JP2017117092A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な状況下において自動運転から手動運転への切替時にドライバに対して十分な準備期間を確保可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、車両状態に基づいて自動運転モード及び手動運転モードを切替可能な車両と通信可能なクラウドサーバ１０を用いる。他車両におけるモード切替情報をクラウドシステムから取得する手段１２と、モード切替情報に基づいて特定された他車両のモード切替位置が自車両の経路上にあるか否かを判定する手段１４と、モード切替位置が経路上にある場合に自車両がモード切替位置に到達する前のタイミングで、切替動作の準備を促すためにドライバに通知する手段１６と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、自動運転が可能な車両に用いられる車両制御装置に関する。

近年、車両の運転を自動的に実施する自動運転制御が着目されている。自動運転制御では、ドライバが関与することなく車両状態や周辺状況等に応じて自動的に車両制御が行われるが、車両状態や周辺状況によっては自動運転で対応することが好ましくない場合がある。このような場合に対応するための一つの手段として、例えば特許文献１には、自動運転中に、自律センサや車車間・路車間通信を用いることにより車両の走行状態、車両の周辺状況、及び運転者の状態を取得し、予め設定された自動運転を行うための条件を満足しないと判断された場合に、運転者に対して自動運転の解除を促す通知を行うことが開示されている。

特開２０１４−１０６８５４号公報

自動運転が実施されている車両において手動運転に移行する場合には、車両のドライバが当該移行に対応するために必要な準備期間を確保することが重要である。しかしながら、上記特許文献１では自動運転解除の準備通知を自律センサや車車間通信等に基づいて行っているが、このような情報源では、突発的に生じる事象については情報量や精度が不十分であり、移行に必要な準備期間を十分に確保することが難しい場合がある。

本発明の少なくとも１実施形態は上述の問題点に鑑みなされたものであり、様々な状況下において自動運転から手動運転への切替時にドライバに対して十分な準備期間を確保可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明の少なくとも１実施形態に係る車両制御装置は上記課題を解決するために、車両状態に基づいて自動運転モード及び手動運転モードを切替可能な車両と通信可能なクラウドシステムを用いる車両制御装置であって、他車両における前記自動運転モードから前記手動運転モードへの切替動作に関するモード切替情報を取得するモード切替情報取得手段と、前記モード切替情報取得手段で取得された前記モード切替情報に基づいて、前記他車両における前記切替動作が実施されたモード切替位置を特定し、前記モード切替位置が自車両の経路上にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段で前記モード切替位置が前記経路上にある場合、前記時車両が前記モード切替位置に到達する前のタイミングで、前記切替動作の準備を促すためにドライバに通知する通知手段と、を備える。

本構成によれば、クラウドシステムによって収集された他車両のモード切替情報に基づいて、自動運転モードから手動運転モードへの切替動作が実施された位置を特定することができる。そして、当該位置が自車両の経路上にある場合には、自車両がモード切替位置に到達する前のタイミングで切替動作の準備を促すようにドライバに対して通知がなされる。これにより、ドライバは自車両でモード切替が実施されることを事前に認識することができる。

本発明の少なくとも１実施形態に係る車両制御装置を含む自動運転システムの全体構成を概略的に示す模式図である。 図１のクラウドサーバの内部構成を機能的に示すブロック図である。 図２のクラウドサーバで実施される制御内容を工程毎に示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の少なくとも１実施形態に係る車両制御装置を含む自動運転システム１の全体構成を概略的に示す模式図である。
図１には、複数の車両２が走行する上下車線からなる走行路４が示されている。走行路４上には、図１に示される車両２ａ、２ｂ、２ｃを含む多数の車両２が走行しており、その各々には自動運転装置が搭載されている。自動運転装置では、元来はドライバ自身が行なっていた運転操作の少なくとも一部を自動で行なう自動運転モードと、ドライバ自身が運転操作を行う手動運転モードとが選択可能になっており、例えば車室内に設けられた切替スイッチをドライバが操作することによってモード切替が可能となっている。
尚、図１に示される複数の車両２には、自動運転制御装置が搭載されていない車両が混在していてもよい。

