JP2019175097A - 車両の運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドルの把持を条件としない第２運転支援モードで走行中に、料金所の通過が困難と判断された場合であっても、料金所やその直前での自車両の停止を回避する。【解決手段】ハンドル把持を条件としない第２運転支援モードでの自動運転において、高速道路の料金所までの距離Ｌｔが第１しきい距離Ｌ１に到達したとき（Ｓ４４）、第２運転支援モードで料金所の通過が可能か否かを調べ（Ｓ４５）、通過が困難と判定した場合（Ｓ４６）、運転者に対して引継ぎ要求を報知し（Ｓ４７）、ハンドルタッチセンサ４２をＯＮさせる引継ぎ操作が検出された場合（Ｓ４８）、運転モードを第１運転支援モードに遷移させる（Ｓ４９）。第１しきい距離Ｌ１で通過可能か否かを事前に判断しているため、運転者は余裕で引継ぎ操作を行うことができ、自車両Ｍの料金所やその手前での停止を防止させることができる。【選択図】図６

Description

本発明は、自動車専用道路の出口に設けられている通行ゲートを、運転者のハンドル把持を条件としない第２運転支援モードで通過可能か否かを判定し、通行困難と判定した場合は、運転者の対応に応じて第１運転支援モードと手動運転モードとの何れかに遷移させるようにした車両の運転支援システムに関する。

最近の車両においては、運転者の負担を軽減し、快適且つ安全に運転できるようにするための自動運転による運転支援システムが種々提案され、一部は既に実用化されている。

この運転支援システムの運転モードには、自動運転の継続を困難と判断した際に、運転者に操作を引継がせることができるように予め待機させる運転支援モード（以下、「第１運転支援モード」と称する）と、運転者に運転を引継がせる必要の無い運転支援モード（以下、「第２運転支援モード」と称する）とがある。

第１運転支援モードは、従来のレーンキープ（ＡＬＫ）制御と車間距離自動維持制御付きクルーズコントロール（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）システムとにより、自車両を車線に沿って先行車に追従走行させるものであり、先行車が検出されない場合はセット車速で定速走行する。従って、第１運転支援モードは、運転者が積極的にハンドル操作を行う必要は無いが、運転者がハンドルを把持して（これを「保舵」と称する場合もある）、いつでも運転を引継ぐことのできる状況としておくことが条件となる。

一方、第２運転支援モードは、地図ロケータにて検出した自車両が走行している地図上の道路形状と、カメラユニット等で検出した実際に走行している車線の道路形状との一致度を常に比較し、この一致度が高い場合に、運転者に保舵させることなく、制御システムが運転主体となって自動運転を継続させる。そして、自動運転の継続が困難と判断された場合にのみ、運転者に保舵を要求して第１運転モードへ遷移させ、或いは、自動退避モードを実行させる。尚、この自動退避モードは、走行車線を、法定若しくは指定されている最低速度で走行させる。或いは、自車両を路側帯等の安全な場所へ誘導して停止させるものである。

例えば、特許文献１（特開２０１７−１２８１８０号公報）には、自動運転で走行中、
前方に通行障害（前方障害物や道路工事による車線規制等）が検出された場合、自車両が通行障害を回避できるか否かの障害リスクを、自車両位置から通行障害までの距離に基づいて設定し、この障害リスクが所定閾値を越えている場合、自動運転の継続が困難と判断して、運転者に操舵を引継がせるようにした技術が開示されている。

特開２０１７−１２８１８０号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、運転者に対して引継ぎ要求を行っても引継ぎ操作が行われない場合についての対応が開示されていない。

例えば、高速道路から一般道路へ降りる際に、一般道路からの目標進行路が設定されておらず、第２運転支援モードでの走行が困難と判定された場合には、料金所のゲートを通過する際に、手動運転モードに遷移してしまう可能性がある。

その際、運転者が運転を引継がないために自車両をＥＴＣ（Electronic Toll Collection system）ゲートやその直前で停止させてしまうと、後続車の通行に支障を来すばかりでなく、運転者を慌てさせてしまう不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、ハンドルの把持を条件としない第２運転支援モードで走行中に、料金所等の通行ゲートの通過が困難と判断された場合であっても、通行ゲートやその直前での停止を未然に回避し、後続車の走行に支障を来すことを防止し、しかも、運転者を慌てさせることが無く、高い利便性を得ることのできる運転支援システムを提供することを目的とする。

