JP2017197011A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】運転モードの切り替えに伴って車両の運転席に着座した乗員を周辺監視できる状態にすることを目的の一つとする。
【解決手段】車両制御システムは、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転、または前記車両の速度制御と操舵制御との双方を前記車両の乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御する運転制御部と、電気的に駆動可能な前記車両の運転席と、前記運転席に着座した乗員の状態を検出する状態検出部と、前記運転制御部による前記運転モードの切り替えにより、前記運転席に着座した乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に前記運転席を駆動する座席制御部とを備える。
【選択図】図２

Description

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。

近年、自車両の速度制御と操舵制御とのうち、少なくとも一方を自動的に行う技術（以下、自動運転）についての研究が進められている。これに関連して、自車両のリクライニングモータを制御することで、自動運転モードでの運転席のリクライニング角度を手動運転モードでの運転席のリクライニング角度よりも大きくして、運転モードの切り替えを理解させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１５／０１１８６６号

従来公開されている技術では、車両乗員に周辺監視義務が生じる運転モードに切り替わる際に、車両乗員が周辺監視できる状態であることについて、ある程度の確信を持つことができない場合があった。

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、運転モードの切り替えに伴って車両の運転席に着座した車両乗員を周辺監視できる状態に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。

請求項１に記載の発明は、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転、または前記車両の速度制御と操舵制御との双方を前記車両の乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御する運転制御部（１２０）と、電気的に駆動可能な前記車両の運転席（８７）と、前記運転席に着座した乗員の状態を検出する状態検出部（１７２）と、前記運転制御部による前記運転モードの切り替えにより、前記運転席に着座した乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に前記運転席を駆動する座席制御部（１７６）と、を備える車両制御システム（１００）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記座席制御部は、前記移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、前記運転席のリクライニング角度を段階的に増加または減少させるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両制御システムであって、前記乗員による操作を受け付ける操作受付部（７０）をさらに備え、前記座席制御部は、前記移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、前記運転席のリクライニング角度の変更速度を、前記操作受付部により受け付けられた指示に基づく前記運転席のリクライニング角度の変更速度よりも速くするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のうち、いずれか１項に記載の車両制御システムであって、前記座席制御部は、前記移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、前記運転席を、前記乗員が前記車両の周辺監視を行える状態にする第１の方向と、前記第１の方向とは反対の第２の方向とで往復運動させるものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のうち、いずれか１項に記載の車両制御システムであって、霧状のまたは気化した液体を噴射する噴射部（９３）と、前記運転制御部による前記運転モードの切り替えにより、前記乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行させる場合に、前記噴射部から前記乗員に対して前記霧状のまたは気化した液体を噴射させる噴射制御部（１７８）と、をさらに備えるものである。

請求項６に記載の発明は、車載コンピュータが、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転、または前記車両の速度制御と操舵制御との双方を前記車両の乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御し、電気的に駆動可能な前記車両の運転席に着座した乗員の状態を検出し、前記車両の運転モードの切り替えにより、前記運転席に着座した乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に前記運転席を駆動する、車両制御方法である。

請求項７に記載の発明は、車載コンピュータに、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転、または前記車両の速度制御と操舵制御との双方を前記車両の乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御させ、電気的に駆動可能な前記車両の運転席に着座した乗員の状態を検出させ、前記車両の運転モードの切り替えにより、前記運転席に着座した乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に前記運転席を駆動させる、処理を実行させるための車両制御プログラムである。

請求項１、６、および７に記載の発明によれば、運転モードの切り替えに伴って運転席を駆動させるため、車両の運転席に着座した乗員を周辺監視できる状態にすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、運転席のリクライニング角度を段階的に増加または減少させることで、運転席に着座している乗員に振動を与えて、覚醒を促すことができる。したがって、乗員を周辺監視できる状態に、さらに確実にすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、運転席のリクライニング角度の変更速度を通常よりも高速で駆動させることで、運転席に着座している乗員に覚醒を促すことができる。したがって、乗員を周辺監視できる状態に、さらに確実にすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、運転席を往復運動させることで、着座している乗員を揺らすことができるため、乗員に覚醒を促すことができる。したがって、乗員を周辺監視できる状態に、さらに確実にすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、運転席に着座している乗員に霧状のまたは気化した液体を噴射することで、乗員に驚き等を与えて、乗員に覚醒を促すことができる。したがって、乗員を周辺監視できる状態に、さらに確実にすることができる。

