JP5954901B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行時における安全性を向上させるための車両制御装置に関するものである。

近年の車両は、運転操作以外を目的とする機能が充実してきている。例えば、車両の運転席には、カーナビゲーションシステムやオーディオ機器などの様々な車載機器が搭載されている。走行中に車載機器を操作するためには、運転者は視線を車両の進行方向から当該機器へと移すこととなる。そのため、車両の走行中における安全性を確保するため、車両の走行中にはナビゲーションシステムの入力操作などを行うことができないようにする技術が提供されている。しかし、カーナビゲーションシステム等における入力操作が走行中に全くできないと、運転者は、走行中に目的地やルートの変更を行うことができず、利便性が損なわれてしまうという問題がある。

そこで、走行中の安全を確保しつつ、走行中にも機器への入力操作ができるようにする技術が開発されている。例えば、特許文献１には、車両の走行中における運転者によるナビゲーション装置の表示部の操作を不能とする技術が開示されている。すなわち、車両が走行中か否かを検出する検出部と、運転者の動作と同乗者の動作とを検出する検出センサとを設ける。そして、車両が走行中では無い場合は表示部の操作を可能とする一方、車両が走行中の場合は、表示部の操作者が運転者であれば操作を不能とし、同乗者であれば操作を可能とする。

特開平８−１８４４４９号公報

このように、運転者ではない者による操作を走行中であっても可能とすることにより、安全性を確保しつつ不便性を軽減することができる。しかしながら、例えば、同乗者がいない場合は、車両の走行中にカーナビゲーションシステム等における入力操作ができないことには変わりがない。また、操作者が運転者であるのか同乗者であるのかを判別する必要があるため、複雑な機構が必要となってしまう。さらに、検出手段が操作者を誤認識してしまった場合は、安全性を確保することができなくなってしまう。

そこで、本発明は、車両の走行中であっても、安全性と車載機器の利便性とを両立する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。

本発明の車両制御装置は、前記目的を達成するために、車両が所定以上の車速で走行しているときに、車内で操作する機器の操作を無効とする機器操作無効化手段と、車両の外部の情報を取得する外部情報取得手段と、外部情報取得手段が取得した外部情報に基づいて車両のリスクを算出または判定し、外部情報取得手段が取得した外部情報に加えて、車両の状態に関する情報、または運転者の状態に関する情報、またはこれらの情報の組み合わせに基づいて決定された予測時間が経過するまでに、算出または判定した外部情報に基づく車両のリスクが増大するか否かを予測判定するリスク認識手段と、リスク認識手段による外部情報に基づく車両のリスクの算出結果または判定結果に基づいて、車両の運転操作を直接または報知、またはその両方により支援する運転操作支援手段と、運転操作支援手段が車両の運転操作を支援している場合であって、リスク認識手段が車両のリスクが予測時間経過するまでに増大すると予測判定しなかった場合に、機器操作無効化手段によって無効にされている機器の操作を有効にする機器操作有効化手段と、を備えたことを特徴とする。

このように、車両が所定以上の車速で走行しているときは、車内での機器操作を無効化するが、外部情報に基づく車両のリスクに基づいた運転操作支援が実行されているときは、車内での機器操作を有効化する。このように、運転操作支援を外部情報に基づく車両のリスクに基づいて実行することにより、車両の走行中の安全性と快適性とを向上させることができる。これにより、走行中の車内での操作を無効にして安全性を高めるとともに、運転操作支援が実行されているときの車内での機器操作を有効にして利便性を向上させることができる。

本発明によれば、車両の走行中における安全性および快適性と、車内での機器操作の利便性とを両立させることができる。

車両の全体構成図である。 車両制御装置の制御信号の出入力を示すブロック図である。 リスク判定処理を示す図である。 支援指示処理を示す図である。 運転操作支援制御処理を示す図である。 機器操作無効化制御処理を示す図である。 機器操作有効化制御処理を示す図である。 機器操作処理を示す図である。

本発明の車両制御装置を備えた車両１は、図１に示すように、車両１の外部の情報を取得する撮像装置２と、車両１の走行速度等を検出する車両状態検出装置３と、車両１のリスクに基づいて車両１の制御を行う制御部４と、車両１の運転席に設けられたカーナビゲーションシステム５と、運転席において運転手に表示や音、振動などで報知する手段、例えば警報を出力する警報装置６とを備えている。

外部情報取得手段である撮像装置２は、車両１の前部に設けられた２台のフロントカメラであり、所定時間（例えば４ミリ秒）毎に、車両１の外部を撮像して画像データを取得する。本実施形態では、撮像装置２は、車両１のフロントガラス付近の車内側に設置され、車両１の前方を撮像するが、これに限らず、車両１の側方や後方を撮像するカメラを設けてもよい。

車両状態検出装置３は、車両１の走行速度と、車両１に作用しているモーメントや車両１の舵角を検出して、検出した走行速度に応じた車速データ、検出したモーメントに応じたモーメントデータ、および検出した舵角に応じた舵角データを取得する。

制御部４は、例えばＣＰＵやＥＣＵであり、図２に示すように、撮像装置２と車両状態検出装置３とが取得した情報に基づいて車両１の走行支援の制御を行う走行支援制御部７と、車両１の車載機器の制御を行う車載機器制御部８と、を備えている。

走行支援制御部７は、車両１のエンジンの点火装置または原動機としてのモータ制御の始動部、例えば電動機の始動装置のスイッチであるイグニッションスイッチ（図示せず）のＯＮ操作とともに、またはその信号に基づき設定される時間に起動し、前記スイッチが起動状態であるときは車両１の走行支援を常時実行する。走行支援制御部７は、車両１のリスクを認識して判定するリスク認識部９と、リスク認識部９によって判定された車両１のリスクに基づいて車両１の運転操作の実行を指示する支援指示部１０と、支援指示部１０による指示に従って車両１の運転操作に関する警告および支援の制御を行う運転操作支援部１１と、を有している。

