(57)【要約】車両制御システムにおいて、車両の乗員の操作を受け付ける操作受付部と、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替える自動運転制御部と、情報を出力する出力部と、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転制御部により自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、前記出力部に出力させるインターフェース制御部と、を備える。
2017168738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の乗員の操作を受け付ける操作受付部と、
前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替える自動運転制御部と、
情報を出力する出力部と、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転制御部により自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、前記出力部に出力させるインターフェース制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記インターフェース制御部は、
前記操作量と、前記閾値とを比較した結果を示す情報を、前記出力部に出力させる、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記インターフェース制御部は、
前記閾値から前記操作量を差し引いた差分が所定値以内となった場合、前記出力部に所定の情報を出力させる、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記インターフェース制御部は、
前記車両の自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値を、前記出力部から出力させる、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記自動運転制御部は、自動運転の度合が異なる複数のモードで前記自動運転を行い、
前記出力部は、複数の出力装置を含み、
前記インターフェース制御部は、前記モードに応じて、前記情報を出力する出力装置を選択する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記操作受付部は、
前記車両のアクセルペダル、ブレーキペダル、およびステアリングホイールの各操作子のうち、少なくとも１つである、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項７】
車載コンピュータが、
車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、
前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、
車両制御方法。
【請求項８】
車載コンピュータに、
車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、
前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、
処理を実行させるための車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自車両の速度制御と操舵制御とのうち、少なくとも一方を自動的に行う技術（以下、自動運転）についての研究が進められている。これに関連して、運転モード切換え時に行われる運転者のステアリング操作であるステアリングオーバーライドを検出するオーバーライド検出装置を有し、このオーバーライド検出装置による検出結果に基づいて走行車両の運転モードを制御する自動運転制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７６６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、自動運転からオーバーライドにより手動運転に切り替わるまでの運転操作系への操作の度合に関する情報が通知されないため、車両乗員に対して安心感を与えることができない場合があった。【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両乗員に対して安心感を与えることができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、車両の乗員の操作を受け付ける操作受付部（７０）と、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替える自動運転制御部（１２０）と、情報を出力する出力部（７０）と、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転制御部により自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、前記出力部に出力させるインターフェース制御部（１７４）と、を備える車両制御システム（１００）である。【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記インターフェース制御部は、前記操作量と、前記閾値とを比較した結果を示す情報を、前記出力部に出力させるものである。【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記インターフェース制御部は、前記閾値から前記操作量を差し引いた差分が所定値以内となった場合、前記出力部に所定の情報を出力させるものである。【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記インターフェース制御部は、前記車両の自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値を、前記出力部から出力させるものである。【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記自動運転制御部は、自動運転の度合が異なる複数のモードで前記自動運転を行い、前記出力部は、複数の出力装置を含み、前記インターフェース制御部は、前記モードに応じて、前記情報を出力する出力装置を選択するものである。【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記操作受付部は、前記車両のアクセルペダル、ブレーキペダル、およびステアリングホイールの各操作子のうち、少なくとも１つである。【００１２】
請求項７に記載の発明は、車載コンピュータが、車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、車両制御方法である。【００１３】
