(57)【要約】車両制御システムにおいて、自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部と、前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作受付部と、前記車両乗員の状態を推定する推定部と、前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行うオーバーライド制御部であって、前記推定部により、前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制するオーバーライド制御部と、を備える。
2017158726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部と、
前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作受付部と、
前記車両乗員の状態を推定する推定部と、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行うオーバーライド制御部であって、前記推定部により、前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制するオーバーライド制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記推定部は、
前記車両乗員の着座したシートから得られる情報に基づいて、前記車両乗員の状態を推定する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記推定部は、
前記車両乗員の着座したシートの背もたれ部が所定角度以上傾斜している場合に、前記車両乗員の運転意思の低下を推定する、
請求項２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記推定部は、前記車両乗員の着座したシートに対する荷重分布に基づいて、前記車両乗員の運転意思の低下を推定する、
請求項２に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記自車両内の空間を撮像する撮像部を備え、
前記推定部は、前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記車両乗員の状態を推定する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記オーバーライド制御部は、
前記オーバーライドを抑制することを決定するのに伴って、前記自車両の車両乗員が運転操作を行う操作子の少なくとも一部を収納する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記自動運転制御部は、
前記オーバーライド制御部により前記オーバーライドを抑制することが決定された場合に、前記自車両の車線変更および／または加減速を制限する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記推定部は、
前記車両乗員により姿勢を固定する固定部が使用されていることが推定された場合に、前記車両乗員の運転意思が低いと推定する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記推定部は、
前記車両乗員の運転意思の度合を数値化した情報を導出し、導出した数値と前記車両乗員の運転意思が低下しているか否かを推定するための閾値とを比較して、前記数値が前記閾値以下である場合、前記オーバーライドを行う条件を、オーバーライドしにくい側に設定する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項１０】
前記オーバーライド制御部は、
前記オーバーライドを行う条件を高く設定した後、前記導出した数値が前記閾値を超える状態が所定時間以上継続した場合に、前記オーバーライドを行う条件を基準値に戻す、
請求項９に記載の車両制御システム。
【請求項１１】
車載コンピュータが、
自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御し、
前記自車両の車両乗員の操作を操作受付部により受け付け、
前記車両乗員の状態を推定し、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行い、
前記車両乗員の状態の推定により前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制する、
車両制御方法。
【請求項１２】
車載コンピュータに、
自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御し、
前記自車両の車両乗員の操作を操作受付部により受け付け、
前記車両乗員の状態を推定し、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行い、
前記車両乗員の状態の推定により前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制する、
