(57)【要約】【課題】車両の安全性を高める。【解決手段】車両制御装置は、判定部２１および切替部２２を備える。判定部２１は、手動運転のもとで乗員に対して安全面から要求される所定の第一状態であるか否かを検出するセンサ１０で検出された状態に基づいて、第一状態から第一状態ではない第二状態へ遷移したか否かを判定する逸脱判定を実施する。この判定部２１によって逸脱判定が肯定判定されたときに、切替部２２は、自動運転を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動運転のもとで乗員に対して安全面から要求される所定の第一状態であるか否かを検出するセンサで検出された状態に基づいて、前記第一状態から前記第一状態ではない第二状態へ遷移したか否かを判定する逸脱判定を実施する判定部と、
前記判定部によって逸脱判定が肯定判定されたときに、自動運転を実施する切替部とを備えた
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記切替部は、手動運転が実施されている場合には、前記判定部によって前記逸脱判定が肯定判定されたときに、手動運転を禁止して自動運転を開始する
ことを特徴とする請求項１に記載された車両制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記センサで検出された状態に基づいて、前記第二状態から前記第一状態へ遷移したか否かを判定する復帰判定を実施し、
前記切替部は、前記判定部によって前記復帰判定が肯定判定されたときに、手動運転を許可する
ことを特徴とする請求項１または２に記載された車両制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記センサで検出された状態に基づいて、前記第二状態から前記第一状態へ遷移したか否かを判定する復帰判定を実施し、
前記切替部は、自動運転が実施されている場合には、前記判定部によって前記復帰判定が肯定判定されたときに、自動運転を終了して手動運転を開始する
ことを特徴とする請求項１または２に記載された車両制御装置。
【請求項５】
前記第一状態は、前記乗員にシートベルトが着用された状態を含む
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載された車両制御装置。
【請求項６】
前記第一状態は、前記乗員が着座している状態を含む
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載された車両制御装置。
【請求項７】
前記乗員にドライバを含み、
前記第一状態は、前記ドライバのシートが前向きである状態を含む
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載された車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動運転と手動運転とを切り替える制御を実施する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドライバによる手動運転に加えて、車両の加減速状態や操舵状態を自動的に制御する自動運転も可能な車両が開発されている。すなわち、従来の手動運転による車両操作性を確保しつつ、走行状況に応じてドライバが自動運転を選択できるようにしたものである。このような二種の運転モードを切り替え可能な車両において、乗員に装着されたシートベルトが自動運転中に取り外された場合に、自動運転から手動運転に切り替える制御が提案されている。これにより、たとえば車両の停車時に乗員が降車しようとしたときに、車両が意図せず発進してしまうことが防止される（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2016-199104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、上述のようにシートベルトの解除を自動運転から手動運転に切り替える条件に用いると、ドライバの気付かないうちにシートベルトが解除されたときに、切り替えられた手動運転にドライバが対応できるとは限らない。このように、手動運転のもとで安全面から乗員に要求される所定の状態から逸脱したことを手動運転の開始条件とする場合には、ドライバの知らないうちに手動運転に切り替えられてしまうおそれがある。よって、安全性を高めるうえで改善の余地がある。
【０００５】
