JP6354424B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、経路追従や先行車追従等を行う運転支援システムにおいて、目標経路や目標先行車の選択の正しさの度合いである信頼度を算出し、信頼度が所定の基準よりも低い場合に、運転者に対して信頼度が低下したことを通知する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３４８９７号公報

しかしながら、特許文献１では、現時点の信頼度を算出し、算出した信頼度が低下した場合に運転者に通知するため、運転者は介入操作を即座に行う必要があり、介入操作が間に合わない可能性もあるという問題点があった。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、システムの信頼度が低下する場合に、運転者が余裕を持って介入操作を行うことができる車両制御装置を提供することである。

本発明の一態様に係る車両制御装置は、車両の走行制御を自動的に行う際に、車両周囲の状況及び車両の走行状態に基づいて車両を制御し、車両からの死角、及び車両前方の検出対象の数のうち少なくともいずれか一つに基づいて車両の制御に対する信頼度を予測し、信頼度が閾値未満の場合に運転者に対して介入操作を要求することを特徴とする。

本発明によれば、システムの信頼度が低下する場合に、運転者が余裕を持って介入操作を行うことができる車両制御装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る車両制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、信頼度予測マップの一例を示す概略図である。 図３は、車両が左カーブに差し掛かる様子を示す概略図である。 図４は、車両が右カーブに差し掛かる様子を示す概略図である。 図５は、信頼度の合成処理の一例を説明する概略図である。 図６は、信頼度の合成処理の一例を説明する概略図である。 図７（ａ）は、分岐に差し掛かる場合の将来の信頼度の時間変化を表すグラフである。図７（ｂ）は、カーブに差し掛かる場合の将来の信頼度の時間変化を表すグラフである。図７（ｃ）は、図７（ａ）及び図７（ｂ）の将来の信頼度の合成結果を表すグラフである。 図８は、信頼度低下に判定に用いる閾値の一例を説明するためのグラフである。 図９は、運転者に対して介入操作を促す際のタッチパネルの表示の一例を示す概略図である。 図１０（ａ）は、信頼度低下時の車間距離設定方法の一例を示すグラフである。図１０（ｂ）は、先読み時間に応じた車間距離設定方法の一例を示すグラフである。 図１１は、第１の実施形態に係る車両制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１２は、第２の実施形態に係る車両制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１３は、第２の実施形態に係る車両制御方法の一例を示すフローチャートである。

図面を参照して、第１及び第２の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置として、先行車の追従制御を自動的に行う運転支援システム（以下、単に「システム」ともいう。）への適用例を説明する。

本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置は、先行車の追従制御を自動的に行う車両に搭載可能である。本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置は、図１に示すように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１と、周囲状況検出部（先行車センサ）２と、自車位置センサ３と、走行状態検出部（車速センサ）４と、道路情報記憶部７と、出力装置５と、入力装置６とを備える。

周囲状況検出部２は、システムの走行制御に用いるための車両周囲の状況を検出する。本発明の第１の実施形態においては、周囲状況検出部２は先行車センサであり、車両前方の先行車の有無、先行車の位置及び先行車との車間距離等を検出する。先行車センサ２としては、例えば、レーザーセンサ、レーダーセンサ又はカメラ等が使用可能である。

自車位置センサ３は、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）から受信した測位信号や、車両に取り付けたカメラにより撮像された画像に基づいて、現在の自車位置を検出する。

走行状態検出部４は、システムの走行制御に用いるための車両の走行状態を検出する。本発明の第１の実施形態においては、走行状態検出部４は車速センサであり、車速を検出する。

なお、本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置は更に、システムの走行制御に用いるための車両周囲の状況を検出する各種センサ（周囲状況検出部）を備えていてもよい。車両周囲の状況としては、例えば、車両前方の先行車、対向車及び障害物等の情報、車線の位置等の情報等が挙げられる。

また、本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置は更に、システムの走行制御に用いるための車両の走行状態を検出する各種センサ（走行状態検出部）を備えていてもよい。車両の走行状態としては、車両の加速度、車両の傾斜角、各種センサの状態等が挙げられる。

出力装置５としては、例えばディスプレイ又はスピーカーが使用可能である。入力装置６としては、例えばスイッチ又はタッチパネルが使用可能である。なお、入力装置６と出力装置５とが一体化したタッチパネル等を有していてもよい。