本発明は、自車両を走行させるルート地図情報を取得するルート地図情報取得手段と、前記自車両の運転モードとして、少なくとも運転者のハンドルの把持を条件として自動運転を行う第１運転支援モードと前記運転者の前記ハンドルの把持を条件としないで自動運転を行う第２運転支援モードと前記運転者自らが操舵する手動運転モードとを有し、運転条件に応じて前記各モードを設定する運転モード設定演算手段とを備える車両の運転支援システムにおいて、前記運転モード設定演算手段は、前記ルート地図情報取得手段で取得した前記ルート地図情報に基づき自動車専用道路の出口に設けられている通行ゲートが前記第２運転支援モードで通過可能か否かを調べるゲート通過可能判定手段と、前記ゲート通過可能判定手段で、前記第２運転支援モードでの通過が困難と判定した場合、前記運転者に対して運転を引継がせるための引継ぎ要求を報知する引継ぎ要求報知手段と、前記運転者の対応に応じて前記運転モードを前記第１運転支援モードと前記手動運転モードとの何れかに遷移させる運転モード遷移手段とを備える。

本発明によれば、ルート地図情報取得手段で取得したルート地図情報に基づき自動車専用道路の出口に設けられている通行ゲートが第２運転支援モードで通過可能か否かを調べ、通過が困難と判定した場合は、運転者に対して運転を引継がせるための引継ぎ要求を報知し、その後、運転者の対応に応じて運転モードを第１運転支援モードと手動運転モードとの何れかに遷移させるようにしたので、料金所等の通行ゲートの通過が困難と判断された場合であっても、通行ゲートやその直前での自車両の停止が未然に回避され、後続車の走行に支障を来すことが防止される。しかも、運転者を慌てさせることが無いので、高い利便性を得ることができる。

運転支援システムの概略構成図 運転モード設定ルーチンを示すフローチャート 運転支援モード処理サブルーチンを示すフローチャート 第２運転支援モード実行条件判定処理サブルーチンを示すフローチャート 第１運転支援モード実行条件判定処理サブルーチンを示すフローチャート 料金所通過処理サブルーチンを示すフローチャート（その１） 料金所通過処理サブルーチンを示すフローチャート（その２） 高速道路から料金所までの運転支援を示す説明図 料金所までの運転支援を示す説明図 （ａ）はカメラユニットにて認識した道路曲率と地図上の道路曲率とが一致した状態を示す説明図、（ｂ）はカメラユニットにて認識した道路曲率と地図上の道路曲率とが相違している状態を示す説明図

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に示す運転支援システムは、自車両Ｍ（図９参照）に搭載されている。この運転支援システム１は、周辺の道路形状を検出するセンサユニットとして、ロケータユニット１１、走行環境認識手段としてのカメラユニット２１を有している。この両ユニット１１，２１は互いに依存することのない完全独立の多重系を構成している。更に、この両ユニット１１，２１の一方が失陥した場合には、他方のユニット１１，２１で自動運転を一時的に継続させ、自車両Ｍの運転を運転者に安全に引継がせる冗長系が構築されている。

運転支援システム１は、ロケータユニット１１とカメラユニット２１とで現在走行中の道路形状が同一か否かを監視し、同一の場合に自動運転を継続させる。尚、検出する同一道路形状の一例として、本実施形態では道路曲率を示す。

ロケータユニット１１は道路地図上の自車両Ｍの位置（自車位置）を推定すると共に、この自車位置の前方の道路地図データを取得する。一方、カメラユニット２１は自車両Ｍの走行車線の左右を区画する区画線を認識し、この区画線の中央の道路曲率を求めると共に、この車線区画線の中央を基準とする自車両Ｍの車幅方向の横位置偏差を検出する。

このロケータユニット１１は、地図ロケータ演算部１２と記憶手段としての高精度道路地図データベース１８とを有している。この地図ロケータ演算部１２、後述する前方走行環境認識部２１ｄ、運転モード設定演算手段としての運転モード設定演算部２２、及び後述する自動運転制御ユニット５１は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える周知のマイクロコンピュータ、及びその周辺機器で構成されており、ＲＯＭにはＣＰＵで実行するプログラムやデータテーブル等の固定データ等が予め記憶されている。

この地図ロケータ演算部１２の入力側に、ＧＮＳＳ(Global Positioning System)受信機１３、及び自律走行センサ１４が接続されている。ＧＮＳＳ受信機１３は複数の測位衛星から発信される測位信号を受信する。又、自律走行センサ１４は、トンネル内走行等ＧＮＳＳ衛生からの受信感度が低く測位信号を有効に受信することのできない環境において、自律走行を可能にするもので、車速センサ、ジャイロセンサ、及び前後加速度センサ等で構成されている。すなわち、地図ロケータ演算部１２は、車速センサで検出した車速とジャイロセンサで検出した角速度、及び前後加速度センサで検出した前後加速度等に基づき移動距離と方位からローカライゼーションを行う。

