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技術 自動運転装置

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 菅岩泰亮浦野博充金道敏樹
出願日 2015年3月23日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-059186
公開日 2016年10月6日 (4年1ヶ月経過) 公開番号 2016-175614
状態 特許登録済
技術分野 走行状態に応じる操向制御 移動体の位置、進路、高度又は姿勢の制御 乗員・歩行者の保護
主要キーワード 指示端 遮蔽構造物 円周線 切替閾値 外部状況 身体障害者用 立体構造物 補助機器
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

自動運転から手動運転切り替わる際の操作性を向上させ、且つ誤操作による手動運転への切替を低減する自動運転装置を提供する。

解決手段

計算部により、運転者操舵操作操舵操作量に対して自動運転を手動運転に切り替えるための手動運転切替閾値が、操舵操作の方向が障害物から遠ざかる方向及び障害物が存在しない方向のいずれかになると予測される場合よりも、操舵操作の方向が障害物に近づく方向になると予測される場合に、より大きな値に計算される。このため、障害物が無い場合には、自動運転から手動運転に切り替わり易くなるため、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性が向上する。一方、運転者が障害物を認識しておらず、操舵操作の方向が障害物に近づく方向である場合には、自動運転から手動運転に切り替わり難くなるため、誤操作による手動運転への切替を低減することができる。

概要

背景

従来、特許文献1に記載されているように、自車両の自動運転を実行するとともに、自動運転中における自車両の運転者による操舵操作アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が所定の閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転切り替え自動運転装置が知られている。

概要

自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性を向上させ、且つ誤操作による手動運転への切替を低減する自動運転装置を提供する。計算部により、運転者の操舵操作の操舵操作量に対して自動運転を手動運転に切り替えるための手動運転切替閾値が、操舵操作の方向が障害物から遠ざかる方向及び障害物が存在しない方向のいずれかになると予測される場合よりも、操舵操作の方向が障害物に近づく方向になると予測される場合に、より大きな値に計算される。このため、障害物が無い場合には、自動運転から手動運転に切り替わり易くなるため、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性が向上する。一方、運転者が障害物を認識しておらず、操舵操作の方向が障害物に近づく方向である場合には、自動運転から手動運転に切り替わり難くなるため、誤操作による手動運転への切替を低減することができる。

目的

本発明は、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性を向上させ、且つ誤操作による手動運転への切替を低減する自動運転装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作操舵操作量手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替え自動運転装置であって、前記自動運転中における前記操舵操作量を取得する取得部と、前記自車両周囲障害物を認識する認識部と、前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、前記自動運転を実行するとともに、前記操舵操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、を備え、前記計算部は、前記操舵操作の方向が前記障害物から遠ざかる方向及び前記障害物が存在しない方向のいずれかになると予測される場合よりも、前記操舵操作の方向が前記障害物に近づく方向になると予測される場合に、より大きな前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。

請求項2

前記操舵操作の方向ごとの前記手動運転切替閾値を表示する表示部をさらに備えた、請求項1に記載の自動運転装置。

技術分野

0001

本発明の種々の側面は、自動運転装置に関する。

背景技術

0002

従来、特許文献1に記載されているように、自車両の自動運転を実行するとともに、自動運転中における自車両の運転者による操舵操作アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が所定の閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転切り替える自動運転装置が知られている。

先行技術

0003

米国特許第8670891号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、上記のような自動運転装置では、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性を向上させつつ、誤操作による手動運転への切替を低減することが求められる。しかしながら、運転者による運転操作の操作量に対して自動運転を手動運転に切り替えるための閾値が高過ぎる場合には、運転者の意図的な運転操作に対して自動運転から手動運転に切り替わり難くなり、操作性が低下する。一方、当該閾値が低過ぎる場合には、運転者の誤操作によって容易に自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、誤操作が自車両の挙動に反映し易くなる。そのため、改善が望まれている。

0005

そこで本発明は、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性を向上させ、且つ誤操作による手動運転への切替を低減する自動運転装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一側面は、自車両の自動運転を実行するとともに、自動運転中における自車両の運転者による操舵操作の操舵操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、自動運転中における操舵操作量を取得する取得部と、自車両周囲障害物を認識する認識部と、手動運転切替閾値を計算する計算部と、自動運転を実行するとともに、操舵操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える制御部とを備え、計算部は、操舵操作の方向が障害物から遠ざかる方向及び障害物が存在しない方向のいずれかになると予測される場合よりも、操舵操作の方向が障害物に近づく方向になると予測される場合に、より大きな手動運転切替閾値を計算する自動運転装置である。

