JP2008290680A - 車両の自動運転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備の簡素化を図りつつ、自動運転から手動運転への移行をスムーズに行うことができる車両の自動運転装置を提供する。
【解決手段】 自動運転装置１の自動運転ＥＣＵ２は、地図データベース１６に格納されている道路地図情報を用いて、目的地までの全ルートのうち走行すべき高速道路区間を設定する高速道経路設定部１０と、高速道路区間における出口ＩＣの一つ手前のＰＡ（最終ＰＡ）を退避エリアとして設定する退避エリア設定部１１と、高速道路区間における最終ＰＡの手前の地点を、自動運転から手動運転への引き継ぎを開始するための引継地点として設定する自動運転引継地点設定部１２と、自動運転スイッチ５がオンに切り換えられると、退避エリアを目的地として自動運転を行うように制御する自動運転動作制御部１５とを有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば高速道路等において自動運転を行う車両の自動運転装置に関するものである。

従来における車両の自動運転装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の自動運転装置は、自動運転車両がサービス区間終了予告マーカを通過したときに、運転モードを自動運転から手動運転へ移行することが不可能であると判断されると、自動運転車両を非常用退避車線に誘導して非常用停車スペース内の空いているスペースに停車させるというものである。
特開２００２−２５１６９０号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、自動運転車両がサービス区間終了予告マーカを通過するときに、非常用退避車線に非常用停車スペースが常に確保されているとは限らない。このため、自動運転から手動運転への移行を行うことができない場合がある。また、多くの自動運転車両が非常用退避車線に緊急退避を行うと、非常用退避車線付近に渋滞が発生し、車両の流れ（交通流）に影響を及ぼすこともある。さらに、道路側に、車線内横位置マーカ、サービス区間終了予告マーカ及びサービス区間終了マーカや、自動運転車両を誘導する指示を行う制御装置等を設けているため、システムの設備が全体的に大規模になってしまう。

本発明の目的は、設備の簡素化を図りつつ、自動運転から手動運転への移行をスムーズに行うことができる車両の自動運転装置を提供することである。

本発明は、自車両の自動運転区間を設定し、自動運転区間で自車両を自動走行させる車両の自動運転装置であって、自動運転区間において自動運転から手動運転への引き継ぎを開始するための引継地点を設定する引継地点設定手段と、自動運転区間において自動運転で走行している自車両を退避させるための停止可能領域を設定する停止可能領域設定手段と、停止可能領域設定手段で設定された停止可能領域を自動運転の目的地として自車両が自動走行するように制御する自動運転制御手段とを備え、引継地点設定手段は、自動運転区間における停止可能領域の手前に引継地点を設定することを特徴とするものである。

このような本発明の自動運転装置においては、自動運転から手動運転への引き継ぎを開始するための引継地点を自動運転区間における停止可能領域の手前に設定すると共に、その停止可能領域を自動運転の目的地として自車両を自動走行させるように制御する。ここで、自動運転区間を自動運転で走行している自車両が引継地点に到達したときに、自動運転から手動運転への引き継ぎが行われるのが好適であるが、例えば運転者が眠っている場合には、引継地点における自動運転から手動運転への引き継ぎが不可能である。この場合には、停止可能領域を目的地とした自動運転をそのまま継続させることで、自車両を停止させることが可能な停止可能領域において手動運転への引き継ぎを行うことができる。これにより、運転者が起きている場合でも眠っている場合でも、自動運転から手動運転への移行をスムーズに行うことが可能となる。また、自動運転中には自車両が常に停止可能領域を目指して自動走行するように制御されるので、自車両を停止可能領域に誘導するための検出装置や制御装置等を路側に設置しなくて済む。従って、システムの設備を大規模化させること無く、自動運転から手動運転への移行を行うことが可能となる。

好ましくは、引継地点設定手段で設定された引継地点において自動運転から手動運転への引き継ぎが可能であるかどうかを判断する引継判定手段を更に備え、自動運転制御手段は、引継判定手段により自動運転から手動運転への引き継ぎが可能でないと判断されたときは、自車両を停車可能領域に停止させるように制御する。これにより、停車可能領域において自動運転から手動運転への引き継ぎを確実に行うことができる。

