JP6135618B2

JP6135618B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6135618B2
Application number: JP2014162277A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　潤; 潤佐藤; 正裕岩崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-08-08
Also published as: JP2016038768A; CN105365823A; US20160041553A1; EP2982565A3; US9910435B2; US9606536B2; US20170075349A1; EP2982565A2; EP2982565B1; CN105365823B

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、車両制御に関する装置として、例えば、特開平９−１６１１９６号公報に記載されるように、車両の自律走行を可能とし、自律走行から運転者による手動走行に切り替える制御処理を行う装置が知られている。この装置は、手動走行に切り替えるべき予定地点に対し車両が接近した際に運転者に手動走行へ切り替えを促す動作を行う。

特開平９−１６１１９６号公報

上述した装置においては、自律走行から運転者による手動走行への切り替えを適切に促すことができないおそれがある。例えば、運転者は車両の自律走行中において覚醒状態等によってすぐに手動走行に移行できる場合と移行できない場合があり、これらの場合について手動走行に切り替えを促す報知タイミングが同じであるのは必ずしも適切ではない。

そこで、本技術分野において、運転者の状態に応じて車両の自動走行から手動走行への切り替えの報知を適切に行える車両制御装置の開発が望まれている。

すなわち、本発明の一側面における車両制御装置は、自動走行制御により車両を自動走行させ、前記車両の自動走行を運転者による手動走行へ切り替えを可能とする車両制御装置において、前記車両の運転者の運転者状態を検出する運転者状態検出部と、前記運転者状態検出部により検出された前記運転者状態に基づいて、前記車両の自動走行中における運転者の手動運転適応度を演算する演算部と、前記車両が予め設定された自動走行終了地点に至る前に前記運転者に自動走行終了報知を行う報知部とを備え、前記報知部は、前記手動運転適応度が低いほど早いタイミングで前記自動走行終了報知を行うように構成されている。

この車両制御装置によれば、運転者の手動運転適応度が低いほど早いタイミングで自動走行終了報知を行うことにより、手動運転適応度が低いほど自動走行終了の報知から車両が自動走行終了地点に到達するまでの時間を長くとることができる。これにより、車両の自動走行から運転者による手動走行への切り替えについて適切に報知することができる。

また、この車両制御装置において、前記運転者の運転操作状態を検知する運転操作検知部と、前記報知部により前記自動走行終了報知が行われた後、前記運転操作検知部により検知された前記運転操作状態に基づいて、前記運転者が手動運転受け入れ状態であるか否かを判定する運転操作状態判定部と、前記運転操作状態判定部により前記運転者が手動運転受け入れ状態ではないと判定された場合、前記車両の走行状態を変更する車両走行制御部と、を備えてもよい。この場合、自動走行終了の報知が行われた後に運転者が手動運転受け入れ状態でない場合に車両の走行状態を変更することにより、不適切な状態で運転者による手動走行に切り替わることを抑制することができる。

また、上述の車両制御装置において、前記車両走行制御部は、前記運転操作状態判定部により前記運転者が手動運転受け入れ状態ではないと判定された場合、前記車両の車速を低下させてもよい。この場合、自動走行終了の報知が行われた後に運転者が手動運転受け入れ状態でない場合に車両の車速を低下させることにより、自動走行終了地点に車両が到達するまでの時間を延ばすことができ、運転者による手動走行へ移行しやすくすることができる。

また、上述の車両制御装置において、前記車両走行制御部は、前記運転操作状態判定部により前記運転者が手動運転受け入れ状態ではないと判定された場合、前記車両を停車させてもよい。この場合、自動走行終了の報知が行われた後に運転者が手動運転受け入れ状態でない場合に車両を停車させることにより、運転者の不適切な状態による手動走行への切り替えを抑制することができる。

また、上述の車両制御装置において、前記演算部は、前記手動運転適応度として前記運転者の覚醒度を演算し、前記報知部は、前記覚醒度が低いほど早いタイミングで前記自動走行終了報知を行ってもよい。この場合、運転者の覚醒度に応じたタイミングで自動走行終了を報知することにより、運転者の覚醒状態に適合したタイミングで自動走行終了を報知することができる。

また、上述の車両制御装置において、前記演算部は、前記手動運転適応度を段階的に演算し、前記報知部は、前記自動走行終了報知を行うタイミングを前記手動運転適応度に応じて段階的に設定してもよい。
また、上述の車両制御装置において、前記報知部は、前記車両から前記自動走行終了地点までの距離と前記車両の車速とに基づいて前記自動走行終了報知のタイミングを設定してもよい。
また、上述の車両制御装置において、前記報知部は、前記車両走行制御部により前記車両の車速が低下された後、前記自動走行終了地点に至るまでの時間を算出し、前記自動走行終了地点に至るまでの時間と比較して前記自動走行終了報知を行うタイミングが適切であるか否かを判定してもよい。
さらに、上述の車両制御装置において、前記自動走行終了報知を行った時の前記手動運転適応度と、当該手動運転適応度における前記自動走行終了報知から前記運転者が手動運転適合状態になるまでの時間とを関連付けたデータを記憶する記憶部を更に備え、前記報知部は、前記演算部により演算した前記手動運転適応度と前記記憶部に記憶されるデータに基づいて設定されるタイミングで前記自動走行終了報知を行ってもよい。この場合、運転者の手動運転適応度と運転者の手動運転適合状態となるまでの時間を関連付けた記憶データに基づいて自動走行終了報知のタイミングを設定することにより、車両の自動走行から運転者による手動走行への切り替えの報知が運転者の特性に応じてより適切に行える。

