CN106256643A - 自动驾驶装置和车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

在手动驾驶期间，如果由手动驾驶操作量检测单元检测的手动驾驶操作量与由自动驾驶操作量计算单元计算的自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值，则驾驶状态切换单元响应于来自自用车辆的驾驶员的自动驾驶切换请求将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。如果驾驶员的手动驾驶操作与自动驾驶操作有很大不同，从而很可能将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作，则该构造防止从手动驾驶切换为自动驾驶。因此，如果将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作的可能性高，则该构造防止从手动驾驶切换为自动驾驶。

Description

自动驾驶装置和车辆控制装置
技术领域
本发明涉及自动驾驶装置和车辆控制装置。
背景技术
提出了一种能够将自用车辆的驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶的自动驾驶装置。例如，在DE 102010001581 A中公开的自动驾驶装置使用传感器识别当前行驶环境，基于检测的当前行驶环境估计未来行驶环境，并且基于估计的未来行驶环境判定是否可以将自用车辆行驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
诸如上述自动驾驶装置这样的自动驾驶装置基于由传感器识别的自用车辆行驶环境进行自动驾驶。这意味着，如果传感器识别的行驶环境(诸如自用车辆位置或自用车辆行驶的车道)与实际行驶环境不同，则存在这样的可能性：当将自用车辆驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶时，将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作。
发明内容
鉴于以上，本发明提供了一种自动驾驶装置，如果存在将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作的可能性，该自动驾驶装置能够防止将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
本发明的第一方面涉及一种自动驾驶装置，该自动驾驶装置能够将自用车辆的驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。该自动驾驶装置包括：手动驾驶操作量检测单元，在手动驾驶期间，该手动驾驶操作量检测单元检测由所述自用车辆的驾驶员进行的手动驾驶操作的手动驾驶操作量；自动驾驶操作量计算单元，在手动驾驶期间，该自动驾驶操作量计算单元在假设将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶的情况下基于所述自用车辆的行驶环境计算自动控制的自动驾驶操作的自动驾驶操作量；和驾驶状态切换单元，在手动驾驶期间，如果所述手动驾驶操作量与所述自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值，则该驾驶状态切换单元响应于由所述自用车辆的驾驶员输入的切换为自动驾驶的请求而将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
根据该构造，如果由手动驾驶操作量检测单元检测的手动驾驶操作量与由自动驾驶操作量计算单元计算的自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值，则在手动驾驶期间，驾驶状态切换单元响应于由自用车辆的驾驶员输入的切换为自动驾驶的请求而将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。因此，如果由自用车辆的驾驶员进行的手动驾驶操作与自动驾驶操作有很大不同，从而很可能将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作，则自动驾驶装置能够防止将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。因此，如果将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作的可能性高，则自动驾驶装置能够防止将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
在上述第一方面中，在自用车辆的转向操作和加速/减速操作是经由自用车辆的驾驶员的手动驾驶操作而进行的手动驾驶期间，手动驾驶操作量检测单元可以检测经由手动驾驶操作进行的转向操作和加速/减速操作每一者的手动驾驶操作量，在假设将经由手动驾驶操作进行的转向操作和加速/减速操作每一者都切换为自动控制的自动驾驶操作的情况下，自动驾驶操作量计算单元可以计算经由自动驾驶操作进行的转向操作和加速/减速操作每一者的自动驾驶操作量，并且如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对转向操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元可以响应于切换请求将转向操作切换为自动控制的自动驾驶操作，并且如果经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元可以响应于切换请求将加速/减速操作切换为自动控制的自动驾驶操作。