自動運転モードでは、車両２のコントロールユニットであるＥＣＵ（不図示）において、自動全車速追従制御とレーンキープ制御とが実施されることにより、自動運転が実現される。自動全車速追従制御では、車両２は所定の目標車速に従って走行を行いつつ、例えば車両に搭載されたミリ波レーダによって自車両の前方の物体を検出したり、車速センサによって自車両の走行速度を検出することにより、自車両の前方を走行する先行車両を認識し、適切な車間距離が確保されるように速度調整がなされる。一方、レーンキープ制御では、車両２に搭載されたカメラによって走行路４を認識するとともに、該認識された走行路４に含まれる車線内を車両２が走行するように自動的に操舵がなされる。
尚、オートクルーズ制御とレーンキープ制御の詳細については、例えば特開２０１３−９７６７７号公報を参照されたい。

このように自動運転モードが選択されている場合には、基本的にドライバ自身が運転操作を行うことなく車両走行が行われるが、自動運転モードが適さない走行状態になった場合には、自動的に手動運転モードへの切替がなされる。図１の例では、地点６に故障車や車線規制等が存在することにより、その手前で自動運転モードから手動運転モードへの切替がなされる場合が示されている。このような自動的なモード切替は、ドライバの意思とは無関係に制御上の判定結果に基づいて実施されるが、手動運転モードでは自動運転モードとは異なってドライバ自身が運転操作を行う必要があるため、モード切替の事前にその旨がドライバに通知される必要がある。ドライバはこのような通知を事前に認識することで、手動運転モードへの移行に向けた準備を行うこととなる。

ここで自動運転モードから手動運転モードへの切替条件には、自動運転モードにある車両２に関する様々な要素が判定パラメータとして含まれる。例えば高速道路上のサービスエリア、パーキングエリア、インターチェンジ及びジャンクションのように本線への車両流出が予測されるエリアや、道路工事に基づく車線規制エリアでは、自動運転モードにある車両に対する不確定要素が増大する。また走行路４上に故障車両による車線規制がある場合や渋滞末尾に差し掛かった場合、自動運転モードで使用されるセンサ類が悪天候によって検知性能限界に到達した場合においても、車両に対する不確定要素が増大する。そのため、車両２に搭載された自動運転装置では、このような状況を検知するための切替条件を設定しておくことにより、自動運転モードに比べて手動運転モードが適切であると判定された場合には、自動的に手動運転モードへの切替が行われる。

このような切替条件の判定に必要な情報は、例えば予めＳＤカード、ＵＳＢメモリ、ハードディスク、光ディスクのような記憶手段に記憶されたデータを読み出したり、車両２に設けられたセンサ類の検知結果に基づいて取得される。例えば上述した、高速道路上のサービスエリア、パーキングエリア、インターチェンジ及びジャンクションのように本線への車両流出が予測されるエリアや、道路工事に基づく車線規制エリアのように比較的定常的な事象は、地図情報や道路インフラ情報のように記憶手段に記憶された情報に基づいて比較的良好に予測することが可能である。

しかしながら、記憶手段に記憶された情報は予め特定されたエリアに関するものであり、情報更新頻度も比較的長いため、非定常的（突発的）な事象（例えば走行路４上の故障車両による車線規制（図１の地点６等）、悪天候によるセンサ検知性能限界、渋滞末尾、複雑な交通環境でのセンサ検知性能限界、或いは、低速車の急な割り込みなどによる制御限界）については、上述の地図情報や道路インフラ情報の他、車両に搭載された自律センサ、車車間通信、路車間通信又はクラウドデータ等を用いてある程度検知が可能であるものの、事前に発生位置を予測的に把握することが困難な場合がある。このような場合、モード切替位置に到達する前にドライバに余裕を持って通知することができず、モード切替時にドライバの対応が遅れてしまうという問題点がある。
このような問題点は、以下に述べる構成に基づいて解消可能である。

