JP2018509335A - 車両の少なくとも一部自動運転方法 - Google Patents

Abstract

車両の少なくとも一部自動運転方法において、車両と通信する機器のドライバによる操作から算出される引継ぎ時間が経過してからはじめて、自動運転機能の終了及びドライバへの車両制御の少なくとも一部委任が実行される。機器はモバイル機器とすることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の車両の少なくとも一部自動運転方法に関する。

たとえばアンチロックブレーキシステム又は電子的安定性プログラムの範囲での自立型で調節されるブレーキ介入といった、車両パラメータへの自立型での介入によって車両安全性を向上させるドライバアシストシステムが公知である。さらに、たとえば車線逸脱警報装置（車線の維持）又は駐車支援（駐車場空きスペースにおける自動操舵）における横及び／又は縦ガイドへの介入が行なわれることで、運転タスクをアシストするか、又は一部自動でも実行するドライバアシストシステムが公知である。

特許文献１では、車両における自動運転システムが記載され、ドライバ動作に基づいて最新のドライバ状態が定義され、ここからドライバリスク指数が算出され、このドライバリスク指数は、さまざまな運転状態の制御のための運転制御ユニットで援用される。運転制御ユニットでは、ドライバリスク指数に応じて、車両が一部自動または全自動で運転される。たとえば、全自動の運転状態から一部自動の運転状態まで戻すには、ドライバはシステムから車両制御引継ぎ信号を介してリクエストされる。

米国特許出願公開第２０１４／０２４４０９６号明細書

本発明の基礎には、簡単な措置を用いて車両において、少なくとも一部自動運転からマニュアル又は比較的自動化レベルの低い運転への安全な移行を確保するという課題がある。

本発明に従い、上の課題は、請求項１の技術的特徴によって解決される。従属請求項には、有益な変更形態が記載される。

本発明の方法は、車両の少なくとも一部自動運転、場合によっては高度自動運転又は全自動運転を可能にする運転システムを装備した車両、特に自動車に関する。一部自動運転では、たとえば縦運動が自立ブレーキ及び加速介入によってという形で、一部機能のみが運転システムによって引き受けられ、これに反して、その他の運転機能は、たとえば横運動が操舵システムにおけるマニュアル介入を介してという形で、ドライバによって引き受けられる。これに反して、全自動運転では、車両の縦及び横運動への全ての介入が自立的に運転システムにおいて実行され、マニュアル介入はドライバに全く必要ではない。全自動運転より低い自動化レベルを有する高度自動運転では、縦及び／又は横ガイドが、一定の時間の長さかつ特定の状況下で、自立的に実行される。

本方法は、全自動運転から高度又は一部自動、アシスト或いはマニュアル運転への移行にも、一部自動運転から比較的低い自動化レベルを有する一部自動運転、又は、運転システムをアクティブにすることなく車両がドライバのみによって運転される完全なマニュアル運転への移行にも関する。いずれの場合でも、移行の完了後は、ドライバは、車両の運転に、移行前よりも高度のドライバ動作を傾注する必要がある。

本発明の方法では、自動運転機能の終了と、運転システムからドライバへの車両制御の委任との間に、引継ぎ時間が経過する。運転システムからドライバへの車両のマニュアル運転を引継ぐようにとのリクエストを受けてから、引継ぎ時間が経過してからはじめて、対応する機能が運転システムからドライバへと委任される。引継ぎ時間はドライバ毎に異なり、車両と通信する機器の操作によって算出される。

この実施形態は、引継ぎ時間を車両における現状のドライバ動作に基づいて個々の時間要素として定義することができるという利点を有する。たとえば、自動運転中にドライバ動作に基づいて個別に適合される引継ぎ時間の標準値から出発してもよい。ここで、ドライバ動作は、車両と通信する機器のドライバによる操作に関する。機器の操作の種類と範囲に応じて、ドライバの注意がそらされる度合いが高くなったり低くなったりし、これは、これに応じて長くなったり短縮されたりする引継ぎ時間に反映される。引継ぎ時間を確定するために、操作の規模及び操作の種類を考慮に入れることができる。車両と通信する機器の種類及び機器の利用の種類を考慮することができる。

