JP6438972B2 - 自動運転システム - Google Patents

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Description

本発明は、自動運転システムに係り、例えば、車両に備えられた各種の自動運転機能により車両に搭載された各機器を動作させ、車両の運転操作の一部または全部を自動で行う自動運転システムに関する。
近年では、車両の運転操作の一部または全部を自動的に実施して当該車両を自動的に運転する自動運転システムが開発されている。その一例として、例えば、乗員の運転負荷を低減させるため、車両の外部環境を認識しながら前方を走行する先行車との車間距離を一定に保つ車間維持走行制御や自車の走行レーンを逸脱しないように走行制御する走行レーン維持制御などといった、乗員の運転操作の一部を自動化して運転を支援する運転支援制御システムが知られている。また、その発展形として、乗員が操作することなくシステムが運転操作の全部を行い、当該車両を自動的に運転する完全な自動運転システムも検討されている。
また、近時の自動運転システムでは、車両周囲の状況や車両の運転状態に応じて、上記した自動運転システムを実現し得る各種の自動運転機能から適宜の自動運転機能を自動的に選択し、その車両周囲の状況や車両の運転状態に応じた適正な運転操作を自動的に実施することも検討されている。
ところで、このような自動運転システムの分野では、その自動運転中において事故が発生した場合にその責任の所在を明確にしたいという要望があり、そのような要請に対する従来技術が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示されている車両乗員非操作運転システムは、車両の乗員が運転操作を行わないで車両が運転される乗員非操作運転に係る責任の所在が同意入力者にある旨を乗員非操作運転開始前に報知部によって報知させる報知手段と、前記報知部によって前記責任の所在が報知された後に、操作部によって同意を入力した同意入力者を特定するための情報である同意入力者情報を取得する同意入力者情報取得手段と、前記操作部に入力された同意の情報である同意情報と、前記同意入力者情報取得手段によって取得された前記同意入力者情報とを関連付けて同意入力者情報記憶部に記録する記録手段と、前記報知部によって前記責任の所在が報知された後に前記操作部に同意が入力されたことに基づいて、車両の乗員非操作運転を開始する乗員非操作運転制御手段とを備えるものである。
特開２０１２−１０８８６８号公報
ところで、上記した従来技術による自動運転システムは、乗員が自己に責任がある旨を了承した上で自動運転を動作（開始）させるものであるが、自動運転の利点は、乗員が運転操作から開放される点にあり、必ずしも乗員の責任において搭乗するものと限定する必要はない。例えば、完全な自動運転システムにおいては、車両走行に伴う責任はシステム側にあるとみなすことができる。すなわち、一般には、利用する自動運転システムの状態（例えば、運転操作の一部を自動で行う自動運転システムなのか、運転操作の全部を自動で行う自動運転システムなのか、運転操作の一部を自動で行う自動運転システムにおいてその運転操作のうち乗員の寄与度や関与度はどれくらいか）（言い換えれば、自動運転システムにおいて動作する各種の自動運転機能）に応じて、車両走行時の責任は、システム側と乗員側とで変化すると考えられる。
したがって、特許文献１に開示されるように、自動運転を利用する際にどちらか一方に一意に責任を負わせることは妥当ではなく、当該分野においては、利用する自動運転システムの状態に応じて変化する責任の所在、特に利用する自動運転システムの状態が自動で変化する自動運転システムにおいて時々刻々と変化する自動運転システムの状態に対応した責任の所在を事後に明確に把握できるようにすることが求められている。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、利用する自動運転システムの状態が自動で変化する自動運転システムにおいて、例えば車両に事故や故障等の異常が発生した場合に、その責任の所在を事後に明確に把握することのできる自動運転システムを提供することである。
上記する課題を解決するために、本発明に係る自動運転システムは、車両に備えられた各自動運転機能もしくは各自動運転機能が分類された各自動運転レベルから、車両周囲の状況及び／又は車両の運転状態に応じた自動運転機能もしくは自動運転レベルを自動的に選択し、前記車両の運転操作の一部あるいは全部を自動的に実施して前記車両を自動的に運転する自動運転システムであって、前記自動運転システムは、自動運転中の時刻とその時刻において選択された自動運転機能を表す情報もしくは自動運転レベルとを記憶することを特徴とする。
