JP2018134971A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転に切り替わっても、違和感なく、円滑な運転操作を行うことが可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置１０は、自動運転の少なくとも一部を運転者による手動運転に引き継ぐことに先立って、運転者に引継ぎ要求を出す引継要求部６４と、自動運転から手動運転に引き継いだ後の運転者にとっての運転難易度に基づいて、引継要求部６４による引継要求を出すタイミングを設定する引継要求タイミング設定部７０とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動運転により自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置に関する。

特許文献１では、交通情報を考慮して自動運転制御による走行が可能か否かを正確に判定することを可能にすることを課題としている。

当該課題を解決するため、特許文献１では、推奨経路の候補である候補経路や案内経路等の車両の走行予定経路を取得し、取得された走行予定経路に含まれる自動運転区間において自動運転制御を中断すべき中断理由が生じている中断推奨区間を特定する。そして、中断推奨区間周辺の交通情報を取得し、取得された交通情報に基づいて中断推奨区間において自動運転制御による走行が可能か否か判定し、判定結果に基づいて自動運転制御を中断する中断区間を特定する。

特開２０１５−１７５８２４号公報

特許文献１記載では、自動運転を一旦中断して運転者による手動運転に切り替えることを前提とした中断推奨区間での交通情報を取得する。例えばカメラで周囲の状況を検出することが困難な天候等によって中断推奨区間での自動運転が不可の場合、自動運転を中断して手動運転に引き継ぐようにしている。

しかしながら、予め設定された中断推奨区間での道路の形状や他の車両等の交通状況、天候等によっては、手動運転に切り替わった際に、違和感を感じたり、円滑な運転操作を行うことができない可能性もある。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、自動運転から手動運転に切り替わっても、違和感なく、円滑な運転操作を行うことが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る車両制御装置は、自動運転により自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、前記自動運転の少なくとも一部を運転者による手動運転に引き継ぐことに先立って、前記運転者に引継ぎ要求を出す引継要求部と、前記自動運転から前記手動運転に引き継いだ後の前記運転者にとっての運転難易度に基づいて、前記引継要求部による引継ぎ要求を出すタイミングを設定するタイミング設定部とを有することを特徴とする。

ここで、「自動運転の少なくとも一部を運転者による手動運転に引き継ぐ」とは、以下の場合を含む。
（ｉ） 完全自動運転 → 走行支援のない手動運転、或いは一部が走行支援された手動運転
（ｉｉ） 走行制御を部分的に自動で行う一部自動運転 → 走行支援のない手動運転、或いは一部が走行支援された手動運転

そして、本発明では、手動運転への引き継ぎに先立って、運転者に引継ぎ要求が出されるため、運転者は、手動運転への引き継ぎが行われることを事前に知ることができる。手動運転に対する心の準備ができるため、スムーズに手動運転に移行することが可能となる。

また、自動運転から手動運転に引き継いだ後の運転者にとっての運転難易度に基づいて、引継ぎ要求を出すタイミングを設定している。これにより、運転者に対し、本来の手動運転をすべき位置に到達するまでに、時間的余裕（準備時間）を持たせることができる。この準備時間において、運転者が事前に手動運転を行い、しかも、運転難易度が高いほど、準備時間を長くとる等の設定ができるため、本来の手動運転をすべき位置に到達しても、運転者はスムーズに手動運転で対応することが可能となる。

［２］ 本発明において、前記タイミング設定部は、前記引継ぎ要求を出すタイミングを前記運転難易度が低い位置に設定してもよい。

これにより、本来の手動運転をすべき位置に到達するまでの時間的余裕（準備時間）を確保する際に、運転者は運転難易度の低いところで手動運転に移行することができ、自動運転から手動運転に切り替わっても、違和感なく、円滑な運転操作を行うことができる。

［３］ 本発明において、前記タイミング設定部は、設定したタイミングに対応する位置から進行方向に所定距離内に運転難易度の高い走行区間が想定される場合、前記設定したタイミングよりも早めのタイミングに設定してもよい。

設定したタイミングに対応する位置が運転難易度の低い走行区間内であっても、その位置から進行方向に所定距離内に運転難易度の高い走行区間があれば、引継ぎ要求に基づいて、手動運転に引き継いだ際に、運転難易度の高い走行区間に入ってしまい、円滑な運転操作を行うことができなくなるおそれがある。

そこで、設定したタイミングに対応する位置から進行方向に所定距離内に運転難易度の高い走行区間が想定される場合、設定したタイミングよりも早めのタイミングに設定することで、運転難易度の高い走行区間に入るまでの時間的余裕ができ、手動運転に引き継いだ際に、円滑な運転操作を行うことができる。なお、所定距離としては、自車両の現在の車速においての所定時間後でもよい。

［４］ 本発明において、前記タイミング設定部は、前記自車両の前方に逆光が検出される走行区間を、前記運転難易度が高いと認定して、引継要求の前記タイミングを設定してもよい。

自車両の前方に逆光が検出される走行区間では、逆光によって手動運転がしづらくなる場合がある。そこで、自車両の前方に逆光が検出される走行区間を、運転難易度が高いと認定することで、当該走行区間に引継ぎ要求が出されなくなる。その結果、逆光下での手動運転への引継ぎがなくなり、スムーズに手動運転に移行することが可能となる。

