JP7347453B2 - 車両制御装置及び車両制御用コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置及び車両制御用コンピュータプログラムに関する。

車両に搭載される自動制御装置は、車両の現在位置と、車両の目的位置と、地図情報とに基づいて、車両のナビルートを生成し、車両をこのナビルートに沿って走行するように制御する。

自動制御装置は、車両と他の車両との間に安全な距離が維持されるように、車両の動作を制御する。そして、自動制御装置は、自動制御で車両と他の車両との間に安全な距離が維持できなくなると判定した場合、車両の制御をドライバに移管して、車両の運転を自動制御から手動制御へ変更する。

また、自動制御装置は、ドライバに異常が生じた場合、車両が走行している走行車線上で停車するように車両を制御する。これは、自動制御装置が安全な走行が行えないと判定した時に、車両の制御をドライバに移管できないためである。

例えば、特許文献１には、ドライバの覚醒度が制動開始覚醒度以下となった場合、直ぐに自動ブレーキ予告時間の間ブレーキランプの点滅を行った後、ブレーキ操作を開始して制動力を発生する車両用自動ブレーキ装置が提案されている。

特開平９－２４９１０４号公報

特許文献１に記載の車両用自動ブレーキ装置では、車両が比較的速い速度で走行している時でも、ドライバの運転の覚醒度が制動開始覚醒度以下となった場合、直ぐに制動灯を点灯させた後ブレーキが操作されるので、後続車両のドライバを驚かせて走行の妨げとなる可能性があった。

そこで、本発明は、ドライバの運転に対する関与レベルが低いと判定された場合、車両が比較的高速で走行している時には、直ぐに制動灯を点灯することなく後続車両の走行を妨げないように車両の速度を制御可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

一の実施形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、ドライバの運転に対する関与レベルを判定するドライバ判定部と、車両の速度と所定の基準速度との関係を判定する速度判定部と、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、車両の速度が基準速度よりも速いと判定された場合、第１減速度を用いて制動灯を点灯させずに車両を減速させる第１の運転計画を生成し、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、車両の速度が基準速度以下であると判定された場合、第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて車両を減速させる第２の運転計画を生成する、運転計画部と、を有することを特徴とする。

この車両制御装置において、第１の運転計画に基づいて車両の動作を制御する車両制御部を更に有し、車両制御部は、第１の運転計画に基づいて制御されている車両の減速度が第１減速度よりも大きい場合、車両を加速して車両の減速度が第１減速度になるように車両を制御することが好ましい。

また、この車両制御装置において、運転計画部は、車両を、車両が走行している走行車線に隣接する路肩へ移動させて停車させるように第２の運転計画を生成することが好ましい。

更に、この車両制御装置において、運転計画部は、ドライバの運転に対する関与レベルが、所定の基準よりも低い第２の所定の基準よりも低く、且つ、車両の速度が基準速度以下であると判定された場合、非常点滅表示灯を点滅し、ドライバの運転に対する関与レベルが第２の所定の基準よりも低いと判定され、且つ、制動装置が用いられる場合、制動灯を点灯し且つ非常点滅表示灯を消灯するように、第２の運転計画を生成することが好ましい。

他の実施形態によれば、車両制御用コンピュータプログラムが提供される。この車両制御用コンピュータプログラムは、ドライバの運転に対する関与レベルを判定し、車両の速度と所定の基準速度との関係を判定し、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準値よりも低く、且つ、車両の速度が基準速度よりも速いと判定された場合、第１減速度を用いて制動灯を点灯させずに車両を減速させる第１の運転計画を生成し、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、車両の速度が基準速度以下であると判定された場合、第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて車両を減速させる第２の運転計画を生成する、ことをプロセッサに実行させることを特徴とする。

本発明に係る車両制御装置は、ドライバの運転に対する関与レベルが低いと判定された場合、車両が比較的高速で走行している時には、車両の速度が所定の基準速度以下になるまで制動灯を点灯させないで車両を減速させることにより、後続車両の走行を妨げないようにできる。

本実施形態の車両制御装置の一例である車両制御システムの動作の概要を説明する図である。 本実施形態の車両制御システムが実装される車両の概略構成図である。 本実施形態の車両制御システムの減速計画処理に関する動作フローチャートである。 車両制御システムの動作を説明する図である（その１）。 車両制御システムの動作を説明する図である（その２）。 車両制御システムの動作を説明する図である（その３）。

図１は、本実施形態の車両制御装置の一例である車両制御システム１の動作の概要を説明する図である。以下、図１を参照しながら、本明細書に開示する車両制御システム１の減速計画処理に関する動作の概要を説明する。

図１に示す例において、車両１０は、２つの車線５１、５２及び路肩５３を有する道路５０の車線５１上を走行している。車線５１及び車線５２は、車線区画線５４により区画されており、車線５１及び路肩５３は、車線区画線５５により区画されている。

車両１０に搭載される車両制御システム１は、車両１０の運転を自動制御している。車両制御システム１は、車両１０の運転を自動制御できなくなった時に車両の制御をドライバに移管可能か否かを判定するため、ドライバの運転に対する関与レベルを監視している。

時刻Ｔ１０１で、車両１０は車線５１上を走行しており、車両制御システム１は、ドライバの運転に対する関与レベルは所定の基準以上である判定している。

時刻Ｔ１０２で、車両制御システム１は、ドライバの運転に対する関与レベルは所定の基準よりも低いと判定し、ドライバに対して運転に関与することを求める警告を与える。そして、車両制御システム１は、車両１０の速度は基準速度よりも速いので、後続車両の走行を妨げない程度に車両１０を減速させる第１減速度を用いて、制動灯を点灯させず車両１０を減速させるように、車両１０の動作を制御する。