本件の車両制御装置は、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、車両の安全性を高めることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用および効果であって、従来の技術では得られない作用および効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）ここで開示する車両制御装置は、判定部および切替部を備える。
前記判定部は、手動運転のもとで乗員に対して安全面から要求される所定の第一状態であるか否かを検出するセンサで検出された状態に基づいて、前記第一状態から前記第一状態ではない第二状態へ遷移したか否かを判定する逸脱判定を実施する。前記切替部は、前記判定部によって逸脱判定が肯定判定されたときに、自動運転を実施する。
【０００７】
（２）前記切替部は、手動運転が実施されている場合には、前記判定部によって前記逸脱判定が肯定判定されたときに、手動運転を禁止して自動運転を開始することが好ましい。
（３）前記判定部は、前記センサで検出された状態に基づいて、前記第二状態から前記第一状態へ遷移したか否かを判定する復帰判定を実施することが好ましい。
この場合の前記切替部は、前記判定部によって前記復帰判定が肯定判定されたときに、手動運転を許可することが好ましい。または、自動運転が実施されている場合には、前記判定部によって前記復帰判定が肯定判定されたときに、自動運転を終了して手動運転を開始することが好ましい。
【０００８】
（４）前記第一状態は、下記に列挙する状態１〜３の少なくとも一つを含むことが好ましい。
・状態１：前記乗員にシートベルトが着用された状態
・状態２：前記乗員が着座している状態
・状態３：前記乗員であるドライバのシートが前向きである状態
【発明の効果】
【０００９】
本件の車両制御装置によれば、逸脱判定が肯定判定されたときに自動運転が実施される。そのため、手動運転において安全面から要求される所定の第一状態が満たされなくなったとしても、手動運転よりも信頼性の高い自動運転を実施すれば、車両の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】制御装置の搭載された車両を示す模式図である。
【図２】車両制御装置の制御手順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】
【００１１】
図面を参照して、実施形態としての車両制御装置を説明する。
本実施形態で説明する車両制御装置は、手動運転に加えて自動運転も可能な車両を制御する装置である。この制御装置は、乗員や座席などの状態に基づいて手動運転および自動運転に関して制御し、車両に搭載される。
下記の一実施形態では、制御装置を搭載した車両として自動車を例示し、自動車を手動で運転するドライバ（運転者）を乗員の例に挙げる。
【００１２】
［Ｉ．一実施形態］
［１．構成］
本実施形態の車両制御装置は、入力系，制御系，出力系の構成に大別される。
入力系の構成は、車両の制御に必要な情報を検出し、検出した情報を制御系の構成に入力する。制御系の構成は、入力系の構成から入力された各種の情報に基づいて、車両の制御に関する制御信号を生成し、生成した制御信号を出力系の構成に出力する。出力系の構成は、制御系の構成から出力された制御信号によって作動する。
なお、車両制御装置の最小構成は、制御系の構成のみである。車両制御装置の最大構成は、入力系の構成，制御系の構成および出力系の構成である。
【００１３】
図１に示すように、車両１には、入力系の構成としてセンサ１０が設けられ、制御系の構成として制御部２０が設けられ、出力系の構成として作動装置３０が設けられている。
センサ１０および作動装置３０のそれぞれは、情報が入出力可能に制御部２０と接続されている。具体的には、センサ１０から制御部２０に対して情報を入力できるように接続され、制御部２０から作動装置３０に対して情報を出力できるように接続される。
【００１４】
すなわち、本実施形態の車両制御装置では、センサ１０の検出情報に基づく制御の主体が制御部２０であり、制御部２０による制御の対象が作動装置３０である。
以下、制御対象の作動装置３０，センサ１０やその取り付け先といった車両１の基本的な構成を説明し、その後に、制御部２０の詳細な構成を説明する。
【００１５】
［１．１．基本構成］
――作動装置――
