(57)【要約】【課題】自動運転モードから手動運転モードへの切替時における運転者の利便性の低減を抑制する。【解決手段】運転モード切替装置（１００；１００ａ〜１００ｃ）は、車両（５００）の運転挙動を示す運転挙動データを取得する運転挙動データ取得部（１１）と、運転挙動データを利用して運転シーンを推定する運転シーン推定部（１２）と、推定された現在の運転シーンである現運転シーンの種類に基づき、該現運転シーンが次運転シーンに切り替わる時刻であるシーン切替時刻を推定するシーン切替時刻推定部（１３）と、シーン切替時刻を含まない期間を切替可能期間として設定する切替可能期間設定部（１４）と、切替可能期間に、車両に対して自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切替を指示する切替指示部（１５）とを備える。【選択図】図１
2019182280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転モードとして自動運転モードと手動運転モードとを選択的に実行可能な車両（５００）に搭載されて用いられ、前記運転モードの切替を実行する運転モード切替装置（１００；１００ａ〜１００ｃ）であって、
前記車両５００の運転挙動を示す運転挙動データを取得する運転挙動データ取得部（１１）と、
取得された前記運転挙動データを利用して、前記車両の運転シーンを推定する運転シーン推定部（１２）と、
推定された現在の前記運転シーンである現運転シーンに基づき、該現運転シーンが次の運転シーンである次運転シーンに切り替わる時刻であるシーン切替時刻を推定するシーン切替時刻推定部（１３）と、
推定された前記シーン切替時刻に基づき、該シーン切替時刻を含まない期間を、前記運転モードを切替え可能な期間である切替可能期間として設定する切替可能期間設定部（１４）と、
設定された前記切替可能期間に、前記車両に対して前記自動運転モードから前記手動運転モードへの前記運転モードの切替を指示する切替指示部（１５）と、
を備える、運転モード切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運転モード切替装置において、
前記運転挙動データ取得部は、前記車両の過去の前記運転挙動データを含む運転履歴データを取得し、
前記シーン切替時刻推定部は、
取得された前記運転履歴データを参照することにより、推定される前記現運転シーンの候補および前記現運転シーンが各候補運転シーンである確率と、該候補運転シーンの持続時間とを特定し、
特定された前記確率と前記持続時間とを用いて、前記シーン切替時刻を推定する、運転モード切替装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の運転モード切替装置において、
前記車両の現在位置を特定する現在位置特定部（２１）と、
前記車両の走行経路を特定する走行経路特定部（２２）と、
特定された前記現在位置および前記走行経路に基づき、前記車両の将来の運転位置を予測する走行位置予測部（２３）と、
過去において前記車両の運転動作が高負荷であった高負荷位置を記憶する高負荷位置記憶部（２４）と、
予測された前記将来の走行位置を用いて、前記高負荷位置を前記車両が通る時刻である通過時刻を推定する通過時刻推定部（２５）と、
をさらに備え、
前記切替指示部は、設定された前記切替可能期間のうち、前記通過時刻を除く期間に、前記車両に対して前記自動運転モードから前記手動運転モードへの前記運転モードの切替を指示する、運転モード切替装置。
【請求項４】
請求項３に記載の運転モード切替装置において、
前記高負荷位置記憶部は、過去に推定された前記運転シーンの切り替わりにおける前記車両の位置を、前記高負荷位置として記憶する、運転モード切替装置。
【請求項５】
請求項４に記載の運転モード切替装置において、
前記高負荷位置記憶部は、過去に推定された前記運転シーンの切り替わりのうち、前記運転モードが前記自動運転モードである場合の前記運転シーンの切り替わりにおける前記車両の位置を、前記高負荷位置として記憶する、運転モード切替装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の運転モード切替装置において、
前記高負荷位置記憶部は、前記高負荷位置を、前記車両の走行経路毎に該走行経路に対応付けて記憶し、
前記通過時刻推定部は、予測された前記将来の運転位置を用いて、前記高負荷位置記憶部に記憶されている前記高負荷位置のうち、前記車両が走行中の走行経路に対応付けられている前記高負荷位置を前記車両が通る時刻を、前記通過時刻として推定する、運転モード切替装置。
【請求項７】
請求項６に記載の運転モード切替装置において、
前記高負荷位置記憶部は、前記高負荷位置として、少なくとも前記運転モードが前記手動運転モードである場合の前記高負荷位置を、前記車両の走行経路毎に該走行経路に対応付けて記憶し、
前記通過時刻推定部は、予測された前記将来の運転位置を用いて、前記高負荷位置記憶部に記憶されている前記高負荷位置のうち、前記車両が走行中の走行経路に対応付けられている前記高負荷位置であって前記運転モードが前記手動運転モードである場合の前記高負荷位置を前記車両が通る時刻を、前記通過時刻として推定する、運転モード切替装置。
【請求項８】
請求項１に記載の運転モード切替装置において、
各前記運転シーンにおいて実行された前記車両の動作に関連する制御の大きさを示す制御量を取得する制御量取得部（３１）と、
取得された前記制御量を、前記運転シーンの種類に対応付けて記憶する制御量記憶部（３２）と、
をさらに備え、
前記運転シーン推定部は、前記切替可能期間における前記運転シーンを推定し、
前記切替指示部は、前記切替可能期間における前記運転シーンとして推定された前記運転シーンの種類に対応付けられている前記制御量が予め定められている第１の閾値未満である場合に、前記車両に対して前記自動運転モードから前記手動運転モードへの前記運転モードの切替を指示する、運転モード切替装置。
【請求項９】
請求項８に記載の運転モード切替装置において、
前記制御量取得部は、前記制御を実行する複数の制御装置についてそれぞれ前記制御量を取得し、
前記制御量記憶部は、前記制御量を、前記運転シーンの種類および前記制御装置に対応付けて記憶し、
前記切替指示部は、前記切替可能期間における前記運転シーンとして推定された前記運転シーンの種類に対応付けられている前記制御量のうち、予め定められている第２の閾値以下である制御量に対応付けられている前記制御装置に関してのみ、前記運転モードを前記自動運転モードから前記手動運転モードに切替る、運転モード切替装置。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の運転モード切替装置において、
前記車両の将来の運転位置を予測する走行位置予測部と、
過去において前記車両の運転動作が高負荷であった高負荷位置を、前記車両の外部の外部装置（５１）と通信を行うことにより取得する高負荷位置取得部（４１）と、
予測された前記将来の運転位置を用いて、前記高負荷位置を前記車両が通る時刻である通過時刻を推定する通過時刻推定部と、
をさらに備え、
前記切替指示部は、設定された前記切替可能期間のうち、前記通過時刻を除く期間に、前記車両に対して前記運転モードの切替を指示する、運転モード切替装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の運転モード切替装置において、
前記外部装置は、車種を前記高負荷位置と対応付けて記憶しており、
前記通過時刻推定部は、予測された前記将来の運転位置を用いて、前記高負荷位置のうち、前記車両の車種に対応付けられた前記高負荷位置を前記車両が通る時刻を、前記通過時刻として推定する、運転モード切替装置。
【請求項１２】
運転モードとして自動運転モードと手動運転モードとを選択的に実行可能な車両における前記運転モードの切替方法であって、
前記車両の運転挙動を示す運転挙動データを取得する工程と、
取得された前記運転挙動データを利用して、前記車両の運転シーンを推定する工程と、
推定された現在の前記運転シーンである現運転シーンの種類に基づき、該現運転シーンが次の運転シーンである次運転シーンに切り替わる時刻であるシーン切替時刻を推定する工程と、
推定された前記シーン切替時刻に基づき、該シーン切替時刻を含まない期間を、前記運転モードを切替え可能な期間である切替可能期間として設定する工程と、
設定された前記切替可能期間に、前記車両に対して前記自動運転モードから前記手動運転モードへの前記運転モードの切替を指示する工程と、
を備える、運転モードの切替方法。
【請求項１３】
