JP2019156058A - 車両の走行制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】自動運転モードの切り替え時において運転者の体勢に応じて警報の内容を切り替える走行制御システムを提供する。【解決手段】走行制御システム1は、車両の操舵および加減速の制御を含む自動走行制御を行う走行制御システムであって、運転者の操作に従って前記車両の操舵および加減速を実施する手動運転モード、前記運転者によるステアリングホイールの保持を前提として前記自動走行制御を実施する第1運転支援モード、および前記運転者による前記ステアリングホイールの保持を必要とせずに前記自動走行制御を実施する第2運転支援モード、を選択的に実行して前記車両の走行制御を行う走行制御装置100と、前記運転者による操作を検出する操作検出装置50と、前記車両が備える報知装置202を制御して視覚情報および聴覚情報を出力する警報制御装置60と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、車両の自動走行制御を実施する走行制御システムに関する。
自動車等の車両においては、運転者によるステアリングホイールの保持を前提とせずに車両の自動運転を行う走行制御システムが知られている。また、例えば特開2017−30518号公報に開示されているように、自動運転から手動運転への切り替え時に運転者に当該切り替えの警報を発する走行制御システムも知られている。
特開2017−30518号公報
自動運転による走行中において、運転者は、地図情報や過去の経験に基づいて手動運転への切り替えが発生する地点を予測することができる。したがって、運転者は、自車両が自動運転から手動運転への切り替えが発生する地点に到達する前に、予めステアリングホイールを保持する予備動作を行う可能性がある。しかし、運転者が予めステアリングホイールを保持して自動運転から手動運転への切り替えに身構えていても、従来の走行制御システムではステアリングホイールの保持を要求する警報が発せられるため、運転者は当該警報を煩わしく感じる場合がある。
本発明は前述した問題を解決するものであり、自動運転モードの切り替え時において運転者の体勢に応じて警報の内容を切り替える走行制御システムを提供することを目的とする。
ことを目的とする。
本発明の一態様の走行制御システムは、車両に搭載され、前記車両の操舵および加減速の制御を含む自動走行制御を行う走行制御システムであって、前記車両の運転者の操作に従って前記車両の操舵および加減速を実施する手動運転モード、前記運転者によるステアリングホイールの保持を前提として前記自動走行制御を実施する第1運転支援モード、および前記運転者による前記ステアリングホイールの保持を必要とせずに前記自動走行制御を実施する第2運転支援モード、を選択的に実行して前記車両の走行制御を行う走行制御装置と、前記運転者による操作を検出する操作検出装置と、前記車両が備える報知装置を制御して視覚情報および聴覚情報を出力する警報制御装置と、を備え、前記走行制御装置は、前記第2運転支援モードの実行時において、当該第2運転支援モードが継続できないと判定した場合に、前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードを開始する走行制御切り替えステップと、前記走行制御切り替えステップの実行時または前記走行制御切り替えステップの実行の所定時間前において、前記操作検出装置の検出結果に基づき、前記運転者が前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えているか否かを判定する第1ステップと、前記第1ステップの後に、前記第1ステップにおいて、前記運転者が前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えていないと判定した場合には、前記警報制御装置を制御して前記走行制御切り替えステップの実行を前記視覚情報および前記聴覚情報を用いて出力し、前記運転者が前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えていると判定した場合には、前記警報制御装置を制御して前記走行制御切り替えステップの実行を前記視覚情報のみを用いて出力する第2ステップと、を実行する。
本発明によれば、自動運転モードの切り替え時において運転者の体勢に応じて警報の内容を切り替える走行制御システムを提供することができる。
走行制御システムの構成図である。 自動運転終了処理を示すフローチャートである。
以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
図1において、符号1は、自動車等の車両の走行制御システムであり、車両の自律的な自動運転を含む走行制御を実施する。以下では、走行制御システム1が搭載される車両のことを自車両と称する。
自車両は、運転者が運転操作を行うための操作部201を備える。操作部201は、アクセルペダル201a、ブレーキペダル201bおよびステアリングホイール201sを含む。操作部201には、自車両の手動運転と自動運転を切り替える操作を行うスイッチが含まれていてもよい。
