(57)【要約】  自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御する運転制御部と、前記自車両の乗員の熟練度を認識する熟練度認識部と、前記運転制御部により実行されるモードを選択するモード制御部であって、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更程度を制御するモード制御部と、を備える車両制御システム。
2017168739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御する運転制御部と、
前記自車両の乗員の熟練度を認識する熟練度認識部と、
前記運転制御部により実行されるモードを選択するモード制御部であって、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更程度を制御するモード制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記モード制御部は、前記熟練度認識部により認識された熟練度が低くなるのに応じて、前記運転制御部がモードの変更に要する時間または走行距離を長くする、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記運転制御部は、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記自動運転を終了して前記手動運転を実行する際の前記自車両の挙動を変更する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記熟練度認識部は、撮像する撮像部により撮像された画像に基づいて、前記自車両の乗員ごとの存在回数をカウントし、前記カウントした存在回数に基づいて、前記自車両の乗員の熟練度を認識する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項５】
外部装置と通信する通信部を更に備え、
前記熟練度認識部は、前記通信部によって前記外部装置から取得された熟練度に基づいて、前記自車両の乗員の熟練度を認識する
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記熟練度認識部は、車室内を撮像する撮像部により撮像された画像に基づく情報を、前記通信部を用いて前記外部装置に送信する、
請求項５記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記モード制御部は、自車両の乗員の熟練度が低いほど、前記運転制御部が選択可能なモードを制限する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記モード制御部は、自車両の乗員の熟練度が低いほど、前記運転制御部がモードを変更する前後における自動運転の度合の差を制限する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記モード制御部は、モードを変更する前後における自動運転の度合の差が制限されている場合、制限されている範囲内でモードを順次変更する、
請求項８記載の車両制御システム。
【請求項１０】
車載コンピュータが、
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御し、
前記自車両の乗員の熟練度を認識し、
前記実行されるモードを選択し、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更程度を制御する、
を備える車両制御システム。
車両制御方法。
【請求項１１】
車載コンピュータに、
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御させ、
前記自車両の乗員の熟練度を認識させ、
前記実行されるモードを選択させ、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更程度を制御させる、
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、車両制御装置、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、自車両の加減速と操舵とのうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、自動運転）について研究が進められている。これに関連して、所定の標準制御モード、または標準制御モードとは異なる特定制御モードの何れかの制御モードで、自動運転制御を実行する技術が開示されている（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２０１５−８９８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術のように、自動運転のモードを複数のモードの中で切り替える場合、或いは自動運転と手動運転とを互いに切り替える場合においても、運転を行う乗員の操作負担が変化する。乗員によっては、この変化に対応するのが困難な場合がある。【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、操作負担の変化を、乗員の対応可能な変化程度に制限することができる車両制御装置、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、自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御する運転制御部（１４０、１４２、１４４、１４６、１５０、１６０）と、前記自車両の乗員の熟練度を認識する熟練度認識部（１５５）と、前記運転制御部により実行されるモードを選択するモード制御部であって、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更程度を制御するモード制御部（１２０）と、を備える車両制御システムである。【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記モード制御部は、前記熟練度認識部により認識された熟練度が低くなるのに応じて、前記運転制御部がモードの変更に要する時間または走行距離を長くするものである。【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記運転制御部は、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記自動運転を終了して前記手動運転を実行する際の前記自車両の挙動を変更するものである。【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記熟練度認識部は、撮像する撮像部により撮像された画像に基づいて、前記自車両の乗員ごとの存在回数をカウントし、前記カウントした存在回数に基づいて、前記自車両の乗員の熟練度を認識するものである。【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、外部装置と通信する通信部を更に備え、前記熟練度認識部は、前記通信部によって前記外部装置から取得された熟練度に基づいて、前記自車両の乗員の熟練度を認識するものである。【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記熟練度認識部は、車室内を撮像する撮像部により撮像された画像に基づく情報を、前記通信部を用いて前記外部装置に送信するものである。【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記モード制御部は、自車両の乗員の熟練度が低いほど、前記運転制御部が選択可能なモードを制限するものである。【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記モード制御部は、自車両の乗員の熟練度が低いほど、前記運転制御部がモードを変更する前後における自動運転の度合の差を制限するものである。【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記モード制御部は、モードを変更する前後における自動運転の度合の差が制限されている場合、制限されている範囲内でモードを順次変更するものである。【００１５】