請求項８に記載の発明は、車載コンピュータに、車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、処理を実行させるための車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、２、７、および８に記載の発明によれば、車両乗員に対して、自動運転に対する安心感を与えることができる。【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、車両乗員は、操作量が閾値に近づいていることを、閾値を超える前に事前に把握することができる。【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、操作量の閾値を出力部から出力させることで、車両乗員は、現在のＨＭＩ７０に対する操作状況との差をより明確に把握することができる。【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、モードに応じて車両乗員が見ている可能性の高い出力装置に情報を表示することができる。したがって、車両乗員は、より確実に表示した情報を把握することができる。【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、アクセルペダル、ブレーキペダル、およびステアリングホイールの各操作子への操作内容に対応させて、それぞれの閾値との比較結果を表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素を示す図である。
【図２】実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。
【図３】ＨＭＩ７０の構成図である。
【図４】走行駆動力出力装置２００の機能構成例を示す図である。
【図５】ステアリング装置２１０の機能構成例を示す図である。
【図６】ブレーキ装置２２０の機能構成例を示す図である。
【図７】自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。
【図８】ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。
【図９】軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。
【図１０】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。
【図１１】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。
【図１２】車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
【図１３】３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。
【図１４】オーバーライド閾値１８８の一例を示す図である。
【図１５】ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。
【図１６】モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。
【図１７】操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第１の実施例を示す図である。
【図１８】操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第２の実施例を示す図である。
【図１９】自車両Ｍにおける車両乗員の動作内容を説明するための図である。
【図２０】切替制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図２１】表示制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
【００２１】
＜共通構成＞
図１は、実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００２２】
図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御システム１００とが搭載される。
【００２３】
ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
【００２４】
レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。
【００２５】
以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００２６】
カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。
【００２７】
なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
【００２８】
図２は、実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０等を含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤやＨＭＩ７０等）を含んでもよい。
【００２９】
ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、自車両Ｍの車両乗員（乗員）等が保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
【００３０】
通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用した無線通信を行う。
【００３１】
車両センサ６０は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
【００３２】
図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば、運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものではなく、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆の機能を備える）ことがあってもよい。ＨＭＩ７０の一部は、自車両Ｍの車両乗員の操作を受け付ける「操作受付部」の一例であり、情報を出力する「出力部」の一例である。
【００３３】
ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、図２に示すように走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。
【００３４】
走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０は、車両制御システム１００による制御により自動運転または手動運転による車両の走行を行う。なお、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０の具体例については、後述する。
【００３５】