作動装置３０は、手動運転および自動運転の両運転モードにおいて作動する装置である。作動装置３０には、エンジンや電動モータといった車両１の走行用に搭載された駆動源３１，車両１の進路（走行方向）を調節する操舵装置３２，車両１を制動する制動装置３３が含まれる。
【００１６】
――センサの取付先――
センサ１０は、座席４０やその周辺の状態に関する情報を検出する検出器である。
座席４０は、乗員が座る部分のシートクッション４１と乗員の背もたれ部分のシートバック４２とがリクライニング機構４３を介して連結されている。
【００１７】
リクライニング機構４３は、シートクッション４１に対する連結箇所を軸としてシートバック４２の向きを調節するための機構である。リクライニング機構４３によって、シートクッション４１に対して立った状態のシートバック４２を寝かせた状態とすることができ、その反対に、寝かせた状態のシートバック４２を立った状態にすることもできる。
【００１８】
さらに、座席４０は、車両１の前方だけでなく後方を向いた状態にもなるように、回転可能に設けられている。この回転を可能とする機構として、回転機構４４が座席４０に設けられている。回転機構４４としては、車室のフロアや車台に対して座席４０を回転可能に支持するスイベル機構や、座席４０を前後に摺動可能に支持するスライド機構といった公知の機構が用いられる。
【００１９】
また、座席４０に乗員を拘束するためのシートベルト５０が設けられている。ここでいう「シートベルト５０」には、ベルト状のウェビング５１（「ストラップ」とも称される）だけでなく、ウェビング５１が挿通されたタングプレート５２や、タングプレート５２が着脱されるバックル５３も含まれる。
タングプレート５２がバックル５３に取り付けられた状態については、シートベルト５０が着用された状態と呼び、タングプレート５２がバックル５３から取り外された状態については、シートベルト５０が解除された状態と呼ぶ。
上記の座席４０やシートベルト５０には、つぎに説明するセンサ１０が取り付けられている。
【００２０】
――センサ――
センサ１０には、ベルトセンサ１１，着座センサ１２，ポジションセンサ１３が含まれる。
これらのセンサ１１，１２，１３は、車両１を手動で運転可能な所定の状態（第一状態）か否かを推察する情報を検出する。
【００２１】
ここでいう「車両１を手動で運転可能な状態」は、手動運転のもとで乗員に対して安全面から要求される状態であり、下記の説明では「手動許可状態」と呼ぶ。
一方、手動許可状態ではない状態（第二状態）は、手動許可状態から逸脱した状態でもあり、「手動禁止状態」と呼ぶ。
【００２２】
ベルトセンサ１１および着座センサ１２は、乗員の着座状態から手動許可状態か否かを判定するための情報を検出し、その情報を制御部２０に出力する。
乗員の着座状態に関する手動許可状態としては、乗員にシートベルト５０が着用された状態や、座席４０に乗員が着座している状態などが挙げられる。反対に言えば、乗員の着座状態に関する手動禁止状態として、シートベルト５０が解除された状態や、乗員が座席４０から離れた状態（離席した状態）などが挙げられる。
【００２３】
ポジションセンサ１３は、座席４０自体の状態から手動許可状態か否かを判定するための情報を検出し、その情報を制御部２０に出力する。ここでは、ポジションセンサ１３として、第一ポジションセンサ１４および第二ポジションセンサ１５の二種が設けられている。
座席４０自体に関する手動許可状態としては、座席４０のシートバック４２が立った状態であることや、座席４０が前向きである状態などが挙げられる。反対に言えば、座席４０自体に関する手動禁止状態として、座席４０のシートバック４２が寝た状態であることや、座席４０が後向きである状態などが挙げられる。
【００２４】
ベルトセンサ１１は、バックル５３にタングプレート５２が取り付けられた状態（すなわちシートベルト５０が着用された状態）か否かを検出する。逆に言えば、バックル５３からタングプレート５２が取り外された状態（すなわちシートベルト５０が解除された状態）か否かがベルトセンサ１１によって検出される。
このベルトセンサ１１は、バックル５３に取り付けられる。ベルトセンサ１１としては、バックル５３に対するタングプレート５２の取り付けや取り外しに連動して通電するオルタネイト型のスイッチを用いることができる。
【００２５】
着座センサ１２は、座席４０に乗員が着座しているか否かを検出する。逆に言えば、座席４０から乗員が離れている（離席している）か否かを検出する。
