JP6946996B2

JP6946996B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP6946996B2
Application number: JP2017239094A
Authority: JP
Inventors: 健太熊崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2037-12-13
Also published as: JP2019105576A

Description

本発明は、自動運転中に乗員の睡眠を妨げる外乱を検知したときに自動運転の運転計画を変更する車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、車両の乗員の睡眠深度を適切に制御するために、急カーブ路、凹凸路、騒音等の外乱に関する情報を取得し、その情報に基づき、外乱のあったことにより乗員が睡眠から覚醒することのないようにする車両の制御装置が提案されている。

特開２０１３−１７２９０９号公報

ところで、上記従来の車両の制御装置では、乗員の睡眠を妨げる可能性のある外乱に関する情報を取得しているが、その外乱自体を回避できていないため、乗員の睡眠を妨げることを十分に防ぐごとができない場合があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、自動運転中に車両の乗員が睡眠状態にある場合に、外乱自体を避けることができる車両の制御装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、現在地から目的地までの運転経路を含む走行計画に沿って自動運転可能な車両の制御装置であって、前記自動運転中の前記車両の乗員の少なくとも一人が睡眠状態である場合に、前記運転経路が異なる複数種類の走行計画を取得し、前記複数種類の走行計画のうち睡眠を妨げる外乱が最も少ない走行計画に変更するに際して、到着時刻の優先度が高いほど、前記走行計画の変更度合いを低くすることにある。

本発明の車両の制御装置によれば、自動運転中の車両の乗員の少なくとも一人が睡眠状態である場合に、前記運転経路が異なる複数種類の走行計画を取得し、前記複数種類の走行計画のうち睡眠を妨げる外乱が最も少ない走行計画に変更するに際して、到着時刻の優先度が高いほど、前記走行計画の変更度合いを低くするので、外乱を避けることができ、車両乗員の睡眠が妨げられることが抑制される。

本発明が適用される車両の駆動装置および電子制御制部を説明する概略図である。図１の車両に備えられる駆動装置の構成を例示する骨子図である。図２の駆動装置の一部を構成する自動変速段を成立させる摩擦係合装置の組み合わせを説明する係合表である。図１の電子制御装置による変速制御に用いられる変速線図を示す図である。図１の電子制御装置による自動運転による運転経路の複数種類の例を説明する図である。図１の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図６の走行計画変更制御ルーチンの制御作動の要部を説明するフローチャートである。図１の車両に設けられる自動変速機の他の構成例を示す骨子図である。図８の自動変速段を成立させる摩擦係合装置の組み合わせを説明する係合表である。

本発明の一実施形態では、前記乗員の睡眠を妨げる外乱は、急カーブ路走行により乗員に加えられる加速度変化、凹凸路走行により乗員に加えられる上下振動、工事現場、学校、幼稚園、暴走族の集会場、高速道路などの騒音発生施設等から乗員に加えられる騒音、騒音を反射する音反射構築物から乗員に加えられる車両騒音のうちの少なくとも１つである。

また、本発明の一実施形態では、前記睡眠状態とは、乗員が眠っている状態、或いは眠りたいと要望している状態である。眠っている状態は、車載カメラ或いは携帯電話付き携帯カメラにより撮像された乗員の顔画像から解析された表情或いは眼球の認識に基づく睡眠判定手段を用いて推定される。また、眠りたいと要望している状態は、乗員によるスイッチやパネルに入力操作に基づいて車両の電子制御装置に意志表示することにより判定される。また、上記眠りたいと要望している状態は、時間帯、走行経路、乗員のスケジュール（スポーツジムや親睦会からの帰宅途中）、過去の乗員の嗜好等の情報に基づいて推定することができる。

また、本発明の一実施形態では、前記走行計画の変更は、自動運転中の走行計画に比較して、騒音が小さい走行計画を前記複数種類の走行計画のうちから選択することで、騒音が大きいと推定される場所を迂回するようにすることである。好適には、上記走行計画の選択は、時間帯に基づいて行なわれる。

また、本発明の一実施形態では、前記走行計画の変更は、到着時刻の優先度と比較して、変更度合いが変えられる。到着時刻の優先度が高いほど、走行計画の変更度合いが低くされる。到着時刻が最優先である場合には、前記走行計画の変更は実行されない。

