JP6303777B2 - 車両挙動制御装置及び車両挙動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両挙動制御装置及び車両挙動制御方法に関する。

従来、運転者が期待する加速感を実現するために、運転者が身体に感じる加加速度を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、シートに発生する加加速度を予測し、運転者の操作に応じて加加速度を変化させるよう制御する。

特開２００７−２７０７０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、手動運転時に運転者が期待する加速感を実現するために加加速度を変化させるものであり、加加速度を変化させることにより運転者の運転に対する意識を変化させるように制御することはできない。特に、自動運転制御時には、車両の制御状態や周囲状況に応じて乗員の運転や周囲状況に対する意識を高めることが重要である。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、自動運転制御時における乗員の運転や周囲状況に対する意識を変化させることができる車両挙動制御装置及び車両挙動制御方法を提供することである。

本発明の一態様に係る車両挙動制御装置及び車両挙動制御方法は、自動運転制御が可能な車両の周囲状況及び車両の制御状態の少なくともいずれかに基づいて、自動運転制御時のシステムがどれくらい余裕を持って制御できているかを示す指標である制御余裕度を算出し、制御余裕度が低いほど、自動運転制御時の加速度の微分値である加加速度を大きくし、加加速度を実現するように車両の挙動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、自動運転制御時における乗員の運転や周囲状況に対する意識を変化させることができる車両挙動制御装置及び車両挙動制御方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２（ａ）〜図２（ｃ）は、加加速度プロファイルの一例を示すグラフである。 図３は、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御方法の一例を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第１の実施例に係る車両挙動の一例を示すグラフである。 図５は、比較例に係る車両挙動を示すグラフである。 図６は、本発明の第２の実施例に係る車両挙動の一例を示すグラフである。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本発明のその他の実施の形態に係る加加速度プロファイルの一例を示すグラフである。

図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

（車両挙動制御装置）
本発明の実施の形態に係る車両挙動制御装置は、自動運転制御が可能な車両に適用することができる。本発明の実施の形態に係る車両挙動制御装置は、図１に示すように、車両挙動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１と、車両に搭載された自動運転センサ２とを備える。

自動運転センサ２は、自動運転制御に用いる種々の情報を検出する。自動運転センサ２の種類や個数は特に限定されず、複数個且つ複数種であってもよい。自動運転センサ２としては、例えば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、ミリ波レーダ、カメラ、レーザレーダ、振動センサ等が挙げられる。ＧＰＳは、地図情報や、自車位置の情報、渋滞等の交通情報等を検出する。ミリ波レーダやカメラ、レーザレーダは、車両の周囲状況の情報を検出する。車両の周囲状況の情報としては、歩行者、他車両又は障害物等の有無や、それらの位置情報等が挙げられる。更に、自動運転センサ２は、センサの信頼度、尤度、Ｓ／Ｎ比等を含む自動運転センサ２の状態をＥＣＵ１に対して出力する。

ＥＣＵ１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコントローラからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、車両挙動制御装置として機能する複数の情報処理部を構成する。ＥＣＵ１の複数の情報処理部は、目標値演算部１０、加加速度決定手段３及び自動運転制御部１６を有する。

目標値演算部１０は、ＥＣＵ１のメモリに記憶された予め決定された走行計画等に基づいて、自動運転制御時における車両挙動の制御目標値を演算する。制御目標値は、自動運転制御区間において目標とする走行軌跡や、自動運転制御時において目標とする車速、加速度及び加加速度等を含む。

加加速度決定手段３は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、自動運転センサ２等からの出力された車両の制御状態及び車両の周囲状況に応じて加加速度を変化させるように加加速度（ジャーク）を決定する。車両の制御状態は、自動運転制御の区間が終了するタイミング、自動運転センサ２の状態、及び自動運転制御に対する制御余裕度等を含む。車両の周囲状況は、車両の周囲の危険な状態、及び車両の周囲の監視すべき対象の有無等を含む。