請求項１０に記載の発明は、車載コンピュータが、自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御し、前記自車両の乗員の熟練度を認識し、前記実行されるモードを選択し、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更程度を制御する車両制御方法である。【００１６】
請求項１１に記載の発明は、車載コンピュータに、自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御させ、前記自車両の乗員の熟練度を認識させ、前記実行されるモードを選択させ、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更程度を制御させる、車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
各請求項に記載の発明によれば、操作負担の変化を、乗員の対応可能な変化程度に制限することができる。【００１８】
請求項５、および６に記載の発明によれば、熟練度を複数の車両間で共有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】自車両Ｍの構成要素を示す図である。
【図２】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】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５】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６】軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。
【図７】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８】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９】車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
【図１０】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１１】モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。
【図１２】熟練度認識部１５５により管理される熟練度管理テーブル１９０の内容の一例を示す図である。
【図１３】制御基準情報１９２の内容の一例を示す図である。
【図１４】自動運転モード制御部１３０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】自動運転モードから手動運転モードに切り替わる際の速度変化の一例を示す図である。
【図１６】自動運転モードから手動運転モードに切り替わる際の速度変化の他の一例を示す図である。
【図１７】熟練度を共有するためのシステム構成の一例を示す図である。
【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。
＜共通構成＞
図１は、各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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、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など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２１０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、特許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（検知部ＤＤやＨＭＩ７０など）を含んでもよい。
【００２８】
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、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、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、ユーザの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。
【００２９】
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）、レーザー通信などを利用した無線通信を行う。通信装置５５の通信相手は、周辺車両に搭載された通信装置であってもよいし、ネットワークに接続されたサーバ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、タブレット端末であってもよい。
【００３０】
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。
【００３１】
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無く、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備えること（或いはその逆）があってもよい。
【００３２】
ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、アクセルペダル７１、アクセル開度センサ７２およびアクセルペダル反力出力装置７３と、ブレーキペダル７４およびブレーキ踏量センサ（或いはマスター圧センサなど）７５と、シフトレバー７６およびシフト位置センサ７７と、ステアリングホイール７８、ステアリング操舵角センサ７９およびステアリングトルクセンサ８０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。
【００３３】
アクセルペダル７１は、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７２は、アクセルペダル７１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車両制御システム１００に出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を出力する。
【００３４】
ブレーキペダル７４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。ブレーキ踏量センサ７５は、ブレーキペダル７４の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。
【００３５】
シフトレバー７６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７７は、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】
ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。
【００３７】
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）スイッチなどである。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示などを受け付け、車両制御システム１００に出力する。
