JP2016007989A - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搭乗者の感情を反映させた車両制御を行うことができる車両制御装置を提供する。【解決手段】自車両１０の挙動に関する情報を入力するＩ／Ｏ部５１０と、自車両１０の搭乗者の緊張度合いを算出する緊張度算出部５２２と、入力した車両の挙動に関する情報により自車両１０の挙動に変化を検出した場合に、緊張度算出部５２２により算出される緊張度合いが所定値以上であるか否かを判定する第２判定部５２３と、第２判定部５２３により緊張度が所定値以上であると判定された場合に、自車両１０の速度を制御する自動運転支援装置３００に、自車両１０の速度の減速を指示する指示部５２４とを備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００８−６８６６４号公報（特許文献１）がある。この公報には、「情動要因検知部１２が他車両による特定の挙動を情動要因として検知し、かつ生体状態監視部１３が運転者の生体状態の変化を検知した場合に、感情推定部１６は運転者の感情に変化があったと推定する。制御内容決定部１５は、感情推定部１６による推定結果を運転者への通知制御と、車両の挙動制御へ反映させることで、積極的に事故などを防止する。」と記載されている。

特開２００８−６８６６４号公報

特許文献１では、他車両が周囲に存在することが前提であり、例えば、大きな重力加速度が生じて、運転者が恐怖を感じた場合でも、車両の挙動制御に変化は生じない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、搭乗者の感情を効果的に反映させた車両制御を行うことができる車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の車両制御装置は、車両の挙動に関する情報を入力する入力部と、前記車両の搭乗者の緊張度合いを算出する算出部と、前記入力部が入力した前記車両の挙動に関する情報により前記車両の挙動に変化を検出した場合に、前記算出部により算出される前記緊張度合いが所定値以上であるか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記緊張度合いが所定値以上であると判定された場合に、前記車両の速度を制御する制御装置に、前記車両の速度の減速を指示する指示部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、搭乗者の感情を反映させた車両制御を行うことができるという効果を奏する。

車両に搭載された自動運転支援システムを示す図である。 自動運転支援システムの詳細を示す図である。 ナビゲーション装置の構成を示す図である。 速度制限装置と自動運転支援装置との詳細な接続構成を示す図である。 （Ａ）は、カメラやセンサ等の取り付け位置を示す図であり、（Ｂ）は、ステアリングホイールにおける心拍数センサ及び発汗センサの取り付け位置を示す図である。 速度制限装置により速度が制限される道路を示す図である。 速度制限装置の処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１に、自動運転を支援する自動運転支援システム１の構成を示す。自動運転支援システム１は、運転者が運転に関する操作を行うことなく、当該システムが搭載された自車両１０の自動的な走行を可能とするシステムである。以下、自動運転支援システム１の制御により、自車両１０が自動で走行することを「自動運転」という。

自動運転支援システム１は、自動運転支援装置３００と、複数のＥＣＵ（Engine Control Unit）と、速度制限装置５００と、ナビゲーション装置７００とを備え、これらの装置がＣＡＮ（Controller Area Network）バス５０を介して相互に接続されている。なお、本実施形態では、車載用通信バスとしてＣＡＮバス５０を用いる場合を例に説明するが、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、Ｆｌｅｘ Ｒａｙ、ＩＥＥＥ１３９４、車載Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の他の通信バスを用いることもできる。

図２に、自動運転支援システム１のブロック図を示す。自動運転支援システム１は、エンジンＥＣＵ１１０と、トランスミッションＥＣＵ１２０と、ブレーキＥＣＵ１３０と、ステアリングＥＣＵ１４０と、シートベルトＥＣＵ１５０と、エアバッグＥＣＵ１６０と、ナビＥＣＵ１７０と、車両制御ＥＣＵ２００と、自動運転支援装置３００と、速度制限装置５００とを備えている。なお、ナビＥＣＵ１７０は、ナビゲーション装置７００に搭載され、ナビゲーション装置７００の制御を行う。

エンジンＥＣＵ１１０は、スロットルアクチュエータ（以下、アクチュエータをＡＣＴと略記する）１１５に接続している。エンジンの吸気管には電子スロットルバルブが設けられており、この電子スロットルバルブは、スロットルＡＣＴ１１５により開閉可能となっている。エンジンＥＣＵ１１０は、車両制御ＥＣＵ２００から受信した制御信号に基づいてスロットルＡＣＴ１１５を制御し、電子スロットルバルブを駆動する。エンジンＥＣＵ１１０の制御により、エンジン回転数が目標回転数となるように電子スロットルバルブの開度が調整される。

トランスミッションＥＣＵ１２０は、油圧制御装置１２５に接続している。トランスミッションＥＣＵ１２０は、車両制御ＥＣＵ２００から受信した制御信号に基づいて油圧制御装置１２５を制御し、変速機に供給される作動油の油圧を調整する。これにより、変速機の変速比が制御される。変速機は、エンジンの出力軸に連結し、自車両１０の走行状況に応じて変速比を切り替えて、エンジンから伝達される回転数やトルクを変化させるようになっている。

ブレーキＥＣＵ１３０は、ブレーキ装置１３５の制御を行うＥＣＵであって、車両制御ＥＣＵ２００から受信した制御信号に基づき、自車両１０の各車輪に設けられたブレーキ装置１３５を制御して自車両１０の制動を行う。

ステアリングＥＣＵ１４０は、ステアリングにアシスト力を付与するステアリングＡＣＴ１４５に接続している。ステアリングＥＣＵ１４０は、車両制御ＥＣＵ２００から受信した制御信号に基づいて、自車両１０の操舵に必要なアシストトルクを出力するようにステアリングＡＣＴ１４５を制御する。

