JP2023067917A - 自動運転システム - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバが車両の運転の少なくとも一部を自動運転システムから引き継ぐ際、焦ることなくスムーズに運転移行を行うことができる技術を提供する。
【解決手段】自動運転システムは、車両の自動運転を制御する制御装置と、車両の外部環境を示す外部環境情報が格納される記憶装置とを備える。運転移行区間は、車両のドライバが車両の運転の少なくとも一部を制御装置から引き継ぐ区間である。終端目標速度は、運転移行区間の終了地点における車両の目標速度である。制御装置は、外部環境に応じて終端目標速度を設定する。車両の速度が終端目標速度よりも低い場合、制御装置は、終了地点における車両の速度が終端目標速度となるように、運転移行区間において車両を加速させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の自動運転を制御する自動運転システムに関する。

特許文献１は、車両の自動運転を制御する車両制御装置を開示している。車両制御装置は、所定の終了予定地点で自動運転を終了させる。車両位置が終了予定地点まで所定の距離に達すると、車両制御装置は、車両を減速させる減速制御を開始する。この減速制御の目的は、車両のドライバに対して手動運転への移行を促すことである。車両制御装置は、減速制御を終了させる地点である移行完了地点を、終了予定地点よりも手前に設定する。そして、車両制御装置は、移行完了地点において車両が停止するように、すなわち、車速がゼロになるように、減速制御を行う。

特許文献２は、運転交代制御装置を開示している。交代実施区間は、運転操作を自動運転機能からドライバに受け渡す区間である。交代実施区間におけるドライバの運転負荷を軽減するために、運転交代制御装置は、交代実施区間の手前の切替区間において、運転負荷が低くなるように走行制御パラメータを変更する。

特許文献３は、車両の自動運転を制御する車両制御装置を開示している。車両制御装置は、自動運転の少なくとも一部をドライバによる手動運転に引き継ぐ。それに先立って、車両制御装置は、ドライバに引き継ぎ要求を出す。車両制御装置は、引き継ぎ後の運転難易度に基づいて、引き継ぎ要求を出すタイミングを設定する。

国際公開第２０１７／１４１４２６号 特開２０１７－１５９８８５号公報 特開２０１８－１３４９７１号公報

自動運転システムは、車両の自動運転を制御する。その自動運転システムが、自動運転の少なくとも一部を終了させる場合を考える。車両のドライバは、車両の運転の少なくとも一部を自動運転システムから引き継ぐ。このとき、ドライバが焦ることなくスムーズに運転移行を行うことが望まれる。

本発明の１つの目的は、ドライバが車両の運転の少なくとも一部を自動運転システムから引き継ぐ際、焦ることなくスムーズに運転移行を行うことができる技術を提供することにある。

本発明の１つの観点は、自動運転システムに関連する。
自動運転システムは、
車両の自動運転を制御する制御装置と、
車両の外部環境を示す外部環境情報が格納される記憶装置と
を備える。
運転移行区間は、車両のドライバが車両の運転の少なくとも一部を制御装置から引き継ぐ区間である。
終端目標速度は、運転移行区間の終了地点における車両の目標速度である。
制御装置は、外部環境に応じて終端目標速度を設定する。
車両の速度が終端目標速度よりも低い場合、制御装置は、終了地点における車両の速度が終端目標速度となるように、運転移行区間において車両を加速させる。

本発明に係る自動運転システムは、運転移行区間の終了地点における終端目標速度を外部環境に応じて設定する。そして、車両の速度が終端目標速度よりも低い場合、自動運転システムは、終了地点における車両の速度が終端目標速度となるように、運転移行区間において車両を加速させる。これにより、ドライバは焦ることなくスムーズに運転移行を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る自動運転システムを説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る運転移行処理における速度制御の一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る運転移行処理における速度制御の他の例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る運転移行処理において考慮される外部環境の例を示す概念図である。 本発明の実施の形態における運転移行期間（運転移行区間）の決定方法の例を説明するための概念図である。 運転移行区間の終了地点が本線上に位置している場合の一例を示す概念図である。 運転移行区間の終了地点が分岐車線上に位置している場合の一例を示す概念図である。 運転移行区間の終了地点の手前に渋滞区間が存在している場合を示す概念図である。 図８で示された場合の運転移行期間（運転移行区間）の決定方法の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの具体的な構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る運転移行処理を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
図１は、本発明の実施の形態に係る自動運転システム１０を説明するための概念図である。自動運転システム１０は、車両１に搭載されている。この自動運転システム１０は、車両１の自動運転を制御する。車両１の自動運転は、車両１の加速、減速、及び操舵の少なくとも一部を含んでいる。

自動運転システム１０が、車両１の自動運転の少なくとも一部を終了させる場合を考える。車両１のドライバは、車両１の運転（加速、減速、操舵）の少なくとも一部を自動運転システム１０から引き継ぐ。ドライバが車両１の運転の少なくとも一部を自動運転システム１０から引き継ぐことは、以下「運転移行」と呼ばれる。運転移行は、運転交代あるいは運転切替と呼ぶこともできる。