機器は、好ましくは、機器と車両、或いは車両の閉ループ又は開ループ制御機器との通信を確立するために選択的に車両に接続され得るモバイル機器である。接続はケーブルを用いて、又は、たとえばブルートゥース（登録商標）を介して無線で行なうことができる。モバイル機器に代えて、たとえばドライバによって操作されるナビゲーションシステムの形で、かかる機器が車両に一体化される。

モバイル機器は、たとえばスマートフォン、タブレット、携帯電話、ノートパソコン、スマートウォッチ、又はたとえばメガネ型情報端末のようなその他のウェアラブル端末である。少なくとも、機器でのドライバ動作を車両に伝達することができるように、モバイル機器から車両へのデータ送信が可能となる必要がある。有利な実施形態によれば、車両から機器への通信接続も存在することから、データを車両から機器に送信することもできる。

センサデータのみを機器から車両に送信し、たとえば機器でのボタン操作、車両又はここに設置した閉ループ又は開ループ制御機器においてセンサデータの評価を行なうことが可能である。これに反して、代替的な実施形態では、すでに機器においてセンサデータの評価が行なわれ、評価された情報のみが機器から車両或いは閉ループ又は開ループ制御機器に送信される。評価されたセンサデータから引継ぎ時間が得られる。

有利な実施形態によれば、ドライバ毎に異なる引継ぎ時間が運転システムにおいて連続的に算出される最小運転時間と比較される。最小運転時間は、運転システムによって制御される車両が、現時点から出発して引き続き自動で運転することができる時間を表す。最小運転時間は連続的に更新され、さらに、連続的に変化して０から∞の値を取ることができる。たとえば、高速道路走行中のような一定の周囲条件では、たとえば最小運転時間は、予期せぬ事態が発生しない限り、∞の値を取ることができる。これに反して、たとえば自動又は一部自動運転の車両の直前への他の車両の突然の進入といった、運転状況を変化させる事態が発生した場合には、最小運転時間は、小さい値、必要があれば０に設定することができ、たとえば事故のような緊急状況の場合にも同様である。

通常の場合には、最小運転時間は、運転機能の引継ぎのために十分な時間をドライバに与えるためにドライバ毎に異なる引継ぎ時間より大きくする必要がある。これに反して、たとえば予期せぬ事態の発生時にはこれは可能ではないため、最小運転時間は、現状でのドライバ毎に異なる引継ぎ時間より小さくなるので、有利なことに警告信号が生成される。好ましい実施形態によれば、この信号はたとえば視覚、聴覚及び／又は触覚的な方法でドライバに表示される。警告信号と、ドライバによる運転機能の即座の引継ぎのリクエストを連関させることができる。

他の有益な実施形態によれば、警告信号は、必要に応じて、ドライバによって操作される又は操作することができる機器とすることもできる車両内のシステム又はアセンブリに対する自立的な干渉に用いられる。たとえば機器の許可される操作範囲を、ドライバの走行中の出来事による注意をそらす度合いを低くするために、たとえば、集中度の比較的低いタスクに制限するというようなことを有益とすることができる。追加的に又は代替的に、パラメータを変更するために、自動運転のための運転システム、或いは、たとえばブレーキシステム内で油圧ブレーキ液のプレフィルを実行するために、車両内のその他のシステム又はアセンブリへの介入も可能となる。

他の有益な実施形態によれば、最小運転時間は、センサによって算出された車両状態値及び／又は周囲情報に基づいて計算される。車両はセンサ機器を備え、このセンサ機器を用いて対応する値又は情報を検出することができる、又は、この値又は情報から値又は情報を計算することができる。

