JP7135979B2 - 車両制御システム - Google Patents

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本開示は、車両の自動運転制御を行う車両制御システムに関する。
特開２０１８－０８８０６０号公報は、自動運転装置を開示する。この自動運転装置は、二種類の自動運転制御を行う。第１の自動運転制御は、車両の走行制御および操舵制御を含む運転支援制御である。第２の半自動運転制御は、走行および操舵制御の一方を実行し、他方の実行を中止する運転支援制御である。
自動運転装置は、また、第２の半自動運転制御の実行中、第１の自動運転制御の実行の開始条件の成立を判定する。この開始条件が満たされた場合、中止中の走行または操舵制御の実行を再開する。開始条件としては、車両の走行区域、走行または操舵制御に対するオーバーライドの要因の解消、および、ドライバによる走行装置の操作量と制御装置によるそれの一致が例示されている。
特開２０１８－０８８０６０号公報 特開２００３－２０５７６３号公報 特開２０１８－０３９４６０号公報 特開２０１８－１１４９１３号公報 特開２０１５－０５４６０４号公報
走行安全性を担保する観点からすると、車両のドライバは、自動運転制御の実行中も車両の運転に一定のレベル以上で関与し続けることが望ましい。しかしながら、ドライバにとっての利便性を拡大する観点からすると、自動運転制御の実行中のあらゆる状況下において、この関与のレベルが一定のレベルに固定され続けることは望ましくない。
本開示の１つの目的は、自動運転制御の実行中において、ドライバにとっての利便性の拡大と、走行安全性の担保とを両立させる技術を提供することにある。
本開示の第１の観点は、車両制御システムである。
前記車両制御システムは、状態検出装置と、車速検出装置と、制御装置と、を備える。
前記状態検出装置は、車両のドライバの状態を検出するように構成されている。
前記車速検出装置は、前記車両の走行速度を検出するように構成されている。
前記制御装置は、前記車両の自動運転制御を実行するように構成されている。
前記制御装置は、
前記ドライバの状態に基づいて、前記車両の運転に対する前記ドライバの実際の関与のレベルを示す実レベルを取得し、
前記走行速度に基づいて、前記車両の運転に対して前記制御装置が前記ドライバに要求する関与のレベルを示す要求レベルを設定し、
前記要求レベルが前記実レベル以上の場合、前記自動運転制御の実行を禁止する
ように構成されている。
前記要求レベルは、少なくとも２つに区分された車速域のそれぞれに設定される。
相対的に低い車速域に設定された前記要求レベルが、相対的に高い車速域に設定された前記要求レベルよりも低い。
前記制御装置は、更に、
前記車両の周辺の環境情報、または前記車両の認識系センサの認識状態情報を取得し、
前記環境情報または前記認識状態情報に基づいて、前記少なくとも２つに区分された車速域の境界値を変更する。
前記認識状態情報は、前記認識系センサにより認識された前記車両の周辺の物標の特徴と、前記地図情報に含まれる当該物標の特徴との誤差である。
前記制御装置は、更に、前記誤差が大きい場合、前記誤差が小さい場合に比べて前記境界値を低下させる。
本開示の第２の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記車両制御システムは、情報提供装置を更に備える。
前記情報提供装置は、前記ドライバに情報を提供するように構成されている。
前記制御装置は、更に、前記要求レベルが前記実レベル以上の場合、前記車両の運転への関与を促す制御信号を前記情報提供装置に出力するように構成されている。
本開示の第３の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記環境情報は、前記車両の周辺の降雨量の情報である。
前記制御装置は、前記降雨量が多い場合、前記降雨量が少ない場合に比べて前記境界値を低下させるように構成されている。
本開示の第４の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記環境情報は、前記車両の周辺の天候の情報である。
前記制御装置は、
前記天候が曇りの場合、前記天候が晴れの場合に比べて前記境界値を低下させ、
前記天候が雨の場合、前記天候が曇りの場合に比べて前記境界値を低下させる
ように構成されている。
本開示の第５の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記環境情報は、前記車両が走行する路面の摩擦係数の情報である。
前記制御装置は、前記摩擦係数が小さい場合、前記摩擦係数が大きい場合に比べて前記境界値を低下させるように構成されている。
