JP6733535B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を自動運転する機能を備えた運転支援装置に関する。

自動運転車両と手動運転車両が混在して走行している状況においては、自動運転車両は、手動運転車両の動作を完全に予測できないと、安全な自動運転制御を実行することができない。一方、手動運転車両の運転者にとっても、周囲の車両が自動運転であるか、それとも、手動運転を行っているのかを知ることが、安全運転のために必要になる。

尚、特許文献１には、近傍の車両の進路を予測する機能を備えた装置が記載されている。特許文献２には、協調走行制御、即ち、車間制御を行なう対象の車両の中で、特定の車両を表示装置に表示する装置が記載されている。特許文献３には、自動運転を行なう条件を満たしていないと判断されたときに、運転者に対して自動運転の解除を促す装置が記載されている。

また、特許文献４には、自動運転車両と手動運転車両が混在して走行する場合に、車々間通信により手動運転車両を検出し、自動運転による利点および手動運転による利点が得られるようにした装置が記載されている。特許文献５には、周囲を走行している車両を撮影し、撮影画像により周囲を走行している車両の運転方式を判定し、判定結果に基づいて車両の撮影条件を適切に設定するように構成した装置が記載されている。

特開２００５−６２９１２号公報 特開２０１１−１７５３６８号公報 特開２０１４−１０６８５４号公報 特開２０１５−４４４３２号公報 特開２０１６−１３１３６号公報

本発明の目的は、自動運転と手動運転の切り替え時の運転者の不安を低減することができる等の効果を得られる運転支援装置を提供することにある。

請求項１の発明は、通信機能を持っている周囲の車両の、自動運転か手動運転かを含む走行状況、走行速度、車間距離、加速制御、制動制御、操舵制御の各データを取得する車両データ取得部１２と、通信機能を持っていない周囲の車両を検出する検出部１２と、通信機能を持っていない周囲の車両の動きをカメラにより追跡して走行状況を検出し、当該車両の動きを所定信頼度以上で予測可能かどうかにより、当該車両が自動運転車両か手動運転車両かを判定する走行状況検出部１２と、前記車両データ取得部１２により取得された走行状況データと、前記走行状況検出部１２により得られた走行状況データとに基づいて、周囲の車両の走行状態を予測する走行予測部１２とを備え、前記走行予測部１２は、予測結果をユーザに報知する報知部を有し、前記走行予測部１２は、予測結果の予測精度が十分でないと判定されたときには、ユーザに運転モードの変更を提案するように構成され、更に、運転モードを自動運転から手動運転に変更することをユーザが承認したときに、ユーザの手動運転の準備が十分であるか否かを判定する準備判定部１２を備えるように構成された運転支援装置である。

請求項３の発明は、通信機能を持っている周囲の車両の、自動運転か手動運転かを含む走行状況、走行速度、車間距離、加速制御、制動制御、操舵制御の各データを取得する車両データ取得部１２と、通信機能を持っていない周囲の車両を検出する検出部１２と、通信機能を持っていない周囲の車両の動きをカメラにより追跡して走行状況を検出し、当該車両の動きを所定信頼度以上で予測可能かどうかにより、当該車両が自動運転車両か手動運転車両かを判定する走行状況検出部１２と、前記車両データ取得部１２により取得された走行状況データと、前記走行状況検出部１２により得られた走行状況データとに基づいて、周囲の車両の走行状態を予測する走行予測部１２と、運転者の身体情報を取得するユーザ情報取得部１２と、前記運転者の身体情報に基づいて運転者が自車を手動運転する技量を検出する技量検出部１２と、運転者により手動運転モードへの切り替えが選択されたときに、前記検出された運転者の技量に基づいて、前記走行予測部１２により予測された周囲の車両の走行状態に運転者が対処できる手動運転の十分な技量を有するか否かを判定する運転対処判定部１２とを備えた運転支援装置である。

第１実施形態を示す車両の運転支援装置のブロック図 コントローラのメイン制御のフローチャート（その１） コントローラのメイン制御のフローチャート（その２） 周辺走行環境情報取得制御のフローチャート 運転モード切替報知制御のフローチャート 運転モード切替の案内報知の表示例 運転モード切替時の表示例 緊急案内の表示例 自車と他車との位置関係を示す図（その１） 車両状態の情報の取得例を示す表 自車と他車との位置関係を示す図（その２） 自車が高速道路の走行車線を走行している場合の判定制御例を示す表 自車と他車との位置関係を示す図（その３） 自車が高速道路の追い越し車線を走行している場合の判定制御例を示す表 自車と他車との位置関係を示す図（その４） 自車が渋滞エリアに接近するために減速運転している場合における他車の車線変更の頻度が大きい場合の判定制御例を示す表 自車が渋滞エリアに接近するために減速運転している場合における他車の車線変更の頻度が小さい場合の判定制御例を示す表 自車と他車との位置関係を示す図（その５） 自車が渋滞の中で低速走行をしているときの判定制御例を示す表 自動運転の自動化レベルの定義を示す表

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１ないし図２０を参照して説明する。図１に示すように、車両の運転支援装置１は、運転者運転動作検知器２と、運転者生体情報検知器３と、運転者状況判定器４と、カメラ５と、周辺監視ＥＣＵ（electronic control unit）６と、レーダ７と、車間制御ＥＣＵ８と、第１走行制御ＥＣＵ９と、第２走行制御ＥＣＵ１０と、第３走行制御ＥＣＵ１５と、自車位置計測部１１と、コントローラ１２と、記憶部１３と、通信部１４と、ゲートウェー機器１６と、表示装置１７と、運転者選択部１８とを備えている。

運転者運転動作検知器２は、運転者の運転動作を検知して、検知信号を出力する。具体的には、運転者運転動作検知器２は、アクセルやブレーキやステアリングなどに取り付けた角度センサ（いずれも図示しない）からのセンサ信号に基づいて、運転者の運転動作（即ち、アクセルやブレーキやステアリングなどの操作動作）の速度、精度などを検知する。