道路情報記憶部７は、車両が走行予定の道路に関する道路情報等を記憶する。道路情報は、例えば、カーブ曲率、車線数、車線幅を含む。また、道路情報記憶部７は、車両が走行予定の道路だけでなく、経路案内に利用される地図情報を記憶していてもよい。

ＥＣＵ１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等により構成されたマイクロコンピュータ等からなり、予めインストールされたプログラムをマイクロコンピュータが実行することにより以下の演算部として機能する。ＥＣＵ１は、信頼度予測部１１、操作要求部１２及び車両制御部１３として機能する。このうち、車両制御部１３が、先行車の追従制御を自動的に行うシステムを実現する。なお、これらの機能の少なくとも一部（例えば、車両制御部１３）が、ＥＣＵ１とは別個の車載コンピュータにより実現されていてもよい。

信頼度予測部１１は、車両制御部１３（システム）の状況判断に対する将来の信頼度を予測する。信頼度とは、車両制御部１３（システム）の状況判断の正しさの尺度である。本発明の第１の実施形態では、先行車の追従制御を行うときに、目標とする先行車に正しく追従できているかどうかの度合いを信頼度として算出（評価）できる。信頼度は、例えば５段階のように段階的に算出（評価）してもよく、確率等の連続値として算出（評価）してもよい。また、信頼度を予測する将来の時間（先読み時間）は適宜設定可能であり、例えば現在時刻から１０秒後までの時間が設定される。

信頼度予測部１１が将来の信頼度を予測するために用いる情報としては、車両制御部１３が車両の制御に用いる情報と同じ情報を含んでいてもよく、異なる情報を含んでいてもよい。本発明の第１の実施形態では、信頼度予測部１１は、先行車センサ２により検出される先行車の情報と、自車位置センサ３により検出される自車位置と、車速センサ４により検出される車速と、道路情報記憶部７に記憶された道路情報等に基づいて、システム（車両制御部１３）の状況判断に対する将来の信頼度を予測する。

信頼度予測部１１は更に、自車位置センサ３により検出される自車位置と、車速センサ４により検出される車速等に基づいて、予測した将来の信頼度となるまでの時間（先読み時間）を算出する。

図２は、信頼度予測部１１が、システムの信頼度を予測する際に用いる信頼度予測マップの一例を示す。図２の左欄の示すように、システムの信頼度が低下する要素（以下、「信頼度低下要素」ともいう。）を大別すると、例えば、「死角による信頼度低下」、「環境変化による信頼度低下」、「センサ仕様の限界を超えた使用による信頼性低下」、「検出対象の数が多いことによる信頼性低下」の区分が挙げられ、それらの区分毎に、信頼度低下要素が挙げられている。

最上段の「死角による信頼度低下」の要素である「急カーブ」は、車両が急カーブに差し掛かり、先行車センサ２による検出範囲に死角ができる場合である。例えば、信頼度予測部１１は、先行車センサ２の検出範囲、自車位置センサ３により検出された自車位置、車速センサ４により検出される車速、道路情報記憶部７に記憶された道路情報等に基づいて、車両が将来急カーブに差し掛かったときの、急カーブの死角によるシステムの信頼度の低下の度合い（例えば５０％減）を予測する。この場合、例えば、先行車センサ２の検出範囲のうち死角ではない検出可能領域の占める割合が信頼度として算出される。また、信頼度予測部１１は、信頼度が低下するまでの時間（例えば５秒）を算出する。

また、「死角による信頼度低下」の要素である「自車線の障害物」は、自車線に障害物があり、先行車センサ２の検出範囲に死角ができる場合である。例えば、信頼度予測部１１は、車両に搭載されたカメラにより検出される障害物の位置及び距離や、道路情報記憶部７から得られる道路情報に含まれる障害物の情報等に基づいて、将来の自車線の障害物により生じる死角によるシステムの信頼度の低下度合い（例えば３０％減）を予測する。この場合、例えば、先行車センサ２の検出範囲のうち死角ではない検出可能領域の占める割合が信頼度として算出される。また、信頼度予測部１１は、信頼度が低下するまでの時間（例えば５秒）を算出する。

