(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、
情報を出力する出力部と、
車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行する自動運転制御部と、
前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする切替制御部と、
を備え、
前記切替制御部は、
前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる原因となった事由に基づいて、前記出力部からの前記リクエスト情報の出力態様を変更し、
前記事由または前記リクエスト情報の出力態様に基づいて、前記所定期間において前記制御ゲインを小さくする程度を変更する、
車両制御システム。
【請求項２】
車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、
情報を出力する出力部と、
車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行する自動運転制御部と、
前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする切替制御部と、
を備え、
前記切替制御部は、前記所定期間において、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量以下である場合の制御ゲインを、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量を超える場合の制御ゲインよりも小さくする、
車両制御システム。
【請求項３】
車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、
情報を出力する出力部と、
車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行する自動運転制御部と、
前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする切替制御部と、
を備え、
前記切替制御部は、前記所定期間における制動に関する制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制動に関する制御ゲインと同じにする、
車両制御システム。
【請求項４】
前記切替制御部は、車両外部の状況による特定の事由により前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記所定期間における制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制御ゲインと同じにする、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記切替制御部は、前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後、時間の経過に応じて、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを徐々に大きくする、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項６】
車両乗員の状態を検知する検知部を備え、
前記切替制御部は、前記検知部により検知された車両乗員の状態に基づいて、前記所定期間を可変にする、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記切替制御部は、前記所定期間において、前記運転操作子の操作に対応した制御量を制御ゲインを調整することで小さくし、
前記車両制御システムの制御対象の装置のうち一部又は全部は、前記切替制御部によって小さくされた制御量に基づいて動作する、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項８】
車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータが、
車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行し、
前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくし、
但し、前記所定期間における制動に関する制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制動に関する制御ゲインと同じにする、
車両制御方法。
【請求項９】
車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータに、
車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行させ、
前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくさせ、
但し、前記所定期間における制動に関する制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制動に関する制御ゲインと同じにさせる、
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、加減速や操舵を自動的に行う自動運転について研究が進められている。これに関連し、自動運転中に前記判断手段により自動運転を行うための条件を満たしていないと判断された場合に、運転者に対して自動運転の解除を促す通知を行う技術が開示されている（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２０１４−１０６８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動運転から手動運転に切り替わる際に、上記特許文献のように通知を行うことが想定される。切り替わる原因となった事由には、種々のものが考えられるが、予期せぬ事由によって自動運転から手動運転に切り替わる場合、車両乗員の側で心の準備ができていないことにより、運転操作子を過剰に操作してしまう場合が考えられる。【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、自動運転から手動運転に切り替わる際に、過剰な操作によって車両に不適切な挙動が生じるの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】
実施態様（１）は、車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子（８０）と、情報を出力する出力部（３０）と、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行する自動運転制御部（１２１、１２２、１２３、１４１）と、前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする切替制御部（１２４）と、を備える車両制御システムである。
【０００７】
実施態様（２）は、実施態様（１）において、前記切替制御部は、前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる原因となった事由に基づいて、前記出力部からの前記リクエスト情報の出力態様を変更し、前記事由または前記リクエスト情報の出力態様に基づいて、前記所定期間において前記制御ゲインを小さくする程度を変更するものである。