［５］ 本発明において、前記引継要求部からの引継ぎ要求の際に、前記自車両の前後少なくとも一方の車間距離を、前記自動運転状態での目標車間距離よりも広げてもよい。

これにより、引継ぎ要求に基づいて、手動運転に引き継ぐ際に、自車両の前後少なくとも一方の車間距離が、自動運転状態での目標車間距離よりも広くなることから、前方や後方を走行する他の車両の接近に気を取られる（注意を奪われる）ことなく、手動運転への引継ぎをスムーズに行うことができる。

［６］ 本発明において、さらに、前記引継要求部からの引継ぎ要求の際に、前記運転者に対して、手動運転を行うにあたって推奨できる運転情報を提供する運転情報提供部を有してもよい。

推奨できる運転情報として、例えば「先行車との車間を維持してください」「この先にカーブがあります」「隣接車線渋滞のため、車線変更はご注意ください」「後続車との距離が近いので加速してください」「先行車との距離が近いので減速してください」等、車両操作にかかる注意喚起や、例えば車速、アクセル開度、ブレーキ開度、操舵角等が挙げられる。

引継ぎ要求に基づいて手動運転に引き継いだ際、運転者がすぐに手動運転に移行できない場合もあり得る。このような場合でも上記運転情報を提供することで、運転者は提供された運転情報を参考に、或いは運転情報に基づくティーチングによって手動運転を開始することができ、自動運転から手動運転にスムーズに移行することができる。

本発明に係る車両制御装置によれば、自動運転から手動運転に切り替わっても、違和感なく、円滑な運転操作を行うことが可能となる。

本実施の形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 モード移行処理部を示すブロック図である。 自車両が合流路に向かって走行している状態の一例を示す説明図である。 図４Ａは引継要求タイミング設定部の第１タイミング設定部での引継ぎ要求地点（Ｐｂｎ）の設定位置の一例を示す説明図であり、図４Ｂは第２タイミング設定部での引継ぎ要求地点（Ｐｂｎ）の設定位置の一例を示す説明図であり、図４Ｃは第３タイミング設定部での引継ぎ要求地点（Ｐｂｎ）の設定位置の一例を示す説明図である。 図５Ａ及び図５Ｂは引継要求タイミング設定部の第４タイミング設定部での仮の引継ぎ要求地点（Ｐｃｎ）及び引継ぎ要求地点（Ｐｂｎ）の設定位置の一例を示す説明図である。 本実施の形態に係る車両制御装置の処理動作を示すフローチャート（その１）である。 本実施の形態に係る車両制御装置の処理動作を示すフローチャート（その２）である。 図８Ａは引継要求タイミング設定部の第１タイミング設定部での処理動作を示すフローチャートであり、図８Ｂは引継要求タイミング設定部の第２タイミング設定部での処理動作を示すフローチャートである。 引継要求タイミング設定部の第３タイミング設定部での処理動作を示すフローチャートである。 引継要求タイミング設定部の第４タイミング設定部での処理動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る車両制御装置の実施の形態例を図１〜図１０を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。

車両制御装置１０は、自車両１００に組み込まれており、且つ、自動運転又は手動運転により車両の走行制御を行う。この場合、「自動運転」は、車両の走行制御を全て自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」を含む概念である。

車両制御装置１０は、基本的には、入力系装置群と、制御システム１２と、出力系装置群とから構成される。入力系装置群及び出力系装置群をなす各々の装置は、制御システム１２に通信線を介して接続されている。

入力系装置群は、外界センサ１４と、通信装置１６と、ナビゲーション装置１８と、車両センサ２０と、自動運転スイッチ２２と、操作デバイス２４に接続された操作検出センサ２６と、を備える。

出力系装置群は、図示しない車輪を駆動する駆動力装置２８と、当該車輪を操舵する操舵装置３０と、当該車輪を制動する制動装置３２と、主に視覚・聴覚を通じて運転者に報知する報知装置３４（報知部）と、を備える。

外界センサ１４は、車両の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得し、当該外界情報を制御システム１２に出力する。外界センサ１４は、具体的には、複数のカメラ３８と、複数のレーダ３９と、複数のＬＩＤＡＲ４０（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）を含んで構成される。

通信装置１６は、路側機、他の車両、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報、他の車両に関わる情報、プローブ情報又は最新の地図情報４４を送受信する。この地図情報４４は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、或いはナビゲーション装置１８に記憶される。

ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置を検出可能な衛星測位装置と、ユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置又はユーザによる指定位置に基づいて、あるレーンを走行中に、指定した目的地までの経路又は道なりの経路を算出し、制御システム１２に出力する。ナビゲーション装置１８により算出された経路は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、予定走行経路情報４６として記憶される。

車両センサ２０は、車両の走行速度Ｖ（車速）を検出する速度センサ、加速度を検出する加速度センサ、横Ｇを検出する横Ｇセンサ、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、向き・方位を検出する方位センサ、勾配を検出する勾配センサを含み、各々のセンサからの検出信号を制御システム１２に出力する。これらの検出信号は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、自車情報４８として記憶される。

自動運転スイッチ２２は、例えば、インストルメントパネルに設けられた押しボタンスイッチである。自動運転スイッチ２２は、ドライバを含むユーザのマニュアル操作により、複数の運転モードを切り替え可能に構成される。

操作デバイス２４は、アクセルペダル、ステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバーを含んで構成される。操作デバイス２４には、ドライバによる操作の有無や操作量、操作位置を検出する操作検出センサ２６が取り付けられている。

操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込量（アクセル開度）、ステアリング操作量（操舵量）、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を車両制御部６０に出力する。

駆動力装置２８は、駆動力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置２８は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車両の走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して、或いは直接的に車輪に伝達する。

操舵装置３０は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とから構成される。操舵装置３０は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車輪（操舵輪）の向きを変更する。