また、「環境変化による信頼度低下」の要素である「明るさ」は、車両周囲の明るさが過大であったり、トンネルに進入して明るさが過小であったりすることにより、先行車センサ２が先行車を検出しにくい場合である。例えば、信頼度予測部１１は、将来の自車位置におけるトンネルの有無や、車両に搭載された照度計により検出される照度等の明るさに関する情報に基づいて、システムの信頼度の低下度合い（例えば３０％減）を予測する。この場合、例えば、先行車センサ２にとって最適な照度に対する現在の照度の比率が信頼度として算出される。また、信頼度予測部１１は、信頼度が低下するまでの時間（例えば１０秒）を算出する。

また、「環境変化による信頼度低下」の要素である「気象条件」は、雪や雨等の気象条件が悪化して、先行車センサ２により先行車を検出しにくい場合である。例えば、信頼度予測部１１は、車両に搭載された通信装置から得られる将来の自車位置における気象条件に基づいて、将来の気象条件の悪化によるシステムの信頼度の低下度合い（例えば３０％減）を予測する。この場合、例えば、複数種の気象条件に応じて予め設定された値が信頼度として算出される。また、信頼度予測部１１は、信頼度が低下するまでの時間（例えば数十分）を算出する。

また、「センサ仕様の限界を超えた使用による信頼性低下」の要素である「検出レンジ不足」は、先行車センサ２の限界を超えた使用により、先行車センサ２の検出レンジが不足する場合である。例えば、信頼度予測部１１は、先行車センサ２の状態等に基づいて、検出レンジの不足による信頼度の低下度合い（例えば８０％減）を予測する。また、信頼度予測部１１は、信頼度が低下するまでの時間（例えば５秒）を算出する。

また、「センサ仕様の限界を超えた使用による信頼性低下」の要素である「検出精度不足」は、先行車センサ２の限界を超えた使用により、先行車センサ２の検出精度が不足する場合である。例えば、信頼度予測部１１は、先行車センサ２の状態等に基づいて、検出精度の不足による信頼度の低下度合い（例えば５０％減）を予測する。また、信頼度予測部１１は、信頼度が低下するまでの時間（例えば５秒）を算出する。

また、「検出対象の数が多いことによる信頼性低下」の要素である「走行車線増加、分岐」は、車両前方の走行車線が１レーンから２レーンに増加する場合、又は道路に分岐がある場合等に、検出対象の数が増加して追従すべき先行車を判断しにくい場合である。例えば、信頼度予測部１１は、将来の自車位置における車両前方の車線数及び分岐の有無等に基づいて、検出対象の数が増加による信頼度の低下度合い（例えば５０％減）を予測する。この場合、例えば、走行車線数、分岐数等に応じて予め設定された値が信頼度として算出される。また、信頼度予測部１１は、信頼度が低下するまでの時間（例えば１０秒）を算出する。

次に、図３及び図４を用いて、システムの信頼度の算出方法の一例を、「死角による信頼度低下」の要素である「急カーブ」を用いて説明する。

図３は、車両１００が急カーブ（左カーブ）に差し掛かった様子を示す。図３の車両１００の位置は、現在の自車位置ではなく、将来の自車位置を示している。将来の自車位置は、信頼度予測部１１により現在の自車位置、車速及び道路情報等に基づいて予測することができる。また、図３の破線Ｌ１は走行予定経路であり、図３の扇形の破線の領域Ａ０は、先行車センサ２による検出領域を示す。

信頼度予測部１１は、自車位置センサ３により検出された自車位置と、道路情報記憶部７から得られた道路情報に含まれる進行方向のカーブ曲率、車線幅及び車線数とから、先行車センサ２の検出領域Ａ０内の自車線上の検出可能領域Ａ１と死角領域Ａ２を抽出し、検出可能領域Ａ１と死角領域Ａ２の面積を求める。

先行車領域の見えている比率Ｒ１は、検出可能領域Ａ１の面積をａ１、死角領域Ａ２の面積をａ２として、以下の式（１）で求めることができる。

Ｒ１＝ａ１／（ａ１＋ａ２）×１００［％］ ・・・（１）

また、検出可能領域Ａ１の長さＬ１、死角領域Ａ２の長さＬ２を算出して、先行車領域の見えている比率Ｒ２を、以下の式（２）を用いて求めてもよい。

Ｒ２＝Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）×１００［％］ ・・・（２）

先行車領域の見えている比率Ｒ１，Ｒ２が１００％であれば、先行車センサ２は、最大検出距離までの先行車を全て検出可能である。また、比率Ｒ１，Ｒ２が５０％であれば、５０％の頻度で非検出が発生すると考えられる。信頼度予測部１１は、この比率Ｒ１，Ｒ２のいずれかを、システムの将来の信頼度（信頼度の低下度合い）として算出する。

