(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の自動運転制御を行い、前記自動運転制御中に運転者による手動運転操作入力が行われた場合に自動運転から手動運転への切替を行う自動運転システムにおいて、
前記車両の自動運転制御中に前記手動運転操作入力の操作入力量を検出する操作入力量検出部と、
前記車両の自動運転制御中に前記運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定する運転者状態判定部と、
前記操作入力量検出部により検出された前記操作入力量が運転切替閾値を超えたときに前記手動運転への切替を行い、前記運転者が手動運転開始できない状態から手動運転開始できる状態になった時からの経過時間に応じて前記運転切替閾値を低く変動させる運転切替部と、
を備えた自動運転システム。
【請求項２】
前記車両のハンドルに対する前記運転者の接触を検出する接触センサを更に備え、
前記運転者状態判定部は、前記接触センサの検出結果に基づいて、前記運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定する、
請求項１に記載の自動運転システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動運転システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の自動運転制御に関し、米国特許第８６７０８９１号明細書に記載された自動運転装置が知られている。この自動運転装置では、車両の自動運転を実行するとともに、自動運転中における車両の運転者によるハンドル操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作入力量が所定の閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８６７０８９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した自動運転装置では、自動運転中において、運転者の意図しない手動運転操作入力により手動運転へ切り替わることが考えられる。例えば、運転者が誤ってアクセルペダルを踏んでしまった場合、運転者において手動運転の準備が整わない状態であるにもかかわらず車両が手動運転に切り替わってしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、本技術分野において、自動運転制御中に誤った手動運転操作入力があった場合でも、運転者の意図しない手動運転への切替を抑制する自動運転システムの開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明の一側面における自動運転システムは、車両の自動運転制御を行い、前記自動運転制御中に運転者による手動運転操作入力が行われた場合に自動運転から手動運転への切替を行う自動運転システムにおいて、前記車両の自動運転制御中に前記手動運転操作入力の操作入力量を検出する操作入力量検出部と、前記車両の自動運転制御中に前記運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定する運転者状態判定部と、前記操作入力量検出部により検出された前記操作入力量が運転切替閾値を超えたときに前記手動運転への切替を行い、前記運転者が手動運転開始できない状態から手動運転開始できる状態になった時からの経過時間に応じて前記運転切替閾値を低く変動させる運転切替部を備えて構成されている。このため、自動運転制御中に手動運転操作入力があった場合に、運転者が手動運転開始できる状態になってからの経過時間に応じて運転切替閾値を低く変動させることにより、運転者の運転準備の状況に応じて適切な手動運転の切替が可能となる。これにより、運転者の意図しない不適切な手動運転への切替を抑制することができる。
【０００７】
また、本発明の一側面における自動運転システムにおいて、前記車両のハンドルに対する前記運転者の接触を検出する接触センサを更に備え、前記運転者状態判定部は、前記接触センサの検出結果に基づいて、前記運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。この場合、ハンドルに対する運転者の接触を検出する接触センサの検出結果に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定することにより、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを的確に判定することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自動運転制御中に誤った手動運転操作入力があった場合でも、運転者の意図しない手動運転への切替を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動運転システムの構成概要を示すブロック図である。
【図２】図１の自動運転システムにおける運転者状態と運転切替閾値の関係の一例を示す図である。
【図３】図１の自動運転システムにおける運転者状態と運転切替閾値の関係の他の例を示す図である。
【図４】図１の自動運転システムにおける自動運転制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図１の自動運転システムにおける運転切替処理を示すフローチャートである。
【図６】図１の自動運転システムにおける閾値設定処理を示すフローチャートである。
【図７】図１の自動運転システムにおける閾値設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図１の自動運転システムにおける閾値設定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】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る自動運転システム１の構成概要図である。図１において、本実施形態に係る自動運転システム１は、車両に搭載され、車両の自動運転制御を行う装置である。この自動運転システム１は、車両の自動運転制御中に運転者によって手動運転操作が行われた場合に自動運転から手動運転への切替を行う機能を備えている。自動運転は、自動運転システム１が自動で車両を走行させる運転状態を意味する。手動運転は、車両の運転者が手動運転操作により車両の運転を行うことを意味する。
【００１２】
自動運転システム１は、ＥＣＵ［Electronic  Control  Unit］１０を備えている。ＥＣＵ１０は、車両の走行制御を行う電子制御ユニットであり、ＣＰＵ［Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory］、ＲＡＭ［Random  Access  Memory］を含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ１０の詳細については、後述する。
【００１３】
ＥＣＵ１０には、外部センサ２、ＧＰＳ［Global Positioning System］受信部３、内部センサ４、地図データベース５、ナビゲーションシステム６、ＨＭＩ［Human Machine Interface］７、アクチュエータ８、運転者状態センサ９及び操作入力量センサ２０がそれぞれ接続されている。
【００１４】
外部センサ２は、車両の周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ、レーダー［Radar］、及びライダー［LIDAR：Laser Imaging Detection and Ranging］のうち少なくとも一つを含む。