走行制御システム1は、走行制御装置100を中心として、状態量検出装置10、外部環境認識装置20、加減速制御装置30、操舵制御装置40、操作検出装置50、および警報制御装置60等が情報通信ネットワーク150を介して互いに接続されて構成されている。
状態量検出装置10は、車速センサ、加速度センサ、角速度センサおよび舵角センサ等を備え、自車両の車速、前後方向の加速度、ヨーレート、舵角等の状態量を検出する。なお、状態量検出装置10に含まれる複数のセンサの少なくとも一部は、自車両が備える他の装置に付属するセンサを共用する形態であってもよい。例えば、状態量検出装置10に含まれる自車両のヨーレートを検出する角速度センサは、自車両が備える横滑り防止装置が備える角速度センサと共用であってもよい。
外部環境認識装置20は、自車両の外部環境を認識するセンサ等からの情報に基づいて自車両前方の道路形状、および自車両の周囲に存在する物体の位置や形状を認識し、当該認識結果を出力する。外部環境認識装置20は、例えば、カメラによって撮像された画像に既知の画像処理を施すことによって自車両前方の道路形状および物体の位置や形状を認識し、またミリ波レーダやレーザレーダ等のレーダ装置によって自車両の周囲に存在する物体の位置を認識する。
なお、外部環境認識装置20は、GNSS等の測位装置により検出される自車両の位置情報と、予め記憶している地図情報と、に基づいて自車両前方の道路形状を認識してもよい。また、外部環境認識装置20は、路車間通信等の車外インフラとの無線通信によって取得した情報に基づいて自車両前方の道路形状を認識してもよい。
加減速制御装置30は、運転者による操作部201の操作および後述する走行制御装置100から出力される指示に基づき、自車両が備える原動機および制動装置の動作を制御する電子制御装置である。加減速制御装置30は、自車両の加速および減速と発進および停止を制御する。言い換えれば、加減速制御装置30は、自車両の前後方向の運動を制御する。
自車両が備える原動機は、1つまたは複数の内燃機関であってもよいし、1つまたは複数の電動モータであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。また、制動装置は、自車両の運動エネルギーを熱エネルギーに変換して制動力を発生する形態に限られず、自車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する形態のものであってもよい。
なお、実際の加減速制御装置30は、原動機を制御する電子制御装置および制動装置を制御する電子制御装置の複数の電子制御装置を含み、これらが情報通信ネットワーク150を介して協調動作することにより実現されている。
操舵制御装置40は、運転者による操作部201の操作および後述する走行制御装置100から出力される指示に基づき、自車両が備える操舵装置の動作を制御する電子制御装置である。なお、操舵装置は、舵角の変更によって自車両にヨーモーメントを付加する形態の装置に加えて、左右輪における制動力差または駆動力差の発生によって自車両にヨーモーメントを付加する形態の装置をさらに備えていてもよい。操舵制御装置40は、操舵装置の動作により発生する自車両のヨーモーメントを制御する。すなわち、操舵制御装置40は、自車両の左右方向の運動を制御する。
操作検出装置50は、運転者による操作部201の操作を検出する。操作検出装置50は、アクセルペダル201aの操作を検出するアクセルペダルセンサ50a、ブレーキペダル201bの操作を検出するブレーキペダルセンサ50b、およびステアリングホイール201sの操作を検出するステアリングセンサ50sを含む。操作検出装置50の一部または全部の構成は、状態量検出装置10の構成を兼ねていてもよい。
アクセルペダルセンサ50aは、例えばアクセルペダル201aの踏み込み量を検出するセンサである。また、ブレーキペダルセンサ50bは、例えばブレーキ液圧を検出するセンサである。また、ステアリングセンサ50sは、例えば、運転者がステアリングホイール201sに加えるトルクを検出する操舵トルクセンサである。
なお、ブレーキペダルセンサ50bは、自車両のブレーキランプの点灯を制御するためのブレーキペダル201bの操作を検出するスイッチを含んでいてもよい。また、ステアリングセンサ50sは、ステアリングホイール201sに設けられたタッチセンサを含んでいてもよい。
警報制御装置60は、運転者に向けた視覚情報および聴覚情報を出力する報知装置202を制御する電子制御装置である。報知装置202は、画像や文字を表示する表示装置および光を発する発光装置の一方または両方を含む視覚情報出力装置202vと、音声を発する聴覚情報出力装置202aと、を少なくとも備える。報知装置202は、振動を発するアクチュエータを備えていてもよい。
走行制御装置100は、加減速制御装置30および操舵制御装置40を制御する電子制御装置であり、自車両の走行制御を行う。走行制御装置100は、状態量検出装置10、外部環境認識装置20および操作検出装置50により検出される自車両の状態量および外部環境の認識結果と、運転者による操作部201の操作の認識結果との情報に基づいて、加減速制御装置30および操舵制御装置40を制御する。
本実施形態の走行制御装置100は、手動運転モード、第1運転支援モードおよび第2運転支援モードを含む複数の運転モード(制御モード)を備え、これらを選択的に実行して自車両の走行制御を行う。