図４は、車両１００が急カーブ（右カーブ）に差し掛かった様子を示す。図３の場合と同様に、図４の車両１００の位置は、現在の自車位置ではなく、将来の自車位置を示している。先行車センサ２による先行車検出領域Ａ０は最大検出距離まで全て見通すことができ、死角領域はない。このため、信頼度予測部１１は、上記式（１）又は（２）を用いて、先行車領域の見えている比率Ｒ１又はＲ２を１００％と算出し、これを信頼度とする。

このように、信頼度予測部１１は、図２に示した信頼度予測マップ中の個々の信頼度低下要素毎に、システムの将来の信頼度及びその低下度合いを予測し、併せて、先読み時間を算出する。信頼度の予測に用いる情報及び計算式は、適宜設定可能である。また、信頼度低下要素は、図２に示した項目に特に限定されない。

信頼度予測部１１は更に、信頼度低下要素毎に予測した個々の信頼度を合成して、合成した信頼度を生成する。例えば、図５に示すように、信頼度予測部１１は、信頼度低下要素毎に信頼度を予測する機能ブロック（信頼度予測ブロック）１０１〜１０７と、個々の信頼度を合成する機能ブロック（合成ブロック）１０８を有する。信頼度予測ブロック１０１〜１０７において、各種センサデータ及び道路情報等に基づいて個々の信頼度Ｄ１〜Ｄ７がそれぞれ算出される。合成ブロック１０８は、個々の信頼度Ｄ１〜Ｄ７を合成して、合成した信頼度Ｄ０を生成する。例えば、信頼度低下要素毎に算出した将来の信頼度Ｄ１〜Ｄ７を同一の先読み時間で互いに比較して、最も低い値をその先読み時間での信頼度とする。

ここで、図６及び図７を用いて、信頼度予測部１１による信頼度の合成方法の一例を説明する。図６は、車両１００の前方に分岐１０１があり、その先には左カーブ１０２がある道路環境を示す。車両１００の位置Ｐ０を現在の自車位置とし、車両１００が将来通過予定の、分岐に差し掛かる位置Ｐ１、カーブに差し掛かった位置Ｐ２、分岐を越えた位置Ｐ３における信頼度を予測する。

信頼度予測部１１は、図７（ａ）に示すように、「検出対象の数が多いことによる信頼性低下」の要素である「走行車線増加、分岐」についての信頼度を予測する。図７（ａ）の時刻ｔ１において、図６に示した分岐に差し掛かる位置Ｐ１となり、検出対象が多くなる。このため、将来の信頼度がＲ０（例えば１００％）からＲ１（例えば７０％）へ低下する。その後、時刻ｔ３で分岐を越えた位置Ｐ３となるため、将来の信頼度がＲ０（例えば１００％）に回復する。

信頼度予測部１１は更に、図７（ｂ）に示すように、「死角による信頼度低下」の要素である「急カーブ」についての信頼度を予測する。図７（ｂ）の時刻ｔ２において、図６に示したカーブに差し掛かる位置Ｐ２となり、死角領域が発生する。このため、例えば将来の信頼度がＲ０（例えば１００％）からＲ２（例えば４０％）に低下する。時刻ｔ２は、図７（ａ）に示した時刻ｔ３よりも早い時刻である。

信頼度予測部１１は更に、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示した信頼度を同一時刻で対比し、小さい方の信頼度を採用するように合成することにより、図７（ｃ）に示すように、合成信頼度を生成する。図７（ｃ）において、時刻ｔ１までは将来の信頼度がＲ０（例えば１００％）であり、時刻ｔ１〜ｔ２においては図７（ａ）に示した将来の信頼度Ｒ１（例えば７０％）が採用され、時刻ｔ２以降は図７（ｂ）に示した将来の信頼度Ｒ２（例えば４０％）が採用されている。これと同様に、他の信頼度低下要素についても、将来の信頼度が合成される。