本発明によれば、車両の運転者の状態に応じ、自動走行から手動走行への切り替えの報知が適切に行える車両制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置の構成概要を示すブロック図である。図１の車両制御装置における受渡必要時間の演算マップの説明図である。図１の車両制御装置における報知タイミングの設定についての説明図である。図１の車両制御装置における自動走行制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置１の構成概要図である。図２は、車両制御装置１における物体検出動作の説明図である。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る車両制御装置１は、車両に搭載され、車両を自動走行させ、その自動走行から運転者による手動走行への切り替えを可能とする装置である。例えば、車両制御装置１は、自動走行制御を行うことにより車両を自動運転して自動走行させることできる。また、この車両制御装置１は、自動走行制御を止めることにより、自動運転による自動走行から運転者の手動運転による手動走行への切り替えを可能としている。ここで、自動走行とは、車両が走行路に沿って自動で走行することを意味し、車両制御装置１の走行制御による自律走行や自動運転による走行を含む。例えば、この自動走行には、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動で車両を走行させることが含まれる。自動走行は必ずしも車両の全ての制御を自動で行う必要はなく、運転者が運転操作の主体とならない走行であれば、自動走行に含まれる。具体的には、クルーズコントロールやレーントレースコントロールなどによる走行が自動走行に該当する。手動走行は、運転者が運転操作の主体となる車両の走行を意味し、手動運転による走行や手動運転を基本とし補助的に運転支援制御を行う走行を含む。車両制御装置１は、車両を自動走行制御することにより自動走行させ、自動走行制御を停止ないし解除することにより、車両の運転者の手動運転による手動走行への切り替えを可能とする。

車両制御装置１は、車両制御ＥＣＵ［Electronic Control Unit］２を備えている。車両制御ＥＣＵ２は、車両の制御を行う電子制御ユニットであり、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]を含むコンピュータを主体として構成されている。

車両制御ＥＣＵ２は、ナビゲーションシステム３、物体検知部４、運転者状態検知部５、運転操作検知部６、車速センサ７と接続されている。また、車両制御ＥＣＵ２は、エンジン制御部１１、ブレーキ制御部１２、操舵制御部１３、ＨＭＩシステム１４と接続されている。

ナビゲーションシステム３は、運転者によって設定された目的地まで車両の運転者の案内を行う経路案内システムである。ナビゲーションシステム３は、例えば、車両の位置情報を測定するためのＧＰＳ受信部３ａと、地図情報を記憶した地図データベース３ｂを有している。ＧＰＳ受信部３ａは、例えば、三個以上のＧＰＳ衛星からの信号を受信することにより、車両の位置情報（例えば緯度経度）を測定する。地図データベースの地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路の種別情報、道路形状の情報等が含まれる。

ナビゲーションシステム３は、ＧＰＳ受信部３ａの測定した車両の位置情報と地図データベースの地図情報とに基づいて、車両の走行する走行道路及び走行車線を認識する。ナビゲーションシステム３は、車両の位置から目的地に至るまでの経路を演算し、ナビゲーション用ディスプレイの表示及び車両のスピーカからの音声出力により運転者に対して当該経路の案内を行う。ナビゲーションシステム３は、例えば、車両の位置情報、車両の走行道路（走行車線）の情報、及び車両の案内経路の情報を車両制御ＥＣＵ２へ送信する。

物体検知部４は、車両周囲の物体を検知する検知部として機能し、例えばレーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ、カメラなどの機器が用いられる。車両周囲の物体の検知のために、これらの機器を組み合わせて用いてもよいし、それらの一部を用いてもよい。カメラとしては、例えば、ステレオカメラを用いてもよい。また、このカメラは、走行路の白線認識のために用いてもよい。物体検知部４は、検知情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。

運転者状態検知部５は、車両を運転する運転者の状態を検知するためのセンサであり、例えば、運転者を撮像するカメラが用いられる。カメラが用いられる場合、運転者状態検知部５は、運転者の状態を画像情報として検知することができる。そして、この画像情報に基づいて、運転者の覚醒状態及び運転集中状態を検出することが可能となる。カメラは運転者を正面から撮像するように取り付けてもよいし、複数用いられ運転者を異なる角度から撮像してもよい。

