速度制限装置
【課題】カーナビゲーションシステムを搭載していない車両であっても、自車走行路の制限速度を認識し、自車両の速度が制限速度を超えた場合、運転者に速度超過を知らせて制限速度内での運転を促すことができるようにする。
【解決手段】車速Ｓと前方認識カメラ１で撮像した画像に基づいて認識した速度標識３１に表示されている制限速度Ｓｒを検出し、この車速Ｓと制限速度Ｓｒとの速度差ΔＳを算出し（Ｓ１３）、この速度差ΔＳをパラメータとしてアクセル感度ゲインＧａｃｃを設定する（Ｓ１４）。そして、このアクセル感度ゲインＧａｃｃでアクセル開度θａｃｃを補正して疑似アクセル開度θａｈを求め、この疑似アクセル開度θａｈとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて目標スロットル開度θｅを設定する。
【解決手段】車速Ｓと前方認識カメラ１で撮像した画像に基づいて認識した速度標識３１に表示されている制限速度Ｓｒを検出し、この車速Ｓと制限速度Ｓｒとの速度差ΔＳを算出し（Ｓ１３）、この速度差ΔＳをパラメータとしてアクセル感度ゲインＧａｃｃを設定する（Ｓ１４）。そして、このアクセル感度ゲインＧａｃｃでアクセル開度θａｃｃを補正して疑似アクセル開度θａｈを求め、この疑似アクセル開度θａｈとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて目標スロットル開度θｅを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方認識カメラで撮像した画像に基づいて、走行している道路の制限速度を認識し、自車両の速度と制限速度との速度差が所定に超過している場合、アクセル開度に対するスロットル開度の特性を変化させるようにした速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、運転者は、道路標識或いは路面上の路面標識に表示されている制限速度を認識することで、自車両の速度が制限速度以内にあるか否かを判断し、制限速度を超えている場合には、アクセルペダルに対する踏込み量を緩める等の減速操作を行い、制限速度に収まるように車速を制御している。
【０００３】
しかし、走行路の制限速度を常に認識しながら自車両を運転することは困難で、道路標識を見過ごしたり、制限速度が設定されていない走行路であると勘違いして、通常の法定速度で走行してしまうことが多々ある。
【０００４】
このような運転者の不注意による速度オーバを防止する手段として、カーナビゲーションシステムを用いて自車の現在位置を検出し、地図データに記憶されている制限速度データを読み込み、自車両の速度が制限速度を超えている場合、警報を発する技術が知られている。
【０００５】
しかし、制限速度は、ある期間毎に見直されており、又、新しい道路が開通することもある。この場合、最新の地図データに更新すれば対応できるが、短期間のサイクルで地図データを更新することは多大な費用が必要となり、現実的ではない。
【０００６】
又、例えば道路脇に設けた光或いは電波によるビーコン(beacon)からの情報に基づいて制限速度を判断することも考えられる。しかし、ビーコンを受信することのできない地域を走行している場合には、正確な制限速度情報を得ることができない不都合がある。
【０００７】
この対策として、例えば特許文献１（特開２００７−１９９０２６号公報）には、前方認識カメラで撮像した画像に基づいて速度標識に記載されている制限速度を認識し、メータパネルに、実際の車速（実車速）と制限速度とを共に表示し、実車速が制限速度を越えた場合、スピードメータの速度超過領域を着色して警告する技術か開示されている。
【０００８】
この文献に開示されている技術によれば、前方認識カメラ撮像した画像に基づいて制限速度を認識しているため、常に最新の制限速度を運転者に知らせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９９０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、速度超過を検出した場合、警告を発すると共に速度リミッタを作動させて、運転者に制限速度内での走行を促す装置が知られている。
【００１１】
しかし、実車速が制限速度を超えたとき、一律に速度リミッタを作動させて、速度を制限すると、例えば混雑した道路において車間を詰めて並走している場合、自車両の車速のみが制限されると、後続車のスムーズな走行が阻害されるばかりか、渋滞の原因になってしまう問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、カーナビゲーションシステムを搭載していない車両であっても自車走行路の制限速度を認識して、自車両の車速と制限速度とを比較することができ、自車両の速度が制限速度を超えた場合、自車両の車速を強制的に規制することなく運転者に対して、制限速度内での運転を促すことのできる速度制限装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため本発明による速度制限装置は、自車両前方を撮像する撮像手段と、車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記撮像手段で撮像した画像に基づき速度標識に表示されている制限速度を検出する制限速度検出手段と、前記車速検出手段で検出した車速と前記制限速度検出手段で検出した制限速度との速度差により速度超過を検出した場合、超過速度に応じたアクセル感度ゲインを設定するアクセル感度ゲイン設定手段と、前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度を前記アクセル感度ゲイン設定手段で設定したアクセル感度ゲインで補正して疑似アクセル開度を設定する疑似アクセル開度設定手段と、前記疑似アクセル開度設定手段で設定した疑似アクセル開度とエンジン回転数検出手段で検出したエンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前方認識カメラで撮像した画像から速度標識を認識し、この速度標識に表示されている制限速度を検出するようにしたので、カーナビゲーションシステムを搭載していない車両であっても自車走行路の制限速度を認識することができ、高い汎用性を得ることができる。
【００１５】
又、自車両の車速と検出した制限速度との速度差に基づいて自車両の速度が制限速度を超過していると判定した場合、超過速度に応じてアクセル開度を擬似的に制限し、この制限されたアクセル開度に基づいてスロットル弁の開度が調整されるので、自車両の車速を強制的に規制する場合に比し、運転者に不快感を与えることなく、制限速度内での運転を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】速度制限装置を搭載する車両の概略構成図
【図２】速度制限装置の構成を示すブロック図
【図３】制限速度検出ルーチンを示すフローチャート
【図４】アクセル感度処理ルーチンを示すフローチャート
【図５】スロットル開度制御ルーチンを示すフローチャート
【図６】速度標識と路面に記載された速度表示とを示す説明図
【図７】アクセル感度テーブルの説明図
【図８】目標スロットル開度テーブルの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示すように、自動車等の自車両Ｍには、自車両Ｍの前方を撮像する撮像手段としての前方認識カメラ１と、前方認識カメラ１で撮像した画像から、速度標識３１等を識別し、自車走行路の速度標識３１等に記載されている制限速度を認識して、制限速度と車速との関係に応じてアクセル開度に対するスロットル開度を設定するスロットル開度制御ユニット１１と、エンジン２０に設けられてスロットル開度制御ユニット１１からの制御信号に応じて動作するスロットルアクチュエータ２１等が搭載されており、このスロットルアクチュエータ２１によりスロットル弁２２の開度が調整される。
【００１８】
図２に示すように、スロットル開度制御ユニット１１は、ＣＰＵ１１ａ，ＲＯＭ１１ｂ，ＲＡＭ１１ｃ等を備えるマイクロコンピュータを主体に構成されており、入力側に、前方認識カメラ１、エンジン回転数検出手段としてのエンジン回転数センサ２、車速検出手段としての車速センサ３、アクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ４、スロットル開度センサ５等が接続され、出力側に、スロットル弁２２を開閉動作させるスロットルアクチュエータ２１、警報手段としての警報装置２３等が接続されている。警報装置２３の出力形態としては、インストルメントパネルに設けられているウォーニングランプの点灯或いは点滅、ブザーの吹鳴、又は、スピーカからの速度超過を知らせる音声出力等がある。
【００１９】
ＣＰＵ１１ａはＲＯＭ１１ｂに格納されている制御プログラムに従い、前方認識カメラ１で撮像した画像、及び各種センサ２〜５で検出したパラメータを読込み、スロットル弁２２の開度を制御するスロットル開度制御を実行する。尚、ＲＯＭ１１ｂには、制御プログラム以外に、速度標識３１や路面速度標識３２（図５参照）を識別すると共に、各標識３１，３２に表示されている速度表示を認識するためのテンプレートデータ、目標トルクを設定するための目標トルクマップ等の固定データが記憶されている。
【００２０】
又、ＲＯＭ１１ｂに記憶されているテンプレートデータとしては、速度標識、路面速度標識に関するテンプレートデータ、及びそれらに記載されている制限速度に関するテンプレートデータ等がある。図５に示すように、制限速度が記載されている速度標識３１は、円形のプレート状に形成されている。一方、路面速度標識３２に記載されている制限速度は、おおよそ変則の６角形を有しており、これらと画像データとのパターンマッチングにより制限速度を認識することができる。尚、制限速度に関するテンプレートデータは、速度標識３１及び路面速度標識３２毎に、予め設定されている制限速度を表す数字（例えば５０，４０，３０）に対応するデータが記憶されている。又、ＲＡＭ１１ｃには演算時のデータが一時記憶される。