加加速度は加速度の微分値である。乗り物の挙動を人間が感じ取る際、加加速度によってその挙動に対する印象が変わる。例えば、飛行機や船舶では、加加速度がある程度以上大きくなると酔いが発生する。そこで、本発明の実施の形態においては、自動運転制御時に加加速度を制御することにより、乗員（運転者）の車両挙動や運転に対する意識を変化させるものである。

加加速度決定手段３は、タイミング演算部１１、余裕度演算部１２、緊急度演算部１３、加加速度演算部１４及びプロファイル作成部１５を有する。タイミング演算部１１は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、自動運転制御から手動運転に切り替えるタイミングを演算する。タイミング演算部１１は、例えば、現在位置から自動運転制御区間の終了地点までの距離、及び現在時刻から自動運転制御が終了するまでの推定時間を演算する。

余裕度演算部１２は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び自動運転センサ２から出力された周囲状況や車両の制御状態等に基づいて、制御余裕度を演算する。制御余裕度は、自動運転制御時にシステムがどれくらい余裕を持って制御できているかを表す指標である。制御余裕度が低下するほど、乗員による即時の操作介入は必要ではないものの、乗員による安全監視の重要性は高まる。

例えば、センサの信頼度、尤度又はＳ／Ｎ比等の自動運転センサ２の状態が完全ではなく低くなっている場合、制御余裕度が低下する。センサの信頼度は、例えばセンサの最大能力に対する現在のセンサの能力の割合として算出される。尤度はセンサの検出結果の確からしさである。Ｓ／Ｎ比は、信号に対する雑音の比率である。

また、悪天候や交通渋滞等の車両周囲の状況により自動運転センサ２の検出限界が低下したり、突発的な工事、交通規制等の不測の事態が発生してシステムに負荷がかかっていたりする場合には、制御余裕度が低下する。また、車両周囲に歩行者等の乗員に対して意識又は監視させるべき対象がある場合には、制御余裕度が低下する。

制御余裕度を演算する際には、例えば車両の周囲状況や各自動運転センサ２の状態を、車両の諸元や乗員の運転嗜好に応じて適宜数値化して重み付けし、それらを合算して、総合的な制御余裕度を演算してもよい。或いは、車両の周囲状況や自動運転センサ２毎に個別に制御余裕度をそれぞれ演算してもよい。

緊急度演算部１３は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び自動運転センサ２から出力された周囲状況や車両の制御状態等に基づいて、緊急度（警告度）を演算する。緊急度は、車両の周囲状況や車両の制御状態に対して、ステアリングホイール操作やブレーキ操作等の乗員による即時の操作介入（システムから乗員への権限委譲）が必要な度合いを表す指標である。緊急度が高いほど、乗員による操作介入の即時性や必要性が高まる。

例えば、車両前方に歩行者が飛び出す、又は落下物があるといった危険な状態や、自動運転センサ２の故障、突発的な工事又は交通規制等の不測の事態が発生し、自動運転制御が不能に陥り易い場合に、緊急度が高くなる。

緊急度を演算する際には、例えば車両の周囲状況や各自動運転センサ２の状態を、車両の諸元や乗員の運転嗜好に応じて適宜数値化して適宜重み付けし、それらを合算して、総合的な緊急度を演算してもよい。或いは、車両の周囲状況や自動運転センサ２毎に個別に緊急度をそれぞれ演算してもよい。

加加速度演算部１４は、余裕度演算部１２により演算された制御余裕度と、ＥＣＵ１のメモリ等から読み出した所定の閾値とを比較して、制御余裕度が閾値以上であれば制御余裕度が高いと判定し、制御余裕度が閾値未満であれば制御余裕度が低いと判定する。所定の閾値は車両の諸元や乗員の運転嗜好に応じて適宜設定することができる。なお、余裕度演算部１２により演算された制御余裕度が複数有る場合には、加加速度演算部１４は、各制御余裕度について同一の閾値又は異なる閾値を用いて制御余裕度が高いか、低いかを判定してもよい。