リスク認識手段であるリスク認識部９は、撮像装置２から取得した画像データを解析して得られた外部情報に基づいて車両１のリスクを算出・判定する。本実施形態においては、リスク認識部９は、撮像装置２が取得した画像データに基づいて、車両１の走行方向に存在する先行車両や歩行者、障害物の有無、車両１から該障害物までの距離、車線に対する車両１の走行方向などを判別する。さらに、リスク認識部９は、車両状態検出装置３が取得したモーメントデータ、および舵角データに基づいて、車両１のリスクを算出・判定する。本実施形態においては、リスク認識部９は、車両状態検出装置３が取得したモーメントデータに基づいて、車両１に作用するヨー、ピッチ、ロール等のモーメントの種別とモーメントの強弱を判別するとともに、舵角データや、前記モーメントの強弱またはこれらの組み合わせに基づいて車両１の舵角を判別する。そして、リスク認識部９は、画像データ、モーメントデータ、および舵角データに基づいて判別した各情報を用いて、総合的に車両１のリスクを分析して判定する。

例えば、リスク認識部９は、画像データ、モーメントデータ、舵角データ、および経過時間等、またはこれらの組み合わせに基づいて、先行車両、歩行者、および障害物等の物体と車両１との相対位置を算出し、リスクが増大しているか否かを判定する。そして、モーメントデータや舵角データ等から推定される車両１の進行方向に、車両１の走行方向に物体が無い、または車両１から物体までの距離が遠いと、画像データから推定される場合は、リスクが増大していないと判定する。一方、車両１の進行方向であって、車両１から近距離の範囲に物体があると推定される場合や、当該物体に車両１が近づいている場合は、リスクが増大していると判定する。

また、リスク認識部９は、車両１のリスクが将来（所定時間経過後）に増大するか否かを予測判定する。具体的には、リスク認識部９は、画像データ、モーメントデータ、舵角データ、運転者の姿勢や運転時間などの運転者状態データ、および、例えば１０秒前などの一定時間までのステアリング、アクセルペダル、およびブレーキペダルの操作量などの運転履歴のデータに基づいて、予測時間を設定する。この予測時間は、リスク認識部９は、画像データ、モーメントデータ、舵角データ、運転者状態データ、および運転履歴のデータの全てを用いて設定してもよいし、これらのデータの内のいずれかの組み合わせに基づいて予測時間を設定してもよい。そして、リスク認識部９は、現在から設定した予測時間が経過するまでに、判定したリスクが増大するか否かを予測判定する。

なお、リスク認識部９は、撮像装置２が取得した画像データのみに基づいて車両１のリスクを判定してもよいし、車両状態検出装置３が取得したモーメントデータや舵角データのみに基づいて車両１のリスクを判定してもよい。また、画像データやモーメントデータ等に加えて、車両状態検出装置３が取得した車速データに基づいて車両１のリスクを判定してもよい。

また、リスク認識部９は、個々のリスクの積算値によって、車両１のリスクを判定してもよい。すなわち、画像データから算出されるリスク値、モーメントデータから算出されるリスク値、舵角データから算出されるリスク値等を積算して、各リスク値の積算値を用いて車両１のリスクを判定する。例えば、車両１の走行方向に先行車両、歩行者、および障害物等がないと判別した場合は、リスク値は低くなる。また、車両１の走行方向に車両１の走行方向に先行車両が走行していると判別した場合、車両１から当該先行車両までの距離が近いほどリスク値は高くなる。また、車両１に作用するモーメントが弱いほどリスク値は低く、舵角が車両１の直進に近いほどリスク値は低くなる。したがって、例えば、車両１から先行車両までの距離が近くなくとも、車両１に作用するモーメントが強い場合は、リスクの積算値が高くなる。個々のリスクには、例えば、乗員の乗車位置や姿勢などに基づいた乗員傷害のリスクなどが含まれるようにしてもよい。

ここで、リスク認識部９は、個々のリスク値を算出する場合であっても、個々のリスクの積算値に基づいて車両１のリスクを判定するのではなく、個々のリスク値が全て所定以下であるか否かを判定するようにしてもよい。また、個々のリスクの積算値ではなく、個々のリスク値のうちの最大値を用いて車両１のリスクを判定するようにしてもよい。

また、リスク認識部９は、撮像装置２によって取得された画像データに基づいて車両１のリスクポテンシャルの分布を示すリスクマップを設定し、当該設定したリスクマップに基づいて車両１のリスクを算出、判定するようにしてもよい。この場合、例えば、画像データに基づいて、道路種別や車両１の周囲にある障害物等の種別等に基づいた複数のリスクポテンシャル分布を生成し、これらのリスクポテンシャルを合成してリスクマップを作成する。そして、作成されたリスクマップに基づき、リスクポテンシャルの分布が相対的に増大するか否か、およびリスクポテンシャルに車両１が接近するか否かによってリスクを判定する。

また、リスク認識部９は、リスクを撮像装置２が取得した画像データの特徴量に基づいてリスク分布を得て、当該リスク分布によって車両１のリスクを判定するようにしてもよい。ここで、画像データの特徴量から判定されるリスクは、例えば、画像データによって検出された車両１の周囲の立体物が道路構造物であるよりも車両である方が高く、さらに車両であるよりも歩行者である方が高くなる。リスクの高さを表現したリスク分布は等高線のように表される。そして、リスク認識部９は、リスク分布を参照し、車両１の状態等に基づいて、車両１のリスクを判定する。

さらに、リスク認識部９は、ドライバの内部状態を推定して車両１のリスクを判定するようにしてもよい。この場合、例えば、リスク認識部９は、撮像装置２が取得した画像データと運転者の運転操作データとから学習してモデルパラメータを作成する。当該モデルパラメータを用いて走行環境リスクレベルと運転者の操作特徴量との関連性を獲得し、現在のドライバの内部状態を推定する。そして、推定したドライバの内部状態と走行環境リスクとを比較し、車両１のリスクを判定する。

このように、走行支援制御部７のリスク認識部９は、認識した車両１の環境に基づいた演算によって、リスクをパラメータ化したり、リスクポテンシャルを評価したり、リスクマップを作成したりすることによって車両１のリスクを判定する。