【０００８】
実施態様（３）は、実施態様（１）において、前記切替制御部は、特定の事由により前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記所定期間における制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制御ゲインと同じにするものである。
【０００９】
実施態様（４）は、実施態様（１）において、前記切替制御部は、前記所定期間において、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量以下である場合の制御ゲインを、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量を超える場合の制御ゲインよりも小さくするものである。
【００１０】
実施態様（５）は、実施態様（１）において、前記切替制御部は、前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後、時間の経過に応じて、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを徐々に大きくするものである。
【００１１】
実施態様（６）は、実施態様（１）において、車両乗員の状態を検知する検知部（１６０）を備え、前記切替制御部は、前記検知部により検知された車両乗員の状態に基づいて、前記所定期間を可変にするものである。
【００１２】
実施態様（７）は、実施態様（１）において、前記切替制御部は、前記所定期間における制動に関する制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制動に関する制御ゲインと同じにするものである。
【００１３】
実施態様（８）は、車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータが、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行し、前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする、車両制御方法である。
【００１４】
実施態様（９）は、車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータに、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行させ、前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくさせる、車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
実施態様（１）、（５）、（８）、（９）によれば、自動運転から手動運転に切り替わる際に、過剰な操作によって車両に不適切な挙動が生じるのを抑制することができる。
【００１６】
実施態様（２）によれば、意図せぬ操作が生じやすい場面において、制御ゲインを、より積極的に小さくすることができる。
【００１７】
実施態様（３）によれば、特に緊急操作を要する特定の事由が生じた場合には、制御ゲインを通常時と同じにし、速やかに手動運転による回避行動を可能にすることができる。
【００１８】
実施態様（４）によれば、特に鋭く小さい操作に対して制御ゲインを小さくすることで、意図せぬ操作の影響を適切に低減することができる。
【００１９】
実施態様（６）によれば、運転者が手動運転に備えた好ましい状態である場合には、速やかに制御ゲインを通常時に近づけて応答性を高めることができる。
【００２０】
実施態様（７）によれば、急ブレーキによって障害物を回避する操作を優先することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】車両システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。
【図３】推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。
【図４】自動運転制御ユニット１００により実行される処理を部分的に示すフローチャートである。
【図５】ハンドオーバリクエストの強さとＨＭＩ３０の制御態様との関係の一例を示す図である。
【図６】ゲイン低減運転における運転操作子８０の操作量と、対応する装置の制御量との関係を概念的に示す図である。
【図７】制御ゲインの減少量が時間の経過と共に徐々に小さくなるように調整される様子を示す例である。
【図８】運転者の状態に基づいて所定期間Ｔが設定される様子を示す図である。
【図９】自動運転制御ユニット１００により実行される処理の他の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】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、車両システム１の構成の一例を示す図である。車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、車室内カメラ９０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置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、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。
【００２４】
なお、図１に示す構成のうち、例えば、外界認識部１２１、自車位置認識部１２２、行動計画生成部１２３、および走行制御部１４１が「自動運転制御部」に相当し、更に、ＨＭＩ３０、運転操作子８０、切替制御部１２４、および乗員状態検知部１６０を加えたものが「車両制御システム」に相当する。
【００２５】
カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０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１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。
【００２６】
レーダ装置１２は、車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
【００２７】
ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
【００２８】
物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。
【００２９】
通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
【００３０】
ＨＭＩ３０は、車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キー、シートやステアリングホイールに取り付けられたバイブレータなどを含む。
【００３１】
ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両Ｍの位置を特定する。車両Ｍの位置は、車両センサ７０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。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。経路決定部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、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。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。
【００３２】
ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１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）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
【００３３】
第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２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、第２地図情報６２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。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
【００３４】
車両センサ７０は、車両Ｍの速度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、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
【００３５】
運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。
【００３６】
車室内カメラ９０は、運転席に着座した乗員の顔を中心として上半身を撮像する。車室内カメラ９０の撮像画像は、自動運転制御ユニット１００に出力される。
【００３７】
自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０と、乗員状態検知部１６０とを備える。第１制御部１２０、第２制御部１４０、および乗員状態検知部１６０は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、以下に説明する第１制御部１２０、第２制御部１４０、および乗員状態検知部１６０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など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協働によって実現されてもよい。
【００３８】
第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３と、切替制御部１２４とを備える。
【００３９】
外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ１２、およびファインダ１４から直接的に、或いは物体認識装置１６を介して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。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺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、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、または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１２１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。
【００４０】
自車位置認識部１２２は、例えば、車両Ｍが走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得ら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１０によって撮像された画像から認識される車両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から取得される車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。
【００４１】
そして、自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線に対する車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２は、例えば、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に対する車両Ｍの相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１２２は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１２２により認識される車両Ｍの相対位置は、推奨車線決定部６１および行動計画生成部１２３に提供される。
【００４２】
行動計画生成部１２３は、推奨車線決定部６１により決定されて推奨車線を走行するように、且つ、車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントなどがある。また、これらのイベントの実行中に、車両Ｍの周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄など）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。
【００４３】
行動計画生成部１２３は、車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点同士の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。
【００４４】
図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１２３は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。
【００４５】
行動計画生成部１２３は、例えば、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点での最適な目標軌道を選択する。
【００４６】
切替制御部１２４の機能については後述する。
【００４７】
第２制御部１４０は、走行制御部１４１を備える。走行制御部１４１は、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。
【００４８】
乗員状態検知部１６０は、運転席に着座した乗員（運転者）の状態を検知する。運転者の状態は、例えば、車室内カメラ９０により撮像された画像を解析することで把握される。乗員状態検知部１６０は、運転者の状態に基づいて、例えば、運転者の眼が閉じられていない度合（覚醒度合）、黒目と眼全体の相対位置などから把握される視線の向きが、車両Ｍの前方以外を向いている度合（集中度）、その他の度合を数値化した指標を出力する。なお、運転者の状態を把握するための判定手法については任意に定めてよく、乗員状態検知部１６０は、例えば、ステアリングホイールに取り付けられた電極によって心拍を計測し、運転者の状態を把握してもよいし、ＮＩＲＳ（Near Infra- Red Spectoroscopy）センサや着座重量センサなどを利用して運転者の状態を把握してもよい。