運転移行区間ＴＺは、運転移行のための区間であり、開始地点ＰＳから終了地点ＰＥまでの区間として定義される。終了地点ＰＥは予め決まっている。例えば、自動運転許可区間が予め決まっている場合、終了地点ＰＥは、その自動運転許可区間の終了地点あるいはその手前である。開始地点ＰＳは、終了地点ＰＥの手前に位置する。この開始地点ＰＳにおいて、自動運転システム１０は、ドライバに対して「移行要求（transition demand）ＴＤ」を発行する。その移行要求ＴＤに応答して、ドライバは、必要な運転を自動運転システム１０から引き継ぐ。ドライバは、遅くとも終了地点ＰＥまでには運転移行を完了する必要がある。

運転移行区間ＴＺにおいて、自動運転システム１０は、車速Ｖ（車両１の速度）を適切に制御する「速度制御」を実行する。典型的には、自動運転システム１０は、車速Ｖを減少させる減速制御を行う。この減速制御により、ドライバは、焦ることなくスムーズに運転移行を行うことができる。

図２は、速度制御の一例を示す概念図である。縦軸は、車速Ｖを表している。横軸は、時間、あるいは、車両１の進行方向Ｘを表している。開始タイミングｔｓは、運転移行区間ＴＺの開始地点ＰＳに対応するタイミングである。自動運転システム１０は、開始タイミングｔｓにおいて移行要求ＴＤを発行する。終了タイミングｔｅは、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥに対応するタイミングである。この終了タイミングｔｅまでに運転移行が完了する必要がある。運転移行期間ＴＰは、開始タイミングｔｓから終了タイミングｔｅまでの期間である。以下の説明において、運転移行区間ＴＺと運転移行期間ＴＰは等価なものとして扱われる。

速度制御のために、自動運転システム１０は、まず、終了地点ＰＥにおける車両１の目標速度を設定する。終了地点ＰＥにおける車両１の目標速度は、以下「終端目標速度ＶＥ」と呼ばれる。そして、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥにおける車速Ｖが設定した終端目標速度ＶＥとなるように、運転移行区間ＴＺにおける車速Ｖを制御する。開始地点ＰＳにおける始点速度ＶＳが終端目標速度ＶＥよりも高い場合、自動運転システム１０は、車速Ｖを始点速度ＶＳから終端目標速度ＶＥに向かって減速させる。

尚、運転移行区間ＴＺにわたって車速Ｖが単調に変化する必要はない。例えば、図３に示されるように、車速Ｖが一定に保たれる区間が運転移行区間ＴＺに含まれていてもよい。終了地点ＰＥにおける車速Ｖが終端目標速度ＶＥになっていればよい。

運転移行に関連する自動運転システム１０による処理は、以下「運転移行処理」と呼ばれる。例えば、運転移行処理は、終端目標速度ＶＥの設定、開始地点ＰＳの決定、移行要求ＴＤの発行、速度制御、等を含む。本実施の形態によれば、自動運転システム１０は、運転移行時のドライバの違和感が軽減されるように、運転移行処理を行う。

例えば、運転移行期間ＴＰにおいて、ドライバは、車両１の外部環境を認識しながら運転を引き継ぐと考えられる。仮に、終端目標速度ＶＥが外部環境に依らず一律に定められると、ドライバは違和感や不安感を覚えるおそれがある。そこで、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥあるいは終了地点ＰＥの周辺の外部環境に応じて、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。そして、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥにおける車速Ｖが設定した終端目標速度ＶＥとなるように速度制御を実行する。これにより、運転移行時のドライバの違和感や不安感が軽減される。

以下、車両１の外部環境を考慮した運転移行処理について更に詳しく説明する。

２．外部環境を考慮した運転移行処理
図４は、本実施の形態に係る運転移行処理において考慮される外部環境の例を示している。

２－１．第１の観点
第１の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥに対して規定されている「規定速度」が考慮される。規定速度とは、交通ルール等によって規定されている速度である。

例えば、終了地点ＰＥが一時停止位置である場合を考える。車両１は一時停止位置において停止することが義務付けられている。すなわち、一時停止位置に対する規定速度は０ｋｍ／ｈである。仮に、終了地点ＰＥにおいて車両１が停止していないと、ドライバは違和感や不安感を覚える。そこで、自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを０ｋｍ／ｈ（規定速度）に設定する。

他の例として、終了地点ＰＥにおける制限速度が４０ｋｍ／ｈである場合を考える。この場合、終了地点ＰＥに対する規定速度は、その制限速度の４０ｋｍ／ｈである。仮に、終了地点ＰＥにおける車速Ｖが制限速度を超えていると、ドライバは違和感や不安感を覚える。そこで、自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを制限速度以下に設定する。例えば、自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを２０ｋｍ／ｈに設定する。

このように、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥに対して規定されている規定速度を考慮して、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。そして、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥにおける車速Ｖが終端目標速度ＶＥとなるように速度制御を実行する。これにより、運転移行時のドライバの違和感や不安感が軽減される。

また、運転移行期間ＴＰが長すぎる、あるいは、短すぎる場合、ドライバは違和感を感じる。従って、自動運転システム１０は、運転移行期間ＴＰ（運転移行区間ＴＺ）を適切に決定する。

