JPH0986223A

JPH0986223A - 自動運転装置

Info

Publication number: JPH0986223A
Application number: JP7244880A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miichi; 善紀見市; Tetsushi Mimuro; 哲志御室; Takahiro Maemura; 高広前村; Norio Inoue; 紀夫井上; Tadashi Sugawara; 正菅原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2015-09-22
Also published as: JP3225806B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動運転からドライバ運転への切換えを円滑
に行わせる自動運転装置を提供する。【解決手段】ＤＣＵ２１は、自動運転からドライバ運
転への切換えに際し、スピーカ３３から「自動操舵を解
除します、準備して下さい」との音声情報を発し、自動
操舵を解除してステアリング１１をドライバ１０に委ね
る。自動操舵の解除を行うと、ＤＣＵ２１は、次に走行
偏差が所定の許容範囲以下であるか否かを判定する。そ
して、この判定がＹesであった場合にのみ、「自動アク
セルと自動ブレーキを解除します、準備して下さい」と
の音声情報を発し、自動アクセルと自動ブレーキとを解
除してアクセル１２とブレーキ１３とをドライバ１０に
委ねる。しかる後、ＤＣＵ２１は、表示装置３４の画面
上での「自動運転中」の表示を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動運転装置に係
り、詳しくは自動運転からドライバ運転への切換えを円
滑に行わせる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ドライバの疲労軽減や交通事故の
減少等を図るため、高速道路等を利用した自動運転シス
テムの研究・開発が進められている。自動運転システム
とは、ドライバに代わって運転を行う自動運転装置を自
動車に搭載したものであり、旧来のオートクルーズ（定
速走行）装置を更に発展させたものといえる。自動運転
装置は、道路状況や自車両の運転状態等の運転情報を認
識するカメラや各種センサ類と、得られた運転情報から
操舵量や車速等の目標値を算出・決定するＤＣＵ（ドラ
イブコントロールユニット）と、決定された目標値に基
づいてステアリングやアクセル、ブレーキ等を駆動する
アクチュエータ等から構成されている。また、自動運転
装置としては、ビーコンや人工衛星等からの位置情報と
内蔵した地図情報とから予め設定された走行経路を走行
する機能や、緊急情報管制塔等からの事故情報等により
徐行運転や停止を行う機能を有するものが一般的であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した自
動運転装置では、歩行者や自転車等が通行する道路や、
ビーコン等のインフラ整備が遅れている道路に進入する
と、基本的に自動運転を行うことができない。このよう
な場合、自動運転装置のＤＣＵは、前述したアクチュエ
ータの駆動を中止してドライバに運転を委ねる（すなわ
ち、自動運転からドライバ運転への切換えを行う）が、
この際に以下に述べる問題があった。例えば、高速走行
時にアクセルやブレーキをドライバに委ねると、ドライ
バの覚醒状態によっては、道路勾配や先行車両の挙動等
に対する認識の遅れにより加速や制動が適切に行われ
ず、先行車両や後続車両に接近する虞があった。また、
旋回走行等中にステアリングやアクセル、ブレーキ等を
同時にドライバに委ねると、ドライバに過大な負担が掛
かり、操舵遅れ等により並進車両等に接近する虞があっ
た。

【０００４】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、自動運転からドライバ運転への切換えを円滑に行わ
せる自動運転装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、この目的を達成
するために、本発明の請求項１では、自動車に搭載さ
れ、当該自動車の複数の運転操作手段をアクチュエータ
により駆動して自動運転を行う自動運転モードと、前記
複数の運転操作手段をドライバの操作に委ねるドライバ
運転モードとを有する自動運転装置において、前記ドラ
イバ運転モードから前記自動運転モードへの切換時には
前記複数の運転操作手段を同時に自動運転モードに切換
え、前記自動運転モードから前記ドライバ運転モードへ
の切換時には前記複数の運転操作手段を段階的にドライ
バ運転モードに切換えるものを提案する。