運転モードとして自動運転モードと手動運転モードとを選択的に実行可能な車両における前記運転モードを切替えるためのコンピュータプログラムであって、
前記車両の運転挙動を示す運転挙動データを取得する機能と、
取得された前記運転挙動データを利用して、前記車両の運転シーンを推定する機能と、
推定された現在の前記運転シーンである現運転シーンの種類に基づき、該現運転シーンが次の運転シーンである次運転シーンに切り替わる時刻であるシーン切替時刻を推定する機能と、
推定された前記シーン切替時刻に基づき、該シーン切替時刻を含まない期間を、前記運転モードを切替え可能な期間である切替可能期間として設定する機能と、
設定された前記切替可能期間に、前記車両に対して前記自動運転モードから前記手動運転モードへの前記運転モードの切替を指示する機能と、
をコンピュータに実現させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両における自動運転と手動運転の運転モードの切替に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の乗員が運転操作を行う手動運転モードと、車両に搭載された制御装置による制御下で運転操作の少なくとも一部が自動的に実行される自動運転モードとを選択的に実行可能な車両における運転モードの切替に関して、種々提案されている。特許文献１には、自動運転モードから手動運転モードへの切替が起こった地点の位置情報を履歴として自らが記録し、または、他の自動運転車両から取得して、切替回数が最小化されるように経路を決定する車両が提案されている。また、特許文献２には、クラウドサーバが各自動運転車両と通信を行って自動運転モードから手動運転モードへと切り替わった切替位置を特定し、各自動運転車両の経路上に切替位置がある場合には、該当の車両に対して切替位置までの到達期間が所定期間以下になったときに通知を行う自動運転システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１７４５６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１７０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の車両および特許文献２の自動運転システムのいずれにおいても、手動運転に切り替わった際に運転者に求められる操作量、例えば、ハンドルを切る、ブレーキを踏む、アクセルペダルを踏む、方向指示器を動作させる等の操作量や、自車両の周囲における他車両や歩行者等の有無の目視確認などの作業量が非常に大きいと、予め切替を通知されていたとしても、運転者の負担が急激に増加して利便性を著しく低減させるという問題がある。そこで、自動運転モードから手動運転モードへの切替時における運転者の利便性の低減を抑制可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、運転モード切替装置（１００、１００ａ〜１００ｃ）が提供される。この運転モード切替装置は、運転モードとして自動運転モードと手動運転モードとを選択的に実行可能な車両（５００）に搭載されて用いられ、前記運転モードの切替を実行する運転モード切替装置であって；前記車両５００の運転挙動を示す運転挙動データを取得する運転挙動データ取得部（１１）と；取得された前記運転挙動データを利用して、前記車両の運転シーンを推定する運転シーン推定部（１２）と；推定された現在の前記運転シーンである現運転シーンに基づき、該現運転シーンが次の運転シーンである次運転シーンに切り替わる時刻であるシーン切替時刻を推定するシーン切替時刻推定部（１３）と；推定された前記シーン切替時刻に基づき、該シーン切替時刻を含まない期間を、前記運転モードを切替え可能な期間である切替可能期間として設定する切替可能期間設定部（１４）と；設定された前記切替可能期間に、前記車両に対して前記自動運転モードから前記手動運転モードへの前記運転モードの切替を指示する切替指示部（１５）と；を備える。
【０００７】
この形態の運転モード切替装置によれば、運転挙動データを利用して推定された現運転シーンが次運転シーンに切り替わるシーン切替時刻を含まない期間を、切替可能期間として設定し、かかる切替可能期間に運転モードの切替を指示するので、運転シーンの切替の際に自動運転モードから手動運転モードに運転モードが切り替わることを抑制できる。一般に運転シーンの切替時には運転者に求められる操作量や作業量が増大する。また、運転モードが切り替わる際にも運転者に求められる操作量や作業量が増大する。上記形態の運転モード切替装置によれば、自動運転モードから手動運転モードへの切替時に運転シーンの切り替わりに伴う操作量や作業量の増大を避けることで、運転者の安全性や利便性の低減を抑制できる。
【０００８】
本発明は、運転モード切替装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、運転モード切替装置を備える車両、運転モードの切替方法、かかる方法を実現するためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態としての運転モード切替装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態における運転モード切替処理の手順を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態における切替可能期間設定の手順を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態における運転シーン予測処理の手順を示すフローチャート。
【図５】運転挙動データの分節化の例を示す説明図。
【図６】現運転シーン確率および持続時間分布を示す説明図。
【図７】周辺分布とシーン持続時間との一例を示す説明図。
【図８】第２実施形態の運転モード切替装置の概略構成を示すブロック図。
【図９】高負荷位置記憶部に記憶されている高負荷位置を模式的に示す説明図。
【図１０】高負荷位置記憶部に記憶されている高負荷状態確率を模式的に示す説明図。
【図１１】第２実施形態における切替可能期間設定の手順を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態における運転シーン予測処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】切替可能時間の設定例を示す説明図。
【図１４】切替可能時間の設定例を示す説明図。
【図１５】切替可能時間の設定例を示す説明図。
【図１６】総合切替可能期間の設定方法を模式的に示す説明図。
【図１７】第３実施形態の運転モード切替装置の概略構成を示すブロック図。
【図１８】第３実施形態における運転シーン予測処理の手順を示すフローチャート。
【図１９】第３実施形態における運転モード切替処理の手順を示すフローチャート。
【図２０】第３実施形態における次運転シーンの制御量の算出処理の手順を示すフローチャート。
【図２１】アクセルの制御量と発生確率の分布の一例を示す説明図。
【図２２】アクセルの制御量の平均と閾値との関係の一例を示す説明図。
【図２３】第４実施形態における運転モード切替処理の手順を示すフローチャート。
【図２４】第５実施形態における運転モード切替装置の概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１に示す運転モード切替装置１００は、運転モードとして自動運転モードと手動運転モードとを選択的に実行可能な車両５００に搭載されて用いられ、かかる運転モードの切替を実行する。本実施形態において自動運転モードとは、車両の走行に関する制御の少なくとも一部が運転者の判断によらずに自動的に実行される運転モードである。かかる自動運転モードとしては、例えば、ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）において規定されているレベル０〜５までの運転レベルのうち、レベル２〜５の運転を実現する運転モードを意味する。自動運転モードでは、撮像カメラ、ミリ波レーダ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging又はLaser Imaging Detection And Ranging）などの車両５００の周囲の状況を検知するためのセンサの検知結果を利用して車両５００の走行が自動制御される。本実施形態において、手動運転モードとは、車両の走行に関する制御の少なくとも一部が運転者の判断および操作により実行される運転モードである。かかる手動運転モードとしては、レベル０〜２の運転を実現する運転モードを意味する。
