JP2019189177A - 自動運転車両 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転モード時にドライバのステアリング手放し時間が第１所定時間を経過すると手動運転モードに強制切替えを行う自動運転車両において、自車両の安全な走行が確保され、交通を乱す恐れを抑制した自動運転車両を提供する。【解決手段】本発明の自動運転車両では、自動運転モード中、ドライバのステアリング手放し時間が第1所定時間より短い第２所定時間が経過したとき、自車両が道路の中央側の走行車線を走行しているときには、隣接する路肩に近い走行車線へ車線変更を行うようにした。【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の手動運転モードと複数の自動運転機能を備える自動運転モードとを切り替え可能な自動運転制御装置を備える自動運転車両に関する。

特許文献１には、ドライバの操作によらずセンサなどから走行状況を判定して走行を行う自動運転モードとドライバの操作により車両の走行を行う手動運転モードとを備えた自動運転車両が開示されている。
また、国交省が２０１７年１０月１０日に告示した道路交通法の保安基準改正によると、「１５秒以上ドライバがステアリングを手放しで運転すると、ドライバに対し警告を発し、その後も手放しでの運転が継続すると、警告を発してから５０秒後に、手動運転モードへ強制的に切り換える」ことを義務付けている。

特開平９−２２２９２２号公報

ところで、特許文献１のような自動運転車両に対し、国交省の保安基準改正を単純に適用しようとした場合、運転状態にかかわらず強制的に自動運転モードから手動運転モードへの切り替えが行われ、自車両の安全な走行が抑制され、交通を乱す恐れがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、自動運転モード時にドライバのステアリング手放し時間が第１所定時間を経過すると手動運転モードに強制切替えを行う自動運転車両において、自車両の安全な走行が確保され、交通を乱す恐れを抑制した自動運転車両を提供することを目的とする。

本発明の自動運転車両では、自動運転モード中、ドライバのステアリング手放し時間が第1所定時間より短い第２所定時間が経過したとき、自車両が道路の中央側の走行車線を走行しているときには、隣接する路肩に近い走行車線へ車線変更を行うようにしたことを特徴とする。

よって、本発明の自動運転車両では、自動運転モード時にドライバがステアリングを手放しで走行した場合であっても、自車両の安全を確保し、交通を乱す恐れを抑制することができる。

実施例１の自動運転車両の制御システムのブロック図である。 実施例１の自動運転モード時に、道路の中央側の走行車線を走行中で、ドライバのステアリング手放し運転が行われた場合の制御の処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は、実施例１の車線変更必要時間と相対車速の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、実施例１の渋滞係数と渋滞指数との関係を示すグラフである。