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、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、「自動運転」という）についての研究が進められている。これに関連して、車両乗員によるステアリング操作があったことを検知すると、自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行う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２０１２−０５１４４１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、自動運転時には、車両乗員の運転意思が低下する場合があり、この場合、車両乗員が意図していない状態でオーバーライドが開始されてしまう場合があった。【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、不適切なオーバーライドの実施を抑制す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、自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部（１２０）と、前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作受付部（７０）と、前記車両乗員の状態を推定する推定部（１５２）と、前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行うオーバーライド制御部（１５４）であって、前記推定部により、前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制するオーバーライド制御部と、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、前記推定部は、前記車両乗員の着座したシート（３００）から得られる情報に基づいて、前記車両乗員の状態を推定するものである。【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両制御システムであって、前記推定部は、前記車両乗員の着座したシートの背もたれ部が所定角度以上傾斜している場合に、前記車両乗員の運転意思の低下を推定するものである。【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の車両制御システムであって、前記推定部は、前記車両乗員の着座したシートに対する荷重分布に基づいて、前記車両乗員の運転意思の低下を推定するものである。【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記自車両内の空間を撮像する撮像部（４００）を備え、前記推定部は、前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記車両乗員の状態を推定するものである。【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、前記オーバーライド制御部は、前記オーバーライドを抑制することを決定するのに伴って、前記自車両の車両乗員が運転操作を行う操作子の少なくとも一部を収納するものである。【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記自動運転制御部は、前記オーバーライド制御部により前記オーバーライドを抑制することが決定された場合に、前記自車両の車線変更および／または加減速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に記載の車両制御システムであって、前記推定部は、前記車両乗員により姿勢を固定する固定部が使用されていることが推定された場合に、前記車両乗員の運転意思が低いと推定するものである。【００１４】
請求項９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、前記推定部は、前記車両乗員の運転意思の度合を数値化した情報を導出し、導出した数値と前記車両乗員の運転意思が低下しているか否かを推定するための閾値とを比較して、前記数値が前記閾値以下である場合、前記オーバーライドを行う条件を、オーバーライドしにくい側に設定するものである。【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の車両制御システムであって、前記オーバーライド制御部は、前記オーバーライドを行う条件を高く設定した後、前記導出した数値が前記閾値を超える状態が所定時間以上継続した場合に、前記オーバーライドを行う条件を基準値に戻すものである。【００１６】
請求項１１に記載の発明は、車載コンピュータが、自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御し、前記自車両の車両乗員の操作を操作受付部により受け付け、前記車両乗員の状態を推定し、前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行い、前記車両乗員の状態の推定により前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制する、車両制御方法である。【００１７】
請求項１２に記載の発明は、車載コンピュータに、自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御し、前記自車両の車両乗員の操作を操作受付部により受け付け、前記車両乗員の状態を推定し、前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行い、前記車両乗員の状態の推定により前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制する、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】
【００１８】
請求項１、１１、および１２に記載の発明によれば、車両乗員の運転意思の低下を推定してオーバーライドを抑制することで、不適切なオーバーライドの実施を抑制することができる。【００１９】