支援指示部１０は、リスク認識部９によって判定された車両１のリスクに基づいて、運転者による運転操作の支援を実行するか否かを判断し、運転操作の支援の実行を運転操作支援部１１に指示する。例えば、支援指示部１０は、リスク認識部９によって判定された車両１のリスクが所定以上である場合や、車両１のリスクが増大傾向にある場合には、運転操作の支援を実行すると判断する。なお、本実施形態では、支援指示部１０によって運転支援を実行すると判断された場合にのみ、運転操作支援部１１による運転操作の支援が行われるが、支援指示部１０による指示を介さずに、リスク認識部９によって判定されたリスクに基づいて、運転操作支援部１１が運転操作の支援を行うか否かを判断するようにしてもよいし、運転操作支援部１１は常に運転操作の支援を行うようにしてもよい。

運転操作支援部１１は、支援指示部１０からの指示に従い、支援指示部１０を介して撮像装置２や車両状態検出装置３から入力した各種データを解析して、車両１の運転操作の支援および運転操作に関する警告の制御を行う。すなわち、車両１の外部の状況や車両１の走行速度等に応じて、車両１の駆動量やブレーキ量、操舵量の調整を行い、車両１の走行の安全性を向上させるとともに運転者による運転操作を快適化する支援を行う。また、車両１の外部の状況に応じて、運転者に対して、車両１の減速などを促すための警告を行う。

運転操作支援部１１によって実行される車両１の運転操作の支援の制御は、車両１のリスクに基づいて行われる。本実施形態では、運転操作支援部１１は、リスク認識部９によって判定された車両１のリスクを回避または軽減するように車両１の駆動量やブレーキ量、操舵量を調整する制御を行う。

なお、この運転操作の支援の制御方法は、前述の方法に限られるものではない。例えば、運転操作支援部１１またはリスク認識部９によって車両１の障害物等への衝突条件を算出して、運転操作支援部１１は、当該衝突条件に基づいて車両１の障害物等への衝突を回避したり、衝突被害を緩和させたりするために車両１の駆動量やブレーキ量、操舵量の調整を行ってもよい。この場合、例えば、画像データに基づいて障害物等の車両１との相対位置を算出する。そして、車両１が現在の走行速度や舵角のままで走行した場合の当該障害物等への衝突条件を算出するとともに、衝突部位や乗員の体格、姿勢等の各リスクを算出して総和する。算出された衝突条件から、衝突を回避することが可能である場合は、運転者への報知手段、例えば警報装置６によって警報を行うとともに、衝突を回避するための運転操作の支援を制御する。なお、前記報知手段は視覚的な表示や、振動などの機械的な動きでも良い。また、車両１の障害物等への衝突が不可避である場合は、総和された乗員のリスクを最小にするための運転操作の支援を制御する。

また、運転操作支援部１１は、撮像装置２によって取得された画像データに基づいて車両１のリスクポテンシャルの分布を示すリスクマップを設定し、当該設定したリスクマップに基づいて車両１の目標走行ルートを設定するようにしてもよい。この場合、例えば、画像データに基づいて、道路種別や車両１の周囲にある障害物等の種別等に基づいた複数のリスクポテンシャル分布を生成し、これらのリスクポテンシャルを合成してリスクマップを作成する。そして、作成したリスクマップに基づいて、高いリスクポテンシャルが分布する領域を回避する目標走行ルートを設定し、目標走行ルートに即した合理的な運転操作の支援を行う。

また、運転操作支援部１１は、リスク認識部９によって判定された車両１のリスクとリスク最小の軌跡計画とにより、運転操作の支援の制御を行うようにしてもよい。この場合、リスク認識部９は、撮像装置２が取得した画像データの特徴量に基づいて車両１のリスクを認識する。このリスクは、例えば、画像データによって検出された車両１の周囲の立体物が道路構造物であるよりも車両である方が高く、さらに車両であるよりも歩行者である方が高くなる。運転操作支援部１１は、認識したリスクの分布状況を等高線のように表現し、等高線の高い場所を避けて最もリスクの低い場所を車両１が走行するように、車両１の走行すべき軌跡を計画する。そして、車両１の位置が軌跡計画に合わさるように、車両１の駆動量やブレーキ量、操舵量を調整する制御を行う。

このように、運転操作支援部１１は、車両１の外部の状況や車両１の状態に応じて、車両１の駆動量やブレーキ量、操舵量等の調整や警報によって運転操作を支援する制御を行う。

なお、本実施形態では、リスク認識部９、支援指示部１０、および運転操作支援部１１は、制御部４が有する走行支援制御部７を構成するが、これに限らず、それぞれ独立した制御装置として設けられてもよい。この場合は、支援指示部１０や運転操作支援部１１は、撮像装置２や車両状態検出装置３から直接データを入力して、車両１のリスクの判定や運転操作の支援の制御等を行う。

車載機器制御部８は、カーナビゲーションシステム５の操作を無効にする制御を行う操作無効化制御部１２と、操作無効化制御部１２によって無効にされているカーナビゲーションシステム５の操作を有効にする操作有効化制御部１３と、を有している。

機器操作無効化手段である操作無効化制御部１２は、車両１の車速が所定以上であるときに、カーナビゲーションシステム５の操作を無効とする制御を行う。すなわち、車両１が所定以上の車速、例えば１０ｋｍ／ｈ以上で走行しているときは、カーナビゲーションシステム５の操作が行われても当該操作によってカーナビゲーションシステム５が作動しないようにしている。なお、走行中にカーナビゲーションシステム５が操作された場合は、操作自体を行うことができないように制御するようにしてもよい。

機器操作有効化手段である操作有効化制御部１３は、所定の条件が成立している場合に、操作無効化制御部１２によって無効にされているカーナビゲーションシステム５の操作を有効にする制御を行う。すなわち、車両１が所定以上の車速で走行しているときであっても、所定の条件が成立している場合には、カーナビゲーションシステム５の操作が有効となる。具体的な詳細については後述するが、操作有効化制御部１３は、運転操作支援部１１が車両１の運転操作を支援する制御を行っており、車両１のリスクが所定範囲である場合は、カーナビゲーションシステム５の操作を有効にする制御を行う。