【００１１】
運転モード切替装置１００は、運転挙動データ取得部１１と、運転シーン推定部１２と、シーン切替時刻推定部１３と、切替可能期間設定部１４と、切替指示部１５とを備える。運転モード切替装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを搭載したＥＣＵ（Electronic Control Unit）により構成されている。かかるＣＰＵは、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、上述の各機能部（運転挙動データ取得部１１、運転シーン推定部１２、シーン切替時刻推定部１３、切替可能期間設定部１４、切替指示部１５）として機能する。
【００１２】
運転挙動データ取得部１１は、車両５００に搭載されている運転挙動センサ３０１から運転挙動データを取得する。運転挙動データとは、車両５００の運転挙動を示すデータである。運転挙動センサ３０１としては、例えば、車速センサ、進行方向の加速度と車両幅方向の加速度とをそれぞれ検出する加速度センサ、ヨーレートセンサ、操舵角センサ、エンジン温度を検出する温度センサ、クランク角センサ、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ、ウィンカースイッチ、トランスミッションのシフトレバー位置を検出するポジションセンサなど、車両５００の運転に伴って変化し得る任意の特性を検出可能なセンサを適用してもよい。また、運転挙動センサ３０１として、撮像カメラ、ミリ波レーダ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging又はLaser Imaging Detection And Ranging）などの車両５００の周囲の状況を検知するためのセンサを適用してもよい。
【００１３】
運転シーン推定部１２は、運転挙動データを利用して車両５００の運転シーンを推定する。本実施形態において、運転シーンとは、車両５００の走行環境や走行状態により特定可能な運転状況を意味する。走行環境としては、例えば、走行路が坂道であるか否か、走行中の外気温、走行中の湿度、走行中の天気、走行時刻、季節などが該当する。走行状態としては、定速走行中、制動中、急加速中、急ブレーキ中、右左折中、渋滞内を低速運転中、アイドリング中などが該当する。したがって、例えば、比較的高い温度環境下において、渋滞中の上り坂を低速走行しているという運転シーンや、平坦な直線状の道路を直進しつつ、車線変更を行おうとしているという運転シーンなどが推定され得る。
【００１４】
一般に運転者は、刻々と変化する走行環境や走行状態に応じて、将来の軌道や制御を決定しながら走行する。つまり、運転シーンに応じて、将来の軌道や制御を決定しながら走行していると言える。そのため、運転シーンが切り替わる際には、作業量や操作量が増大すると考えられる。
【００１５】
自動運転車両においても、運転シーンは制御量を変化させうるような走行環境や走行状態を表現したものであるといえる。すなわち、自動運転車両においても運転シーンに応じて、将来の軌道や制御を決定しながら走行している。具体的な走行軌跡や制御量は走行環境や走行状態（すなわち運転シーン）に応じて絶えず更新されるが、運転シーンはその更新の要因となる状況を示す。したがって、具体的な走行軌跡や制御量を計画し、その結果を用いることのできる自動運転車両においても、運転挙動から運転シーンを推定することで運転者の作業量や操作量が増大する可能性を予測することができると考えられる。
【００１６】
シーン切替時刻推定部１３は、現在の運転シーン（以下、「現運転シーン」と呼ぶ）から次の運転シーン（以下、「次運転シーン」と呼ぶ）に切り替わる時刻（以下、「シーン切替時刻」と呼ぶ）を推定する。かかる推定方法の詳細については後述する。
【００１７】
切替可能期間設定部１４は、運転モードを切替え可能な期間（以下、「切替可能期間」と呼ぶ）を設定する。切替可能期間の設定方法の詳細については後述する。
【００１８】
切替指示部１５は、車両５００に搭載されている運転制御ＥＣＵ２００に対して自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切替を指示する。運転制御ＥＣＵ２００は、車両５００の運転の全体制御を行う。運転制御ＥＣＵ２００は、図示しないエンジンＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、操舵ＥＣＵなど、車両５００に搭載されている各種機構を制御するためのＥＣＵに対して指令を出力する。エンジンＥＣＵは、例えば、スロットルバルブの開閉動作、イグナイタの点火動作、および吸気弁の開閉動作等を制御する。ブレーキＥＣＵは、センサ、モータ、バルブおよびポンプ等のブレーキ制御に関わる装置群（アクチュエータ）を制御する。操舵ＥＣＵは、パワーステアリングモータ等操舵に関わる装置群（アクチュエータ）を制御する。運転制御ＥＣＵ２００は、運転モード切替装置１００から受信する切替の指示に従って、各ＥＣＵへの指令内容及び指令タイミングを変更する。これにより、運転モードが自動運転モードから手動運転モードに切り替わる。
【００１９】
上記構成を有する運転モード切替装置１００によって後述の運転モード切替処理が実行されることにより、自動運転モードから手動運転モードへの切替時における運転者の安全性や利便性の低減が抑制される。
【００２０】
Ａ２．運転モード切替処理：
図２に示す運転モード切替処理は、運転モードが自動運転モードになると実行される。本実施形態においては、車両５００に用意された図示しない所定のスイッチを運転者が押すことにより、運転モードは自動運転モードに設定される。なお、所定のスイッチを運転者が押すことに代えて、イグニッションがオンした場合の初期運転モードとして自動運転モードが自動的に設定されてもよい。
【００２１】
運転モード切替装置１００は、自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切替指示の有無を判定する（ステップＳ１０５）。本実施形態では、車両５００に搭載されている図示しない制御装置は、自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切替の要否を判断し、運転モードの切替が必要であると判定した場合に、運転モードの切替指示を運転モード切替装置１００に送信する。したがって、ステップＳ１０５では、かかる切替指示の受信の有無が判定される。なお、図示しない制御装置により運転モードの切替が必要であると判断される場合としては、例えば、運転挙動センサ３０１の少なくとも一部に故障が生じている場合が挙げられる。上述のように自動運転モードでは、車両５００の周囲の状況を検知するためのセンサの検知結果を利用して車両５００の走行が自動制御される。このため、かかるセンサの故障が生じた場合には、故障したセンサによる誤検出結果に基づく自動運転が行われないようにするために、自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切替が必要となる。また、例えば、車速センサ、加速度センサ、アクセルペダルセンサ等に故障が生じた場合も、自動運転モードでは運転者にとって予測し得ない走行状態となる可能性がある。このため、運転挙動センサ３０１に車速センサ等が含まれている構成においては、かかるセンサの故障が生じた場合には、自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切替が必要となる。また、例えば、厳しい気象条件、暗闇、工事現場など、通常の交通往来を不可能にするイベントが発生した場合や、海に近接した幅狭の道路や断崖に設けられた山道といった走行時であって特別な注意や車両位置を正確に把握する必要がある場合などに、運転モードの切替が必要であると判定されてもよい。運転モード切替指示が有ると判定されるまでステップＳ１０５が繰り返し実行される。
【００２２】
運転モード切替指示が有ると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、切替可能期間設定部１４は、切替可能期間Ｔを設定する（ステップＳ１１０）。切替可能期間Ｔとは、運転モードの切替を行っても運転者の操作負担を低く抑えることが可能な期間を意味し、本実施形態では、後述のように、現在から運転シーンの切替時刻までの期間を意味する。
【００２３】