【００２１】
スロットル開度制御は、基本的に運転者の操作するアクセルペダルの踏込み量に比例するスロットル開度を設定する。一方、自車両Ｍの車速が制限速度を超えている場合は、その速度差に応じてアクセル感度ゲインを設定し、このアクセル感度ゲインにてアクセルペダルの踏込み量を補正して疑似アクセル開度を設定する。そして、この疑似アクセル開度に基づいてスロットル開度を設定する。
【００２２】
スロットル開度制御ユニット１１で実行されるスロットル開度制御処理は、具体的には、図２〜図５に示すフローチャートに従って行われる。先ず、図３に示す速度検出ルーチンについて説明する。尚、このルーチンでの処理が本発明の制限速度検出手段に対応している。
【００２３】
このルーチンでは、ステップＳ１で、前方認識カメラ１で撮像した自車両Ｍ前方の画像データを読込み、ステップＳ２で、読込んだ画像データとＲＯＭ１１ｂに格納されているテンプレートデータとのパターンマッチングを行い、自車走行路上の速度標識３１や路面速度標識３２（図５参照）を識別すると共に、この各標識３１，３２に表示されている速度表示を認識する。そして、ステップＳ３で、認識した速度表示に基づいて制限速度Ｓｒを設定し、ルーチンを抜ける。
【００２４】
この制限速度Ｓｒは、図４に示すアクセル感度処理ルーチンで読込まれる。この図４での処理が本発明のアクセル感度ゲイン設定手段に対応している。
【００２５】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、車速センサ３で検出した車速Ｓを読込み、ステップＳ１２で、制限速度Ｓｒを読込む。そして、ステップＳ１３で、車速Ｓと制限速度Ｓｒとの差分から速度差ΔＳを算出し（ΔＳ←Ｓ−Ｓｒ）、ステップＳ１４へ進み、この速度差ΔＳをパラメータとして、図７に示すアクセル感度テーブルを参照してアクセル感度ゲインＧａｃｃを設定し、ステップＳ１５へ進む。
【００２６】
図７に示すように、アクセル感度テーブルは、速度差ΔＳに対するアクセル感度ゲインＧａｃｃを予め実験などから求めて設定したもので、本実施形態では、ΔＳが１０[Km/h]までの超過速度にあっては、許容範囲としてＧａｃｃを１．０とし、ΔＳが１０[Km/h]を越えて４０[km/h]に達するまでの超過速度では、非線形的に減少させ、４０[km/h]以上で、Ｇａｃｃ＝０．６の固定値に設定している。速度差ΔＳが１０[Km/h]までは速度超過と見なされないため、一時的に速度超過した場合には、アクセル感度が制限されず運転者に不快感を与えることがない。
【００２７】
ステップＳ１５へ進むと、アクセル感度ゲインＧａｃｃが速度超過か否かを調べ、速度超過（Ｇａｃｃ＜1.0）の場合は、ステップＳ１６へ進み、制限速度以下（Ｇａｃｃ＝1.0）の場合は、ステップＳ１８へ進む。
【００２８】
尚、この場合、アクセル感度テーブルは自車の車速によって幾つかのテーブルを用意しておき、自車速に応じて選択するようにしてもよい。例えば、低速・中速・高速の３つのテーブルを用意しておき、Ｇａｃｃを微妙にチューニングすることも考えられる。
【００２９】
速度超過と判定されてステップＳ１６へ進むと、タイマのカウント値Ｔが設定値Ｔｏ（例えば３[sec]）を経過したか否かが調べられ、経過していない場合は（Ｔ＜Ｔｏ）、ステップＳ１７へ進み、経過した場合は（Ｔ≧Ｔｏ）、ステップＳ１８へ分岐する。
【００３０】
ステップＳ１７へ進むと、タイマのカウント値Ｔをインクリメントし（Ｔ←Ｔ＋１）、ステップＳ１９へ進み、アクセル感度ゲインＧａｃｃを1.0に設定し（Ｇａｃｃ←1.0）、ステップＳ２０へ進み、警報信号を出力した後、ルーチンを抜ける。
【００３１】
すると、警報装置２３がインストルメントパネルに設けられているウォーニングランプの場合は、このウォーニングランプが点灯或いは点滅して、運転者に速度超過が知らされる。又、ブザーの場合は、断続的なブザー音を吹鳴することで運転者に速度超過を知らせる。或いは、警報装置２３がスピーカの場合は、このスピーカからの速度超過を知らせる音声を出力することで、運転者に注意を促す。
【００３２】
一方、ステップＳ１５或いはステップＳ１６からステップＳ１８へ進むと、タイマのカウント値Ｔをクリアした後（Ｔ←０）、ルーチンを抜ける。
【００３３】
このように、本実施形態では、アクセル感度ゲインＧａｃｃを調べ、速度超過と判定した場合であっても、直ちに実際のアクセル感度ゲインＧａｃｃを出力せず、設定時間（Ｔｏ）に達するまでは、アクセル感度ゲインＧａｃｃを1.0として出力するようにしたので、運転者が警報に基づいて、車速Ｓを制限速度以下（実際には、制限速度Ｓｒ＋１０[Km/h]）とした場合は、後述するように、通常のスロットル開度制御が継続されるため、アクセル感度が急に変化することによる不快感を与えることがない。
【００３４】
このアクセル感度ゲインＧａｃｃは、図５に示すスロットル開度制御ルーチンで読込まれる。このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で、アクセル開度センサ４で検出したアクセルペダルの踏込み量を示すアクセル開度θａｃｃを読込み、続く、ステップＳ２２で、アクセル感度ゲインＧａｃｃを読込む。
