JP6932209B2 - 車両制御装置、車両、および車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両、および車両制御方法に関するものであり、具体的には、前方車両への車両の追従制御技術に関する。

自動運転では、渋滞追従制御を含む複数の制御モードが提案されている。渋滞追従制御とは、所定の車速以下の範囲で、前方車両と安全な車間距離を保ちながら前方車両に自動追従するように、車両制御装置が制御を行う制御モードである。例えば特許文献１では、前方車両の速度に応じて、自動的に渋滞追従制御を開始する技術が開示されている。

特開平１０−２０５３６７号公報

渋滞追従制御では、前方車両の追従を行うが、例えば前方車両が小型車で自車両が大型車である場合等では、自車両が追従して走行できない状況が発生しうる。したがってこのような場合、追従制御を安定して継続できなくなりうる。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、追従制御を安定的に継続するための技術を提供する。

本発明によれば、車両の周辺の画像情報に少なくとも基づく周辺情報を取得して、前記車両の操舵及び加減速を含む追従制御が実施可能な車両制御装置であって、第１運転モードで前記追従制御が実施可能であり、前記第１の運転モードよりもハンドル操作タスクが軽減された第２運転モードでも前記追従制御が実施可能であり、前記車両制御装置は、前記追従制御において、前記周辺情報に基づき、追従対象となる前方車両の車体に関する車体情報を取得し、前記前方車両の前記車体情報が予め登録された情報に該当する場合に、前記第１運転モードから前記第２運転モードへの移行を許可し、前記前方車両の前記車体情報が予め登録された情報に該当しない場合に、前記第２運転モードから前記第１運転モードへの移行を実施することを特徴とする車両制御装置が提供される。

本発明によれば、追従制御を安定的に継続することができる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
構成例に係る車両制御装置のブロック図。 第一の制御例に係るタスク判断の処理を示すフローチャート。 第二の制御例に係るタスク判断の処理を示すフローチャート。 第三の制御例に係るタスク判断の処理を示すフローチャート。 第四の制御例に係るタスク判断の処理を示すフローチャート。

＜構成例＞
図１は、本発明の構成例に係る車両制御装置のブロック図である。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。

図１の車両制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本構成例よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行するための車両制御装置の一例である。自動運転において、車両制御装置は車両１の操舵と加減速との少なくともいずれか一方を自動制御する。後述する制御例では、車両制御装置は車両１の同一車線での操舵および加減速を自動制御し、追従制御が実施可能である。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストし、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果（周辺情報）の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本構成例の場合、車両１のルーフ前部に２つ設けられている。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。

検知ユニット４２は、Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ（ＬＩＤＡＲ：ライダ）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標の検知や、物標との距離の測距を行う。本構成例の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標の検知や、物標との距離の測距を行う。本構成例の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４１と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８を含む灯火器（ブレーキランプ、ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席正面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせたりしてもよい。

入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

（処理の流れ）
ＥＣＵ２０（車両制御装置）が実行する車両１の自動運転に関わる制御について説明する。ＥＣＵ２０は、運転者により目的地と自動運転が指示されると、ＥＣＵ２４により探索された案内ルートに従って、目的地へ向けて車両１の走行を自動制御する。自動制御の際、ＥＣＵ２０はＥＣＵ２２および２３から車両１の周囲状況に関する情報（周辺情報）を取得し、取得した周辺情報に基づきＥＣＵ２１、ＥＣＵ２６および２９に指示して、車両１の操舵、加減速を制御する。車両１の操舵、加減速を制御するために、ＥＣＵ２０は複数の制御モードを有してもよい。

ＥＣＵ２０は、例えば、前方車両への追従制御を含む、複数の制御モードを切り替えながら、自動運転制御を行うことができる。以下では、ＥＣＵ２０が、３つのモード（モード１〜３）を用いて自動運転制御を行う場合の例を示す。モード１では、合流および分岐を含む、ドライバの運転を支援するようにＥＣＵ２０が車両１の制御を行う。モード１では、ドライバはＥＣＵ２０によって周辺監視とハンドル保持とを要求される。モード２では、ＥＣＵ２０は、車線維持および車線変更を含む自動運転制御を行う。モード２では、ドライバはＥＣＵ２０によって周辺監視を要求されるが、ハンドル保持は要求されない。なお、モード１またはモード２の制御モードでは、前方車両が存在しなくてもよい。モード３では、前方車両が存在し、モード２と比較して低速で走行する状況において、車両１が追従対象となる前方車両を追従するよう、ＥＣＵ２０が同一車線での車両１の操舵および加減速を制御する。モード３では、ドライバには周辺監視もハンドル保持も要求されず、ＥＣＵ２０はドライバが、例えば運転と関係のないセカンドタスクを行うことを許可する。しかし、ＥＣＵ２０は、モード３の場合であっても、ドライバの座席移動や睡眠など、ドライバがモード２への移行に即座に対処できない状況が生じないよう、シートベルトの着用や運転席への着座のようなタスクを要求してもよい。ここで、制御モードの変更は自動化レベルの変更と対応する。すなわち、より少ないタスクを要求する制御モードへの遷移は、自動化レベルを相対的に上げることに対応し、より多いタスクを要求する制御モードへの遷移は、自動化レベルを相対的に下げることに対応する。なお、本明細書で用いる「自動化レベル」は、例えば米国運輸省道路交通安全局が定める自動運転レベルとは対応しなくてもよい。