請求項２から４に記載の発明によれば、車両乗員の運転意思の低下が表れやすいシートの状態に基づいて、車両乗員の運転意思の低下を、より精度よく推定することができる。【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、車両乗員の運転意思の低下を、より精度よく推定することができる。【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、オーバーライドを抑制することを決定するのに伴って、自車両の車両乗員が運転操作を行う操作子の少なくとも一部を収納することで、車両乗員による誤操作を防止することができる。【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、オーバーライドを抑制することが決定された場合に、自車両の車線変更および／または加減速を制限することで、オーバーライドを行う可能性を低減させて安定した走行を実現することができる。自車両が車線変更をする場面や加減速が変化する場面では、車両乗員が意図せず操作子に触れることも考えられるからである。【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、固定部が使用されていることを推定することで、車両乗員が休憩しているまたは眠っている等の状態を推定することができる。そのため、車両乗員の運転意思が低下していることを精度よく推定することができる。【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、車両乗員による運転意思の低下を推定した場合に、オーバーライドを行う条件を、オーバーライドしにくい側に設定することで、操作子の誤操作等によるオーバーライドを防止することができる。【００２５】
請求項１０に記載の発明によれば、車両乗員の運転意思が高い場合に、適切な条件でオーバーライドを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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】本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】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】切替制御部１５０の構成の一例を示す図である。
【図１２】車両乗員の状態推定の様子を説明するための図である。
【図１３】オーバーライド制御処理の第１の実施例を示すフローチャートである。
【図１４】オーバーライド制御処理の第２の実施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】
【００２７】
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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
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（表示部）５０と、車両制御システム１００とが搭載される。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図２は、本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（検知部ＤＤやＨＭＩ７０等）を含んでもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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）ことがあってもよい。また、これらの運転操作系は、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る。
【００４０】
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等）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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。なお、ステアリングホイール７８に関する制御として、例えば反力モータ等によりステアリング軸にトルクを出力することで、ステアリングホイール７８に対して操作反力を出力してもよい。
【００４５】
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。
【００４６】
ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置（表示部）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。
【００４７】
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（Electroluminescence）表示装置等である。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、機械式スイッチの何れであってもよい。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。
【００５０】
シート８８は、車両乗員が着座する座席シートである。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
［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。
【００５７】