第１の観点によれば、自動運転制御の実行を禁止するか否かの判定閾値として用いられる要求レベルが、少なくとも２つに区分された車速域のそれぞれに設定される。加えて、相対的に低い車速域の要求レベルが、相対的に高い車速域の要求レベルよりも低いレベルに設定される。ここで、車両が低速で走行している場合は、車両が高速で走行している場合に比べて、走行安全性を担保することが容易である。そのため、要求レベルが上記の通りに設定されれば、車両が低速で走行している場合には利便性を拡大させ、車両が高速で走行している場合には走行安全性を確実に担保することが可能となる。したがって、自動運転制御の実行中において、利便性の拡大と、走行安全性の担保とを両立させることが可能となる。
第１の観点によれば、また、認識系センサにより認識された車両の周辺の物標の特徴と、地図情報に含まれる当該物標の特徴との誤差が大きい場合、当該誤差が小さい場合に比べて上述した車速域の境界値が低下させられる。従って、誤差が大きい場合には、走行安全性を担保すべく、高い要求レベルによって自動運転制御の実行を許可し難くすることが可能となる。
第２の観点によれば、要求レベルが実レベル以上の場合、車両の運転への関与を促す制御信号が情報提供装置に出力される。したがって、車両の運転に対する関与をドライバに促すことが可能となる。したがって、自動運転制御の実行の機会を増やすことが可能となる。または、実行中の自動運転制御が中断されるのを回避することが可能となる。
第３乃至５の観点によれば、環境情報または認識状態情報に基づいて、少なくとも２つに区分された車速域の境界値が変更される。したがって、環境情報または認識状態情報を考慮して設定された判定閾値を用いて、自動運転制御の実行を禁止するか否かの判定処理を行うことが可能となる。
実施の形態１に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。 図１に示した制御装置の機能の構成例を示すブロック図である。 要求レベルの設定例を説明する図である。 要求レベルの別の設定例を説明する図である。 自動運転制御の実行条件の判定処理の流れを説明するフローチャートである。 注意喚起制御の処理の流れを説明するフローチャートである。 実施の形態２の制御装置の機能の構成例を示すブロック図である。 境界値の第１の変更例を説明する図である。 境界値の第２の変更例を説明する図である。 境界値の第３の変更例を説明する図である。 境界値の第４の変更例を説明する図である。 境界値の第５の変更例を説明する図である。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
１．実施の形態１
先ず、図１乃至６を参照しながら実施の形態１について説明する。
１．１ 車両制御システムの全体構成
図１は、実施の形態１に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。図１に示す車両制御システム１００は、車両に搭載される。この車両としては、エンジンを動力源とする自動車、モータを動力源とする電気自動車、および、エンジンとモータを備えるハイブリッド自動車が例示される。モータは、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池などの電池により駆動される。
車両制御システム１００は、車両の自動運転制御を実行するシステムである。自動運転制御とは、車両のドライバが行う運転操作（すなわち、加速、制動および操舵）の一部または全部を、当該ドライバに代わって行うための車両制御である。自動運転制御は、運転支援制御とも称される。自動運転制御には、駆動制御、制動制御および操舵制御が含まれる。駆動および制動制御は、走行制御と総称される。車両制御システム１００は、状態検出装置１０と、車速検出装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット３０と、走行装置４０と、制御装置５０と、を備えている。
図示は省略するが、車両制御システム１００は、更に、自動運転制御の実行に必要な情報を取得するための各種機器を備えている。この“必要な情報”としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）情報、地図情報、センサ情報および通信情報が例示される。
ＧＰＳ情報は、車両の現在位置を示す情報である。地図情報は、地図データベースに記憶されている情報である。センサ情報には、外部センサ（例えば、カメラおよびレーダを含む認識系センサ）および内部センサ（例えば、加速度センサ、ヨーレートセンサ、操舵トルクセンサ、アクセルペダルセンサおよびブレーキペダルセンサ）からの情報が含まれる。通信情報は、情報提供システムから提供される情報である。
状態検出装置１０は、ドライバの状態を検出する。ドライバの状態は、上記“必要な情報”に含まれる。状態検出装置１０としては、ドライバモニタカメラおよび操舵タッチセンサが例示される。ドライバモニタカメラは、ドライバの顔を撮像する。ドライバモニタカメラは、少なくとも２方向からドライバの顔を撮像するために少なくとも２個設けられていてもよい。操舵タッチセンサは、ステアリングホイールに対するドライバの接触、および、ドライバがステアリングホイールを握る圧力を検出する。状態検出装置１０は、撮像情報または検出情報を制御装置５０に送信する。