根据该构造，虽然自用车辆的转向操作和加速/减速操作经由自用车辆的驾驶员的手动驾驶操作进行，但是驾驶状态切换单元可以如下切换驾驶状态。即，如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对转向操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元响应于切换请求将转向操作切换为自动控制的自动驾驶操作。另外，如果经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元响应于切换请求将加速/减速操作切换为自动控制的自动驾驶操作。因此，对于转向操作和加速/减速操作每一者，如果手动驾驶操作与自动驾驶操作有很大不同，从而很可能将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作，则自动驾驶装置能够防止将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。另一方面，如果手动驾驶操作与自动驾驶操作有少量不同，从而很可能将进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作，则自动驾驶装置能够将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
本发明的第二方面涉及一种能够通过将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶而控制车辆的驾驶状态的车辆控制装置。该车辆控制装置包括：外部传感器，其检测所述车辆的外部状况；内部传感器，其检测表示所述车辆的行驶状态的信息和由驾驶员进行的手动驾驶操作量；执行器，其进行所述车辆的行驶控制；和ECU，在手动驾驶期间，该ECU如下地控制所述执行器：在假设将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶的情况下，基于所述外部状况计算自动控制的所述执行器的控制量；并且如果所述手动驾驶操作量与所述控制量之间的差等于或小于预定的阈值，则响应于切换为自动驾驶的请求而将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
根据本发明的一个方面，如果存在将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作的可能性，则能够防止从手动驾驶切换为自动驾驶。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相似的标号表示相似的元件，并且其中：
图1是示出第一实施例中的自动驾驶装置的构造的块图；
图2是示出图1所示的自动驾驶装置的操作的流程图；
图3是示出基于周期判定的手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差的图；
图4是示出开始自动驾驶装置的自动驾驶可能性判定模式的情况的图；
图5是示出开始自动驾驶装置的自动驾驶可能性判定模式的情况的图；
图6是示出开始自动驾驶可能性判定模式的情况的图；
图7是示出第二实施例中的自动驾驶装置的构造的块图；以及
图8是示出图7所示的自动驾驶装置的操作的流程图。
具体实施方式
[第一实施例]下面将参考附图详细描述本发明的第一实施例。如图1所示，第一实施例中的自动驾驶装置100a安装在诸如客车这样的自用车辆V上。自动驾驶装置100a能够响应于来自自用车辆V的驾驶员的自动驾驶切换请求而将自用车辆V的驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。当自动驾驶可能性判定模式起作用(active)时，自动驾驶装置100a判定是否能够将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。如果判定能够将驾驶状态切换为自动驾驶，则自动驾驶装置100a响应于来自自用车辆V的驾驶员的自动驾驶切换请求而将驾驶状态切换为自动驾驶。在自动驾驶期间，自动驾驶装置100a控制自用车辆V的自动驾驶。
自动驾驶意味着自用车辆V的诸如转向操作和加速/减速操作这样的驾驶操作不由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作控制。自动驾驶包括这样的驾驶状态：其中，通过自动控制的自动驾驶操作进行自用车辆V的转向操作和加速/减速操作中的仅一者，并且通过自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行自用车辆V的转向操作和加速/减速操作中的另一者。另外，手动驾驶包括这样的驾驶状态：其中，通过自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行自用车辆V的转向操作和加速/减速操作中的仅一者，并且通过自动控制的自动驾驶操作进行自用车辆V的转向操作和加速/减速操作中的另一者。
如图1所示，自动驾驶装置100a包括外部传感器1、全球定位系统(GPS)接收单元2、内部传感器3、地图数据库4、导航系统5、执行器6、人机界面(HMI)7、辅助装置U和ECU 10a。
外部传感器1是用于检测外部状况即自用车辆V的周边信息的检测装置。外部传感器1包括摄像机、雷达以及激光雷达(LIDAR)中的至少一个。
摄像机是捕捉自用车辆V的外部状况的摄像装置。例如，摄像机设置在自用车辆V的挡风玻璃的内侧。摄像机可以是单目摄像机或立体摄像机。立体摄像机包括布置成使得能够再现右眼与左眼之间的视差的两个摄像单元。由立体摄像机捕捉的信息还包括深度方向信息。摄像机将捕捉到的关于自用车辆V的外部状况的信息输出到ECU 10a。
