(57)【要約】【課題】  本発明では、衝突時間をパラメータとして運転者に対する注意喚起を行う車両運転支援装置であって、運転者の運転状況に応じた最適な注意喚起タイミングを決定する車両運転支援装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係る車両運転支援装置では、障害物と自車両との距離をそれらの相対速度で除した値である衝突時間が所定の閾値以下となった場合に、運転者に対し注意喚起を行う車両運転支援装置であって、ステアリング操作量の大きさを表すステア操作値の時系列データを取得するステア操作値取得手段と、ステア操作値取得手段により取得された時系列データに基づき、ステア操作値に関する変化の度合いであるステア操作周波数を算出するステア操作周波数算出手段と、ステア操作周波数算出手段により算出され記ステア操作周波数に基づき、所定の閾値を算出する注意喚起閾値算出手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物と自車両との距離をそれらの相対速度で除した値である衝突時間が所定の閾値以下となった場合に、前記車両を運転する運転者に対し注意喚起を行う車両運転支援装置であって、
前記車両が備えるステアリングに対する操作量の大きさを表すステア操作値の時系列データを取得するステア操作値取得手段と、
前記ステア操作値取得手段により取得された前記時系列データに基づき、前記ステア操作値に関する変化の度合いであるステア操作周波数を算出するステア操作周波数算出手段と、
前記ステア操作周波数算出手段により算出された前記ステア操作周波数に基づき、前記所定の閾値を算出する注意喚起閾値算出手段と、を有することを特徴とする車両運転支援装置。
【請求項２】
前記ステアリングを握る力を検出する圧力センサを有し、
前記ステア操作値取得手段は、前記圧力センサによる検出結果を取得することを特徴とする請求項１に記載の車両運転支援装置。
【請求項３】
前記ステアリングを操舵するトルクの大きさと方向とを検出するステアリングトルクセンサを有し、
前記ステア操作値取得手段は、前記ステアリングトルクセンサによる検出結果を取得することを特徴とする請求項１に記載の車両運転支援装置。
【請求項４】
前記ステア操作周波数算出手段は、前記ステア操作値取得手段により取得された時系列データと所定の前記ステア操作値とが交差する一の点に対応する時刻と、前記ステア操作値取得手段により取得された時系列データと前記所定のステア操作値とが交差する他の点に対応する時刻との時刻差の逆数に基づき、前記ステア操作周波数を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の車両運転支援装置。
【請求項５】
前記注意喚起閾値決定手段は、前記ステア操作周波数算出手段により算出されたステア操作周波数をシグモイド関数に入力した際の出力結果に基づき、前記所定の閾値を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の車両運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車間距離を相対速度で除した衝突時間をパラメータとして、運転者に対する注意喚起を行う車両運転支援装置であって、運転者によるステアリングの操作状況に基づき、最適な注意喚起タイミングを算出する車両運転支援装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ等を用いた車間距離測定装置により、前方車と自車の相対速度、車間距離を計測し、自車速度、相対速度、車間距離より警報を出す車間距離警報装置に関する技術が公開されている。
例えば、特許文献１では、運転状況に対する運転者の技術に応じて警報距離が制御でき、環境状況に対して異なる警報距離も制御でき、運転者に違和感、不快感を与えず、安全も向上できる車間距離警報装置に関する技術情報が提供されている。
【特許文献１】特許第３４６１５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記技術において、運転者に対する注意喚起を過度に行うと、運転者への注意喚起力を失わせるという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明では、上記問題点に鑑み、車間距離を相対速度で除して求める衝突時間をパラメータとして運転者に対する注意喚起を行う車両運転支援装置であって、運転者の運転状況に応じた最適な注意喚起タイミングを決定する車両運転支援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】
【０００５】