【００３５】
その後、ステップＳ２３へ進み、アクセル開度θａｃｃにアクセル感度ゲインＧａｃｃを乗算して、換言すれば、アクセル開度θａｃｃをアクセル感度ゲインＧａｃｃで補正して、疑似アクセル開度θａｈを求める（θａｈ←θａｃｃ・Ｇａｃｃ）。尚、アクセル感度ゲインＧａｃｃが1.0の場合は、θａｈ＝θａｃｃとなり、補正は実質的には行われない。尚、このステップでの処理が本発明の疑似アクセル開度設定手段に相当する。
【００３６】
そして、ステップＳ２４へ進み、エンジン回転数センサ２で検出したエンジン回転数Ｎｅを読み込み、ステップＳ２５で、このエンジン回転数Ｎｅと疑似アクセル開度θａｈとに基づき、ＲＯＭ１１ｂに格納されている目標トルクマップを参照して目標トルクを設定し、この目標トルクに対応する目標スロットル開度θｅを設定する。尚、このステップでの処理が、本発明の目標スロットル開度設定手段に対応している。
【００３７】
その後、ステップＳ２４で、スロットル開度センサ５で検出したスロットル開度θｔｈを読み込み、ステップＳ２７で、スロットル弁２２の開度（スロットル開度θｔｈ）が目標スロットル開度θｅに収束するようにスロットルアクチュエータ２１をフィードバック制御して、ルーチンを抜ける。
【００３８】
このように、本実施形態では、車速Ｓが制限速度Ｓｒを超過した場合には、図７に示すように、速度超過（速度差ΔＳ）に応じたアクセル感度ゲインＧａｃｃを設定し、このアクセル感度ゲインＧａｃｃで目標スロットル開度θｅを制限するようにしたので、図８に示すように、アクセル開度θａｃｃに対する目標スロットル開度θｅの特性がアクセル感度ゲインＧａｃｃによって変化する。従って、目標スロットル開度θｅの特性は、アクセル感度ゲインＧａｃｃの値により、同図にハッチングで示す領域内で変化する。その結果、例えば、速度超過が４０[Km/h]以上の場合は、アクセルペダルを全踏しても目標スロットル開度θｅが最大６０[%]迄しか開かず、運転者に無理のない運転を課すことができる。
【００３９】
一方、速度が超過しても、アクセル感度が低下するだけで、アクセルペダルを踏み込めば加速、増速されるため、従来のように速度リミッタを用いて車速を強制的に規制させる場合に比し、運転者に与える不快感を大幅に軽減させることができる。
【００４０】
又、アクセル感度ゲインＧａｃｃによりスロットル開度を制限する前に、警告により運転者に速度超過を知らせるようにしたので、運転者は速度超過に気づいて直ちに車速Ｓを制限速度Ｓｒ以下にすれば、アクセル感度は何ら変化しないため、運転者に不快感を与えることがない。
【００４１】
更に、制限速度を前方認識カメラ１で撮像した画像に基づいて認識するようにしたので、カーナビゲーションシステムの搭載されていない車両であっても採用することができ、高い汎用性を得ることができる。
【００４２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば前方認識カメラ１はステレオカメラ、単眼カメラの何れであっても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１…前方認識カメラ、
３…車速センサ、
４…アクセル開度センサ、
５…スロットル開度センサ、
１１…スロットル開度制御ユニット、
２０…エンジン、
２１…スロットルアクチュエータ、
２２…スロットル弁、
２３…警報装置、
３１…速度標識、
３２…路面速度標識、
ΔＳ…速度差、
θａｃｃ…アクセル開度、
θａｈ…疑似アクセル開度、
θｅ…目標スロットル開度、
θｔｈ…スロットル開度、
Ｇａｃｃ…アクセル感度ゲイン、
Ｍ…自車両、
Ｎｅ…エンジン回転数、
Ｓ…車速、
Ｓｒ…制限速度、
Ｔ…カウント値、
Ｔｏ…設定値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方認識カメラで撮像した画像に基づいて、走行している道路の制限速度を認識し、自車両の速度と制限速度との速度差が所定に超過している場合、アクセル開度に対するスロットル開度の特性を変化させるようにした速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、運転者は、道路標識或いは路面上の路面標識に表示されている制限速度を認識することで、自車両の速度が制限速度以内にあるか否かを判断し、制限速度を超えている場合には、アクセルペダルに対する踏込み量を緩める等の減速操作を行い、制限速度に収まるように車速を制御している。
【０００３】
しかし、走行路の制限速度を常に認識しながら自車両を運転することは困難で、道路標識を見過ごしたり、制限速度が設定されていない走行路であると勘違いして、通常の法定速度で走行してしまうことが多々ある。
【０００４】
このような運転者の不注意による速度オーバを防止する手段として、カーナビゲーションシステムを用いて自車の現在位置を検出し、地図データに記憶されている制限速度データを読み込み、自車両の速度が制限速度を超えている場合、警報を発する技術が知られている。
