WO2018105027A1

WO2018105027A1 - 自動運転支援装置

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Publication number: WO2018105027A1
Application number: PCT/JP2016/086137
Authority: WO
Inventors: 幸典遠藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2019-06-06

Abstract

車両の運転操作駆動部への制御が自動運転に基づくものから手動運転に基づくものに切替わる際に、車両の挙動が急に変化しない操作をドライバが把握できるように支援することができる自動運転支援装置を提供する。　車両の運転操作駆動部への制御が、自動運転に基づくものから手動運転に基づくものへと切替られることを予告する切替予告信号を受信した際に、擬似運転区間を設定する擬似運転区間設定部と、車両が擬似運転区間にある場合に、手動運転操作に基づく操作制御信号を受信し、操作制御信号に基づいて運転操作駆動部が制御される場合の車両の挙動情報を算出する挙動情報算出部と、算出された挙動情報をドライバに対して表示する表示部に出力する挙動情報提示部と、を備えた自動運転支援装置である。

Description

自動運転支援装置

　この発明は、車両が自動運転から手動運転へと切替わる際に支援を行う自動運転支援装置に関するものである。

　近年、交通事故の削減や渋滞緩和等を目的として、車両の自動運転に関する開発が進められている。車両の運転では、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダルなどの運転操作部をドライバが操作すると、その操作に応じてステアリング機構、エンジン機構、ブレーキ機構などの運転操作駆動部への制御が行われる。自動運転装置を搭載した車両においては、自動運転時には運転操作駆動部への制御、例えば加速、操舵、制動といった制御を自動運転装置が自動的に行い、手動運転が要請された場合にはドライバが行う運転操作が運転操作駆動部への制御に切替えるものである。
　このような車両における自動運転と手動運転との切替をスムーズに行うものが、特許文献１に開示されている。

　この走行支援装置は、自動運転から手動運転への切替を行う際に、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダルなどの運転操作部のうち、一部の運転操作部への運転操作をドライバに許可する半自動運転の状態を介在させる。半自動運転においてドライバが一部の運転操作部への運転操作を所定時間行った後、手動運転への切替が行われる。これにより、ドライバが運転操作に慣れた状態で、手動運転への切替が行われることになる。

　この半自動運転を介在させる場合、自動運転から半自動運転に移行するタイミングでは、それまで自動運転装置により行われていた運転操作駆動部への制御は、許可された一部の運転操作部へのドライバの運転操作によってなされることとなる。

特開２０１１－１３１８３８号公報

　上記のような従来の走行支援装置では、自動運転から半自動運転に移行する際、自動運転装置により行われていた運転操作駆動部への制御が、ドライバによるそのときの運転操作と一致しているとは限らず、移行時に運転操作駆動部への制御が急激に変化して車両の挙動が急に変化する可能性がある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、運転操作駆動部への制御が自動運転に基づくものから手動運転に基づくものに切替わる際に、車両の挙動が急に変化しない操作をドライバが把握できるように支援することができる自動運転支援装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る自動運転支援装置は、車両の運転操作駆動部への制御が、自動運転に基づくものから手動運転に基づくものへと切替られることを予告する信号を受信した際、擬似運転区間を設定する擬似運転区間設定部と、車両が擬似運転区間にある場合に、手動運転操作に基づく操作制御信号を受信し、操作制御信号に基づいて運転操作駆動部が制御される場合の車両の挙動情報を算出する挙動情報算出部と、算出された挙動情報をドライバに対して表示する表示部に出力する挙動情報提示部と、を備えたものである。

　本発明によれば、運転操作駆動部への制御が自動運転によるものから手動運転によるものに切替わる予告がなされた際、ドライバの行った手動運転操作に基づく車両の挙動情報が算出され、算出された車両の挙動情報がドライバに対して表示されるので、ドライバは自らの運転操作による車両の挙動と自動運転による車両の挙動との不一致を確認することが可能となり、自動運転から手動運転に切替わる際の車両の挙動の変化をドライバが把握するための支援をすることができる。

本発明の実施形態に係る自動運転支援装置と、自動運転支援装置が設けられた車両の一部の構成を表すブロック図である。本発明の実施形態に係る自動運転支援装置の動作を示す説明図である。本発明の実施形態に係る自動運転支援装置を実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る自動運転支援装置および自動運転装置の運転制御切替処理の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る自動運転支援装置の擬似運転区間を設定する処理動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る自動運転支援装置の挙動情報算出部と挙動情報提示部の処理動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る自動運転支援装置により表示されるカーナビ画面の表示例を示す説明図である。本発明の実施形態に係る自動運転支援装置により表示されるヘッドアップディスプレイの表示例を示す説明図である。

　本発明は、車両の運転操作駆動部への制御が、自動運転制御から手動運転制御に切替られる際に、擬似運転区間を設定し、車両が擬似運転区間にある場合に、手動運転操作に基づく車両の挙動情報を算出し、ドライバへ車両の挙動情報を表示するようにしたものである。
　本発明に係る自動運転支援装置の実施形態を、図面を参照して説明する。

