(57)【要約】【課題】車両の車両乗員の意図に対応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処理が行われる車両制御装置を提供する。【解決手段】本発明の車両制御装置は、ステアリングホイールの所定の操作量に基づいて、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える切替制御部と、車両乗員の前記ステアリングホイールの把持状態に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定するステアリング反力設定部とを備える。【選択図】図２
2017218020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの所定の操作量に基づいて、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える切替制御部と、
車両乗員の前記ステアリングホイールの把持状態に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定するステアリング反力設定部と
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記ステアリング反力設定部が、
前記ステアリングホイールに対する前記車両乗員の把持力に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定する
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記ステアリング反力設定部が、
所定の第１把持力閾値と前記把持力とを比較し、前記把持力が前記第１把持力閾値を超えた場合、前記ステアリング反力を第１ステアリング反力から、当該第１ステアリング反力より低い第２ステアリング反力に変更する
請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記ステアリング反力設定部が、
前記ステアリングホイールに対する前記車両乗員の把持位置に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定する
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記ステアリング反力設定部が、
所定の把持位置と前記把持位置とを比較し、前記把持位置が前記所定の把持位置と一致した位置、又は、近傍の位置の場合、前記ステアリング反力を第１ステアリング反力から、当該第１ステアリング反力より低い第２ステアリング反力に変更する
請求項４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記ステアリング反力設定部が、
前記手動運転モードにおける前記把持力又は把持位置を学習することで、前記所定の第１把持力閾値又は把持位置を決定する
請求項１から５のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項７】
切替制御部が、ステアリングホイールの所定の操作量に基づいて、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える切替制御過程と、
ステアリング反力設定部が、車両乗員の前記ステアリングホイールの把持状態に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定するステアリング反力設定過程と
を含む車両制御方法。
【請求項８】
コンピュータを、
ステアリングホイールの所定の操作量に基づいて、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える切替制御手段、
車両乗員の前記ステアリングホイールの把持状態に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定するステアリング反力設定手段
として機能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、車両制御装置、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、目的地までの経路に基づいて生成される目標軌道に沿って車両が走行するように、少なくとも車両の操舵を制御する自動運転モードの技術について研究が進められている。
ここで、自動運転モードから車両乗員自身がステアリングホイールを操作して運転する手動運転モードに変更する際、ステアリングホイールの操作量に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに変更する制御が行われる場合がある（例えば、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２０１５−６３２４４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、自動運転モードにおいて、車両乗員が無意識にステアリングホイールに接触し、この接触によりステアリングホイールが操作される場合がある。このとき、ステアリングホイールの操作量によっては、車両乗員が自動運転を解除して手動運転を行う意図を有していないにもかかわらず、自動運転モードから手動運転モードに切り替わる可能性が生じる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車両の車両乗員の意図に対応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処理が行われる車両制御装置、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とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１記載の発明は、ステアリングホイールの所定の操作量に基づいて、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える切替制御部（例えば、実施形態における切替制御部１５０）と、車両乗員の前記ステアリングホイールの把持状態に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定するステアリング反力設定部（例えば、実施形態におけるステアリング反力設定部２１０Ｍ）とを備える車両制御装置（例えば実施形態における車両制御装置１００及びステアリング反力設定部２１０Ｍ）である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記ステアリング反力設定部が、前記ステアリングホイールに対する前記車両乗員の把持力に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定する車両制御装置である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