JP2016133984A - 車両システム - Google Patents

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Abstract

【課題】運転者が意図に沿ったタイミングで操作量による運転状態の切り換えを行うことができる車両システムを提供する。【解決手段】車両の周辺情報及び地図情報に基づいて生成された走行計画を用いて車両の走行を制御する自動運転状態及び車両の周辺情報に基づく車両制御と運転者の運転操作とを協調させて車両を走行させる協調運転状態のうち少なくとも一方を含む第1の運転状態と、運転者の運転操作を車両の走行に反映させる第2の運転状態と、を切換可能な車両システムであって、車両のステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち少なくとも1つに関する運転者の運転操作の操作量を取得する運転操作情報取得部と、車両が第1の運転状態である場合、操作量が第1の閾値以上になったときに車両を第2の運転状態に切り換える運転状態切換部と、第1の閾値に対する操作量の状態を表示する表示部とを備える。【選択図】図5

Description

本発明は、車両システムに関する。
車両システムに関する技術文献として、例えば、特許文献1が知られている。特許文献1には、自動運転中の車両において、運転者によるステアリング操作の操作量、ブレーキ操作の操作量、アクセル操作の操作量のうち少なくとも1つをモニタし、モニタされた操作量が所定の閾値を超えた場合には、自動運転状態を停止して手動運転状態へ切り換えることが記載されている。
US特許第8670891号明細書
しかしながら、前述した従来の装置においては、運転者がどのくらいの操作量を入力すれば自動運転状態から手動運転状態に切り換えられるのか分からず、運転者は意図に沿ったタイミングで手動運転状態への切り換えを行えないおそれがある。この点は、LKA[Lane Keeping Assist]又はACC[Adaptive Cruise Control]等の運転支援制御を実行する運転状態と手動運転状態との切り換えにおいても同様である。
そこで、本技術分野では、運転者が意図に沿ったタイミングで操作量による運転状態の切り換えを行うことができる車両システムを提供することが望まれている。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、車両の周辺情報及び車両が予め有する地図情報に基づいて生成された走行計画を用いて車両の走行を制御する自動運転状態、及び、車両の周辺情報に基づく車両制御と運転者の運転操作とを協調させて車両を走行させる協調運転状態のうち少なくとも一方を含む第1の運転状態と、運転者の運転操作を車両の走行に反映させる第2の運転状態と、を切換可能な車両システムであって、車両のステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち少なくとも1つに関する運転者の運転操作の操作量を取得する運転操作情報取得部と、車両が第1の運転状態である場合、操作量が第1の閾値以上になったときに車両を第2の運転状態に切り換える運転状態切換部と、第1の閾値に対する操作量の状態を表示する表示部と、を備える。
本発明の一態様によれば、運転者による操作量が第1の閾値以上になったときに、車両を第1の運転状態から第2の運転状態に切り換える車両システムにおいて、第1の閾値に対する操作量の状態を表示する表示部を備えることで、運転者は車両の運転状態が切り替わるまでの操作量を把握することができる。従って、この車両システムによれば、運転者が意図に沿ったタイミングで操作量による運転状態の切り換えを行うことができる。
上述した本発明の一態様に係る車両システムにおいて、第1の運転状態には、自動運転状態及び協調運転状態の両方が含まれ、運転状態切換部は、車両が自動運転状態である場合に操作量が第2の閾値以上かつ第1の閾値未満になったとき車両を協調運転状態に切り換え、車両が協調運転状態である場合に操作量が第2の閾値未満になったとき車両を自動運転状態に切り換え、車両の運転状態が協調運転状態である場合に操作量が第1の閾値以上になったとき車両を第2の運転状態に切り換え、表示部は、第1の閾値及び第2の閾値に対する操作量の状態を表示してもよい。
この車両システムによれば、表示部によって、車両の運転状態を切り換えるための第1の閾値及び第2の閾値に対する操作量の状態が表示されるので、運転者が意図に沿ったタイミングで操作量による運転状態の切り換えを行うことができる。
以上説明したように、本発明の種々の態様に係る車両システムによれば、運転者が意図に沿ったタイミングで操作量による運転状態の切り換えを行うことができる。
図1は、本実施形態に係る車両システム100の構成を示すブロック図である。 図2は、図1のECUを説明するブロック図である。 図3は、操作量と運転状態の遷移との関係の一例を説明する図である。 図4は、介入判定閾値及び手動運転開始閾値に対する操作量の状態のインジケーターバーとしての表示例を示す図である。 図5は、走行計画生成処理の一例を説明するフローチャートである。 図6は、運転操作の操作量を用いて自動運転状態又は協調運転状態の運転状態を切り換える切換処理の一例を説明するフローチャートである。 図7は、操作量と、運転状態の遷移、現在運転状態通知のオンオフ、操作抵抗の関係の一例を説明する図である。 図8は、操作量の増加と、運転状態の遷移、移行後通知のオンオフ、移行前通知のオンオフ、操作抵抗の一例を説明する図である。 図9は、操作量の減少と、運転状態の遷移、移行後通知のオンオフ、移行前通知のオンオフ、操作抵抗の一例を説明する図である。 図10は、走行計画生成処理の一例を説明するフローチャートである。 図11は、運転操作の操作量を用いて手動運転状態の運転状態を切り換える切換処理の一例を説明するフローチャートである。 図12は、運転操作の操作量を用いて自動運転状態又は協調運転状態の運転状態を切り換える切換処理の一例を説明するフローチャートである。 図13は、操作量の表示処理の一例を説明するフローチャートである。 図14は、操作量の増加と、運転状態の遷移、移行後通知のオンオフ、移行前通知のオンオフの他の例を説明する図である。 図15は、操作量の減少と、運転状態の遷移、移行後通知のオンオフ、移行前通知のオンオフの他の例を説明する図である。 図16は、操作量の増加と、運転状態の遷移、移行後通知のオンオフ、移行前通知のオンオフの更に他の例を説明する図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る車両システム100の構成を示すブロック図である。図2は、図1の車両システム100におけるECU(Electronic Control Unit)10を説明するブロック図である。図1に示すように、車両システム100は、乗用車などの車両Vに搭載される。車両システム100は、外部センサ1、GPS(Global Positioning System)受信部2、内部センサ3、地図データベース4、ナビゲーションシステム5、アクチュエータ6、HMI(Human Machine Interface)7、及び、ECU10を備えている。
外部センサ1は、車両Vの周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ1は、カメラ、レーダー(Radar)、及びライダー(LIDER:Laser Imaging Detection and Ranging)のうち少なくとも一つを含む。
カメラは、車両Vの外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、例えば、車両Vのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、例えば両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。カメラは、車両Vの外部状況に関する撮像情報をECU10へ出力する。
レーダーは、電波を利用して車両Vの外部の物体を検出する。電波は、例えばミリ波である。レーダーは、電波を車両Vの周囲に送信し、物体で反射された電波を受信して物体を検出する。レーダーは、例えば物体までの距離又は方向を物体情報として出力することができる。レーダーは、検出した物体情報をECU10へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された電波の受信情報をECU10へ出力してもよい。
ライダーは、光を利用して車両Vの外部の物体を検出する。ライダーは、光を車両Vの周囲に送信し、物体で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、物体を検出する。ライダーは、例えば物体までの距離又は方向を物体情報として出力することができる。ライダーは、検出した物体情報をECU10へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された光の受信情報をECU10へ出力してもよい。なお、カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。
GPS受信部2は、3個以上のGPS衛星から信号を受信して、車両Vの位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば緯度及び経度が含まれる。GPS受信部2は、測定した車両Vの位置情報をECU10へ出力する。なお、GPS受信部2に代えて、車両Vが存在する緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。
内部センサ3は、車両Vの走行状態に応じた情報、及び車両Vの運転者の運転操作に応じた情報(運転操作情報)を検出する検出器である。内部センサ3は、車両Vの走行状態に応じた情報を検出するために、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含む。また、内部センサ3は、運転操作情報を検出するために、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサ及びステアリングセンサのうち少なくとも一つを含む。
車速センサは、車両Vの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両Vの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフトなどに対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、車両Vの速度を含む車速情報(車輪速情報)をECU10へ出力する。
加速度センサは、車両Vの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両Vの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両Vの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、車両Vの加速度を含む加速度情報をECU10へ出力する。
ヨーレートセンサは、車両Vの重心の鉛直軸周りのヨーレート(回転角速度)を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、車両Vのヨーレートを含むヨーレート情報をECU10へ出力する。
アクセルペダルセンサは、例えばアクセルペダルの踏込み量を検出する検出器である。アクセルペダルの踏込み量は、例えば所定位置を基準としたアクセルペダルの位置(ペダル位置)である。所定位置は、定位置であってもよいし、所定のパラメータによって変更された位置であってもよい。アクセルペダルセンサは、例えば車両Vのアクセルペダルのシャフト部分に対して設けられる。アクセルペダルセンサは、アクセルペダルの踏込み量に応じた操作情報をECU10へ出力する。なお、アクセルペダルセンサは、後述する走行計画に含まれるアクセルペダルの制御目標値に応じてアクセルペダルのペダル位置が移動する場合には、アクセルペダル操作及びシステム制御入力の両方が反映されたペダル位置を検出する。一方、アクセルペダルセンサは、後述する走行計画に含まれるアクセルペダルの制御目標値に応じてアクセルペダルのペダル位置が移動しない場合には、アクセルペダル操作に応じたペダル位置を検出する。