操作要求部１２は、信頼度予測部１１により予測された将来の信頼度が所定の閾値以上か否かを判定し、将来の信頼度が所定の閾値未満と判定された場合に、出力装置５等を介して、運転者に対して介入操作を要求する。所定の閾値は、例えば、先行車の追従制御を安定して継続できるだけの下限値に設定する。所定の閾値は、例えばＥＣＵ１のメモリに予め記憶させることができる。図８に示すように、所定の閾値Ｒｔｈが設定されている場合、操作要求部１２は、将来の時刻ｔ１における信頼度Ｒ１が閾値Ｒｔｈ未満となるので、運転者に対してシステムの将来の信頼度が低下することを提示し、且つ介入操作を要求する。

操作要求部１２は、例えばスピーカーを介した音声やアラーム音等により介入操作を促してもよい。また、ナビゲーション画面に画像や文字を表示したり、パイロットランプを点灯させたりしてもよい。介入操作としては、ステアリング、方向指示装置、ブレーキペダル等の通常の運転時における操作でもよく、スイッチを押す等の通常の運転時における操作とは別の操作でもよく、特に限定されない。また、操作要求部１２は、運転者に対して介入操作を要求すると同時に、文字表示や音声により、信頼度が低下するまでの先読み時間を運転者に対して提示してもよい。

例えば、出力装置５及び入力装置６が、図９に示すようなタッチパネル２００であるとする。先行車の追従制御中に、車両前方に追従すべき先行車２０１の他にも、例えば路肩に駐車中の先行車２０２があり、システムの信頼度が低下した場合、操作要求部１２が、タッチパネル２００に車両前方の画像を表示する。更に、画像中に存在する複数の先行車２０１，２０２を枠２０３，２０４で囲み、追従すべき先行車をタッチする介入操作を要求する。図９では、現在追従すべきと判断している先行車２０１に向けて矢印２０５を表示している。運転者が追従すべき先行車２０１をタッチすると、車両制御部１３は、介入操作を車両制御に反映して、タッチされた先行車２０１に追従するよう車両制御を行う。

車両制御部１３は、先行車の追従制御を行うシステムを実現する演算部であり、車両周囲の状況及び車両の走行状態に基づいて自動的に車両制御を行う。車両制御部１３は、信頼度予測部１１により予測された将来の信頼度に応じて、システムの走行制御モードを切り替えて車両制御を行う。本発明の第１の実施形態では、通常時の先行車追従モードと、信頼度低下時の先行車追従モードを切り替える。なお、車両制御部１３は、いずれの制御モードにおいても、先行車センサ２により先行車が検出されない場合には、定速走行制御を行ってもよい。

車両制御部１３は、通常時の先行車追従モードでは、追従車間距離及び加減速度を標準値に設定する。この設定値は、運転者のスイッチ操作で調整してもよく、道路情報や車速に応じて、予め設定していてもよい。車両制御部１３は、先行車センサ２により検出された先行車の情報、設定した追従車間距離及び加減速度に基づいて、先行車との追従車間距離を一定に保ちつつ追従するように走行制御を行う。

車両制御部１３は、信頼度低下時の先行車追従モードでは、将来の信頼度の低下に備えて、追従車間距離及び加減速度を標準値から変化させる。例えば、図１０（ａ）に示すような関数を予め設定しておき、将来の信頼度が閾値Ｒｔｈ未満となる場合に、標準の設定値Ｄ０よりも長めに追従車間距離の設定値Ｄ１を設定する。また、車両制御部１３は、加減速度も標準値より低めに設定してもよい。

また、車両制御部１３は、先読み時間に応じて、追従車間距離の設定値を演算してもよい。例えば、図１０（ｂ）に示すような関数を予め設定しておき、追従車間距離を先読み時間に応じて変化させることで、追従車間距離を標準の設定値Ｄ０から長めの設定値Ｄ１に滑らかに変更することができる。

次に、図１１のフローチャートを参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る車両制御方法（先行車の追従制御方法）の一例を説明する。

ステップＳ１１において、車両制御部１３が、車両に搭載された先行車追従制御スイッチのオン／オフ状態を判定する。スイッチがオン状態であれば、ステップＳ１２に進み、スイッチがオフ状態であれば、先行車の追従制御を行わないため、処理を完了する。

