JP6819056B2 - 自動運転車両 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転が実行される自動運転車両に関する。

従来から、自動運転が実行される車両が知られている。この種の車両の例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された車両では、案内経路の前方に、ドライバーの操作に依らない自動運転を中断する必要がある中断対象事象が存在すると判定された場合に、ドライバーの状態に基づいて、中断対象事象が存在する地点に達した際に、ドライバーが自動運転の継続を要望するか否かが予測される。ドライバーが自動運転の継続を要望すると予測された場合に、自動運転の中断タイミングが再設定される。再設定された自動運転の再中断タイミングに基づいて自動運転をドライバーの操作に依る手動運転に切り替えるように、設定が行われる。

特開２０１５−１４１５６０号公報

例えば自動運転車両が、例えば高速道路、有料道路などのような自動運転可能領域において自動運転を実行可能に構成され、かつ、例えば一般道などのような自動運転不可領域においては自動運転を実行できないように構成されている場合には、自動運転車両が自動運転可能領域から自動運転不可領域に進入する前に、自動運転からドライバーの手動運転への切替（ドライバーへの運転操作のハンドオーバー）を実行する必要がある。
ところが、状況によっては、自動運転車両が自動運転可能領域から自動運転不可領域に進入する前に、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しない可能性がある。

前記問題点に鑑み、本発明は、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了していない状態のまま、自動運転車両が自動運転不可領域に進入してしまうことを抑制することができる自動運転車両を提供することを目的とする。

本発明によれば、自動運転が実行される自動運転車両において、
自動運転可能領域から料金所を介して自動運転不可領域に切り替わるルートであって、前記自動運転可能領域が、領域Ａと、前記領域Ａと前記料金所との間の領域Ｂと、を含むルートを走行中、前記領域Ａにおいてドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了したか否かを判定し、前記ハンドオーバーが完了しなかった場合に、前記料金所として、有人の料金所を選択し、前記領域Ｂにおいて、前記自動運転車両を前記有人の料金所に向かって自動で走行させることを特徴とする自動運転車両が提供される。

例えば高速道路、有料道路などのような自動運転可能領域から、例えば一般道などのような自動運転不可領域への切替地点である例えば高速道路、有料道路などの出口には、料金所が存在する。詳細には、例えば高速道路、有料道路などの出口には、例えばＥＴＣゲートを有する無人の料金所と、例えば一般ゲートを有する有人の料金所とが存在する。
仮に、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、自動運転車両が、例えばＥＴＣゲートを有する無人の料金所を経由する場合、自動運転車両は無人の料金所で停車しない。そのため、自動運転が実行されている状態のまま、つまり、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了していない状態のまま、自動運転車両が自動運転不可領域に進入してしまうおそれがある。
この点に鑑み、本発明の自動運転車両では、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合に、自動運転車両が有人の料金所を経由する。
つまり、本発明の自動運転車両では、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合、自動運転車両が、有人の料金所を経由するときに、有人の料金所で停車する。
詳細には、本発明の自動運転車両では、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合、自動運転車両が自動運転不可領域に進入する前に有人の料金所で停車することにより、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーを完了させるための時間が設けられる。
そのため、本発明の自動運転車両では、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、自動運転が実行されている状態のまま、つまり、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了していない状態のまま、自動運転車両が自動運転不可領域に進入してしまうことを抑制することができる。
換言すれば、本発明の自動運転車両では、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、有人の料金所を経由しない場合よりも、安全性を向上させることができる。

本発明によれば、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了していない状態のまま、自動運転車両が自動運転不可領域に進入してしまうことを抑制することができる。

第１の実施形態の自動運転車両Ｖの概略構成図である。 自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合に第１の実施形態の自動運転車両Ｖによって実行される制御を説明するためのフローチャートである。 一般ゲートＧ３を有する有人の料金所などを説明するための図である。

以下、本発明の自動運転車両の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の自動運転車両Ｖの概略構成図である。

図１に示す例では、自動運転車両Ｖが例えば乗用車などであり、自動運転車両Ｖには、自動運転装置１００が搭載されている。自動運転装置１００は、自動運転車両Ｖの自動運転を実行する。自動運転とは、自動運転車両Ｖの加速、減速および操舵等の運転操作が自動運転車両Ｖのドライバーの運転操作によらずに実行される制御を意味する。
自動運転には、例えば、車線維持支援制御が含まれる。車線維持支援制御では、自動運転車両Ｖが走行車線から逸脱しないように自動で（つまり、ドライバーの操舵操作によることなく）操舵輪（図示せず）が操舵される。すなわち、車線維持支援制御では、例えば、ドライバーが操舵操作を行わない場合であっても、自動運転車両Ｖが走行車線に沿って走行するように自動で操舵輪が操舵される。
また、自動運転には、例えば、航行制御が含まれる。航行制御では、例えば、自動運転車両Ｖの前方に先行車が存在しない場合に、予め設定された速度で自動運転車両Ｖを定速走行させる定速制御が実行され、自動運転車両Ｖの前方に先行車が存在する場合に、先行車との車間距離に応じて自動運転車両Ｖの車速を調整する追従制御が実行される。
図１に示す例では、例えば高速道路、有料道路などのような自動運転可能領域（例えば図３の領域Ａ、領域Ｂおよびそれらの左側の領域）において、自動運転車両Ｖの自動運転を実行することができる。