0007

この構成によれば、計算部により、運転者の操舵操作の操舵操作量に対して自動運転を手動運転に切り替えるための手動運転切替閾値が、操舵操作の方向が障害物から遠ざかる方向及び障害物が存在しない方向のいずれかになると予測される場合よりも、操舵操作の方向が障害物に近づく方向になると予測される場合に、より大きな値に計算される。このため、例えば、運転者が障害物を認識しているために操舵操作の方向が障害物から遠ざかる方向になる場合や、障害物が無い場合には、自動運転から手動運転に切り替わり易くなるため、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性が向上する。一方、例えば、運転者が障害物を認識しておらず、操舵操作の方向が障害物に近づく方向になると予測される場合には、自動運転から手動運転に切り替わり難くなるため、誤操作による手動運転への切替を低減することができる。

0008

この場合、操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値を表示する表示部をさらに備えてもよい。

0009

この構成によれば、表示部により、操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値が表示されるため、運転者が自動運転から手動運転に切り替える際の状況を認識し易くなる。

発明の効果

0010

本発明の一側面によれば、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性を向上させ、且つ誤操作による手動運転への切替を低減することができる。

図面の簡単な説明

0011

実施形態に係る自動運転装置の構成を示すブロック図である。
図1の自動運転装置の動作を示すフローチャートである。
障害物が1つの場合の状況を示す図である。
障害物が2つの場合の状況を示す図である。
危険度に対する手動運転切替閾値の線形関数を示すグラフである。
図5の関数を用いた危険度に対する手動運転切替閾値の計算を示す図である。
危険度に対する手動運転切替閾値の関数の別の例を示すグラフである。
危険度に対する手動運転切替閾値の関数の別の例を示すグラフである。
(a)は左方向への操舵トルクよりも右方向への操舵トルクに対して自動運転から手動運転へと切り替える手動運転切替閾値が大きいグラフであり、(b)は右方向への操舵トルクよりも左方向への操舵トルクに対して自動運転から手動運転へと切り替える手動運転切替閾値が大きいグラフである。
表示器が表示する手動運転切替閾値の例を示す図である。
(a)は操舵トルクが手動運転切替閾値よりも大きい場合の運転状態を示すグラフであり、(b)は操舵トルクが手動運転切替閾値よりも小さい場合の運転状態を示すグラフである。

実施例

0012

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1に示すように、自動運転装置100は、乗用車電動車椅子身体障害者用の乗用車などの自車両Vに搭載される。自動運転装置100は、自車両Vの自動運転を実行する。自動運転とは、自車両Vの加速減速及び操舵等の運転操作が自車両Vのドライバーの運転操作によらずに実行されることを意味する。本実施形態の自動運転装置100は、自車両Vの自動運転を実行するとともに、自動運転中における自車両Vの運転者による操舵操作の操舵操作量が手動運転切替閾値以上である場合に、実行中の自動運転を手動運転に切り替える。手動運転切替閾値とは、自車両Vの運転者による操舵操作の操舵操作量に対して、実行中の自動運転を手動運転に切り替えるための判定に用いられる閾値である。

0013

図1に示すように、自動運転装置100は、外部センサ1、GPS(Global Positioning System)受信部2、内部センサ3、地図データベース4、ナビゲーションシステム5、アクチュエータ6、HMI(Human Machine Interface)7、補助機器U及びECU10を備えている。

0014

外部センサ1は、自車両Vの周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ1は、カメラレーダー(Radar)、及びライダー(LIDER:LaserImaging Detection and Ranging)のうち少なくとも一つを含む。

0015

カメラは、自車両Vの外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、例えば、自車両Vのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、例えば両眼視差再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。カメラは、自車両Vの外部状況に関する撮像情報をECU10へ出力する。

0016

レーダーは、電波を利用して自車両Vの外部の障害物を検出する。電波は、例えばミリ波である。レーダーは、電波を自車両Vの周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信して障害物を検出する。レーダーは、例えば障害物までの距離又は方向を障害物に関する障害物情報として出力することができる。レーダーは、検出した障害物情報をECU10へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された電波の受信情報をECU10へ出力してもよい。