その他運転操作デバイス８１は、例えば、シフトレバーやシフト位置センサである。ソフトレバーは、車両乗員によるシフト段の変更指示を受け付けるための操作子である。シフト位置センサは、シフトレバーを用いて車両乗員により指示されたシフト段を検出し、検出結果を示すシフト位置信号を車両制御システム１００に出力する。
【００３６】
また、その他運転操作デバイス８１は、例えば、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等である。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示等を受け付け、車両制御システム１００に出力する。
【００３７】
ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８８およびシート駆動装置８９と、ウインドウガラス９０およびウインドウ駆動装置９１と、車室内カメラ９５とを含む。
【００３８】
表示装置８２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所等に取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等である。例えば、表示装置８２は、自車両Ｍの運転を行う車両乗員の正面に位置するディスプレイである。表示装置８２は、例えばフロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。
【００３９】
コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置等を含む。表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。また、ナビゲーション装置５０がＨＭＩ７０に含まれてもよい。
【００４０】
各種操作スイッチ８６は、車室内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示する自動運転切替スイッチ８７Ａと、車両乗員がステアリングホイールを把持しながら各出力部（例えば、ナビゲーション装置５０、表示装置８２、コンテンツ再生装置８５）等における表示内容等を設定したり、画面の切り替えを行うステアリングスイッチ８７Ｂとを含む。自動運転切替スイッチ８７Ａおよびステアリングスイッチ８７Ｂは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。また、各種操作スイッチ８６は、シート駆動装置８９やウインドウ駆動装置９１を駆動するためのスイッチを含んでもよい。各種操作スイッチ８６は、車両乗員からの操作を受け付けると、操作信号を車両制御システム１００に出力する。
【００４１】
シート８８は、車両乗員が着座するシートである。シート駆動装置８９は、シート８８のリクライニング角、前後方向位置、ヨー角等を自在に駆動する。ウインドウガラス９０は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９１は、ウインドウガラス９０を開閉駆動する。
【００４２】
車室内カメラ９５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ９５は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネル等、運転操作を行う車両乗員の少なくとも頭部を撮像可能な位置に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し車両乗員を撮像する。
【００４３】
ここで、車両制御システム１００の説明に先立って、上述した走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０の具体例について、説明する。
【００４４】
＜走行駆動力出力装置２００の機能構成例＞
図４は、走行駆動力出力装置２００の機能構成例を示す図である。図４に示す走行駆動力出力装置２００は、アクセルペダル２００Ａと、アクセル開度センサ２００Ｂと、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００Ｃと、アクセルペダル反力制御部２００Ｄと、反力モータ２００Ｅと、変速制御部２００Ｆと、変速機構２００Ｇと、スロットルバルブ駆動部２００Ｈとを含んでよいが、これに限定されない。アクセルペダル反力制御部２００Ｄと反力モータ２００Ｅとを合わせたものは、アクセルペダル反力出力装置の一例である。
【００４５】
アクセルペダル２００Ａは、自車両Ｍの車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ２００Ｂは、アクセルペダル２００Ａの踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を出力する。
【００４６】
ここで、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ２００Ｃを備える。なお、自車両Ｍが、電動機を動力源とした電気自動車である場合、上述したエンジンおよび変速機の代わりに走行用モータ、エンジンＥＣＵ２００Ｃの代わりにモータＥＣＵを備える。また、自車両Ｍが、ハイブリッド自動車である場合、上述したエンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと、走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。
【００４７】
エンジンＥＣＵ２００Ｃは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、変速機構２００Ｇ等におけるシフト段等を調整する制御信号を生成し、生成した制御信号を変速制御部２００Ｆに出力する。また、走行駆動力出力装置２００は、エンジンのスロットルバルブのスロットル開度を調整し、スロットルバルブ駆動部２００Ｈに駆動信号を出力する。
【００４８】
また、走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、上述したエンジンＥＣＵ２００Ｃに代えてモータＥＣＵを備える。この場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。また、走行駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵ２００ＣおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
【００４９】
また、エンジンＥＣＵ２００Ｃは、アクセル開度センサ２００Ｂから得られるアクセル開度信号に対応させてアクセルペダル２００Ａを踏み込む力（踏力）とは逆方向の力（反力）をアクセルペダル２００Ａに出力するための反力制御信号をアクセルペダル反力制御部２００Ｄに出力する。
【００５０】
アクセルペダル反力制御部２００Ｄは、エンジンＥＣＵ２００Ｃからの反力制御信号に基づいて、アクセルペダル２００Ａへの反力を作り出すための反力モータ２００Ｅへの駆動を制御するための駆動信号を生成する。アクセルペダル反力制御部２００Ｄは、例えば反力モータ２００Ｅが発生するトルクによりストローク量、ストローク速度あるいは他の信号に応じた任意の大きさの反力をアクセルペダル２００Ａに付与させる。