図１に示す例では、例えば一般道などのような自動運転不可領域（例えば図３の領域Ｃ）において、ドライバーによる手動運転が実行される。つまり、自動運転不可領域では、ドライバーの運転操作によって、自動運転車両Ｖが走行する。
自動運転不可領域は、例えば、後述するＥＣＵ１０のＲＯＭなどに予め登録しておいてもよく、あるいは、例えば、後述する外部センサ１、ＧＰＳ受信部２および地図データベース４により取得された情報に基づいて、例えば後述する認識部１２が自動運転不可領域か否かを判定してもよい。
手動運転とは、例えば、ドライバーの運転操作を主体として自動運転車両Ｖを走行させる運転状態である。手動運転には、例えば、ドライバーの運転操作のみに基づいて自動運転車両Ｖを走行させる運転状態が含まれる。また、手動運転には、ドライバーの運転操作を主体としながら、ドライバーの運転操作を支援する運転操作支援制御が行なわれる運転状態も含まれる。
手動運転時に運転操作支援制御が行われる場合とは、例えば、ドライバーが自動運転車両Ｖの操舵、アクセル操作およびブレーキ操作のいずれかを主体的に行い、自動運転装置１００がドライバーによる主体的な運転操作が行われなかった操舵制御、エンジン制御およびブレーキ制御のいずれかを行う態様が含まれる。

図１に示すように、自動運転装置１００は、外部センサ１、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７、ドライバー状態検出部８、窓９、補助機器Ｕ、及びＥＣＵ（電子制御ユニット）１０を備えている。

図１に示す例では、外部センサ１が、自動運転車両Ｖの周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ１は、カメラ、レーダー（Radar）、及びライダー（LIDAR：Laser Imaging Detection and Ranging）のうち少なくとも一つを含む。

カメラは、自動運転車両Ｖの外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、例えば、自動運転車両Ｖのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、例えば、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。カメラは、自動運転車両Ｖの外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ出力する。

レーダーは、電波を利用して自動運転車両Ｖの外部の障害物を検出する。電波は、例えば、ミリ波である。レーダーは、電波を自動運転車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信して障害物を検出する。レーダーは、例えば、障害物までの距離又は方向を障害物に関する障害物情報として出力することができる。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された電波の受信情報をＥＣＵ１０へ出力してもよい。

ライダーは、光を利用して自動運転車両Ｖの外部の障害物を検出する。ライダーは、光を自動運転車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダーは、例えば、障害物までの距離又は方向を障害物情報として出力することができる。ライダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された光の受信情報をＥＣＵ１０へ出力してもよい。なお、カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。

図１に示す例では、ＧＰＳ受信部２が、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信して、自動運転車両Ｖの位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば緯度および経度が含まれる。ＧＰＳ受信部２は、測定した自動運転車両Ｖの位置情報をＥＣＵ１０へ出力する。
他の例では、ＧＰＳ受信部２に代えて、自動運転車両Ｖが存在する緯度および経度が特定できる他の手段を用いてもよい。

図１に示す例では、内部センサ３が、自動運転車両Ｖの走行状態に応じた情報と、自動運転車両Ｖのドライバーによる操舵操作、アクセル操作およびブレーキ操作のいずれかの操作量とを検出する検出器である。内部センサ３は、自動運転車両Ｖの走行状態に応じた情報を検出するために、車速センサ、加速度センサおよびヨーレートセンサのうちの少なくとも一つを含む。
また、内部センサ３は、操作量を検出するために、ステアリングセンサ、アクセルペダルセンサおよびブレーキペダルセンサのうちの少なくとも一つを含む。

車速センサは、自動運転車両Ｖの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、自動運転車両Ｖの車輪または車輪と一体に回転するドライブシャフトなどに対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、自動運転車両Ｖの速度を含む車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０へ出力する。

加速度センサは、自動運転車両Ｖの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、自動運転車両Ｖの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自動運転車両Ｖの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、自動運転車両Ｖの加速度を含む加速度情報をＥＣＵ１０へ出力する。

ヨーレートセンサは、自動運転車両Ｖの重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサが用いられる。ヨーレートセンサは、自動運転車両Ｖのヨーレートを含むヨーレート情報をＥＣＵ１０へ出力する。