なお、車載機器制御部８と運転操作支援部１１とは、いずれもリスク認識部９によって判定された車両１のリスクに基づいた制御を行っているが、車載機器制御部８が用いる車両１のリスクと運転操作支援部１１が用いるリスクとは、同じものであっても、異なるものであってもよい。例えば、車載機器制御部８は、乗員による車載機器の操作中に生じうるリスクを予測的に判断して制御を行い、運転操作支援部１１は、実際に生じている回避するべき車両１のリスクを判断して制御を行うようにしてもよい。具体的な例としては、車両１と物体との距離が１００ｍである場合、車載機器制御部８の操作有効化制御部１３は、車両１のリスクが所定以下であるとして車載機器の操作を有効とする制御を行うのに対し、運転操作支援部１１は、回避するべきリスクとして、車両１の駆動量や操舵量調整する制御を行っても良い。また、車両１が後進中であって後進方向に物体が無い場合、車載機器制御部８の操作無効化制御部１２は、リスクが所定以上であるとして車載機器の操作を無効とする制御を行うのに対し、支援指示部１０は、回避するべきリスクが無いとして運転操作の支援の制御を行う指示をしなくともよい。

カーナビゲーションシステム５は、車両１の運転席に設置された車載機器であり、タッチパネルディスプレイ５１を有している。タッチパネルディスプレイ５１は、地図情報などを表示する機能とともに、運転者の操作を受け付ける機能を有する。運転者は、タッチパネルディスプレイ５１を操作することによって、地図情報の呼び出しや経路確認などを行うことができる。

警報装置６は、車両１の運転席に設けられたスピーカであり、車内に向けて、警告音や音声を出力する。なお、警報装置６は、カーナビゲーションシステム５が兼用するようにしてもよい。すなわち、カーナビゲーションシステム５において、警告音や音声、および警告表示を行うようにしてもよい。また、車内ではなく、車外の歩行者等に向けて、車両１の接近を報知する報知音を出力するようにしてもよい。

図２は、車両１の車両制御装置の一部の構成を示すブロック図である。図２に示すように、走行支援制御部７のリスク認識部９の入力側には撮像装置２と車両状態検出装置３とが接続されている。これにより、撮像装置２によって取得された画像データ、車両状態検出装置３によって取得された車速データ、モーメントデータ、および舵角データ等がリスク認識部９へと入力されるようになっている。一方、走行支援制御部１０のリスク認識部９の出力側には、支援指示部１０と車載機器制御部８とが接続されている。支援指示部１０の出力側には運転操作支援部１１が接続され、さらに、運転操作支援部１１の出力側には、車載機器制御部８と、警報装置６と、車両１の走行用の駆動量の調整の制御を行う走行出力指令部１４と、車両１のブレーキ装置の調整の制御を行うブレーキ指令部１５と、車両１のステアリングの操舵量の調整を行うステアリング指令部１６とが接続されている。これにより、車載機器制御部８には、リスク認識部９からのリスク判定データや車速データ等と、運転操作支援部１１からの支援データとが入力されるようになっている。また、警報装置６、走行出力指令部１４、ブレーキ指令部１５、ステアリング指令部１６には、それぞれ運転操作支援部１１からの各制御信号が出力されるようになっている。

車載機器制御部８の操作無効化制御部１２および操作有効化制御部１３の出力側には、それぞれカーナビゲーションシステム５が接続している。これにより、車載機器制御部８からカーナビゲーションシステム５へと無効化信号や有効化信号等の信号出力が可能になっている。

なお、本実施形態では、車載機器制御部８はカーナビゲーションシステム５へ信号の出力が可能となっているが、これに限らず、車載機器制御部８は、オーディオ機器や空調装置など、車両の走行を行うための運転操作以外を目的としたその他の車載機器に対して信号の出力ができるようにしてもよい。また、撮像装置２が取得した画像データ、および車両状態検出装置３が取得した車速データ等は、リスク認識部９を介さずに車載機器制御部８へと直接出力されるようにしてもよい。

走行出力指令部１４は、車両１の駆動動力源を制御する駆動制御装置（図示せず）に対し、車両１の加速または減速を指令する信号を出力する。駆動制御装置は、走行出力指令部１４からの指令に応じて、アクセル操作に関わらず、車両１の駆動量を増減させることが可能となっている。

ブレーキ指令部１５は、運転者のブレーキ操作に対応して車両１のブレーキ装置を作動させる制御を行うブレーキ制御装置（図示せず）に対し、ブレーキの作動を指令する信号を出力する。ブレーキ制御装置は、ブレーキ指令部１５からの指令に応じて、ブレーキ操作の有無に関わらず、車両１のブレーキ装置を作動させたり、ブレーキの強弱を調整したりする制御を行うことが可能になっている。

ステアリング指令部１６は、運転者のハンドル操作に対応して車両１のステアリング装置を作動させる制御を行うステアリング制御装置（図示せず）に対し、ステアリング装置の操舵量を指令する信号を出力する。ステアリング制御装置は、ステアリング指令部１６からの指令に応じて、ハンドル操作に関わらず、車両１のステアリング装置の操舵量を変更することが可能となっている。

次に、図３を用いて、リスク認識部９による車両１のリスクの算出・判定を行うためのリスク判定処理について説明する。なお、図３に示す処理フローは、所定の周期（例えば４ミリ秒）毎に、常時実行される。

まず、ステップＳ１において、リスク認識部９は、撮像装置２によって取得された画像データ、車両状態検出装置３によって取得された車速データ、モーメントデータ、および舵角データを入力する処理を行う。

ステップＳ２において、リスク認識部９は、上記ステップＳ１において入力した画像データ、車速データ、モーメントデータ、および舵角データに基づいて、車両１のリスクを算出して判定する。この処理において、リスク認識部９は、上述した通り、車両１の走行方向に存在する障害物等の有無や、車両１から当該障害物までの距離、車両１のモーメントや舵角、および経過時間等、またはこれらの組み合わせに基づいて、先行車両、歩行者、および障害物等の物体と車両１との相対位置を算出し、リスクが所定以上であるか否か、およびリスクが増大しているか否かを判定する。