シートベルトＥＣＵ１５０は、プリテンショナ１５５に接続している。シートベルトＥＣＵ１５０は、自車両１０が障害物に衝突する危険性があると予測される場合に、プリテンショナ１５５を動作させてシートベルトの帯びのたるみをとり除く。シートベルトの帯びのたるみが取り除かれることで、乗員を確実に座席に固定させ、乗員の安全を確保することができる。

エアバッグＥＣＵ１６０は、ガス発生装置としてのインフレータ１６５に接続している。エアバッグＥＣＵ１６０は、自車両１０の衝突が検知された際にインフレータ１６５を作動させて、エアバッグを展開させる。エアバッグを展開させることにより車体と乗員との間にエアバッグを介在させて、衝突の際の乗員への衝撃を軽減することができる。

ここで、図３を参照しながらナビＥＣＵ１７０を搭載したナビゲーション装置７００の構成について説明する。ナビゲーション装置７００は、位置特定部７１０、ＣＡＮトランシーバ７２０、無線ネットワーク制御部７３０、記憶部７４０、操作部７５０、出力部７６０、ナビＥＣＵ１７０を備えている。

位置特定部７１０は、ＧＰＳアンテナ７１１と、ＧＰＳユニット７１２と、ジャイロユニット７１３とを備えている。ＧＰＳユニット７１２は、ＧＰＳアンテナ７１１を介してＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ電波を受信し、ＧＰＳ電波に重畳されたＧＰＳ信号から、自車両１０の現在位置を示す位置座標を演算により算出する。ＧＰＳユニット７１２は、演算した位置座標と進行方向とをナビＥＣＵ１７０に出力する。ジャイロユニット７１３は、ジャイロセンサ（不図示）を備え、ジャイロセンサにより検出した自車両１０の相対的な方位情報をナビＥＣＵ１７０へ出力する。なお、ＧＰＳユニット７１２は、ＧＳＰ信号の代わりに、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、Ｂｅｉｄｏｕ、ＱＺＳＳ（みちびき）などの測位衛星システムの信号を利用して現在位置を特定してもよい。

ＣＡＮトランシーバ７２０は、ＣＡＮバス５０に接続している。ＣＡＮトランシーバ７２０は、ＣＡＮバス５０間のインターフェース用ＩＣ（Integrated Circuit）である。ＣＡＮトランシーバ７２０は、ナビＥＣＵ１７０で生成されたデータをＣＡＮバス５０を介して他のＥＣＵへ送信するとともに、他のＥＣＵから送信されたデータをＣＡＮバス５０を介して受信し、ナビＥＣＵ１７０に出力する。ＣＡＮトランシーバ７２０は、例えば、自動運転支援装置３００から送信された、自車両１０の車速を示す車速情報を受信して、受信した車速情報をナビＥＣＵ１７０に渡す。

無線ネットワーク制御部７３０は、無線アンテナ７３１を備え、無線アンテナ７３１を介して通信ネットワークに接続し、通信ネットワークを介して接続される外部サーバ等の他の装置との間でデータを送受信する。ナビゲーション装置７００が、外部サーバ等の他の装置から取得する情報には、例えば、テレマティクス情報が含まれる。

記憶部７４０には、経路案内のための制御プログラムのほかに、地図データや経路案内に供される表示画像データ等の各種データを格納した地図データベース７４１が記憶されている。なお、記憶部７４０として、ハードディスク装置、コンピュータによる読み込み可能なフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の可搬記憶媒体を用いることができる。また、記憶部７４０として、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（Rewritable）、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＳＤカードなどの可搬記憶媒体を用いてもよい。

操作部７５０は、操作ボタン７５１に加え、表示パネル７６４に重ねて配設されたタッチパネル７５２を備えている。ユーザが表示パネル７６４に表示された各種ボタン表示に指等で触れた場合、タッチパネル７５２の触れた箇所を示す信号がナビＥＣＵ１７０に入力される。なお、操作部７５０の操作と同様の操作を、ステアリングに設けられたステアリングコントローラにより実行できるようにしてもよい。

出力部７６０は、音声出力部７６１、スピーカ７６２及び表示部７６３を備えている。音声出力部７６１は、不図示のＤ／Ａコンバータ、アンプ等を備え、経路案内用の音声データ信号をデジタル／アナログ変換してアンプにより増幅し、スピーカ７６２により自車両１０の車室内に音声出力する。表示パネル７６４には、例えば液晶ディスプレイパネルやＥＬ（Electro Luminescent）ディスプレイパネル等を用いることができる。表示部７６３は、描画プロセッサ（不図示）及び表示パネル７６４を備え、ナビＥＣＵ１７０から地図情報、ボタン表示等の表示指示を含む描画コマンドを受け取り、この描画コマンドに基づく画像を表示パネル７６４に表示させる。

ナビＥＣＵ１７０は、ＣＰＵ１７１、ＲＯＭ１７２、ＲＡＭ１７３、入出力部（以下、Ｉ／Ｏ（Input/Output）部と表記する）１７４等を備え、ナビゲーション装置７００の備える各部を制御する。

ナビＥＣＵ１７０は、ＧＰＳユニット７１２から現在位置を示す位置座標と、車両の進行方向を入力する。ナビＥＣＵ１７０は、入力した現在位置を示す位置座標を、ＣＡＮトランシーバ７２０から入力した車速信号に基づいて補正する。また、ナビＥＣＵ１７０は、操作部７５０により受け付けた目的地の設定を入力する。ナビＥＣＵ１７０は、目的地の設定を入力すると、補正した位置座標と、地図データベース７４１から読み出した地図データと、位置特定部７１０から取得した進行方向及び方位情報とを用いて、目的地までの誘導経路を計算する。経路探索のアルゴリズムとしては、出発地から目的地に向かってコストが最小となる経路を求めていくダイクストラ法が一般的に用いられる。
ナビＥＣＵ１７０は、算出した誘導経路や、現在位置の座標情報、目的地の座標情報、地図データ等を自動運転支援装置３００と速度制限装置５００とに渡す。なお、地図データには、自車両１０が過去に走行した道路の履歴である走行履歴情報が含まれる。また、地図データには、地図データに記録された道路の道幅の情報や、道路の車線数の情報が含まれる。なお、ナビＥＣＵ１７０は、誘導経路を算出した後も、現在位置を示す位置座標の補正や、誘導経路の算出を繰り返し行い、算出した位置座標や、誘導経路を自動運転支援装置３００と速度制限装置５００とに渡す。