運転者生体情報検知器３は、運転者の生体的な情報を検知して、検知信号を出力する。具体的には、運転者生体情報検知器３は、心電図、心拍数、血圧または発汗を測定する各種センサ（いずれも図示しない）や、脳内の活動域の分布を測定する脳センサ（図示しない）などによって、ユーザ（運転者や同乗者）の意識、感情の状況を検知する。この場合、運転者生体情報検知器３の各種センサ及び脳センサは、運転者や同乗者の生体的な情報を得るために、衣服やヘアアクセサリなどに取り付け可能なウェアラブルなセンサで構成することが好ましい。

運転者運転動作検知器２及び運転者生体情報検知器３により検知された検知情報は、運転者（ユーザ）状況を判定する運転者状況判定器４に入力される。運転者状況判定器４は、入力した情報に基づいて、運転者の運転時の身体状況や、運転者や同乗者の精神状態の判別が行われ、判別した情報はコントローラ１２へ出力される。この場合、運転時の身体状況とは、手足の筋肉の動作レスポンスや、外界に対する視覚（視野、動体視力）の状態である。精神状態とは、心拍数や血圧や脳波などの測定情報に基づいて推定される心（精神）の状態である。

カメラ５は、車両の外部状況を撮影する複数のカメラで構成されており、撮影された画像情報は周辺監視ＥＣＵ６とコントローラ１２へ出力される。周辺監視ＥＣＵ６は、カメラ５により撮影された画像情報に基づいて車両の周囲状況（例えばどの位置にどのような物体があるか）を把握し、車載ＬＡＮ１９を介して上記把握した周辺監視情報をコントローラ１２へ出力する。

レーダ７は、自車周辺の車両や歩行者等の物体（即ち、車両の周囲の物体）までの距離と方向をマイクロ波やレーザを使って検知する機能を有し、検知した物体検知情報を車間制御ＥＣＵ８へ出力する。車間制御ＥＣＵ８は、車両周辺の物体検知情報を入力し、この物体検知情報に基づいて、車両周辺の物体と衝突しないように車両の走行（例えば制動や加速）を制御する。

第１走行制御ＥＣＵ９は、車載ＬＡＮ１９を介して車両周辺の物体検知情報を入力し、この車両周辺の物体検知情報に基づいて、車両の前後方向の走行（制動、加速）を制御する。第２走行制御ＥＣＵ１０は、車載ＬＡＮ１９を介して車両周辺の物体検知情報を入力し、この車両周辺の物体検知情報に基づいて、車両の左右方向の走行（例えばステアリングなどの操作、制動、加速等）を制御する。第３走行制御ＥＣＵ１５は、車載ＬＡＮ１９を介して車両周辺の物体検知情報を入力し、この車両周辺の物体検知情報に基づいて、車両の上下方向の走行（例えば速度、可変ダンパーの減衰量の制御、制動、加速等）を制御する。

自車位置計測部１１は、ＧＰＳ（図示しない）等を用いて、自車の位置を緯度経度情報として計測し、車両位置計測情報をコントローラ１２へ出力する。コントローラ１２は、車両位置計測情報や車両周辺の物体検知情報等に基づいて、車両の自動走行を制御する。このコントローラ１２が、マスタ制御のための機器を構成している。コントローラ１２が、車両データ取得部、検出部、走行状況検出部、走行予測部、ユーザ情報取得部、技量検出部、運転対処判定部、手動切替制限部、自動運転判定部及び自動切替制限部としての各機能を備えている。

尚、個々のＥＣＵ情報や計測情報等を、車載ＬＡＮ１９を介して各ＥＣＵ（即ち、車間制御ＥＣＵ８、第１走行制御ＥＣＵ９、第２走行制御ＥＣＵ１０、第３走行制御ＥＣＵ１５、コントローラ１２）間でやり取りして、各ＥＣＵの自立動作が連係して、車両の自動走行を制御する（これを連携制御と呼ぶ）ように構成しても良い。連携制御を実施する場合、走行制御用のＥＣＵ間の情報交換が迅速に行われるように、車載ＬＡＮ１９を高速の車載ネットワークにて構成することが好ましい。高速の車載ネットワークとしては、高速な通信速度を持ち、且つ、複数のＥＣＵのデータを同時に他のＥＣＵに送ることが可能な多チャンネルの通信が可能な光ファイバーを用いることが好ましい。この場合、各ＥＣＵの出力情報の緊急度を示すためのデータをデータのヘッダに含めて通信するように構成しても良い。これにより、安全な車両の走行制御を実現することが可能である。

また、コントローラ１２は、通信部１４を使って無線通信網（例えば携帯電話通信網やインターネット等）２２を介してセンターサーバ２３と通信可能なように構成されている。更に、コントローラ１２は、通信部１４を介して歩行者等が所持するスマホ等（外部機器）の携帯機器２４と通信可能なように構成されている。この場合、携帯機器２４との通信は、例えば無線ＬＡＮや無線通信網２２等を介して実行する構成となっている。尚、携帯機器２４は、無線通信網２２を介してセンターサーバ２３と通信可能なように構成されている。

更にまた、コントローラ１２は、通信部１４を介して他の車両２５と通信可能なように構成されている。この場合、他の車両２５と通信は、車々間通信の通信規格（例えばＶ２Ｘ通信規格）で通信するようになっている。尚、他の車両２５は、無線通信網２２を介してセンターサーバ２３と通信可能なように構成されていることが好ましい。

これにより、本実施形態では、他の車両２５と通信を行うことにより、あるいは、歩行者が持つ携帯機器２４と通信を行うことにより、他の車両２５の位置等や、携帯機器２４を持つ歩行者の位置等を把握して、その把握した情報に基づいて、安全な運転を行う自動運転ができるように構成されている。