本発明に係る車両運転支援装置では、障害物と自車両との距離をそれらの相対速度で除した値である衝突時間が所定の閾値以下となった場合に、前記車両を運転する運転者に対し注意喚起を行う車両運転支援装置であって、前記車両が備えるステアリングに対する操作量の大きさを表すステア操作値の時系列データを取得するステア操作値取得手段と、前記ステア操作値取得手段により取得された前記時系列データに基づき、前記ステア操作値に関する変化の度合いであるステア操作周波数を算出するステア操作周波数算出手段と、前記ステア操作周波数算出手段により算出された前記ステア操作周波数に基づき、前記所定の閾値を算出する注意喚起閾値算出手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る車両運転支援装置の一形態では、前記ステアリングを握る力を検出する圧力センサを有し、前記ステア操作値取得手段は、前記圧力センサによる検出結果を取得することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る車両運転支援装置の一形態では、前記ステアリングを操舵するトルクの大きさと方向とを検出するステアリングトルクセンサを有し、前記ステア操作値取得手段は、前記ステアリングトルクセンサによる検出結果を取得することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る車両運転支援装置の一形態では、前記ステア操作周波数算出手段は、前記ステア操作値取得手段により取得された時系列データと所定の前記ステア操作値とが交差する一の点に対応する時刻と、前記ステア操作値取得手段により取得された時系列データと前記所定のステア操作値とが交差する他の点に対応する時刻との時刻差の逆数に基づき、前記ステア操作周波数を算出することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る車両運転支援装置の一形態では、前記注意喚起閾値決定手段は、前記ステア操作周波数算出手段により算出されたステア操作周波数をシグモイド関数に入力した際の出力結果に基づき、前記所定の閾値を算出することを特徴とする。
【００１０】
従って、本発明では、運転者の運転状況に応じた最適な注意喚起タイミングを決定する車両運転支援装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、車間距離を相対速度で除した衝突時間をパラメータとして運転者に対する注意喚起を行う車両運転支援装置であって、運転者の運転状況に応じた最適な注意喚起タイミングを決定する車両運転支援装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１３】
（本実施の形態に係る車両運転支援装置の動作原理）
図１〜図４を用いて、本実施の形態に係る車両運転支援装置の動作原理を説明する。図１は、本実施の形態に係る衝突時間Ｔｔｔｃを説明するための図である。本実施の形態に係る車両運転支援装置１００の説明においては、図１で示すように、車両３００と先行車両４００とが進行方向に走行している状況を想定している。
【００１４】
車両３００と先行車両４００との車間距離はＬで示され、先行車両４００に対する車両３００の相対速度はＶで示される。このとき、衝突時間Ｔｔｔｃは、Ｌ／Ｖで表すことができる。すなわち、衝突時間Ｔｔｔｃは、車間距離がＬである場合に、両車両が相対速度Ｖで走行を継続すると、衝突時間Ｔｔｔｃ後に車両３００と先行車両４００とが衝突することを示す指標である。また、衝突時間Ｔｔｔｃは、車両３００と先行車両４００との車間距離Ｌと相対速度Ｖが計測される都度算出することができ、時系列のデータとして算出することができる。
【００１５】
また、衝突時間Ｔｔｔｃは、車両３００と先行車両４００との車間距離Ｌと正比例となる関係を有し、また、先行車両４００に対する車両３００の相対速度Ｖと反比例となる関係を有する。従って、上記のような衝突時間Ｔｔｔｃの性質を利用することで、車両３００の運転者３１０に安全運転を遂行させるための注意喚起を行うことができる。
【００１６】
図２は、本実施の形態に係る車両運転支援装置１００の概要を説明するための図である。図２では、縦軸に衝突時間Ｔｔｔｃ、横軸に時刻ｔを取って、衝突時間Ｔｔｔｃの時系列データの一例を示した。図２で示すように、衝突時間Ｔｔｔｃは時刻によって刻一刻と変化する。そして、衝突時間Ｔｔｔｃが特定の閾値を下回る場合、すなわち、車両３００と先行車両４００とが衝突する危険度が大きくなった場合、両車の衝突を回避するため、運転者３１０に対し注意喚起を行う必要がある一方で、このような注意喚起を頻繁に行っていると、運転者３１０への注意喚起力が低下するおそれもある。
【００１７】
他方、運転者３１０が行う運転操作については、常時同じ状態にある訳ではなく、運転に集中している場合の運転操作もあれば、脇見運転等をして運転に集中していない状態での運転操作も考えられる。従って、運転者３１０の運転操作に対する取り組み方が異なる場合に、同一の判定基準で上記の注意喚起を行うことは、運転者３１０に対する注意喚起力を低下させないという観点からも適切ではない。
【００１８】
そこで、本発明に係る車両運転支援装置１００は、上記の衝突時間Ｔｔｔｃをパラメータとして運転者３１０に対する注意喚起を行う装置であって、注意喚起を行うべき衝突時間Ｔｔｔｃの閾値Ｔａｌｅｒｔを上記で述べたように、運転者３１０の運転操作の状況に応じて変化させることを特徴とする。
【００１９】
例えば、車両運転支援装置１００は、運転者３１０が車両３００の提供する運転支援システム等に依存せずに主体的な運転操作を行っている場合に、注意喚起を行うタイミングを遅らせ、運転者３１０が車両３００の運転支援システム等に依存する度合いが高く主体的な運転操作を行っていない場合に、注意喚起を行うタイミングを早める処理を自動的に行う。上記のような処理を行うことによって、運転者３１０への注意喚起力を落とすことなく、衝突時間Ｔｔｔｃに基づき適切なタイミングで注意喚起を行う車両運転支援装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明における車両運転支援装置１００は、車両３００がレーンキープアシストやオートクルーズ等の運転支援システムによって制御されている場合に、急な割り込みや先行車両４００の急減速によってシステムの制御シーンが変化する際に適用することができる。