この地図ロケータ演算部１２は、自車両Ｍの現在位置（自車位置）を推定する自車位置推定手段として自車位置推定演算部１２ａと、推定した自車位置を道路地図上にマップマッチングして位置を特定すると共に、その前方の道路形状情報を取得する地図情報取得部１２ｂとを備えている。

又、高精度道路地図データベース１８はＨＤＤ等の大容量記憶媒体であり、高精度な道路地図情報（ダイナミックマップ）が記憶されている。この高精度道路地図情報は、自動運転を行う際に必要とする車線データ（車線幅データ、車線中央位置座標データ、車線の進行方位角データ、制限速度等）を保有しており、この車線データは、道路地図上の各車線に数メートル間隔で格納されている。

又、上述した地図情報取得部１２ｂは自車両Ｍを走行させるルート地図情報を取得するルート地図情報取得手段としての機能を備えている。すなわち、この地図情報取得部１２ｂは、高精度道路地図データベース１８に格納されている道路地図情報から現在地の道路地図情報を取得する。そして、例えば運転者が自動運転に際してセットした目的地に基づき、上述した自車位置推定演算部１２ａで推定した自車位置（現在地）から目的地までのルート地図情報を、この道路地図情報から取得し、取得したルート地図情報（ルート地図上の車線データ及びその周辺情報）を自車位置推定演算部１２ａへ送信する。

自車位置推定演算部１２ａは、ＧＮＳＳ受信機１３で受信した測位信号に基づき自車両Ｍの位置座標を取得し、この位置座標をルート地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置（現在地）を推定すると共に走行車線を特定し、ルート地図情報に記憶されている走行車線の道路形状、すなわち、本実施形態では車線中央の道路曲率（以下、「地図曲率」と称する）ＲMPU[1/m]（図１０参照）を取得し、逐次記憶させる。

更に、自車位置推定演算部１２ａは、トンネル内走行等のようにＧＮＳＳ受信機１３の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境では、車速センサで検出した車速、ジャイロセンサで検出した角速度、前後加速度センサで検出した前後加速度等に基づいて自車位置を推定する自律航法に切替えて、道路地図上の自車位置を推定し、自車両Ｍが走行している道路の曲率（図曲率）ＲMPUを取得する。

一方、カメラユニット２１は、自車両Ｍの車室内前部の上部中央に固定されており、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ２１ａ及びサブカメラ２１ｂからなる車載カメラと、画像処理ユニット（ＩＰＵ）２１ｃ、及び前方走行環境認識部２１ｄとを有している。このカメラユニット２１は、両カメラ２１ａ，２１ｂで撮像した自車両Ｍ前方の所定領域を撮影するステレオカメラである。ＩＰＵ２１は両カメラ２１ａ，２１ｂで撮影した走行方向前方の周辺環境画像を所定に画像処理し、前方走行環境認識部２１ｄへ出力する。

前方走行環境認識部２１ｄは、受信した自車両Ｍ前方の走行環境画像情報に基づき、自車両Ｍが走行する進行路（自車進行路）の道路形状、すなわち、本実施形態では、左右を区画する区画線の道路曲率[1/m]、及び左右区画線間の幅（車幅）を求める。この道路曲率、及び車幅の求め方は種々知られているが、例えば、道路曲率は走行環境画像情報に基づき輝度差による二値化処理にて、左右の区画線を認識し、最小二乗法による曲線近似式等にて左右区画線の曲率を所定区間毎に求め、更に、両区画線間の曲率の差分から車幅を算出する。そして、この左右区画線の曲率と車線幅とに基づき車線中央の道路曲率（以下、「カメラ曲率」と称する）ＲCAM[1/m]（図１０参照）を求め、逐次記憶させる。そして、自車位置推定演算部１２ａで取得した地図曲率ＲMPUと前方走行環境認識部２１ｄで推定したカメラ曲率ＲCAMとが、運転モード設定演算部２２に読込まれる。

又、前方走行環境認識部２１ｄは、取得した走行環境画像情報に基づき、自車両Ｍの前方を走行する先行車の有無を検出する。そして、前方走行環境認識部２１ｄは、先行車を検出した場合、自車両Ｍとの車間距離（道のり距離）、相対車速、及び車間時間を算出する。尚、ステレオカメラを用いた先行車の検出、車間距離、相対車速、及び車間時間の求め方は既に知られている技術であるため、ここでの説明は省略する。

運転モード設定演算部２２の入力側には、上述した自車位置推定演算部１２ａ、前方走行環境認識部２１ｄ以外に、運転者が自動運転をＯＮ／ＯＦＦする自動運転スイッチ４１と、運転者のハンドルの把持を検出するハンドルタッチセンサ４２と、操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ４３とが接続されている。