図５は、運転移行期間ＴＰの決定方法の例を説明するための概念図である。図５のフォーマットは、既出の図２と同じである。終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥは、上述の通り設定される。開始地点ＰＳにおける始点速度ＶＳとしては、例えば、現在の車速Ｖが用いられる。あとは運転移行期間ＴＰにおける目標減速度Ａが決まれば、終了地点ＰＥにおいて終端目標速度ＶＥを実現するために必要な運転移行期間ＴＰ（運転移行区間ＴＺ）が定まる。

目標減速度Ａが大きすぎると、ドライバや車両１に高負荷がかかり、ドライバは不快感を覚える。また、目標減速度Ａが大きすぎると、運転移行期間ＴＰが短くなり、ドライバは焦りや不便を感じる。従って、目標減速度Ａに対しては所定の上限値（許容値）が設けられる。一方、目標減速度Ａが小さすぎると、運転移行期間ＴＰが不必要に長くなる。これらのことから、自動運転システム１０は、目標減速度Ａを、所定の上限値以下の適切な値に設定する。例えば、自動運転システム１０は、目標減速度Ａを、所定の上限値に設定する。

終端目標速度ＶＥ及び目標減速度Ａの設定後、自動運転システム１０は、その目標減速度Ａによって終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥが実現されるように、開始地点ＰＳ（開始タイミングｔｓ）を決定する。このようにして、適切な運転移行期間ＴＰ（運転移行区間ＴＺ）が決定される。このことも、運転移行時のドライバの違和感の軽減に寄与する。

尚、図３で示されたように、車速Ｖが一定に保たれる区間が運転移行区間ＴＺに含まれていてもよい。その場合、自動運転システム１０は、車速Ｖが一定に保たれる区間も考慮して、開始地点ＰＳを決定する。

他の例として、自動運転システム１０は、運転移行区間ＴＺの長さＤを先に決定し、その後に目標減速度Ａを決定してもよい。例えば、まず、運転移行区間ＴＺの長さＤが最小値に仮設定される。続いて、終端目標速度ＶＥを実現可能な目標減速度Ａが試算される。算出された目標減速度Ａが上述の上限値を超えている場合、運転移行区間ＴＺの長さＤが増加させられる。これらの処理を繰り返すことによって、適切な運転移行区間ＴＺの長さＤと目標減速度Ａを決定することができる。

２－２．第２の観点
第２の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥにおける「道路属性」が考慮される。道路属性は、交差点の有無、信号機の有無、料金所の有無、及び料金所の種類のうち少なくとも一つを含む。

例えば、終了地点ＰＥに交差点あるいは信号機が存在する場合、自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを０ｋｍ／ｈに設定する。他の例として、終了地点ＰＥに料金所が存在する場合、自動運転システム１０は、更に、その料金所の種類を考慮する。その料金所がＥＴＣ（Electronic Toll Collection）等の自動料金収受型である場合、自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを２０ｋｍ／ｈに設定する。一方、その料金所が手動型あるいは有人型の場合、自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを０ｋｍ／ｈに設定する。

更に他の例では、道路属性として、終了地点ＰＥが高速道路あるいは有料道路の本線上に位置しているか否かが考慮される。一般的に、本線におけるトラフィックフローは、本線から分岐した分岐車線におけるトラフィックフローよりも速い。従って、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥが本線上に位置している場合の終端目標速度ＶＥを、終了地点ＰＥが分岐車線上に位置している場合の終端目標速度ＶＥよりも高く設定する。

図６は、終了地点ＰＥが本線上に位置している場合の一例を示している。図６に示される例では、本線に料金所Ｇ（本線料金所）が設置されている。料金所Ｇの手前には幅広の料金所エリアＧＡが存在している。料金所エリアＧＡでは白線が途切れるため、自動運転が困難となる可能性がある。そのため、終了地点ＰＥは、料金所エリアＧＡよりも更に手前に位置している。つまり、終了地点ＰＥは、料金所Ｇよりもかなり手前に位置している。従って、仮に終端目標速度ＶＥが料金所用の低速度（２０ｋｍ／ｈあるいは０ｋｍ／ｈ）に設定されると、ドライバは違和感を覚える。また、本線のトラフィックフローが妨げられ、渋滞を引き起こすおそれがある。そこで、自動運転システム１０は、図６の場合の終端目標速度ＶＥを料金所用の低速度よりも高くなるように設定する。

図７に示される例では、分岐車線ＬＢが本線から分岐しており、その分岐車線ＬＢ上に終了地点ＰＥが位置している。自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを本線の場合よりも低く設定する。例えば、分岐車線ＬＢ上の終了地点ＰＥに料金所Ｇが設置されている。この場合、自動運転システム１０は、終端目標速度ＶＥを料金所用の低速度に設定する。

このように、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥにおける道路属性を考慮して、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。その後、自動運転システム１０は、上述の第１の観点の場合と同様の手法で、開始地点ＰＳを決定する。そして、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥにおける車速Ｖが終端目標速度ＶＥとなるように速度制御を実行する。これにより、運転移行時のドライバの違和感や不安感が軽減される。