0017

ライダーは、光を利用して自車両Vの外部の障害物を検出する。ライダーは、光を自車両Vの周囲に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダーは、例えば障害物までの距離又は方向を障害物情報として出力することができる。ライダーは、検出した障害物情報をECU10へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された光の受信情報をECU10へ出力してもよい。なお、カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。

0018

GPS受信部2は、3個以上のGPS衛星から信号を受信して、自車両Vの位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば緯度及び経度が含まれる。GPS受信部2は、測定した自車両Vの位置情報をECU10へ出力する。なお、GPS受信部2に代えて、自車両Vが存在する緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。

0019

内部センサ3は、自車両Vの走行状態に応じた情報及び自車両Vの運転者による操舵操作の操舵操作量を検出する検出器である。内部センサ3は、自車両Vの走行状態に応じた情報を検出するために、車速センサ加速度センサ及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含む。また、内部センサ3は、操舵操作量を検出するために、ステアリングセンサを含む。

0020

車速センサは、自車両Vの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、自車両Vの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフトなどに対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、自車両Vの速度を含む車速情報車輪速情報)をECU10へ出力する。

0021

加速度センサは、自車両Vの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、自車両Vの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自車両Vの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、自車両Vの加速度を含む加速度情報をECU10へ出力する。

0022

ヨーレートセンサは、自車両Vの重心の鉛直軸周りヨーレート回転角速度)を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサが用いられる。ヨーレートセンサは、自車両Vのヨーレートを含むヨーレート情報をECU10へ出力する。

0023

ステアリングセンサは、例えば自車両の運転者によるステアリングホイールに対する操舵操作の操舵操作量を検出する検出器である。ステアリングセンサが検出する操舵操作量は、例えば、ステアリングホイールの操舵角又はステアリングホイールに対する操舵トルクである。ステアリングセンサは、例えば、自車両Vのステアリングシャフトに対して設けられる。ステアリングセンサは、ステアリングホイールの操舵角又はステアリングホイールに対する操舵トルクを含む情報をECU10へ出力する。

0024

なお、自車両Vが電動車椅子又は身体障害者用の乗用車であり、自車両Vの運転者による操舵操作がジョイスティックに対して行われる場合は、自動運転装置100は、ジョイステックの操舵角を検出するセンサを備えていてもよい。

0025

地図データベース4は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース4は、例えば、自車両Vに搭載されたHDD(Hard disk drive)内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。道路形状の情報には、例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率などが含まれる。さらに、自動運転装置100が建物又は壁などの遮蔽構造物の位置情報、又はSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を使用する場合には、地図情報に外部センサ1の出力信号を含ませてもよい。なお、地図データベース4は、自車両Vと通信可能な情報処理センターなどの施設コンピュータに記憶されていてもよい。

0026

ナビゲーションシステム5は、自車両Vの運転者によって地図上に設定された目的地までの案内を自車両Vの運転者に対して行う装置である。ナビゲーションシステム5は、GPS受信部2によって測定された自車両Vの位置情報と地図データベース4の地図情報とに基づいて、自車両Vの走行するルートを算出する。ルートは、例えば複数車線区間において自車両Vが走行する走行車線を特定したルートでもよい。ナビゲーションシステム5は、例えば、自車両Vの位置から目的地に至るまでの目標ルートを計算し、ディスプレイの表示及びスピーカ音声出力により目標ルートの報知を運転者に対して行う。ナビゲーションシステム5は、例えば自車両Vの目標ルートの情報をECU10へ出力する。なお、ナビゲーションシステム5は、自車両Vと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶された情報を用いてもよい。あるいは、ナビゲーションシステム5により行われる処理の一部が、施設のコンピュータによって行われてもよい。

0027

アクチュエータ6は、自車両Vの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ6は、スロットルアクチュエータブレーキアクチュエータ及びステアリングアクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ECU10からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量スロットル開度)を制御し、自車両Vの駆動力を制御する。なお、自車両Vがハイブリッド車又は電気自動車である場合には、スロットルアクチュエータを含まず、動力源としてのモータにECU10からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。

0028

ブレーキアクチュエータは、ECU10からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、自車両Vの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。ステアリングアクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ECU10からの制御信号に応じて制御する。これにより、ステアリングアクチュエータは、自車両Vの操舵トルクを制御する。