ステアリングセンサは、例えば自動運転車両Ｖのドライバーによるステアリングホイールに対する操舵操作の操舵操作量を検出する検出器である。ステアリングセンサが検出する操舵操作量は、例えば、ステアリングホイールの操舵角またはステアリングホイールに対する操舵トルクである。ステアリングセンサは、例えば、自動運転車両Ｖのステアリングシャフトに対して設けられる。ステアリングセンサは、ステアリングホイールの操舵角またはステアリングホイールに対する操舵トルクを含む情報をＥＣＵ１０へ出力する。

アクセルペダルセンサは、例えばアクセルペダルの踏込み量を検出する検出器である。アクセルペダルの踏込み量は、例えば所定位置を基準としたアクセルペダルの位置（ペダル位置）である。所定位置は、定位置であってもよいし、所定のパラメータによって変更された位置であってもよい。アクセルペダルセンサは、例えば自動運転車両Ｖのアクセルペダルのシャフト部分に対して設けられる。アクセルペダルセンサは、アクセルペダルの踏込み量に応じた操作情報をＥＣＵ１０へ出力する。

ブレーキペダルセンサは、例えばブレーキペダルの踏込み量を検出する検出器である。ブレーキペダルの踏込み量は、例えば所定位置を基準としたブレーキペダルの位置（ペダル位置）である。所定位置は、定位置であってもよいし、所定のパラメータによって変更された位置であってもよい。ブレーキペダルセンサは、例えばブレーキペダルの部分に対して設けられる。ブレーキペダルセンサは、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など）を検出してもよい。ブレーキペダルセンサは、ブレーキペダルの踏込み量または操作力に応じた操作情報をＥＣＵ１０へ出力する。

なお、自動運転車両Ｖが身体障害者用の乗用車であり、自動運転車両Ｖのドライバーによる操舵操作がジョイスティックに対して行われる場合は、自動運転装置１００は、ジョイスティックの操舵角を検出するセンサを内部センサ３として備えていてもよい。

図１に示す例では、地図データベース４が、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース４は、例えば、自動運転車両Ｖに搭載されたＨＤＤ（Hard disk drive）内に形成されている。地図情報には、例えば、高速道路か、有料道路か、一般道かなどの道路の種別に関する情報、道路の位置情報、道路形状の情報、交差点および分岐点の位置情報が含まれる。道路形状の情報には、例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率などが含まれる。また、高速道路または有料道路に関する情報には、高速道路または有料道路の入口及び出口に設けられる料金所の情報（例えば有人の料金所か、無人の料金所かなどの情報）、より詳しくは、料金所に設置されたゲート（例えばＥＴＣゲート、一般ゲートなど）の位置等が含まれる。さらに、自動運転装置１００が建物または壁などの遮蔽構造物の位置情報、またはＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を使用する場合には、地図情報に外部センサ１の出力信号を含ませてもよい。
他の例では、地図データベース４が、自動運転車両Ｖと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

図１に示す例では、ナビゲーションシステム５が、自動運転車両Ｖのドライバーによって地図上に設定された目的地までの案内を自動運転車両Ｖのドライバーに対して行う装置である。
ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２によって測定された自動運転車両Ｖの位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、自動運転車両Ｖの走行するルートを算出する。ルートは、例えば複数車線の区間において自動運転車両Ｖが走行する走行車線を特定したルートでもよい。ナビゲーションシステム５は、例えば、自動運転車両Ｖの位置から目的地に至るまでの目標ルートを計算し、ディスプレイの表示およびスピーカの音声出力により目標ルートの報知をドライバーに対して行う。ナビゲーションシステム５は、例えば自動運転車両Ｖの目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ出力する。
図１に示す例では、ナビゲーションシステム５がＧＰＳ受信部２によって測定された自動運転車両Ｖの位置情報と地図データベース４の地図情報とを用いるが、他の例では、代わりに、ナビゲーションシステム５が、自動運転車両Ｖと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶された情報を用いてもよい。あるいは、ナビゲーションシステム５により行われる処理の一部が、施設のコンピュータによって行われてもよい。

図１に示す例では、アクチュエータ６が、自動運転車両Ｖの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータおよびステアリングアクチュエータを少なくとも含む。

図１に示す例では、スロットルアクチュエータが、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、自動運転車両Ｖの駆動力を制御する。
自動運転車両Ｖが電気自動車である他の例では、アクチュエータ６がスロットルアクチュエータを含まず、アクチュエータ６が動力源としてのモータを有し、そのモータに対してＥＣＵ１０からの制御信号が入力され、自動運転車両Ｖの駆動力が制御される。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、自動運転車両Ｖの車輪へ付与する制動力を制御する。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。

ステアリングアクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、ステアリングアクチュエータは、自動運転車両Ｖの操舵トルクを制御する。

図１に示す例では、ＨＭＩ７が、自動運転車両Ｖの乗員（ドライバーを含む）と自動運転装置１００との間で情報の出力および入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ７は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカおよび乗員が入力操作を行うための操作ボタンまたはタッチパネルなどを備えている。ＨＭＩ７は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。

図１に示す例では、ドライバー状態検出部８が、自動運転車両Ｖのドライバーの状態を検出する。ドライバー状態検出部８は、自動運転車両Ｖを運転操作するドライバーの状態に関する情報を検出するために、ドライバーの状態を画像認識で推定するためのドライバーモニタカメラや、ドライバーの生体信号を検出する生体信号センサ等を含む。
ドライバーモニタカメラは、例えば、自動運転車両Ｖのステアリングコラムのカバー上でドライバーの正面の位置に設けられ、ドライバーの撮像を行う。ドライバーモニタカメラは、ドライバーを複数方向から撮像するため、複数個設けられていてもよい。ドライバーモニタカメラは、ドライバーの撮像情報をＥＣＵ１０へ出力する。
生体信号センサは、例えば、ドライバー自身に取り付けられるか、或いは、ドライバーの周辺に設置される。生体信号としては、例えば、人体の心拍、脳波、呼吸等に関する信号が挙げられる。その他にも従来公知の生体信号を用いることができる。生体信号は、周期、周波数、及び振幅を有する波形として検出される。生体信号センサは、ドライバーの生体信号をＥＣＵ１０へ出力する。

図１に示す例では、例えばモーター（図示せず）によって開閉可能な窓９が自動運転車両Ｖに設けられている。

図１に示す例では、補助機器Ｕが、通常、自動運転車両Ｖのドライバーによって操作され得る機器である。補助機器Ｕは、アクチュエータ６に含まれない機器を総称したものである。
図１に示す例では、補助機器Ｕが、例えば方向指示灯、前照灯、ワイパー等を含む。

図１に示す例では、ＥＣＵ１０が、自動運転車両Ｖの運転を制御する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。
図１に示す例では、ＥＣＵ１０が、自動運転主機能部１０ａ、ドライバーハンドオーバー機能部１０ｂ、行動決定機能部１０ｃ、ゲート情報取得部１０ｄ、窓開閉機能部１０ｅおよび雨天検出機能部１０ｆを有している。自動運転主機能部１０ａは、取得部１１、認識部１２、走行計画生成部１３、計算部１４、表示部１５および制御部１６を有している。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、様々な機能が実現される。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

図１に示す例では、取得部１１が、内部センサ３により取得された情報に基づいて、自動運転中における自動運転車両Ｖのドライバーによる操舵操作、アクセル操作およびブレーキ操作の操作量と、手動運転中における自動運転車両Ｖのドライバーによる操舵操作、アクセル操作およびブレーキ操作の操作量とを取得する。操作量は、例えば、ステアリングホイールの操舵角、ステアリングホイールに対する操舵トルク、アクセルペダルの踏込み量、ブレーキペダルの踏込み量およびブレーキペダルの操作力等である。あるいは、操作量は、ステアリングホイールの操舵角、ステアリングホイールに対する操舵トルク、アクセルペダルの踏込み量、ブレーキペダルの踏込み量およびブレーキペダルの操作力等が設定された閾値以上である状態の継続時間でもよい。

図１に示す例では、認識部１２が、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２および地図データベース４により取得された情報に基づいて、自動運転車両Ｖの周囲の環境を認識する。認識部１２は、例えば、障害物認識部（図示せず）、道路幅認識部（図示せず）および施設認識部（図示せず）を有している。
障害物認識部は、外部センサ１により取得された情報に基づき、自動運転車両Ｖの周囲の環境として、自動運転車両Ｖの周囲の障害物を認識する。障害物認識部が認識する障害物としては、例えば、歩行者、他車両、自動二輪車および自転車等の移動物や、道路の車線境界線（白線、黄線）、縁石、ガードレール、ポール、中央分離帯、建物および樹木等の静止物が含まれる。障害物認識部は、障害物と自動運転車両Ｖとの距離、障害物の位置、自動運転車両Ｖに対する障害物の方向、相対速度、相対加速度および障害物の種別、属性に関する情報を取得する。障害物の種別には、歩行者、他車両、移動物および静止物等が含まれる。障害物の属性とは、障害物の硬さ、形状などの障害物が有する性質である。
道路幅認識部は、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２および地図データベース４により取得された情報に基づき、自動運転車両Ｖの周囲の環境として、自動運転車両Ｖが走行する道路の道路幅を認識する。
施設認識部は、地図データベース４により取得された地図情報およびＧＰＳ受信部２により取得された自動運転車両Ｖの位置情報に基づき、自動運転車両Ｖの周囲の環境として、自動運転車両Ｖが交差点および駐車場のいずれかを走行しているか否かを認識する。施設認識部は、地図情報および自動運転車両Ｖの位置情報に基づき、自動運転車両Ｖの周囲の環境として、自動運転車両Ｖが、通学路、児童保育施設近傍、学校近傍および公園近傍等を走行しているか否かを認識してもよい。