車速検出装置２０は、車両の走行速度（車速Ｖ）を検出する。走行速度は、上記“必要な情報”に含まれる。車速検出装置２０は、検出情報を制御装置５０に送信する。
ＨＭＩユニット３０は、ドライバとの間で各種の情報をやり取りする。ＨＭＩユニット３０は、表示装置と、入力装置（例えば、操作ボタン、タッチパネル）と、音声出力装置と、音声入力装置と、を備えている。ＨＭＩユニット３０は、ドライバから入力された情報を制御装置５０に送信する。ＨＭＩユニット３０は、制御装置５０からの制御信号に基づいて、ドライバに情報を提供する。ドライバに提供される情報には、車両の走行状況、および所定の注意喚起が含まれる。ドライバに情報を提供する場合、ＨＭＩユニット３０は、本開示の情報提供装置として機能する。
走行装置４０は、制御装置５０からの制御信号に従って、車両を自動的に走行させる。走行装置４０は、走行駆動力出力装置、ステアリング装置およびブレーキ装置を含んでいる。走行駆動力出力装置は、走行駆動力を発生させる。ステアリング装置は、車輪を転舵する。ブレーキ装置は、車輪に付与する制動力を発生させる。
制御装置５０は、プロセッサ、メモリおよび入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置５０は、入出力インタフェースを介して各種の情報を受け取る。そして、制御装置５０は、受け取った情報に基づいて自動運転制御を行う。以下、制御装置５０の構成について説明する。
１．２ 制御装置の構成
図２は、制御装置５０の自動運転制御に関連する機能の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置５０は、状態認識部５１と、自動運転制御部５２と、注意喚起制御部５３と、要求レベル設定部５４と、を備えている。これらの機能ブロックは、制御装置５０のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。
状態認識部５１は、状態検出装置１０からの情報に基づいて、ドライバの状態を認識する。ドライバの状態には、ステアリングホイールの把持状態（例えば、把持、接触および非接触）および視線状態（例えば、正視、逸視および閉視）が含まれる。状態認識部５１は、また、上記“必要な情報”に基づいて、車両の状態を認識する。車両の状態には、車両の現在位置、車両の走行環境（例えば、車両の周辺の物標の相対位置および相対速度）および車両の走行状態（例えば、走行速度、加速度およびヨーレート）が含まれる。状態認識部５１は、自動運転制御部５２、注意喚起制御部５３および要求レベル設定部５４に認識情報を送信する。
自動運転制御部５２は、自動運転制御を実行する。自動運転制御の実行に際し、自動運転制御部５２は、状態認識部５１からの情報に基づいて、自動運転制御の実行条件が満たされているかを判定する。この実行条件には、車両の状態により満たされる車両条件と、ドライバの状態により満たされるドライバ条件と、が含まれる。ここでは、車両およびドライバ条件について説明する。これらの条件の判定処理については、項目“１．３”で詳しく説明される。
車両条件としては、下記の条件Ｖ１～Ｖ６が例示される。
Ｖ１：自動運転制御を実行可能な領域に車両が位置している
Ｖ２：車速Ｖが閾値ＶＴＨＬ未満である
Ｖ３：操舵角が閾値未満である
Ｖ４：車両運動の変化量（例えば、加速度、減速度、ロールレート、ピッチレートおよびヨーレート）が閾値未満である
Ｖ５：外部センサの認識状態が正常である
Ｖ６：車両のドアおよび窓が閉められている
ドライバ条件としては、下記の条件Ｄ１が例示される。
Ｄ１：実レベルＤＬが要求レベルＲＬ以上である
ここで、“実レベルＤＬ”とは、車両の運転に対するドライバの実際の関与のレベルと定義される。実レベルは、ドライバの状態に基づいて取得される。“要求レベルＲＬ”とは、車両の運転に対して制御装置５０がドライバに要求する関与のレベルと定義される。要求レベルＲＬについては、要求レベル設定部５４の説明において詳しく説明される。
車両およびドライバ条件が満たされる場合、自動運転制御部５２は、目標ルートを設定し、走行計画を生成する。目標ルートとは、自動運転制御の実行によって車両が走行するルートである。走行計画は、目標ルート、地図情報、車両の走行環境および車両の走行状態に基づいて生成される。走行計画には、目標ルート上の位置に応じた走行装置４０の制御目標値が含まれる。目標ルート上の位置は、目標ルートの延在方向において所定間隔（例えば、１ｍ）毎に設定される縦位置を意味する。制御目標値は、目標ルート上の縦位置に関連付けて設定される。制御目標値には、目標横位置および目標車速が含まれる。自動運転制御部５２は、制御目標値を示す制御信号を走行装置４０に送信する。
注意喚起制御部５３は、状態認識部５１からの情報に基づいて、注意喚起制御を実行する。注意喚起制御の実行に際し、注意喚起制御部５３は、注意喚起条件が満たされるか否かを判定する。注意喚起条件が満たされる場合、注意喚起制御部５３は、ＨＭＩユニット３０に制御信号を送信する。