また、好ましくは、自動運転区間は、高速道路の入口インターチェンジと出口インターチェンジとの間の区間であり、停止可能領域設定手段は、出口インターチェンジの一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリアを停止可能領域として設定する。この場合には、高速道路の降りる予定の出口インターチェンジの手前において自動運転から手動運転への引き継ぎがスムーズに行われるので、高速道路での自動運転を効率良く実施することができる。

このとき、好ましくは、出口インターチェンジの一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリアが混雑しているかどうかを判断する混雑判定手段を更に備え、停止可能領域設定手段は、混雑判定手段により出口インターチェンジの一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリアが混雑していると判断されたときは、出口インターチェンジの更にもう一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリア、若しくは出口インターチェンジの次のパーキングエリアまたはサービスエリアを停止可能領域として設定する。これにより、高速道路の降りる予定の出口インターチェンジの一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリアに自車両を駐車できなくても、他のパーキングエリアまたはサービスエリアにおいて自車両を停車させて、自動運転から手動運転への引き継ぎを行うことができる。

本発明によれば、設備の簡素化を図りつつ、自動運転から手動運転への移行をスムーズに行うことができる。これにより、例えば自動運転区間において適切な自動運転を実施することが可能となる。

以下、本発明に係わる車両の自動運転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。

図１は、本発明に係わる車両の自動運転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、本実施形態の自動運転装置１では、高速道路（自動車専用道路を含む）の自動運転を行う。

自動運転装置１は、自動運転ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２を備えている。自動運転ＥＣＵ２には、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機３と、運転者が目的地を設定入力するための目的地入力器４と、運転者が自動運転を行うか否かの指示入力を行うための自動運転スイッチ５と、自動運転に関する情報を画面表示する表示器６とが接続されている。

表示器６は、手動運転から自動運転に切り換えることが可能な状態である旨を表示する自動運転受付表示部７と、自動運転から手動運転に切り換えることが可能な状態である旨を表示する自動運転引継表示部８とを有している。

自動運転ＥＣＵ２は、現在位置取得部９と、高速道経路設定部１０と、退避エリア設定部１１と、自動運転引継地点設定部１２と、自動運転受付制御部１３と、自動運転引継制御部１４と、自動運転動作制御部１５とを有している。現在位置取得部９は、ＧＰＳ受信機３の受信信号に基づいて、自車両の現在位置を特定する。

高速道経路設定部１０は、地図データベース１６に格納されている道路地図情報を用いて、目的地入力器４により設定入力された目的地までの全ルートのうち走行すべき高速道路区間を設定する。具体的には、図２に示すように、自車両Ａが走行すべき高速道路２０と、この高速道路２０の入口インターチェンジ（入口ＩＣ）２１及び出口インターチェンジ（出口ＩＣ）２２とを決定する。この場合には、高速道路２０における入口ＩＣ２１と出口ＩＣ２２との間の区間が自車両Ａの自動運転区間となる。

退避エリア設定部１１は、高速道経路設定部１０で設定された高速道路区間において自動運転で走行している自車両を緊急時に退避させるための停止可能領域（退避エリア）Ｂを設定する。このとき、図２に示すように、高速道路２０における出口ＩＣ２２の一つ手前のパーキングエリア（ＰＡ）２３またはサービスエリア（ＳＡ）２３を退避エリアＢとして設定する。ここでは、出口ＩＣの一つ手前のＰＡまたはＳＡを総称して最終ＰＡと呼ぶこととする。

自動運転引継地点設定部１２は、高速道経路設定部１０で設定された高速道路区間において自動運転から手動運転への引き継ぎを開始するための引継地点Ｃを設定する。このとき、図２に示すように、トライバによる手動運転に引き継げないときに自車両Ａを退避エリア設定部１１で設定された退避エリアＢ（最終ＰＡ２３）に退避させることができるよう、最終ＰＡ２３の手前に引継地点Ｃを設定する。