時刻Ｔ１０３で、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低い状態が続いており、車両１０の速度が基準速度以下となったので、車両制御システム１は、第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて車両１０を減速させるように、車両１０の動作を制御する。その結果、車両１０は制動装置を用いて制動灯を点灯させながら更に減速する。

時刻Ｔ１０４で、ドライバに対して警告が与えられた後所定の時間が経過しても、ドライバの運転に対する関与レベルが低い状態が続いている。車両制御システム１は、ドライバに異常があると判定し、車両１０を路肩５３へ移動させて停車させる運転計画を生成する。その結果、車両１０は車線５１から路肩５３へ移動し、時刻Ｔ１０８で路肩に停車する。

上述したように、車両制御システム１は、ドライバの運転に対する関与レベルが低いと判定された場合、車両１０が比較的高速で走行している時には、車両１０の速度が所定の基準速度以下になるまで制動灯を点灯させないで車両１０を減速させることにより、後続車両の走行を妨げないようにできる。

図２は、車両制御システム１が実装される車両１０の概略構成図である。車両１０は、カメラ２と、レーダセンサ３ａ～３ｆと、非常時点滅灯（方向指示灯）４ａ～４ｆと、制動灯５ａ、５ｂと、測位情報受信機６と、ナビゲーション装置７と、ユーザインターフェース（ＵＩ）８と、速度センサ９と、地図情報記憶装置１１と、監視装置１２と、位置推定装置１３と、物体検出装置１４と、走行車線計画装置１５と、運転計画装置１６と、車両制御装置１７と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９等を有する。このうち、地図情報記憶装置１１と、監視装置１２と、位置推定装置１３と、物体検出装置１４と、走行車線計画装置１５と、運転計画装置１６と、車両制御装置１７と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９は、車両制御システム１を構成する。なお、車両１０は、道路特徴物又は他の物体を検出するためにLiDARセンサを有していてもよい。

運転計画装置１６と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９とは、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準値よりも低いと判定された場合、車両１０が比較的高速で走行している時には、後続車両の走行を妨げないように車両１０の速度を減速させる運転計画を協働して生成する。

カメラ２と、レーダセンサ３ａ～３ｆと、非常時点滅灯（方向指示灯）４ａ～４ｆと、制動灯５ａ、５ｂと、測位情報受信機６と、ナビゲーション装置７と、ユーザインターフェース（ＵＩ）８と、速度センサ９と、地図情報記憶装置１１と、監視装置１２と、位置推定装置１３と、物体検出装置１４と、走行車線計画装置１５と、運転計画装置１６と、車両制御装置１７と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９は、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク２２を介して通信可能に接続される。

カメラ２は、車両１０に設けられる撮像部の一例である。カメラ２は、車両１０の前方を向くように、車両１０に取り付けられる。カメラ２は、例えば所定の周期で、車両１０の前方の所定の領域の環境が表されたカメラ画像を撮影する。カメラ画像には、車両１０の前方の所定の領域内に含まれる道路と、その路面上の車線区画線等の道路特徴物が表わされ得る。カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳ等、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する撮像光学系を有する。

カメラ２は、カメラ画像を撮影する度に、カメラ画像及びカメラ画像が撮影されたカメラ画像撮影時刻を、車内ネットワーク２２を介して、位置推定装置１３及び物体検出装置１４へ出力する。カメラ画像は、位置推定装置１３において、車両１０の位置を推定する処理に使用される。また、カメラ画像は、物体検出装置１４において、車両１０の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。

レーダセンサ３ａ～３ｆは、車両１０の前方、左側前方、右側前方、後方、左側後方、右側後方を向くように、例えば、車両１０の外面に取り付けられる。レーダセンサ３ａ～３ｆのそれぞれは、所定の周期で設定される反射波情報取得時刻において、車両１０の前方、左側前方、右側前方、後方、左側後方、右側後方に向けてミリ波を同期して発射し、反射物により反射された反射波を受信する。反射波が戻ってくるのに要する時間は、ミリ波が照射された方向に位置する他の物体と車両１０との間の距離情報を有する。レーダセンサ３ａ～３ｆのそれぞれは、ミリ波の出射方向及び反射波が戻ってくるのに要する時間を含む反射波情報を、ミリ波を出射した反射波情報取得時刻と共に、車内ネットワーク２２を介して物体検出装置１４へ出力する。反射波情報は、物体検出装置１４において、車両１０の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。

非常時点滅灯（方向指示灯）４ａ～４ｆは、車両１０の左側前方、左側、左側後方、右側前方、右側、右側後方を向くように、例えば、車両１０の外面に取り付けられる。非常時点滅灯（方向指示灯）４ａ～４ｆは、車両制御システム１によって制御される。車両１０の非常時には、全ての非常時点滅灯４ａ～４ｆが点灯する。また、車両１０が左側へ方向を変える時には、方向指示灯４ａ～４ｃが点灯し、車両１０が右側へ方向を変える時には、方向指示灯４ｄ～４ｆが点灯する。

制動灯５ａ、５ｂは、車両１０の左側後方、右側後方を向くように、例えば、車両１０の外面に取り付けられる。制動灯５ａ、５ｂは、車両制御システム１によって制御される。制動灯５ａ、５ｂは、車両１０の制動装置（図示せず）が動作している時に点灯して、後続車両に対して制動装置が作動して減速していることを通知する。