図３に示すように、切替可能期間の設定処理において、切替可能期間設定部１４は、まず、現在の運転シーンを予測する（ステップＳ２０５）。ここで、本実施形態では、車両５００では、運転モード切替処理と並行して、運転シーンを予測する処理（以下、「運転シーン予測処理」と呼ぶ）が実行されている。運転シーン予測処理は、車両５００のイグニッションがオンすると開始される。運転シーン予測処理によって運転シーンが繰り返し予測されている。そして、上述のステップＳ２０５は、かかる運転シーン予測処理の最新の結果、すなわち予測された最新の運転シーンを取得することにより実現される。
【００２４】
図４に示すように、運転シーン予測処理において、運転シーン推定部１２は、運転挙動データ取得部１１により取得された運転挙動データの示す運転挙動を分節化する（ステップＳ３０５）。具体的には、図５に示すように、運転シーン推定部１２は、運転挙動データの時系列中において、繰り返し現れる典型的な部分時系列パターンを抽出し、抽出された部分時系列パターンのそれぞれに対応づけた複数種類のラベルで表現される。ここでは、個々の運転シーンを表すラベルとして大文字のアルファベット（図５では、Ａ〜Ｇ）を用いる。走行データの時系列を複数の運転シーンに分割する手法は、例えば、Taniguchi et al., “Unsupervised Hierarchical Modeling of Driving Behavior and Prediction of Contextual Changing Points,” IEEE Transaction on Intelligent Transportation Systems, Vol.16, No.4, pp.1746-1760, 2015に詳述されているため、ここでの説明は省略する。
【００２５】
図４に示すように、運転シーン推定部１２は、現在の運転シーンを予測する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０における「現在の運転シーンの予測」とは、現在の運転シーンの種類（候補運転シーン）および持続時間を予測することを意味する。かかる予測には、運転シーンの切替をモデル化した予測モデルが用いられる。予測結果は、図６に示すように、現運転シーンが将来にわたってどの程度の時間持続するかを確率的に示した、現運転シーンの持続時間の確率分布（以下、持続時間分布）によって表現される。図６では、現運転シーンがシーンＸである確率（以下、「現運転シーン確率」と呼ぶ）が５％であり、現運転シーンの持続時間は、Ｔ１を平均値とした分布（例えば、ポアソン分布）で表現されることを示す。同様に、現運転シーンがシーンＹ，シーンＺ，シーンＷである確率が１５％，４５％，２５％であり、それぞれの持続時間の平均値がＴ２，Ｔ３，Ｔ４であることを示す。
【００２６】
予測モデルを用いて現運転シーンを推定する手法は、例えば、Taniguchi et al., ”Unsupervised modeling of driving behavior and prediction of contextual changing points,” IEEE Transaction on Intelligent Transportation System, Vol.16, No.4, pp.1746-1760, 2015に詳述されているため、ここでの説明は省略する。
【００２７】
図４に示すように、運転シーンが予測された後（ステップＳ３１０の実行後）、イグニッションがオフであるか否かが判定され（ステップＳ３１５）、イグニッションがオフであると判定された場合（ステップＳ３１５：ＹＥＳ）には、運転シーン予測処理は終了する。これに対して、イグニッションがオフでないと判定された場合（ステップＳ３１５：ＮＯ）には、上述のステップＳ３０５に戻る。したがって、イグニッションがオンしてからオフするまでの間、運転シーンが繰り返し予測されることとなる。上述のステップＳ３１０で予測された運転シーンを示す情報と、かかる運転シーンが推定された時刻を示す情報（以下、「運転シーン履歴情報」と呼ぶ）が、運転モード切替装置１００が備える図示しないメモリに記憶される。
【００２８】
図３に戻って、現在の運転シーンが予測されると、シーン切替時刻推定部１３は、ステップＳ２０５で予測された、図６に示すような現在の運転シーンの各候補についての現運転シーン確率および持続時間分布を用いて、シーン切替時刻を推定する（ステップＳ２１０）。具体的には、シーン切替時刻推定部１３は、現運転シーン確率に基づき、運転シーン予測処理により得られた複数の持続時間分布を周辺化することで、図７に示す一つに統合した分布（以下、周辺分布）Ｐ１０を生成する。また、シーン切替時刻推定部１３は、生成した周辺分布を用いて、現運転シーンから次運転シーンへ切り替わるタイミングとなりうるシーン切替時刻を推定する。具体的には、周辺分布において現運転シーン確率が予め設定された閾値（Ｐｔｈ）以上となるタイミング（ｔ１）を切替時刻とする。
【００２９】
図３に戻って、切替可能期間設定部１４は、現在の時刻からステップＳ２１０により推定されたシーン切替時刻までの期間を、切替可能期間Ｔとして設定する（ステップＳ２１５）。
【００３０】
ステップＳ２１５の実行後、図２に示すように、切替指示部１５は、切替可能期間Ｔが閾値ＴＨよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１５）。切替可能期間Ｔが閾値ＴＨよりも大きいと判定された場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、切替指示部１５は、シーン切替時刻よりも所定の時間（以下、「報知設定時間」と呼ぶ）だけ前となる時刻に達するまで待機した後、運転モードの切替の報知を運転制御ＥＣＵ２００に指示する（ステップＳ１２０）。報知設定時間としては、例えば、４秒間としてもよい。なお、４秒間に限らず任意の時間としてもよい。ステップＳ１１５における閾値ＴＨは、ステップＳ１２０における報知設定時間以上の時間として設定されている。つまり、ステップＳ１１５では、現在の時刻が報知すべき時刻よりも時間的に前であるか後であるかを判定していると捉えることができる。運転モードの切替の報知を指示された運転制御ＥＣＵ２００では、運転モードの切替を報知する。例えば、車両５００に搭載されているスピーカから所定の音声を出力してもよい。また、例えば、車両５００が備える表示装置に所定のメッセージや画像を表示させてもよい。
【００３１】
運転モードの切替の報知を指示した後（ステップＳ１２０の実行後）、所定の時間（以下、「切替待機時間」と呼ぶ）が経過した後、切替指示部１５は、運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切替えるように指示する（ステップＳ１２５）。したがって、この場合、運転制御ＥＣＵ２００は、運転モード切替装置１００から受信した指示に従って運転モードを自動運転モードに切替える。ここで、切替待機時間としては、例えば１秒としてもよい。なお、１秒に限らず、報知設定時間以下の任意の時間を切替待機時間として設定してもよいが、運転者の作業量や操作量の増大を抑制するために十分な時間が、切替の指示（ステップＳ１２５）からシーン切替時刻までに確保される必要がある。この運転モードの切替タイミングは、運転シーンが切り替わるタイミングではない可能性が高いので、運転モードが手動運転モードに切り替わった際の運転者の操作負担は比較的低い。運転シーンが切り替わるタイミングでは、操作量がそれまでの値から大きく変化する可能性が高く、運転者の操作負担は比較的大きくなる。例えば、平坦な直線状の道路を定速で走行している運転シーンから、上り坂を登りつつ車線を変更しようとする運転シーンに切り替わる場合、かかる切替タイミングにおいて、運転者は、アクセルペダルを大きく踏み込み、方向指示器を作動させ、ハンドルを大きく操作する必要がある。このような多くの操作を手動運転に切り替わった途端に運転者に強いると、運転者の安全性や利便性を大きく低下させる。これに対して、上述のように本願の運転モード切替装置１００では、運転シーンが切り替わるタイミングではない可能性が高いときに手動モードに切替えるので、運転者の操作負担を低減でき、安全性や利便性の低下を抑制できる。
【００３２】
上述のステップＳ１１５において、切替可能期間Ｔが閾値ＴＨよりも大きくない、すなわち小さいと判定された場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、切替指示部１５は、現在の運転シーンの終了時刻まで待機する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０の後、ステップＳ１１０に戻る。