自動運転受付制御部１３は、自動運転引継地点設定部１２により引継地点Ｃが設定された後に、自車両Ａの現在位置が高速道路区間内にあるときに、自動運転受付可能信号を自動運転受付表示部７に送出し、自動運転が可能である旨を自動運転受付表示部７に表示させる。なお、出口ＩＣに対する最終ＰＡが存在しない場合には、退避エリア設定部１１において退避エリアＢが設定されず、更に自動運転引継地点設定部１２において引継地点Ｃが設定されないため、自動運転可能表示部７に対して自動運転受付可能信号が送られることは無い。

自動運転引継制御部１４は、自車両Ａの現在位置が自動運転引継地点設定部１２で設定された引継地点Ｃに達したときに、自動運転引継要求信号を自動運転引継表示部８に送出し、自動運転から手動運転への引き継ぎが可能である旨を自動運転引継表示部８に表示させる。

自動運転動作制御部１５は、自車両Ａが退避エリア設定部１１で設定された退避エリアＢ（最終ＰＡ２３）を目的地として自動走行するように、駆動部１７（具体的にはステアリング、ブレーキ及びアクセルのアクチュエータ）を制御する。自動運転動作制御部１５による処理手順の詳細を図３に示す。

同図において、まず自動運転スイッチ５がオン状態になったかどうかを判断し（手順Ｓ１０１）、自動運転スイッチ５がオン状態になったときは、引き続いて退避エリア設定部１１で退避エリアＢが設定されたかどうかを判断する（手順Ｓ１０２）。退避エリアＢが設定されているときは、その退避エリアＢである最終ＰＡを目的地として自車両Ａを自動走行させるように駆動部１７を制御し（手順Ｓ１０３）、退避エリアＢが設定されていないときは、自動運転を行うことができないと判断して、本処理を終了する。

手順Ｓ１０３の処理を実施した後、自動運転スイッチ５がオン状態からオフ状態に切り換えられたかどうかを判断し（手順Ｓ１０４）、自動運転スイッチ５がオフ状態に切り換えられたときは、自動運転制御を解除する（手順Ｓ１０５）。自動運転スイッチ５がオフ状態に切り換えられていないときは、手順Ｓ１０３の処理の実施を継続する。

次に、本実施形態の動作について説明する。まず自車両Ａのドライバは、これから行こうとする目的地を目的地入力器４で設定入力する。すると、自動運転ＥＣＵ２の高速道経路設定部１０において、自車両Ａの現在位置から目的地までの間で走行すべき高速道路区間（入口ＩＣ及び出口ＩＣを含む）が設定される。そして、退避エリア設定部１１において、出口ＩＣに対する最終ＰＡが退避エリアＢとして設定され、更に自動運転引継地点設定部１２において、最終ＰＡの手前地点が引継地点Ｃとして設定される。

その後、ドライバによる手動運転によって自車両Ａが目的地に向かって走行する。そして、自車両Ａが高速道経路設定部１０で設定された入口ＩＣから高速道路区間に入ると、自動運転受付制御部１３から表示器６の自動運転受付表示部７に自動運転受付可能信号が出力される。このとき、ドライバは、その自動運転受付表示部７を見て自動運転が可能である旨を確認したら、自動運転スイッチ５をオンにする。

すると、自動運転ＥＣＵ２の自動運転動作制御部１５によって、自車両Ａが高速道路区間上を退避エリアＢ（最終ＰＡ）に向かって自動運転されるようになる。そして、自車両Ａが自動運転引継地点設定部１２で設定された引継地点Ｃに達すると、自動運転引継制御部１４から表示器６の自動運転引継表示部８に自動運転引継要求信号が出力される。このとき、ドライバは、その自動運転引継表示部８を見て自動運転から手動順点への引き継ぎが可能である旨を確認したら、自動運転スイッチ５をオフにする。