【００２１】
図３は、本実施の形態に係る車両運転支援装置１００の動作原理を説明するための図である。図３で示すように車両運転支援装置１００は、ステア操作値取得手段１１０、ステア操作周波数１２０、注意喚起閾値算出手段１３０、車間距離算出手段１４０、相対速度算出手段１５０、衝突時間算出手段１６０、比較・判定手段１７０、注意喚起手段１８０、圧力センサ２５０、ステアリングトルクセンサ２６０、車間距離測定用カメラ２７２、車間距離測定用センサ２７４、表示装置２８２，スピーカ２８４、ステアリング２８６を有する。
【００２２】
圧力センサ２５０は、車両３００が備えるステアリング２８６に設置され、ステアリング２８６を握る力を計測するためのセンサである。ステアリングトルクセンサ２６０は、ステアリングを操舵するトルクの大きさと方向とを検出するためのセンサである。車両運転支援装置１００では、圧力センサ２５０、ステアリングトルクセンサ２６０のどちらか一方を備えていれば良い。
【００２３】
車間距離測定用カメラ２７２は、車両３００が備えるカメラであって、当該カメラを用いて先行車両４００との車間距離Ｌを計測する。例えば、当該車間距離測定用カメラ２７２は、２台のカメラから得られる画像データに関する両眼視差を利用して、車間距離Ｌを計測する。車間距離測定用センサ２７４は、車両３００が備えるセンサであって、当該センサを用いて先行車両４００との車間距離Ｌを測定する。例えば、車間距離計測用センサ２７４は、先行車両４００に対してミリ波等の電磁波を照射した時刻と、先行車両４００からの反射波を検出した時刻との時刻差に基づき、車間距離Ｌを計測する。車両運転支援装置１００では、車間距離計測用カメラ２７２、車間距離計測用センサ２７４のどちらか一方を備えていれば良い。
【００２４】
表示装置２８２は、画像データを表示する装置である。スピーカ２８４は、音声データを出力する装置である。ステアリング２８６は、車両３００の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置である。車両運転支援装置１００では、表示装置２８２、スピーカ２８４、ステアリング２８６を用いて、運転者３１０への注意喚起を行う。
【００２５】
ステア操作値取得手段１１０は、ステアリング２８６に対する操作量の大きさを表すステア操作値を時系列データとして取得する。例えば、ステア操作値取得手段１１０は、圧力センサ２５０による検出結果を時系列データとして取得したり、ステアリングトルクセンサ２６０による検出結果を時系列データとして取得する。つまり、本実施の形態におけるステア操作値とは、圧力センサ２５０による検出結果、又はステアリンストルクセンサ２６０によるトルクに関する検出結果である。
【００２６】
ここで図４は、本実施の形態に係るステア操作周波数を算出する処理を説明するための図である。図４では、縦軸をステア操作値、横軸を時刻ｔとして、ステア操作値の時系列データの一例を示した。図４で示すように、ステア操作値は、ステアリング２８６を握る力又はステアリングを回すトルクの大きさに従って変化する値であり、時刻ｔの経過と共に刻一刻と変化する。よって、ステア操作値取得手段１１０は、図４で示すような性質を有する時系列データを取得する。
【００２７】
ステア操作周波数算出手段１２０は、ステア操作値取得手段１１０により取得されたステア操作値の時系列データに基づいて、ステア操作値の変化に関する度合いを示すステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒを算出する。
【００２８】
ここでは、図４を用いて、ステア操作周波数算出手段１２０によるステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒの算出処理の原理について説明する。第１のステップでは、図４で示すようにステア操作値に関する２つの閾値（所定値（１）と所定値（２））を予め規定しておき、ステア操作値の時系列データと当該２つの閾値とが交差する点に対応する時刻を算出する。第２のステップでは、隣り合う２つの交点に対応する時刻間の時刻差を算出し、当該時刻差を時点の古い方からΔｔ１、Δｔ２、…、Δｔｉ（ｉ＝１、２、…、ｍ）としたとき、ｍ個のΔｔｉを加算してΣΔｔを算出する。
【００２９】
そして、第３のステップでは、第２のステップで算出したΣΔｔをｍで除してΣΔｔ／ｍを算出し、次にΣΔｔ／ｍの逆数を算出することでステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒを得る。つまり、図４で示すΔｔｉ（ｉ＝１、２、…、ｍ）の平均値の逆数がステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒとなり、ステア操作値に関する変化の度合いが大きいほどステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒも大きくなるという関係（ステア操作値に関する変化の度合いとステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒとは正比例の関係）がある。
