JP7280901B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を制御することで運転制御を行う車両制御装置に関する。
近年、ドライバによる監視のもと車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を制御する運転支援機能を備えた車両、及び、システムによる監視のもと車両の加減速及び操舵を制御する自動運転機能を備えた車両の開発が行われている。これらの運転制御が行われる車両では、周辺環境の変化によって運転制御を継続することができなくなる場合に、ドライバに運転交代が要求される。
例えば、特許文献1では、合流レーンから本線へのレーン変更支援制御において、ドライバにステアリングホイールの把持を要求するハンズオンリクエストをし、ドライバがハンズオンリクエストに応えなかった場合にドライバに運転交代を要求することが記載されている。
特開2020-104634号公報
このように運転制御中に2つの異なる要求を段階的に出力することでドライバに運転操作又は運転交代を促す提案がされているが、緊急性が高い場合には早急に運転操作又は運転交代が必要となる場合が想定される。
本発明は、ドライバにより適切に運転操作又は運転交代を要求可能な車両制御装置を提供する。
本発明は、
自車両の周辺状況を認識する認識部と、
前記認識部の認識結果に基づいて前記自車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を制御し、前記自車両の運転制御を行う運転制御部と、
前記運転制御は、乗員による操舵操作部の把持のタスクを軽減する把持軽減状態もしくは、乗員による周辺監視のタスクを軽減する周辺監視軽減状態を含み、
前記運転制御を実行中に、前記周辺状況に基づき運転交代要求又は運転操作要求を実行する運転要求部と、を備える、車両制御装置であって、
前記運転要求部は、
前記把持軽減状態又は前記周辺監視軽減状態である場合に、
第1要求と、前記第1要求とは異なる第2要求と、を出力可能に構成され、
前記第1要求を出力し、乗員の動作状態において前記第1要求が満たされない場合に前記第2要求を出力する第1モードと、
前記自車両の動作状態が所定条件を満たす場合に、前記第1要求を出力せずに前記第2要求を出力する第2モードと、を有する。
本発明によれば、緊急性が高くない場合に異なる2つの要求を順次出力して運転操作を促すことができ、緊急性が高い場合に第2要求のみを出力し速やかな運転操作を促すことができる。
本発明の一実施形態の自動運転制御装置100を利用した車両システム1の構成図である。 第1制御部110および第2制御部120の機能構成図である。 第1モードによる運転要求処理が行われる状況の一例を示す図である。 図3の運転要求処理のフロー図である。 第2モードによる運転要求処理が行われる状況の一例を示す図である。 図5の運転要求処理のフロー図である。 第2モードによる運転要求処理が行われる状況の他例を示す図である。 図7の運転要求処理のフロー図である。
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態の車両制御装置について説明する。
[全体構成]
図1は、車両制御装置を利用した車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
車両システム1は、例えば、検出装置10と、車両センサ14と、入出力デバイス20と、通信装置30と、ナビゲーション装置40と、MPU(Map Positioning Unit)60と、運転操作子50と、自動運転制御装置100と、走行駆動力出力装置200と、ブレーキ装置210と、ステアリング装置220と、を備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
検出装置10は、例えば、カメラ11と、レーダ装置12と、ファインダ13と、を備える。
カメラ11は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラであり、撮影により得られた画像データを自動運転制御装置100へ出力する。カメラ11は、車両システム1が搭載される車両(以下、自車両M)の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ11は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。後方を撮像する場合、カメラ11は、リアウィンドシールド上部等に取り付けられる。カメラ11は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ11は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置12は、自車両Mの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出し、その検出結果を自動運転制御装置100へ出力する。レーダ装置12は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置12は、FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ13は、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。ファインダ13は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定し、その計測結果を自動運転制御装置100へ出力する。ファインダ13は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ13は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
車両センサ14は、自車両Mの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。
通信装置30は、例えば、セルラー網やWi-Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)などを利用して、自車両Mの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