【００３３】
以上説明した第１実施形態の運転モード切替装置１００によれば、運転挙動データを利用して推定された現運転シーンが次運転シーンに切り替わるシーン切替時刻を含まない期間を、切替可能期間Ｔとして設定し、かかる切替可能期間Ｔに運転モードの切替を指示するので、運転シーンの切替の際に自動運転モードから手動運転モードに運転モードが切り替わることを抑制できる。一般に運転モードの切替時には運転者に求められる操作量や作業量が増大するため、第１実施形態の運転モード切替装置１００によれば、自動運転モードから手動運転モードへの切替時における運転者の安全性や利便性の低減を抑制できる。また、現運転シーンの種類に基づき、候補運転シーン毎に切替確率と持続時間とを特定し、特定された切替確率と持続時間とを用いてシーン切替時刻が推定されるので、シーン切替時刻を精度良く推定できる。
【００３４】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ１．装置構成：
図８に示すように、第２実施形態の運転モード切替装置１００ａは、現在位置特定部２１、走行経路特定部２２、走行位置予測部２３、高負荷位置記憶部２４、および通過時刻推定部２５を備える点において、第１実施形態の運転モード切替装置１００と異なる。第２実施形態の運転モード切替装置１００ａの他の構成は、運転モード切替装置１００と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３５】
現在位置特定部２１は、車両５００の現在位置を特定する。本実施形態において、現在位置特定部２１は、車両５００に搭載されているＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）センサ３０２により検出された現在位置に関する情報を取得することにより、車両５００の現在位置を取得する。ＧＮＳＳセンサ３０２としては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサを用いてもよい。
【００３６】
走行経路特定部２２は、車両５００の走行経路を特定する。本実施形態において、および走行経路特定部２２は、車両５００に搭載されているナビゲーション装置３０３から走行経路情報を取得することにより、走行経路を特定する。走行経路情報としては、目標地点までの道路に関する車線数、車幅、傾斜などの地図情報が含まれてもよい。
【００３７】
走行位置予測部２３は、現在位置特定部２１により特定された車両５００の現在位置、走行経路特定部２２により特定された走行経路に基づき、車両５００の将来の走行位置を予測する。例えば、現在位置を走行経路に当てはめると、将来において或る交差点を右折する予定である場合には、右折可能な車線における中央位置（位置の列）が走行位置として予測される。
【００３８】
現在位置特定部２１、走行経路特定部２２および走行位置予測部２３は、運転モード切替装置１００ａが備える図示しないＣＰＵが図示しないメモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される。
【００３９】
高負荷位置記憶部２４は、車両５００の運転動作が高負荷であった位置（以下、「高負荷位置」と呼ぶ）を記憶する。運転動作が高負荷であるとは、例えば、操舵の変化量が閾値以上である状況、アクセルペダルの踏み込み量が閾値以上である状況、ブレーキの踏み込み量が閾値以上である状況などを意味する。また、このような状況としては、例えば、車線を変更する状況や、右折や左折を行う状況や、上り坂から下り坂に変化する状況などが該当する。後述のように、本実施形態において、高負荷位置記憶部２４は、運転シーンが切り替わると予測される位置を高負荷位置として記憶する。運転シーンの切り替わりには、運転動作が高負荷となる可能性が高いためである。また、高負荷位置記憶部２４は、高負荷位置を走行経路と対応付けて記憶する。
【００４０】
図９に示すように、例えば、道路ＲＤ１、ＲＤ２、ＲＤ３が存在する地域において、車両５００が過去に走行経路ｒ１、ｒ２、ｒ３を走行した場合において、黒点で示される高負荷位置ｓｃｐが、走行経路ｒ１〜ｒ３にそれぞれ対応付けて記憶される。なお、高負荷位置としては、例えば、かかる位置を通る際のＧＮＳＳセンサ３０２により得られた現在位置（緯度および経度）が記憶されてもよい。
【００４１】
高負荷位置記憶部２４は、上述の高負荷位置に加えて、高負荷状態確率を記憶する。高負荷状態確率とは、高負荷位置として特定された位置における高負荷となる確率（割合）を意味する。具体的には、例えば、或る位置が高負荷位置として特定され、かかる位置を複数回通る場合にかかる通過回数に対してその位置が高負荷となった回数の割合を意味する。高負荷位置記憶部２４は、かかる高負荷状態確率を、高負荷位置と対応付けて記憶する。図１０では、高負荷状態確率を、ハッチングをした円ＰＣで表わしている。図１０に示すように、例えば、道路ＲＤ１と道路ＲＤ２とが交わる交差点ＣＲ１は高負荷位置であり、かかる位置における高負荷状態確率は、他の高負荷位置の高負荷状態確率と同等以上である。
【００４２】
通過時刻推定部２５は、予測された車両５００の将来の走行位置を用いて、各高負荷位置を車両５００が通る時刻（以下、単に「通過時刻」と呼ぶ）を推定する。かかる推定は、例えば、予測された走行位置のうち、高負荷位置記憶部２４に記憶されている高負荷位置と一致する位置を特定し、かかる位置を通過する時刻を、特定された現在位置と、車速などから推定してもよい。
【００４３】
Ｂ２．運転モード切替処理：
第２実施形態の運転モード切替処理は、切替可能期間設定処理（ステップＳ１１０）の詳細手順と、運転シーン予測処理の詳細手順とにおいて、第１実施形態の運転モード切替処理と異なる。他の手順については、第１実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
図１１に示すように、第２実施形態の切替期間設定処理は、ステップＳ４０５〜Ｓ４３５を追加して実行する点において、第１実施形態の切替期間設定処理と異なる。他の手順については、第１実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
第１実施形態において説明したとおり、ステップＳ２０５では、運転シーン予測処理により予測された最新の運転シーンを取得することにより実現される。ここで、第２実施形態の運転シーン予測処理は、図１２に示すように、ステップＳ３１２を実行する点において、図４に示す第１実施形態の運転シーン予測処理と異なる。他の手順は第１実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
図１２に示すように、ステップＳ３１５により運転シーンが予測された後、高負荷位置記憶部２４は、運転シーンの切替時における車両５００の現在位置を高負荷位置として記憶すると共に、高負荷状態確率を高負荷位置に対応付けて記憶する（ステップＳ３１２）。運転シーンの切替時における車両５００の現在位置は、車両５００の現在位置と走行経路と車両５００の車速とから推定される。また、高負荷状態確率は、高負荷位置記憶部２４に記憶されている高負荷位置と経路情報とから算出される。高負荷位置の推定および高負荷状態確率の算出は、運転モード切替装置１００ａにおいて実行される。ステップＳ３１２の実行後、上述のステップＳ３１５が実行される。
【００４７】
図１１に示すように、ステップＳ２０５〜Ｓ２１５と並行してステップＳ４０５〜Ｓ４２０が実行される。なお、「並行して実行される」とは、ステップＳ２０５とＳ４０５との実行開始タイミングが互いに一致する場合に限らず、ステップＳ２０５〜Ｓ２１５と、ステップＳ４０５〜Ｓ４２０とが時間的に重複して実行される任意の状況を意味する。なお、ステップＳ２０５〜Ｓ２１５と、ステップＳ４０５〜Ｓ４２０とを時間的に重複させずに実行させる、換言すると、一方の実行後に他方を実行させる構成としてもよい。
【００４８】
走行位置予測部２３は、車両５００の将来の走行位置を予測する（ステップＳ４０５）。通過時刻推定部２５は、高負荷位置記憶部２４に記憶されている高負荷位置および高負荷状態確率を参照し（ステップＳ４１０）、通過時刻を推定する（ステップＳ４１５）。本実施形態では、高負荷状態確率が所定の閾値確率以上の高負荷位置を車両５００が通る時刻を、ステップＳ４１５において通過時刻として推定する。所定の閾値確率として、本実施形態では、５０％が設定されている。なお、５０％に限らず任意の確率を、閾値確率として設定してもよい。通過時刻推定部２５は、推定された通過時刻と通過時刻との間の期間を、切替可能期間として設定する（ステップＳ４２０）。