ステップＳ３において、リスク認識部９は、上記ステップＳ２において判定した車両１のリスクが所定時間経過後において増大するか否かを予測判定する。この所定時間は、リスク認識部９が、画像データ、車速データ、モーメントデータ、舵角データ、運転者の状態データ、および運転履歴データのいずれかまたはこれらのデータの組み合わせに基づいて決定する。運転者の状態データとは、運転者の姿勢や運転継続時間等を示すデータである。また、運転履歴データとは、一定時間前から現在に至るまでのステアリング、アクセルペダル、およびブレーキペダルの操作量などの履歴を示すデータである。なお、リスク認識部９がリスクの予測判定に用いる所定時間は、これに限らず、予め任意に設定できるようにしてもよいし、車両１や運転者等の特徴に基づいて決定されるようにしてもよい。この場合、車両１の特徴とは車両１の車種や重量等であり、運転者の特徴とは、運転者の年齢や体格等である。

ステップＳ４において、リスク認識部９は、上記ステップＳ２における判定結果をリスク判定データとしてデータ化し、支援指示部１０へ該リスク判定データを出力する処理を行う。

ステップＳ５において、リスク認識部９は、上記ステップＳ３における予測判定結果を予測判定データとしてデータ化し、車載機器制御部８へ該予測判定データを出力する処理を行う。

ステップＳ６において、リスク認識部９は、ステップＳ１において入力した車速データを車載機器制御部８へと出力する処理を行う。本ステップの処理が終了すると、リスク判定処理を終了する。

次に、図４を用いて、支援指示部１０による運転操作支援部１１に対して運転操作の支援の実行を指示するための支援指示処理について説明する。なお、図４に示す処理フローは、所定の周期（例えば４ミリ秒）毎に実行される。

まず、ステップＳ１１において、支援指示部１０は、リスク認識部９からリスク認識部９による車両１のリスクの判定結果を示すリスク判定データを入力する処理を行う。

ステップＳ１２において、支援指示部１０は、運転操作の支援を実行するか否かを判断する処理を行う。具体的には、支援指示部１０は、上記ステップＳ１１において入力したリスク判定データを解析し、車両１のリスクが所定以上である場合、および、車両１のリスクが増大している場合は、運転操作の支援を実行すると判断する。一方、車両１のリスクが所定以下であって増大傾向にない場合は、運転操作の支援を実行しないと判断する。なお、支援指示部１０は、予測判定データを入力して車両１の予測判定結果を参照して、運転操作の支援の有無を判断するようにしてもよい。また、車両１のリスクが増大傾向であっても、僅かな増大であれば運転操作の支援を実行しないと判断してもよい。そして、ステップＳ１３において、支援指示部１０は、上記ステップＳ１２において運転操作の支援を実行すると判断した場合はステップＳ１４に処理を移し、運転操作の支援を実行しないと判断した場合は、支援指示処理を終了する。

ステップＳ１４において、支援指示部１０は、運転操作の支援の実行を指示するための支援指示信号を運転操作支援部１１に出力する処理を行う。

ステップＳ１５において、支援指示部１０は、リスク認識部１０から入力したリスク判定データを運転操作支援部１１に出力する処理を行い、支援指示処理を終了する。

次に、図５を用いて、運転操作支援部１１による車両１の運転操作の支援および警告を行うための運転操作支援制御処理について説明する。なお、図５に示す処理フローは、所定の周期（例えば４ミリ秒）毎に実行される。

まず、ステップＳ２１において、運転操作支援部１１は、支援指示部１０から支援指示信号を入力したか否かを判断する。そして、支援指示信号を入力した場合はステップＳ２２に処理を移し、ステップＳ２２において、支援指示部１０からリスク判定データを入力する処理を行う。一方、運転操作支援部１１は、支援指示信号を入力しない場合は運転操作支援制御処理を終了する。

ステップＳ２３において、運転操作支援部１１は、上記ステップＳ２２において入力したリスク判定データに基づいて、どのような運転操作の支援を行うかを判定する処理を行う。運転操作支援部１１は、リスク判定データを解析することにより、車両１の外部の状況や車両１の状態から認識される環境を把握することができる。そして、運転操作支援部１１は、例えば、車速が所定車速よりも速い場合は、車両１の駆動量を調整して車速を下げる支援を行うと判定する。また、車両１に作用するモーメントが大きい場合や、車両１が走行車線から逸れることが予想される舵角の場合は、ステアリング装置の操舵量を変更する支援を行うと判定する。また、車両１の前方に歩行者がいる場合は、ブレーキ装置を作動させるとともに、運転者に対して警告する支援を行うと判定する。すなわち、運転操作支援部１１は、車両１のリスクに応じて、車両１の運転操作をより快適で安全にするための支援を行うように判定する。なお、運転操作支援部１１は、撮像装置２や車両状態検出装置３から、画像データ、モーメントデータ、および舵角データを直接取得して、どのような運転操作の支援を行うかを判定するようにしてもよい。

ステップＳ２４において、運転操作支援部１１は、上記ステップＳ２３において判定した運転操作支援方法に基づいた制御信号を、警報装置６、走行出力指令部１４、ブレーキ指令部１５、およびステアリング指令部１６に出力する処理を行う。警報を出力するとの制御信号を入力した警報装置６は、車内に向けて警告音や音声を出力する。また、走行出力指令部１４は、入力した制御信号に応じた指令信号を駆動制御装置に出力する。また、ブレーキ指令部１５は、入力した制御信号に応じた指令信号をブレーキ制御装置に出力する。また、ステアリング指令部１６は、入力した制御信号に応じた指令信号をステアリング制御装置に出力する。

ステップＳ２５において、運転操作支援部１１は、車載機器制御部８に、運転操作支援を行ったことを示す運転操作支援実行信号を出力する処理を行う。これにより、車載機器制御部８は、車両１の運転操作の支援が実行されていることを把握することができる。本ステップの処理が終了すると、運転操作支援制御処理を終了する。

