を要する場合と減速を要する場合とで、音色が異なる誘導通知音をスピーカ60から出力させる。このような構成でも、合流時にアクセルペダル31の適切な踏み量をドライバに案内することができ、利便性を高めることができる。
【0112】
(第2変形例)
次に、第1実施形態の第2変形例について説明する。第2変形例は、より簡単な計算モデルにより誘導パラメータFleadを算出する例である。例えば、第1実施形態では、合流誘導制御部105は、応答指定型制御に基づき、誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。一方で、第2変形例の合流誘導制御部105は、応答指定型制御とは異なるモデル(例えばより簡易なモデル)に基づき誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。このような構成でも、合流時にアクセルペダル31の踏み量をドライバに案内することができ、利便性を高めることができる。
【0113】
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、誘導パラメータFleadに代えて相対位置偏差Eptに基づいてサウンドパラメータPsound´が特定される点で第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態と同様である。
【0114】
図17は、第2実施形態の通知制御部110により出力される誘導通知音を概念的に示す図である。本実施形態では、通知制御部110は、相対位置偏差Eptに基づき、合流時にドライバを誘導する誘導通知音の種類(音程、音質、音量、間隔など)を特定(決定)し、特定(決定)した誘導通知音をスピーカ60から出力させる。第2実施形態の誘導通知音は、目標合流相対位置Pmtに対して自車両Mの車両進行方向の位置合わせをドライバが行うことを補助する通知音である。すなわち、第2実施形態は、速度の調整はドライバに任せ、目標合流相対位置Pmtに対する位置(例えば前過ぎる/後ろ過ぎる)を誘導通知音で知らせる簡易的なものである。
【0115】
例えば、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して後ろ過ぎる場合(すなわち加速を要する場合)と、目標合流相対位置Pmtに対して前過ぎる場合(すなわち減速を要する場合)とで、音程が異なる通知音をスピーカ60から出力させる。本実施形態では、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して後ろ過ぎる場合、目標合流相対位置Pmtに対して前過ぎる場合と比べて高い音程の誘導通知音をスピーカ60から出力させる。すなわち、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して後ろ過ぎる場合には音程が高い通知音(例えば「トゥットゥットゥッ」)を出力し、目標合流相対位置Pmtに対して前過ぎる場合には音程が低い通知音(例えば「ドッドッドッ」)を出力する。
【0116】
本実施形態では、通知制御部110は、上記位置合わせを行うために自車両Mが必要とする速度変化度(必要加速度/必要減速度)に応じて誘導通知音の間隔(通知音を鳴らす周期)を異ならせる。例えば、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して後ろ過ぎるほど(すなわち必要加速度が大きいほど)誘導通知音の間隔を短くし、且つ、目標合流相対位置Pmtに対して前過ぎるほど(すなわち必要減速度が大きいほど)誘導通知音の間隔を短くする。
【0117】
通知制御部110は、誘導通知音の間隔に代えて/加えて、相対位置偏差Eptの大きさに応じて誘導通知音の音程、音量、または音色を異ならせてもよい。例えば、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して後ろ過ぎるほど誘導通知音の音程を高くし、目標合流相対位置Pmtに対して前過ぎるほど誘導通知音の音程を低くしてもよい。例えば、通知制御部110は、通知制御部110は、目標合流相対位置Pmtに対して後ろ過ぎるほど誘導通知音の音量を大きくし、且つ、目標合流相対位置Pmtに対して前過ぎるほど誘導通知音の音量を大きくしてもよい。
【0118】
本実施形態では、自車速度Veに応じてサウンド特性パラメータ(以下では説明の便宜上「傾きβ」と称する)が変更される。傾きβの変更処理は、例えば、下記の式(10)~(12)に基づいて行われる。Psound´はサウンドパラメータ、βはサウンドパラメータの傾き、Δは目標位置偏差(=Ept)、Flead´は仮想誘導パラメータ、Ef´は駆動力偏差、Ksnd´はサウンドパラメータ適応ゲイン(0<ksnd´)である。なお、仮想誘導パラメータFlead´は、
図18に示すテーブルに基づいて導出される。
【数10】
【数11】
【数12】
【0119】
図18は、目標位置偏差Δ(=Ept)と、仮想誘導パラメータFlead´と、自車速度Veとの関係を概念的に示す図である。