また、本発明の一実施形態では、前記走行計画の変更に合わせて、変速機の変速出力の頻度を低減して変速ショックすなわち加速度Ｇの変動の発生頻度を低減させること、エンジン始動やエンジン停止の指令出力の頻度を低減してエンジンに始動或いは停止すなわち加速度Ｇの変動の発生頻度を低減させること、駆動力変化の少ない運転経路とすること、操舵角の変化率許容量を低減することの、少なくとも１つを実行してもよい。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図である。車両１０は、動力源として機能するエンジン１２と、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた電気式無段変速機１６および自動変速機１８とを備えている。動変速機１８は、たとえば図２の骨子図に示すように構成される。電気式無段変速機１６は、エンジン１２に直接的に回転駆動されるメカオイルポンプＭＯＰと、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２に回転要素が連結された差動歯車機構とを備え、エンジン１２からの直達トルクと第２電動機ＭＧ２の出力トルクとを自動変速機１８に入力させる。

自動変速機１８は、たとえば図３に示すように、油圧式摩擦係合装置Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が選択的に作動させられることによって複数段（本実施例では４段）の前進段、および１段の後進段が得られるようになっている。

図１に戻って、油圧制御回路２０は、メカオイルポンプＭＯＰおよび電動オイルポンプＥＯＰから供給される作動油を油圧源として、電子制御装置２２からの指令に従って作動するように電磁弁を含み、自動変速機１８内の油圧式摩擦係合装置Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の係合および解放を上記電磁弁を用いて制御する。

電子制御装置２２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の駆動力を制御し、図４に示す予め記憶された変速マップから実際の車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）およびアクセル開度Ａｃｃ（％）基づいて、電気式無段変速機１６および自動変速機１８の変速比の制御等の各種制御を実行する。たとえば、電子制御装置２２は、図示しないアクセルペダルの開度に基づいて運転者の要求駆動力を算出し、その要求駆動力が最小燃費で得られるように、エンジン１２の出力を制御するとともに、電気式無段変速機１６内の駆動用第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２と、油圧制御回路２０内の電磁弁を制御し、エンジン１２および第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を用いたエンジン走行や第２電動機ＭＧ２を用いた電気走行を選択する。

また、電子制御装置２２は、自動運転／手動運転選択スイッチ３４の操作にしたがって、手動運転と、車両を走行させるために必要な運転者の運転動作の一部たとえば加減速操作を自動化した一部自動運転制御や、設定された目標値間で運転者の操作を要しない完全自動運転などの自動運転制御とを選択する。

電子制御装置２２は、送受信器２４を介して、図示しないセンターに設けられたサーバとの間や、他車両との間で、自動運転等に利用可能な道路交通情報やインフラ情報等の授受を行なう。また、電子制御装置２２は、上記センターに蓄積された大量のデータすなわちビッグデータ、或いは、その解析データを取り込んで利用する。

また、電子制御装置２２は、自動運転中の車両１０の乗員の少なくとも一人が睡眠状態である場合に、運転経路が異なる複数種類の走行計画を取得し、それら複数種類の走行計画のうち上記乗員の睡眠を妨げる外乱が最も少ない走行計画に変更し、乗員の睡眠状態を妨げる外乱を回避する。乗員の睡眠を妨げる外乱とは、急カーブ路走行により乗員に加えられる加速度変化、凹凸路走行により乗員に加えられる上下振動、工事現場、学校、幼稚園、暴走族の集会場、高速道路などの騒音発生施設等から乗員に加えられる騒音、騒音を反射する音反射構築物から乗員に加えられる車両騒音等である。また、前記睡眠状態は、乗員が眠っている状態或いは眠りたいと要望している状態である。眠っている状態は、車載カメラ３２或いは携帯電話付き携帯カメラにより撮像された乗員の顔画像から解析された表情或いは眼球の認識に基づく睡眠判定手段を用いて推定される。また、眠りたいと要望している状態は、乗員によるスイッチやパネルに入力操作に基づいて車両の電子制御装置に意志表示することにより判定される。また、上記眠りたいと要望している状態は、時間帯、走行経路、乗員のスケジュール、例えば、スポーツジムや親睦会からの帰宅途中などの過去の乗員の嗜好等の情報に基づいて推定することができる。

また、電子制御装置２２は、自動運転のために当初選択された走行計画に比較して、乗員の睡眠状態では、それよりも相対的に騒音が小さい走行計画を前記運転経路の異なる複数種類の走行計画のうちから選択することで走行計画の変更を実行する。こにより、騒音が大きいと推定される場所を迂回する。電子制御装置２２は、予め記憶された時間帯毎の走行計画から実際の時間帯に基づいて走行計画の選択を行なうことでもよい。