入出力デバイス20は、自車両Mの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。入出力デバイス20は、ディスプレイ21と、スピーカ22と、が含む。また、入出力デバイス20は、各種表示装置、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含んでもよい。ディスプレイ21及びスピーカ22は、表示、音を出力する。この表示、音には、自車両Mの乗員に対して、運転要求に関する報知を行うための表示、音声が含まれる。
ナビゲーション装置40は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機41と、入出力デバイス42と、経路決定部43と、を備える。ナビゲーション装置40は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置に第1地図情報44を保持している。GNSS受信機41は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。自車両Mの位置は、車両センサ14の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。入出力デバイス42は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。入出力デバイス42は、前述した入出力デバイス20と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部43は、例えば、GNSS受信機41により特定された自車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、入出力デバイス42を用いて乗員により入力された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、第1地図情報44を参照して決定する。第1地図情報44は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第1地図情報44は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報などを含んでもよい。地図上経路は、MPU60に出力される。ナビゲーション装置40は、地図上経路に基づいて、入出力デバイス42を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置40は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置40は、通信装置30を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61を含み、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第2地図情報62を保持している。推奨車線決定部61は、ナビゲーション装置40から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報62を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部61は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部61は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報62は、第1地図情報44よりも高精度な地図情報である。第2地図情報62は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第2地図情報62には、道路情報、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第2地図情報62は、通信装置30が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。
運転操作子50は、ステアリングホイール51と、アクセルペダル52と、ブレーキペダル53と、を含む。また、運転操作子50は、例えば、シフトレバー、異形ステア、ジョイスティック、ウインカレバー、マイク、各種スイッチなどを含んでもよい。運転操作子50には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置100、もしくは、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220のうち一部または全部に出力される。
自動運転制御装置100は、例えば、第1制御部110と、第2制御部120と、記憶部130と、を備える。第1制御部110と第2制御部120は、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め記憶部130のHDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置100のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
図2は、第1制御部110および第2制御部120の機能構成図である。第1制御部110は、例えば、認識部111と、行動計画生成部115と、を備える。第1制御部110は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある)に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部111は、検出装置10から入力された情報に基づいて、自車両Mの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心など)を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。物体には、他車両が含まれる。即ち、認識部111は、他車両認識部111Aを含む。他車両認識部111Aは、カメラ11によって撮像された画像に基づいて、自車両Mの周辺を走行する他車両の動作を認識する。
