JP6867770B2

JP6867770B2 - 車両の走行制御装置

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Publication number: JP6867770B2
Application number: JP2016181538A
Authority: JP
Inventors: 淳也関
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2036-09-16
Also published as: JP2018043705A

Description

本発明は、ドライバが異常状態等の際に退避走行した際に十分な安全を確保して停車させる車両の走行制御装置に関する。

近年、車両においては、ドライバに異常が生じた際においても、自動運転の技術（自動操舵、自動ブレーキ等の技術）を用いて車両を退避走行させ、安全性を確保する技術が提案され実用化されている。例えば、特開２０１６−８５５６３号公報（以下、特許文献１）では、ドライバが異常状態であると判定された場合、車内警報を実施し、車内警報が開始されてから所定の第１時間が経過してもドライバの応答が無い場合は、車外警報を実施し、車外警報が開始されてから所定の第２時間が経過してもドライバの応答が無い場合には、危険回避処理を実施する車載制御装置の技術が開示されている。

特開２０１６−８５５６３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されるような制御装置であっても、車両を退避させ停車させる場所によっては、特に、ドライバ異常を検出して下り坂で停車した場合は、車両が自重で、或いは、何等かの衝撃により移動して、車両の崖への転落等の更なる事故を生じてしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバに異常が生じた場合には適切な位置に退避して、退避した後に、更なる事故を生じることもなく安全性を向上することができる車両の走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明の車両の走行制御装置の一態様は、自車両が走行する環境に係る走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、自車両の走行情報を検出する走行情報検出手段と、ドライバの異常状態を検出する異常状態検出手段と、前記走行環境情報と前記走行情報に基づいて、自車両が坂道で前記異常状態検出手段によりドライバの異常状態が検出された際、走行路前方に自車両が退避して停車する領域を前方退避利用領域として設定する前方退避利用領域設定手段と、前記前方退避利用領域の中から停車後の自車両の移動を抑制自在な対象を退避利用対象として検出する退避利用対象検出手段と、前記退避利用対象を目標として自車両を走行させる目標コースを設定し、該目標コースに沿って走行させて前記退避利用対象近傍に自車両が停止するように走行制御する制御手段とを備え、前記退避利用対象検出手段は、前記走行環境情報と前記走行情報に基づいて、走行路に自車両の進入を回避すべき回避対象を検出した場合、前記前方退避利用領域の中の前記回避対象とは反対側の路側の自車両から最も近い点を前記退避利用対象として設定する。

本発明による車両の走行制御装置によれば、ドライバに異常が生じた場合には適切な位置に退避して、退避した後に、更なる事故を生じることもなく安全性を向上することが可能となる。

本発明の実施の一形態による、車両の走行制御装置の全体構成図である。本発明の実施の一形態による、退避制御プログラムのフローチャートである。本発明の実施の一形態による、車速に応じて設定する前方退避利用領域までの距離の説明図である。本発明の実施の一形態による、検出される退避利用対象の説明図で、図４（ａ）は前方退避利用用域の中で検出される退避利用対象の一例を示し、図４（ｂ）は退避利用対象が路面に対する凸部である場合の説明図で、図４（ｃ）は退避利用対象が路面に対する凹部である場合の説明図である。本発明の実施の一形態による、回避対象を検出した場合に設定される退避利用対象の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１において、符号１は、車両の走行制御装置を示し、この走行制御装置１には、走行制御部１０に、周辺環境認識装置１１、ドライバ状態検出装置１２、走行パラメータ検出装置１３、自車位置情報検出装置１４、車車間通信装置１５、道路交通情報通信装置１６、スイッチ群１７の各入力装置と、エンジン制御装置２１、ブレーキ制御装置２２、ステアリング制御装置２３、表示装置２４、スピーカ・ブザー２５の各出力装置が接続されている。