　図１は、本発明の実施形態に係る自動運転支援装置５００と、自動運転支援装置５００が設けられた車両の一部の構成を表すブロック図である。自動運転支援装置５００は、擬似運転管理部５０１、擬似運転区間設定部５０２、挙動情報算出部５０３、挙動情報提示部５０４を含んでいる。また自動運転支援装置５００は、自動運転装置１００に含まれており、図示しない車内通信インターフェースを介して車両・環境情報取得装置２００と、運転操作を受付ける運転操作装置３００と、表示装置４００と、に接続されている。
　自動運転装置１００は、自動運転支援装置５００と、自動運転支援装置５００に接続された運転モード切替部１０１と、運転モード切替部１０１に接続された自動運転モード部１０２、手動運転モード部１０３を含んでいる。
　車両・環境情報取得装置２００は、自動運転装置１００に接続されており、車両状態検出部２０１、車外環境情報取得部２０２、道路情報取得部２０３、ドライバ監視部２０４を含んでいる。
　運転操作装置３００は、自動運転装置１００に接続されており、ドライバ操作検出部３０１、車両操作出力部３０２を含んでいる。
　表示装置４００は、自動運転装置１００に接続されており、地図描画部４０１、HUD（ヘッドアップディスプレイ）表示部４０２を含んでいる。
　運転操作駆動装置６００は、自動運転装置１００に接続されている。

　図１における自動運転装置１００、車両・環境情報取得装置２００、運転操作装置３００、表示装置４００、自動運転支援装置５００、運転操作駆動装置６００を備えた車両は、自動運転装置１００によって実行される自動運転制御と、ドライバの運転操作装置３００への手動運転操作によって実行される手動運転制御と、により運転制御される。自動運転制御と手動運転制御との切替は自動運転装置１００によって行われる。

　自動運転装置１００は、車両の運転操作駆動装置６００を制御する操作制御信号を出力し、運転操作駆動装置６００の制御を行う。運転操作駆動装置６００は、例えばステアリング機構６０、ブレーキ機構６１、エンジン機構６２を含み（図３参照）、自動運転装置１００からの自動運転または手動運転の制御に応じた操作制御信号を受け、駆動する装置である。運転操作駆動装置６００が駆動することにより車両が運転され、運転操作駆動装置６００の駆動量で車両の挙動が決まる。なお、運転操作駆動装置６００は本発明における運転操作駆動部に相当する。操作制御信号は自動運転によるものと、手動運転によるものがあり、自動運転装置１００はこれらの信号の切替を行うことにより、自動運転と手動運転とを切替える。

　自動運転装置１００は車両またはドライバから、自動運転から手動運転へと切替える要請を受け付けると、運転モード切替部１０１により自動運転モード部１０２による自動運転制御から手動運転モード部１０３による手動運転制御に切替を行う。また手動運転制御への切替に先立って運転モード切替部１０１は切替予告信号を自動運転支援装置５００の擬似運転管理部５０１に出力する。擬似運転管理部５０１が受けた切替予告信号は擬似運転区間設定部５０２に送られ擬似運転区間の設定が行われる。この擬似運転区間では、運転操作装置３００に対して行われたドライバの手動運転操作に対応する車両の挙動が挙動情報算出部５０３により算出され、挙動情報提示部５０４により表示装置４００へ出力される。
　なお、擬似運転区間は自動運転から手動運転への切替地点よりも進行方向における手前に位置しており、この区間では自動運転による制御が維持されて、この区間におけるドライバの手動運転操作は、運転操作駆動装置６００への操作制御信号には反映されない。

　運転モード切替部１０１は、自動運転装置１００に含まれており、自動運転による操作制御信号を出力する自動運転モード部１０２と、手動運転による操作制御信号を出力する手動運転モード部１０３の一方に運転開始指令信号を出力し、他方に運転停止指令信号を出力することで、自動運転と手動運転とを切替える。この切替は、運転モード切替部１０１が運転モード切替の要請を受けたときに行う。運転モード切替の要請の例としては、ドライバの切替操作に基づく運転モード切替要請、あるいは自動運転が可能な道路が終了することを車両が検知した信号に基づく運転モード切替要請などがある。なお、運転モード切替要請があった場合でも、適切でない場合は切替が中止または延期されることがあり、例えば、隣接車両との車間距離が短く手動運転への切替ができない場合、あるいはドライバが手動運転操作の準備を行っていない場合には切替は中止または延期される。

　また運転モード切替部１０１は、運転モード切替要請を受けた後、自動運転から手動運転への切替位置として、進行予定ルート上のいずれかの地点を選択し、選択した切替位置を切替予告信号により自動運転支援装置５００へ事前に通知する。この切替位置の選択は、車両・環境情報取得装置２００から得られる車両、道路、ドライバの状況を用いて行われる。なお、切替予告信号とは、車両に設けられた運転操作駆動装置６００を制御する操作制御信号が、自動運転制御に基づく操作制御信号から運転操作装置３００へのドライバの手動運転操作による手動運転制御に基づく操作制御信号へと切替えられることを予告する信号であり、切替位置の選択がなされた後、切替が行われる前に出力される。また切替位置の選択は、一つの地点を選択することに限らず、切替位置の候補となる複数の位置を選択することも含む。あるいは、とりうる切替位置の範囲を選択することであってもよい。

