(57)【要約】【課題】運転者の状態の適切に回復させることで、自動運転機能から運転者への運転交代を円滑に実施可能な運転交代制御装置等の提供。【解決手段】自動運転ＥＣＵ１００は、自動運転機能を備える車両Ａにおいて、運転者と自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御装置として機能する。自動運転ＥＣＵ１００は、自動運転機能による自律走行中にて、状況情報に基づき、運転者への運転交代要求の要否を判定する。さらに自動運転ＥＣＵ１００は、運転交代の後に運転者に要求される要求値を状況情報に基づき設定し、運転者の状態が要求値を満たすように、運転者への提示を行う覚醒装置１０の作動内容を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両（Ａ）において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御装置であって、
前記自動運転機能による自律走行中にて、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代要求の要否を判定する交代判定部（５４）と、
前記運転交代要求の要否の判定に必要な状況情報を取得する状況情報取得部（５１）と、
前記状況情報に基づき、運転交代の後に前記運転者に要求される要求値を設定する要求値設定部（５７）と、
前記運転者の状態が前記要求値を満たすように、前記運転者への提示を行う提示装置（１０）の作動内容を決定する作動決定部（５８）と、を備える運転交代制御装置。
【請求項２】
前記要求値設定部は、前記状況情報に基づいて運転交代の後に前記運転者が遭遇するシチュエーションを推定し、推定した前記シチュエーションに予め関連付けられた前記要求値を選択する請求項１に記載の運転交代制御装置。
【請求項３】
前記運転者の現在の状態を示す状態情報を取得する状態情報取得部（５６）、をさらに備え、
前記作動決定部は、前記運転者の現在の状態を前記要求値まで回復させるための前記提示装置の作動内容を決定する請求項１又は２に記載の運転交代制御装置。
【請求項４】
前記状態情報取得部は、前記状態情報として前記運転者の覚醒度を取得し、
前記要求値設定部は、運転交代の後に前記運転者に要求される要求覚醒度を前記要求値として設定し、
前記作動決定部は、前記運転者の現在の覚醒度と前記要求覚醒度との差分（ＧＡＰ）が大きいほど、前記提示装置が前記運転者に与える刺激を強くする請求項３に記載の運転交代制御装置。
【請求項５】
前記交代判定部は、
前記自動運転機能による自律走行の継続が不可能になるまでの残余時間（Ｔ１）、及び前記提示装置の作動によって前記運転者の状態を前記要求値まで回復させるために必要な復帰時間（Ｔ２）、を推定し、
状態の回復した前記運転者へ運転操作の制御権を移譲させるために必要な移譲時間（Ｔ３）に前記復帰時間を加えた合計時間と、前記残余時間との比較に基づき、運転交代の緊急度を判定する請求項３又は４に記載の運転交代制御装置。
【請求項６】
前記作動決定部は、前記交代判定部にて設定された前記復帰時間のうちに前記運転者の状態を前記要求値まで回復させる前記提示装置の作動内容を決定する請求項５に記載の運転交代制御装置。
【請求項７】
前記交代判定部は、前記合計時間が前記残余時間よりも長い場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代の中止を決定する請求項５又は６に記載の運転交代制御装置。
【請求項８】
前記作動決定部は、前記提示装置の作動開始後に前記運転者の状態が前記要求値を超える状態に復帰した場合、前記提示装置による前記運転者への刺激の付与を終了する請求項１〜７のいずれか一項に記載の運転交代制御装置。
【請求項９】
運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御プログラムであって、
少なくとも一つの処理部（４１）を、
前記自動運転機能による自律走行中にて、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代要求の要否を判定する交代判定部（５４）、
前記運転交代要求の要否の判定に必要な状況情報を取得する状況情報取得部（５１）、
前記状況情報に基づき、運転交代の後に前記運転者に要求される要求値を設定する要求値設定部（５７）、
前記運転者の状態が前記要求値を満たすように、前記運転者への提示を行う提示装置（１０）の作動内容を決定する作動決定部（５８）、として機能させる運転交代制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、運転者と自動運転機能との間における運転交代を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備えた車両において、自動運転機能から運転者への運転交代を制御する技術が開示されている。具体的に、特許文献１の運転支援制御装置では、各種情報から自動運転の継続が不可能になる状況を把握した場合に、自動運転を解除して手動運転に切り替えることの勧告が実施される。
【０００３】