ステップＳ１２において、信頼度予測部１１が、自車位置センサ３により検出された自車位置、車速センサ４により検出された車速、道路情報記憶部７から読み出した道路情報等に基づいて、将来の信頼度及び先読み時間を演算する。このとき、信頼度予測部１１は、予測マップを用いて個別の信頼度低下要素毎に信頼度を予測し、予測した個別の信頼度を合成する。

ステップＳ１３において、操作要求部１２が、信頼度予測部１１により予測された将来の信頼度が、所定の閾値以上か否か（将来の信頼度が低下したか否か）を判定する。将来の信頼度が所定の閾値以上と判定された場合は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、車両制御部１３が、通常時の先行車追従モードを維持し、追従車間距離及び加減速度を標準値に設定して、先行車の追従制御を行う。

一方、ステップＳ１３において将来の信頼度が所定の閾値未満と判定された場合は、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、車両制御部１３が、信頼度低下時の先行車追従モードに切り替えて先行車の追従制御を行う。この場合、先行車との車間距離が標準値より長めに設定され、加減速度が標準値より低めに設定される。

ステップＳ１６において、操作要求部１２が、出力装置５等を介して、運転者に対して将来の信頼度が低下することを通知し、運転者に対して介入操作を要求する。更に、操作要求部１２が、出力装置５等を介して、将来の信頼度が低下に至るまでの先読み時間を通知する。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、信頼度予測部１１が、システムの将来の信頼度を予測し、操作要求部１２が将来の信頼度が低下することを通知し、運転者に介入操作を要求することにより、システムの信頼度が実際に低下する前に予測できるので、運転者による介入操作が必要となるまでの余裕時間を長くすることができる。したがって、運転者は余裕を持って介入操作を行うことができる。

また、信頼度予測部１１が、システムの信頼度が低下するまでの余裕時間を予測することにより、余裕時間に応じた運転者への通知や、車両制御の調整を行うことができる。

また、将来の信頼度に至るまでの到達時間を運転者に対して掲示することにより、介入操作が要求された運転者に対して過剰な切迫感を与えることを予防できる。

また、システムの将来の信頼度が低下したときに、通常時の先行車追従制御モードから信頼度低下時の先行車追従制御へ、車両の制御モードを切り替えることにより、車両の制御モードを適切に切り替えることができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る車両制御装置として、現在位置から目的地まで自動的に走行制御を行う運転支援システム（自動運転システム）への適用例を説明する。

本発明の第２の実施形態に係る車両制御装置は、図１２に示すように、ＥＣＵ１と、周囲状況検出部（カメラ）８と、自車位置センサ３と、走行状態検出部（車速センサ）４と、道路情報記憶部７と、出力装置５と、入力装置６とを備える。

周囲状況検出部８はカメラであり、車両周囲を撮像して画像を取得する。本発明の第２の実施形態に係る車両制御装置は更に、自動運転を行うための各種センサを搭載していてもよい。

ＥＣＵ１は、演算部として、信頼度予測部１１、操作要求部１２、車両制御部１３及び信頼度算出部１４を有する。信頼度予測部１１は、本発明の第１の実施形態と同様に、車両制御部１３（システム）の将来の信頼度を予測する。本発明の第２の実施形態においては、車両制御部１３（システム）の信頼度は、自動運転制御を行うときの走行制御に対する正しさの度合いである。信頼度予測部１１は、本発明の第１の実施形態と同様に、個別の信頼度低下要素毎にシステムの将来の信頼度を予測し、予測された個別の信頼度を合成する。

信頼度算出部１４は、各種センサにより検出される車両周囲の状況や車両の走行状態に基づいて、システムの現在の信頼度を算出する。例えば、信頼度算出部１４は、カメラ８により撮像される画像から車両前方の先行車の有無、障害物の有無、車線数等を判断し、これらの情報に基づいて、車両制御部１３（システム）の現在の状況判断に対する信頼度を算出する。信頼度算出部１４が現在の信頼度の演算に用いる情報としては、信頼度予測部１１が将来の信頼度の予測に用いる情報と同じ情報を含んでいてもよく、異なる情報を含んでいてもよい。