【０００５】
しかし、制限速度は、ある期間毎に見直されており、又、新しい道路が開通することもある。この場合、最新の地図データに更新すれば対応できるが、短期間のサイクルで地図データを更新することは多大な費用が必要となり、現実的ではない。
【０００６】
又、例えば道路脇に設けた光或いは電波によるビーコン(beacon)からの情報に基づいて制限速度を判断することも考えられる。しかし、ビーコンを受信することのできない地域を走行している場合には、正確な制限速度情報を得ることができない不都合がある。
【０００７】
この対策として、例えば特許文献１（特開２００７−１９９０２６号公報）には、前方認識カメラで撮像した画像に基づいて速度標識に記載されている制限速度を認識し、メータパネルに、実際の車速（実車速）と制限速度とを共に表示し、実車速が制限速度を越えた場合、スピードメータの速度超過領域を着色して警告する技術か開示されている。
【０００８】
この文献に開示されている技術によれば、前方認識カメラ撮像した画像に基づいて制限速度を認識しているため、常に最新の制限速度を運転者に知らせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９９０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、速度超過を検出した場合、警告を発すると共に速度リミッタを作動させて、運転者に制限速度内での走行を促す装置が知られている。
【００１１】
しかし、実車速が制限速度を超えたとき、一律に速度リミッタを作動させて、速度を制限すると、例えば混雑した道路において車間を詰めて並走している場合、自車両の車速のみが制限されると、後続車のスムーズな走行が阻害されるばかりか、渋滞の原因になってしまう問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、カーナビゲーションシステムを搭載していない車両であっても自車走行路の制限速度を認識して、自車両の車速と制限速度とを比較することができ、自車両の速度が制限速度を超えた場合、自車両の車速を強制的に規制することなく運転者に対して、制限速度内での運転を促すことのできる速度制限装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため本発明による速度制限装置は、自車両前方を撮像する撮像手段と、車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記撮像手段で撮像した画像に基づき速度標識に表示されている制限速度を検出する制限速度検出手段と、前記車速検出手段で検出した車速と前記制限速度検出手段で検出した制限速度との速度差により速度超過を検出した場合、超過速度に応じたアクセル感度ゲインを設定するアクセル感度ゲイン設定手段と、前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度を前記アクセル感度ゲイン設定手段で設定したアクセル感度ゲインで補正して疑似アクセル開度を設定する疑似アクセル開度設定手段と、前記疑似アクセル開度設定手段で設定した疑似アクセル開度とエンジン回転数検出手段で検出したエンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前方認識カメラで撮像した画像から速度標識を認識し、この速度標識に表示されている制限速度を検出するようにしたので、カーナビゲーションシステムを搭載していない車両であっても自車走行路の制限速度を認識することができ、高い汎用性を得ることができる。
【００１５】
又、自車両の車速と検出した制限速度との速度差に基づいて自車両の速度が制限速度を超過していると判定した場合、超過速度に応じてアクセル開度を擬似的に制限し、この制限されたアクセル開度に基づいてスロットル弁の開度が調整されるので、自車両の車速を強制的に規制する場合に比し、運転者に不快感を与えることなく、制限速度内での運転を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】速度制限装置を搭載する車両の概略構成図
【図２】速度制限装置の構成を示すブロック図
【図３】制限速度検出ルーチンを示すフローチャート
【図４】アクセル感度処理ルーチンを示すフローチャート
【図５】スロットル開度制御ルーチンを示すフローチャート
【図６】速度標識と路面に記載された速度表示とを示す説明図
【図７】アクセル感度テーブルの説明図
【図８】目標スロットル開度テーブルの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示すように、自動車等の自車両Ｍには、自車両Ｍの前方を撮像する撮像手段としての前方認識カメラ１と、前方認識カメラ１で撮像した画像から、速度標識３１等を識別し、自車走行路の速度標識３１等に記載されている制限速度を認識して、制限速度と車速との関係に応じてアクセル開度に対するスロットル開度を設定するスロットル開度制御ユニット１１と、エンジン２０に設けられてスロットル開度制御ユニット１１からの制御信号に応じて動作するスロットルアクチュエータ２１等が搭載されており、このスロットルアクチュエータ２１によりスロットル弁２２の開度が調整される。
