(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車両の乗員は、例えばドライバーとして手動で運転を行うときはフロントウィンドウを通した前方の周辺環境の監視を行っている。なお、自動運転時又は運転支援時には、乗員は車両に運転の主導権を渡すことになるので、乗員の周辺監視を行う必要性が低下し、走行中の周辺環境への意識が低減する可能性がある。
【0005】
上述したような従来の車両用表示装置は自動運転時に先行車などの対象物に対処する際の注意を促す表示は可能であるものの、そもそも乗員が周辺監視を行っていない場合は表示をしても乗員が気付きにくいものであった。
【0006】
よって、本発明が解決しようとする課題は、自動運転時又は運転支援時において適宜の対象物への対応を行う運転制御時に、乗員に所定の体感を伴う報知を行うことにより、乗員が周辺監視を行っていなくとも乗員の走行環境の理解を促進する報知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための手段として、本発明に係る報知装置は、車両の駆動を制御して前記車両の自動運転制御又は運転支援制御を行う運転制御部を備え、前記運転制御部は、自動運転制御状態又は運転支援制御状態である前記車両において左右方向のいずれかへの操舵が必要となった場合に、複数回に分けた操舵制御を行う。
【0008】
本発明に係る報知装置において、前記左右方向のいずれかへの操舵は、少なくとも、所定の対象物を回避する操舵であることが好ましい。
【0009】
本発明に係る報知装置において、前記操舵制御は、前記左右方向のいずれかへの操舵方向と同方向に操舵を行う第一操舵と、前記第一操舵を戻す操舵を行う第二操舵と、前記第二操舵の後に前記第一操舵と同方向に操舵を行う第三操舵と、を有することが好ましい。
【0010】
本発明に係る報知装置において、前記第三操舵は、前記第一操舵よりも操舵角及び操舵角速度の少なくとも一方が大きく設定されることが好ましい。
【0011】
本発明に係る報知装置において、前記運転制御部は、前記第二操舵の後に前記車両の走行距離が所定のしきい値に達すると前記第三操舵を行うように操舵制御を行うことが好ましい。
【0012】
本発明に係る報知装置において、前記運転制御部は、前記第二操舵の後に前記車両の走行距離が所定のしきい値に達する前に前記第三操舵を行うように操舵制御を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によると、自動運転状態又は運転支援状態で適宜の対象物への操舵を伴う対応制御が行われているときに、複数回に分けた操舵によって乗員に左右方向の加速度又はヨーモーメントを体感させて目視に依らない報知を行い、自車両の状態、状況に乗員の意識を向けさせる。これにより、乗員による周辺監視への集中力が低下し得る状況である車両の自動運転状態又は運転支援状態において、乗員が周辺監視を行っていなくとも乗員の走行環境の理解を促進可能な報知装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明に係る報知装置の一実施形態について、
図1〜
図3を参照しつつ説明する。
なお、
図1は、本発明の一実施形態に係る報知装置1を示すブロック図である。また、
図2は、
図1に示した報知装置1を用いる車両走行状況の一例を俯瞰して示す概略図である。
図3は、
図1に示した報知装置1を用いる際の制御フローについて示すフローチャート図である。
【0016】
図1に示すように、報知装置1は、運転制御部10を備える。また、報知装置1が設けられる車両は、
図1に示すように、検知部20及び車両駆動部30を備える。本実施形態においては、検知部20は検知部20が検知した情報を運転制御部10に対して出力可能であり、運転制御部10は車両駆動部30に対して駆動信号を出力可能になっている。
【0017】
運転制御部10は、車両の駆動を制御して、車両の自動運転制御又は高度運転支援制御を行う。運転制御部10による車両の駆動制御は、車両駆動部30に駆動信号を出力することで行う。
車両の自動運転制御及び高度運転支援制御は、車両の加減速及び操舵の主導権の全部又は大部分を車両側で保持して車両を駆動させることで行う。基本的には、運転制御部10による自動運転制御及び高度運転支援制御は上記主導権の保持度合いに応じて複数のレベルに区分され、周辺環境などに応じて運転制御部10が運転制御レベルを変更することになる。この運転制御レベルとしては、例えばNHTSAなどが採用しているSAE J3016(2016)において定義された自動運転レベルを用いることができる。なお、SAE J3016によると、いわゆる自動運転と呼ばれるのはSAEレベル3〜5である。