注意喚起条件および送信される制御信号は、注意喚起の内容に対応させて事前に設定されている。注意喚起条件は、車両またはドライバ条件に対応して設定されていてもよい。このような条件としては、下記の条件Ｃ１～Ｃ３が例示される。
Ｃ１：車両のドアおよび窓が開いている
Ｃ２：外部センサの認識状態が正常でない
Ｃ３：実レベルＤＬが要求レベルＲＬ未満である
注意喚起制御の具体的な処理例については、項目“１．４”で詳しく説明される。
要求レベル設定部５４は、要求レベルＲＬを設定する。要求レベルＲＬは、ステアリングホイールの把持状態と、視線状態との組み合わせに基づいて設定される。ただし、操舵制御のみが実行されている場合（つまり、走行制御が実行されていない場合）、把持状態のみに基づいて要求レベルＲＬが設定されてもよい。
ここで、把持状態を端的に表す表現として、“Hands-on”および“Hands-off”が定義される。“Hands-on”とは、車両の走行中、ドライバの手が少なくともステアリングホイールに接触している状態と定義される。“Hands-off”とは、車両の走行中、ドライバの手がステアリングホイールから離れている状態と定義される。車両の運転に対するドライバの関与のレベルとして見た場合、“Hands-off”よりも“Hands-on”の方が高い。
また、視線状態を端的に表す表現として、“Eyes-on”および“Eyes-off”が定義される。“Eyes-on”とは、車両の走行中、ドライバが周辺を監視している状態と定義される。“Eyes-off”とは、車両の走行中、ドライバが周辺を監視していない状態と定義される。車両の運転に対するドライバの関与のレベルとして見た場合、“Eyes-off”よりも“Eyes-on”の方が高い。
（１）要求レベルの設定例
図３は、要求レベルＲＬの設定例を説明する図である。図３の例において、要求レベルＲＬは、車速Ｖの区分領域に対応させて２段階に設定される。具体的に、車速Ｖが低速領域０～ＶＴＨ１にある場合、要求レベルＲＬは第１レベルＲＬ１に設定される。車速Ｖが高速領域ＶＴＨ１～ＶＴＨＬにある場合、要求レベルＲＬは第２レベルＲＬ２に設定される。領域の境界値ＶＴＨ１は、０＜ＶＴＨ１＜ＶＴＨＬを満たす走行速度である。
図３の例において、第１レベルＲＬ１は、ドライバにとっての利便性の拡大を重視したレベルである。第２レベルＲＬ２は、走行安全性の担保を重視したレベルである。要求レベルＲＬとして見た場合、第１レベルＲＬ１は第２レベルＲＬ２よりも低い。レベルＲＬ１およびＲＬ２は、例えば次のように設定される。
（１．１）第１の例
第１レベルＲＬ１：“Hands-off”および“Eyes-off”
第２レベルＲＬ２：“Hands-off”および“Eyes-on”
（１．２）第２の例
第１レベルＲＬ１：“Hands-off”および“Eyes-on”
第２レベルＲＬ２：“Hands-on”および“Eyes-on”
（１．３）第３の例（操舵制御のみが実行されている場合の例）
第１レベルＲＬ１：“Hands-off”
第２レベルＲＬ２：“Hands-on”
（２）要求レベルの別の設定例
図４は、要求レベルＲＬの別の設定例を説明する図である。図４の例において、要求レベルＲＬは、車速Ｖの区分領域に対応させて３段階に設定される。具体的に、車速Ｖが低速領域０～ＶＴＨ２にある場合、要求レベルＲＬは第１レベルＲＬ１に設定される。車速Ｖが中速領域ＶＴＨ２～ＶＴＨ１にある場合、要求レベルＲＬは第２レベルＲＬ２に設定される。車速Ｖが高速領域ＶＴＨ１～ＶＴＨＬにある場合、要求レベルＲＬは第３レベルＲＬ３に設定される。領域の境界値ＶＴＨ２は、０＜ＶＴＨ２＜ＶＴＨ１を満たす走行速度である。
図４の例において、第１レベルＲＬ１は、利便性の拡大を重視したレベルである。第２レベルＲＬ２は、利便性の拡大と走行安全性の担保とのバランスを重視したレベルである。第３レベルＲＬ３は、走行安全性の担保を重視したレベルである。レベルＲＬ１、ＲＬ２およびＲＬ３は、例えば次のように設定される。
（２．１）第１の例
第１レベルＲＬ１：“Hands-off”および“Eyes-off”
第２レベルＲＬ２：“Hands-on”（接触以上把持未満の状態）および“Eyes-on”
第３レベルＲＬ３：“Hands-on”（把持以上の状態）および“Eyes-on”
（２．２）第２の例（操舵制御のみが実行されている場合の例）
第１レベルＲＬ１：“Hands-off”
第２レベルＲＬ２：“Hands-on”（接触以上把持未満の状態）
第３レベルＲＬ３：“Hands-on”（把持以上の状態）
上記（２）の例では、上記（１）の例の“Hands-on”が“Hands-on”（接触以上把持未満の状態）および“Hands-on”（把持以上の状態）に分けられている。車両の運転に対するドライバの関与のレベルとして見た場合、“Hands-on”（接触以上把持未満の状態）よりも“Hands-on”（把持以上の状態）の方が高い。つまり、要求レベルＲＬとして見た場合、第２レベルＲＬ２は第３レベルＲＬ３よりも低い。
