JP2019202647A - 自動運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両の既存のペダルを活用して、自動運転の設定車速の変更を可能とした自動運転制御装置を提供する。【解決手段】本発明は、設定車速に基づいて車両を自動運転で走行させる自動運転モードを備え、自動運転モードにおける設定車速を変更可能とした自動運転制御装置であって、車両は、運転者の踏込み操作にしたがい車速が変更されるペダル２２を有し、ペダル２２は、踏込み始めに車速の変更が実行されない遊び域ａをもつペダルストロークγを有し、自動運転モード時、ペダル２２においてペダルストロークγの遊び域ａ内で止まる踏込み操作を行うと、設定車速の変更を行う車速変更部２５を有するものとした。【選択図】図１

Description

本発明は、自動運転の設定車速の変更が可能な自動運転制御装置に関する。

車両においては、自動運転制御装置を搭載して、自動運転で走行させる技術が知られている。
こうした自動運転には、予め設定された設定車速にしたがい車両を走行させる定速走行などの技術がある。しかし、定速走行のような設定車速に基づき自動運転させるだけでは、運転者の意思が運転に反映されないため、多くは設定車速を変更する車速変更部、例えばスイッチ類を設けて、運転者の意思を反映した車速に設定可能としている（特許文献１を参照）。

特開２０１８−０３１４６７号公報

しかしながら、特許文献１のような別途、スイッチなど設定車速を変更する車速変更部を設ける技術は、コスト的な負担が大きい。しかも、スイッチを設けるに際し、操作性を考慮して運転席の周りに据付スペースを確保するのは難しい。
そこで、本発明の目的は、車両の既存のペダルを活用して、自動運転の設定車速の変更を可能とした自動運転制御装置を提供する。

本発明の態様は、設定車速に基づいて車両を自動運転で走行させる自動運転モードを備え、自動運転モード時における設定車速を変更可能とした自動運転制御装置であって、車両は、運転者の踏込み操作にしたがい車速が変更されるペダルを有し、ペダルは、踏込み始めに車速の変更が実行されない遊び域をもつペダルストロークを有し、自動運転モード時、ペダルにおいてペダルストロークの遊び域内で止まる踏込み操作を行うと、設定車速の変更を行う車速変更部を有するものとした。

本発明によれば、車両の自動運転時（自動運転モード時）は、既存のペダルの遊び域内に止まるよう踏込み操作さえすれば、自動運転の設定車速の変更ができる。
それ故、別途、設定車速を変更するための機器は不要となり、コスト的な負担は小さく抑えられる。しかも、ペダルそのものが設定車速を変更する機器として用いられるので、別途、スイッチなどを据え付けるための据付スペースは不要となり、簡便な構成で設定車速の変更が行える利点がある。

本発明の第１の実施形態に係る態様となる自動運転制御装置の主な構成を示すブロック図。 同自動運転制御装置の自動運転時における設定車速の変更制御を説明するフローチャート。 本発明の第２の実施形態の異なる設定車速の変更制御の態様を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態の異なる設定車速の変更制御の態様を示すフローチャート。

以下、本発明を図１および図２に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、本発明を適用した車両、例えばハイブリッド車における自動運転制御装置の主な構成を示している。図１中の符号１は、自動運転制御、ここでは例えば定速走行や追従走行を統括的に自動制御する制御部、具体的には自動運転制御ＥＣＵを示している。
この自動運転制御ＥＣＵ１に、車両のパワーユニットを構成するエンジン３を制御するエンジン制御ＥＣＵ５、同じくモータ７を制御するモータ制御ＥＣＵ９や、車両のブレーキシステムを構成する油圧ブレーキ１１のブレーキ（ＡＢＳ）ユニット１３(以下、単にブレーキユニット１３という)が接続される。ちなみにブレーキシステムをなす回生ブレーキ１５は、モータ制御ＥＣＵ９に接続される。

さらに自動運転制御ＥＣＵ１には、自動制御に必要なセンサとして、車両前方を監視するカメラ１７やレーダーセンサ１９、車速を検出する車輪速センサ２０(車速センサ)などが接続される。さらに自動運転制御ＥＣＵ１には、自動運転モード（自動運転）と手動運転モードとを切り換えるオンオフスイッチ２１が接続される。ちなみに手動運転操作モードは、運転者の手足の操作だけで車両が運転されるモードをいう。

自動運転制御ＥＣＵ１には、オンオフスイッチ２１がオンされると、例えば予め設定された初期設定車速、ここでは「６０km/h」が設定される（平坦な一般道での設定）。
自動運転制御ＥＣＵ１では、オンオフスイッチ２１のオン時、予め設定された自動運転モードにしたがい、先行車が無いときは初期設定車速を保つよう一定車速で走行する定速走行モードが実行され、先行車が有るときは先行車に追従しながら走行（初期設定車速を越えない）する追従走行モードが実行される。つまり、自動運転制御ＥＣＵ１には、パワーユニットやブレーキシステムを制御して自動運転モードを実行する機能が設定される。