0029

HMI7は、自車両Vの乗員(運転者を含む)と自動運転装置100との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。HMI7は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネルなどを備えている。後述するように、本実施形態においては、HMI7は、インスツルメントパネル等に手動運転切替閾値を表示する表示器を有している。HMI7は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。

0030

補助機器Uは、通常、自車両Vの運転者によって操作され得る機器である。補助機器Uは、アクチュエータ6に含まれない機器を総称したものである。ここでの補助機器Uは、例えば方向指示灯前照灯ワイパー等を含む。

0031

ECU10は、自車両Vの自動運転を制御する。ECU10は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ECU10は、取得部11、認識部12、走行計画生成部13、計算部14、表示部15及び制御部16を有している。ECU10では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、上記の取得部11等の各部の制御を実行する。ECU10は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

0032

取得部11は、内部センサ3により取得された情報に基づいて、自動運転中における自車両の運転者による操舵操作の操舵操作量を取得する。操舵操作量は、例えば、ステアリングホイールの操舵角、ステアリングホイールに対する操舵トルク、ジョイスティックの操舵角である。

0033

認識部12は、外部センサ1により取得された情報に基づいて、自車両V周囲の障害物を認識する。認識部12が認識する障害物としては、例えば、歩行者他車両、自動二輪車及び自転車等の移動物や、縁石ガードレールポール中央分離帯、建物及び樹木等の静止物が含まれる。認識部12は、障害物の属性(障害物の硬さ、形状等の障害物の持つ性質)、位置、距離、方向、速度及び加速度に関する情報を取得する。

0034

走行計画生成部13は、ナビゲーションシステム5で計算された目標ルート、認識部12により認識された自車両V周囲の障害物に関する情報、及び地図データベース4から取得された地図情報に基づいて、自車両Vの走行計画を生成する。走行計画は、目標ルートにおいて自車両Vが進む軌跡である。走行計画には、例えば、各時刻における自車両Vの速度、加速度、減速度、方向及び舵角等が含まれる。走行計画生成部13は、目標ルート上において自車両Vが安全、法令順守走行効率などの基準を満たした走行をするような走行計画を生成する。さらに、走行計画生成部13は、自車両V周囲の障害物の状況に基づき、障害物との接触を回避するように自車両Vの走行計画を生成する。

0035

計算部14は、取得部11により取得された自動運転中における操舵操作量に係る操舵操作の方向と、認識部12により取得された障害物の位置、距離及び速度等の障害物の状態に関する情報と、内部センサ3により取得された自車両Vの走行状態とに基づいて、手動運転切替閾値を計算する。後述するように、計算部14は、障害物の状態及び自車両Vの状態に応じて障害物に対する危険度を計算し、当該危険度に基づいて操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値を計算する。ECU10には、障害物の状態及び自車両Vの状態に対応した危険度の関数と、当該危険度に対応した手動運転切替閾値の関数とが記憶されている。

0036

表示部15は、操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値をHMI7の表示器に表示する。なお、表示部15及びHMI7の手動運転切替閾値を表示するための表示器は必須ではなく、自動運転装置100から省略してもよい。

0037

制御部16は、走行計画生成部13で生成した走行計画に基づいて自車両Vの走行を自動で制御する。制御部16は、走行計画に応じた制御信号をアクチュエータ6に出力する。これにより、制御部16は、走行計画に沿って自車両Vの自動運転が実行されるように、自車両Vの走行を制御する。また、制御部16は、取得部11により取得された操舵操作量が、計算部14により計算された手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える。

0038

次に、自動運転装置100で実行される処理について説明する。図2に示すように、ECU10の制御部16は、走行計画生成部13が生成した走行計画に基づいて、自車両Vの自動運転を実行する(S1)。なお、自動運転の開始においては、例えば、自車両VのイグニションがONとなると、外部センサ1及びECU10の認識部12により認識された自車両V周囲の障害物に基づいて制御部16が自動運転が可能かを判断する。自動運転が可能な場合は、制御部16はHMI7により乗員に自動運転が可能である旨を報知する。乗員がHMI7に所定の入力操作を行うことにより、自動運転装置100は自動運転を開始する。ECU10の認識部12は、自車両V周囲の障害物を認識する(S2)。ECU10の計算部14は、障害物の状態及び自車両Vの状態に応じて障害物の危険度を計算する(S3)。