図２に示す各装置について引き続き説明する。
車両制御ＥＣＵ２００は、自動運転中、自動運転支援装置３００から送信される自動運転制御情報を受信する。自動運転制御情報は、自車両１０の発進／停止の制御情報、自車両１０の加減速の制御情報、自車両１０の操舵の制御情報等を含む、自車両１０の自動走行に関する制御情報である。車両制御ＥＣＵ２００は、自動運転制御情報に基づいて、エンジンＥＣＵ１１０、トランスミッションＥＣＵ１２０、ブレーキＥＣＵ１３０及びステアリングＥＣＵ１４０を制御する制御信号を生成する。車両制御ＥＣＵ２００は、生成した制御信号を各ＥＣＵ１１０〜１４０に送信して、各ＥＣＵ１１０〜１４０を制御する。

ここで、図４を参照しながら自動運転支援装置３００及び速度制限装置５００について説明する。図４は、自動運転支援装置３００及び速度制限装置５００の接続構成を示す図である。
まず、自動運転支援装置３００について説明する。自動運転支援装置３００は、車車間通信装置３１０、路車間通信装置３２０、レーダ装置３３０、周辺撮影用カメラ３４０、車速センサ３５０、操舵角センサ３６０、ブレーキセンサ３７０、ヨーレートセンサ３８０に接続している。また、自動運転支援装置３００は、ＣＡＮバス５０を介してナビゲーション装置７００とデータの送受信を行う。

車車間通信装置３１０は、車両情報を自車両１０の周囲に位置する周辺車両との間で無線通信により相互に伝達する、いわゆる車車間通信を行う。車両情報には、例えば、周辺車両及び自車両１０を識別する識別情報、ＧＰＳ信号に基づいて特定される自車両１０及び周辺車両の位置情報、自車両１０及び周辺車両の速度（車速）、自車両１０及び周辺車両の進行方向等の情報が含まれる。車車間通信装置３１０は、車車間通信で受信した周辺車両の車両情報を自動運転支援装置３００に出力する。

路車間通信装置３２０は、交差点等の路側に設置された路側機（不図示）から、電波ビーコンや、光ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）などの狭帯域無線通信によって送信される情報を受信する受信機である。路側機から路車間通信装置３２０に送信される情報には、例えば、渋滞情報等を含む道路情報や、信号機の情報、歩行者の情報等が含まれる。

レーダ装置３３０は、例えば、ミリ波レーダ、レーザーレーダ等の電波や、超音波レーダ等の音波を自車両前方の所定範囲に照射する。レーダ装置３３０は、所定範囲内に存在する対象物（例えば、先行車両等）により反射された反射波を受信することで、自車両１０の前方を走行する先行車両の情報（以下、先行車両情報という）を検出する。ここで検出される先行車両情報には、例えば、先行車両の有無情報や、先行車両までの距離（車間距離）、角度（相対位置）、速度（相対速度）、加速度等の情報が含まれる。レーダ装置３３０は、検出した先行車両情報を自動運転支援装置３００に出力する。

周辺撮影用カメラ３４０は、例えば、図５（Ａ）に示すように、車室内のフロントガラス上部から車外を見渡す位置に配置され、フロントガラス越しに車外の状況を撮像する。周辺撮影用カメラ３４０により撮影された画像データは、画像処理されて自動運転支援装置３００に出力される。

車速センサ３５０は、自車両１０の車速を検出して、検出した車速を表す検出信号を自動運転支援装置３００に出力する。操舵角センサ３６０は、ステアリングの操舵角を検出して、検出した操舵角を表す検出信号を自動運転支援装置３００に出力する。ブレーキセンサ３７０は、ブレーキペダルに対する運転者の操作量（踏み込み量や、角度、圧力等）を検出して、検出した操作量を表す検出信号を自動運転支援装置３００に出力する。ヨーレートセンサ３８０は、自車両１０にかかるヨーレートを検出し、検出したヨーレートを表す検出信号を自動運転支援装置３００に出力する。

自動運転支援装置３００は、自動運転中、自動運転制御情報を生成し、生成した自動運転制御情報を車両制御ＥＣＵ２００に出力する。上述したように、自動運転制御情報は、自車両１０の発進／停止の制御情報、自車両１０の加減速の制御情報、自車両１０の操舵の制御情報等の制御情報である。車両制御ＥＣＵ２００が、自動運転支援装置３００から受信した自動運転制御情報に基づいて、エンジンＥＣＵ１１０等の各ＥＣＵ１１０〜１４０を制御することにより、自動運転が実現される。

自動運転支援装置３００は、ナビＥＣＵ１７０から、現在位置の座標情報、目的地の座標情報、誘導経路、地図データ等の情報を入力する。自動運転支援装置３００は、入力したこれらの情報に基づいて誘導経路を走行する際の目標走行パターン及び目標速度パターンを生成する。次に、自動運転支援装置３００は、生成した目標走行パターン及び目標速度パターンにより自車両１０が自動で走行するように運転を制御する自動運転制御情報を生成する。すなわち、自動運転支援装置３００は、目標走行パターンに沿って走行するように自車両１０を発進／停止、操舵させ、また、目標速度パターンに準拠した速度となるように自車両１０を加減速させる制御情報を含む自動運転制御情報を生成する。