図１に示す例では、走行計画生成部１３が、ナビゲーションシステム５で計算された目標ルート、認識部１２により認識された自動運転車両Ｖの周囲の障害物に関する情報、および地図データベース４から取得された地図情報に基づいて、自動運転車両Ｖの走行計画（目標進路）を生成する。
走行計画は、目標ルートにおいて自動運転車両Ｖが進む軌跡である。走行計画には、例えば、各時刻における自動運転車両Ｖの速度、加速度、減速度、方向および舵角等が含まれる。
走行計画生成部１３は、目標ルート上において自動運転車両Ｖが安全、法令順守、走行効率などの基準を満たした走行をするような走行計画を生成する。さらに、走行計画生成部１３は、自動運転車両Ｖの周囲の障害物の状況に基づき、障害物との接触を回避するように自動運転車両Ｖの走行計画を生成する。

図１に示す例では、計算部１４が、自動運転を開始可能か否かの判定に用いられる閾値、自動運転から手動運転への切替を実行するか否かの判定に用いられる閾値などを計算する。

図１に示す例では、例えば、表示部１５が、計算部１４により計算された自動運転を開始可能か否かの判定に用いられる閾値などをＨＭＩ７の表示器に表示することができる。また、表示部１５は、自動運転が実行されている旨および自動運転が実行されていない旨をドライバーに通知することができる。

図１に示す例では、制御部１６が、走行計画生成部１３によって生成された走行計画に基づいて、自動運転車両Ｖの走行を自動で制御する。制御部１６は、走行計画に応じた制御信号をアクチュエータ６に出力する。つまり、制御部１６が、走行計画に基づいてアクチュエータ６を制御することにより、自動運転車両Ｖの自動運転が実行される。
また、自動運転車両Ｖの自動運転の実行中、取得部１１により取得されたドライバーの操作量が、計算部１４により計算された閾値以上になったとき、制御部１６は、自動運転から手動運転への切替を実行する。

図１に示す例では、自動運転車両Ｖの自動運転が開始される場合に、例えば外部センサ１および認識部１２により認識された自動運転車両Ｖの周囲の環境に基づいて制御部１６が自動運転を開始可能か否かを判定する。自動運転を開始可能な場合は、制御部１６はＨＭＩ７によりドライバーに自動運転を開始可能である旨を報知する。次いで、ドライバーがＨＭＩ７に所定の入力操作を行うことにより、自動運転装置１００は自動運転車両Ｖの自動運転を開始する。

図１に示す例では、上述したように、自動運転車両Ｖの自動運転の実行中、取得部１１により取得されたドライバーの操作量が、計算部１４により計算された閾値以上になったとき（詳細には、ドライバーによる操舵操作、アクセル操作およびブレーキ操作のいずれかの操作量が閾値以上になったとき）、自動運転装置１００が、自動運転を手動運転に切り替える。

図１に示す例では、さらに、自動運転装置１００が、例えば特開２００８−２９０６８０号公報の段落００２６および段落００２７に記載された手法によって、自動運転を手動運転に切り替えることができる。
具体的には、図１に示す例では、例えば、自動運転車両Ｖが自動運転可能領域（図３に示す例では、領域Ａ、領域Ｂおよびそれらの左側の領域）から自動運転不可領域（図３に示す例では、領域Ｃ）への切替地点（図３に示す例では、領域Ｂと領域Ｃとの境界地点）を含むルートを走行しているとき、自動運転車両Ｖが切替地点に到達する前に、例えば自動運転装置１００のドライバーハンドオーバー機能部１０ｂが、ＨＭＩ７（図１参照）を介して、ドライバーに対し、自動運転からドライバーの手動運転への切替（ドライバーへの運転操作のハンドオーバー）を要求する。
次いで、ドライバーは、自動運転から手動運転への切替が可能である場合に、例えば、自動運転スイッチ（図示せず）をオフにする。
次いで、例えば自動運転装置１００のドライバーハンドオーバー機能部１０ｂは、自動運転車両Ｖが自動運転可能領域から自動運転不可領域への切替地点に到達する前に（図３に示す例では、自動運転車両Ｖが領域Ａを走行しているときに）、自動運転から手動運転への切替を実行する。その結果、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了する。
図３は一般ゲートＧ３を有する有人の料金所などを説明するための図である。