【００４９】
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、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
【００５０】
ブレーキ装置２１０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、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、自自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０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。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれる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２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１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電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
【００５１】
ステアリング装置２２０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、自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
【００５２】
［切替制御］
以下、切替制御部１２４の機能について説明する。切替制御部１２４は、行動計画生成部１２３によって、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントが起動されたときに動作を開始する。行動計画生成部１２３は、以下の条件が成立した場合に、ハンドオーバイベントを起動する。例えば、以下に例示する条件のうちいずれか一つが成立した場合に、ハンドオーバイベントが起動される。
（１）車両Ｍが、予め設定された目的地付近に到達した。
（２）車両Ｍの周辺環境が、自動運転を継続困難な環境である。
（３）自動運転のためのシステム異常が生じた。
（４）運転操作子８０に対して、所定量以上の操作がなされた（オーバーライド）。
【００５３】
上記の条件のうち（４）が成立する場面では、運転者が意図的に手動運転に切り替えようとしていることが推認される。しかしながら、（１）〜（３）が成立する場面では、車両Ｍの方から自動運転を停止するのであるから、運転者にとって手動運転に対する準備ができていない可能性がある。
【００５４】
そこで、切替制御部１２４は、（１）〜（３）が成立する場合には、運転操作子８０を操作するように要求する情報（ハンドオーバリクエスト）をＨＭＩ３０に出力させ、運転操作子８０に対して所定量以上の操作がなされた場合に、自動運転を終了して手動運転に切り替える。なお、（４）が成立した場合でも、手動運転に切り替わることがＨＭＩ３０などにより通知されてもよい。所定量以上の操作とは、例えば、アクセルペダルに関して言えば、アクセル開度が閾値以上の状態が所定時間以上継続するような操作である。
【００５５】
更に、切替制御部１２４は、ハンドオーバリクエストが出力された後、所定期間の間、所定期間以外の期間に比して、運転操作子８０に対してなされた操作に対する、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、ステアリング装置２２０（以下、駆動装置と総称する）のうち一部または全部における制御ゲインを小さくする。
【００５６】
この制御ゲインを調節する動作は、例えば、切替制御部１２４から駆動装置に対してゲインを下げる指示信号を送信することで行われてもよいし、運転操作子８０に取り付けられたセンサから入力される信号を、切替制御部１２４が値を減少させて駆動装置に伝達することで行われてもよい。また、走行制御装置１４１が、切替制御部１２４からの指示に応じて、運転操作子８０に取り付けられたセンサから入力される信号に基づく疑似的な自動運転のための制御信号を生成して駆動装置に出力してもよい。
【００５７】
図４は、自動運転制御ユニット１００により実行される処理を部分的に示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、自動運転が開始されたときに開始される。
【００５８】
まず、行動計画生成部１２３が、ハンドオーバイベントを起動する条件が成立するまで待機する（ステップＳ１００）。第１の条件が成立すると、切替制御部１２４は、オーバーライドによって条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。オーバーライドによって条件が成立した場合、切替制御部１２４は、手動運転に切り替える（ステップＳ１０４）。
【００５９】
オーバーライドによって条件が成立したのではない場合、切替制御部１２４は、ハンドオーバリクエストをＨＭＩ３０に出力させる（ステップＳ１０６）。この際に、切替制御部１２４は、ハンドオーバイベントを起動する条件が成立するに至った事由に応じて、ハンドオーバリクエストの強さを変更する。例えば、切替制御部１２４は、前述した（１）の場合には、相対的に弱いハンドオーバリクエストを出力し、（２）、（３）の場合には、相対的に強いハンドオーバリクエストを出力するようにＨＭＩ３０を制御する。
【００６０】
図５は、ハンドオーバリクエストの強さとＨＭＩ３０の制御態様との関係の一例を示す図である。強いハンドオーバリクエストを出力する場合、スピーカは大きい音量で緊急性の高いメッセージ（例えば、「自動運転を継続できません。直ちに手動運転を行って下さい。」といったもの）を出力する。また、バイブレータは大きい振れ幅で、且つ高い周波数で振動し、表示装置は画像を点滅させたりしながら、刺激の強い色彩（例えば、赤、青、黄など）やコントラストで緊急性の高いメッセージを出力する。
【００６１】
一方、弱いハンドオーバリクエストを出力する場合、スピーカは小さい音量で緊急性の低いメッセージ（例えば、「この後、手動運転に移行します。」といったもの）を出力する。また、バイブレータは小さい振れ幅で、且つ低い周波数で振動し、表示装置は刺激の低い色彩（例えば、中間色など）やコントラストで緊急性の低いメッセージを出力する。なお、ハンドオーバリクエストの強さは２段階に限らず、３段階以上に変更されてもよい。
【００６２】
図４に戻り、ステップＳ１０６でハンドオーバリクエストを出力した後、切替制御部１２４は、運転操作子８０の操作量に対する制御ゲインを小さくするゲイン低減運転を行う（ステップＳ１０８）。
【００６３】
図６は、ゲイン低減運転における運転操作子８０の操作量と、対応する装置の制御量との関係を概念的に示す図である。対応する装置の制御量とは、例えば、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に対するスロットル開度またはモータへの通電電流、ブレーキペダルの操作量に対するブレーキトルク、ステアリングホイールの操作量に対する電動モータへの通電電流などである。なお、図では制御ラインを直線で表現しているが、制御ラインは曲線、あるいは離散的なものであってもよい。
【００６４】
