運転支援装置
【課題】ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を向上させることができる運転支援装置を提供する。
【解決手段】運転支援装置１のＥＣＵ６は、車両の目標走行経路を生成する目標経路生成部１２と、ドライバの体力を判定するドライバ体力判定部１３と、ドライバの体力に応じて、アクセルペダルストロークとアクセルペダルアシスト力及びアクセルペダル反力との関係を表すアクセルペダル入出力特性を設定するアクセルペダル特性設定部１５と、ドライバの体力に応じて、ブレーキペダルストロークとブレーキペダルアシスト力及びブレーキペダル反力との関係を表すブレーキペダル入出力特性を設定するブレーキペダル特性設定部１６とを有している。
【解決手段】運転支援装置１のＥＣＵ６は、車両の目標走行経路を生成する目標経路生成部１２と、ドライバの体力を判定するドライバ体力判定部１３と、ドライバの体力に応じて、アクセルペダルストロークとアクセルペダルアシスト力及びアクセルペダル反力との関係を表すアクセルペダル入出力特性を設定するアクセルペダル特性設定部１５と、ドライバの体力に応じて、ブレーキペダルストロークとブレーキペダルアシスト力及びブレーキペダル反力との関係を表すブレーキペダル入出力特性を設定するブレーキペダル特性設定部１６とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転支援を行う運転支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の運転支援装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、車両の目標位置軌道を設定し、車両の走行状態に基づき車両が目標位置軌道に従って走行するように操舵装置や制動装置を制御するようにしたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のような車載システムによる操舵装置及び制動装置の介入制御では、ドライバの違和感を伴うことがある。このため、ドライバの運転操作により車両を目標位置軌道（目標走行経路）に対して追従させるようにするのが望ましい。しかし、この場合には、ドライバに高度な運転技術が要求されることがあるため、実際には車両を目標走行経路に対して追従させることは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を向上させることができる運転支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両のドライバの運転操作を支援する運転支援装置において、車両の目標走行経路を生成する目標走行経路生成手段と、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように車両の操作ペダルの特性を変化させるペダル特性変更手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
このように本発明の運転支援装置においては、車両のドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように車両の操作ペダルの特性を変化させることにより、ドライバが操作ペダルを操作したときに、車両が目標走行経路に追従しやすくなる。これにより、特にドライバに高度な運転技術を要求しなくても、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を向上させることができる。
【０００８】
このとき、好ましくは、操作ペダルの特性は、操作ペダルの反力または操作ペダルの入出力特性である。
【０００９】
また、好ましくは、ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を更に備え、ペダル特性変更手段は、ドライバの特性に応じて操作ペダルの特性を変化させる。このようにドライバの特性（体力や運転技量等）を操作ペダルの特性変化に反映させることにより、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従のサポート度合が過剰となったり不足となることが抑制されるようになる。
【００１０】
このとき、好ましくは、ドライバの特性は、ドライバの体力またはドライバの運転技量である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を向上させることができる。これにより、車両を目標走行経路に沿って安定して走行させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる運転支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した条件設定部により設定される通過点条件及び摩擦円条件の一例を示す概念図である。
【図３】図１に示したステアリング特性設定部及びアクセルペダル特性設定部により設定されるステアリング入出力特性及びアクセルペダル入出力特性の一例を示すグラフである。