【００１８】
図２に示すように、スロットル開度制御ユニット１１は、ＣＰＵ１１ａ，ＲＯＭ１１ｂ，ＲＡＭ１１ｃ等を備えるマイクロコンピュータを主体に構成されており、入力側に、前方認識カメラ１、エンジン回転数検出手段としてのエンジン回転数センサ２、車速検出手段としての車速センサ３、アクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ４、スロットル開度センサ５等が接続され、出力側に、スロットル弁２２を開閉動作させるスロットルアクチュエータ２１、警報手段としての警報装置２３等が接続されている。警報装置２３の出力形態としては、インストルメントパネルに設けられているウォーニングランプの点灯或いは点滅、ブザーの吹鳴、又は、スピーカからの速度超過を知らせる音声出力等がある。
【００１９】
ＣＰＵ１１ａはＲＯＭ１１ｂに格納されている制御プログラムに従い、前方認識カメラ１で撮像した画像、及び各種センサ２〜５で検出したパラメータを読込み、スロットル弁２２の開度を制御するスロットル開度制御を実行する。尚、ＲＯＭ１１ｂには、制御プログラム以外に、速度標識３１や路面速度標識３２（図５参照）を識別すると共に、各標識３１，３２に表示されている速度表示を認識するためのテンプレートデータ、目標トルクを設定するための目標トルクマップ等の固定データが記憶されている。
【００２０】
又、ＲＯＭ１１ｂに記憶されているテンプレートデータとしては、速度標識、路面速度標識に関するテンプレートデータ、及びそれらに記載されている制限速度に関するテンプレートデータ等がある。図５に示すように、制限速度が記載されている速度標識３１は、円形のプレート状に形成されている。一方、路面速度標識３２に記載されている制限速度は、おおよそ変則の６角形を有しており、これらと画像データとのパターンマッチングにより制限速度を認識することができる。尚、制限速度に関するテンプレートデータは、速度標識３１及び路面速度標識３２毎に、予め設定されている制限速度を表す数字（例えば５０，４０，３０）に対応するデータが記憶されている。又、ＲＡＭ１１ｃには演算時のデータが一時記憶される。
【００２１】
スロットル開度制御は、基本的に運転者の操作するアクセルペダルの踏込み量に比例するスロットル開度を設定する。一方、自車両Ｍの車速が制限速度を超えている場合は、その速度差に応じてアクセル感度ゲインを設定し、このアクセル感度ゲインにてアクセルペダルの踏込み量を補正して疑似アクセル開度を設定する。そして、この疑似アクセル開度に基づいてスロットル開度を設定する。
【００２２】
スロットル開度制御ユニット１１で実行されるスロットル開度制御処理は、具体的には、図２〜図５に示すフローチャートに従って行われる。先ず、図３に示す速度検出ルーチンについて説明する。尚、このルーチンでの処理が本発明の制限速度検出手段に対応している。
【００２３】
このルーチンでは、ステップＳ１で、前方認識カメラ１で撮像した自車両Ｍ前方の画像データを読込み、ステップＳ２で、読込んだ画像データとＲＯＭ１１ｂに格納されているテンプレートデータとのパターンマッチングを行い、自車走行路上の速度標識３１や路面速度標識３２（図５参照）を識別すると共に、この各標識３１，３２に表示されている速度表示を認識する。そして、ステップＳ３で、認識した速度表示に基づいて制限速度Ｓｒを設定し、ルーチンを抜ける。
【００２４】
この制限速度Ｓｒは、図４に示すアクセル感度処理ルーチンで読込まれる。この図４での処理が本発明のアクセル感度ゲイン設定手段に対応している。
【００２５】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、車速センサ３で検出した車速Ｓを読込み、ステップＳ１２で、制限速度Ｓｒを読込む。そして、ステップＳ１３で、車速Ｓと制限速度Ｓｒとの差分から速度差ΔＳを算出し（ΔＳ←Ｓ−Ｓｒ）、ステップＳ１４へ進み、この速度差ΔＳをパラメータとして、図７に示すアクセル感度テーブルを参照してアクセル感度ゲインＧａｃｃを設定し、ステップＳ１５へ進む。
【００２６】
図７に示すように、アクセル感度テーブルは、速度差ΔＳに対するアクセル感度ゲインＧａｃｃを予め実験などから求めて設定したもので、本実施形態では、ΔＳが１０[Km/h]までの超過速度にあっては、許容範囲としてＧａｃｃを１．０とし、ΔＳが１０[Km/h]を越えて４０[km/h]に達するまでの超過速度では、非線形的に減少させ、４０[km/h]以上で、Ｇａｃｃ＝０．６の固定値に設定している。速度差ΔＳが１０[Km/h]までは速度超過と見なされないため、一時的に速度超過した場合には、アクセル感度が制限されず運転者に不快感を与えることがない。
【００２７】