【００４９】
例えば、図１３に示すように、道路ＲＤ１を交差点ＣＲ１に向かって走行する走行経路ｒｔ４が予測され、時刻ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、ｔ１４が通過時刻と推定された場合、現在時刻ｔ０から時刻ｔ１１までの期間と、時刻ｔ１２〜ｔ１３の期間と、時刻ｔ１４以降の期間とが切替可能期間として設定される。ここで、本実施形態では、時刻ｔ１１とｔ１２との間、および時刻ｔ１３とｔ１４との間は、予め定められた閾値時間よりも短いために、切替可能期間として設定されていない。これは、高負荷位置が近いために通過時刻が互いに時間的に近く、仮に運転モードの切替を行ってもその後すぐに高負荷となる可能性が高く、運転者の安全性や利便性が低下するためである。上述の閾値時間としては、例えば、３０秒としてもよい。なお、３０秒に限らず任意の期間を設定してもよい。
【００５０】
また、例えば、図１４に示すように、道路ＲＤ２を交差点ＣＲ１に向かって走行し、交差点ＣＲ１で右折して道路ＲＤ１を道路ＲＤ３に向かって走行する走行経路ｒｔ５が予測され、時刻ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４、ｔ２５、ｔ２６、ｔ２７、ｔ２８が通過時刻と推定された場合、時刻ｔ２２〜ｔ２３の期間と、時刻ｔ２５〜ｔ２６の期間とが切替可能期間として設定される。
【００５１】
また、例えば、図１５に示すように、道路ＲＤ２を交差点ＣＲ１に向かって走行し、交差点ＣＲ１で曲がらずに直進する走行経路ｒｔ６が予測され、時刻ｔ３１、ｔ３２、ｔ３３、ｔ３４が通過時刻と推定された場合、時刻ｔ３２〜ｔ３３の期間が切替可能期間として設定される。
【００５２】
図１３〜図１５の例を相互に比較して理解できるように、交差点ＣＲ１は、走行経路ｒｔ４、ｒｔ５が予測された場合には高負荷位置として予測されるのに対して、走行経路ｒｔ６が予測された場合には高負荷位置として予測されない。これは、例えば、走行経路ｒｔ４では、交差点ＣＲ１の手前で車線を変更する必要があり高負荷状態となり、また、走行経路ｒｔ５では、交差点ＣＲ１で右折するために高負荷状態となるなどの理由が想定される。このように、本実施形態の運転モード切替装置１００ａでは、走行経路に対応付けて高負荷位置が記憶されているので、車両５００の将来の走行位置に応じて適切な高負荷位置が設定される。
【００５３】
図１１に示すように、切替指示部１５は、ステップＳ２１５で設定された切替可能期間Ｔと、ステップＳ４２０で設定された切替可能期間との重複期間があるか否かを判定し（ステップＳ４２５）、重複期間があると判定された場合（ステップＳ４２５：ＹＥＳ）、かかる重複期間を切替可能期間として設定する（ステップＳ４３０）。これに対して、重複期間が無いと判定された場合（ステップＳ４２５：ＮＯ）、切替指示部１５は、切替可能期間をゼロ（無し）に設定する（ステップＳ４３５）。なお、ステップＳ４３０およびＳ４３５で設定される切替可能期間を「総合切替可能期間Ｔｔ」とも呼ぶ。また、ステップＳ２１５で設定された切替可能期間Ｔを、「切替可能期間Ｔａ」とも呼ぶ。また、ステップＳ４２０で設定された切替可能期間Ｔを、「切替可能期間Ｔｂ」とも呼ぶ。ステップＳ２１５で設定された切替可能期間Ｔａは、現在からシーン切替時刻までの期間として設定されている。また、ステップＳ４２０で設定された切替可能期間Ｔｂは、所定の閾値確率以上の高負荷状態確率の高負荷位置間を走行する期間として設定されている。したがって、総合切替可能期間Ｔｔは、現在からシーン切替時刻までの期間のうち、所定の閾値確率以上の高負荷状態確率の高負荷位置間を走行する期間として設定される。
【００５４】
図１６の例では、切替可能期間Ｔａとして、２つの切替可能期間Ｔａ１、Ｔｂ２が設定されている。また、切替可能期間Ｔｂとして、４つの切替可能期間Ｔｂ１〜Ｔｂ４が設定されている。この場合、総合切替可能期間Ｔｔとして２つの総合切替可能期間Ｔｔ１、Ｔｔ２が設定されている。総合切替可能期間Ｔｔ１の開始時刻は現在ｔ０であり、終了時刻は切替可能期間Ｔａ１の終了時刻である時刻ｔ４１である。総合切替可能期間Ｔｔ２の開始時刻は、切替可能期間Ｔａ２および切替可能期間Ｔｂ３の開始時刻である時刻ｔ４３であり、終了時刻は、切替可能期間Ｔｂ３の終了時刻である時刻ｔ４５である。なお、仮に総合切替可能期間Ｔｔ２において運転モードが切り替わる場合には、時刻ｔ４５から所定の時間ＴＩ２だけ遡ったｔ４３において報知指示が送信され（ステップＳ１２０）、時刻ｔ２３から所定の時刻ＴＩ１だけ経った時刻ｔ４４に運転モードの切替指示が送信される（ステップＳ１２５）。
【００５５】
以上説明した第２実施形態の運転モード切替装置１００ａは、第１実施形態の運転モード切替装置１００と同様な効果を有する。加えて、現在からシーン切替時刻までの期間のうち、所定の閾値確率以上の高負荷状態確率の高負荷位置間を走行する期間（総合切替可能期間Ｔｔ）に運転モードの切替が指示されるので、自動運転モードから手動運転モードに切り替わった際に車両５００の運転動作が高負荷となることを抑制でき、運転者の安全性や利便性の低減をより抑制できる。
【００５６】
また、高負荷位置記憶部２４は、運転シーンが切り替わると予測される位置を高負荷位置として記憶するので、車両の運転動作が高負荷となる位置を精度良く記憶できる。また、高負荷位置が走行経路毎に走行経路に対応付けて記憶され、車両５００が走行中の走行経路に対応付けられている高負荷位置を車両５００が通る時刻が、通過時刻として推定されるので、高負荷位置を通る時刻を精度良く推定できる。
【００５７】
また、運転モードが自動運転モードである場合の運転シーンの切り替わりにおける車両の位置が高負荷位置として記憶されるので、自動運転における運転動作の特性（特徴）に応じた高負荷の位置を精度良く記憶できる。したがって、手動運転モードに切り替わって運転者が運転動作、すなわち自動運転モードにおける運転動作を引き継ぐ際に、負担が高くなることを抑制できる。
【００５８】
Ｃ．第３実施形態：
Ｃ１．装置構成：
図１７に示すように、第３実施形態の運転モード切替装置１００ｂは、制御量取得部３１と、制御量記憶部３２とを備える点において、第１実施形態の運転モード切替装置１００と異なる。第３実施形態の運転モード切替装置１００ｂの他の構成は、運転モード切替装置１００と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
制御量取得部３１は、制御装置４０１から制御量を取得する。制御装置４０１とは、アクセルペダル、ブレーキペダル、ハンドルなど、運転者が操作することにより車両５００の運転動作を変化させ得る装置を意味する。また、制御量とは、各制御装置４０１の操作量を意味する。したがって、「制御装置４０１から取得する制御量」は、車両の動作に関連する制御の大きさを意味するといえる。制御量取得部３１は、かかる制御量を、運転シーンごとに且つ制御装置４０１ごとに取得する。具体的には、制御量取得部３１は各制御装置４０１の制御量を時系列的に取得し、各運転シーンにおける各制御装置４０１の制御量の最大値と最小値との差を、当該運転シーンの各制御装置４０１の制御量として取得する。制御量記憶部３２は、制御量取得部３１により取得された各制御装置４０１の制御量を、運転シーンの種類に対応付けて記憶する。
【００６０】
Ｃ２．運転シーン予測処理：
図１８に示す第３実施形態の運転シーン予測処理は、ステップＳ３１３およびＳ３１４を実行する点において、図４に示す第１実施形態の運転シーン予測処理と異なる。他の手順については、第１実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
運転シーンが予測された後（ステップＳ３１５の実行後）、制御量取得部３１は、現在までの各運転シーンにおける制御量を算出し（ステップＳ３１３）、算出された制御量を、各運転シーンの種類に対応付けて記憶する（ステップＳ３１４）。なお、運転シーン予測処理は繰り返し実行されるため、ステップＳ３１３では、前回以前にすでに制御量が算出された運転シーンを除く他の運転シーンについて制御量を算出してもよい。また、このとき、制御毎に（制御装置４０１毎に）制御量が算出される。
【００６２】
Ｃ３．運転モード切替処理：
図１９に示す第３実施形態の運転モード切替処理は、ステップＳ１１６およびＳ１１７を追加して実行する点において、図２に示す第１実施形態の運転モード切替処理と異なる。他の手順については、第１実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