また自動運転制御ＥＣＵ１には、自動運転モード時（自動運転時）、設定車速を変更する車速変更部２５が接続される。車速変更部２５は、車両の既存のペダルを活用して初期設定車速を変更可能としてある。車速変更部２５は、ここでは車両のブレーキペダル２２をそのまま流用して設定車速を変更可能とした構成が用いられている（図１（ｂ））。
この車速変更部２５について説明すると、ブレーキペダル２２は、例えば図１（ｂ）に示されるように上部が車両前後方向に回動可能に支持され、下部に踏み面部２３をもち、運転者（図示しない）の足で踏み面部２３を踏込むにしたがい、ブレーキシステムが作動して、踏込み量に応じたブレーキ力（減速力）が発生される。ちなみにブレーキペダル２２は、当初位置αから最大踏込み位置βまで踏込まれた範囲（０％〜１００％）をペダルストロークγという（図１（ｂ））。

このペダルストロークγ内における踏込み量が、自動運転制御ＥＣＵ１に接続されたブレーキペダルセンサ２７（ペダルセンサ）にて検出され、自動運転制御ＥＣＵ１へ出力される。
ここで、ブレーキペダルセンサ２７で検出されるブレーキペダル２２のペダルストロークγは、踏込み始めの減速が実行されない遊び域ａ（車速の変更が実行されない領域）と、踏込み終わりの最終踏込み域ｂと、最終踏込み域ｂと遊び域ａとの間の中間踏込み域ｃとを有している。通常の踏込み操作が行われる中間踏込み域ｃや最終踏込み域ｂは、ブレーキペダル２２の踏込み量にしたがいブレーキ力（油圧ブレーキ、回生ブレーキ）が発生する。ちなみに最終踏込み域ｂのときは、ブレーキ（ＡＢＳ）ユニット１３のＡＢＳは作動。

ペダルストロークγの踏込み域ａ〜ｃが占める割合としては、ここでは例えば遊び域ａが「０〜１０％」の踏込み量の範囲、中間踏込み域ｃが「１１％〜８０％」の踏込み量の範囲、最終踏込み域ｂが「８１％〜１００％」の踏込み量の範囲としてある。
自動運転制御装置には、このペダルストロークγの各範囲を定める踏込量を所定閾値として用いて、自動運転時（自動運転モード）、ブレーキペダル２２の遊び域ａ内において止まる踏込み操作が行われると、自動運転の設定車速を変更するものとしている。

例えば自動運転制御ＥＣＵ１には、自動運転で走行するための設定車速（例えば６０km/h）が設定されている。また自動運転制御ＥＣＵ１には、自動運転下において、ブレーキペダルセンサ２７での検出により、遊び領域ａ内においてブレーキペダル２２の踏込みで止まる踏込み量（少しペダルに触れるような踏込み）が検出されると、当初の設定車速（６０km/h）を下げる（変更）設定がなされている。例えば一回の遊び域ａにおける踏み止まりで、「５km/h」といった所定速度だけ、下げる設定がなされている。むろん設定車速の変更は、予め設定された閾値により遊び域ａ内のときだけ行われ、最終踏込み域ｂや中間踏込み域ｃでは行われない。

ちなみに自動運転制御ＥＣＵ１には、自動運転下で、ブレーキペダル２２が最終踏込み域ｂまで踏み込まれた（強く踏込む）ことが検出されると、最大のブレーキ力（ＡＢＳによる減速）を発生させるとともに、自動運転モード（自動運転）を解除する設定が施されている（手動操作に戻る）。
つぎに、図２に示すフローチャートを参照して、自動運転制御装置の作用について説明する。

例えば車両が手動運転モードで平坦な一般道路を走行中、自動運転で定速走行するべくオンオフスイッチ２１をオン操作すると、図２中のステップＳ１のように自動運転（自動運転モード）が開始される。
すると、ステップＳ３へ進み、自動制御ＥＣＵ１は、当初の初期設定車速を読取り、同初期設定車速、例えば６０km/hを保つよう、パワーユニットやブレーキシステムを制御する。これにより車両は、先行車が無ければ一定車速で走行される。先行車が有る場合、車両は先行車に追従する走行が行われる。

自動運転(定速走行、追従走行)で走行中、減速したい場合は、運転者はブレーキペダル２２の通常使用域である中間踏込み域ｃ内（１１％〜８０％）へ踏込む（通常の踏込み）。
すると、ステップＳ５、ステップＳ７およびステップＳ９を経てステップＳ１１へ進み、ブレーキシステム（油圧ブレーキや回生ブレーキ）が作動して、車両は踏込み量に応じ減速される。つまり車両は、自動運転を継続（定速運転、追従運転）しながら減速される。