【０００６】また、本発明の請求項２では、請求項１の
自動運転装置において、前記複数の運転操作手段は少な
くともステアリング装置とアクセル装置とブレーキ装置
とを含み、前記自動運転モードから前記ドライバ運転モ
ードへの切換時には、前記ステアリング装置を先行させ
るものを提案する。また、本発明の請求項３では、請求
項２の自動運転装置において、前記アクセル装置とブレ
ーキ装置とのドライバ運転モードへの切換えは、前記ス
テアリング装置のドライバ運転モードへの切換え後にお
ける目標走行軌跡と実走行軌跡とのずれ量が所定値以下
である場合に行うものを提案する。

【０００７】また、本発明の請求項４では、請求項１〜
３の自動運転装置において、前記両運転モード間の切換
時にドライバに音声情報を発する音声情報発生手段を備
えたものを提案する。また、本発明の請求項５では、請
求項１〜４の自動運転装置において、ドライバに前記両
運転モードに係わる情報を表示する表示手段を備えたも
のを提案する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る自
動運転システムの概念図であり、図２は自動運転装置を
搭載した自動車の概略構成図である。図１に示すよう
に、走行レーン（高速道路）１上には、自動運転装置を
搭載した一台の自動車２が自動運転している。走行レー
ン１の路側には、一定の間隔でビーコン３と緊急情報管
制塔４とが設置されており、自動車２に位置情報や制限
速度情報，緊急情報等を電波により送信している。ま
た、自動車２には、上空の人工衛星５からも絶対位置情
報が電波により送信されている。

【０００９】図２に示すように、自動車２にはドライバ
１０が搭乗しており、走行レーン１等の外部環境や制限
速度等に応じて、ステアリング１１，アクセル１２，ブ
レーキ１３等の操作を行う。自動車２には、ビーコン３
からの電波を受信する路車間通信機１４，緊急情報管塔
４との間で通信を行う緊急用通信機１５，人工衛星５か
らの絶対位置情報を検出する絶対位置センサ１６の他、
白線等を認識するためのＣＣＤ方式の前部カメラ１７と
障害物（他車両等）を認識する前部および後部レーダ１
８，１９が設置されている。通信機１４，１５は通信Ｅ
ＣＵ２０を介して、他のセンサやカメラ類１７〜１９は
直に、ＤＣＵ２１に接続しており、受信あるいは検出し
た情報はすべてＤＣＵ２１により集中管理される。ま
た、自動車２には、自車両の走行速度を検出する車速セ
ンサ２５と、ヨー角速度を検出するヨーレートセンサ２
６と、前後および左右の加速度を検出するｇセンサ２７
とが備えられており、これらもＤＣＵ２１に接続されて
いる。

【００１０】本実施形態の場合、自動車２には、ドライ
バ１０により操作されるステアリング１１，アクセル１
２，ブレーキ１３の他に、これらの運転操作手段を駆動
するステアリングアクチュエータ３０，アクセルアクチ
ュエータ３１，ブレーキアクチュエータ３２が設置され
ている。これらアクチュエータ３０，３１，３２は、全
てＤＣＵ２１に接続しており、自動運転モードにおいて
ＤＣＵ２１により駆動制御される。尚、ＤＣＵ２１に
は、ドライバ１０に対して音声情報を発するスピーカ３
３や各種情報を表示する表示装置３４と共に、ドライバ
１０に操作される運転モード切換用の運転モードスイッ
チ３５が接続している。また、ＤＣＵ２１内には、ナビ
ゲーションシステム等のための地図情報が内蔵されてお
り、上述した表示装置３４の画面上には、適宜自車両の
現在位置が表示される。