雷达使用无线电波检测自用车辆V外部的障碍物。例如，无线电波是毫米波。雷达通过将无线电波发射到自用车辆V的周围并且通过接收由障碍物反射的无线电波而检测障碍物。雷达能够输出到障碍物的距离或障碍物的方向，作为关于障碍物的障碍物信息。雷达将检测到的障碍物信息输出到ECU 10a。当进行传感器融合时，关于反射的无线电波的接收信息可以输出到ECU 10a。
LIDAR使用光检测自用车辆V外部的障碍物。LIDAR通过将光发射到自用车辆V的周围并且通过接收由障碍物反射的光来测量到反射点的距离，并且检测障碍物。LIDAR能够输出到障碍物的距离或障碍物的方向，作为障碍物信息。LIDAR将检测到的障碍物信息输出到ECU 10a。当进行传感器融合时，关于反射光的接收信息可以输出到ECU 10a。不需要安装摄像机、LIDAR和雷达中的两者以上。
GPS接收单元2接收来自三个以上GPS卫星的信号，以获取表示自用车辆V的位置的位置信息。位置信息包括经度和纬度。GPS接收单元2将测量到的关于自用车辆V的位置信息输出到ECU 10a。代替GPS接收单元2，可以使用能够识别自用车辆V的位置的经度和纬度的其它单元。
内部传感器3是检测与自用车辆V的行驶状态相应的信息和由自用车辆V的驾驶员进行的手动驾驶操作的手动驾驶操作量的检测装置。手动驾驶操作包括由自用车辆V的驾驶员进行的转向操作和加速/减速操作。内部传感器3至少包括用于检测与自用车辆V的行驶状态相应的信息的车辆速度传感器、加速度传感器和角速度传感器。另外，内部传感器3至少包括用于检测操作量的转向传感器、油门踏板传感器和制动踏板传感器。
车辆速度传感器是检测自用车辆V的速度的检测装置。例如，将车轮速度传感器用作车辆速度传感器。车轮速度传感器设置在自用车辆V的车轮上，或设置在与车轮同步旋转的诸如驱动轴这样的部件上，以检测车轮的旋转速度。车辆速度传感器将包括自用车辆V的速度的车辆速度信息(车轮速度信息)输出到ECU 10a。
加速度传感器是检测自用车辆V的加速度的检测装置。例如，加速度传感器包括检测在自用车辆V的纵向上的加速度的纵向加速度传感器和检测自用车辆V的横向加速度的横向加速度传感器。加速度传感器将包括自用车辆V的加速度的加速度信息输出到ECU 10a。
角速度传感器是检测围绕自用车辆V的重心处的竖轴的角速度(转动角速度)的检测装置。例如，将陀螺仪传感器用作角速度传感器。角速度传感器将包括自用车辆V的角速度的角速度信息输出到ECU 10a。
转向传感器是检测由自用车辆的驾驶员进行的对于方向盘的转向操作的操作量的检测装置。例如，由转向传感器检测的操作量是方向盘的转向角或施加到方向盘的转向转矩。例如，转向传感器设置在自用车辆V的转向轴上。转向传感器将包括方向盘的转向角或施加到方向盘的转向转矩的信息输出到ECU 10a。
油门踏板传感器是检测油门踏板踩踏量的检测装置。油门踏板踩踏量是关于预定位置的油门踏板位置(踏板位置)。预定位置可以是固定位置或根据预定参数而变化的位置。例如，油门踏板传感器设置在自用车辆V的油门踏板的轴上。油门踏板传感器将与油门踏板踩踏量相应的操作信息输出到ECU 10a。
制动踏板传感器是检测制动踏板踩踏量的检测装置。制动踏板踩踏量是关于预定位置的制动踏板位置(踏板位置)。预定位置可以是固定位置或根据预定参数而变化的位置。例如，制动踏板传感器设置在制动踏板的一部分上。制动踏板传感器可以检测制动踏板操作力(制动踏板上的力或主气缸的压力等)。制动踏板传感器将根据制动踏板踩踏量或操作力生成的操作信息输出到ECU 10a。
地图数据库4是存储地图信息的数据库。例如，地图数据库4形成在安装于自用车辆V上的硬盘驱动器(HDD)中。地图信息包括关于道路的位置信息、关于道路形状的信息、以及关于交叉口和交汇点的位置信息。关于道路形状的信息包括关于道路是弯路还是直路的信息、弯路的曲率等。另外，当自动驾驶装置100a使用关于诸如建筑物或墙壁这样的屏蔽结构的位置信息或者即时定位与地图构建(SLAM)技术时，地图信息可以包括外部传感器1的输出信号。地图信息还可以包括自动驾驶地图区域信息或自动驾驶地图区间信息，自用车辆V进行自动驾驶所需要的信息诸如道路形状信息预先包含在该自动驾驶地图区域信息或自动驾驶地图区间信息中。地图数据库4还可以存储在能够与自用车辆V通信的设施诸如信息处理中心的计算机中。
导航系统5是将自用车辆V的驾驶员引导至由自用车辆V的该驾驶员设定在地图上的目的地的装置。导航系统5基于由GPS接收单元2测量的自用车辆V的位置信息和存储在地图数据库4中的地图信息计算自用车辆V将沿着行驶的路线。该路线可以是在多车道区域中识别自用车辆V将在其中行驶的行驶车道的路线。导航系统5计算从自用车辆V的位置到目的地的期望路线，并且通过显示装置上的显示器或通过来自扬声器的声音输出将所计算的期望路线通知驾驶员。导航系统5将关于自用车辆V的期望路线的信息输出到ECU 10a。导航系统5可以使用在能够与自用车辆V通信的设施诸如信息处理中心的的计算机中所存储的信息。要由导航系统5进行的处理的一部分还可以由该设施中的计算机进行。
执行器6是进行自用车辆V的行驶控制的装置。执行器6至少包括节气门执行器、制动执行器和转向执行器。节气门执行器根据来自ECU 10a的控制信号控制要供给到发动机的空气量(节气门角度)，以控制自用车辆V的驱动力。当自用车辆V是混合动力车辆或电动车辆时，执行器6不包括节气门执行器，并且，在这种情况下，控制信号从ECU 10a输入到作为动力源的电机，以控制驱动力。
制动执行器根据接收自ECU10a的控制信号控制制动系统，以控制要施加到自用车辆V的车轮的控制力。作为制动系统，可以使用液压制动系统。转向执行器根据从ECU 10a收到的控制信号控制辅助电机、用于控制转向转矩的电动转向系统的一个部件的驱动。通过这样做，转向执行器控制自用车辆V的转向转矩。