このような追従制御では、渋滞中などに、前方車両が安定的に存在する場合にその前方車両が走行した軌跡で、または、走行中の車線の区画線に基づいて車線に沿って、車両１を走行させる制御を行うことで、ドライバの運転負担を大きく減らすことができる。一方で、例えば前方車両が車両１より最低地上高が大幅に高いなどの状況では、単純に前方車両に追従すると、車両１のドライバに違和感を与えてしまう場合がありうる。例えば、前方車両にとって障害物たりえない程度の大きさの物体が路上に存在する場合、前方車両はまたぐようにして通過可能なためその障害物を避けないが、車両１はその障害物を回避する必要がある場合がありうる。このとき、追従制御によって走行していた車両１において、突然出現したように見える障害物が検知され、その結果、ドライバに制御を移管することが想定されうる。この場合、ドライバは、制御の移管を突然依頼されることとなり、この結果、違和感を覚えることになりうる。このため、本実施形態では、所定の条件が満たされない場合には、ドライバに周辺監視タスク等の所定のタスクの実行を要求することにより、ドライバが制御の移管に備えられるようにする。これによれば、上述の違和感を軽減しながら、安定的に追従制御による自動運転を継続することが可能となる。以下では、このような処理についての、いくつかの制御例を説明する。

＜第一の制御例＞
図２を参照し、前方車両の速度条件に基づく処理について説明する。この処理は、ＥＣＵ２０によって所定の時間間隔で実行されてよい。

Ｓ２０１で、ＥＣＵ２０は、例えばＥＣＵ２６を介して車速センサ７ｃから取得した車両１の速度と、ＥＣＵ２２またはＥＣＵ２３を介して検知ユニット４１〜４３などから取得した前方車両の相対速度とを用いて、前方車両の速度が所定の条件を満たすか判断する。

一例では、条件とは、前方車両の速度が、車両１の速度またはＥＣＵ２０によって設定される速度以下であることでありうる。例えば、モード２（例えば設定速度が１００ｋｍ／ｈ）で走行している車両１のＥＣＵ２０は、車両１の速度以下の速度で走行している前方車両を検出した場合に、モード２のまま、車間距離を維持して走行しうる。また、モード２で前方車両との車間距離を維持して走行している車両１のＥＣＵ２０は、前方車両の走行速度が第二の設定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）以下になった場合、ＥＣＵ２０は、自動化レベルをモード２からモード３に上げて追従制御を行いうる。なお、ＥＣＵ２０によって設定される速度は、走行中の道路の制限速度に基づいて設定される値であってもよい。

また、この設定速度は、例えば、後述の処理によってドライバに所定のタスクの実行を要求しているか否かに応じて変更されうる。例えば、所定のタスクの実行が要求されている間は、所定のタスクの実行が要求されていない間より設定速度を下げうる。これによれば、前方車両の走行速度が十分に下がった場合にのみ、所定のタスクの実行要求が解除されることとなり、所定のタスクの実行要求とその解除が頻繁に繰り返されることを防ぐことが可能となる。また、制御モードについても同様の議論を適用することができる。一例において、制御モードが例えばモード２の状態で、前方車両の速度が例えば４０ｋｍ／ｈ以下になった場合に制御モードをモード３に変更し、その後、前方車両の速度が例えば６０ｋｍ／ｈを越えた場合に制御モードをモード２に変更するようにしてもよい。

前方車両の速度が条件を満たさないと判断した場合（Ｓ２０１でＮＯ）、ＥＣＵ２０はＳ２０３に進み、所定のタスクをドライバに要求することと、自動化レベルを下げることとの少なくともいずれかを行う。前方車両の車速が所定速度以下であり、速度条件が満たされると判断した場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進み、Ｓ２０３において要求する所定のタスクを要求しないか、自動化レベルを上げるかの少なくとも何れかを行う。