ブレーキペダルセンサは、例えばブレーキペダルの踏込み量を検出する検出器である。ブレーキペダルの踏込み量は、例えば所定位置を基準としたブレーキペダルの位置(ペダル位置)である。所定位置は、定位置であってもよいし、所定のパラメータによって変更された位置であってもよい。ブレーキペダルセンサは、例えばブレーキペダルの部分に対して設けられる。ブレーキペダルセンサは、ブレーキペダルの操作力(ブレーキペダルに対する踏力やマスタシリンダの圧力など)を検出してもよい。ブレーキペダルセンサは、ブレーキペダルの踏込み量又は操作力に応じた操作情報をECU10へ出力する。なお、ブレーキペダルセンサは、後述する走行計画に含まれるブレーキペダルの制御目標値に応じてブレーキペダルのペダル位置が移動する場合には、ブレーキペダル操作及びシステム制御入力の両方が反映されたペダル位置を検出する。一方、ブレーキペダルセンサは、後述する走行計画に含まれるブレーキペダルの制御目標値に応じてブレーキペダルのペダル位置が移動しない場合には、ブレーキペダル操作に応じたペダル位置を検出する。
ステアリングセンサは、例えばステアリングの回転状態を検出する検出器である。回転状態の検出値は、例えば操舵トルク又は舵角である。ステアリングセンサは、例えば、車両Vのステアリングシャフトに対して設けられる。ステアリングセンサは、ステアリングの操舵トルク又は舵角を含む情報をECU10へ出力する。なお、ステアリングセンサは、後述する走行計画に含まれるステアリングの制御目標値に応じてステアリングが回転する場合には、ステアリング操作及びシステム制御入力の両方が反映されたトルク又は舵角を検出する。この場合における運転者の運転操作の操作量の情報取得について詳しくは後述する。一方、ステアリングセンサは、後述する走行計画に含まれるステアリングの制御目標値に応じてステアリングが回転しない場合には、ステアリング操作に応じたトルク又は舵角を検出する。
地図データベース4は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース4は、例えば、車両Vに搭載されたHDD(Hard disk drive)内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。道路形状の情報には、例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率などが含まれる。さらに、車両システム100が建物又は壁などの遮蔽構造物の位置情報、又はSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を使用する場合には、地図情報に外部センサ1の出力信号を含ませてもよい。なお、地図データベース4は、車両Vと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶されていてもよい。
ナビゲーションシステム5は、車両Vの運転者によって地図上に設定された目的地までの案内を車両Vの運転者に対して行う装置である。ナビゲーションシステム5は、GPS受信部2によって測定された車両Vの位置情報と地図データベース4の地図情報とに基づいて、車両Vの走行するルートを算出する。ルートは、例えば複数車線の区間において車両Vが走行する走行車線を特定したルートでもよい。ナビゲーションシステム5は、例えば、車両Vの位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ディスプレイの表示及びスピーカの音声出力により目標ルートの報知を運転者に対して行う。ナビゲーションシステム5は、例えば車両Vの目標ルートの情報をECU10へ出力する。なお、ナビゲーションシステム5は、車両Vと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶された情報を用いてもよい。あるいは、ナビゲーションシステム5により行われる処理の一部が、施設のコンピュータによって行われてもよい。
アクチュエータ6は、車両Vの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ6は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及びステアリングアクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ECU10からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量(スロットル開度)を制御し、車両Vの駆動力を制御する。なお、車両Vがハイブリッド車又は電気自動車である場合には、スロットルアクチュエータを含まず、動力源としてのモータにECU10からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。
ブレーキアクチュエータは、ECU10からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両Vの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。ステアリングアクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうちステアリングトルクを制御するアシストモータの駆動を、ECU10からの制御信号に応じて制御する。これにより、ステアリングアクチュエータは、車両Vのステアリングトルク(操舵トルク)を制御する。
HMI7は、車両Vの乗員(運転者を含む)と車両システム100との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。HMI7は、例えば、運転者に画像情報を表示するための表示部7a、音声出力のための音声出力部7b、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネルなどを備えている。表示部7aは、複数の種類のディスプレイから構成されていてもよい。表示部7aは、例えば、コンビネーションメータのMID、インストルメントパネルのセンターディスプレイ、HUD[Head Up Display]、運転者が装着するグラス型のウェアラブルデバイス等のうち少なくとも一つを含んでいる。表示部7aは、ECU10からの制御信号に応じて画像情報を表示する。音声出力部7bは、警報音又は音声の出力により運転者に対する通知を行うためのスピーカである。音声出力部7bは、複数のスピーカから構成されていてもよく、車両Vに備え付けのスピーカを含めて構成されていてもよい。音声出力部7bは、例えば、車両Vのインストルメントパネル裏に設けられたスピーカ、車両Vの運転席のドア内側に設けられたスピーカ等のうち少なくとも一つを含んでいる。音声出力部7bは、ECU10からの制御信号に応じて警報音又は音声を運転者へ出力する。なお、表示部7a及び音声出力部7bは、必ずしもHMI7の一部を構成しておらず、個別に備えられていてもよい。
また、図2に示すように、HMI7は、乗員の自動運転開始の要求操作を入力する入力部である自動運転ON/OFFスイッチ70を含む。自動運転ON/OFFスイッチ70は、乗員により自動運転終了に係る要求操作を入力できる構成であってもよい。自動運転ON/OFFスイッチ70は、乗員により自動運転開始又は終了に係る要求操作がなされると、自動運転開始又は自動運転終了を示す情報をECU10へ出力する。なお、入力部は、スイッチに限られるものではなく、自動運転開始又は終了の運転者の意図を判断可能な情報を入力できるものであれば何でもよい。例えば、入力部は、自動運転開始ボタン、自動運転終了ボタンなどであってもよいし、運転者が操作可能な画面(タッチパネル)に表示されたスイッチ又はボタンのオブジェクトであってもよい。HMI7は、自動運転を終了する目的地に到達する場合、乗員に目的地到達を通知する。HMI7は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。
図1及び図2に示すECU10は、車両Vの自動走行を制御する。ECU10は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを有する電子制御ユニットである。ECU10では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、各種の制御を実行する。ECU10は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
図1及び図2に示すように、ECU10は、車両位置認識部11、外部状況認識部12、走行状態認識部13、走行計画生成部14、運転操作情報取得部15、運転状態切換部16、走行制御部17、及び、情報出力部18を備えている。
車両位置認識部11は、GPS受信部2で受信した車両Vの位置情報、及び地図データベース4の地図情報に基づいて、地図上における車両Vの位置(以下、「車両位置」という)を認識する。なお、車両位置認識部11は、ナビゲーションシステム5で用いられる車両位置を該ナビゲーションシステム5から取得して認識してもよい。車両位置認識部11は、道路などの外部に設置されたセンサで車両Vの車両位置が測定され得る場合、このセンサから通信(路車間通信)によって車両位置を取得してもよい。
外部状況認識部12は、外部センサ1の検出結果に基づいて、車両Vの外部状況を認識する。検出結果には、例えばカメラの撮像情報、レーダーの物体情報、又はライダーの物体情報などが含まれる。外部状況は、例えば、車両Vに対する走行車線の白線の位置もしくは車線中心の位置及び道路幅、道路の形状を含んでもよい。道路の形状は、例えば走行車線の曲率、外部センサ1の見通し推定に有効な路面の勾配変化、うねりなどであってもよい。また、外部状況は、車両Vの周辺の障害物などの物体の状況であってもよい。物体の状況は、例えば、固定障害物と移動障害物を区別する情報、車両Vに対する障害物の位置、車両Vに対する障害物の移動方向、車両Vに対する障害物の相対速度などを含んでもよい。なお、外部状況認識部12は、外部センサ1の検出結果と地図情報とを照合し、GPS受信部2などで取得される車両Vの位置及び方向を補正して精度を高めてもよい。
走行状態認識部13は、内部センサ3の検出結果に基づいて、車両Vの走行状態を認識する。内部センサ3の検出結果には、例えば車速センサの車速情報、加速度センサの加速度情報、ヨーレートセンサのヨーレート情報などが含まれる。車両Vの走行状態を示す情報には、例えば、車速、加速度、又はヨーレートが含まれる。
走行計画生成部14は、例えば、ナビゲーションシステム5で演算された目標ルート、車両位置認識部11で認識された車両位置、及び、外部状況認識部12で認識された車両Vの外部状況(車両位置、方位を含む)に基づいて、車両Vの進路を生成する。進路は、目標ルートにおいて車両Vが進む軌跡である。走行計画生成部14は、目標ルート上において車両Vが安全、法令順守、走行効率などの基準を満たした走行をするように進路を生成する。さらに、走行計画生成部14は、車両Vの周辺の物体の状況に基づき、物体との接触を回避するように車両Vの進路を生成する。
なお、本明細書で説明する目標ルートには、特許5382218号公報(WO2011/158347号公報)に記載された「運転支援装置」、又は、特開2011−162132号公報に記載された「自動運転装置」における道なり走行ルートように、目的地の設定が運転者から明示的に行われていない際に、外部状況や地図情報に基づき自動的に生成される走行ルートも含まれる。
走行計画生成部14は、生成した進路に応じた走行計画を生成する。すなわち、走行計画生成部14は、車両Vの周辺情報である外部状況と地図データベース4の地図情報とに少なくとも基づいて、地図上に予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成する。走行計画生成部14は、車両Vの進路を車両Vに固定された座標系での目標位置pと、目標位置における目標速度vとの二つの要素からなる組、すなわち配位座標(p、v)を複数含む走行計画を生成する。複数の目標位置pのそれぞれは、車両Vに固定された座標系でのx座標もしくはy座標の位置、又はそれらと等価な情報を少なくとも有する。なお、走行計画は、車両Vの挙動を示す情報を含んでいればよく、配位座標を含む計画に限定されるものではない。例えば、走行計画は、車両Vの挙動を示す情報として、目標速度vの替わりに目標時刻tを含んでもよく、さらに、目標時刻tとその時点での車両Vの方位に関する情報を含んでもよい。
一般的には、走行計画は、概ね現在時刻から数秒先の将来までの計画を示すデータで充分である。しかし、交差点の右折、車両Vの追い越しなどの状況によっては、数十秒先の計画を示すデータが必要となる場合がある。このような場合を想定して、走行計画の配位座標の数を可変、且つ配位座標間の距離も可変としてもよい。さらに、隣接する配位座標を繋ぐ曲線を、スプライン関数などを用いて近似し、近似した曲線のパラメータを走行計画としてもよい。走行計画の生成方法は、車両Vの挙動を表すことができるものであればよく、任意の公知な方法を採用することができる。