実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素を示す図である。 車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。 ＨＭＩ７０の構成図である。 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。 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。 軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。 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。 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。 車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。 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。 ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。 覚醒制御情報１８８の一例を示す図である。 車両乗員の運転状態を説明するための図である。 周辺監視義務がない状態における自車両Ｍ内の車両乗員の様子を説明するための図である。 状態検出結果に基づく覚醒制御の第１の実施例を示す図である。 状態検出結果に基づく覚醒制御の第２の実施例を示す図である。 状態検出結果に基づく覚醒制御の第３の実施例を示す図である。 状態検出結果に基づく覚醒制御の第４の実施例を示す図である。 モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。 覚醒制御処理の一例を示すフローチャートである。

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。

図１は、実施形態の車両制御システム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。

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（撮像部）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。

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。

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。

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。

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。

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。

図２は、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等を含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置（経路誘導部、表示部）５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０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（例えば、検知デバイスＤＤ、ナビゲーション装置５０、通信装置５５、車両センサ６０、およびＨＭＩ７０等のうち、少なくとも一つ）を含んでもよい。

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の位置を推定し、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）によって推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の位置を推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。

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）等を利用した無線通信を行う。

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。

図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば、運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものではなく、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆）ことがあってもよい。なお、ＨＭＩ７０の一部は、自車両の車両乗員（乗員）からの指示や選択を受け付ける「操作受付部」の一例であり、また情報を出力する「出力部」の一例である。

ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、アクセルペダル７１、アクセル開度センサ７２およびアクセルペダル反力出力装置７３と、ブレーキペダル７４およびブレーキ踏量センサ（或いはマスター圧センサ等）７５と、シフトレバー７６およびシフト位置センサ７７と、ステアリングホイール７８、ステアリング操舵角センサ７９およびステアリングトルクセンサ８０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。

アクセルペダル７１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７２は、アクセルペダル７１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。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を出力する。

ブレーキペダル７４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７５は、ブレーキペダル７４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。

シフトレバー７６は、車両乗員によるシフト段の変更指示を受け付けるための操作子である。シフト位置センサ７７は、車両乗員により指示されたシフト段を検出し、検出結果を示すシフト位置信号を車両制御システム１００に出力する。

ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。

その他運転操作デバイス８１は、例えば、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等である。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示等を受け付け、車両制御システム１００に出力する。

また、ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８７およびシート駆動装置８８と、ウインドウガラス８９およびウインドウ駆動装置９０と、車室内カメラ（撮像部）９１と、マイク（音声取得部）９２と、噴射装置（噴射部）９３とを含む。

表示装置８２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等に取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等である。例えば、表示装置８２は、自車両Ｍの運転を行う車両乗員（以下、必要に応じて「運転者」という）の正面に位置するディスプレイである。また、表示装置８２は、例えば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８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。

表示装置８２は、上述したナビゲーション装置５０から出力される画像等の情報を出力することができ、接触操作検出装置８４から受け付けた車両乗員からの情報を、ナビゲーション装置５０に出力することができる。なお、表示装置８２は、例えば上述したナビゲーション装置５０の機能と同様の機能を有していてもよい。

コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置等を含む。コンテンツ再生装置８５は、例えばＤＶＤに記憶された情報を再生して表示装置８２等に映像を表示してもよく、オーディオＣＤに記録された情報を再生してスピーカ等から音声を出力してもよい。なお、上述した表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。また、ナビゲーション装置５０は、ＨＭＩ７０に含まれていてもよい。