このカメラユニット２１で取得した前方走行環境情報は、ＡＣＣ制御ユニット（図示せず）においても読込まれる。ＡＣＣ制御ユニットは、前方走行環境情報に基づき、自車両Ｍが走行している車線前方に先行車を検出した場合は、この先行車に対して所定車間距離を維持した状態で先行車追従走行制御を実行する。又、先行車が検出されてない場合は予め運転者が設定したセット車速で走行させる。

上述したハンドルタッチセンサ４２は感圧センサ、圧力センサ、容量センサ等からなり、運転者がハンドルを把持することでＯＮする。又、操舵トルクセンサ４３は、ステアリング軸（図示せず）の捩れから、運転者がステアリング軸に入力する操舵トルクを検出し、この操舵トルクに基づき操舵介入（操舵オーバライド）の有無を判定する。

更に、この運転モード設定演算部２２の出力側に音声スピーカやモニタからなる報知手段としての報知装置４５が接続されている。又、この運転モード設定演算部２２に自動運転制御ユニット５１が双方向通信自在に接続されている。この自動運転制御ユニット５１は、運転モード設定演算部２２で設定した運転モード（手動運転モード、第１運転支援モード、第２運転支援モード、及び自動退避モード）に従い、対応する運転モードを実行する。

運転モード設定演算部２２は、自車位置推定演算部１２ａで推定した自車位置前方の地図曲率ＲMPUと前方走行環境認識部２１ｄで推定したカメラ曲率ＲCAMとを常時比較する。すなわち、地図上の自車位置と実走行による自車位置とをそれぞれ基準として所定前方の同一距離区間における両曲率ＲMPU，ＲCAMの一致度（信頼度）[%]を調べ、その一致度が予め設定した閾値（例えば、９５〜９９[%]）を超えている場合は一致していると判定し、下回っている場合は、不一致と判定する。

例えば、図９（ａ）に示すように、ロケータユニット１１で取得した地図曲率ＲMPUと前方走行環境認識部２１ｄで認識したカメラ曲率ＲCAMとが一致している場合、自車両Ｍは確かに目標進行路を走行していると評価する。

一方、同図（ｂ）に示すように、ＧＮＳＳ受信機１３による測位位置が誤差により、隣の車線上にマップマッチングされた場合、ロケータユニット１１は隣の車線の地図曲率ＲMPUを自車進行路上の道路曲率と誤認するため、両曲率ＲCAM，ＲMPUは一致度（信頼性）が低いと評価する。或いは、降雨時等の視界の悪い状態での走行において前方走行環境認識部２１ｄにてカメラ曲率ＲCAMを求めることができなかった場合も、一致度が低い（閾値未満）と評価される。

そして、両曲率ＲMPU，ＲCAMが一致していると判定した場合は、第２運転支援モードを継続させる。或いは、運転モードを第１運転支援モードから第２運転支援モードへ遷移させる。尚、運転モードを遷移させるに際しては、その旨を報知装置４５から運転者に予め報知する。

本実施形態では、運転モードとして運転者自らが操舵する手動運転モードと、第１運転支援モードと、第２運転支援モード、及び自動退避モードが設定されており、この第１運転支援モード、第２運転支援モードが自動運転の範疇に含まれる。ここで、第１運転支援モードと第２運転支援モードとは、自車両Ｍを目標進行路に沿って自動走行（自動運転）させる点は共通しているが、第１運転支援モードは運転者の保舵を条件とする運転モードであり、第２運転支援モードは運転者の保舵を条件としない（非保舵の）運転モードである。

例えば、カメラユニット２１が一時的に失陥した場合、第２運転支援モードによる自動運転の継続が困難となるが、いきなり手動運転モードへ遷移させることはせず、先ず、運転者に対して第１運転支援モードへ遷移する旨を報知し、運転者に保舵を要求する。そして、運転者にハンドルを保舵させた後、第１運転支援モードへ遷移し、地図ロケータ演算部１２で推定した自車位置に基づき自動運転を継続させる。

これは、地図ロケータ演算部１２で自車位置の推定が失陥した場合も同様であり、運転者にハンドルを保舵させた後、カメラユニット２１で認識した左右区画線の中央を目標進行路として設定し、この目標進行路に沿って自車両Ｍを走行させる。又、自動運転（第１運転支援モード、或いは第２運転支援モード）での走行中に、運転者による操舵介入（操舵オーバライド）を検出した場合、運転モードは自動運転モードから手動運転モードに遷移する。

運転モード設定演算部２２では、上述した運転モードを、図２〜図７に示す運転モード設定ルーチンにおいて、運転条件に応じて設定する。

自車両Ｍが走行すると、図２に示す運転モード設定ルーチンが起動し、先ず、ステップＳ１で、自動運転スイッチ４１からの信号を読込む。この自動運転スイッチ４１は運転者が自動運転を選択する場合にＯＮ操作するものであり、ステップＳ２でＯＮか否かを調べる。