【００３０】
また、運転者３１０がステアリング操作を頻繁に行っているほど、運転者３１０の運転操作への主体性は高いと判断されるため、ステア操作周波数算出手段１２０により算出されるステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒが大きいほど、運転者３１０は主体的に運転操作を行っていると考えることができる。つまり、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒの大きさから、運転者３１０による運転操作の主体性を推測することができる。また、上記では図４中のステア操作値に関する閾値を２つとして説明を行ったが、当該閾値は１つでも、２つ以上であっても良い。
【００３１】
注意喚起閾値算出手段１３０は、ステア操作周波数算出手段１２０により算出されるステア周波数ｆｓｔｅｅｒに基づき、車両運転支援装置１００によって注意喚起を行うべき衝突時間Ｔｔｔｃの閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する。例えば、注意喚起閾値算出手段１３０は、
ｔｍａｘ／（１＋ｅｘｐ（−ｋ×（ｆｓｔｅｅｒ−ｆｃｎｓｔ）））
で示すようなシグモイド関数に対して、ステア操作周波数算出手段１２０により算出されるステア周波数ｆｓｔｅｅｒを入力し、当該シグモイド関数からの出力として閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する。ここで、上記のｔｍａｘ、ｋ、ｆｃｎｓｔは定数である。
【００３２】
ここで、図５に上記のシグモイド関数を用いたステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒと閾値Ｔａｌｅｒｔとの入出力関係を示す。ただし図５では、ｋ＝１７．０、ｆｃｎｓｔ＝０．３とした場合の上記シグモイド関数の入出力関係を表している。図５で示すように、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒが小さい場合には出力される閾値Ｔａｌｅｒｔが小さくなり、反対に、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒが大きい場合には出力される閾値Ｔａｌｅｒｔは大きくなる。
【００３３】
このように、注意喚起閾値算出手段１３０により算出される閾値Ｔａｌｅｒｔは、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒの大きさに従い変化する値となる。すなわち、運転者３１０が主体的に運転操作を行っているか否かによって、車両運転支援装置１００によって注意喚起を行うべき衝突時間Ｔｔｔｃの閾値Ｔａｌｅｒｔが変化するため、運転者３１０の運転状況に応じた最適な注意喚起タイミングを決定することができる。上記説明ではシグモイド関数を例示したが、ステア周波数ｆｓｔｅｅｒを入力して、閾値Ｔａｌｅｒｔを出力する形態であれば、他の入出力関係を有する関数を用いても良い。
【００３４】
車間距離算出手段１４０は、車間距離測定用カメラ２７２、車間距離測定用センサ２７４のどちらか一方から、先行車両４００との車間距離Ｌを算出するための情報を取得して、当該車間距離Ｌを算出する。例えば、車間距離算出手段１４０は、２つの車間距離測定用カメラ２７２が撮影した先行車両４００の画像データを取得し、両眼視差を利用して、車両３００と先行車両４００との車間距離Ｌを算出する。
【００３５】
また、車間距離算出手段１４０は、車間距離測定用センサ２７４からミリ波等の電磁波に関する照射時刻と反射波を受信した時刻との時刻差に関する情報を取得し、当該時刻差に基づき車両３００と先行車両４００との車間距離Ｌを算出する。また、車間距離計測用カメラ２７２、車間距離測定用センサ２７４で車間距離Ｌを算出して、車間距離算出手段１４０は、当該車間距離Ｌに関する情報を取得する形態としても良い。
【００３６】
相対速度算出手段１５０は、先行車両４００に対する自車両３００の相対速度Ｖを算出する。具体的には、相対速度算出手段１５０は、車間距離算出手段１４０により算出又は取得された車間距離Ｌに関する情報に対して、微分演算を施すことにより、相対速度Ｖを算出する。衝突時間算出手段１６０は、車間距離算出手段１４０により算出又は取得された車間距離Ｌに関する情報と、相対速度算出手段１５０により算出された相対速度Ｖに関する情報とに基づき、衝突時間Ｔｔｔｃ（＝Ｌ／Ｖ）を算出する。衝突時間算出手段１６０は、図２で示すように衝突時間Ｔｔｔｃを所定のサンプリング間隔で算出する。
【００３７】
比較・判定手段１７０は、衝突時間Ｔｔｔｃと閾値Ｔａｌｅｒｔとを比較して、運転者３１０に対して注意喚起を行うか否かを判定する。そして、比較・判定手段１７０は、衝突時間Ｔｔｔｃが閾値Ｔａｌｅｒｔより小さい場合に、運転者３１０に対し注意喚起を行うと判定する。つまり、衝突時間Ｔｔｔｃが閾値Ｔａｌｅｒｔを下回ると車両３００と先行車両４００との衝突の可能性が高まるため、比較・判定手段１７０は運転者３１０に対し注意喚起を行うと判定する。