自動運転システム１は、図１に示されるように、車両２の運行を管理する基地局に配置されたクラウドサーバ１０を備える。クラウドサーバ１０は走行路４上の各車両２と通信することにより走行路４上の運行を管理している。各車両２とクラウドサーバ１０との通信には、いわゆるテレマティクスが適用されており、インターネットを介した情報の送受信が行われるが、その他の通信方式が採用されていてもよい。

車両２とクラウドサーバとの間で送受信される情報には、車両の運行情報（車両運行時のドライバ情報を含む）や車両の運行指示情報（ドライバへの指示情報を含む）をはじめ、各車両２に搭載された自動運転装置において自動運転モードから手動運転モードに移行する際に生成されるモード切替情報が含まれる。モード切替情報には、車両の識別情報と、自動運転モードから手動運転モードへの移行が行われたモード切替位置に関する情報が含まれており、これを受信したクラウドサーバ１０側で、どの車両がどこで自動運転モードから手動運転モードに移行したかが把握可能になっている。

図２は図１のクラウドサーバ１０の内部構成を機能的に示すブロック図である。クラウドサーバ１０はコンピュータのような電子演算装置から構成されており、各車両２からモード切替情報を取得するモード切替情報取得手段１２と、モード切替情報に基づいて特定されるモード切替位置が自車両の経路上にあるか否かを判定する判定手段１４と、車両のドライバに対して切替動作の準備を促すためにドライバに通知する通知手段１６と、を備える。

図３は図２のクラウドサーバ１０で実施される制御内容を工程毎に示すフローチャートである。ここでは事例に沿ってわかりやすく説明するために、図１の車両（自車両）２ａにおいて地点６でモード切替が予測される場合に、クラウドサーバ１０が車両（他車両）２ｂ及び２ｃとの情報通信を用いて、車両２ａが地点６に到達する前のタイミングで事前通知を行うように処理する場合を例に述べる。

クラウドサーバ１０は、まず管轄エリア内に存在する車両２を認識する（ステップＳ１）。本実施形態では、図１に示されているエリア全体が管轄エリアであると想定することとし、クラウドサーバ１０は該エリアを走行している各車両２と通信することにより認識を行う。
続いてクラウドサーバ１０は、ステップＳ１で認識された車両との通信を介して、モード切替情報取得手段１２によって各車両２からモード切替情報を取得する（ステップＳ２）。モード切替情報には、上述したように、車両の識別情報と、自動運転モードから手動運転モードへの移行が行われたモード切替位置に関する情報が含まれており、これを受信したクラウドサーバ１０側で、どの車両２がどこで自動運転モードから手動運転モードに移行したかが把握可能になっている。これにより、図１の状況下では車両２ｂ及び２ｃから地点６に関するモード切替情報が取得されることとなる。

続いてクラウドサーバ１０は、ステップＳ２で取得したモード切替情報に基づいて、他の各車両（通知対象以外の車両２ｂや２ｃ）において切替動作が実施されたモード切替位置（地点６）を特定する（ステップＳ３）。ここでステップＳ３では、特定の車両２から得られた単独のモード切替情報に基づいて通知対象となるモード切替位置を特定してもよいが、複数の車両２から得られた多数のモード切替情報を統計的に処理することにより、モード切替位置を特定してもよい。後者の場合、複数の車両２におけるモード切替情報に基づいて、よりモード切替が発生しやすい位置を求めることができるので、後述するようにドライバに対して通知する際の信頼性を効果的に向上させることができる。