本実施形態では運転制御部10は経時的に変化し続ける周辺環境に応じた走行シナリオを構築及び更新し続ける。本実施形態における走行シナリオには、例えば車両の加減速情報、及び操舵情報などが含まれる。走行シナリオの構築のための周辺環境に係る情報は、検知部20により検知した情報を用いることができる。
運転制御部10としては、通常の自動運転車両又は運転支援車両で用いられる制御用演算処理装置などを用いることができる。本実施形態における運転制御部10は、既存の演算処理装置を用いることはできるが、
図2を参照しつつ後述するように特定の走行環境下で車両駆動部30の特定の駆動制御を行うようになっている。
【0018】
車両駆動部30は、速度調整部31及び操舵部32を有する。速度調整部31は、車両の加速及び制動を行うことで車両の速度を調整する。操舵部32は、車輪の向きを調整することで車両の進行方向を調整する。
速度調整部31としては、乗員側が手動運転時に操作可能なアクセル及びブレーキ、車両側がエンジン制御を行うECU(エンジンコントロールユニット)などを用いることができる。操舵部32としては、乗員が操作可能なステアリング装置、車両側が制御を行うステアリングバイワイヤシステムなどを用いることができる。
図3を参照しつつ後述するが、本実施形態においては主に操舵部32を用いることとなる。
【0019】
検知部20は、車内外の状況、状態、環境などを検知する部材であり、少なくとも車両の周辺環境、好ましくは自車両及び他車両の車両状態などを検知する部材である。車両の周辺環境に係る検知対象としては、他車両及び障害物などを挙げることができる。車両状態に係る検知対象としては、自車両及び他車両の位置、進行方向、速度及び加速度などを挙げることができる。
検知部20としては、具体的には各種センサ、カメラなどを用いることができ、周辺環境の検知には通信装置を介して外部から情報を取り込むこともできる。
【0020】
ここで、
図2を参照しつつ、本実施形態に係る報知装置1を用い得る走行環境について説明する。
図2に示す車両は、いずれも図面上方である前方に向かって走行している状態である。
図2の下方に示した車両Aは自車両であり、自車両Aの前方を走行する車両Bは他車両である。
【0021】
図2に示す走行環境では、自車両Aが自動運転制御状態又は高度運転支援制御状態であるときに、他車両Bの追い越しを行うことで他車両Bを回避するという走行シナリオを運転制御部10が設定することができる。
なお、本実施形態において運転制御部10が設定した走行シナリオは、既存の車両に搭載されるデータ格納用の記憶装置などに記憶しておくことができる。
【0022】
ここで、本実施形態に係る報知装置1を用いる走行環境としては、例えば自動運転制御又は高度運転支援制御において、自車両の略前方に検知された又は想定され得る所定の対象物を少なくとも操舵を用いて回避する必要があると判断され、その判断結果が反映された走行シナリオが設定されるような走行環境を挙げることができる。
回避する所定の対象物としては、他車両であっても良く、固定又は可動の障害物であっても良い。また、自車両による対象物の回避としては、例えば回避しなければ走行が不能となる場合の回避行動だけでなく、
図2に示したように車線変更して先行する他車両Bを追い越すための追越し行動も含まれることとする。
所定の対象物は、実物であっても良く、仮想物であっても良い。実在の対象物としては、例えば上記検知部20などによって実際に検知されたものなどである。また、例えば自車両が道路の合流近傍領域に進入することがナビ情報などで予め判明しているときに、合流部分で回避すべき他車両が存在する蓋然性が高いと運転制御部10が想定をした場合に、その仮想の回避すべき他車両を仮想の対象物とすることができる。道路交通情報、車車間通信、及び路車間通信などに基づいて導出される他車両の存在し得る可能性の高低に応じて、仮想の対象物の有無を決定することができる。
【0023】
本実施形態において上記走行シナリオには、少なくとも所定の対象物を回避するための走行軌道の情報が含まれていることとする。具体的には、
図2に実線矢印で示すように、周辺環境に鑑みて、先行する他車両Bの安全な追越し走行を行うための自車両Aの走行軌道が運転制御部10に設定されている。この走行軌道の情報には、操舵方向、操舵角、操舵角速度、及び操舵タイミングなどの情報が含まれている。なお、走行シナリオには、走行軌道以外に、例えば加減速情報などが含まれていても良い。
【0024】
本実施形態に係る報知装置1は、運転制御部10が周辺環境に応じて走行軌道を設定する。なお、