制動装置３２は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置３２は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車輪を制動する。

報知装置３４は、報知ＥＣＵと、表示装置と、音響装置とから構成される。報知装置３４は、制御システム１２（具体的には、モード移行処理部５４）から出力される報知指令に応じて、自動運転又は手動運転に関わる報知動作（後述するＴＯＲを含む）を行う。

ここで、自動運転スイッチ２２が押される度に、「自動運転モード」と「手動運転モード」（非自動運転モード）が順次切り替わるように設定されている。これに代わって、ドライバの意思確認を確実にするため、例えば、２度押しで手動運転モードから自動運転モードに切り替わり、１度押しで自動運転モードから手動運転モードに切り替わるように設定することもできる。

自動運転モードは、ドライバが、操作デバイス２４（具体的には、アクセルペダル、ステアリングホイール及びブレーキペダル）の操作を行わない状態で、車両が制御システム１２による制御下に走行する運転モードである。換言すれば、自動運転モードは、制御システム１２が、逐次作成される行動計画に従って、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２の一部又は全部を制御する運転モードである。

なお、ドライバが、自動運転モードの実行中に操作デバイス２４を用いた所定の操作を行うと、自動運転モードが自動的に解除されると共に、運転の自動化レベルが相対的に低い運転モード（手動運転モードを含む）に切り替わる。以下、自動運転から手動運転へ移行させるために、ドライバが自動運転スイッチ２２又は操作デバイス２４を操作することを「テイクオーバー操作」ともいう。

制御システム１２は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、上記した記憶装置４２のほか、各種機能実現部を備える。なお、機能実現部は、この実施の形態では、ＣＰＵ（中央処理ユニット）が記憶装置４２に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウエア機能部であるが、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路からなるハードウエア機能部により実現することもできる。

制御システム１２は、記憶装置４２及び車両制御部６０のほか、外界認識部５０と、行動計画作成部５２と、モード移行処理部５４と、情報取得部５６と、軌道生成部５８と、を含んで構成される。

外界認識部５０は、入力系装置群により入力された各種情報（例えば、外界センサ１４からの外界情報）を用いて、車両の両側にあるレーンマーク（白線）を認識し、停止線・信号機の位置情報、又は走行可能領域を含む「静的」な外界認識情報を生成する。また、外界認識部５０は、入力された各種情報を用いて、駐停車車両等の障害物、人・他車両等の交通参加者、又は信号機の灯色を含む「動的」な外界認識情報を生成する。

行動計画作成部５２は、外界認識部５０による認識結果に基づいて行動計画（イベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画を更新する。イベントの種類として、例えば、減速、加速、分岐、合流、レーンキープ、レーン変更、追い越しが挙げられる。ここで、「減速」「加速」は、車両を減速又は加速させるイベントである。「分岐」「合流」は、分岐地点又は合流地点にて車両を円滑に走行させるイベントである。「レーン変更」は、車両の走行レーンを変更させるイベントである。「追い越し」は、車両に前走車両を追い越させるイベントである。

また、「レーンキープ」は、走行レーンを逸脱しないように車両を走行させるイベントであり、走行態様との組み合わせによって細分化される。走行態様として、具体的には、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、或いは障害物回避走行が含まれる。

軌道生成部５８は、記憶装置４２から読み出した地図情報４４、予定走行経路情報４６及び自車情報４８を用いて、行動計画作成部５２により作成された行動計画に従う走行軌道（目標挙動の時系列）を生成する。この走行軌道は、具体的には、少なくとも位置及び速度をデータ単位とする時系列データセットである。もちろん、データ単位は、姿勢角、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角の少なくとも１つをさらに含んでもよい。

車両制御部６０は、軌道生成部５８により生成された走行軌道（目標挙動の時系列）に従って、車両を走行制御するための各々の車両制御値を決定する。そして、車両制御部６０は、得られた各々の車両制御値を、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２に出力する。

情報取得部５６は、車両の走行環境に関する条件（以下、環境条件）の判定処理に必要な情報を取得する。必要な情報には、具体例として、時間情報（例えば、現在時刻・時間帯・到着予想時刻）、地理情報（例えば、緯度・経度・標高・地形・高低差）、天候情報（例えば、天気・気温・湿度・予報情報）が挙げられる。

一方、モード移行処理部５４は、運転モードの移行処理を行うと共に、行動計画作成部５２、報知装置３４に向けて信号を出力する。具体的には、モード移行処理部５４は、図２に示すように、走行環境取得部６２、引継要求部６４、引継要求地点設定部６６、運転難易度取得部６８、引継要求タイミング設定部７０（第１タイミング設定部７０Ａ〜第４タイミング設定部７０Ｄ）、引継要求タイミング補正部７２、運転情報提供部７４として機能する。なお、図２では、引継要求タイミング設定部７０として、第１タイミング設定部７０Ａ〜第４タイミング設定部７０Ｄを示している。この場合、第１タイミング設定部７０Ａ〜第４タイミング設定部７０Ｄの全てを含む必要はなく、車種や仕様等によって、第１タイミング設定部７０Ａ〜第４タイミング設定部７０Ｄのうち、少なくとも１つを含めればよい。

走行環境取得部６２は、自車両１００の走行環境を取得する。この走行環境には、外界認識部５０による直近の認識結果、又は、情報取得部５６からの取得情報（例えば、上記した時間情報・地理情報・天候情報）が含まれる。