［実施例１］
図１は、実施例１の自動運転車両の制御システムのブロック図である。

図１に示すように、自動運転制御装置としての自動運転用コントロールユニット１がある。
手動運転機能（レベル０）以外に、この自動運転用コントロールユニット１は、レベル１からレベル５までの自動運転機能を備えている。
レベル１（運転支援）とは、ステアリング操作・加減速のいずれか１つを支援的に行う。例えば、予め設定した車速内でクルマが自動的に加減速し、先行車との適切な車間距離を維持しながら追従走行するアダブティブ・クルーズ・コントロールなどである。
レベル２（部分自動運転）とは、ステアリング操作・加減速のうち同時に複数の操作を行う。例えば、渋滞時、走行レーンの逸脱を補正するとともに、一定の車間距離を維持しながら、先行車を追従し、停車後は先行車の動きを検知し再度発進を行う渋滞時追従支援システムなどである。この場合、ドライバは常時、運転状況を監視操作する必要がある。
レベル３（条件付自動運転）とは、限定的な環境下もしくは交通状況のみにおいて、自動的にステアリング操作・加減速を行い、緊急時、自動運転コントロールユニット１が要請したときにはドライバが対応する。
レベル４（高度自動運転）とは、特定の条件下（例えば、高速道路）のみにおいて、自動運転用コントロールユニット１がステアリング操作・加減速のすべてを制御する。特定の条件下を離脱すると、ドライバによる運転が必要になる。
レベル５（完全自動運転）とは、ドライバを必要としない、無人運転である。
また、この自動運転用コントロールユニット１には、外部との通信（路車間通信、車車間通信、歩者間通信等）を行う周辺環境検出部としての車載通信装置２より走行道路情報、他車情報、歩行者情報等が入力される。
路車間通信とは、自車両と道路に設置された道路側機との相互通信を行うことである。
これにより、例えば、自車両は自車情報を道路側機に送信します。道路側機は周辺状況を把握して周囲を走る他車両に自車両情報を送信し、別の車両のドライバに注意喚起することで衝突事故を防ぐことができ、センサやカメラが搭載された道路側機であれば、道路側機自身が車や横断歩道の歩行者の有無を調べ、周辺の車に送信することでも事故防止につなげることができます。また、道路側機は、信号機の状態等の情報も、自車両に送信します。このように、自車両に通信装置が搭載してあれば、周囲の車両や人が通信装置を持っていなくても周辺環境の把握が可能となります。
車車間通信とは、自車両と周辺にいる他車両との相互通信を行うことである。
これにより、見通しの悪い交差点において、通信装置を備える車両同士がお互いの位置や速度といった情報を無線で送受信し、もしも出会い頭衝突の危険性がある場合、両車両のドライバに警告して衝突事故を防ぐことができます。
歩車間通信とは、自車両と周辺にいる歩行者との相互通信を行うことである。
これにより、見通しの悪い交差点において、通信装置を備える車両とスマートフォンを持つ歩行者がお互いの位置や速度といった情報を無線で送受信し、もしも出会い頭衝突の危険性がある場合、自車両のドライバと歩行者に警告して衝突事故を防ぐことができます。
その他、自動運転用コントロールユニット１には、周辺環境検出部としてのＧＰＳアンテナ３からの自車位置情報、道路状況検知デバイス４からの周辺道路状況情報、ナビゲーション装置５からのマップデータ、交通状況情報、物体検知センサ６からの車両周囲の物体情報、車両状態検出部としての各種センサ７からの車速等の車両状態情報、Ｂａｔ監視システム８からのバッテリの状態情報が入力されている。
また、ドライバからは、切替スイッチとしての自動運転モードスイッチ（ＳＷ）２０の操作情報が、自動運転用コントロールユニット１に入力される。
これにより、ドライバの自動運転モードＳＷ２０の操作に対応した複数の自動運転機能（レベル１からレベル５）の自動運転モードで走行中において、自動運転用コントロールユニット１は前述した入力情報に基づき、先読みを行い、可能な限り、ドライバの操作無しに、安全な走行を行う。

また、自動運転用コントロールユニット１が、指示を出力するものとしては、車内スピーカ９へドライバへの警告を出すためのアラーム・音声指示、動力源としての内燃機関１１を制御する内燃機関用コントロールユニット１０への駆動力指示、駆動力伝達装置としての自動変速機１３を制御する自動変速機用コントロールユニット１２への変速指示、動力源としてのモータ１５を制御するモータ制御コントロールユニット１４への駆動力指示、電動モータおよびドライバの操作により作動するブレーキ１７のアクチュエータを制御するブレーキ制御用コントロールユニット１６への制動力指示、ステアリング１９を制御するステアリング制御用コントロールユニット１８への舵角指示等がある。
なお、自動運転用コントロールユニット１は、内燃機関１１、自動変速機１３、モータ１５、ブレーキ１７、ステアリング１９の作動を監視するために、各コントロールユニットと相互に通信を行っている。
また、ステアリング１９には、ホールドセンサ２１が設けられ、ドライバがステアリングをホールドしているか手放ししているかを検出しており、この情報は、自動運転用コントロールユニット１へ送られている。

図２は、実施例１の自動運転モード時に、道路の中央側の走行車線を走行中で、ドライ
バのステアリング手放し運転が行われた場合の制御の処理の流れを示すフローチャートで
ある。
このフローチャートは、所定の演算周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１では、自動運転モード中か否かを判定する。
自動運転モード中のときは、ステップＳ２へ進み、自動運転モード中でないときは、ステップＳ1へ戻る。
ステップＳ２では、タイマカウンタをリセットする。
ステップＳ３では、ドライバが手放し中か否かを判定する。
手放し中のときには、ステップＳ４へ進み、手放し中でないとき、すなわちホールドしているときは、ステップＳ３へ戻る。