なお、Ｓ２０２およびＳ２０３では、ＥＣＵ２０の制御モードに応じて要求されるタスクや制御モードの変更の有無が変更されうる。例えば、Ｓ２０３でＥＣＵ２０の制御モードがモード２である場合には自動化レベルを下げず、ＥＣＵ２０の制御モードがモード３である場合には自動化レベルを下げる、などの制御が行われうる。また、例えば、Ｓ２０２でＥＣＵ２０の制御モードがモード２である場合にはモード３に上げ、Ｓ２０２でＥＣＵ２０の制御モードがモード３である場合には制御モードを変更しない、等の制御が行われうる。なお、Ｓ２０２で、ＥＣＵ２０はＳ２０３で要求される所定のタスク以外のタスクであればドライバに要求してもよい。すなわち、Ｓ２０３で、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０２と共通のタスクと所定のタスクとの両方をドライバに要求してもよい。または、Ｓ２０３でＥＣＵ２０は所定のタスクをドライバに要求し、Ｓ２０２でＥＣＵ２０は所定のタスクとは異なるタスクをドライバに要求してもよい。

以上説明したように、本制御例では、車両制御装置は、前方車両の速度が条件を満たさない場合に、条件を満たす場合には要求されないタスクをドライバに要求するか、条件を満たす場合より自動化レベルを下げるかの少なくともいずれかを行う。

これによれば、例えば前方車両の走行速度が追従対象としての条件を満たさなくなる前に、事前にドライバに所定のタスクの実行を要求することで、ドライバに運転制御の移管に備えさせることが可能となる。このため、ドライバに運転制御の移管を突然要求することがなくなるため、ドライバに与える違和感を軽減することができる。また、ドライバに所定のタスクの実行を要求しながらも、可能な限り自動運転制御が継続されるため、ドライバの運転負担を軽減することができる。

＜第二の制御例＞
続いて、車両１の車体に関する情報と前方車両の車体に関する情報とに基づく処理について、図３を参照して説明する。なお、第一の制御例と同一の符号を参照する処理については説明を省略する。

Ｓ３０１で、ＥＣＵ２０は、前方車両の車体に関する情報と車両１の車体に関する情報とが所定の条件を満たすか判断する。

前方車両の車体に関する情報とは、例えば車種に関する情報である。この場合、例えば前方車両の車種が車両１の車種と同一の場合に所定の条件を満たすと判定し（Ｓ３０１でＹＥＳ）、車種が異なる場合に所定の条件を満たさない（Ｓ３０１でＮＯ）と判定しうる。前方車両の車種は、ＥＣＵ２０、ＥＣＵ２２、またはＥＣＵ２３が前方を撮影するカメラ４１によって撮影された画像を解析するなどして判断されうる。または、例えば、通信装置２５ａを用いて（例えば車車間通信によって）前方車両と通信し、前方車両から車種に関する情報を受信するなどして前方車両の車種が判断されてもよい。

ここで、車種とは、複数の車両を２以上のグループに分類できるものであればどのようなものであってもよい。例えば、普通自動車、小型自動車、軽自動車、または大型特殊自動車、といった車両の大きさに基づくカテゴリで車種が定義されてもよい。または、警察車両、緊急車両、または工事車両といった、車両の用途に基づくカテゴリで車種が定義されてもよい。または、あらかじめドライバがＥＣＵ２０に追従対象として登録した車両か否かなどの、ＥＣＵ２０によって取得可能な追従対象リストに基づくカテゴリで車種が定義されてもよい。または、例えばレンタカーか否かなどの、ナンバープレートに関する情報に基づいて決められるカテゴリで車種が定義されてもよい。

なお、前方車両の車種に関する情報と車両１の車種に関する情報とを用いてＳ３０１の判断がされればよく、必ずしも前方車両の車種と車両１の車種とが同一であるかの判断が行われる必要はない。例えば、車両１が普通自動車であって、前方車両の車種が普通自動車、小型自動車、又は軽自動車である場合に所定の条件を満たすと判定し（Ｓ３０１でＹＥＳ）、Ｓ２０２に進む、などであってもよい。これによれば、車両１と異なる車種の前方車両が、その車種の専用通行帯を走行するなど、追従対象としての条件を満たさなくなる前に、事前にドライバに所定のタスクの実行を要求することで、ドライバに運転制御の移管に備えさせることが可能となる。

また、例えば、前方車両の車体に関する情報とは車幅、車高（車両の接地面から車両の屋根までの高さ）、および最低地上高（車両の接地面と車体との最小隙間）の少なくともいずれかの情報を含む、前方車両の大きさに関する情報であってもよい。この場合、前方車両の大きさは、ＥＣＵ２０が前方を撮影するカメラ４１によって撮影された画像を解析して判断されうる。または、例えば、ＥＣＵ２５が通信装置２５ａを介して（例えば車車間通信によって）前方車両から前方車両の大きさに関する情報を受信して取得してもよい。または、通信装置２５ａを介して前方車両から車種に関する情報を取得し、取得した車種に関する情報を、通信装置２４ｃを介してサーバに送信し、前方車両の大きさに関する情報をサーバから取得してもよい。