0039

以下、危険度の計算について説明する。図3に示すように、自車両Vの近傍に障害物Aが存在する状況を想定する。自車両Vが自動運転により走行すると仮定した場合の軌跡Laと、自車両Vが運転者の操舵操作に従って様々な方向d(i)(i=1〜m,mは任意の自然数)へ走行すると仮定した場合のそれぞれの軌跡L(i)(i=1〜m,mは任意の自然数)とが予測される。図3には例として、運転者の操舵操作により自車両Vの方向が障害物Aの方向になると仮定した場合の軌跡Lmを示す。計算部14は、外部センサ1、GPS受信部2及び内部センサ3により取得された情報に基づいて、自車両Vの位置、方向(舵角)、速度及び加速度等の自車両Vの現在の状態量X0を取得する。

0040

このように、計算部14は、自車両Vが運転者の操舵操作に従って様々な方向d(i)へ走行すると仮定した場合のそれぞれにおいて、自車両Vの任意のt秒後の状態量X(i)(i=1〜m,mは任意の自然数)を予測する。一方、計算部14は、認識部12により認識された情報に基づいて、障害物Aの属性、位置、距離、方向、速度及び加速度等の障害物Aの現在の状態量Xa0を取得する。計算部14は、障害物Aのt秒後の状態量Xaを予測する。

0041

計算部14は、自車両Vの状態量X(i)と障害物Aの状態量Xaとを予め設定された関数fに入力し、危険度Ri=f(X(i),Xa)を計算する。関数fは、例えば、自車両Vの状態量X(i)の位置に関する情報をx(i)とし、障害物Aの状態量Xaの位置に関する情報をxaとした場合に、自車両Vと障害物Aとの距離Da=|x(i)−xa|に基づいて、危険度R(i)=1/Daと設定することができる(i=1〜m,mは任意の自然数)。このようにして、計算部14は、障害物Aが存在する状況において、自車両Vが運転者の操舵操作に従って様々な方向d(i)へ走行すると仮定した場合それぞれについて、任意のt秒後の危険度R(i)を計算する。

0042

別の例として、図4に示すように、自車両Vの近傍に障害物A及び障害物Bが存在する状況を想定する。このように認識部12により認識された障害物が複数ある場合には、計算部14は、上述したような障害物の状態量の予測を全ての障害物に対して実行し、複数の障害物が存在する状況において、自車両Vが運転者の操舵操作に従って様々な方向へ走行すると仮定した場合それぞれについて、任意のt秒後の危険度R(i)を計算する。計算部14は、障害物Bの現在の状態量Xb0を取得し、障害物Bのt秒後の状態量Xbを予測する。計算部14は、自車両Vの状態量X(i)と障害物Aの状態量Xaと障害物Bの状態量Xbとを予め設定された関数fに入力し、危険度R(i)=f(X(i),Xa,Xb)を計算する。関数fは、例えば、障害物Bの状態量Xbの位置に関する情報をxbとした場合に、自車両Vと障害物Bとの距離Db=|x(i)−xb|に基づいて、危険度R(i)=(1/Da)+(1/Db)と設定することができる。同様に、例えば、自車両Vの近傍に障害物A〜障害物Kが存在する状況では、自車両Vと障害物Kとの距離Dk=|x−xk|に基づいて、危険度R(i)=(1/Da)+…+(1/Dk)と設定することができる(K及びkは任意の自然数)。

0043

以上のようにして、計算部14は、自車両Vが運転者の操舵操作に従って様々な方向d(i)へ走行すると仮定した場合それぞれにおける危険度R(i)を計算する。本実施形態では、計算部14は、障害物A,Bに近づく方向ほど高い危険度R(i)を計算する。また、障害物A,Bが自車両Vの周囲に存在しない場合には、計算部14は、距離Da,Dbが無限大であるとして、危険度R(i)=0を計算する。

0044

なお、計算部14は、障害物Aの状態量Xa及び障害物Bの状態量Xbの内で、障害物A及び障害物Bの速度、加速度、属性に関する情報又はこれらの組合せに基づいて、危険度R(i)を算出してもよい。