本発明によれば、例えば車両に事故や故障等の異常が発生した場合に、その時点でどのような自動運転機能もしくは自動運転レベルが選択されていたかを事後に把握でき、その責任の所在を事後に明確に把握することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係る自動運転システムの実施形態１のシステム構成を示すブロック図。 図１に示す自動運転レベル切替部による自動運転レベル切替処理の状態遷移図。 本発明に係る自動運転システムの実施形態２のシステム構成を示すブロック図。 本発明に係る自動運転システムの実施形態３のシステム構成を示すブロック図。
以下、本発明に係る自動運転システムの実施形態を図面を参照して説明する。
［実施形態１］
図１は、本発明に係る自動運転システムの実施形態１のシステム構成を示したものである。
図１に示すように、本実施形態１の自動運転システム１は、例えば自動車等の車両に搭載されており、主に、自動運転制御装置１０と、時刻を管理する時刻管理部２０と、車外の道路状況などの情報を外部機器から受信する外部情報受信部３０と、カメラやレーダなどを用いて車両周囲の外界状況を認識する外界認識部４０と、GPS受信機などの位置測定装置の情報や車速情報などから自車の走行位置を推定する走行位置推定部５０と、自動運転制御装置１０から出力される制御指令に基づいて車両の加速制御を行う加速制御部６０と車両の操舵制御を行う操舵制御部７０と車両の制動制御を行う制動制御部８０と、自動運転制御装置１０にて選択される自動運転レベルなどを記録する記録媒体を持つ記憶部９０とで構成されている。
ここで、まず、本発明で使用される「自動運転レベル」について例を挙げて説明する。この「自動運転レベル」は、自動運転システムの状態（言い換えれば、自動運転システムにおいて動作する各自動運転機能）を乗員（ドライバ）の寄与度や関与度などに応じて各レベルに段階的に分類したものであり、例えば、加速・操舵・制動の全てを自動運転システムが実施し、ドライバが全く関与しない状態をトップレベルの完全自動運転として「自動運転レベル４」と定義する。また、部分的な自動運転として、加速・操舵・制動の全てを自動運転システムが実施するが、緊急時のみドライバが対応しなければならない状態を「自動運転レベル３」と定義する。次に、加速・操舵・制動のいくつかを同時に自動運転システムが実施するが、ドライバは常に動きを注視する必要がある状態を「自動運転レベル２」と定義する。次に、ドライバが主体で加速・操舵・制動の操作を行うが、その一部を自動運転システムが運転支援する状態を「自動運転レベル１」と定義する。その他、自動運転システムが介在せずに、ドライバが完全に車両を操作する必要がある状態を「自動運転レベル０」と定義することができる。このような自動運転レベルには、車両走行時の責任がシステム側にあるレベルと乗員（ドライバ）側にあるレベルとが含まれている。
前記自動運転制御装置１０には、上記した自動運転レベルの切替判断および対象制御モードの切替えを行う自動運転レベル切替部１０２と、その自動運転レベル切替部１０２の情報を記憶部９０等へ出力する情報出力部１０１とが内蔵されている。
自動運転レベル切替部１０２は、外部情報受信部３０や外界認識部４０、走行位置推定部５０から得られる自動運転中の走行環境や自車の走行状態などに基づき、上記した自動運転レベルの切替えの要否を判断し、自動運転レベルの切替えが必要であると判断した場合には、それらに応じた自動運転レベルを選択する。
図２は、図１に示す自動運転レベル切替部１０２による自動運転レベル切替処理の一例を説明したものである。