記ステアリング反力設定部が、所定の第１把持力閾値と前記把持力とを比較し、前記把持力が前記第１把持力閾値を超えた場合、前記ステアリング反力を第１ステアリング反力から、当該第１ステアリング反力より低い第２ステアリング反力に変更する車両制御装置である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記ステアリング反力設定部が、前記ステアリングホイールに対する前記車両乗員の把持位置に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定する車両制御装置である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記ステアリング反力設定部が、所定の把持位置と前記把持位置とを比較し、前記把持位置が前記所定の把持位置と一致した位置、又は、近傍の位置の場合、前記ステアリング反力を第１ステアリング反力から、当該第１ステアリング反力より低い第２ステアリング反力に変更する車両制御装置である。
【００１１】
請求項６記載の発明は、前記ステアリング反力設定部が、前記手動運転モードにおける前記把持力又は把持位置を学習することで、前記所定の第１把持力閾値又は把持位置を決定する車両制御装置である。
【００１２】
請求項７記載の発明は、切替制御部が、ステアリングホイールの所定の操作量に基づいて、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える切替制御過程と、ステアリング反力設定部が、車両乗員の前記ステアリングホイールの把持状態に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定するステアリング反力設定過程とを含む車両制御方法である。
【００１３】
請求項８記載の発明は、コンピュータを、ステアリングホイールの所定の操作量に基づいて、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える切替制御手段、車両乗員の前記ステアリングホイールの把持状態に応じて、前記自動運転モードにおけるステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定するステアリング反力設定手段として機能させる車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、７及び８記載の発明によれば、車両乗員のステアリングホイールの把持状態に対応し、ステアリングホイールに印加されるステアリング反力を設定する。このため、本発明によれば、車両乗員の意図する運転モードに適したステアリング反力をステアリングホイールに印加することが可能となり、車両乗員が誤ってステアリングホイール２１０Ａに触れても、容易に操舵角が変化しない程度にステアリング反力を強く設定することができ、オーバーライドする意図がないのにオーバーライドと判定されることを防止することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、車両乗員のステアリングホイールを把持する際の把持力に応じて、自動運転モードでのステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定する。このため、本発明によれば、ステアリングホイールの把持力から車両乗員の意図する運転モードを判定することで、車両乗員の意図する運転モードに適したステアリング反力をステアリングホイールに印加することが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、車両乗員のステアリングを把持する際の把持力が第１の把持力閾値以下の場合、ステアリングホイールに印加されるステアリング反力を第１ステアリング反力とし、上記把持力が第１把持力閾値を超えた場合、上記ステアリング反力を第２ステアリング反力とする。このため、本発明によれば、ステアリングホイールの把持力が閾値を超えているか否かに応じて車両乗員の意図する運転モードを判定することで、車両乗員の意図する運転モードに適したステアリング反力をステアリングホイールに印加することが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、車両乗員のステアリングホイールを把持する際の把持位置に応じて、自動運転モードでのステアリングホイールの操舵に対するステアリング反力を設定する。このため、本発明によれば、ステアリングホイールの把持位置から車両乗員の意図する運転モードを判定することで、車両乗員の意図する運転モードに適したステアリング反力をステアリングホイールに印加することが可能となる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、車両乗員のステアリングを把持する際の把持位置が所定の把持位置と一致した位置、又は、近傍の位置の場合、ステアリング反力を第１ステアリング反力から第１ステアリング反力より低い第２ステアリング反力に変更する。このため、本発明によれば、ステアリングホイールの把持位置が所定の把持位置と一致又は近傍の位置にあるか否かに応じて車両乗員の意図する運転モードを判定することで、車両乗員の意図する運転モードに適したステアリング反力をステアリングホイールに印加することが可能となる。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、手動運転モードにおける車両乗員がステアリングホイールを把持する際の把持力又は把持位置のデータを用いて学習する。このため、本発明によれば、車両乗員が手動運転する際の把持力又は把持位置を学習することで、所定の第１把持力閾値又は把持位置を車両乗員の運転特性に合わせて設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態における車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素の一例を示す図である。
【図２】車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍの機能構成図である。
【図３】本実施形態によるステアリング装置２１０の構成例を示す図である。
【図４】自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。
【図５】ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。
【図６】軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。
【図７】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。
【図８】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。