周辺環境認識装置１１は、車両の外部環境を撮影して画像情報を取得する車室内に設けた固体撮像素子等を備えたカメラ装置（ステレオカメラ、単眼カメラ、カラーカメラ等）と、車両の周辺に存在する立体物からの反射波を受信するレーダ装置（レーザレーダ、ミリ波レーダ等）、ソナー等（以上、図示せず）で構成されている。

周辺環境認識装置１１は、カメラ装置で撮像した画像情報を基に、例えば、距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、車線区画線データ、歩行者、車両（先行車、対向車、並走車、駐車車両）を抽出する。また、周辺環境認識装置１１は、道路に沿って存在するガードレール、側壁、縁石等のデータ等の立体物データの路面に対する凸部、及び、窪み等の路面に対する凹部を、停車後の自車両の移動を抑制自在な対象として検出し、更に、崖等の自車両の進入を回避すべき回避対象を、自車両からの相対的な位置（距離、角度）を、該対象の速度と共に抽出する。このように、周辺環境認識装置１１は走行環境情報取得手段として設けられている。

ドライバ状態検出装置１２は、上述の視野カメラ、赤外線ランプ等や、或いは、特開２０１２−２３４３９８号に開示されるような、ハンドル操作（操舵角）を検出することにより、ドライバの覚醒度の低下を検出する。

また、ドライバ状態検出装置１２は、特開２００２−１０４０１３号公報に開示されるような、生体センサにより、ドライバの心拍数、脈波形、血圧、発汗状態、体温等を検出し、これら検出した値と、例えば、ドライバの個人時歴データ平均値とを比較し、ある程度の範囲内にあるかどうかを判定することによりドライバの体調が異常状態か否か判定する。そして、ドライバ状態検出装置１２は、ドライバの覚醒度が低い状態で、且つ、ドライバの体調に異常があると判定した場合にドライバが異常状態と検出する。このように、本実施の形態では、ドライバ状態検出装置１２は、異常状態検出手段として設けられている。

走行パラメータ検出装置１３は、自車両の走行情報、具体的には、車速、操舵トルク、操舵角、ヨーレート、横加速度、アクセル開度、スロットル開度、及び、走行する路面の路面勾配、路面摩擦係数推定値等を検出する。このように、走行パラメータ検出装置１３は、走行情報検出手段として設けられている。

自車位置情報検出装置１４は、例えば、公知のナビゲーションシステムであり、例えば、ＧＰＳ[Global Positioning System：全地球測位システム]衛星から発信された電波を受信し、その電波情報に基づいて現在位置を検出して、フラッシュメモリや、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイ（Blu−ray：登録商標）ディスク、ＨＤＤ（Hard disk drive）等に予め記憶しておいた地図データ上に自車位置を特定する。

この予め記憶される地図データとしては、道路データおよび施設データを有している。道路データは、リンクの位置情報、種別情報、ノードの位置情報、種別情報、および、ノードとリンクとの接続関係の情報、すなわち、道路の分岐、合流地点情報と分岐路における最大車速情報等を含んでいる。施設データは、施設毎のレコードを複数有しており、各レコードは、対象とする施設の名称情報、所在位置情報、施設種別（デパート、商店、レストラン、駐車場、公園、車両の故障時の修理拠点の別）情報を示すデータを有している。そして、地図位置上の自車位置を表示して、操作者により目的地が入力されると、出発地から目的地までの経路が所定に演算され、ディスプレイ、モニタ等の表示装置２４に表示され、また、スピーカ・ブザー２５により音声案内して誘導自在になっている。このように、自車位置情報検出装置１４は、走行環境情報取得手段として設けられている。