図中、各制御ラインＬ−１〜Ｌ−３の傾きが、制御ゲインに相当する。制御ラインＬ−１は、所定期間以外の期間（以下、通常時と称する）における操作量と制御量との関係を示している。これに対し、制御ラインＬ−２は、弱いハンドオーバリクエストを出力した後の所定期間における操作量と制御量との関係を示している。また、制御ラインＬ−３は、強いハンドオーバリクエストを出力した後の所定期間における操作量と制御量との関係を示している。
【００６５】
図示するように、制御ラインＬ−２は制御ラインＬ−１よりも制御ゲインを下げたものであり、制御ラインＬ−３は制御ラインＬ−２よりも更に制御ゲインを下げたものである。自動運転の実行中において運転者は、ステアリングホイールから手を離したり、ペダルから足を離したりしてシートに着座している場合がある。この状態から、ハンドオーバリクエストによってこれらの運転操作子８０を操作しようとすると、意図しない急激な力が入り、操作量が大きくなる場合がある。このような傾向は、強いハンドオーバリクエストを出力した場合に強くなることが想定される。
【００６６】
従って、切替制御部１２４は、ハンドオーバリクエストを出力した後の所定期間では、通常時に比して制御ゲインを小さくし、強いハンドオーバリクエストを出力した場合は、更に制御ゲインを小さくする。これによって、自動運転から手動運転の切り替わり時において過剰な操作がなされた場合に、車両Ｍに不適切な挙動が生じるのを抑制することができる。なお、ブレーキ装置２１０は、制御ゲインを下げる対象から除外されてもよい。急ブレーキによって障害物を回避する操作を優先するためである。
【００６７】
また、図６に示すように、所定操作量（弱いハンドオーバの場合はＩ２、強いハンドオーバの場合はＩ３）以下の場合の制御ゲインは、所定操作量以上の場合に比して小さく設定される。これは、ハンドオーバリクエストに反応して生じる意図せぬ操作は、鋭く小さい操作量として現れる可能性が高いからである。一方、操作量が所定操作量以上の場合は、操作量が大きくなるにつれて、制御ゲインの減少量を小さくし、制御ラインを通常時の制御ラインＬ−１に近づける。これは、操作量が大きい場合、運転者が意図的に大きい操作を行った可能性が高いことに基づいている。
【００６８】
図６の例では、制御ラインＬ−３における制御ゲインは、制御ラインＬ−２における制御ゲインよりも、ほぼ全制御領域について小さいものとしたが、これに限定されない、例えば、操作量が基準量よりも小さい制御領域においては制御ラインＬ−３と制御ラインＬ−２の制御ゲインが同じになる（すなわち制御ラインＬ−３とＬ−２が重なる）ようにしてもよい。
【００６９】
この逆に、操作量が基準量よりも大きい制御領域においては制御ラインＬ−３と制御ラインＬ−２の制御ゲインが同じになるようにしてもよい。すなわち、制御ラインＬ−３における制御ゲインは、少なくとも操作量が規定範囲内である場合に、制御ラインＬ−２における制御ゲインよりも小さくなるように設定されていればよい。
【００７０】
また、制御ゲインの減少量は、所定期間の間、時間の経過と共に徐々に小さくなるように調整されてよい。図７は、制御ゲインの減少量が時間の経過と共に徐々に小さくなるように調整される様子を示す例である。図７では制御ラインＬ−２についてのみ変化を示しているが、制御ラインＬ−３についても同様に行ってよい。
【００７１】
図４に戻り、切替制御部１２４は、所定期間Ｔが経過するまでの間、ゲイン低減運転を継続する（ステップＳ１１０）。所定期間Ｔは、一定の時間であってもよいし、運転者の状態に基づいて可変に制御されてもよい。所定期間Ｔが経過すると、切替制御部１２４は、手動運転に切り替え（ステップＳ１０４）、本フローチャートの処理を終了する。
【００７２】
図８は、運転者の状態に基づいて所定期間Ｔが設定される様子を示す図である。切替制御部１２４は、例えば、前述した覚醒度、集中度などの指標（値が高いほど好ましい状態であるものとする）が高い程、所定期間Ｔを短く設定してよい。これによって、運転者が手動運転に備えた好ましい状態である場合には、速やかに制御ゲインを通常時に近づけて応答性を高めることができる。
【００７３】
手動運転に切り替えた後、切替制御部１２４は、運転操作子８０の操作量が直接、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０に提供されるように制御する。その後は、自動運転制御ユニット１００が制御に関与せず（信号の中継は行ってもよい）、運転操作子８０の操作量に基づいて、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０が動作する手動運転が実行される。
【００７４】
なお、切替制御部１２４は、行動計画生成部１２３がハンドオーバイベントを起動するに至った事由が、特に緊急操作を要する特定の事由である場合には、ゲイン低減運転を行わないようにしてもよい。特定の事由とは、例えば、前方への近距離での急激な他車両の割り込みや、ステアリング装置２２０の電動モータの故障などである。
【００７５】
図９は、自動運転制御ユニット１００により実行される処理の他の例を示すフローチャートである。本図において図４と共通するステップについては、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００７６】
ハンドオーバリクエストをＨＭＩ３０に出力させると（ステップＳ１０６）、切替制御部１２４は、特定の事由によってハンドオーバイベントが起動したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。特定の事由によってハンドオーバイベントが起動した場合、切替制御部１２４は、ゲイン低減運転を行わず速やかに手動運転に切り替え（ステップＳ１０４）、通常時の制御ゲインで手動運転が行われるように駆動装置を制御する。一方、特定の事由によってハンドオーバイベントが起動したのではない場合、切替制御部１２４は、所定期間Ｔの間、ゲイン低減運転を行い、所定期間Ｔの経過後、手動運転に切り替える（ステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１０４）。
【００７７】
以上説明した実施形態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によれば、自動運転から手動運転に切り替わる際に、過剰な操作によって車両に不適切な挙動が生じるのを抑制することができる。
【００７８】
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。
【符号の説明】
【００７９】
１  車両制御システム
１０  カメラ
１６  物体認識装置
２０  通信装置
３０  ＨＭＩ
８０  運転操作子
９０  車室内カメラ
１００  自動運転制御ユニット
１２０  第１制御部
１２１  外界認識部
１２２  自車位置認識部
１２３  行動計画生成部
１２４  切替制御部
１４０  第２制御部
１６０  乗員状態検知部
【図１】
0006668510.tif 000002
【図２】
0006668510.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006668510.tif 000005
【図５】
0006668510.tif 000006
【図６】
0006668510.tif 000007
【図７】
0006668510.tif 000008
【図８】
0006668510.tif 000009
【図９】
0006668510.tif 000010