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。目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、走行制御部１６０、およびＨＭＩ制御部１７０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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
自動運転制御部１２０は、目的地までの経路に沿って自車両Ｍが走行するように、自車両Ｍの加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する。また、自動運転制御部１２０は、後述するオーバーライド制御部により車両乗員の運転意思の度合が閾値以下である場合に、自車両Ｍの車線変更または加減速を制限してもよい。
【００６２】
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。
【００６３】
［第１モード］
第１モードは、他のモードと比べて最も自動運転の度合が高いモードである。第１モード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。
【００６４】
［第２モード］
第２モードは、第１モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第２モード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、車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
【００６５】
［第３モード］
第３モードは、第２モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第３モード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。第３モードでは、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。
【００６６】
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、第１モードは実施されないものとしてよい。
【００６７】
何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。オーバーライドは、例えば自車両Ｍの車両乗員によるＨＭＩ７０の運転操作系に対する操作が、所定時間以上継続した場合、所定の操作変化量（例えばアクセルペダル７１のアクセル開度、ブレーキペダル７４のブレーキ踏量、ステアリングホイール７８のステアリング操舵角）以上の場合、または運転操作系に対する操作を所定回数以上行った場合に開始される。上述の所定時間、操作変化量、所定回数等は、オーバーライドを行うか否かを判定する条件（閾値）の一例である。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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の何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、行動計画生成部１４４に提供される。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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５に示すように、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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
軌道候補生成部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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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７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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、車両乗員からの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オーバーライドを行う。また、切替制御部１５０は、車両乗員の運転意思に応じてオーバーライドを抑制する制御を行う。ここで、図１１は、切替制御部１５０の構成の一例を示す図である。切替制御部１５０は、車両乗員状態推定部（推定部）１５２と、オーバーライド制御部１５４とを備える。
【００８５】
車両乗員状態推定部１５２は、自車両Ｍの車両乗員の状態を推定する。車両乗員状態の推定方法としては、例えば車両乗員の着座したシートから得られる情報に基づいて、車両乗員の状態を推定する。例えば、シートポジションの背もたれ部が所定角度以上傾斜している場合に、車両乗員の運転意思が低いと推定する。
【００８６】
ここで、図１２は、車両乗員の状態推定の様子を説明するための図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）の例では、ＨＭＩ７０の一例としての車両乗員が着座するシート３００を示している。シート３００は、上述したシート８８の一例である。図１２の例において、シート３００は、座部（シートクッション）３０２と、背もたれ部（シートバック）３０４と、ヘッドレスト３０６と、リクライニング調節部３０８と、荷重センサ３１０と、固定部３１２とを備える。リクライニング調節部３０８は、座部３０２と背もたれ部３０４とが成す角度（リクライニング角）を調節する機構を有する。リクライニング調節部３０８は、上述の角度の情報を取得することができる。荷重センサ３１０は、シート３００に対する荷重を測定する。図１２（Ａ）、（Ｂ）の例では、座部３０２用の荷重センサ３１０Ａと、背もたれ部３０４用の荷重センサ３１０Ｂと、ヘッドレスト３０６用の荷重センサ３１０Ｃとを備えているが、これに限定されるものではない。各荷重センサ３１０Ａ〜３１０Ｃは、例えば板状のものでもよく、また複数のセンサが等間隔に配列されたものでもよい。