【００１１】以下、本実施形態の作用を説明する。本実
施形態では、自動運転が可能な高速道路等において、ド
ライバ１０が運転モードスイッチ３５を自動運転モード
に切換えると、ＤＣＵ２１による自動運転が開始され
る。ＤＣＵ２１は、走行レーン１の白線や他車両の挙動
等を前部カメラ１７や前部および後部レーダ１８，１９
により認識すると共に、通信機１４，１５から入力した
位置情報や制限速度情報の他、車速センサ２５やヨーレ
ートセンサ２６、ｇセンサ２７等の出力に基づいて操舵
量や目標車速等を決定し、上述したアクチュエータ３
０，３１，３２を駆動制御する。これにより、適切な車
速や車間距離を保った自動運転が行われ、追突等が防止
されると共に、ドライバ１０も運転から開放される。ま
た、ドライバ１０が運転モードスイッチ３５をドライバ
運転モードに切換えると、ＤＣＵ２１による自動運転が
中止され、休憩のためにサービスエリア等に進入するこ
とができる。

【００１２】さて、本実施形態では、自動車２が走行を
開始すると、図３〜図６に示した運転モード切換制御サ
ブルーチンが、所定の制御インターバルでＤＣＵ２１に
より繰り返し実行される。このサブルーチンを開始する
と、ＤＣＵ２１は、先ず図３のステップＳ２で、現在自
動運転中であるか否かを判定し、この判定がＹes（肯
定）であれば、ステップＳ４で表示装置３４の画面上に
「自動運転中」の表示を行わせる。尚、この際に、道路
地図と自車両の現在位置や進行方向等も画面上に表示さ
せるようにしてもよい。次に、ＤＣＵ２１は、ステップ
Ｓ６で、運転モードの切換えがないか否か（すなわち、
ドライバ１０が運転モードスイッチ３５をドライバ運転
モードに切り換えていないか否か）を判定し、この判定
がＹesであれば、ステップＳ８で、現在走行中のレーン
が自動運転レーンであるか否かを判定する。そして、こ
の判定もＹesであれば、自動運転を続行して、スタート
に戻る。

【００１３】一方、ステップＳ６あるいはＳ８の判定が
Ｎｏ（否定）であった場合、ＤＣＵ２１は、図４のステ
ップＳ１０で、スピーカ３３から「自動運転解除の準備
をして下さい」との音声情報を発する。これにより、ド
ライバ１０は運転の準備、すなわち、外部環境や自車両
の走行状態を認識・把握する。次に、ＤＣＵ２１は、ス
テップＳ１２で、スピーカ３３から「自動操舵を解除し
ます、準備して下さい」との音声情報を発し、これによ
り、ドライバ１０はステアリングホイールを握って、走
行レーン１の屈曲や等に合わせて操舵を開始する。尚、
この時点ではステアリングアクチュエータ３０が操舵を
行っているため、ドライバ１０は、ステアリングホイー
ルの動きに手を合わせていることになる。次に、ＤＣＵ
２１は、ステップＳ１４で自動操舵を解除し、ステアリ
ング１１をドライバ１０に委ねる。これにより、ドライ
バ１０は、外部環境等に応じて、白線に沿った走行や車
線変更等を行うことが可能となる。

【００１４】ステップＳ１４で自動操舵の解除を行う
と、ＤＣＵ２１は、ステップＳ１６で、走行偏差が所定
の許容範囲以下であるか否かを判定する。尚、走行偏差
とは、目標走行軌跡と実走行軌跡とのずれ量であり、本
実施形態では、前部カメラ１７で認識した白線の位置情
報やヨーレートセンサ２６やｇセンサ２７等の出力から
得られる。そして、ステップＳ１６の判定がＮｏ、すな
わち、ドライバ１０が的確な操舵を行っていないと判断
した場合、ＤＣＵ２１は、ステップＳ１６の判定を繰り
返し行う。

【００１５】ステップＳ１６の判定がＹesとなった場
合、ＤＣＵ２１は、次にステップＳ１８で、「自動アク
セルと自動ブレーキを解除します、準備して下さい」と
の音声情報を発する。これにより、ドライバ１０は、ア
クセルペダルに足を掛けると共に、ブレーキペダルもす
ぐに踏み込める体勢をとる。尚、この時点では実際には
アクセルアクチュエータ３１やブレーキアクチュエータ
３２が加速や制動を行っているため、ドライバ１０は、
アクセルペダル等の動きに足を合わせていることにな
る。次に、ＤＣＵ２１は、ステップＳ２０で自動アクセ
ルと自動ブレーキとを解除し、アクセル１２とブレーキ
１３とをドライバ１０に委ねる。これにより、ドライバ
１０は、全ての運転操作を自分も判断に基づいて行うこ
とになり、自動運転モードからドライバ運転モードへの
切換えが終了する。ＤＣＵ２１は、次に、ステップＳ２
２で表示装置３４の画面上での「自動運転中」の表示を
中止した後、スタートに戻る。