さらに、特許文献１の運転支援装置では、ドライバステータスモニタを用いて運転者の覚醒度が観測される。そして、運転者の覚醒度に基づき、覚醒度が低い場合には、自動運転から手動運転への切り替えの勧告として、例えばステアリングホイール及び運転座席の震動等による覚醒動作の実施が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−３０５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、運転交代の後に運転者に要求される覚醒度等の要求値は、車両の遭遇するシーンによって異なってくる。しかし、特許文献１の運転支援装置では、運転者の覚醒度に基づき震動装置の作動内容が決定される一方で、車両の遭遇するシーンに係らず、運転者の覚醒度を常に特定の値まで回復させる作動が実施される。そのため、運転交代の後に高負荷な運転操作が必要なケースでは、運転者の覚醒度の回復が不十分となり得た。一方で、運転交代の後に低負荷の運転操作しか必要とされないケースでは、過剰な覚醒度の回復が実施され得た。
【０００６】
本開示は、運転者の状態を適切に回復させることで、自動運転機能から運転者への運転交代を円滑に実施可能な運転交代制御装置、及び運転交代制御プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両（Ａ）において、運転者と自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御装置であって、自動運転機能による自律走行中にて、自動運転機能から運転者への運転交代要求の要否を判定する交代判定部（５４）と、運転交代要求の要否の判定に必要な状況情報を取得する状況情報取得部（５１）と、状況情報に基づき、運転交代の後に運転者に要求される要求値を設定する要求値設定部（５７）と、運転者の状態が要求値を満たすように、運転者への提示を行う提示装置（１０）の作動内容を決定する作動決定部（５８）と、を備える運転交代制御装置とされる。
【０００８】
また開示された一つの態様は、運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両において、運転者と自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御プログラムであって、少なくとも一つの処理部（４１）を、自動運転機能による自律走行中にて、自動運転機能から運転者への運転交代要求の要否を判定する交代判定部（５４）、運転交代要求の要否の判定に必要な状況情報を取得する状況情報取得部（５１）、状況情報に基づき、運転交代の後に運転者に要求される要求値を設定する要求値設定部（５７）、運転者の状態が要求値を満たすように、運転者への提示を行う提示装置（１０）の作動内容を決定する作動決定部（５８）、として機能させる運転交代制御プログラムとされる。
【０００９】
これらの態様では、運転交代の後に運転者に要求される要求値が状況情報に基づき設定され、提示装置の作動内容は、設定された要求値を満たすまで運転者の状態が回復するように決定される。故に、運転交代の後に高負荷な運転操作が必要と推定されるケースでは、運転者の状態は、高負荷な運転操作を行い得る程度まで回復され得る。一方で、運転交代の後に低負荷の運転操作しか必要とされないケースでは、運転者の状態の回復は、低負荷な運転操作を行うのに十分な程度までに抑えられる。以上のように、運転交代の後の状況を鑑みた提示装置の作動制御によれば、運転者の状態の適切な回復が実現され得る。したがって、自動運転機能から運転者への運転交代の円滑な実施が可能になる。
【００１０】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両に搭載された自動運転に関連する構成の全体像を示すブロック図である。
【図２】自動運転機能から運転者への権限移譲のプロセスを時系列に沿って示すタイムチャートである。
【図３】自動運転ＥＣＵにて実施される権限移譲処理の詳細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】
【００１２】
図１に示す本開示の一実施形態において、運転交代制御装置の機能は、自動運転ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって実現されている。自動運転ＥＣＵ１００は、車両制御ＥＣＵ８０等の多数の電子制御ユニット及び覚醒装置１０等の多数の車載装置と共に車両Ａに搭載されている。自動運転ＥＣＵ１００、車両制御ＥＣＵ８０及び覚醒装置１０は、直接的又は間接的に互い電気接続されており、相互に通信可能である。車両Ａは、自動運転ＥＣＵ１００及び車両制御ＥＣＵ８０の作動により、自動運転機能を備える。
【００１３】
車両制御ＥＣＵ８０は、車両Ａに搭載された車載アクチュエータ群９１及び車載センサ群９２と、直接的又は間接的に電気接続されている。車載アクチュエータ群９１は、車両Ａの挙動を制御する。車載アクチュエータ群９１には、例えば電子制御スロットルのスロットルアクチュエータ、インジェクタ、ブレーキアクチュエータ、並びに駆動用及び回生用のモータジェネレータが含まれている。車載センサ群９２は、運転者によって実施された運転操作及び車両Ａの走行状態等を検出する。車載センサ群９２には、アクセルポジションセンサ、ブレーキ操作量センサ、及び速度センサ等が含まれている。車載センサ群９２にて検出された情報は、車両制御ＥＣＵ８０から自動運転ＥＣＵ１００へ向けて逐次出力される。