例えば、ドライバがエンジンをかけた時には、自動運転レベルは「自動運転レベル０」が選択される（Ｓ２０４）が、ドライバが車両に設けられた自動運転のスイッチをＯＮにする（Ｓ２１０）と、自動運転レベルは「自動運転レベル４」に遷移して自動運転システムが自動運転（完全な自動運転）を開始する（Ｓ２００）。「自動運転レベル４」で走行中にドライバの注視が必要な予め定められた完全自動運転走行不可の地域に進入した場合（Ｓ２０５）には、自動運転レベルは「自動運転レベル３」に遷移する（Ｓ２０１）。その後、複雑な交通状況のような自動運転の能力ではカバーできすにドライバへ操作委譲が必要な事態になる（Ｓ２０６）と、自動運転レベルは「自動運転レベル２」に遷移する（Ｓ２０２）。そこで、ドライバが操舵を行うステアオーバーライド（Ｓ２０７）を検知すると、自動運転レベルは「自動運転レベル１」に遷移して（Ｓ２０３）、自動運転システムは加速や制動のみの運転支援を行う。そして、さらにドライバがブレーキを踏んでブレーキオーバーライド（Ｓ２０８）となると、自動運転レベルは「自動運転レベル０」に遷移して（Ｓ２０４）、自動運転機能が全てＯＦＦとなる。一方で、自動運転レベルとして「自動運転レベル４」〜「自動運転レベル１」が選択されていても、システム等に故障などの異常が発生する（Ｓ２０９）と、自動運転レベルは「自動運転レベル０」に遷移して（Ｓ２０４）、自動運転機能が全てＯＦＦとなる。
なお、図２に示す処理内容は一例であり、本発明ではこの自動運転レベルの切替処理に限定するものではない。例えば、エンジンを始動した時点で「自動運転レベル０」以外の自動運転レベルを選択してもよいし、「自動運転レベル４」から「自動運転レベル２」、「自動運転レベル１」、「自動運転レベル０」などへ直接遷移してもよい。また、外部情報受信部３０や外界認識部４０、走行位置推定部５０から得られる情報（車両周囲の状況や車両の運転状態）に応じて、自動運転レベルを高次のレベルに引き上げてもよいことは勿論である。
自動運転制御装置１０の情報出力部１０１は、上記した自動運転レベル切替部１０２で保持している自動運転レベルを受信して記憶部９０に出力する。その際、時刻管理部２０から得られる時刻情報を付加して出力する。なお、時刻管理部２０で管理する時刻情報としては、例えば走行位置推定部５０の構成として含まれるGPS受信機で得られるタイムスタンプ情報を利用してもよいし、システム全体で一意に管理される時刻情報を利用してもよい。この情報出力部１０１は、自動運転開始以降、時刻管理部２０で管理される時刻に従い、予め設定されている時間間隔で周期的に前記情報を記憶部９０に出力する。
また、情報出力部１０１は、上記した自動運転レベル切替部１０２で保持している自動運転レベルに応じた制御指令を加速制御部６０や操舵制御部７０、制動制御部８０に出力して、車両の走行制御を実施する。
情報出力部１０１から出力された情報を受信した記憶部９０は、その受信した情報を時刻情報と対応させる形で蓄積していく。
このように、本実施形態１の自動運転システム１では、自動運転中の時刻とその時刻において自動運転レベル切替部１０２で保持している（選択された）自動運転レベルとを出力する情報出力部１０１と、情報出力部１０１から出力された情報を記憶する記憶部９０とを有することにより、例えば車両に事故や故障等の異常が発生した場合に、その時点で選択された自動運転レベルを事後に把握でき、その責任の所在を事後に明確に把握することができる。
なお、自動運転レベル切替部１０２は、上記した自動運転レベルのほか、自動運転レベルの切替判断の要因となった情報についても、切替えた自動運転レベルとともにパラメータとして保持し、情報出力部１０１にて自動運転レベルとともにその切替要因となったパラメータを記憶部９０に出力するようにしてもよい。ここでいう切替要因となったパラメータとは、例えば図２で示す各レベル間の遷移の原因となった、Ｓ２０５〜Ｓ２１０の内容に関する情報を示すパラメータである。この場合、記憶部９０では、自動運転レベルと同様に、時刻情報と対応させてかつ前記自動運転レベルと関連付けて切替要因のパラメータを蓄積することが好ましい。
また、記憶部９０は、自動運転レベルと同様に、時刻情報と対応させて走行位置推定部５０で推定された自車の走行位置情報も受け取って記録してもよい。
さらに、記憶部９０は、適宜の手段を用いて得られる車両の状態情報や乗員（ドライバ）の状態情報などを受け取り、自動運転レベルと同様に、時刻情報と対応させて記録してもよい。
［実施形態２］
図３は、本発明に係る自動運転システムの実施形態２のシステム構成を示したものである。
本実施形態２の自動運転システム１Ａは、上記した実施形態１の自動運転システム１に対し、主に自動運転制御装置の構成が相違しており、その他の構成は実施形態１の自動運転システム１とほぼ同様である。したがって、以下では、実施形態１の自動運転システム１と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図３に示すように、本実施形態２の自動運転システム１Ａの自動運転制御装置１０Ａには、自動運転を実現するための自動運転機能の切替判断および対象制御モードの切替えを行う自動運転機能切替部１０２Ａと、その自動運転機能切替部１０２Ａの情報を記憶部９０Ａ等へ出力する情報出力部１０１Ａとが内蔵されている。