【００３８】
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。
【００３９】
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などに取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。また、表示装置８２は、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。
【００４０】
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などを含む。表示装置８２、スピーカ８３、接接触操作検出装置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。
【００４１】
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８７を含む。自動運転切替スイッチ８７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。
【００４２】
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、ヨー角などを自在に駆動する。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。
【００４３】
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など、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。
【００４４】
車両制御システム１００の説明に先立って、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について説明する。
【００４５】
走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、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ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、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、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、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。走行駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、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。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ＥＣＵ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。
【００４６】
ステアリング装置２１０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報に従って電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
【００４７】
ブレーキ装置２２０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。また、ブレーキ装置２２０は、走行駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。
【００４８】
［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）などのプロセッサ、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）などが組み合わされた構成であってよい。
【００４９】
図２に戻り、車両制御システム１１０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、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。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。
【００５０】
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、モード別操作可否情報１８８、熟練度管理テーブル１９０、制御基準情報１９２など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。
【００５１】
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などが存在する場合、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。
【００５２】
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、電話番号情報などが含まれてよい。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。
【００５３】
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は任意に決定されてよい。
［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、複雑な合流制御など、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無い。
［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。
［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。
【００５４】
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などに基づいて、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。
【００５５】
更に、自動運転モード制御部１３０は、熟練度認識部１５５により認識された車両乗員の熟練度に基づいて、自動運転と手動運転を含めたモードの変化程度を制御する。これについては後述する。
【００５６】
自動運転制御部１２０の自車位置認識部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。
【００５７】
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。
【００５８】
図４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の基準点の位置などを、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、走行車線決定部１１０に提供される。
【００５９】
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、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
図５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。
【００６３】
図６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。