切替可能期間Ｔが閾値ＴＨよりも大きいと判定された場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、制御量取得部３１は、次運転シーンの制御量の算出処理を実行する（ステップＳ１１６）。
【００６４】
図２０に示すように、次運転シーンの制御量の算出処理において、まず、制御量取得部３１は、ステップＳ２１０で特定された各候補運転シーンの制御量を、制御量記憶部３２において参照する（ステップＳ５０５）。例えば、同じ候補運転シーンが複数回発生した場合には各回の運転シーンにおける制御量が参照される。制御量取得部３１は、各候補運転シーンの制御量と、かかる制御量の発生確率の分布を特定する（ステップＳ５１０）。
【００６５】
例えば、図２１に示すように、アクセルの制御量（アクセルペダルの踏み込み量）について、候補運転シーンＸ、Ｙ、Ｚ、Ｗのそれぞれについて制御量と、かかる制御量の発生確率の分布Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ、Ｐｗが特定される。
【００６６】
図２０に示すように、制御量取得部３１は、ステップＳ５１０で特定された分布に基づき、全ての候補運転シーンの制御量の平均値を算出し、かかる平均値を、対象とする制御についての次運転シーンの制御量として特定する（ステップＳ５１５）。ステップＳ５１５の実行後、図１９に示すように、制御量取得部３１は、全ての制御の制御量が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１７における閾値は、手動運転に切り替わって運転者が実行した場合に負担が大きいと判断される制御量範囲の最低値として、各制御（各制御種類）について予め実験により求め設定されている。かかる閾値は、本開示における第１の閾値の下位概念に相当する。
【００６７】
例えば、図２２のように、アクセルの制御量について、上述のステップＳ５１５において全ての候補運転シーンの制御量の平均値として制御量ＣＶａが算出されると、かかる制御量ＣＶａが次運転シーンにおけるアクセルの制御量として特定される。そして、図２２の例では、制御量ＣＶａは、閾値ＣＶｔよりも大きいと判定される。この例と同様に、ブレーキの制御量（ブレーキペダルの踏み込み量）およびハンドルの制御量（ハンドルの操舵量（操舵角））等、運転者の操作に係るセンサ値についても制御量が算出され、閾値未満であるか否かが判定される。
【００６８】
図１９に示すように、全ての制御の制御量が閾値未満であると判定された場合（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１２０およびＳ１２５が実行される。すなわち、運転モードの切替の報知と、運転モードの切替とが指示される。これに対して、いずれかの制御の制御量が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１１７：ＮＯ）、上述のステップＳ１３０が実行され、切替指示部１５は、現在の運転シーンの終了時刻まで待機する。いずれかの制御の制御量が閾値以上である場合、かかる制御量の操作を運転者が手動運転において実行した場合に負担が大きくなるため、運転モードの切替の指示は行わず、現在の運転シーンの終了まで待機するようにしている。
【００６９】
以上説明した第３実施形態の運転モード切替装置１００ｂは、第１実施形態の運転モード切替装置１００ａと同様な効果を有する。加えて、次運転シーンの候補運転シーンに対応付けられている制御量がいずれも閾値未満である場合に運転モードの切替が指示されるので、運転モード切替後において各制御量の制御量が閾値未満となる可能性が高い場合に、運転モードを切替えることができ、運転者の安全性や利便性の低下を抑制できる。
【００７０】
Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態の運転モード切替装置の装置構成は、第３実施形態の運転モード切替装置１００ｂの装置構成と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
図２３に示すように、第４実施形態の運転モード切替処理は、ステップＳ１１８とＳ１１９とを追加して実行する点において、図１９に示す第３実施形態の運転モード切替処理と異なる。第４実施形態の運転モード切替処理の他の手順については、第３実施形態と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
ステップＳ１１７において、全ての制御の制御量が閾値未満であると判定された場合（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１２０およびＳ１２５が実行される。これに対して、いずれかの制御の制御量が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１１７：ＮＯ）、切替指示部１５は、制御量が閾値未満となる制御について、報知と切替とを指示する（ステップＳ１１８）。例えば、アクセルの制御量と、ブレーキの制御量と、ハンドルの制御量とのうち、アクセルの制御量についてのみ閾値未満と判定され、残りの２つの制御量については閾値以上であると判定された場合、アクセルについてのみ報知と切替の指示が行われる。したがって、この場合、運転者は、報知によりアクセルについてのみ手動運転を行なう必要があることに気付き、所定時間（４秒間）後にアクセルを手動運転することとなる。他方、ブレーキとハンドルについては自動運転モードのままであるので、運転者はブレーキとハンドルの操作を行う必要は無い。
【００７３】
ステップＳ１１８の実行後、切替指示部１５は、切替を行っていない制御が有るか否かを判定し（ステップＳ１１９）、かかる制御が有ると判定された場合（ステップＳ１１９：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１３０が実行される。これに対して、切替を行っていない制御が無いと判定された場合（ステップＳ１１９：ＮＯ）、上述のステップＳ１０５に戻る。
【００７４】
以上説明した第４実施形態の運転モード切替装置１００ｂは、第１実施形態の運転モード切替装置１００ａと同様な効果を有する。加えて、運転シーンの種類に対応付けられている制御のうち、制御量が閾値未満である制御量に対応付けられている制御に関してのみ、運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切替えるので、制御量が比較的大きな制御について手動運転モードに切替えてしまうことを抑制して、運転者の安全性や利便性の低減を抑制できる。
【００７５】
Ｅ．第５実施形態：
図２４に示す第５実施形態の運転モード切替装置１００ｃは、高負荷位置記憶部２４に代えて高負荷位置取得部４１を備える点において、図８に示す第２実施形態の運転モード切替装置１００ａと異なる。他の構成は、第２実施形態の運転モード切替装置１００ａと同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
図２４に示すセンタ５０が備えるサーバ装置５１は、第２実施形態の高負荷位置記憶部２４と同様に、運転シーンの切替時における車両５００の現在位置を高負荷位置として記憶すると共に、高負荷状態確率を高負荷位置に対応付けて記憶している。そして、高負荷位置取得部４１は、かかるサーバ装置５１と通信を行なうことにより、高負荷位置および高負荷状態確率を取得する。したがって、図１１に示す切替可能期間設定処理のステップＳ３１０では、サーバ装置５１と通信を行なって高負荷位置が参照される。また、図１２に示す運転シーン予測処理では、サーバ装置５１と通信を行なって、運転シーンの切替時の位置が高負荷位置として、高負荷状態確率と共にサーバ装置５１に記憶される。
【００７７】
以上説明した第５実施形態の運転モード切替装置１００ｃは、第２実施形態の運転モード切替装置１００ａと同様な効果を有する。加えて、高負荷位置をサーバ装置５１と通信を行うことによって取得するので、車両５００において高負荷位置を履歴として記憶しておく構成に比べて、より広い範囲における高負荷位置や、車両５００が初めて通る走行経路における高負荷位置を取得することができる。
【００７８】
Ｆ．他の実施形態：
Ｆ１．他の実施形態１：