ここで、比較・判定手段１７０による注意喚起を行うか否かの判定基準となる閾値Ｔａｌｅｒｔは、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒに応じて変動する。すなわち、注意喚起を行うタイミングは運転者３１０の運転状況に応じて決定されるため、注意喚起力を低下させることなく適切なタイミングで衝突回避のための報知を行うことができる。
【００３８】
注意喚起手段１８０は、比較・判定手段１７０により運転者３１０に対し注意喚起を行うと判定された場合に、注意喚起装置を介して運転者３１０に注意喚起を行う。具体的には、注意喚起手段１８０は、運転者３１０に注意喚起を行うために、表示装置２８０上で注意喚起を促す画像を表示するか、スピーカ２８４を介して警告音又は音声を出力するか、ステアリング２８６へ運転操作に支障がない程度の振動を与える。上記の表示装置２８２、スピーカ２８４、ステアリング２８６を用いた注意喚起については、各装置を用いた注意喚起を独立して行っても良いし、各装置を組み合わせて注意喚起を行っても良い。また、上記説明は例示であり、注意喚起手段１８０は、他の注意喚起装置を用いて、運転者３１０へ注意喚起を行う形態としても良い。
【００３９】
以下では、車両運転支援装置１００の処理の流れを説明する。はじめに、衝突時間Ｔｔｔｃに関する閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する処理について説明を行う。ステア操作値取得手段１１０が、圧力センサ２５０又はステアリングトルクセンサ２６０から、ステアリング２８６に対する操作量の大きさを表すステア操作値の時系列データを取得する。次に、ステア操作周波数算出手段１２０が、ステア操作値取得手段１１０により取得されたステア操作値の時系列データに基づき、ステア操作値に係る変化の度合いであるステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒを算出する。
【００４０】
そして、注意喚起閾値算出手段１３０が、ステア操作周波数算出手段１２０により算出されたステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒを、
ｔｍａｘ／（１＋ｅｘｐ（−ｋ×（ｆｓｔｅｅｒ−ｆｃｎｓｔ）））
の関数に入力し、当該関数の出力値として衝突時間Ｔｔｔｃに関する閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する。ここで、ｔｍａｘ、ｋ、ｆｃｎｓｔは定数であり、車両運転支援装置１００を適用するシステムによって定まる値である。
【００４１】
ここからは衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理について説明する。衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理は、上記の衝突時間Ｔｔｔｃに関する閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する処理と同時平行的に行われる。車間距離算出手段１４０が、車間距離測定用カメラ２７２又は車間距離測定用センサ２７４から、車両３００と先行車両４００との車間距離Ｌを算出するための情報を取得して、その取得した情報に基づき車間距離Ｌを算出する。
【００４２】
そして、相対速度算出手段１５０が、車間距離算出手段１４０により算出された車間距離Ｌに関する情報を微分演算することにより、先行車両４００に対する自車両３００の相対速度Ｖを算出する。そして、衝突時間算出手段１６０が、車間距離算出手段１４０により算出された車間距離Ｌに関する情報を、相対速度算出手段１５０により算出された相対速度Ｖで除して、衝突時間Ｔｔｔｃを算出する。
【００４３】
ここからは衝突時間Ｔｔｔｃと閾値Ｔａｌｅｒｔとを比較して、所定の条件を満たした場合に運転者３１０に注意喚起を行う処理について説明する。比較・判定手段１８０が、衝突時間Ｔｔｔｃと閾値Ｔａｌｅｒｔとを比較して、運転者３１０へ注意喚起をすべきか否かを判定する。比較・判定手段１８０が、衝突時間Ｔｔｔｃが閾値Ｔａｌｅｒｔを下回り、運転者３１０へ注意喚起をすべきと判定した場合に、注意喚起手段１８０が、表示装置２８２、スピーカ２８４、ステアリング２８６を用いて、運転者３１０に対して注意喚起を行う。
【００４４】
従って、本発明では、車間距離を相対速度で除して求める衝突時間をパラメータとして運転者に対する注意喚起を行う車両運転支援装置であって、運転者の運転状況に応じた最適な注意喚起タイミングを決定する車両運転支援装置を提供することができる。
【００４５】
（本実施の形態に係る車両運転支援装置のハードウェア構成）
図６を用いて、本実施の形態に係る車両運転支援装置のハードウェア構成について説明する。図６は、本実施の形態に係る車両運転支援装置１００のハードウェア構成の一例を示した図である。車両運転支援装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２０、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３０、ＨＤＤ２４０、圧力センサ２５０、ステアリングトルクセンサ２６０、車間距離計測用カメラ・センサ２７０、注意喚起装置２８０を有する。
【００４６】
ＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２２０に記憶されたプログラムを実行する装置で、ＲＡＭ２３０に展開（ロード）されたデータを、プログラムの命令に従って演算処理し、車両運転支援装置１００の全体を制御する。ＲＯＭ２２０は、ＣＰＵ２１０が実行するプログラムやデータを記憶している。ＲＡＭ２３０は、ＣＰＵ２１０でＲＯＭ２２０に記憶されたプログラムを実行する際に、実行するプログラムやデータが展開（ロード）され、演算の間、演算データを一時的に保持する。
【００４７】
ＨＤＤ２４０は、基本ソフトウェアであるＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、本実施の形態に係るアプリケーションプログラムや機能拡張用のプラグインなどを、関連するデータとともに記憶する装置である。圧力センサ２５０は、圧力を検知するセンサであり、車両３００が備えるステアリングに設置され、運転者３１０がステアリングを握る力を検知する。ステアリングトルクセンサ２６０は、ステアリングを操舵するトルクの大きさと方向とを検出するためのセンサである。車間距離計測用カメラ・センサ２７０は、自車両３００と先行車両４００との車間距離Ｌを計測するための装置である。車間距離計測用カメラ・センサ２７０は、車間距離計測用カメラ２７２、車間距離計測用センサ２７４のいずれか一方を備えていれば良い。
【００４８】
注意喚起装置２８０は、運転者３１０に対する注意喚起を行う装置である。本実施の形態に係る注意喚起装置２８０は、表示装置２８２、スピーカ２８４、ステアリング２８６を有する。表示装置２８２は、ハードキーによるキースイッチとＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）とから構成され、車両運転支援装置１００が有する機能をユーザが利用する際や、各種設定を行う際などのユーザインタフェースとして機能する装置である。スピーカ２８４は、電気信号を物理振動に変えて、音楽や音声などの音を生み出す装置である。ステアリング２８６は、車両３００の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置である。
【００４９】
車両運転支援装置１００の各手段は、ＣＰＵ２１０が、ＲＯＭ２２０又はＨＤＤ２４０に記憶された各手段に対応するプログラムを実行することにより実現される形態としても良いし、当該各手段に関する処理をハードウェアで実現する形態としても良い。
【００５０】
（本実施の形態に係る車両運転支援装置の動作処理）
図７、８を用いて、本実施の形態に係る車両運転支援装置の動作処理を説明する。図７は、本実施の形態に係る車両運転支援装置１００による衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理の一例を示すフローチャートである。図８は、本実施の形態に係る車両運転支援装置１００による注意喚起処理の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
ここでは、図１で示すように、自車両３００の前方に先行車両４００が走行している状況を想定し、それらの車間距離をＬ、相対速度をＶとする。また、車両運転支援装置１００は、車間距離Ｌを相対速度Ｖで除した値である衝突時間Ｔｔｔｃをパラメータとして、当該衝突時間Ｔｔｔｃが閾値Ｔａｌｅｒｔより小さくなった場合に、衝突危険回避のため運転者３１０に注意喚起を行うものとする。また、車両運転支援装置１００においては、衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理と、衝突時間Ｔｔｔｃに関する閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する処理とを同時並行的に行っている。
【００５２】
（１）衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理について
図７を用いて、車両運転支援装置１００による衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理について説明する。この説明における車間距離Ｌは、車間距離測定用センサ２７４の検出結果を用いるものとするが、他の形態では車間距離測定用センサ２７２の検出結果を用いても良い。
Ｓ１０で車両運転支援装置１００が、衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理を開始する。
【００５３】
Ｓ１２で車間距離算出手段１４０が、車間距離測定用センサ２７４の検出結果を取得し、Ｓ１４で車間距離算出手段１４０が、この取得した検出結果に基づき、車両３００と先行車両４００との車間距離Ｌを算出する。車間距離測定用センサ２７４は、先行車両４００に対して、ミリ波等の電磁波を照射し、その反射波を検出する。そして、車間距離測定用センサ２７４は、当該電磁波の照射時刻に関する情報と反射波の検出時刻に関する情報を車間距離算出手段１４０に通知する。この処理に対応して車間距離算出手段１４０は、電磁波の照射時刻と反射波の検出時刻との時刻差を算出し、この時刻差と使用された電磁波の空気中での伝搬速度とを乗算することで、車間距離Ｌを算出する。
【００５４】