【００６４】
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、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。この場合、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、渋滞場面などにおいて、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、停車や駐車など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。また、走行態様決定部１４６Ａは、車線変更イベント、追い越しイベント、分岐イベント、合流イベント、ハンドオーバイベントなどを実施する場合に、それぞれのイベントに応じた走行態様を決定する。
【００６５】
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７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７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。
【００６６】
軌道生成部１４６Ｂは、図７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。図８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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。図９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。
【００６９】
図１０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、図８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１０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。
【００７０】
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などが小さいほど高く評価される。
【００７１】
切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７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加速、減速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。例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成から入力された信号の示す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、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）。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。
【００７２】
熟練度認識部１５５は、車両乗員（手動運転、或いは操作を要する自動運転を行う場合に運転に関する操作を行う車両乗員であり、典型的にはステアリングホイール７８の設けられた運転席に着座した車両乗員）の熟練度を認識する。これについては後述する。
【００７３】
走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された軌道を、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。
【００７４】
ＨＭＩ制御部１７０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１８８を参照して、自動運転のモードの種別に応じてＨＭＩ７０を制御する。
【００７５】
図１１は、モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。図１１に示すモード別操作可否情報１８８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１８８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１１に示すモード別操作可否情報１８８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は、これに限定されるものではない。
【００７６】
ＨＭＩ制御部１７０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１８８を参照することで、使用が許可される装置（ナビゲーション装置５０およびＨＭＩ７０の一部または全部）と、使用が許可されない装置とを判定する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、判定結果に基づいて、非運転操作系のＨＭＩ７０、またはナビゲーション装置５０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。
【００７７】
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７１、ブレーキペダル７４、シフトレバー７６、およびステアリングホイール７８等）を操作する。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。このような場合、車両乗員の運転以外の行動（例えばＨＭＩ７０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、ＨＭＩ制御部１７０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。この際、ＨＭＩ制御部１７０は、自車両Ｍの周辺監視を行わせるために、外界認識部１４２により認識された自車両Ｍの周辺車両の存在やその周辺車両の状態を、表示装置８２に画像などで表示させると共に、自車両Ｍの走行時の場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に受け付けさせてよい。
【００７８】
また、ＨＭＩ制御部１７０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。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、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など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など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１１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。
【００７９】
［熟練度に基づくモード制御］
以下、熟練度認識部１５５により認識された熟練度に基づくモード制御について説明する。熟練度認識部１５５は、例えば、車室内カメラ９５により撮像された画像に基づいて車両乗員を判別し、車両乗員ごとに熟練度を認識する。熟練度認識部１５５は、例えば、画像の特徴量を記憶部１８０に記憶させておき、特徴量が類似する場合に、記憶部１８０に記憶された特徴量に係る車両乗員（過去に車室内カメラ９５により撮像された車両乗員）と同じ人物であると判定する。
【００８０】