ここで、自車両の走行制御とは、自車両の加減速および操舵の制御が少なくとも含まれる。また、自車両の走行制御には、自車両の外部環境の認識結果に対する反応の実行も含まれる場合もある。
手動運転モードは、運転者が、操作部201を用いて、自車両の加減速および操舵の一方または両方を制御する運転モードである。すなわち、手動運転モードは、運転者が自車両の走行制御の全てを実施する場合と、運転者が自車両の走行制御の一部を実施し残りの走行制御を走行制御装置100が実施する場合と、を含む。前者の場合は、自動車の自動運転レベルの定義のうちの、いわゆるSAEによる定義のレベル0に相当し、後者の場合はレベル1に相当する(SAE J3016_201609)。以下では、SAEによる定義の自動運転レベルについて、SAEレベル0、SAEレベル1等と称するものとする。
また、手動運転モードでは、運転者に、自車両の外部環境の認識と、当該外部環境の認識結果への反応の決定が求められる。
第1運転支援モードは、SAEレベル2に相当する。すなわち、第1運転支援モードは、走行制御装置100が自車両の加減速および操舵の両方を制御するが、運転者による自車両の外部環境の認識と、当該外部環境の認識結果への反応の決定と、の実行が必要とされる運転モードである。
具体的に本実施形態では、走行制御装置100は、第1運転支援モードを実行する際に、運転者によるステアリングホイール201sの保持を要求する。言い換えれば、本実施形態では、走行制御装置100は、ステアリングセンサ50sにより、運転者によるステアリングホイール201sの保持を検出している場合に、第1運転支援モードを実行することができる。したがって、第1運転支援モードとは、運転者によるステアリングホイール201sの保持を前提とした自動走行制御である。
第2運転支援モードは、SAEレベル3または4に相当する。すなわち、第2運転支援モードは、走行制御装置100が自車両の加減速および操舵の両方を制御し、また走行制御装置100が自車両の外部環境の認識と、当該外部環境の認識結果への反応の決定も実行する運転モードである。
すなわち、第2運転支援モードとは、運転者によるステアリングホイール201sの保持を必要としない自動走行制御である。
走行制御装置100、例えば運転者が操作部201を用いることによって入力される指示に応じて、手動運転モード、第1運転支援モードおよび第2運転支援モードを選択的に実行する。
本実施形態では一例として、第2運転支援モードはSAEレベル3に相当するものとする。したがって、走行制御装置100による第2運転支援モードの実行時において、第2運転支援モードによる自動走行制御が継続できない場合には、走行制御装置100は、第2運転支援モードの実行を終了して手動運転モードまたは第1運転支援モードを開始する。すなわち、第2運転支援モードが継続できない場合には、走行制御装置100は、運転者によるステアリングホイール201sの保持を前提とした運転モードに移行する。また、当該運転モードの移行時には、走行制御装置100は、警報制御装置60を制御して、運転者に第2運転支援モードの終了とステアリングホイール201sの保持の要求を報知する。当該運転モードの移行時の報知に関しては詳細を後述する。
第2運転支援モードの実行時において、第2運転支援モードが継続できない場合とは、例えば予め定められた自動運転に対応した道路から自車両が退出する場合や、積雪等によって外部環境認識装置20による道路形状の認識が不可能となる場合等に発生し得る。予め定められた自動運転に対応した道路とは、自動車専用道路のような自動運転の実現が比較的容易な道路、および自動運転のための標示や路車間通信設備等のインフラが整備された道路等である。
図2は、第2運転支援モードの実行時において、第2運転支援モードが継続できないと判定した場合、または所定時間後に第2運転支援モードが継続できなくなると予測した場合に走行制御装置100が実行する自動運転終了処理のフローチャートである。
すなわち、走行制御装置100は、運転者によるステアリングホイール201sの保持を必要としない自動走行制御から、運転者によるステアリングホイール201sの保持を前提とする自動走行制御(または手動走行制御)に移行する際に、図2に示す自動運転終了処理を実行する。図2に示す自動運転終了処理の開始時点では、走行制御装置100は、第2運転支援モードを実行中である。
自動運転終了処理では、まずステップS10において、走行制御装置100は、運転者がステアリングホイール201sの保持を前提とする手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対して既に体勢を整えているか否かを、操作検出装置50の検出結果に基づいて判定する。言い換えれば、ステップS10では、走行制御装置100は、運転者がSAEレベル3に相当する自動運転の終了と、それにともなうSAEレベル0から2のいずれかに相当する制御の開始に対応できる体勢を整えているか否かを判定する。
本実施形態では一例として、ステップS10では、運転者がステアリングホイール201sを保持しているか否かを、ステアリングセンサ50sの検出結果に基づいて判定する。そしてステップS10において、運転者がステアリングホイール201sを保持していることをステアリングセンサ50sにより検出した場合には、走行制御装置100は、運転者が手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対して既に体勢を整えている、と判定する。