また、認識部111は、自車両Mが走行している車線(走行車線)を認識する。即ち、認識部111は、走行車線認識部111Bを含む。例えば、走行車線認識部111Bは、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターンと、カメラ11などによって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、走行車線認識部111Bは、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界(道路境界)を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置40から取得される自車両Mの位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部111は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
認識部111は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Mの位置や姿勢を認識する。即ち、認識部111は、自車両認識部111Cを含む。自車両認識部111Cは、例えば、自車両Mの代表点の車線中央からの乖離、および自車両Mの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。
また、認識部111は、運転者の運転状態を認識する。即ち、認識部111は、ドライバ認識部111Dを含む。ドライバ認識部111Dは、ステアリングホイール51に設けられた接触センサの出力情報に基づいて、運転者がステアリングホイール51を把持しているか(ハンズオン)、把持していないか(ハンズオフ)、を監視すると共に、車内カメラの出力情報に基づいて、ドライバの顔の向き、視線等からドライバが車両周辺を監視しているか(アイズオン)、監視していないか(アイズオフ)を監視する。
また、認識部111は、自動運転の際に使用される機器の故障及び異常を検知する。即ち、認識部111は、故障検知部111Eを含む。故障検知部111Eは、カメラ11、レーダ装置12、ファインダ13等の検出装置10の故障及び異常を検知する。なお、認識部111は、故障検知部111Eとともに、又は故障検知部111Eの代わりに、カメラ11などによって撮像された画像から認識される道路区画線のパターンからの自車両Mの逸脱を検知する車線逸脱検知部を含んでもよい。
行動計画生成部115は、原則的には推奨車線決定部61により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自車両Mが自動的に(運転者の操作に依らずに)将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
行動計画生成部115は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、高速道路で先行車に追従して走行する先行追従イベント、高速道路で所定車速で走行する定速走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベント、停車イベントなどがある。行動計画生成部115は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。
行動計画生成部115は、運転制御部115Aと、衝突回避制御部115Bと、運転要求部115Cと、を備える。
運転制御部115Aは、異なる運転制御のレベル(以下、運転レベルと称する)で自車両Mを動作させる。運転レベルが高いとは、自動化率が高い運転状態である。運転制御部115Aは、自車両Mの加減速及び操舵を運転者に行わせる手動運転態様の他、認識部111の認識結果に基づいて、自車両Mの加減速及び操舵の少なくとも一方を制御可能であり、例えば、以下の態様で自車両Mを動作させることができる。
第1態様は、ステアリングホイール51の把持及び周辺監視のタスクを運転者に課す運転状態(ハンズオン&アイズオン)である。第2態様は、第1態様よりも運転レベルが高く、ステアリングホイール51の把持するタスクを運転者に課さず周辺監視のタスクのみを運転者に課す運転状態(ハンズオフ&アイズオン)である。第1態様及び第2態様は、ADAS(Advanced Driver Assistance System)が作動している運転状態を含む。ADASは、ACC(Adaptive Cruise Control System)やLKAS(Lane Keeping Assist System)に代表される運転支援システムである。第3態様は、第2態様よりも運転レベルが高く、ステアリングホイール51の把持のタスク及び周辺監視のタスクを運転者に課さない自動運転(ハンズオフ&アイズオフ)である。これらの例では、手動運転状態、第1態様、第2態様、第3態様の順に運転レベルが高くなっている。したがって、第3態様から第2態様への変更や、第3態様から手動運転状態への変更は、低い運転レベルへの変更の例である。
衝突回避制御部115Bは、衝突回避制御を実行する。衝突回避制御では、追突のおそれがあることを自車両Mが判断した場合、警報で運転者に気づかせ追突を避ける操作を促す。ここでの警報は、スピーカ22を介しての警報音の出力、ディスプレイ21を介しての警告表示が含まれる。また、衝突回避制御では、追突が回避できないと判断した場合は、ブレーキ装置210を介して自動ブレーキを作動させてもよく、操舵により衝突を回避してもよい。
運転要求部115Cは、運転制御を実行中に、周辺状況に基づき、現在の運転レベルを維持することが困難と判断した場合に運転要求処理を実行する。運転要求処理の詳細については後述するが、運転要求処理には運転操作要求及び運転交代要求が含まれる。
第2制御部120は、行動計画生成部115によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220を制御する。