例えば前方車両の車幅に関する情報と車両１の車幅に関する情報を元にＳ３０１の判断が行われる場合、ＥＣＵ２０はＳ３０１で、前方車両の車幅が車両１の車幅に基づく所定の幅以上である場合に、所定の関係を満たすとの判定が行われる。あるいは、ＥＣＵ２０はＳ３０１で、前方車両の車幅と車両１の車幅との差が一定値以下である場合に、所定の関係を満たすとの判定が行われる。前方車両の車幅に関する情報と車両１の車幅に関する情報が所定の関係を満たすとＥＣＵ２０が判断した場合（Ｓ３０１でＹＥＳ）、ＥＣＵ２０は、所定タスクをドライバに要求しないか、自動化レベルを上げるかの少なくともいずれかを行う（Ｓ２０２）。前方車両の車幅に関する情報と車両１の車幅に関する情報が所定の関係を満たさない場合（Ｓ３０１でＮＯ）は、ＥＣＵ２０は、所定タスクをドライバに要求するか自動化レベルを下げるかの少なくともいずれかを行う（Ｓ２０３）。これによれば、車両１の車幅より小さい車幅を有する前方車両が、車両１は走行できない路幅の道路を走行する状況で、追従対象から外れる前に、事前にドライバに所定のタスクの実行を要求し、ドライバに運転制御の移管に備えさせることが可能となる。さらに、前方車両が駐停車車両の側方をすり抜ける状況、または障害物を回避するために車線の中央（車幅方向）から逸脱する状況などでも、前方車両が追従対象から外れる可能性があるため、事前にドライバに所定のタスクの実行を要求してもよい。

車幅と同様に、車高または最低地上高に関する情報も、カメラ４１によって撮影された画像を解析する、または通信装置２５ａを介して（例えば車車間通信によって）前方車両から受信することで取得されてもよい。そして、前方車両の車高が車両１の車高より高い、または前方車両の最低地上高が車両１の最低地上高より低い、などの所定の条件に応じて、Ｓ３０１の判断が行われる。あるいは、前方車両の車高と車両１の車高との差が一定値以内、または前方車両の最低地上高と車両１の最低地上高との差が一定値以内、などの所定の条件に応じて、Ｓ３０１の判断が行われる。すなわち、ＥＣＵ２０は、前方車両の車高が車両１の車高より低い場合または前方車両の車高と車両１の車高との差が一定値より大きい場合に、所定の条件を満たさず（Ｓ３０１でＮＯ）、所定タスクをドライバに要求するか自動化レベルを下げるかの少なくともいずれかを行いうる（Ｓ２０３）。また、ＥＣＵ２０は、前方車両の最低地上高が車両１の最低地上高より高いまたは前方車両の最低地上高と車両１の最低地上高との差が一定値より大きい場合に、所定の条件を満たさず（Ｓ３０１でＮＯ）、所定タスクをドライバに要求するか自動化レベルを下げるかの少なくともいずれかを行いうる（Ｓ２０３）。

例えば前方車両が車両１より低い車高を有する場合に、車高制限によって、前方車両は通行できるが車両１は通過できない道路を走行しうる。また、例えば前方車両が車両１より高い最低地上高を有する場合に、道路上の障害物などにより、前走車は通過できるが車両１は通過できない状況が生じうる。この場合、通過できないことを検知した車両制御装置は追従制御を停止し、ドライバに制御を移管しうる。このとき、ドライバは急に制御の移管を依頼されることとなり、この結果、違和感を覚えることになりうる。このため、本制御例では、前方車両の車高または最低地上高に関する情報と車両１の車高または最低地上高に関する情報が所定の条件を満たさず、ドライバに周辺監視タスク等の所定のタスクの実行を要求していない場合には、所定のタスクの実行を要求する。これにより、ドライバが制御の移管に備えられるようにする。なお、既に周辺監視タスク等の所定のタスクの実行を要求している場合には、再び所定のタスクの実行を要求しなくてもよい。

また、例えば、前方車両の車体に関する条件とは、前方車両の重量に関する情報であってもよい。この場合、前方車両の重量に関する情報は、ＥＣＵ２５が通信装置２５ａを介して（例えば車車間通信によって）前方車両から前方車両の重量に関する情報を受信することで取得しうる。または、ＥＣＵ２５が通信装置２５ａを介して車種に関する情報を取得し、通信装置２４ｃを介して、取得した車種に関する情報を所定のサーバに送信し、車種に関する情報に対応する重量に関する情報を取得して前方車両の重量を判断してもよい。この場合、例えば、ＥＣＵ２０は、前方車両の重量が車両１の重量以上の場合に、所定の条件を満たすと判定し（Ｓ３０１でＹＥＳ）、所定タスクをドライバに要求しないか自動化レベルを下げないかの少なくともいずれかを行う（Ｓ２０２）。