加加速度演算部１４により制御余裕度が高いと判定された場合、通常時であって乗員の安全監視の重要性が低い。このため、加加速度演算部１４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、第１の閾値Ｊ_ｔｈ１以下となるように最大加加速度（加加速度上限値）Ｊ_ｍａｘを演算する。第１の閾値Ｊ_ｔｈ１は、車両の諸元や乗員の運転嗜好に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。第１の閾値Ｊ_ｔｈ１は、例えば乗り心地を重視し、乗員に車両挙動を意識させない程度に設定される。

一方、加加速度演算部１４により制御余裕度が低いと判定された場合、乗員の安全監視の重要性が高い。このため、加加速度演算部１４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、通常時の最大加加速度Ｊ_ｍａｘよりも高くなるように、第１の閾値Ｊ_ｔｈ１より大きく、且つ第２の閾値Ｊ_ｔｈ２以下となるように最大加加速度Ｊ_ｍａｘを演算する。第２の閾値Ｊ_ｔｈ２は、車両の諸元や乗員の運転嗜好に応じて適宜設定することができ、第１の閾値Ｊ_ｔｈ１よりも大きければ特に限定されない。第２の閾値Ｊ_ｔｈ２は、例えば乗員が危機感は感じないが、車両挙動の変化に気づく程度に設定される。

なお、加加速度演算部１４は、複数の閾値を用いて余裕度演算部１２により演算された制御余裕度の高さを複数の段階で判定し、複数の段階に応じて最大加加速度Ｊ_ｍａｘを変更してもよい。例えば、制御余裕度が低いほど最大加加速度Ｊ_ｍａｘを高く演算してもよい。

加加速度演算部１４は、緊急度演算部１３により演算された緊急度と、ＥＣＵ１のメモリ等から読み出した所定の閾値とを比較して、緊急度が閾値以上であれば緊急度が高いと判定し、緊急度が閾値未満であれば緊急度が低いと判定する。所定の閾値は車両の諸元や乗員の運転嗜好に応じて適宜設定することができる。

緊急度が高いと判定された場合、乗員に即時の操作介入を促すべく、加加速度演算部１４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、第２の閾値Ｊ_ｔｈ２より大きく、且つ第３の閾値Ｊ_ｔｈ３以下となるように最大加加速度Ｊ_ｍａｘを演算する。第３の閾値Ｊ_ｔｈ３は、車両の諸元や乗員の運転嗜好に応じて適宜設定することができ、第２の閾値Ｊ_ｔｈ２よりも大きければ特に限定されない。第３の閾値Ｊ_ｔｈ３は、例えば乗員が不快に感じたり、危機感を感じるほど、乗員が車両挙動の変化を感じ取れる程度に設定される。

なお、加加速度演算部１４は、複数の閾値を用いて緊急度演算部１３により演算された緊急度の高さを複数の段階で判定してもよい。その場合、複数の段階に応じて最大加加速度Ｊ_ｍａｘを変更してもよい。例えば、緊急度が高いほど最大加加速度Ｊ_ｍａｘを高く演算してもよい。

加加速度演算部１４は、タイミング演算部１１により演算された自動運転制御から手動運転への切り替えを行うタイミング（地点又は時間）をメモリ等から読み出した所定の閾値と比較する。タイミングが所定の閾値よりも近づいている場合には、乗員に操作介入の準備を促すため、加加速度演算部１４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、通常時よりも高い最大加加速度Ｊ_ｍａｘを演算する。例えば、最大加加速度Ｊ_ｍａｘは、第１の閾値Ｊ_ｔｈ１より大きく且つ第２の閾値Ｊ_ｔｈ２以下としてもよく、第２の閾値Ｊ_ｔｈ２より大きく且つ第３の閾値Ｊ_ｔｈ３以下としてもよい。また、自動運転制御から手動運転への切り替えを行うタイミングが近づくほど、最大加加速度Ｊ_ｍａｘを大きくしてもよい。