２－３．第３の観点
図８は、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在している場合を示している。渋滞区間ＣＺにおけるトラフィックフローの速度は非常に低い。従って、車両１が渋滞区間ＣＺを通り抜けるためには長い時間を要する。仮に、渋滞区間ＣＺを考慮することなく上述の第１の観点の場合と同様の手法で開始地点ＰＳが決定されると、運転移行期間ＴＰが不必要に長くなるおそれがある。言い換えれば、車両１が終了地点ＰＥに到達するまで長い時間がかかるにもかかわらず、移行要求ＴＤが不必要に早く発行される。このことは、ドライバの違和感の原因となる。また、ドライバは、運転を早いタイミングで引き継いだ後、残りの渋滞区間ＣＺの中を手動で運転する必要がある。このことは、ドライバのストレスの原因となる。

そこで、第３の観点では、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在するか否かを考慮する。終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在する場合、自動運転システム１０は、次のような手法で終端目標速度ＶＥ及び開始地点ＰＳを決定する。

図９は、第３の観点における手法を説明するための概念図である。図９のフォーマットは、既出の図２と同じである。まず、自動運転システム１０は、渋滞区間ＣＺにおけるトラフィックフローの速度を一定速度ＶＣと仮定する。つまり、自動運転システム１０は、車両１が渋滞区間ＣＺを一定速度ＶＣで通過すると仮定する。例えば、一定速度ＶＣは、予め決められている。あるいは、車両１が既に渋滞区間ＣＺの中に存在する場合、車速Ｖの平均値が一定速度ＶＣとして用いられてもよい。

自動運転システム１０は、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを上記の一定速度ＶＣに設定する。そして、自動運転システム１０は、一定速度ＶＣの車両１が運転移行区間ＴＺを一定時間で通過するように、開始地点ＰＳを決定する。その一定時間は、運転移行期間ＴＰに相当し、ドライバが違和感を覚えないような適切な時間に設定されている。

このように、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在するか否かを考慮して、終端目標速度ＶＥ及び開始地点ＰＳを可変的に設定する。終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在する場合、自動運転システム１０は、運転移行期間ＴＰが不必要に長くならないように、開始地点ＰＳを決定する。これにより、運転移行時のドライバの違和感及びストレスが軽減される。

２－４．第４の観点
第４の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥの周辺の「気象」が考慮される。以下の説明において、「悪天候」とは、雨、雪、雷、強風、凍結等、車両走行に悪影響を与える気象条件を意味する。悪天候の場合、ドライバは、より安全な車両走行状態で運転を引き継ぎたいと考える。

そこで、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥの周辺の気象に応じて、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。具体的には、自動運転システム１０は、悪天候の場合の終端目標速度ＶＥを、好天の場合の終端目標速度ＶＥよりも低く設定する。これにより、運転移行時のドライバの違和感や不安感が軽減される。

また、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥの周辺の気象に応じて、運転移行区間ＴＺにおける目標減速度Ａを可変的に設定してもよい。具体的には、自動運転システム１０は、悪天候の場合の目標減速度Ａを、好天の場合の目標減速度Ａよりも低く設定する。これにより、運転移行時のドライバの違和感や不安感が更に軽減される。また、速度制御の最中の車両挙動がより安定化する。

２－５．第５の観点
第５の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥの周辺の「照度／暗度」が考慮される。照度が低いことは、暗度が高いことと等価である。終了地点ＰＥの周辺が暗い場合、ドライバは、より安全な車両走行状態で運転を引き継ぎたいと考える。

そこで、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥの周辺の照度／暗度に応じて、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。具体的には、自動運転システム１０は、照度が低い場合の終端目標速度ＶＥを、照度が高い場合の終端目標速度ＶＥよりも低く設定する。これにより、運転移行時のドライバの違和感や不安感が軽減される。

また、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥの周辺の照度／暗度に応じて、運転移行区間ＴＺにおける目標減速度Ａを可変的に設定してもよい。具体的には、自動運転システム１０は、照度が低い場合の目標減速度Ａを、照度が高い場合の目標減速度Ａよりも低く設定する。これにより、運転移行時のドライバの違和感や不安感が更に軽減される。

２－６．第６の観点
上述の第１～第５の観点のうちいくつかを組み合わせることも可能である。例えば、第１の観点と第４あるいは第５の観点とが組み合わされる。具体的には、まず、第１の観点で説明された手法によって、終端目標速度ＶＥと目標減速度Ａが決定される（図５参照）。その後、第４あるいは第５の観点に従って、目標減速度Ａが調整される。つまり、自動運転システム１０は、終了地点ＰＥの周辺の気象あるいは照度／暗度に応じて、目標減速度Ａを可変的に設定する。同様に、第２の観点と第４あるいは第５の観点とを組み合わせることも可能である。

上述の第１～第５の観点に対して優先度が決定されてもよい。例えば、第１～第５の観点のそれぞれで考慮される外部環境を示す情報の“確からしさ”が、優先度として用いられる。自動運転システム１０は、優先度が最も高い外部環境を考慮して、運転移行処理を実行する。

３．自動運転システムの構成例
３－１．全体構成
図１０は、本実施の形態に係る自動運転システム１０の構成を概略的に示すブロック図である。自動運転システム１０は、情報取得装置２０及び自動運転制御装置３０を備えている。