【００１５】
カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、例えば、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。ステレオカメラを用いる場合、カメラは先行車や障害物を含む物体を検出する物体検出部として用いることができる。
【００１６】
レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して車両の外部の障害物を検出する。レーダーは、電波を車両の周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物等を検出する。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。
【００１７】
ライダーは、光を利用して車両の外部の障害物を検出する。ライダーは、光を車両の周囲に送信し、障害物等で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物等を検出する。ライダーは、検出した物体情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラ、ライダー、レーダー及び通信機は、必ずしも重複して備える必要はない。
【００１８】
ＧＰＳ受信部３は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部３は、測定した車両の位置情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、ＧＰＳ受信部３に代えて、車両の緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。また、車両の方位を測定する機能を持たせることは、センサの測定結果と後述する地図情報との照合のために好ましい。
【００１９】
内部センサ４は、車両の車両状態を検出する検出機器である。内部センサ４は、車両の走行状態を検出するセンサとして、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを備えている。車速センサは、車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転し又は同期して回転するドライブシャフト等の部材に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に出力する。加速度センサは、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、車両の加速度情報をＥＣＵ１０に出力する。ヨーレートセンサは、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ出力する。
【００２０】
地図データベース５は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース５は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報（例えば車線数、車線の種類等）、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。さらに、建物や壁等の遮蔽構造物の位置情報、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を使用するために、地図情報に外部センサ２の出力信号を含ませることが好ましい。なお、地図データベース５は、車両と通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。
【００２１】
ナビゲーションシステム６は、車両の運転者によって設定された目的地まで、車両の運転者に対して案内を行う装置である。ナビゲーションシステム６は、ＧＰＳ受信部３の測定した車両の位置情報と地図データベース５の地図情報とに基づいて、車両の走行するルートを算出する。ルートは、複数車線の区間において好適な車線を特定したものであってもよい。ナビゲーションシステム６は、例えば、車両の位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ディスプレイの表示及びスピーカの音声出力により運転者に対して目標ルートの報知を行う。ナビゲーションシステム６は、例えば、車両の目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、ナビゲーションシステム６は、車両と通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。
【００２２】
ＨＭＩ７は、車両の乗員（運転者を含む）と自動運転システム１と間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ７は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。例えば、ＨＭＩ７は、乗員により自動運転制御の作動もしくは停止に係る入力操作が行われると、ＥＣＵ１０に信号を出力して自動運転制御を開始もしくは停止させる。ＨＭＩ７は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。ＨＭＩ７は、運転者を含む乗員が入力操作を行っている場合、入力操作中であることを示す操作中信号をＥＣＵ１０へ出力してもよい。
【００２３】
アクチュエータ８は、車両の自動運転制御を実行する装置である。アクチュエータ８は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両の駆動力を制御する。なお、車両がハイブリッド車又は電気自動車である場合には、スロットルアクチュエータを含まず、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。
【００２４】
ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両の操舵トルクを制御する。
【００２５】
運転者状態センサ９は、車両の運転者の状態を検出するセンサである。例えば、運転者状態センサ９には、接触センサ９１、運転者撮像カメラ９２及び生体情報センサ９３が含まれる。接触センサ９１は、ハンドルに対する運転者の接触を検出するセンサであり、例えば感圧センサが用いられる。接触センサ９１は、静電容量式のセンサであってもよい。この接触センサ９１は、例えば、運転者がハンドルを握る部分に検知部が設置される。検知部は、ハンドルの左側及び右側に一つずつ設けてもよい。この接触センサ９１は、他の用途に用いられるセンサを併用してもよい。接触センサ９１は、検出信号をＥＣＵ１０に出力する。
【００２６】
運転者撮像カメラ９２は車内の運転者を撮像するカメラである。運転者撮像カメラ９２は、例えば、運転者の上半身、顔、眼等を撮像するように設けられている。運転者撮像カメラ９２は、複数設けられていてもよい。運転者撮像カメラ９２は、運転者の撮像画像をＥＣＵ１０へ出力する。
【００２７】
生体情報センサ９３は、運転者の生体情報（脳波、脈拍等）を検出するセンサである。生体情報センサ９３は、例えば、運転者が身につけているウェアラブルデバイス（眼鏡型、腕時計型、指輪型、リストバンド型等）である。生体情報センサ９３は、検出した運転者の生体情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、運転者状態センサ９として、接触センサ９１、運転者撮像カメラ９２及び生体情報センサ９３の全てを備えていてもよいが、その一部のみを備えていてもよい。