【００１４】
車両制御ＥＣＵ８０は、処理部、ＲＡＭ、記憶部、及び入出力インターフェース等を有するコンピュータを主体に構成されている。車両制御ＥＣＵ８０は、記憶部に記憶された車両制御プログラムを処理部によって実行することにより、車両制御に係る機能ブロックとしてアクチュエータ制御部８１を構築する。アクチュエータ制御部８１は、運転者の運転操作に基づく操作情報及び自動運転ＥＣＵ１００から取得される自律走行情報の少なくとも一方に基づき、車載アクチュエータ群９１へ向けて出力される制御信号を生成する。
【００１５】
覚醒装置１０は、運転者への情報提示を行う機器である。覚醒装置１０は、運転者の状態が手動運転可能なレベルに満たない場合に、音及び光等の刺激、並びに皮膚への物理的な刺激を運転者に与え、運転者を強制的に覚醒させる。覚醒装置１０は、運転タスクとは異なるサブタスクを実施中の運転者にも、気付きを与える提示を実施する。覚醒装置１０には、例えばシート振動装置１１、音声出力装置１２及び空調装置１３等が含まれている。
【００１６】
シート振動装置１１は、例えば運転席の着座面又は背もたれ面に内蔵されている。シート振動装置１１は、振動等による触覚刺激を運転者の皮膚に与える。音声出力装置１２は、少なくとも一つのスピーカを含む構成である。音声出力装置１２は、車室内における音声メッセージ又は通知音の再生により、運転者に聴覚を通じた刺激を与える。空調装置１３は、車室内に設けられた複数の吹き出し口から、冷気又は暖気を吹き出させる。空調装置１３は、運転席の近傍に設けられた吹き出し口からの送風により、運転者の手首又は首等に温度刺激を与える。
【００１７】
自動運転ＥＣＵ１００は、自律走行に必要な情報を取得する構成として、ＧＮＳＳ受信器３１、地図データベース３２、カメラユニット３３、ライダ３４、ミリ波レーダ３５及び無線通信器３６等と直接的又は間接的に電気接続されている。さらに自動運転ＥＣＵ１００は、運転者の状態を示す情報を検出する構成として、ＤＳＭ２１及び心拍計２２等と直接的又は間接的に電気接続されている。
【００１８】
ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信器３１は、複数の人工衛星から送信された測位信号を受信可能である。ＧＮＳＳ受信器３１は、受信した測位信号を、車両Ａの現在位置を特定するための情報として、自動運転ＥＣＵ１００へ向けて逐次出力する。
【００１９】
地図データベース３２は、多数の地図データを格納している記憶装置である。地図データには、各道路の曲率、勾配、及び区間の長さといった構造情報、並びに制限速度及び一方通行といった非一時的な交通規制情報等が含まれている。地図データベース３２は、自動運転ＥＣＵ１００からの要求に基づき、車両Ａの現在位置の周辺及び進行方向の地図データを自動運転ＥＣＵ１００に提供する。
【００２０】
カメラユニット３３、ライダ３４、及びミリ波レーダ３５は、歩行者及び他の車両等の移動物体、さらに路上の落下物、交通信号、ガードレール、縁石、道路標識、道路標示、及び区画線等の静止物体を検出する自律センサである。カメラユニット３３、ライダ３４、及びミリ波レーダ３５はそれぞれ、検出した移動物体及び静止物体に係る検出物情報を、自動運転ＥＣＵ１００へ向けて逐次出力する。
【００２１】
カメラユニット３３は、車両Ａの前方領域を撮影する単眼式又は複眼式の前方カメラである。カメラユニット３３は、前方領域の画像を検出物情報として取得する。ライダ３４は、車両Ａの進行方向へ向けてレーザ光を照射し、進行方向に存在する移動物体及び静止物体等で反射されたレーザ光を受信することにより、検出物情報を取得する。ミリ波レーダ３５は、車両Ａの進行方向へ向けてミリ波を照射し、進行方向に存在する移動物体及び静止物体等で反射されたミリ波を受信することにより、検出物情報を取得する。ミリ波レーダ３５は、ライダ３４よりも遠方の物体を検出可能である。
【００２２】
無線通信器３６は、路車間通信、移動体通信、及び近距離無線通信等の少なくとも一つを通じて、交通情報及び気象情報等を受信可能である。交通情報は、例えば走行予定の経路上にて生じている渋滞及び事故に関する情報等である。気象情報は、例えば走行予定の経路上にて発生中又発生予定の豪雨及び豪雪等の天候悪化を示す情報である。
【００２３】
ＤＳＭ２１は、近赤外光源及び近赤外カメラと、これらを制御する制御ユニット等とによって構成されている。ＤＳＭ２１は、近赤外カメラを運転席側に向けた姿勢にて、例えばインスツルメントパネルの上面に配置される。ＤＳＭ２１は、近赤外光源によって近赤外光を照射された運転者の頭部を近赤外カメラで撮影し、撮像した顔画像の解析によって運転者の状態を監視する。一例としてＤＳＭ２１は、運転者の目の開き具合等を顔画像から抽出し、運転者の覚醒度を判定する。ＤＳＭ２１は、覚醒度の判定結果等の運転者の状態を示す状態情報を、自動運転ＥＣＵ１００へ向けて逐次出力する。