次に、図６を用いて、車載機器制御部８の操作無効化制御部１２による車載機器の操作を無効にするための機器操作無効化制御処理を説明する。なお、図６に示す処理フローは、所定の周期（例えば４ミリ秒）毎に実行される。

まず、ステップＳ３１において、操作無効化制御部１２は、リスク認識部９から車速データを入力する処理を行う。なお、操作無効化制御部１２は、車両状態検出装置３から直接車速データを入力するようにしてもよい。

ステップＳ３２において、操作無効化制御部１２は、車両１の車速が所定値未満であるか否かを判断する処理を行う。具体的には、操作無効化制御部１２は、上記ステップＳ３１において入力した車速データを解析し、車両１が停止中または車速が所定値、例えば１０ｋｍ／ｈ未満で走行中であるか否かを判断する。そして、車両１の車速が１０ｋｍ／ｈ未満である場合はステップＳ３４に処理を移し、車速が１０ｋｍ／ｈ以上である場合はステップＳ３３に処理を移す。

ステップＳ３３において、操作無効化制御部１２は、カーナビゲーションシステム５に対する操作無効化信号の出力を開始または継続する処理を行う。これにより、操作無効化制御部１２からカーナビゲーションシステム５への操作無効化信号の出力が開始され、また、既に操作無効化信号が出力中である場合は、該操作無効化信号の出力が継続される。本ステップの処理を終了すると機器操作無効化制御処理を終了する。

ステップＳ３４において、操作無効化制御部１２は、カーナビゲーションシステム５に対する操作無効化信号の出力を停止する処理を行う。これにより、操作無効化制御部１２からカーナビゲーションシステム５へ操作無効化信号が出力されなくなる。本ステップの処理を終了すると機器操作無効化制御処理を終了する。

次に、図７を用いて、車載機器制御部８の操作有効化制御部１３による無効化された車載機器の操作を有効にするための機器操作有効化制御処理を説明する。なお、図７に示す処理フローは、所定の周期（例えば４ミリ秒）毎に実行される。

まず、ステップＳ４１において、操作有効化制御部１３は、リスク認識部９から予測判定データを入力する処理を行う。これにより、操作有効化制御部１３は、上記ステップＳ３においてリスク認識部９が車両１のリスクが所定時間経過後において増大するか否かを予測判定した結果のデータを取得する。

ステップＳ４２において、操作有効化制御部１３は、運転操作支援部１１が車両１の運転操作を支援する制御を行っているか否かを判断する。具体的には、操作有効化制御部１３は、運転操作支援部１１から運転操作支援実行信号を入力したか否かを確認し、運転操作支援実行信号を入力した場合は、運転操作支援部１１が車両１の運転操作を支援する制御を行っていると判断する。運転操作支援部１１が車両１の運転操作を支援する制御を行っていない場合とは、車両１のリスクが所定以下である場合、何らかの不具合によって運転操作支援部１１が作動していない場合、運転操作支援部１１による運転操作の支援が、運転者の操作によって停止させられている場合などである。そして、運転操作支援部１１が車両１の運転操作を支援する制御を行っている場合はステップＳ４３に処理を移し、運転操作支援部１１が車両１の運転操作を支援する制御を行っていない場合はステップＳ４８に処理を移す。

ステップＳ４３において、操作有効化制御部１３は、上記ステップＳ４１において入力した予測判定データを解析する。そして、リスク認識部９による予測判定結果が車両１のリスクが所定時間経過までに増大するとするものである場合はステップＳ４５に処理を移し、車両１のリスクが所定時間経過までに増大しないとするものである場合はステップＳ４４に処理を移す。

ステップＳ４４において、操作有効化制御部１３は、カーナビゲーションシステム５に対する操作有効化信号の出力を開始または継続する処理を行う。これにより、操作有効化制御部１３からカーナビゲーションシステム５への操作有効化信号の出力が開始され、また、既に操作有効化信号が出力中である場合は、該操作有効化信号の出力が継続される。本ステップの処理を終了すると機器操作有効化制御処理を終了する。

ステップＳ４５において、操作有効化制御部１３は、カーナビゲーションシステム５に対して操作有効化信号を現在出力中であるか否かを判断する。そして、操作有効化信号を現在出力中である場合はステップＳ４６に処理を移し、操作有効化信号を現在出力していない場合はステップＳ４８に処理を移す。

ステップＳ４６において、操作有効化制御部１３は、警報装置６へ有効化中止報知信号を出力する処理を行うとともに、操作有効化制御部１３に内蔵されたＲＡＭの記憶領域が有するタイマカウンタである有効化中止タイマに所定の有効化中止時間（例えば３秒）に対応する値をセットする。有効化中止報知信号を入力した警報装置６は、例えば「３秒後に車載機器の操作ができなくなります」などの音声を出力し、乗員に対して車載機器の操作が所定時間経過後に無効になることを報知する。また、有効化中止タイマは、セットした値が「０」になるまで所定周期毎に減算処理される。有効化中止タイマにセットする有効化中止時間は、上記ステップＳ３においてリスク認識部９によってリスクの予測判定に用いられた所定時間と同時間が望ましいが、これに限らず、任意の時間でもよいし、予測判定に用いられた所定時間よりも短い時間でもよい。

ステップＳ４７において、操作有効化制御部１３は、上記ステップＳ４６においてセットされた有効化中止タイマの値が「０」であるか否かを判断する。有効化中止タイマの値が「０」である場合とは、ステップＳ４６においてセットされた有効化中止時間が経過した場合である。そして、有効化中止タイマの値が「０」である場合はステップＳ４８に処理を移し、有効化中止タイマの値が「０」でない場合は、当該値が「０」になるまで本ステップの処理を繰り返し実行する。