ステップＳ１５へ進むと、アクセル感度ゲインＧａｃｃが速度超過か否かを調べ、速度超過（Ｇａｃｃ＜1.0）の場合は、ステップＳ１６へ進み、制限速度以下（Ｇａｃｃ＝1.0）の場合は、ステップＳ１８へ進む。
【００２８】
尚、この場合、アクセル感度テーブルは自車の車速によって幾つかのテーブルを用意しておき、自車速に応じて選択するようにしてもよい。例えば、低速・中速・高速の３つのテーブルを用意しておき、Ｇａｃｃを微妙にチューニングすることも考えられる。
【００２９】
速度超過と判定されてステップＳ１６へ進むと、タイマのカウント値Ｔが設定値Ｔｏ（例えば３[sec]）を経過したか否かが調べられ、経過していない場合は（Ｔ＜Ｔｏ）、ステップＳ１７へ進み、経過した場合は（Ｔ≧Ｔｏ）、ステップＳ１８へ分岐する。
【００３０】
ステップＳ１７へ進むと、タイマのカウント値Ｔをインクリメントし（Ｔ←Ｔ＋１）、ステップＳ１９へ進み、アクセル感度ゲインＧａｃｃを1.0に設定し（Ｇａｃｃ←1.0）、ステップＳ２０へ進み、警報信号を出力した後、ルーチンを抜ける。
【００３１】
すると、警報装置２３がインストルメントパネルに設けられているウォーニングランプの場合は、このウォーニングランプが点灯或いは点滅して、運転者に速度超過が知らされる。又、ブザーの場合は、断続的なブザー音を吹鳴することで運転者に速度超過を知らせる。或いは、警報装置２３がスピーカの場合は、このスピーカからの速度超過を知らせる音声を出力することで、運転者に注意を促す。
【００３２】
一方、ステップＳ１５或いはステップＳ１６からステップＳ１８へ進むと、タイマのカウント値Ｔをクリアした後（Ｔ←０）、ルーチンを抜ける。
【００３３】
このように、本実施形態では、アクセル感度ゲインＧａｃｃを調べ、速度超過と判定した場合であっても、直ちに実際のアクセル感度ゲインＧａｃｃを出力せず、設定時間（Ｔｏ）に達するまでは、アクセル感度ゲインＧａｃｃを1.0として出力するようにしたので、運転者が警報に基づいて、車速Ｓを制限速度以下（実際には、制限速度Ｓｒ＋１０[Km/h]）とした場合は、後述するように、通常のスロットル開度制御が継続されるため、アクセル感度が急に変化することによる不快感を与えることがない。
【００３４】
このアクセル感度ゲインＧａｃｃは、図５に示すスロットル開度制御ルーチンで読込まれる。このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で、アクセル開度センサ４で検出したアクセルペダルの踏込み量を示すアクセル開度θａｃｃを読込み、続く、ステップＳ２２で、アクセル感度ゲインＧａｃｃを読込む。
【００３５】
その後、ステップＳ２３へ進み、アクセル開度θａｃｃにアクセル感度ゲインＧａｃｃを乗算して、換言すれば、アクセル開度θａｃｃをアクセル感度ゲインＧａｃｃで補正して、疑似アクセル開度θａｈを求める（θａｈ←θａｃｃ・Ｇａｃｃ）。尚、アクセル感度ゲインＧａｃｃが1.0の場合は、θａｈ＝θａｃｃとなり、補正は実質的には行われない。尚、このステップでの処理が本発明の疑似アクセル開度設定手段に相当する。
【００３６】
そして、ステップＳ２４へ進み、エンジン回転数センサ２で検出したエンジン回転数Ｎｅを読み込み、ステップＳ２５で、このエンジン回転数Ｎｅと疑似アクセル開度θａｈとに基づき、ＲＯＭ１１ｂに格納されている目標トルクマップを参照して目標トルクを設定し、この目標トルクに対応する目標スロットル開度θｅを設定する。尚、このステップでの処理が、本発明の目標スロットル開度設定手段に対応している。
【００３７】
その後、ステップＳ２４で、スロットル開度センサ５で検出したスロットル開度θｔｈを読み込み、ステップＳ２７で、スロットル弁２２の開度（スロットル開度θｔｈ）が目標スロットル開度θｅに収束するようにスロットルアクチュエータ２１をフィードバック制御して、ルーチンを抜ける。
【００３８】
このように、本実施形態では、車速Ｓが制限速度Ｓｒを超過した場合には、図７に示すように、速度超過（速度差ΔＳ）に応じたアクセル感度ゲインＧａｃｃを設定し、このアクセル感度ゲインＧａｃｃで目標スロットル開度θｅを制限するようにしたので、図８に示すように、アクセル開度θａｃｃに対する目標スロットル開度θｅの特性がアクセル感度ゲインＧａｃｃによって変化する。従って、目標スロットル開度θｅの特性は、アクセル感度ゲインＧａｃｃの値により、同図にハッチングで示す領域内で変化する。その結果、例えば、速度超過が４０[Km/h]以上の場合は、アクセルペダルを全踏しても目標スロットル開度θｅが最大６０[%]迄しか開かず、運転者に無理のない運転を課すことができる。
【００３９】
一方、速度が超過しても、アクセル感度が低下するだけで、アクセルペダルを踏み込めば加速、増速されるため、従来のように速度リミッタを用いて車速を強制的に規制させる場合に比し、運転者に与える不快感を大幅に軽減させることができる。
【００４０】
又、アクセル感度ゲインＧａｃｃによりスロットル開度を制限する前に、警告により運転者に速度超過を知らせるようにしたので、運転者は速度超過に気づいて直ちに車速Ｓを制限速度Ｓｒ以下にすれば、アクセル感度は何ら変化しないため、運転者に不快感を与えることがない。