Ｓ１６で相対速度算出手段１５０が、車間距離算出手段１４０により算出された車間距離Ｌに関する情報に対して微分演算を施し、先行車両４００に対する車両３００の相対速度Ｖを算出する。Ｓ１８で衝突時間算出手段１６０が、車間距離算出手段１４０により算出された車間距離Ｌを、相対速度算出手段１５０により算出された相対速度Ｖで除算し、衝突時間Ｔｔｔｃを算出する。衝突時間Ｔｔｔｃの大きさは車間距離Ｌの大きさに比例し、相対速度Ｖの大きさに反比例するため、この性質を利用して衝突時間Ｔｔｔｃを車両の衝突回避のための指標として使用する。
【００５５】
Ｓ２０で車両運転支援装置１００が、衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理に関する終了命令を受信した場合（Ｓ２０でＹｅｓの場合）、Ｓ２２で車両運転支援装置１００が、衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理を終了する。Ｓ２０で車両運転支援装置１００が、衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理に関する終了命令を受信しない場合（Ｓ２０でＮｏの場合）、Ｓ１２で車間距離算出手段１４０が、車間距離測定用センサ２７４の検出結果を新たに取得して、次の時刻について衝突時間Ｔｔｔｃを算出する処理を継続する。
【００５６】
（２）運転者３１０に対する注意喚起処理について
図８を用いて、車両運転支援装置１００による注意喚起処理について説明する。この説明におけるステア操作値には、圧力センサ２５０の検出結果を用いるものとするが、他の形態ではステアリングトルクセンサ２６０の検出結果を用いても良い。
Ｓ３０で車両運転支援装置１００が、運転者３１０に対する注意喚起処理を開始する。
【００５７】
Ｓ３２でステア操作値取得手段１１０が、圧力センサ２５０から、図４で示されるステア操作値の時系列データを取得する。ここで、ステア操作値は、車両３００が備えるステアリング２８６に設置する圧力センサにより検出された、運転者３１０がステアリングを握る力に関する時系列データである。また、本実施の形態においては、運転者にステアリングを意識的かつ定期的に強く又は弱く握ってもらい、その過程におけるステアリングを握る力を検出する形態としても良いし、通常の運転操作におけるステアリングを握る力を検出する形態としても良い。運転者にステアリングを意識的かつ定期的に握らせることで、運転操作に対する意識低下の防止効果も期待することができる。
【００５８】
Ｓ３４でステア操作周波数算出手段１２０が、ステア操作値取得手段１１０により取得されたステア操作値に基づき、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒを算出する。ここで、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒとは、上記ステア操作値の変化に関する度合いの指標であり、具体的には、下記のようにして算出する。ステア操作周波数算出手段１２０は、図４で示すように、ステア操作値の時系列データと２つの閾値（所定値（１）と所定値（２））との交点に対応する時刻を算出し、当該時刻の古い方から新しい方に向かって、隣り合う２つの時刻間の時刻差Δｔｉ（ｉ＝１、２、…ｍ）を算出する。そして、ステア操作周波数算出手段１２０は、算出した時刻差Δｔｉの平均値を算出し、さらに、その平均値の逆数を算出することにより、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒを算出する。
【００５９】
ここで、ステア操作周波数ｆｓｔｅｅｒの大きさは、運転者のステアリングを握る力が変化する頻度と正比例の関係にあり、また、当該運転者のステアリングを握る力が変化する頻度と運転操作に対する運転者の主体性の度合いとは正比例の関係にあると推測できるため、ステア操作周波数の大きさによって運転操作に対する運転者の主体性の度合いを推測することができる。
【００６０】
Ｓ３６で注意喚起閾値算出手段１３０が、ステア操作周波数算出手段１２０により算出されたステア操作周波数を下記の関数に入力し、当該関数の出力値として衝突時間Ｔｔｔｃに関する閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する。
Ｔａｌｅｒｔ＝ｔｍａｘ／（１＋ｅｘｐ（−ｋ×（ｆｓｔｅｅｒ−ｆｃｎｓｔ）））
（ｔｍａｘ、ｋ、ｆｃｎｓｔは定数）
ここで、ステア周波数ｆｓｔｅｅｒと閾値Ｔａｌｅｒｔとの関係は、例えば、図５で示すような関係にあり、注意喚起閾値算出手段１３０により算出される閾値Ｔａｌｅｒｔは、ステア周波数ｆｓｔｅｅｒが定数ｆｃｎｓｔより小さい場合とステア周波数ｆｓｔｅｅｒが定数ｆｃｎｓｔより大きい場合とで、その値が大きく変動するという特性を有する。すなわち、運転操作に対する運転者３１０の主体性が大きいと推測される場合（ステア周波数ｆｓｔｅｅｒが相対的に大きい場合）には、運転者３１０へ注意喚起を行うべき閾値は大きくなり、車両運転支援装置１００による注意喚起が行われる頻度は小さくなる。
【００６１】
また、運転操作に対する運転者３１０の主体性が小さいと推測される場合（ステア周波数ｆｓｔｅｅｒが相対的に小さい場合）には、運転者３１０へ注意喚起を行うべき閾値は小さくなり、車両運転支援装置１００による注意喚起が行われる頻度は大きくなる。このように運転者３１０の運転状況に応じて注意喚起のタイミングを決定することで、運転者３１０に対して効果的に注意喚起を行うことができる。