さらに、ドライバ毎に異なる引継ぎ時間の算出のために、ドライバによる機器のさまざまな操作に、さまざまな操作重み係数が割り振られることを有益とすることができる。これによって、たとえば注意集中の高い操作と比較的注意集中の低い操作とを区別することが可能となり、比較的高度の集中力を必要とする操作は、引継ぎ時間の延長にもつながる。

さらに、引継ぎ時間の算出には、ドライバの他の操作及び挙動が反映されてもよい。たとえばドライバをモニタリングする車室カメラの情報を利用するか、又はセンサ情報を援用して、このセンサ情報から、たとえば、アクセルペダルのような操作要素の操作といった、ドライバの最新の状態を推定することが可能である。

他の有益な実施形態によれば、引継ぎ時間の算出の基礎となる機器の操作から、少なくとも１つの運転重み係数が算出され、これを用いてドライバのタイプが識別される。たとえば運転重み係数によって、たとえばスポーティブなドライバと安全重視のドライバといった、さまざまなドライバのタイプを区別することができる。特に運転重み係数は、比較的長い時間にわたって算出されるので、走行中に、たとえばドライバの注意力の欠如の場合のように、必要に応じて変更されることがある平均値となる。

他の有益な実施形態によれば、一又は複数の操作重み係数及び／又は運転重み係数が機器に保存され、必要に応じて、次回以降の自動運転に再利用することができる。こうして、重み係数は次回以降の自動運転における初期値を改善するので、すでに次回以降の自動運転の開始時に、改善されたドライバ毎に異なる引継ぎ時間が提供される。

重み係数に追加して、又はこの代替として、たとえば引継ぎ時間の最終値といった、他のドライバ毎に異なる特性値を機器に保存し、次回以降の自動運転で再使用することを、有益とすることもできる。

本発明の方法は、車両に一体化され、特に、車両の自動運転が制御される運転システムの構成要素となる閉ループ又は開ループ制御機器で進行する。しかし、上述のとおり、評価の一部を機器、特にモバイル機器で実行し、通信インターフェースを介して、評価された情報を閉ループ又は開ループ制御機器に送信することを有益とすることができる。

閉ループ又は開ループ制御機器が含まれる運転システムとは、車両の縦及び／又は横運動に対する干渉のためのシステム、特に内蔵型アンチロックブレーキシステム機能及び／又は電子的安定性プログラム、トランクションコントロール、電気サーボモーターを具備する操舵システムその他を備えるブレーキシステムである。

機器特にモバイル機器にも車両にもそれぞれ通信ユニットが装備され、この通信ユニットを介して、少なくとも機器から車両への、好ましくは逆方向にもデータ送信が可能となる。通信ユニットは、データ交換のための通信インターフェースである。モバイル機器の場合には、通信は、無線で、たとえばブルートゥース（登録商標）を介して、又はケーブルを用いて行なうことができる。

その他の利点及び有益な実施形態は、他の請求項、図面の説明、及び、この方法の実行のフローチャートが示される図面から読み取れる。

本発明の方法の実行のフローチャートを示す。

この方法の実行は、車両を少なくとも一部、必要に応じて全自動で制御することができる運転システムを備える車両を前提とする。運転システムには、受信されたセンサ情報に基づいて、縦及び／又は横運動に干渉する、車両内のアセンブリの制御のために調節信号が生成される、閉ループ又は開ループ制御装置、たとえばブレーキシステム、駆動モータ及び／又は操舵システムが含まれる。車両には、たとえば車輪回転数センサ又は加速度センサ、およびたとえばレーダ装置またはカメラのような周囲情報といったセンサシステムが設置され、このセンサシステムを介して最新の運転状態値が算出される。

フローチャートに記載した方法は、車両の自動運転のための、ステップ１における運転システムの起動に始まる。起動は、特にドライバによるマニュアルでのスイッチ投入によって行われ、運転システムが縦及び／又は横運動の自立的な設定のために車両の制御を相応に引継ぐことによって、一部又は完全自動運転に関する。