HMI 7是用于在自用车辆V的乘客(包括驾驶员)与自动驾驶装置100a之间输入和输出信息的界面。HMI 7具有用于对乘客显示图像信息的显示面板、用于输出语音的扬声器、用于使得乘客能够进行输入操作的操作按钮或触摸面板和用于输入语音的麦克风。在手动驾驶期间，HMI 7从自用车辆V的驾驶员接收切换为自动驾驶的请求。在手动驾驶期间，HMI 7还从自用车辆V的驾驶员接收开始自动驾驶可能性判定模式的请求。切换为自动驾驶的请求和开始自动驾驶可能性判定模式的请求可以经由对操作按钮或触摸面板的输入操作输入，或者经由语音输入到麦克风。HMI 7可以使用无线连接的移动信息终端将信息输出到乘客，或者可以使用移动信息终端从乘客接收输入操作。
辅助装置U通常是能够由自用车辆V的驾驶员操作的装置。辅助装置U是对于不包含在执行器6中的装置的通用术语。自动驾驶装置100a中的辅助装置U包括方向指示灯、头灯、雨刷器等。
ECU 10a控制自用车辆V的自动驾驶。ECU 10a是包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)的电子控制单元。ECU 10a具有行驶环境识别单元11、手动驾驶操作量检测单元12、自动驾驶操作量计算单元13、驾驶状态切换单元14a和控制单元15。ECU 10a将存储在ROM中的程序加载到RAM，以在CPU中执行，从而控制上述的诸如行驶环境识别单元11这样的部件的各个部分。ECU 10a可以由多个电子控制单元构成。
行驶环境识别单元11基于由外部传感器1、GPS接收单元2和地图数据库4获取的信息识别自用车辆V周围的行驶环境。基于由外部传感器1获取的信息，行驶环境识别单元11获取关于诸如道路上的车道边界(白线、黄线)、路边石、护栏、电线杆、中央分离带、建筑物和树木这样的静止物体以及诸如行人、其它车辆、摩托车和自行车这样的移动物体的信息。基于由GPS接收单元2和地图数据库4获取的信息，行驶环境识别单元11获取关于自用车辆V的位置的信息、关于自用车辆V在其中行驶的车道的信息，以及关于自用车辆V在其上行驶的道路的形状、曲率、坡度、不平度、车道数目、是否存在道路分支和是否存在道路交汇的信息。
在手动驾驶期间，手动驾驶操作量检测单元12基于由内部传感器3获取的信息检测经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作而进行的转向操作和加速/减速操作每一者的手动驾驶操作量。例如，转向操作的手动驾驶操作量是与方向盘的转向角或施加于方向盘的转向转矩相对应的自用车辆V的前轮的转向角。例如，加速/减速操作的手动驾驶操作量是与油门踏板踩踏量相对应的自用车辆V的节气门角度以及与制动踏板踩踏量和制动踏板操作力相对应的自用车辆V的制动力。
在手动驾驶期间，自动驾驶操作量计算单元13基于由行驶环境识别单元11获取的自用车辆V的行驶环境计算转向操作和加速/减速操作每一者的自动驾驶操作量。该操作量是在认为将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶的情况下而计算得，并且，结果，将经由手动驾驶操作而进行的各个转向操作和加速/减速操作切换为自动控制的自动驾驶操作。例如，转向操作的自动驾驶操作量是根据行驶环境判定的自用车辆V的前轮的转向角。例如，加速/减速操作的自动驾驶操作量是基于行驶环境判定的自用车辆V的节气门角度和制动力。
在手动驾驶期间，如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值，则驾驶状态切换单元14a响应于来自自用车辆的驾驶员的自动驾驶切换请求而将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。操作量阈值是指转向操作和加速/减速操作的操作量的阈值，设定该阈值以判定自用车辆V的驾驶状态是否将要从手动驾驶切换为自动驾驶。转向操作的操作量阈值是表示由手动驾驶操作量表示的自用车辆V的前轮的转向角与由自动驾驶操作量表示的自用车辆V的前轮的转向角之间的容许差的值。加速/减速操作的操作量阈值是表示由手动驾驶操作量表示的自用车辆V的节气门角度和制动力与由自动驾驶操作量表示的自用车辆V的节气门角度和制动力之间的容许差的值。
当进行手动驾驶或自动驾驶时，控制单元15生成自用车辆V的行驶计划。基于由导航系统5计算的期望路线、由行驶环境识别单元11识别的自用车辆V周围的行驶环境的信息和从地图数据库4获取的地图信息生成所述行驶计划。行驶计划是自用车辆V将沿着其在期望路线上移动的轨迹。行驶计划包括关于自用车辆V在一天的各个时间的速度、加速度、减速度、方向和转向角的信息。控制单元15生成行驶计划，使得自用车辆V在满足安全、法规和行驶效率的要求的同时在期望路线上行驶。另外，控制单元15基于自用车辆V周围的行驶环境生成自用车辆V的行驶计划，使得避免与障碍物接触。控制单元15基于生成的行驶计划自动控制自用车辆V的行驶。控制单元15将根据行驶计划生成的控制信号输出到执行器6。以这种方式，控制单元15控制自用车辆V的行驶，使得自用车辆V根据行驶计划自动行驶。
接着，将描述由自动驾驶装置100a进行的处理。在下面的描述中，假设自用车辆V以手动驾驶模式行驶，其中，转向操作和加速/减速操作二者均经由自用车辆V的驾驶员进行的手动驾驶操作进行。在下面的描述中，还假设自动驾驶装置100a的自动驾驶可能性判定模式已经起作用。稍后将描述自动驾驶可能性判定模式的操作开始状况。
如图2所示，ECU 10a的手动驾驶操作量检测单元12基于由内部传感器3获取的信息来检测经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行的转向操作和加速/减速操作每一者的手动驾驶操作量(S11)。ECU10a的自动驾驶操作量计算单元13基于由行驶环境识别单元11获取的自用车辆V的行驶环境来计算转向操作和加速/减速操作每一者的自动驾驶操作量(S12)。在假设将驾驶状态从手动驾驶切换为自动的情况下计算该操作量，并且结果，将经由手动驾驶操作进行的转向操作和加速/减速操作各自切换为自动控制的自动驾驶操作。