【図４】本発明に係わる運転支援装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】図４に示したステアリング特性設定部及びアクセルペダル特性設定部により設定されるステアリング入出力特性及びアクセルペダル入出力特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係わる運転支援装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わる運転支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。同図において、本実施形態の運転支援装置１は、ナビゲーション２と、操舵角センサ３と、アクセルペダルストロークセンサ４と、ブレーキペダルストロークセンサ５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６と、ステアアクチュエータ７と、アクセルアクチュエータ８と、ブレーキアクチュエータ９とを備えている。
【００１５】
操舵角センサ３は、ステアリングの切れ角（操舵角）を検出する。アクセルペダルストロークセンサ４は、アクセルペダルのストローク量を検出する。ブレーキペダルストロークセンサ５は、ブレーキペダルのストローク量を検出する。
【００１６】
ステアアクチュエータ７は、ステアリングに対して操舵反力トルクや操舵アシストトルクを付与するアクチュエータである。アクセルアクチュエータ８は、アクセルペダルに対してペダル反力やペダルアシスト力を付与するアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ９は、ブレーキペダルに対してペダル反力やペダルアシスト力を付与するアクチュエータである。
【００１７】
ＥＣＵ６は、道路情報取得部１０と、条件設定部１１と、目標経路生成部１２と、ドライバ体力判定部１３と、ステアリング特性設定部１４と、アクセルペダル特性設定部１５と、ブレーキペダル特性設定部１６と、ステアアクチュエータ制御部１７と、アクセルアクチュエータ制御部１８と、ブレーキアクチュエータ制御部１９とを有している。
【００１８】
道路情報取得部１０は、ナビゲーション２の情報に基づいて、車両が走行しようとする道路の形状等の情報（道路情報）を取得する。
【００１９】
条件設定部１１は、車両の目標走行経路（後述）の生成に必要とされる条件を設定する。目標走行経路の生成に必要とされる条件としては、車両の通過点（ライン）に関する通過点条件、車両の摩擦円に関する摩擦円条件、車両の運動モデルに関する運動モデル条件がある。ここで、車両の通過点の位置は、図２（ａ）に示すようにＸＹ座標で表わされる。摩擦円は、図２（ｂ）に示すように、タイヤのグリップ限界値を加速度の時系列的な変化パターンとして表したものである。
【００２０】
目標経路生成部１２は、例えば境界値問題の解法等を用いて、条件設定部１１により設定された通過点条件、摩擦円条件及び運動モデル条件を満たすような車両の目標走行経路（軌跡）を生成する。また、目標経路生成部１２は、その目標走行経路に応じた目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークを求める。なお、目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークは、車両の走行状況に応じて時々刻々と変化していく。
【００２１】
ドライバ体力判定部１３は、走行経路生成部１２により得られた目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークと操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５の検出信号とを比較して、ドライバの体力を判定する。
【００２２】
具体的には、ドライバ体力判定部１３は、図３（ａ）に示すように、目標操舵角に対する操舵角センサ３の検出値（実操舵角）の乖離度によりドライバの体力を判定したり、図３（ｂ）に示すように、目標アクセルペダルストロークに対するアクセルペダルストロークセンサ４の検出値（実アクセルペダルストローク）の乖離度や、目標ブレーキペダルストロークに対するブレーキペダルストロークセンサ５の検出値（実ブレーキペダルストローク）の乖離度により、ドライバの体力を判定する。
【００２３】
このとき、実操舵角が目標操舵角を超えたときは、体力があると判定され、実操舵角が目標操舵角を超えないときは、体力がないと判定される。また、実アクセルペダルストロークが目標アクセルペダルストロークを超えたときは、体力があると判定され、実アクセルペダルストロークが目標アクセルペダルストロークを超えないときは、体力がないと判定される。目標ブレーキペダルストロークを用いた判定法についても同様である。
【００２４】
なお、ドライバの体力判定は、１人のドライバに対して１回のみ行っても良いし、或いは所定時間毎に周期的に行っても良い。
【００２５】
ステアリング特性設定部１４は、目標経路生成部１２により得られた目標操舵角とドライバ体力判定部１３による判定結果に基づいて、操舵角と操舵アシストトルク及び操舵反力トルクとの関係を表すステアリング入出力特性を設定する。ステアリング入出力特性は、図３（ａ）に示すように、操舵角が大きくなるにつれて、操舵アシストトルクが小さくなり、操舵反力トルクが大きくなるように設定される。
【００２６】
ステアリング入出力特性は、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように設定される。具体的には、ドライバに体力がある場合（破線Ｐ参照）には、ドライバに体力がない場合（実線Ｑ参照）に比べて操舵アシストトルクが小さくなり、操舵反力トルクが大きくなっている。このとき、ドライバの体力の有無によって、特性のゲイン（傾き）を変えている。また、目標操舵角よりも大きい範囲と小さい範囲とでも、特性のゲインを変えている。