引継要求部６４は、ドライバに対して手動運転への引き継ぎ（テイクオーバー）を要求する要求動作を行う。これにより、報知装置３４は、引継要求部６４からの要求動作（報知指令）に応じて、ドライバに対して引き継ぎを行うべき旨を報知する。以下、この要求動作から報知動作までの一連の動作のことを「ＴＯＲ」（テイクオーバーリクエスト）という場合がある。

引継要求地点設定部６６は、自車両１００の走行中に、予定走行経路情報４６が示す自車両１００の予定走行経路のうち、ドライバによる手動運転への引継ぎ要求（ＴＯＲ：テイクオーバーリクエスト）を行う可能性のある走行区間ＺａｎにＴＯＲ候補地点Ｐａｎを設定する。このＴＯＲ候補地点Ｐａｎとしては、合流路、分岐路、レーン変更、交差点、渋滞等の地点が挙げられる。

例えば図３に示すように、予定走行経路中、ＴＯＲを行う可能性がある走行区間Ｚａｎとして合流路６７を想定したとき、合流路の走行区間ＺａｎにＴＯＲ候補地点Ｐａｎが設定される。そして、合流路６７の走行区間Ｚａｎから自車両１００に向かって例えば直線コース、カーブ、高低差（坂道等）、交差点等の道路形状によって走行区間が設定される。もちろん、所定距離（例えば３００ｍ〜１ｋｍ）単位に走行区間を設定してもよい。図３の例では、合流路６７の走行区間Ｚａｎから自車両１００に向かって、道路形状（直線コース、カーブ等）に応じて走行区間Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が設定された例を示す。なお、図３では、走行区間に対して自車両１００を含む車両の大きさを誇張して示してある。また、自車両１００が合流路６７に向かうまでの予定走行経路としては、高速道路や一般道が挙げられる。直線コースは曲率半径が例えば５００ｍ以上、カーブは曲率半径が例えば５００ｍ未満の道路を示す。

運転難易度取得部６８は、自車両１００の走行中に、各ＴＯＲ候補地点Ｐａｎでの運転難易度と、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００の現在位置までの運転難易度とを取得する。運転難易度とは、手動運転に引き継いだ後のドライバにとっての運転難易度をいう。この運転難易度は、例えば下記事項に適合する個数に応じて高くなる。下記事項はあくまでも一例であり、運転難易度が高くなる事項としては、下記事項のほか、様々な事項が挙げられることはもちろんである。

（ａ） 合流路６７の距離が短い（例えば１００ｍ未満）。
（ｂ） 合流路６７での側方、後方の視認が困難な道路構造をしている。
（ｃ） 分岐路の距離が短い（例えば１００ｍ未満）。
（ｄ） カーブの曲率半径が小さく、手動運転に引き継いだ後のステアリング操作が大きい。
（ｅ） 通信インフラを通じて渋滞していることが判明している。
（ｆ） 逆光や雨・雪・霧等の天候不良

運転難易度取得部６８は、走行軌道の時系列データセットや地図情報等に基づいて、道路形状（直線コース、カーブ、坂道等）に応じた走行区間毎の運転難易度を取得する。

一例として、図３に、自車両１００の走行区間毎の運転難易度を示す。例えばＺ１（高）は走行区間Ｚ１の運転難易度が高く、Ｚ２（低）は走行区間Ｚ２の運転難易度が低いことを示す。

引継要求タイミング設定部７０は、設定されたＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度に基づいて、引継要求部６４による引継ぎ要求を出すタイミングを設定する。

引継要求タイミング設定部７０は、少なくとも４種類のタイミング設定部（第１タイミング設定部７０Ａ〜第４タイミング設定部７０Ｄ）があり、これらのうちの１つを仕様に応じて選択して、モード移行処理部５４に組み込むことができる。

第１タイミング設定部７０Ａは、設定されたＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度が高い場合に起動される。この第１タイミング設定部７０Ａは、図４Ａに示すように、１つの走行区間Ｚａｎに設定されたＴＯＲ候補地点Ｐａｎから第１所定距離Ｄａだけ自車両１００側に位置する走行区間Ｚｂｎに、引継ぎ要求地点（ＴＯＲ地点Ｐｂｎと記す）を設定する。

第１所定距離Ｄａとしては、例えば予め設定された固定値としての距離でもよいし、自車両１００の現在の車速に第１所定時間Ｔａを乗算した距離でもよい。また、自車両１００が走行区間Ｚａｎを走行する際の目標車速に第１所定時間Ｔａを乗算した距離でもよい。

合流路６７、分岐路等と走行区間との関係は例えば以下のように設定することができる。合流路６７であれば、合流路６７を示す案内標識の地点から合流路６７が終了する地点までの区間を走行区間として設定する。分岐路であれば、分岐路を示す案内標識の地点から分岐路が終了する地点までの区間を走行区間として設定する。

第２タイミング設定部７０Ｂは、運転難易度の高低に関わらず起動され、例えば図４Ｂに示すように、設定されたＴＯＲ候補地点Ｐａｎから第２所定距離Ｄｂに運転難易度Ｌｄを乗算した距離（Ｄｂ×Ｌｄ）だけ自車両１００側に位置する走行区間ＺｂｎにＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。

第２所定距離Ｄｂとしては、例えば予め設定された固定値としての距離でもよいし、自車両１００の現在の車速に第２所定時間Ｔｂを乗算した距離でもよい。また、自車両１００が走行区間Ｚａｎを走行する際の目標車速に第２所定時間Ｔｂを乗算した距離でもよい。