加加速度演算部１４は、自動運転センサ２により車両周囲に歩行者等の乗員が意識又は監視すべき対象が検出された場合、乗員の位置から乗員が意識又は監視すべき対象の方向への加加速度を他の方向よりも大きくしてもよい。車両前後方向における加加速度の大きさは、例えば車両の加減速により制御することができる。また、車両左右方向（車幅）の加加速度の大きさは、車両の旋回運動により制御することができる。

プロファイル作成部１５は、目標値演算部１０により演算された制御目標値及び加加速度演算部１４により演算された最大加加速度Ｊ_ｍａｘに基づいて、所定区間内で最大加加速度Ｊ_ｍａｘに到達するように所定区間の加加速度を演算して、加加速度プロファイルを作成する。加加速度が最大加加速度Ｊ_ｍａｘに到達した後は、最大加加速度Ｊ_ｍａｘを一定時間維持してもよく、或いはすぐに減少させてもよい。

プロファイル作成部１５は、加加速度演算部１４により最大加加速度Ｊ_ｍａｘが第１の閾値Ｊ_ｔｈ１以下で演算された場合、図２（ａ）に示すように、通常時の加加速度プロファイルを作成する。図２（ａ）において、加加速度プロファイルの開始時刻ｔ０は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて適宜設定可能であり、現在の時刻でもよく、将来の時刻でもよい。加加速度が最大加加速度Ｊ_ｍａｘである第１の閾値Ｊ_ｔｈ１に到達する時刻ｔ１、第１の閾値Ｊ_ｔｈ１から減少を開始する時刻ｔ３、目標加速度（最大加速度）に到達する時刻ｔ４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて適宜設定可能である。時刻ｔ１から時刻ｔ４までが目標加速度に到達する時間Ｔであり、時間Ｔの半分の時間Ｔ／２となる時刻をｔ２とする。

プロファイル作成部１５は、加加速度演算部１４により最大加加速度Ｊ_ｍａｘが第１の閾値Ｊ_ｔｈ１より大きく、且つ第２の閾値Ｊ_ｔｈ２以下で演算された場合、通常時の加加速度プロファイルに基づいて図２（ｂ）に示すような加加速度プロファイルを作成する。例えば、発生する最大加加速度Ｊ_ｍａｘを第２の閾値Ｊ_ｔｈ２まで引き上げることにより、乗員に車両挙動を感じさせることができる。また、通常、挙動制御時の最大加加速度を変更すると、変更前に対して加速度や速度、位置にも変化が起きてしまう。これに対して本発明の実施の形態においては、加加速度を変更しても挙動変化を最小限に抑えるため、目標加速度に到達するまでの時間Ｔと目標加速度（最大加速度）を変化させないようにする。即ち、目標加速度に到達する時刻ｔ４までの加加速度プロファイルの積分値（面積）Ｇ_ＭＡＸが、通常時の加加速度プロファイルの積分値Ｇ_ＭＡＸと同じになるように調整する。その際に、図２（ｂ）に示すように、目標加速度に到達するまでの時間Ｔの中間点である時刻ｔ２を中心に、左右対称となるように加加速度プロファイルを作成する。

プロファイル作成部１５は、加加速度演算部１４により最大加加速度Ｊ_ｍａｘが第２の閾値Ｊ_ｔｈ２より大きく、且つ第３の閾値Ｊ_ｔｈ３以下で演算された場合、通常時の加加速度プロファイルに基づいて図２（ｃ）に示すような加加速度プロファイルを作成する。例えば、発生する最大加加速度Ｊ_ｍａｘを第３の閾値Ｊ_ｔｈ３まで引き上げることにより、乗員に危機感を感じさせることができる。また、目標加速度に到達するまでの時間Ｔと最大加速度を変化させないよう、目標加速度に到達する時刻ｔ４までの加加速度プロファイルの積分値（面積）Ｇ_ＭＡＸが、通常時の加加速度プロファイルの積分値Ｇ_ＭＡＸと同じになるように調整する。その際に、図２（ｃ）に示すように、目標加速度に到達するまでの時間Ｔの中間点である時刻ｔ２を中心に、左右対称となるように加加速度プロファイルを作成する。