【００４１】
更に、制限速度を前方認識カメラ１で撮像した画像に基づいて認識するようにしたので、カーナビゲーションシステムの搭載されていない車両であっても採用することができ、高い汎用性を得ることができる。
【００４２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば前方認識カメラ１はステレオカメラ、単眼カメラの何れであっても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１…前方認識カメラ、
３…車速センサ、
４…アクセル開度センサ、
５…スロットル開度センサ、
１１…スロットル開度制御ユニット、
２０…エンジン、
２１…スロットルアクチュエータ、
２２…スロットル弁、
２３…警報装置、
３１…速度標識、
３２…路面速度標識、
ΔＳ…速度差、
θａｃｃ…アクセル開度、
θａｈ…疑似アクセル開度、
θｅ…目標スロットル開度、
θｔｈ…スロットル開度、
Ｇａｃｃ…アクセル感度ゲイン、
Ｍ…自車両、
Ｎｅ…エンジン回転数、
Ｓ…車速、
Ｓｒ…制限速度、
Ｔ…カウント値、
Ｔｏ…設定値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方を撮像する撮像手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記撮像手段で撮像した画像に基づき速度標識に表示されている制限速度を検出する制限速度検出手段と、
前記車速検出手段で検出した車速と前記制限速度検出手段で検出した制限速度との速度差により速度超過を検出した場合、超過速度に応じたアクセル感度ゲインを設定するアクセル感度ゲイン設定手段と、
前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度を前記アクセル感度ゲイン設定手段で設定したアクセル感度ゲインで補正して疑似アクセル開度を設定する疑似アクセル開度設定手段と、
前記疑似アクセル開度設定手段で設定した疑似アクセル開度とエンジン回転数検出手段で検出したエンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段と
を備えることを特徴とする速度制限装置。
【請求項２】
前記アクセル感度ゲイン設定手段は、速度超過を検出した場合であっても設定時間内では前記アクセル感度ゲインで前記アクセル開度を補正しないと共に速度超過を報知する警報信号を警報手段に出力する
ことを特徴とする請求項１記載の速度制限装置。
【請求項３】
前記アクセル感度ゲイン設定手段は、速度超過を検出した場合であっても、前記速度差が予め設定した超過速度以内の場合はアクセル感度ゲインで前記アクセル開度を補正しない
ことを特徴とする請求項１或いは２記載の速度制限装置。
【請求項１】
自車両前方を撮像する撮像手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記撮像手段で撮像した画像に基づき速度標識に表示されている制限速度を検出する制限速度検出手段と、
前記車速検出手段で検出した車速と前記制限速度検出手段で検出した制限速度との速度差により速度超過を検出した場合、超過速度に応じたアクセル感度ゲインを設定するアクセル感度ゲイン設定手段と、
前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度を前記アクセル感度ゲイン設定手段で設定したアクセル感度ゲインで補正して疑似アクセル開度を設定する疑似アクセル開度設定手段と、
前記疑似アクセル開度設定手段で設定した疑似アクセル開度とエンジン回転数検出手段で検出したエンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段と
を備えることを特徴とする速度制限装置。
【請求項２】
前記アクセル感度ゲイン設定手段は、速度超過を検出した場合であっても設定時間内では前記アクセル感度ゲインで前記アクセル開度を補正しないと共に速度超過を報知する警報信号を警報手段に出力する
ことを特徴とする請求項１記載の速度制限装置。
【請求項３】
前記アクセル感度ゲイン設定手段は、速度超過を検出した場合であっても、前記速度差が予め設定した超過速度以内の場合はアクセル感度ゲインで前記アクセル開度を補正しない
ことを特徴とする請求項１或いは２記載の速度制限装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７２７４４（Ｐ２０１２−７２７４４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９６５６（Ｐ２０１０−２１９６５６）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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