測位情報受信機６は、車両１０の現在位置を表す測位情報を出力する。例えば、測位情報受信機６は、ＧＮＳＳ受信機とすることができる。測位情報受信機６は、所定の受信周期で測位情報を取得する度に、測位情報及び測位情報を取得した測位情報取得時刻を、ナビゲーション装置７及び地図情報記憶装置１１等へ出力する。

ナビゲーション装置７は、ナビゲーション用地図情報と、ＵＩ８から入力された車両１０の目的位置と、測位情報受信機６から入力された車両１０の現在位置を表す測位情報とに基づいて、車両１０の現在位置から目的位置までのナビルートを生成する。ナビルートは、右折、左折、合流、分岐等の位置に関する情報を含む。ナビゲーション装置７は、目的位置が新しく設定された場合、又は、車両１０の現在位置がナビルートから外れた場合などに、車両１０のナビルートを新たに生成する。ナビゲーション装置７は、ナビルートを生成する度に、そのナビルートを、車内ネットワーク２２を介して、位置推定装置１３、走行車線計画装置１５及び運転計画装置１６等へ出力する。

ＵＩ８は、通知部の一例である。ＵＩ８は、ナビゲーション装置７、監視装置１２及び運転計画装置１６等に制御されて、車両１０の走行情報、運転に関与することを求める警告等をドライバへ通知する。また、ＵＩ８は、ドライバから車両１０に対する操作に応じた操作信号を生成する。車両１０の走行情報は、車両の現在位置、ナビルート等の車両の現在及び将来の経路に関する情報等を含む。ＵＩ８は、走行情報及び警告等を表示するために、液晶ディスプレイ又はタッチパネル等の表示装置８１を有する。また、ＵＩ８は、走行情報及び警告等をドライバへ通知するための音響出力装置（図示せず）を有していてもよい。また、ＵＩ８は、ドライバから車両１０への操作情報を入力する入力装置として、例えば、タッチパネル又は操作ボタンを有する。操作情報として、例えば、目的位置、経由地、車両速度及びその他の車両の制御情報等が挙げられる。ＵＩ８は、入力された操作情報を、車内ネットワーク２２を介してナビゲーション装置７及び運転計画装置１６等へ出力する。

速度センサ９は、車両１０の速度を表す速度情報を検知して、車内ネットワーク２２を介して速度判定装置１９等へ出力する。速度センサ９は、例えば、車両１０のタイヤの回転数を検知し、回転数を表す速度情報を、速度判定装置１９等へ出力する。

地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置を含む相対的に広い範囲（例えば１０～３０ｋｍ四方の範囲）の広域地図情報を記憶する。この広域地図情報は、路面の３次元情報と、道路上の車線区画線等の道路特徴物、構造物の種類及び位置を表す情報と、道路の法定速度等を含む高精度地図情報を有する。地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置に応じて、車両１０に搭載される無線通信装置（図示せず）を介した無線通信により、基地局を介して外部のサーバから広域地図情報を受信して記憶装置に記憶する。地図情報記憶装置１１は、測位情報受信機６から測位情報を入力する度に、記憶している広域地図情報を参照して、測位情報により表される現在位置を含む相対的に狭い領域（例えば、１００ｍ～１０ｋｍ四方の範囲）の地図情報を、車内ネットワーク２２を介して位置推定装置１３、走行車線計画装置１５及び運転計画装置１６等へ出力する。

監視装置１２は、ドライバの状態を監視して、ドライバの運転に関与する動作が検知されなかった場合に、ドライバの運転に関与する動作が検知されなかったことを表す運転不関与信号を生成する。監視装置１２は、運転不関与信号を、車内ネットワーク３１を介して運転計画装置１６へ出力する。監視装置１２は、ドライバの頭部を含む頭部画像を撮影する監視カメラ１２１と、ドライバがステアリングを保持していることを検知するタッチセンサ１２２と、ステアリングのトルクを検知するトルクセンサ１２３とを有する。監視装置１２は、所定の周期を有する監視時刻において撮影された頭部画像に基づいて、ドライバの視線方向、眼の開き度合い（以下、開眼度ともいう）及び口の開き度合い（以下、開口度ともいう）を検出し、検出された視線方向、開眼度及び開口度に基づいて、ドライバの運転に対する関与レベルを判定する。監視装置１２は、視線方向が、車両１０の前方を含む所定の範囲から外れている場合、ドライバの運転に対する関与レベルは低いと判定する。また、監視装置１２は、開眼度が所定の開眼度基準値未満であるか、又は、開口度が所定の開口度基準値以上である場合、ドライバの運転に対する関与レベルは低いと判定する。一方、監視装置１２は、視線方向が、車両１０の前方を含む所定の基準範囲内にあるか、開眼度が所定の開眼度基準値以上であるか、又は、開口度が所定の開口度基準値未満である場合、ドライバの運転に対する関与レベルは高いと判定する。