１．３ 実行条件の判定処理
図５は、自動運転制御部５２が行う実行条件の判定処理の流れを説明するフローチャートである。図５に示す処理ルーチンは、車両の走行中、繰り返し実行される。
図５に示す処理ルーチンでは、まず、車両条件が満たされるか否かが判定される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理は、状態認識部５１からの認識情報に含まれる車両の状態に基づいて行われる。ステップＳ１０の判定結果が否定的な場合、自動運転制御の実行が禁止される（ステップＳ１２）。なお、“自動運転制御の実行が禁止される”とは、自動運転制御の実行の開始を禁止する処理、または、実行中の自動運転制御を中断する処理が行われることを意味する。
ステップＳ１０の判定結果が肯定的な場合、実レベルＤＬが取得される（ステップＳ１４）。実レベルＤＬは、状態認識部５１からの認識情報に含まれるドライバの状態（つまり、把持状態および視線状態）に基づいて取得される。取得される実レベルＤＬは、例えば次の通りである。
（１）第１の例
把持状態：把持以上の状態
視線状態：周辺監視状態
（２）第２の例
把持状態：接触以上把持未満の状態
視線状態：周辺監視状態
（３）第３の例
把持状態：接触以上把持未満の状態
視線状態：周辺監視状態でない
（４）第４の例
把持状態：接触未満の状態
視線状態：周辺監視状態でない
ステップＳ１４に続いて、ドライバ条件が満たされるか否かが判定される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の処理は、実レベルＤＬと要求レベルＲＬの比較に基づいて行われる。具体的には、実レベルＤＬおよび要求レベルＲＬの取得状態の比較と、これらの視線状態の比較とが別々に行われる。
まず、実レベルＤＬが上記（１）第１の例の場合を考える。把持状態の実レベルＤＬ（把持以上の状態）は、“Hands-on”（把持以上の状態）のレベルと一致する。また、視線状態の実レベルＤＬ（周辺監視状態）は、“Eyes-on”のレベルと一致する。よって、上記（１．１）～（２．２）の例の何れのレベルが要求レベルＲＬとして設定されている場合でも、ドライバ条件が満たされる。
次に、実レベルＤＬが上記（２）第２の例の場合を考える。視線状態の実レベルＤＬ（周辺監視状態）は、上記第１の例におけるそれと同じである。把持状態の実レベルＤＬ（接触以上把持未満の状態）は、“Hands-on”（把持以上の状態）のレベル未満である。よって、把持状態の要求レベルが“Hands-on”（把持以上の状態）のレベルに設定されている場合でない限り、ドライバ条件が満たされる。換言すると、上記（２．１）または（２．２）の第３レベルＲＬ３が要求レベルＲＬとして設定されている場合、ドライバ条件は満たされない。
次に、実レベルＤＬが上記（３）の例の場合を考える。把持状態の実レベルＤＬ（接触以上把持未満の状態）は、上記第２の例におけるそれと同じである。視線状態の実レベルＤＬ（周辺監視状態でない）は、“Eyes-off”のレベルと一致する。つまり、車両の運転に対するドライバの関与のレベルで比較した場合、この実レベルは“Eyes-on”のレベル未満である。よって、把持状態の要求レベルが“Hands-on”（把持以上の状態）のレベルに設定され、尚且つ、視線状態の要求レベルが“Eyes-off”のレベルに設定されている場合でない限り、ドライバ条件が満たされる。ただし、このような場合は、上記（１．１）または（２．１）の第１レベルＲＬ１が要求レベルＲＬとして設定されている場合に限られる。
次に、実レベルＤＬが上記（４）の例の場合を考える。把持状態の実レベルＤＬ（接触未満の状態）は、“Hands-off”のレベルと一致する。つまり、車両の運転に対するドライバの関与のレベルで比較した場合、この実レベルは“Hands-on”のレベル未満である。把持状態の実レベルＤＬ（接触以上把持未満の状態）は、上記第３の例におけるそれと同じである。よって、ドライバ条件が満たされるのは、上記（１．１）または（２．１）の第１レベルＲＬ１が要求レベルＲＬとして設定されている場合に限られる。
以上の内容が、ステップＳ１６の処理例である。ステップＳ１６の判定結果が否定的な場合、自動運転制御の実行が禁止される（ステップＳ１２）。そうでない場合、自動運転制御の実行が許可される（ステップＳ１８）。なお、“自動運転制御の実行が許可される”とは、自動運転制御の実行を開始する処理、または、実行中の自動運転制御を継続する処理が行われることを意味する。
１．４ 注意喚起制御処理
図６は、注意喚起制御部５３が行う注意喚起制御の処理の流れを説明するフローチャートである。図６では、車両またはドライバ条件に対応してされた注意喚起条件に着目する。図６に示す処理ルーチンは、車両の走行中、繰り返し実行される。