更に、本実施形態では、通信により得られた他の車両２５の移動状況または制御状況等の情報や歩行者の移動情報を把握することにより、その時点の走行環境下における自動運転の難易度を評価し、自動運転に不適な走行環境においては、自動運転中の車両の停止、あるいは、自動運転から手動運転への切り替えを行うように構成されている。即ち、本実施形態では、自動運転制御の難易度を評価し、手動運転を行ったほうがユーザの不安を低減できると判定されたときには、自動運転から手動運転への切り替えの提案を運転者に対して行う構成となっている。この制御の詳細については、後述する。

また、本実施形態においては、自車が今後走行する道路状況が、カメラやレーダでは測定が難しく、道路状況把握できない道路環境であることが、コントローラ１２により判定されると、例えば、道路の形状変化が大きく、樹木などが邪魔になって、前方の道路形状が隠されている場合、あるいは、建造物が前方の見通しを悪くしている場合等の道路状況になることが判定されると、次のような処理が実行される。即ち、上記道路状況の場合、コントローラ１２は、カメラ画像情報と、記憶部１３に記録された道路形状データとに基づいて予備判定を行なう。

ここで、予備判定とは、コントローラ１２において、記憶部１３に記録された地図データベースや道路形状データベース等の情報から、カメラ５（即ち、運転者）から見えない位置に何が存在するかを予測し、安全に走行するためにはどのような制御（例えば減速やステアリング操作など）が必要かどうかを判定する処理である。この予備判定を実行することによって、コントローラ１２は、各ＥＣＵへ必要な情報を送信する構成となっている。このように、運転者の安全を確保するために、自動運転が寄与できる準備を行うことを、防衛自動運転と呼ぶ。

また、本実施形態では、車両がどの場所で、どのような走行（自動運転、手動運転）状態のときに、運転者が、どのような反応を示すかを、運転者生体状況検知器３と運転者運転動作検知器２と自車位置計測部１１とによって計測し、それら計測結果は「運転者特性データ」として記憶部１３内に記録されるように構成されている。また、運転者の特徴的な動作や反応等を示すデータは、通信部１４及び無線通信網２２を介して定期的にセンターサーバ２３に記録されるようになっている。これにより、車両事故等により車両側の記憶部１３に記録されたデータが失われても、センターサーバ２３に格納されたデータを使って簡単に復旧することが可能となる。

記憶部１３に格納されている道路形状データには、自動運転専用道路、自動運転優先道路（即ち、手動運転と自動運転が混在する道路）、手動運転専用道路、また、自動運転精度（即ち、性能）が設定値以上の性能を持つ車両だけが自動運転が許される道路など、道路の特性として自動運転のカテゴリが記憶されている。コントローラ１２は、表示装置１７に自車両の周辺道路の上記自動運転カテゴリを地図と共に表示するように構成されている。

また、本実施形態では、車両がカーナビゲーション機能を使って指定された道路を走行しているときに、コントローラ１２が自動運転から手動運転への切りかえが必要になることを判定した場合、車両の報知部、例えば表示装置１７や車室内灯やメータパネルなどや音、声出力装置や、運転者の座席シートに振動を加える装置などの報知方法を用いて、運転者に対して手動運転が必要になることを報知するように構成されている。

また、本実施形態では、運転者に対して報知を行なった後、運転者の応答がない場合には、運転者の意識（脳）を活性化する刺激（例えば音声、振動、微弱電流をステアリングやウェアラブル機器にて生成）を提供し、運転者に注意をうながすように構成されている。また、運転者に対する報知の効果があったか否かを、運転者状況判定器４により判定し、確実に注意を促すまで報知を継続するように構成しても良い。

また、本実施形態では、運転者が変更される場合を想定して、運転者が持つ電子キーや携帯機器のＩＤを認識したり、あるいは、カメラ画像に基づいて運転者を認識したりする処理を行う運転者選択部１８を備えている。この場合、運転者を認識するに際しては、センターサーバ２３に登録されたデータベースを使って運転者の認識処理や照合処理を実行するように構成すると、安全性を高くすることができる。

ところで、車両の運転支援装置１が自動で走行の制御を変更すると、運転者（あるいは同乗者）が不安を感じるようなことがある。これに対して、本実施形態では、日ごろから、その走行条件と運転者・同乗者の不安の感情のレベルとの相関関係を取得しておき、運転者等が不安を起こしやすい車両の移動状況を記憶部１３に記憶しておく。例えば、走行位置と不安の発生する場所における相関関係の大きいものを記憶しておくことが好ましい。そして、本実施形態では、自動運転と手動運転の運転モードの切り替え時に、ユーザの安全を確保するため、ユーザ特性（例えば性格、運動能力など）に応じた報知を行うように構成されている。

また、本実施形態では、運転者が自動運転車両の中で隊列走行を好むことが運転支援装置１によって把握されている場合、隊列走行が崩れそうな場合に、運転者に対して手動運転への切り替えを提案するように構成されている。また、本実施形態では、車両が自動運転制御を行っていて、周辺の車両に手動運転車両が多くなった場合、あるいは、前後の車両が手動運転で、その運転が不安定と判定された場合には、自動運転から手動運転への切り替えの提案と、走行環境の良好な場所へ移動する提案とが適宜実行されるように構成されている。尚、報知する場合には、報知のタイミング、報知音声の大小、表示の見易さを、運転者（即ち、ユーザ）が受け入れ易くするために、運転者毎に変更設定可能なように構成することが好ましい。

また、本実施形態においては、コントローラ１２は、通信部１４を介してスマホ等（外部機器）の携帯機器２４と通信可能に構成されており、携帯機器２４によって車両を遠隔制御することが可能になっている。この場合、車両を遠隔制御するためには、携帯機器２４へ遠隔制御用のアプリを搭載する方法が好ましい。尚、セキュリティの観点から、特定の情報（例えばユーザの生体情報や脳波パターンなど）を入力しないと遠隔制御動作しない遠隔制御器を別途設けても良い。