これによれば、車両１より軽い前方車両が、車両１は走行できない重量制限が課せられた道路を走行するなどして、追従対象から外れる前に、事前にドライバに所定のタスクの実行を要求し、ドライバに運転制御の移管に備えさせることが可能となる。

なお、ＥＣＵ２０は、前方車両の車体に関する複数の情報が複数の条件を満たすか判断し、Ｓ３０１の判断を行ってもよい。例えば、ＥＣＵ２０は、前方車両の車幅と車両１の車幅との差が一定値以下で、かつ前方車両の車高と車両１の車高との差が一定値以下である場合に、所定の条件を満たすと判定し、その他の場合は所定の条件を満たさないと判定してもよい。また、ＥＣＵ２０は、例えば、前方車両の車幅が車両１の車幅以上である場合と、前方車両の車幅が車両１の車幅未満であるが前方車両の車高が車両１の車高以上である場合に、所定の条件を満たすと判定し、その他の場合は所定の条件を満たさないと判定してもよい。すなわち、複数の条件を任意に組み合わせて、複数分岐を作成して条件判断が行われてもよい。

また、被牽引車両である前方車両が、牽引車両であるその前方の車両に牽引されている場合は、被牽引車両または牽引車両の少なくとも何れかの車体に関する情報を元にＳ３０１の判断を行ってもよい。車両１は、カメラ４１によって撮影された画像を解析して前方車両が被牽引車両の後部反射器を検出することで、または牽引車両もしくは被牽引車両から通信によって取得することで、牽引車両が被牽引車両を牽引していることを検出しうる。このような場合、ＥＣＵ２０は被牽引車または牽引車両の車体に関する情報に基づいてＳ３０１の判断を行ってもよい。例えば、ＥＣＵ２０は、前方車両がＳ３０１の条件を満たさないと判断した車両である場合でも、当該前方車両が被牽引車であり、牽引車の情報が取得でき、取得した情報がＳ３０１の条件を満たすと判断した場合には、Ｓ３０１の条件を満たすと判断してもよい。また、前方車両が牽引車両ではない場合についても同様の議論を適用することができる。すなわち、前方車両の車体に関する情報がＳ３０１の条件を満たさない場合でも、車両１の前方であって所定の車間距離内に、車体に関する情報をセンサまたは通信で取得可能な別の車両が存在する場合には、当該車両についてＳ３０１の条件を判断してもよい。

以上説明したように、第二の制御例によれば、車両制御装置が、前方車両の車体に関する情報と車両１の車体に関する情報とが所定の関係を有するか否かによって、ドライバに所定のタスクを要求するか自動化レベルを下げるかの少なくともいずれかを行う。これにより、前方車両は通過できるが車両１は通過できない可能性がある道路を走行する状況に備えて、あらかじめドライバに周辺監視などの所定のタスクを要求することができ、そのような状況が発生した場合に、制御の移管などをスムーズに行うことができる。この結果、ドライバに運転制御の移管を突然要求することがなくなるため、ドライバに与える違和感を軽減することができる。また、ドライバに所定のタスクの実行を要求しながらも、可能な限り自動運転制御が継続されるため、ドライバの運転負担を軽減することができる。

＜第三の制御例＞
続いて、前方車両の挙動に関する情報に基づく処理について、図４を参照して説明する。なお、第一または第二の制御例と同一の符号を参照する処理については説明を省略する。

図４では、前方車両の挙動に関する情報が、例えば前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率の情報である場合の例を示している。すなわち、Ｓ４０１において、ＥＣＵ２０は、同一車線を走行する前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率が所定値以下であるかを判断する。例えば、前方車両が車線の中央線から逸れる、または前方車両が車線変更を意図する場合に追従対象としての要件を満たさなくなる確率が上がる。または、前方車両が道路分岐に向かって走行する場合にも追従対象としての要件を満たさなくなる確率が上がる。なお、ＥＣＵ２０は、前方車両の各挙動に対して確率が関連付けられたテーブルを事前に用意しておき、周辺情報に基づいて検知された前方車両の挙動に応じてそのテーブルを参照することによって、対応する確率を取得しうる。また、ＥＣＵ２０は、例えば、所定の関数に、周辺情報を示す画像を入力として与えることにより、前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率を算出してもよい。この所定の関数は、例えば、様々な状況において様々な車両が実際にとった挙動の多数のデータを用いた機械学習によって得られた関数でありうる。

また、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２５が車車間通信によって取得した前方車両の走行動作に関する情報を解析することで、前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率を取得してもよい。ＥＣＵ２０は、前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率が所定値以下であると判断すると（Ｓ４０１でＹＥＳ）、処理をＳ２０２に進める。一方、ＥＣＵ２０は、前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率が所定値より大きいと判断すると、処理をＳ２０３に進める。