【００２４】
心拍計２２は、運転者の心拍数又は脈拍数を計測する生体センサである。心拍計２２は、運転席に内蔵されていてもよく、又は運転者に装着されるウェアラブルデバイスに内蔵されていてもよい。心拍計２２は、心拍数又は脈拍数の計測結果を、運転者の状態を示す状態情報として自動運転ＥＣＵ１００へ向けて逐次出力する。尚、心拍計２２は、運転者の体温及び血圧等の生体データをさらに計測可能であってもよい。
【００２５】
自動運転ＥＣＵ１００は、処理部４１、ＲＡＭ４２、記憶部４３及び入出力インターフェースを有するコンピュータを主体に構成されている。処理部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）及びＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の少なくとも一つを含む構成である。処理部４１には、ＡＩ（Artificial Intelligence）の学習及び推定に特化した専用のプロセッサが設けられていてもよい。
【００２６】
自動運転ＥＣＵ１００は、車両制御ＥＣＵ８０との連携によって車両Ａの加減速制御及び操舵制御を行うことにより、運転者に代わって車両Ａの運転操作を実施可能な自動運転機能を発揮する。自動運転ＥＣＵ１００は、運転操作の制御権の所在が異なる複数の制御モードを切り替える。複数の制御モードには、自動運転機能によって車両Ａを自律走行させる自動運転モード、及び運転者の運転操作によって走行する自動運転モードが含まれている。さらに、自動運転モードから手動運転モードへの遷移時に実行される交代要求モード、及び車両Ａを自動退避させるためのＭＲＭ（Minimum Risk Maneuver）モードが、制御モードには含まれている。
【００２７】
自動運転ＥＣＵ１００は、記憶部４３に記憶された自動運転プログラムを処理部４１によって実行可能である。自動運転プログラムには、車両Ａを自律走行させるためのプログラム、及び運転交代を制御するためのプログラム等が含まれている。自動運転プログラムに基づき、自動運転ＥＣＵ１００には、情報取得部５１、自車位置特定部５２、走行環境認識部５３、走行計画生成部５４、自律走行制御部５５、状態判定部５６、要求値設定部５７及び交代制御部５８等が構築される。
【００２８】
情報取得部５１は、ＧＮＳＳ受信器３１、地図データベース３２、カメラユニット３３、ライダ３４、ミリ波レーダ３５、無線通信器３６、車両制御ＥＣＵ８０等から、周辺環境及び車両Ａ等の現在の状況を示す状況情報を取得する。
【００２９】
自車位置特定部５２は、ＧＮＳＳ受信器３１にて受信された測位信号に基づき、車両Ａの現在位置を特定する。自車位置特定部５２は、カメラユニット３３から取得する前方領域の画像と、地図データベース３２から取得する詳細な地図データとの照合により、車両Ａの詳細な現在位置を同定する。
【００３０】
走行環境認識部５３は、自車位置特定部５２にて特定された位置情報、地図データベース３２から取得した地図データ、及び各自律センサから取得した検出物情報等を組み合わせることで、車両Ａの周囲の走行環境を認識する。走行環境認識部５３は、特に各自律センサの検出範囲内について、各検出物情報の統合結果に基づき、車両Ａの周囲の物体の形状及び移動状態を認識する。走行環境認識部５３は、認識した周囲の物体の情報と、位置情報及び地図データと組み合わせることで、実際の走行環境を三次元で再現した仮想空間を生成する。
【００３１】
走行計画生成部５４は、走行環境認識部５３によって認識された走行環境に基づき、自動運転機能によって車両Ａを自律走行させるための走行計画を生成する。走行計画としては、長中期の走行計画と、短期の走行計画とが生成される。長中期の走行計画では、運転者によって設定された目的地に車両Ａを向かわせるための経路が規定される。自動運転機能から運転者への計画的な運転交代のスケジュール（以下、「権限移譲計画」）は、主に長中期の走行計画に基づいて設定される。尚、権限移譲計画の詳細は後述する。
【００３２】
短期の走行計画では、走行環境認識部５３にて生成された車両Ａの周囲の仮想空間を用いて、長中期の走行計画に従った走行を実現するための予定走行経路が規定される。具体的に、車線追従及び車線変更のための操舵、速度調整のための加減速、並びに衝突回避のための急制動等の実行が、短期の走行計画に基づいて決定される。
【００３３】
自律走行制御部５５は、自動運転モードにて、走行計画生成部５４によって策定された予定走行経路に基づく内容の加減速及び操舵を指示する自律走行情報を生成する。自律走行制御部５５は、生成した自律走行情報を車両制御ＥＣＵ８０へ向けて逐次出力する。自律走行制御部５５は、アクチュエータ制御部８１と連携し、予定走行経路に沿って車両Ａを自律走行させる。
【００３４】
ここで、自動運転機能から運転者への運転交代には、システム側から運転者に計画的に制御権を引き渡すハンドオーバーと、緊急性の高い状況で運転者が自らの判断で制御権を取得するオーバーライドとが存在する。状態判定部５６、要求値設定部５７及び交代制御部５８、並びに上述の走行計画生成部５４は、ハンドオーバーのプロセス制御に関連する機能ブロックである。以下、これらの機能ブロックの詳細を、図１に基づき、図２を参照しつつ説明する。