なお、プロファイル作成部１５は、制御余裕度や警告度の高さに応じて複数の段階で加加速度を変更する際も、通常時の加加速度プロファイルとともに、複数の段階の加加速度に応じた加加速度プロファイルを作成してもよい。

自動運転制御部１６は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及びプロファイル作成部１５により作成された加加速度プロファイルに基づいて、自動運転制御を実行する。自動運転制御部１６は、例えば図２（ａ）〜図２（ｃ）に示した加加速度プロファイルの加加速度を実現するように、車両の加減速等を制御する。

［車両挙動制御方法］
次に、図３のフローチャートを参照しながら、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御方法の一例を説明する。

（イ）ステップＳ１において、目標値演算部１０は、予め決定された走行計画に基づいて、自動運転制御時における制御目標値を演算する。余裕度演算部１２は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び自動運転センサ２から出力された車両の周囲状況及び車両の制御状態に基づいて、自動運転制御に対する制御余裕度を演算する。

（ロ）ステップＳ２において、加加速度演算部１４は、余裕度演算部１２により演算された制御余裕度と、ＥＣＵ１のメモリ等から読み出した所定の閾値とを比較して、制御余裕度が閾値以上であれば制御余裕度が高い（通常時である）と判定し、ステップＳ３に進む。

（ハ）ステップＳ３において、加加速度演算部１４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、第１の閾値Ｊ_ｔｈ１以下となるように最大加加速度Ｊ_ｍａｘを演算する。プロファイル作成部１５は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び加加速度演算部１４により演算された最大加加速度Ｊ_ｍａｘに基づいて、図２（ａ）に示すように通常時の加加速度プロファイルを作成する。

（ニ）一方、ステップＳ２において加加速度演算部１４により制御余裕度が低いと判定された場合、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４において、緊急度演算部１３が、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び自動運転センサ２から出力された車両の周囲状況及び車両の制御状態に基づいて、緊急度を演算する。

（ホ）ステップＳ５において、加加速度演算部１４は、緊急度演算部１３により演算された緊急度と、ＥＣＵ１のメモリ等から読み出した所定の閾値とを比較して、緊急度が閾値以上であれば緊急度が高いと判定し、緊急度が閾値未満であれば緊急度が低いと判定する。緊急度が低いと判定された場合、ステップＳ６に移行する。

（ヘ）ステップＳ６において、加加速度演算部１４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、第１の閾値Ｊ_ｔｈ１より大きく、且つ第２の閾値Ｊ_ｔｈ２以下となるように最大加加速度Ｊ_ｍａｘを演算する。プロファイル作成部１５は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び加加速度演算部１４により演算された最大加加速度Ｊ_ｍａｘに基づいて、通常時の加加速度プロファイルに対して最大加加速度Ｊ_ｍａｘは変更しつつ、同じ時間Ｔに目標加速度Ｇ_ＭＡＸに到達するための加加速度プロファイルを作成する。

（ト）一方、ステップＳ５において、加加速度演算部１４により緊急度が高いと判定された場合、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７において、加加速度演算部１４は、目標値演算部１０により演算された制御目標値に基づいて、第２の閾値Ｊ_ｔｈ２より大きく、且つ第３の閾値Ｊ_ｔｈ３以下となるように最大加加速度Ｊ_ｍａｘを演算する。プロファイル作成部１５は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び加加速度演算部１４により演算された最大加加速度Ｊ_ｍａｘに基づいて、ステップＳ６で作成した加加速度プロファイルよりも最大加加速度Ｊ_ｍａｘは大きくしつつ、同じ時間Ｔに目標加速度Ｇ_ＭＡＸに到達するための加加速度プロファイルを作成する。