0045

図2に示すように、計算部14は、運転者の操舵操作による様々な方向の危険度R(i)に基づいて手動運転切替閾値を計算する(S4)。ECU10には、例えば、図5に示すような危険度R(i)に対する手動運転切替閾値Tth(i)の関数が記憶されている。図5において、Tth_0は、手動運転切替閾値Tthの内で基準となる値である。Tth_maxは、手動運転切替閾値Tth(i)の最大値である。Tth_minは、手動運転切替閾値Tth(i)の最小値である。R0は、危険度R(i)の内で基準となる値である。Rmaxは、手動運転切替閾値Tth(i)を変化させる危険度R(i)の最大値である。Rminは、手動運転切替閾値Tth(i)を変化させる危険度R(i)の最小値である。

0046

図5の例では、危険度R(i)>Rmaxでは、手動運転切替閾値Tth(i)=Tth_maxと飽和値になり、危険度R(i)<Rminでは、手動運転切替閾値Tth(i)=Tth_minと飽和値になる。Rmin≦危険度R≦Rmaxでは、危険度R(i)が増加するに従って線形的に手動運転切替閾値Tth(i)が増加する。例えば、図6に示すように、計算部14は、ある危険度R(i)に対する手動運転切替閾値Tth(i)を計算する。また、自車両Vの周囲に障害物が存在しないために危険度R(i)=0である場合は、計算部14は、手動運転切替閾値Tth(i)=Tth_minを計算する。

0047

なお、図7に示すように、危険度R(i)に対する手動運転切替閾値Tth(i)の関数は、Rmin≦危険度R(i)≦Rmaxでは、危険度R(i)が増加するに従って非線形的に手動運転切替閾値Tth(i)が増加し、危険度R(i)が危険度R0に近い値であるほど、危険度R(i)の増大及び減少それぞれに対する手動運転切替閾値Tth(i)の増大率及び減少率が大きい関数にしてもよい。また、図8に示すように、危険度R(i)に対する手動運転切替閾値Tth(i)の関数は、Rmin≦危険度R(i)≦Rmaxでは、危険度Rが増加するに従って非線形的に手動運転切替閾値Tth(i)が増加し、危険度R(i)が危険度R0から遠い値であるほど、危険度R(i)の増大及び減少それぞれに対する手動運転切替閾値Tth(i)の増大率及び減少率が大きい関数にしてもよい。いずれの場合も、図5の例と同様に、危険度R(i)>Rmaxでは、手動運転切替閾値Tth(i)=Tth_maxであり、危険度R(i)<Rminでは、手動運転切替閾値Tth(i)=Tth_minに設定することができる。

0048

本実施形態では、計算部14は、障害物に近づく方向d(i)ほど高い危険度R(i)を計算し、危険度R(i)が増加するに従って手動運転切替閾値Tth(i)が増加する。また、自車両Vの周囲に障害物が無い場合は、計算部14は、手動運転切替閾値Tth(i)=Tth_minを計算する。したがって、計算部14は、操舵操作量に係る操舵操作の方向d(i)が障害物から遠ざかる方向及び障害物が存在しない方向のいずれかである場合よりも、操舵操作量に係る操舵操作の方向d(i)が障害物に近づく方向である場合に、より大きな手動運転切替閾値Tth(i)を計算する。

0049

以上のようにして、自車両Vが運転者の操舵操作に従って様々な方向d(i)へ走行すると仮定した場合それぞれにおける危険度R(i)に応じた手動運転切替閾値Tth(i)が計算される。図9(a)(b)において、自車両Vの運転者による操舵操作の操舵操作量が操舵トルクTで表された例を示す。図9では、簡略化のため、例えば、右方向15°〜45°等の代表的な方向d(i)の範囲の危険度R(i)の平均値に応じた手動運転切替閾値Tth_pを右方向への操舵トルクTに対する手動運転切替閾値に規定し、左方向15°〜45°等の代表的な方向d(i)の範囲の危険度R(i)の平均値に応じた手動運転切替閾値Tth_nを左方向への操舵トルクTに対する手動運転切替閾値に規定する。

0050

あるいは、図9では、例えば、右方向30°等の代表的な方向d(i)の危険度R(i)に応じた手動運転切替閾値Tth_pを右方向への操舵トルクTに対する手動運転切替閾値に規定し、左方向30°等の代表的な方向d(i)の危険度R(i)に応じた手動運転切替閾値Tth_nを左方向への操舵トルクTに対する手動運転切替閾値に規定してもよい。