図2には、運転制御部10が設定した走行軌道R1(実線)と、既存の車両が自動運転制御状態又は高度運転支援制御状態で他車両Bを回避するために通常採り得る通常回避軌道R2(一点鎖線)とを示している。走行軌道R1及び通常回避軌道R2はいずれも、所定の対象物である他車両Bに対して右方向に離れる軌道である。
【0025】
図2に示した実施形態では、走行軌道R1において隣接する右車線に自車両Aが車線変更する前に第一操舵T1、第二操舵T2、及び第三操舵T3が行われ、更に自車両Aの車線変更後に第四操舵T4が行われるようになっている。
なお、通常回避軌道R2では、自車両Aの車線変更を行うために操舵を一度行い、自車両Aの車線変更後に再度操舵を行うようになっている。また、
図2に示すように、自車両Aの車線変更が完了して他車両Bに接近した領域では、走行軌道R1と通常回避軌道R2とが重複している。つまり、走行軌道R1は、既存の車両が採り得る通常回避軌道R2に対して、他車両Bを追越す直前までの操舵に差異を有している。
【0026】
図2に示す実施形態では、第一操舵T1は、左右方向のいずれかへの操舵が必要となった方向と同方向、つまり自車両Aが他車両Bを回避しようとする方向(
図2では右方向)と同方向の操舵である。第二操舵T2は、第一操舵T1を戻す操舵であり、本実施形態では第一操舵T1により右方向を向いた自車両Aの進行方向を、回避前と同方向の前方向に一旦戻す。第三操舵T3は、第二操舵T2の後に行う第一操舵T1と同方向の操舵、具体的には他車両Bを回避する操舵であり、本実施形態では自車両Aの車線変更を行うための右方向への操舵角の大きな操舵である。第四操舵T4は、第三操舵T3を戻して他車両Bを追越すために自車両Aの進行方向を立て直す操舵であり、本実施形態では第三操舵T3により隣接する車線に移って右方向を向いた自車両Aの進行方向を、回避前と同方向の前方向に戻す。
【0027】
自動運転制御及び運転支援制御には、周囲を走行する車両及び障害物などの所定の対象物に起因する危険を回避するための対応制御と、周辺環境の変化及び危険が少なく対応制御が不要な場合の通常走行制御とが含まれる。本実施形態において設定される走行軌道R1及び通常回避軌道R2は、対応制御において設定される自車両Aの進路である。
【0028】
上記運転制御部10によって自車両Aの自動運転制御又は高度運転支援制御が行われている状態であっても、手動運転時と同様に、乗員による周辺環境の監視は必要となる。しかしながら、乗員による周辺環境の監視を、集中力を維持しつつ継続して行うことは難しい。周辺監視に対する乗員の集中力が低下していると、HUDなどを用いた目視に依る注意喚起表示を車室内で行って報知したとしても、乗員が表示に気付かない可能性がある。
また、仮に
図2に一点鎖線で示した通常回避軌道R2に沿って走行したときに、周辺監視に対する乗員の集中力が低下している状態で回避のための操舵を行うと、車両の進行方向が急に変化したように乗員が感じて混乱してしまい、どのような状況で何の為に操舵が必要であったかという、周辺環境の正確な理解に遅れが生じ得る。
【0029】
ここで、
図1に示した報知装置1を用いる際の制御フローについて、フローチャート図として示した
図3を参照しつつ説明する。
【0030】
先ず、車両駆動部30に出力される車両の加減速及び操舵に係る駆動信号に基づいて、自動運転制御又は運転支援制御の有無を運転制御部10が判別する(ステップS1)。本工程では、運転制御部10自体が行う制御の有無を判別するだけであるので駆動信号の有無で判別可能である。運転制御部10が車両駆動部30に対して運転の主導権の全部又は大部分を担うことのできる駆動信号を出力している場合は、車両の自動運転制御状態又は運転支援制御状態であると判別可能であるので、次工程に移る(ステップS1のYES)。このような駆動信号を出力していない場合は、本制御フローは完了する(ステップS1のNO)。
【0031】
次いで、運転制御部10による車両の自動運転制御又は運転支援制御が行われ、かつ対応制御状態であるか否かを運転制御部10が判別する(ステップS2)。本工程でも、前工程(ステップS1)と同様に、運転制御部10自体が行う制御の有無を判別するものであるので、検知部20で障害物などが検知されて車両駆動部30に対して対応制御状態に係る駆動信号が出力されている場合、又は、通常走行制御に係る駆動信号が車両駆動部30に出力されていない場合は、次工程に移る(ステップS2のYES)。通常走行制御に係る駆動信号が出力されている場合、又は、自車両の周辺環境の中に回避などの対応制御が必要となる障害物などが検知部20に検知されない場合は、通常走行制御状態であると判別することができるので、本制御フローは完了する(ステップS2のNO)。