第１実施形態では、各候補運転シーンについての現運転シーン確率と持続時間分布を周辺化することで一つに統合した分布（周辺分布）を生成し、かかる周辺分布を用いてシーン切替時刻を推定していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、以下の構成としてもよい。まず、候補運転シーンと現運転シーン確率とを用いて、現運転シーンとして最も確率の高い運転シーンを特定する。次に、特定された運転シーンに対応した持続時間の中央値または平均値を持続時間として特定する。そして、かかる持続時間が現在の運転シーンの開始時刻に足された時刻をシーン切替時刻として特定してもよい。かかる構成および上述の第１実施形態からも理解できるように、候補運転シーン毎に特定された現運転シーン確率と持続時間分布とを用いてシーン切替時刻を推定するシーン切替時刻推定部を、本開示の運転モード切替装置は備えてもよい。
【００７９】
Ｆ２．他の実施形態２：
第２実施形態では、高負荷状態確率が所定の閾値確率以上の高負荷位置を車両５００が通る時刻を、ステップＳ３１５において通過時刻として推定していたが、本発明はこれに限定されない。高負荷状態確率の大きさに関わらず全ての高負荷位置を対象として、かかる高負荷位置を通る時刻を通過時刻として推定してもよい。
【００８０】
Ｆ３．他の実施形態３：
第２実施形態では、高負荷位置記憶部２４は、運転シーンが切り替わると予測される位置を高負荷位置として記憶していたが、本発明はこれに限定されない。運転シーンが切り替わると予測される位置に代えて、または、運転シーンが切り替わると予測される位置に加えて、アクセルペダルの操作量、操舵量、ブレーキペダルの操作量などの操作量が所定の閾値以上である位置を、高負荷位置として記憶してもよい。
【００８１】
Ｆ４．他の実施形態４：
第２実施形態では、高負荷位置記憶部２４は、運転モードが自動運転モードである場合の運転シーンの切り替わりにおける車両の位置を高負荷位置として記憶していたが、本発明はこれに限定されない。自動運転モードに代えて、または、自動運転モードに加えて、手動モードである場合の運転シーンの切り替わりにおける車両の位置を高負荷位置として記憶してもよい。かかる構成によれば、運転モードが手動運転モードである場合の高負荷位置（高負荷状態確率が所定の閾値確率以上の高負荷位置）を車両が通る時刻が通過時刻として推定されるので、自動運転時には生じない手動運転時における運転者の操作傾向（操作における癖など）を考慮した上で、高負荷位置を通る時刻を精度良く推定できる。
【００８２】
Ｆ５．他の実施形態５：
第３実施形態において、制御量は、各運転シーンにおける各制御装置４０１の制御量の最大値と最小値との差として取得されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、以下のような構成を採用してもよい。予め、各運転シーンに含まれ得る車両５００の挙動（以下、「トピック」とも呼ぶ）、例えば、「直進」や「カーブを走行する」といった挙動ごとに、アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、ハンドルの操舵量の操作量の組み合わせからなるトピックを用意しておく。そして、運転挙動データから各運転シーンに含まれる各トピックの割合を算出し、かかる割合を各トピックの操作量に乗じることにより得られた値を、該当の運転シーンにおける制御量として取得してもよい。トピックの割合の算出方法としては、例えば、特開２０１４−２３５６０５号公報に記載された方法を採用してもよい。
【００８３】
Ｆ６．他の実施形態６：
第４実施形態の運転モード切替処理におけるステップＳ１１８の制御量の閾値を、ステップＳ１１７の制御量の閾値とは異ならせてもよい。この場合、ステップＳ１１８では、改めて閾値と各制御の制御量とを比較し、制御量がかかる閾値以下となる制御についてのみ報知と切替とを指示してもよい。ステップＳ１１８における閾値は、本開示における第２の閾値の下位概念に相当する。
【００８４】
Ｆ７．他の実施形態７：
第５実施形態において、サーバ装置５１は、高負荷位置を車種と対応付けて記憶してもよい。また、かかる構成において、通過時刻推定部２５は、高負荷位置のうち、車両５００の車種に対応付けられた高負荷位置を車両５００が通る時刻を、通過時刻として推定してもよい。かかる構成によれば、車両５００と同じ車種に対応付けられた高負荷位置を車両５００が通る時刻が通過時刻として推定されるので、運転動作が高負荷となる可能性の高い位置を車両５００が通る時刻を、通過時刻として精度良く推定できる。
【００８５】
また第５実施形態において、運転シーンの切替時における車両５００の現在位置を高負荷位置として記憶していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、車両５００とは異なる車両であって、自動運転機能が搭載されていない車両（以下、「他車両」と呼ぶ）における運転シーンの切替時の現在位置を、高負荷位置として記憶してもよい。ここで、他車両としては、運転挙動センサ３０１、運転挙動データ取得部１１、運転シーン推定部１２、シーン切替時刻推定部１３を備える構成としてもよい。このような構成によれば、自動運転機能を搭載した車両５００のみならず、他車両からも高負荷位置に関する情報を収集することができ、より多くの情報を利用することができる。なお、かかる構成において、他車両が有する高負荷位置に関する情報を、センタ５０（サーバ装置５１）を介さずに直接的に車両５００が取得する構成としてもよい。
【００８６】
また第５実施形態において、高負荷位置は運転シーンの切替時の位置に基づいて記憶されていたが、第３実施形態と同様に制御量が閾値以下でない位置に基づいて記憶されてもよい。かかる構成によれば、各制御量が閾値未満となる可能性が高い位置を、高負荷位置としてサーバ装置から取得できるので、運転モード切替後において各制御量の制御量が閾値未満となる可能性が高い場合に、運転モードを切り替えることができ、運転者の安全性や利便性の低下を抑制できる。
【００８７】
Ｆ８．他の実施形態８：
各実施形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、運転挙動データ取得部１１、運転シーン推定部１２、シーン切替時刻推定部１３、切替可能期間設定部１４、切替指示部１５、現在位置特定部２１、走行経路特定部２２、走行位置予測部２３、通過時刻推定部２５、制御量取得部３１、高負荷位置取得部４１のうちの少なくとも１つの機能部を、集積回路、ディスクリート回路、またはそれらの回路を組み合わせたモジュールにより実現してもよい。また、本開示の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。すなわち、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、データパケットを一時的ではなく固定可能な任意の記録媒体を含む広い意味を有している。
【００８８】
本発明は、上述の実施形態および変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する本実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１００  運転モード切替装置、１１  運転挙動データ取得部、１２  運転シーン推定部、１３  シーン切替時刻推定部、１４  切替可能期間設定部、１５  切替指示部
【図１】
2019182280.tif 000003
【図２】
2019182280.tif 000004
【図３】
2019182280.tif 000005
【図４】
2019182280.tif 000006
【図５】
2019182280.tif 000007
【図６】
2019182280.tif 000008
【図７】
2019182280.tif 000009
【図８】
2019182280.tif 000010
【図９】
2019182280.tif 000011
【図１０】
2019182280.tif 000012
【図１１】
2019182280.tif 000013
【図１２】
2019182280.tif 000014
【図１３】
2019182280.tif 000015
【図１４】
2019182280.tif 000016
【図１５】
2019182280.tif 000017
【図１６】
2019182280.tif 000018
【図１７】
2019182280.tif 000019
【図１８】
2019182280.tif 000020
【図１９】
2019182280.tif 000021
【図２０】
2019182280.tif 000022
【図２１】
2019182280.tif 000023
【図２２】
2019182280.tif 000024
【図２３】
2019182280.tif 000025
【図２４】
2019182280.tif 000026