【００２７】
アクセルペダル特性設定部１５は、目標経路生成部１２により得られた目標アクセルペダルストロークとドライバ体力判定部１３による判定結果に基づいて、アクセルペダルストロークとアクセルペダルアシスト力及びアクセルペダル反力との関係を表すアクセルペダル入出力特性を設定する。アクセルペダル入出力特性は、図３（ｂ）に示すように、アクセルペダルストロークが大きくなるにつれて、アクセルペダルアシスト力が小さくなり、アクセルペダル反力が大きくなるように設定される。
【００２８】
アクセルペダル入出力特性も、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように設定される。具体的には、ドライバに体力がある場合（破線Ｐ参照）には、ドライバに体力がない場合（実線Ｑ参照）に比べてアクセルペダルアシスト力が小さくなり、アクセルペダル反力が大きくなっている。このとき、ドライバの体力の有無によって、特性のゲインを変えている。また、目標アクセルペダルストロークよりも大きい範囲と小さい範囲とでも、特性のゲインを変えている。
【００２９】
ブレーキペダル特性設定部１６は、目標経路生成部１２により得られた目標ブレーキペダルストロークとドライバ体力判定部１３による判定結果に基づいて、ブレーキペダルストロークとブレーキペダルアシスト力及びブレーキペダル反力との関係を表すブレーキペダル入出力特性を設定する。ブレーキペダル入出力特性は、図３（ｂ）に示すようなアクセルペダル入出力特性と類似している。ブレーキペダル入出力特性も、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように設定される。
【００３０】
ステアアクチュエータ制御部１７は、ステアリング特性設定部１４により得られたステアリング入出力特性を用いて、実操舵角に対応する操舵アシストトルクまたは操舵反力トルクをステアアクチュエータ７に送出する。
【００３１】
アクセルアクチュエータ制御部１８は、アクセルペダル特性設定部１５により得られたアクセルペダル入出力特性を用いて、実アクセルペダルストロークに対応するアクセルペダルアシスト力またはアクセルペダル反力をアクセルアクチュエータ８に送出する。
【００３２】
ブレーキアクチュエータ制御部１９は、ブレーキペダル特性設定部１６により得られたブレーキペダル入出力特性を用いて、実ブレーキペダルストロークに対応するブレーキペダルアシスト力またはブレーキペダル反力をブレーキアクチュエータ９に送出する。
【００３３】
以上において、ナビゲーション２とＥＣＵ６の道路情報取得部１０、条件設定部１１及び目標経路生成部１２とは、車両の目標走行経路を生成する目標走行経路生成手段を構成する。ＥＣＵ６のアクセルペダル特性設定部１５及びブレーキペダル特性設定部１６は、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように車両の操作ペダルの特性を変化させるペダル特性変更手段を構成する。
【００３４】
また、操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５とＥＣＵ６のドライバ体力判定部１３とは、ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を構成する。
【００３５】
以上のように本実施形態にあっては、車両の目標走行経路を生成すると共に、ドライバの体力を判定し、そのドライバの体力に応じて操作入出力特性を変化させるようにしたので、ドライバによるステアリング、アクセルペダル及びブレーキペダルの操作を適切に支援することができる。このため、ドライバの運転操作によって車両を目標走行経路に対して追従させる際に、車両が目標走行経路に誘導されやすくなる。これにより、ドライバに高度な運転技術を要求しなくても、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を高くすることができる。
【００３６】
また、ドライバの体力に応じて操作入出力特性を変化させることにより、ドライバの運転操作に対する過剰な支援や支援不足が抑制されることとなる。従って、ドライバの違和感を軽減することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、ドライバの体力を判定するときに、単に体力があるか無いかを判定するようにしたが、特にそれには限られず、体力を「強」、「中」、「弱」のように３段階以上の強さ（程度）として判定し、各体力に相当する操作入出力特性を設定しても良い。
【００３８】
図４は、本発明に係わる運転支援装置の他の実施形態を示す概略構成図である。図中、上記の実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
同図において、本実施形態の運転支援装置１のＥＣＵ６は、上記のドライバ体力判定部１３に代えて、ドライバ運転技量判定部２０を有している。ドライバ運転技量判定部２０は、目標経路生成部１２により得られた目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークと操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５の検出信号とを比較して、ドライバの運転技量を判定する。
【００４０】