走行計画には、例えば車両システム100が車両制御をする際に目標とする制御値が含まれる。例えば、走行計画は、目標ルートに沿った進路を車両Vが走行する際における、車両Vの車速、加減速度及びステアリングトルクなどの推移を示すデータとしてもよい。つまり、走行計画は、車両Vの速度パターン、加減速度パターン及びトルクパターンを含んでいてもよい。あるいは、車両Vの速度パターン、加減速度パターンに換えてアクセルペダルの制御目標値及びブレーキペダルの制御目標値の推移を示すデータとしてもよい。走行計画生成部14は、旅行時間(車両Vが目的地に到着するまでに要される所要時間)が最も短くなるように、走行計画を生成してもよい。
速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔(例えば1m)で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加減速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔(例えば1m)で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標加減速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔(例えば1m)で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。アクセルペダルの制御目標値及びブレーキペダルの制御目標値の推移を示すデータとは、例えば、進路上に所定間隔(例えば1m)で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定されたペダル位置からなるデータである。
走行計画生成部14は、例えば自動運転ON/OFFスイッチ70から自動運転開始を示す情報を取得した場合に、走行計画を生成する。また、走行計画生成部14は、生成した走行計画を、運転操作情報取得部15及び走行制御部17へ出力する。なお、運転操作情報取得部15が走行計画を用いる必要がない場合、例えば後述のとおり、内部センサ3の検出値のみを用いて運転操作の状態を取得することができる場合には、走行計画生成部14は、運転操作情報取得部15へ走行計画を出力しなくてもよい。
運転操作情報取得部15は、内部センサ3の検出結果に基づいて、運転者の運転操作に応じた情報である運転操作情報を取得する。例えば、運転操作情報取得部15は、運転操作情報として、車両Vのステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち少なくとも1つに関する運転者の運転操作の操作量を取得する。ステアリング操作は、例えば運転者によるステアリングホイールの回転操作である。つまり、ステアリング操作に関する運転操作情報には、ステアリングホイールの操作量(トルク又は舵角)が含まれる。運転操作情報取得部15は、走行計画に含まれるステアリングの制御目標値(目標操舵トルク)に応じて車両Vのステアリングが回転する場合には、ステアリングセンサにより検出された車両Vのステアリングの回転状態検出値と、走行計画生成部14により生成された走行計画に含まれるステアリングの制御目標値との差分を、ステアリング操作の操作量として取得する。なお、制御目標値とのズレを検出できればよいため、例えば回転状態検出値の微分値と制御目標値の微分値との差分であってもよい。一方、運転操作情報取得部15は、走行計画に含まれるステアリングの制御目標値に応じてステアリングが回転しない場合には、ステアリングセンサにより検出された車両Vのステアリングの回転状態検出値をステアリング操作の操作量として取得する。何れにしても、運転操作情報取得部15は、運転者の操作量の絶対値を取得すればよい。アクセル操作は、例えば運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作である。つまり、アクセル操作に関する運転操作情報には、アクセルペダルの操作量(踏込み量)に応じた情報が含まれる。ブレーキ操作は、例えば運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作である。つまり、ブレーキペダル操作に関する運転操作情報には、ブレーキペダルの操作量(踏込み量)に応じた情報が含まれる。なお、アクセル操作及びブレーキ操作についても、上述したステアリング操作と同様に、システム制御値に応じてペダル位置が変更される場合には、検出値と制御目標値との差分を算出し、運転者の操作量の絶対値を取得する。つまり、運転操作情報取得部15は、走行計画に含まれるアクセルペダルの制御目標値に応じて車両Vのアクセルペダルのペダル位置が移動する場合には、車両Vのアクセルペダルのペダル位置検出値と走行計画に含まれるアクセルペダルの制御目標値との差分をアクセル操作の操作量として取得する。アクセルペダルの制御目標値は、走行計画に含まれる車両Vの車速、加減速度などから導出されてもよい。同様に、運転操作情報取得部15は、走行計画に含まれるブレーキペダルの制御目標値に応じて車両Vのブレーキペダルのペダル位置が移動する場合には、車両Vのブレーキペダルのペダル位置検出値と走行計画に含まれるブレーキペダルの制御目標値との差分をブレーキ操作の操作量として取得する。ブレーキペダルの制御目標値は、走行計画に含まれる車両Vの車速、加減速度などから導出されてもよい。運転操作情報取得部15は、運転操作情報を運転状態切換部16、走行制御部17、及び情報出力部18へ出力する。
運転状態切換部16は、運転操作情報取得部15により取得された運転操作情報に基づいて車両Vの運転状態を切り換える。車両Vの運転状態には、車両制御状態(第1の運転状態)と手動運転状態(第2の運転状態)がある。本実施形態において、車両制御状態は、自動運転状態と協調運転状態とに分けられる。
ここで、図3は、操作量と運転状態の遷移との関係の一例を説明する図である。図3の横軸は操作量Tであり、縦軸は運転状態を示している。図3に示すように、本実施形態では、自動運転状態、協調運転状態及び手動運転状態の3つの運転状態の遷移を説明する。
自動運転状態とは、例えば走行計画を用いて車両Vの走行を制御する状態である。つまり、自動運転状態は、例えば、運転者が運転操作を行うことなく、運転者の介入が行われない状態で車両システム100の制御のみで車両Vの走行が実現している状態である。
協調運転状態とは、例えば周辺情報に基づく車両制御と運転者の運転操作とを協調させて車両Vを走行させる運転状態である。つまり、協調運転状態は、運転者と車両システム100との両方が車両Vの走行に関係可能な状態であり、システム介入が可能な状態で少なくとも運転者の運転操作の操作量Tに基づいて車両Vの走行が実現している状態である。協調運転状態には、運転者の運転操作を主体としながら、運転者の運転操作を支援する運転支援制御が行なわれる状態も含まれる。
運転支援制御とは、例えば、LKA[Lane Keeping Assist]である。LKAとは、走行車線から逸脱しないように車両の操舵をコントロールする制御である。LKAでは、例えば、車両が走行車線を逸脱しない範囲において運転者のステアリング操作を車両の操舵に反映する。一方、車両システム100は、LKAの実行中に、運転者のステアリング操作によって車両が走行車線を逸脱しそうな場合には走行車線内に車両を戻すように操舵を制御する。運転支援制御には、例えば、ACC[Adaptive Cruise Control]も含まれる。ACCとは、例えば、車両の前方に先行車が存在しない場合は予め設定された設定速度で車両を定速走行させる定速制御を行い、車両の前方に先行車が存在する場合には先行車との車間距離に応じて車両の車速を調整する追従制御を行う制御である。車両システム100は、ACCを実行中であっても、運転者のブレーキ操作に応じて車両を減速させる。また、車両システム100は、ACCを実行中であっても、予め設定された最大許容速度(例えば走行中の道路において法的に定められた最高速度)まで、運転者のアクセル操作に応じて車両を加速させてもよい。
手動運転状態とは、運転者の運転操作の操作量Tを車両Vの走行に反映させた状態である。つまり、手動運転状態は、システム介入ができない状態で運転者の運転操作の操作量Tが車両Vの走行に反映されている状態である。
運転状態切換部16は、自動運転状態、協調運転状態及び手動運転状態をステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち少なくとも1つに関する運転者の運転操作の操作量Tに基づいて切り換える。車両Vの運転状態が自動運転状態の場合に、運転者が操作を行ったとしても、操作量Tが介入判定閾値Tk未満のときには自動運転状態が維持される。介入判定閾値Tkは、予め設定された値であり、運転者の操作介入の有無を判定するための閾値である。第1実施形態では、介入判定閾値Tkは、自動運転状態から協調運転状態への切り換えを判定するために用いられる閾値(第2の閾値)である。介入判定閾値Tkは、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作に対して操作の種別ごとに適切な値が設定されている。車両Vの運転状態が自動運転状態の場合に、操作量Tが介入判定閾値Tk以上かつ手動運転開始閾値Th未満の場合には、車両Vの運転状態は協調運転状態となる。手動運転開始閾値Thは、予め設定された値であり、協調運転状態(又は自動運転状態)から手動運転状態への切り換えを判定するための閾値(第1の閾値)である。手動運転開始閾値Thは、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作に対して操作の種別ごとに適切な値が設定されている。車両Vの運転状態が自動運転状態又は協調運転状態の場合に、操作量Tが手動運転開始閾値Th以上の場合には、車両Vの運転状態は手動運転状態となる。
次に、車両Vの運転状態の決定(維持又は遷移)について説明する。最初に、自動運転状態の維持又は遷移を説明する。運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合に、操作量Tが介入判定閾値Tk未満であるときには、車両Vの運転状態を自動運転状態に維持する。これにより、例えば、運転者が意図せずにステアリングホイールに触れた場合など、自動運転の解除を意図していないステアリング操作が検出された場合であっても、自動運転状態が解除されない。このため、運転状態切換部16は、運転者が意図しない自動運転解除のたびに、運転者が自動運転開始の指示を行うために自動運転ON/OFFスイッチ70を操作することを回避することができるので、運転者に煩わしさを感じさせることを低減することができる。
また、運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合に、操作量Tが介入判定閾値Tk以上かつ手動運転開始閾値Th未満になったときには、運転状態を協調運転状態に切り換える。これにより、例えば、運転者が自動運転状態の車両に介入するために介入判定閾値Tk以上かつ手動運転開始閾値Th未満の操作量Tでステアリングホイールを操作した場合には、車両Vの運転状態が自動運転状態から協調運転状態へ遷移する。例えば、自動運転状態で走行中に大型車両の対向車が現れた場合において、大型車両から少し離れた位置で一時的に走行するように運転者が運転操作を行ったときに、運転状態切換部16により車両Vの運転状態が協調運転状態へ切り換わる。この場合、車両Vはシステム介入が可能な状態で運転者の操作量Tに基づいて走行するため、車両システム100は、運転者の運転操作に基づく位置で車両Vを走行させることができる。
運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合に、操作量Tが手動運転開始閾値Th以上になったときには、車両Vの運転状態を手動運転状態へ切り換えてもよい。つまり、車両Vの運転状態は、協調運転状態を経ることなく、自動運転状態から手動運転状態へ直接遷移してもよい。
次に、協調運転状態の維持又は遷移を説明する。運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合に、操作量Tが介入判定閾値Tk未満となったときには、車両Vの運転状態を協調運転状態から自動運転状態へ切り換える。これにより、例えば、対向車である大型車両から少し離れた位置で走行するように運転者が運転操作を行うとともに対向車とすれ違った後に運転者が運転操作を止めたときには、運転状態切換部16により運転状態が協調運転状態から自動運転状態へ切り換わる。このように、操作介入が一時的である場合に、操作量Tに基づいて自動運転状態へ自動的に切り換わるため、運転状態切換部16は、一時的な自動運転の解除のたびに、運転者が自動運転開始の指示を行うために自動運転ON/OFFスイッチ70を操作することを回避することができるので、運転者に煩わしさを感じさせることを低減することができる。