ステップＳ４８において、操作有効化制御部１３は、カーナビゲーションシステム５に対する操作有効化信号の出力を停止する処理を行う。これにより、操作有効化制御部１３からカーナビゲーションシステム５へ操作有効化信号が出力されなくなる。本ステップの処理を終了すると機器操作有効化制御処理を終了する。なお、本実施形態では、運転操作支援部１１によって車両１の運転操作の支援制御が行われているときであっても、リスク認識部９による予測判定結果が車両１のリスクが所定時間経過までに増大するとするものである場合は操作有効信号の出力を停止する制御を行っているが（上記ステップＳ４３参照）、これに限られない。例えば、操作有効化制御部１３は、リスク認識部９からリスク判定データを入力して解析し、該リスク判定結果が、所定時間前に入力したリスク判定結果よりもリスクが増大している場合に、操作有効信号の出力を停止するようにしてもよい。

次に、図８を用いて、カーナビゲーションシステム５の機器操作処理について説明する。なお、図８に示す処理フローは、所定の周期（例えば４ミリ秒）毎に実行される。

まず、ステップＳ５１おいて、カーナビゲーションシステム５は、操作無効化制御部１２から操作無効化信号を入力したか否かを判断する。そして、操作無効化制御部１２から操作無効化信号を入力した場合はステップＳ５２に処理を移し、操作無効化信号を入力しない場合はステップＳ５３に処理を移す。

ステップＳ５２において、カーナビゲーションシステム５は、操作有効化制御部１３から操作有効化信号を入力したか否かを判断する。そして、操作有効化信号を入力した場合はステップＳ５３に処理を移し、操作有効化信号を入力しない場合はステップＳ５４に処理を移す。

ステップＳ５３において、カーナビゲーションシステム５は、カーナビゲーションシステム５に内蔵されたＲＡＭに記憶された操作有効フラグをＯＮに設定する処理を行う。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ５５に処理を移す。

ステップＳ５４において、カーナビゲーションシステム５は、カーナビゲーションシステム５に内蔵されたＲＡＭに記憶された操作有効フラグをＯＦＦに設定する処理を行う。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ５５に処理を移す。

ステップＳ５５において、カーナビゲーションシステム５は、タッチパネルディスプレイ５１からタッチパネルディスプレイ５１が操作されたことを示す操作信号が入力されたか否かを判断する。そして、タッチパネルディスプレイ５１が操作された場合はステップＳ５６に処理を移し、タッチパネルディスプレイ５１が操作されていない場合は機器操作処理を終了する。

ステップＳ５６において、カーナビゲーションシステム５は、カーナビゲーションシステム５に内蔵されたＲＡＭに記憶された操作有効フラグがＯＮに設定されているか否かを判断する。そして、操作有効フラグがＯＮの場合はステップＳ５７に処理を移し、操作有効フラグがＯＦＦの場合は機器操作処理を終了する。

ステップＳ５７において、カーナビゲーションシステム５は、タッチパネルディスプレイ５１における操作に応じた動作を行う。すなわち、タッチパネルディスプレイ５１の操作に応じて、例えば、目的地の設定などのナビゲーション機能や曲の選定などのオーディオ機能を動作させる。本ステップの処理を終了すると機器操作処理を終了する。

なお、本実施形態では、カーナビゲーションシステム５は、タッチパネルディスプレイ５１が操作されたときに操作有効フラグがＯＮであるか否かを判断し、ＯＮである場合に当該操作に応じた動作を行うが、これに限られない。例えば、カーナビゲーションシステム５は、操作有効フラグがＯＦＦであるときはタッチパネルディスプレイ５１の感応用電源をＯＦＦにし、タッチパネルディスプレイ５１の操作を受け付けることができないようにしてもよい。

このように、車両１の車速が所定値である１０ｋｍ／ｈ以上であるときは、操作無効化制御部１２からカーナビゲーションシステム５に操作無効化信号が出力され、カーナビゲーションシステム５の操作を無効化する制御を行っている。しかし、カーナビゲーションシステム５に操作無効化信号が出力されているときであっても、リスク判定結果に基づいた運転操作の支援制御の実行中であって、かつ、車両１のリスクの予測判定結果が車両１のリスクが所定時間経過までに増大しないとするものである場合は、操作有効化制御部１３からカーナビゲーションシステム５に操作有効化信号が出力される。これにより、車両１の車速が所定値以上であるときでも、カーナビゲーションシステム５の操作を行うことが可能になる。

一方、車両１の運転操作の支援制御が実行されていない場合、および、車両１のリスクの予測判定結果が車両１のリスクが所定時間経過までに増大するとするものである場合は、操作有効化制御部１３からカーナビゲーションシステム５に操作有効化信号が出力されない。したがって、車両１の車速が所定以上であって運転操作の支援制御が行われていない場合は、カーナビゲーションシステム５の操作は有効とならない。また、カーナビゲーションシステム５の操作を有効とした後に、運転操作の支援制御が停止したり、車両１のリスクが増大すると予測判定されたりした場合には、カーナビゲーションシステム５の操作の有効化は中止されることになる。

なお、本実施形態では、車両１の車速が所定以上であるときは、運転操作の支援制御の実行中であって、かつ、車両１のリスクが所定時間経過までに増大しないと予測判定された場合に、カーナビゲーションシステム５の操作が有効となる。しかし、これに限らず、車両１の車速が所定以上であるときに運転操作の支援制御の実行中であれば、カーナビゲーションシステム５の操作を有効とするようにしてもよい。また、車両１の車速が所定以上であるときに車両１のリスクが所定時間経過までに増大しないと予測判定されれば、カーナビゲーションシステム５の操作を有効とするようにしてもよい。

また、カーナビゲーションシステム５は、操作有効フラグがＯＮであるときは、タッチパネルディスプレイ５１に「現在、カーナビゲーションシステムに操作が可能です」と表示する制御を行うようにしてもよい。また、操作有効フラグがＯＦＦであるときは、タッチパネルディスプレイ５１に「現在、カーナビゲーションシステムの操作はできません」と表示する制御を行うようにしてもよい。このように、運転者に対して、カーナビゲーションシステム５の操作が可能であるか否かを報知することにより、運転者の利便性を向上させることができる。