第2制御部120は、例えば、取得部121と、速度制御部122と、操舵制御部123と、を備える。取得部121は、行動計画生成部115により生成された目標軌道(軌道点)の情報を取得し、メモリ(不図示)に記憶させる。速度制御部122は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置200またはブレーキ装置210を制御する。操舵制御部123は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置220を制御する。速度制御部122および操舵制御部123の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部123は、自車両Mの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。また、運転制御部115Aと、第2制御部120とを合わせたものが、「運転制御部」の一例である。
図1に戻って、走行駆動力出力装置200は、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置200は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するECUとを備える。ECUは、第2制御部120から入力される情報、或いは運転操作子50から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置210は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、第2制御部120から入力される情報、或いは運転操作子50から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置210は、運転操作子50に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置210は、上記説明した構成に限らず、第2制御部120から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置220は、例えば、ステアリングECUと、電動モータと、を備える。
電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングECUは、第2制御部120から入力される情報、或いは運転操作子50から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
[運転要求処理]
運転要求部115Cは、第1運転要求MDR(Manual Driving Request)と、第1運転要求MDRよりも運転操作の要求レベルが高い第2運転要求MDD(Manual Driving Demand)と、を出力可能に構成される。運転要求部115Cは、第1運転要求MDRを出力し、第1運転要求MDRが満たされない場合に第2運転要求MDDを出力する第1モードと、第1運転要求MDRを出力せずに第2運転要求MDDを出力する第2モードと、を有する。
第2運転要求MDDは、第1運転要求MDRよりも要求レベルが高い。第1運転要求MDRが運転操作要求であり、第2運転要求MDDは運転交代要求であってもよく、第1運転要求MDRが運転操作要求であり、第2運転要求MDDはその運転操作要求よりも要求レベルの高い他の運転操作要求であってもよい。
第1運転要求MDRが、例えば、運転者に周辺監視(アイズオン)のタスクを要求するタスク要求である場合、第2運転要求MDDは、例えば、運転者にステアリングホイール51の把持のタスクを要求するタスク要求である。また、第1運転要求MDRが、例えば、運転者にステアリングホイール51の把持のタスクを要求するタスク要求である場合、第2運転要求MDDは、例えば、運転者に運転支援システムや自動運転から手動運転への切り替えを要求する運転交代要求である。
第1運転要求MDR及び第2運転要求MDDは、ステアリングホイール51やシートを介した振動、スピーカ22を介した警告音、警告音声の出力、ディスプレイ21を介した警告表示などを含む。第1運転要求MDR及び第2運転要求MDDは、警告音としては、例えば、ビープ音、ブザー音であってもよく、「前方を確認下さい」、「ハンドルを握って下さい」、「運転を交代して下さい」、「自分で運転して下さい」のような音声であってもよく、運転操作や運転交代を促す絵、文字情報の表示であってもよい。
第2運転要求MDDは、第1運転要求MDRよりも注意喚起能力が高いことが好ましい。注意喚起能力が高いとは、通知種類が多いこと、通知強度が強いことの両方を含む。通知種類は、知覚・聴覚・触覚を含み、通知強度は、作用させる感覚が視覚であれば、通知対象の色、大きさを含み、作用させる感覚が聴覚であれば、音圧、音の高さ、音の周期を含む。例えば、通知種類が音や音声の場合を例に具体的に説明すると、第2運転要求MDDは、第1運転要求MDRよりも音量が大きかったり、ビープ音などの周期が短いことが好ましい。
また、第2運転要求MDDの出力時間と、第1運転要求MDRの出力時間とを異ならせることが好ましい。第2運転要求MDDの出力時間は、第1運転要求MDRの出力時間よりも長くてもよく、第2運転要求MDDの出力時間は、第1運転要求MDRの出力時間よりも短くてもよい。第2運転要求MDDの出力時間が、第1運転要求MDRの出力時間よりも長いことで、緊急性の高い場合に、ドライバにより長い時間、運転要求を求めることができる。逆に、第2運転要求MDDの出力時間を、第1運転要求MDRの出力時間よりも短くすることで、注意喚起機能が低下するのが防止される。
第1モードは、緊急性が高くない場合に選択され、第1運転要求MDR及び第2運転要求MDDを順次出力して運転者に運転操作を促す。第2モードは、自車両Mの挙動が急激に変化する事象が発生した場合、カメラ11、レーダ装置12、又はファインダ13の故障又は機能低下等の異常が発生した場合など、緊急性が高い場合に選択され、第2運転要求MDDのみを出力して速やかな運転操作を促す。
図3は、第1モードによる運転要求処理が行われる状況の一例を示す図であり、図4は、図3の運転要求処理のフロー図である。
図3及び図5に示す道路は、自動車が左側通行することが取り決められている片側二車線の高速道路を示し、対向レーンは図示していない。第1レーンL1は走行車線であり、第2レーンL2は第1レーンL1よりも対向レーン側に位置する追い越し車線である。以下の説明では、運転制御として上記した第3態様の自動運転をしている状態を例に説明する。ただし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば第2態様の運転制御をしている状態であってもよい。