このペダル操作の場合は、設定車速の変更は無い。このため、運転者の足がブレーキペダル２２から離れると、再び自動運転モードによる自動運転に復帰する。すなわち、ステップＳ１１からステップＳ１３を経てステップＳ１５へと進み、車両は当初の設定車速（６０km/h）まで加速され、自動運転（定速走行、追従走行）が継続される。
ちなみに、自動運転時、ブレーキペダル２２が最終踏込み域ｂ（踏込み量：８１％以上）まで踏込まれた場合、ステップＳ７からステップＳ１７へ進み、自動制御ＥＣＵ１は自動運転モードを解除し、自動運転を終わらせる。自動運転モードから手動運転モードへと強制的に切換わるので、急激な減速が求められる場合に有効である。

一方、自動運転(定速走行、追従走行)で走行中、設定車速を変更したい場合は、運転者はブレーキペダル２２の踏み面部２３を少し触れるような感覚で踏込む。この踏込み操作により、ブレーキペダル２２は、遊び域ａ内（０％〜１０％）で止まる。
これにより、自動制御ＥＣＵ１は、ブレーキペダルセンサ２７から、ブレーキペダル２２の遊び域ａ内に止まる踏込み操作（設定車速を変更する変更操作）であることを検出する。すると、ステップＳ７からステップＳ９を経てステップＳ１９へ進む。これにより自動制御ＥＣＵ１は、自動運転の設定車速「６０km/h」を「５５km/h」へ下げる変更を行う（所定減速値「５km/h」だけ下げる）。

この設定車速の変更にしたがい自動制御ＥＣＵ１は、パワーユニットやブレーキシステムへ減速信号が出力される。すると、自動運転中（定速走行、追従走行）の車速は、変更した設定車速「５５km/h」まで減速される。これにより自動運転は、変更した設定車速にしたがい継続される。ちなみ、遊び域ａ内での踏込みを繰り返し行うと、設定車速は、さらに変更される。

以上、本実施形態のように自動運転時における設定車速の変更は、既存のブレーキペダル２２の遊び域ａを活用して、運転者が同遊び域ａ内に踏み止まるようペダル操作するだけで行うことができる。
それ故、別途、設定車速を変更するためのスイッチなどの機器は不要なので、コスト的な負担は小さく抑えられる。しかも、設定車速の変更は、ブレーキペダル２２そのものを設定車速を変更する機器として流用して行うため、別途、スイッチなどを据え付けるための据付スペースは不要となり、簡便な構成で設定車速の変更を行うことができる。特にブレーキペダル２２は、遊び域ａが大きく、認知しやすいペダルなので、設定車速の変更は行いやすい。

ちなみに、運転者がブレーキペダル２２を最終踏込み域ｂ（踏込み量：８１％以上）まで踏込んだ場合（急激な減速が求められる場合）は、ステップＳ７からステップＳ１７へ進み、自動運転モード（自動運転）は解除される。つまり車両は、自動運転モードから手動運転モードへ強制的に切換わり急激な減速が行われる。
図３は、本発明の第２の実施形態を示す。

本実施形態は、車両が走行する走行環境、ここでは例えば路面具合により、ブレーキペダル２２の遊び域が占める範囲を異ならせて、凹凸路面の走行時、路面から車体へ伝わる振動中でも、適切に設定車速の変更が行えるようにしたものである。
具体的には、図１中の二点鎖線に示されるように自動制御ＥＣＵ１に、走行環境検出部となる、車両が走行する路面の状態、ここでは凹凸路面か、平坦な路面かを検出する路面センサ５１を設ける。また図２に示される平坦な一般道用のフローチャートに加え、新たに図３に示される凹凸道路（一般道路）用のフローチャートを加えたものである。

詳しくは図３に示されるフローチャートは、遊び域ａを占める範囲を図２に示されている「０〜１０％」）の設定から「０〜２０％」に拡げて、大きな振幅の振動が車体に加わる中でも、運転者が遊び域ａ内で的確に踏み止めようにしたものである。
ちなみに図３のフローチャートは、遊び域ａの踏込み量を変えた内容に、凹凸道路か平坦な道路かを選択する処理（ステップＳ１４）を加えたものである。なお、図３のフローチャートにおいて図２のフローチャートのステップと同じステップは、下１桁が同じ符号を付して説明を省略した。

こうした第２の実施形態のように路面具合に応じて遊び域ａの範囲を異ならせることにより、凹凸路面でも、適切に設定車速の変更操作ができる。
図４は、本発明の第３の実施形態を示す。
本実施形態は、定速走行や追従走行に加え、車速にしたがい自動で走行車線と追越車線との間のレーンチェンジを可能とした自動運転制御装置において、ブレーキペダルの遊び域の踏込みにより設定車速が変更されるようにしたものである。