操作要求部１２は、信頼度予測部１１により予測された将来の信頼度が所定の閾値（第１の閾値）以上か否かを判定するのに加えて、信頼度算出部１４により算出された現在の信頼度が所定の閾値（第２の閾値）以上か否かを判定する。将来の信頼度の低下の判定に用いる第１の閾値と、現在の信頼度の低下の判定に用いる第２の閾値とは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。第１の閾値及び第２の閾値は適宜設定され、例えばＥＣＵのメモリに予め記憶していてもよい。

車両制御部１３は、通常時の「完全自動運転モード」においては、運転者により入力装置６を介して入力された目的地と、自車位置センサ３により検出される自車位置と、道路情報記憶部７から読み出される地図情報等に基づいて、現在位置から目的地までの目標経路を生成し、目標経路にしたがって自動運転制御を行う。また、車両制御部１３は、カメラ８により撮像される画像等に基づいて車両周囲の状況を判断しながら走行制御を行う。

車両制御部１３は、信頼度予測部１１により予測される将来の信頼度、及び信頼度算出部１４により算出される現在の信頼度に応じて、通常時の「完全自動運転モード」の他に、「判断要求モード」、「安全停止モード」、「半自動運転モード」、「マニュアルモード」を切り替えて制御する。

車両制御部１３は、操作要求部１２により将来の信頼度が不足していると判定された場合、「判断要求モード」に切り替えて制御する。「判断要求モード」においては、車両制御部１３は、自動運転の信頼度が低下することを操作要求部１２を介して運転者（乗員）に通知する。また、車両制御部１３は、運転者に追従対象の選択を要求する（複数の追従候補から、１つを選択する等）また、車両制御部１３は、信頼度の低下する機能について、運転者に操作介入を要求する。

車両制御部１３は、操作要求部１２により将来の信頼度が不足していると判定され、「判断要求モード」に切り替わった直後は、「安全停止モード」にも同時に切り替える。「安全停止モード」において、車両制御部１３は、運転者が追従対象の選択や必要な介入動作を行うまでの間、車両を安全に停止させるように車両の制御を遷移させる。

車両制御部１３は、運転者が追従対象の選択や必要な介入動作を行ったことを検出すると、「半自動運転モード」に切り替える。「半自動運転モード」においては、車両制御部１３は、運転者の介入動作と組み合わせて自動運転を継続する。換言すれば、車両制御部１３は、運転者が選択した追従対象に基づいて制御目標値を変更させつつ自動運転を継続する。例えば、速度制御は運転者が行い、操舵制御はシステムが自動で行う。このように、「半自動運転モード」によれば、自動運転システムの信頼度の低下した機能を、運転者による選択や介入操作によって補うことで自動運転を継続させることができる。

本発明の第２の実施形態の上述した以外の他の構成及び機能は、本発明の第１の実施形態の構成及び機能と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。

次に、図１３のフローチャートを参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る車両制御方法（自動運転制御方法）の一例を説明する。

ステップＳ２１において、車両制御部１３が、車両に搭載されている自動運転制御スイッチがオン状態か、オフ状態かを判定する。自動運転制御スイッチがオフ状態と判定された場合、手動運転（マニュアル）モードであり、処理を完了する。一方、自動運転制御スイッチがオン状態と判定された場合、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、信頼度算出部１４が、各種センサから検出される車両周囲の状況及び車両の走行状態に基づいて現在の信頼度を算出する。ステップＳ２３において、車両制御部１３が、信頼度算出部１４により算出された現在の信頼度が所定の閾値以上か否かを判定する。現在の信頼度が所定の閾値未満であると判定された場合には、ステップＳ２４に進み、車両制御部１３が、マニュアルモードに切り替えて車両制御を行う。

一方、ステップＳ２３において現在の信頼度が所定の閾値以上と判定された場合、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５において、信頼度予測部１１が、各種センサから検出される車両周囲の状況及び車両の走行状態に基づいて将来の信頼度を算出する。ステップＳ２６において、車両制御部１３が、信頼度予測部１１により予測された将来の信頼度が閾値以上か否かを判定する。将来の信頼度が閾値以上と判定された場合、ステップＳ２７に進み、車両制御部１３が、完全自動運転モードに切り替えて自動運転制御を行う。