第3態様の自動運転において高速道路で先行車CAに追従して走行する先行追従イベントを実行中に、先行車CAが第2レーンL2に車線変更した場合、先行車CAが加速していなくなった場合など先行車のロスト(以下、先行車ロストと称する)が発生したとき、自車両Mは現在の運転レベルにおける先行追従イベントを継続できなくなる。そのため、他車両認識部111Aは先行車ロストの発生の有無を監視する(S10)。先行車ロストが発生していない場合(S10のNO)、先行追従イベントを継続し他車両認識部111Aは所定サイクルでステップS10の処理を繰り返す。先行車ロストが発生した場合(S10のYES)、運転要求部115Cは、第1モードによる運転要求処理を行う。
運転要求部115Cは、先行車ロストを認識すると、先ずは第1運転要求MDRを行う(S11)。より具体的に説明すると、運転要求部115Cは、スピーカ22を介して「ピ、・・、ピ、・・ピ」と警告音を出力し、例えば、運転者に周辺監視のタスク(アイズオン)を要求する。また、運転者がハンドルを握っていない場合は、ハンドル操作を要求してもよく、ハンドル操作及び加減速制御を要求してもよい。続いて、運転要求部115Cは、運転者が第1運転要求MDRに対し応答したか否かを判断する(S12)。
運転者が第1運転要求MDRに対し応答した場合(S12のYES)、即ち周辺監視のタスク(アイズオン)の要求に対し、ドライバ認識部111Dがドライバの顔の向き、視線等からドライバが車両周辺を監視していること(アイズオン)を認識した場合、運転制御部115Aは、現在の運転レベルよりも低い運転レベルに運転レベルを変更する(S13)。現在の運転レベルよりも低い運転レベルは、例えば、運転者に周辺監視のタスクを課す運転レベル(第2態様の運転制御)であってもよく、運転者にハンドル操作のタスクを課す運転レベルであってもよく、運転者にハンドル操作及び加減速制御のタスクを課す運転レベルであってもよい。
運転者が第1運転要求MDRに対し応答しない場合(S12のNO)、第1運転要求MDRを出力してから所定時間経過後に、運転要求部115Cは、続いて第2運転要求MDDを行う(S14)。より具体的に説明すると、運転要求部115Cは、スピーカ22を介して「ピ、ピ、ピ」とより注意喚起能力の高い警告音を出力するとともに、例えば、ディスプレイ21に「運転を交代して下さい」と警告表示を行う。運転要求部115Cは、運転者が第2運転要求MDDに対し応答したか否かを判断する(S15)。運転者が第1運転要求MDRに対し応答した場合(S15のYES)、即ちドライバ認識部111Dが運転者が車両周辺を監視していること(アイズオン)を認識するともにステアリングホイール51を把持したこと(ハンズオン)を認識した場合、運転制御部115Aは、運転制御を手動運転に変更する(S16)。
運転者が第2運転要求MDDに対し応答しない場合(S15のNO)、運転制御部115Aは、自車両Mを停止させる停車制御を行う(S17)。なお、停車制御についての詳細は省略するが、運転制御部115Aは、路肩など停車スペースなどを探索し、停車位置を決定する。停車位置がない場合は、自車両Mの走行レーン上に停車してもよい。
このように、第1モードにおいて、運転者が第1運転要求MDRに対し応答した場合と運転者が第2運転要求MDDに対し応答した場合とで運転レベルを変更する、即ち、緊急性の違いに応じて運転要求が満たされた後の運転レベルを変更することで、第1運転要求MDR後に安全に運転支援を継続することができる。
図5は、第2モードによる運転要求処理が行われる状況の一例を示す図であり、図6は、図5の運転要求処理のフロー図である。
第3態様の自動運転において高速道路で先行車CAに追従して走行する先行追従イベントを実行中に、先行車CAが急ブレーキをかけた場合、自車両Mは現在の運転レベルにおける先行追従イベントを継続できなくなる虞がある。そのため、他車両認識部111Aは先行車の減速度が第1閾値以上であるか否かを監視する(S20)。他車両認識部111Aは先行車の減速度が第1閾値未満である場合(S20のNO)、先行追従イベントを継続し他車両認識部111Aは所定サイクルでステップS20の処理を繰り返す。先行車の減速度が第1閾値以上の場合(S20のYES)、衝突回避制御部115Bは衝突回避制御を実行する(S21)。
続いて、他車両認識部111Aは先行車との車間距離が第2閾値以下であるか否かを判断する(S22)。衝突回避制御にも関わらず先行車CAとの車間距離が第2閾値以下となった場合(S22のYES)、運転要求部115Cは、第2モードによる運転要求処理を行う。なお、先行車CAとの車間距離が第2閾値より大きい場合、先行追従イベントを継続し他車両認識部111Aは所定の条件を満たすまでステップS22の処理を繰り返す。なお、衝突回避制御時に、運転者が運転交代した場合、運転制御部115Aは、ステアリングホイール51の把持及び周辺監視のタスクを運転者に課す第1態様の運転レベルに変更する(S28)。
運転要求部115Cは、先行車CAとの車間距離が第2閾値以下となった場合(S22のYES)、第2運転要求MDDを行う(S24)。より具体的に説明すると、運転要求部115Cは、スピーカ22を介して「ピ、ピ、ピ」と注意喚起能力の高い警告音を出力するとともに、例えば、ディスプレイ21に「運転を交代して下さい」と警告表示を行う。運転要求部115Cは、運転者が第2運転要求MDDに対し応答したか否かを判断する(S25)。運転者が第2運転要求MDDに対し応答した場合(S25のYES)、即ちドライバ認識部111Dがドライバの顔の向き、視線等からドライバが車両周辺を監視していること(アイズオン)を認識するともにステアリングホイール51を把持したこと(ハンズオン)を認識した場合、運転制御部115Aは、運転制御を手動運転に変更する(S26)。
運転者が第2運転要求MDDに対し応答しない場合(S25のNO)、運転制御部115Aは、自車両Mを停止させる停車制御を行う(S27)。
先行車CAと過接近している場合、余裕を持って運転操作を要求しては間に合わないので、要求レベルの高い第2運転要求MDDのみを出力することで、ドライバに緊急性を適切に伝えることができる。なお、この例の場合、衝突回避制御の作動により、衝突回避制御の表示、例えば、警告音、警告音声、警告表示などが行われるため、ドライバへ第2運転要求MDDが行われても唐突感が抑制される。なお、上記実施例では、先行車の減速度が第1閾値以上の場合、及び、先行車との車間距離が第2閾値以下の場合、の両方を満たすときに第2運転要求MDDを行ったが、いずれか一方のみを満たすときに第2運転要求MDDを行ってもよい。