そして、ＯＮの場合はステップＳ３へ進み、運転支援モード処理を実行して、ステップＳ４へ進む。又、自動運転スイッチ４１がＯＦＦの場合は、ステップＳ５へ分岐し、手動運転モードを実行して、ルーチンを抜ける。運転モードとして手動運転モードが実行されると、自車両Ｍを目的地までガイドする従来のナビゲーション機能により設定された目標進行路がモニタ（図示せず）に表示される。運転者はモニタの表示、及び音声ガイドに従い、自らの運転によって自車両Ｍを走行させる。

この運転支援モード処理は、図３に示す運転支援モード処理サブルーチンに従って実行される。先ず、ステップＳ１１で第２運転支援モード実行条件判定処理を行う。この第２運転支援モード実行条件判定処理は、図４に示す第２運転支援モード実行条件判定処理サブルーチンに従って実行される。

このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で、走行条件が満足されているか否かを調べる。具体的には、ロケータユニット１１で取得した地図曲率ＲMPUと、カメラユニット２１の前方走行環境認識部２１ｄで認識したカメラ曲率ＲCAMとの一致度（信頼性）を調べる。そして、その一致度が予め設定した閾値（例えば、９５〜９９[%]）を超えている場合、走行条件は満足していると判定し、ステップＳ２２へ進む。又、一致度が閾値を下回っている場合は、走行条件が満足されていないと判定し、ステップＳ２５へ分岐する。

ステップＳ２２へ進むと、ハンドルタッチセンサ４２がＯＦＦか否かを調べる。そして、ＯＦＦの場合は、ステップＳ２４へジャンプする。又、ＯＮの場合はステップＳ２３へ分岐し、「自動運転可能です」等、保舵を必要としない自動運転が可能である旨を報知装置４５から運転者に対して報知した後、ステップＳ２４へ進む。

そして、ステップＳ２２、或いはステップＳ２３からステップＳ２４へ進むと、第２運転支援モード実行フラグＦ２をセットして（Ｆ２←１）、図３のステップＳ１２へ進む。又、ステップＳ２５へ進むと、第２運転支援モード実行フラグＦ２をクリアして（Ｆ２←０）、図３のステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、第２運転支援モード実行フラグＦ２の値を参照して、第２運転支援モード実行条件が成立している可否かを調べる。そして、Ｆ２＝１の成立している場合はステップＳ１３へ進み、第２運転支援モードを実行させ、図２のステップＳ４へ進む。

一方、Ｆ２＝０の不成立の場合は、ステップＳ１４へ分岐し、第１運転支援モード実行条件判定処理を実行してステップＳ１５へ進む。

この第１運転支援モード実行条件判定処理は、図５に示す第１運転支援モード実行条件判定処理サブルーチンに従って実行される。

このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ３１で走行条件が満足されているか否かを調べる。上述したように、第１運転支援モードは従来のＡＬＫ制御とＡＣＣシステムとにより、自車両Ｍを車線に沿い、且つ先行車に追従させて走行させるものであり、自車両Ｍを車線に沿って走行させることができるか否かを調べる。そして、走行条件が満足されている場合はステップＳ３２へ進む。又、カメラユニット２１が失陥している等、走行条件が満足されていない場合はステップＳ３７へジャンプする。

ステップＳ３２へ進むと、ハンドルタッチセンサ４２がＯＮか否かを調べる。そして、ハンドルタッチセンサ４２がＯＮの場合は、運転者がハンドルを把持していると判定し、ステップＳ３３へ進み、第１運転支援モード実行フラグＦ１をセットして（Ｆ１←１）、図３のステップＳ１５へ進む。

一方、ハンドルタッチセンサ４２がＯＦＦの場合はステップＳ３４へ分岐する。ステップＳ３４では、運転者に対して、「ハンドルを把持してください」等の保舵要求を報知装置４５から運転者に対して報知した後、ステップＳ３５へ進む。

ステップＳ３５では、注意喚起時間ｔｉｍ１をインクリメントし（ｔｉｍ１←ｔｉｍ１＋１）、ステップＳ３６へ進み、設定時間ｔ１（例えば、３〜５[sec]）と比較し、ｔｉｍ１＜ｔ１の場合はステップＳ３２へ戻り、運転者がハンドルを把持するまで待機する。