0051

図9(a)の例では、自動運転の実行中に、右方向への操舵操作に対しては手動運転に切り替わり難く、左方向への運転操作に対しては手動運転に切り替わり易い。一方、図9(b)の例では、自動運転の実行中に、右方向への操舵操作に対しては手動運転に切り替わり易く、左方向への運転操作に対しては手動運転に切り替わり難い。

0052

図2に示すように、ECU10の表示部15は、計算部14により計算された操舵方向ごとの手動運転切替閾値TthをHMI7に表示する(S5)。図10に示すように、HMI7はインスツルメントパネル等に操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値を表示する表示器70を有する。図10の例では、図9(a)(b)のように計算された手動運転切替閾値を表示する。表示器70は、扇形表示枠76を含む。扇形の表示枠76は、扇形の一対の半径線分となる半径線77,78と、扇形の円周となる円周線79とを含む。表示器70には、表示枠76の中に、現在の自車両Vの運転者による操舵操作の操舵操作量を示す表示針71と、表示枠76の扇形の円周線79の外に、左右の操舵方向それぞれの手動運転切替閾値Tth L,Tth Rを示す手動運転切替閾値表示72,73を含む。

0053

表示針71は、その両端に固定端74及び指示端75を含む。固定端74は、扇形の表示枠76の中心に回転可能なように固定されている。指示端75は、固定端74を中心として、表示枠76の円周線79に沿って回転する。指示端75は、現在の操舵操作量を示す。現在の操舵操作量が0である場合は、指示端75は鉛直上向きの方向を指す。現在の操舵操作量が左右何れかに0より大きな値である場合は、指示端75は鉛直上向きの方向から当該操舵操作量に応じた角度の方向を指す。

0054

手動運転切替閾値表示72,73は、扇形の表示枠76の円周線79の外側に表示される。手動運転切替閾値表示72,73は、表示枠76の円周線79の外側において、計算部14により計算された手動運転切替閾値に対応した位置に表示される。手動運転切替閾値表示72,73の位置は、手動運転切替閾値の変動に伴い変動する。図10の例では、表示枠76の半径線77,78は手動運転切替閾値表示72,73の位置に対応した位置に表示され、円周線79は半径線77,78の線端の位置に応じた長さに変動する。したがって、扇形の表示枠76の形状も、手動運転切替閾値表示72,73の変動に伴い変動する。なお、表示枠76の半径線77,78及び円周線79は表示枠76が一定の扇形の形状になるように固定され、手動運転切替閾値表示72,73の位置のみが時間の経過に伴い変動してもよい。

0055

表示器70の表示により、運転者は、左右それぞれの操舵操作に対する手動運転への切り替わり易さを直感的に把握し易くなる。なお、計算部14により計算された手動運転切替閾値が小さい場合には、同じ大きさの操舵操作量及び手動運転切替閾値に対して、表示針71及び手動運転切替閾値表示72,73の0の値を示す位置からの変動量をより大きくしてもよい。これにより、手動運転切替閾値が小さい場合にも、表示器70による表示を見易くすることができる。

0056

なお、計算部14により、右方向への操舵トルクTに対する手動運転切替閾値Tth_p及び左方向への操舵トルクTに対する手動運転切替閾値Tth_nのみならず、例えば、計算部14により、自車両Vが運転者の操舵操作に従って様々な方向d(i)(例えば、左右それぞれに0°〜90°の方向又は左右それぞれに0°〜180°の方向)へ走行すると仮定した場合それぞれにおける危険度R(i)に応じた手動運転切替閾値Tth(i)が計算される場合は、表示器70は、当該方向d(i)についての手動運転切替閾値Tth(i)を表示してもよい。あるいは、表示器70は、自車両Vが運転者の操舵操作に従って右方向0°〜90°の方向又は右方向0°〜180°の方向に走行すると仮定した場合の手動運転切替閾値Tth_nの最大値及び最小値を表示し、自車両Vが運転者の操舵操作に従って左方向0°〜90°の方向又は左方向0°〜180°の方向に走行すると仮定した場合の手動運転切替閾値Tth_nの最大値及び最小値を表示してもよい。