また、運転者状態検知部５として、例えば生体センサを用いてもよい。この場合、運転者状態検知部５は、運転者の状態を心拍情報、脳波情報として検知することができる。この心拍情報、脳波情報に基づいて、運転者の覚醒状態を検出することが可能となる。生体センサとしては、ウェアラブルデバイスを用いることができ、例えば、運転者の指に装着するリング状のタイプ、運転者の腕に装着するリストバンド状のタイプ、運転者の頭部に装着するヘッドバンド状のタイプ、運転者の頭部に装着するメガネ状のタイプなどが用いられる。運転者状態検知部５は、その検知情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。

運転操作検知部６は、運転者の運転操作状態を検知する検知部であり、例えば、操舵センサ、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサなどが用いられる。操舵センサは、運転者の操舵操作状態又は操舵操作準備状態を検知し、例えば操舵トルクセンサ、操舵角センサ又は操舵タッチセンサが用いられる。操舵タッチセンサは、ハンドルに設けられ、そのハンドルに対する運転者の接触又は握る圧力を検知するセンサである。アクセルペダルセンサとしては、例えば、車両のアクセルペダルのシャフト部分に対して設けられ、アクセルペダルの踏込み量（アクセルペダルの位置）を検出するセンサである。ブレーキペダルセンサとしては、例えば、ブレーキペダルの部分に対して設けられ、ブレーキペダルの踏込み量（ブレーキペダルの位置）を検出するセンサである。また、このブレーキペダルセンサとしては、ブレーキペダルの操作力（ブレーキペダルに対する踏力やマスタシリンダの圧力等）から検出するセンサであってもよい。運転操作検知部６は、検知信号を車両制御ＥＣＵ２へ出力する。

車速センサ７は、車両の走行速度、すなわち車速を検知するセンサであって、例えば車輪速センサが用いられる。

エンジン制御部１１は、車両のエンジンを制御する電子制御ユニットである。エンジン制御部１１は、例えば、エンジンに対する燃料の供給量及び空気の供給量をコントロールすることで車両の駆動力を制御する。なお、エンジン制御部１１は、車両がハイブリッド車又は電気自動車である場合には、動力源として駆動するモータの制御を行うモータ制御部として機能する。エンジン制御部１１は、車両制御ＥＣＵ２からの制御信号に応じて車両Ｍの駆動力を制御する。

ブレーキ制御部１２は、車両のブレーキシステムを制御する電子制御ユニットである。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。ブレーキ制御部１２は、液圧ブレーキシステムに付与する液圧を調整することで、車両の車輪へ付与する制動力をコントロールする。ブレーキ制御部１２は、車両制御ＥＣＵ２からの制御信号に応じて車輪への制動力を制御する。なお、ブレーキ制御部１２は、車両が回生ブレーキシステムを備えている場合、液圧ブレーキシステム及び回生ブレーキシステムの両方を制御してもよい。

操舵制御部１３は、車両の電動パワーステアリングシステム［ＥＰＳ：Electric Power Steering］を制御する電子制御ユニットである。操舵制御部１３は、電動パワーステアリングシステムのうち、車両の操舵トルクをコントロールするアシストモータを駆動させることにより、車両の操舵トルクを制御する。操舵制御部１３は、車両制御ＥＣＵ２からの制御信号に応じて操舵トルクを制御する。

ＨＭＩシステム１４は、運転者と車両制御装置１との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩシステム１４は、例えば、画像情報を出力するためのディスプレイ、音声情報を出力するためのスピーカ、運転者が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。ＨＭＩシステム１４は、運転者の音声入力を認識してもよい。ＨＭＩシステム１４は、運転者の操作に応じた信号を車両制御ＥＣＵ２へ出力する。ＨＭＩシステム１４は、車両制御ＥＣＵ２からの制御信号に応じて、ディスプレイ又はスピーカから運転者に対して情報を出力する。

ＨＭＩシステム１４は、車両が予め設定された自動走行終了地点に至る前に運転者に自動走行終了報知を行う報知部として機能する。ＨＭＩシステム１４は、車両制御ＥＣＵ２からの報知制御信号を受けて報知動作を行い、運転者の手動運転適応度が低いほど早いタイミングで自動走行終了報知を行う。また、ＨＭＩシステム１４は、運転者の手動運転適応度と、手動運転適応度と自動走行終了報知から運転者が手動運転適合状態となるまでの時間を関連付けた過去のデータに基づいて設定されるタイミングで自動走行終了報知を行ってもよい。このタイミングの詳細については、後述する。

車両制御ＥＣＵ２は、車両位置認識部２０、運転者状態検出部２１、運転適応度演算部２２、報知タイミング設定部２３、報知制御部２４、運転操作状態判定部２５、走行制御部２６を備えている。

車両位置認識部２０は、地図上の車両の位置を認識する。例えば、ナビゲーションシステム３から入力される車両位置データに基づいて地図上の車両位置を認識し、車両が自動走行制御の終了地点から所定距離以内に近づいているか否かを判定する。この判定は、車両が自動走行制御で走行している場合に行われる判定処理であり、自動走行から手動走行への切り替えの準備が必要であるかどうかを判定するために行われる。所定距離は、予め車両制御ＥＣＵ２に設定される距離値を用いればよい。走行制御終了地点は、車両の自動走行制御を終了する地点であり、例えば、走行制御を行える領域に基づいて定められてもよいし、運転者の入力により設定されてもよい。なお、走行制御終了地点が車両の目的地と一致する場合には、自動走行から手動走行への切り替えの報知に関する処理を行わないようにしてもよい。