【図９】車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
【図１０】３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。
【図１１】表示装置９１の表示画面３００に表示される、現在の操作量とこの操作量に対応するオーバーライド閾値との比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、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。
図１は、本発明の一実施形態における車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素の一例を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００２２】
図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御システム１００とが搭載される。上記ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサは、例えば、後述する検知デバイスＤＤを構成している。
【００２３】
ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
【００２４】
レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。
【００２５】
以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００２６】
カメラ４０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４０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４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。
【００２７】
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。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０などを含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、アクセルペダル７０と、アクセル開度センサ７１と、ブレーキペダル８０と、ブレーキ踏量センサ８１と、表示装置９１と、スピーカ９２と、自動運転切替スイッチ９３と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置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、特許請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤなど）を含んでもよい。
【００２９】
ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０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。また、ナビゲーション装置５０は、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、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。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
【００３０】
通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用した無線通信を行う。
【００３１】
車両センサ６０は、車速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、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
【００３２】
アクセルペダル７０は、車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ７１は、アクセルペダル７０の踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を車両制御システム１００に出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。
【００３３】
ブレーキペダル８０は、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。ブレーキ踏量センサ８１は、ブレーキペダル８０の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。
【００３４】
表示装置９１は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所などに取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。また、表示装置９１は、フロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ９２は、音声を出力する。
【００３５】
車両制御システム１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。
【００３６】
［走行駆動力出力装置］
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、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。走行駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。走行駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
【００３７】
［ステアリング装置］
ステアリング装置２１０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、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの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。
【００３８】
図３は、本実施形態によるステアリング装置２１０の構成例を示す図である。ステアリング装置２１０は、ステアリングホイール２１０Ａと、ステアリング軸２１０Ｂと、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃと、ステアリングトルクセンサ２１０Ｄと、反力モータ２１０Ｅと、アシストモータ２１０Ｆと、転舵機構２１０Ｇと、転舵角センサ２１０Ｈと、把持力センサ２１０Ｉと、転舵輪２１０Ｊと、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋとを含んでよいが、これに限定されない。また、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋは、ステアリング反力設定部２１０Ｍと、記憶部２１０Ｎとの各々を有している。