車車間通信装置１５は、例えば、無線ＬＡＮなど１００[m]程度の通信エリアを有する狭域無線通信装置で構成され、サーバなどを介さずに他の車両と直接通信を行い、情報の送受信を行うことが可能となっている。そして、他の車両との相互通信により、車両情報、走行情報、交通環境情報等を交換する。車両情報としては車種（本形態では、乗用車、トラック、二輪車等の種別）を示す固有情報がある。また、走行情報としては車速、位置情報、ブレーキランプの点灯情報、右左折時に発信される方向指示器の点滅情報、緊急停止時に点滅されるハザードランプの点滅情報がある。更に、交通環境情報としては、道路の渋滞情報、工事情報等の状況によって変化する情報が含まれている。このように、車車間通信装置１５は、走行環境情報取得手段として設けられている。

道路交通情報通信装置１６は、所謂、道路交通情報通信システム（VICS：Vehicle Information and Communication System：登録商標）で、FM多重放送や道路上の発信機から、渋滞や事故、工事、所要時間、駐車場の道路交通情報をリアルタイムに受信し、この受信した交通情報を、上述の予め記憶しておいた地図データ上に表示する装置となっている。このように、道路交通情報通信装置１６は、走行環境情報取得手段として設けられている。

スイッチ群１７は、ドライバの運転支援制御に係るスイッチ群で、例えば、速度を予め設定しておいた一定速で走行制御させるスイッチ、或いは、先行車との車間距離、車間時間を予め設定しておいた一定値に維持して追従制御させるためのスイッチ、走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御のスイッチ、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御のスイッチ、先行車（追い越し対象車両）の追い越し制御を実行させる追い越し制御実行許可スイッチ、これら全ての制御を協調して行わせる自動運転制御を実行させるためのスイッチ、これら各制御に必要な車速、車間距離、車間時間、制限速度等を設定するスイッチ、或いは、これら各制御を解除するスイッチ等から構成されている。更に、スイッチ群１７は、ドライバが異常状態の場合に、ドライバ自身、或いは、同乗者が退避制御を実行させるエマージェンシースイッチを有している。このように、スイッチ群１７は、異常状態検出手段としての機能を有している。

エンジン制御装置２１は、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、酸素濃度、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、車両のエンジン（図示せず）についての燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の制御等の主要な制御を行う公知の制御ユニットである。

ブレーキ制御装置２２は、例えば、ブレーキスイッチ、４輪の車輪速、操舵角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、４輪のブレーキ装置（図示せず）をドライバのブレーキ操作とは独立して制御可能で、公知のアンチロック・ブレーキ・システム（Antilock Brake System）や、横すべり防止制御等の車両にヨーモーメントを付加するヨーモーメント制御（ヨーブレーキ制御）を行う公知の制御ユニットである。そして、ブレーキ制御装置２２は、走行制御部１０から、各輪のブレーキ力が入力された場合には、該ブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出し、ブレーキ駆動部（図示せず）を作動させる。

ステアリング制御装置２３は、例えば、車速、操舵トルク、操舵角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ（図示せず）によるアシストトルクを制御する、公知の制御装置である。また、ステアリング制御装置２３は、上述の走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御、後述する退避制御が可能となっており、これらレーンキープ制御、車線逸脱防止制御、退避制御に必要な操舵角（退避時目標操舵角）、或いは、操舵トルクが、走行制御部１０により算出されてステアリング制御装置２３に入力され、入力された制御量に応じて電動パワーステアリングモータが駆動制御される。

表示装置２４は、例えば、車内においては、モニタ、ディスプレイ、アラームランプ等のドライバや同乗者に対して視覚的な警告、報知を行う装置である。また、車外においては、ハザードランプ等の周辺車両や通行人に対して視覚的な警告、報知を行う装置である。そして例えば、ドライバの異常状態が検出（ドライバ状態検出装置１２による検出、又は、スイッチ群１７のエマージェンシースイッチのＯＮ）されて退避制御を実行する際には、表示装置２４は、車内において、ディスプレイやアラームランプで、ドライバの異常状態が検出された時から退避制御を開始することをドライバや同乗者に対して視覚的に報知する。また、表示装置２４は、車外においては、ハザードランプで、退避走行が開始されてから周辺車両や通行人等に対して退避走行を開始することを報知する。この表示装置２４による車内、及び、車外に対する報知（警報）は、車両が退避され、停車されても、ドライバや搭乗者等によりＯＦＦされるまで継続される。