ステップＳ４では、手放しを検知したので、タイマカウンタの作動を開始する。

ステップＳ５では、ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、１５ｓｅｃ以上か否かを判定する。
ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、１５ｓｅｃ以上のときには、ステップＳ６へ進み、ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、１５ｓｅｃ未満のときには、ステップＳ５へ戻る。
ステップＳ６では、ドライバに対して、ステアリング１９をホールドするように警告アラームを鳴らす。
ステップＳ７では、ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、第１所定時間である６５ｓｅｃ以上か否かを判定する。
ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、６５ｓｅｃ以上であるときには、ステップＳ１１へ進み、ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、６５ｓｅｃ以上でないときには、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、第２所定時間である車線変更開始時間Ｔｏを越えているか否かを判定する。
第２所定時間である車線変更開始時間Ｔｏについての詳細は、後述する。
ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、車線変更開始時間Ｔｏを越えているときには、ステップＳ９へ進み、ドライバが手放しを開始してからの経過時間が、車線変更開始時間Ｔｏを越えていないときには、ステップＳ３へ戻る。
ステップＳ９では、左側に車線があるか否か、すなわち、道路の中央側の走行車線（例えば、追い越し車線、あるいは、追い越し車線以外に複数の走行車線がある場合には、路肩に一番近い走行車線ではない）を走行しているか否かを判定する。
左側に車線があるときには、ステップＳ１０へ進み、左側に車線がないとき、すなわち路肩に一番近い走行車線を走行しているとして、ステップＳ３へ戻る。

ステップＳ１０では、自車両を、左側の走行車線への車線変更を実行し、ステップＳ７へ戻る。
そして、手放しを開始してからの経過時間が６５ｓｅｃ経過するまで、ステップＳ８からステップＳ１０を繰り返し、複数の走行車線がある場合には、できるだけ、路肩に一番近い車線まで車線変更を行うようにする。

図３の（ａ）は、実施例１の車線変更必要時間と相対車速の関係を示すグラフであり、
図３の（ｂ）は、実施例１の渋滞係数と渋滞指数との関係を示すグラフである。

図３の（ａ）は、横軸が隣接する走行車線を走行している他車両との相対車速ΔＶで、縦軸が車線変更必要時間Ｔａを示している。
すなわち、相対車速ΔＶが大きいと、車線変更に時間がかかる傾向があるため、車線変更必要時間Ｔａも大きくなる。
図３の（ｂ）は、横軸が渋滞指数β、縦軸が渋滞係数αを示している。
すなわち、道路の混雑度を示す渋滞指数βが大きいと、車線変更に時間がかかる傾向があるため、渋滞係数αも大きくなる。

これらの、車線変更必要時間Ｔａと渋滞係数αを使って、下記の様に、第１所定時間から、車線変更必要時間Ｔａと渋滞係数αを掛けた時間を引くことにより、第２所定時間である車線変更開始時間Ｔｏを算出している。
Ｔｏ＝６５ｓｅｃ（第１所定時間）―（Ｔａ ＊ α）
すなわち、相対車速ΔＶと道路の混雑度合いを示す渋滞指数βが大きいと、車線変更開始時間Ｔｏは短く設定され、ドライバが手放しを開始してから早めに車線変更を実行することになる。
なお、隣接する走行車線を走行する他車両が、自車両と同様の自動運転車両であれば、車両同士連携して、よりスムーズに車線変更が実行可能となる。

次に、作用効果を説明する。
実施例１の自動運転車両にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。

（１）自動運転モード中、ドライバのステアリング手放し時間が第1所定時間より短い第２所定時間が経過したとき、自車両が道路の中央側の走行車線（例えば、追い越し車線、あるいは、追い越し車線以外に複数の走行車線がある場合には、路肩に一番近い走行車線ではない）を走行しているときには、隣接する路肩に近い走行車線へ車線変更を行うようにした。
よって、自動運転モード時にドライバのステアリング手放し時間が６５ｓｅｃ（第１所定時間）を経過して、手動運転モードに強制切替えが実行されたとしても、道路の中央側の走行車線よりは車速の低い走行車線にいることにより、自車両の安全を確保し、交通を乱す恐れを抑制することができる。

（２）自動運転モード時にドライバのステアリング手放し時間が６５ｓｅｃ（第１所定時間）を経過するまで、できるだけ、路肩に一番近い走行車線へ車線変更するようにした。
よって、手動運転モードに強制切替え後に、例えば自動で停車する場合に、路肩や空いているスペースに安全に自車両を停車させることができる。