【００３９】
ステアリングホイール２１０Ａは、車両乗員による操舵指示を受け付ける操作デバイスの一例である。ステアリングホイール２１０Ａに対してなされた操作は、ステアリング軸２１０Ｂに伝達される。ステアリング軸２１０Ｂには、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃと、ステアリングトルクセンサ２１０Ｄとが取り付けられる。ステアリング操舵角センサ２１０Ｃは、ステアリングホイール２１０Ａが操作された角度を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋに出力する。ステアリングトルクセンサ２１０Ｄは、ステアリング軸２１０Ｂに作用しているトルク（ステアリングトルク）を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋに出力する。反力モータ２１０Ｅは、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋの制御によって、ステアリング軸２１０Ｂにトルクを出力することで、ステアリングホイール２１０Ａに対してステアリング反力を出力する。すなわち、反力モータ２１０Ｅは、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋの制御により、自動運転モードにおいて、自動運転における操舵を維持するための所定のステアリング反力を、ステアリング軸２１０Ｂに対して印加する。
【００４０】
アシストモータ２１０Ｆは、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋの制御によって、転舵機構２１０Ｇに対してトルクを出力することで、転舵をアシストする。転舵機構２１０Ｇは、例えば、ラックアンドピニオン機構である。転舵角センサ２１０Ｈは、転舵機構２１０Ｇが転舵輪２１０Ｊを駆動制御した角度（転舵角）を示す量（例えばラックストローク）を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋに出力する。ステアリング軸２１０Ｂと転舵機構２１０Ｇとの間は、固定的に連結されてもよいし、切り離されてもよいし、クラッチ機構などを介して連結されてもよい。
【００４１】
把持力センサ２１０Ｉは、ステアリングホイール２１０Ａのリム部の所定の位置に設けられ、車両乗員がステアリングホイール２１０Ａのリムを把持する際、この車両乗員の把持によってリムに印加される圧力（以下、把持力ともいう）を測定する圧力センサである。把持力センサ２１０Ｉは、測定した把持力を、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋに出力する。
ステアリングＥＣＵ２１０Ｋは、上記各種制御を、車両制御システム１００と協調して行う。ステアリングＥＣＵ２１０Ｋは、車両制御システム１００とは別体のコンピュータ装置であってもよいし、統合された一つのコンピュータ装置であってもよい。
【００４２】
ステアリング反力設定部２１０Ｍは、把持力センサ２１０Ｉから出力される把持力を、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋが所定の周期において読み込む毎に、この把持力に基づいてステアリングＥＣＵ２１０Ｋ内の記憶部２１０Ｎの把持力参照情報２１０Ｐを参照する。この把持力参照情報２１０Ｐは、例えば、上記把持力とステアリング反力との対応関係を示す把持力テーブルとして構成されている。そして、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、供給された把持力に対応するステアリング反力を、記憶部２１０Ｎにおける把持力参照情報２１０Ｐの把持力テーブルから読み込む。また、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋは、ステアリング反力設定部２１０Ｍが記憶部２１０Ｎから読み込んだ数値に基づき、この数値のステアリング反力がステアリング軸２１０Ｂに印加されるように反力モータ２１０Ｅを駆動制御する。
【００４３】
ここで、把持力テーブルにおいては、把持力とステアリング反力との関係として、把持力が大きくなるほど、ステアリング反力が低くなるように設定されている。すなわち、車両乗員が意図して自動運転モードから手動運転モードに変更しようとする際、車両乗員は、自身で操舵しようとする。このため、車両乗員は、ステアリングホイール２１０Ａのリムを、自動運転モードの際より大きな把持力で握る。したがって、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、リムに印加される把持力が大きくなるに従い、ステアリング反力を低下させる制御を行う。一方、自動運転モードを維持する意図の場合、車両乗員は、ステアリングホイール２１０Ａを積極的に操舵する意図がないため、把持力は手動運転モードに移行しようとする場合に比較して弱い。すなわち、自動運転モード時の把持力と手動運転モードの操舵における把持力とを比較した場合、自身が運転する意図に対応して、手動運転モードの操舵における把持力が自動運転モード時の把持力より大きい。本実施形態は、この車両乗員の運転モードによるステアリングホイール２１０Ａのリムに与える把持力の違いの特性を利用している。本実施形態においては、ステアリング反力設定部２１０Ｍ及び記憶部２１０Ｎをステアリング装置２１０内のステアリングＥＣＵ２１０Ｋが備える構成としたが、この構成に限らず、ステアリング装置２１０が備える構成としても、また車両制御装置１００が備える構成としても良い。
【００４４】
また、本実施形態の他の構成例においては、上記把持力参照情報２１０Ｐを、把持力と比較するための把持力閾値としても良い。この場合、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋが把持力を読み込むと、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、読み込まれた把持力に基づき、記憶部２１０Ｎの把持力参照情報２１０Ｐを参照する。そして、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、読み込まれた把持力が把持力参照情報２１０Ｐの示す把持力閾値を超えているか否かの判定を行う。このとき、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、読み込まれた把持力が上記把持力閾値を超えている場合、ステアリング反力を第１ステアリング反力から第２ステアリング反力に移行させる制御信号を出力する。この制御信号が出力されると、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋは、反力モータ２１０Ｅを駆動制御してステアリング反力を第１ステアリング反力から第２ステアリング反力に移行させ、かつこの移行させたことを示すステアリング反力変更信号を、ＨＭＩ制御部１７０に対して出力する。