【００２８】
操作入力量センサ２０は、運転者の手動運転操作入力の操作入力量を検出するセンサである。操作入力量センサ２０は、例えば、操舵角センサ又は操舵トルクセンサが用いられる。また、操作入力量センサ２０として、アクセルペダルのストロークセンサ又はアクセルペダルの踏力センサを用いることもできる。アクセルペダルのストロークセンサは、アクセルペダルの踏込量を検出するセンサである。アクセルペダルの踏力センサは、アクセルペダルの踏込力を検出するセンサである。また、操作入力量センサ２０として、ブレーキペダルのストロークセンサ又はブレーキペダルの踏力センサを用いることもできる。ブレーキペダルのストロークセンサは、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサである。ブレーキペダルの踏力センサは、ブレーキペダルの踏込力を検出するセンサである。操作入力量センサ２０として、これらのセンサを全て用いてもよいが、その一部のみを用いてもよい。操作入力量センサ２０は、例えば、運転者によるアクセルペダルの踏込量又は踏込力、及び、運転者によるブレーキペダルの踏込量又は踏込力をＥＣＵ１０へ出力する。
【００２９】
ＥＣＵ１０は、外部状況認識部１１、車両位置認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４、運転制御部１５、操作入力量検出部１６、運転者状態判定部１７、閾値設定部１８及び運転切替部１９を備えている。
【００３０】
外部状況認識部１１は、外部センサ２の検出結果（例えばカメラの撮像情報、レーダーの障害物情報、ライダーの障害物情報等）に基づいて、車両の外部状況を認識する。外部状況は、例えば、道路幅、道路の形状、車両の周辺の他車両の状況、車両の周辺の障害物の状況を含む。
【００３１】
車両位置認識部１２は、ＧＰＳ受信部３で受信した車両の位置情報、及び地図データベース５の地図情報に基づいて、地図上における車両の位置（以下、「車両位置」という）を認識する。
【００３２】
走行状態認識部１３は、内部センサ４の検出結果（例えば車速センサの車速情報、加速度センサの加速度情報、ヨーレートセンサのヨーレート情報等）に基づいて、車両の走行状態を認識する。車両の走行状態には、例えば、車速、加速度、ヨーレートが含まれる。また、走行状態認識部１３は、車両の位置の時間的変化に基づいて、車両の走行方向を認識してもよい。
【００３３】
走行計画生成部１４は、例えば、ナビゲーションシステム６で演算された目標ルート、車両位置認識部１２で認識された車両位置、及び、外部状況認識部１１で認識された車両の外部状況（車両位置、方位を含む）に基づいて、車両の目標走行経路を生成する。目標走行経路は、目標ルートにおいて車両が進む軌跡である。このとき、走行計画生成部１４は、車両の周辺の障害物の状況に基づき、障害物との接触を回避するように車両の経路を生成する。
【００３４】
なお、ここで言う目標ルートには、特許５３８２２１８号公報（ＷＯ２０１１／１５８３４７号公報）に記載された「運転支援装置」、又は、特開２０１１−１６２１３２号公報に記載された「自動運転装置」における道なり走行ルートように、目的地の設定が運転者から明示的に行われていない際に、外部状況や地図情報に基づき自動的に生成される走行ルートも含まれる。
【００３５】
走行計画生成部１４は、生成した経路に応じた走行計画を生成する。すなわち、走行計画生成部１４は、車両の周辺情報である外部状況と地図データベース５の地図情報とに少なくとも基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、好ましくは、生成する走行計画を、車両の進路を車両に固定された座標系での目標位置ｐと各目標点での速度ｖとの二つの要素からなる組、すなわち配位座標（ｐ、ｖ）を複数持つものとして出力する。ここで、それぞれの目標位置ｐは、少なくとも車両に固定された座標系でのｘ座標、ｙ座標の位置もしくはそれと等価な情報を有する。なお、走行計画は、車両の挙動を記すものであれば特に限定されるものではない。走行計画は、例えば速度ｖの代わりに目標時刻ｔを用いてもよいし、目標時刻ｔとその時点での車両の方位とを付加したものでもよい。
【００３６】
また、通常、走行計画は、概ね現在時刻から数秒先の将来のデータで充分であるが、交差点の右折、車両の追い越し等の状況によっては数十秒のデータが必要となるので、走行計画の配位座標の数は可変、かつ配位座標間の距離も可変とすることが好ましい。さらに、配位座標をつなぐ曲線をスプライン関数等で近似し、当該曲線のパラメータを走行計画としてもよい。走行計画の生成としては、車両の挙動を記すことができるものであれば、任意の公知方法を用いることができる。
【００３７】
走行計画は、目標ルートに沿った進路を車両が走行する際における、車両の車速、加減速度及び操舵トルク等の推移を示すデータとしてもよい。走行計画は、車両の速度パターン、加減速度パターン及び操舵パターンを含んでいてもよい。ここでの走行計画生成部１４は、旅行時間（車両が目的地に到着するまでに要される所要時間）が最も小さくなるように、走行計画を生成してもよい。
【００３８】
ちなみに、速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加減速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標加減速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。
【００３９】
運転制御部１５は、走行計画生成部１４で生成した走行計画に基づいて車両の走行制御を行う。運転制御部１５は、走行計画に応じた制御信号をアクチュエータ８に出力する。これにより、運転制御部１５は、走行計画に沿って車両が自動運転するように、車両の走行を制御する。運転制御部１５は、例えば、運転者による自動運転制御の開始ボタンの操作などの開始条件に従って、自動運転制御を開始する。また、運転制御部１５は、例えば、運転者による自動運転制御の終了ボタンの操作に従って、自動運転制御を終了する。更に、運転制御部１５は、運転切替部１９により自動運転から手動運転への切替が行われた場合、自動運転制御を終了する。
【００４０】
操作入力量検出部１６は、車両の自動運転制御中に、運転者による車両のハンドル操作入力、アクセル操作入力及びブレーキ操作入力のうち少なくとも一つを含む手動運転操作入力の操作入力量を検出する。例えば、操作入力量検出部１６は、内部センサ４の操舵角センサ、操舵トルクセンサ、アクセルペダルのストロークセンサ、アクセルペダルの踏力センサ、ブレーキペダルのストロークセンサ、ブレーキペダルの踏力センサなどの検出信号に基づいて、車両の自動運転制御中におけるハンドル操作、アクセル操作又はブレーキ操作を含む手動運転操作入力の操作入力量を検出する。ハンドル操作の操作入力量は、例えば、ハンドルの操舵角又は操舵トルクである。アクセルの操作入力量は、例えば、アクセルペダルの踏込量又はアクセルペダルの踏込力である。ブレーキの操作入力量は、例えば、ブレーキペダルの踏込量又はブレーキペダルの踏込力である。
【００４１】
