JP7051201B2

JP7051201B2 - 自動運転車両

Info

Publication number: JP7051201B2
Application number: JP2017227822A
Authority: JP
Inventors: 和彦横山
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: JP2019101453A

Description

本発明は、車両の手動運転モードと複数の自動運転機能を備える自動運転モードとを切り替え可能な自動運転制御装置と、外部との通信機能を備える車載通信装置とを備える自動運転車両に関する。

特許文献１には、車車間通信、歩車間通信、路車間通信の切換えの技術が開示されている。

特開２００９－２３２０６５号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、自動運転走行中は車車間通信、歩車間通信、路車間通信等を行い、安全のために先読みを行う必要があるが、渋滞時や車両停止時には、歩車間通信等による先読みを行う必要がないにもかかわらず、通信を継続し、電力を無駄に消費してしまうといった問題があり、特にひどい渋滞時には周囲の車両との間で通信を行うため、車両周辺の通信量の飽和による通信不安定状態、通信断絶、度重なるリトライや通信可能周波数帯域の全スキャンなどで電力消費がより多くなる可能性が高くなる恐れがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、電力の無駄な消費を抑制するようにした自動運転車両を提供することを目的とする。

本発明の自動運転車両では、自動運転制御装置が、渋滞または車両停車と判断したときには、前記車載通信装置の通信を作動停止または作動制限するとともに、
自動運転モードの自動運転機能を制限することを特徴とする。

よって、本発明の自動運転車両では、電気自動車としてはバッテリの消費抑制による航続距離の延長ができ、内燃機関車両、ハイブリッド車両等としては、電力消費抑制による燃費向上が可能となる。

実施例１の自動運転車両を示す全体システム図である。は、実施例１の一般道路での車載通信装置制御処理の流れを示すフローチャートである。は、実施例１の高速道路での車載通信装置制御処理の流れを示すフローチャートである。

［実施例１］
図１は、実施例１の自動運転車両を示す全体システム図である。

図１に示すように、自動運転制御装置としての自動運転用コントロールユニット１がある。
手動運転機能（レベル０）以外に、この自動運転用コントロールユニット１は、レベル１からレベル５までの自動運転機能を備えている。
レベル１（運転支援）とは、ステアリング操作・加減速のいずれか１つを支援的に行う。例えば、予め設定した車速内でクルマが自動的に加減速し、先行車との適切な車間距離を維持しながら追従走行するアダブティブ・クルーズ・コントロールなどである。
レベル２（部分自動運転）とは、ステアリング操作・加減速のうち同時に複数の操作を行う。例えば、渋滞時、走行レーンの逸脱を補正するとともに、一定の車間距離を維持しながら、先行車を追従し、停車後は先行車の動きを検知し再度発進を行う渋滞時追従支援システムなどである。この場合、ドライバは常時、運転状況を監視操作する必要がある。
レベル３（条件付自動運転）とは、限定的な環境下もしくは交通状況のみにおいて、自動的にステアリング操作・加減速を行い、緊急時、自動運転コントロールユニット１が要請したときにはドライバが対応する。
レベル４（高度自動運転）とは、特定の条件下（例えば、高速道路）のみにおいて、自動運転用コントロールユニット１がステアリング操作・加減速のすべてを制御する。特定の条件下を離脱すると、ドライバによる運転が必要になる。
レベル５（完全自動運転）とは、ドライバを必要としない、無人運転である。
また、この自動運転用コントロールユニット１には、外部との通信を行う（路車間通信、車車間通信、歩者間通信等）車載通信装置２より走行道路情報、他車情報、歩行者情報等が入力される。
路車間通信とは、自車両と道路に設置された道路側機との相互通信を行うことである。
これにより、例えば、自車両は自車情報を道路側機に送信します。道路側機は周辺状況を把握して周囲を走る他車両に自車両情報を送信し、別の車両のドライバに注意喚起することで衝突事故を防ぐことができ、センサやカメラが搭載された道路側機であれば、道路側機自身が車や横断歩道の歩行者の有無を調べ、周辺の車に送信することでも事故防止につなげることができます。この場合、自車両に通信システムが搭載してあれば、周囲の車両や人が通信システムを持っていなくても周辺環境の把握が可能となります。
車車間通信とは、自車両と周辺にいる他車両との相互通信を行うことである。
これにより、見通しの悪い交差点において、通信システムを備える車両同士がお互いの位置や速度といった情報を無線で送受信し、もしも出会い頭衝突の危険性がある場合、両車両のドライバに警告して衝突事故を防ぐことができます。
歩車間通信とは、自車両と周辺にいる歩行者との相互通信を行うことである。
これにより、見通しの悪い交差点において、通信システムを備える車両とスマートフォンを持つ歩行者がお互いの位置や速度といった情報を無線で送受信し、もしも出会い頭衝突の危険性がある場合、自車両のドライバと歩行者に警告して衝突事故を防ぐことができます。
その他、自動運転用コントロールユニット１には、ＧＰＳアンテナ３からの自車位置情報、道路状況検知デバイス４からの周辺道路状況情報、ナビゲーション装置５からのマップデータ、交通状況情報、物体検知センサ６からの車両周囲の物体情報、各種センサ７からの車速等の情報、Ｂａｔ監視システム８からのバッテリの状態情報が入力されている。
また、ドライバからは、自動運転モードスイッチの操作信号等が、自動運転用コントロールユニット１に入力される。
これにより、ドライバの自動運転モードスイッチの操作に対応した複数の自動運転機能（レベル１からレベル５）の自動運転モードで走行中において、自動運転用コントロールユニット１は前述した入力情報に基づき、先読みを行い、可能な限り、ドライバの操作無しに、安全な走行を行う。