一方、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、供給された把持力が把持力閾値を超えていない場合、ステアリング反力を第１ステアリング反力とする制御信号を出力する。すなわち、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋは、反力モータ２１０Ｅを駆動制御してステアリング反力を第１ステアリング反力の数値のままで維持する。
【００４５】
ここで、第１ステアリング反力は、例えば、車両乗員が無意識にステアリングホイール２１０Ａに接触する程度において、ステアリングホイール２１０Ａのステアリング操舵角が変化しない程度に高い数値として設定されている。すなわち、第１ステアリング反力は、車両乗員が意図せずにステアリングホイール２１０Ａに触れた際、ステアリング操舵角の操作量が、自動運転モードから手動運転モードに変更させる運転モード変更の閾値（操舵角閾値）を超えない程度に抑制される大きさに設定されている。
一方、第２ステアリング反力は、第１ステアリング反力より小さな値に設定されており、操舵角に対するオーバーライド閾値を容易に超える操作量が得らえる操舵を可能とする大きさの値に設定されている。すなわち、第２ステアリング反力は、自動運転モードから手動運転モードに移行を容易とし、かつ車両乗員がステアリングホイール２１０Ａを容易に操舵でき、手動運転モードにおける操舵が自然に行える大きさに設定されている。
【００４６】
上記第１ステアリング反力及び第２ステアリング反力の各々は、例えば、複数の異なる車両乗員をモニターとして、自動走行モード、手動運転モードそれぞれにおいて、全ての車両乗員の多数決により、車両乗員の操作性に適したステアリング反力として設定される。
また、自動運転モードから手動運転モードに変更させる際、運転モードの切替の判定を行う操作量としてステアリングトルクを用いている。このため、ステアリングトルクに対応するオーバーライド閾値は、自動運転モード（第１ステアリング反力）において、車両乗員が無意識にステアリングホイール２１０Ａに接触した際にステアリング軸２１０Ｂに印加されるトルク比較して十分大きな値に設定されている。
【００４７】
上述した構成により、自動運転モードにおける車両乗員のステアリングホイール２１０Ａのリムの把持力（把持状態）に対応し、ステアリングホイール２１０Ａに印加されるステアリング反力を変化させることで、ステアリングホイール２１０Ａの操舵角の操作量によって、運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ移行させる制御を、従来に比較して容易に行わせることが可能となる。
また、上述した構成により、ステアリング反力を、第１ステアリング反力とこの第１ステアリング反力より弱い第２ステアリング反力との２つを用いるため、自動運転モードにおける第１ステアリング反力を、車両乗員が誤ってステアリングホイール２１０Ａに触れても、容易に操舵角が変化しない程度に強く設定することができ、オーバーライドする意図がないのにオーバーライドと判定されることを防止することができる。
【００４８】
また、ステアリング反力設定部２１０Ｍが、上記把持力閾値の学習機能を有する構成としても良い。この場合、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、自動運転モード及び手動運転モードの各々において、把持力センサ２１０ＩからステアリングＥＣＵ２１０Ｋが読み込む把持力を集積する。そして、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、例えば、読み込まれた自動運転モードにおける把持力、手動運転モードにおける把持力の各々の平均値を算出し、それぞれの平均値の間の中央値を把持力閾値とする。ステアリング反力設定部２１０Ｍは、新たに計算された把持力閾値を、記憶部２１０Ｎの把持力参照情報２１０Ｐに上書きし、把持力参照情報２１０Ｐの学習を行う。
ここで、本実施形態においては、自車両Ｍを運転する異なる車両乗員毎に、上述した把持力閾値の学習を行い、車両乗員を識別する乗員識別情報毎に把持力閾値が更新される構成としても良い。この構成の場合、運転を開始する際、車両乗員は、ＩＤ（identification）データの入力処理あるいは指紋認証の読み取り処理などにより個人の特定が行える乗員識別情報の入力を行った後、自車両Ｍにおけるステアリングホイール２１０Ａの操舵を行う。
【００４９】
また、他の構成として、ステアリングホイール２１０Ａのリムに対して、静電検知センサを所定の間隔で複数設け、把持位置を検出するための把持位置検出センサとして用いても良い。これにより、車両乗員が自動運転モード及び手動運転モードの各々において、ステアリングホイール２１０Ａのリムのどの位置を把持しているかを示す把持位置を、上記静電検知センサにより取得する。これにより、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、自動運転モード及び手動運転モードの各々において、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋが読み込む把持力、把持位置それぞれを取得し、把持力と把持力閾値との比較に加え、把持位置と参照把持位置との比較を行うことで、車両乗員が自車両Ｍを手動運転モードに移行させて積極的に運転する意志を、より高い精度で判定することができる。上記参照把持位置は、予め設定された車両乗員が手動運転モード時に把持するであろうステアリングホイール２１０Ａのリムにおける把持位置を示す。このとき、記憶部２１０Ｎにおける把持力参照情報２１０Ｐは、把持力閾値及び参照把持位置の各々の情報を含んでいる。
【００５０】
ステアリング反力設定部２１０Ｍは、自動運転モードにおいて、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋが把持力情報及び把持位置を読み込む毎に、記憶部２１０Ｎの把持力参照情報２１０Ｐを参照する。