図18に示すように、自車速度Veが大きくなるほど、同じ目標位置偏差Δであっても、大きな仮想誘導パラメータFlead´が導出される。これにより、自車両Mの速度の大きさを反映させて誘導通知音を変更することができる。
【0120】
このような構成でも、合流時にアクセルペダル31の踏み量をドライバに案内することができ、利便性を高めることができる。
【0121】
<第3実施形態>
図19は、第3実施形態の合流誘導制御部105と誘導パラメータ設定部104の機能を模式的に示す図である。合流誘導制御部105は、プライマリコントローラ105aと、セカンダリコントローラ105bとを備える。プライマリコントローラ105aは位置制御コントローラとして機能し、セカンダリコントローラ105bは速度制御コントローラとして機能する。
【0122】
プライマリコントローラ105aは、相対位置偏差Ept(k)と相対位置偏差の過去値Ept(k-n)とを線形結合した第1切換関数σp(k)をゼロに近付けつつ、相対位置偏差Ept(k)と相対位置偏差の過去値Ept(k-n)とをゼロに近付けるように、自車両Mの目標合流速度Vmtの補正量Ufbを決定する。nは自然数である。従って、Ept(k-n)は制御サイクルkに対してnサイクル前の値という意味である。第1切換関数σp(k)は、式(13)で表される。Sp(k)は第1誘導パラメータであり、-1<Sp(k)<0の範囲で設定される。
【0123】
【0124】
プライマリコントローラ105aは、例えば、式(14)~(16)に基づいて補正量Ufbを算出する。式中、Urch(k)は位置制御用の到達則入力であり、Uadp(k)は位置制御用の適応則入力であり、Krch_pとKadp_pのそれぞれはフィードバックゲインである。
【0125】
【0126】
合流誘導制御部105は、前方車両Mfの速度Vofと後方車両Mbの速度Vobのいずれか又は双方に基づく仮目標合流速度Vmt#を補正量Ufb(k)で補正して目標合流速度Vmtを決定する。第3実施形態における目標速度偏差Evt(k)は、この補正された目標合流速度Vmtと自車速度Veとの差分である。
【0127】
セカンダリコントローラ105bは、目標速度偏差Evt(k)と目標速度偏差の過去値Evt(k-m)とを線形結合した第2切換関数σv(k)をゼロに近付けつつ、目標速度偏差Evt(k)と目標速度偏差の過去値Evt(k-m)とをゼロに近付けるように、誘導フィードバック駆動力Ffb(k)を算出する。mは自然数である。従って、Evt(k-m)は制御サイクルkに対してmサイクル前の値という意味である。第2切換関数σv(k)は、式(17)で表される。Sv(k)は第2誘導パラメータであり、-1<Sv(k)<0の範囲で設定される。ここで、nとmを同じ値にしてもよいが、n>mに設定することで、位置制御の収束速度よりも速度制御の収束速度を早くするように調整できる。
【0128】
【0129】
セカンダリコントローラ105bは、例えば、式(18)~(20)に基づいて誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。式中、Frch(k)は速度制御用の到達則入力であり、Fadp(k)は速度制御用の適応則入力であり、Krch_vとKadp_vのそれぞれはフィードバックゲインである。
【0130】
【0131】
誘導フィードバック駆動力Ffbは、フォードフォワード駆動力Fffと加算されて、誘導パラメータFleadとして通知制御部110に出力される。上記のように誘導フィードバック駆動力Ffbを算出することで、第1実施形態と同様に相対位置偏差Eptと目標速度偏差Evtとをほぼ同時にゼロに近付けることができるが、第1実施形態と比較すると、相対位置偏差Eptをゼロに近付ける方が若干早く実現され、その時点で目標速度偏差Evtが若干残る結果となる。このため、第1実施形態よりも迅速に目標合流相対位置Pmtの近傍まで自車両Mを到達させることが可能であるが、乗員が感じる加減速度は大きくなる。また、第3実施形態の方が第1実施形態よりもフィードバックゲインを大きくしても制御が発振しない性質があるので、これによっても同様に、第1実施形態よりも迅速に目標合流相対位置Pmtの近傍まで自車両Mを到達させることが可能となる。
【0132】
誘導パラメータ設定部104は、少なくとも第1誘導パラメータSp(k)を自車両Mの走行環境に基づいて設定する。例えば、誘導パラメータ設定部104は、第1実施形態と同様に、検出部101から走路情報RIを取得し、走路情報RIに含まれる合流利用可能距離が長いほど第1誘導パラメータSp(k)の絶対値が大きくなり、合流利用可能距離が短いほど第1誘導パラメータSp(k)の絶対値が小さくなるように第1誘導パラメータSp(k)を設定する。これによって、合流までの残り距離が短い場合は相対位置偏差Ept(k)を優先的にゼロにすることができ、迅速な合流を実現することができる。一方で、合流利用可能距離が十分に長い場合は第1誘導パラメータSp(k)の絶対値を大きくすることで、加減速を抑制した乗り心地優先の合流制御が行われる。
【0133】