　自動運転モード部１０２は、自動運転が行われているときに、加速、操舵、制動のすべてまたは一部を自動で制御するための操作制御信号を生成し、運転操作駆動装置６００へ出力するものである。すなわち、車両の自動運転を行う。ここで、自動運転とは、車両の外部状況を取得するセンサの出力に基づいて運転操作駆動装置６００を制御することをいい、自動運転に基づく操作制御信号とは、車両の外部状況を取得するセンサの出力に基づいて運転操作駆動装置６００を制御するための制御信号である。
　操作制御信号を生成するために、自動運転モード部１０２は、車両・環境情報取得装置２００より車両の外部状況を取得する。例えば、隣接車両との車間距離や白線位置、信号や標識の表示、地図情報などが含まれる。
　また自動運転モード部１０２は、表示装置４００へ自動運転情報の出力を行い、ドライバに対して自動運転情報の提示を行う。自動運転情報としては、急激な加減速時におけるアラーム表示などがある。

　一方、手動運転モード部１０３は、手動運転が行われているときに、運転操作装置３００へのドライバの手動運転操作に基づく運転操作出力を受信し、その運転操作出力を運転操作駆動装置６００に対する操作制御信号に変換して、運転操作駆動装置６００へ出力するものである。ここで手動運転とは、ドライバの手動運転操作に基づく運転操作装置３００からの出力に基づいて運転操作駆動装置６００を駆動することをいう。より具体的には、ステアリング３０、ブレーキ３１、アクセル３２など（図３参照）のドライバ操作検出部３０１へのドライバの手動運転操作が行われると、その検出結果が車両操作出力部３０２としての出力デバイス３３から運転操作出力として手動運転モード部１０３に出力され、手動運転モード部１０３から運転操作駆動装置６００に対して操作制御信号が送られて手動運転が行われる。手動運転操作に基づく操作制御信号とは、ドライバの手動運転操作に基づく前記運転操作部からの出力に基づいて運転操作駆動装置６００を駆動するための操作制御信号をいう。
　手動運転モード部１０３は、上記のほか、手動運転操作に対する運転支援を行うための制御や表示装置４００への表示の出力を行う。運転支援の例としては、急停止のためのブレーキ操作が行われた際に、車輪のロックを検知した場合は、ABS（アンチロックブレーキシステム）を作動させてブレーキ圧の制御を行う。またこれとともに、ABS作動中であることを示す表示を表示装置４００に出力する。

　車両・環境情報取得装置２００は、各種センサを用いて車両や外部状況に関する情報の取得を行い、自動運転装置１００や自動運転支援装置５００へ出力を行う。各種センサについては以下に述べる。

　車両状態検出部２０１は、車両に取り付けられたセンサ２０（図３参照）であり、車両状態情報の取得を行う。車両状態情報とは、車両自体の走行状態（速度、加速度、横滑りなど）や運転操作駆動装置６００の駆動状態（油圧、温度、電圧値など）に関する情報である。センサ２０の例としては、ジャイロセンサや加速度センサ、油圧計、温度計、電圧計などが挙げられる。

　車外環境情報取得部２０２は、車両に取り付けられたセンサ２０や車載カメラ２１（図３参照）であり、車外の環境情報の取得を行う。車外の環境情報とは、車両の外部状況に関する情報であり、隣接車両の位置や車間距離、歩行者の有無、白線の位置などに関する情報である。センサ２０の例としては、ミリ波レーダなどがある。

　道路情報取得部２０３は、車両に取り付けられた通信機器２２であり、道路交通情報の取得を行う。道路交通情報とは、路面情報、工事規制情報、渋滞情報などの道路に関する情報であり、自車両以外の者が発信している情報である。通信機器２２の例としては、路側帯のビーコンやインターネット用の無線機器などが挙げられる。また道路交通情報には自車両の位置情報も含まれるものとし、GPSなどを用いて取得される。

　ドライバ監視部２０４は、車両に取り付けられたセンサによりドライバ情報の取得を行う。ドライバ情報とは、ドライバの行動や覚醒状態に関する情報であり、例えばドライバが睡眠状態であることや作業を行っていることを示す情報である。センサの例としては、車内に取り付けられたカメラなどが挙げられる。

　運転操作装置３００は、ドライバによる手動運転操作を受け付けて、手動運転操作に対応した運転操作出力を自動運転支援装置５００および自動運転装置１００に出力する。運転操作装置３００は、本発明の運転操作部に相当する。

　ドライバ操作検出部３０１は、運転操作装置３００に含まれており、ドライバの手動運転操作の検出を行う。ドライバ操作検出部３０１の例としては、ステアリング３０、ブレーキ３１、アクセル３２などが挙げられる（図３参照）。

　車両操作出力部３０２は、運転操作装置３００に含まれており、ドライバ操作検出部３０１が検出した手動運転操作に対応する運転操作出力を自動運転支援装置５００および自動運転装置１００に出力する。車両操作出力部３０２の例としては、出力デバイス３３が挙げられる（図３参照）。

　表示装置４００は、自動運転支援装置５００および自動運転装置１００からの出力を受けて、ドライバへ表示を行う。表示装置４００は、本発明の表示部に相当する。

　地図描画部４０１は、表示装置４００に含まれており、車両の現在位置を地図上に表示するとともに、自動運転支援装置５００および自動運転装置１００からの出力を表示する。地図描画部４０１の例として、カーナビ４０が挙げられる（図３参照）。

　HUD表示部４０２は、表示装置４００に含まれており、車速などの運転に関する情報を透明なディスプレイに投影することで表示する。またHUD表示部４０２は、自動運転支援装置５００および自動運転装置１００からの出力を表示する。HUD表示部４０２の例としては、HUD４１（図３参照）が挙げられる。