一方、注意喚起時間ｔｉｍ１が経過しても（ｔｉｍ１≧ｔ１）、ハンドルタッチセンサ４２かＯＮしていない場合は、運転者はハンドルを把持していないと判定し、ステップＳ３７へ進む。そして、ステップＳ３１，Ｓ３６からステップＳ３７へ進むと、第１運転支援モード実行フラグＦ１をクリアして（Ｆ１←０）、図３のステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５へ進むと、第１運転支援モード実行フラグＦ１の値を調べ、第１運転支援モード実行条件が成立している可否かを調べる。そして、Ｆ１＝１の成立している場合はステップＳ１６へ進み、第１運転支援モードを実行させて、図２のステップＳ４へ進む。又、Ｆ１＝０の不成立の場合は、図２のステップＳ５へ進み、手動運転モードを実行して、ルーチンを抜ける
その後、図２のステップＳ４へ進むと、料金所通過処理を実行してルーチンを抜ける。尚、料金所は車両が通過する通行ゲートの一例として示すものであり、図９に示すように、料金所には多くの場合、一般ゲートとＥＴＣゲートとが設置されている。

料金所通過処理は、図６〜図７に示す料金所通過処理サブルーチンに従って実行される。このサブルーチンは、自車両Ｍが、高速道路（自動車専用道路の代表として示す）を自動運転で走行後、料金所のゲートを通過して一般道路を走行するに際し、自動運転が可能かどうかを調べるものである。更に、料金所に設置されているＥＴＣゲートが通過可能か否かも同時に判定する。

先ず、ステップＳ４１で、道路地図情報に基づき高速道路の出口が近づいているか否かを自車両Ｍの位置から高速道路出口までの距離と、予め設定されている出口しきい距離（例えば、１〜２[Km]）と比較して判定する。そして、自車両Ｍの位置から高速道路出口までの距離が出口しきい距離よりも短い場合、高速道路出口が近づいていると判定し、ステップＳ４２へ進む。又、自車両Ｍから高速道路出口までの距離が出口しきい距離よりも長いときは、ルーチンを終了する。

従って、自車両Ｍが高速道路を走行していない場合も、そのままルーチンを抜ける。尚、高速道路の出口までの距離は、インターチェンジ入口を基準として求めても良く、或いは料金所を基準として求めても良い。

高速道路の出口が近づいていると判定して、ステップＳ４２へ進むと、現在の運転モードが第２運転支援モードか否かを調べる。第１運転支援モードのときは、運転者がハンドルを把持しており、手動運転モードへいつでも引継ぐことができる状態にあるため、そのままルーチンを抜ける。又、第２運転支援モードのときは、ステップＳ４３へ進む。

ステップＳ４３では、道路地図情報に基づき自車両Ｍから料金所までの距離Ｌｔを調べ、ステップＳ４４へ進み、予め設定されている第１しきい距離Ｌ１（例えば、２００〜５００[m]程度、図８参照）と比較する。尚、この第１しきい値Ｌ１は高速道路から料金所まで、すなわちインターチェンジの長さであっても良い。

そして、Ｌｔ≧Ｌ１の場合、ステップＳ４３へ戻り、Ｌｔ＜Ｌ１に到達するまで、ルーチンを繰り返し実行させ、Ｌｔ＜Ｌ１となったとき、ステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５では、自車両Ｍが第２運転支援モードで料金所の通過が可能か否かを調べる。

料金所を通過可能か否かは予め設定されている条件が満足されているか否かで判定する。この条件としては、料金所を通過して一般道路を走行するに際し、自動運転を継続可能とする道路地図情報を有し、且つ対応する道路形状がカメラユニット２１から取得することができるか否か、道路地図情報とカメラユニット２１とにより料金所を自動運転で通過させることが可能か否か、及びＥＴＣ車載器にＥＴＣカードが装着されているか否か等がある。

そして、ステップＳ４６へ進み、全ての条件が満足されている場合は、第２運転支援モードでの通過が可能と判定し、ルーチンを抜ける。この場合、自車両Ｍは自動運転により料金所のＥＴＣゲートを通過して一般道路に進入する。一方、条件の一つでも満足されていない場合は、通過困難と判定し、ステップＳ４７へ進む。尚、このステップＳ４５，Ｓ４６での処理が、本発明のゲート通過可能判定手段に対応している。

そして、ステップＳ４７へ進むと、運転者に自車両Ｍの運転を、直ちに引継がせることができるようにするため、運転者に対し引継ぎ要求を報知装置４５から報知して、ステップＳ４８へ進む。本実施形態は、ハンドルの把持（保舵）を引継ぐ際の要件としているため、例えば、運転者に対しては、「料金所を通過しますハンドルを把持してください」等の引継ぎ要求を報知する。尚、このステップでの処理が、本発明の引継ぎ要求報知手段に対応している。