誘導パラメータ設定部104は、第2誘導パラメータSv(k)を固定値に設定してもよいし、第1誘導パラメータSp(k)の変化に応じて変動する変動値に設定してもよい。
【0134】
以上説明した第3実施形態によれば、よりスムーズな速度調整を行うことができると共に、第1実施形態に比して位置合わせを優先した制御を行うことができる。
【0135】
<第3実施形態の変形例>
第3実施形態において、セカンダリコントローラ105bは、等価制御入力を用いた制御を行ってもよい。プライマリコントローラ105aの機能は第3実施形態と同様であるものとする。第3実施形態の変形例におけるセカンダリコントローラ105bは、例えば、前述した式(18)、(19)、および(21)に基づいて誘導フィードバック駆動力Ffbを算出する。式(21)におけるFrch(k)は速度制御用の到達則入力であり、Fadp(k)は速度制御用の適応則入力であり、Feq(k)は等価制御入力である。等価制御入力Feq(k)は、仮目標合流速度Vmt#を用いて、式(22)で表される。等価制御入力Feq(k)は、切換関数σv(k)がゼロになった後、切換関数σv(k)をゼロに拘束する(換言すると、目標速度偏差Evt(k-m)と目標速度偏差Evt(k)を、切換関数σv(k)がゼロである制御ラインに拘束する)ように作用する項である。等価制御入力Feq(k)を計算に入れることで、フィードバックゲインを大きくすることができ、結果としてより迅速な合流を実現することができる。式(22)におけるMは自車両Mの車重であり、ΔTは制御周期(例えば数十[ms]~数百[ms]程度)である。
【0136】
【0137】
上記のように等価制御入力Feq(k)を定める原理について説明する。Feq(k)において、原則的には1制御サイクル将来の目標合流速度Vmt(k+1)が必要となるが、それは算出できないため、目標速度偏差Evt(k)の算出と等価制御入力Feq(k)の算出に用いられる目標合流速度Vmtを1制御サイクル遅らせる必要がある。また、理想的には、等価制御入力Feq(k)の算出に用いられる目標合流速度Vmtは、プライマリコントローラ105aにより仮目標合流速度Vmt#が補正量Ufb(k)で補正された目標合流速度Vmtであるべきである。
【0138】
1制御サイクル将来の目標合流速度Vmt(k+1)を用いて等価制御入力Feq(k)を定めると、式(23)を前提とした上で、式(24)のようになる。この式から1制御サイクル将来の目標合流速度Vmt(k+1)を消去するために1制御サイクル前にシフトすると式(25)のようになる。
【0139】
【0140】
しかしながら、式(25)で求められた等価制御入力Feq(k)を用いて合流制御を行うと、プライマリコントローラ105aとセカンダリコントローラ105bが、合流速度目標値Vmtの遅延と等価制御入力Feq(k)によるフィードフォワード制御的行動力変更の影響により共振し、位置と速度の制御が発散してしまう。
【0141】
よって、目標速度偏差Evt(k)を算出する際に目標合流速度Vmtの1制御サイクル遅延を無くした式(26)を前提とした上で、前述した仮合流目標速度Vmt#の予測値Vmt#(k+1)を用いて将来の合流目標速度とし、式(27)により等価制御入力Feq(k)を定めることとした。
【0142】
【0143】
ここで、仮合流目標速度Vmt#の予測値Vmt#(k+1)は、ΔVmt#(k)=Vmt#(k)-Vmt#(k-1)と定義すると、Vmt#(k)+ΔVmt#(k+1)で表され、これはVmt#(k)+ΔVmt#(k)と近似することができる。この関係により、Vmt#(k+1)=2×Vmt#(k)-Vmt#(k-1)となり、これを用いて式(27)を整理すると、前述した式(22)が得られる。
【0144】
このように、第3実施形態の変形例によれば、プライマリコントローラ105aによって補正される前の仮合流目標速度Vm#を用いて等価制御入力を決定することにより、制御の発散を防止しつつ、より迅速に速度調整と位置合わせを行うことができる。
【0145】
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記プログラムを実行することにより、
合流先または車線変更先である移動先車線を走行する他車両の検出結果に基づき、前記移動先車線に進入するための前記他車両に対する目標相対位置を導出し、
導出した前記目標相対位置に対して車両進行方向の位置合わせを行うために自車両が加速を要する場合と減速を要する場合とで異なる通知音をスピーカから出力する、
ように構成されている、運転支援装置。
【0146】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【0147】
60 スピーカ
100 運転支援装置
101 検出部
102 目標位置速度算出部(決定部)
103 相対位置偏差算出部
104 誘導パラメータ設定部
105 合流誘導制御部
106 目標駆動力算出部
107 ドライバ要求駆動力算出部
108 フィードフォワード駆動力算出部
109 ドライバ判定部
110 通知制御部
111 操舵判定部
112 進入可否判定部
DU 導出部
M 車両(自車両)
Mf 前方車両
Mb 後方車両