具体的には、ドライバ運転技量判定部２０は、図５（ａ）に示すように、目標操舵角に対する実操舵角の乖離度によりドライバの運転技量を判定したり、図５（ｂ）に示すように、目標アクセルペダルストロークに対する実アクセルペダルストロークの乖離度や目標ブレーキペダルストロークに対する実ブレーキペダルストロークの乖離度によりドライバの運転技量を判定する。
【００４１】
このとき、目標操舵角に対する実操舵角の乖離量が少ない程、運転技量が高いと判定され、また目標アクセルペダルストロークに対する実アクセルペダルストロークの乖離量が少ない程、運転技量が高いと判定される。なお、目標ブレーキペダルストロークを用いた判定法についても同様である。また、ドライバの運転技量の判定頻度は、上述したドライバの体力判定と同様である。
【００４２】
ステアリング特性設定部１４は、目標経路生成部１２により得られた目標操舵角とドライバ運転技量判定部２０による判定結果とに基づいて、図５（ａ）に示すようなステアリング入出力特性を設定する。このとき、ドライバの運転技量が高い場合（実線Ｒ参照）には、ドライバの運転技量が低い場合（破線Ｓ参照）に比べて操舵アシストトルク及び操舵反力トルクが小さくなっている。また、ドライバの運転技量によって、特性のゲインを変えている。
【００４３】
アクセルペダル特性設定部１５は、目標経路生成部１２により得られた目標アクセルペダルストロークとドライバ運転技量判定部２０による判定結果に基づいて、図５（ｂ）に示すようなアクセルペダル入出力特性を設定する。このとき、ドライバの運転技量が高い場合（実線Ｒ参照）には、ドライバの運転技量が低い場合（破線Ｓ参照）に比べてアクセルペダルアシスト力及びアクセルペダル反力が小さくなっている。また、ドライバの運転技量によって、特性のゲインを変えている。
【００４４】
ブレーキペダル特性設定部１６は、目標経路生成部１２により得られた目標ブレーキペダルストロークとドライバ運転技量判定部２０による判定結果に基づいて、ブレーキペダル入出力特性を設定する。ブレーキペダル入出力特性は、図５（ｂ）に示すようなアクセルペダル入出力特性と類似している。
【００４５】
以上において、操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５とＥＣＵ６のドライバ運転技量判定部２０とは、ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を構成する。
【００４６】
このように本実施形態においては、ドライバの運転技量に応じて操作入出力特性を変化させるようにしたので、上述した実施形態と同様に、ドライバの運転操作によって車両を目標走行経路に対して追従させる際に、車両が目標走行経路に誘導されやすくなる。これにより、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を高くすることができる。
【００４７】
また、ドライバの運転技量に応じて操作入出力特性を変化させることにより、上述した実施形態と同様に、ドライバの運転操作に対する過剰な支援や支援不足が抑制され、ドライバの違和感を軽減することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、ドライバの運転技量を判定するときに、単に運転技量が高いか低いかを判定したが、特にその手法には限られず、運転技量を「高」、「中」、「低」のように３段階以上の高さ（程度）として判定し、各運転技量に相当する操作入出力特性を設定しても良い。
【００４９】
以上、本発明に係わる運転支援装置の好適な実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ドライバの体力や運転技量といったドライバ特性に応じて操作入出力特性を変化させるようにしたが、例えばドライバの走行目的等に応じて操作入出力特性を変化させても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、ドライバ特性に応じてアクセルペダル入出力特性及びブレーキペダル入出力特性を変化させたが、アクセルペダル及びブレーキペダル以外にクラッチペダルが搭載されている車両については、ドライバ特性等に応じてクラッチペダル入出力特性も変化させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１…運転支援装置、２…ナビゲーション（目標走行経路生成手段）、３…操舵角センサ（ドライバ特性判定手段）、４…アクセルペダルストロークセンサ（ドライバ特性判定手段）、５…ブレーキペダルストロークセンサ（ドライバ特性判定手段）、６…ＥＣＵ、１０…道路情報取得部（目標走行経路生成手段）、１１…条件設定部（目標走行経路生成手段）、１２…目標経路生成部（目標走行経路生成手段）、１３…ドライバ体力判定部（ドライバ特性判定手段）、１５…アクセルペダル特性設定部（ペダル特性変更手段）、１６…ブレーキペダル特性設定部（ペダル特性変更手段）、２０…ドライバ運転技量判定部（ドライバ特性判定手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転支援を行う運転支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の運転支援装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、車両の目標位置軌道を設定し、車両の走行状態に基づき車両が目標位置軌道に従って走行するように操舵装置や制動装置を制御するようにしたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のような車載システムによる操舵装置及び制動装置の介入制御では、ドライバの違和感を伴うことがある。