この着座センサ１２は、シートクッション４１に内蔵される。着座センサ１２としては、シートクッション４１に荷重が印加されると通電し、その荷重が解除されると通電が遮断されるモーメンタリ型のスイッチを用いることができる。
【００２６】
第一ポジションセンサ１４は、座席４０のシートバック４２が立った状態であるか否か（寝た状態ではないか）を検出する。この第一ポジションセンサ１４は、リクライニング機構４３に取り付けられる。第一ポジションセンサ１４としては、シートバック４２が立った状態のときに通電し、それ以外の状態（シートバック４２が寝た状態を含む）のときに通電が遮断されるモーメンタリ型のスイッチを用いることができる。
【００２７】
第二ポジションセンサ１５は、座席４０が前向きの状態であるか否か（座席４０が後ろ向きの状態ではないか）を検出する。この第二ポジションセンサ１５は、回転機構４４に取り付けられる。第二ポジションセンサ１５としては、座席４０が前向きのときに通電し、それ以外の状態（座席４０が後向きの状態を含む）のときに通電が遮断されるモーメンタリ型のスイッチを用いることができる。
【００２８】
そのほか、車両１の運転モードを乗員が指示するためのＨＭＩ（Human Machine Interface）１９も設けられている。ＨＭＩ１９によって、車両１を自動で運転させる自動運転モードと車両１を手動で運転する手動運転モードとの二種の運転モードが乗員によって制御部２０へ指示される。ＨＭＩ１９としては、タッチパネルやスイッチといった公知の入力装置が用いられる。
【００２９】
［１．２．詳細構成］
つづいて、上記のセンサ１０で検出された情報に基づいて作動装置３０を制御する制御部２０の構成を詳述する。
制御部２０は、車両１に関する広汎な制御を担う電子制御装置である。この制御部２０は、マイクロプロセッサやＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などを集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。
【００３０】
この制御部２０は、車両１を自動運転で走行させる制御や自動運転と手動運転との切り替えに関する制御を司る。それぞれの運転状態の実施条件は制御部２０で判定される。自動運転の実施時には、作動装置３０が制御部２０からの制御信号を受けて作動する。
制御部２０によって実施される自動運転は、手動運転よりも信頼性（安全性）が高いものとする。詳細に言えば、上記の手動禁止状態であったとしても、乗員の安全が確保された自動運転が実施されるものとする。なお、自動運転では、車両１の目的地が入力されていれば、その目的地へ向けて自動的に車両１を走行させる。車両１の目的地が入力されていなければ、安全が確保された状態で可能な限り直進するように車両１の走行を継続させる。
【００３１】
本実施形態では、制御部２０について、手動運転および自動運転の二種の運転モードを択一的に実施する切替制御に関する構成を詳述する。この切替制御によって実施される運転モードは、ＨＭＩ１９から指示された運転モードに優先する。
制御部２０には、切替制御を実施する機能要素として、手動許可状態または手動禁止状態であるか否かを判定する判定部２１と、実施する運転モードの維持または切り替えを制御する切替部２２とが設けられている。
上記の機能要素は、運転支援制御で実行されるプログラムの一部の機能を示すものであり、ソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能要素の一部または全部をハードウェア（電子回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。
【００３２】
――判定部――
判定部２１は、センサ１０で検出された情報に基づいて、手動許可状態および手動禁止状態に関する逸脱判定および復帰判定を実施する。
逸脱判定は、手動許可状態から手動禁止状態へ逸脱したか否かを判定する。また、復帰判定は、手動禁止状態から手動許可状態へ復帰したか否かを判定する。すなわち、これらの逸脱判定および復帰判定では、センサ１０によって検出された情報が変化したか否かを監視することで、手動許可状態および手動禁止状態の何れか一方から他方へ状態遷移が生じたか否かを判定している。
【００３３】
以下、逸脱判定が肯定判定される具体的な状況を例１〜例４に列挙する。
・例１  ：ベルトセンサ１１によって、シートベルト５０の着用された状態が検出さ
れた後に、シートベルト５０の解除された状態が検出された。
・例２  ：着座センサ１２によって、乗員の着座した状態が検出された後に、乗員の