　自動運転支援装置５００は、自動運転装置１００により自動運転と手動運転とが切替えられる際に、ドライバに擬似的な運転を行わせ、運転操作装置３００への手動運転操作に基づく車両の挙動をドライバに表示するための出力を表示装置４００へ行うものである。ここで、擬似的な運転あるいは擬似運転とは、自動運転による車両の運転操作駆動装置６００への制御を維持して、運転操作装置３００に対するドライバの手動運転操作による運転操作出力を運転操作駆動装置６００へは出力せず、自動運転支援装置５００へ出力する状態で行う運転をいう。

　擬似運転管理部５０１は、自動運転支援装置５００に含まれており、自動運転と手動運転とを切替する運転モード切替部１０１からの切替予告信号を受け、擬似的な運転を開始する制御を行う。擬似的な運転を開始するために、擬似運転区間設定部５０２に区間設定を行う指令を出力する。また擬似的な運転が継続できない事由が発生した場合には、擬似的な運転を停止する制御を行う。

　擬似運転区間設定部５０２は、自動運転支援装置５００に含まれており、擬似運転管理部５０１が切替予告信号を受けて行う区間設定を行う指令を受信して、擬似的な運転を行う擬似運転区間を設定する。設定された擬似運転区間は擬似運転管理部５０１に出力される。この擬似運転区間は、擬似的な運転が開始される地点から自動運転から手動運転への切替が行われる地点までの区間である。

　図２を用いて、擬似運転区間設定部５０２による擬似運転区間の設定方法について説明する。図２は自動運転支援装置の動作を示す説明図であり、自動運転区間、擬似運転区間、手動運転区間の関係を示した図である。なお、区間とは、ある地点からある地点までで区切られる走行（予定）領域をいう。
　まず、車両は自動運転を行っているものとし、自動運転が可能な道路が終了することを車両が検知した信号に基づき、時刻T0で手動運転への切替の要請があったものとする。この要請により運転モード切替部１０１は自動運転から手動運転への運転制御切替地点（時刻T5における走行予定地点）を設定する。それとともに運転モード切替部１０１は切替予告信号を擬似運転管理部５０１へ出力し、擬似運転区間設定部５０２は擬似運転区間の設定を行う。
　擬似運転区間設定部５０２は、運転制御切替地点までに確保されるべき所定時間または所定距離に基づいて最小区間（時刻T4における地点から時刻T5における地点までの間）を定める。この最小区間はドライバの手動運転操作の準備や心理的な準備のための最小時間または最小距離に基づく区間である。最小時間、最小距離については実証実験に基づいて定められる。あるいは標準規格として定められている場合はそれに従うものとする。
　また擬似運転区間設定部５０２は、ドライバに向けた擬似的な運転を開始する通知を行う（時刻T1）。通知は表示装置４００に表示されることとなる。そして、擬似運転区間設定部５０２は、通知を行った地点（時刻T1における地点）から最小区間に至る直前（時刻T4における地点）までを擬似運転開始可能区間（時刻T1における地点から時刻T4における地点までの間）と定め、この区間中にドライバからの擬似的な運転の受け入れの応答があった場合、その応答のあった地点を擬似運転開始地点（時刻T3における地点）とするとともに、擬似的な運転を開始する指令を擬似運転管理部５０１へ出力し、この指令により擬似的な運転が開始される。
　擬似運転区間設定部５０２は、この擬似運転開始地点（時刻T3における地点）から運転制御切替地点（時刻T5における地点）までを擬似運転区間として設定し、この区間中に車両が存在する場合は、擬似的な運転の制御が行われる。
　また前述のとおり、運転モード切替部１０１は運転制御切替地点を設定するだけでなく、運転制御切替地点として選択可能な範囲を擬似運転管理部５０１に出力し、自動運転支援装置５００側で決定することも可能である。

　挙動情報算出部５０３は、自動運転支援装置５００に含まれており、車両の位置が擬似運転区間に含まれる場合に、ドライバによる手動運転操作に基づく運転操作装置３００からの運転操作出力を受信して、運転操作出力に基づいて運転操作駆動装置６００が制御される場合の車両の挙動を算出する。擬似運転区間では自動運転による制御が維持されているため、運転操作駆動装置６００が制御される場合の車両の挙動とは、実際の車両の挙動ではなく、手動運転操作が行われたと想定した場合の車両の挙動である。算出される車両の挙動は、車両の位置または速度を含む。
　挙動情報算出部５０３は、車両の挙動を算出するために、運転操作装置３００からの出力を逐次取得し、取得された運転操作出力を用いて逐次挙動の算出を行い、挙動情報として、挙動情報提示部５０４へ出力を行う。

　挙動情報提示部５０４は、自動運転支援装置５００に含まれており、挙動情報算出部５０３により算出された車両の挙動情報に基づき、ドライバへの表示情報を生成して表示装置４００へ出力するものである。挙動情報提示部５０４は、挙動情報算出部５０３により算出された車両の挙動情報だけでなく、自動運転により制御されている車両の挙動情報を表示装置４００へ出力する。また挙動情報算出部５０３により算出された車両の挙動情報と、自動運転により制御されている車両の挙動情報とを表示装置４００の同一画面上に重畳的に表示する指示を出力する。