（チ）ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ７の手順後、ステップＳ８において、自動運転制御部１６は、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及びステップＳ３、Ｓ６、Ｓ７のいずれかでプロファイル作成部１５により作成された加加速度プロファイルに基づいて、加加速度プロファイルで規定されている加加速度を実現するように自動運転制御を実行する。

なお、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御方法において、ステップＳ８の自動運転制御の前に、タイミング演算部１１が自動運転制御から手動運転に切り替わるタイミングを演算する手順を含んでもよい。そして、加加速度演算部１４が、タイミング演算部１１により演算されたタイミングが所定の閾値よりも近いか否かを判定し、近いと判定された場合、通常時より大きく最大加加速度Ｊ_ｍａｘを演算してもよい。その後、プロファイル作成部１５が、目標値演算部１０により演算された制御目標値、及び加加速度演算部１４により演算された最大加加速度Ｊ_ｍａｘに基づいて、ステップＳ６、Ｓ７の手順と同様に通常時の加加速度プロファイルを変更してもよい。

［第１の実施例］
次に、図４を用いて本発明の第１の実施例を説明する。図４は、通常時の加加速度プロファイルに基づく通常時の制御における車両挙動と、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御方法により加加速度を変更した加加速度プロファイルに基づく加加速度変更時の制御における車両挙動の計算値を示す。Ｊ０，Ｊ１はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の加加速度［ｍ／ｓ^３］、Ｇ０，Ｇ１はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の加速度［ｍ／ｓ^２］、Ｖ０，Ｖ１はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の速度［ｍ／ｓ］、Ｘ０，Ｘ１はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の車両位置［ｍ］を示す。

図４に示すように、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御方法により、車両挙動発生時、即ち加速度の立ち上がり時の加加速度Ｊ０，Ｊ１を変化させている。また、加加速度Ｊ０，Ｊ１が０となる時点（時刻１．１秒程度）までの加加速度Ｊ０，Ｊ１の積分値は同一であり、最大加速度Ｇ０，Ｇ１は等しい。更に、加加速度Ｊ０，Ｊ１が０となる時点までの範囲を左右対称のプロファイルとしている。通常時の制御及び加加速度変更時の制御の結果として発生する車速Ｖ０，Ｖ１及び位置Ｘ０，Ｘ１等の車両挙動は略同一である。図４では通常時の制御の加加速度Ｊ０が最大０．７［ｍ／ｓ^３］であるのに対して、加加速度変更時の制御の加加速度Ｊ１を最大１．０［ｍ／ｓ^３］に増加させているが、位置Ｘ０，Ｘ１の差は最大１．０ｃｍに抑えられている。

［比較例］
次に、図５を用いて比較例を説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御方法を用いずに、単に加加速度最大値を２倍程度に変更し、最大加速度と最大速度を目標値として制御を行う場合を示す。Ｊ０，Ｊ２はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の加加速度［ｍ／ｓ^３］、Ｇ０，Ｇ２はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の加速度［ｍ／ｓ^２］、Ｖ０，Ｖ２はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の速度［ｍ／ｓ］、Ｘ０，Ｘ２はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の車両位置［ｍ］を示す。比較例では、図５に示すように位置Ｘ０，Ｘ２が大きくずれてしまい、車両軌跡が変わってしまう。

［第２の実施例］
これに対して、図６を用いて第２の実施例を説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る車両挙動制御方法を用いて、最大加加速度を２倍程度に変更する場合を示す。Ｊ０，Ｊ３はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の加加速度［ｍ／ｓ^３］、Ｇ０，Ｇ３はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の加速度［ｍ／ｓ^２］、Ｖ０，Ｖ３はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の速度［ｍ／ｓ］、Ｘ０，Ｘ３はそれぞれ通常時の制御及び加加速度変更時の制御の車両位置［ｍ］を示す。