スピーカ・ブザー２５は、車内においては、ドライバや同乗者に対して予め録音しておいた音声等の聴覚的な警告、報知を行う装置である。また、車外においても同様に、予め録音しておいた音声等の聴覚的な警告、報知を周辺車両や通行人に対して行う装置である。そして例えば、ドライバの異常状態が検出（ドライバ状態検出装置１２による検出、又は、スイッチ群１７のエマージェンシースイッチのＯＮ）されて退避制御を実行する際には、スピーカ・ブザー２５は、ドライバの異常状態が検出された時から退避制御を実行することを、車内（ドライバ・同乗者）・車外（周辺車両・通行人）に対して、例えば、「緊急退避します」等の音声警報を発して報知する。このスピーカ・ブザー２５による車内、及び、車外に対する報知（警報）は、車両が退避され、停車されても、ドライバや搭乗者等によりＯＦＦされるまで継続される。

そして、走行制御部１０は、上述の各装置１１〜１７からの各入力信号に基づいて、障害物等との衝突防止制御、定速走行制御、追従走行制御、レーンキープ制御、車線逸脱防止制御、その他追い越し制御等を協調させて行って自動運転制御等を実行する。この車両の自動運転制御、或いは、非自動運転制御の際に、ドライバの異常状態が検出（ドライバ状態検出装置１２による検出、又は、スイッチ群１７のエマージェンシースイッチのＯＮ）されると、図２のフローチャートで説明する退避制御に移行する。この退避制御では、下り坂走行中にドライバの異常状態が検出された際、走行路前方に自車両が退避して停車する領域を前方退避利用領域として設定し、前方退避利用領域の中から停車後の自車両の移動を抑制自在な対象を退避利用対象として検出し、退避利用対象を目標として自車両を走行させる目標コースを設定し、該目標コースに沿って走行させて退避利用対象近傍に自車両が停止するように走行制御する。このように、走行制御部１０は、前方退避利用領域設定手段、退避利用対象検出手段、制御手段としての機能を有して構成されている。

次に、走行制御部１０で実行される、退避制御プログラムを、図２のフローチャートで説明する。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１では、ドライバ状態検出装置１２により、前述の如く、ドライバが異常状態と検出する。

次いで、Ｓ１０２に進み、ドライバの異常状態が検出された否か判定され、ドライバが異常と判定された場合はＳ１０３に進み、ドライバは正常と判定された場合は、そのままプログラムを抜ける。

ドライバが異常と判定されてＳ１０３に進むと、走行制御部１０は、走行路前方に自車両が退避して停車する前方退避利用領域を設定する。

この前方退避利用領域は、例えば、図４（ａ）に示すように、走行路前方（距離ＳＬ前方）の両側に、道路端部からＳｗの幅で、長さＳｃ（Ｓｗ、Ｓｃは共に予め実験、計算等により設定しておいた値）の領域（左側前方退避利用領域Ｒｌ、右側前方退避利用領域Ｒｒ）に設定される。この前方退避利用領域Ｒｌ，Ｒｒまでの距離ＳＬは、予めドライバの異常状態の際に、予め実験、計算等により設定しておいたブレーキ力を付加した際に、車両が停止できると推定できる距離であり、例えば、図３に示すように、車速Ｖに応じて設定される。