ECU 10a的驾驶状态切换单元14a判定手动驾驶操作的手动驾驶操作量与自动驾驶操作的自动驾驶操作量的差是否大于转向操作和加速/减速操作的至少其中一者的传感器异常判定阈值(S13)。对于转向操作和加速/减速操作每一者都设定传感器异常判定阈值。传感器异常判定阈值是设定以判定在外部传感器1和/或内部传感器3中是否发生异常的转向操作和加速/减速操作的操作量阈值。将传感器异常判定阈值设定为比上述操作量阈值大的值。如果手动驾驶操作的手动驾驶操作量与自动驾驶操作的自动驾驶操作量的差不大于转向操作和加速/减速操作这二者的传感器异常判定阈值，则驾驶状态切换单元14a判定经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差是否等于或小于对转向操作所设定的操作量阈值(S14)。如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于对转向操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14a判定经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差是否等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值(S15)。
对于转向操作和加速/减速操作二者，如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值的状态持续了几秒到几分钟的固定时间(例如，六秒)，则可以判定手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值。另一方面，如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值的状态并不持续固定时间，如图3所示，则可以判定手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差大于操作量阈值。另外，对于转向操作和加速/减速操作这二者，如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差的平均值或积分值在预设的固定时间(几秒到几分钟)内等于或小于操作量阈值，则可以判定手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值。另一方面，如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差的平均值或积分值在固定时间内大于操作量阈值，则可以判定手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差大于操作量阈值。在任一种情况下，如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差在几秒到几分钟的固定时间(例如，六秒)内比转向操作和加速/减速操作中的至少一者的传感器异常判定阈值大，如图3所示，则认为在外部传感器1和/或内部传感器3中发生异常。在这种情况下，即使手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值，也不将驾驶状态切换为自动驾驶。
对于加速/减速操作，如果手动驾驶操作量是加速操作的操作量并且自动驾驶操作量是减速操作的操作量，或者如果手动驾驶操作量是减速操作的操作量并且自动驾驶操作量是加速操作的操作量，则可以判定手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差大于操作量阈值。
如果在步骤S13中，手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于转向操作和加速/减速操作这二者的传感器异常判定阈值，并且如果在步骤S14和S15中，手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于转向操作和加速/减速操作这两者的操作量阈值，则对于转向操作和加速/减速操作二者，驾驶状态切换单元14a响应于通过自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入的自动驾驶切换请求将驾驶状态切换为自动控制的自动驾驶操作(S16)。另一方面，如果在步骤S13中，手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差大于转向操作和加速/减速操作的至少其中一者的传感器异常判定阈值，并且如果在步骤S14和S15中，手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差大于转向操作和加速/减速操作的至少其中一者的操作量阈值，则即使通过自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入自动驾驶切换请求，驾驶状态切换单元14a也继续手动驾驶(S17)。
下面描述其中进行了上述操作的自动驾驶可能性判定模式的操作开始状况。例如，如图4所示，自动驾驶可能性判定模式起作用的操作区间SOP在道路200上在自用车辆V的发动机通过手动驾驶操作而启动的发动机启动点PIG处开始。自用车辆V以手动驾驶模式行驶的手动驾驶区间SM也在发动机启动点PIG处开始。自动驾驶装置100a重复地进行从上述S11至S13的步骤。在手动驾驶区间SM和操作区间SOP的切换请求点Preq，自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入自动驾驶切换请求。如果在如上所述的步骤S14和S15中手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于转向操作和加速/减速操作这二者的操作量阈值，则自动驾驶装置100a在可以将驾驶状态切换为自动驾驶的驾驶状态切换点PSW处经由HMI 7通知自用车辆V的驾驶员，并且其后，将自用车辆V的驾驶状态切换为自动驾驶。在驾驶状态切换点PSW，手动驾驶区间SM和操作区间SOP终止，并且自用车辆V以自动驾驶模式行驶的自动驾驶区间SA开始。