運転者状態判定部１７は、車両の自動運転制御中に運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定する。例えば、運転者状態判定部１７は、接触センサ９１の検出結果及び運転者撮像カメラ９２の撮像画像の少なくとも一方に基づいて、車両の自動運転制御中に運転者の状態を検出し、その検出結果に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定する。運転者の手動運転開始できる状態とは、運転者が手動運転の運転準備できている状態であって、例えば運転姿勢が取れている状態、運転姿勢がすぐに取れる状態又は運転がすぐに行える状態などが該当する。手動運転開始できる状態には、例えば、運転者が車両のハンドルに接触している状態が含まれる。手動運転開始できる状態には、運転者の顔又は視線が車両前方を向いている状態を含んでもよい。
【００４２】
運転者状態判定部１７は、具体的には、接触センサ９１の検出信号に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者がハンドルに接触している場合、運転者が手動運転開始できる状態であると判定する。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者がハンドルに接触していない場合、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。
【００４３】
また、運転者状態判定部１７は、運転者撮像カメラ９２の撮像画像に基づいて、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者の姿勢が予め設定された運転姿勢（例えば顔及び上半身が車両前方を向いて運転準備ができている姿勢）である場合、運転者が手動運転開始できる状態であると判定する。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者の姿勢が予め設定された非運転姿勢（例えば携帯情報端末を操作しているうつむいた姿勢、運転席の背もたれを倒した姿勢）である場合、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者の顔又視線の向きが車両前方を向いている場合、運転者が手動運転開始できる状態であると判定する。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者の顔又視線の向きが車両前方を向いていない場合（よそ見をしている場合）、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者の瞼が開いている場合、運転者が手動運転開始できる状態であると判定する。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者の瞼が開いていない場合、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。
【００４４】
また、運転者状態判定部１７は、ＨＭＩ７などの車載機器の操作信号に基づいて、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。運転者状態判定部１７は、例えば、運転者が車載機器（オーディオシステム、エアーコンディショナー、ナビゲーションシステム６、ＨＭＩ７等）を操作している場合、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。運転者状態判定部１７は、運転者が車載機器を操作し終わってから、予め設定された時間（例えば１.０秒）以内である場合、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。なお、運転者状態判定部１７は、車載機器を操作している主体が運転者であるか乗員であるかを必ずしも区別する必要はない。
【００４５】
運転者状態判定部１７は、生体情報センサ９３の検出結果（脳波、脈拍等の検出結果）に基づいて、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。運転者状態判定部１７は、運転者が意識低下状態である場合（例えば覚醒度が予め設定された閾値以下である場合）、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。運転者の覚醒度の算出には、周知の手法を採用することができる。
【００４６】
閾値設定部１８は、運転切替閾値を設定する。運転切替閾値は、自動運転から手動運転への切替を行うために用いられる閾値である。運転切替閾値は、車両の自動運転から手動運転への切替に用いられる操作入力量の種類毎に設定される。操作入力量の種類とは、例えば、ハンドルの操舵角、ハンドルの操舵トルク、アクセルペダルの踏込量、アクセルペダルの踏込力、ブレーキペダルの踏込量、及びブレーキペダルの踏込力等の種類である。閾値設定部１８は、例えば、車両の自動運転から手動運転への切替に用いられる操作入力量の種類が一つのみである場合には、運転切替閾値も一つのみ設定する。
【００４７】
閾値設定部１８は、例えば、ハンドルの操舵角に対応する運転切替閾値として操舵角閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、ハンドルの操舵トルクに対応する運転切替閾値として操舵トルク閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、アクセルペダルの踏込量に対応する運転切替閾値としてアクセル踏込量閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、アクセルペダルの踏込力に対応する運転切替閾値としてアクセル踏込力閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、ブレーキペダルの踏込量に対応する運転切替閾値としてブレーキ踏込量閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、ブレーキペダルの踏込力に対応する運転切替閾値としてブレーキ踏込力閾値を設定する。以下の説明における運転切替閾値は、上述した六つの閾値においても対応する。
【００４８】
閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態であると判定された場合、第１の運転切替閾値を手動運転切替の閾値として設定する。閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合、第１の運転切替閾値より大きい第２の運転切替閾値を手動運転切替の閾値として設定する。第２の運転切替閾値は、第１の運転切替閾値より大きい値が設定される。すなわち、第２の運転切替閾値は、第１の運転切替閾値に対し、手動運転へ切替させにくくする運転切替閾値が設定される。
【００４９】
なお、運転者の手動運転操作が大きいほど操作入力量が負の値として大きくなる場合（例えば、ハンドル操作の操作入力量が大きくなると、ハンドル操舵角が負の値として大きくなる場合など）、この場合、第２の運転切替閾値の絶対値として第１の運転切替閾値の絶対値より大きい値が設定される。つまり、第２の運転切替閾値は第１の運転切替閾値より大きい値が設定されることには、第２の運転切替閾値の絶対値は第１の運転切替閾値の絶対値より大きい値が設定されることが含まれる。
【００５０】
ここで、図２は、第１の運転切替閾値Ｔｈ１と第２の運転切替閾値Ｔｈ２が固定値の場合を示すグラフである。図２に示すように、閾値設定部１８は、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合、運転者が手動運転開始できる状態であると判定された場合の第１の運転切替閾値Ｔｈ１より大きい第２の運転切替閾値Ｔｈ２を手動運転切替の閾値として設定する。この第１の運転切替閾値Ｔｈ１及び第２の運転切替閾値Ｔｈ２は、例えば、上述した操舵角閾値、操舵トルク閾値、アクセル踏込量閾値、アクセル踏込力閾値、ブレーキ踏込量閾値、ブレーキ踏込力閾値のための閾値としてそれぞれ設定される。