このように、自車両Ｍが料金所を通過することが可能か否かを、料金所手前の第１しきい距離Ｌ１で事前に調べ、通過困難と判定した場合には、運転者に引継ぎ要求を行うようにしたので、運転者は慌てることなく、余裕で運転を引継ぐことができる。その結果、自車両Ｍが料金所（ＥＴＣゲート）やその手前で停止してしまうことがなく、運転者を慌てさせることなく、更に、後続車の走行に支障を来すこともない。

そして、ステップＳ４８で、ハンドルタッチセンサ４２がＯＮか否か、すなわち、運転者がハンドルを把持した否かを調べ、ＯＮの場合はステップＳ４９へ進む。又、ＯＦＦの場合は、ステップＳ５０へ分岐する。

尚、本実施形態では、運転者の引継ぎ操作をハンドルタッチセンサ４２からの信号に基づいて判定しているが、引継ぎ操作は、例えば、自動運転モードを選択することのできるモード選択スイッチが備えられており、このモード選択スイッチを操作して、運転者が第１運転支援モードを選択した場合に引継ぎ操作と判定するようにしても良い。或いは、アクセルペダルやブレーキペダルが軽く踏まれた場合に引継ぎ操作と判定するようにしても良い。又は、それらの操作の何れかの組み合わせで引継ぎ操作を判定するようにしても良い。

ステップＳ４９では、第１運転支援モード実行フラグＦ１をセットして（Ｆ１←１）、ルーチンを抜ける。この第１運転支援モード実行フラグＦ１の値は、上述した図３のステップＳ１５で読込まれ、ステップＳ１６で第１運転支援モードが実行される。

これにより、自車両Ｍが第１運転支援モードで料金所を通過するに際しては、カメラユニット２１がＥＴＣゲート、或いは一般ゲート（図９参照）を認識し、ＥＴＣゲートを通過させるに際しては、車速を指定車速までに減速させる。又、一般ゲートを通過するに際しては、料金所で自動停止させ、アクセルペダルを踏む等、運転者による自車両Ｍを発進させる意思が検出された場合、再発進させる。

ところで、料金所手前で、運転者がハンドルを把持した状態（ハンドルタッチセンサ４２がＯＮ）で、自動運転スイッチ４１をＯＦＦすれば、運転モードは手動運転モードに切り替わるため、運転者は自らの運転によりＥＴＣゲート、或いは一般ゲートを通過することができる。

又、ステップＳ４８からステップＳ５０へ分岐すると、自車両Ｍから料金所までの距離Ｌｔと設定しきい距離としての第２しきい距離Ｌ２（例えば、５０〜１００[m]程度、図９参照）と比較する。そして、Ｌｔ≧Ｌ２の場合、ステップＳ４７へ戻り、運転者に対して保舵要求を繰り返し報知し、ハンドルタッチセンサ４２がＯＮになるまで待機する。

そして、Ｌｔ＜Ｌ２に達してもハンドルタッチセンサ４２がＯＮしない、すなわち、運転者が保舵しない場合はステップＳ５１へ進む。尚、ステップＳ５０では、第２しきい距離Ｌ２に代えて予め設定したしきい時間（例えば、５〜１０[sec]）とし、ステップＳ４６で通過困難と判定した後の経過時間としきい時間とを比較するようにしても良い。

又、ステップＳ５１へ進むと、自動退避モード実行指令を送信する。自動運転制御ユニット５１は、運転モード設定演算部２２から自動退避モード実行指令を受信すると、運転モードを自動的に自動退避モードに遷移させる。

すると、図９に示すように、道路地図情報に基づき、退避位置における目標停車位置を設定する。そして、この目標停車位置まで自車両Ｍを導く目標進行路を一点鎖線で示すように設定する。又、運転者に対しては、「退避運転を行います」等の案内を報知装置４５から報知する。

その後、ステップＳ５２へ進み、ハンドルタッチセンサ４２がＯＮか否かを調べ、ＯＮの場合は、引継ぎがあったと判定し、ステップＳ４９へ戻り、第１運転支援モード実行フラグＦ１をセットする。その結果、図９に、二点鎖線で示すように、自車両Ｍの目標進行路が修正され、運転モードが第１運転支援モードに復帰されて料金所（ＥＴＣゲート）を通過させる。このように、運転者の引継ぎが検出された場合、自動退避モードを実行中であっても、第１運転支援モードに遷移されて運転が継続されるため、高い利便性を得ることができる。

一方、ハンドルタッチセンサ４２がＯＦＦの場合は、ステップＳ５３へ進み、目標停車位置（図９参照）に到達したか否かを調べる。目標停車位置に到達したか否かは、自車位置と道路地図情報に基づいて設定した目標停車位置とに基づいて判定する。そして、目標停止位置に未だ到達しない場合は、ステップＳ５２へ戻る。又、目標停車位置に到達した場合は自車両Ｍが停車し、ステップＳ５４へ進み、自動運転スイッチ４１をＯＦＦし、手動運転モードへ遷移させて、ルーチンを終了する。