ところで、状況によっては、自動運転車両Ｖが自動運転可能領域から自動運転不可領域に進入する前に（図３に示す例では、自動運転車両Ｖが領域Ａを走行しているときに）、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しない可能性がある。
また、図３に示すように、例えば高速道路、有料道路などのような自動運転可能領域（領域Ａ、領域Ｂおよびそれらの左側の領域）から、例えば一般道などのような自動運転不可領域（領域Ｃ）への切替地点（領域Ｂと領域Ｃとの境界地点）である例えば高速道路、有料道路などの出口には、料金所が存在する。詳細には、例えば高速道路、有料道路などの出口には、例えばＥＴＣゲートＧ１、Ｇ２を有する無人の料金所と、例えば一般ゲートＧ３を有する有人の料金所とが存在する。
仮に、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、自動運転車両Ｖが、例えばＥＴＣゲートＧ１、Ｇ２を有する無人の料金所を経由する場合、自動運転車両Ｖは無人の料金所で停車しない。そのため、自動運転が実行されている状態のまま、つまり、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了していない状態のまま、自動運転車両Ｖが自動運転不可領域（領域Ｃ）に進入してしまうおそれがある。

この点に鑑み、第１の実施形態の自動運転車両Ｖでは、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合に、自動運転車両Ｖが有人の料金所を経由する。
図２は自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合に第１の実施形態の自動運転車両Ｖによって実行される制御を説明するためのフローチャートである。

図２に示すルーチンは、例えば、自動運転車両Ｖ（図３参照）が自動運転可能領域（図３に示す例では、領域Ａ、領域Ｂおよびそれらの左側の領域）から自動運転不可領域（図３に示す例では、領域Ｃ）への切替地点（図３に示す例では、領域Ｂと領域Ｃとの境界地点）を含むルートを走行中であって、自動運転車両Ｖが領域Ｂに進入する前に開始される。
図２に示すルーチンが開始されると、自動運転車両Ｖが領域Ａ（図３参照）内に位置しているときに、ステップＳ１００が実行される。詳細には、ステップＳ１００では、例えばドライバーハンドオーバー機能部１０ｂ（図１参照）によって、ドライバーへの運転操作のハンドオーバー（自動運転から手動運転への切替）が実行される（詳細には、ドライバーに対してハンドオーバーの要求が出される）。
次いで、自動運転車両Ｖが領域Ｂ（図３参照）内に位置しているときに、ステップＳ１０１が実行される。詳細には、ステップＳ１０１では、例えば行動決定機能部１０ｃ（図１参照）によって、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが領域Ａ内で完了したか否かが判定される。ＹＥＳのときにはステップＳ１０６に進み、ＮＯのときにはステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、例えば行動決定機能部１０ｃ（図１参照）によって、自動運転不可領域（図３に示す例では、領域Ｃ）に進入するために経由する料金所として、ＥＴＣゲートＧ１、Ｇ２（図３参照）を有する無人の料金所ではなく、一般ゲートＧ３（図３参照）を有する有人の料金所が選択される。
つまり、行動決定機能部１０ｃは、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが領域Ａ（図３参照）内で完了しなかったときに、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所を選択する。
詳細には、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に関する情報は、例えば、地図データベース４（図１参照）に予め備えられている。次いで、自動運転車両Ｖ（図３参照）が領域Ｂ（図３参照）に進入する前に、例えばゲート情報取得部１０ｄ（図１参照）によって、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に関する情報が、地図データベース４から取得される。次いで、ステップＳ１０２において、行動決定機能部１０ｃにより、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所が選択される。次いで、図３の領域Ｂに矢印で示すように、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所を自動運転車両Ｖが経由する走行計画が、例えば走行計画生成部１３（図１参照）によって生成される。
つまり、ゲート情報取得部１０ｄは、自動運転可能領域（図３に示す例では、領域Ａ、領域Ｂおよびそれらの左側の領域）から自動運転不可領域（領域Ｃ）への切替地点（図３に示す例では、領域Ｂと領域Ｃとの境界地点）に存在するゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３の数、種別（例えばＥＴＣゲートＧ１、Ｇ２であるか、一般ゲートＧ３であるか等）などの情報を取得する。

図２に示す例では、上述したように、地図データベース４（図１参照）に予め備えられている情報の中から、一般ゲートＧ３（図３参照）を有する有人の料金所に関する情報が、例えばゲート情報取得部１０ｄ（図１参照）によって取得されるが、他の例では、代わりに、例えば外部センサ１（図１参照）のカメラなどのような自律センサを用いることによって、例えばゲート情報取得部１０ｄが、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に関する情報を取得することもできる。
また、例えばゲート情報取得部１０ｄが、自動運転車両Ｖと通信可能な情報処理センターなどから、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に関する情報を取得することもできる。あるいは、例えばゲート情報取得部１０ｄが、道路交通情報通信システムセンターなどから、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に関する情報を取得することもできる。