また、携帯機器２４が車両の近くにあった場合には、通信部１４として、例えばＮＦＣ（Near Field Communication）やＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）という通信方式に対応した通信機器を用いることができる。携帯機器２４が車両から遠く離れた場所にある場合には、無線通信網（例えば携帯電話通信網）２２を使った通信に対応する携帯機器を用いることができる。

また、コントローラ１２は、情報センタのセンターサーバ２３などから送られてくる車両に必要な情報を、通信部１４を介して受信可能なように構成されている。この場合、通信部１４は、携帯電話通信網を使った、無線通信に対応する機器を用いたり、ＷｉＦｉ通信機と呼ばれる無線ＬＡＮを経由したインターネットを使った通信に対応する無線機器を用いたりすることが好ましい。尚、車両の通信部１４が処理した通信データは、車両に搭載されたゲートウェー機器１６に送られる。ゲートウェー機器１６は、受信データをチェックして、問題がなければ、車載ＬＡＮ１９を介して上記受信データを各種のＥＣＵに送信するように構成されている。また、ゲートウェー機器１６は、外部の携帯機器２４から送信された遠隔制御データを受信して、車両の走行状況を変更したいという要求を受信した場合、遠隔制御データが、正当なもので、その制御結果が妥当になるか（事故を起こさない。ユーザに危険を与えない）を判定する「遠隔制御データ判定機能（認証機能）」を備えている。

また、ゲートウェー機器１６からコントローラ１２へ情報が送られると、コントローラ１２は、送られてきた情報を判別して必要な処理を行う。例えば、車外から周辺の交通情報データが送られてきた場合、コントローラ１２は、上記交通情報データに基づいて、表示装置１７に、地図と共に交通情報（例えば渋滞度）を地図に重ねて表示することが好ましい。

また、記憶部１３には、道路形状データが記憶されている。この道路形状データには、自動運転専用道路、自動運転優先道路（即ち、手動運転と自動運転が混在する道路）、手動運転専用道路、また、自動運転精度（性能）が設定以上の性能を持つ車両だけが自動運転が許される道路などの情報が記憶されている。即ち、道路の特性として自動運転のカテゴリが記憶されている。そして、表示装置１７に地図を表示する場合、周辺の道路の自動運転カテゴリも地図上に表示されるようになっている。

次に、上記構成の動作について、図２ないし図８を参照して説明する。図２及び図３のフローチャートは、コントローラ１２のメイン制御の内容を示す。まず、図２のステップＳ１０において、コントローラ１２は、自車両を自動運転しているときの周辺走行環境の情報を取得する。この情報取得処理は、図４のフローチャートに示すコントローラ１２のサブ制御によって実現しており、後述する。

続いて、ステップＳ２０へ進み、取得した周辺走行環境の情報に基づいて、運転モードの変更（例えば自動運転から手動運転への切替）の提案が必要であるか否かを判断する。ここで、運転モードの変更が必要でないときには、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１０へ戻る。

また、上記ステップＳ２０にて、運転モードの変更が必要であるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ３０へ進み、コントローラ１２は、運転者に対して運転モードの変更の提案を報知する。この場合、例えば、図６に示すように、表示装置１７に運転モードの切替案内を表示する処理を実行する。尚、上記切替案内を音声で出力するように構成しても良い。

そして、ステップＳ４０へ進み、運転者が運転切替の報知に対し、運転切替を選択したか否かを判断する。ここで、運転切替を選択したときには（ＹＥＳ）、ステップＳ５０へ進み、手動運転用キャリブレーションが行われる。この場合、走行状態（即ち、手動運転履歴）と道路環境状況の情報を取得し、取得した情報に基づいて、運転者が手動運転可能な状態であるか否かを判定する。即ち、コントローラ１２は、これまでの運転者の手動運転走行履歴を確認し、運転モードの切替に対応できるか否かを確認する。例えば、運転モードの切替に関する運転者（即ち、ユーザ）の生体センシングデータの履歴から、運転モード切替が得意か、或いは、不得意かを確認する。また、運転モード切替を行なう地点の道路環境を記憶部１３内のデータベースから把握して、運転者が安全に運転モード切り替えが可能な地点（例えば地形）であるか否かを予測判定する。この場合、過去の運転者の運転能力も確認して判定することが好ましい。

次いで、ステップＳ６０へ進み、コントローラ１２は、当日の手動運転データから、運転者の手動運転結果が、理想的な安全運転とどの程度の乖離があるかを確認する、即ち、当日の手動運転能力を確認し、手動運転への移行の可否を判定する。続いて、ステップＳ７０へ進み、コントローラ１２は、過去の運転能力確認結果と当日の運転能力確認結果より、運転モード切替の可否を判定する。ここで、自動運転から手動運転への切替が可能であると判定されると（ＹＥＳ）、ステップＳ８０へ進み、コントローラ１２は、自動運転から手動運転への運転モード切り替え報知と、運転モード切り替えの問い合せを行う。

続いて、ステップＳ９０へ進み、コントローラ１２は、運転者が運転モードの切替をＯＫ（承認）したか否かを判断する。ここで、運転者から運転モード切替を肯定する回答があると（ＹＥＳ）、ステップＳ１００へ進み、コントローラ１２は、手動・自動運転モードの切り替え制御を実行する。この切り替え制御は、図５のフローチャートに示すコントローラ１２のサブ制御によって実現しており、後述する。尚、手動・自動運転モードの切り替え制御中は、図７に示すような案内メッセージが、表示装置１７に表示されるように構成されている。また、上記案内メッセージを音声出力しても良い。これにより、切り替え制御を終了する。