監視装置１２は、ドライバの運転に対する関与レベルが低いと判定した場合、ＵＩ８を介して、ドライバに対して運転に関与することを求める警告を与える。監視装置１２は、ドライバに対して警告を与えたことを示す警告信号を、車内ネットワーク２２を介してドライバ判定装置１８にも出力する。監視装置１２がドライバの運転に対する関与レベルが低いと判定ことは、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低いと判定することの一例である。監視装置１２は、ドライバに対して警告を与えた後の所定の時間内に、検出された視線方向、開眼度及び開口度に基づいて、ドライバの運転に対する関与レベルが高いと判定された場合、ドライバは運転に関与していると判定する。また、監視装置１２は、ドライバに対して警告を与えた後の所定の時間内に、タッチセンサ１２２によってドライバがステアリングを保持していることが検知された場合、又は、トルクセンサ１２３によってドライバによるステアリングの操作が検知された場合、ドライバは運転に関与していると判定する。また、監視装置１２は、ドライバに対して警告を与えた後の所定の時間内に、ドライバによるアクセルペダル又はブレーキペダルの操作が検知された場合、ドライバは運転に関与していると判定する。一方、ドライバに対して警告を与えた後の所定の時間内に、ドライバの運転に対する関与レベルが高いと判定されず、且つ、タッチセンサ１２２によってドライバがステアリングを保持していることが検知されず、且つ、トルクセンサ１２３によってドライバによるステアリングの操作が検知されず、且つドライバによるアクセルペダル及びブレーキペダルの操作が検知されない場合、ドライバは運転に関与していないと判定する。そして、監視装置１２は、ドライバの運転に関与する動作が検知されなかったことを表す運転不関与信号を生成する。監視装置１２がドライバは運転に関与していないと判定することは、ドライバの運転に対する関与レベルが、所定の基準よりも低い第２の所定の基準よりも低いと判定することの一例である。監視装置１２は、運転不関与信号をドライバ判定装置１８及び運転計画装置１６へ出力する。なお、上述したのは運転不関与信号を生成する一例であって、監視装置１２は、他の方法を用いて運転不関与信号を生成するか否かを判定しても良い。

位置推定装置１３は、カメラ画像内に表された車両１０の周囲の道路特徴物に基づいて、カメラ画像撮影時刻における車両１０の位置を推定する。例えば、位置推定装置１３は、カメラ画像内に識別した車線区画線と、地図情報記憶装置１１から入力された地図情報に表された車線区画線とを対比して、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置及び推定方位角を求める。また、位置推定装置１３は、地図情報に表された車線区画線と、車両１０の推定位置及び推定方位角とに基づいて、車両１０が位置する道路上の走行車線を推定する。位置推定装置１３は、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置、推定方位角及び走行車線を求める度に、これらの情報を、物体検出装置１４、走行車線計画装置１５、運転計画装置１６及び車両制御装置１７へ出力する。

物体検出装置１４は、カメラ画像及び反射波情報に基づいて、車両１０の周囲の他の物体及びその種類（例えば、車両）を検出する。他の物体には、車両１０の周囲を走行する他の車両が含まれる。物体検出装置１４は、検出された他の物体を追跡して、他の物体の軌跡を求める。物体検出装置１４は、地図情報に表された車線区画線と、他の物体位置とに基づいて、他の物体が走行している走行車線を特定する。物体検出装置１４は、検出された他の物体の種類を示す情報と、その位置を示す情報及び走行車線を示す情報を含む物体検出情報を、走行車線計画装置１５及び運転計画装置１６等へ出力する。

走行車線計画装置１５は、所定の周期で設定される走行車線計画生成時刻において、ナビルートから選択された直近の運転区間（例えば、１０ｋｍ）において、地図情報と、ナビルート及び周辺環境情報と、車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０が走行する道路内の車線を選択して、車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。走行車線計画装置１５は、例えば、車両１０が追い越し車線以外の車線を走行するように、走行車線計画を生成する。走行車線計画装置１５は、走行車線計画を生成する度に、この走行車線計画を運転計画装置１６へ出力する。

また、走行車線計画装置１５は、ナビルートから選択された直近の運転区間において、地図情報と、ナビルートと、車両１０の現在位置とに基づいて、車線変更の要否を判定する。走行車線計画装置１５は、車線変更の要否の判定に、周辺環境情報又は車両状態情報を更に利用してもよい。周辺環境情報は、車両の１０の周囲を走行する他の車両の位置及び速度等を含む。車両状態情報は、車両１０の現在位置、車両速度、加速度及び進行方向等を含む。具体的には、走行車線計画装置１５は、ナビルートと車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０の目的位置へ向かう車線へ移動するために、車線変更の要否を判定する。車両１０が現在走行している走行道路から合流先の他の道路へ進入すること（合流）、及び、車両１０が走行道路から分岐先の他の道路へ退出すること（分岐）の有無を判定する。合流及び分岐では、車両が走行道路の車線から他の道路の車線へ移動するので、車線変更が行われる。

運転計画装置１６は、所定の周期で設定される運転計画生成時刻において、走行車線計画と、地図情報と、車両１０の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、所定の時間（例えば、５秒）先までの車両１０の予定走行軌跡を表す運転計画を生成する運転計画処理を実行する。運転計画は、現時刻から所定時間先までの各時刻における、車両１０の目標位置及びこの目標位置における目標車両速度の集合として表される。運転計画が生成される周期は、走行車線計画が生成される周期よりも短いことが好ましい。運転計画装置１６は、走行車線計画が車両１０の車線間を移動する車線変更を含む場合、車両１０と他の車両との間に所定の距離を維持できるように、車線変更を含む運転計画を生成する。運転計画装置１６は、走行車線計画が車両１０の車線間を移動する車線変更を含んでいても、車両１０と他の車両との間に所定の距離を確保できない場合、車両を停車するように運転計画を生成する。運転計画装置１６は、運転計画を生成する度に、運転計画を車両制御装置１７へ出力する。また、車両制御システム１の減速計画処理において、運転計画装置１６は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準値よりも低く、且つ、車両１０の速度が基準速度よりも速いと判定された場合、第１減速度を用いて制動灯５ａ、５ｂを点灯させずに車両１０を減速させる第１の運転計画を生成する。また、車両制御システム１の減速計画処理において、運転計画装置１６は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準値よりも低く、且つ、車両１０の速度が基準速度以下であると判定された場合、第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて車両１０を減速させる第２の運転計画を生成する。運転計画装置１６が、車両１０が減速するように運転計画を生成することについては、車両制御システム１の減速計画処理の説明において後述する。