自動運転支援装置３００は、自動運転中、車車間通信装置３１０から入力される車両情報に基づいて、自車両１０の周辺に位置する車両との関係により、目標走行パターンや、目標速度パターンを調整する。また、自動運転支援装置３００は、路車間通信装置３２０から入力される交通情報に基づいて、渋滞の有無や、信号機の状態、歩行者の有無等を判断し、目標走行パターンや、目標速度パターンを調整する。また、自動運転支援装置３００は、レーダ装置３３０から入力された先行車両情報に基づいて、先行する車両との関係により、目標走行パターンや、目標速度パターンを調整する。また、自動運転支援装置３００は、周辺撮影用カメラ３４０から入力された画像データに基づいて、自車両１０の環境に関する情報を取得し、自車両１０の環境に対応させて、目標走行パターンや、目標速度パターンを調整する。そして、自動運転制御部１６４は、調整後の目標走行パターンや、目標速度パターンに基づいて、自動運転制御情報を生成する。

自動運転支援装置３００は、生成した自動運転制御情報を、車両制御ＥＣＵ２００に出力する。車両制御ＥＣＵ２００は、自動運転制御情報に基づいて、エンジンＥＣＵ１１０等の各ＥＣＵを制御する。この結果、適宜調整される目標走行パターン及び目標速度パターンに従って自車両１０が自動で走行し、目的地に至るまでの自動運転が実現される。

次に、速度制限装置５００について説明する。
速度制限装置５００は、３次元（３軸）加速度センサ５３１、振動センサ５３２、心拍数センサ５３３、発汗センサ５３４、搭乗者撮影用カメラ５６０、マイクロフォン５７０に接続している。また、速度制限装置５００は、ＣＡＮバス５０を介してナビゲーション装置７００とデータの送受信を行う。

３次元加速度センサ５３１は、周知の加速度センサであり、自車両１０に加わる３方向、すなわち、自車両１０の全長方向（以下、前後方向という）、車幅方向（以下、横方向という）、車高方向の加速度を検出する。３次元加速度センサ５３１には、ピエゾ抵抗型、静電容量型、熱検知型などの一般的に知られた加速度センサを用いることができる。３次元加速度センサ５３１は、検出した加速度データ（車両の挙動に関する情報）を速度制限装置５００に出力する。

振動センサ５３２は、自車両１０のボディ等に取り付けられ、自車両１０の上下方向の振動を検出する周知のセンサである。振動センサ５３２には、静電容量式の変位センサ、渦電流方式の変位センサ、圧電方式の加速度センサ等の各種センサを用いることができる。振動センサ５３２は、自車両１０の車体に生じる所定周波数の振動を検出し、その検出結果を振動データ（車両の挙動に関する情報）として速度制限装置５００に出力する。

心拍数センサ５３３は、搭乗者の心拍数（脈拍）を計測するセンサである。心拍数の計測は、一般的に知られた既知の方法を用いることができる。例えば、運転席に着座した運転者の心拍数は、図５（Ｂ）に示すように、ステアリングホイール５５０の表面に電極を配置した心拍数センサ５３３により測定することができる。また、助手席等の搭乗者の心拍数は、例えば、腕時計型の心拍数センサ５３３を搭乗者に装着させてもよいし、自車両１０のシートに心拍数センサ５３３を搭載して、搭乗者の心拍数を計測してもよい。心拍数センサ５３３は、測定した心拍数を生体情報として速度制限装置５００に出力する。

発汗センサ５３４は、搭乗者の手における発汗量を測定するセンサである。発汗量の計測も、一般的に知られた既知の方法を用いることができる。例えば、発汗センサ５３４も、例えば、図５（Ｂ）に示すように、ステアリングホイール５５０の表面に配置することができる。発汗センサ５３４は、湿度の変化を電圧に変換した電圧信号を生体情報として速度制限装置５００に出力する。

搭乗者撮影用カメラ５６０は、例えば、図５（Ａ）に示すように、車室内のフロントガラス上部に配置され、搭乗者の顔写真を撮影する。搭乗者撮影用カメラ５６０で撮影された顔写真データは、画像処理されて速度制限装置５００に出力される。

マイクロフォン５７０は、例えば、図５（Ａ）に示すように、自車両１０のダッシュボード上に搭載され、搭乗者の音声を入力する。マイクロフォン５７０から入力された音声信号は、生体情報として速度制限装置５００に出力される。

次に、速度制限装置５００について説明する。速度制限装置５００は、自動運転支援装置３００の制御による自動運転が行われている場合であって、例えば、図６に示すように自車両１０に横方向の加速度が検出される場合に、搭乗者の生体情報に基づいて搭乗者の緊張度が高まっているか否かを判定する。搭乗者の緊張度が高いと判定すると、速度制限装置５００は、自動運転支援装置３００に速度の減速を指示する。

速度制限装置５００は、機能ブロックとして、第１判定部５２１、緊張度算出部５２２、第２判定部５２３、指示部５２４を備えている。機能ブロックとは、速度制限装置５００に搭載されたハードウェアと、制御プログラムとが有機的に協働することによって実現されるブロックである。速度制限装置５００は、ハードウェアとして入出力部（以下、Ｉ／Ｏ（input/output)部と表記する）５１０と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える制御部５２０とを備えている。なお、図４に示す機能ブロックは、速度制限装置５００の備える機能を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、速度制限装置５００の構成は、処理内容に応じて、さらに多くのブロックに分割することもできる。また、１つのブロックによりさらに多くの処理を実行するように構成することもできる。また、各ブロックの処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。また、各ブロックの処理は、１つのプログラムで実現されてもよいし、複数のプログラムで実現されてもよい。