【0032】
続いて、運転制御部10による車両の自動運転制御又は運転支援制御が行われ、かつ対応制御状態である場合(ステップS2のYES)は、走行軌道R1が設定される(ステップS3)。走行軌道R1は、所定の対象物である他車両Bと自車両Aとの距離、相対速度、路面状態、隣接する車線の他車両の有無、及び他の周辺環境に応じて、他車両Bを安全に回避して走行可能なように設定される。
【0033】
更に、走行軌道R1が設定された後に、走行軌道R1に沿った走行のために運転制御部10から操舵部32に対して駆動信号が出力される(ステップS4)。具体的には、第一操舵T1、第二操舵T2及び第三操舵T3を含む操舵制御が実行され、次いで第四操舵T4を含む操舵制御が実行される。第三操舵T3から第四操舵T4に移る際に、車載カメラなどにより車線が変更されたことを検知した上で第四操舵T4を実行しても良く、自車両Aに対して作用する第三操舵T3に起因した左右方向の加速度又はヨーモーメントなどの車両挙動の変化を検知した上で第四操舵T4を実行しても良く、時間しきい値を予め設定しておいて、第三操舵T3の実行後に所定の時間経過すると第四操舵T4を実行するようになっていても良い。
【0034】
本工程(ステップS4)によって、所定の対象物である他車両Bを回避するまでに第一操舵T1、第二操舵T2及び第三操舵T3を含む複数回の操舵を行うこととなる。これにより、操舵時に乗員に作用する慣性によって、左右方向の加速度又はヨーモーメントを乗員に体感させることができる。乗員に左右方向の加速度又はヨーモーメントを体感させることが視覚、聴覚に依らない報知となるので、左右方向の加速度又はヨーモーメントを体感した乗員は何が起こったのかと自車両の状態及び状況に意識が向くこととなる。すなわち、自車両の走行環境に乗員の意識が向くこととなる。本実施形態では、通常回避軌道R2に沿って走行する場合に比べて、走行軌道R1に沿った走行を行うことで変更する車線に移るまでの時間的猶予が大きくなるので、乗員が周辺環境を理解するための時間的余裕が生じることになり、好ましい。これにより、通常回避軌道R2に沿った走行では自車両Aが急に曲がっていくように乗員に感じさせる可能性があった運転制御に代えて、走行軌道R1上を走行する制御を採ることによって、対象物回避という本来の目的に対して、乗員の物理的、心理的な準備時間を確保することができる。結果として、報知装置1の報知形態によって、乗員が周辺監視を行っていなくとも、又は周辺監視の精度が低下していても、乗員の走行環境の理解を促進することができ、隣接する車線に移るための操舵タイミングを乗員が理解し易くなる。
【0035】
また、緊急時に車両側から乗員側に運転の主導権を渡すときになって初めて乗員に走行環境の理解を促したのでは、乗員による手動運転に切り替わったときに対象物への対応が遅れる可能性がある。よって、本発明に係る報知装置は、対応制御状態で車両の操舵制御を行って乗員の走行環境の理解を促すことで、緊急時に対して乗員を備えさせることができる。
【0036】
なお、
図2に示した走行環境のように、余裕を持って先行する他車両Bなどの所定の対象物を回避することができる場合は、
図3に示した制御フローに沿って運転制御を行うことができるが、周辺環境において突発的にリスクが増大して緊急回避が必要となった場合は、他の運転制御形態を採ることもできる。具体的には先ず、例えば通常回避軌道とは別の走行軌道の設定、迅速な第一操舵、第二操舵及び第三操舵、並びに、第三操舵から第四操舵により車両挙動を立て直した上で緊急回避のための通常回避軌道に沿った走行、などに必要な時間をそれぞれ導出する。次に、通常通り緊急回避走行を行った場合より走行軌道に沿った走行を行った場合に追加される時間が適宜のしきい値以上であるときには、通常通りの緊急回避を行った方が安全であると判別する。つまり、走行軌道に沿った走行を行うことで通常通りの緊急回避よりもリスクが増大すると予測されるときには、走行軌道自体を設定しない運転制御、又は、走行軌道に沿った走行をキャンセルして緊急回避制御を優先する運転制御を採用することができる。
【0037】
本実施形態では、
図3に示したように自動運転制御又は高度運転支援制御の有無と対応制御の有無とをステップS1及びS2に分けて判別しているが、本発明においては乗員の集中力が低下し得る状況が判別可能である限り、1工程で判別を完了させても良い。
【0038】
本実施形態においては、走行軌道R1及び通常回避軌道R2を共に記憶しておき、走行軌道R1が設定された領域は通常回避軌道R2に沿って走行する運転制御を無効化し、かつ走行軌道R1に沿って走行する運転制御を有効化する制御を行い、更に走行軌道R1と通常回避軌道R2とが合流した後は通常回避軌道R2に沿って走行する運転制御を有効化するようになっている。