車両制御装置１７は、車両１０の現在位置と、車両速度及びヨーレートと、運転計画装置１６によって生成された運転計画とに基づいて、車両１０がナビルートに沿って走行するように車両１０の各部を制御する。例えば、車両制御装置１７は、運転計画、車両１０の車両速度及びヨーレートに従って、車両１０の操舵角、加速度及び角加速度を求め、その操舵角、加速度及び角加速度となるように、操舵量、アクセル開度又はブレーキ量を設定する。そして車両制御装置１７は、設定された操舵量に応じた制御信号を、車両１０の操舵輪を制御するアクチュエータ（図示せず）へ出力する。また、車両制御装置１７は、設定されたアクセル開度に従って燃料噴射量を求め、その燃料噴射量に応じた制御信号を車両１０のエンジンなどの駆動装置（図示せず）へ出力する。あるいは、車両制御装置１７は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両１０のブレーキ（図示せず）へ出力する。

車両制御システム１の減速計画処理において、ドライバ判定装置１８は、ドライバの運転に対する関与レベルを判定し、速度判定装置１９は、車両１０の速度と所定の基準速度との関係を判定する。

地図情報記憶装置１１と、監視装置１２と、位置推定装置１３と、物体検出装置１４と、走行車線計画装置１５と、運転計画装置１６と、車両制御装置１７と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９は、通信インターフェース（図示せず）と、メモリ（図示せず）と、プロセッサ（図示せず）とを有する。通信インターフェースは、各装置を車内ネットワーク２２に接続するためのインターフェース回路を有する。

地図情報記憶装置１１と、監視装置１２と、位置推定装置１３と、物体検出装置１４と、走行車線計画装置１５と、運転計画装置１６と、車両制御装置１７と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９とが有する機能の全て又は一部は、例えば、プロセッサ上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサが有する機能モジュールは、プロセッサに設けられる、専用の演算回路であってもよい。プロセッサは、１個又は複数個のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を有する。プロセッサは、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路を更に有していてもよい。各装置が有するメモリは、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリは、各装置のプロセッサにより実行される情報処理において使用されるアプリケーションのコンピュータプログラム及び各種のデータを記憶する。

地図情報記憶装置１１と、監視装置１２と、位置推定装置１３と、物体検出装置１４と、走行車線計画装置１５と、運転計画装置１６と、車両制御装置１７と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９は、別々の装置として説明されているが、これらの装置の全て又は一部は、一つの装置として構成されていてもよい。

運転計画装置１６と、ドライバ判定装置１８と、速度判定装置１９は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準値よりも低いと判定された場合、車両１０が比較的高速で走行している時には、後続車両の走行を妨げないように車両１０の速度を減速させる減速計画処理を協働して実行する。

図３は、車両制御システム１の減速計画処理に関する動作フローチャートの一例である。図３を参照しながら、車両制御システム１の処理について、以下に説明する。車両制御システム１は、車両１０の走行中に、図３に示される動作フローチャートに従って減速計画処理を繰り返して実行する。

まず、車両制御システム１のドライバ判定装置１８は、所定の周期で設定されるドライバ判定時刻において、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ドライバ判定装置１８は、監視装置１２から、警告信号又は運転不関与信号が入力された場合、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低いと判定する（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）。監視装置１２は、ドライバの視線方向が車両１０の前方を含む所定の範囲から外れている場合、ドライバの開眼度が所定の開眼度基準値未満である場合、又は、ドライバの開口度が所定の開口度基準値以上である場合に、警告信号をドライバ判定装置１８へ出力するので、ドライバ判定装置１８は警告信号が入力されると、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低いと判定する。また、監視装置１２が運転不関与信号をドライバ判定装置１８へ出力するのは、ドライバに対して警告を与えた後の所定の時間内にドライバの運転に対する関与レベルが高いと判定されない場合なので、ドライバ判定装置１８は運転不関与信号が入力された場合ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低いと判定する。

一方、監視装置１２から警告信号又は運転不関与信号が入力されていない場合、ドライバ判定装置１８は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低くはない（異常なし）と判定して（ステップＳ１０１－Ｎｏ）、車両制御システム１の減速計画処理に関する動作は終了する。

ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低いと判定された場合、車両制御システム１の速度判定装置１９は、車両１０の速度と基準速度との関係を判定する（ステップＳ１０２）。まず、速度判定装置１９は、速度センサ９から入力された速度情報に基づいて、車両１０の速度を求める。例えば、速度判定装置１９は、速度情報の一例である車両１０のタイヤの回転速度に基づいて、車両１０の速度を求める。速度判定装置１９の有するメモリ（図示せず）には、地域と、地域における基準速度との関係が記憶されている。速度判定装置１９は、メモリから読み出した、車両１０の現在位置が含まれる地域の基準速度に基づいて、車両１０の速度が基準速度よりも低いか否かを判定する。速度判定装置１９は、車両１０の速度と基準速度との関係の判定結果を運転計画装置１６へ通知する。

車両１０の速度が基準速度よりも速い場合（ステップＳ１０２－Ｙｅｓ）、車両制御システム１の運転計画装置１６は、第１減速度を用いて制動灯５ａ、５ｂを点灯させずに車両１０の速度を減速させる第１の運転計画を生成して（ステップＳ１０３）、この運転計画を車両制御装置１７へ通知する。運転計画装置１６は、第１減速度を用いて車両１０を減速する期間と、減速していない期間とを含むように第１の運転計画を生成してもよい。また、運転計画装置１６は、第１の運転計画の中で第１減速度を第２減速度よりも小さい範囲内で他の値に変化させるように第１の運転計画を生成してもよい。そして、車両制御システム１の減速計画処理に関する動作は終了する。