ここで、本発明で使用される「自動運転機能」について説明する。この「自動運転機能」には、乗員（ドライバ）の寄与度や関与度などに応じて様々な機能が含まれており、その代表的な例としては、自車走行レーン内を維持して自動走行するように車両の走行制御を行う走行レーン維持機能や、自動で車線変更を行うように車両の走行制御を行う車線変更機能、前方を走行する先行車を認識して追従するように車両の走行制御を行う先行車追従機能などが挙げられる。自動運転制御装置１０Ａは、予め入力されたドライバの要求や自車周囲の状況などに基づき、上記したような各機能から動作させる機能を自動的に切替えながら当該車両の自動運転を実現する。このような自動運転機能には、車両走行時の責任がシステム側にある機能と乗員（ドライバ）側にある機能とが含まれている。
自動運転機能切替部１０２Ａは、外部情報受信部３０Ａや外界認識部４０Ａ、走行位置推定部５０Ａから得られる自動運転中の走行環境や自車の走行状態などに基づき、上記した自動運転機能の切替えの要否を判断し、自動運転機能の切替えが必要であると判断した場合には、それらに応じた自動運転機能を選択する。上記したように、車両走行中に動作している自動運転機能は時々刻々と変化するため、自動運転機能切替部１０２Ａは、その時々で動作中の自動運転機能を示すパラメータ（自動運転機能を表す情報）を保持する。
情報出力部１０１Ａは、上記した自動運転機能切替部１０２Ａで保持している動作中の自動運転機能のパラメータを受信して記憶部９０Ａに出力する。その際、実施形態１と同様、時刻管理部２０Ａから得られる時刻情報を付加して出力する。この情報出力部１０１Ａは、自動運転開始以降、時刻管理部２０Ａで管理される時刻に従い、予め設定されている時間間隔で周期的に前記情報を記憶部９０Ａに出力する。
情報出力部１０１Ａから出力された情報を受信した記憶部９０Ａは、その受信した情報を時刻情報と対応させる形で蓄積していく。
このように、本実施形態２の自動運転システム１Ａでは、自動運転中の時刻とその時刻において自動運転機能切替部１０２Ａで保持している（選択された）動作中の自動運転機能のパラメータとを出力する情報出力部１０１Ａと、情報出力部１０１Ａから出力された情報を記憶する記憶部９０Ａとを有することにより、例えば車両に事故や故障等の異常が発生した場合に、その時点で選択された自動運転機能を事後に把握でき、その責任の所在を事後に明確に把握することができる。
なお、本実施形態２の自動運転システム１Ａにおいても、上記した実施形態１の自動運転システム１と同様、自動運転機能切替部１０２Ａは、上記した自動運転機能のパラメータのほか、自動運転機能の切替判断の要因となった情報についても、切替えた自動運転機能とともにパラメータとして保持し、情報出力部１０１Ａにて動作している自動運転機能を示すパラメータとともにその切替要因となったパラメータを記憶部９０Ａに出力するようにしてもよい。ここでいう自動運転機能の切替要因となったパラメータとは、例えば、ドライバからの指示入力があったことや、周囲環境の変化（例えば、接近車両があったこと）により動作していた自動車線変更制御がキャンセルされたことなどを示すパラメータであり、様々な要因毎に予めパラメータを対応させておく。この場合、記憶部９０Ａでは、動作している自動運転機能のパラメータと同様に、時刻情報と対応させてかつ前記パラメータと関連付けて切替要因のパラメータを蓄積することが好ましい。
また、記憶部９０Ａは、上記した実施形態１の自動運転システム１と同様、時刻情報と対応させて走行位置推定部５０Ａで推定された自車の走行位置情報を受け取って記録してもよいし、適宜の手段を用いて得られる車両の状態情報や乗員（ドライバ）の状態情報などを受け取って時刻情報と対応させて記録してもよい。
［実施形態３］
図４は、本発明に係る自動運転システムの実施形態３のシステム構成を示したものである。
本実施形態３の自動運転システム１Ｂは、上記した実施形態１の自動運転システム１に対し、主に車両の外部に設けられた情報収集装置と通信可能となっている点が相違しており、その他の構成は実施形態１の自動運転システム１とほぼ同様である。したがって、以下では、実施形態１の自動運転システム１と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図４に示すように、本実施形態３の自動運転システム１Ｂは、実施形態１の自動運転システム１の各構成に加えて、記憶部９０Ｂに記録された前記情報を取得してその情報を車外へ出力する通信部４０１Ｂを備えている。