運転者状態検出部２１は、車両の運転者の状態を検出する。例えば、運転者状態検出部２１は、運転者状態検知部５の検知情報に基づいて、運転者の覚醒状態及び運転集中状態の少なくとも一方を検出する。具体的には、運転者の心拍情報又は脳波情報の検知情報に基づいて運転者の覚醒状態を検出する。この覚醒状態は、運転者の覚醒度として検出されてもよい。また、運転者を撮像した画像情報の検知情報に基づいて、運転者の姿勢、視線方向、前方注視状況などを検出し、運転者の運転集中状態又は運転準備状態を検出する。この運転集中状態及び運転準備状態は、運転者の運転集中度として検出されてもよい。運転集中度は、運転操作に集中できる度合いであって、例えば運転者が走行前方を注視している頻度ないし時間割合が高いほど運転集中度が高いとして検出される。これに対し、運転者がわき見している頻度ないし時間割合が高いほど運転集中度が低いとして検出される。また、運転者が携帯端末を操作している場合などは運転集中度が低く検出される。

運転適応度演算部２２は、運転者状態検出部２１より検出された運転者状態に基づいて、車両の自動走行中における運転者の手動運転適応度を演算する演算部である。例えば、運転適応度演算部２２は、運転者の覚醒度又は運転集中度に応じて手動運転適応度を演算する。具体的には、運転者状態と手動運転適応度を関連付けた演算マップを用いて手動運転適応度の演算が行われる。手動運転適応度は、運転者の手動運転操作の適応度合いであり、手動運転に適した状態であるほど高い値となる。この手動運転適応度は、運転者の覚醒度が高いほど高く演算され、運転者の覚醒度が低いほど低く演算される。また、手動運転適応度は、運転者の運転集中度が高いほど高く演算され、運転者の運転集中度が低いほど低く演算される。また、運転者の覚醒度又は運転集中度をそのまま手動運転適応度として用いてもよい。

報知タイミング設定部２３は、車両が自動走行終了地点に至る前において、運転者に自動走行終了報知を行うタイミングを設定する。つまり、報知タイミング設定部２３は、車両が自動走行から手動走行に切り替わる前において、運転者に自動走行終了を報知するタイミングを設定する。自動走行終了報知とは、自動走行制御が終了となることを運転者へ事前に伝えるための報知であり、例えば、自動走行制御を行える走行路から自動走行制御を行えない走行路へ進入することにより、自動走行制御が終了となることを運転者へ事前に伝える報知が該当する。自動走行終了報知を行うタイミングは、手動運転適応度に応じて設定される。例えば、手動運転適応度が低いほど早いタイミングとなるように報知タイミングが設定される。これにより、覚醒度が低い場合や手動運転準備ができていない場合などに手動運転への受渡し時間を長くとることができ、自動走行から手動走行への切り替えが円滑に行え、不適切に切り替えが行われることを抑制することができる。また、手動運転適応度として運転者の覚醒度を用いる場合には、その覚醒度が低いほど早いタイミングとなるように報知タイミングを設定すればよい。この場合、運転者の覚醒度が低いほど早いタイミングで自動走行終了報知が行われることとなる。

具体的には、図２に示すように、手動運転適応度と受渡必要時間を関連付けた演算マップが用いられ、手動運転適応度に基づいて受渡必要時間が演算される。受渡必要時間は、自動走行から手動走行への受渡しに必要な時間である。言い換えれば、受渡必要時間は、自動走行終了報知を行ってから運転者が手動運転適合状態になるまでの時間となる。このため、この演算マップは、報知時の手動運転適応度と、その手動運転適応度における自動走行終了報知から運転者が手動運転適合状態になるまでの時間とを関連付けたマップとなっている。この演算マップは、例えば、報知タイミング設定部２３に記憶される。なお、手動運転適合状態は、運転者が手動運転に適応できる状態であり、手動運転受け入れ状態であることを意味する。このため、手動運転適合状態となっているか否かについては、手動運転受け入れ状態となっているか否かと同じ処理により判定すればよい。

報知タイミング設定部２３は、報知時の手動運転適応度と、その手動運転適応度において自動走行終了報知を行ってから運転者が手動運転適合状態になるまでの時間、すなわち受渡必要時間とを関連付けて記憶する記憶部として機能する。図２に示すように、演算マップは、手動運転適応度が大きいほど受渡必要時間が短くなるように設定されている。この演算マップは、手動運転適応度とその手動運転適応度における受渡必要時間との過去データに基づいて設定されてもよい。例えば、過去のデータとして、手動運転適応度とその手動運転適応度における受渡必要時間とを関連付けて記憶し、その過去データに基づいて図２に示す演算マップを設定してもよい。この場合、手動運転適応度に基づいて受渡必要時間を精度よく推定することができ、より適切なタイミングで自動走行終了の報知が行える。なお、受渡必要時間の演算は、演算マップを用いた演算に限られず、演算テーブルや演算式などを用いて行われてもよい。また、手動運転適応度を段階的に算出し、受渡必要時間を段階的に演算し、報知タイミングを段階的に設定するものであってもよい。例えば、手動運転適応度を良い状態と悪い状態の二段階で判断し、それに応じて受渡必要時間および報知タイミングを二段階で設定してもよい。この場合、報知タイミングを迅速に設定することが可能となる。

報知タイミング設定部２３は、演算した受渡必要時間を用いて、報知タイミングを設定する。例えば、受渡必要時間が長いほど報知タイミングが早く設定される。これにより、手動運転適応度に応じた報知タイミングで自動走行終了報知が行える。具体的な報知タイミングの設定としては、図３に示すように、まず、自動走行終了地点までの距離と車速に基づいて受渡完了時間が演算され、受渡完了時間から受渡必要時間を減じて報知タイミングとなる時間ないし時刻が設定される。

なお、報知タイミングの設定は、受渡必要時間を用いて設定する場合に限られず、受渡必要距離を用いて設定してもよい。例えば、手動運転適応度が低いほど受渡必要距離を長く設定し、自動走行終了地点から受渡必要距離だけ手前の地点で報知を行ってもよい。

報知制御部２４は、報知制御信号を報知部であるＨＭＩシステム１４に出力して報知制御を行う。報知制御信号は、報知タイミング設定部２３に設定されるタイミングで出力される。

運転操作状態判定部２５は、運転者が手動運転受け入れ状態であるか否かを判定する。例えば、運転操作状態判定部２５は、ＨＭＩシステム１４により自動走行終了報知が行われた後、運転操作検知部６により検知された運転操作状態に基づいて、運転者が手動運転受け入れ状態であるか否かを判定する。具体的には、運転操作検知部６が運転者によるハンドルの接触を検知した場合、アクセルペダルを踏んでいることを検知した場合、または、ブレーキペダルを踏んでいることを検知した場合には、運転者が手動運転受け入れ状態であると判定される。一方、運転操作検知部６が運転者によるハンドルの接触を検知しない場合、アクセルペダルを踏んでいることを検知しない場合、および、ブレーキペダルを踏んでいることを検知しない場合には、運転者が手動運転受け入れ状態でないと判定される。

走行制御部２６は、車両の自動走行制御を行う車両走行制御部である。例えば、走行制御部２６は、物体検知部４の検知情報に基づいて走行路及び障害物を認識し、エンジン制御部１１、ブレーキ制御部１２及び操舵制御部１３に制御信号を出力することにより、障害物を避けつつ走行路に沿って車両を自動走行させる。この自動走行制御は、運転支援制御として行われるものであってもよいし、自動運転制御として行われるものであってもよい。また、走行制御部２６は、自動走行制御中において、ＨＭＩシステム１４により自動走行終了報知が行われた後、運転操作状態判定部２５により運転者が手動運転受け入れ状態ではないと判定された場合、車両の走行状態を変更するように走行制御を行う。例えば、走行制御部２６は、減速制御を行い、又は、車両停止制御を行う。

なお、上述した車両位置認識部２０、運転者状態検出部２１、運転適応度演算部２２、報知タイミング設定部２３、報知制御部２４、運転操作状態判定部２５、走行制御部２６は、車両制御ＥＣＵ２にそれぞれの機能を実現するソフトウェア又はプログラムを導入することにより構成すればよい。また、それらの一部又は全部をそれぞれ個別の電子制御ユニットにより構成してもよい。

次に、本実施形態に係る車両制御装置１の動作及び車両制御方法について説明する。

図４は、本実施形態に係る車両制御装置１における車両走行制御処理を示すフローチャートである。車両走行制御処理は、自動走行制御を実行している際に行われる処理であり、車両の自動走行の制御処理及び自動走行制御を終了する際の処理を含む。この車両走行制御処理は、例えば、車両制御ＥＣＵ２により行われ、所定の周期で繰り返して実行される。

図４のステップＳ１０（以下、単に「Ｓ１０」という。他のステップＳについても同様とする。）に示すように、まず、車両位置認識処理が行われる。車両位置認識処理は、地図上の車両の位置を認識する処理であり、例えば、車両位置認識部２０により実行される。例えば、ナビゲーションシステム３から入力される車両位置データに基づいて地図データに対する車両位置が認識される。

そして、Ｓ１２に処理が移行し、車両の走行位置が自動走行終了地点から所定距離以内であるか否かが判定される。この判定処理は、運転支援又は自動運転の終了により自動走行から手動走行への切り替えの準備が必要であるかを判定するための処理であり、例えば、車両位置認識部２０により行われる。