另外，如图5所示自动驾驶可能性判定模式起作用的操作区间SOP可以在操作请求点PMO处开始。操作请求点PMO是包含在自用车辆V以手动驾驶模式行驶的手动驾驶区间SM中的点，并且在该操作请求点PMO处，自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入自动驾驶可能性判定模式的操作请求。其后，自动驾驶装置100a进行与图4中相同的操作。也可以是：自用车辆V的驾驶员并不在图5中的操作请求点PMO处输入自动驾驶可能性判定模式的操作请求，并且自动驾驶可能性判定模式起作用的操作区间SOP是在自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入自动驾驶切换请求的切换请求点Preq处开始，并且其后，进行与图4中的操作相似的操作。
另外，自动驾驶可能性判定模式起作用的操作区间SOP可以是在地图区间开始点PMAP开始，如图6所示。地图区间开始点PMAP是包含在自用车辆V以手动驾驶模式行驶的手动驾驶区间SM中的点，并且在该地图区间开始点PMAP，地图数据库4中的地图信息的自动驾驶地图区间SMAP开始。其后，自动驾驶装置100a进行与图4中的操作相同的操作。在自动驾驶可能性判定模式开始的任意上述情况下，如果自动驾驶可能性判定模式在自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入自动驾驶切换请求之前已经起作用，则自动驾驶装置100a可以在自用车辆V的驾驶员输入自动驾驶切换请求之前通知自用车辆V的驾驶员可以将驾驶状态切换为自动驾驶，并且，在输入切换请求之后，可以将驾驶状态切换为自动驾驶。
根据该实施例，在手动驾驶期间，如果由手动驾驶操作量检测单元12检测的手动驾驶操作量与由自动驾驶操作量计算单元13检测的自动驾驶操作量之间的差等于或小于操作量阈值，则驾驶状态切换单元14a响应于由自用车辆V的驾驶员输入的自动驾驶切换请求而将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
即，该实施例中的自动驾驶装置100a是基于如下的前提：人类识别行驶环境诸如位置这样的识别能力和基于该识别能力的判断比那些机器更可靠。由于该原因，在经由人类的手动驾驶操作的手动驾驶操作量优先的情况下，该实施例中的自动驾驶装置100a比较固定时间内的手动驾驶操作量与自动驾驶操作量，以判定适于实际行驶环境的自动驾驶操作是否可能。
因此，如果由自用车辆V的驾驶员进行的手动驾驶操作与自动驾驶操作有很大不同，从而很可能将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作，则自动驾驶装置100a能够防止将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
在该实施例中，如果经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行自用车辆V的转向操作并且如果经由自动控制的自动驾驶操作进行自用车辆V的加速/减速操作，则手动驾驶操作量检测单元12检测经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量，并且自动驾驶操作量计算单元13在假设将经由手动驾驶操作进行的转向操作切换为自动控制的自动驾驶操作的情况下计算转向操作的自动驾驶操作量。如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量等于或小于对转向操作设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14a响应于由自用车辆V的驾驶员输入的切换请求将转向操作切换为自动控制的自动驾驶操作。如果自用车辆V的加速/减速操作经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行，并且如果自用车辆V的转向操作经由自动控制的自动驾驶操作进行，则对加速/减速操作进行相似的处理。
在该实施例中，如果自用车辆V的转向操作和加速/减速操作二者均由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行，则自动驾驶装置100a可以仅对转向操作和加速/减速操作中的一者进行上述处理。
[第二实施例]下面将描述本发明的第二实施例。在该实施例中，自动驾驶装置判定是否能够对于转向操作和加速/减速操作每一者进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作。对于可能进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作的驾驶操作，自动驾驶装置将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。如图7所示，第二实施例中的自动驾驶装置100b包括ECU10b中的驾驶状态切换单元14b。如果经由手动驾驶操作进行的转向操作和加速/减速操作每一者的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作和加速/减速操作每一者的自动驾驶操作量的差等于或小于对转向操作和加速/减速操作每一者所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b响应于切换请求将转向操作和加速/减速操作切换为自动控制的自动驾驶操作。