詳細には、前記通信部４０１Ｂは、記憶部９０Ｂに記録された前記情報と共に、当該自動運転システム１Ｂが搭載された車両を特定する識別情報を取得し、それらを合わせて車外に設けられた情報収集装置４０２Ｂへ無線回線を介して送信する。
このように、本実施形態３の自動運転システム１Ｂでは、記憶部９０Ｂに記録された情報を車外に設けられた情報収集装置４０２Ｂへ送信する通信部４０１Ｂを有し、情報収集装置４０２Ｂにて記憶部９０Ｂに記録された情報を収集して管理することにより、例えば車両に事故や故障等の異常が発生した場合に、その時点で選択された自動運転レベルを確実に把握でき、その責任の所在を事後に確実に把握することができる。
なお、図４では、通信部４０１Ｂが記憶部９０Ｂに接続されているが、記憶部９０Ｂに記憶された情報を取得できる構成であれば、この限りではない。
また、情報収集装置４０２Ｂの設置場所は、通信で情報を受信できる場所であれば、どこにあってもよい。
また、情報収集装置４０２Ｂは、複数の車両の記憶部９０Ｂから受信する情報を収集して管理する構成であってもよい。
また、通信部４０１Ｂから情報収集装置４０２Ｂへ情報を送信するタイミングは、あらかじめ設定された時間周期であってもよい（すなわち、予め定められた時刻になった時であってもよい）し、事故発生時や故障発生時などといった特異なイベントの発生を検知した時であってもよい。
また、情報収集装置４０２Ｂへ送信する記憶部９０Ｂの記録情報は、時刻と自動運転レベルのセットとし、必要であれば、記録されている切替要因のパラメータや走行位置情報や車両状態情報やドライバ状態情報をそれらに付加してよい。
さらに、本実施形態３の自動運転システム１Ｂの通信部４０１Ｂを、実施形態２の自動運転システム１Ａに適用してもよいことは言うまでも無く、その場合には、情報収集装置４０２Ｂへ送信する記憶部９０Ｂの記憶情報は、時刻と動作している自動運転機能を示すパラメータのセットとし、必要であれば、記録されている切替要因を示すパラメータや走行位置情報や車両状態情報やドライバ状態情報をそれらに付加してよい。
なお、本発明は上記した実施形態１〜３に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態１〜３は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１…自動運転システム、１０…自動運転制御装置、２０…時刻管理部、３０…外部情報受信部、４０…外界認識部、５０…走行位置推定部、６０…加速制御部、７０…操舵制御部、８０…制動制御部、９０…記憶部、１０１…情報出力部、１０２…自動運転レベル切替部、１０２Ａ…自動運転機能切替部、４０１Ｂ…通信部、４０２Ｂ…情報収集装置

Claims (5)

  1. 車両に備えられた各自動運転機能及び各自動運転機能が分類された各自動運転レベルから、車両周囲の状況及び／又は車両の運転状態に応じた自動運転機能もしくは自動運転レベルを自動的に選択し、前記車両の運転操作の一部あるいは全部を自動的に実施して前記車両を自動的に運転する自動運転システムであって、
    前記自動運転機能を選択する要因となる情報と前記自動運転レベルを選択する要因となる情報とが異なる情報に設定されており、
    前記自動運転システムは、自動運転中の時刻とその時刻において選択された自動運転機能を表す情報もしくは自動運転レベルとを前記自動運転機能もしくは自動運転レベルを選択した要因となる情報を関連付けて記憶することを特徴とする自動運転システム。
  2. 前記自動運転システムは、前記時刻における前記車両の位置情報を関連付けて記憶することを特徴とする、請求項１に記載の自動運転システム。
  3. 前記自動運転システムは、前記車両が異常状態になった場合もしくは予め定められた時刻になった場合に、記憶された情報を前記車両の外部に設けられた情報収集装置へ送信することを特徴とする、請求項１に記載の自動運転システム。
  4. 前記自動運転システムは、記憶された情報を前記車両を特定する情報と共に前記情報収集装置へ送信することを特徴とする、請求項３に記載の自動運転システム。
  5. 前記自動運転システムは、記憶された情報を前記選択した要因となる情報と共に前記情報収集装置へ送信することを特徴とする、請求項３に記載の自動運転システム。
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