【００１６】一方、ステップＳ２での判定がＮｏ、すな
わち、現在自動運転中でない場合、ＤＣＵ２１は、図５
のステップＳ２４で、現在走行中のレーンが自動走行レ
ーンであるか否かを判定する。そして、この判定がＮｏ
であった場合には、ＤＣＵ２１は、更にステップＳ２６
で、運転モードスイッチ３５の切換えがないか否か（す
なわち、ドライバ１０が運転モードスイッチ３５を自動
運転モードに切り換えていないか否か）を判定し、この
判定がＹesの場合にはスタートに戻り、Ｎｏの場合には
ステップＳ２８で「本レーンでは、自動運転できませ
ん」との音声情報を発する。

【００１７】ステップＳ２４の判定がＹesであった場
合、ＤＣＵ２１は、図６のステップＳ３０で運転モード
スイッチ３５の切換えがないか否か（すなわち、ドライ
バ１０が運転モードスイッチ３５を自動運転モードに切
り換えていないか否か）を判定する。そして、この判定
がＹesの場合には、ＤＣＵ２１は、ステップＳ３２で、
「自動運転が可能です」との音声情報を発し、自動走行
レーンに進入したことをドライバ１０に認識させる。ス
テップＳ３０の判定がＮｏ、すなわち、ドライバ１０が
自動運転モードを選択した場合、ＤＣＵ２１は、ステッ
プＳ３４で、「自動運転を開始します、ハンドルやアク
セルをはなしても構いません」との音声情報を発する。
次に、ＤＣＵ２１は、ステップＳ３６で自動操舵を開始
した後、ステップＳ３８で自動アクセルと自動ブレーキ
とを開始する。これにより、ドライバ１０は、全ての運
転操作をＤＣＵ２１に委ねることになり、ドライバ運転
モードから自動運転モードへの切換えが終了する。ＤＣ
Ｕ２１は、次に、ステップＳ４０で表示装置３４の画面
上に「自動運転中」の表示を行わせた後、スタートに戻
る。

【００１８】このように、本実施形態では、ドライバ運
転モードから自動運転モードへの切換えに際しては全て
の運転操作手段を一度に切換えるが、自動運転モードか
らドライバ運転モードへの切換えに際しては段階的に切
換えるようにしたため、ドライバの負担が急激に増加す
ることがなくなり、他車両等への接近等が起こり難くな
った。

【００１９】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、自動運転モードからドライ
バ運転モードへの切換えに際して、ステアリングから切
換えるようにしたが、以下のような方法を採ってもよ
い。すなわち、切換時において走行路が屈曲していた
り、並進車両（例えば、前方７０ｍ，後方４０ｍ程度の
範囲で）が存在する場合には、アクセルおよびブレーキ
から先に切換え、走行路に勾配があったり、同一レーン
に先行車両や後続車量（例えば、前方７０ｍ，後方４０
ｍ程度の範囲で）が存在する場合には、ステアリングか
ら先に切換えるようにしてもよい。また、具体的な装置
構成や制御の手順等については、本発明の主旨を逸脱し
ない範囲で変更することが可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
請求項１によれば、自動車に搭載され、当該自動車の複
数の運転操作手段をアクチュエータにより駆動して自動
運転を行う自動運転モードと、前記複数の運転操作手段
をドライバの操作に委ねるドライバ運転モードとを有す
る自動運転装置において、前記ドライバ運転モードから
前記自動運転モードへの切換時には前記複数の運転操作
手段を同時に自動運転モードに切換え、前記自動運転モ
ードから前記ドライバ運転モードへの切換時には前記複
数の運転操作手段を段階的にドライバ運転モードに切換
えるようにしたため、ドライバの負担が急増することが
防止される。