【００８７】
固定部３１２は、例えば自車両Ｍが自動運転時等の場合に、車両乗員Ｐが図１２（Ｂ）に示すようにあぐら等をかいているような場合に姿勢を固定する。固定部３１２は、例えば背もたれ部３０４から引き出されるベルト状のものでもよく、背もたれ部３０４の側面に設けられた移動可能な部材であってもよい。固定部３１２は、例えば、図１２（Ｂ）に示すように、車両乗員Ｐの脇を固定するものでもよく、腰または股間付近を固定するもの（例えば、突起部材）でもよい。
【００８８】
また、自車両Ｍは、図１２に示すような自車両Ｍ内の空間を撮像する車室内カメラ（撮像部）４００を備える。上述したリクライニング調節部３０８と、荷重センサ３１０と、車室内カメラ４００とは、上述したＨＭＩ７０の一例である。車両乗員状態推定部１５２は、上述したリクライニング調節部３０８、荷重センサ３１０、および車室内カメラ４００のうち、少なくとも１つから得られる情報から車両乗員状態を推定すると共に車両乗員による運転意思の度合を判定する。なお、車室内カメラ４００は、上述した車室内カメラ９５の一例である。
【００８９】
例えば、車両乗員状態推定部１５２は、リクライニング調節部３０８から取得したリクライニング角度θが所定角度以上である場合（背もたれ部３０４が所定角度以上傾斜している場合）車両乗員による運転意思が低いと推定する。なお、車両乗員状態推定部１５２は、リクライニング角度θが所定値以下である場合、運転意思が高いと推定する。
【００９０】
図１２（Ａ）の例において、リクライニング角度θ１が所定値θｓより小さい場合に、車両乗員状態推定部１５２は、車両乗員Ｐによる運転意思があるものと判定する。この場合、オーバーライド制御部１５４は、車両乗員Ｐによるステアリングホイール５００の操作が、条件を満たす場合に、オーバーライドを行う。一方、図１２（Ｂ）に示すように、リクライニング角度θ２が、所定値θｓである場合、車両乗員状態推定部１５２は、車両乗員Ｐによる運転意思が低いものと判定する。この場合、オーバーライド制御部１５４は、オーバーライドを抑制する。なお、オーバーライドを抑制するとは、例えば車両乗員Ｐからの操作を全く受け付けない（禁止する）場合、およびオーバーライドを許可するための条件（閾値）を高く設定する（オーバーライドしにくくする）場合の一方または双方である。
【００９１】
また、車両乗員状態推定部１５２は、荷重センサ３１０Ａ〜３１０Ｃのそれぞれの荷重分布を取得する。例えば、図１２（Ａ）に示すように、車両乗員Ｐがステアリングホイール５００を把持できるような状態の場合、荷重センサ３１０Ａの荷重が高く、荷重センサ３１０Ｂ，３１０Ｃの荷重は低い。一方、図１２（Ｂ）に示すように、シート３００の背もたれ部３０４を傾斜させている場合、車両乗員Ｐによる荷重センサ３１０Ｂ，３１０Ｃの荷重が高くなる。したがって、車両乗員状態推定部１５２は、各荷重センサ３１０Ａ〜３１０Ｃから取得したそれぞれの荷重分布に基づいて車両乗員Ｐによる運転意思の度合を推定することができる。
【００９２】
例えば、各荷重センサ３１０Ａ〜３１０Ｃによる荷重の差が所定値以下である場合、図１２（Ｂ）に示すように車両乗員Ｐが背もたれ部３０４やヘッドレスト３０６に寄りかかっているため、車両乗員Ｐの運転意思が低いと推定することができる。また、車両乗員状態推定部１５２は、各荷重センサ３１０Ａ〜３１０Ｃの荷重の差が所定値より大きい場合、図１２（Ａ）に示すように、車両乗員Ｐがすぐにステアリングホイール５００を把持して運転が開始できる状態であると判定し、車両乗員Ｐによる運転意思が高いと推定する。
【００９３】
また、本実施形態では、車両乗員状態推定部１５２は、上述した車室内カメラ４００から撮像された車両乗員Ｐを撮像画像に基づいて、車両乗員Ｐの状態を推定検出する。例えば、車両乗員状態推定部１５２は、車室内カメラ４００の撮像画像に基づいて、車両乗員Ｐの体や目の動き、顔の輪郭を基準とした輝度または形状等の特徴情報により、目の開閉動作や視線方向を検出する。また、車両乗員状態推定部１５２は、車両乗員Ｐの目が閉じている状態が所定時間以上である場合に、車両乗員Ｐが眠っていると推定するとともに、車両乗員Ｐの運転意思が低いと推定する。また、車両乗員状態推定部１５２は、視線が自車両Ｍの外（例えば、自車両の進行方向）を向いている場合や、目が開いている場合には、車両乗員Ｐの運転意思が高いと推定する。
【００９４】
また、車両乗員状態推定部１５２は、車室内カメラ４００から得られた画像に含まれる車両乗員Ｐの輪郭形状と予め設定された輪郭形状との形状マッチング等により、例えば車両乗員Ｐがあぐらをかいている、またはステアリングホイール５００に寄りかかっていると推定した場合、車両乗員の運転意思が低いと推定する。また、車両乗員状態推定部１５２は、車室内カメラ４００により撮像された画像に基づいて、車両乗員Ｐにより姿勢を固定する固定部３１２が使用されていることが推定された場合に、車両乗員Ｐが眠っている、あるいは休憩している状態であると推定し、車両乗員Ｐの運転意思が低いと推定する。なお、固定部３１２には、車両乗員Ｐが固定部３１２を用いて姿勢を固定したことを検知するセンサを設けてもよい。車両乗員状態推定部１５２は、上記のセンサにより固定部３１２が使用されていることを検知した場合に、車両乗員Ｐの運転意思が低いと推定する。
【００９５】