図7は、第2モードによる運転要求処理が行われる状況の他例を示す図であり、図8は、図7の運転要求処理のフロー図である。
カメラ11などによって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンと第2地図情報62から得られる道路区画線のパターンがマッチしていることが前提で走行している場合に、第3態様の自動運転において故障検知部111Eがカメラ11、レーダ装置12、ファインダ13などの検出装置10の故障又は異常を検知したとき、又は、走行車線認識部111Bが、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターンと、カメラ11などによって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとが所定以上乖離したと判断したとき、又は、カメラ11などによって撮像された画像から認識される道路区画線のパターンから自車両Mの逸脱が予測される場合に、自車両Mは現在の運転レベルにおける自動運転を継続できなくなる。
そのため、故障検知部111Eは検出装置10の故障又は異常があるか否かを監視する(S30)。検出装置10の故障又は異常が検知されない場合(S30のNO)、即ち、検出装置10の故障等がない場合において、走行車線認識部111Bは第2地図情報62から得られる道路区画線のパターンと、カメラ11などによって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンの乖離が第3閾値以上であるか否かを判断する(S31)。道路区画線のパターンの乖離が第3閾値未満である場合、ステップS30、S31の処理を繰り返す。
図7中、実線で示す車線は第2地図情報62から得られる道路区画線のパターンと、カメラ11などによって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとの乖離がない部分であり、点線で示す車線は第2地図情報62から得られる道路区画線のパターン、一転鎖線で示す車線はカメラ11などによって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンを示し、点線及び一点鎖線で示す部分で、道路区画線のパターンの乖離が発生した状況を示している。このような道路区画線のパターンの乖離は、検出装置10の故障又は異常の他、トンネルの入口の影や橋の影などによっても起こり得る。ステップS30、ステップS31において、車線逸脱検知部によって、カメラ11などによって撮像された画像から認識される道路区画線のパターンからの自車両Mの逸脱を予測してもよい。
検出装置10の故障又は異常が検知された場合(S30のYES)、又は道路区画線のパターンの乖離が第3閾値以上の場合(S31のYES)、運転要求部115Cは第2運転要求MDDを行う(S33)。このとき、行動計画生成部115は第2地図情報62に基づいて目標軌道を生成する。
行動計画生成部115が第2地図情報62に基づいて目標軌道を生成することで、自動運転を所定期間継続することができる。運転要求部115Cは、スピーカ22を介して「ピ、ピ、ピ」と注意喚起能力の高い警告音を出力するとともに、ディスプレイ21に「運転を交代して下さい」と警告表示を行う。運転要求部115Cは、運転者が第2運転要求MDDに対し応答したか否かを判断する(S34)。運転者が第1運転要求MDRに対し応答した場合(S34のYES)、即ちドライバ認識部111Dがドライバの顔の向き、視線等からドライバが車両周辺を監視していること(アイズオン)を認識するともにステアリングホイール51を把持したこと(ハンズオン)を認識した場合、運転制御部115Aは、運転制御を手動運転に変更する(S35)。
運転者が第2運転要求MDDに対し応答しない場合(S34のNO)、運転制御部115Aは、自車両Mを停止させる停車制御を行う(S36)。
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 自車両(車両M)の周辺状況を認識する認識部(認識部111)と、
前記認識部の認識結果に基づいて前記自車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を制御し、前記自車両の運転制御を行う運転制御部(運転制御部115A及び第2制御部120)と、
前記運転制御を実行中に、前記周辺状況に基づき運転交代要求又は運転操作要求を実行する運転要求部(運転要求部115C)と、を備える、車両制御装置(自動運転制御装置100)であって、
前記運転要求部は、
第1要求(第1運転要求MDR)と、前記第1要求とは異なる第2要求(第2運転要求MDD)と、を出力可能に構成され、
前記第1要求を出力し、前記第1要求が満たされない場合に前記第2要求を出力する第1モードと、
前記第1要求を出力せずに前記第2要求を出力する第2モードと、を有する、車両制御装置。
(1)によれば、緊急性が高くない場合に異なる2つの要求を順次出力して運転操作を促すことができ、緊急性が高い場合に第2要求のみを出力し速やかな運転操作を促すことができる。
(2) (1)に記載の車両制御装置であって、
前記第2要求は、前記第1要求よりも要求レベルが高い、車両制御装置。
(2)によれば、要求レベルを変えることで、ドライバに緊急性を適切に伝えることができる。
(3) (2)に記載の車両制御装置であって、
前記運転要求部は、
前記第2要求を出力する出力時間を、前記第1要求を出力する出力時間よりも長くする、車両制御装置。
(3)によれば、緊急性の高い場合に、ドライバにより長い時間、運転要求を求めることができる。
(4) (2)に記載の車両制御装置であって、
前記運転要求部は、
前記第2要求を出力する出力時間を、前記第1要求を出力する出力時間よりも短くする、車両制御装置。
(4)によれば、要求レベルの高い第2要求が長時間出力されることを回避できる。
(5) (1)~(4)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記運転要求部は、先行車の減速度が第1閾値以上となった場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