一方、車両１０の速度が基準速度以下の場合（ステップＳ１０２－Ｎｏ）、運転計画装置１６は、車両の速度が基準速度よりも遅い第２の基準速度よりも速いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。車両１０の速度が第２の基準速度よりも速い場合（ステップＳ１０４－Ｙｅｓ）、運転計画装置１６は、第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて車両１０の速度を減速させる第２の運転計画を生成する（ステップＳ１０５）。運転計画装置１６は、第２減速度を用いて車両１０を減速する期間と、減速していない期間とを含めて第２の運転計画を生成してもよい。また、運転計画装置１６は、第２の運転計画の中で第２減速度を第１減速度よりも大きい範囲内で他の値に変化させるように第２の運転計画を生成してもよい。

また、運転計画装置１６は、車両の速度が基準速度以下であり、且つ、監視装置１２から運転不関与信号が入力されている場合、車両１０を、車両１０が走行している車線５１に隣接する路肩５３へ移動させて停車させるように第２の運転計画を生成してもよい。具体的には、運転計画装置１６は、車両１０の現在位置と、地図情報と、車両１０の車両速度とに基づいて、車両１０の現在位置から所定の範囲内に車両１０を停車可能な路肩５３上の目標位置を決定する。そして、運転計画装置１６は、車両１０が方向指示灯を点灯させながら、車両１０の現在位置から路肩５３上の目標位置へ向かって減速して移動した後、路肩５３上の目標位置で停車する第２の運転計画を生成する。ここで、運転計画装置１６は、制動装置が用いられる場合、制動灯５ａ、５ｂを点灯し且つ非常点滅表示灯４ａ～４ｆを消灯するように、第２の運転計画を生成する。運転計画装置１６は、第２の運転計画を車両制御装置１７へ通知する。そして、車両制御システム１の減速計画処理に関する動作は終了する。

一方、車両１０の速度が第２の基準速度以下の場合（ステップＳ１０４－Ｎｏ）、車両制御システム１の減速計画処理に関する動作は終了する。この場合、運転計画装置１６は、車両１０が前方を走行する他の車両に追従して走行するように車両１０の運転計画を生成してもよい。

次に、上述された運転計画に基づいて制御される車両１０の動作の一例について、図４を参照しながら、以下に説明する。

まず、時刻Ｔ１０１において、車両１０は、道路５０の車線５１上を巡航速度で走行しており、ドライバ判定装置１８は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準以上である（異常なし）と判定している。

次に、時刻Ｔ１０２において、車両１０は、警告をドライバへ与える。車両１０は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、車両１０の速度が基準速度よりも速いと判定する。車両１０は、第１減速度を用いて制動灯５ａ、５ｂを点灯させずに車両１０の速度を減速させなら車線５１上を走行する。車両１０は、第１減速度を実現する手段として、エンジンブレーキ（駆動装置が内燃機関を有する場合）、回生ブレーキ（駆動装置が電気モータを有する場合）、車両１０の空気抵抗及びタイヤと路面との摩擦等を用いることができる。車両１０の速度の低下量は、道路５０を走行する車両の速度分布の標準偏差程度であるので、道路５０を走行する車両の速度のばらつきの範囲内程度である。従って、車両１０が第１減速度で速度を低下することが、車両１０の後方に位置する後続車両の走行を妨げるおそれはないと考えられる。

次に、時刻Ｔ１０３において、車両１０は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、車両１０の速度が基準速度以下であると判定する。車両１０は、第２減速度を用いて、車両１０を減速させなら車線５１上を走行させる。車両１０は、第２減速度を実現する手段として、タイヤの回転速度を摩擦力で低減する制動装置及び回生ブレーキ（車両１０が駆動装置として電気モータを有する場合）を用いることができる。図４に示す例では、車両１０は、制動装置を用いて減速しているので、制動灯５ａ、５ｂが点灯させなら車線５１上を走行している。

次に、時刻Ｔ１０４において、車両１０は、ドライバは運転に関与していないと判定する。車両１０は、速度を一定に維持した状態で、非常点滅表示灯４ａ～４ｆを点灯させ、車両１０の現在位置から所定の範囲内に車両１０を停車可能な路肩５３上の目標位置を探索しながら車線５１上を走行する。

次に、時刻Ｔ１０５において、車両１０は、路肩５３上の目標位置に移動するべく、車両１０が左側へ方向を変えることを示す方向指示灯４ａ～４ｃを点灯させて車線５１上を走行している。車両１０は、第２減速度が得られるように制動装置を用いて減速しているので、制動灯５ａ、５ｂを点灯させ且つ非常点滅表示灯４ａ～４ｆを消灯している。また、車両１０は、制動灯５ａ、５ｂを点灯させ且つ方向指示灯４ａ～４ｃを消滅させてもよい。