Ｉ／Ｏ部５１０は、３次元加速度センサ５３１によって測定された加速度データ、振動センサ５３２によって測定された振動データ、心拍数センサ５３３や発汗センサ５３４によって測定された生体情報、搭乗者撮影用カメラ５６０によって撮影された搭乗者の顔画像データ、マイクロフォン５７０により入力した音声データを入力する。また、Ｉ／Ｏ部５１０は、ナビゲーション装置７００から送信される、誘導経路や、現在位置の座標情報、目的地の座標情報、地図データ等を入力する。また、Ｉ／Ｏ部５１０は、車車間通信装置３１０による車車間通信により取得した車両情報を自動運転支援装置３００から入力する。Ｉ／Ｏ部５１０は、入力したこれらのデータを制御部５２０に出力する。

第１判定部５２１は、加速度データと、振動データと、現在位置を示す位置座標と、地図データとを入力する。また、第１判定部５２１は、自動運転支援装置３００から渡された車両情報を入力する。
第１判定部５２１は、自動運転支援装置３００において自動運転が行われている場合に、入力した情報に基づいて、自車両１０の搭乗者の緊張度が高まる要因（以下、緊張要因という）が生じているか否かを判定する。緊張要因として、例えば、大きな加速度が自車両１０にかかる場合、振幅の大きな揺れが生じる場合、細かいガタガタという微振動が生じる場合、走行中の道路が初めて走行する道路である場合、走行中の道路の道幅が狭い場合、車線数が減少する場合、路肩駐車した車両により走行可能な幅員が減少する場合、トンネル内等の圧迫感を受ける場所を走行する場合等を挙げることができる。

第１判定部５２１は、緊張要因が生じているか否かを判定するため、まず、３次元加速度センサ５３１によって測定される加速度データと、第１しきい値とを比較して、自車両１０の前後方向又は横方向の加速度が所定値以上になっているか否かを判定する。なお、３次元加速度センサ５３１は、前後方向、横方向等の複数方向の加速度を測定可能であるため、第１しきい値も、比較する加速度に応じて異なる値が用意されているものとする。すなわち、横方向第１しきい値と、前後方向第１しきい値とがそれぞれ用意されているものとする。

また、第１判定部５２１は、振動センサ５３２の検出する振動データと、第２しきい値及び第３しきい値とを比較して、自車両１０の車体に振動が生じているか否かを判定する。第２しきい値は、振幅の大きな揺れを検出するためのしきい値である。また、第３しきい値は、振幅の小さい微小振動を検出するためのしきい値である。第２しきい値は、第３しきい値よりも値が大きく設定されている。第１判定部５２１は、振動データの振幅（車体の変位量）が第２しきい値よりも大きい場合に、振幅の大きい揺れが車体に生じていると判定する。また、第１判定部５２１は、振動データの振幅が第２しきい値よりも小さく、第３しきい値よりも大きい場合に、車体に微小振動が生じていると判定する。なお、微小振動を検出する場合には、微小振動が所定時間以上継続しているか否かを判定して、所定時間以上継続している場合に、車体に微小振動が生じていると判定してもよい。

また、第１判定部５２１は、ナビゲーション装置７００から入力した現在位置を示す位置座標及び地図データを用いて、緊張要因が生じているかを判定する。第１判定部５２１は、地図データを参照して、自車両１０の現在位置が初めて走行する道路上にあるか否かを判定する。ナビゲーション装置７００から入力する地図データには、過去に走行した道路の履歴である走行履歴情報が含まれている。また、第１判定部５２１は、地図データを参照して、自車両１０の前方において道路の道幅が狭くなるか否か、道路の車線数が減少するか否か、トンネルが設けられているか否かを判定する。ナビゲーション装置７００から入力する地図データには、地図データに記録された道路の道幅の情報や、車線数の情報が含まれている。また、第１判定部５２１は、車車間通信装置３１０が車車間通信により取得した車両情報により、自車両１０の前方において、路肩駐車をした車両が存在するか否かを判定する。

第１判定部５２１は、緊張要因が生じていると判定すると、緊張要因が生じている旨を緊張度算出部５２２に出力する。緊張度算出部５２２は、第１判定部５２１から緊張要因が生じている旨の通知を受けると、搭乗者の顔写真データや、生体情報に基づいて搭乗者の緊張度を算出する。

緊張度算出部５２２は、搭乗者の身体反応に基づいて緊張度を算出する。身体反応には、例えば、搭乗者の顔の表情、声質の変化、瞳孔の開き具合等が含まれる。
緊張度算出部５２２は、顔写真データの表情を解析して、搭乗者の緊張度を算出する。顔写真データから搭乗者の表情を解析する方法は、既に一般的に知られた周知の方法であり、例えば、「Ｐ．エクマン、Ｗ．フリーセン：表情分析入門、表情に隠された意味をさぐる，工藤力訳，第７版，誠信書房、２０００．」に開示された方法を用いることができる。なお、この方法に限らず、他の一般的に知られた任意の方法を用いることもできる。
また、緊張度算出部５２２は、顔写真データに基づいて搭乗者の瞳孔が開いているか否かを判定して、瞳孔が開いていると判定される場合に、搭乗者の緊張度が高いと判定することができる。また、緊張度算出部５２２は、搭乗者の発言内容や、声質の変化（周波数の変化）、話す速度の変化等に基づいて、搭乗者の緊張度を判定する。例えば、音声データから「怖い」といった単語を音声解析により抽出して、搭乗者の緊張度を判定することができる。
なお、緊張度算出部５２２が算出する緊張度は、運転席に着座した運転者の緊張度に限られない。例えば、助手席や後部座席に着座した搭乗者がいる場合、緊張度算出部５２２は、これらの搭乗者の緊張度も算出する。