次いで、図２のステップＳ１０３では、図３の領域Ｂに矢印で示すように、自動運転車両Ｖが、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に誘導される。
つまり、図３に示す例では、図２のステップＳ１０３が実行されることにより、自動運転車両Ｖが、例えば走行計画生成部１３（図１参照）によって生成された走行計画に従って、領域Ｂに矢印で示すように、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に向かって自動で走行する。
次いで、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に自動運転車両Ｖが到達する前に、ステップＳ１０４が実行される。詳細には、ステップＳ１０４では、例えば行動決定機能部１０ｃ（図１参照）によって、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に自動運転車両Ｖが到達する前にドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了したか否かが判定される。ＹＥＳのときにはステップＳ１０６に進み、ＮＯのときにはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、例えば行動決定機能部１０ｃ（図１参照）によって、自動運転車両Ｖ（図３参照）が、減速せしめられ、一般ゲートＧ３（図３参照）を有する有人の料金所の位置に停車せしめられる。さらに、ステップＳ１０５では、例えば、行動決定機能部１０ｃによって、補助機器Ｕ（図１参照）のハザードが点滅せしめられる。
ステップＳ１０６では、例えばドライバーハンドオーバー機能部１０ｂ（図１参照）によって、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了したことを示すフラグが立てられる。

具体的には、図３に示す例では、自動運転車両Ｖが自動運転可能領域（領域Ａ、領域Ｂおよびそれらの左側の領域）からゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３を有する料金所を介して自動運転不可領域（領域Ｃ）に切り替わるルートを走行中であって、自動運転車両Ｖが領域Ａ内に位置しているときに、ステップＳ１００（図２参照）が実行される。その結果、例えば自動運転車両Ｖのドライバーハンドオーバー機能部１０ｂ（図１参照）により、自動運転車両Ｖのドライバーに対してハンドオーバーの要求が出される。
図３に示す例では、自動運転車両Ｖのドライバーへの運転操作のハンドオーバーが、領域Ａ内で完了しないため、ステップＳ１０１（図２参照）においてＮＯと判定され、ステップＳ１０２（図２参照）が実行される。その結果、自動運転不可領域（領域Ｃ）に進入するために経由する料金所として、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所が、例えば行動決定機能部１０ｃ（図１参照）によって選択される。
さらに、図３に示す例では、例えばステップＳ１０２において、領域Ｂに矢印で示すように、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所を自動運転車両Ｖが経由する走行計画が、例えば走行計画生成部１３（図１参照）によって生成される。
また、図３に示す例では、ステップＳ１０３（図２参照）が実行され、その結果、自動運転車両Ｖが、走行計画に従って、領域Ｂに矢印で示すように、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に向かって自動で走行するように、自動運転車両Ｖの自動運転が実行される。
さらに、図３に示す例では、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所に自動運転車両Ｖが到達するまでにドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しないため、ステップＳ１０４（図２参照）においてＮＯと判定され、ステップＳ１０５（図２参照）が実行される。その結果、自動運転車両Ｖが、減速せしめられ、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所の位置に停車せしめられる。また、自動運転車両Ｖの補助機器Ｕ（図１参照）のハザードが点滅せしめられる。
詳細には、図３に示す例では、次いで、停車した自動運転車両Ｖのドライバーによる操舵操作、アクセル操作およびブレーキ操作のいずれかの操作量が上述した閾値以上になったときに、自動運転車両Ｖの自動運転装置１００によって、自動運転からドライバーの手動運転への切替（ドライバーへの運転操作のハンドオーバー）が実行される。

例えば、自動運転車両Ｖの自動運転中にドライバーが熟睡している場合には、図３に示す例のように、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所の位置に自動運転車両Ｖを停車させただけでは、ドライバーが覚醒しない可能性がある。
この点に鑑み、第１の実施形態の自動運転車両Ｖが適用された図１に示す例では、ＥＵＣ１０に窓開閉機能部１０ｅが設けられている。窓開閉機能部１０ｅは、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所の位置に自動運転車両Ｖが停車したときに、上述したモーター（図示せず）を駆動することによって、運転席の窓９を開ける。
そのため、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所の位置に自動運転車両Ｖが停車せしめられたにもかかわらず、ドライバーが覚醒しない場合には、窓開閉機能部１０ｅによって開けられた運転席の窓９を介して、料金所のオペレータにより、ドライバーが覚醒せしめられる。
また、図１に示す例では、ＥＵＣ１０に雨天検出機能部１０ｆが設けられており、外部センサ１に雨滴センサ（図示せず）が設けられている。雨天検出機能部１０ｆは、雨滴センサによって天候状態（例えば、雨天であるか否か）を検出することができる。詳細には、雨天であることが雨天検出機能部１０ｆによって検出された場合に、自動運転装置１００は、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所の位置であって、運転席の窓９を介して雨滴が自動運転車両Ｖ内に入り込まない位置（つまり、料金所の屋根の下の位置）に、自動運転車両Ｖを停車させる。