各種操作スイッチ８６は、自車両Ｍ内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転切替スイッチ８６Ａと、シート駆動スイッチ８６Ｂとが含まれる。自動運転切替スイッチ８６Ａは、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示するスイッチである。シート駆動スイッチ８６Ｂは、シート駆動装置８８の駆動の開始および停止を指示するスイッチである。これらスイッチは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。また、各種操作スイッチ８６は、ウインドウ駆動装置９０を駆動するためのスイッチを含んでもよい。各種操作スイッチ８６は、車両乗員からの操作を受け付けると、受け付けた操作信号を車両制御システム１００に出力する。

シート８７は、自車両Ｍの車両乗員が着座するシート（座席）であり、電気的に駆動可能なシートである。シート８７には、自車両Ｍを手動で運転するために着座する運転席、運転席を横にある助手席、運転席や助手席の後部にある後部座席等を含む。なお、以下の説明において「シート８７」とは、少なくとも運転席を含む。シート駆動装置８８は、シート駆動スイッチ８６Ｂの操作に応じて、モータ等を駆動させてシート８７のリクライニング角度、前後上下方向の位置、シート８７の回転角度を示すヨー角等を、所定速度（例えば、速度Ｖ０）で自在に変更する。例えば、シート駆動装置８８は、運転席や助手席のシート８７を後部座席のシート８７と対面するように旋回させることができる。また、シート駆動装置８８は、シート８７のヘッドレストを前傾させたり後傾させたりしてよい。

シート駆動装置８８は、シート８７のリクライニング角度、前後上下方向位置、ヨー角、ヘッドレストの傾斜角度および上下位置等を検出するシート位置検出部８８Ａを備える。シート駆動装置８８は、シート位置検出部８８Ａの検出結果を示す情報を車両制御システム１００に出力する。

ウインドウガラス８９は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９０は、ウインドウガラス８９を開閉駆動する。

車室内カメラ９１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ９１は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネル等のように、運転席に着座する車両乗員（運転操作を行う車両乗員）の少なくとも頭部（顔を含む）を撮像可能な位置に取り付けられる。車室内カメラ９１は、車両乗員を周期的に繰り返して撮像する。マイク９２は、自車両Ｍの車室内の音を収集する。また、マイク９２は、収集した音の抑揚、音量等に関する情報を取得してもよい。

噴射装置９３は、例えばシート８７（例えば、運転席）に着座する車両乗員の顔に向けて霧状のまたは気化した液体（例えば、ミスト）等を噴射する装置である。噴射装置９３は、例えば自車両Ｍのエアコンディショナー（空調設備）と連動して、エアコンディショナーの風を利用して目的の方向（車両乗員の顔がある方向）に、貯留した液体を霧状または気化して噴射してもよい。なお、上述した車両乗員の顔の位置は、例えば車室内カメラ９１による撮像画像から顔の特徴情報により顔画像を抽出することで位置を特定することができる。

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。

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。

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。

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。

［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）等のプロセッサ、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）等が組み合わされた構成であってよい。

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（運転制御部）１２０と、走行制御部１６０と、ＨＭＩ制御部（インターフェース制御部）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、走行制御部１６０、および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。

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、覚醒制御情報１８８、およびモード別操作可否情報１９０等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のコンピュータ（車載コンピュータ）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。

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。

また、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に対して、例えば上述したブロックごとに自動運転可否を判定する。例えば、目標車線決定部１１０は、自動運転制御部１２０の制御により、自車両Ｍを自動運転モードで走行させることが可能な区間において、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。自動運転モードで走行させることが可能な区間は、例えば、高速道路の出入口（ランプ、インターチェンジ）や料金所等の位置、道路の形状（所定距離以上の直線）等に基づいて設定することができる。自動運転モードで走行させることが可能である区間とは、例えば高速道路を走行する区間等であるが、これに限定されるものではない。

なお、目標車線決定部１１０は、例えば自動運転を実施することが可能である区間が所定距離以上存在する場合に、車両乗員により自動運転の要否が選択可能な区間の候補として表示させてもよい。これにより、例えば短い距離しか自動運転可能とならない区間に対して、車両乗員が要否確認する負担をなくすことができる。なお、上述した処理は、目標車線決定部１１０が行ってもよく、ナビゲーション装置５０が行ってもよい。