そして、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、読み込まれた把持力が把持力閾値を超え、かつ読み込まれた把持位置が参照把持位置と一致あるいは類似した位置（近傍の位置）か否かの判定を行う。このとき、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、読み込まれた把持力が把持力閾値を超え、かつ読み込まれた把持位置が参照把持位置と一致あるいは類似した位置である場合、ステアリング反力を、第１ステアリング反力から第２ステアリング反力に変更する制御信号を出力する。この制御信号が出力されると、ステアリングＥＣＵ２１０Ｋは、反力モータ２１０Ｅを駆動制御してステアリング反力を第１ステアリング反力から第２ステアリング反力に移行させる。一方、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、読み込まれた把持力が把持力閾値を超えていない場合、あるいは読み込まれた把持位置が参照把持位置に対して一致あるいは類似の位置でない場合のいずれかの場合に、ステアリング反力を、第１ステアリング反力のままとして変更を行わない。ここで、類似した位置とは、ステアリングホイール２１０Ａおける参照把持位置に対して、このステアリングホイール２１０Ａの円周方向に設定した所定の誤差範囲（類似範囲）内に含まれる位置である。
【００５１】
また、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、すでに述べた把持力の学習に加え、把持位置の学習機能を有している。ステアリング反力設定部２１０Ｍは、テアリングＥＣＵ２１０Ｋが静電検知センサの各々の測定値を読み込む毎に、自動運転モード及び手動運転モードの各々における把持位置を学習する。このとき、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、テアリングＥＣＵ２１０Ｋが読み込む自動運転モード及び手動運転モードの各々における車両乗員のステアリングホイール２１０Ａのリムでの把持位置を集積し、自動運転モード、手動運転モードそれぞれにおいて車両乗員が最も多く把持する把持位置である参照把持位置を求める。ステアリング反力設定部２１０Ｍは、新たに求めた手動運転モードにおける参照把持位置を、記憶部２１０Ｎの把持力参照情報２１０Ｐに上書きし、把持力参照情報２１０Ｐの学習を行う。
【００５２】
また、ステアリングホイール２１０Ａのリムに対して、上述したように静電検知センサを配置するのではなく、所定の周期で把持力センサ２１０Ｉを複数の異なる位置に配置する構成としても良い。この構成により、把持力センサ２１０Ｉの各々の把持力情報に基づいて、いずれの位置の把持力センサ２１０Ｉが把持されているかが検知でき、把持力センサ２１０Ｉから把持力と把持位置とを同時に取得することができる。
【００５３】
また、上述した他の構成例においては、把持力が把持力閾値を超え、かつ把持位置が参照把持位置と一致あるいは類似した位置である場合に、ステアリング反力の制御を行う構成として説明した。しかしながら、把持力が把持力閾値を超えているか、あるいは把持位置が参照把持位置と一致あるいは類似した位置であるかのいずれかを満たしている場合、ステアリング反力を第１ステアリング反力から第２ステアリング反力とする制御を行うように構成しても良い。
また、ステアリング反力設定部２１０Ｍが、把持位置のみによりステアリング反力の制御を行うように構成しても良い。すなわち、ステアリング反力設定部２１０Ｍは、テアリングＥＣＵ２１０Ｋが読み込んだ把持位置が参照把持位置と一致あるいは類似した位置である場合、ステアリング反力を、第１ステアリング反力から第２ステアリング反力とする制御を行う。
【００５４】
ブレーキ装置２２０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、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０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。電動サーボブレーキ装置は、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２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６０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。また、ブレーキ装置２２０は、走行駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。
【００５５】
［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などが組み合わされた構成であってよい。
【００５６】
図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、ＨＭＩ（human machine interface）制御部１７０と、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０、ＨＭＩ制御部１７０のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等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組み合わせによって実現されてもよい。
【００５７】
記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６などの情報が格納される。記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。また、車両制御システム１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。
【００５８】
目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０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）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。
【００５９】
高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２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、高精度地図情報１８２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。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
【００６０】
自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモード数は任意に決定されてよい。
［モードＡ］
モードＡは、最も自動運転の度合が高いモードである。モードＡが実施されている場合、複雑な合流制御など、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要が無い。
［モードＢ］
モードＢは、モードＡの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＢが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
［モードＣ］