【００６２】
Ｓ３８で比較・判定手段１７０が、現時刻における衝突時間Ｔｔｔｃと閾値Ｔａｌｅｒｔとを比較して、運転者３１０へ注意喚起を行うか否かを判定する（図２参照）。Ｓ４０で衝突時間Ｔｔｔｃが閾値Ｔａｌｅｒｔより小さくなり、比較・判定手段１７０が、運転者３１０へ注意喚起を行うべきと判定した場合（Ｓ４０でＹｅｓの場合）、Ｓ４２で注意喚起手段１８０が、表示装置２８２へ注意喚起のための画像データを表示すると共に、スピーカ２８４から注意喚起のための警告音を報知する。衝突時間Ｔｔｔｃが規定値より小さくなると車両３００と先行車両４００とが衝突する可能性が増すと考えられるため、衝突回避のための注意喚起を運転者３１０に対して行う。
【００６３】
Ｓ４０で衝突時間Ｔｔｔｃが閾値Ｔａｌｅｒｔより大きくなり、比較・判定手段１７０が、運転者３１０へ注意喚起を行うべきと判定しない場合（Ｓ４０でＮｏの場合）、Ｓ４４での処理に移行する。衝突時間Ｔｔｔｃが規定値より大きいということは、車両３００と先行車両４００とが衝突する可能性は大きくないと考えられるため、運転者３１０に対する衝突回避のための注意喚起は行われない。
【００６４】
Ｓ４４で衝突時間Ｔｔｔｃに関する閾値Ｔａｌｅｒｔを更新する時期（例えば、直近の更新時刻から３分後）が到来している場合（Ｓ４４でＹｅｓの場合）、Ｓ３２でステア操作値取得手段１１０が圧力センサ２５０からステア操作値の時系列データを取得した後、閾値Ｔａｌｅｒｔを算出する処理が行われる。運転者３１０の運転状況は刻一刻と変化し、それに伴い、閾値Ｔａｌｅｒｔも変化しているものと考えられるため、一定の更新時期が来れば、閾値Ｔａｌｅｒｔの見直しを行う。こうすることで、運転者の最新の運転状況に応じた最適な注意喚起のタイミングを決定することができる。
【００６５】
Ｓ４４で衝突時間Ｔｔｔｃに関する閾値Ｔａｌｅｒｔを更新する時期（例えば、直近の更新時刻から３分後）が到来していない場合（Ｓ４４でＮｏの場合）、Ｓ３８で比較・判定手段１７０が現時刻における衝突時間Ｔｔｔｃと閾値Ｔａｌｅｒｔとを比較して、運転者３１０へ注意喚起を行うか否かを判定する。衝突時間Ｔｔｔｃは、所定のサンプリング間隔で算出されるため、その算出される個々の衝突時間Ｔｔｔｃに対して比較・判定手段１７０による判定を行う。こうすることで、衝突回避のために行う注意喚起の精度を向上させることができる。
【００６６】
Ｓ４６で車両運転支援装置１００が処理終了の命令を受信した場合（Ｓ４６でＹｅｓの場合）、Ｓ４８で車両運転支援装置が、運転者３１０に対する注意喚起処理を終了する。Ｓ４６で車両運転支援装置１００が処理終了の命令を受信しない場合（Ｓ４６でＮｏの場合）、車両運転支援装置１００はＳ４４における処理に移行する。
【００６７】
（総括）
本発明では、車間距離を相対速度で除して求める衝突時間をパラメータとして運転者に対する注意喚起を行う車両運転支援装置であって、運転者の運転状況に応じた最適な注意喚起タイミングを決定する車両運転支援装置を提供することができる。
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施の形態に係る衝突時間を説明するための図である。
【図２】本実施の形態に係る車両運転支援装置の概要を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係る車両運転支援装置の動作原理を説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係るステア操作周波数を算出する処理を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に係るステア操作周波数から閾値を算出する処理を説明するための図である。
【図６】本実施の形態に係る車両運転支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る車両運転支援装置による衝突時間を算出する処理例を示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態に係る車両運転支援装置による運転者に対して注意喚起を行う処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１００  車両運転支援装置
１１０  ステア操作値取得手段
１２０  ステア操作周波数算出手段
１３０  注意喚起閾値算出手段
１４０  車間距離算出手段
１５０  相対速度算出手段
１６０  衝突時間算出手段
１７０  比較・判定手段
１８０  注意喚起手段
２１０  ＣＰＵ
２２０  ＲＯＭ
２３０  ＲＡＭ
２４０  ＨＤＤ
２５０  圧力センサ
２６０  ステアリングトルクセンサ
２７０  車間距離計測用カメラ・センサ
２７２  車間距離計測用カメラ
２７４  車間距離計測用センサ
２８０  注意喚起装置
２８２  表示装置
２８４  スピーカ
２８６  ステアリング
３００  車両
３１０  運転者
４００  先行車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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