制動灯５ａ、５ｂは車両１０が減速することを後続車両のドライバへ報知し、非常点滅表示灯４ａ～４ｆは、車両１０が非常事態にあることを周囲の他の車両のドライバへ報知することを目的としているので、どちらの灯も、灯を点灯した車両への注意を促すものである。これら２つの灯を同時に点灯すると、後続車両及び周囲の他の車両のドライバは、ランプを点灯した車両の状態を正確に把握できないおそれがある。そこで、車両１０は、制動灯５ａ、５ｂ及び非常点滅表示灯４ａ～４ｆのうちの一つの灯だけを点灯するように制御して、後続車両及び周囲の他の車両のドライバを混乱させないようにする。なお、地域よっては、２つの灯を点灯することが他の車両のドライバを混乱させないことがある。このような場合、車両１０は、制動灯５ａ、５ｂを点灯させ且つ非常点滅表示灯４ａ～４ｆを点滅させてもよい。更に、車両１０は、制動灯５ａ、５ｂを点灯させ且つ方向指示灯４ａ～４ｃを点灯させてもよい。

次に、時刻Ｔ１０６において、車両１０は、方向指示灯４ａ～４ｃを点灯させ、走行していた車線５１から車線区画線５５をまたいで路肩５３へ進入していく。方向指示灯と非常点滅表示灯とは同じなので、方向指示灯の点灯中は、非常点滅表示灯は消灯する。

次に、時刻Ｔ１０７において、車両１０は、制動装置を用いて減速しているので、車両１０は、制動灯５ａ、５ｂが点灯させ且つ非常点滅表示灯４ａ～４ｆを消灯させている。

次に、時刻Ｔ１０８において、車両１０は、路肩５３上の目標位置で停車し、制動装置の動作が停止して非常点滅表示灯４ａ～４ｆを点灯させる。

上述したように、車両１０の車両制御装置１７は、運転計画装置１６が生成した運転計画に基づいて、第１減速度又は第２減速度で車両１０を減速させる。車両制御装置１７が車両１０を減速させる方法の具体例を、図６を参照しながら、以下に説明する。

車両１０の減速度は車両１０が走行する道路の勾配によって大きな影響を受ける場合があるので、図６では、道路の勾配に応じて、第１減速度を実現する減速方法及び第２減速度を実現する減速方法車が示されている。

（第１減速度を実現する減速方法）
まず、道路の勾配が比較的小さい平坦な道路、小さな勾配の上り坂又は小さな勾配の下り坂を車両１０が走行している場合には、車両制御装置１７は、第１減速度を実現する方法として、駆動装置への燃料の供給を停止してエンジンブレーキを用いるか、又は、タイヤの回転力を用いて電気モータで発電させて回生ブレーキを用いる。車両制御装置１７は、車両１０の減速度が第１減速度に満たない場合、シフトダウンしてさらに減速度を高めてもよい。また、第１減速度（及び第２減速度）を実現する方法として、車両制御装置１７の制御可能な制動方法ではないが、車両１０の空気抵抗及びタイヤと路面との摩擦も用いられる。

次に、大きな勾配の上り坂を車両１０が走行している場合には、車両制御装置１７は、当初、第１減速度を実現する方法としてエンジンブレーキ又は回生ブレーキを用いる。そして、車両１０が道路の大きな傾斜により減速して、車両１０の減速度が第１減速度よりも大きくなると、車両制御装置１７は、駆動装置を用いて車両１０を加速して、車両１０の車両の減速度が第１減速度になるように車両１０を制御する。なお、第１減速度（及び第２減速度）を実現する方法として、車両制御装置１７の制御可能な制動方法ではないが、車両１０の空気抵抗及びタイヤと路面との摩擦も用いられる。

更に、大きな勾配の下り坂を車両１０が走行している場合には、車両制御装置１７は、第１減速度を実現する方法として、エンジンブレーキ又は回生ブレーキを用いる。また、第１減速度（及び第２減速度）を実現する方法として、車両制御装置１７の制御可能な制動方法ではないが、車両１０の空気抵抗及びタイヤと路面との摩擦も用いられる。運転計画装置１６は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、車両１０の速度が基準速度よりも速い状態が所定の時間以上継続した場合、第２の運転計画を生成するようにしてもよい。なお、小さな勾配と大きな勾配の上り坂、又は、小さな勾配と大きな勾配の下り坂を車両１０が走行している場合にも、車両制御装置１７は、第１減速度が得られるように、車両１０を生後する。

（第２減速度を実現する減速方法）
まず、道路の勾配が比較的小さい平坦な道路、小さな勾配の上り坂又は小さな勾配の下り坂を車両１０が走行している場合には、車両制御装置１７は、第２減速度を実現する方法として、制動装置を用いる。車両制御装置１７は、制動装置を作動している間、制動灯５ａ、５ｂを点灯させる。なお、車両制御装置１７は、回生ブレーキを用いてもよい。

次に、大きな勾配の上り坂を車両１０が走行している場合には、車両制御装置１７は、第２減速度を実現する方法として、エンジンブレーキ又は回生ブレーキを用いる。車両制御装置１７は、車両１０の減速度が第２減速度に満たない場合、シフトダウンしてさらに減速度を高めてもよい。また、第２減速度を実現する方法として、制御可能な制動方法ではないが、車両１０の空気抵抗及びタイヤと路面との摩擦も用いられる。なお、車両制御装置１７は、制動装置を用いてもよい。

更に、大きな勾配の下り坂を車両１０が走行している場合には、車両制御装置１７は、第２減速度を実現する方法として、制動装置を用いる。車両制御装置１７は、制動装置を作動している間、制動灯５ａ、５ｂを点灯させる。なお、車両制御装置１７は、回生ブレーキを用いてもよい。なお、小さな勾配と大きな勾配の上り坂、又は、小さな勾配と大きな勾配の下り坂を車両１０が走行している場合にも、車両制御装置１７は、第２減速度が得られるように、車両１０を生後する。