モードＣは、モードＢの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＣが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた確認操作をアクセルペダル７０、ブレーキペダル８０及びステアリングホイール２１０Ａの各々（ＨＭＩ：human machine interface）の運転操作系の構成に対して行う必要がある。モードＣでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員がステアリングホイール２１０Ａに対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
【００６１】
自動運転モード制御部１３０は、上記運転操作系の構成の各々に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様などに基づいて、自動運転のモードを決定する。自動運転のモードは、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、モードＡは実施されないものとしてよい。いずれのモードにおいても、運転操作系の構成の各々における運転操作系の構成に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。
【００６２】
自動運転制御部１２０の自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
【００６３】
自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２から認識さ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４０によって撮像された画像から認識される自車両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から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。
走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。
ＨＭＩ制御部１７０は、表示装置９１に映像及び画像を表示させたり、スピーカ９２に音声を出力させたりする。
【００６４】
図４は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両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に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、走行車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。
【００６５】
外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から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。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他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、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更を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１４２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。
【００６６】
行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００６７】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。
【００６８】
図５は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
【００６９】
図６は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。
【００７０】
走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。この場合、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面などにおいて、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、車線変更イベント、追い越しイベント、分岐イベント、合流イベント、ハンドオーバイベントなどを実施する場合に、それぞれのイベントに応じた走行態様を決定する。
【００７１】
軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図７は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図７は、自車両Ｍが走行車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。
【００７２】
軌道候補生成部１４６Ｂは、図７に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。図８は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点の間隔を徐々に狭くする。
【００７３】
このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定される。
【００７４】
ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。図９は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。
【００７５】
図１０は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、図８に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図１０に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。
【００７６】
評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高く評価される。
【００７７】