なお、本発明においてはこれに限定されず、自車両の軌道が通常回避軌道から外れて再度合流するまでの領域、つまり走行軌道が設定されることで実際には走行しなくなった通常回避軌道における領域に対して、走行軌道を上書き制御することで、自車両が走行しようとする軌道を一つだけに統合して保持する形態であっても良い。これにより、2つの軌道の記憶工程、軌道の有効化及び無効化の切替工程などを省略することができる。
【0039】
本実施形態においては、上記ステップS3において走行軌道R1を設定する際に、走行軌道R1の操舵方向、操舵角、操舵角速度及び操舵タイミングなどの参考とするために、通常回避軌道R2も併せて設定することができる。なお、通常回避軌道R2の設定は、走行軌道R1の設定と同時以外にも、対応制御が開始されたとき、及び、対応制御の必要性が自車両Aで認識されたとき、などであっても良い。
【0040】
また、本実施形態においては、第三操舵T3は、第一操舵T1に比べて、操舵角及び操舵角速度が大きく設定されている。これにより、第一操舵T1を実行した場合に比べて、第三操舵T3を実行した場合に、乗員に対して左右方向の加速度又はヨーモーメントを大きく作用させて、他車両Bの回避を強く体感させることができる。つまり、本実施形態に係る報知装置1は、基本的に、第三操舵T3を実行したときに乗員に体感を伴う報知を行うようになっている。もっとも、第一操舵T1及び第二操舵T2によっても乗員に左右方向の加速度又はヨーモーメントが作用するので、これらの操舵によって乗員の意識が周辺環境に向くようになっていても問題は無い。複数回の操舵を回避までに設定することで乗員の意識が周辺環境に向き得る機会が増えている。
本発明においては、第三操舵は第一操舵よりも操舵角及び操舵角速度の少なくとも一方が大きく設定されていれば、上述したように乗員に対して大きな左右方向の加速度又はヨーモーメントを作用させることができるので好ましい。
【0041】
通常回避軌道R2に沿った走行では一度の大きな操舵によって対象物を回避しようとしていたので、回避操舵が完了するまでの所要時間及び所要距離が長くなってしまう可能性があった。
これに対して、本実施形態では、第三操舵T3は、通常回避軌道R2における回避のための右方向への操舵に比べても、操舵角及び操舵角速度が大きく設定されている。これにより、走行軌道R1に沿った走行では第三操舵T3から第四操舵T4までの所要時間及び所要距離を短縮することができる。本実施形態に係る運転制御では、第一操舵T1によって回避方向に自車両Aが寄った位置から第三操舵T3が行われることで、乗員が第三操舵T3による左右方向の加速度又はヨーモーメントを体感したときには回避のための車線変更がほぼ完了している状態となる。よって、乗員が回避操舵を体感してからも回避操舵が続く可能性がある通常回避軌道R2に沿った走行に比べて、本実施形態に係る運転制御は、乗員に対して車両側が迅速な対応を行っていると印象付けることができ、自動運転又は運転支援に対する安心感を乗員に与えることができる。
【0042】
本発明においては、第一操舵は、第二操舵に比べて、操舵角及び操舵角速度の少なくとも一方が大きく設定されているのが好ましい。これにより、第一操舵によって回避方向へ自車両を一旦寄せた位置を維持することができるので、続く第三制御によるクイックな回避操舵が容易となる。
【0043】
本発明において運転制御部は、第二操舵の後に自車両の走行距離が所定のしきい値に達すると第三操舵を行うように操舵制御を行っても良い。これにより、所定の対象物に向かう方向又はそれに近い方向に一旦戻すための第二操舵によって、自動運転車両又は高度運転支援車両が操舵を行うと乗員は操舵方向を自然と見るという多くの人間が有する反応を利用して、これから回避しようとする他車両Bを乗員に目視させるための時間的及び距離的猶予を確保することができる。
【0044】
一方で、本発明において運転制御部は、第二操舵の後に自車両の走行距離が所定のしきい値に達すると第三操舵を行うように操舵制御を行っても良い。これにより、第二操舵と第三操舵とが、更に言うと第一操舵から第二操舵までの走行距離も通常は長く設定しないことから第一操舵と第二操舵と第三操舵とが、相次いで実行されることでクイックな回避操舵を含む運転制御となる。複数の操舵を相次いで実行することで、乗員に対して操舵毎に略逆方向の左右方向の加速度又はヨーモーメントを連続的に作用させることができるので、乗員の意識を周辺環境に向けさせ易いので好ましい。
【0045】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。