【００５１】
図１において、閾値設定部１８は、初期設定として第１の運転切替閾値を用いていてもよい。この場合、閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態でないと判定されたときに、初期設定である第１の運転切替閾値から第２の運転切替閾値に手動運転切替の閾値を変更する。或いは、閾値設定部１８は、初期設定として第２の運転切替閾値を用いていてもよい。この場合、閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態であると判定されたときに、初期設定である第２の運転切替閾値から第１の運転切替閾値に手動運転切替の閾値を変更する。
【００５２】
第１の運転切替閾値Ｔｈ１及び第２の運転切替閾値Ｔｈ２は、固定値に限られず、変動する値であってもよい。ここで、図３は、車載機器の操作からの経過時間に応じた運転切替閾値の変動を示すグラフである。車載機器としては、例えばオーディオシステム、エアーコンディショナー、ナビゲーションシステム６、ＨＭＩ７等が該当する。縦軸は閾値、横軸は車載機器の操作終了からの経過時間である。まず、図３に示すように、運転者状態判定部１７は、例えば、車載機器の操作終了から所定の待機時間（例えば１.０秒）が経過するまでは、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。運転者状態判定部１７は、例えば、車載機器の操作終了から所定の待機時間が経過した場合、運転者が手動運転開始できる状態であると判定する。
【００５３】
図３において、第２の運転切替閾値Ｔｈ２は固定値であり、第１の運転切替閾値Ｔｈ１が変動する値である。第１の運転切替閾値Ｔｈ１は、第２の運転切替閾値Ｔｈ２未満の範囲で変動する。閾値設定部１８は、車載機器の操作終了からの経過時間に応じて第１の運転切替閾値Ｔｈ１を変動させる。閾値設定部１８は、例えば、経過時間が所定の安定時間（例えば３.０秒）になるまで、経過時間が長くなるほど第１の運転切替閾値Ｔｈ１を小さい値に設定する。閾値設定部１８は、経過時間が所定の安定時間を超えた場合、第１の運転切替閾値Ｔｈ１を予め決められた設定値ＴＨｚに設定する。なお、第１の運転切替閾値Ｔｈ１の第２の運転切替閾値Ｔｈ２の両方を変動する値としてもよい。
【００５４】
図１において、運転切替部１９は、運転切替の処理を行う。すなわち、運転切替部１９は、自動運転制御中において運転者による手動運転操作入力の操作入力量が運転切替閾値を超えているか否かを判定し、操作入力量が運転切替閾値を超えている場合に、自動運転から手動運転への切替の処理を行う。すなわち、運転者が手動運転開始できる状態である場合、運転切替閾値として第１の運転切替閾値が設定されるため、運転切替部１９は、操作入力量が第１の運転切替閾値を超えている場合に自動運転から手動運転への切替の処理を行う。一方、運転者が手動運転開始できる状態でない場合、運転切替閾値として第２の運転切替閾値が設定されるため、運転切替部１９は、操作入力量が第２の運転切替閾値を超えている場合に自動運転から手動運転への切替の処理を行う。また、運転切替部１９は、車両の自動運転から手動運転への切替に用いられる操作入力量の種類が複数ある場合、少なくとも一種類の操作入力量が運転切替閾値を超えたとき、自動運転から手動運転への切替の処理を行えばよい。運転切替部１９は、例えば、いずれかの操作入力量が運転切替閾値を超えたときに手動運転への切替処理を行ってもよいし、二種類以上の操作入力量が運転切替閾値を超えたときに手動運転への切替処理を行ってもよい。運転切替部１９は、運転制御部１５へ自動運転制御終了の制御信号を出力する。これにより、自動運転制御が終了され、自動運転から手動運転へ切り替えられる。また、運転切替部１９は、例えば、運転切替の処理として、手動運転のフラグをセットし、自動運転のフラグをリセットしてもよい。これにより、ＥＣＵ１０において、自動運転から手動運転への切替が行われたことが認識される。
【００５５】
なお、運転切替部１９は、運転者による手動運転操作入力の操作入力量が運転切替閾値を超えた場合であって、操作入力量が運転切替閾値を超えている時間である継続時間が継続時間閾値を超えたときに、自動運転から手動運転への切替の処理を行う態様であってもよい。継続時間閾値は、例えば、車両の自動運転から手動運転への切替に用いられる操作入力量の種類毎にそれぞれ設けられる。
【００５６】
この場合、閾値設定部１８は、例えば、ハンドルの操舵角に対応する継続時間閾値として操舵角時間閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、ハンドルの操舵トルクに対応する継続時間閾値として操舵トルク時間閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、アクセルペダルの踏込量に対応する継続時間閾値としてアクセル踏込量時間閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、アクセルペダルの踏込力に対応する継続時間閾値としてアクセル踏込力時間閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、ブレーキペダルの踏込量に対応する継続時間閾値としてブレーキ踏込量時間閾値を設定する。閾値設定部１８は、例えば、ブレーキペダルの踏込力に対応する継続時間閾値としてブレーキ踏込力時間閾値を設定する。以下の説明における継続時間閾値は、上述した六つの閾値においても対応する。
【００５７】
また、運転者の操作入力量が運転切替閾値を超えた場合であってその操作入力量が運転切替閾値を超えている継続時間が継続時間閾値を超えた場合に、自動運転から手動運転への切替の処理を行う態様について引き続き説明する。閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態であると判定された場合、第１の継続時間閾値を手動運転切替の継続時間閾値として設定する。一方、閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合、第１の継続時間閾値より大きい第２の継続時間閾値を継続時間閾値として設定する。閾値設定部１８は、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合、手動運転への切替をさせにくくするように継続時間閾値を設定する。
【００５８】
閾値設定部１８は、初期設定として第１の継続時間閾値を用いていてもよい。この場合、閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態でないと判定されたときに、初期設定である第１の継続時間閾値から第２の継続時間閾値に手動運転切替の閾値を変更する。或いは、閾値設定部１８は、初期設定として第２の継続時間閾値を用いていてもよい。この場合、閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態であると判定されたときに、初期設定である第２の継続時間閾値から第１の継続時間閾値に手動運転切替の閾値を変更する。
【００５９】
なお、上述した外部状況認識部１１、車両位置認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４、運転制御部１５、操作入力量検出部１６、運転者状態判定部１７、閾値設定部１８及び運転切替部１９は、ＥＣＵ１０にそれぞれの機能を実現するソフトウェア又はプログラムを導入することにより構成すればよい。また、それらの一部又は全部を別の電子制御ユニットにより構成してもよい。また、閾値設定部１８は、必ずしも設ける必要はない。この場合、運転切替部１９は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態であると判定された場合、第１の運転切替閾値を用いて手動運転への切替を行うと共に、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合、第２の運転切替閾値を用いて手動運転への切替を行う。