次の方法ステップ２では、自動運転中に、現時点から始まり、車両を引き続き自動運転するのが最低限可能となる最小運転時間ｔ_ｖが算出される。最小運転時間ｔ_ｖは連続的に新たに算出される。最小運転時間ｔ_ｖは、第一に、たとえば自動走行する車両の周囲の他の車両といった周囲条件又は気候条件に左右される。それゆえ、追い越しのない一定の高速道路走行のような場合には、自動運転が引き続き最低限可能となる最小運転時間ｔ_ｖは∞に近づき、これに反して、事故が認識された場合のような緊急状況では、最小運転時間ｔ_ｖは０に近づくか又は０という値を取ることもある。最後に挙げたケースでは、自動化された運転システムからドライバへの運転機能の即座の移行が必要になることがある。移行は段階的に行なうことができるため、たとえば、全自動運転の場合には、たとえば操舵機能は自動化された運転システムからドライバに移行するが、ブレーキ及び加速機能は引き続き自動化された運転システムによって引き受けられるというような形で、一部自動運転への引き下げが行なわれる。全自動運転状態から完全にマニュアル運転に直接移行することも、高度又は一部自動運転状態からマニュアル運転に移行することも可能である。

自動運転からマニュアル運転への移行は、運転システムによるリクエストに応じて行なわれる。通常時には、移行は、車両が引き続き自動で運転されるが、ドライバにも、その注意を車両のマニュアル運転に向けることができるようにするドライバ毎に異なる引継ぎ時間ｔ_Ｄの経過後に行われる。

次の方法ステップ３では、ドライバが車両の制御機能の引継ぎに必要とする時間の長さを表すドライバ毎に異なる引継ぎ時間ｔ_Ｄが算出される。引継ぎ時間ｔ_Ｄは、ドライバ毎に異なり状況に左右される値であり、この値はドライバのタイプにも、自動走行中のドライバの最新の体調にも最新の動作にも左右される。引継ぎ時間ｔ_Ｄの算出のために、車両と通信する機器のドライバによる操作が援用される。機器は、好ましくはたとえばスマートフォン、タブレット、ノートパソコン又は、スマートウォッチのようないわゆるウェアラブル端末といった、モバイル機器である。モバイル機器は車両と接続された状態にあり、たとえばブルートゥース（登録商標）を介して無線で又は接続ケーブルを介して、車両と通信する。ドライバによる機器の操作から、ドライバの最新の注意状態について逆推論がなされ、これが引継ぎ時間ｔ_Ｄの算出のために援用される。

モバイル機器に代えて、車両に固定して設置された機器、たとえば車両に内蔵されたナビゲーションシステムの操作もドライバ毎に異なる引継ぎ時間ｔ_Ｄの算出のために援用することができる。

機器は車両と通信し、少なくとも機器から車両へのデータ送信、好ましくは逆方向のデータ送信が可能である。

ドライバによる機器の異なる操作には、異なる操作重み係数を割り振ることができる。ここで、異なる高さの集中力に伴って、異なる利用タイプが発生するという事実を考慮に入れる。たとえば、情報の読み取りは、情報の入力、又は、たとえば銀行報告書といった個人情報の把握の場合よりも低い注意レベルに関連づけられる。これに応じて、かかる動作には、異なる大きさの操作重み係数を割り振ることができ、比較的高い注意レベルを必要とする動作には、比較的低い注意レベルを有する動作に比べて高い操作重み係数が掛けられる。一定の動作に必要となる上記の注意レベルに加えて、操作重み係数は、運動要件に関するとしてもよい。その理由は、たとえば情報の入力は、モバイル機器を脇にのけるよりも複雑な運動を伴う操作となるからである。

さらに、さまざまな動作には個別の時間評価を割り当てることができ、これを時間の合計に加算して、これにこんどはさまざまな操作重み係数を掛ける。個別の時間評価は、たとえば、インターネット情報の読み取り、Ｅメールの読み取り、モバイル機器を脇にのけるといった運動を伴う動作、電話等を含む。