0057

また、表示器70は、上記例のみにとどまらず、水平方向に平行な一対の長辺と垂直方向に平行な一対の短辺とを有する長方形の表示枠を含んでいてもよい。長方形の表示枠の中に、現在の自車両Vの運転者による操舵操作の操舵操作量を示す表示針と、長方形の表示枠の一対の短辺の近傍に、左右の操舵方向それぞれの手動運転切替閾値を示す手動運転切替閾値表示を含んでいてもよい。

0058

この場合、表示針は、長方形の表示枠の左右の短辺それぞれの間を移動しつつ、現在の操舵操作量を示す。現在の操舵操作量が0である場合は、表示針は表示器70の中央に位置する。左右の手動運転切替閾値表示は、長方形の表示枠の短辺の外側において、計算部14により計算された手動運転切替閾値に対応した位置に表示される。左右の手動運転切替閾値表示の位置は、手動運転切替閾値の変動に伴い変動する。左右の手動運転切替閾値の位置の変動に伴い、長方形の表示枠の短辺の位置も変動する。長方形の表示枠の一対の長辺の長さは、表示枠の短辺の位置の変動に伴い変動する。なお、長方形の表示枠は一定の長方形の形状になるように固定され、左右の手動運転切替閾値表示の位置のみが手動運転切替閾値の変動に伴い変動してもよい。

0059

図2に示すように、ECU10の取得部11は、上述したS2〜S5の処理と並行して、自動運転中における自車両Vの運転者による操舵操作の操舵操作量を取得する(S6)。なお、取得部11は、上述したS2〜S5の処理の後に、操舵操作量を取得してもよい。図2及び図11(a)に示すように、操舵操作量(操舵トルクT)が手動運転切替閾値Tth以上である場合は(S7)、制御部16は実行中の自動運転を手動運転に切り替える(S8)。一方、図2及び図11(b)に示すように、操舵操作量(操舵トルクT)が手動運転切替閾値Tth未満である場合は(S7)、制御部16は実行中の自動運転を続行する。

0060

本実施形態によれば、計算部14により、運転者の操舵操作の操舵操作量に対して自動運転を手動運転に切り替えるための手動運転切替閾値Tthが、操舵操作の方向が障害物から遠ざかる方向及び障害物が存在しない方向のいずれかである場合よりも、操舵操作の方向が障害物に近づく方向である場合に、より大きな値に計算される。このため、例えば、運転者が障害物を認識しているために操舵操作の方向が障害物から遠ざかる方向である場合や、障害物が無い場合には、自動運転から手動運転に切り替わり易くなるため、自動運転から手動運転に切り替わる際の操作性が向上する。一方、例えば、運転者が障害物を認識しておらず、操舵操作の方向が障害物に近づく方向である場合には、自動運転から手動運転に切り替わり難くなるため、誤操作による手動運転への切替を低減することができる。

0061

例えば、自車両Vが走行する道路の路端に縁石、側溝等の立体構造物が無い状況において、運転者が路端に自車両Vを寄せる操舵操作に対しては、自動運転から手動運転に切り替わり易くなるため、操作性が向上する。一方、例えば、自車両Vの周囲に側溝や低いガードレール等の運転者から認識し難い障害物が有る状況では、自動運転から手動運転に切り替わり難くすることにより、運転者が認識していない障害物に自車両Vが接近するような誤操作を防止することができる。

0062

また、本実施形態では、表示部15により、操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値Tthが表示されるため、運転者が自動運転から手動運転に切り替える際の状況を認識し易くなる。

0063

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記実施形態では、表示部15により、操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値Tthが表示されたが、表示部15は必須の構成ではない。また、操舵操作の方向が障害物に近づく方向である場合に、表示部15及びHMI7のスピーカにより自車両Vの運転者に対して音声による警報が報知されてもよい。あるいは、表示部15及びHMI7のスピーカにより、操舵操作の方向ごとの手動運転切替閾値Tthが自車両Vの運転者に対して音声により報知されてもよい。

0064

1…外部センサ、2…GPS受信部、3…内部センサ、4…地図データベース、5…ナビゲーションシステム、6…アクチュエータ、7…HMI、U…補助機器、10…ECU、11…取得部、12…認識部、13…走行計画生成部、14…計算部、15…表示部、16…制御部、70…表示器、71…表示針、72,73…手動運転切替閾値表示、74…固定端、75…指示端、76…表示枠、77,78…半径線、79…円周線、100…自動運転装置、V…自車両、A,B…障害物。

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