離席した状態が検出された。
・例３  ：第一ポジションセンサ１４によって、シートバック４２の立った状態が検
出された後に、シートバック４２の寝た状態が検出された。
・例４  ：第二ポジションセンサ１５によって、座席４０が前向きの状態が検出され
た後に、その他の状態が検出された。
【００３４】
つづいて、復帰判定が肯定判定される具体的な状況を例１′〜例４′に列挙する。
・例１′：ベルトセンサ１１によって、シートベルト５０の解除された状態が検出さ
れた後に、シートベルト５０の着用された状態が検出された。
・例２′：着座センサ１２によって、乗員の離席した状態が検出された後に、乗員の
着座した状態が検出された。
・例３′：第一ポジションセンサ１４によって、シートバック４２の寝た状態が検出
された後に、シートバック４２の立った状態が検出された。
・例４′：第二ポジションセンサ１５によって、座席４０が前向きでない状態が検出
された後に、座席４０が前向きの状態が検出された。
【００３５】
――切替部――
切替部２２は、判定部２１による判定結果に基づいて、切替制御を実施する制御信号を作動装置３０に出力する。
この切替制御は、自動運転を実施する第一切替制御と、手動運転を許可する第二切替制御とに細別される。
【００３６】
第一切替制御は、判定部２１によって逸脱判定が肯定判定されたときに実施される。この第一切替制御は、手動運転が実施されている場合には手動運転を終了した後に自動運転を開始（実施）し、自動運転が実施されている場合には自動運転の実施を継続する。
上記の通り、逸脱判定が肯定判定される状況では、ＨＭＩ１９から手動運転モードが指示されていたとしても、その手動運転に優先して自動運転が実施される。
【００３７】
第二切替制御は、判定部２１によって復帰判定が肯定判定されたときに実施される。第二切替制御の開始時には、復帰判定が肯定判定されるまでは手動禁止状態であることから、自動運転が実施されている。そのため、第二切替制御は、自動運転の実施を継続しつつ、手動運転を許可する。
上記の通り、手動運転の開始は許可されたものの手動運転の実施はされていない状況では、ＨＭＩ１９から手動運転モードが指示されると、手動運転が開始される。
【００３８】
［２．フローチャート］
つぎに、図２のフローチャートを参照して、切替制御の手順（流れ）を説明する。
この手順は、制御部２０において所定の制御周期で繰り返し実施される。なお、本手順は、車両１が起動した状態のもとで実施される。
はじめに、センサ１０によって検出された各種の情報を取得する（ステップＳ１）。
【００３９】
このように切替制御で用いる情報を取得すると、手動運転が実施されている場合には逸脱判定を実施し（ステップＳ２の肯定判定およびステップＳ３）、自動運転が実施されている場合には復帰判定を実施する（ステップＳ２の否定判定およびステップＳ５）。
手動許可状態から手動禁止状態へ遷移したときには逸脱判定が肯定判定され（ステップＳ３の肯定判定）、手動運転を終了して自動運転を開始（実施）する第一切替制御を実施する（ステップＳ４）。一方、手動許可状態が維持されているときには逸脱判定が否定判定され（ステップＳ３の否定判定）、手動運転がそのまま継続される。そして、本制御周を終了する（リターン）。
【００４０】
手動禁止状態から手動許可状態へ遷移したときには復帰判定が肯定判定され（ステップＳ５の肯定判定）、自動運転を継続しつつ手動運転を許可する第二切替制御を実施する（ステップＳ６）。一方、手動禁止状態が維持されるときには復帰判定が否定判定され（ステップＳ５の否定判定）、自動運転がそのまま継続される。そして、本制御周を終了する（リターン）。
【００４１】
［３．作用および効果］
本実施形態の車両制御装置は、上述のように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
（１）第一切替制御によれば、逸脱判定が肯定判定されたときに自動運転が実施されることから、手動運転において安全面から要求される手動許可状態が満たされなくなったとしても、手動運転よりも信頼性の高い自動運転が実施される。よって、安全性を高めることができる。
たとえば、自動運転が実施されている場合には第一切替制御によって自動運転が継続して実施され、手動運転が実施されている場合には第一切替制御によって自動運転に運転モードが切り替えられる。これらより、車両１における座席４０への乗員の着座状態や座席４０の状態を制限することなく、車両１の安全性を確保することができる。