なお、車両乗員状態推定部１５２は、上述した運転意思の度合（高さ、低さ）を数値化した情報（例えば、レベル値）を導出（設定）することができる。例えば、背もたれ部３０４が、所定値θｓ以上傾斜しており、且つ、車室内カメラ４００からの画像により車両乗員Ｐが眠っていると推定された場合、レベル値を１と設定し、所定値θｓ以上傾斜しているか、または、車室内カメラ４００からの画像により車両乗員Ｐが眠っていると推定された場合、レベル値を２と設定する。また、リクライニング角度θが所定値θｓ未満である場合、運転意思が高いと推定し、レベル値を５と設定する。なお、レベル値の設定内容については、これに限定されるものではない。
【００９６】
車両乗員状態推定部１５２は、運転意思の度合いを数値化した情報（レベル値）と、予め設定された車両乗員Ｐの運転意思が低下しているか否かを推定するための閾値とを比較することで、車両乗員Ｐの状態を推定する。例えば、車両乗員状態推定部１５２は、レベル値が上述した閾値以下である場合、運転意思が低下していると推定し、レベル値が閾値を超える場合には、運転意思が高いと推定する。
【００９７】
オーバーライド制御部１５４は、車両乗員状態推定部１５２において車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、オーバーライドを抑制する（オーバーライドをしにくくする、または、禁止する）ように制御する。また、オーバーライド制御部１５４は、オーバーライドを抑制することを決定するのに伴って、例えば図１２（Ｂ）に示すように、操作子の一例であるステアリングホイール５００を自車両Ｍの前面フレーム部５１０内に収納してもよい。ステアリングホイール５００を前面フレーム部５１０内に収納することで、車両乗員Ｐにステアリングホイール５００を操作させないようにすることができる。なお、前面フレーム部５１０には、ステアリングホイール５００が図１２（Ｂ）に示す矢印ａ方向に移動可能な開口部が形成されていてもよく、開閉式の扉機構を設けていてもよい。また、操作子は、ステアリングホイール５００に限定されるものではなく、例えば上述したアクセルペダル７１、ブレーキペダル７４、またはシフトレバー７６であってもよい。また、上述した各操作子のうち複数をそれぞれ収納してもよい。上述した各操作子の収納は、オーバーライドの抑制の一例であり、必ずしも各操作子を収納しなくてもよい。
【００９８】
なお、上述したレベル値が閾値以下であり、オーバーライド制御部１５４によりオーバーライドを抑制することが決定された場合、自動運転制御部１２０は、自車両Ｍの車線変更および／または加減速を制限してもよい。この場合、自動運転制御部１２０は、車線変更や加減速を可能な限り行わないように制限することで、自車両Ｍに対して変化量の少ない安定した走行を行うことができ、車両乗員Ｐが誤ったオーバーライドを行う可能性を低減させることができる。
【００９９】
また、オーバーライド制御部１５４は、上述したレベル値が閾値を超えた場合、オーバーライドを行う（許可する）。この場合、オーバーライド制御部１５４は、前面フレーム部５１０に収納していたステアリングホイール５００を元の位置に戻す。なお、オーバーライド制御部１５４は、例えば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。
【０１００】
走行制御部１６０は、切替制御部１５０による制御によって、運転モードを自動運転モードや手動運転モード等に設定し、設定した運転モードに従って、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の一部または全部を含む制御対象を制御する。なお、走行制御部１６０は、車両センサ６０の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整してよい。
【０１０１】
走行制御部１６０は、自車両Ｍの自動運転モードが実施される場合、例えば軌道生成部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。また、走行制御部１６０は、自車両Ｍの手動運転モードが実施される場合、例えばＨＭＩ７０等から入力される操作検出信号を、そのまま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に出力する。なお、走行制御部１６０は、自車両Ｍの半自動運転モードが実施される場合、例えば軌道生成部１４６によって生成された軌跡に沿って自車両Ｍが走行するように、ステアリング装置２１０を制御してもよく、所定の速度で自車両Ｍが走行するように、走行駆動力出力装置２００、およびブレーキ装置２２０を制御してもよい。ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０からのモード情報等に基づいて、ＨＭＩ７０の運転操作系および／または非運転操作系に対する各種制御を行う。
【０１０２】
次に、上述した各種処理を自車両Ｍの車載コンピュータにインストールされたプログラムよって実行される場合の処理内容についてフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、主に本実施形態におけるオーバーライド制御処理について説明するが、上記のプログラムによって実行される処理は、これに限定されるものではなく、自車両Ｍの自動運転制御等における各種処理を実行することができる。
【０１０３】
＜第１の実施例＞
図１３は、オーバーライド制御処理の第１の実施例を示すフローチャートである。第１の実施例において、まず車両乗員状態推定部１５２は、ＨＭＩ７０等から得られる情報により車両乗員の状態を推定する（ステップＳ１００）。次に、車両乗員状態推定部１５２は、推定した車両乗員の状態から運転意思の度合（レベル値）を検出し（ステップＳ１０２）、検出した度合が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【０１０４】