【００５１】
反力モータ２００Ｅは、アクセルペダル反力制御部２００Ｄからの駆動信号に基づいてアクセルペダル２００Ａに車両乗員の踏力に対する反力を出力する。
【００５２】
変速制御部２００Ｆは、エンジンＥＣＵ２００Ｃからの変速指令に基づき変速機構２００Ｇに変速情報を送って変速制御する。この結果、変速機構２００Ｇは、自車両Ｍの変速を行う。
【００５３】
スロットルバルブ駆動部２００Ｈは、エンジンＥＣＵ２００Ｃからの駆動信号により、スロットルバルブを開閉し、アクセル開度センサ２００Ｂに対応したスロットル開度を変化させる。
【００５４】
なお、上述したエンジンＥＣＵ２００Ｃは、上記各種制御を、車両制御システム１００と協調して行う。エンジンＥＣＵ２００Ｃは、車両制御システム１００とは別体のコンピュータ装置であってもよいし、統合された一つのコンピュータ装置であってもよい。
【００５５】
＜ステアリング装置２１０の機能構成例＞
図５は、ステアリング装置２１０の機能構成例を示す図である。ステアリング装置２１０は、ステアリングホイール２１０Ａと、ステアリング軸２１０Ｂと、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃと、ステアリングトルクセンサ２１０Ｄと、反力モータ２１０Ｅと、アシストモータ２１０Ｆと、転舵機構２１０Ｇと、操舵角センサ２１０Ｈと、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉとを含んでよいが、これに限定されない。
【００５６】
ステアリングホイール２１０Ａは、車両乗員による操舵指示を受け付ける操作子の一例である。ステアリングホイール２１０Ａに代えて、ジョイスティック等の他の種類の操作デバイスが搭載されてもよい。ステアリングホイール２１０Ａに対してなされた操作は、ステアリング軸２１０Ｂに伝達される。ステアリング軸２１０Ｂには、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃと、ステアリングトルクセンサ２１０Ｄとが取り付けられる。ステアリング操舵角センサ２１０Ｃは、ステアリングホイール２１０Ａが操作された角度を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉに出力する。ステアリングトルクセンサ２１０Ｄは、ステアリング軸２１０Ｂに作用しているトルク（ステアリングトルク）を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉに出力する。反力モータ２１０Ｅは、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉの制御によって、ステアリング軸２１０Ｂにトルクを出力することで、ステアリングホイール２１０Ａに対して操作反力を出力する。
【００５７】
アシストモータ２１０Ｆは、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉの制御によって、転舵機構２１０Ｇに対してトルクを出力することで、転舵機構２１０Ｇに転舵力を発生させる。転舵機構２１０Ｇは、例えば、ラックアンドピニオン機構である。操舵角センサ２１０Ｈは、転舵機構２１０Ｇの角度（操舵角）を示す量（例えばラックストローク）を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉに出力する。ステアリング軸２１０Ｂと転舵機構２１０Ｇとの間は、固定的に連結されてもよいし、切り離されてもよいし、クラッチ機構などを介して連結されてもよい。
【００５８】
ステアリングＥＣＵ２１０Ｉは、上記各種制御を、車両制御システム１００と協調して行う。ステアリングＥＣＵ２１０Ｉは、車両制御システム１００とは別体のコンピュータ装置であってもよいし、統合された一つのコンピュータ装置であってもよい。
【００５９】
＜ブレーキ装置２２０の機能構成例＞
図６は、ブレーキ装置２２０の機能構成例を示す図である。図６に示すブレーキ装置２２０は、ブレーキペダル２２０Ａと、踏力センサ２２０Ｂと、ブレーキＥＣＵ２２０Ｃと、ブレーキ反力制御部２２０Ｄと、反力モータ２２０Ｅと、ブレーキ機構２２０Ｆとを含んでよいが、これに限定されない。
【００６０】
ブレーキペダル２２０Ａは、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。踏力センサ２２０Ｂは、ブレーキペダル２２０Ａに加えられる踏力（或いは踏込量）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号をブレーキＥＣＵ２２０Ｃに出力する。
【００６１】
ブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、踏力センサ２２０Ｂで検出したブレーキペダル２２０Ａの踏力等に基づいて、反力モータ２２０Ｅの作動を制御するための制御信号を生成する。また、踏力センサ２２０Ｂで検出したブレーキペダル２２０Ａの踏力等に基づいて、ブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、ブレーキアクチュエータ等のブレーキ機構２２０Ｆの作動を制御する。
【００６２】
ブレーキ反力制御部２２０Ｄは、ブレーキＥＣＵ２００Ｃからの制御信号に基づいて反力モータ２２０Ｅを介してブレーキペダル２２０Ａに出力される反力を制御する。
【００６３】
反力モータ２２０Ｅは、ブレーキ反力制御部２２０Ｄの制御により、トルクを発生させ、発生したトルクによりストローク量、ストローク速度あるいは他の信号に応じた任意の大きさの反力をブレーキペダル２２０Ａに出力する。なお、反力モータ２２０Ｅは、ブレーキペダル２２０Ａの操作に対する反力を発生する機能と、ブレーキペダル２２０Ａのストローク開始踏力を変化させる機能とを有している。
【００６４】
なお、上述したブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、上記各種制御を、車両制御システム１００と協調して行う。ブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、車両制御システム１００とは別体のコンピュータ装置であってもよいし、統合された一つのコンピュータ装置であってもよい。
【００６５】
上述した走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０は、それぞれアクセルペダル２００Ａ、ステアリングホイール２１０Ａ、およびブレーキペダル２２０Ａに対して、反力を与えることができる。この反力は、例えば、自車両Ｍの車両乗員が誤ったオーバーライドを行わないように反力を与えることができる。これにより、例えばアクセルペダル２００Ａやブレーキペダル２２０Ａを、自動運転中におけるフットレスト（足置き場）として使用することができ、また、ステアリングホイール２１０Ａをアームレスト（腕置き場）として使用することができる。
【００６６】