このため、ドライバの運転操作により車両を目標位置軌道（目標走行経路）に対して追従させるようにするのが望ましい。しかし、この場合には、ドライバに高度な運転技術が要求されることがあるため、実際には車両を目標走行経路に対して追従させることは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を向上させることができる運転支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両のドライバの運転操作を支援する運転支援装置において、車両の目標走行経路を生成する目標走行経路生成手段と、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように車両の操作ペダルの特性を変化させるペダル特性変更手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
このように本発明の運転支援装置においては、車両のドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように車両の操作ペダルの特性を変化させることにより、ドライバが操作ペダルを操作したときに、車両が目標走行経路に追従しやすくなる。これにより、特にドライバに高度な運転技術を要求しなくても、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を向上させることができる。
【０００８】
このとき、好ましくは、操作ペダルの特性は、操作ペダルの反力または操作ペダルの入出力特性である。
【０００９】
また、好ましくは、ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を更に備え、ペダル特性変更手段は、ドライバの特性に応じて操作ペダルの特性を変化させる。このようにドライバの特性（体力や運転技量等）を操作ペダルの特性変化に反映させることにより、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従のサポート度合が過剰となったり不足となることが抑制されるようになる。
【００１０】
このとき、好ましくは、ドライバの特性は、ドライバの体力またはドライバの運転技量である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を向上させることができる。これにより、車両を目標走行経路に沿って安定して走行させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる運転支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した条件設定部により設定される通過点条件及び摩擦円条件の一例を示す概念図である。
【図３】図１に示したステアリング特性設定部及びアクセルペダル特性設定部により設定されるステアリング入出力特性及びアクセルペダル入出力特性の一例を示すグラフである。
【図４】本発明に係わる運転支援装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】図４に示したステアリング特性設定部及びアクセルペダル特性設定部により設定されるステアリング入出力特性及びアクセルペダル入出力特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係わる運転支援装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わる運転支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。同図において、本実施形態の運転支援装置１は、ナビゲーション２と、操舵角センサ３と、アクセルペダルストロークセンサ４と、ブレーキペダルストロークセンサ５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６と、ステアアクチュエータ７と、アクセルアクチュエータ８と、ブレーキアクチュエータ９とを備えている。
【００１５】
操舵角センサ３は、ステアリングの切れ角（操舵角）を検出する。アクセルペダルストロークセンサ４は、アクセルペダルのストローク量を検出する。ブレーキペダルストロークセンサ５は、ブレーキペダルのストローク量を検出する。
【００１６】
ステアアクチュエータ７は、ステアリングに対して操舵反力トルクや操舵アシストトルクを付与するアクチュエータである。アクセルアクチュエータ８は、アクセルペダルに対してペダル反力やペダルアシスト力を付与するアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ９は、ブレーキペダルに対してペダル反力やペダルアシスト力を付与するアクチュエータである。
【００１７】
ＥＣＵ６は、道路情報取得部１０と、条件設定部１１と、目標経路生成部１２と、ドライバ体力判定部１３と、ステアリング特性設定部１４と、アクセルペダル特性設定部１５と、ブレーキペダル特性設定部１６と、ステアアクチュエータ制御部１７と、アクセルアクチュエータ制御部１８と、ブレーキアクチュエータ制御部１９とを有している。
【００１８】
道路情報取得部１０は、ナビゲーション２の情報に基づいて、車両が走行しようとする道路の形状等の情報（道路情報）を取得する。
【００１９】