運転意思の度合が閾値以下である場合、オーバーライド制御部１５４は、車両乗員によるオーバーライドを行わず（禁止して）（ステップＳ１０６）、本フローチャートを終了する。
【０１０５】
また、運転意思の度合が閾値以下でない場合、オーバーライド制御部１５４は、車両乗員によるオーバーライドの操作があるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。オーバーライドの操作があった場合、オーバーライド制御部１５４は、オーバーライドを行い（許可し）（ステップＳ１１０）、本フローチャートを終了する。また、オーバーライドの操作がなかった場合、オーバーライド制御部１５４は、そのまま本フローチャートを終了する。図１３に示すフローチャートは、所定時間ごとに繰り返し実行される。したがって、例えば、度合が閾値以下でオーバーライドが抑制された場合であっても、その後、度合が閾値を超えた場合には、オーバーライドが許可されることになる。
【０１０６】
上述した第１の実施例によれば、自車両Ｍの車両乗員の運転意思が低下している場合に、車両乗員のＨＭＩ７０への操作に対してオーバーライドを抑制することができる。したがって、不適切なオーバーライドの実施を抑制することができる。
【０１０７】
＜第２の実施例＞
図１４は、オーバーライド制御処理の第２の実施例を示すフローチャートである。第２の実施例において、ステップＳ２００からステップＳ２０４までの処理は、上述した第１の実施例におけるステップＳ１００からステップＳ１０４までの処理と同様であるため、ここでの具体的な説明は、省略する。
【０１０８】
ステップＳ２０４において、車両乗員の運転意思の度合（レベル値）が、閾値以下である場合、オーバーライド制御部１５４は、ＨＭＩ７０の運転操作系に対する操作に対してオーバーライドを行う条件を高く設定し（ステップＳ２０６）、本フローチャートを終了する。ステップＳ２０４の処理において、オーバーライドを行う条件を高く設定するとは、オーバーライドを行う条件を、オーバーライドしにくい側に設定するものである。
【０１０９】
例えば、オーバーライドを行う条件として、ＨＭＩ７０の運転操作系に対する操作を３秒以上継続させることが設定されていた場合に、「３秒（基準値）」を「５秒」に変更する。また、オーバーライドを行う条件として、ＨＭＩ７０の運転操作系であるステアリングホイール７８の操作角を１５度以上変化させることが設定されていた場合に、「１５度（基準値）」を「３０度」に変更する。また、オーバーライドを行う条件として、ＨＭＩ７０の運転操作系に対する操作回数を１回以上と設定されていた場合に、「１回（基準値）」を「３回」に変更する。なお、上記の各数値は、一例であり、これに限定されるものではない。また、条件を高く設定する対象としては、上述の例に限定されるものではなく、例えばアクセルペダル７１のアクセル開度、またはブレーキペダル７４のブレーキ踏量に対して設定されたオーバーライドを行う条件が高くなるように設定してもよい。
【０１１０】
第２の実施例では、上述した複数の条件のうち、少なくとも１つの条件に対する閾値（基準値）を高くすればよい。例えば、車両乗員状態推定部１５２により、自車両Ｍの車両乗員があぐらをかいている、または眠っている状態であると推定された場合、オーバーライド制御部１５４は、ＨＭＩ７０におけるアクセルペダル７１のアクセル開度、またはブレーキペダル７４のブレーキ踏量に対するオーバーライドを行う閾値を高く設定する。また、車両乗員状態推定部１５２により、自車両Ｍの車両乗員がステアリングホイール７８に寄りかかってる状態であると推定された場合、オーバーライド制御部１５４は、ステアリングホイール７８の操舵角による閾値を高く設定する。これにより、車両乗員Ｍが運転の意思なくＨＭＩ７０の運転操作系を操作してしまった場合であっても、すぐにオーバーライドを抑制することができる。
【０１１１】
また、ステップＳ２０４の処理において、車両乗員の運転意思の度合が、閾値を超えた場合、オーバーライド制御部１５４は、閾値を超えた状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８の処理を行うことで、例えば車両乗員が一時的に運転に適切な姿勢になったとしても、すぐに運転に不適切な姿勢になった場合、オーバーライドを行う条件は高く設定したままとなる。
【０１１２】
閾値を超えた状態が所定時間以上継続している場合、オーバーライド制御部１５４は、高く設定されているオーバーライドを行う条件（閾値）を基準値に設定し（戻し）（ステップＳ２１０）、本フローチャートを終了する。なお、すでに閾値に基準値が設定されている場合には、ステップＳ２１０の処理を行わなくてよい。また、所定時間以上継続していない場合、現状の設定を維持し、本フローチャートを終了する。
【０１１３】
図１４に示すフローチャートは、所定時間ごとに繰り返し実行される。したがって、例えば、車両乗員による運転意思の度合が閾値以下であるため、オーバーライドを行う条件を高く設定した後であっても、運転意思の度合が閾値を超え、その超えた状態が所定時間以上継続した場合、オーバーライド制御部１５４は、オーバーライドを行う条件（閾値）を基準値に戻すことができる。
【０１１４】
上述した第２の実施例によれば、自車両Ｍの車両乗員の運転意思が低下している場合に、オーバーライドを行う条件を高く設定することで、車両乗員のＨＭＩ７０への操作に対してすぐにオーバーライドを抑制することができる。したがって、不適切なオーバーライドの実施を抑制することができる。なお、本実施形態におけるオーバーライド制御処理は、上述した第１の実施例および第２の実施例の一部または全部を組み合わせた実施例であってもよい。
【０１１５】
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】
【０１１６】