　運転操作駆動装置６００は、例えばステアリング機構６０、ブレーキ機構６１、エンジン機構６２を含み（図３参照）、自動運転装置１００からの操作制御信号を受け、自動運転または手動運転の制御に応じて駆動する装置である。運転操作駆動装置６００が駆動することにより車両が運転され、運転操作駆動装置６００の駆動量で車両の挙動が決まる。なお、運転操作駆動装置６００は本発明における運転操作駆動部に相当する。

　図３は自動運転支援装置５００を実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。
　図３において、自動運転支援装置５００はCPU１０、主メモリ１１、フラッシュメモリやハードディスク等の記憶デバイス１２、各種の通信規格に対応する通信デバイス１３、周辺の外部装置から各種データを入力するための入力デバイス１４、周辺の外部装置へ各種データを出力するための出力デバイス１５、ハードウェア間を相互に接続するバス１６より構成されるハードウェアにより実現されている。
　自動運転支援装置５００の構成要素である擬似運転管理部５０１、擬似運転区間設定部５０２、挙動情報算出部５０３、挙動情報提示部５０４は、それぞれの処理内容を記述している自動運転支援制御アプリケーション１７を記憶デバイス１２に格納し、システム起動時に主メモリ１１上に転送させ、CPU１０がこれらのプログラムを実行することで、実現することができる。また自動運転装置１００についても同様に、運転モード切替部１０１、自動運転モード部１０２、手動運転モード部１０３の処理内容を記述している自動運転制御アプリケーション１８を実行することにより実現される。
　また自動運転支援装置５００の上記構成要素それぞれを専用のハードウェア（たとえばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいはワンチップマイコンなど）で構成してもよい。

　次に、自動運転支援装置５００の動作について、図４、図５、図６を参照して、説明する。

　図４は、自動運転支援装置および自動運転装置の運転切り替え処理の動作を示すフローチャートであり、車両の制御を自動運転から手動運転へ切替える際の自動運転装置１００および自動運転支援装置５００の処理内容を示している。

　まず、自動運転モード部１０２により自動運転による制御が行われている際に、運転モード切替部１０１は車両からの自動運転から手動運転への切替要請を受理する（ステップＳ１０１）。またこのステップＳ１０１において、切替要請が受理されると、運転モード切替部１０１は、自動運転から手動運転へ運転制御を切替する運転制御切替地点（時刻T5における地点）の設定を行い、切替予告信号とともに運転制御切替地点の情報を擬似運転管理部５０１へ出力する。

　次にステップＳ１０２において、擬似運転区間設定部５０２は、切替地点情報を擬似運転管理部５０１より受信して、運転制御切替地点（時刻T5における地点）の情報から最小区間（時刻T4における地点から時刻T5における地点までの間）を設定する。また最小区間に基づいて擬似運転開始可能区間（時刻T1における地点から時刻T4における地点までの間）を設定する。

　次にステップＳ１０４において、擬似運転管理部５０１は、車両・環境情報取得装置２００の道路情報取得部２０３から車両の現在位置情報を取得する。

　次にステップＳ１０５において、擬似運転管理部５０１は、車両の現在位置情報を用いて、車両が擬似運転開始可能区間（時刻T1における地点から時刻T4における地点までの間）内に位置するか判定する。

　ステップＳ１０５において車両が擬似運転開始可能区間（時刻T1における地点から時刻T4における地点までの間）内に位置していないと判定した場合はステップＳ１０４に戻って現在位置情報の取得が行われ、ステップＳ１０５で、車両が擬似運転開始可能区間内に位置すると判定されるまで、ステップＳ１０４とステップＳ１０５を繰り返す。
　ステップＳ１０５で、車両が擬似運転開始可能区間内に位置すると判定された場合はステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において挙動情報提示部５０４はドライバに対して擬似運転開始の要請を通知する。

　次にステップＳ１０７において、挙動情報提示部５０４は擬似運転開始の要請に対するドライバからの応答があったか否かを判定する。

　ステップＳ１０７において擬似運転開始の要請に対するドライバからの応答が無い場合は、挙動情報提示部５０４は、ドライバからの応答を待っている段階である。このとき、もし既に車両が最小区間内に含まれている場合は擬似運転を行っている余裕がないので、まずそれを確認するためステップＳ１０８に進み、車両・環境情報取得装置２００の道路情報取得部２０３からの車両の現在位置情報を用いて、車両が最小区間内に含まれているか否かを判定する。車両が最小区間内に含まれる場合は、擬似運転を行う余裕がないまま、手動運転に切替える運転制御切替地点（時刻T5における地点）に近づいているので、ステップＳ１０９において擬似運転管理部５０１は、自動運転モード部１０２に対して車両停止指令を出力し、自動運転モード部１０２は路肩等へ停車を行うよう車両を制御する。
　一方、ステップＳ１０８で車両が最小区間内に入っていない場合は、ステップＳ１０７に戻り、ステップＳ１０７とステップＳ１０８を繰り返してドライバからの応答を待つ。

　また、ステップＳ１０７で擬似運転開始の要請に対するドライバからの応答があった場合、ステップＳ１１０に進み、挙動情報算出部５０３はドライバによる手動運転操作に基づく運転操作装置３００からの運転操作出力を受信し、運転操作出力に基づいて運転操作駆動装置６００が制御される場合の車両の挙動情報を算出する。この時点から、擬似的な運転が行われることとなる。