目標車線決定部１１０は、例えば、走行する経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、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。

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、電話番号情報等が含まれてよい。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てもよい。

また、目標車線決定部１１０は、上述したナビゲーション装置５０により、走行経路の候補を示す情報を取得した際、高精度地図情報１８２等を参照して、自動運転制御部１２０から自動運転モードで走行する区間の情報を取得し、取得した情報をナビゲーション装置５０に出力する。また、目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から目的地までの経路および自動運転区間が確定した場合に、その経路および自動運転区間に対応する目標車線情報１８４を生成し、記憶部１８０に記憶する。

自動運転制御部１２０は、例えば自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、自動車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う。なお、速度制御とは、例えば自車両Ｍの加減速に関する制御であり、加減速には加速および減速のうち、一方または双方が含まれる。また、自動運転制御部１２０は、ＨＭＩ７０等の操作受付部により受け付けられた操作等に基づいて、自車両Ｍの速度制御と操舵制御との双方を自車両Ｍの車両乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御する。

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、複雑な合流制御等、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ない（周辺監視義務の必要なし）。

［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（周辺監視義務の必要あり）。

［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ＨＭＩ７０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ＨＭＩ７０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（周辺監視義務の必要あり）。なお、本実施形態において、自動運転の度合が最も低いモードは、例えば自動運転を行わず、自車両Ｍの速度制御と操舵制御との双方を自車両Ｍの車両乗員の操作に基づいて行う手動運転モードであってもよい。手動運転モードの場合には、運転者に対して、当然に周辺監視義務が必要となる。

自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０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等に基づいて、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、ＨＭＩ７０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。

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。

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。

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の基準点の位置等を、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。

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、落下物、踏切、信号機、工事現場等の付近に設置された看板、その他の物体の位置を認識してもよい。

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。

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、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、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。

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。

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。

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、障害物回避走行等のうちいずれかの走行態様を決定する。例えば、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、渋滞場面等において、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、停車や駐車等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。

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。

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。

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。

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。

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、上述した図７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。

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等が小さいほど高く評価される。

切替制御部１５０は、例えば自動運転切替スイッチ８６Ａ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。切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０の運転操作系に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、運転モードを切り替える。また、切替制御部１５０は、行動計画情報１８６等により設定された自動運転モードの終了予定地点付近等において、自動運転モードから手動運転モードへ移行するためのハンドオーバ制御を行う。

走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された（スケジューリングされた）走行軌道を、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、自動運転制御部１２０により運転のモードの切り替えに関する情報が入力されると、入力された情報に対してＨＭＩ７０等を制御する。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０による運転モードの切り替えにより、運転席に着座した車両乗員による自車両Ｍの周辺監視義務を必要としない運転モードから周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、運転席に着座した車両乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、車両乗員を覚醒させるための制御を行う。なお、車両乗員を覚醒させるとは、例えば、運転席に着座する車両乗員を運転できる状態にすることである。具体的に、車両乗員を覚醒させるとは、例えば車両乗員が自車両Ｍの自動運転中にシート８７を倒して寝ていた場合に、車両乗員を起こして自車両Ｍを手動運転できる状態にすることであるが、これに限定されるものではない。

図１１は、ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。図１１に示すＨＭＩ制御部１７０は、状態検出部１７２と、覚醒制御部１７４とを備える。また、覚醒制御部１７４は、座席制御部１７６と、噴射制御部１７８とを備える。

状態検出部１７２は、少なくとも自車両Ｍの運転席のシート８７に着座した車両乗員の状態を検出する。状態検出部１７２は、例えば運転席以外のシートに着座した車両乗員の状態を検出してもよい。また、状態検出部１７２は、車両乗員の状態、およびシート８７の状態のうち、一方または双方を検出してもよい。なお、状態検出部１７２は、自動運転制御部１２０により入力される運転のモードの切り替えに関する情報が、運転席のシート８７に着座した車両乗員による自車両Ｍの周辺監視義務を必要としない運転モード（例えば、自動運転モード（モードＡ））から周辺監視義務を必要とする運転モード（例えば、自動運転モード（モードＢ、Ｃ）、手動運転モード）に移行される場合に、上述した状態の検出を行ってもよい。