［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等が組み合わされた構成であってよい。
【００６７】
図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、ＨＭＩ制御部（インターフェース制御部）１７０と、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。
【００６８】
目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
【００６９】
記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６、オーバーライド閾値１８８、およびモード別操作可否情報１９０等の情報が格納される。記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。また、車両制御システム１００のコンピュータ（車載コンピュータ）は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。
【００７０】
目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。
【００７１】
高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、高精度地図情報１８２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
【００７２】
自動運転制御部１２０は、自車両Ｍの速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行う。なお、速度制御とは、例えば自車両Ｍの加減速に関する制御であり、加減速には加速および減速のうち一方または双方が含まれる。また、自動運転制御部１２０は、ＨＭＩ７０等の操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に自動的に切り替える制御を行う。
【００７３】
自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下の異なる複数のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモード数や各モードの内容は任意に決定されてよい。
【００７４】
［モードＡ］
モードＡは、最も自動運転の度合が高いモードである。モードＡが実施されている場合、複雑な合流制御等、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要がない。
【００７５】
［モードＢ］
モードＢは、モードＡの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＢが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
【００７６】
［モードＣ］
モードＣは、モードＢの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＣが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に対して行う必要がある。モードＣでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員がＨＭＩ７０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
【００７７】
自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様等に基づいて、自動運転のモードを決定する。自動運転のモードは、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、モードＡは実施されないものとしてよい。いずれのモードにおいても、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。
【００７８】
自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
【００７９】
自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２から認識される道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ４０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。
【００８０】
図７は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。
【００８１】
外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者、落下物、踏切、信号機、工事現場等の付近に設置された看板、その他の物体の位置を認識してもよい。
【００８２】
行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００８３】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速（加速または減速）させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。
【００８４】
図８は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
【００８５】
図９は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。
【００８６】
走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち何れかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面等において、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車等のイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
【００８７】
軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図１０は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図１０は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。
【００８８】
軌道候補生成部１４６Ｂは、図１０に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。
【００８９】
図１１は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点の間隔を徐々に狭くする。
【００９０】
このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定される。