　次にステップＳ１１１において、挙動情報提示部５０４は、挙動情報算出部５０３によって算出された挙動情報に基づいて、ドライバに向けて表示する擬似運転情報を生成し表示装置４００に出力する。ここで、挙動情報提示部５０４は、自動運転に基づく操作制御信号による車両の挙動情報と、挙動情報算出部５０３により算出された擬似運転による車両の挙動情報とを、表示装置４００に出力する。また合わせて、これらの挙動情報を同一画面内に重ねて表示する指示を出力してもよい。

　次にステップＳ１１２において、挙動情報算出部５０３は、車両・環境情報取得装置２００の道路情報取得部２０３からの車両の現在位置情報を用いて、車両が最小区間（時刻T4における地点から時刻T5における地点までの間）内に入ったか否かを判定し、車両が最小区間内に入っていない場合は、ステップＳ１１１に戻り、擬似的な運転が継続される。

　車両が最小区間内に入った場合は、ステップＳ１１３において挙動情報提示部５０４は、ドライバに対して自動運転から手動運転への制御の切替の事前通知を行う（ステップＳ１１３）。

　さらにステップＳ１１４で挙動情報提示部５０４は、運転制御の切替地点（時刻T5における地点）あるいはその直前まで車両が到達すると擬似運転情報の提示を終了する。

　その後、ステップＳ１１５において、運転モード切替部１０１は、車両が運転制御の切替地点（時刻T5における地点）に至ると、自動運転から手動運転への制御の切替を行い、ここからドライバによる手動運転操作による車両の運転操作が開始される。

　以上のようにして、自動運転支援装置および自動運転装置の運転切替処理の動作が行われるとともに、自動運転から手動運転へ切替える際の擬似運転を介した自動運転支援が行われる。
　ここで、運転切替処理において、擬似運転区間設定部５０２が擬似運転区間を設定する動作、すなわち、図４のステップＳ１０２の動作を詳細に説明する。
　図５は、自動運転支援装置の擬似運転区間を設定する処理動作を示すフローチャートであり、擬似運転区間設定部５０２が擬似運転区間設定を設定する処理を示している。

　運転モード切替部１０１が自動運転から手動運転への制御の切替を行う要請を車両から受け付けた場合、本フローによる処理が開始される。
　ステップＳ２００において、擬似運転管理部５０１は、切替要請に基づいて運転モード切替部１０１により設定された運転制御切替地点（時刻T5における地点）が選択可能か、言い換えれば自動運転支援装置５００にて選択の余地があるかを判定する。
　選択の余地の無い場合について例示すると、車両状態検出部２０１が適切なセンサ情報を取得できずに、自動運転の継続が不可能な場合は、運転制御切替地点（時刻T5における地点）は、直ちに手動運転へ切替なければならないため選択の余地はない。この場合はステップＳ２００でＮＯとなり、ステップＳ２０４へと進み、運転制御切替地点をそのまま設定する。また選択の余地が有る場合について例示すると、車両の進行方向の前方で、自動運転可能な道路（例えば高速道路）が終了するなどの緊急性を要しない場合は、運転制御切替地点が選択可能であり、ステップＳ２００でＹＥＳとなり、ステップＳ２０１からステップＳ２０３が実行される。

　ステップＳ２００でＹＥＳとなった場合、すなわち運転制御切替地点が選択可能であった場合、次にステップＳ２０１において擬似運転区間設定部５０２は、車外環境情報取得部２０２から車外環境情報（例えば隣接車両の有無）を取得する。次にステップＳ２０２で擬似運転区間設定部５０２は、道路情報取得部２０３から道路情報（例えば路面情報）を取得する。次にステップＳ２０３において、擬似運転区間設定部５０２は、車両状態検出部２０１から車両状態情報（例えば速度）を取得する。

　ステップＳ２０４において、擬似運転区間設定部５０２は、取得した車外環境情報、道路情報、車両状態情報をもとに、ドライバにとってより安全でドライバの運転負担、心理的負担が少ないと判断される運転制御切替地点を算出し、運転制御切替地点（時刻T5における地点）を設定する。なお、ステップＳ２００でＮＯとなった場合は、選択の余地が無いため、運転モード切替部１０１により設定された運転制御切替地点（時刻T5における地点）がそのまま設定される。
　さらにステップＳ１０３において、擬似運転区間設定部５０２は、上記のとおり算出された運転制御切替地点（時刻T5における地点）に基づいて、最小区間（時刻T4における地点から時刻T5における地点までの間）や擬似運転開始可能区間（時刻T1における地点から時刻T4における地点までの間）を算出する。

　ステップＳ２０４で運転制御切替地点を選択する際に用いる判断要素の例として、次のものがある。
　まず、直線道が運転制御切替地点としてより適切と判断される。すなわち、カーブのある地点は避けられる。
　また、高低差が少ない道路が運転制御切替地点としてより適切と判断される。すなわち、上り坂、下り坂のある地点は避けられる。
　また、周辺に車両がいない地点が運転制御切替地点としてより適切と判断される。
　また、分岐や合流がない地点が運転制御切替地点としてより適切と判断される。
　また、追い越し車線でない地点が運転制御切替地点としてより適切と判断される。
　以上のようにして、擬似運転区間を設定する動作が行われる。