すると、自車両Ａが退避エリアＢ（最終ＰＡ）に入る前の高速道路本線において、自動運転動作制御部１５による自動運転制御が解除され、自動運転から手動運転への引き継ぎが完了する。これにより、再びドライバによる手動運転によって自車両Ａが目的地に向かって走行することとなる。

ところで、自車両Ａが引継地点Ｃに達した時点で例えばドライバが居眠りをしている場合には、自動運転から手動順点への引き継ぎが可能な状態であるにも係わらず、自動運転スイッチ５が操作されることが無いため、自動運転を解除することができなくなる。

この場合には、退避エリアＢ（最終ＰＡ）を目的地とする自車両Ａの自動運転をそのまま継続し、自車両Ａを最終ＰＡに強制的に停止させることとなる。つまり、高速道路の本線上において自動運転から手動運転への引き継ぎを行うことができない場合には、非常用退避車線等に比べて車両を停車させるためのスペースが十分広い最終ＰＡにおいて、手動運転への引き継ぎを行うようにする。

このように本実施形態によれば、例えばドライバが居眠りをしている場合でも、車両の流れ（交通流）に殆ど影響を及ぼすことなく、高速道路における自動運転から手動運転への移行を円滑に行うことができる。

また、自車両Ａの自動運転時には、自車両Ａは常に退避エリアＢ（最終ＰＡ）を目指して自動走行するので、自車両Ａを退避エリアＢに誘導するためのセンサや制御機器等を高速道路に設置しなくて済む。これにより、システムの設備の簡素化を図りつつ、手動運転への移行を行うことが可能となる。

図４は、本発明に係わる車両の自動運転装置の他の実施形態を示す概略構成図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態の自動運転装置３０は、上記の自動運転ＥＣＵ２、ＧＰＳ受信機３、目的地入力器４、自動運転スイッチ５及び表示器６に加えて、路車間通信等を用いてＰＡやＳＡにおいて車両が混雑しているか否かの情報を取得する通信機３１を備えている。

自動運転ＥＣＵ２の退避エリア設定部１１は、通信機３１で取得された情報に基づいて、上記の退避エリアＢを設定する。退避エリア設定部１１による処理手順の詳細を図５に示す。

同図において、まず通信機３１で取得された情報に基づいて、高速道経路設定部１０で設定された高速道路の出口ＩＣに対する最終ＰＡにおいて車両が混雑していないかどうかを判断し（手順Ｓ１１１）、最終ＰＡにおいて車両が混雑していないときは、その最終ＰＡを退避エリアＢとして設定する（手順Ｓ１１２）。一方、最終ＰＡにおいて車両が混雑しているときは、最終ＰＡに近いＰＡ（ＳＡ含む）を退避エリアＢとして設定する（手順Ｓ１１３）。

具体的には、図６に示すように、最終ＰＡ２３において車両が混雑している場合には、出口ＩＣに対して最終ＰＡ２３の更に一つ手前のＰＡ２４を退避エリアＢとして設定し、そのＰＡ２４でも車両が混雑している場合には、現在走行している高速道路２０における出口ＩＣ２２の次のＰＡ２５を退避エリアＢとして設定する。

なお、出口ＩＣに対する最終ＰＡを退避エリアＢとして一旦設定した後に、最終ＰＡにおいて車両が混雑になった場合には、最終ＰＡに近い別のＰＡを退避エリアＢとして設定し直すようにする。

以上により、自車両Ａが引継地点Ｃに達した時点において例えばドライバが居眠りをしている場合に、最終ＰＡが混んでいるために最終ＰＡに自車両Ａを停止させることができない状況下にあっても、最終ＰＡに近い他のＰＡにおいて自車両Ａを停止させ、自動運転から手動運転への引き継ぎを行うことが可能となる。

なお、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、自動運転スイッチ５がオンからオフに切り換えられたときに、自動運転制御が解除されるものとしたが、これ以外にも、例えば運転操作に係わる何らかの操作スイッチや操作ボタン等が操作されたとき、或いは所定量以上のハンドル操作やブレーキ操作が行われたときに、自動運転制御が解除されるようにしても良い。