また、緊張度算出部５２２は、搭乗者の心拍数、発汗量等の生体情報に基づいて緊張度を算出する。緊張度算出部５２２は、搭乗者の発汗量が多いほど、緊張度が高いと判定する。また、緊張度算出部５２２は、搭乗者の心拍数が高いほど、緊張度が高いと判定する。緊張度算出部５２２は、顔写真データや、生体情報、身体反応に基づいて緊張度をそれぞれに評価し、緊張度を評価した評価値を算出する。なお、１つの生体情報から１つの緊張度を求めてもよいし、複数の生体情報から１つの緊張度の評価値を求めるようにしても良い。

第２判定部５２３は、緊張度算出部５２２が算出した評価値に基づいて、搭乗者が緊張状態にあるか否かを判定する。例えば、第２判定部５２３は、緊張度算出部５２２が算出した複数の評価値のすべての値が所定値以上である場合に、搭乗者が緊張状態にあると判定する。また、第２判定部５２３は、評価値の平均（単純平均や加重平均）により搭乗者が緊張状態にあるか否かを判定してもよい。第２判定部５２３は、搭乗者が緊張状態にあると判定すると、指示部５２４に、その旨を通知する。
また、自車両１０に複数の搭乗者がいる場合には、例えば、第２判定部５２３は、搭乗者の一人でも緊張状態にあると判定される場合に、搭乗者が緊張状態にあると判定してもよい。また、第２判定部５２３は、緊張状態にあると判定される搭乗者の人数が過半数以上である場合に、搭乗者が緊張状態にあると判定してもよい。また、第２判定部５２３は、運転席に着座した運転者が緊張状態にあると判定される場合には、他の搭乗者が緊張状態にない場合であっても、搭乗者が緊張状態にあると判定してもよい。

指示部５２４は、第２判定部５２３から搭乗者が緊張状態にある旨の通知を受けると、自動運転支援装置３００に、自車両１０の速度を減速するように指示する減速指示を出力する。

指示部５２４からの減速指示を入力した自動運転支援装置３００は、目標速度パターンを変更して車速を減速させた自動運転制御情報を生成して、車両制御ＥＣＵ２００に出力する。車両制御ＥＣＵ２００は、自動運転支援装置３００から入力した自動運転制御情報に基づいて、エンジンＥＣＵ１１０や、ブレーキＥＣＵ１３０を制御する。すなわち、ブレーキＥＣＵ１３０は、車両制御ＥＣＵ２００から受信した制御信号に基づいてブレーキ装置１３５を駆動させ、自車両１０の制動を行う。また、エンジンＥＣＵ１１０は、車両制御ＥＣＵ２００から受信した制御信号に基づいて燃料噴射を停止させて、自車両１０の速度を減速させる。

なお、人が不快に感じる加速度が０．４Ｇであることが知られている。このため、自動運転支援装置３００の制御により自車両１０の速度を減速させる場合も、０．４Ｇ（毎秒１４ｋｍ／ｈ）を限度として速度を減速させるとよい。また、高速道路を制限速度の１００ｋｍ／ｈで走行している場合、９０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈと段階的に減速させて、最低速度の５０ｋｍ／ｈよりも速度が遅くならないようにする。

また、自車両１０に大きな加速度がかかっている、自車両１０に振幅の大きな揺れが生じている、細かいガタガタという微振動が生じている等の緊張要因が解消され、搭乗者の緊張を検出できなくなった場合には、制限前の速度まで、自車両１０を加速させるとよい。すなわち、指示部５２４は、自動運転支援装置３００への減速指示を停止する。また、自動運転支援装置３００は、目標速度パターンを変更して車速を加速させた自動運転制御情報を生成して、車両制御ＥＣＵ２００に出力する。

また、速度制限装置５００は、減速指示を自動運転支援装置３００に出力した地点の情報を不揮発性記憶装置（不図示）に記憶しておき、不揮発性記憶装置に記憶された地点を通過する場合に、指示部５２４は、第１判定部５２１、緊張度算出部５２２、第２判定部５２３の処理を経ることなく、自動運転支援装置３００に、車速の減速を指示してもよい。

次に、図７に示すフローチャートを参照しながら速度制限装置５００の制御部５２０の処理手順を説明する。なお、以下の説明では、運転席に着座した運転者だけを対象として処理を行う場合を例に説明する。
制御部５２０は、まず、自動運転支援装置３００の制御による自動運転中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。自動運転中ではないと判定すると（ステップＳ１／ＮＯ）、制御部５２０は、この処理フローを終了させる。また、自動運転中であると判定すると（ステップＳ１／ＹＥＳ）、３次元加速度センサ５３１、振動センサ５３２、ナビゲーション装置７００、自動運転支援装置３００等から送信されたデータをＩ／Ｏ部５１０を介して入力する（ステップＳ２）。制御部５２０に入力されるデータには、３次元加速度センサ５３１によって測定された加速度データ、振動センサ５３２によって測定された振動データ、ナビゲーション装置７００から送信される、誘導経路や、現在位置の座標情報、目的地の座標情報、地図データ等が含まれる。また、制御部５２０は、車車間通信装置３１０による車車間通信により取得した車両情報を自動運転支援装置３００から入力する。

次に、制御部５２０の第１判定部５２１は、入力した加速度と横方向第１しきい値とを比較し、自車両１０の横方向加速度が横方向第１しきい値以上になっているか否かを判定する（ステップＳ３）。肯定判定の場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、第１判定部５２１は、運転者を緊張させる緊張要因が生じていると判定し、緊張度算出部５２２にその旨を通知し、ステップＳ８の処理に移行する。なお、このステップＳ３では、横方向加速度を横方向第１しきい値と比較して、自車両１０の横方向加速度が所定値以上になっているか否かを判定していたが、前後方向加速度と縦方向第１しきい値とを比較して、自車両１０の前後方向の加速度がしきい値以上になっているか否かを判定してもよい。