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】
【０１１７】
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、５５…通信装置、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、１５２…車両乗員状態推定部、１５４…オーバーライド制御部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ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、３００…シート、３１０…荷重センサ、３１２…固定部、４００…車室内カメラ、５００…ステアリングホイール、Ｍ…自車両
【図１】
2017158726.tif 000003
【図２】
2017158726.tif 000004
【図３】
2017158726.tif 000005
【図４】
2017158726.tif 000006
【図５】
2017158726.tif 000007
【図６】
2017158726.tif 000008
【図７】
2017158726.tif 000009
【図８】
2017158726.tif 000010
【図９】
2017158726.tif 000011
【図１０】
2017158726.tif 000012
【図１１】
2017158726.tif 000013
【図１２】
2017158726.tif 000014
【図１３】
2017158726.tif 000015
【図１４】
2017158726.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月12日(2017.7.12)
【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】
自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部と、
前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作受付部と、
前記車両乗員の状態を推定する推定部と、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行うオーバーライド制御部であって、前記推定部により、前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制するオーバーライド制御部と、
を備え、
前記オーバーライド制御部は、前記オーバーライドを抑制することを決定するのに伴って、前記自車両の車両乗員が運転操作を行う操作子の少なくとも一部を収納することによって前記オーバーライドを抑制する、
車両制御システム。
【請求項２】
前記推定部は、前記車両乗員により姿勢を固定する固定部が使用されていることが推定された場合に、前記車両乗員の運転意思が低いと推定する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部と、
前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作受付部と、前記車両乗員の状態を推定する推定部と、前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行うオーバーライド制御部であって、前記推定部により、前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制するオーバーライド制御部と、
を備え、
前記自動運転制御部は、前記オーバーライド制御部により前記オーバーライドを抑制することが決定された場合に、前記自車両の車線変更および／または加減速を制限することによって変化量の少ない安定した走行に切り替え、前記オーバーライドを抑制する、
車両制御システム。
【請求項４】
車載コンピュータが、
自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御し、
前記自車両の車両乗員の操作を操作受付部により受け付け、
前記車両乗員の状態を推定し、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行い、
前記車両乗員の状態の推定により前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制し、
更に、前記オーバーライドを抑制することを決定するのに伴って、前記自車両の車両乗員が運転操作を行う操作子の少なくとも一部を収納することによって前記オーバーライドを抑制する、
車両制御方法。
【請求項５】
車載コンピュータに、
自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御し、
前記自車両の車両乗員の操作を操作受付部により受け付け、
前記車両乗員の状態を推定し、
前記操作受付部により受け付けられた前記車両乗員からの操作に基づいて自動運転から手動運転に切り替えるオーバーライドを行い、
前記車両乗員の状態の推定により前記車両乗員の運転意思の低下が推定された場合に、前記オーバーライドを抑制し、
更に、前記オーバーライドを抑制することを決定するのに伴って、前記自車両の車両乗員が運転操作を行う操作子の少なくとも一部を収納することによって前記オーバーライドを抑制する、
処理を実行させるための車両制御プログラム。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【国際調査報告】
2017158726.tif 000017
2017158726.tif 000018
2017158726.tif 000019
2017158726.tif 000020