図６に示す処理ルーチンでは、まず、注意喚起条件が満たされる否かが判定される（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の処理は、状態認識部５１からの認識情報に含まれる車両およびドライバの状態を、上記条件Ｃ１～Ｃ３に適用することにより行われる。ステップＳ２０の判定結果が否定的な場合、注意喚起制御の処理が終了する。
ステップＳ２０の判定結果が肯定的な場合、ＨＭＩユニット３０に制御信号が出力される（ステップＳ２２）。例えば、上記条件Ｃ１が満たされる場合、“ドアを閉めてください”、“窓を閉じてください”といった注意喚起のための制御信号が出力される。上記条件Ｃ２が満たされる場合、“センサに異常が発生しています”、“センサを修理してください”という注意喚起のための制御信号が出力される。
上記条件Ｃ３が満たされる場合は、要求レベルＲＬ未満となった実レベルＤＬの内容に応じた注意喚起のための制御信号が出力される。例えば、把持状態の実レベルＤＬが要求レベルＲＬ未満の場合には、「ステアリングホイールを握ってください」、「ステアリングホイールから手を離さないでください」といった注意喚起のための制御信号が出力される。視線状態の実レベルＤＬが要求レベルＲＬ未満の場合には、「車両の周辺の監視をしてください」といった注意喚起のための制御信号が出力される。
１．５ 効果
以上説明した実施の形態１によれば、自動運転制御を実行するか否かの最終的な判定処理として、ドライバ条件が満たされているか否の判定処理が行われる。また、この最終的な判定処理では、要求レベルＲＬが判定閾値として用いられる。そして、この判定閾値は、車速Ｖが相対的に低い領域にある場合、車速Ｖが相対的に高い領域にある場合に比べて、相対的に低いレベルに設定されている。
車両が低速で走行している場合は、車両が高速で走行している場合に比べて、自動運転制御の実行中の走行安全性を担保することが容易である。したがって、要求レベルＲＬを判定閾値として用いれば、次の効果が期待できる。すなわち、車速Ｖが相対的に低い領域にある場合には利便性を拡大させ、車速Ｖが相対的に高い領域にある場合には走行安全性を確実に担保することが可能となる。以上のことから、自動運転制御の実行中において、利便性の拡大と、走行安全性の担保とを両立させることが可能となる。
また、実施の形態１によれば、ドライバ条件に対応させて設定した注意喚起条件が満たされた場合に、注意喚起制御を行うことが可能となる。この注意喚起条件は、実レベルＤＬが要求レベルＲＬ未満の場合に満たされる。つまり、ドライバ条件が満たされない場合、注意喚起条件が満たされる。したがって、実行条件のうちのドライバ条件のみが満たされていないような場合に、車両の運転に対する関与をドライバに促すことが可能となる。したがって、自動運転制御の実行の機会を増やすことが可能となる。または、実行中の自動運転制御が中断されるのを回避することが可能となる。
２．実施の形態２
次に、図７乃至１２を参照しながら実施の形態２について説明する。なお、上記実施の形態１の構成と共通する構成の説明については、適宜省略される。
２．１ 制御装置の構成
図７は、制御装置５０の自動運転制御に関連する機能の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、制御装置５０は、状態認識部５１と、自動運転制御部５２と、注意喚起制御部５３と、要求レベル設定部５４と、境界値変更部５５と、を備えている。これらの機能ブロックは、制御装置５０のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。
境界値変更部５５は、状態認識部５１からの認識情報に基づいて、車速Ｖの区分領域の境界値ＶＴＨを変更する。要求レベルＲＬが２段階で設定されている場合（つまり、図３の設定例の場合）、変更の対象は、上記境界値ＶＴＨ１である。要求レベルＲＬが３段階で設定されている場合（つまり、図４の設定例の場合）、変更の対象は、上記境界値ＶＴＨ１およびＶＴＨ２である。以下、境界値ＶＴＨ１を代表として、いくつかの変更例を説明する。
（１）第１の変更例
図８は、境界値ＶＴＨ１の第１の変更例を説明する図である。図８の例において、境界値ＶＴＨ１は、降雨量ＲＡに応じて変更される。降雨量ＲＡの情報は、上記“必要な情報”には含まれず、車両の周辺の環境情報に含まれる。降雨量ＲＡは、レインセンサ（図示しない）の検出情報を状態認識部５１が認識することにより取得される。
図８の例において、第１の境界値ＶＴＨ１１は基準値に相当する。降雨量ＲＡが第１の降雨量ＲＡ１未満の場合、境界値ＶＴＨ１は第１の境界値ＶＴＨ１１に設定される。降雨量ＲＡが第１の降雨量ＲＡ１～第２の降雨量ＲＡ２の場合、境界値ＶＴＨ１が変更される。具体的に、境界値ＶＴＨ１は、降雨量ＲＡが多くなるにつれて、第１の境界値ＶＴＨ１１から第２の境界値ＶＴＨ１２まで下げられる。降雨量ＲＡが第２の降雨量ＲＡ２～上限降雨量ＲＡＬの場合、境界値ＶＴＨ１は第２の境界値ＶＴＨ１２に変更される。