運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合に、操作量Tが介入判定閾値Tk以上かつ手動運転開始閾値Th未満を保っているときには、協調運転状態を維持する。そして、運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合に、ステアリング操作に応じたトルクが手動運転開始閾値Th以上となったときには、車両Vの運転状態を協調運転状態から手動運転状態へ切り換える。これにより、システム介入ができない状態で運転者の運転操作の操作量Tが車両Vの走行に反映される。
次に、手動運転状態の維持又は遷移を説明する。運転状態切換部16は、例えば、車両Vの運転状態が手動運転状態である場合に、操作量Tが手動運転開始閾値Th未満になったときでも、車両Vの運転状態を手動運転状態に維持する。この場合、運転者が手動運転状態の継続を意図して十分な操作量Tでの運転操作を行ったときには、以降において自動運転状態又は協調運転状態への切り換わりが制限されるため、運転者が自動運転終了の指示を行うために自動運転ON/OFFスイッチ70を操作することを回避することができる。このため、運転者に煩わしさを感じさせることを低減することができる。
運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が手動運転状態である場合に自動運転ON/OFFスイッチ70に自動運転開始の要求操作が入力されるまでは、手動運転状態を維持する。つまり、自動運転開始の要求操作が入力されるまで、操作量Tが手動運転開始閾値Th未満となった場合でも協調運転状態又は自動運転状態へ遷移することを制限する。なお、手動運転状態を維持する期間は上記に限定されず、例えば運転状態切換部16は、予め定めた期間において手動運転状態を維持してもよい。また、自動運転開始の要求操作の入力は自動運転ON/OFFスイッチ70に限られず、公知の入力手段を用いることができる。
以上、図3を用いて説明したように、自動運転状態と協調運転状態との間の遷移は、介入判定閾値Tkと運転操作に基づく操作量Tとの比較によって判定され、図3中の矢印で示すように、可逆的な遷移となる。一方、協調運転状態と手動運転状態との遷移は、手動運転開始閾値Thと運転操作に基づく操作量Tとの比較によって判定されるものの、図3中の矢印で示すように、協調運転状態から手動運転状態への遷移のみが許容されている不可逆的な遷移となる。運転状態切換部16は、運転状態に関する情報を走行制御部17へ出力する。
なお、車両システム100は、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち2つ以上の操作の操作量Tに基づいて車両Vの運転状態を切り換え可能とした場合には、優先度の高い運転状態の維持又は優先度の高い運転状態への切り換えを優先してもよい。車両システム100は、例えば、自動運転状態より協調運転状態を高い優先度とし、協調運転状態より手動運転状態を高い優先度としてもよい。具体的には、車両システム100は、例えば、車両Vの運転状態が自動運転状態である場合、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち何れか二つの操作量Tが介入判定閾値Tk未満であっても、残り一つの操作量Tが介入判定閾値Tk以上かつ手動運転開始閾値Th未満となった場合には、協調運転状態へ切り換えてもよい。また、車両システム100は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態である場合、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち何れか二つの操作量Tが低下して介入判定閾値Tk未満になったとしても、残り一つの操作量Tが介入判定閾値Tk以上かつ手動運転開始閾値Th未満である場合には、協調運転状態を維持してもよい。車両システム100は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態である場合、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち何れか二つの操作量Tが介入判定閾値Tk以上かつ手動運転開始閾値Th未満であっても、残り一つの操作量Tが手動運転開始閾値Th以上である場合には、手動運転状態へ切り換えてもよい。
走行制御部17は、運転状態切換部16によって決定した運転状態で車両Vを走行させる。車両Vの運転状態が自動運転状態であれば、走行制御部17は、走行計画生成部14で生成した走行計画に基づいて、アクチュエータ6へ制御信号を出力し、車両Vの走行を制御する。車両Vの運転状態が協調運転状態であれば、走行制御部17は、走行計画生成部14で生成した走行計画及び運転操作情報取得部15により取得された操作量Tに基づいてアクチュエータ6へ制御信号を出力し、運転操作と協調して車両Vを走行させる。車両Vの運転状態が手動運転状態であれば、走行制御部17は、運転操作情報取得部15により取得された操作量Tに基づく制御信号をアクチュエータ6へ出力し、運転操作の操作量Tを車両Vの走行に反映させる。これにより、走行制御部17は、自動運転状態、協調運転状態及び手動運転状態の3つの状態を実現する。
情報出力部18は、例えば、HMI7(表示部7a及び音声出力部7b)に対して制御信号を送信することにより、車両Vの情報及び車両Vの周辺状況の情報を乗員に伝える。情報出力部18は、表示部7aに対して制御信号を送信することにより、介入判定閾値Tk及び/又は手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示させる。情報出力部18は、介入判定閾値Tk及び/又は手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示させる。
情報出力部18は、例えば、車両の運転状態が自動運転状態又は協調運転状態である場合に、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち運転状態の切り換えに用いる操作が運転者によって行われたとき、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示させる。すなわち、情報出力部18は、車両の運転状態が手動運転状態の場合には、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示しない態様としてもよい。なお、情報出力部18は、車両の運転状態が手動運転状態の場合であっても、自動運転ON/OFFスイッチ70がONであり、操作量Tが手動運転開始閾値Th以上であるときには、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示させてもよい。これにより、運転者は、自動運転ON/OFFスイッチ70がONであっても、操作量Tが手動運転開始閾値Th以上であるため、手動運転状態から自動運転状態に切り換わっていないことを認識することができる。また、運転者は、操作量Tをどの程度小さくすれば手動運転状態から自動運転状態又は協調運転状態に切り換わるのかを認識することができる。また、情報出力部18は、操作量Tが手動運転開始閾値Th以上である場合に、自動運転ON/OFFスイッチ70がONにされたときは、操作量が大きいため自動運転状態に切り換わらないことを音声出力又は警報出力により運転者に通知してもよい。なお、車両システム100は、自動運転ON/OFFスイッチ70がONに切り換えられた場合、現在の操作量Tに関わらず車両の運転状態を自動運転状態に切り換えてもよい。
情報出力部18は、運転状態に関わらず、常に介入判定閾値Tk及び/又は手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示させてもよい。情報出力部18は、ステアリング操作、アクセル操作、及びブレーキ操作のうち運転者が操作中の操作量Tのみを表示させてもよい。
以下、図4(A)〜図4(D)を参照して介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態の表示の例を説明する。図4(A)〜図4(D)では、インジケーターバーとしての表示例を示している。図4(A)〜図4(D)の表示例は、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作の何れの操作においても採用可能である。
図4(A)は、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thを固定とした場合のインジケーターバーの表示例を示す図である。図4(A)に示すインジケーターバーにおいては、運転者による操作量Tのみが変動する。図4(A)に示すインジケーターバーにおいて、操作量Tが介入判定閾値Tkを超えると車両の運転状態が自動運転状態から協調運転状態へ切り替わる。また、図4(A)に示すインジケーターバーにおいて、操作量Tが手動運転開始閾値Thを超えると車両の運転状態が協調運転状態から手動運転状態へ切り替わる。情報出力部18は、ステアリング操作の操作量T、アクセル操作の操作量T、及びブレーキ操作の操作量Tのうち、2つ以上の操作量Tを運転状態の切り換えに用いている場合には、それぞれの操作量Tに対応する2つ以上のインジケーターバーを表示してもよい。図4(A)において、手動運転開始閾値Thは必ずしもインジケーターバーの右端(最大値)である必要はない。
図4(B)は、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが変動する場合のインジケーターバーの例を示す図である。すなわち、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thは、変動してもよい。なお、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの何れか一方のみが変動する態様であってもよい。図4(B)に示すインジケーターバーにおいては、操作量Tの他、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの位置が変動する。
なお、車両システム100は、車両の運転状態を自動運転状態、協調運転状態、及び手動運転状態の三つに切り換え可能である必要はない。すなわち、車両制御状態は、自動運転状態及び協調運転状態の両方を含む場合に限られず、自動運転状態及び協調運転状態のうち少なくとも一方を含んでいればよい。車両システム100は、例えば、自動運転状態と手動運転状態の二つの運転状態にのみ切換可能であってもよい。この場合、前述の車両制御状態は、自動運転状態と等しくなる。このとき、情報出力部18は、介入判定閾値Tkを表示する必要がなく、手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態のみを表示する。図4(C)は、手動運転開始閾値Thを固定としたインジケーターバーの例を示す図である。図4(C)においては、運転者による操作量Tのみが変動する。図4(C)に示すインジケーターバーにおいて、操作量Tが手動運転開始閾値Thを超えると車両の運転状態が自動運転状態から手動運転状態へ切り替わる。図4(C)において、手動運転開始閾値Thは必ずしもインジケーターバーの右端(最大値)である必要はない。図4(D)は、手動運転開始閾値Thが変動する場合のインジケーターバーの例を示す図である。図4(D)に示すインジケーターバーにおいては、操作量Tの他、手動運転開始閾値Thの位置が変動する。
その他、車両システム100は、協調運転状態と手動運転状態の二つの運転状態にのみ切り替え可能なシステムであってもよい。この場合、前述の車両制御状態は、協調運転状態と等しくなる。このときも、運転状態の切り換えに用いられる閾値は一つのため、図4(C)又は図4(D)に示す表示例を採用することができる。なお、車両システム100は、車両の運転状態を自動運転状態、協調運転状態、及び手動運転状態の三つに切り換え可能な場合であっても、介入判定閾値Tkを表示することなく、図4(C)又は図4(D)に示すように手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態のみを表示してもよい。
なお、車両システム100は、三つの運転状態に切り換え可能なシステムであっても、図4(A)又は図4(B)に示すインジケーターバーにおいて操作量Tが介入判定閾値Tkと一致したときには、表示を見やすくするために介入判定閾値Tkの表示を消して手動運転開始閾値Thのみを表示してもよい。また、車両システム100は、三つの運転状態に切り換え可能なシステムであって、図4(A)又は図4(B)に示すインジケーターバーにおいて操作量Tが手動運転開始閾値Thを超えた場合には、表示を見やすくするために介入判定閾値Tkの表示を消して手動運転開始閾値Thのみを表示してもよい。