ステップS10において、運転者が手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対して体勢を整えていない、と判定した場合には、走行制御装置100は、ステップS20に移行する。
ステップS20では、走行制御装置100は、警報制御装置60を制御して、報知装置202から少なくとも視覚情報および聴覚情報を用いた第1の警報を出力する。すなわち、ステップS20で出力される第1の警報は、聴覚情報出力装置202aから出力される警報音および音声の少なくとも一方と、視覚情報出力装置202vから出力される画像(文字)および光の少なくとも一方と、の双方を含む。また、第1の警報は、アクチュエータによる座席やステアリングホイール201sの振動を含んでいてもよい。
第1の警報は、運転者がステアリングホイール201sの保持を必要としない走行制御の終了の告知、および運転者によるステアリングホイール201sの保持の要求、を運転者に伝える内容のものである。第1の警報における、視覚情報および聴覚情報の具体的な形態(画像の形状や音声のパターン等)は特に限定されるものではない。
ステップS20の実行により出力される第1の警報の停止の条件は、所定時間の経過であってもよいし、運転者によるステアリングホイール201sの保持の検出であってもよい。
そして、ステップS110において、走行制御装置100は、手動運転モードまたは第1運転支援モードの実行を開始する。ステップS110の実行により、自動運転終了処理は終了する。
なお、ステップS110の実行時期は、第2運転支援モードによる自動走行制御が継続できなくなる地点に対する自車両の位置や速度に応じて変化するものであり、特に限定されない。例えば、局所的な積雪等によって外部環境認識装置20による道路形状の認識が突如不可能となる場合のように、自動運転終了処理の開始時において第2運転支援モードによる自動走行制御が継続できなくなる地点に自車両が近接している場合には、ステップS110は、ステップS20と同時に実行される可能性がある。また、例えば、予め定められた自動運転に対応した道路から自車両が退出する場合のように、第2運転支援モードによる自動走行制御が継続できなくなる地点が予測可能である場合には、ステップS20の実行は、ステップS110の実行予定時刻よりも所定時間前であることが好ましい。
一方、ステップS10において、運転者が手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対して既に体勢を整えている、と判定した場合には、走行制御装置100は、ステップS40に移行する。
ステップS40では、走行制御装置100は、警報制御装置60を制御して、報知装置202から視覚情報のみを用いた第2の警報を出力する。すなわち、ステップS20で出力される第2の警報は、視覚情報出力装置202vから出力される画像(文字)および光の少なくとも一方のみを含む。すなわち、第2の警報は、警報音、音声、振動等を含まない。
第2の警報は、運転者がステアリングホイール201sの保持を必要としない走行制御の終了を運転者に伝える内容のものである。第2の警報における、視覚情報の具体的な形態(画像の形状等)は特に限定されるものではない。
ステップS40の実行により出力される第1の警報の停止の条件は、例えば所定時間の経過である。
そして、ステップS110において、走行制御装置100は、手動運転モードまたは第1運転支援モードの実行を開始する。ステップS110の実行により、自動運転終了処理は終了する。
なお、前述のように、ステップS110の実行時期は、第2運転支援モードによる自動走行制御が継続できなくなる地点に対する自車両の位置や速度に応じて変化するものであり、特に限定されない。
以上に説明したように、走行制御装置100は、第2運転支援モードの実行時において、当該第2運転支援モードが継続できないと判定した場合に、手動運転モードまたは第1運転支援モードを開始する走行制御切り替えステップ(ステップS110)を実行する。走行制御切り替えステップとは、運転者によるステアリングホイール201sの保持を必要としない自動運転状態(SAEレベル3または4)から運転者によるステアリングホイール201sの保持を前提とする運転状態(SAEレベル0から2)への切り替え処理である。
そして、走行制御装置100は、走行制御切り替えステップの実行時または走行制御切り替えステップの実行の所定時間前において、操作検出装置50の検出結果に基づき、運転者が手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えているか否かを判定する第1ステップ(ステップS10)を実行する。
さらに、走行制御装置100は、第1ステップにおいて、運転者が手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えていないと判定した場合には、警報制御装置60を制御して走行制御切り替えステップの実行を視覚情報および聴覚情報を用いて出力し、また運転者が手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えていると判定した場合には、警報制御装置60を制御して走行制御切り替えステップの実行を視覚情報のみを用いて出力する第2ステップ(ステップS20、S40)と、を実行する。