また、熟練度認識部１５５は、総運転回数、手動運転時における運転評価、自動運転回数などに基づいて、熟練度を認識する。図１２は、熟練度認識部１５５により管理される熟練度管理テーブル１９０の内容の一例を示す図である。図示するように、熟練度管理テーブル１９０は、車両乗員の識別乗員に対し、総運転回数、運転評価、自動運転回数、および、これらの情報から導出された熟練度が対応付けられた情報である。
【００８１】
総運転回数とは、その車両乗員が運転席に着座した状態で自車両Ｍが手動で運転された回数である。運転評価は、例えば、その車両乗員が手動運転を行った際の車両挙動（加減速度、ヨーレートなど）に対して熟練度認識部１５５が評価を行った結果である。例えば、熟練度認識部１５５は、閾値を超える加速、減速、或いはヨーレートが発生した回数をカウントし、所定期間内に回数が基準値を超えた場合に運転評価を下げるといった手法で運転評価を行う。自動運転回数とは、その車両乗員が運転席に着座した状態で自車両Ｍが自動運転された回数である。自動運転の前後には、手動運転から自動運転への切り替わり、および自動運転から手動運転への切り替わりが発生することが想定されるため、自動運転回数は、これらの切り替わりを経験した回数と考えることができる。
【００８２】
熟練度認識部１５５は、これらの情報を総合的に判断し、車両乗員ごとの熟練度を認識する。例えば、熟練度認識部１５５は、上記の情報に対して重みを付与し、加重和を求めることで熟練度を導出する。また、熟練度は、一種類のものではなく、手動運転の熟練度、自動運転の熟練度というように区別して認識されてもよい。
【００８３】
自動運転モード制御部１３０は、熟練度管理テーブル１９０から、運転席に着座した車両乗員（その判別結果は熟練度認識部１５５から取得する）の熟練度を取得し、更に制御基準情報１９２に基づいて、自動運転と手動運転を含めたモードの変化程度を制御する。図１３は、制御基準情報１９２の内容の一例を示す図である。図示するように、制御基準情報１９２は、熟練度に対して、自動運転モードの変更可能幅、および選択可能な自動運転モードが対応付けられた情報である。
【００８４】
自動運転モードの変更可能幅が「１レベル」となっている場合、一度に変更可能なモードは、手動運転モードからモードＣ（或いはその逆；以下同様）、モードＣからモードＢ、モードＢからモードＡまでに制限される。自動運転モードの変更可能幅が「２レベル」となっている場合、一度に変更可能なモードは、手動運転モードからモードＣまたはモードＢ（或いはその逆；以下同様）、モードＣからモードＢまたはモードＡ、およびモードＢからモードＡまで拡張される。自動運転モードの変更可能幅が「全て」となっている場合、全てのモード間での変更が許容される。
【００８５】
図１３の例では、熟練度がＡ（最も高い）である場合、自動運転モードの変更可能幅、および選択可能な自動運転モードは、共に「全て」に設定される。熟練度がＢ（Ａの次に高い）である場合、自動運転モードの変更可能幅は「２レベル」、選択可能な自動運転モードは「全て」に設定される。熟練度がＣ（Ｂの次に高い）である場合、自動運転モードの変更可能幅は「１レベル」、選択可能な自動運転モードは「モードＢおよびモードＣ」に設定される。熟練度がＤ（最も低い）である場合、自動運転モードの実行は不可とされる。
【００８６】
このように制限を設けることで、熟練度が低い車両乗員については、モード間での運転操作負担の変化を小さくすることができる。この制限は、特に、自動運転の度合が高いモードから低いモード（手動運転モードを含む）に切り替わる場合、急に運転操作をする必要が生じることで、車両乗員が慌てる可能性があることを考慮したものである。これによって、操作負担の変化を、車両乗員の対応可能な変化程度に制限することができる。
【００８７】
自動運転モード制御部１３０は、モードを変更する前後における自動運転の度合の差が制限されている場合、制限されている範囲内でモードを順次変更するようにしてよい。図１４は、自動運転モード制御部１３０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、車両乗員の熟練度がＢである場合に実行される処理の流れの一例を示している。まず、自動運転モード制御部１３０は、任意の理由によってモードＡから手動運転モードに遷移する必要が生じるまで待機する（ステップＳ１００）。モードＡから手動運転モードに遷移する必要が生じると、自動運転モード制御部１３０は、モードＣに変更する（ステップＳ１０２）。モードＡから手動運転モードへの遷移は、「３レベル」に該当し、熟練度がＢである車両乗員については行わない変更幅に相当するからである。そして、自動運転モード制御部１３０は、所定時間経過するのを待って（ステップＳ１０４）、手動運転モードに変更する（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０２において、モードＣではなくモードＢに変更してもよい。また、「所定時間経過」を「所定距離走行」と読み替えてもよい。
【００８８】
自動運転の度合が高くなる場合においても、同様にモードを順次変更する処理が行われてもよい。また、熟練度がＣの乗員についても、例えばモードＡから手動運転モードに遷移する必要が生じた場合、モードＢに変更し、所定時間経過するのを待ってモードＣに変更し、更に所定時間経過するのを待って手動運転モードに変更するといった処理が行われてよい。
【００８９】
また、自動運転モード制御部１３０は、熟練度認識部１５５により認識された熟練度が低くなるのに応じて、モードの変更に要する時間または走行距離を長くするようにしてよい。図１５および図１６は、自動運転モードから手動運転モードに切り替わる際の速度変化の一例を示す図である。これらの図では、自動運転モードから手動運転モードに切り替わる際に、所定速度（例えば６０［ｋｍ／ｈ］程度）まで減速させてから切り替えが行われることを前提としている。また、図１５の例は、図１６の例に比して熟練度が高い車両乗員の場合に実現される速度変化を示している。図示するように自動運転から手動運転に切り替える制御が開始される時刻ｔ１から、手動運転に切り替わる時刻ｔ２までの時間は、熟練度の低い車両乗員である場合の方が長くなっている。
【００９０】
また、自動運転制御部１２０は、熟練度認識部１５５により認識された熟練度に基づいて、自動運転モードを終了して手動運転モードを実行する際の自車両Ｍの挙動を変更してもよい。例えば、自動運転制御部１２０の軌道生成部１４６は、上記のような「所定速度まで減速させる」制御を行う場合、例えば、式（１）により示されるジャーク一定モデルに基づいて、自車両Ｍの将来の速度変化を決定する。
ｖ（ｔ）＝ｖ（０）＋ａ（０）・ｔ＋（１／２・Ｊ・ｔ2）  …（１）
【００９１】
式（１）において、ｖ（０）は現在時刻ｔ（０）の自車両Ｍの速度であり、ａ（０）は現在時刻ｔ（０）の自車両Ｍの加速度であり、Ｊは躍度（ジャーク）である。係る式によって、減速制御を行う区間のうち一部または全部の速度変化が決定される。このとき、軌道生成部１４６は、熟練度が低い場合には、定数として与えられるジャークを小さくすることで、速度変化を緩やかにする。また、軌道生成部１４６は、ジャーク一定モデルに限らず、加速度一定モデルを適用して速度変化を決定してもよく、その場合、熟練度が低い場合には、定数として与えられる加速度を小さくすることで、速度変化を緩やかにする。
【００９２】
熟練度認識部１５５は、自車両Ｍの内部で処理を完結してもよいが、外部装置と通信することで、ある車両乗員が複数の車両に搭乗し運転する場合に、熟練度を車両間で共有できるようにしてもよい。図１７は、熟練度を共有するためのシステム構成の一例を示す図である。このシステムでは、図示するように、複数の車両Ｍ（１）、Ｍ（２）がネットワークＮＷに接続可能となっている。ネットワークＮＷは、例えば、無線基地局、専用回線、プロバイダ装置、ＤＮＳ（Domain Name System）サーバ、インターネットなどを含む。ある車両Ｍ（１）で車室内カメラ９５によって車両乗員Ｐが撮像されると、その画像の特徴量が熟練度認識部１５５によって導出され、運転の有無、運転評価、自動運転の有無などの情報と共に、ネットワークＮＷを介して熟練度管理サーバ３００に送信される。熟練度管理サーバ３００は、図１２で例示した熟練度管理テーブル１９０と同様の情報を保持しており、画像の特徴量を受信すると、車両乗員を特定する処理を行い、総運転回数、自動運転回数のカウントを行う。そして、別の車両Ｍ（２）で車室内カメラ９５によって同じ車両乗員Ｐが撮像されると、その特徴量が熟練度管理サーバ３００に送信され、特徴量に合致する車両乗員の熟練度が車両Ｍ（２）に返信される。このようにして、ある車両でカウントされた熟練度が、他の車両でも引き継がれて使用されることになる。