【００９１】
ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。
【００９２】
図１２は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。
【００９３】
図１３は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、上述した図１０に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図１３に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。
【００９４】
評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量等が小さいほど高く評価される。
【００９５】
切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７Ａから入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する速度（加速および減速のうち一方または双方）、または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える制御を行う。
【００９６】
例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系（例えば、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０のうち少なくとも１つ）の構成から入力された信号が示す操作量と、記憶部１８０に記憶された操作量の閾値（オーバーライド閾値１８８）とを比較する。なお、操作量とは、例えば、操作力の大きさや操作により変化した距離や角度の大きさ等を含む。
【００９７】
ここで、走行駆動力出力装置２００から得られる操作量とは、例えば、アクセル開度センサ２００Ｂにより検出された車両乗員の操作に基づくアクセル開度に関する情報である。また、ステアリング装置２１０から得られる操作量とは、例えば、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃにより検出された車両乗員の操作に基づく操舵角に関する情報である。また、ブレーキ装置２２０から得られる操作量とは、例えば、踏力センサ２２０Ｂにより検出された車両乗員の操作に基づく踏力に関する情報である。
【００９８】
切替制御部１５０は、上述した操作量が閾値を超えた場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替えるオーバーライド制御を行う。例えば、切替制御部１５０は、上述した操作量から閾値を引いた値が０未満である場合や、操作量を閾値で割った値（割合、比率）が１を超える場合等に、オーバーライド制御を行う。また、切替制御部１５０は、操作量が閾値を超えた状態が基準時間以上継続した場合に、上述したオーバーライド制御を行ってもよい。
【００９９】
ここで、図１４は、オーバーライド閾値１８８の一例を示す図である。図１４の例において、オーバーライド閾値１８８の項目としては、例えば「操作量情報」、および「閾値」等があるが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、オーバーライド閾値以外の閾値を設定し、その設定値との比較を行ってもよい。
【０１００】
「操作量情報」とは、例えば車両乗員が操作受付部を操作した結果、操作受付部に生じる操作量に関する情報である。操作受付部の一例としては、アクセルペダル２００Ａ、ステアリングホイール２１０Ａ、およびブレーキペダル２２０Ａのうち、少なくとも１つである。また、操作量情報の一例としては、例えば、アクセルペダル２００Ａに対するアクセル開度、ステアリングホイール２１０Ａに対するステアリング操舵角、ブレーキペダル２２０Ａに対するブレーキ踏量等があるが、これに限定されるものではない。図１４の例では、上述したそれぞれの操作量情報に対して、それぞれ閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３が設定されている。
【０１０１】
切替制御部１５０は、実際に車両乗員の運転操作により取得したアクセル開度、操舵角、ブレーキ踏量に対応付けられた操作量と、オーバーライド閾値１８８に記憶された操作量の閾値とを比較し、比較結果に基づいて、上述したオーバーライド制御を行う。
【０１０２】
また、切替制御部１５０は、その比較した結果を示す情報をＨＭＩ制御部１７０に出力する。比較した結果を示す情報とは、例えば上述した操作量に関する情報、操作量の閾値に関する情報、および比較結果に関する情報等であるが、これに限定されるものではない。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。
【０１０３】
走行制御部１６０は、上述した行動計画生成部１４４および軌道生成部１４６により決定されたスケジュールに基づいて、自車両Ｍの速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行う。例えば、走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された（スケジューリングされた）走行軌道（軌道情報）を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。
【０１０４】
ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０の運転操作系から受け付けられた自車両Ｍの車両乗員からの加速制御および／または操舵制御に関する操作量と、自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部等に出力させる。
【０１０５】
図１５は、ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。図１５の例において、ＨＭＩ制御部１７０は、比較情報取得部１７２と、インターフェース制御部１７４と、モード別操作可否判定部１７６とを備える。
【０１０６】
比較情報取得部１７２は、上述した切替制御部１５０から、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０）から受け付けられた自車両Ｍの車両乗員からの加速制御および／または操舵制御に関する操作量と、自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を取得する。例えば、比較情報取得部１７２は、上述した操作量と閾値との関係を示す情報として、操作量と閾値とを比較した結果を示す情報を取得する。
【０１０７】
インターフェース制御部１７４は、比較情報取得部１７２により取得した情報を出力部から出力し、自車両Ｍの車両乗員に通知する。出力部の一例としては、ナビゲーション装置５０、表示装置８２、およびスピーカ８３等のうち、少なくとも１つを含む。
【０１０８】