降雨量ＲＡが多い場合は、降雨量ＲＡが少ない場合に比べて、走行安全性を担保することが難しい。この点、降雨量ＲＡが多くなるほど境界値ＶＴＨ１を低下させれば、雨が強くなるほどドライバ条件が満たされ難くなる。つまり、雨が強くなるほど自動運転制御の実行が許可され難くなる。
なお、図８の例においては、降雨量ＲＡの代わりに、ワイパーの払拭速度を用いてもよい。払拭速度は、レインセンサの検出情報に基づいて算出される。レインセンサおよび車速検出装置２０の検出情報に基づいて、払拭速度が算出されてもよい。
（２）第２の変更例
図９は、境界値ＶＴＨ１の第２の変更例を説明する図である。図９の例において、境界値ＶＴＨ１は、天候に応じて変更される。天候の情報は、上記“必要な情報”には含まれず、車両の周辺の環境情報に含まれる。天候の情報は、通信情報を状態認識部５１が認識することにより取得される。
図９の例において、天候が雨の場合、境界値ＶＴＨ１は基準値としての第１の境界値ＶＴＨ１１に設定される。天候が曇りの場合、境界値ＶＴＨ１は第３の境界値ＶＴＨ１３（＞ＶＴＨ１１）に変更される。天候が晴れの場合、境界値ＶＴＨ１は第４の境界値ＶＴＨ１４（＞ＶＴＨ１３）に変更される。
天候が雨の場合は、天候が曇りの場合に比べて、走行安全性を担保することが難しい。天候が曇りの場合は、天候が晴れの場合に比べて、走行安全性を担保することが難しい。この点、天候が悪くなるほど境界値ＶＴＨ１を低下させれば、天候が悪くなるほどドライバ条件が満たされ難くなる。つまり、天候が悪くなるほど自動運転制御の実行が許可され難くなる。
（３）第３の変更例
図１０は、境界値ＶＴＨ１の第３の変更例を説明する図である。図１０の例において、境界値ＶＴＨ１は、走行中の路面の摩擦係数μに応じて変更される。摩擦係数μの情報は、上記“必要な情報”には含まれず、車両の周辺の環境情報に含まれる。摩擦係数μの情報は、レインセンサの検出情報や、通信情報を状態認識部５１が認識することにより取得される。
図１０の例において、０．２≦μ＜０．６の場合、境界値ＶＴＨ１は基準値としての第１の境界値ＶＴＨ１１に設定される。μ＜０．２の場合、境界値ＶＴＨ１は第５の境界値ＶＴＨ１５（＜ＶＴＨ１１）に変更される。μ≧０．６の場合、境界値ＶＴＨ１は第６の境界値ＶＴＨ１６（＞ＶＴＨ１１）に変更される。
摩擦係数μが相対的に小さい場合は、摩擦係数μが相対的に大きい場合に比べて、走行安全性を担保することが難しい。この点、摩擦係数μが小さくなるほど境界値ＶＴＨ１を低下させれば、路面が滑り易くなるほどドライバ条件が満たされ難くなる。つまり、路面が滑り易くなるほど自動運転制御の実行が許可され難くなる。
（４）第４の変更例
図１１は、境界値ＶＴＨ１の第４の変更例を説明する図である。図１１の例において、境界値ＶＴＨ１は、センサ認識距離ＤＲに応じて変更される。“センサ認識距離ＤＲ”とは、外部センサが車両の周辺の物標を認識可能な距離の上限値（最長距離）と定義される。この認識可能な距離は、地図データベースに登録されている静止物標を外部センサが認識した場合において、当該静止物標から車両までの距離として求められる。センサ認識距離ＤＲは、特定の外部センサに着目して計算されてもよいし、少なくとも２つの外部センサの代表値（例えば、中央値および平均値）として計算されてもよい。センサ認識距離ＤＲの情報は、上記“必要な情報”には含まれず、外部センサの認識状態を示す情報（以下、「認識状態情報」と称す。）に含まれる。
図１１の例において、センサ認識距離ＤＲが第１の距離ＤＲ１よりも長い場合、境界値ＶＴＨ１は基準値としての第１の境界値ＶＴＨ１１に設定される。センサ認識距離ＤＲが第１の距離ＤＲ１～第２の距離ＤＲ２の場合、境界値ＶＴＨ１が変更される。具体的に、境界値ＶＴＨ１は、センサ認識距離ＤＲが短くなるにつれて、第１の境界値ＶＴＨ１１から第７の境界値ＶＴＨ１７まで下げられる。センサ認識距離ＤＲが第２の距離ＤＲ２～下限距離ＤＲＬの場合、境界値ＶＴＨ１は第７の境界値ＶＴＨ１７に変更される。
センサ認識距離ＤＲが相対的に短い場合は、センサ認識距離ＤＲが相対的に長い場合に比べて、走行安全性を担保することが難しい。この点、センサ認識距離ＤＲが短くなるほど境界値ＶＴＨ１を低下させれば、外部センサの絶対的な認識状態が芳しくないほどドライバ条件が満たされ難くなる。つまり、絶対的な認識状態が芳しくないほど自動運転制御の実行が許可され難くなる。
（５）第５の変更例
図１２は、境界値ＶＴＨ１の第５の変更例を説明する図である。図１２の例において、境界値ＶＴＨ１は、ローカライズ誤差ＥＲに応じて変更される。“ローカライズ誤差ＥＲ”とは、外部センサにより認識された物標の特徴（例えば、三次元の位置および向き）と、地図情報に含まれる当該物標のそれとの誤差と定義される。ローカライズ誤差ＥＲは、地図上における車両の詳細な位置を推定する処理（すなわち、ローカライズ処理）の途中に算出される。ローカライズ処理では、ローカライズ誤差ＥＲを最小にする車両の位置および向きが、現在の車両の位置および向きとして推定される。ローカライズ誤差ＥＲの情報は、上記“必要な情報”には含まれず、認識状態情報に含まれる。