また、自動運転用コントロールユニット１が、指示を出力するものとしては、車内スピーカ９へドライバへの警告を出すためのアラーム指示、内燃機関１１を制御する内燃機関用コントロールユニット１０への駆動力指示、自動変速機１３を制御する自動変速機用コントロールユニット１２への変速指示、モータ１５を制御するモータ制御コントロールユニット１４への駆動力指示、ブレーキアクチュエータ１７を制御するブレーキ制御用コントロールユニット１６への制動力指示、ステアリング１９を制御するステアリング制御用コントロールユニット１８への舵角指示等がある。
なお、自動運転用コントロールユニット１は、内燃機関１１、自動変速機１３、モータ１５、ブレーキアクチュエータ１７、ステアリング１９の作動を監視するために、各コントロールユニットと相互に通信を行っている。

図２は、実施例１の一般道路での車載通信装置制御処理の流れを示すフローチャートで
あり、図３は、実施例１の高速道路での車載通信装置制御処理の流れを示すフローチャー
トである。

図２に示すように、自車両の走行準備が整うと、処理が開始される。
ステップＳ１では、自車両がレベル２以上の自動運転中か否かを判定する。レベル２以上の自動運転中のときは、ステップＳ２に進み、レベル２以上の自動運転中でないときはステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、手動運転中、あるいはレベル１（運転支援）での自動運転中なので、路車間通信、車車間通信、歩者間通信のすべての通信機能を停止させる。