また、上記ステップＳ９０において、運転者からの回答がない場合、あるいは、運転者の対応が運転モードの切替を否定する回答である場合（ＮＯ）、ステップＳ１１０へ進み、コントローラ１２は、自動運転モードの継続がＮＧであるか否かを判定する。ここで、自動運転モードの継続が可能である時には（ＮＯ）、ステップＳ１３０へ進み、設定時間が経過するまで、運転者からの回答を待つ。上記ステップＳ１３０において、設定時間が経過したら（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ戻る。

また、上記ステップＳ１１０において、自動運転モードの継続が不可能である時には、即ち、手動運転モードへの切り替えが必須のときには（ＹＥＳ）、ステップＳ１２０へ進み、コントローラ１２は、緊急処置を実行する。この場合、自動運転は継続できないため、手動運転に切り替える必要があるが、運転者が手動運転への切り替えを行えない状況であると判定されていることから、手動運転が行える状況になるまで、車両を安全な退避位置に移動させて、手動運転が行える状況まで待機する緊急処置を実行する。この緊急処置の実行時には、運転者に対して状況報知、エラーメッセージの表示（例えば図８に示す表示態様）などが適宜実行されるように構成されている。尚、運転者の特性に応じて、運転者に不安が生じないような複数の報知方法を予め準備しておくことが好ましい。上記緊急処置の実行後は、ステップＳ１０へ戻る。

次に、前記ステップＳ４０において、運転者が運転切替を選択しなかったときには（ＮＯ）、図３のステップＳ１４０へ進み、自動運転用キャリブレーションが行われる。この場合、走行状態（即ち、自動運転履歴）と道路環境状況の情報を取得し、取得した情報に基づいて、自動運転可能な状態であるか否かを判定する。即ち、コントローラ１２は、これまでの自動運転走行履歴を確認し、自動運転を継続できるか否かを確認する。

次いで、ステップＳ１５０へ進み、コントローラ１２は、当日の自動運転データから、自動運転結果が、理想的な安全運転とどの程度の乖離があるかを確認する、即ち、当日の自動運転能力を確認し、手動運転への移行の可否を判定する。そして、ステップＳ１６０へ進み、コントローラ１２は、自動運転を継続できるか否かを判断する。ここで、自動運転を継続できると判断されると（ＹＥＳ）、ステップＳ１７０へ進み、コントローラ１２は、車両状態を確認し自動運転の継続に問題がないか否かを判断する。ここで、自動運転の継続に問題がないときには（ＹＥＳ）、自動運転を継続し、ステップＳ１０へ戻る。

また、上記ステップＳ１７０において、自動運転の継続に問題があるときには（ＮＯ）、ステップＳ１８０へ進み、コントローラ１２は、緊急処置を実行する。この場合、自動運転は継続できないため、手動運転に切り替える必要があるが、運転者が手動運転への切り替えを選択していない状況、即ち、運転者が手動運転を行なえない状況であることから、手動運転が行える状況になるまで、車両を安全な退避位置に移動させて、手動運転が行える状況まで待機する緊急処置を実行する。この緊急処置の実行時には、運転者に対して状況報知、エラーメッセージの表示（例えば図８に示す表示態様）などが適宜実行されるように構成されている。尚、運転者の特性に応じて、運転者に不安が生じないような複数の報知方法を予め準備しておくことが好ましい。上記緊急処置の実行後は、ステップＳ１０へ戻る。

また、図２の前記ステップＳ７０において、自動運転から手動運転への切替が可能でないと判定されると（ＮＯ）、図３のステップＳ１６０へ進み、コントローラ１２は、自動運転を継続できるか否かを判断する。これらステップＳ１６０〜Ｓ１８０の処理は、上述したようにして実行される。

ここで、本実施形態による具体的な走行動作の制御について、図９を参照して説明する。まず、図９に示すように、自車Ｃ１は自動運転制御により高速道路の走行車線を走行中である。自車Ｃ１の前方の車両Ｃ２は自動運転車両である。車両Ｃ２はその前方を走行する手動運転車両Ｃ３と車間制御を行っている。追い越し車線には、自動運転制御を行う車両Ｃ４が走行している。車両Ｃ４は、前方の手動運転車両Ｃ５と車間制御を行っている。自車Ｃ１は、検査領域Ａ内にある車両Ｃ２、Ｃ４と車車間通信を行う通信機能を持っている。

図９の検査領域Ａ内の車両がすべて通信機能を持てば、自車Ｃ１にて周辺走行環境、即ち、どの車線をどの車両が走行しているの情報を把握することができる。しかし、検査領域Ａ内の車両の一部しか通信機能を持っていない場合には、通信機能を持っていない車両を特定して、その車両の動きを監視する処理が必要がある。即ち、車車間通信が行えない車両が存在する場合、運転支援装置１の周辺監視機能の負荷が高くなる。従って、周辺走行環境の把握のためには、車車間通信可能な車両の検知と、車車間通信非対応の車両の検知とが必要になる。

次に、図２のステップＳ１０の周辺走行環境の情報を取得する制御について、図４のフローチャートを参照して説明する。自動運転が実行され、周辺環境把握処理が開始されると、まず、図４のステップＳ２１０において、通信部１４を介して検査領域内にある周辺車両と通信リンクする。この通信リンクにより、車車間通信機器を持つ車両とデータの授受が可能になる。続いて、ステップＳ２２０へ進み、車車間通信により近傍車両（即ち、検査領域Ａ内の車両）の車両状態の情報を取得する。この場合、取得される情報は、車両のＩＤ、車両製造メーカ、車種、自動運転の自動化レベル、車両が走行する車線の認識番号、車両の走行速度、自動車間制御が実行されている場合は車間制御距離、車線変更の状況などのデータであり、図１０に示す表に具体例を示す。図１０の表において、認識手段が通信に対応するデータが、ステップＳ２２０で取得されるデータである。