【００３５】
状態判定部５６は、ＤＳＭ２１及び心拍計２２等から、運転者の現在の状態を示す状態情報を取得する。一例として、状態判定部５６は、ＤＳＭ２１にて判定された運転者の現状の覚醒度を、少なくとも状態情報の一つとして取得する。或いは状態判定部５６は、ＤＳＭ２１による覚醒度の判定結果に、心拍計２２にて計測された心拍数及び体温等の状態情報を組み合わせ、覚醒度を含む運転者の状態を総合的に判断してもよい。
【００３６】
要求値設定部５７は、情報取得部５１にて取得される状況情報に基づき、運転交代の後に運転者に要求される要求値を設定する。要求値は、運転者の状態を定量的に示す指標の値である。具体的に、要求値設定部５７は、運転交代後に運転者がシチュエーションに対応するために必要な覚醒度（以下、「要求覚醒度」）を要求値として設定する。記憶部４３には、運転者の遭遇が想定される多数のシチュエーションと、シチュエーション毎に必要とされる要求覚醒度とを関連付けたテーブルが、予め記憶されている。要求値設定部５７は、ハンドオーバーによる運転交代の後に運転者が遭遇するシチュエーションを状況情報に基づき推定する。要求値設定部５７は、記憶部４３に格納されたテーブルを参照し、推定したシチュエーションに予め関連付けられた要求覚醒度を選択する。
【００３７】
交代制御部５８は、走行計画生成部５４にて策定される権限移譲計画に基づき、運転交代モードにて、自動運転機能から運転者に制御権を移譲するプロセスを制御する。交代制御部５８は、自動運転モードから交代要求モードへの遷移に基づき、覚醒装置１０に含まれる各機器（１１〜１３）の制御を開始する。交代制御部５８は、注意喚起及び覚醒促進の刺激を、覚醒装置１０を用いて運転者に提示し、自律走行の継続が不可能となる時刻以前に、運転交代後に遭遇するシチュエーションに対応可能な状態に、運転者の状態を回復させる。
【００３８】
交代制御部５８は、状態判定部５６にて判定された運転者の現在の覚醒度、及び要求値設定部５７にて設定される要求覚醒度に応じて、提示開始時刻（−ｔ２参照）、刺激の持続時間、作動対象とする覚醒装置１０、及び刺激の強度等を変更する。交代制御部５８は、運転者の現在の覚醒度（状態）が要求覚醒度（要求値）を満たすように、上述した覚醒装置１０の作動内容を決定する。現在の覚醒度と要求覚醒度との差分ＧＡＰが大きいほど、覚醒装置１０から運転者に与えられる刺激は、強くされる。刺激の強さは、差分ＧＡＰの大きさに応じて連続的に高められてもよく、又は段階的に高められてもよい。
【００３９】
走行計画生成部５４は、自動運転機能による自律走行中にて、自動運転機能から運転者への運転交代要求（以下、「ＴＯＲ：Take Over Request」）の要否を判定する。運転交代要求の要否の判定に必要な状況情報は、情報取得部５１にて取得される種々の情報である。走行計画生成部５４は、自動運転モードによる自律走行の継続が不可能な状況の発生を状況情報に基づいて予測した場合に、ＴＯＲが必要であると判定し、上述の権限移譲計画を策定する。権限移譲計画では、自動運転機能による自律走行の継続が不可能になるまでの残余時間Ｔ１が推定される。さらに、権限移譲計画では、手動運転可能な適切な状態まで運転者の状態を復帰させる復帰時間Ｔ２と、適切な状態に復帰した運転者に制御権を移譲させる移譲時間Ｔ３とが設定される。
【００４０】
復帰時間Ｔ２は、覚醒装置１０の作動によって運転者の覚醒度を要求覚醒度まで回復させるために必要な時間である。復帰時間Ｔ２は、現在の覚醒度及び要求覚醒度に基づき、走行計画生成部５４によって適宜推定される。詳記すると、走行計画生成部５４は、現在の覚醒度と要求覚醒度との差分ＧＡＰを算出し、算出した差分ＧＡＰに基づき、復帰時間Ｔ２を設定する。記憶部４３には、差分ＧＡＰと復帰時間Ｔ２との対応関係を規定したテーブル又は関数が予め記憶されている。走行計画生成部５４は、テーブル又は関数に基づき、差分ＧＡＰに対応した復帰時間Ｔ２を設定する。復帰時間Ｔ２は、現状の覚醒度と要求覚醒度との差分ＧＡＰが大きくなるほど、長い時間に設定される。一方で、移譲時間Ｔ３の長さは、予め設定されている。移譲時間Ｔ３の長さは、運転者による調整が可能であってもよい。このように、権限移譲計画では、時刻ｔ０よりも移譲時間Ｔ３だけ早い時刻−ｔ１までに、運転者の覚醒度を少なくとも要求覚醒度まで復帰させることが前提とされている。
【００４１】
走行計画生成部５４は、移譲時間Ｔ３に復帰時間Ｔ２を加えた合計時間と、残余時間Ｔ１との比較に基づき、運転者への権限移譲についての緊急度を判定する。緊急度は、合計時間（Ｔ２＋Ｔ３）を残余時間Ｔ１で除した値である。故に、現状の覚醒度が低くなるほど、又は運転交代後の要求覚醒度が高くなるほど、復帰時間Ｔ２は、長く規定される。これにより、緊急度も高い値となる。その結果、合計時間が残余時間Ｔ１よりも長く、緊急度が「１」以上である場合では、走行計画生成部５４は、自動運転機能から運転者への運転交代の中止を決定し、自動運転モードからＭＲＭモードへの遷移を実施する。これにより車両Ａは、自動運転機能によって探索された退避場所への移動後に停止する。
【００４２】