条件設定部１１は、車両の目標走行経路（後述）の生成に必要とされる条件を設定する。目標走行経路の生成に必要とされる条件としては、車両の通過点（ライン）に関する通過点条件、車両の摩擦円に関する摩擦円条件、車両の運動モデルに関する運動モデル条件がある。ここで、車両の通過点の位置は、図２（ａ）に示すようにＸＹ座標で表わされる。摩擦円は、図２（ｂ）に示すように、タイヤのグリップ限界値を加速度の時系列的な変化パターンとして表したものである。
【００２０】
目標経路生成部１２は、例えば境界値問題の解法等を用いて、条件設定部１１により設定された通過点条件、摩擦円条件及び運動モデル条件を満たすような車両の目標走行経路（軌跡）を生成する。また、目標経路生成部１２は、その目標走行経路に応じた目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークを求める。なお、目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークは、車両の走行状況に応じて時々刻々と変化していく。
【００２１】
ドライバ体力判定部１３は、走行経路生成部１２により得られた目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークと操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５の検出信号とを比較して、ドライバの体力を判定する。
【００２２】
具体的には、ドライバ体力判定部１３は、図３（ａ）に示すように、目標操舵角に対する操舵角センサ３の検出値（実操舵角）の乖離度によりドライバの体力を判定したり、図３（ｂ）に示すように、目標アクセルペダルストロークに対するアクセルペダルストロークセンサ４の検出値（実アクセルペダルストローク）の乖離度や、目標ブレーキペダルストロークに対するブレーキペダルストロークセンサ５の検出値（実ブレーキペダルストローク）の乖離度により、ドライバの体力を判定する。
【００２３】
このとき、実操舵角が目標操舵角を超えたときは、体力があると判定され、実操舵角が目標操舵角を超えないときは、体力がないと判定される。また、実アクセルペダルストロークが目標アクセルペダルストロークを超えたときは、体力があると判定され、実アクセルペダルストロークが目標アクセルペダルストロークを超えないときは、体力がないと判定される。目標ブレーキペダルストロークを用いた判定法についても同様である。
【００２４】
なお、ドライバの体力判定は、１人のドライバに対して１回のみ行っても良いし、或いは所定時間毎に周期的に行っても良い。
【００２５】
ステアリング特性設定部１４は、目標経路生成部１２により得られた目標操舵角とドライバ体力判定部１３による判定結果に基づいて、操舵角と操舵アシストトルク及び操舵反力トルクとの関係を表すステアリング入出力特性を設定する。ステアリング入出力特性は、図３（ａ）に示すように、操舵角が大きくなるにつれて、操舵アシストトルクが小さくなり、操舵反力トルクが大きくなるように設定される。
【００２６】
ステアリング入出力特性は、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように設定される。具体的には、ドライバに体力がある場合（破線Ｐ参照）には、ドライバに体力がない場合（実線Ｑ参照）に比べて操舵アシストトルクが小さくなり、操舵反力トルクが大きくなっている。このとき、ドライバの体力の有無によって、特性のゲイン（傾き）を変えている。また、目標操舵角よりも大きい範囲と小さい範囲とでも、特性のゲインを変えている。
【００２７】
アクセルペダル特性設定部１５は、目標経路生成部１２により得られた目標アクセルペダルストロークとドライバ体力判定部１３による判定結果に基づいて、アクセルペダルストロークとアクセルペダルアシスト力及びアクセルペダル反力との関係を表すアクセルペダル入出力特性を設定する。アクセルペダル入出力特性は、図３（ｂ）に示すように、アクセルペダルストロークが大きくなるにつれて、アクセルペダルアシスト力が小さくなり、アクセルペダル反力が大きくなるように設定される。
【００２８】
アクセルペダル入出力特性も、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように設定される。具体的には、ドライバに体力がある場合（破線Ｐ参照）には、ドライバに体力がない場合（実線Ｑ参照）に比べてアクセルペダルアシスト力が小さくなり、アクセルペダル反力が大きくなっている。このとき、ドライバの体力の有無によって、特性のゲインを変えている。また、目標アクセルペダルストロークよりも大きい範囲と小さい範囲とでも、特性のゲインを変えている。
【００２９】
ブレーキペダル特性設定部１６は、目標経路生成部１２により得られた目標ブレーキペダルストロークとドライバ体力判定部１３による判定結果に基づいて、ブレーキペダルストロークとブレーキペダルアシスト力及びブレーキペダル反力との関係を表すブレーキペダル入出力特性を設定する。ブレーキペダル入出力特性は、図３（ｂ）に示すようなアクセルペダル入出力特性と類似している。ブレーキペダル入出力特性も、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように設定される。
【００３０】
ステアアクチュエータ制御部１７は、ステアリング特性設定部１４により得られたステアリング入出力特性を用いて、実操舵角に対応する操舵アシストトルクまたは操舵反力トルクをステアアクチュエータ７に送出する。
【００３１】