Ｓ１２にて車両の走行位置が自動走行制御の終了地点から所定距離以内でないと判定された場合、自動走行制御が継続して行われる（Ｓ１４）。すなわち、物体検知部４の検知情報を考慮しつつ、走行制御部２６からエンジン制御部１１、ブレーキ制御部１２及び操舵制御部１３に適宜制御信号が出力される。これにより、車両が障害物を避けつつ走行路に沿って自動走行する。

一方、Ｓ１２にて車両の走行位置が自動走行制御の終了地点から所定距離以内であると判定された場合、手動運転適応度の演算処理が行われる（Ｓ１６）。この演算処理は、車両の自動走行中における運転者の手動運転適応度を演算する処理であり、運転適応度演算部２２により行われる。例えば、運転者状態検出部２１より検出された運転者状態に基づいて、運転者の手動運転適応度が演算される。運転者状態検出部２１において運転者状態として運転者の覚醒度又は運転集中度が検出できる場合には、その覚醒度又は運転集中度を手動運転適応度として用いてもよい。上述したように、手動運転適応度は、運転者の手動運転操作の適応度合いであり、手動運転に適した状態であるほど高い値となる。

そして、Ｓ１８に処理が移行し、報知タイミング設定処理が行われる。報知タイミング設定処理は、車両が自動走行終了地点に至る前において、運転者に自動走行終了報知を行うタイミングを設定する処理である。自動走行終了報知を行うタイミングは、手動運転適応度に応じて設定され、例えば手動運転適応度が低いほど早いタイミングとなるように報知タイミングが設定される。具体的には、図２に示すように、手動運転適応度と受渡必要時間を関連付けた演算マップが用いられ、手動運転適応度に基づいて受渡必要時間が演算される。受渡必要時間は、自動走行から手動運転への受渡しに必要な時間であって、自動走行終了報知を行ってから運転者が手動運転適合状態になるまでの時間である。そして、図３に示すように、自動走行終了地点までの距離と車速に基づいて受渡完了時間が演算され、受渡完了時間から受渡必要時間を減じて報知タイミングとなる時間ないし時刻が演算され、演算された報知タイミングが自動走行終了報知を行うタイミングとして設定される。

この報知タイミング設定処理において、受渡必要時間の演算にあたり、手動運転適応度とその手動運転適応度における受渡必要時間との過去データに基づいて設定される演算マップを用いてもよい。例えば、運転者の手動運転適応度とその手動運転適応度における受渡必要時間の実際のデータを記憶し、その実際のデータを演算マップに反映させて更新ないし学習させ、その演算マップを用いて受渡必要時間を演算し、報知タイミングを設定してもよい。この場合、運転者の手動運転適応特性に応じて精度よく受渡必要時間を演算することができ、より適切に報知タイミングを設定することができる。

また、報知タイミングを設定した際に、その報知タイミングが適切であるか否かが判定し、報知タイミングが適切でない場合に車速調整を行った後に再度報知タイミングを設定してもよい。例えば、現状の車両の走行状態において、自動走行終了地点に車両が至るまでの時間を算出し、受渡必要時間を演算し、自動走行終了地点に車両が至るまでの時間が受渡必要時間以上の時間である場合には、報知タイミングが適切であると判定される。一方、自動走行終了地点に車両が至るまでの時間が受渡必要時間以上の時間でない場合には、報知タイミングが適切でないと判定される。この場合、自動走行終了地点に車両が到達するまでに運転者が手動運転受け入れ状態にならないおそれがある。

この場合、報知タイミングが適切でないと判定され、車両の減速処理が行われる。この減速処理は、車両を減速させる走行制御を行う処理であり、例えば走行制御部２６により行われる。車両を減速させることにより、車両が自動走行終了地点に至るまでの時間が長くなり、自動走行終了地点に車両が至るまでの時間が受渡必要時間以上の時間とすることが可能となる。そして、この減速処理を終えたら、減速した走行状態において、自動走行終了地点に車両が至るまでの時間を算出し、受渡必要時間を演算し、自動走行終了地点に車両が至るまでの時間が受渡必要時間以上の時間であるか否かを確認して報知タイミングが適切であるかどうかを判定する。ここで自動走行終了地点に車両が至るまでの時間が受渡必要時間以上の時間である場合には、報知タイミングが適切であると判定して、その報知タイミングを実際に報知に用いる報知タイミングとして設定する。なお、このような報知タイミングの適否判定と減速処理は複数回繰り返して行ってもよい。また、この報知タイミングの適否判定と減速処理は報知タイミングの設定前に行ってもよい。

Ｓ１８の報知タイミング設定処理を終えたら、報知処理が行われる（Ｓ２０）。報知処理は、設定された報知タイミングで運転者に自動走行終了の報知を行う処理であり、例えば報知制御部２４により行われる。報知制御部２４からＨＭＩシステム１４に報知制御信号が出力され、ＨＭＩシステム１４が報知動作を行う。報知動作は、例えば音声出力により行われる。具体的には、「もうじき走行制御を終了します。」、「数分後に運転支援を終了します。」または「手動運転の準備をしてください。」などの音声が出力される。なお、報知の音声内容は、自動走行制御が終了すること又は手動運転の準備が必要なことがわかる内容であれば、上述した以外の内容であってもよい。