一方、ステップＳ２６において、将来の信頼度が閾値未満と判定された場合、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８において、車両制御部１３が、判断要求モード及び安全停止モードに切り替えて自動運転制御を行う。ステップＳ２９において、操作要求部１２が、運転者に対して先読み時間も提示しつつ将来の信頼度が低下することを通知し、介入操作を要求する。

ステップＳ３０において、車両制御部１３が、運転者による介入操作の有無を判断する。介入操作が無い場合、安全停止モードを維持し、安全な状態で停止するよう走行状態を遷移させる。一方、ステップＳ３０において介入操作が有ったと判定された場合、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１において、車両制御部１３が、半自動運転モードに切り替えて、介入操作に基づいて車両の制御目標値を変更しつつ、自動運転を継続する。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、信頼度予測部１１がシステムの将来の信頼度を予測することにより、システムの信頼度が低下することを事前に予測できるので、運転者が介入操作の要求を受け、介入操作を行う際の余裕時間を長くすることができる。

また、信頼度予測部１１が、システムの信頼度が低下するまでの余裕時間を予測することにより、余裕時間に応じた運転者への通知や、車両制御の調整を行うことができる。

また、将来の信頼度に至るまでの到達時間を運転者に対して掲示することにより、介入操作が要求された運転者に対して過剰な切迫感を与えることを予防できる。

また、将来の信頼度が閾値未満となった場合、完全自動運転モードから、判断要求モード、安全停止モード、半自動運転モード等に切り替えることにより、適切に車両の制御モードを切り替えることができる。

また、運転者に対して介入操作を要求し、車両制御部１３による制御モードを切り替えるときに、運転者の介入操作が無い間は車両を安全な状態に遷移させることにより、運転者の運転操作が遅れた場合でも、車両を安全な状態に保つことができる。

また、運転者の介入操作が有った場合に、介入操作に基づいて制御目標値を変えて、車両の走行制御を継続することにより、運転者の操作や運転者の判断を組み合わせた状態で、運転支援システムを利用することができる。

また、車両制御部１３による車両の制御に対する将来の信頼度を予測するのに加えて、現在の信頼度も演算して、将来の信頼度及び現在の信頼度に基づいて、運転者に対して介入操作を要求し、且つ制御モードを切り替えることにより、現在の信頼度が低下した場合にも、運転者に対して現在の信頼度が低下したことを即座に通知することができる。また、現在の信頼度を用いることで、将来の信頼度予測精度を向上させることができる。

上記のように、本発明の第１及び第２の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２ 先行車センサ
３ 自車位置センサ
４ 車速センサ
５ 出力装置
６ 入力装置
７ 道路情報記憶部
８ カメラ
１１ 信頼度予測部
１２ 操作要求部
１３ 車両制御部
１４ 信頼度算出部

Claims (8)

1. 車両の走行制御を自動的に行う車両制御装置であって、
   前記車両周囲の状況及び前記車両の走行状態に基づいて前記車両を制御する車両制御部と、
   前記車両からの死角、及び前記車両前方の検出対象の数のうち少なくともいずれか一つに基づく前記車両制御部による前記車両の制御に対する信頼度を予測する信頼度予測部と、
   前記信頼度が閾値未満の場合に、運転者に対して介入操作を要求する操作要求部と
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両の位置と前記車両の走行状態に基づいて、前記予測した信頼度となるまでの時間である先読み時間を算出する先読み時間算出部、を備え、
   前記信頼度予測部は、前記先読み時間算出部が算出した先読み時間における前記予測された信頼度のうち、最も低い前記信頼度を採用すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記信頼度予測部は、前記信頼度が閾値未満となるまでの時間を演算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. 前記操作要求部は、前記運転者に対して前記時間を提示することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記車両制御部は、前記信頼度が閾値未満となった場合、前記車両の自動的な走行制御から異なる制御モードへ切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記車両制御部は、前記信頼度が閾値未満の場合であり、且つ前記運転者の介入操作が無い場合に、前記車両を安全に停止させる状態に遷移させることを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記車両制御部は、前記信頼度が閾値未満の場合であり、且つ前記運転者の介入操作が有った場合に、前記介入操作に基づいて半自動運転に変えて、前記車両の走行制御を継続することを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
8. 前記車両制御部による前記車両の制御に対する現在の信頼度を算出する信頼度算出部を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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