次に、Ｓ１０４に進み、Ｓ１０３で設定した前方退避利用領域Ｒｌ，Ｒｒの中から停車後の自車両の移動を抑制自在な対象（道路に沿って存在するガードレール、側壁、縁石等のデータ等の立体物データの路面に対する凸部（図４（ｂ）参照）、及び、窪み等の路面に対する凹部（図４（ｃ）参照））の中から最も自車両に近い対象を退避利用対象として検出する。また、周辺環境認識装置１１のカメラ画像や自車位置情報検出装置１４の地図データ等を基に、走行路前方から、自車両に最も近い崖等の自車両の進入を回避すべき回避対象を検出する。

次いで、Ｓ１０５に進み、周辺環境認識装置１１のカメラ画像や、走行パラメータ検出装置１３の勾配センサや、自車位置情報検出装置１４の地図データ等を基に、下り坂を走行中か否か判定する
このＳ１０５の判定の結果、下り坂を走行中と判定した場合は、Ｓ１０６に進み、Ｓ１０４での検出の結果、退避利用対象が検出されたか否か判定する。

そして、退避利用対象が検出された場合は、Ｓ１０７に進み、退避利用対象を目標点Ｐｔに設定する（図４（ａ）参照）。また、１０４での検出の結果、退避利用対象が検出されなかった場合は、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０４で崖等の回避対象が検出されているか否か判定する。

このＳ１０８の判定の結果、回避対象が検出されている場合は、Ｓ１０９に進み、前方退避利用領域の中の回避対象とは反対側の路側の自車両から最も近い点を退避利用対象の目標点Ｐｔに設定する（図５参照）。

また、Ｓ１０８の判定の結果、回避対象が検出されていないと判定された場合は、Ｓ１１０に進み、前方退避利用領域の中の自車両から最も近い点を退避利用対象の目標点Ｐｔに設定する。

Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１０の何れかで目標点Ｐｔを設定した後は、Ｓ１１１に進み、目標点Ｐｔまでの目標コース（例えば、図４（ａ）、図５のＣanで示すコース）を設定する。この目標コースは、例えば、周知のように、直線で設定しても良く、或いは、２次曲線で設定しても良い。尚、図４（ａ）、図５のＣｎで示すコースは、ドライバに異常が無く、通常に走行する場合のコースを示す。

更に、この目標コースＣan上で、目標点Ｐｔまでの設定距離Ｌｔ（予め実験、計算等により設定しておいた車両諸元等に応じた距離、例えば、０．５ｍ等）手前の点を目標停止位置Ｐｓとして設定する（例えば、図４（ａ）、図５参照）。

そして、Ｓ１１２に進み、Ｓ１１１で設定した目標コースＣanに沿って目標停止位置Ｐｓで止まるまで自動運転制御（自動操舵制御、自動ブレーキ制御）する。この自動運転制御では、停車した状態で、操舵位置がそのまま保持される。また、ブレーキ力もそのまま保持される。尚、ブレーキに関しては、パーキングブレーキを作動させる。また、この退避のための自動運転制御が実行される場合は、前述の如く、表示装置２４は、車内において、ディスプレイやアラームランプで、ドライバの異常状態が検出された時から退避制御を開始することをドライバや同乗者に対して視覚的に報知する。また、車外においては、ハザードランプで、退避走行が開始されてから周辺車両や通行人等に対して退避走行を開始することを報知する。この表示装置２４による車内、及び、車外に対する報知（警報）は、車両が退避され、停車されても、ドライバや搭乗者等によりＯＦＦされるまで継続される。更に、スピーカ・ブザー２５は、ドライバの異常状態が検出された時から退避制御を実行することを、車内（ドライバ・同乗者）・車外（周辺車両・通行人）に対して、例えば、「緊急退避します」等の音声警報を発して報知する。このスピーカ・ブザー２５による車内、及び、車外に対する報知（警報）は、車両が退避され、停車されても、ドライバや搭乗者等によりＯＦＦされるまで継続される。