切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ９３から入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、アクセルペダル７０、ブレーキペダル８０、ステアリングホイール２１０Ａに対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、アクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ８１、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃ、ステアリングトルクセンサ２１０Ｄの各々のいずれか、あるいは組み合わせまたは全てから入力された信号の示す操作量がオーバーライド閾値を超えた場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える（オーバーライド）。ここで、オーバーライド閾値は、自動運転モードから手動運転モードに切り替えるオーバーライドの制御が実施される操作量の閾値である。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、アクセルペダル７０、ブレーキペダル８０及びステアリングホイール２１０Ａの各々における運転操作系の構成に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。
【００７８】
操作デバイスに対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに運転モードを切り替える場合、切替制御部１５０は、上述したように、操作量（ステアリング操舵角の変化量、アクセル開度、ブレーキ踏量或いはステアリングトルクなど）がオーバーライド閾値以上である状態の場合に、運転モード自動運転モードから手動運転モードに切り替える。
ＨＭＩ制御部１７０は、例えば、表示装置９１の表示画面３００に対し、現在の上記操作量とその操作量に対応するオーバーライド閾値との各々の数値の相対関係を表示する。
【００７９】
図１１は、表示装置９１の表示画面３００に表示される、現在の操作量とこの操作量に対応するオーバーライド閾値との比較を示す図である。以下、図１１の説明においては、操作量の一例として、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃが検出するステアリングホイール２１０Ａが操舵された角度（ステアリング操舵角）と、ブレーキ踏量センサ８１が検出するブレーキペダル８０に印加される踏み込み量（ブレーキ踏量）とを用いる。この図１１における表示装置９１の表示画面３００の画像の表示処理は、ＨＭＩ制御部１７０により行われる。
【００８０】
表示装置９１の表示画面３００に対して、ステアリング操舵角に関する文字情報３０１及び画像３０２の各々と、ブレーキ踏量に関する文字情報３０３及び画像３０４の各々とが表示される。例えば、車両乗員がステアリングホイール２１０Ａ及びブレーキペダル８０などの複数の操作子を操作している場合、それぞれの操作内容に対する情報が表示画面３００に表示される。一方、車両乗員が操作していないアクセルペダル７０などの操作子については図１１に示すように表示させなくともよい。
【００８１】
ＨＭＩ制御部１７０は、オーバーライド閾値と現在の操作量３０２Ａ、３０４Ａの各々とを画像３０２、３０４それぞれに示している。また、図１１の例では、自動運転モードに対してステアリングホイール２１０Ａやブレーキペダル８０が固定された状態（中立位置）を「０」として、中立状態からの車両乗員による操作量を表示している。しかしながら、これに限定されるものではなく、自動運転モードにおいてステアリングホイール２１０Ａやブレーキペダル８０などが変動する場合には、変動している位置を中立位置としてもよい。車両乗員は、表示画面３００に表示される文字情報３０１、３０３及び画像３０２、３０４をとを見ることで、オーバーライドにより自動運転モードから手動運転モードに移行する（切り替わる）まで、あとどのくらいであるかを明確に把握することができる。
【００８２】
図１１において、ステアリングホイール２１０Ａの操作量である操舵角は、画像３０２に示すように、車両乗員がステアリングホイール２１０Ａを操作する状況によって適時変化する。上記操舵角と比較するオーバーライド閾値は表示装置９１の表示画面３００において点線で表示されている。また、オーバーライド閾値としての操舵角であることを示す文字画像が表示される。そして、切替制御部１５０は、操舵角がオーバーライド閾値を超えると、自動運転モードから手動運転モードへと、運転モードを変更する処理を行う。
【００８３】
ここで、車両乗員は、ステアリング反力がアダプティブに変化した際、このステアリング反力の変化が、自身がステアリングホイール２１０Ａを把持する把持力を強くしたことに起因したものでものであるか否かの因果関係については認識できない。この場合、何らかの変化が発生したことが通知されないと、なぜステアリング反力が低下したか、すなわちステアリングホイール２１０Ａが操舵がし易くなったのか車両乗員は不安を感じる。
【００８４】
しかしながら、何に起因してステアリング反力が低下したかによらず、表示装置９１により図１１の画像を観察することにより、現時点が自動運転モードから手動運転モードへの移行状態にあることを、リアルタイムに表示装置９１により確認することができる。これにより、車両乗員は、ステアリング反力が低下したことが、自身が自動運転モードから手動運転モードに変更しようとする意図に対応した反応であることが理解でき、アダプティブなステアリング反力の変化に対し、安心感を得ることができる。
【００８５】
また、図２における車両制御システム１００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより車両の運転制御の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００８６】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「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、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００８７】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…アクセルペダル、７１…アクセル開度センサ、８０…ブレーキペダル、８１…ブレーキ踏量センサ、９１…表示装置、９２…スピーカ、９３…自動運転切替スイッチ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２１０Ａ…ステアリングホイール、２１０Ｂ…ステアリング軸、２１０Ｃ…ステアリング操舵角センサ、２１０Ｄ…ステアリングトルクセンサ、２１０Ｅ…反力モータ、２１０Ｆ…アシストモータ、２１０Ｇ…転舵機構、２１０Ｈ…転舵角センサ、２１０Ｉ…把持力センサ、２１０Ｊ…転舵輪、２１０Ｋ…ステアリングＥＣＵ、２１０Ｍ…ステアリング反力設定部、２１０Ｎ…記憶部、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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