また、上記実施形態では、高速道路のＰＡまたはＳＡを退避エリア（停止可能領域）Ｂとして設定することとしたが、例えば高速道路の出口ＩＣに緊急用駐車スペースが設けられている場合には、その緊急用駐車スペースを退避エリアＢとして設定しても良い。この場合には、車両の混雑により緊急用駐車スペースに自車両を停止させることが不可能なときは、出口ＩＣの一つ手前のＰＡまたはＳＡを退避エリアＢとすれば良い。

さらに、上記実施形態は、高速道路（自動車専用道路を含む）の自動運転に係わるものであるが、本発明の自動運転装置は、特にそのような高速道路には限られず、自動運転区間において自車両を退避させることができる停止可能領域が存在するのであれば、一般道路にも適用可能である。

本発明に係わる車両の自動運転装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図１に示した退避エリア設定部により設定される退避エリアの一例を示す概略図である。 図１に示した自動運転動作制御部により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。 本発明に係わる車両の自動運転装置の他の実施形態を示す概略構成図である。 図４に示した退避エリア設定部により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図４に示した退避エリア設定部により設定される退避エリアの一例を示す概略図である。

符号の説明

１…自動運転装置、２…自動運転ＥＣＵ、４…目的地入力器、５…自動運転スイッチ（引継判定手段）、１０…高速道経路設定部、１１…退避エリア設定部（停止可能領域設定手段、混雑判定手段）、１２…自動運転引継地点設定部（引継地点設定手段）、１５…自動運転動作制御部（自動運転制御手段、引継判定手段）、２０…高速道路区間（自動運転区間）、２１…入口インターチェンジ（入口ＩＣ）、２２…出口インターチェンジ（出口ＩＣ）、２３〜２５…パーキングエリア（ＰＡ）またはサービスエリア（ＳＡ）、３０…自動運転装置、３１…通信機（混雑判定手段）、Ａ…自車両、Ｂ…退避エリア（停止可能領域）、Ｃ…引継地点。

Claims (4)

1. 自車両の自動運転区間を設定し、前記自動運転区間で自車両を自動走行させる車両の自動運転装置であって、
   前記自動運転区間において自動運転から手動運転への引き継ぎを開始するための引継地点を設定する引継地点設定手段と、
   前記自動運転区間において前記自動運転で走行している自車両を退避させるための停止可能領域を設定する停止可能領域設定手段と、
   前記停止可能領域設定手段で設定された前記停止可能領域を前記自動運転の目的地として前記自車両が自動走行するように制御する自動運転制御手段とを備え、
   前記引継地点設定手段は、前記自動運転区間における前記停止可能領域の手前に前記引継地点を設定することを特徴とする車両の自動運転装置。
2. 前記引継地点設定手段で設定された引継地点において前記自動運転から手動運転への引き継ぎが可能であるかどうかを判断する引継判定手段を更に備え、
   前記自動運転制御手段は、前記引継判定手段により前記自動運転から手動運転への引き継ぎが可能でないと判断されたときは、前記自車両を前記停車可能領域に停止させるように制御することを特徴とする請求項１記載の車両の自動運転装置。
3. 前記自動運転区間は、高速道路の入口インターチェンジと出口インターチェンジとの間の区間であり、
   前記停止可能領域設定手段は、前記出口インターチェンジの一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリアを前記停止可能領域として設定することを特徴とする請求項１または２記載の車両の自動運転装置。
4. 前記出口インターチェンジの一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリアが混雑しているかどうかを判断する混雑判定手段を更に備え、
   前記停止可能領域設定手段は、前記混雑判定手段により前記出口インターチェンジの一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリアが混雑していると判断されたときは、前記出口インターチェンジの更にもう一つ手前のパーキングエリアまたはサービスエリア、若しくは前記出口インターチェンジの次のパーキングエリアまたはサービスエリアを前記停止可能領域として設定することを特徴とする請求項３記載の車両の自動運転装置。

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