そして、ステップＳ２３０へ進み、コントローラ１２は、車車間通信で情報交換を行えなかった車両の探索を、カメラ５等により実行する。この場合、カメラ５により周辺車両を検出し、通信できなかった車両を特定する。この後、ステップＳ２４０へ進み、車車間通信できない車両が有るか否かを判断する。ここで、車車間通信を行わない車両が検出された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２５０へ進み、車車間通信を行わない車両を追跡して車両の移動状況、即ち、位置及び動き等を確認（即ち、計測）する処理を実行する。この処理によって、車車間通信が行えなかった車両の移動状況の情報が取得（即ち、計測）される。この場合、車車間通信できない該当車両の動きが追跡できる場合、追跡可能車両として記憶部１３に記録される。

続いて、ステップＳ２６０へ進み、コントローラ１２は、車車間通信を行わない車両の動きを設定信頼度以上で予測可能であるか否かを判断する。ここで、設定信頼度以上で予測可能であるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ２７０へ進み、コントローラ１２は、車車間通信を行わない車両の追跡を継続する。

この後、ステップＳ２８０へ進み、自動運転レベルに応じて追加情報、即ち、自車の運転モード変更判定に必要なデータを取得したいときには、車車間通信機能を持つ他の車両から、車両間の通信リンクが取れているので、必要なデータを該当車両に要求して取得する。そして、ステップＳ２９０へ進み、取得した情報に基づいて自車の運転モードを、自動運転から手動運転に切り替える必要があるか否かを判定する。これにより、図４の制御を終了し、図２のステップＳ２０へ進む。

尚、上記ステップＳ２４０において、車車間通信できない車両がないときには（ＮＯ）、ステップＳ２８０へ進み、上述した処理を実行するように構成されている。
また、上記ステップＳ２６０において、車車間通信を行わない車両の動きを設定信頼度以上で予測可能できないときには（ＮＯ）、ステップＳ２８０へ進み、上述した処理を実行するように構成されている。

ここで、自動運転から手動運転へ切り替えるかどうかの判定を行う具体的な制御について、図１１ないし図２０を参照して説明する。まず、図１１に示すように、自車Ｄ１が高速道路の走行車線を走行している場合の判定制御例を、図１２の表Ｔ１に示す。この表Ｔ１においては、自車Ｄ１の前後１００ｍの検査領域内に存在している車両の台数を列方向（即ち、左右方向）に示し、上記車両の中の手動運転車両の台数の比率を行方向（即ち、上下方向）に示し、各条件において、手動運転を選択するか、自動運転を選択するかを示した。尚、自車Ｄ１の走行速度は時速８０ｋｍとした。また、図１１において、他車Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が手動運転であり、他車Ｄ５、Ｄ６が自動運転であるとした。

上記表Ｔ１の判定制御例では、自車Ｄ１が走行車線を自動運転で走行する場合、周囲の隣接車両が自動運転車両であれば、急激な走行の変化が起き難いため、自動運転を選択するように判定される。これに対して、自車Ｄ１が自動運転で、周囲の隣接車両に手動運転車両が増えると、周囲に自動運転制御車両が多い場合に比べ、人の誤操作による走行の可能性が増える。そのため、自車Ｄ１周辺に手動運転車両が増えると手動運転を選択するように判定される。また、自車Ｄ１周囲の車両の台数が増加すると、自動運転制御の制御難度が高くなるため、周囲の台数が少ない場合に比べ、手動運転車両の割合が小さい場合であっても、手動運転を選択するように判定される。

次に、図１３に示すように、自車Ｄ１が高速道路の追い越し車線を走行している場合の判定制御例を、図１４の表Ｔ２に示す。この表Ｔ２においては、自車Ｄ１の前後１００ｍの検査領域Ａ内に存在している車両の台数を列方向に示し、上記車両の中の手動運転車両の台数の比率を行方向に示し、各条件において、手動運転を選択するか、自動運転を選択するかを示した。尚、自車Ｄ１の走行速度は時速８０ｋｍとした。また、図１３において、他車Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が手動運転であり、他車Ｄ５、Ｄ６が自動運転であるとした。

上記表Ｔ２の判定制御例では、自車Ｄ１が追い越し車線を自動運転で走行する場合、走行車線よりも車線変更などの車両の移動が頻繁になるため、危険が増えるが、自車Ｄ１周囲の隣接車両が自動運転車両であれば、急激な走行の変化が置き難いため、自動運転を選択するように判定される。しかし、自車Ｄ１が追い越し車線を走行している場合には、手動運転車両の割合が低い場合であっても、他車の手動運転車両の急激な動きに対応するため、手動運転モードを選択するように判定される。即ち、自車Ｄ１が走行車線を走行中の場合には、自動運転を選択する判定条件であっても、自車Ｄ１が追い越し車線を走行中の場合には、手動運転を選択する判定条件となることがある。

尚、自車または他車の車速の変動が小さい場合に、上記表Ｔ１、Ｔ２の判定制御を実行し、車速の変動が大きい場合には、自動運転を手動運転に切り替える制御を実行するように構成されている。また、自動運転のレスポンス（例えばレベル）が向上したときには、上記表Ｔ１、Ｔ２に中で、手動運転を自動運転に変更することが可能なように構成することが好ましい。

更に、自車及び他車の自動運転に対する自車の運転者（即ち、ユーザ）の信頼度と、手動運転車への自車の運転者の信頼度とに応じて判定条件（例えば表Ｔ１、Ｔ２）を適宜変更可能なように構成しておくことが好ましい。また、運転者が、自動運転の制御精度が向上したと判断できるようになった場合に、自動運転を選択するように判定する範囲を広げることが可能なように構成しておくことが好ましい。例えば上記判定表Ｔ１、Ｔ２を運転者または情報センターにてカスタマイズできるように構成しても良い。また、他車の自動運転車両の制御信頼度を、センターサーバ２３から提供できるように構成しても良い。

また、初期に導入される自動運転の制御精度は、あまり高くないと思われ、人による手動運転よりも自動運転の制御精度が低い車両も想定される。そのような場合には、自動運転の制御精度が低い車両を、手動運転車両と同等に扱えうように構成してもよい。尚、自動運転の制御精度については、車車間通信で、隣接車両のメーカや車種と、隣接車両が搭搭載する自動制御機器情報を得て、隣接車両の自動運転制御精度をサーバ等から得られるようにするとよい。