第３タイミング設定部７０Ｃは、第１タイミング設定部７０Ａと同様に、設定されたＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度が高い場合に起動され、自車両１００の予定走行経路のうち、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００の地点に向かって、手動運転への引継ぎがし易く（運転難易度が低く）、且つ、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから最も近接した走行区間にＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。

例えば図３に示すように、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００の走行区間までに４つの走行区間Ｚ１〜Ｚ４があり、そのうち、運転難易度の高い走行区間がＺ１及びＺ３である場合を想定する。この場合、図４Ｃに示すように、運転難易度の低い走行区間Ｚ２及びＺ４のうち、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから最も近接した走行区間Ｚ２に、ＴＯＲ地点Ｐｂｎが設定される。

第４タイミング設定部７０Ｄは、第１タイミング設定部７０Ａと同様に、設定されたＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度が高い場合に起動される。そして、例えば図５Ａに示すように、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００の地点に向かって、手動運転への引継ぎがし易く（運転難易度が低く）、且つ、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから最も近接した走行区間に仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎを設定する。図５Ａでは、上述した第３タイミング設定部７０Ｃの場合と同様に、運転難易度の低い走行区間Ｚ２及びＺ４のうち、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから最も近接した走行区間Ｚ２に、仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎを設定した例を示す。この場合、仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎから自車両１００の進行方向に第３所定距離Ｄｃだけ進んだ地点Ｐｄの運転難易度が高い。

第３所定距離Ｄｃとしては、例えば予め設定された固定値としての距離でもよいし、自車両１００の現在の車速に第３所定時間Ｔｃを乗算した距離でもよい。また、自車両１００が仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎを走行する際の目標車速に第３所定時間Ｔｃを乗算した距離でもよい。

そこで、第４タイミング設定部７０Ｄは、図５Ｂに示すように、仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎから自車両１００の進行方向と反対方向に第４所定距離Ｄｄだけ進んだ位置に、ＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。

第４所定距離Ｄｄとしては、例えば予め設定された固定値としての距離でもよいし、自車両１００の現在の車速に第４所定時間Ｔｄを乗算した距離でもよい。また、自車両１００が仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎを走行する際の目標車速に第４所定時間Ｔｄを乗算した距離でもよい。

上述した例えば第３タイミング設定部７０Ｃ及び第４タイミング設定部７０Ｄにおいては、走行環境取得部６２からの環境情報の逆光に関する情報も加味してＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定することが好ましい。例えば自車両１００の前方（進行方向）に逆光が検出される走行区間を、運転難易度が高いと認定して、当該走行区間に上述したＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定しない等である。逆光の情報としては、リアルタイムに入手した気象情報等からの西日の方向と、自車両１００の予定走行経路情報４６等に基づいて取得すること等が挙げられる。

ここで、図３に示すように、自車両１００の前方に逆光が検出される走行区間として、走行区間Ｚ４が存在する場合を想定する。この走行区間Ｚ４が例えば直線コースで、通常であれば、運転走行し易い運転難易度の低い走行区間であっても、時間帯によっては、逆光によって運転走行しづらい場合がある。そこで、自車両１００の前方に逆光が検出される走行区間を運転難易度の高い走行区間として認定し、この走行区間にはＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定しない。

一方、引継要求タイミング補正部７２は、設定されたＴＯＲ地点Ｐｂｎでの前方車両との車間距離Ｄｆを自動運転での目標車間距離Ｄｔ（ｍ）よりも広げる。例えば車間距離Ｄｆが目標車間距離Ｄｔ＋３（ｍ）未満であれば、例えば目標車間距離Ｄｔの＋３〜１０（ｍ）まで広げる。そして、車間距離Ｄｆが広がった段階で引継要求部６４を起動する。一方、設定されたＴＯＲ地点Ｐｂｎでの上記車間距離Ｄｆがすでに目標車間距離Ｄｔ＋３（ｍ）以上、或いは車間距離Ｄｆを広げることができなければ、上述した車間距離Ｄｆの調整を行わずに、引継要求部６４を起動する。

引継要求部６４は、引継要求タイミング補正部７２による起動に基づいて、報知装置３４にＴＯＲを報知するための指示信号を出力する。すなわち、上述した引継要求タイミング補正部７２は、車間距離の調整時間だけＴＯＲの出力タイミングを補正する。

運転情報提供部７４は、引継要求部６４からの引継ぎ要求の際に、運転者に対して、手動運転を行うにあたって推奨できる運転情報を提供する。推奨できる運転情報としては、例えば「先行車との車間を維持してください」「この先にカーブがあります」「隣接車線渋滞のため、車線変更はご注意ください」「後続車との距離が近いので加速してください」「先行車との距離が近いので減速してください」等、車両操作にかかる注意喚起や、例えば車速、アクセル開度、ブレーキ開度、操舵角等、並びに操作手順が挙げられる。これらの運転情報は、報知装置３４を通じて表示され、音声出力される。

次に、本実施の形態に係る車両制御装置１０の処理動作について図６〜図１０を参照しながら説明する。

先ず、図６のステップＳ１において、モード移行処理部５４は、自動運転モードが「オン」であるか否かを判別する。自動運転モードでない、すなわち、手動運転状態であれば（ステップＳ１：ＮＯ）、図７のステップＳ２に進み、車両制御装置１０は、自車両１００の手動運転状態を継続する。一方、自動運転モードであると判別された場合、すなわち、自車両１００が行動計画を基に走行中である場合は（図６のステップＳ１：ＹＥＳ）、図６のステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、引継要求地点設定部６６は、自車両１００の走行中に、自車両１００の予定走行経路のうち、ドライバによる手動運転への引継ぎ要求（ＴＯＲ）を行う可能性のあるＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。このＴＯＲ地点Ｐｂｎとしては、合流路、分岐路、車線変更、交差点等の地点等が挙げられる。