【００６０】
次に、本実施形態に係る自動運転システム１の動作について説明する。
【００６１】
図４は、本実施形態に係る自動運転システム１における自動運転制御処理の概要を示すフローチャートである。自動運転制御処理は、車両の自動運転制御を行う処理であり、例えば、自動運転制御の開始操作などによって開始され、ＥＣＵ１０によって実行される。
【００６２】
まず、図４のステップＳ１０（以下、単に「Ｓ１０」という。それ以外のステップＳについても同様とする。）に示すように、まず、センサ情報の読み込み処理が行われる。この処理は、外部センサ２、ＧＰＳ受信部３、内部センサ４、地図データベース５の情報を読み込む処理である。例えば、外部状況認識部１１は、外部センサ２の検出情報を読み込み、その外部センサ２の検出情報に基づいて、道路幅、道路の形状、車両周辺の他車両の走行状況、車両周辺の障害物の状況などを認識する。また、車両位置認識部１２は、ＧＰＳ受信部３により受信された車両の位置情報及び地図データベース５の地図情報を読み込み、地図上における車両の位置を認識する。さらに、走行状態認識部１３は、内部センサ４の検出情報を読み込み、その検出情報に基づいて、自車両の走行状態を認識する。車両の走行状態には、例えば、車速、加速度、ヨーレートが含まれる。
【００６３】
そして、Ｓ１２に処理が移行し、進路生成処理が行われる。進路生成処理は、車両の進路を生成する処理である。例えば、走行計画生成部１４は、ナビゲーションシステム６で演算された目標ルート、車両位置認識部１２で認識された車両位置、及び、外部状況認識部１１で認識された車両の外部状況（車線の形状、障害物の有無など）に基づいて、車両の目標進路を生成する。このとき、車両前方に障害物がない場合には車線に沿って車両が進行するように進路が生成され、障害物が存在する場合には障害物との接触を回避するように車両の進路が生成される。
【００６４】
そして、Ｓ１４に処理が移行し、運転制御処理が行われる。運転制御処理は、Ｓ１２にて生成された進路に沿って車両を走行させるように自動運転制御を行う処理である。例えば、運転制御部１５は、アクチュエータ８に制御信号を出力する。これにより、アクチュエータ８の作動により、車両の操舵動作、駆動動作又は制動動作が行われ、車両が目標とする進路に沿って自動運転される。
【００６５】
そして、Ｓ１６に処理が移行し、自動運転制御が終了であるか否かが判定される。例えば、運転制御部１５は、制御終了条件が成立する場合に自動運転制御を終了し、制御終了条件が成立しない場合には自動運転制御を継続する。制御終了条件としては、例えば、運転者により制御終了の操作が行われたこと、車両が制御終了地点に到着したこと、運転切替閾値を超える手動運転操作入力があったことなどが該当する。Ｓ１６にて自動運転制御の終了でないと判定された場合には、Ｓ１０に戻る。一方、Ｓ１６にて自動運転制御の終了であると判定された場合には、図４の一連の制御処理が終了する。
【００６６】
図５は、本実施形態に係る自動運転システム１における運転切替処理を示すフローチャートである。運転切替処理は、車両の自動運転制御中に手動運転操作入力が運転切替閾値を超えた場合に自動運転から手動運転に運転切替を行う処理である。この運転切替処理は、例えば、ＥＣＵ１０によって実行され、自動運転制御の開始に伴って開始される。そして、運転切替処理は、自動運転制御中において繰り返し実行され、自動運転制御の終了と共に終了する。
【００６７】
まず、図５のＳ２０に示すように、閾値設定処理が行われる。閾値設定処理は、運転切替閾値を設定する処理である。この閾値設定処理として、閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態であると判定された場合、第１の運転切替閾値を手動運転切替の閾値として設定する。一方、閾値設定部１８は、運転者状態判定部１７により運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合、第１の運転切替閾値より大きい第２の運転切替閾値を手動運転切替の閾値として設定する。
【００６８】
そして、Ｓ２２に処理が移行し、操作入力量検出処理が行われる。操作入力量検出処理は、手動運転操作入力の操作入力量を検出する処理である。手動運転操作としては、例えば、ハンドルの操作、アクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作などが該当する。この操作量検出処理として、操作入力量検出部１６は、例えば、内部センサ４の検出結果に基づいて、運転者による車両のハンドル操作入力、アクセル操作入力及びブレーキ操作入力の操作入力量を検出する。
【００６９】
そして、Ｓ２４に処理が移行し、運転切替部１９は、操作入力量検出処理で検出された操作入力量が運転切替閾値を超えているか否かを判定する。なお、このＳ２４の判定処理は、ハンドルの操舵角、ハンドルの操舵トルク、アクセルペダルの踏込量、アクセルペダルの踏込力、ブレーキペダルの踏込量及びブレーキペダルの踏込力の全てについて行われてもよいが、その一部について行われる場合もある。また、Ｓ２４の判定処理において、運転者による手動運転操作入力の操作入力量が運転切替閾値を超えているか否かの判定として、操作入力量が運転切替閾値を超えている時間である継続時間が継続時間閾値を超えているか否かを判定してもよい。
【００７０】
Ｓ２４の判定処理において、操作入力量が運転切替閾値を超えていると判定された場合、運転切替部１９により自動運転から手動運転へ切り替えられる（Ｓ２６）。例えば、運転切替部１９は、運転制御部１５へ自動運転制御終了の制御信号を出力する。この場合、図４のＳ１６において自動運転制御の終了条件が成立することとなり、自動運転制御が終了される。これにより、自動運転から手動運転に切り替えられる。Ｓ２６の処理が終わったら、図５の一連の制御処理が終了する。
【００７１】
一方、Ｓ２４の判定処理において、操作入力量が運転切替閾値を超えていないと判定された場合、運転制御部１５により自動運転制御が継続して実行される（Ｓ２８）。この場合、運転切替部１９は、手動運転操作が行われておらず又は運転切替を行うほどの手動運転操作が行われていないと判断し、自動運転制御を継続させる。Ｓ２８の処理の後、図５の一連の制御処理を終了する。
【００７２】
このような運転切替処理によれば、車両の自動運転制御中において、手動運転操作入力の操作入力量が運転切替閾値を超えている場合に、自動運転から手動運転へ運転切替を行うことができる。このときに、運転者が手動運転開始できる状態でない場合には、運転者が手動運転開始できる状態である場合と比べて手動運転へ切り替えにくくするように運転切替閾値を大きい値に設定されている。このため、運転者が手動運転開始できる状態でない場合には、運転操作入力があったとしても手動運転へ容易に切り替わることが抑えられ、不適切な手動運転への切替を抑制することができる。
【００７３】
図６は、本実施形態に係る自動運転システム１における閾値設定処理を示すフローチャートである。図６の閾値設定処理は、図５のＳ２０の閾値設定処理について具体的な一例を示すものであり、Ｓ２０の閾値設定処理のサブルーチンとして機能する。
【００７４】