情報取得装置２０は、車両１の運転環境を示す運転環境情報２００を取得する。例えば、情報取得装置２０は、車両位置取得装置２１、車両状態取得装置２２、及び外部環境取得装置２３を含んでいる。車両位置取得装置２１は、車両１の位置を示す車両位置情報２１０を取得する。車両状態取得装置２２は、車両１の状態（例：車速Ｖ）を示す車両状態情報２２０を取得する。外部環境取得装置２３は、車両１の外部環境を示す外部環境情報２３０を取得する。運転環境情報２００は、車両位置情報２１０、車両状態情報２２０、及び外部環境情報２３０を含んでいる。

自動運転制御装置３０は、情報取得装置２０から運転環境情報２００を受け取る。そして、自動運転制御装置３０は、運転環境情報２００に基づいて、車両１の自動運転を制御する。また、自動運転制御装置３０は、運転環境情報２００に基づいて、運転移行処理を実行する。

図１１は、本実施の形態に係る自動運転システム１０の具体的な構成例を示すブロック図である。自動運転システム１０は、制御装置１００、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置１１０、車両状態センサ１２０、地図データベース１３０、周囲認識センサ１４０、通信装置１５０、ＨＭＩユニット１６０、及び走行装置１７０を備えている。

制御装置１００は、車両１の自動運転を制御する。この制御装置１００は、プロセッサ１０１及び記憶装置１０２を備えるマイクロコンピュータである。制御装置１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサ１０１が記憶装置１０２に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１００による各種処理が実現される。

ＧＰＳ装置１１０は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両１の位置及び方位を算出する。

車両状態センサ１２０は、車両１の状態を検出する。車両１の状態は、車両１の速度（車速Ｖ）、車輪速、加速度、舵角、ヨーレート、等を含む。また、車両１の状態は、ドライバによる運転操作も含む。運転操作は、アクセル操作、ブレーキ操作、及び操舵操作を含む。更に、車両１の状態は、ワイパーの稼動状態、ヘッドライトの点灯状態、等を含んでいてもよい。

地図データベース１３０には、地図情報が記録されている。地図情報は、一般的な道路地図やナビゲーション地図を含んでいる。また、地図情報は、車線配置、道路属性、一時停止位置、制限速度、自動運転許可区間、等の情報を含んでいる。

周囲認識センサ１４０は、車両１の周囲の状況を検出する。周囲認識センサ１４０としては、カメラ、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダ等が例示される。更に、周囲認識センサ１４０は、レインセンサ、照度センサ、等を含んでいてもよい。

通信装置１５０は、車両１の外部と通信を行う。例えば、通信装置１５０は、車両１の外部の外部装置と、通信ネットワークを介して通信を行う。通信装置１５０は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行ってもよい。通信装置１５０は、周辺車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行ってもよい。

ＨＭＩユニット１６０は、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。具体的には、ＨＭＩユニット１６０は、入力装置と出力装置を有している。入力装置としては、タッチパネル、スイッチ、マイク、等が例示される。出力装置としては、表示装置、スピーカ、等が例示される。

走行装置１７０は、操舵装置、駆動装置、及び制動装置を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、電動機やエンジンが例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

３－２．情報取得装置２０
制御装置１００は、運転環境情報２００を取得する。運転環境情報２００は、記憶装置１０２に格納され、適宜読み出されて利用される。

３－２－１．車両位置取得装置２１
制御装置１００は、ＧＰＳ装置１１０から、車両１の位置及び方位を示す車両位置情報２１０を取得する。制御装置１００とＧＰＳ装置１１０は、図１０で示された車両位置取得装置２１を構成していると言える。

３－２－２．車両状態取得装置２２
制御装置１００は、車両状態センサ１２０から、車両１の状態を示す車両状態情報２２０を取得する。車両１の状態は、車両１の速度（車速Ｖ）、車輪速、加速度、舵角、ヨーレート、等を含む。また、車両１の状態は、車両１のドライバによる運転操作も含む。更に、車両１の状態は、ワイパーの稼動状態、ヘッドライトの点灯状態、等を含む。制御装置１００と車両状態センサ１２０は、図１０で示された車両状態取得装置２２を構成していると言える。

３－２－３．外部環境取得装置２３
制御装置１００は、地図データベース１３０から地図情報を取得する。地図データベース１３０は、車両１の外部の外部装置に格納されていてもよい。その場合、制御装置１００は、通信装置１５０を通して外部装置と通信を行い、外部装置から地図情報を取得する。

また、制御装置１００は、車両１の周囲の状況を示す周辺状況情報を取得する。周辺状況情報は、周囲認識センサ１４０による検出結果から得られる情報である。例えば、周辺状況情報は、カメラによって得られたカメラ撮像情報を含む。また、周辺状況情報は、ライダーやレーダによって得られた計測情報を含む。更に、周辺状況情報は、車両１の周囲の物標に関する物標情報を含む。車両１の周囲の物標としては、周辺車両、白線、標識、路面標示、信号機、路側物、などが例示される。更に、周辺状況情報は、レインセンサによって検出される情報を含む。更に、周辺状況情報は、照度センサによって検出される照度を含む。

尚、車両１の周囲の降雨状態は、ワイパーの稼動状態から推定することもできる。また、車両１の周囲の照度は、ヘッドライトの点灯状態から推定することもできる。つまり、制御装置１００は、車両状態センサ１２０を用いて周辺状況情報を取得することもできる。