（３）隣接する走行車線を走行する他車両との相対車速ΔＶによる車線変更必要時間Ｔａと道路の混雑度を示す渋滞指数βによる渋滞係数αを使って、第２所定時間である車線変更開始時間Ｔｏを算出するようにした。
よって、車線変更開始時間Ｔｏを可変にでき、さまざまな道路状況に下において、スムーズに隣接する走行車線へ車線変更を行うことができる。

（４）第２所定時間である車線変更開始時間Ｔｏは、隣接する走行車線の混雑度、すなわち渋滞指数βが大きいほど短く設定されている。
よって、スムーズに隣接する走行車線へ車線変更を行うことができる。

（５）第２所定時間である車線変更開始時間Ｔｏは、隣接する走行車線を走行する他車両との相対車速ΔＶが大きいほど短く設定されている。
よって、スムーズに隣接する走行車線へ車線変更を行うことができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
また、実施例では、日本の道路状況（左側走行）で説明したが、右側走行の場合でも同様に適用可能である。
すなわち、追い越し車線とは、道路中央側の車線をいうものである。

１ 自動運転用コントロールユニット（自動運転制御装置）
２ 車載通信装置（周辺環境検出部）
３ ＧＰＳアンテナ（周辺環境検出部）
４ 道路状況検出部（周辺環境検出部）
５ ナビゲーション装置（周辺環境検出部）
６ 物体検知センサ（周辺環境検出部）
７ 各種センサ（車両状態検出部）
８ Ｂａｔ監視システム（車両状態検出部）
１１ 内燃機関（動力源）
１３ 自動変速機（駆動力伝達機構）
１５ モータ（動力源）
２０ 自動運転モードスイッチ（切替スイッチ）
２１ ホールドセンサ

ステップＳ１では、自動運転モード中か否かを判定する。
自動運転モード中のときは、ステップＳ２へ進み、自動運転モード中でないときは、ステップＳ1へ戻る。
ステップＳ２では、タイマカウンタをリセットする。
ステップＳ３では、ドライバが手放し中か否かを判定する。
手放し中のときには、ステップＳ４へ進み、手放し中でないとき、すなわちステアリング１９をホールドしているときは、タイマカウンタをリセットして、ステップＳ３へ戻る。

Claims (6)

1. 動力源と、
   該動力源の駆動力を駆動輪に伝える駆動力伝達機構と、
   前記車両の状態を検出する車両状態検出部と、
   前記車両の周辺環境を検出する周辺環境検出部と、
   ドライバが操作する手動運転モードと自動運転モードとを切り替える要求を出す切替スイッチと、
   前記切替スイッチの要求に応じて、前記車両の手動運転モードと複数の自動運転機能を備える自動運転モードとを切り替え可能で、検出された前記車両の状態及び前記周辺環境に基づき前記車両を自動走行させるとともに、自動運転モード時にドライバのステアリング手放し時間が第1所定時間を経過すると手動運転モードに強制切替えを行う自動運転制御装置と、
   を備える自動運転車両であって、
   前記自動運転制御装置は、前記自動運転モード中、ドライバのステアリング手放し時間が前記第1所定時間より短い第２所定時間が経過したとき、自車両が道路の中央側の走行車線を走行しているときには、隣接する路肩に近い走行車線への車線変更を行う、
   ことを特徴とする自動運転車両。
2. 請求項１に記載の自動運転車両において、
   前記道路の中央側の走行車線以外の走行車線が複数ある場合には、路肩に一番近い走行車線への車線変更を行う、
   ことを特徴とする自動運転車両。
3. 請求項１乃至２いずれか1項に記載の自動運転車両において、
   前記第２所定時間は、隣接する走行車線の混雑度に応じて可変である、
   ことを特徴とする自動運転車両。
4. 請求項３に記載の自動運転車両において、
   前記第２所定時間は、隣接する走行車線の混雑度が大きいほど短く設定されている、
   ことを特徴とする自動運転車両。
5. 請求項１乃至４いずれか1項に記載の自動運転車両において、
   前記第２所定時間は、隣接する走行車線を走行する他車両との相対車速に応じて可変である、
   ことを特徴とする自動運転車両。
6. 請求項５に記載の自動運転車両において、
   前記第２所定時間は、前記相対車速が大きいほど短く設定されている、
   ことを特徴とする自動運転車両。

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