以上のように構成された車両制御装置によれば、車両１の車速が所定以上である場合、操作無効化制御部１２からカーナビゲーションシステム５へと操作無効化信号が出力され、カーナビゲーションシステム５の操作を無効にする制御が行われる。しかし、運転操作支援部１１によって車両１のリスク判定に基づいた運転操作の支援が行われているときは、操作有効化制御部１３からカーナビゲーションシステム５へと操作有効化信号が出力され、操作無効化制御部１２から操作無効化信号が出力されているとしても、カーナビゲーションシステム５の操作が有効化される。これにより、車両の走行中における安全性および快適性と、車内での機器操作の利便性とを両立させることができる。

また、リスク認識部９は、判定した車両１のリスクが所定時間経過後において増大するか否かを予測判定する。そして、操作有効化制御部１３は、該予測判定結果が車両１のリスクが所定時間経過までに増大しないとするものである場合に、操作有効化信号をカーナビゲーションシステム５に出力する。これにより、運転操作の支援制御が行われており、かつ、車両１のリスクが所定時間が経過するまでに増大しないと予測判定されたときに、無効化されているカーナビゲーションシステム５の操作が有効化されることになる。すなわち、運転操作の支援制御が行われているときであっても、車両１のリスクが増大する場合には、カーナビゲーションシステム５の操作は有効化されない。これにより、車両の走行中に車載機器の操作を有効にする際の安全性をより向上させることができる。

また、操作有効化制御部１３は、操作有効化信号をカーナビゲーションシステム５に出力しているときに、車両１のリスクの予測判定結果が所定時間経過までに増大するとするものである場合や、所定時間前のリスク判定結果よりも車両１のリスクが増大している場合は、操作有効化信号の出力を停止する。すなわち、車両の走行中に車載機器の操作を有効にしているときに、車両１のリスクの変化に応じて速やかに車載機器の操作の有効化を中止する。これにより、車両の走行中における車載機器の操作の安全性をより向上させることができる。

また、操作有効化制御部１３は、リスク認識部９の予測判定結果等に基づいて車載機器の操作の有効化を中止する場合、警報装置６に対して有効化中止報知信号を出力してから有効化中止時間経過後に操作有効化信号の出力を停止する。したがって、乗員に対して車載機器の操作の有効化が中止されることが事前に報知される。これにより、乗員は、車載機器の操作の有効化が中止されるまでに、車載機器の操作を早く終わらせるなどの対処を行うことが可能になり、突然車載機器が操作できなくなることによる不便性を解消することができる。

また、リスク認識部９は、車両１のリスクが所定時間経過後に増大するか否かを予測判定する際に、該所定時間を、画像データから取得した車両１の外部の情報、車速データ、モーメントデータ、および舵角データから取得した車両１の状態に関する情報、および運転者の状態データから取得した運転者の状態に関する情報に基づいて決定する。さらに、リスク認識部９は、車両１のリスクの予測判定に用いる所定時間の決定を、さらに、運転履歴データを参照して決定することも可能であり、さらに、予め任意に設定したり、車両１や運転者等の特徴に基づいて決定したりすることも可能である。これにより、車両１のリスクのより的確な予測判定を行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、車載機器制御部８の操作無効化制御部１２と操作有効化制御部１３とは、カーナビゲーションシステム５の操作を無効または有効とする制御を行っているが、これに限られない。運転席には、カーナビゲーションシステム５の他、オーディオ機器や空調装置など、車両の走行を行うための運転操作以外を目的とした図示しない機器が多数備えられており、これらの機器の車両１の走行中における操作も、車載機器制御部８によってカーナビゲーションシステム５と同様の制御が行われるようにしてもよい。また、車両１に搭載された機器に限らず、例えば、運転者が車内に持ち込んだ携帯電話や携帯テレビ等の操作についても、車載機器制御部８によって制御できるようにしてもよい。

また、本実施形態では、リスク認識部９は、撮像装置２によって撮像された車両１の外部の画像データに基づいて、車両１の外部の状況を判断して車両１の環境を認識している。しかし、これに限らず、例えば、リスク認識部９は、電磁波を使用したレーダーや超音波を使用したソナー等の他の手段によって取得した車両１の外部の状況のデータに基づいて車両１の外部の状況を判断してもよい。

１ 車両
２ 撮像装置
３ 車両状態検出装置
４ 制御部
５ カーナビゲーションシステム
６ 警報装置
７ 走行支援制御部
８ 車載機器制御部
９ リスク認識部
１０ 支援指示部
１１ 運転操作支援部
１２ 操作無効化制御部
１３ 操作有効化制御部
１４ 走行出力指令部
１５ ブレーキ指令部
１６ ステアリング指令部
５１ タッチパネルディスプレイ

Claims (4)

1. 車両が所定以上の車速で走行しているときに、車内で操作する機器の操作を無効とする機器操作無効化手段と、
   車両の外部の情報を取得する外部情報取得手段と、
   外部情報取得手段が取得した外部情報に基づいて車両のリスクを算出または判定し、外部情報取得手段が取得した外部情報に加えて、車両の状態に関する情報、または運転者の状態に関する情報、またはこれらの情報の組み合わせに基づいて決定された予測時間が経過するまでに、算出または判定した外部情報に基づく車両のリスクが増大するか否かを予測判定するリスク認識手段と、
   リスク認識手段による外部情報に基づく車両のリスクの算出結果または判定結果に基づいて、車両の運転操作を直接または報知、またはその両方により支援する運転操作支援手段と、
   運転操作支援手段が車両の運転操作を支援している場合であって、リスク認識手段が車両のリスクが予測時間経過するまでに増大すると予測判定しなかった場合に、機器操作無効化手段によって無効にされている機器の操作を有効にする機器操作有効化手段と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
2. リスク認識手段は、一定時間前までの運転履歴に関する情報をさらに組み合わせて予測時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 機器操作有効化手段は、機器の操作を有効にしている場合、リスク認識手段によって算出または判定されたリスクが増大した場合、または該リスクが予測時間経過するまでに増大すると予測判定された場合、機器の操作の有効化を中止することを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 機器操作有効化手段が車両のリスクの増大またはリスクの増大の予測判定によって機器の操作の有効化を中止する場合、事前に運転者に対して機器の操作の有効化を中止することを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。

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