ステップＳ４において、運転難易度取得部６８は、自車両１００の走行中に、上述した手法によってＴＯＲ候補地点Ｐａｎでの運転難易度を取得する。

ステップＳ５において、引継要求タイミング設定部７０での処理に入る。ここで、引継要求タイミング設定部７０として第１タイミング設定部７０Ａ〜第４タイミング設定部７０Ｄのいずれかを採用した場合での処理を、図８Ａ〜図１０を参照しながら説明する。

先ず、引継要求タイミング設定部７０として第１タイミング設定部７０Ａを採用した場合は、図８ＡのステップＳ１０１に進む。このステップＳ１０１において、運転難易度取得部６８を通じてＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度を取得する。

ステップＳ１０２において、ｎ番目のＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度が高いか否かを判別する。高ければ（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進み、ｎ番目のＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００側（自車両１００の進行方向と反対方向）に第１所定距離Ｄａだけ離間した位置にＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。

ステップＳ１０３での処理が終了した段階、或いはステップＳ１０２において、運転難易度が高くないと判別された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）は、一旦、第１タイミング設定部７０Ａでの処理が終了する。

次に、引継要求タイミング設定部７０として第２タイミング設定部７０Ｂを採用した場合は、図８ＢのステップＳ２０１において、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００側に、第２所定距離Ｄｂに運転難易度Ｌｄを乗算した距離（Ｄｂ×Ｌｄ）だけ離間した位置に、ＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。

ステップＳ２０１での処理が終了した段階で、一旦、第２タイミング設定部７０Ｂでの処理が終了する。

次に、引継要求タイミング設定部７０として第３タイミング設定部７０Ｃを採用した場合は、図９のステップＳ３０１において、運転難易度取得部６８を通じてＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度を取得する。

ステップＳ３０２において、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度が高いか否かを判別する。高ければ（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、ステップＳ３０３に進み、運転難易度取得部６８は、自車両１００の予定走行経路のうち、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００までの各走行区間についての運転難易度を取得する。

このとき、運転難易度取得部６８は、走行環境取得部６２からの環境情報の逆光に関する情報も加味した運転難易度を取得する。

ステップＳ３０４において、第３タイミング設定部７０Ｃは、運転難易度取得部６８にて取得された運転難易度に基づき、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００側に、運転難易度が低く、且つ、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから最も近接した走行区間にＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。

ステップＳ３０４での処理が終了した段階、或いはステップＳ３０２において、運転難易度が高くないと判別された場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）は、一旦、第３タイミング設定部７０Ｃでの処理が終了する。

次に、引継要求タイミング設定部７０として第４タイミング設定部７０Ｄを採用した場合は、図１０のステップＳ４０１において、運転難易度取得部６８を通じてＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度を取得する。

ステップＳ４０２において、第４タイミング設定部７０Ｄは、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度が高いか否かを判別する。高ければ（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、ステップＳ４０３に進み、上述した第３タイミング設定部７０Ｃでの処理と同様に、運転難易度取得部６８は、自車両１００の予定走行経路のうち、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００までの走行区間についての運転難易度を取得する。このとき、運転難易度取得部６８は、第３タイミング設定部７０Ｃでの処理と同様に、走行環境取得部６２からの環境情報の逆光に関する情報も加味した運転難易度を取得する。

ステップＳ４０４において、第４タイミング設定部７０Ｄは、運転難易度取得部６８にて取得された運転難易度に基づき、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから自車両１００の地点に向かって、運転難易度が低く、且つ、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎから最も近接した走行区間に仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎを設定する。

その後、ステップＳ４０５において、第４タイミング設定部７０Ｄは、仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎから自車両１００の進行方向に第３所定距離Ｄｃだけ進んだ地点Ｐｄの運転難易度を取得する。

ステップＳ４０６において、第４タイミング設定部７０Ｄは、ステップＳ４０５で取得した上記地点Ｐｄの運転難易度が高いか否かを判別する。高ければ（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、ステップＳ４０７に進み、第４タイミング設定部７０Ｄは、仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎから自車両１００の進行方向と反対方向に第４所定距離Ｄｄだけ進んだ位置に、ＴＯＲ地点Ｐｂｎを設定する。

一方、ステップＳ４０６において、上記地点Ｐｄの運転難易度が高くないと判別された場合（ステップＳ４０６：ＮＯ）は、ステップＳ４０８に進み、仮のＴＯＲ地点Ｐｃｎを正式にＴＯＲ地点Ｐｂｎとして設定する。

ステップＳ４０７或いはステップＳ４０８での処理が終了した段階、又はステップＳ４０２において、ＴＯＲ候補地点Ｐａｎの運転難易度が高くないと判別された場合（ステップＳ４０２：ＮＯ）は、一旦、第４タイミング設定部７０Ｄでの処理が終了する。

引継要求タイミング設定部７０（第１タイミング設定部７０Ａ〜第４タイミング設定部７０Ｄのいずれか）での処理が終了した段階で、図６のステップＳ６に進み、引継要求タイミング補正部７２は、自車両１００が、ＴＯＲ地点Ｐｂｎが設定された走行区間に入ったか否を判別する。これは、自車両１００の現在位置情報と、ＴＯＲ地点Ｐｂｎが設定された走行区間の地図情報等とに基づいて判別することができる。