更に、制御装置１００は、通信装置１５０を用いて外部と通信を行うことにより、配信情報を取得する。例えば、配信情報は、インフラから配信される道路交通情報、気象情報、等を含む。配信情報は、Ｖ２Ｖ通信を通して得られる周辺車両の情報（車速等）を含んでいてもよい。

外部環境情報２３０は、上述の地図情報、周辺状況情報、及び配信情報を含んでいる。制御装置１００、車両状態センサ１２０、地図データベース１３０、周囲認識センサ１４０、及び通信装置１５０は、図１０で示された外部環境取得装置２３を構成していると言える。

３－３．自動運転制御装置３０
制御装置１００は、運転環境情報２００に基づいて、車両１の自動運転を制御する。具体的には、制御装置１００は、運転環境情報２００に基づいて、車両１の走行計画を生成する。走行計画は、目的地までの目標ルートやローカルな目標軌道を含む。そして、制御装置１００は、走行計画に従って車両１を走行させる。そのために、制御装置１００は、走行装置１７０（操舵装置、駆動装置、制動装置）を適宜作動させて、操舵制御、加速制御、及び減速制御を行う。

また、制御装置１００は、運転環境情報２００に基づいて、運転移行処理を実行する。具体的には、制御装置１００は、運転環境情報２００（特に外部環境情報２３０）に基づいて、終端目標速度ＶＥや開始地点ＰＳを決定する。また、制御装置１００は、ＨＭＩユニット１６０を通して、ドライバに対して移行要求ＴＤを発行する。更に、制御装置１００は、走行装置１７０を適宜作動させて、速度制御を行う。

制御装置１００、ＨＭＩユニット１６０、及び走行装置１７０は、図１０で示された自動運転制御装置３０を構成していると言える。以下、自動運転制御装置３０（制御装置１００）による運転移行処理について更に詳しく説明する。

４．運転移行処理
図１２は、本実施の形態に係る自動運転制御装置３０（制御装置１００）による運転移行処理を示すフローチャートである。

４－１．ステップＳ１００
自動運転制御装置３０は、地図情報に基づいて、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥを認識する。例えば、地図情報は、自動運転許可区間の情報を含んでいる。自動運転制御装置３０は、自動運転許可区間の終了地点あるいはその手前を、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥとして認識する。

４－２．ステップＳ２００
自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥあるいは終了地点ＰＥの周辺の外部環境に応じて、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。上述の通り、外部環境としては様々な例が存在する（図４参照）。

４－２－１．第１の観点
第１の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥに対して規定されている規定速度が考慮される。外部環境情報２３０は、規定速度を示す情報を含んでいる。

例えば、地図情報は、一時停止位置の情報を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、地図情報に基づいて、一時停止位置を認識することができる。また、物標情報は、一時停止を示す標識や路面標示の情報を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、物標情報に基づいて、一時停止位置を認識することができる。終了地点ＰＥが一時停止位置であることは、規定速度が０ｋｍ／ｈであることを意味する。

他の例として、地図情報は、制限速度の情報を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、地図情報に基づいて、制限速度を認識することができる。また、物標情報は、制限速度を示す標識の情報を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、物標情報に基づいて、制限速度を認識することができる。終了地点ＰＥにおける制限速度が規定速度である。

このように、自動運転制御装置３０は、外部環境情報２３０に基づいて、終了地点ＰＥに対して規定されている規定速度を認識する。そして、自動運転制御装置３０は、終端目標速度ＶＥを規定速度以下に設定する。

４－２－２．第２の観点
第２の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥにおける道路属性が考慮される。外部環境情報２３０は、道路属性を示す情報を含んでいる。

例えば、地図情報は、車線配置（本線、分岐車線）、交差点の位置、信号機の位置、料金所の位置、及び料金所の種類の情報を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、地図情報に基づいて、道路属性を認識することができる。他の例として、物標情報は、道路属性を示す標識の情報を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、物標情報に基づいて、道路属性を認識することができる。

このように、自動運転制御装置３０は、外部環境情報２３０に基づいて、終了地点ＰＥにおける道路属性を認識する。そして、自動運転制御装置３０は、道路属性に応じて、終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。

例えば、終了地点ＰＥに交差点あるいは信号機が存在する場合、終端目標速度ＶＥは０ｋｍ／ｈに設定される。終了地点ＰＥに自動料金収受型の料金所が存在する場合、終端目標速度ＶＥは２０ｋｍ／ｈに設定される。終了地点ＰＥに手動型あるいは有人型の料金所が存在する場合、終端目標速度ＶＥは０ｋｍ／ｈに設定される。終了地点ＰＥが本線上に位置している場合の終端目標速度ＶＥは、終了地点ＰＥが分岐車線ＬＢ上に位置している場合の終端目標速度ＶＥよりも高く設定される（図６、図７参照）。

４－２－３．第３の観点
第３の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在するか否かが考慮される（図８参照）。外部環境情報２３０は、渋滞区間ＣＺを示す情報を含んでいる。