また、報知動作は、モニタへの表示であってもよく、また、走行制御終了、運転支援終了もしくは運転準備の旨の表示点灯又は表示点滅であってもよい。また、ハンドルやシートなどの振動によって運転者へ報知してもよい。この報知処理は、運転者の手動運転適応度が低いほど早いタイミングで行われる。これにより、手動運転適応度が低いほど自動走行終了の報知から車両が自動走行終了地点に到達するまでの時間を長くとることができ、自動走行から手動走行への切り替えが不適切に行われることを抑制できる。

そして、Ｓ２２に処理が移行し、運転者の手動運転操作状態が適切であるか否かが判定される。この判定は、自動走行終了の報知の所定時間後において、運転者が手動運転受け入れ状態になっているか否かを判定する処理である。所定時間は、予め車両制御ＥＣＵ２に設定される時間が用いられる。手動運転受け入れ状態とは、運転者が手動運転に適応できる状態である。例えば、この判定処理において、運転操作検知部６により検知された運転操作状態に基づいて、運転者が手動運転受け入れ状態であるか否かが判定される。具体的には、運転操作検知部６により、運転者によるハンドルの接触が検知された場合、アクセルペダルを踏んでいることが検知された場合、または、ブレーキペダルを踏んでいることが検知された場合には、運転者が手動運転受け入れ状態であり、運転者の手動運転操作が適切であると判定される。一方、運転操作検知部６において、運転者によるハンドルの接触が検知されない場合、アクセルペダルを踏んでいることが検知されない場合、および、ブレーキペダルを踏んでいることが検知されない場合には、運転者が手動運転受け入れ状態でなく、運転者の手動運転操作が適切でないと判定される。

Ｓ２２にて運転者が手動運転受け入れ状態でなく、運転者の手動運転操作が適切でないと判定された場合、減速停止制御処理が行われる（Ｓ２４）。減速停止制御処理は、車両を減速させ又は停車させる処理であり、例えば走行制御部２６により行われる。具体的には、受渡必要時間の加算時間が算出され、その加算時間を作るための速度調整量が算出され、その速度調整量に応じて車両が減速走行とされる。これにより、自動走行終了地点に車両が達するまでの時間が延びるため、運転者を手動運転受け入れ状態となる可能性が高まり、自動走行から手動走行への切り替えが不適切に行われることを抑制することができる。

また、車両を減速させても自動走行終了地点に車両が達するまでに運転者を手動運転受け入れ状態とすることができないと判断される場合、車両の走行は停止される。これにより、運転者の不適切な状態での手動走行への切り替えを抑制することができる。Ｓ２４の減速停止制御処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。なお、Ｓ２４の減速停止制御処理において減速処理を行った場合には、Ｓ２２に戻って運転者が手動運転受け入れ状態になったか否かを再び判定してもよいし、Ｓ２０に戻って再び報知処理を行ってもよい。

ところで、Ｓ２２にて運転者が手動運転受け入れ状態であり、運転者の手動運転操作が適切であると判定された場合、自動走行から手動走行への切り替えが適切に行えていると判断され、制御終了処理が行われる（Ｓ２６）。制御終了処理は、自動走行制御を終了する処理である。このＳ２６の処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。

なお、図４の車両走行制御処理において、Ｓ２２の手動運転操作状態の判定処理及びＳ２４の減速停止制御処理を省略する場合もある。この場合であっても、運転者の手動運転適応度が低いほど早いタイミングで自動走行終了報知が行われることにより、車両の自動走行から運転者による手動走行への切り替えの報知が適切に行える。

以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、車両の自動走行の終了の際に、運転者の手動運転適応度が低いほど早いタイミングで自動走行終了報知を行うことにより、手動運転適応度が低いほど自動走行終了の報知から車両が自動走行終了地点に到達するまでの時間を長くとることができる。これにより、車両の自動走行から運転者による手動走行への切り替えの報知が適切に行え、車両の自動走行から運転者による手動走行への不適切な切り替えを抑制することができる。

例えば、手動運転適応度の度合いに関わらず一律に同じタイミングで自動走行終了報知を行うとすると、手動運転適応度が低い状態の場合には車両が自動走行終了地点に達するまでに運転者が手動運転受け入れ状態とならないおそれがある。これに対し、本実施形態に係る車両制御装置１では、手動運転適応度が低いほど早いタイミングで自動走行終了報知を行うことにより、手動運転適応度が低い場合に手動運転を行える状態とする時間を長くとることができ、車両の自動走行から運転者による手動走行への不適切な切り替えを抑制することができるのである。