そして、目標停止位置Ｐｓで停止させられた車両は、退避利用対象が縁石等の立体物データの路面に対する凸部の場合は、図４（ｂ）に示すように、たとえ停車後に、車両が自重で、或いは、何等かの衝撃により移動したとしても凸部が車輪止めとして機能して車両の更なる事故を生じてしまうことがない。また、退避利用対象が道路のガードレールや、その他の立体物の場合も同様に、これらの立体物が車両の移動を規制するものとして作用するため、たとえ停車後に、車両が自重で、或いは、何等かの衝撃により移動したとしても車両の移動が小さく抑えられ、車両の更なる事故を生じてしまうことがない。更に、退避利用対象が窪み等の路面に対する凹部の場合は、図４（ｃ）に示すように、たとえ停車後に、車両が自重で、或いは、何等かの衝撃により移動したとしても凹部が車輪止めとして機能して車両の更なる事故を生じてしまうことがない。

このように、本発明の実施の形態によれば、下り坂走行中にドライバの異常状態が検出された際、走行路前方に自車両が退避して停車する領域を前方退避利用領域として設定し、前方退避利用領域の中から停車後の自車両の移動を抑制自在な対象を退避利用対象として検出し、退避利用対象を目標として自車両を走行させる目標コースを設定し、該目標コースに沿って走行させて退避利用対象近傍に自車両が停止するように走行制御する。このため、ドライバに異常が生じた場合には適切な位置に退避して、退避した後に、更なる事故を生じることもなく安全性を向上することが可能となる。

尚、本実施の形態では、自動運転の状態で、ドライバが異常状態となった場合を一例として説明したが、自動運転の状態ではなくとも、自動操舵や自動ブレーキ制御の機能がある車両でドライバが異常状態になった場合に本実施の形態を適用できることは言うまでもない。

また、本実施の形態では、自車両が下り坂走行中の場合を例に説明しているが、上り坂を走行中の場合であっても、本発明が適用できることは言うまでもない。上り坂走行中の場合には、下り坂走行中の場合と同様に、自車両の後方に、図４（ａ）で示すような、左側後方退避領域と右側後方退避領域とを設定して退避制御する。この場合、特に、目標コースに沿って走行するのに必要な操舵角は後進における操舵角となる。

１走行制御装置
１０走行制御部（前方退避利用領域設定手段、退避利用対象検出手段、制御手段）
１１周辺環境認識装置（走行環境情報取得手段）
１２ドライバ状態検出装置（異常状態検出手段）
１３走行パラメータ検出装置（走行情報検出手段）
１４自車位置情報検出装置（走行環境情報取得手段）
１５車車間通信装置（走行環境情報取得手段）
１６道路交通情報通信装置（走行環境情報取得手段）
１７スイッチ群（異常状態検出手段）
２１エンジン制御装置
２２ブレーキ制御装置
２３ステアリング制御装置
２４表示装置
２５スピーカ・ブザー

Claims

自車両が走行する環境に係る走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、
自車両の走行情報を検出する走行情報検出手段と、
ドライバの異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記走行環境情報と前記走行情報に基づいて、自車両が坂道で前記異常状態検出手段によりドライバの異常状態が検出された際、走行路前方に自車両が退避して停車する領域を前方退避利用領域として設定する前方退避利用領域設定手段と、
前記前方退避利用領域の中から停車後の自車両の移動を抑制自在な対象を退避利用対象として検出する退避利用対象検出手段と、
前記退避利用対象を目標として自車両を走行させる目標コースを設定し、該目標コースに沿って走行させて前記退避利用対象近傍に自車両が停止するように走行制御する制御手段と、
を備え、
前記退避利用対象検出手段は、前記走行環境情報と前記走行情報に基づいて、走行路に自車両の進入を回避すべき回避対象を検出した場合、前記前方退避利用領域の中の前記回避対象とは反対側の路側の自車両から最も近い点を前記退避利用対象として設定する
ことを特徴とする車両の走行制御装置。
前記退避利用対象は、路面に対する凹部と路面に対する凸部のどちらかであることを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。