なお、インターフェース制御部１７４は、モード別操作可否判定部１７６により、運転モードにより車両乗員が操作可能な出力部に対して、上述した操作量と、操作量の閾値との関係を示す情報を出力させるように制御してもよい。このように、車両乗員が見ている可能性の高い出力部に対して操作状況に関する情報を表示させることで、より確実に車両乗員に把握させることができる。
【０１０９】
モード別操作可否判定部１７６は、自動運転制御部１２０により自動運転のモードの情報が通知されると、モード別操作可否情報１９０を参照して、自動運転のモードの種別に応じてＨＭＩ７０（非運転操作系）の操作可否を判定する。
【０１１０】
図１６は、モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。図１６に示すモード別操作可否情報１９０は、運転モードの項目として「手動運転モード」、「自動運転モード」とを有する。また、「自動運転モード」として、上述した「モードＡ」、「モードＢ」、および「モードＣ」等を有する。また、モード別操作可否情報１９０は、非運転操作系の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置８５に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置８２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。図１６に示すモード別操作可否情報１９０の例では、上述した運転モードごとに非運転操作系に対する車両乗員の操作の可否が設定されているが、対象のインターフェース装置（表示部等）は、これに限定されるものではない。
【０１１１】
モード別操作可否判定部１７６は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報に基づいてモード別操作可否情報１９０を参照することで、出力部に含まれる複数の出力装置のうち、使用が許可される出力装置と、使用が許可されない出力装置とを判定する。また、モード別操作可否判定部１７６は、判定結果をインターフェース制御部１７４に出力する。これにより、インターフェース制御部１７４は、非運転操作系のＨＭＩ７０等に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。
【０１１２】
例えば、車両制御システム１００が実行する運転モードが手動運転モードの場合、車両乗員は、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、アクセルペダル２００Ａ、ステアリングホイール２１０Ａ、およびブレーキペダル２２０Ａ等）を操作する。このような場合、車両乗員の運転以外の行動（例えば、ＨＭＩ７０の非運転操作系の操作等）により注意が散漫になること（ドライバーディストラクション）を防止するため、インターフェース制御部１７４は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。
【０１１３】
また、車両制御システム１００が実行する運転モードが自動運転モードのモードＢ、モードＣ等である場合、車両乗員には、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。したがって、このような場合にも、インターフェース制御部１７４は、ドライバーディストラクションを防止するためにＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。
【０１１４】
また、インターフェース制御部１７４は、運転モードが自動運転のモードＡである場合、ドライバーディストラクションの規制を緩和し、操作を受け付けていなかった非運転操作系に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。
【０１１５】
例えば、インターフェース制御部１７４は、出力部に含まれる複数の出力装置の一例である表示装置８２に映像を表示させたり、スピーカ８３に音声を出力させたり、コンテンツ再生装置８５にＤＶＤ等からコンテンツを再生させたりする。なお、コンテンツ再生装置８５が再生するコンテンツには、ＤＶＤ等に格納されたコンテンツの他、例えば、テレビ番組等の娯楽、エンターテイメントに関する各種コンテンツが含まれてよい。また、図１６に示す「コンテンツ再生操作」は、このような娯楽、エンターテイメントに関するコンテンツ操作を意味するものであってよい。
【０１１６】
また、図１６に示すモード別操作可否情報１９０において、「インストルメントパネル操作」は、モードＣでも操作が可能である。なお、この場合、インストルメントパネルに対応する表示装置８２は、例えば自車両Ｍの運転を行う車両乗員の正面に位置するディスプレイである。表示装置８２は、自動運転モード（モードＡ〜モードＣ）のうち、最も自動運転の度合が低いモードが実行される場合に、車両乗員の操作を受け付けることができる。したがって、インターフェース制御部１７４は、例えばモードＣによる自動運転が実行される場合に、表示装置８２に対して操作量と閾値との関係を示す情報を出力させる。
【０１１７】
このように、インターフェース制御部１７４は、運転モードに応じて、操作量と閾値との関係を示す情報を出力する出力装置を選択し、選択した出力装置に上述した情報を出力させることができる。これにより、インターフェース制御部１７４は、例えば車両乗員が見ている可能性の高い出力装置に情報を表示させることができる。
【０１１８】
図１７は、操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第１の実施例を示す図である。図１７の例では、例えば表示装置８２の画面に表示される例を示しているが、ナビゲーション装置５０等の他の出力部に表示されていてもよい。
【０１１９】
図１７（Ａ）の例では、表示装置８２の画面３００上に、操作量と閾値とを比較した結果を示す情報として、オーバーライド制御されるまでのブレーキペダル２２０Ａの踏み込み力の割合が文字情報３１０で示されている。文字情報３１０の例としては、図１７（Ａ）に示すように「オーバーライドまであと９０％」等があるが、これに限定されるものではなく、例えば「現在の踏み込み量５０」、「手動運転に切り替わるまでの踏み込み角度１２°」等の各種のメッセージであってもよい。また、インターフェース制御部１７４は、上述した文字情報３１０の他に、自車両の車両乗員が視覚的にすぐに理解できるように、ブレーキペダル２２０Ａに足を乗せた画像３２０を表示させてもよい。この場合、図１７（Ａ）に示すように踏み込みの量（割合、比率等）に対応した角度θで表示させるのが好ましい。これにより、より明確に車両乗員にＨＭＩ７０に対する操作状況を通知することができる。
【０１２０】
また、インターフェース制御部１７４は、例えば閾値から操作量を差し引いた差分が所定値以内となった場合、出力部に所定の情報（例えば、警告等）を出力させてもよい。この場合、インターフェース制御部１７４は、例えば図１７（Ｂ）に示すように、画面３０２上に「オーバーライドまであと１０％」等の文字情報３１２の他に、「もうすぐオーバーライドされます！」等の警告情報を出力させる。また、操作内容に対応する画像３２２を画面３０２に表示させる場合、インターフェース制御部１７４は、図１７（Ｂ）に示すように角度θを小さくして表示させることで、ブレーキペダル２２０Ａを踏み込んでいることを視覚的に伝えることができる。