図１２の例において、ローカライズ誤差ＥＲが第１の誤差ＥＲ１よりも小さい場合、境界値ＶＴＨ１は基準値としての第１の境界値ＶＴＨ１１に設定される。ローカライズ誤差ＥＲが第１の誤差ＥＲ１～第２の誤差ＥＲ２の場合、境界値ＶＴＨ１が変更される。具体的に、境界値ＶＴＨ１は、ローカライズ誤差ＥＲが大きくなるにつれて、第１の境界値ＶＴＨ１１から第８の境界値ＶＴＨ１８まで下げられる。ローカライズ誤差ＥＲが第２の誤差ＥＲ２～第３の誤差ＥＲ３の場合、境界値ＶＴＨ１は第８の境界値ＶＴＨ１８に変更される。
ローカライズ誤差ＥＲが大きいということは、認識された物標の特徴と、地図情報に含まれるそれとの一致度が低いことを意味する。この一致度が低ければ、ローカライズ処理による推定の精度が下がることから、走行安全性を担保することが難しくなる。このように、ローカライズ誤差ＥＲが相対的に大きい場合は、ローカライズ誤差ＥＲが相対的に小さい場合に比べて、走行安全性を担保することが難しい。この点、ローカライズ誤差ＥＲが大きくなるほど境界値ＶＴＨ１を低下させれば、相対的な認識状態が芳しくないほどドライバ条件が満たされ難くなる。つまり、相対的な認識状態が芳しくないほど自動運転制御の実行が許可され難くなる。
２．２ 効果
以上説明した実施の形態２によれば、環境情報または認識状態情報に基づいて、境界値ＶＴＨ１が変更される。境界値ＶＴＨ１の変更の方向は、走行安全性の担保が難しくなるほど低速側とされ、当該担保が容易になるほど高速側とされる。したがって、これらの情報を考慮して設定された判定閾値（つまり、要求レベルＲＬ）を用いて、ドライバ条件が満たされているか否の判定処理を行うことが可能となる。
１０ 状態検出装置
２０ 車速検出装置
３０ ＨＭＩユニット
４０ 走行装置
５０ 制御装置
５１ 状態認識部
５２ 自動運転制御部
５３ 注意喚起制御部
５４ 要求レベル設定部
１００ 車両制御システム
ＤＬ 実レベル
ＲＬ 要求レベル
ＶＴＨ 境界値

Claims (5)

  1. 車両のドライバの状態を検出する状態検出装置と、
    前記車両の走行速度を検出する車速検出装置と、
    前記車両の自動運転制御を実行する制御装置と、
    地図情報を記憶した地図データベースと、
    を備える車両制御システムであって、
    前記制御装置は、
    前記ドライバの状態に基づいて、前記車両の運転に対する前記ドライバの実際の関与のレベルを示す実レベルを取得し、
    前記走行速度に基づいて、前記車両の運転に対して前記制御装置が前記ドライバに要求する関与のレベルを示す要求レベルを設定し、
    前記要求レベルが前記実レベル以上の場合、前記自動運転制御の実行を禁止し、
    前記要求レベルが、少なくとも２つに区分された車速域のそれぞれに設定され、
    相対的に低い車速域に設定された前記要求レベルが、相対的に高い車速域に設定された前記要求レベルよりも低く、
    前記制御装置は、更に、
    前記車両の周辺の環境情報、または前記車両の認識系センサの認識状態情報を取得し、
    前記環境情報または前記認識状態情報に基づいて、前記少なくとも２つに区分された車速域の境界値を変更し、
    前記認識状態情報は、前記認識系センサにより認識された前記車両の周辺の物標の特徴と、前記地図情報に含まれる当該物標の特徴との誤差であり、
    前記制御装置は、更に、前記誤差が大きい場合、前記誤差が小さい場合に比べて前記境界値を低下させる
    ことを特徴とする車両制御システム。
  2. 前記ドライバに情報を提供する情報提供装置を更に備え、
    前記制御装置は、更に、前記要求レベルが前記実レベル以上の場合、前記車両の運転への関与を促す制御信号を前記情報提供装置に出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
  3. 前記環境情報は、前記車両の周辺の降雨量の情報であり、
    前記制御装置は、前記降雨量が多い場合、前記降雨量が少ない場合に比べて前記境界値を低下させる
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
  4. 前記環境情報は、前記車両の周辺の天候の情報であり、
    前記制御装置は、
    前記天候が曇りの場合、前記天候が晴れの場合に比べて前記境界値を低下させ、
    前記天候が雨の場合、前記天候が曇りの場合に比べて前記境界値を低下させる
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
  5. 前記環境情報は、前記車両が走行する路面の摩擦係数の情報であり、
    前記制御装置は、前記摩擦係数が小さい場合、前記摩擦係数が大きい場合に比べて前記境界値を低下させる
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
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