図１に示す例では、窓開閉機能部１０ｅおよび雨天検出機能部１０ｆがＥＵＣ１０に設けられているが、他の例では、代わりに、雨天検出機能部１０ｆを省略することもできる。あるいは、さらに他の例では、代わりに、窓開閉機能部１０ｅおよび雨天検出機能部１０ｆを省略することもできる。

換言すれば、第１の実施形態の自動運転車両Ｖでは、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合に、ステップＳ１０１（図２参照）およびステップＳ１０４（図２参照）においてＮＯと判定され、ステップＳ１０５（図２参照）が実行される。その結果、自動運転車両Ｖが、一般ゲートＧ３（図３参照）を有する有人の料金所を経由するときに、有人の料金所で停車する。
詳細には、第１の実施形態の自動運転車両Ｖでは、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかった場合、自動運転車両が自動運転不可領域（図３に示す例では、領域Ｃ）に進入する前に一般ゲートＧ３を有する有人の料金所で停車することにより、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーを完了させるための時間が設けられる。
そのため、第１の実施形態の自動運転車両Ｖでは、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、自動運転が実行されている状態のまま、つまり、ドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了していない状態のまま、自動運転車両Ｖが自動運転不可領域（領域Ｃ）に進入してしまうことを抑制することができる。
つまり、第１の実施形態の自動運転車両では、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、一般ゲートＧ３を有する有人の料金所を経由しない場合よりも、安全性を向上させることができる。
また、第１の実施形態の自動運転車両Ｖでは、自動運転可能領域内でドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了しなかったときに、自動運転車両Ｖのフェイルオペレーションが必要となる場合よりも、自動運転車両Ｖの操作性を向上させることができる。
上述したように、料金所のゲートとして、「ＥＴＣ」ゲートＧ１、Ｇ２および「一般」ゲートＧ３の２種類のみが想定されている図３に示す例では、ステップＳ１０３（図２参照）において、自動運転車両Ｖが「一般」ゲートＧ３に誘導される。
料金所のゲートとして、「ＥＴＣ」ゲート、「ＥＴＣ／一般」ゲートおよび「一般」ゲートの３種類が想定されている他の例では、ステップＳ１０３において、自動運転車両Ｖが「一般」ゲートに優先的に誘導される。
また、料金所のゲートとして、「ＥＴＣ」ゲートおよび「ＥＴＣ／一般」ゲートの２種類のみが想定されているさらに他の例では、ステップＳ１０３において、自動運転車両Ｖが「ＥＴＣ／一般」ゲートに誘導される。さらに、ステップＳ１０４（図２参照）においてＮＯと判定されたときには、ステップＳ１０５（図２参照）において、自動運転車両Ｖが、「ＥＴＣ／一般」ゲートを有する有人の料金所で停車せしめられる。

本発明の自動運転車両の第２の実施形態では、上述した本発明の自動運転車両の第１の実施形態および各例を適宜組み合わせることもできる。

１ 外部センサ
２ ＧＰＳ受信部
３ 内部センサ
４ 地図データベース
５ ナビゲーションシステム
６ アクチュエータ
７ ＨＭＩ
８ ドライバー状態検出部
９ 窓
１０ ＥＣＵ
１０ａ 自動運転主機能部
１０ｂ ドライバーハンドオーバー機能部
１０ｃ 行動決定機能部
１０ｄ ゲート情報取得部
１０ｅ 窓開閉機能部
１０ｆ 雨天検出機能部
１１ 取得部
１２ 認識部
１３ 走行計画生成部
１４ 計算部
１５ 表示部
１６ 制御部
１００ 自動運転装置
Ａ、Ｂ、Ｃ 領域
Ｕ 補助機器
Ｖ 自動運転車両

Claims (1)

1. 自動運転が実行される自動運転車両において、
   自動運転可能領域から料金所を介して自動運転不可領域に切り替わるルートであって、前記自動運転可能領域が、領域Ａと、前記領域Ａと前記料金所との間の領域Ｂと、を含むルートを走行中、前記領域Ａにおいてドライバーへの運転操作のハンドオーバーが完了したか否かを判定し、前記ハンドオーバーが完了しなかった場合に、前記料金所として、有人の料金所を選択し、前記領域Ｂにおいて、前記自動運転車両を前記有人の料金所に向かって自動で走行させることを特徴とする自動運転車両。

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