アクセルアクチュエータ制御部１８は、アクセルペダル特性設定部１５により得られたアクセルペダル入出力特性を用いて、実アクセルペダルストロークに対応するアクセルペダルアシスト力またはアクセルペダル反力をアクセルアクチュエータ８に送出する。
【００３２】
ブレーキアクチュエータ制御部１９は、ブレーキペダル特性設定部１６により得られたブレーキペダル入出力特性を用いて、実ブレーキペダルストロークに対応するブレーキペダルアシスト力またはブレーキペダル反力をブレーキアクチュエータ９に送出する。
【００３３】
以上において、ナビゲーション２とＥＣＵ６の道路情報取得部１０、条件設定部１１及び目標経路生成部１２とは、車両の目標走行経路を生成する目標走行経路生成手段を構成する。ＥＣＵ６のアクセルペダル特性設定部１５及びブレーキペダル特性設定部１６は、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従をサポートするように車両の操作ペダルの特性を変化させるペダル特性変更手段を構成する。
【００３４】
また、操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５とＥＣＵ６のドライバ体力判定部１３とは、ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を構成する。
【００３５】
以上のように本実施形態にあっては、車両の目標走行経路を生成すると共に、ドライバの体力を判定し、そのドライバの体力に応じて操作入出力特性を変化させるようにしたので、ドライバによるステアリング、アクセルペダル及びブレーキペダルの操作を適切に支援することができる。このため、ドライバの運転操作によって車両を目標走行経路に対して追従させる際に、車両が目標走行経路に誘導されやすくなる。これにより、ドライバに高度な運転技術を要求しなくても、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を高くすることができる。
【００３６】
また、ドライバの体力に応じて操作入出力特性を変化させることにより、ドライバの運転操作に対する過剰な支援や支援不足が抑制されることとなる。従って、ドライバの違和感を軽減することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、ドライバの体力を判定するときに、単に体力があるか無いかを判定するようにしたが、特にそれには限られず、体力を「強」、「中」、「弱」のように３段階以上の強さ（程度）として判定し、各体力に相当する操作入出力特性を設定しても良い。
【００３８】
図４は、本発明に係わる運転支援装置の他の実施形態を示す概略構成図である。図中、上記の実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
同図において、本実施形態の運転支援装置１のＥＣＵ６は、上記のドライバ体力判定部１３に代えて、ドライバ運転技量判定部２０を有している。ドライバ運転技量判定部２０は、目標経路生成部１２により得られた目標操舵角、目標アクセルペダルストローク及び目標ブレーキペダルストロークと操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５の検出信号とを比較して、ドライバの運転技量を判定する。
【００４０】
具体的には、ドライバ運転技量判定部２０は、図５（ａ）に示すように、目標操舵角に対する実操舵角の乖離度によりドライバの運転技量を判定したり、図５（ｂ）に示すように、目標アクセルペダルストロークに対する実アクセルペダルストロークの乖離度や目標ブレーキペダルストロークに対する実ブレーキペダルストロークの乖離度によりドライバの運転技量を判定する。
【００４１】
このとき、目標操舵角に対する実操舵角の乖離量が少ない程、運転技量が高いと判定され、また目標アクセルペダルストロークに対する実アクセルペダルストロークの乖離量が少ない程、運転技量が高いと判定される。なお、目標ブレーキペダルストロークを用いた判定法についても同様である。また、ドライバの運転技量の判定頻度は、上述したドライバの体力判定と同様である。
【００４２】
ステアリング特性設定部１４は、目標経路生成部１２により得られた目標操舵角とドライバ運転技量判定部２０による判定結果とに基づいて、図５（ａ）に示すようなステアリング入出力特性を設定する。このとき、ドライバの運転技量が高い場合（実線Ｒ参照）には、ドライバの運転技量が低い場合（破線Ｓ参照）に比べて操舵アシストトルク及び操舵反力トルクが小さくなっている。また、ドライバの運転技量によって、特性のゲインを変えている。
【００４３】
アクセルペダル特性設定部１５は、目標経路生成部１２により得られた目標アクセルペダルストロークとドライバ運転技量判定部２０による判定結果に基づいて、図５（ｂ）に示すようなアクセルペダル入出力特性を設定する。このとき、ドライバの運転技量が高い場合（実線Ｒ参照）には、ドライバの運転技量が低い場合（破線Ｓ参照）に比べてアクセルペダルアシスト力及びアクセルペダル反力が小さくなっている。また、ドライバの運転技量によって、特性のゲインを変えている。
【００４４】
ブレーキペダル特性設定部１６は、目標経路生成部１２により得られた目標ブレーキペダルストロークとドライバ運転技量判定部２０による判定結果に基づいて、ブレーキペダル入出力特性を設定する。ブレーキペダル入出力特性は、図５（ｂ）に示すようなアクセルペダル入出力特性と類似している。
【００４５】