(5)によれば、先行車が急ブレーキをかけた場合、余裕を持って運転操作を要求していては間に合わないので、要求レベルの高い第2要求のみを出力することで、ドライバに緊急性を適切に伝えることができる。また、運転制御中に先行車が急ブレーキをかけた場合などでは、衝突回避ブレーキ等の他の制御が介入するため、他の制御の表示が第1要求の代わりとなり、ドライバへの唐突感が抑制される。
(6) (1)~(4)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記運転要求部は、先行車との車間距離が第2閾値以下となった場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
(6)によれば、先行車と過接近している場合に、余裕を持って運転操作を要求しては間に合わないので、要求レベルの高い第2要求のみを出力することで、ドライバに緊急性を適切に伝えることができる。また、運転制御中に先行車と過接近した場合などでは、衝突回避ブレーキ等の他の制御が介入するため、他の制御の表示が第1要求の代わりとなり、ドライバへの唐突感が抑制される。
(7) (1)~(4)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記運転要求部は、地図情報と外界検出装置から取得した前記周辺状況とを比較し、前記地図情報と前記周辺状況とが一致しない場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
(7)によれば、例えば、認識した自車走行車線の白線と地図情報とアンマッチしている状態である場合に、第2要求を出力することで、ドライバに緊急性を適切に伝えることができる。
(8) (1)~(4)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
外界検出装置の故障又は異常を検知する故障検知部(故障検知部111E)をさらに備え、
前記運転要求部は、前記外界検出装置の故障又は異常が検知された場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
(8)によれば、外界検出装置が故障又は性能低下等の異常が発生している場合に、第2要求を出力することで、ドライバに緊急性を適切に伝えることができる。
(9) (1)~(4)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記自車両の車線からの逸脱を検知する車線逸脱検知部をさらに備え、
前記運転要求部は、前記逸脱が予測される場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
(9)によれば、外界検出装置が故障又は性能低下等によって発生し得る車線の逸脱を予測して、第2要求を出力することで、ドライバに緊急性を適切に伝えることができる。
(10) (7)~(9)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記第2要求を出力しているとき、地図情報(第2地図情報62)に基づいて前記運転制御を継続する、車両制御装置。
(10)によれば、地図情報を頼りに走行を継続することで、適切に運転支援を行うことができる。
(11) (1)~(10)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記第2要求を出力した後、前記第2要求が満たされない場合、前記自車両を停車させる、車両制御装置。
(11)によれば、ドライバが第2要求に応答しない場合には、自車両を停車させることで、安全性を確保することができる。
(12) (1)~(11)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記運転制御部は、前記運転制御のレベルである運転レベルを変更可能であって、
前記第1要求が満たされた場合又は前記第2要求が満たされた場合に、前記運転レベルを現在の運転レベルから低い運転レベルに変更する、車両制御装置。
(12)によれば、ドライバが運転要求に応じた場合に、運転支援を継続することができる。
(13) (1)~(11)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記運転制御部は、前記運転制御のレベルである運転レベルを変更可能であって、
前記第1要求を出力した後、前記第1要求が満たされた場合と、前記第2要求を出力した後、前記第2要求が満たされた場合とで、前記運転レベルを変更する、車両制御装置。
(13)によれば、緊急性の違いに応じて運転要求が満たされた後の運転レベルを変更することで、安全に運転支援を継続することができる。
(14) (13)に記載の車両制御装置であって、
前記運転制御部は、
前記第1要求を出力した後、前記第1要求が満たされた場合に、前記運転レベルを現在の運転レベルよりも低い運転レベルに変更し、
前記第2要求を出力した後、前記第2要求が満たされた場合に、自動運転から手動運転に切り替える、車両制御装置。
(14)によれば、第1要求を出力した後、第1要求が満たされた場合には運転支援を継続することができ、第2要求を出力した後、第2要求が満たされた場合には手動運転に切り替えることで、自車両を停止させることなく運転を継続することができる。
(15) (1)~(14)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記第1要求は、運転操作要求であり、
前記第2要求は、運転交代要求である、車両制御装置。
(15)によれば、第1要求によりドライバに運転操作させることで運転レベルを下げることができ、第2要求によりドライバに運転交代を行わせることで手動運転に切り替えることができる。
(16) (1)~(14)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記第1要求は、運転操作要求であり、
前記第2要求は、前記運転操作要求よりも要求レベルの高い他の運転操作要求である、車両制御装置。
(16)によれば、緊急性に応じて異なった運転操作を要求することで、状況に応じた運転レベルを設定することができる。