ステップＳ３の判定が否定判定の場合、第１判定部５２１は、振動センサ５３２から入力した振動と、第２しきい値とを比較して、自車両１０に振幅の大きい揺れが生じているか否かを判定する（ステップＳ４）。振動センサ５３２で検出される振動の振幅が第２しきい値よりも大きい場合、第１判定部５２１は、自車両１０に振幅の大きな揺れが生じていると判定する（ステップＳ４／ＹＥＳ）。この場合、第１判定部５２１は、運転者を緊張させる緊張要因が生じていると判定し、緊張度算出部５２２にその旨を通知し、ステップＳ８の処理に移行する。

ステップＳ４の判定が否定判定の場合、第１判定部５２１は、振動センサ５３２から入力した振動と、第３しきい値とを比較して、微小振動を検知したか否かを判定する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５の判定では、所定時間以上継続するものを微小振動として検出するものであってもよい。第１判定部５２１は、自車両１０に微小振動が生じていると判定すると（ステップＳ５／ＹＥＳ）、運転者を緊張させる緊張要因が生じていると判定し、緊張度算出部５２２にその旨を通知し、ステップＳ８の処理に移行する。

また、ステップＳ５の判定が否定判定の場合、第１判定部５２１は、自車両１０の走行中の道路が、道幅の狭い道路であるか否かを判定する（ステップＳ６）。第１判定部５２１は、ナビゲーション装置７００から取得した現在位置を示す座標情報と、地図データとに基づいて、走行中の道路が道幅の狭い道路であるか否かを判定する（ステップＳ６）。ナビゲーション装置７００から取得する地図データには、自車両１０が過去に走行した道路の履歴である走行履歴情報や、地図データに記録された道路の道幅の情報が含まれている。第１判定部５２１は、地図データに基づいて道幅の狭い道路を走行中であると判定すると（ステップＳ６／ＹＥＳ）、運転者を緊張させる緊張要因が生じていると判定し、緊張度算出部５２２にその旨を通知し、ステップＳ８の処理に移行する。

また、ステップＳ６の判定が否定判定の場合、第１判定部５２１は、自車両１０が走行中の道路が、初めて走行する道路であるか否かを判定する（ステップＳ７）。第１判定部５２１は、現在位置を示す座標情報と、地図データとに基づいて、走行中の道路が初めて走行する道路であるか否か判定する（ステップＳ７）。第１判定部５２１は、初めて走行する道路であると判定すると（ステップＳ７／ＹＥＳ）、運転者を緊張させる緊張要因が生じていると判定し、緊張度算出部５２２にその旨を通知し、ステップＳ８の処理に移行する。

ステップＳ８の処理では、緊張度算出部５２２は、搭乗者撮影用カメラ５６０に指示して、運転者の顔写真を撮影させる（ステップＳ８）。緊張度算出部５２２は、搭乗者撮影用カメラ５６０によって撮影された運転者の顔写真データを入力する。

また、ステップＳ９では、緊張度算出部５２２は、運転者の生体情報を入力する（ステップＳ９）。生体情報には、心拍数センサ５３３によって測定された心拍数、発汗センサ５３４によって測定された発汗量、マイクロフォン５７０から入力した音声データが含まれる。

緊張度算出部５２２は、顔写真データや、生体情報を入力すると、入力したこれらの情報をもとに運転者の緊張度を評価した評価値を算出する。例えば、緊張度算出部５２２は、顔写真データから瞳孔の開き具合を判定して、運転者の緊張状態を評価した評価値を算出する。また、緊張度算出部５２２は、心拍数や、発汗量に基づいて運転者の緊張状態を評価した評価値を算出する。また、緊張度算出部５２２は、音声データを音声解析して、運転者の発言内容や、声質に基づいて運転者の緊張状態を評価した評価値を算出する。緊張度算出部５２２は、算出した評価値を第２判定部５２３に出力する。

第２判定部５２３は、緊張度算出部５２２から入力した評価値に基づいて、運転者が緊張状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。第２判定部５２３は、複数の評価値のすべての値が所定値以上である場合に、運転者が緊張していると判定してもよいし、評価値の平均（単純平均や加重平均）が所定値以上である場合に、運転者が緊張していると判定してもよい。第２判定部５２３は、運転者が緊張していると判定すると（ステップＳ１０／ＹＥＳ）、その旨を指示部５２４に通知する。

第２判定部５２３から通知を受けた指示部５２４は、自動運転支援装置３００に、減速指示を出力する（ステップＳ１１）。

減速指示を入力した自動運転支援装置３００により目標速度パターンを減速させた自動運転制御情報が生成され、車両制御ＥＣＵ２００がこの自動運転制御情報に基づいてエンジンＥＣＵ１１０や、ブレーキＥＣＵ１３０を制御する。これにより自車両１０の速度が減速される。

また、ステップＳ７の判定が否定判定の場合、指示部５２４は、減速指示を自動運転支援装置３００に出力せず、目標速度パターンが変更されない。このため、自動運転支援装置３００により、目標速度パターンが変更されることはなく、車両制御ＥＣＵ２００は、変更のない自動運転制御情報に基づいてエンジンＥＣＵ１１０や、ブレーキＥＣＵ１３０を制御する。従って、自車両１０は、定速走行又は加速走行を行う（ステップＳ１２）。

以上、詳細に説明したように本実施形態の速度制限装置５００は、車両の挙動に変化が生じた場合であって、搭乗者の緊張度の評価値が所定値以上であると判定される場合に、自動運転支援装置３００に、車速の減速を指示する。従って、搭乗者の感情を反映させた車両制御を行うことができる。

また、車両の挙動に関する情報には、３次元加速度センサ５３１で測定される加速度と、振動センサ５３２で測定される振動とが含まれている。従って、車両の搭乗者が恐怖を感じる要因に基づいて、搭乗者の緊張度に変化があるか否かを判定することができる。