以上において、操舵角センサ３、アクセルペダルストロークセンサ４及びブレーキペダルストロークセンサ５とＥＣＵ６のドライバ運転技量判定部２０とは、ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を構成する。
【００４６】
このように本実施形態においては、ドライバの運転技量に応じて操作入出力特性を変化させるようにしたので、上述した実施形態と同様に、ドライバの運転操作によって車両を目標走行経路に対して追従させる際に、車両が目標走行経路に誘導されやすくなる。これにより、ドライバの運転操作による目標走行経路に対する車両の追従性を高くすることができる。
【００４７】
また、ドライバの運転技量に応じて操作入出力特性を変化させることにより、上述した実施形態と同様に、ドライバの運転操作に対する過剰な支援や支援不足が抑制され、ドライバの違和感を軽減することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、ドライバの運転技量を判定するときに、単に運転技量が高いか低いかを判定したが、特にその手法には限られず、運転技量を「高」、「中」、「低」のように３段階以上の高さ（程度）として判定し、各運転技量に相当する操作入出力特性を設定しても良い。
【００４９】
以上、本発明に係わる運転支援装置の好適な実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ドライバの体力や運転技量といったドライバ特性に応じて操作入出力特性を変化させるようにしたが、例えばドライバの走行目的等に応じて操作入出力特性を変化させても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、ドライバ特性に応じてアクセルペダル入出力特性及びブレーキペダル入出力特性を変化させたが、アクセルペダル及びブレーキペダル以外にクラッチペダルが搭載されている車両については、ドライバ特性等に応じてクラッチペダル入出力特性も変化させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１…運転支援装置、２…ナビゲーション（目標走行経路生成手段）、３…操舵角センサ（ドライバ特性判定手段）、４…アクセルペダルストロークセンサ（ドライバ特性判定手段）、５…ブレーキペダルストロークセンサ（ドライバ特性判定手段）、６…ＥＣＵ、１０…道路情報取得部（目標走行経路生成手段）、１１…条件設定部（目標走行経路生成手段）、１２…目標経路生成部（目標走行経路生成手段）、１３…ドライバ体力判定部（ドライバ特性判定手段）、１５…アクセルペダル特性設定部（ペダル特性変更手段）、１６…ブレーキペダル特性設定部（ペダル特性変更手段）、２０…ドライバ運転技量判定部（ドライバ特性判定手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のドライバの運転操作を支援する運転支援装置において、
前記車両の目標走行経路を生成する目標走行経路生成手段と、
前記ドライバの運転操作による前記目標走行経路に対する前記車両の追従をサポートするように前記車両の操作ペダルの特性を変化させるペダル特性変更手段とを備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記操作ペダルの特性は、前記操作ペダルの反力または前記操作ペダルの入出力特性であることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を更に備え、
前記ペダル特性変更手段は、前記ドライバの特性に応じて前記操作ペダルの特性を変化させることを特徴とする請求項１または２記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記ドライバの特性は、前記ドライバの体力または前記ドライバの運転技量であることを特徴とする請求項３記載の運転支援装置。
【請求項１】
車両のドライバの運転操作を支援する運転支援装置において、
前記車両の目標走行経路を生成する目標走行経路生成手段と、
前記ドライバの運転操作による前記目標走行経路に対する前記車両の追従をサポートするように前記車両の操作ペダルの特性を変化させるペダル特性変更手段とを備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記操作ペダルの特性は、前記操作ペダルの反力または前記操作ペダルの入出力特性であることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記ドライバの特性を判定するドライバ特性判定手段を更に備え、
前記ペダル特性変更手段は、前記ドライバの特性に応じて前記操作ペダルの特性を変化させることを特徴とする請求項１または２記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記ドライバの特性は、前記ドライバの体力または前記ドライバの運転技量であることを特徴とする請求項３記載の運転支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５３２９８（Ｐ２０１２−１５３２９８Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３３４（Ｐ２０１１−１５３３４）
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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