M 車両(自車両)
62 第2地図情報(地図情報)
100 自動運転制御装置(車両制御装置)
111 認識部
111E 故障検知部
115A 運転制御部(運転制御部)
115C 運転要求部
120 第2制御部(運転制御部)
MDR 第1運転要求(第1要求)
MDD 第2運転要求(第2要求)

Claims (16)

  1. 自車両の周辺状況を認識する認識部と、
    前記認識部の認識結果に基づいて前記自車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を制御し、前記自車両の運転制御を行う運転制御部と、
    前記運転制御を実行中に、前記周辺状況に基づき運転交代要求又は運転操作要求を実行する運転要求部と、を備える、車両制御装置であって、
    前記運転制御は、乗員による操舵操作部の把持のタスクを軽減する把持軽減状態もしくは、乗員による周辺監視のタスクを軽減する周辺監視軽減状態を含み、
    前記運転要求部は、
    前記把持軽減状態又は前記周辺監視軽減状態である場合に、
    第1要求と、前記第1要求とは異なる第2要求と、を出力可能に構成され、
    前記第1要求を出力し、乗員の動作状態において前記第1要求が満たされない場合に前記第2要求を出力する第1モードと、
    前記自車両の動作状態が所定条件を満たす場合に、前記第1要求を出力せずに前記第2要求を出力する第2モードと、を有する、車両制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両制御装置であって、
    前記第2要求は、前記第1要求よりも要求レベルが高い、車両制御装置。
  3. 請求項2に記載の車両制御装置であって、
    前記運転要求部は、
    前記第2要求を出力する出力時間を、前記第1要求を出力する出力時間よりも長くする、車両制御装置。
  4. 請求項2に記載の車両制御装置であって、
    前記運転要求部は、
    前記第2要求を出力する出力時間を、前記第1要求を出力する出力時間よりも短くする、車両制御装置。
  5. 請求項1~4のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記運転要求部は、先行車の減速度が第1閾値以上となった場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
  6. 請求項1~4のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記運転要求部は、先行車との車間距離が第2閾値以下となった場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
  7. 請求項1~4のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記運転要求部は、地図情報と外界検出装置から取得した前記周辺状況とを比較し、前記地図情報と前記周辺状況とが一致しない場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
  8. 請求項1~4のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    外界検出装置の故障又は異常を検知する故障検知部をさらに備え、
    前記運転要求部は、前記外界検出装置の故障又は異常が検知された場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
  9. 請求項1~4のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記自車両の車線からの逸脱を検知する車線逸脱検知部をさらに備え、
    前記運転要求部は、前記逸脱が予測される場合に前記第2モードを実行する、車両制御装置。
  10. 請求項7~9のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記第2要求を出力しているとき、地図情報に基づいて前記運転制御を継続する、車両制御装置。
  11. 請求項1~10のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記第2要求を出力した後、前記第2要求が満たされない場合、前記自車両を停車させる、車両制御装置。
  12. 請求項1~11のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記運転制御部は、前記運転制御のレベルである運転レベルを変更可能であって、
    前記第1要求が満たされた場合又は前記第2要求が満たされた場合に、前記運転レベルを現在の運転レベルから低い運転レベルに変更する、車両制御装置。
  13. 請求項1~11のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記運転制御部は、前記運転制御のレベルである運転レベルを変更可能であって、
    前記第1要求を出力した後、前記第1要求が満たされた場合と、前記第2要求を出力した後、前記第2要求が満たされた場合とで、前記運転レベルを変更する、車両制御装置。
  14. 請求項13に記載の車両制御装置であって、
    前記運転制御部は、
    前記第1要求を出力した後、前記第1要求が満たされた場合に、前記運転レベルを現在の運転レベルよりも低い運転レベルに変更し、
    前記第2要求を出力した後、前記第2要求が満たされた場合に、自動運転から手動運転に切り替える、車両制御装置。
  15. 請求項1~14のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記第1要求は、運転操作要求であり、
    前記第2要求は、運転交代要求である、車両制御装置。
  16. 請求項1~14のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記第1要求は、運転操作要求であり、
    前記第2要求は、前記運転操作要求よりも要求レベルの高い他の運転操作要求である、車両制御装置。
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