【００２１】また、本発明の請求項２によれば、請求項
１の自動運転装置において、前記複数の運転操作手段は
少なくともステアリング装置とアクセル装置とブレーキ
装置とを含み、前記自動運転モードから前記ドライバ運
転モードへの切換時には、前記ステアリング装置を先行
させるようにしたため、道路勾配や先行車両の挙動等に
対するドライバの認識が遅れても、先行車両や後続車両
に接近する虞がなくなる。

【００２２】また、本発明の請求項３によれば、請求項
２の自動運転装置において、前記アクセル装置とブレー
キ装置とのドライバ運転モードへの切換えは、前記ステ
アリング装置のドライバ運転モードへの切換え後におけ
る目標走行軌跡と実走行軌跡とのずれ量が所定値以下で
ある場合に行うようにしたため、ドライバの覚醒状態が
低下した場合等にも、不用意なアクセルやブレーキの操
作がなされることがなくなる。

【００２３】また、本発明の請求項４によれば、請求項
１〜３の自動運転装置において、前記両運転モード間の
切換時にドライバに音声情報を発する音声情報発生手段
を備えるようにしたため、ドライバが運転モードの切換
えをより確実に認識できるようになる。また、本発明の
請求項５では、請求項１〜４の自動運転装置において、
ドライバに前記両運転モードに係わる情報を表示する表
示手段を備えるようにしたため、ドライバが運転モード
の切換え等をより確実に認識できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動運転システムの一実施形態を
示した概念図である。

【図２】自動運転装置を搭載した自動車の概略構成図で
ある。

【図３】運転モード切換制御サブルーチンの手順を示し
たフローチャートである。

【図４】運転モード切換制御サブルーチンの手順を示し
たフローチャートである。

【図５】運転モード切換制御サブルーチンの手順を示し
たフローチャートである。

【図６】運転モード切換制御サブルーチンの手順を示し
たフローチャートである。

【符号の説明】

１走行レーン２自動車３ビーコン４緊急情報管塔５人工衛星１０ドライバー１１ステアリング１２アクセル１３ブレーキ１７前部カメラ１８前部レーダ１９後部レーダ２１ＤＣＵ３０ステアリングアクチュエータ３１アクセルアクチュエータ３２ブレーキアクチュエータ３３スピーカ３４表示装置３５運転モードスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上紀夫東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者菅原正東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車に搭載され、当該自動車の複数の
運転操作手段をアクチュエータにより駆動して自動運転
を行う自動運転モードと、前記複数の運転操作手段をド
ライバの操作に委ねるドライバ運転モードとを有する自
動運転装置において、前記ドライバ運転モードから前記
自動運転モードへの切換時には前記複数の運転操作手段
を同時に自動運転モードに切換え、前記自動運転モード
から前記ドライバ運転モードへの切換時には前記複数の
運転操作手段を段階的にドライバ運転モードに切換える
ことを特徴とする自動運転装置。
【請求項２】前記複数の運転操作手段は少なくともス
テアリング装置とアクセル装置とブレーキ装置とを含
み、前記自動運転モードから前記ドライバ運転モードへ
の切換時には、前記ステアリング装置を先行させること
を特徴とする、請求項１記載の自動運転装置。
【請求項３】前記アクセル装置とブレーキ装置とのド
ライバ運転モードへの切換えは、前記ステアリング装置
のドライバ運転モードへの切換え後における目標走行軌
跡と実走行軌跡とのずれ量が所定値以下である場合に行
うことを特徴とする、請求項２記載の自動運転装置。
【請求項４】前記両運転モード間の切換時にドライバ
に音声情報を発する音声情報発生手段を備えたことを特
徴とする、請求項１〜３記載の自動運転装置。
【請求項５】ドライバに前記両運転モードに係わる情
報を表示する表示手段を備えたことを特徴とする、請求
項１〜４記載の自動運転装置。