　次に、挙動情報算出部５０３と挙動情報提示部５０４の擬似運転処理に関する動作、すなわち、図４のステップＳ１１１の動作を詳細に説明する。
　図６は、自動運転支援装置５００の挙動情報算出部５０３と挙動情報提示部５０４の処理動作を示すフローチャートであり、挙動情報算出部５０３と挙動情報提示部５０４が擬似運転中に行う処理を示している。

　図４のフローチャートにおいてステップＳ１１１に進むと図６のフローチャートの動作が行われ、まずステップＳ３００で挙動情報算出部５０３は、道路情報取得部２０３から車両の現在位置情報を取得する。次にステップＳ３０１で挙動情報算出部５０３は、車両操作出力部３０２からドライバによるステアリング３０、ブレーキ３１、及びアクセル３２の手動運転操作に関する運転操作出力を取得する。

　次にステップＳ３０２において、挙動情報算出部５０３は、取得した運転操作出力から車両の推定位置、及び現在位置との差異を算出する。

　次にステップＳ３０３において、挙動情報提示部５０４は、地図描画部４０１またはHUD表示部４０２に現在位置情報を表示する。次にステップＳ３０４で、挙動情報提示部５０４は、地図描画部４０１またはHUD表示部４０２に挙動情報算出部５０３により算出された推定位置情報を現在位置情報に並列または重畳的に表示する。

　次にステップＳ３０５において、挙動情報算出部５０３は、車両の推定位置と現在位置との差異が所定以上大きいかを判定し、大きいと判定した場合、ステップＳ３０６に進み、挙動情報提示部５０４はドライバに対して警告表示を行うか、または差異を改善するための運転支援情報を表示し、ステップＳ３０５で前記差異が大きいと判断されなかった場合は、警告表示等は行われずに、その後このフローチャートは終了する。

　この後は図４のステップＳ１１２に戻り、挙動情報算出部５０３は、車両の現在位置が最小区間内に入ったか否かを判定し、入っていない場合は、ステップＳ１１１に戻って、再びこの図６のフローチャートの操作により擬似運転を継続する。
　以上のようにして擬似運転処理に関する動作が行われる。

　次に、挙動情報提示部５０４によって表示装置４００に出力され、表示される画面の例を図７、図８を用いて説明する。
　図７は、カーナビ画面の表示例を示す説明図であり、実際の車両の挙動（自動運転車両）と挙動情報提示部５０４により算出された車両の挙動（擬似運転車両）とをカーナビ４０の同一画像に重畳表示した場合の表示例を示すものである。

　図７の画面は地図描画部４０１に対応するカーナビ４０上に表示される。擬似運転が行われている場合は、カーナビ４０の画面左上にドライバ報知用のメッセージとして「Landing Mode ON」と表示される。この表示は擬似運転中であることがわかればよく、「Landing Mode ON」の代わりに「擬似運転中」などと表示してもよい。
　また画面中央に現在走行中の道路マップが表示される。
　カーナビ４０に道路マップ上の一方の円形の図形は自動運転中の自車両の現在位置を示しており、円形の図形から延びる矢印は進行方向を示している。また一方の円形の図形に重なるように他方の円形の図形が表示されている。この他方の円形の図形は、挙動情報算出部５０３により算出された擬似運転に基づく車両の推定位置であり、同図形より延びる矢印は推定の進行方向を示している。また道路マップ上に運転制御切替地点が表示されている。
　実際の自動運転中の車両の位置や速度と、擬似運転に基づく車両の位置や速度とに差異がある場合は、２つの円形の図形がずれて表示されることになる。
　車両が運転制御切替地点に到達すると、擬似運転は終了し、自動運転から手動運転に切替わることから、画面左上のドライバ報知メッセージは変更または消去され、擬似運転車両を表していた他方の円形の図形は消去される。実際の車両を示す一方の円形の図形は、図形の形状や色が変化して、自動運転から手動運転に切替わったことを示す。
　なお、説明の便宜上、円形の図形を用いて説明を行ったが、円形の図形に代えて、車両を模した図形などでもよい。

　図８は、ヘッドアップディスプレイの表示例を示す説明図であり、実際の車両の挙動（自動運転車両）と挙動情報提示部５０４により算出された車両の挙動（擬似運転車両）とをHUD４１に重畳表示した場合の表示例を示すものである。

　図８の画面はHUD表示部４０２に対応するHUD４１によりディスプレイ上に表示される。擬似運転が行われている場合は、ディスプレイの画面左上にドライバ報知用のメッセージとして「Landing Mode ON」と表示される。この表示もまた、「Landing Mode ON」に代えて「擬似運転中」などであってもよい。
　さらにディスプレイ上には、２つの車両が表示されており、一方の車両が自動運転中の自車両を示しており、他方の車両が挙動情報算出部５０３により算出された擬似運転に基づく車両を示している。
　擬似運転におけるドライバの手動運転操作に基づく車両の挙動が、自動運転による実際の車両の挙動と異なる場合は、一方の車両と他方の車両がずれて表示される。一方の車両と他方の車両がずれて表示されるだけでなく、両方の車両の輪郭がぼやけたように表示されてもよいし、他方の車両（擬似運転車両）が半透明になるように表示されてもよい。
また擬似運転におけるドライバの手動運転操作に基づく車両の挙動が、自動運転による実際の車両の挙動と一致する場合は、一方の車両と他方の車両が重なって表示される。
　車両が運転制御切替地点に到達すると、擬似運転は終了し、自動運転から手動運転に切替わることから、画面左上のドライバ報知メッセージは変更または消去され、一方の車両と他方の車両も消去される。
　以上のような画像が表示装置４００に表示される。なお、表示の画像はここで説明した例に限られず、手動運転操作に基づく車両の挙動と、自動運転による車両の挙動との相違がわかるような表示であればよく、そのような表示により、ドライバが予測も含めた車両の挙動の変化を把握でき、自動運転を支援することができる。