【０１２１】
なお、上述の例では、ブレーキペダルについて説明したが、同様にアクセルペダル２００Ａまたはステアリングホイール２１０Ａに対する操作状態を文字情報３１０や画像３２０で表示してもよい。また、文字や画像の他、文字情報３１０，３１２に対応する音声情報を、スピーカ８３等の出力部から出力させてもよい。
【０１２２】
図１８は、操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第２の実施例を示す図である。第２の実施例では、表示装置８２等の出力部の画面３０４上に、ブレーキ踏量に関する文字情報３１４と画像３２４、およびステアリング操舵角に関する文字情報３１６と画像３２６が表示されている。例えば、車両乗員が複数の操作子を操作している場合、それぞれの操作内容に対する情報を画面３０４上に表示させる。逆に、車両乗員が操作していない操作子（例えば、アクセルペダル２００Ａ）については、図１８に示すように表示しなくてもよい。
【０１２３】
第２の実施例において、インターフェース制御部１７４は、オーバーライド閾値（自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値）と、現在の操作量（図１８に示す斜線部）とを画像３２４，３２６に示している。また、図１８の例では、自動運転に対してブレーキペダル２２０Ａやステアリングホイール２１０Ａが固定された状態（中立位置）を０として、そこからの操作量を表示しているが、これに限定されるものではなく、自動運転によりブレーキペダル２２０Ａやステアリングホイール２１０Ａ等が変動する場合には、変動している位置を基準（０）としてもよい。車両乗員は、文字情報３１４，３１６と、画像３２４，３２６とを見ることで、オーバーライドにより手動運転に切り替わるまで、あとどのくらいであるのかを明確に把握することができる。なお、本実施形態では、上述した第１の実施例と第２の実施例の一部または全部を組み合わせた情報を出力してもよい。
【０１２４】
図１９は、自車両Ｍにおける車両乗員の動作内容を説明するための図である。図１９の例では、自車両Ｍの車両乗員Ｐがシート８８に着座している状態を示しており、自車両Ｍに設けられた出力部の一例として、ナビゲーション装置５０と表示装置８２とが示されている。なお、表示装置８２は、インストルメントパネルに設けられたディスプレイを示している。また、図１９の例では、ＨＭＩ７０の運転操作系の一例として、アクセルペダル２００Ａ、ブレーキペダル２２０Ａと、ステアリングホイール２１０Ａとが示されている。
【０１２５】
また、本実施形態では、モードＡ等の自動運転中は、アクセルペダル２００Ａおよびブレーキペダル２２０Ａをフットレストとして使用することができ、また、ステアリングホイール２１０Ａをアームレストとして使用することができる。また、それぞれの操作子に対する操作は、ＨＭＩ制御部１７０によりナビゲーション装置５０等の出力部に表示されるため、車両乗員Ｐは、安心して操作子を手で触れたり、操作子に足を乗せることができる。また、車両乗員Ｐは、あとどのくらい圧力（負荷）をかけるとオーバーライドにより手動運転に移行するかを容易に把握することができる。
【０１２６】
＜処理フロー＞
以下、本実施形態に係る車両制御システム１００による処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御システム１００における各種処理のうち、主に切替制御部１５０における切替制御処理、およびＨＭＩ制御部１７０による出力部への表示制御処理について説明する。
【０１２７】
図２０は、切替制御処理の一例を示すフローチャートである。図２０の例において、切替制御部１５０は、自動運転中において、車両乗員による操作子への操作を受け付け（Ｓ１００）、受け付けた操作による操作量と、予め設定されたオーバーライド閾値１８８とを比較し（Ｓ１０２）、操作量が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０４の処理では、操作量が閾値を超えた状態が基準時間以上継続しているか否かを判定してもよい。
【０１２８】
操作量が閾値を超えていない場合、切替制御部１５０は、比較した結果を示す情報をＨＭＩ制御部１７０に出力する（ステップＳ１０６）。また、操作量が閾値を超えている場合、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転への切り替え制御を行う（ステップＳ１０８）。
【０１２９】
図２１は、表示制御処理の一例を示すフローチャートである。図２１の例において、比較情報取得部１７２は、切替制御部１５０より、上述の比較した結果を示す情報を取得する（ステップＳ２００）。次に、インターフェース制御部１７４は、モード別操作可否判定部１７６等により判定された運転モードに対応して操作可能な出力部を選択する（ステップＳ２０２）。なお、ステップＳ２０２の処理では、予め設定された出力部を選択してもよい。
【０１３０】
次に、インターフェース制御部１７４は、出力部に対応した出力情報を生成する（ステップＳ２０４）。例えば、出力部がナビゲーション装置５０や表示装置８２の場合には、上述したように比較した結果を示す情報に対応する文字情報や画像を生成する。また、出力部がスピーカ８３である場合には、比較した結果を示す情報に対応する音声情報を生成する。次に、インターフェース制御部１７４は、生成した出力情報を選択した出力部に出力する（ステップＳ２０６）。
【０１３１】
上述した実施形態によれば、ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０により受け付けられた自車両Ｍの乗員からの速度制御または操舵制御に関する操作量と、自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、ＨＭＩ７０の出力部に出力させることで、自動運転からオーバーライドにより手動運転に切り替わるまでの運転操作系への操作の度合に関する情報を通知することができるため、自車両Ｍの車両乗員に対して安心感を与えることができる。
【０１３２】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、自動車製造産業に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３４】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…ＨＭＩ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ制御部、１７２…比較情報取得部、１７４…インターフェース制御部、１７６…モード別操作可否判定部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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