一方、合計時間が残余時間Ｔ１よりも短い場合、即ち、緊急度が「１」未満である場合、走行計画生成部５４は、運転者への権限移譲を行うスケジュールを策定する。こうした内容の権限移譲計画では、自律走行の継続が不可能になる時刻ｔ０よりも合計時間だけ早い時刻−ｔ２にて、自動運転モードから交代要求モードへの遷移が実施され、覚醒装置１０の作動が開始される。さらに、時刻ｔ０よりも移譲時間Ｔ３だけ早い時刻−ｔ１にて、運転者への制御権の引き渡しが開始される。以上により、時刻ｔ０での手動運転モードへの遷移が可能になる。
【００４３】
次に、走行計画生成部５４にてＴＯＲが必要と判定される複数のケースについて、その詳細を説明する。
【００４４】
＜ユースケース１＞
ＴＯＲの発生するケースの一つ目は、自律センサの認識限界を超える状況との遭遇が予測された場合である。例えば、トンネルを抜けた後の強烈な西日、或いは豪雨又は豪雪等の天候変化に遭遇した場合、自律センサの認識限界を超えて、自律走行の継続が不可能となる。走行計画生成部５４は、時間情報、地図情報、車両Ａの位置情報及び気象情報等に基づき、自律センサの認識限界の発生を予測できる。
【００４５】
以上のユースケース１にて、運転交代の後の運転者には、周辺環境の悪化したシチュエーションに対応するという高負荷の運転操作が要求される。故に、要求覚醒度は、設定可能な範囲のうちで中間よりも高い値に設定される。その結果、権限移譲の緊急度も、通常よりも高く設定され得る。以上によれば、覚醒装置１０は、高い緊急度に沿った注意喚起及び覚醒促進となる強い刺激を運転者に与えて、高度な判断及び運転操作を実施できる状態に運転者を復帰させる。
【００４６】
＜ユースケース２＞
ＴＯＲの発生するケースの二つ目は、システムの対応能力の限界を超える状況との遭遇が予測された場合である。例えば、区画線（白線）のない道路では、車線の認識が困難となり、自律走行の難易度が高くなる。その結果、システムの対応能力の限界を超えて、自律走行を継続不可能な状況が偶発的に発生し得る。また、突然の動物の飛び出しに対しても、システムの緊急対応の能力限界を超えて、自動運転では適切な対処が困難となり得る。走行計画生成部５４は、走行計画、位置情報及び地図情報等に基づき、区画線のない道路、及び動物の飛び出しが頻繁に生じる道路等の走行を予測できる。
【００４７】
以上のユースケース２では、システムの対応能力の限界は、偶発的に生じる。故に、自律走行が全く不可能な状態にはならない。そのため、運転交代の後の運転者には、道路に沿った通常走行が要求されるのみである。故に、要求覚醒度は、設定可能な範囲のうちで中間よりも低い値に設定される。その結果、権限移譲の緊急度も、通常よりも低く設定され得る。以上によれば、覚醒装置１０は、低い緊急度に沿った注意喚起及び覚醒促進となる弱い刺激を運転者に与えて、通常の状態に運転者を復帰させる。
【００４８】
尚、こうしたユースケース２のような場合では、運転交代の実施を見送り、自動運転モードが継続されてもよい。但しこの場合、自動運転を継続することのリスクが音声又は表示等によって運転者に提示される。こうした提示により、運転者には、システムだけでの緊急対応の困難性が注意喚起される。
【００４９】
＜ユースケース３＞
ＴＯＲの発生するケースの三つ目は、システムの判断能力の限界を超える状況との遭遇が予測された場合である。例えば、走行予定の経路に交通規制又は障害物が発生した場合、システムの判断能力の限界を超えて、自律走行の継続が不可能となる。走行計画生成部５４は、渋滞情報、事故情報及び位置情報等に基づき、判断能力の限界の発生を予測できる。
【００５０】
以上のユースケース３にて、運転交代の後の運転者には、渋滞及び事故等の交通規制の内容に沿った減速又は車線変更、或いは障害物を回避するといった中程度の負荷の運転操作が要求される。故に、要求覚醒度は、設定可能な範囲のうちの中程度の値に設定される。その結果、権限移譲の緊急度も、中程度に設定され得る。以上によれば、覚醒装置１０は、中程度の緊急度に沿った注意喚起及び覚醒促進となる刺激を運転者に与えて、手動運転可能な状態に運転者を復帰させる。
【００５１】
以上のようなハンドオーバーのプロセスを実現するために、自動運転ＥＣＵ１００によって実施される権限移譲処理の詳細を、図３に基づき、図１及び図２を参照しつつ説明する。図３に示す権限移譲処理は、手動運転モードから自動運転モードへの切り替えが行われたことに基づき、自動運転ＥＣＵ１００によって開始される。
【００５２】
Ｓ１０１では、運転交代要求の要否の判定に必要な状況情報として、周辺環境状況及び車両状況を示す情報を取得する。加えてＳ１０１では、覚醒度等の運転者の現在の状態を示す状態情報を取得し、Ｓ１０２に進む。
【００５３】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１にて取得した状況情報に基づき、自動運転不可能な状況が発生するか否か、即ち、運転者へのＴＯＲの要否を判定する。Ｓ１０２にて、自動運転不可能な状況の発生を予測できず、ＴＯＲも不要であると判定した場合、Ｓ１０１に戻る。一方で、自動運転不可能な状況の発生を予測し、ＴＯＲが必要と判定した場合、Ｓ１０３に進む。
【００５４】