その結果、運転者が運転を引継がない場合であっても、自車両Ｍを退避場所で安全に停止させることができる。尚、上述したステップＳ４８〜Ｓ５４が、本発明の運転モード遷移手段に対応している。

このように、本実施形態では、ハンドルの把持を条件としない第２運転支援モードよる自動運転で、料金所の通過が可能か否かを、料金所手前の第１しきい距離Ｌ１において調べ、通過が困難と判定した場合は、運転者に対して引継ぎ要求を報知するようにしたので、運転者を慌てさせることがなく、高い利便性を得ることができる。

そして、自車両Ｍが料金所手前の第２しきい距離Ｌ２に達しても運転者の引継ぎ（ハンドルタッチセンサ４２のＯＮ）が確認できない場合は、運転モードを自動退避モードへ遷移させるようにしたので、自車両Ｍを退避場所で安全に停止させることができる。

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、上述したステップＳ４９では、第１運転支援モード実行フラグＦ１をセットして、運転モードを一律に第１運転支援モードへ遷移させるようにしているが、運転状況に応じて、第１運転支援モードと手動運転モードとの何れかを選択するようにしても良い。

１…運転支援システム、
１１…ロケータユニット、
１２…地図ロケータ演算部、
１２ａ…自車位置推定演算部、
１２ｂ…地図情報取得部、
１３…ＧＮＳＳ受信機、
１４…自律走行センサ、
１８…高精度道路地図データベース、
２１…カメラユニット、
２１ａ…メインカメラ、
２１ｂ…サブカメラ、
２１ｃ…画像処理ユニット（ＩＰＵ）、
２１ｄ…前方走行環境認識部、
２２…運転モード設定演算部、
４１…自動運転スイッチ、
４２…ハンドルタッチセンサ、
４３…操舵トルクセンサ、
４５…報知装置、
５１…自動運転制御ユニット、
Ｆ１…第１運転支援モード実行フラグ、
Ｆ２…第２運転支援モード実行フラグ、
Ｌ１…第１しきい距離、
Ｌ２…第２しきい距離、
Ｌｔ…自車両から料金所までの距離、
Ｍ…自車両、
ＲCAM…カメラ曲率、
ＲMPU…地図曲率、
ｔ１…設定時間、
ｔｉｍ１…注意喚起時間

Claims (6)

1. 自車両を走行させるルート地図情報を取得するルート地図情報取得手段と、
   前記自車両の運転モードとして、少なくとも運転者のハンドルの把持を条件として自動運転を行う第１運転支援モードと前記運転者の前記ハンドルの把持を条件としないで自動運転を行う第２運転支援モードと前記運転者自らが操舵する手動運転モードとを有し、運転条件に応じて前記各モードを設定する運転モード設定演算手段と
   を備える車両の運転支援システムにおいて、
   前記運転モード設定演算手段は、
   前記ルート地図情報取得手段で取得した前記ルート地図情報に基づき自動車専用道路の出口に設けられている通行ゲートが前記第２運転支援モードで通過可能か否かを調べるゲート通過可能判定手段と、
   前記ゲート通過可能判定手段で、前記第２運転支援モードでの通過が困難と判定した場合、前記運転者に対して運転を引継がせるための引継ぎ要求を報知する引継ぎ要求報知手段と、
   前記運転者の対応に応じて前記運転モードを前記第１運転支援モードと前記手動運転モードとの何れかに遷移させる運転モード遷移手段と
   を備えることを特徴とする車両の運転支援システム。
2. 前記運転モード遷移手段は、前記ゲート通過可能判定手段で通過困難と判定した後、設定しきい距離又は設定しきい時間内に引継ぎ操作を検出した場合、前記運転モードを前記第１運転支援モードに遷移させる
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援システム。
3. 前記運転モード設定演算手段は、前記運転モードとして前記自車両を退避させる自動退避モードを更に有し、
   前記運転モード遷移手段は、前記ゲート通過可能判定手段で通過困難と判定した後、前記設定しきい距離又は前記設定しきい時間内に引継ぎ操作が検出されなかった場合、前記運転モードとして前記自動退避モードを実行させる
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車両の運転支援システム。
4. 前記運転モード遷移手段は、前記自動退避モードを実行している際に、前記引継ぎ操作が検出された場合、前記運転モードを前記第１運転支援モードに遷移させる
   ことを特徴とする請求項３記載の車両の運転支援システム。
5. 前記引継ぎ操作はハンドルを把持したか否かで判定する
   ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両の運転支援システム。
6. 前記引継ぎ操作はアクセルペダル又はブレーキペダルが軽く踏まれたか否かで判定する
   ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両の運転支援システム。

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