自車両１００がＴＯＲ地点Ｐｂｎが設定された走行区間に入った段階で（ステップＳ６：ＹＥＳ）、次のステップＳ７に進み、引継要求タイミング補正部７２は、当該走行区間での前方車両との車間距離Ｄｆを予測する。ステップＳ８において、引継要求タイミング補正部７２は、予測した車間距離Ｄｆが第５所定距離Ｄｅ未満であるか否かを判別する。この判別は、車間距離Ｄｆが例えば自動運転での目標車間距離Ｄｔ＋３（ｍ）未満であるかどうかで行われる。車間距離Ｄｆが第５所定距離Ｄｅ未満であれば（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ステップＳ９に進み、引継要求タイミング補正部７２は、自車両１００と後続車両との車間距離Ｄｒを予測する。

その後、ステップＳ１０において、引継要求タイミング補正部７２は、自車両１００と前方車両との車間距離Ｄｆを目標車間距離Ｄｔ＋３〜５（ｍ）まで広げることができるか否かを判別する。広げることができると判別された場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）は、ステップＳ１１に進み、車間距離Ｄｆを広げるための制御を行う。すなわち、引継要求タイミング補正部７２は、車間距離Ｄｆを広げるための情報を行動計画作成部５２に出力する。例えば、目標車間距離Ｄｔ＋３〜５（ｍ）まで広げるための情報を行動計画作成部５２に出力する。これによって、車両制御部６０を介して例えば制動装置３２等が制御され、自車両１００は前方車両との車間距離Ｄｆが目標車間距離Ｄｔ＋３〜５（ｍ）まで広がる。

そして、車間距離Ｄｆが目標車間距離Ｄｔ＋３〜５（ｍ）まで広がった段階、或いはステップＳ８において、車間距離Ｄｆが第５所定距離Ｄｅ以上であると判別された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、又は、ステップＳ１０において、車間距離Ｄｆを目標車間距離Ｄｔ＋３〜５（ｍ）まで広げることができないと判別された場合（ステップＳ１０：ＮＯ）は、図７のステップＳ１２に進み、引継要求部６４は、引継予定時間Ｔ（ｓｅｃ）を取得し、計時を開始する。その後、ステップＳ１３において、引継要求部６４は、ドライバに対して手動運転への引き継ぎ（テイクオーバー）の要求動作を行う。報知装置３４は、引継要求部６４からの要求動作（報知指令）に応じて、ドライバに対して引き継ぎを行うべき旨を報知する。

手動運転に引き継ぐ際に、車間を広げる制御を行おうとしたとき、先行車及び後続車が自車両に近い位置にいて、現在走行している車線で車間距離を広げることが難しい場合、隣接車線に移動すれば車間距離を広げられる場合には、引き継ぐ前に自動的に車線変更するように制御してもよい。

また、現在走行している車線で車間距離を広げることが難しい場合、もしくは、それに加え、隣接車線も渋滞等により車線変更しても車間距離を広げることが難しい場合には、現在の走行車線において、車間距離を広げることなく手動運転への引継ぎを行う。但し、その場合には、車間を広げられる場合と比べて、運転者に対して更なる注意喚起（音、表示、ステア信号、ペダル振動等）を行うようにしてもよい。

ステップＳ１４において、制御システム１２は、ドライバによるテイクオーバー操作を受け付けたか否かを判定する。未だ受け付けていない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５に進み、引継予定時間Ｔが経過したか否かを判別する。経過していなければ（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３以降の処理を繰り返す。上記ステップＳ１５において、引継予定時間Ｔが経過しても、運転者が手動運転を引き継がない場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１６に進み、縮退制御を実施する。縮退制御とは、ハザードランプを点灯し、自動ブレーキで車両停止又は車両停止を保持する。また、車両を停止させる際に、操舵制御で路肩寄せ、もしくは高速道路の追い越しレーンから走行レーンへの車線変更という内容の少なくとも一つを実施する。

一方、テイクオーバー操作を受け付けた場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１７において、車両制御装置１０は、運転者による手動運転に切り替える。

このとき、ステップＳ１８において、運転情報提供部７４は、運転者に対して、手動運転を行うにあたって推奨できる運転情報を提供する。車速、アクセル開度、ブレーキ開度、操舵角等、並びに操作手順等が報知装置３４を通じて出力（表示、音声出力）される。

その後、ステップＳ１９において、自車両１００がＴＯＲ地点Ｐｂｎの走行区間を通過するのを待つ。これは、自車両１００の現在位置情報と、ＴＯＲ地点Ｐｂｎが設定された走行区間の地図情報等とに基づいて判別することができる。通過した段階で（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、所定時間経過後に、図６のステップＳ１に戻る。

このように、本実施の形態に係る車両制御装置１０は、自動運転により自車両１００の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、自動運転の少なくとも一部を運転者による手動運転に引き継ぐことに先立って、運転者に引継ぎ要求を出す引継要求部６４と、自動運転から手動運転に引き継いだ後の運転者にとっての運転難易度に基づいて、引継要求部６４による引継要求を出すタイミングを設定する引継要求タイミング設定部７０とを有する。

手動運転への引き継ぎに先立って、運転者に引継ぎ要求が出されるため、運転者は、手動運転への引き継ぎが行われることを事前に知ることができる。手動運転に対する心の準備ができるため、スムーズに手動運転に移行することが可能となる。