また、搭乗者の緊張度合いを判断する場合に、搭乗者の生体情報と、搭乗者の身体反応との少なくとも一方に基づいて判断する。従って、搭乗者の緊張度を精度よく求めることができる。

また、速度制限装置５００は、自車両１０が道幅の狭い道路を走行する場合、初めて走行する道路を走行する場合、道路の車線数が減少する場合、トンネル内を走行する場合との少なくとも１つの要因が発生した場合に、緊張要因が発生していると判定する。そして、速度制限装置５００は、緊張要因が発生していると判定すると、緊張度の評価値を算出して、搭乗者が緊張状態にあるか否かを判定する。従って、道路環境により搭乗者を緊張させると判定される場合に、搭乗者が緊張状態にあるか否かを判定することで、搭乗者の感情を反映させた車両制御の精度を高めることができる。

また、生体情報に、搭乗者の手の発汗量と、搭乗者の心拍数との少なくとも一方が含まれることにより、搭乗者の緊張度を精度よく判定することができる。

また、身体反応に、搭乗者の顔の表情と、声質の変化と、瞳孔の開き具合との少なくとも１つが含まれることにより、搭乗者の緊張度を精度よく判定することができる。

また、速度制限装置５００は、自車両１０が自動運転により走行している場合に、搭乗者の緊張度を判定して、車両の速度を減速させる制御を行う。このため、搭乗者が恐怖を感じている場合に、手動操作を行わなくても、自動で車両の速度を減速させることができる。

上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、自動運転支援装置３００の制御による自動運転が行われている場合を例に説明した。すなわち、この自動運転は、運転者が運転に関する操作を一切行うことなく、自車両１０の自動的な走行が可能な完全自動運転である。

しかしながら、自動運転は、完全自動運転に限られるものではない。例えば、完全自動運転以外の自動運転として、特定機能自動運転と、複合機能自動運転とが含まれる。特定機能自動運転は、加速・制動操作と、制動操作と、操舵操作とのうちのいずれか１つを自動運転支援システム１により支援するモードである。また、複合機能自動運転は、加速・制動操作と、制動操作と、操舵操作とのうちの少なくとも２つの運転操作を自動運転支援システム１により支援するモードである。

加速・制動操作を支援する機能には、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）とＣＡＣＣ（Cooperative Adaptive Cruise Control）とが含まれる。ＡＣＣは、車両の前方に搭載されたレーダ装置３３０を用いて、前方を走行する先行車両との車間距離を一定に保ち、必要に応じてドライバへの警告を行うシステムである。また、ＣＡＣＣは、ＡＣＣの機能に加え、車車間通信によって先行車両の加減速情報を共有することで、より精密な車間距離制御を行うシステムである。また、ドライバの操舵操作を支援する機能には、ＬＫＡＳ（Lane Keep Assist System）が含まれる。ＬＫＡＳは、車両前方を撮影した撮影画に基づいて白線を検知し、車両が走行車線を維持するようにハンドル操作を支援するシステムである。また、ドライバの制動操作を支援する機能には、衝突被害軽減ブレーキシステムが含まれる。衝突被害軽減ブレーキシステムとは、周辺撮影用カメラ３４０やレーダ装置３３０等を用いて車両前方の障害物等を検知して運転者に警告し、また、衝突が避けられない場合には、ブレーキの補助操作を行うシステムである。

３００ 自動運転支援装置（制御装置）
５００ 速度制限装置
５１０ Ｉ／Ｏ部
５２０ 制御部
５２１ 第１判定部
５２２ 緊張度算出部（算出部）
５２３ 第２判定部（判定部）
５２４ 指示部
５３１ ３次元加速度センサ
５３２ 振動センサ
５３３ 心拍数センサ
５３４ 発汗センサ
７００ ナビゲーション装置

Claims (8)

1. 車両の挙動に関する情報を入力する入力部と、
   前記車両の搭乗者の緊張度合いを算出する算出部と、
   入力した前記車両の挙動に関する情報により前記車両の挙動に変化を検出した場合に、前記算出部により算出される前記緊張度合いが所定値以上であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記緊張度合いが所定値以上であると判定された場合に、前記車両の速度を制御する制御装置に、前記車両の速度の減速を指示する指示部と、
   を有することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両の挙動に関する情報は、加速度センサで測定される前記車両の加速度と、振動センサで測定される前記車両の振動とを含むことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記算出部は、前記搭乗者の生体情報と、前記搭乗者の身体反応との少なくとも一方に基づいて前記緊張度合いを算出することを特徴とする請求項１又は２記載の車両制御装置。
4. 前記判定部は、さらに前記車両が道幅の狭い道路を走行する場合と、前記車両が初めて走行する道路を走行する場合と、前記車両の前方において道路の車線数が減少する場合と、前記車両がトンネル内を走行する場合との少なくとも１つの要因が発生した場合に、前記算出部により算出される前記緊張度合いが所定値以上であるか否かを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記生体情報には、前記搭乗者の手の発汗量と、前記搭乗者の心拍数との少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項３記載の車両制御装置。
6. 前記身体反応には、搭乗者の顔の表情と、声質の変化と、瞳孔の開き具合との少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３記載の車両制御装置。
7. 前記算出部と、前記判定部と、前記指示部とは、前記車両が自動運転を行っている場合に、処理を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両制御装置。
8. 車両の挙動に関する情報を入力する入力ステップと、
   前記車両の搭乗者の緊張度合いを算出する算出ステップと、
   前記入力ステップで入力した前記車両の挙動に関する情報により前記車両の挙動に変化を検出した場合に、前記算出ステップにより算出される前記緊張度合いが所定値以上であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにより前記緊張度合いが所定値以上であると判定された場合に、前記車両の速度を制御する制御装置に、前記車両の速度の減速を指示する指示ステップと、
   を有することを特徴とする車両制御方法。

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