図６に示すように、車両挙動発生時、即ち加速度の立ち上がり時の加加速度Ｊ０，Ｊ３を変化させている。加加速度Ｊ０，Ｊ３の最大値を２倍程度に変更しつつ、加加速度Ｊ０，Ｊ３が０となる時点（時刻１．１秒程度）までの加加速度Ｊ０，Ｊ３の積分値は同一であり、最大加速度Ｇ０，Ｇ３は等しい。更に、加加速度Ｊ０，Ｊ３が０となる時点までの範囲を左右対称のプロファイルとしている。第２の実施例によれば、最大加加速度を２倍程度に変更しても、位置Ｘ０，Ｘ３は最大１．５ｃｍしかずれず、目標軌跡を通常時と同じに保ったまま、加加速度を変更することが出来ている。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、自動運転センサ２等からの情報を基に、車両の制御状態や車両の周囲状況に応じて、挙動制御時に発生する加加速度を変化させることにより、車両挙動を意識させない状態から、危険感を与える状態まで、乗員の意識を適宜変化させることができる。

更に、通常時は加加速度を小さく抑えることで乗員に車両挙動を感じさせず、自動運転システムの制御に対する制御余裕度が少なくなると、加加速度を通常時よりも大きめに発生させることで乗員に車両の動きを意識させ、安全を確認するよう監視を促すことができる。したがって、自動運転制御時に車両の制御状態や車両の周囲状況に応じて適宜乗員の運転や周囲状況に対する意識を高めることができ、乗員は自動運転制御中の安全確認を的確に行うことができる。

更に、車両の制御状態や車両の周囲状況に応じて、２段階以上の複数の段階で最大加加速度Ｊ_ｍａｘを変化させることにより、乗員の運転や周囲状況に対する意識の状態を緻密に制御することができる。

更に、乗員が監視すべき対象の方向に加加速度を大きめに発生させることにより、乗員に監視すべき対象の方向を意識させ、安全を確認するよう監視を促すことができる。したがって、乗員は監視すべき対象に的確に注意を向けることができる。

更に、挙動発生前に複数の加加速度プロファイルを作成し、通常制御時のプロファイルを基に、それ以外のプロファイルを作成することにより、通常時の目標速度や目標軌跡を基に、速度や軌跡の変化を最小限に抑えて加加速度のみを変更することができる。したがって、自動運転による車両の動きを変えることなく、乗員に与える挙動の印象のみを変更することができる。

更に、図４及び図６に示すように、車両挙動発生時の加速度立ち上がり時の加加速度Ｊ１，Ｊ３を変化させることにより、速度変化が小さいうちに加加速度Ｊ１，Ｊ３を変化させることで、速度や軌跡への影響を最小限に抑えることができる。

更に、通常時のプロファイルで加速度の立ち上がりから目標加速度に達するまでの時間Ｔを算出し、加加速度変更後も目標加速度に達する時間Ｔは同一とすることにより、通常時と最大加速度に達する時間Ｔが同一になることで、加加速度を変更したことによる軌跡への影響を最小限に抑えることができる。

更に、目標加速度に到達する時間Ｔまでの中間の時刻ｔ２を中心とし、制御開始から目標加速度に到達するまでの時刻ｔ４までの範囲で左右対称となるよう、加加速度プロファイルを作成することにより、最大加速度に達するまでの加速度の積分値Ｇ_ＭＡＸが通常時と同一になるため、最大加速度に到達した時の速度が通常時と同一となる。したがって、加加速度変更制御が終了した後の制御への影響を最小限に抑えることができる。

更に、通常時の加加速度プロファイルと目標加速度に到達する時間Ｔまでの加加速度積分値Ｇ_ＭＡＸが同一となるよう、加加速度プロファイルを整形し、最大加速度が同一となるように制御することにより、最大加速度とその到達時間Ｔが同一となることで、加加速度変更制御が終了した後の制御への影響を最小限に抑えることができる。