次に、自動運転中の自車が走行車線を走行していて渋滞エリアに接近するために減速運転を行うとき、周囲の車両の車線変更頻度に応じて、自動運転を選択するか、手動運転を選択するかを判定する制御例について、図１５ないし図１７を参照して説明する。この場合、図１５に示すように、自車Ｅ１が自動運転されており、他車Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が手動運転されており、その中の他車Ｅ４が車線変更するとし、他車Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７が自動運転されているとする。

この制御例においては、自車Ｅ１周囲の他車の車線変更の頻度が小さい場合には、自動運転の方が安全であるが、周囲の他車の車線変更頻度が大きくなると、周辺車両の捕捉（即ち、検出）が難しくなることから、自動運転が難しくなる。従って、このような場合には、手動運転を選択する判定を行う。このような判定制御に基づいて作成した判定テーブルを、図１６の表及び図１７の表に示す。図１６の表は、斜線変更頻度が１回／秒以上の場合を示している。図１７の表は、斜線変更頻度が１回／秒未満の場合を示している。

また、自動運転中の自車が渋滞の中で低速走行をしているときに、自動運転を選択するか、手動運転を選択するかを判定する制御例について、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８に示すように、自動運転中の自車Ｆ１が渋滞の中で低速走行しているとし、他車Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６は手動運転車とし、他車Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１は自動運転車とする。

この制御例においては、渋滞中の走行は、車両の走行速度が小さく、急速な車両の移動ができなくなるため、自動運転の制御を行ない易くなることから、運転モードとして自動運転を選択するように判定する。但し、手動運転の他車が頻繁に車線変更することが検知された場合には、自動運転が対応できないおそれがあるため、手動運転を選択するように判定する。また、周辺車両の台数が少ない場合、周囲の低速で移動する車両を捕捉することは容易であるため、自動運転制御で対応する。また、周囲の台数が多くなり、手動運転車両の割合が増えると、手動運転の車両の予測できない車線移動や制動が起きる可能性が増えるため、手動運転を選択するように判定する。このような判定制御に基づいて作成した判定テーブルを、図１９の表に示す。図１９の表は、検査領域Ａを例えば前後１００ｍとし、車両の速度が例えば２０ｋｍ／ｈの場合を示している。

尚、上述した判定例は、一例であり、運転者（即ち、ユーザ）が手動運転を選択するか、自動運転を選択するかの判定条件の設定は、適宜変更可能なように構成することが好ましい。また、運転モードを切り替える際の報知としては、運転者の感性に合った報知を行えるようにすることが好ましい。

また、自動運転の自動化レベルの定義を、図２０の表に示す。この表に示すように、自動運転の自動化レベルとしては、レベル１からレベル４までの４段階が定義されており、各レベルに応じて、前述した判定条件（即ち、自動運転を選択するか、手動運転を選択するかの判定条件）が設定される構成となっている。

次に、図２のステップＳ１００の手動・自動運転モードの切り替え制御について、図５のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ３１０においては、コントローラ１２は、運転者の座席のリクライニングが１２０度を超える傾きであるか否かを判断する。ここで、リクライニングが１２０度を超える傾きであるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ３２０へ進み、アラーム音を鳴動させて運転者に通知した後、リクライニングを１２０度まで戻す制御を実行する。そして、ステップＳ３１０へ戻る。

上記ステップＳ３１０において、運転者の座席のリクライニングが１２０度を超える傾きでないときには（ＮＯ）、ステップＳ３３０へ進み、コントローラ１２は、運転者運転動作検知器２及び運転者生体情報検知器３からの検知情報に基づいて、運転者が目を開け、進行方向を向いているか否かを判断する。ここで、運転者が目を開けていない、または、進行方向を向いていないときには（ＮＯ）、ステップＳ３４０へ進み、アラーム音を鳴動させて運転者に通知した後、車内照明を強く発光させることにより、運転者を覚醒させ、目を開けさせると共に、進行方向を向くようにさせる。そして、ステップＳ３３０へ戻る。

また、上記ステップＳ３３０において、運転者が目を開け、進行方向を向いているときには（ＹＥＳ）、ステップＳ３５０へ進み、「自動運転が困難です。運転の準備をして下さい。」というメッセージを音声出力すると共に、表示装置１７に表示する。続いて、ステップＳ３６０へ進み、ステアリングセンサからの情報に基づいて運転者がハンドルを握っているか否かを判断する。ここで、ハンドルを握っていないときには（ＮＯ）、ステップＳ３７０へ進み、「ハンドルを握って下さい。」というメッセージを音声出力すると共に、表示装置１７に表示する。そして、ステップＳ３６０へ戻る。

また、上記ステップＳ３６０において、運転者がハンドルを握っているときには（ＹＥＳ）、ステップＳ３８０へ進み、アクセルペダルから圧力を検出したか、即ち、運転者がアクセルペダルを踏んでいるか否かを判断する。ここで、運転者がアクセルペダルを踏んでいないときには（ＮＯ）、ステップＳ３９０へ進み、「アクセルペダルに足をかけて下さい。」というメッセージを音声出力すると共に、表示装置１７に表示する。そして、ステップＳ３８０へ戻る。

また、上記ステップＳ３８０において、運転者がアクセルペダルを踏んでいるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ４００へ進み、「準備ができました。スイッチを押すと、手動運転に切り替わります。」というメッセージを音声出力すると共に、表示装置１７に表示する。これにより、図５の手動・自動運転モードの切り替え制御を終了し、図２に示す制御へ戻る。