接着，将描述由自动驾驶装置100b进行的处理。在下面的描述中，假设自用车辆V以转向操作和加速/减速操作二者均经由自用车辆V的驾驶员进行的手动驾驶操作而进行的手动驾驶模式行驶。在下面的描述中，还假设自动驾驶装置100b的自动驾驶可能性判定模式已经起作用。自动驾驶可能性判定模式的操作开始状况与第一实施例中相同。
如图8所示，进行与上述第一实施例中的步骤S11和S12相似的步骤S21和S22。如在上述第一实施例中一样，ECU 10b的驾驶状态切换单元14b判定手动驾驶操作的手动驾驶操作量与自动驾驶操作的自动驾驶操作量的差是否大于转向操作和加速/减速操作的至少其中一者的传感器异常判定阈值(S23)。对转向操作和加速/减速操作每一者都设定传感器异常判定阈值。如果手动驾驶操作的手动驾驶操作量与自动驾驶操作的自动驾驶操作量的差不大于转向操作和加速/减速操作二者的传感器异常判定阈值，则ECU 10b的驾驶状态切换单元14b判定经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差是否等于或小于对转向操作设定的操作量阈值，如在上述第一实施例中一样(S24)。如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差等于或小于转向操作的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b判定经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差是否等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，如在上述第一实施例中一样(S25)。
如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对转向操作所设定的操作量阈值，并且如果经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b响应于由自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入的自动驾驶切换请求而经由HMI 7通知自用车辆V的驾驶员可以将驾驶状态切换为自动驾驶，并且其后，将转向操作和加速/减速操作二者的驾驶状态切换为自动控制的自动驾驶(S26)。
如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对转向操作所设定的操作量阈值，并且如果经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差大于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b响应于由自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入的自动驾驶切换请求而经由HMI 7通知自用车辆V的驾驶员可以将转向操作切换为自动驾驶，并且其后，将转向操作的驾驶状态切换为自动控制的自动驾驶，并且即使输入切换请求，也继续加速/减速操作的手动驾驶(S27)。
在步骤S24中，如果转向操作的手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差大于操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b判定经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差是否等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，如在上述第一实施例中一样(S28)。
如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差大于对转向操作所设定的操作量阈值，并且如果经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b响应于由自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入的自动驾驶切换请求而经由HMI 7通知自用车辆V的驾驶员可以将加速/减速操作切换为自动驾驶，并且其后，将加速/减速操作切换为自动控制的自动驾驶，并且即使输入切换请求，也继续转向操作的手动驾驶(S29)。
如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差大于对转向操作所设定的操作量阈值，并且如果经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差大于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，则即使自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入自动驾驶切换请求，驾驶状态切换单元14b也继续转向操作和加速/减速操作二者的手动驾驶(S30)。另外，在步骤S23中，如果手动驾驶操作量与自动驾驶操作量的差大于对转向操作和加速/减速操作的至少其中一者所设定的传感器异常判定阈值，则即使输入自动驾驶切换请求，驾驶状态切换单元14b也继续转向操作和加速/减速操作二者的手动驾驶(S30)。
在该实施例中，如果自用车辆V的转向操作和加速/减速操作二者均经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行，则自动驾驶装置100b可以响应于由自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入的转向操作和加速/减速操作中的仅一者的自动驾驶切换请求来对转向操作和加速/减速操作中的仅一者进行上述处理。