その他、車両システム100は、運転者による操作量Tに応じて四つ以上の運転状態に切り換え可能なシステムであってもよい。この場合、情報出力部18は、例えば、三つ以上の閾値に対する操作量Tの状態を表示する。
次に、ステアリング操作の操作量の表示例について図5を参照して説明する。図5は、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対するステアリング操作の操作量の状態の表示例を示す図である。図5において、ステアリングホイールSTが基準位置(初期位置)の場合及びステアリングホイールSTが左回りに回転した回転位置の場合の表示例1〜5を示す。なお、ステアリングホイールSTが基準位置の場合に、介入判定閾値Tk及び/又は手動運転開始閾値Thを表示してもよく、何れも表示しなくてもよい。ステアリングホイールSTが基準位置の場合に、介入判定閾値Tk及び/又は手動運転開始閾値Thを表示するときには、左回り用と右回り用の両方を表示することができる。
また、自動運転状態の車両Vの向きに応じてステアリングホイールSTが回転する場合には、ステアリングホイールSTの基準位置は、自動運転状態の車両Vの走行計画におけるステアリングの制御目標値(操舵角)の位置としてもよい。この場合、車両システム100は、例えば、ステアリングセンサにより検出された車両Vのステアリングの回転状態検出値と、走行計画生成部14により生成された走行計画に含まれるステアリングの制御目標値との差分を、ステアリング操作の操作量として表示する。
表示例1は、ステアリングホイールSTを抽象的表現で示した場合の例である。表示例1では、ステアリングホイールSTの角度に応じて抽象的表現のステアリングホイールにおける中央のバーHaが回転する。すなわち、バーHaの回転角度がステアリング操作の操作量に対応する。表示例1では、バーHaが介入判定閾値Tkを超えて回転することで、車両の運転状態が自動運転状態から協調運転状態に切り返られる。同様に、バーHaが手動運転開始閾値Thを超えて回転することで、車両の運転状態が協調運転状態から手動運転状態に切り返られる。
なお、ステアリングホイールSTの回転時の表示例1として、左回りに回転した場合の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが示されているが、右回りの場合には、左回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが消え、右回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが表示される。また、自動運転状態の車両Vの向きに応じてステアリングホイールSTが回転する場合には、自動運転状態の車両Vの向きに応じてバーHaが回転してもよい。この場合、自動運転状態の車両Vの向きに応じて介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの表示も回転する。また、この場合において、運転者によるステアリング操作があったときには、ステアリング操作の操作量に応じてバーHaのみが回転する。この点は、後述する表示例2も同様である。
表示例2は、表示例1と同様に、ステアリングホイールSTを抽象的表現で示した場合の例である。表示例2では、表示例1における介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thを領域的に示している。すなわち、現在のバーHaと介入判定閾値Tk又は手動運転開始閾値Thまでの領域を背景と異なる色彩で示している。
表示例3は、ステアリングホイールSTの操作量をメータにより示した場合の例である。表示例3では、メータバーHbの傾きが運転者のステアリング操作の操作量に対応する。表示例3では、ステアリングホイールSTが基準位置の場合にメータバーHbが真上を指し、ステアリングホイールSTの回転に応じてメータバーHbが左右に傾く。表示例3においては、例えば、左回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Th及び右回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが示されている。なお、自動運転状態の車両Vの向きに応じてステアリングホイールSTが回転する場合には、自動運転状態の車両Vの向きに応じてメータバーHbが左右に傾いてもよい。この場合には、自動運転状態の車両Vの向きに応じて介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの表示も回転する。また、この場合において、運転者によるステアリング操作があったときには、ステアリング操作の操作量に応じてメータバーHbのみが左右に傾く。
表示例4は、ステアリングホイールSTの操作量をスライドバーにより示した場合の例である。表示例4では、バーHcの位置が運転者のステアリング操作の操作量に対応する。表示例4では、ステアリングホイールSTが基準位置の場合にバーHcが中央に位置し、ステアリングホイールSTの回転方向に応じてバーHcが左右にスライドする。表示例4においては、例えば、左回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Th及び右回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが示されている。なお、自動運転状態の車両Vの向きに応じてステアリングホイールSTが回転する場合には、自動運転状態の車両Vの向きに応じてバーHcが左右にスライドしてもよい。この場合、自動運転状態の車両Vの向きに応じて介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの表示位置も左右に移動する。また、この場合において、運転者によるステアリング操作があったときには、ステアリング操作の操作量に応じてバーHcのみがスライドする。
表示例5は、ステアリングホイールSTの操作量を数値により表わした場合の例である。表示例5では、ステアリングホイールSTの操作量(例えば操舵角)が数値として表わされる。表示例5においては、例えば、ステアリングホイールSTが左回りで回転した場合、左回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが数値として表示される。同様に、表示例5において、例えば、ステアリングホイールSTが右回りで回転した場合、右回り用の介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが数値として表示される。なお、自動運転状態の車両Vの向きに応じてステアリングホイールSTが回転する場合には、自動運転状態の車両Vの向きに応じて操舵角の数値が変動してもよい。この場合、自動運転状態の車両Vの向きに応じて介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの数値も変動する。また、この場合において、運転者によるステアリング操作があったときには、ステアリング操作の操作量に応じてバーHcのみがスライドする。
その他、ステアリングホイールSTを写実的に表現(例えば図5のステアリングホイールの状態のように表現)し、操作量が介入判定閾値Tk又は手動運転開始閾値Thに近づくほど色彩又は輝度を変化させる態様であってもよい。また、ステアリングホイールSTを写実的に表現し、操作量が介入判定閾値Tkに至った状態のステアリングホイールST及び操作量が手動運転開始閾値Thに至った状態のステアリングホイールSTを、現在のステアリングホイールSTの表示の背景に表示してもよい。また、表示例1〜5においても、図4(B)及び図4(D)と同じように、介入判定閾値Tk及び/又は手動運転開始閾値Thが移動してもよい。
また、表示例1〜5においては、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの両方を表示する態様を示したが、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの一方のみを表示してもよい。例えば、操作量Tが介入判定閾値Tkに至るまでは、介入判定閾値Tkのみを表示し、手動運転開始閾値Thを表示しなくてもよい。また、操作量Tが手動運転開始閾値Thを超えた場合には、手動運転開始閾値Thのみを表示し、介入判定閾値Tkを表示しなくてもよい。
その他、表示例1〜5において、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの一方を表示しない代わりに、他方を強調表示してもよい。例えば、操作量Tが介入判定閾値Tkに至るまでは、手動運転開始閾値Thの表示を変えることなく、介入判定閾値Tkを輝度の増加又は色彩変更により強調表示してもよい。同様に、表示例1〜5において、操作量Tが手動運転開始閾値Thを超えた場合には、介入判定閾値Tkの表示を変えることなく、手動運転開始閾値Thの表示を輝度の増加又は色彩変更により強調表示してもよい。また、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの一方を強調表示しつつ、他方を表示しない態様であってもよい。
続いて、アクセル操作の操作量及びブレーキ操作の操作量のその他の表示例について図6を参照して説明する。図6は、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対するアクセル操作の操作量及びブレーキ操作の操作量の状態の表示例A〜表示例Eを示す図である。なお、アクセルペダル及びブレーキペダルが基準位置(初期位置)の場合、介入判定閾値Tk及び/又は手動運転開始閾値Thを表示してもよく、何れも表示しなくてもよい。
表示例Aは、ブレーキ操作の操作量及びアクセル操作の操作量を棒グラフにより表わした例を示す図である。表示例Aでは、ブレーキ操作の操作量をバーBa、アクセル操作の操作量をバーAaにより表している。表示例Aでは、ブレーキ操作の操作量が大きくなるほどバーBaが上方に延び、アクセル操作の操作量が大きくなるほどバーAaが上方に延びる。車両システム100は、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合、ブレーキ操作の操作量をバーBa又はアクセル操作の操作量をバーAaが介入判定閾値Tk以上になったとき、協調運転状態に切り換える。車両システム100は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、ブレーキ操作の操作量をバーBa又はアクセル操作の操作量をバーAaが手動運転開始閾値Th以上になったとき、手動運転状態に切り換える。
情報出力部18は、運転者がブレーキペダル又はアクセルペダルから足を放しても、直ぐに操作量をゼロにせず、操作量が漸減するように表示してもよい。この場合、表示例Aにおいて、例えば、運転者がアクセルペダルからブレーキペダルに踏み換えたときには、バーBa及びバーAaの両方が表示されてもよい。
表示例Bは、ブレーキ操作の操作量及びアクセル操作の操作量をブロック型棒グラフにより表わした例を示す図である。表示例Bでは、ブレーキ操作の操作量をブロックBb、アクセル操作の操作量をブロックAbにより表している。表示例Bにおいては、ブレーキ操作の操作量が大きくなるほどブロックBbが上方に積み重なり、アクセル操作の操作量が大きくなるほどブロックAbが上方に積み重なる。
表示例Cは、ブレーキ操作の操作量及びアクセル操作の操作量を円の大きさにより表わした例を示す図である。表示例Cでは、ブレーキ操作の操作量を円Bc、アクセル操作の操作量を円Acにより表している。表示例Cでは、ブレーキとアクセルをそれぞれ別の円として表現している。なお、円Bcと円Acの色彩を異ならせてもよい。表示例Cにおいては、ブレーキ操作の操作量が大きくなるほど円Bcが大きくなり、アクセル操作の操作量が大きくなるほど円Acが大きくなる。介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thは、それぞれ一定の大きさの円として表現されている。
表示例Dは、ブレーキ操作の操作量及びアクセル操作の操作量を半円の大きさにより表わした例を示す図である。表示例Dでは、ブレーキ操作の操作量を半円Bd、アクセル操作の操作量を半円Adにより表している。表示例Dでは、ブレーキの操作量及びブレーキ操作の操作量を一つの円で表すことができる。なお、半円Bdと半円Adの色彩を異ならせてもよい。表示例Dにおいては、ブレーキ操作の操作量が大きくなるほど半円Bdが大きくなり、アクセル操作の操作量が大きくなるほど半円Adが大きくなる。介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thは、それぞれ一定の大きさの円として表現されている。なお、表示例Dは、アクセル操作の操作量及びブレーキ操作の操作量の両方を共通の同心円(Tkの円及びThの円からなる同心円)を用いて示しているが、アクセル操作の操作量及びブレーキ操作の操作量を別々の同心円を用いて互いに分離した状態で表示してもよい。