ステップＳ２では、ナビゲーション装置５からの情報により、自車両が一般道路を走行中か否かを判定する。一般道路を走行中のときは、ステップＳ３へ進み、一般道路を走行中でないときは（高速道路走行中）、図３に示すステップＳ１２へ進む。
ステップＳ３では、信号待ちで停車中なのか否かを判定する。信号待ちで停車中のときは、ステップＳ１４へ進み、信号待ちで停車中でないときは、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ４では、路車間通信、車車間通信、歩者間通信のすべての通信機能の作動を停止または制限するとともに、自動運転モードの自動運転機能をレベル２へと制限し変更する。
ここで、停止とは、通信を一切しないことだが、制限とは、通信の頻度を減らしたり、リトライの実行を通常よりも長い間隔で行うことを意味している。
ステップＳ５では、各種センサ７からの車速情報により、車両が停止中から発進したか否かを判定する。車両が停止中から発進したときは、ステップＳ６へ進み、車両が停止中を継続しているときは、ステップ５へ戻る。
ステップ６では、車両が発進したので、路車間通信、車車間通信、歩者間通信のすべての通信機能の作動の停止または制限を解除するとともに自動運転モードの自動運転機能レベル２の制限を解除して、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ８では、５分前から現在までの平均車速が、２０ｋｍ／ｈ以下か否かを判定する。平均車速が２０ｋｍ／ｈ以下のときは、渋滞中であると判定し、ステップＳ９へ進み、平均車速が２０ｋｍ／ｈ以下でないときは、ステップＳ１１へ進む。
ステップＳ９では、渋滞中なので、車車間通信の通信機能の作動を停止または制限するとともに、自動運転モードの自動運転機能をレベル３以下へと制限し変更して、ステップＳ１０へ進む。
自動運転モードの自動運転機能をレベル３以下への制限とは、具体的に、自動運転モードの自動運転機能のうち、前車追従機能、歩行者飛び出し時停車機能、信号機表示認識機能（信号機の表示通りの停車、走行を行う機能）のみ作動させる。
ステップＳ１０では、自車両の平均車速が２０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が３０ｋｍ／ｈ以上か否かを判定する。すなわち、渋滞が解消されたことを判定している。
また、所定車速として平均車速と車速を使用しているので、応答性良く渋滞が解消されたことを判定できる。
自車両の平均車速が２０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が３０ｋｍ／ｈ以上のときは、ステップＳ１６へ進み、自車両の平均車速が２０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が３０ｋｍ／ｈ以上でないときは、ステップＳ１０へ戻る。
ステップＳ１６では、自車両の平均車速が２０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が３０ｋｍ／ｈ以上で走行中なので、車車間通信の通信機能の作動の停止または制限を解除するとともに自動運転モードの自動運転機能レベル３以下の制限を解除して、ステップＳ１へ戻る

ステップＳ１１では、一般道路を平均車速が２０ｋｍ／ｈ以上で走行中なので、路車間通信、車車間通信、歩者間通信のすべての通信機能の作動および自動運転モードの自動運転機能の作動を維持する。

図３に示す、ステップＳ１２では、高速道路を走行中なので、平均車速が４０ｋｍ／ｈ以下か否かを判定する。平均車速が４０ｋｍ／ｈ以下であるときは、渋滞中と判定しステップＳ１３へ進み、平均車速が４０ｋｍ／ｈ以下でないときは、ステップＳ１７へ進む。
ステップＳ１３では、高速道路で渋滞中と判定しているので、自動運転モードの自動運転機能をレベル２へ制限し変更して、前車追従機能のみを作動させる。
ステップＳ１４では、路車間通信、車車間通信、歩者間通信のすべての通信機能の作動を停止または制限する。
ステップＳ１５では、自車両の平均車速が４０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が６０ｋｍ／ｈ以上か否かを判定する。すなわち、渋滞が解消されたことを判定している。
また、所定車速として平均車速と車速を使用しているので、応答性良く渋滞が解消されたことを判定できる。
平均車速が４０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が６０ｋｍ／ｈ以上であるときは、ステップＳ１６へ進み、平均車速が４０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が６０ｋｍ／ｈ以上でないときは、ステップＳ１５へ戻る。
ステップＳ１６では、自車両の平均車速が４０ｋｍ／ｈ以上か、または、車速が６０ｋｍ／ｈ以上で走行中なので、路車間通信、車車間通信、歩者間通信のすべての通信機能の作動の停止または制限を解除するとともに自動運転モードの自動運転機能レベル２以下の制限を解除して、ステップＳ１へ戻る
ステップＳ１７では、高速道路を自車両の平均車速が４０ｋｍ／ｈ以上で走行中なので、路車間通信、車車間通信、歩者間通信のすべての通信機能の作動および自動運転モードの自動運転機能の作動を維持する。