続いて判定手段１４は、ステップＳ３で特定されたモード切替位置が自車両（通知対象の車両）の経路上にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。判定手段１４で前記モード切替位置が経路上にあると判定された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、通知手段１６は、自車両がモード切替位置に到達する前のタイミングで、切替動作の準備を促すためにドライバに通知する（ステップＳ５）。通知手段による通知がなされるタイミングは、例えば、モード切替位置に到達するまでの距離と車速センサで検知された車速とに基づいて算出される到達期間が、所定期間以下になった場合である。これにより、ドライバがモード切替に対して十分な準備期間を確保することができる。

一方、判定手段１４でモード切替位置が経路上にないと判定された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、通知手段１６はドライバに対して通知することなく処理を終える（エンド）。

このように自動運転モードにある車両２ａにおいて手動運転モードへの切替が実施されることが予測される場合には、他車両におけるモード切替情報に基づいて、自車両がモード切替位置（地点６）に到達する前にその旨が通知される。このような通知には、例えば以下に述べる各種情報を含めてもよい。

ステップＳ２で取得されるモード切替情報には、他車両において発生したモード切替が、自動的なものであるか、或いは、ドライバの意図的なものであるかを区別するための識別情報を含んでいてもよい。この場合、ステップＳ３でモード切替位置を求める際に、自動的なモード切替に対応する情報のみに基づいて（すなわち、ドライバの意図的な操作によるモード切替に対応する情報を排除して）演算を行うことで、より信頼性のあるモード切替予測を行うことができる。

また複数の車両２で採用されている自動運転装置に異なる仕様が含まれる場合、ステップＳ３でモード切替位置を求める際に、同じ仕様の自動運転装置のモード切替情報のみに基づいて（すなわち、異なる仕様の自動運転装置のモード切替情報を排除して）演算を行うことで、より信頼性のあるモード切替予測を行うことができる。

また判定手段１４は、ステップＳ３で求められるモード切替位置を時間的に連続取得することにより、モード切替位置の時系列変化に基づいて通知を行ってもよい。例えば、モード切替位置が時間経過に従って移動している場合には、その移動傾向に基づいて自車両の将来的なモード切替位置を予測して、その予測結果に対応する通知を行うようにしてもよい。

また通知手段１６による通知内容は、将来的なモード切替の発生可能性の高さに応じて段階的に異ならせてもよい。またステップＳ２において、各車両２で発生したモード切替の要因に関する情報を取得しておくことで、ステップＳ５でドライバに対して、どのような要因に基づいてモード切替が予測されるのかを通知するようにしてもよい。この場合、ドライバはモード切替の予測要因についても情報を得ることができるため、将来的に発生するであろうモード切替に対して、より有効に準備を行うことができる。

以上説明したように本発明の少なくとも１実施形態では、クラウドサーバ１０によって収集された他車両のモード切替情報に基づいて、自動運転モードから手動運転モードへの切替動作が実施された位置を特定することができる。そして、当該位置が自車両の経路上にある場合には、自車両がモード切替位置に到達する前のタイミングで切替動作の準備を促すようにドライバに対して通知がなされる。これにより、ドライバは自車両でモード切替が実施されることを事前に認識することができる。

本開示は、自動運転が可能な車両に用いられる車両制御装置に利用可能である。

１ 車両制御システム
２ 車両
４ 走行路
１０ クラウドサーバ
１２ モード切替情報取得手段
１４ 判定手段
１６ 通知手段

Claims (1)

1. 車両状態に基づいて自動運転モード及び手動運転モードを切替可能な車両と通信可能なクラウドシステムを用いる車両制御装置であって、
   他車両における前記自動運転モードから前記手動運転モードへの切替動作に関するモード切替情報を取得するモード切替情報取得手段と、
   前記モード切替情報取得手段で取得された前記モード切替情報に基づいて、前記他車両における前記切替動作が実施されたモード切替位置を特定し、前記モード切替位置が自車両の経路上にあるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で前記モード切替位置が前記経路上にある場合、前記時車両が前記モード切替位置に到達する前のタイミングで、前記切替動作の準備を促すためにドライバに通知する通知手段と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。

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