表示例Eは、ブレーキ操作の操作量及びアクセル操作の操作量を円グラフにより表わした例を示す図である。表示例Eでは、ブレーキ操作の操作量を扇状の領域Be、アクセル操作の操作量を扇状の領域Aeにより表している。表示例Eでは、ブレーキの操作量及びブレーキ操作の操作量を一つの円で表すことができる。なお、領域Beと領域Aeの色彩を異ならせてもよい。表示例Eにおいては、ブレーキ操作の操作量が大きくなるほど円を占める領域Beの割合が大きくなり、アクセル操作の操作量が大きくなるほど円を占める領域Aeの割合が大きくなる。介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thは、それぞれ円を一定の割合で占める領域の境界線として表現されている。
その他、情報出力部18は、ブレーキ操作の操作量又はアクセル操作の操作量が介入判定閾値Tkに近づいていることを、色彩又は輝度によって表現してもよい。また、情報出力部18は、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対するブレーキ操作の操作量の状態と、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対するアクセル操作の操作量の状態とをスライドバー上のスライダとして表現してもよい。この場合、ブレーキ操作のスライドバーとアクセル操作のスライドバーを繋げて1軸としてもよい。
なお、表示例A、表示例B、表示例D、表示例Eなどでは、アクセル操作の操作量とブレーキ操作の操作量の両方を表示できる態様を示したが、別々に表示してもよい。アクセル操作の操作量とブレーキ操作の操作量とを別々に表示する場合には、アクセル操作又はブレーキ操作のうち操作中の操作量のみを表示してもよい。また、表示例A〜Eにおいても、図4(B)及び図4(D)と同じように、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thが移動してもよい。更に、表示例A〜Eは、アクセル操作の操作量又はブレーキ操作の操作量に限られず、ステアリング操作の操作量の表示として用いてもよい。
以上、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態の表示について説明したが、表示例は上述したものに限られない。情報出力部18は、例えば、表示の大きさを変化させてもよい。この場合、操作量Tが介入判定閾値Tk又は手動運転開始閾値Thに近づくと、表示が拡大される態様とすることができる。また、情報出力部18は、表示例A〜Eの棒グラフ又は円グラフ等を三次元表示してもよい。
更に、情報出力部18は、表示部7aにおいて操作量Tを表示する画面上の表示枠(又は表示スペース)が一つしか無い場合、ステアリング操作の操作量、アクセル操作の操作量、又はブレーキ操作の操作量のうち運転者が操作中の操作量を表示枠に表示してもよい。情報出力部18は、例えば、運転者がステアリング操作を止めてアクセル操作(又はブレーキ操作)を行った場合、表示枠の表示を図5に示す表示例1〜5の何れかから図6に示す表示例A〜Eの何れかに切り替える。なお、図6の表示例A、表示例B、表示例D、表示例Eに示すように、アクセル操作の操作量及びブレーキ操作の操作量は一つの表示枠に同時に表示することができる。
情報出力部18は、例えば、操作量Tを表示する画面上の表示枠が一つしか無い場合において、運転者がステアリング操作とアクセル操作(又はブレーキ操作)を同時に行っている場合、ステアリング操作の操作量及びブレーキ操作の操作量のうち介入判定閾値Tkに対する操作量の割合が大きい方を優先して表示枠に表示する。なお、情報出力部18は、手動運転開始閾値Thに対する操作量の割合が大きい方を優先して表示枠に表示してもよい。その他、情報出力部18は、ステアリング操作の操作量、アクセル操作の操作量、又はブレーキ操作の操作量のうち一つだけ介入判定閾値Tkを超えている場合には、当該操作量を優先して表示枠に表示してもよい。また、情報出力部18は、ステアリング操作の操作量、アクセル操作の操作量、又はブレーキ操作の操作量のうち一つだけ手動運転開始閾値Thを超えている場合には、当該操作量を優先して表示枠に表示してもよい。情報出力部18は、ステアリング操作の操作量、アクセル操作の操作量、又はブレーキ操作の操作量のうち、現在の運転状態を切り換える閾値に最も近い操作量を表示してもよい。
更に、情報出力部18は、表示部7aにより現在の運転状態を運転者に表示してもよい。ここで、図7(A)は、操作量Tと運転状態の遷移との関係の一例を説明する図である。図7(B)は、現在運転状態通知のオンオフと操作量Tとの関係の一例を説明する図である。図7(B)では、協調運転状態の場合にのみ現在運転状態通知をオンにしている。情報出力部18は、例えば、現在運転状態通知がオンの場合、表示部7aに協調運転状態(現在の運転状態)を表示する。図7(A)及び図7(B)に示すように、情報出力部18は、操作量Tに応じて現在運転状態通知のオンオフを切り換えてもよい。また、情報出力部18は、自動運転状態又は手動運転状態であることを運転者に表示してもよい。
図7(C)は、操作抵抗と操作量Tとの関係の一例を説明する図である。図7(A)及び図7(C)に示すように、車両システム100は、運転者に協調運転状態であることを通知するための一態様として、操作抵抗を高めてもよい。操作抵抗は、ステアリング操作、ブレーキ操作及びアクセル操作のうち、運転者に対する当該操作量Tに係る操作の抵抗である。車両システム100は、例えば、操作抵抗を高めた場合、操作抵抗を高めない場合(標準の場合)と比べて、運転者による運転操作を行いにくくする。なお、操作抵抗の変更は、例えば、走行制御部17がアクチュエータ6に制御信号を出力することにより実行される。具体的には、車両システム100は、走行制御部17から制御信号を出力することで、電動パワーステアリングシステムにおいてステアリングトルクをコントロールするアシストモータを制御してステアリング操作の操作抵抗を変更する。
また、情報出力部18は、運転状態の切り換えの際に、音声出力部7bの音声出力による移行前通知及び移行後通知を行ってもよい。なお、情報出力部18は、表示部7aの表示による移行前通知及び移行後通知を行ってもよい。移行前通知は、例えば、運転状態の遷移(移行)が開始されることを運転者に伝える通知である。移行後通知は、例えば、運転状態の遷移が完了したことを運転者に伝える通知である。
ここで、図8(A)は、操作量Tの増加による運転状態の遷移の一例を説明する図である。図8(A)に示すように、車両システム100は、操作量Tの増加に従って、自動運転状態から協調運転状態、協調運転状態から手動運転状態へと遷移する。情報出力部18は、例えば、操作量Tが増加して介入判定閾値Tkに至った場合、移行後通知をオンにする。情報出力部18は、移行後通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行後通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの増加に応じて移行後通知をオフにしてもよい。図8(B)は、操作量Tの増加と移行後通知のオンオフの関係の一例を説明する図である。図8(A)及び図8(B)に示すように、情報出力部18は、操作量Tが増加して介入判定閾値Tkに至ってから設定値Tk1に至るまでの間、協調運転状態への移行後通知を行ってもよい。すなわち、情報出力部18は、操作量Tが増加して介入判定閾値Tkに至った場合に移行後通知をオンにすると共に、操作量Tが更に増加して設定値Tk1に至った場合に移行後通知をオフにしてもよい。同様に、情報出力部18は、操作量Tが増加して手動運転開始閾値Thに至ってから設定値Th1に至るまでの間、手動運転状態への移行後通知を行ってもよい。設定値Tk1は、介入判定閾値Tkより大きく、手動運転開始閾値Th以上より小さい任意の値である。設定値Th1は、手動運転開始閾値Thより大きい任意の値である。
また、情報出力部18は、例えば、操作量Tが増加して設定値Th0に至った場合、移行前通知をオンにする。設定値Th0は、手動運転開始閾値Thより小さく、介入判定閾値Tkより大きい任意の値である。情報出力部18は、移行前通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行前通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの増加に応じて移行前通知をオフにしてもよい。図8(C)は、操作量Tの増加と移行前通知のオンオフの関係の一例を説明する図である。図8(C)に示すように、情報出力部18は、操作量Tが増加して設定値Th0に至ってから手動運転開始閾値Thに至るまでの間、手動運転状態への移行前通知を行ってもよい。また、移行後通知と移行前通知は必ずしも両方を行う必要はなく、何れか一方のみ行ってもよい。この点は以降の説明においても同様である。
ここで、図8(D)は、操作量Tの増加と操作抵抗の関係の一例を説明する図である。図8(D)に示すように、車両システム100は、操作量Tが増加して設定値Th0に至ってから手動運転開始閾値Thに至るまでの間、操作抵抗を高めてもよい。
図9(A)は、操作量Tの減少による運転状態の遷移の一例を説明する図である。図9(A)に示すように、車両システム100は、操作量Tの減少に従って、協調運転状態から自動運転状態へと遷移する。情報出力部18は、例えば、操作量Tが減少して介入判定閾値Tk未満になった場合、移行後通知をオンにする。情報出力部18は、移行後通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行後通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの減少に応じて移行後通知をオフにしてもよい。図9(B)は、操作量Tの減少と移行後通知のオンオフの関係の一例を説明する図である。図9(A)及び図9(B)に示すように、情報出力部18は、車両Vの運転状態が協調運転状態である場合、操作量Tが減少して介入判定閾値Tk未満となってから設定値Tk0未満になるまでの間、自動運転状態への移行後通知を行ってもよい。すなわち、情報出力部18は、操作量Tが減少して介入判定閾値Tk未満になった場合に移行後通知をオンにすると共に、操作量Tが更に減少して設定値Tk0未満になった場合に移行後通知をオフにしてもよい。設定値Tk0は、介入判定閾値Tkより小さい任意の値である。
また、情報出力部18は、例えば、操作量Tが減少して設定値Tk2未満になった場合、移行前通知をオンにする。設定値Tk2は、介入判定閾値Tkより大きく、手動運転開始閾値Thより小さい任意の値である。情報出力部18は、移行前通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行前通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの減少に応じて移行前通知をオフにしてもよい。図9(C)は、操作量Tの減少と移行前通知のオンオフの関係の一例を説明する図である。図9(C)に示すように、情報出力部18は、車両Vの運転状態が協調運転状態である場合、操作量Tが減少して設定値Tk2未満となってから介入判定閾値Tk未満となるまでの間、自動運転状態への移行前通知を行ってもよい。
ここで、図9(D)は、操作量Tの減少と操作抵抗の関係の一例を説明する図である。図9(D)に示すように、車両システム100は、車両Vの運転状態が協調運転状態である場合、操作量Tが減少して設定値Tk1未満となってから介入判定閾値Tk未満となるまでの間、操作抵抗を高めてもよい。
次に、車両システム100が行う処理について説明する。図10は、走行計画生成処理の一例を説明するフローチャートである。図10に示す制御処理は、例えば自動運転ON/OFFスイッチ70に自動運転開始の要求操作が入力されたときに実行される。
図10に示すように、まず、車両位置認識部11は、GPS受信部2で受信した車両Vの位置情報及び地図データベース4の地図情報から、車両位置を認識する。外部状況認識部12は、外部センサ1の検出結果から、車両Vの外部状況を認識する。走行状態認識部13は、内部センサ3の検出結果から、車両Vの走行状態を認識する(S1)。そして、走行計画生成部14は、ナビゲーションシステム5の目標ルート、車両位置、車両Vの外部状況、及び車両Vの走行状態から、車両Vの走行計画を生成する(S2)。このように、車両Vの走行計画が生成される。