例えば、配信情報は、渋滞区間ＣＺを示す道路交通情報を含んでいる。自動運転制御装置３０は、配信情報に基づいて、終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在するか否かを判定することができる。

終了地点ＰＥの手前に渋滞区間ＣＺが存在する場合、自動運転制御装置３０は、車両１が渋滞区間ＣＺを一定速度ＶＣで通過すると仮定する。例えば、一定速度ＶＣは、予め決められている。他の例として、車両１が既に渋滞区間ＣＺの中に存在する場合、車速Ｖの平均値が一定速度ＶＣとして用いられてもよい。更に他の例として、道路交通情報に基づいて一定速度ＶＣが推定されてもよい。

このように、自動運転制御装置３０は、渋滞区間ＣＺにおける一定速度ＶＣを取得する。そして、自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥをその一定速度ＶＣに設定する（図９参照）。

４－２－４．第４の観点
第４の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥの周辺の気象が考慮される。外部環境情報２３０は、気象を示す情報を含んでいる。

例えば、配信情報は、気象情報を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、配信情報に基づいて、気象を認識することができる。他の例として、周辺状況情報は、レインセンサによって検出される情報を含んでいる。更に他の例として、周辺状況情報は、ワイパーの稼動状態から推定される降雨状態を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、周辺状況情報に基づいて、気象を認識することができる。

このように、自動運転制御装置３０は、外部環境情報２３０に基づいて、終了地点ＰＥの周辺の気象を認識する。そして、自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥの周辺の気象に応じて、終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。具体的には、自動運転制御装置３０は、悪天候の場合の終端目標速度ＶＥを、好天の場合の終端目標速度ＶＥよりも低く設定する。

４－２－５．第５の観点
第５の観点では、運転移行区間ＴＺの終了地点ＰＥの周辺の照度／暗度が考慮される。外部環境情報２３０は、照度／暗度を示す情報を含んでいる。

例えば、周辺状況情報は、カメラによって得られたカメラ撮像情報を含んでいる。他の例として、周辺状況情報は、照度センサによって検出される照度を含んでいる。更に他の例として、周辺状況情報は、ヘッドライトの点灯状態から推定される照度／暗度を含んでいる。従って、自動運転制御装置３０は、周辺状況情報に基づいて、照度／暗度を認識することができる。

このように、自動運転制御装置３０は、外部環境情報２３０に基づいて、終了地点ＰＥの周辺の照度／暗度を認識する。そして、自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥの周辺の照度／暗度に応じて、終了地点ＰＥにおける終端目標速度ＶＥを可変的に設定する。具体的には、自動運転制御装置３０は、照度が低い場合の終端目標速度ＶＥを、照度が高い場合の終端目標速度ＶＥよりも低く設定する。

４－３．ステップＳ３００
続いて、自動運転制御装置３０は、速度制御の各種パラメータを決定する。速度制御の各種パラメータは、開始地点ＰＳ、開始地点ＰＳにおける始点速度ＶＳ、及び目標減速度Ａを含んでいる。開始地点ＰＳにおける始点速度ＶＳとしては、例えば、車両１の現在の車速Ｖが用いられる。

目標減速度Ａについては、上述の通り、所定の上限値（許容値）が設けられている。自動運転制御装置３０は、目標減速度Ａを、所定の上限値以下の適切な値に設定する。例えば、自動運転制御装置３０は、目標減速度Ａを、所定の上限値に設定する。

更に、自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥの周辺の気象に応じて、目標減速度Ａを調整してもよい。具体的には、自動運転制御装置３０は、悪天候の場合の目標減速度Ａを、好天の場合の目標減速度Ａよりも低く設定する。あるいは、自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥの周辺の照度／暗度に応じて、目標減速度Ａを調整してもよい。具体的には、自動運転制御装置３０は、照度が低い場合の目標減速度Ａを、照度が高い場合の目標減速度Ａよりも低く設定する。

始点速度ＶＳ、終端目標速度ＶＥ、及び目標減速度Ａが決まれば、終了地点ＰＥにおいて終端目標速度ＶＥを実現するために必要な開始地点ＰＳが定まる。すなわち、自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥ、始点速度ＶＳ、終端目標速度ＶＥ、及び目標減速度Ａに基づいて、開始地点ＰＳを決定する。

あるいは、自動運転制御装置３０は、運転移行区間ＴＺの長さＤを先に決定し、その後に、目標減速度Ａを決定してもよい。例えば、自動運転制御装置３０は、まず、運転移行区間ＴＺの長さＤを最小値に仮設定する。続いて、自動運転制御装置３０は、終端目標速度ＶＥを実現可能な目標減速度Ａを試算する。算出された目標減速度Ａが上述の上限値を超えている場合、自動運転制御装置３０は、運転移行区間ＴＺの長さＤを増加させる。これらの処理を繰り返すことによって、適切な運転移行区間ＴＺの長さＤと目標減速度Ａを決定することができる。

尚、上述の第３の観点のように渋滞区間ＣＺが存在する場合は、次の通りである。自動運転制御装置３０は、車両１が渋滞区間ＣＺを一定速度ＶＣで通過すると仮定する。一定速度ＶＣは、上述のステップＳ２００において取得されている。自動運転制御装置３０は、一定速度ＶＣの車両１が運転移行区間ＴＺを一定時間で通過するように、開始地点ＰＳを決定する。その一定時間は、運転移行期間ＴＰに相当し、ドライバが違和感を覚えないような適切な時間に設定されている。