また、本実施形態に係る車両制御装置１において、自動走行終了の報知が行われた後に運転者が手動運転受け入れ状態でない場合に車両の走行状態を変更することにより、不適切な状態で運転者による手動走行に切り替わることを抑制することができる。また、本実施形態に係る車両制御装置１において、自動走行終了の報知が行われた後に運転者が手動運転受け入れ状態でない場合に車両の車速を低下させることにより、自動走行終了地点に車両が到達するまでの時間を延ばすことができ、運転者による手動走行へ移行しやすくすることができる。また、本実施形態に係る車両制御装置１において、自動走行終了の報知が行われた後に運転者が手動運転受け入れ状態でない場合に車両を停車させることにより、運転者の不適切な状態による手動走行への切り替えを抑制することができる。

また、本実施形態に係る車両制御装置１において、運転者の覚醒度に応じたタイミングで自動走行終了を報知することにより、運転者の覚醒状態に適合したタイミングで自動走行終了を報知することができ、車両の自動走行から運転者による手動走行への切り替えの報知が適切に行える。

さらに、本実施形態に係る車両制御装置１において、運転者の手動運転適応度と運転者の手動運転適合状態となるまでの時間を関連付けた記憶データに基づいて自動走行終了報知のタイミングを設定することにより、車両の自動走行から運転者による手動走行への切り替えの報知が運転者の特性に応じてより適切に行える。

なお、上述した実施形態は、本発明に係る車両制御装置の一実施形態を説明したものであり、本発明に係る車両制御装置は上記実施形態に記載されたものに限定されない。本発明に係る車両制御装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように上記実施形態に係る車両制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

１…車両制御装置、２…車両制御ＥＣＵ、３…ナビゲーションシステム、４…物体検知部、５…運転者状態検知部、６…運転操作検知部、７…車速センサ、１１…エンジン制御部、１２…ブレーキ制御部、１３…操舵制御部、１４…ＨＭＩシステム、２０…車両位置認識部、２１…運転者状態検出部、２２…運転適応度演算部、２３…報知タイミング設定部、２４…報知制御部、２５…運転操作状態判定部、２６…走行制御部。

Claims

自動走行制御により車両を自動走行させ、前記車両の自動走行を運転者による手動走行へ切り替えを可能とする車両制御装置において、
前記車両の運転者の運転者状態を検出する運転者状態検出部と、
前記運転者状態検出部により検出された前記運転者状態に基づいて、前記車両の自動走行中における前記運転者の手動運転適応度を演算する演算部と、
前記車両が予め設定された自動走行終了地点に至る前に前記運転者に自動走行終了報知を行う報知部と、を備え、
前記報知部は、前記手動運転適応度が低いほど早いタイミングで前記自動走行終了報知を行う、
車両制御装置。
前記運転者の運転操作状態を検知する運転操作検知部と、
前記報知部により前記自動走行終了報知が行われた後、前記運転操作検知部により検知された前記運転操作状態に基づいて、前記運転者が手動運転受け入れ状態であるか否かを判定する運転操作状態判定部と、
前記運転操作状態判定部により前記運転者が手動運転受け入れ状態ではないと判定された場合、前記車両の走行状態を変更する車両走行制御部と、
を備える請求項１に記載の車両制御装置。
前記車両走行制御部は、前記運転操作状態判定部により前記運転者が手動運転受け入れ状態ではないと判定された場合、前記車両の車速を低下させる、請求項２に記載の車両制御装置。
前記車両走行制御部は、前記運転操作状態判定部により前記運転者が手動運転受け入れ状態ではないと判定された場合、前記車両を停車させる、請求項２に記載の車両制御装置。
前記演算部は、前記手動運転適応度として前記運転者の覚醒度を演算し、
前記報知部は、前記覚醒度が低いほど早いタイミングで前記自動走行終了報知を行う、
請求項１〜４のうち何れか一項に記載の車両制御装置。
前記演算部は、前記手動運転適応度を段階的に演算し、
前記報知部は、前記自動走行終了報知を行うタイミングを前記手動運転適応度に応じて段階的に設定する、
請求項１〜５のうち何れか一項に記載の車両制御装置。
前記報知部は、前記車両から前記自動走行終了地点までの距離と前記車両の車速とに基づいて前記自動走行終了報知のタイミングを設定する、
請求項１〜６のうち何れか一項に記載の車両制御装置。
前記報知部は、前記車両走行制御部により前記車両の車速が低下された後、前記自動走行終了地点に至るまでの時間を算出し、前記自動走行終了地点に至るまでの時間と比較して前記自動走行終了報知を行うタイミングが適切であるか否かを判定する、
請求項３に記載の車両制御装置。
前記自動走行終了報知を行った時の前記手動運転適応度と、当該手動運転適応度における前記自動走行終了報知から前記運転者が手動運転適合状態になるまでの時間とを関連付けたデータを記憶する記憶部を更に備え、
前記報知部は、前記演算部により演算した前記手動運転適応度と前記記憶部に記憶されるデータに基づいて設定されるタイミングで前記自動走行終了報知を行う、
請求項１〜８のうち何れか一項に記載の車両制御装置。