次に、車両システム100が行う車両Vの運転状態の切換処理について説明する。図11は、ステアリング操作に応じた操舵トルクを用いて車両Vの手動運転状態の運転状態を切り換える切換処理の一例を説明するフローチャートである。図11に示す制御処理は、車両Vが手動運転状態である場合に所定の周期で繰り返し実行される。
図11に示すように、まず、運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が手動運転状態である場合に自動運転ON/OFFスイッチ70に自動運転開始の要求操作が入力されたか否かを判定する(S10)。運転状態切換部16は、自動運転ON/OFFスイッチ70に自動運転開始の要求操作が入力されたと判定した場合には、介入判定閾値Tkを用いた判定処理(S12)を行う。
運転状態切換部16は、S12に示す介入判定閾値Tkを用いた判定処理として、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが介入判定閾値Tk未満であるか否かを判定する。運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが介入判定閾値Tk未満であると判定した場合には、車両Vの運転状態を自動運転状態へ切り換える(S14)。S14に示す切換処理が終了すると、図11に示すフローチャートを終了する。なお、車両Vの運転状態は手動運転状態から自動運転状態へ遷移し、図11に示すフローチャートの前提である手動運転状態ではなくなるため、この後に図11に示すフローチャートを繰り返す処理は行われず、後述する図12に示すフローチャートが開始される。
一方、運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが介入判定閾値Tk未満でないと判定した場合には、手動運転開始閾値Thを用いた判定処理(S16)を行う。運転状態切換部16は、S16に示す手動運転開始閾値Thを用いた判定処理として、内部センサ3の検出結果に基づく操作量T(例えば操舵トルク)が手動運転開始閾値Th未満であるか否かを判定する。運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが手動運転開始閾値Th未満であると判定した場合には、車両Vの運転状態を協調運転状態へ切り換える(S18)。S18に示す切換処理が終了すると、図11に示すフローチャートを終了する。なお、車両Vの運転状態は手動運転状態から協調運転状態へ遷移し、図11に示すフローチャートの前提である手動運転状態ではなくなるため、この後に図11に示すフローチャートを繰り返す処理は行われず、後述する図12に示すフローチャートが開始される。
一方、運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが手動運転開始閾値Th未満でないと判定した場合には、手動運転状態を維持する(S20)。同様に、運転状態切換部16は、自動運転ON/OFFスイッチ70に自動運転開始の要求操作が入力されていないと判定した場合には、手動運転状態を維持する(S20)。そして、図11に示すフローチャートを終了する。なお、車両Vの運転状態は手動運転状態から遷移していないため、この後に図11に示すフローチャートが繰り返し実行される。
次に、車両Vの運転状態が自動運転状態又は協調運転状態の場合において、車両システム100が行う運転状態の切換処理について説明する。図12は、操舵トルクを用いて車両Vの運転状態を自動運転状態又は協調運転状態に切り換える切換処理の一例を説明するフローチャートである。図12に示す制御処理は、自動運転状態又は協調運転状態である場合に所定の周期で繰り返し実行される。
図12に示すように、まず、運転状態切換部16は、S32に示す介入判定閾値Tkを用いた判定処理として、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが介入判定閾値Tk未満であるか否かを判定する。運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが介入判定閾値Tk未満であると判定した場合には、車両Vの運転状態を自動運転状態に決定する(S34)。つまり、運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合には、自動運転状態を維持し、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合には、自動運転状態へ切り換える。S34に示す処理が終了すると、図12に示すフローチャートを終了する。なお、車両Vの運転状態は手動運転状態へ遷移していないため、この後に図12に示すフローチャートが繰り返し実行される。
一方、運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが介入判定閾値Tk未満でないと判定した場合には、手動運転開始閾値Thを用いた判定処理(S36)を行う。運転状態切換部16は、S36に示す手動運転開始閾値Thを用いた判定処理として、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが手動運転開始閾値Th未満であるか否かを判定する。運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づくトルクが手動運転開始閾値Th未満であると判定した場合には、車両Vの運転状態を協調運転状態に決定する(S38)。つまり、運転状態切換部16は、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合には、協調運転状態へ切り換え、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合には、協調運転状態を維持する。S38に示す処理が終了すると、図12に示すフローチャートを終了する。なお、車両Vの運転状態は手動運転状態へ遷移していないため、この後に図12に示すフローチャートが繰り返し実行される。
一方、運転状態切換部16は、内部センサ3の検出結果に基づく操舵トルクが手動運転開始閾値Th未満でないと判定した場合には、手動運転状態へ切り換える(S40)。そして、図12に示すフローチャートを終了する。なお、運転状態は自動運転状態又は協調運転状態から手動運転状態へ遷移し、図12に示すフローチャートの前提である自動運転状態又は協調運転状態ではなくなるため、この後に図12に示すフローチャートを繰り返す処理は行われず、図11に示すフローチャートが開始される。
以上、図11,12に示すように、運転状態切換部16によって、自動運転状態、協調運転状態及び手動運転状態がステアリング操作に応じた操舵トルクに基づいて切り換えられる。なお、図11,12では、自動運転状態及び協調運転状態である場合に、自動運転ON/OFFスイッチ70に自動運転開始の要求操作が入力された後に自動運転終了の要求操作が入力されたときについては図示を省略しているが、この場合、運転状態切換部16は、自動運転状態及び協調運転状態から手動運転状態へ切り換える処理を行う。
上記説明では、運転操作の一例であるステアリング操作の操作量(操舵トルク)に基づいて運転状態切換部16が車両Vの運転状態を切り換える場合を説明したが、操舵トルクを舵角に置き換えてもよいし、アクセルペダル又はブレーキペダルの踏込み量(ペダル位置)に置き換えてもよい。つまり、運転状態切換部16は、ステアリング操作の舵角に基づいて車両Vの運転状態を切り換えてもよいし、アクセルペダル又はブレーキペダルの踏込み量に基づいて車両Vの運転状態を切り換えてもよい。
次に、車両システム100が行う操作量Tの表示処理について説明する。図13は、操作量Tの表示処理の一例を説明するフローチャートである。図13に示す制御処理は、例えば、車両Vの運転状態が自動運転状態又は協調運転状態である場合に所定の周期で繰り返し実行される。なお、手動運転状態である場合であっても、図13に示す制御処理を所定の周期で繰り返し実行してもよい。
図13に示すように、まず、運転操作情報取得部15は、運転操作情報を取得したか否かを判定する(S100)。運転操作情報取得部15は、運転操作情報を取得しないと判定した場合、図13に示すフローチャートを終了する。その後、運転操作情報取得部15は、所定時間の経過後に、再びS100の判定を開始する。
情報出力部18は、運転操作情報取得部15が運転操作情報を取得しないと判定した場合、運転操作情報に基づいて表示部7aに制御信号を送信することにより、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示する(S102)。
以上、本実施形態に係る車両システム100によれば、車両Vの運転状態が操作量Tに応じて切り換わる場合に、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示部7aに表示するので、運転者は車両Vの運転状態が切り替わるまでの操作量Tを把握することができる。従って、この車両システム100によれば、運転者が意図に沿ったタイミングで操作量Tによる車両Vの運転状態の切り換えを行うことができる。
なお、上述したように車両システム100は、自動運転状態と手動運転状態の二つの運転状態にのみ切り替え可能な態様であってもよい。この場合、車両システム100は、手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示部7aに表示するので、運転者は車両Vの運転状態が手動運転状態に切り替わるまでの操作量Tを把握することができ、運転者が意図に沿ったタイミングで操作量Tによる手動運転状態への切り換えを行うことができる。同様に、車両システム100は、協調運転状態と手動運転状態の二つの運転状態にのみ切り替え可能な態様であってもよい。この場合も、車両システム100は、手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示部7aに表示するので、運転者が意図に沿ったタイミングで操作量Tによる手動運転状態への切り換えを行うことができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
[変形例1]
上述した実施形態では、自動運転状態から協調運転状態への切り換えの閾値と、協調運転状態から自動運転状態への切り換えの閾値とを、同一の閾値を用いた場合を説明したが、同一でない閾値を用いてもよい。図14(A)は、操作量Tの増加による運転状態の遷移の他の例を説明する図である。図14(A)に示すように、車両システム100は、例えば、自動運転状態から協調運転状態への切り換えの閾値を介入判定閾値Tkとし、協調運転状態から自動運転状態への切り換えの閾値を自動運転開始閾値Tfとすることができる。つまり、車両システム100は、車両Vの運転状態が自動運転状態から協調運転状態へ切り換えられた後、操作量Tが介入判定閾値Tk未満になったときであっても自動運転開始閾値Tf以上である場合には、車両Vの運転状態を協調運転状態に維持する。このようにヒステリシスを設けることにより、閾値付近で状態の切り換えが頻発することを避けることができる。自動運転開始閾値Tfは、介入判定閾値Tkよりも小さい任意の値である。具体的には、操作量が介入判定閾値T1にほぼ等しいときに、運転状態の切り換えが頻発することを回避することができる。
図14(A)に示すように、現在の運転状態によって切り換えの閾値が変更される場合、情報出力部18は、現在の運転状態によって表示部7aに表示する閾値を変更する。情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合、自動運転開始閾値Tfを表示せず、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thを表示する。すなわち、情報出力部18は、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示部7aに表示する。一方、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、介入判定閾値Tkを表示せず、自動運転開始閾値Tf及び手動運転開始閾値Thを表示する。すなわち、情報出力部18は、自動運転開始閾値Tf及び手動運転開始閾値Thに対する操作量Tの状態を表示部7aに表示する。また、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が手動運転状態の場合も、介入判定閾値Tkを表示せず、自動運転開始閾値Tf及び手動運転開始閾値Thを表示する。或いは、情報出力部18は、車両Vの運転状態が手動運転状態の場合、手動運転開始閾値Thのみを表示してもよい。