Ｓ１０３では、Ｓ１０１にて取得した状況情報に基づき、運転交代後に要求される要求覚醒度を設定する。そして、Ｓ１０１にて取得した現状の覚醒度と要求覚醒度との差分ＧＡＰに基づき、復帰時間Ｔ２を推定する。さらに、復帰時間Ｔ２から権限移譲の緊急度を判定し、Ｓ１０４に進む。
【００５５】
Ｓ１０４では、Ｓ１０３にて判定した緊急度が権限移譲可能な程度か否かを判定する。Ｓ１０４にて、緊急度が「１」以上であると判定した場合、権限移譲が困難であるとみなし、Ｓ１１１に進む。一方で、Ｓ１０４にて、緊急度が「１」未満であると判定した場合、権限移譲が可能であると推定し、Ｓ１０５に進む。
【００５６】
Ｓ１０５では、Ｓ１０３にて判定された緊急度に基づき、覚醒装置１０の作動内容を決定し、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０５では、運転者の状態を要求覚醒度まで回復させるような覚醒装置１０の作動内容を設定する。Ｓ１０５にて設定される作動内容によれば、覚醒装置１０は、差分ＧＡＰ以上の運転者の覚醒度の上昇を復帰時間Ｔ２の経過前に実現できる。具体的な作動内容としては、提示開始時刻、刺激の持続時間、作動対象とする覚醒装置１０、及び刺激の強度等が設定される。
【００５７】
Ｓ１０６では、自動運転モードから交代要求モードへの遷移を行う。さらに、Ｓ１０６では、Ｓ１０５にて決定された作動内容に従い、覚醒装置１０を用いた運転者への提示を実施し、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７では、運転者の状態を評価する。具体的に、Ｓ１０７では、Ｓ１０６による覚醒装置１０の作動開始後に、運転者の状態が要求値を超える状態に復帰したか否かを判定する。Ｓ１０７にて、運転者の覚醒度が要求覚醒度に達していないと判定した場合、Ｓ１０８に進む。
【００５８】
Ｓ１０８では、Ｓ１０３にて実施した緊急度判定に基づく復帰時間Ｔ２以内であるか否かを判定する。Ｓ１０８にて、復帰時間Ｔ２の経過前であると判定した場合、Ｓ１０６に戻り、Ｓ１０６及びＳ１０７の実施により、覚醒度を上昇させる刺激の付与を継続させる。一方で、Ｓ１０８にて、復帰時間Ｔ２が経過したと判定した場合、Ｓ１１１に進む。Ｓ１１１では、自動運転モードからＭＲＭモードへの遷移を行い、車両Ａを退避場所に停止させて、一連の権限移譲処理を終了する。
【００５９】
一方、Ｓ１０７にて、運転者の覚醒度が要求覚醒度を超えたと判定した場合、Ｓ１０９に進む。権限移譲計画にて推定された復帰時間Ｔ２の経過前に運転者の覚醒度が要求覚醒度を超えた場合、覚醒装置１０による運転者への刺激の付与は終了される。その結果、時刻−ｔ１のタイミング及び手動運転への切り替え時刻も、当初の権限移譲計画に対して早められる。
【００６０】
Ｓ１０９では、運転者への権限移譲が可能か否か、具体的には、手動運転に適切な運転姿勢及びステアリングホイールの把持等が行われているか否かを判定する。Ｓ１０９にて、例えばステアリングホイールを把持していない等、権限移譲が不可能であると判定した場合、Ｓ１１１に進み、車両Ａを停止させる。一方、Ｓ１０９にて、権限移譲が可能であると判定した場合、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、交代要求モードから手動運転モードへの遷移を行い、手動運転へと切り替える。権限移譲に成功した後、運転者による手動運転を継続させて、一連の権限移譲処理を終了する。
【００６１】
ここまで説明した本実施形態では、運転交代の後に運転者に要求される要求値は、状況情報に基づき設定される。そして、覚醒装置１０の作動内容は、設定された要求値を満たすまで運転者の状態が回復するように決定される。故に、運転交代の後に高負荷な運転操作が必要と推定される上述のユースケース１等では、運転者の状態は、高負荷な運転操作を行い得る程度まで回復され得る。一方で、運転交代の後に低負荷の運転操作しか必要とされない上述のユースケース２等では、運転者の状態の回復は、低負荷な運転操作を行うのに十分な程度までに抑えられる。以上のように、運転交代の後の状況を鑑みた覚醒装置１０の作動制御によれば、運転者の状態の適切な回復が実現され得る。したがって、自動運転機能から運転者への運転交代の円滑な実施が可能になる。
【００６２】
加えて本実施形態では、ＴＯＲの発動する想定シチュエーション毎の要求覚醒度を規定したテーブルが予め設けられている。そして、要求値設定部５７は、運転交代後に遭遇するシチュエーションを推定し、推定したシチュエーションに予め関連付けられた要求覚醒度を選択する。こうした処理の採用によれば、自動運転ＥＣＵ１００は、精度良く且つ高速に適切な要求覚醒度を設定し、走行環境に合わせた適切な刺激を与えることで、円滑に運転交代を行うことができる。
【００６３】
また本実施形態では、運転者の現状の覚醒度が取得される。そして、現状の覚醒度を要求覚醒度まで回復させる覚醒装置１０の作動内容が、交代制御部５８にて決定される。以上のように、現在の運転者の状態を反映した作動内容の決定が実施されれば、運転者の状態は、運転交代後に遭遇するシチュエーションへの対応に好適な状態となり得る。
【００６４】