また、自動運転から手動運転に引き継いだ後の運転者にとっての運転難易度に基づいて、引継ぎ要求を出すタイミングを設定している。これにより、運転者に対し、本来の手動運転をすべき位置に到達するまでに、時間的余裕（準備時間）を持たせることができる。この準備時間において、運転者が事前に手動運転を行い、しかも、運転難易度が高いほど、準備時間を長くとる等の設定ができるため、本来の手動運転をすべき位置に到達しても、運転者はスムーズに手動運転で対応することが可能となる。

本実施の形態において、引継要求タイミング設定部７０は、引継ぎ要求を出すタイミングを運転難易度が低い位置に設定する。

これにより、本来の手動運転をすべき位置に到達するまでの時間的余裕（準備時間）を確保する際に、運転者は運転難易度の低いところで手動運転に移行することができ、自動運転から手動運転に切り替わっても、違和感なく、円滑な運転操作を行うことができる。

本実施の形態において、引継要求タイミング設定部７０は、設定したタイミングに対応する位置から進行方向に所定距離内に運転難易度の高い走行区間が想定される場合、前記設定したタイミングよりも早めのタイミングに設定する。

設定したタイミングに対応する位置が運転難易度の低い走行区間内であっても、その位置から進行方向に所定距離内に運転難易度の高い走行区間があれば、引継ぎ要求に基づいて、手動運転に引き継いだ際に、運転難易度の高い走行区間に入ってしまい、円滑な運転操作を行うことができなくなるおそれがある。

そこで、設定したタイミングに対応する位置から進行方向に所定距離内に運転難易度の高い走行区間が想定される場合、設定したタイミングよりも早めのタイミングに設定することで、運転難易度の高い走行区間に入るまでの時間的余裕ができ、手動運転に引き継いだ際に、円滑な運転操作を行うことができる。

本実施の形態において、引継要求タイミング設定部７０は、自車両１００の前方に逆光が検出される走行区間を、運転難易度が高いと認定して、引継要求のタイミングを設定する。

自車両１００の前方に逆光が検出される走行区間では、逆光によって手動運転がしづらくなる場合がある。そこで、自車両１００の前方に逆光が検出される走行区間を、運転難易度が高いと認定することで、当該走行区間に引継ぎ要求が出されなくなる。その結果、逆光下での手動運転への引継ぎがなくなり、スムーズに手動運転に移行することが可能となる。

本実施の形態において、引継要求部６４からの引継ぎ要求の際に、自車両１００の前後少なくとも一方の車間距離を、自動運転状態での目標車間距離よりも広げる。

引継ぎ要求に基づいて、手動運転に引き継ぐ際に、自車両１００の前後少なくとも一方の車間距離が、自動運転状態での目標車間距離よりも広くなることから、前方や後方を走行する他の車両の接近に気を取られる（注意を奪われる）ことなく、手動運転への引継ぎをスムーズに行うことができる。

本実施の形態において、引継要求部６４からの引継ぎ要求の際に、運転者に対して、手動運転を行うにあたって推奨できる運転情報を提供する運転情報提供部７４を有する。

推奨できる運転情報として、例えば上述したように、「先行車との車間を維持してください」「この先にカーブがあります」「隣接車線渋滞のため、車線変更はご注意ください」「後続車との距離が近いので加速してください」「先行車との距離が近いので減速してください」等、車両操作にかかる注意喚起や、例えば車速、アクセル開度、ブレーキ開度、操舵角等が挙げられる。

そして、引継ぎ要求に基づいて手動運転に引き継いだ際、運転者がすぐに手動運転に移行できない場合もあり得る。このような場合でも、上記運転情報を提供することで、運転者は提供された運転情報を参考に、或いは運転情報に基づくティーチングによって手動運転を開始することができ、自動運転から手動運転にスムーズに移行することができる。上述した車両操作にかかる注意喚起は、どのような操作が求められているかを運転者に指示することにもつながるため、自動運転から手動運転にスムーズに移行させる上で有効である。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０…車両制御装置 １２…制御システム
４６…予定走行経路情報 ５２…行動計画作成部
５４…モード移行処理部 ６４…引継要求部
６６…引継要求地点設定部 ６８…運転難易度取得部
７０…引継要求タイミング設定部
７０Ａ〜７０Ｄ…第１タイミング設定部〜第４タイミング設定部
７２…引継要求タイミング補正部 ７４…運転情報提供部
１００…自車両

Claims (6)

1. 自動運転により自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、
   前記自動運転の少なくとも一部を運転者による手動運転に引き継ぐことに先立って、前記運転者に引継ぎ要求を出す引継要求部と、
   前記自動運転から前記手動運転に引き継いだ後の前記運転者にとっての運転難易度に基づいて、前記引継要求部による引継ぎ要求を出すタイミングを設定するタイミング設定部とを有することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１記載の車両制御装置において、
   前記タイミング設定部は、前記引継ぎ要求を出すタイミングを前記運転難易度が低い位置に設定することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２記載の車両制御装置において、
   前記タイミング設定部は、設定したタイミングに対応する位置から進行方向に所定距離内に運転難易度の高い走行区間が想定される場合、前記設定したタイミングよりも早めのタイミングに設定することを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項２又は３記載の車両制御装置において、
   前記タイミング設定部は、前記自車両の前方に逆光が検出される走行区間を、前記運転難易度が高いと認定して、引継要求の前記タイミングを設定することを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記引継要求部からの引継ぎ要求の際に、前記自車両の前後少なくとも一方の車間距離を、前記自動運転状態での目標車間距離よりも広げることを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   さらに、前記引継要求部からの引継ぎ要求の際に、前記運転者に対して、手動運転を行うにあたって推奨できる運転情報を提供する運転情報提供部を有することを特徴とする車両制御装置。

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