まず、図６のＳ３０に示すように、運転者状態検出処理が行われる。運転者状態検出処理は、車両の運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを検出する処理である。例えば、運転者状態判定部１７は、ハンドルに設置される接触センサ９１の検出結果に基づいて運転者状態を検出する。この場合、運転者状態判定部１７は、接触センサ９１の出力信号に基づいて運転者がハンドルに接触しているか否かを検出することができ、運転者がハンドルに接触している場合には運転者が手動運転開始できる状態であると認識し、運転者がハンドルに接触していない場合には運転者が手動運転開始できる状態でないと認識する。
【００７５】
また、運転者状態検出処理において、運転者撮像カメラ９２の撮像画像に基づいて運転者状態を検出してもよい。すなわち、運転者状態判定部１７は、運転者撮像カメラ９２の撮像画像に基づいて、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを検出してもよい。例えば、運転者状態判定部１７は、運転者撮像カメラ９２の撮像画像を画像処理することにより、運転者の姿勢を検出する。また、運転者状態判定部１７は、運転者撮像カメラ９２の撮像画像に基づいて、運転者の顔又は視線の向きを検出してもよい。さらに、運転者状態判定部１７は、運転者撮像カメラ９２の撮像画像に基づいて、運転者の瞼の開き状態を検出してもよい。
【００７６】
また、運転者状態検出処理において、ＨＭＩ７などの車載機器の操作信号に基づいて、運転者状態を検出してもよい。すなわち、運転者状態判定部１７は、車載機器の操作信号に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを検出してもよい。例えば、運転者状態判定部１７は、運転者が車載機器の操作中である場合又は操作し終わってから予め設定された時間（例えば１.０秒）以内である場合、運転者が手動運転開始できる状態でないことを検出することができる。
【００７７】
また、運転者状態検出処理において、生体情報センサ９３の検出結果（脳波、脈拍等の検出結果）に基づいて、運転者状態を検出してもよい。すなわち、運転者状態判定部１７は、生体情報センサ９３の検出信号に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを検出してもよい。例えば、運転者状態判定部１７は、運転者が覚醒状態である場合に運転者が手動運転開始できる状態であることを検出することができ、運転者が意識低下状態である場合に運転者が手動運転開始できる状態でないことを検出することができる。
【００７８】
Ｓ３０の運転者状態検出処理において、接触センサ９１の検出結果、運転者撮像カメラ９２の撮像画像、車載機器の操作結果、生体情報センサ９３の検出結果の全てについて検出を行ってもよいが、その一部によって運転者状態を検出してもよい。
【００７９】
そして、Ｓ３２に処理が移行し、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かが判定される。この判定処理は、Ｓ３０の運転者状態検出処理により得られた運転者状態に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定する処理である。
【００８０】
例えば、運転者状態判定部１７は、接触センサ９１の検出信号に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定する。すなわち、運転者状態判定部１７は、運転者がハンドルに接触している場合に運転者が手動運転開始できる状態であると判定し、運転者がハンドルに接触していない場合に運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。
【００８１】
また、運転者状態判定部１７は、運転者撮像カメラ９２の撮像画像に基づいて、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。すなわち、運転者状態判定部１７は、運転者の姿勢が予め設定された運転姿勢である場合に運転者が手動運転開始できる状態であると判定し、運転者の姿勢が予め設定された非運転姿勢（例えば携帯情報端末を操作しているうつむいた姿勢、運転席の背もたれを倒した姿勢）である場合に運転者が手動運転開始できる状態でないと判定する。また、運転者状態判定部１７は、運転者の顔又視線の向きが車両前方を向いている場合に運転者が手動運転開始できる状態であると判定し、運転者の顔又視線の向きが車両前方を向いていない場合（よそ見をしている場合）に運転者が手動運転開始できる状態でないと判定してもよい。さらに、運転者状態判定部１７は、運転者の瞼が開いている場合に運転者が手動運転開始できる状態であると判定し、運転者の瞼が開いていない場合に運転者が手動運転開始できる状態でないと判定してもよい。運転者撮像カメラ９２の撮像画像に基づく運転者状態の判定において、運転者の姿勢、顔の向き、視線の向き及び瞼の開き状態に基づき全て判定を行ってもよいし、その一部のみにより判定を行ってもよい。
【００８２】
また、運転者状態判定部１７は、ＨＭＩ７などの車載機器の操作信号に基づいて、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。すなわち、運転者状態判定部１７は、運転者が車載機器を操作している場合に運転者が手動運転開始できる状態でないと判定し、運転者が車載機器を操作していない場合に運転者が手動運転開始できる状態であると判定する。この場合、運転者状態判定部１７は、運転者が車載機器を操作し終わってから予め設定された時間（例えば１.０秒）以内である場合、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定し、運転者が車載機器を操作し終わってから予め設定された時間以降である場合、運転者が手動運転開始できる状態であると判定してもよい。
【００８３】
また、運転者状態判定部１７は、生体情報センサ９３の検出結果に基づいて、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定してもよい。すなわち、運転者状態判定部１７は、運転者が意識低下状態である場合（例えば覚醒度が予め設定された閾値以下である場合）に運転者が手動運転開始できる状態でないと判定し、運転者が覚醒状態である場合（例えば覚醒度が予め設定された閾値より大きい場合）に運転者が手動運転開始できる状態であると判定してもよい。
【００８４】
そして、Ｓ３２にて運転者が手動運転開始できる状態であると判定された場合には、閾値設定部１８は、運転切替閾値として第１の運転切替閾値を設定する（Ｓ３４）。一方、Ｓ３２にて運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合には、閾値設定部１８は、運転切替閾値として第２の運転切替閾値を設定する（Ｓ３６）。Ｓ３４及びＳ３６の処理は、例えば、操舵角閾値、操舵トルク閾値、アクセル踏込量閾値、アクセル踏込力閾値、ブレーキ踏込量閾値及びブレーキ踏込力閾値についてそれぞれ行われる。第２の運転切替閾値は第１の運転切替閾値より大きい値が設定されているため、運転者が手動運転開始できる状態でない場合には、運転者が手動運転開始できる状態である場合と比べて、手動運転へ切替させにくくする運転切替閾値が設定されることとなる。Ｓ３４、Ｓ３６の処理が終了したら、図６の一連の制御処理が終了する。
【００８５】
このような閾値設定処理によれば、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合には、運転者が手動運転開始できる状態であると判定される場合と比べて、手動運転への切替が行われにくくするように運転切替閾値を設定することができる。このため、運転者が手動運転開始できる状態でないときには運転者が手動運転開始できる状態であるときと比べて手動運転操作によって手動運転への切替が行われにくくすることができる。