例えば、状態検出部１７２は、車室内カメラ９１による撮像画像を解析したり、マイク９２等による音声情報を解析し、得られた結果に基づいて車両乗員の状態を検出することができる。車両乗員の状態としては、例えば「寝ている」、「起きている」、「表示装置８２に表示されたコンテンツを視聴している」、「他の乗員と会話している」等の状態を検出することができるが、これに限定されるものではなく、「気を失っている状態」等を検知してもよい。例えば、状態検出部１７２は、車室内カメラ９１による撮像画像から顔の特徴情報（目、鼻、口等の位置、形状、色等）に基づいて顔画像を抽出し、更に抽出した顔画像から目の開閉、視線方向等の情報を取得することで、上述した車両乗員の状態を取得する。なお、状態検出部１７２は、固定に接続された車室内カメラ９１の位置と画角とに基づいての顔がある位置（車室内空間上の位置）や顔の向き等を取得してもよい。

また、状態検出部１７２は、マイク９２から取得された音声から文字情報を解析したり、音の抑揚等を解析することで、車両乗員が「いびきをしている状態」、「会話をしている状態」等を取得することができる。上述した撮像画像の解析結果と音声の解析結果とに基づいてより精度よく車両乗員の状態を検出することができる。例えば、状態検出部１７２は、画像解析により目を開けている状態を検出したとしても、音声解析によりいびきをしている状態であると推定される場合には、寝ている状態であると判定することができる。

また、状態検出部１７２は、継続的に状態検出を行うことで、例えば寝ている時間やコンテンツを視聴している時間等を検出してもよい。これにより、寝ている時間やコンテンツを視聴している時間の長さに対応させて、覚醒制御部１７４による覚醒制御を行うことができる。

また、状態検出部１７２は、シート位置検出部８８Ａによりシート８７の状態を検知してよい。なお、シート８７の状態の一例としては、リクライニング角度があるが、例えばシート８７の前後上下方向位置、ヨー角、ヘッドレストの傾斜角度および上下位置等であってもよい。また、シートの状態を上述した車両乗員の状態の一つとしてもよい。

また、状態検出部１７２は、車両乗員の状態およびシート８７の状態のうち、一方または双方と、記憶部１８０に記憶された覚醒制御情報１８８とを比較し、車両乗員を覚醒させるための制御内容を設定する。また、状態検出部１７２は、座席制御が必要な場合には、覚醒制御部１７４の座席制御部１７６に制御内容を出力し、ミスト噴射が必要な場合には、覚醒制御部１７４の噴射制御部１７８に制御内容を出力する。なお、座席制御や噴射制御等の覚醒制御を行う車両乗員は、自車両Ｍの運転席に着座する車両乗員のみであってもよく、他の車両乗員を含んでいてもよい。

座席制御部１７６は、状態検出部１７２から得られる制御内容に基づいてシート駆動装置８８を駆動させて、車両乗員等が着座するシート８７を駆動させる。例えば、座席制御部１７６は、状態検出部１７２により運転席のシート８７に着座した車両乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、シート８７のリクライニング角度を段階的に増加または減少させてもよい。また、座席制御部１７６は、状態検出部１７２により運転席のシート８７に着座した車両乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、シート８７のリクライニング角度の変更速度を、シート駆動スイッチ８６Ｂ等の操作受付部により受け付けられた指示に基づくリクライニング角度の変更速度よりも速くしてもよい。なお、シート８７は、モータ等による電気的な駆動が可能であるため、モータの出力トルクを調整することで速度の調整が可能である。例えば、出力トルクを高くするごとに、リクライニング角度の変更速度は速くなる。また、座席制御部１７６は、状態検出部１７２により運転席のシート８７に着座した車両乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、対象のシート８７を、車両乗員が自車両Ｍの周辺監視を行える状態にする第１の方向と、第１の方向とは反対の第２の方向とで往復運動させてもよい。これにより、車両乗員に振動等を与えて、覚醒を促すことができ、車両乗員を周辺監視できる状態にすることができる。