このように構成された本実施形態の走行制御システム1を備える自車両が走行中である際に第2運転支援モードから手動運転モードまたは第1運転支援モードへの切り替えが行われる場合、走行制御システム1は当該切り替えの警報を出力する。
ここで、本実施形態では、運転者がステアリングホイール201sの保持等の手動運転モードまたは第1運転支援モードの開始に対応する姿勢をとっていれば、走行制御システム1が出力する警報は視覚情報のみを用いた第2の警報となる。
したがって、例えば運転者が第2運転支援モードが継続できなくなる地点を地図情報や過去の経験に基づいて予測し、第2運転支援モードの終了に対してステアリングホイール201sを保持して身構えていれば、第2運転支援モードの終了時に走行制御システム1が出力する警報は視覚情報のみの運転者への刺激が弱いものとなる。このため、運転者は、当該警報を煩わしく感じることがない。
一方で、運転者が第2運転支援モードの終了に対して身構えていなければ、第2運転支援モードの終了時に走行制御システム1が出力する警報は聴覚情報および視覚情報を含む運転者への刺激が強いものとなるため、運転者に第2運転支援モードの終了を即時に気付かせることができる。
このように、本実施形態の走行制御システム1によれば、自動運転モードの切り替え時における運転者の体勢に応じて警報の内容を切り替えることができ、運転者が警報を煩わしく感じてしまう場面を少なくすることができる。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の走行制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
1 走行制御システム、
10 状態量検出装置、
20 外部環境認識装置、
30 加減速制御装置、
40 操舵制御装置、
50 操作検出装置、
50a アクセルペダルセンサ、
50b ブレーキペダルセンサ、
50s ステアリングセンサ、
60 警報制御装置、
100 走行制御装置、
150 情報通信ネットワーク、
201 操作部、
201a アクセルペダル、
201b ブレーキペダル、
201s ステアリングホイール、
202 報知装置、
202a 聴覚情報出力装置、
202v 視覚情報出力装置。

Claims (2)

  1. 車両に搭載され、前記車両の操舵および加減速の制御を含む自動走行制御を行う走行制御システムであって、
    前記車両の運転者の操作に従って前記車両の操舵および加減速を実施する手動運転モード、前記運転者によるステアリングホイールの保持を前提として前記自動走行制御を実施する第1運転支援モード、および前記運転者による前記ステアリングホイールの保持を必要とせずに前記自動走行制御を実施する第2運転支援モード、を選択的に実行して前記車両の走行制御を行う走行制御装置と、
    前記運転者による操作を検出する操作検出装置と、
    前記車両が備える報知装置を制御して視覚情報および聴覚情報を出力する警報制御装置と、
    を備え、
    前記走行制御装置は、
    前記第2運転支援モードの実行時において、当該第2運転支援モードが継続できないと判定した場合に、前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードを開始する走行制御切り替えステップと、
    前記走行制御切り替えステップの実行時または前記走行制御切り替えステップの実行の所定時間前において、前記操作検出装置の検出結果に基づき、前記運転者が前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えているか否かを判定する第1ステップと、
    前記第1ステップの後に、前記第1ステップにおいて、前記運転者が前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えていないと判定した場合には、前記警報制御装置を制御して前記走行制御切り替えステップの実行を前記視覚情報および前記聴覚情報を用いて出力し、前記運転者が前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えていると判定した場合には、前記警報制御装置を制御して前記走行制御切り替えステップの実行を前記視覚情報のみを用いて出力する第2ステップと、
    を実行することを特徴とする走行制御システム。
  2. 前記操作検出装置は、前記運転者による前記ステアリングホイールの保持の有無を検出するステアリングセンサを含み、
    前記走行制御装置は、前記第1ステップにおいて、前記ステアリングセンサによって前記運転者による前記ステアリングホイールの保持を検出している場合に、前記運転者が前記手動運転モードまたは前記第1運転支援モードの開始に対応できる体勢を整えていると判定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の走行制御システム。
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