以上に説明してきたように、この車両制御装置は、ドライバの運転に対する関与レベルを判定し、車両の速度と所定の基準速度との関係を判定する。車両制御装置は、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準値よりも低く、且つ、車両の速度が前記基準速度よりも速いと判定された場合、第１減速度を用いて制動灯を点灯させずに車両の速度を減速させる第１の運転計画を生成し、ドライバの運転に対する関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、車両の速度が基準速度以下であると判定された場合、第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて車両の速度を減速させる第２の運転計画を生成する。これにより、車両制御装置は、ドライバの運転に対する関与レベルが低いと判定された場合、車両が比較的高速で走行している時には、車両の速度が所定の基準速度以下になるまで制動灯を点灯させないで車両を減速させることにより、後続車両の走行を妨げないようにできる。

次に、車両制御システム１の減速計画処理に関する他の動作例を、図６を参照しながら、以下に説明する。

上述した車両制御システム１の減速計画処理に関する動作例では、車両１０は、走行する車線５１に隣接する路肩上に停車していたが、地形によっては、車両１０を停車可能な路肩を見つけられない場合がある。この場合、車両１０は、走行している車線上に停車する。車両１０が走行している車線上に停車する動作例を、図６を参照しながら、以下に説明する。

図６に示す例では、時刻Ｔ２０１～時刻Ｔ２０３までの車両１０の動作は、上述した動作例における時刻Ｔ１０１～時刻Ｔ１０３の動作と同様である。時刻Ｔ２０４において、車両１０は、車両１０の現在位置から所定の範囲内に車両１０を停車可能な路肩５３上の目標位置を探索したが見つけることはできなかった。そこで、車両１０は、第２減速度で減速して停車する目標位置を車線５１上に決定する。

次に、時刻Ｔ２０４において、車両１０は、速度を一定に維持した状態で、非常点滅表示灯４ａ～４ｆを点灯させながら、車線５１上を走行する。次に、時刻Ｔ２０５において、車両１０は、制動装置を用いて減速しているので、制動灯５ａ、５ｂが点灯させ且つ且つ非常点滅表示灯４ａ～４ｆを消灯させている。次に、時刻Ｔ２０６において、車両１０は、車線５１上の目標位置で停車し、制動装置の動作が停止して非常点滅表示灯４ａ～４ｆを点灯させる。

本発明では、上述した実施形態の車両制御装置及び車両制御用コンピュータプログラムは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

例えば、上述した実施形態では、運転計画装置は、監視装置から警告信号が入力されると、車両１０を減速させる運転計画を生成していたが、運転計画装置は、監視装置から運転不関与信号が入力されて、はじめて車両１０を減速させる運転計画を生成するようにしてもよい。

１ 車両制御システム
２ カメラ
３ａ～３ｆ レーダセンサ
４ａ～４ｆ 非常時点滅灯（方向指示灯）
５ａ、５ｂ制動灯
６ 測位情報受信機
７ ナビゲーション装置
８ ユーザインターフェース
９ 速度センサ
１０ 車両
１１ 地図情報記憶装置
１２ 監視装置
１３ 位置推定装置
１４ 物体検出装置
１５ 走行車線計画装置
１６ 運転計画装置
１７ 車両制御装置
１８ ドライバ判定装置
１９ 速度判定装置
２２ 車内ネットワーク

Claims (5)

1. ドライバの運転に対する関与レベルを判定するドライバ判定部と、
   車両の速度と所定の基準速度との関係を判定する速度判定部と、
   前記ドライバの運転に対する前記関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、前記車両の速度が前記基準速度よりも速いと判定された場合、第１減速度を用いて制動灯を点灯させずに前記車両を減速させる第１の運転計画を生成し、ドライバの運転に対する関与レベルが前記所定の基準よりも低く、且つ、前記車両の速度が前記基準速度以下であると判定された場合、前記第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて制動灯を点灯させながら前記車両を減速させる第２の運転計画を生成する、運転計画部と、
   を有する車両制御装置。
2. 前記第１の運転計画に基づいて前記車両の動作を制御する車両制御部を更に有し、
   前記車両制御部は、前記第１の運転計画に基づいて制御されている前記車両の減速度が前記第１減速度よりも大きい場合、前記車両を加速して前記車両の減速度が前記第１減速度になるように前記車両を制御する請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記運転計画部は、前記車両を、前記車両が走行している走行車線に隣接する路肩へ移動させて停車させるように前記第２の運転計画を生成する請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記運転計画部は、前記ドライバの運転に対する前記関与レベルが、前記所定の基準よりも低い第２の所定の基準よりも低く、且つ、前記車両の速度が前記基準速度以下であると判定された場合、非常点滅表示灯を点滅するか、又は、前記ドライバの運転に対する前記関与レベルが前記第２の所定の基準よりも低いと判定され、且つ、制動装置が用いられる場合、制動灯を点灯し且つ前記非常点滅表示灯を消灯するように、前記第２の運転計画を生成する請求項１～３の何れか一項に記載の車両制御装置。
5. ドライバの運転に対する関与レベルを判定し、
   車両の速度と所定の基準速度との関係を判定し、
   前記ドライバの運転に対する前記関与レベルが所定の基準よりも低く、且つ、前記車両の速度が前記基準速度よりも速いと判定された場合、第１減速度を用いて制動灯を点灯させずに前記車両を減速させる第１の運転計画を生成し、前記ドライバの運転に対する前記関与レベルが前記所定の基準よりも低く、且つ、前記車両の速度が前記基準速度以下であると判定された場合、前記第１減速度よりも大きい第２減速度を用いて制動灯を点灯させながら前記車両を減速させる第２の運転計画を生成する、
   ことをプロセッサに実行させる車両制御用コンピュータプログラム。

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