【００９３】
以上説明した車両制御システム１００によれば、車両乗員の熟練度を認識し、熟練度が低いほど、モードの変更可能幅や選択可能な自動運転モードを制限したり、モードの切替を緩やかに行ったりすることで、操作負担の変化を、乗員の対応可能な変化程度に制限することができる。
【００９４】
上記説明した実施形態については、種々の変更、置換、削除などを行うことができる。例えば、熟練度認識のための車両乗員の特定手法は、車室内カメラ９５を用いた手法に限らず、車両乗員がパスワード等を入力してログインする手法が採用されてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
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…制御切替部、１５５…熟練度認識部、１６０…走行制御部、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】
2017168739.tif 000003
【図２】
2017168739.tif 000004
【図３】
2017168739.tif 000005
【図４】
2017168739.tif 000006
【図５】
2017168739.tif 000007
【図６】
2017168739.tif 000008
【図７】
2017168739.tif 000009
【図８】
2017168739.tif 000010
【図９】
2017168739.tif 000011
【図１０】
2017168739.tif 000012
【図１１】
2017168739.tif 000013
【図１２】
2017168739.tif 000014
【図１３】
2017168739.tif 000015
【図１４】
2017168739.tif 000016
【図１５】
2017168739.tif 000017
【図１６】
2017168739.tif 000018
【図１７】
2017168739.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月25日(2017.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御する運転制御部と、前記自車両の乗員の熟練度を認識する熟練度認識部と、
前記運転制御部により実行されるモードを選択するモード制御部であって、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記運転制御部が前記モードの変更に要する時間または走行距離の長さを変更するように制御するモード制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記モード制御部は、前記熟練度認識部により認識された熟練度が低くなるのに応じて、前記運転制御部がモードの変更に要する時間または走行距離を長くする、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項３】
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御する運転制御部と、
前記自車両の乗員の熟練度を認識する熟練度認識部と、
前記運転制御部により実行されるモードを選択するモード制御部であって、前記熟練度認識部により認識された熟練度に基づいて、前記運転制御部が前記自動運転を終了して前記手動運転を実行する際の前記自車両の挙動を変更するように制御するモード制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項４】
前記熟練度認識部は、撮像する撮像部により撮像された画像に基づいて、前記自車両の乗員ごとの存在回数をカウントし、前記カウントした存在回数に基づいて、前記自車両の乗員の熟練度を認識する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項５】
外部装置と通信する通信部を更に備え、
前記熟練度認識部は、前記通信部によって前記外部装置から取得された熟練度に基づいて、前記自車両の乗員の熟練度を認識する
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記熟練度認識部は、車室内を撮像する撮像部により撮像された画像に基づく情報を、前記通信部を用いて前記外部装置に送信する、
請求項５記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記モード制御部は、自車両の乗員の熟練度が低いほど、前記運転制御部が選択可能なモードを制限する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記モード制御部は、自車両の乗員の熟練度が低いほど、前記運転制御部がモードを変更する前後における自動運転の度合の差を制限する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記モード制御部は、モードを変更する前後における自動運転の度合の差が制限されている場合、制限されている範囲内でモードを順次変更する、
請求項８記載の車両制御システム。
【請求項１０】
車載コンピュータが、
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御し、
前記自車両の乗員の熟練度を認識し、
前記実行されるモードを選択し、
前記認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更に要する時間または走行距離の長さを変更するように制御する、
車両制御方法。
【請求項１１】
車載コンピュータに、
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御させ、
前記自車両の乗員の熟練度を認識させ、
前記実行されるモードを選択させ、
前記認識された熟練度に基づいて、前記モードの変更に要する時間または走行距離の長さを変更するように制御させる、
車両制御プログラム。
【請求項１２】
車載コンピュータが、
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御し、
前記自車両の乗員の熟練度を認識し、
前記実行されるモードを選択し、
前記認識された熟練度に基づいて、前記自動運転を終了して前記手動運転を実行する際の前記自車両の挙動を変更するように制御する、
車両制御方法。
【請求項１３】
車載コンピュータに、
自動運転の度合が異なる複数のモードのいずれかを実行することで、自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転、または自車両の加減速と操舵との双方を前記自車両の乗員の操作に基づいて制御する手動運転を制御させ、
前記自車両の乗員の熟練度を認識させ、
前記実行されるモードを選択させ、
前記認識された熟練度に基づいて、前記自動運転を終了して前記手動運転を実行する際の前記自車両の挙動を変更するように制御させる、
車両制御プログラム。
【国際調査報告】
2017168739.tif 000020
2017168739.tif 000021
2017168739.tif 000022
2017168739.tif 000023