以上のように、本制御例によれば、前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率が高い場合に、ドライバに所定のタスクを要求するまたは自動運転レベルを下げる。これにより、前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる前に、ドライバに周辺監視などのタスクを要求し、車両制御を安定的に継続することができる。したがって、前方車両がその後にどのような挙動をとったとしても、追従制御が可能な範囲では追従制御を行い、必要に応じてドライバに制御を移管するため、追従制御を安定的に運用することが可能となる。また、実際に前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなるまでは自動運転が継続されるため、ドライバの運転負担を抑制することが可能となる。

＜第四の制御例＞
続いて、前方車両の検出精度が所定の検出精度以上であるか否かに基づく処理について図５を参照して説明する。なお、第一、第二、または第三の制御例と同一の符号を参照する処理については説明を省略する。

本制御例では、Ｓ５０１において、ＥＣＵ２０は前方車両の速度、車体、または挙動に関する情報を取得するためのセンサから得られるデータの精度が良好であるか否かを判断する。

例えば、データの精度は、データを測定した環境または条件におけるセンサの性能に基づき判断される。例えば、カメラ４１では、天候や周囲の光環境、光路の状態に応じて検出精度が低下し、より多いノイズが画像データに含まれうる。そのため、ＥＣＵ２２またはＥＣＵ２３が、カメラ４１から取得した画像の輝度分布や解像度などを解析することで、画像取得時におけるカメラ４１のデータの精度（検出精度）を推定することができる。または、ＥＣＵ２０が、天候、周囲の光環境、光路などのカメラ４１の検出精度に関連する情報を、カメラ４１または他のセンサから取得し、カメラ４１の検出精度を推定してもよい。また、ライダ４２またはレーダ４３も、雨や雪などの天候やセンサ表面の汚れなどの伝搬環境の変化に応じて測距精度が変化しうる。そのため、ＥＣＵ２２またはＥＣＵ２３は、ライダ４２またはレーダ４３を介して取得した測定データに含まれる反射波に関する情報などに基づいて測距精度（検出精度）を推定できる。あるいは、ＥＣＵ２０は、通信装置２４ｃなどを介して取得した天候などの伝搬環境に関する情報に基づいて、ライダ４２またはレーダ４３の検出精度を推定してもよい。

このように、ＥＣＵ２０は、それぞれのセンサで得られるデータの検出精度に関する情報を、そのセンサまたは他のセンサから取得したデータに基づいて得ることができる。または、ＥＣＵ２０は、測定条件に対応するセンサの性能に関する情報を予め有しており、センサから受信した測定条件に応じてその情報を読み出してもよいし、センサがデータの検出精度に関する情報をＥＣＵ２０に送信してもよい。

Ｓ５０１において、ＥＣＵ２０は、検出精度が良好でない（所定の検出精度未満である）と判断すると、処理をＳ２０３に進める。そうでなければ、ＥＣＵ２０は処理をＳ２０２に進める。

Ｓ５０１において、例えば、ＥＣＵ２０は、全てのデータの精度がそれぞれの所定の精度以上である場合に検出精度が所定の検出精度以上であると判断しうる。または、所定の数以上のセンサから得られるデータの精度が所定の精度以上である場合に検出精度が所定の検出精度以上であると判断してもよい。

前方車両に関する１つの情報（例えば車幅など）を取得するために、複数のセンサからのデータが用いられる場合、取得した全てのデータの精度が所定の検出精度を満たさない場合であってもＥＣＵ２０は、検出精度が所定の検出精度を満たすと判断してもよい。例えば、１つの情報に関する複数のデータ精度の平均値、最高値、中央値などの統計的なパラメータのいずれかが所定の閾値以上であるとＥＣＵ２０が判断した場合に、検出精度が所定の検出精度以上であると判断されてよい。または、取得したデータのうち、所定の検出精度以上であるデータのみを用いて、判断を行うために必要な前方車両に関する情報が得られたと判断できる場合にのみ検出精度が所定の検出精度以上であると判断されてよい。

以上のように、本制御例によれば、前方車両の検出精度が所定の検出精度未満である場合に、ドライバに所定のタスクを要求する又は自動運転レベルを下げる。これにより、前方車両に関するデータの検出精度が低い場合には、車両制御装置がタスクをドライバに要求するまたは自動化レベルを下げて、制御を安定的に継続することができる。