【００４２】
（２）仮に、乗員の知らないうちに手動許可状態が満たされたときに手動運転を開始する制御では、開始された手動運転に対して乗員が対応不能な事態が考えられる。これに対して、第二切替制御によれば、復帰判定が肯定判定されたときに手動運転が許可され、このときには自動運転が継続して実施される。そのため、乗員の知らないうちに手動許可状態が満たされたときに、ドライバが手動運転に対応不能な事態を回避することができる。この点からも安全性を高めることができる。
さらに、第二切替制御によって手動運転が許可された後に、乗員による手動運転モードの指示がされると、手動運転が実施される。そのため、手動運転モードを乗員が選択したという意思を確認したうえで、手動運転を実施することができる。よって、安全性およびドライバビリティを両立することができる。
【００４３】
（３）たとえば、手動許可状態にはシートベルト５０が着用された状態が含まれるため、シートベルト５０が解除された状態において、手動運転の実施を禁止し、自動運転によって安全性を確保することができる。
また、手動許可状態には乗員が着座している状態が含まれるため、乗員が離席した状態において、手動運転の実施を禁止し、自動運転によって安全性を確保することができる。
さらに、手動許可状態には座席４０が前向きである状態が含まれるため、座席が前向きではない状態において、手動運転の実施を禁止し、自動運転によって安全性を確保することができる。
【００４４】
［ＩＩ．その他］
上述の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせることもできる。
【００４５】
たとえば、第二切替制御において、復帰判定が肯定判定されたときに手動運転を許可するのではなく開始してもよい。この場合には、シートベルトの着用動作や着座動作といった手動可能状態へ遷移する身振り（ジェスチャー）に自動運転から手動運転への切替操作を割り当てることができ、手動運転モードの開始を承諾する入力指示を省略することができる。よって、ドライバビリティの向上に寄与する。
ただし、手動運転にはドライバが対応可能であるべきなので、上記の復帰判定においては、ドライバの座席やシートベルトに関する検出情報を用いることが好ましい。
【００４６】
あるいは、第一切替制御において逸脱判定が肯定判定されたときに、自動運転を開始するのではなく、許可してもよい。このように実施される自動運転は、ＨＭＩから実施の指示がされたことを条件に開始される。この場合には、ドライバの知らないうちに手動禁止状態が満たされたときに、ドライバの意図しない自動運転の開始を回避することができ、ドライバビリティを確保することができる。それから、自動運転モードを乗員が選択したという意思を確認したうえで、自動運転を開始することができる。そして、自動運転の開始後（実施中）には、車両の安全性を確保することができる。
【００４７】
また、上記の乗員は、ドライバに限らず、助手席の乗員や後部座席の乗員であってもよい。この場合には、ドライバではない乗員の座席が前向きではない状態やドライバではない乗員が離席した状態で手動運転を実施してもよいものと扱えば、これらの状態を手動禁止状態から除外してもよい。
【００４８】
そのほか、センサとしてドライバを撮像するカメラを設け、このカメラでドライバの覚醒状態や視線を監視し、ドライバが起きている状態や前方を注視している状態を手動可能状態に含ませ、ドライバが寝た状態や脇見している状態を手動禁止状態に含ませてもよい。この場合には、居眠り運転時や脇見運転時に手動運転から自動運転に切り替えられ、安全性を高めることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１      車両
１０    センサ
１１    ベルトセンサ
１２    着座センサ
１３    ポジションセンサ
１４    第一ポジションセンサ
１５    第二ポジションセンサ
１９    ＨＭＩ
２０    制御部
２１    判定部
２２    切替部
３０    作動装置
３１    駆動源
３２    操舵装置
３３    制動装置
４０    座席
４１    シートクッション
４２    シートバック
４３    リクライニング機構
４４    回転機構
５０    シートベルト
５１    ウェビング
５２    タングプレート
５３    バックル
【図１】
2019137301.tif 000003
【図２】
2019137301.tif 000004