このような構成の本実施形態においては、通信機能を持っている周囲の車両の走行状況、走行速度、車間距離、加速制御、制動制御、操舵制御の各データを取得し、通信機能を持っていない周囲の車両を検出し、通信機能を持っていない周囲の車両の走行状況を検出し、通信機能により取得された走行状況データと、検出より得られた走行状況データとに基づいて、周囲の車両の走行状態を予測する走行予測部１２を備え、前記走行予測部１２は、予測結果をユーザに報知するように構成した。この構成によれば、周囲の車両が自動運転であるか、それとも、手動運転であるかを検出することができる等の種々の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、前記走行予測部１２は、予測結果の予測精度が十分でないと判定されたときには、ユーザに運転モードの変更を提案するように構成されているので、自動運転から手動運転へ容易に切り替えることができる。

また、本実施形態では、運転者の身体情報を取得するユーザ情報取得部と、運転者の身体情報に基づいて運転者が自車を手動運転する技量を検出する技量検出部と、検出された運転者の技量に基づいて、走行予測部により予測された周囲の車両の走行状態に運転者が対処できるか否かを判定する運転対処判定部とを備えるように構成したので、運転者が手動運転できないような時には、自動運転から手動運転へ切り替えることを防止できる。

即ち、本実施形態では、前記運転対処判定部により運転者が対処できないと判定された場合に、運転者が対処できる走行状態になるまで手動運転モードへの切り替えを制限する手動切替制限部を備えたので、運転者が対処できないときには、運転モードを自動運転から手動運転へ切り替えることを防止できる。尚、このような場合には、本実施形態では、車両を安全な所へ移動させて停止させるように制御している。

また、本実施形態では、前記走行予測部により予測された周囲の車両の走行状態が、自動運転に不適であるか否かを判定する自動運転判定部と、自動運転に適した走行状態になるまで自動運転モードへの切り替えを制限する自動切替制限部とを備えたので、自動運転に適した走行状態でないときには、運転モードを手動運転から自動運転へ切り替えることを防止できる。

従って、本実施形態においては、自動運転が可能な車両について、周囲の車両の走行状態や、自車の走行状態、運転者の状態に合わせて、運転モードの変更を実行できることから、自動運転と手動運転の切り替え時の運転者の不安を低減することができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１は運転支援装置、２は運転者運転動作検知器、３は運転者生体情報検知器、４は運転者状況判定器、５はカメラ、６は周辺監視ＥＣＵ、８は車間制御ＥＣＵ、９は第１走行制御ＥＣＵ、１０は第２走行制御ＥＣＵ、１１は自車位置計測部、１２はコントローラ、１３は記憶部、１４は通信部、１５は第３走行制御ＥＣＵ、１７は表示装置、２２は無線通信網、２３はセンターサーバ、２４は携帯機器、２５は他の車両である。

Claims (5)

1. 通信機能を持っている周囲の車両の、自動運転か手動運転かを含む走行状況、走行速度、車間距離、加速制御、制動制御、操舵制御の各データを取得する車両データ取得部（１２）と、
   通信機能を持っていない周囲の車両を検出する検出部（１２）と、
   通信機能を持っていない周囲の車両の動きをカメラにより追跡して走行状況を検出し、当該車両の動きを所定信頼度以上で予測可能かどうかにより、当該車両が自動運転車両か手動運転車両かを判定する走行状況検出部（１２）と、
   前記車両データ取得部により取得された走行状況データと、前記走行状況検出部により得られた走行状況データとに基づいて、周囲の車両の走行状態を予測する走行予測部（１２）とを備え、
   前記走行予測部（１２）は、予測結果をユーザに報知する報知部（１７）を有し、
   前記走行予測部（１２）は、予測結果の予測精度が十分でないと判定されたときには、ユーザに運転モードの変更を提案するように構成され、更に、
   運転モードを自動運転から手動運転に変更することをユーザが承認したときに、ユーザの手動運転の準備が十分であるか否かを判定する準備判定部（１２）を備えるように構成された運転支援装置。
2. 前記準備判定部（１２）は、運転者の座席のリクライニングの傾きが適切であるか否か、運転者が目を開けて進行方向を向いているか否か、運転者がハンドルを握っているか否か、または、運転者がアクセルペダルを踏んでいるか否かを判断するように構成された請求項１記載の運転支援装置。
3. 通信機能を持っている周囲の車両の、自動運転か手動運転かを含む走行状況、走行速度、車間距離、加速制御、制動制御、操舵制御の各データを取得する車両データ取得部（１２）と、
   通信機能を持っていない周囲の車両を検出する検出部（１２）と、
   通信機能を持っていない周囲の車両の動きをカメラにより追跡して走行状況を検出し、当該車両の動きを所定信頼度以上で予測可能かどうかにより、当該車両が自動運転車両か手動運転車両かを判定する走行状況検出部（１２）と、
   前記車両データ取得部により取得された走行状況データと、前記走行状況検出部により得られた走行状況データとに基づいて、周囲の車両の走行状態を予測する走行予測部（１２）と、
   運転者の身体情報を取得するユーザ情報取得部（１２）と、
   前記運転者の身体情報に基づいて運転者が自車を手動運転する技量を検出する技量検出部（１２）と、
   運転者により手動運転モードへの切り替えが選択されたときに、前記検出された運転者の技量に基づいて、前記走行予測部により予測された周囲の車両の走行状態に運転者が対処できる手動運転の十分な技量を有するか否かを判定する運転対処判定部（１２）と、
   を備えた運転支援装置。
4. 前記運転対処判定部（１２）により運転者が対処できないと判定された場合に、運転者が対処できる走行状態になるまで手動運転モードへの切り替えを制限する手動切替制限部（１２）を備えた請求項３記載の運転支援装置。
5. 前記走行予測部（１２）により予測された周囲の車両の走行状態が、自動運転に不適であるか否かを判定する自動運転判定部（１２）と、
   自動運転に適した走行状態になるまで自動運転モードへの切り替えを制限する自動切替制限部（１２）とを備えた請求項１または３記載の運転支援装置。

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