さらに本実施形態では、現状の覚醒度と要求覚醒度の差分ＧＡＰが大きくなるほど、覚醒装置１０から運転者に与えられる刺激が強められる。以上のように、差分ＧＡＰに応じて刺激の与え方が変更されれば、交代制御部５８は、限られた復帰時間Ｔ２内にて、運転者の覚醒度を高い確実性をもって必要なレベルまで引き上げることができる。
【００６５】
加えて本実施形態では、復帰時間Ｔ２及び移譲時間Ｔ３の合計時間と、残余時間Ｔ１との比較によって緊急度が判定される。そして、復帰時間Ｔ２のうちに運転者の状態が要求値まで回復するよう、交代制御部５８は、覚醒装置１０の作動内容を決定する。以上によれば、交代制御部５８は、時間的な制約の中で運転者の状態を手動運転可能な状態まで復帰させる作動内容を適切に選択できる。
【００６６】
また本実施形態では、復帰時間Ｔ２及び移譲時間Ｔ３の合計時間が残余時間Ｔ１よりも長い場合に、運転者への権限移譲は実施されない。こうした処理によれば、リスクを伴う運転交代の実施を極力避けて、ＭＲＭモードへの移行による車両Ａの停止を、時間的な余裕をもって実施することが可能になる。
【００６７】
尚、上記の実施形態において、情報取得部５１が「状況情報取得部」に相当し、走行計画生成部５４が「交代判定部」に相当し、状態判定部５６が「状態情報取得部」に相当し、交代制御部５８が「作動決定部」に相当する。また、自動運転ＥＣＵ１００が「運転交代制御装置」に相当し、覚醒装置１０が「提示装置」に相当する。
【００６８】
（他の実施形態）
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００６９】
上記実施形態では、現在取得できている状況情報に基づき、将来のシチュエーションを推定したうえで、推定したシチュエーションに対応した要求覚醒値が設定されていた。しかし、シチュエーションを推定する処理は、省略されてよい。例えば、統計情報に基づき生成された関数に、現在取得できている状況情報を指標化した値を代入する処理により、要求覚醒度等が設定されてもよい。
【００７０】
上記実施形態では、運転者の現状の状態が把握され、交代制御部は、現状の状態を、手動運転可能な状態まで引き上げるアクチュエーションを運転者に対して実施していた。しかし、運転者の現状を示す状態情報の取得は、実施されなくてもよい。こうした形態では、交代制御部は、所定の初期覚醒度を仮定し、初期覚醒度から要求覚醒度までの復帰を可能にする刺激提示を実施する。
【００７１】
上記実施形態では、現状の覚醒度と要求覚醒度との差分が大きくなるほど、運転者に強い刺激が与えられていた。こうした刺激を強める処理は、刺激を与える覚醒装置の数を増やしてもよく、又は振動及び音等の刺激自体を強くしてもよい。こうした刺激は、復帰時間Ｔ２にて連続的に与えられてもよく、又は間欠的に与えられてもよい。さらに、差分の大きさに係わらず、刺激の強さは、実質的に一定であってもよい。
【００７２】
上記実施形態では、復帰時間Ｔ２及び移譲時間Ｔ３の合計と、残余時間Ｔ１との比較から緊急度が算出されていた。こうした緊急度の算出方法は、上記の算出方法に限定されない。適切なタイミングで車両の停止を判断できれば、緊急度の算出方法は、適宜変更されてよい。
【００７３】
上記実施形態では、運転者の状態の復帰が確認された場合に、刺激提示は終了されていた。しかし、運転者の状態を確実に回復させるために、刺激提示は、権限移譲計画の策定時に設定した復帰時間Ｔ２の間、終了させずに継続されてよい。尚、復帰時間Ｔ２及び移譲時間Ｔ３のうちに、運転者によるオーバーライドがあった場合には、制御権は、直ちに運転者に移譲されてよい。
【００７４】
運転交代制御装置の機能は、上記の自動運転ＥＣＵとは異なる構成によって実現されてもよい。例えば、自動運転ＥＣＵと共に車両に搭載された電子制御装置の処理部が、上述した運転交代の制御方法を実施してもよい。或いは、自動運転ＥＣＵ又は車両制御ＥＣＵを含む複数の電子制御装置が、本開示による運転交代制御プログラムを分散処理してもよい。
【００７５】
さらに、フラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）が運転交代制御プログラムを格納する構成として、自動運転ＥＣＵ等の記憶部に採用可能である。加えて、運転交代制御プログラムを記憶する記憶媒体は、車両に搭載された電子制御ユニットに設けられた記憶媒体に限定されず、当該記憶媒体へのコピー元となる光学ディスク及び汎用コンピュータのハードディスクドライブ等であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
Ｔ１  残余時間、Ｔ２  復帰時間、Ｔ３  移譲時間、ＧＡＰ  差分、Ａ  車両、１０  覚醒装置（提示装置）、４１  処理部、５１  情報取得部（状況情報取得部）、５４  走行計画生成部（交代判定部）、５６  状態判定部（状態情報取得部）、５７  要求値設定部、５８  交代制御部（作動決定部）、１００  自動運転ＥＣＵ（運転交代制御装置）
【図１】
2019038471.tif 000003
【図２】
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【図３】
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