なお、前方車両の車種または車体に関する情報の検出精度が所定の検出精度を満たさない場合には、ＥＣＵ２０は、ドライバに、車種又は車体に関する情報の入力又はＥＣＵ２０の追従制御の判断に関する情報の入力を要求してもよい。その場合は、ドライバから情報が入力されれば、ＥＣＵ２０はその情報に基づいてＳ５０１の処理を行ってもよい。例えば、ＥＣＵ２０は、前方車両の車種が判別できなかった場合に、候補である車種を入出力装置９などに表示し、ユーザに車種を特定し入出力装置９に入力するよう依頼してもよい。あるいは、ＥＣＵ２０が前方車両の検出精度が所定の検出精度を満たさない場合は、ＥＣＵ２０は入出力装置９などを介して、追従制御を行うかどうか判断を促すメッセージをドライバに通知し、ドライバが入力した指示に従ってもよい。これによって、車両制御装置が前方車両を検出できなかった場合でも安定して制御を継続することができる。

＜その他の制御例＞
上記第一から第四の制御例は随意に組み合わせることができる。例えば、車両制御装置は、車両１のセンサによって取得した前方車両に関するデータの精度、ならびに前方車両の車種、車体、および挙動を含む条件に基づいてドライバに要求するタスクを決定してもよい。例えば、前方車両が車両１とで車種が異なる場合には周辺監視を要求し、前方車両が追従対象としての要件を満たさない場合にはハンドル保持を要求する、等であってもよい。

また、車両制御装置は、通信装置２４ｃが取得した地図情報または路面情報などに基づいて、特定条件を変更してもよい。例えば、取得した地図情報に基づき、第二の制御例に係る車両制御装置を備える車両１が車種制限のない道路を走行していると判断できる場合、車両制御装置は、一定期間、ドライバのタスクを決定する際に前方車両の車種に関する情報を用いなくてもよい。または、車両制御装置が、車両の大きさによるカテゴリと車両の用途によるカテゴリとを含む車種に関する情報を元に判断を行う場合、車種制限のない道路を走行する際には、車両の用途に関する情報のみに基づいて判断を行ってもよい。すなわち、車両制御装置は、地図情報などに基づいて、判断に用いる複数の条件の中から選択して組み合わせてもよいし、条件そのものを変更してもよい。

これによって、本来であれば検討しなくてもよい条件によってドライバにタスクが要求されることを防ぐことができ、ドライバの負担を抑えながら制御を安定的に継続することができる。

また、第一から第四の制御例は、例えば、追従制御をしない自動運転モード（非追従制御モード）から追従運転をする自動運転モード（追従制御モード）に移行する際にも用いられることができる。

これによって、非追従制御モードにおいて、追従すべきではない前方車両、例えば緊急車両など、を追従対象として追従制御モードに移行することを避けることができる。

また、上記構成例において、車両制御装置は車両１に備えられるものとして説明を行ったが、車両制御装置の少なくとも一部の機能が外部装置によって実現されてもよい。例えば、車両１が通信装置２４ｃを介してインターネット上のサーバに前方車両に関する情報を送信し、情報を元に作成された制御情報をサーバから受信し、車両１の制御に使用してもよい。または、例えば車両１が通信装置２５ａを介して（例えば車車間通信によって）前方車両に関する情報を周辺車両の中の１台（マスターノード）に送信し、情報を元に作成された制御情報をマスターノードから受信して車両１の制御に使用してもよい。

これによって、車両１には搭載できないような、大容量データを扱える高性能なサーバを用いて高度な演算を高速に行うことができる。

また、上記第二から第四の制御例は、速度条件と速度条件を含まない特定条件とを満たさない場合に、自動化レベルを下げるか、所定のタスクをドライバに要求するかの少なくとも何れかを行う場合の処理について説明を行った。しかしながら、速度条件を含まない特定条件のみを満たすかどうかによって自動化レベルを下げるか、所定のタスクをドライバに要求するかの少なくとも何れかを行うようにしてもよい。

＜制御例のまとめ＞
１．上記制御例の車両制御装置は、
車両の周辺情報を取得して、前記車両の操舵及び加減速を含む追従制御が実施可能な車両制御装置であって、
前記車両制御装置は、
追従対象となる前方車両が、前記速度条件を含まない特定条件を満たさない場合に、
自動化レベルを下げることと、
前記前方車両が前記特定条件を満たす場合には要求しない所定タスクを、前記車両のドライバに要求することと、
の少なくともいずれかを行うことを特徴とする。

これによって、前方車両は走行できるが自車両は走行できず、ドライバの対処が要求される状況などに備えて、追従制御を安定的に継続することができる。

２．上記制御例の車両制御装置は、
前記所定タスクが、周辺監視およびハンドル保持の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。