また、電子制御装置２２は、自動運転の到着時刻の優先度に応じて走行計画の変更度合いを変更する。すなわち、自動運転における到着時刻の優先度に基づいて、運転経路が異なる複数種類の走行計画から所定の走行計画へ変更する。外乱の異なる複数種類の運転経路を含む走行計画は、目的地への到着時刻がそれぞれ異なっているため、到着時刻の優先度が低い場合には、外乱が最も少ない走行計画が選択されるが、到着時刻の優先度が中程度であれば、外乱が中程度の走行計画が選択され、到着時刻が最優先である場合には、走行計画の変更は実行されない。

また、電子制御装置２２は、走行計画の変更と組合わせて、変速機の変速出力の頻度を低減して変速ショックすなわち加速度Ｇの変動の発生頻度を低減させること、エンジン始動やエンジン停止の指令出力の頻度を低減してエンジンに始動或いは停止すなわち加速度Ｇの変動の発生頻度を低減させること、駆動力変化の少ない運転経路とすること、操舵角の変化率許容量を低減することの、少なくとも１つを実行してもよい。

図５は、自動運転中の車両１０の乗員の少なくとも一人が睡眠状態である場合に、前記センターに設けられたサーバとの間や、他車両との間の通信により得られた、自動運転等に利用可能な道路交通情報やインフラ情報等に基づいて、電子制御装置２２が設定する複数種類の走行計画にそれぞれ含まれる運転経路を例示する図である。図５では、３種類の運転計画が示されている。破線の矢印で示される運転経路は、乗員の少なくとも一人が睡眠状態であると判定される前の自動運転に用いられていた走行計画に含まれるものである。１点鎖線の矢印で示される運転経路は、乗員の少なくとも一人が睡眠状態であると判定された後の自動運転に採用される、外乱の少ない走行計画に含まれるものであって、到着時刻に余裕のある場合に選択される。２点鎖線の矢印で示される運転経路は、乗員の少なくとも一人が睡眠状態であると判定された後の自動運転に採用される、外乱は少し多い走行計画に含まれるものであって、到着時刻を優先させる場合に選択される。

図６は、電子制御装置２２の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図６のＳ１において運転者および同乗者の有無に拘わらず自動運転中であるか否かの判断が否定されると、Ｓ４の通常制御が実行されるが、Ｓ１の判断が肯定されると、Ｓ２が実行される。Ｓ２において、車両１０の乗員の少なくとも一人が睡眠状態であるか否かが判断される。このＳ２の判断が否定されると、Ｓ４の通常制御が実行されるが、Ｓ２の判断が肯定されると、Ｓ３において自動運転に用いられている走行計画から乗員の睡眠を妨げない走行計画への変更が実施される。

図７は、上記Ｓ３の走行計画変更制御ルーチンの制御作動の要部を説明するフローチャートである。Ｓ１１では、搭乗者によって入力操作された到着時刻の優先度が読み込まれる。Ｓ１２では、たとえば図５に示す運転経路および到着時間が異なるように予め設定された複数種類の走行計画のうち、優先度に応じて変更度合いで変更された走行計画が決定される。Ｓ１３では、それまでの通常の走行計画から上記決定された走行計画に変更される。

図８は、車両１０が所謂１モータハイブリッド車両である場合の例を示している。車両１０は、動力源として機能するエンジン１２、断接クラッチＫ０、電動機ＭＧ、および、ステータの回転を許容するクラッチＢｓ付のトルクコンバータＴＣを有する８速の自動変速機３０を、直列に備える所謂１モータハイブリッド車両である。自動変速機３０は、たとえば図８の骨子図に示すように構成され、たとえば図９に示すように、油圧式摩擦係合装置Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２が選択的に作動させられることによって複数段（本実施例では８段）の前進段、および１段の後進段が得られるようになっている。

なお、前述の実施例１および２はエンジンおよび電動機ＭＧ、ＭＧ１、ＭＧ２を駆動源として備えたハイブリッド車両であったが、駆動源として電動機のみを備えた電動車両であってもよい。要するに、駆動源および発電機として用いる電動機を備える電動車両であればよい。

１０：車両
２２：電子制御装置（制御装置）

Claims

現在地から目的地までの運転経路を含む走行計画に沿って自動運転可能な車両の制御装置であって、
前記自動運転中の前記車両の乗員の少なくとも一人が睡眠状態である場合に、前記運転経路が異なる複数種類の走行計画を取得し、前記複数種類の走行計画のうち睡眠を妨げる外乱が最も少ない走行計画に変更するに際して、
到着時刻の優先度が高いほど、前記走行計画の変更度合いを低くする
ことを特徴とする車両の制御装置。