【００８６】
図７は、本実施形態に係る自動運転システム１における閾値設定処理の一例を示すフローチャートである。図８は、本実施形態に係る自動運転システム１における閾値設定処理の他の例を示すフローチャートである。
【００８７】
図７に示す閾値設定処理は、運転者がハンドルに接触しているか否かによって運転者が手動運転操作できる状態であるか否かを判定して運転切替閾値を設定する処理であり、図６の閾値設定処理をより具体的に示すものである。この閾値設定処理は、例えば、自動運転制御の開始に伴って開始され、ＥＣＵ１０によって実行される。
【００８８】
まず、図７において、運転者状態判定部１７は、接触センサ９１の出力値Psensorを取得し（Ｓ４０）、出力値Psensorが予め設定される閾値Pthreを超えているか否かを判定する（Ｓ４２）。運転者状態判定部１７は、Ｓ４２にて出力値Psensorが閾値Pthreを超えていると判定した場合、操舵手離し継続時間tcount1をリセットし０を設定する（Ｓ４４）。一方、運転者状態判定部１７は、Ｓ４２にて出力値Psensorが閾値Pthreを超えていないと判定した場合、操舵手離し継続時間tcount1の前回値に周期時間tcycle1を加算した値を操舵手離し継続時間tcount1に設定する（Ｓ４６）。周期時間tcycle1は、図７の閾値設定処理の処理周期時間である。そして、運転者状態判定部１７は、操舵手離し継続時間tcount1が予め設定される閾値Tthre1を超えているか否かを判定する（Ｓ４８）。Ｓ４８にて操舵手離し継続時間tcount1が閾値Tthre1を超えていると判定された場合、閾値設定部１８は、運転切替閾値として第２の運転切替閾値を設定する（Ｓ５０）。一方、Ｓ４８にて操舵手離し継続時間tcount1が閾値Tthre1を超えていないと判定された場合、閾値設定部１８は、運転切替閾値として第１の運転切替閾値を設定する（Ｓ５２）。Ｓ５０、Ｓ５２の処理を終えたら、図７の一連の制御処理を終了する。
【００８９】
図７に示す閾値設定処理によれば、運転者がハンドルを所定時間（ここでは、閾値Ｔther1の時間）超えて手離しているか否かによって、運転者が手動運転開始できる状態にあるか否かを判定することができる。このため、接触センサ９１を用いて、簡易かつ的確に、運転者において手動運転開始できる状態であるか否かを判定し、運転切替閾値を設定することができる。
【００９０】
図８に示す閾値設定処理は、運転者が車載機器の操作終了からの経過時間によって運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを判定して運転切替閾値を設定する処理であり、図６の閾値設定処理をより具体的に示すものである。車載機器は、運転者が操作可能な機器であり、例えばナビゲーション装置、オーディオシステム、空調装置などが該当する。この閾値設定処理は、例えば、自動運転制御の開始に伴って開始され、ＥＣＵ１０によって実行される。
【００９１】
まず、図８において、運転者状態判定部１７は、車載機器の操作有無の信号を受信し（Ｓ６０）、車載機器の操作があったか否かを判定する（Ｓ６２）。そして、運転者状態判定部１７は、Ｓ６２にて車載機器の操作があったと判定した場合、車載機器の操作が行われた時からの経過時間tcount2をリセットし０を設定する（Ｓ６４）。一方、運転者状態判定部１７は、Ｓ６２にて車載機器の操作がなかったと判定した場合、経過時間tcount2の前回値に周期時間tcycle2を加算した値を経過時間tcount2に設定する（Ｓ６６）。周期時間tcycle2は、閾値設定処理の処理周期時間である。そして、運転者状態判定部１７は、経過時間tcount2が予め設定される閾値Tthre2を超えているか否かを判定する（Ｓ６８）。Ｓ６８にて経過時間tcount2が閾値Tthre2を超えていると判定された場合、閾値設定部１８は、運転切替閾値として第１の運転切替閾値を設定する（Ｓ７０）。一方、Ｓ６８にて経過時間tcount2が閾値Tthre2を超えていないと判定された場合、閾値設定部１８は、運転切替閾値として第２の運転切替閾値を設定する（Ｓ７２）。Ｓ７０、Ｓ７２の処理を終えたら、図８の一連の制御処理を終了する。
【００９２】
図８に示す運転者状態検出処理によれば、運転者が車載機器を操作した時から所定時間（ここでは、閾値Tther2の時間）を経過しているか否かによって、運転者が手動運転開始できる状態にあるか否かを判定することができ、その手動運転開始できる状態に応じて運転切替閾値を設定することができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態に係る自動運転システム１によれば、車両の自動運転制御中において、運転者が手動運転開始できる状態であると判定された場合には、手動運転操作入力の操作入力量が第１の運転切替閾値を超えたときに手動運転への切替が行われ、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合、手動運転操作入力の操作入力量が第１の運転切替閾値より大きい第２の運転切替閾値を超えたときに手動運転への切替が行われる。すなわち、車両の自動運転制御中において、運転者が手動運転開始できる状態でないと判定された場合には、運転者が手動運転開始できる状態であると判定される場合と比べて手動運転への切替をさせにくくする運転切替閾値を用いて手動運転への切替が行われる。このため、自動運転制御中に手動運転操作入力があった場合に、運転者が手動運転開始できる状態でないときには、運転者が手動運転開始できる状態であるときと比べて手動運転に切り替わることが抑制される。これにより、自動運転システムは、運転者の意図しない不適切な手動運転への切替を抑制することができる。
【００９４】
また、本実施形態に係る自動運転システム１においては、運転者がハンドルに接触しているか否かを検知可能な接触センサ９１の検出結果に基づいて運転者が手動運転開始できる状態であるか否かが判定される。このため、運転者が手動運転開始できる状態であるか否かを的確に判定することができる。すなわち、運転者がハンドルに接触している場合、運転姿勢を取っており運転準備ができている可能性が高く、運転者がハンドルに接触しているか否かによって手動運転開始できる状態であるか否かを判定することにより、的確な判定が可能となる。
【００９５】
なお、上述した実施形態は、本発明に係る自動運転システムの一実施形態を説明したものであり、本発明に係る自動運転システムは上記実施形態に記載されたものに限定されない。本発明に係る自動運転システムは、各請求項に記載した要旨を変更しないように上記実施形態に係る自動運転システムを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１…自動運転システム、２…外部センサ、３…ＧＰＳ受信部、４…内部センサ、５…地図データベース、６…ナビゲーションシステム、７…ＨＭＩ、８…アクチュエータ、９…運転者状態センサ、１０…ＥＣＵ、１１…外部状況認識部、１２…車両位置認識部、１３…走行状態認識部、１４…走行計画生成部、１５…運転制御部、１６…操作入力量検出部、１７…運転者状態判定部、１８…閾値設定部、１９…運転切替部、２０…操作入力量センサ、９１…接触センサ、９２…運転者撮像カメラ、９３…生体情報センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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