これによって、自車両が走行できない状況に備えて、速やかにドライバへ車両の制御を移行するために周辺監視やハンドル保持などのタスクを要求しておくことができる。

３．上記制御例の車両制御装置は、
前記特定条件が、前記車両の車種に関する情報と前記前方車両の車種に関する情報とが所定の関係を有することを特徴とする。

これによって、車種制限によって、前方車両は走行できるが自車両は走行できない状況などに備えて、車両制御装置による追従制御を安定的に継続することができる。

４．上記制御例の車両制御装置は、
前記特定条件が、前記車両の大きさに関する情報と前記前方車両の大きさに関する情報とが所定の関係を有することを特徴とする。

これによって、車幅、車高、または最低地上高といった、車両の大きさによって前方車両は走行できるが自車両は走行できない状況などでも、車両制御装置による追従制御を安定的に継続することができる。

５．上記制御例の車両制御装置は、
前記特定条件が、前記前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率が所定値以下であることを特徴とする。

これによって、前方車両が車線変更などの、追従対象から外れることが予想される状況などでも、ドライバに周辺監視などを要求し、車両制御装置による追従制御を安定的に継続することができる。

６．上記制御例の車両制御装置は、
前記特定条件が、検出された前記前方車両の検出精度が所定の検出精度以上であることを特徴とする。

これによって、前方車両に関する情報の検出精度が低い場合には、前方車両と自車両とが走行できるという判断が誤りである可能性を考慮し、ドライバに周辺監視などを要求することで、車両制御装置による追従制御をより安定的に継続することができる。

７．上記制御例の車両制御装置は、
道路に関する情報をさらに取得し、前記道路に関する情報に基づいて前記前方車両の前記特定条件を決定することを特徴とする。

これによって、前方車両は走行できるが自車両は走行できない原因となりえない道路制限をあらかじめ除外することで、車両制御装置による追従制御を安定的に継続しながらも、ドライバに不要なタスクを要求することを防ぐことができる。

８．上記制御例の車両制御装置は、車両に備えられる。

これによって、他のサーバ等が自車両から前方車両に関する情報を受信し、ドライバに要求するタスクや自動化レベルの判断する場合と比較して、通信遅延などを抑えることができ、車両制御装置による追従制御をより安定的に継続することができる。

９．上記制御例の車両制御装置で実行される車両制御方法は、
車両の周辺情報を取得して、前記車両の操舵及び加減速を含む追従制御が実施可能な車両制御装置の車両制御方法であって、
追従対象となる前方車両が、速度条件を含まない特定条件を満たさない場合に、
自動化レベルを下げることと、
前記前方車両が前記特定条件を満たす場合には要求しない所定タスクを、前記車両のドライバに要求することと、
の少なくともいずれかを行うことを特徴とする。

これによって、前方車両は走行できるが自車両は走行できず、ドライバの対処が要求される状況などに備えて、追従制御を安定的に継続することができる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (9)

1. 車両の周辺の画像情報に少なくとも基づく周辺情報を取得して、前記車両の操舵及び加減速を含む追従制御が実施可能な車両制御装置であって、
   第１運転モードで前記追従制御が実施可能であり、
   前記第１運転モードよりもハンドル操作タスクが軽減された第２運転モードでも前記追従制御が実施可能であり、
   前記車両制御装置は、前記追従制御において、
   前記周辺情報に基づき、追従対象となる前方車両の車体に関する車体情報を取得し、
   前記前方車両の前記車体情報が予め登録された情報に該当する場合に、前記第１運転モードから前記第２運転モードへの移行を許可し、
   前記前方車両の前記車体情報が予め登録された情報に該当しない場合に、前記第２運転モードから前記第１運転モードへの移行を実施する
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記第１運転モードにおいて、前記車両制御装置は周辺監視およびハンドル保持の少なくともいずれかを前記車両に要求することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記車体情報は、前記前方車両の車種に関する情報を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記車体情報は、前記前方車両の大きさに関する情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記前方車両が追従対象としての要件を満たさなくなる確率が所定値以下である場合の前記追従制御が実施されるモードは前記第２運転モードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 検出された前記前方車両の検出精度が所定の検出精度以上である場合の前記追従制御が実施されるモードは前記第２運転モードであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 道路に関する情報をさらに取得し、前記道路に関する情報に基づいて前記前方車両の前記車体情報を決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両制御装置を備える車両。
9. 車両の周辺の画像情報に少なくとも基づく周辺情報を取得して、前記車両の操舵及び加減速を含む追従制御が実施可能な車両制御装置の車両制御方法であって、
   第１運転モードで前記追従制御が実施可能であり、
   前記第１運転モードよりもハンドル操作タスクが軽減された第２運転モードでも前記追従制御が実施可能であり、
   前記追従制御において、
   前記周辺情報に基づき、追従対象となる前方車両の車体に関する車体情報を取得することと、
   前記前方車両の前記車体情報が予め登録された情報に該当する場合に、前記第１運転モードから前記第２運転モードへの移行を許可することと、
   前記前方車両の前記車体情報が予め登録された情報に該当しない場合に、前記第２運転モードから前記第１運転モードへの移行を実施することと
   を含むことを特徴とする車両制御方法。

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