更に、自動運転制御区間が終了するまでの距離及び時間、自動センサ２の信頼度、尤度、Ｓ／Ｎ比等のセンサ状態や、天候、渋滞等の環境要因によるセンシング限界の低下、突発工事等の不測情報から算出する制御の制御余裕度、危険な状態や歩行者等の監視すべき対象の有無等に基づいて加加速度を変更することにより、自動運転システムが制御しきれなくなりフェイル状態に陥る前に、乗員に監視と安全確認を促すことができ、円滑に権限委譲を行うことができる。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、プロファイル作成部１５により作成される加加速度プロファイルは、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したプロファイルに限定されるものではない。例えば、図３（ｂ）の３段階の凸形状に対して、図７（ａ）に示すように２段階の凸形状であってもよく、図７（ｂ）に示すように第2の閾値Ｊｔｈ２まで線形的に加加速度を増加させてもよい。また、図３（ｃ）の３段階の凸形状に対して、図７（ｃ）に示すように２段階の凸形状であってもよい。

１…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２…自動運転センサ
３…加加速度決定手段
１０…目標値演算部
１１…タイミング演算部
１２…余裕度演算部
１３…緊急度演算部
１４…加加速度演算部
１５…プロファイル作成部
１６…自動運転制御部

Claims (10)

1. 自動運転制御が可能な車両の周囲状況及び前記車両の制御状態の少なくともいずれかに基づいて、自動運転制御時のシステムがどれくらい余裕を持って制御できているかを示す指標である制御余裕度を算出し、前記制御余裕度が低いほど、前記自動運転制御時の加速度の微分値である加加速度を大きくする加加速度決定手段と、
   前記加加速度を実現するように前記車両の挙動を制御する自動運転制御部
   とを備えることを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 前記加加速度決定手段が、前記車両の周囲状況及び前記車両の制御状態の少なくともいずれかに応じて、複数の段階数で最大加加速度を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両挙動制御装置。
3. 前記車両の周囲に監視すべき対象が有る場合、前記加加速度決定手段が、前記監視すべき対象の方向の加加速度を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両挙動制御装置。
4. 前記加加速度決定手段が、
   前記車両の挙動発生前に通常時の加加速度プロファイルを作成し、
   前記通常時の加加速度プロファイルに基づいて、決定された加加速度に応じた加加速度プロファイルを作成する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置。
5. 前記加加速度決定手段が、前記車両の挙動発生時の加速度の立ち上がり時の加加速度を変化させることを特徴とする請求項４に記載の車両挙動制御装置。
6. 前記加加速度決定手段が、前記通常時の加加速度プロファイルに対して、目標加速度に到達するまでの時間が同一となるように、前記決定された加加速度に応じた加加速度プロファイルを作成することを特徴とする請求項４又は５に記載の車両挙動制御装置。
7. 前記加加速度決定手段が、前記通常時の加加速度プロファイルの目標加速度に到達するまでの時間の中間を中心とし、制御開始から目標加速度に到達する時刻までの範囲で左右対称となるように、前記決定された加加速度に応じた加加速度プロファイルを作成することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置。
8. 前記加加速度決定手段が、前記通常時の加加速度プロファイルの目標加速度に到達する時刻までの加加速度の積分値が同一となるように、前記決定された加加速度に応じた加加速度プロファイルを作成することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置。
9. 前記車両の制御状態は、前記自動運転制御の区間が終了するタイミング、前記自動運転制御に用いるセンサの状態、及び前記自動運転制御に対する制御余裕度の少なくともいずれかを含み、
   前記車両の周囲状況は、前記車両の周囲の危険な状態、及び前記車両の周囲の監視すべき対象の有無の少なくともいずれかを含む
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置。
10. 自動運転制御が可能な車両の周囲状況及び前記車両の制御状態の少なくともいずれかに基づいて、自動運転制御時のシステムがどれくらい余裕を持って制御できているかを示す指標である制御余裕度を算出し、前記制御余裕度が低いほど、前記自動運転制御時の加速度の微分値である加加速度を大きくする手順と、
    前記加加速度を実現するように前記車両の挙動を制御する手順
    とを含むことを特徴とする車両挙動制御方法。

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