次に、作用効果を説明する。
実施例１の自動運転車両にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。

（１）一般道路での信号待ち停車時、一般道路および高速道路での渋滞時には、路車間通信、車車間通信、歩者間通信の少なくともいずれか１つの通信機能の作動を停止または制限するようにした。
よって、電気自動車としてはバッテリの消費抑制による航続距離の延長ができ、内燃機関車両、ハイブリッド車両等としては、電力消費抑制による燃費向上が可能となる。

（２）路車間通信、車車間通信、歩者間通信の少なくともいずれか１つの通信機能の作動を停止または制限するとともに、これに対応して、自動運転モードの自動運転機能のレベルを制限するようにした。
よって、通信機能の作動を停止または制限による自動運転モードの安全性を確保することができる。

（３）一般道路での渋滞中は、車車間通信の通信機能の作動を停止または制限するとともに、自動運転モードの自動運転機能を、前車追従機能、歩行者飛び出し時停車機能、信号機表示認識機能（信号機の表示通りの停車、走行を行う機能）のみ作動させる。
よって、電力消費抑制が行われるとともに、自動運転モードの安全性を確保することができる。

（４）渋滞時の路車間通信、車車間通信、歩者間通信の少なくともいずれか１つの通信機能の作動の停止または制限および自動運転モードの自動運転機能のレベル制限の解除を、渋滞が解消したと考えられる所定車速で行うようにした。
よって、所定車速以上での解除により、通信機能および自動走行モードを渋滞が解消したときに、速やかに復帰させることができる。

（５）渋滞時の路車間通信、車車間通信、歩者間通信の少なくともいずれか１つの通信機能の作動の停止または制限および自動運転モードの自動運転機能のレベル制限の解除用の所定車速は、平均車速と車速で行っている。
よって、より応答性良く、渋滞が解消されたことを判定でき、通信機能および自動運転モードを速やかに復帰させることができる。

（６）渋滞時の路車間通信、車車間通信、歩者間通信の少なくともいずれか１つの通信機能の作動の停止または制限および自動運転モードの自動運転機能のレベル制限の解除用の平均車速と車速である所定車速は、一般道路路と高速道路で異なった車速としている。
よって、道路状況に対応して、より正確に、渋滞が解消されたことを判定できる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

１自動運転用コントロールユニット（自動運転制御装置）
２車載通信装置

Claims

車両の手動運転モードと複数の自動運転機能を備える自動運転モードとを切り替え可能な自動運転制御装置と、
外部との通信機能を備える車載通信装置と、
を備える自動運転車両であって、
前記自動運転制御装置が、渋滞または車両停車と判断したときには、前記車載通信装置の通信を作動停止または作動制限するとともに、
前記車載通信装置の通信の作動停止または作動制限の解除は、所定時間前から現在までの平均車速と現在の車速とからなる所定車速以上で解除する、
ことを特徴とする自動運転車両。
請求項１に記載の自動運転車両において、
前記所定車速は、高速道路、一般道路に応じて異なる、
ことを特徴とする自動運転車両。
車両の手動運転モードと複数の自動運転機能を備える自動運転モードとを切り替え可能な自動運転制御装置と、
外部との通信機能を備える車載通信装置と、
を備える自動運転車両であって、
前記車載通信装置の外部との通信機能としては、路車間通信機能と車車間通信機能と歩車間通信機能を備え、
前記自動運転制御装置が、一般道路での渋滞と判断したときには、前記車車間通信機能を作動停止または作動制限し、前記自動運転モードの前車追従機能、歩行者飛び出し時停車機能、信号機表示認識機能のみ作動させる、
ことを特徴とする自動運転車両。