　以上のように、本発明に係る実施形態では、運転操作駆動装置６００への制御が自動運転によるものから手動運転によるものに切替わる予告としての切替予告信号が擬似運転区間設定部５０２に受信された際、ドライバの行った手動運転操作に基づく車両の挙動情報が挙動情報算出部５０３により算出され、算出された車両の挙動情報がドライバに対して表示されるよう挙動情報提示部５０４により出力される。
　これにより、ドライバは自らの運転操作による車両の挙動と自動運転による車両の挙動との不一致を確認することが可能となり、自動運転から手動運転に切替わる際の車両の挙動の変化をドライバが把握するための支援をすることができる。
　また、従来の走行支援装置において生じる、自動運転終了に伴いある地点から運転操作が開始することによるドライバの心理的負担に対しても、本発明に係る実施形態は、擬似運転によりドライバが自らの手動運転操作による車両の挙動を確認できることから、心理的負担を緩和することができる。

　本発明に係る自動運転支援装置は、自動運転から手動運転へと制御が切替わる際に、擬似運転を行い、ドライバの手動運転操作に基づいた車両の挙動を表示することができる。そのため、本発明は自動運転に関する分野で利用することができる。

　１０　CPU、１１　主メモリ、１２　記憶デバイス、１３　通信デバイス、１４　入力デバイス、１５　出力デバイス、１６　バス、１７　自動運転支援制御アプリケーション、１８　自動運転制御アプリケーション、２０　センサ、２１　車載カメラ、３０　ステアリング、３１　ブレーキ、３２　アクセル、４０　カーナビ、４１　HUD、６０　ステアリング機構、６１　ブレーキ機構、６２　エンジン機構、１００　自動運転装置、１０１　運転モード切替部、１０２　自動運転モード部、１０３　手動運転モード部、２００　車両・環境情報取得装置、２０１　車両状態検出部、２０２　車外環境情報取得部、２０３　道路情報取得部、２０４　ドライバ監視部、３００　運転操作装置、３０１　ドライバ操作検出部、３０２　車両操作出力部、４００　表示装置、４０１地図描画部、４０２　HUD表示部、５００　自動運転支援装置、５０１　擬似運転管理部、５０２　擬似運転区間設定部、５０３　挙動情報算出部、５０４　挙動情報提示部、６００　運転操作駆動装置

Claims

車両に設けられた運転操作駆動部を制御する操作制御信号が、自動運転に基づく操作制御信号から前記車両への運転操作を受付ける運転操作部へのドライバの手動運転操作に基づく操作制御信号へと切替えられることを予告する切替予告信号を受信した際、ドライバが擬似的な運転を行う擬似運転区間を設定する擬似運転区間設定部と、
前記車両の位置が擬似運転区間設定部に設定された前記擬似運転区間に含まれる場合、前記手動運転操作に基づく前記操作制御信号を受信し、前記操作制御信号に基づいて前記運転操作駆動部が制御される場合の車両の挙動情報を算出する挙動情報算出部と、
前記挙動情報算出部により算出された前記車両の挙動情報をドライバに表示する表示部に前記挙動情報を出力する挙動情報提示部と、
を備えた自動運転支援装置。
前記自動運転に基づく前記操作制御信号は、前記車両の外部状況を取得するセンサの出力に基づいて前記運転操作駆動部を制御するための操作制御信号であり、
前記手動運転操作に基づく前記操作制御信号は、前記ドライバの手動運転操作に基づく前記運転操作部からの運転操作出力に基づいて前記運転操作駆動部を駆動するための操作制御信号であることを特徴とする請求項１に記載の自動運転支援装置。
前記挙動情報提示部は、前記擬似運転区間中に、前記自動運転に基づく前記操作制御信号による車両の挙動情報と、前記挙動情報算出部により算出された車両の挙動情報と、を前記表示部に出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動運転支援装置。
前記挙動情報提示部は、前記表示部に出力された前記自動運転に基づく前記操作制御信号による車両の挙動情報と、前記挙動情報算出部により算出された車両の挙動情報とを、同一画像内に重ねて表示する指示を出力することを特徴とする請求項３に記載の自動運転支援装置。
前記擬似運転区間設定部は、前記切替予告信号を受信した際に、ドライバから前記擬似的な運転を開始する出力を受けた場合に前記擬似的な運転を開始することが可能な区間である擬似運転開始可能区間を設定し、
前記車両に設けられたセンサから車両の現在位置を取得し、前記現在位置が前記擬似運転開始可能区間から外れている場合で、かつ、ドライバから前記擬似的な運転を開始する出力を受けていない場合に、自動運転に基づく前記操作制御信号からドライバの手動運転操作に基づく前記操作制御信号への切替を中止する擬似運転管理部をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の自動運転支援装置。