上記の情報から、引継ぎ時間ｔ_Ｄが算出される。操作重み係数は、ステップ４では機器に保存され、次回の自動運転時に初期値として使用されることで、引継ぎ時間の算出の改善された初期条件が提供される。自動運転からドライバ毎に異なる運転への移行時点で発生する引継ぎ時間も、必要であれば機器に保存することができる。

次の方法ステップ５では、自動化した運転システムの最小運転時間ｔ_ｖがドライバ毎に異なる引継ぎ時間ｔ_Ｄより長くなるかどうか問い合わせが行なわれる。その通りに行われている限りは、いつでも安全に自動運転状態からマニュアル運転に移行することができる。従って、運転システムを用いて、自動運転を継続することも可能である。この場合、「ＹＥＳ」のフロー（「Ｙ」）に従って、第１の方法ステップ１に戻され、方法全体が周期的な間隔で再度順次進められる。

これに反して、ステップ５の問い合わせから、自動化した運転システムの最小運転時間ｔ_ｖがドライバ毎に異なる引継ぎ時間ｔ_Ｄより長くないことが明らかになった場合には、十分な運転安全性を伴う、自動化したシステムから個別の運転への通常の移行に十分な時間的猶予がない。この場合、「ＮＯ」のフロー（「Ｎ」）に従って、警告信号が生成される次の方法ステップ６に進む。警告信号は、一方ではステップ７に従って、視覚、聴覚及び／又は触覚的な方法でドライバに表示することができるが、他方では、警告信号は、方法ステップ８では車両内でのシステムの状態変化につながることもある。ここで、ドライバによって操作される機器の許容される機能の範囲などが、特に注意をそぐ度合いが比較的低く集中力の比較的低い動作に制限される。たとえば、情報の入力はブロックされるが、情報の読み取りは引き続き許容される。

さらに、ステップ８に従って、警告信号が車両システム、たとえばブレーキシステム内で、油圧ブレーキ液のプレフィルが実行されるという形で、パラメータ変更につながることも可能である。

Claims (12)

1. 運転システムが一又は複数の運転機能を自動化して実行する車両の少なくとも一部自動運転方法において、前記車両と通信する機器のドライバによる操作から算出される引継ぎ時間（ｔ_Ｄ）が経過してからはじめて、自動運転機能の終了及び前記運転システムからドライバへの車両制御の少なくとも一部委任が運転システムによる要求に従って実行されることを特徴とする方法。
2. 前記機器は、通信の確立のために選択的に前記車両と接続され得るモバイル機器であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記車両が引き続き一部、高度又は全自動で走行する最小運転時間（ｔ_ｖ）が前記引継ぎ時間（ｔ_Ｄ）より短い場合には、警告信号が生成されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 前記警告信号は前記ドライバに表示される、及び／又は、前記警告信号は前記機器の許容される操作の制限につながることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記最小運転時間（ｔ_ｖ）はセンサによって算出される車両状態値及び／又は周囲情報に基づいて計算されることを特徴とする請求項３又は４記載の方法。
6. 前記引継ぎ時間（ｔ_Ｄ）の算出のために、前記ドライバによる機器のさまざまな操作にさまざまな操作重み係数が割り振られることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の方法。
7. 前記操作重み係数は前記機器に保存され、次回以降の一部、高度又は全自動運転に再利用されることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項記載の方法の実行のための閉ループ又は開ループ制御機器。
9. 請求項８記載の閉ループ又は開ループ制御機器による一部、高度又は全自動運転のための車両の運転システム。
10. 請求項９記載の運転システムを備える車両。
11. モバイル機器への接続のための通信インターフェースを備える請求項１０記載の車両。
12. 前記モバイル機器はスマートフォン、携帯電話、タブレット等であることを特徴とする請求項１１記載の車両。

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