４－４．ステップＳ４００
自動運転制御装置３０は、車両位置情報２１０を参照して、車両１が運転移行区間ＴＺの開始地点ＰＳに到達したか否かを判定する。車両１が開始地点ＰＳに未だ到達していない場合（ステップＳ４００；Ｎｏ）、処理はステップＳ３００に戻る。一方、車両１が開始地点ＰＳに到達した場合（ステップＳ４００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５００に進む。

４－５．ステップＳ５００
自動運転制御装置３０は、ＨＭＩユニット１６０を通して、ドライバに対して移行要求ＴＤを発行する。その後、処理はステップＳ６００に進む。

４－６．ステップＳ６００
自動運転制御装置３０は、速度制御を行う。具体的には、自動運転制御装置３０は、終了地点ＰＥにおける車速Ｖが終端目標速度ＶＥとなるように、運転移行区間ＴＺにおける車速Ｖを制御する。車速Ｖの現在値は、車両状態情報２２０から得られる。自動運転制御装置３０は、走行装置１７０（駆動装置、制動装置）を適宜作動させて、速度制御を行う。速度制御が減速制御の場合、自動運転制御装置３０は、ステップＳ３００で決定した目標減速度Ａで減速制御を行う。

４－７．ステップＳ７００
自動運転制御装置３０は、車両状態情報２２０（ドライバによる運転操作）に基づいて、ドライバが運転を引き継いだか否かを判定する。ドライバが運転を未だ引き継いでいない場合（ステップＳ７００；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ６００に戻る。一方、ドライバが運転を引き継いだ場合（ステップＳ７００；Ｙｅｓ）、運転移行処理は完了する。

１ 車両
１０ 自動運転システム
２０ 情報取得装置
２１ 車両位置取得装置
２２ 車両状態取得装置
２３ 外部環境取得装置
３０ 自動運転制御装置
１００ 制御装置
１０１ プロセッサ
１０２ 記憶装置
１１０ ＧＰＳ装置
１２０ 車両状態センサ
１３０ 地図データベース
１４０ 周囲認識センサ
１５０ 通信装置
１６０ ＨＭＩユニット
１７０ 走行装置
２００ 運転環境情報
２１０ 車両位置情報
２２０ 車両状態情報
２３０ 外部環境情報
ＴＺ 運転移行区間
ＶＥ 終端目標速度

Claims (6)

1. 車両の自動運転を制御する制御装置と、
   前記車両の外部環境を示す外部環境情報が格納される記憶装置と
   を備え、
   運転移行区間は、前記車両のドライバが前記車両の運転の少なくとも一部を前記制御装置から引き継ぐ区間であり、
   終端目標速度は、前記運転移行区間の終了地点における前記車両の目標速度であり、
   前記制御装置は、
   前記外部環境に応じて前記終端目標速度を設定し、
   前記車両の速度が前記終端目標速度よりも低い場合、前記終了地点における前記車両の速度が前記終端目標速度となるように、前記運転移行区間において前記車両を加速させる
   自動運転システム。
2. 請求項１に記載の自動運転システムであって、
   前記制御装置は、前記終了地点あるいは前記終了地点の周辺の前記外部環境に応じて前記終端目標速度を設定する
   自動運転システム。
3. 請求項２に記載の自動運転システムであって、
   前記外部環境情報は、前記終了地点における道路属性を示す情報を含み、
   前記制御装置は、前記終了地点が本線上に位置している場合の前記終端目標速度を、前記終了地点が本線から分岐した分岐車線上に位置している場合の前記終端目標速度よりも高く設定する
   自動運転システム。
4. 請求項２に記載の自動運転システムであって、
   前記外部環境情報は、前記終了地点の周辺の気象を示す情報を含み、
   前記気象は、好天と、前記好天よりも悪い悪天候とを含み、
   前記制御装置は、前記好天の場合の前記終端目標速度を前記悪天候の場合の前記終端目標速度よりも高く設定する
   自動運転システム。
5. 請求項２に記載の自動運転システムであって、
   前記外部環境情報は、前記終了地点の周辺の照度を示す情報を含み、
   前記照度は、高照度と、前記高照度よりも低い低照度とを含み、
   前記制御装置は、前記高照度の場合の前記終端目標速度を前記低照度の場合の前記終端目標速度よりも高く設定する
   自動運転システム。
6. 制御装置が車両の自動運転を制御する自動運転制御方法であって、
   運転移行区間は、前記車両のドライバが前記車両の運転の少なくとも一部を前記制御装置から引き継ぐ区間であり、
   終端目標速度は、前記運転移行区間の終了地点における前記車両の目標速度であり、
   前記自動運転制御方法は、
   前記車両の外部環境を示す外部環境情報を取得することと、
   前記外部環境に応じて前記終端目標速度を設定することと、
   前記車両の速度が前記終端目標速度よりも低い場合、前記終了地点における前記車両の速度が前記終端目標速度となるように、前記運転移行区間において前記車両を加速させることと
   を含む自動運転制御方法。

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