図14(A)に示すように、現在の運転状態によって切り換えの閾値を変更する場合、情報出力部18は、移行後通知及び移行前通知のタイミングも変更する。情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合に、操作量Tが増加して介入判定閾値Tkに至ったとき、移行後通知をオンにする。情報出力部18は、移行後通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行後通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの増加に応じて移行後通知をオフにしてもよい。図14(B)は、操作量Tの増加と移行後通知のオンオフの関係の他の例を説明する図である。図14(A)及び図14(B)に示すように、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合、操作量Tが増加して介入判定閾値Tkに至ってから設定値Tk1に至るまでの間、移行後通知を行う。すなわち、情報出力部18は、操作量Tが増加して介入判定閾値Tkに至った場合に移行後通知をオンにすると共に、操作量Tが更に増加して設定値Tk1に至った場合に移行後通知をオフにする。
また、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合に、操作量Tが増加して設定値Th0に至ったとき、移行前通知をオンにする。情報出力部18は、移行前通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行前通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの増加に応じて移行前通知をオフにしてもよい。図14(C)は、操作量Tの増加と移行前通知のオンオフの関係の他の例を説明する図である。図14(A)及び図14(C)に示すように、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、操作量Tが増加して設定値Th0に至ってから手動運転開始閾値Thに至るまでの間、移行前通知を行う。
続いて、図15(A)は、操作量Tの減少による運転状態の遷移の他の例を説明する図である。図15(A)に示すように、情報出力部18は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合に、操作量Tが減少して介入判定閾値Tk未満になったとしても、運転状態が自動運転状態に移行しないため移行後通知を行わない。情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合に、操作量Tが減少して自動運転開始閾値Tf未満になったとき、移行後通知をオンにする。情報出力部18は、移行後通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行後通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの減少に応じて移行後通知をオフにしてもよい。図15(B)は、操作量Tの減少と移行後通知のオンオフの関係の他の例を説明する図である。図15(A)及び図15(B)に示すように、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、操作量Tが減少して自動運転開始閾値Tff未満になってから設定値Tf0に至るまでの間、移行後通知を行う。設定値Tf0は、自動運転開始閾値Tfよりも小さい任意の値である。
また、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合に、操作量Tが減少して設定値Tf1未満になったとき、移行前通知をオンにする。設定値Tf1は、自動運転開始閾値Tfより大きく、介入判定閾値Tkより小さい任意の値である。情報出力部18は、移行前通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行前通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの減少に応じて移行前通知をオフにしてもよい。図15(C)は、操作量Tの減少と移行前通知のオンオフの関係の他の例を説明する図である。図15(A)及び図15(C)に示すように、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、操作量Tが減少して設定値Tf1未満になってから自動運転開始閾値Tf未満になるまでの間、移行前通知を行う。
[変形例2]
上述した実施形態の協調運転状態では、運転者の操作量と、走行計画に基づく制御目標値とを重み付けした値を用いて協調運転を行ってもよい。このように設定することで、協調運転状態におけるシステム介入度合いを変更することができるので、車両挙動を考慮して運転状態の推移を行うことができる。例えば、制御目標が操舵トルクの場合、運転者の操舵トルクをT、システム入力トルクをTsとすると、以下の数式を用いて目標操舵トルクTを導出してもよい。
=w・T+w・Ts
なお、w及びwが重みである。重みw,wは、定数であってもよいし、可変であってもよい。重みw,wは、例えば車両Vの速度に応じて変更してもよい。
図16(A)は、操作量Tの増加による運転状態の遷移の更に他の例を説明する図である。図16(A)は、協調運転状態における重み付けの変更の一例を説明する図である。図16(A)では、図16(A)に示すように、車両システム100は、介入判定閾値Tkよりも大きく手動運転開始閾値Thよりも小さい中間閾値Tmを設定し、介入判定閾値Tkと中間閾値Tmの間の区間M1における重みw,wと、中間閾値Tmと手動運転開始閾値Thの間の区間M2における重みw,wとを異ならせている。ここでは、区間M1では、走行計画に基づく制御目標値の方が運転者の操作量よりも重みを大きく設定し(w<w)、区間M2では、走行計画に基づく制御目標値の方が運転者の操作量よりも重みを小さく設定している(w>w)。このように、閾値を設定して協調運転状態における重み付けの変更を行ってもよい。なお、図16(A)では、閾値を1つ設けて重みを変更する例を説明したが、2以上の閾値を設けて重みを変更してもよい。
図16(A)に示すように、情報出力部18は、例えば、介入判定閾値Tk、中間閾値Tm、及び手動運転開始閾値Thの三つの閾値を用いる場合、全ての閾値を表示部7aに表示する。情報出力部18は、介入判定閾値Tk、中間閾値Tm、及び手動運転開始閾値Thの三つの閾値に対する操作量Tの状態を表示部7aに表示する。
情報出力部18は、例えば、中間閾値Tmも、図4〜図6に示す介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thと同様に表示する。或いは、情報出力部18は、重み付けという内部パラメータの閾値である中間閾値Tmを、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thと比べて弱い表示としてもよい。すなわち、情報出力部18は、例えば、図5に示す表示例2において、Tmの文字を表示せず、介入判定閾値Tk及び手動運転開始閾値Thの間に、色彩の違いによる境界線又は輝度の違いによる境界線として中間閾値Tmを表わしてもよい。図5に示す表示例3及び表示例4においても、同様の手法により中間閾値Tmを弱く表示することができる。
図16(A)に示すように、情報出力部18は、操作量Tが増加して介入判定閾値Tk、中間閾値Tm、又は手動運転開始閾値Thの何れかに至ったとき、移行後通知をオンにする。情報出力部18は、移行後通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行後通知をオフにする。
なお、情報出力部18は、操作量Tの増加に応じて移行後通知をオフにしてもよい。図16(B)は、操作量Tの増加と移行後通知のオンオフの関係の更に他の例を説明する図である。図16(A)及び図16(B)に示すように、情報出力部18は、例えば、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合、操作量Tが増加して介入判定閾値Tkに至ってから設定値Tk1に至るまでの間、移行後通知を行う。また、情報出力部18は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、操作量Tが増加して中間閾値Tmに至ってから設定値Tm1に至るまでの間、移行後通知を行う。更に、情報出力部18は、操作量Tが増加して手動運転開始閾値Thに至ってから設定値Th1に至るまでの間、移行後通知を行う。設定値Tm1は、中間閾値Tmより大きく、手動運転開始閾値Thより小さい任意の値である。
また、情報出力部18は、例えば、操作量Tが増加して設定値Tk0、設定値Tm0、又は設定値Th0に至ったとき、移行前通知をオンにする。情報出力部18は、移行前通知を開始してから一定時間が経過した場合、移行前通知をオフにする。設定値Tm0は、介入判定閾値Tkより大きく、中間閾値Tmより小さい任意の値である。
なお、情報出力部18は、操作量Tの増加に応じて移行前通知をオフにしてもよい。図16(C)は、操作量Tの増加と移行前通知のオンオフの関係の他の例を説明する図である。図16(A)及び図16(C)に示すように、情報出力部18は、車両Vの運転状態が自動運転状態の場合、操作量Tが増加して設定値Tk0に至ってから介入判定閾値Tkに至るまでの間、移行前通知を行ってもよい。また、情報出力部18は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、操作量Tが増加して設定値Tm0に至ってから中間閾値Tmに至るまでの間、移行前通知を行ってもよい。更に、情報出力部18は、車両Vの運転状態が協調運転状態の場合、操作量Tが増加して設定値Th0に至ってから手動運転開始閾値Thに至るまでの間、移行前通知を行ってもよい。
その他、図16(B)及び図16(C)において、情報出力部18は、中間閾値Tmに関する移行後通知及び移行前通知を行ったが、中間閾値Tmに係る移行後通知及び移行前通知は行わなくてもよい。同様に、情報出力部18は、介入判定閾値Tkに関する移行後通知及び移行前通知を行わなくてもよい。なお、情報出力部18は、操作量Tが減少する場合においても、中間閾値Tmに関する移行後通知及び移行前通知の何れか一方を行ってもよく、何れも行わなくてもよい。
1…外部センサ、2…GPS受信部、3…内部センサ、4…地図データベース、5…ナビゲーションシステム、6…アクチュエータ、7…HMI、7a…表示部、7b…音声出力部、11…車両位置認識部、12…外部状況認識部、13…走行状態認識部、14…走行計画生成部、15…運転操作情報取得部、16…運転状態切換部、17…走行制御部、18…情報出力部、70…自動運転ON/OFFスイッチ、100…車両システム、Th…手動運転開始閾値(第1の閾値)、Tk…介入判定閾値(第2の閾値)。

Claims (2)

  1. 車両の周辺情報及び前記車両が予め有する地図情報に基づいて生成された走行計画を用いて前記車両の走行を制御する自動運転状態、及び、前記車両の周辺情報に基づく車両制御と運転者の運転操作とを協調させて前記車両を走行させる協調運転状態のうち少なくとも一方を含む第1の運転状態と、前記運転者の運転操作を前記車両の走行に反映させる第2の運転状態と、を切換可能な車両システムであって、
    前記車両のステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうち少なくとも1つに関する前記運転者の運転操作の操作量を取得する運転操作情報取得部と、
    前記車両が前記第1の運転状態である場合、前記操作量が第1の閾値以上になったときに前記車両を前記第2の運転状態に切り換える運転状態切換部と、
    前記第1の閾値に対する前記操作量の状態を表示する表示部と、
    を備える、車両システム。
  2. 前記第1の運転状態には、前記自動運転状態及び前記協調運転状態の両方が含まれ、
    前記運転状態切換部は、前記車両が前記自動運転状態である場合に前記操作量が第2の閾値以上かつ前記第1の閾値未満になったとき前記車両を前記協調運転状態に切り換え、前記車両が協調運転状態である場合に前記操作量が前記第2の閾値未満になったとき前記車両を前記自動運転状態に切り換え、前記車両の運転状態が協調運転状態である場合に前記操作量が前記第1の閾値以上になったとき前記車両を前記第2の運転状態に切り換え、
    前記表示部は、前記第1の閾値及び前記第2の閾値に対する前記操作量の状態を表示する、請求項1に記載の車両システム。
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