具体的には自動運転制御装置は、図１中の二点鎖線で示すように路面センサ５１や自動操舵アクチュエータ６１や隣接車線の後方車両を監視するセンサ（図示しない）を有した構成を用いる。
また図１のフローチャートに加え、図４に示されるような高速道路用のフローチャートを用いる。

すなわち図４の高速道路用のフローチャートは、図２に示される一般道路用のフローチャートに、高速道路の走行車線と追越車線との間をレーンチェンジ可能とするレーンチェンジモードとして、走行環境検出部となるナビゲーション装置（図示しない）からの道路情報により車両が走行する道路が高速道路か一般道路かを判定する判定処理（ステップＳ２、ステップＳ５３）と、高速道路であると高速道路用の初期設定車速（例えば１００km/h）を設定する処理（ステップＳ５１）と、高速道路を自動走行時、車速にしたがい自動操舵アクチュエータ６１によりレーンチェンジ（走行車線、追越車線の走行）を可能にした処理（ステップＳ７１）とを加えたものである。また同フローチャートには、車速が高速道路の最低速度以下（所定最低車速値以下）のときは、設定車速の変更を受け付けなく（禁止）する処理（ステップＳ７３）も加えてある。なお、他は図２のフローチャートと同じである。

これにより、高速道路の追越車線を自動運転（定速走行、追従走行）で走行中、ブレーキペダル２２の、遊び域ａ内に止める踏込みを行うと、当初設定される設定車速「１００km/h」は「９５km/h」へ、さらに踏込みの繰り返しにより「９０km/h」へと変更され、車両は減速される。この変更された車速したがい、車両側方や同車両側方の後方といった隣接車線に後続車が無い場合、変更後の車速に適した車線（走行車線）へレーンチェンジが行われる（レーンチェンジモード）。

こうした自動レーンチェンジを可能とした自動運転制御装置でも、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。但し高速道路では、走行の妨げとならないよう、高速道路の最低速度以下（最低所定車速値以下）の車速となる設定車速の変更は受け付けない(ステップＳ７３)。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、ブレーキペダルの遊び域を利用した例を挙げたが、これにて限らず、他の車速を変更するペダルの遊び域を利用して設定車速の変更ができるようにしてもよい。

１ 自動運転制御ＥＣＵ(制御部)
２２ ブレーキペダル（ペダル）
２５ 車速変更部
５１ 路面センサ（走行環境検出部）
ａ 遊び域
ｂ 最終踏込み域
ｃ 中間踏込み域
γ ペダルストローク

Claims (6)

1. 設定車速に基づいて車両を自動運転で走行させる自動運転モードを備え、前記自動運転モードにおける設定車速を変更可能とした自動運転制御装置であって、
   前記車両は、運転者の踏込み操作にしたがい車速が変更されるペダルを有し、
   前記ペダルは、踏込み始めに車速の変更が実行されない遊び域をもつペダルストロークを有し、
   前記自動運転モード時、前記ペダルにおいて前記ペダルストロークの遊び域内で止まる踏込み操作を行うと、前記設定車速の変更を行う車速変更部を有する
   ことを特徴とする自動運転制御装置。
2. 前記ペダルは、車両のブレーキペダルであり、
   前記車速変更部は、前記自動運転モード時、前記ブレーキペダルにおいてペダルストロークの遊び域内で止まる踏込み操作を行うと、設定車速を下げる
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動運転制御装置。
3. 前記車両が走行する走行環境を検出する走行環境検出部を有し、
   前記車速変更部は、前記走行環境に応じて前記ブレーキペダルのペダルストロークの遊び域を占める範囲を異ならせる
   ことを特徴とする請求項２に記載の自動運転制御装置。
4. 前記車両が走行する走行環境を検出する走行環境検出部を有し、
   前記走行環境検出部は、高速道路の走行が検出され、
   前記自動運転モード時、高速道路における走行において、車速にしたがい自動操舵により前記高速道路の走行車線と追越車線との間のレーンチェンジを可能としたレーンチェンジモードを有し、
   前記レーンチェンジモードは、前記車速変更部において変更された設定車速にしたがい実行される
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の自動運転制御装置。
5. 前記車両が走行する走行環境を検出する走行環境検出部を有し、
   前記走行環境検出部は、高速道路の走行が検出され、
   前記車速変更部は、車速が高速道路の所定最低車速値以下のときにおける設定車速の変更が禁止される
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の自動運転制御装置。
6. 前記ブレーキペダルのペダルストロークは、踏込み終わりの最終踏込み域と、前記最終踏込み域と前記遊び域との間の中間踏込み域とを有し、
   前記自動運転モード時、前記ブレーキペダルが前記最終踏込み域まで踏込まれると自動運転モードが解除される
   ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の自動運転制御装置。

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