在该实施例中，如果自用车辆V的转向操作经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作而进行，并且自用车辆V的加速/减速操作经由自动控制的自动驾驶操作而进行，或者如果自用车辆V的加速/减速操作经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作而进行，并且自用车辆V的转向操作经由自动控制的自动驾驶操作而进行，则进行与第一实施例中的处理相似的处理。另外，在上述步骤S26、S27和S29中，如果自动驾驶可能性判定模式在自用车辆V的驾驶员经由HMI 7输入自动驾驶切换请求之前已经起作用，则自动驾驶装置100b可以在输入切换请求之前通知自用车辆V的驾驶员可以将驾驶状态切换为自动驾驶，并且在输入切换请求之后，可以将驾驶状态切换为自动驾驶。
在该实施例中，虽然自用车辆V的转向操作和加速/减速操作经由自用车辆V的驾驶员的手动驾驶操作进行，但是驾驶状态切换单元14b可以如下切换驾驶状态。即，如果经由手动驾驶操作进行的转向操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的转向操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对转向操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b响应于切换请求将转向操作切换为自动控制的自动驾驶操作。另外，如果经由手动驾驶操作进行的加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由自动驾驶操作进行的加速/减速操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对加速/减速操作所设定的操作量阈值，则驾驶状态切换单元14b响应于切换请求将加速/减速操作切换为自动控制的自动驾驶操作。因此，对于转向操作和加速/减速操作每一者，如果手动驾驶操作与自动驾驶操作有很大不同从而很可能将不进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作，则自动驾驶装置100b能够防止将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。另一方面，如果手动驾驶操作与自动驾驶操作有少量不同从而很可能进行适于实际行驶环境的自动驾驶操作，则自动驾驶装置100b能够将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
虽然上面已经描述了本发明的实施例，但是需要理解的是：本发明不限于上述特定实施例，而是可以以各种形态实施。

Claims (3)

1.一种能够将自用车辆的驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶的自动驾驶装置，该自动驾驶装置的特征在于包括：
手动驾驶操作量检测单元，在手动驾驶期间，该手动驾驶操作量检测单元检测由所述自用车辆的驾驶员进行的手动驾驶操作的手动驾驶操作量；
自动驾驶操作量计算单元，在手动驾驶期间，该自动驾驶操作量计算单元在假设将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶的情况下，基于所述自用车辆的行驶环境计算自动控制的自动驾驶操作的自动驾驶操作量；和
驾驶状态切换单元，在手动驾驶期间，如果所述手动驾驶操作量与所述自动驾驶操作量的差等于或小于操作量阈值，则该驾驶状态切换单元响应于由所述自用车辆的驾驶员输入的切换为自动驾驶的请求而将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶装置，其中
在经由所述自用车辆的驾驶员的手动驾驶操作来进行所述自用车辆的转向操作和加速/减速操作的手动驾驶期间，所述手动驾驶操作量检测单元检测经由所述手动驾驶操作进行的所述转向操作和所述加速/减速操作每一者的手动驾驶操作量，
在假设将经由所述手动驾驶操作进行的所述转向操作和所述加速/减速操作每一者都切换为自动控制的自动驾驶操作的情况下，所述自动驾驶操作量计算单元计算经由所述自动驾驶操作进行的所述转向操作和所述加速/减速操作每一者的自动驾驶操作量，并且
如果经由所述手动驾驶操作进行的所述转向操作的手动驾驶操作量与经由所述自动驾驶操作进行的所述转向操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对所述转向操作所设定的操作量阈值，则所述驾驶状态切换单元响应于切换请求将所述转向操作切换为自动控制的自动驾驶操作，并且如果经由所述手动驾驶操作进行的所述加速/减速操作的手动驾驶操作量与经由所述自动驾驶操作进行的所述加速/减速操作的自动驾驶操作量的差等于或小于对所述加速/减速操作所设定的所述操作量阈值，则所述驾驶状态切换单元响应于所述切换请求将所述加速/减速操作切换为自动控制的自动驾驶操作。
3.一种能够通过将驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶而控制车辆的驾驶状态的车辆控制装置，该车辆控制装置的特征在于包括：
外部传感器，该外部传感器检测所述车辆的外部状况；
内部传感器，该内部传感器检测表示所述车辆的行驶状态的信息和由驾驶员进行的手动驾驶操作量；
执行器，该执行器进行所述车辆的行驶控制；和
ECU，在手动驾驶期间，该ECU以如下方式控制所述执行器：在假设将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶的情况下，基于所述外部状况计算自动控制的所述执行器的控制量；并且如果所述手动驾驶操作量与所述控制量之间的差等于或小于预定的阈值，则响应于切换为自动驾驶的请求而将所述驾驶状态从手动驾驶切换为自动驾驶。
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