また、噴射制御部１７８は、状態検出部１７２から得られる制御内容に基づいて、噴射装置９３から車両乗員の顔の位置に対して霧状のまたは気化した液体（例えば、ミスト）を噴射させる。なお、ミストの噴射量、噴射方向、噴射時間等については、予め状態検出部１７２からの制御内容に設定される。車両乗員に霧状のまたは気化した液体を噴射することで、車両乗員に驚き等を与えて、車両乗員に覚醒を促すことができる。したがって、乗員を周辺監視できる状態にすることができる。

なお、状態検出部１７２は、覚醒制御部１７４（座席制御部１７６、噴射制御部１７８）による制御を行った後も、継続的に車両乗員の状態等を検出し、検出結果に基づきシート８７や噴射装置９３に対する制御を実施する。なお、状態検出部１７２は、例えば上述した覚醒制御を所定時間以上行った後も車両乗員の状態が周辺監視義務を行える状態に覚醒しなかった場合に、車両乗員が気を失っている状態（周辺監視義務を行える状態ではない）と判定し、その旨の情報（例えば、運転モードの切り替えを中止させる情報）等を自動運転制御部１２０に出力してもよい。この場合、自動運転制御部１２０は、運転モードの切り替えを行わずに自車両Ｍを走行させたり、自車両Ｍを道路の端に一時停止する等の走行制御を行うことができる。

ここで、図１２は、覚醒制御情報１８８の一例を示す図である。図１２に示す覚醒制御情報１８８の項目としては、例えば「車両乗員状態」、「シート状態（リクライニング角度）」、「座席制御」、「噴射制御」等がある。「座席制御」および「噴射制御」は、車両乗員を覚醒させるための覚醒制御の一例であり、例えば音等を出力する音制御等を含んでいてもよい。

「車両乗員状態」とは、自車両Ｍの運転モードの切り替え制御により、車両乗員による自車両Ｍの周辺監視義務を必要としない運転モードから周辺監視義務を必要とする運転モードに移行させる場合における車両乗員の状態である。「シート状態（リクライニング角度）」とは、運転席のシート８７の状態である。図１２の例では、シート位置検出部８８Ａにより検出されるリクライニング角度θが所定角度θｔｈ未満かθｔｈ以上かを判定する情報が設定されているが、これに限定されるものではなく、ヨー角等の状態を含んでいてもよい。

「座席制御」は、車両乗員の状態およびシート８７の状態に基づいて、シート８７に対する制御の有無と、シート制御を行う場合の制御内容が設定される。「噴射制御」は、車両乗員の状態およびシート８７の状態に基づいて、噴射装置９３により車両乗員にミスト等を噴射する制御の有無と、ミスト等の噴射を行う場合の制御内容が設定される。

次に、図１２に示す覚醒制御情報１８８に基づく、車両乗員に対する覚醒制御の内容について、図を用いて説明する。図１３は、車両乗員の運転状態を説明するための図である。図１３の例では、自車両Ｍの車両乗員Ｐが運転席のシート８７に着座している状態を示している。また、図１３の例では、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一例として、表示装置８２、シート８７、車室内カメラ９１、およびマイク９２を示している。なお、表示装置８２は、インストルメントパネルに設けられたディスプレイを示している。また、車室内カメラ９１およびマイク９２の設置位置は図１３の例に限定されない。また、図１３の例では、ＨＭＩ７０の運転操作系の一例として、手動により自車両Ｍの速度制御を行うためのアクセルペダル７１およびブレーキペダル７４と、手動により自車両Ｍの操舵制御を行うためのステアリングホイール７８とを示している。

また、図１３に示すシート８７は、座部（シートクッション）８７Ａと、背もたれ部（シートバック）８７Ｂと、ヘッドレスト８７Ｃとを備える。シート駆動装置８８は、例えば座部８７Ａと背もたれ部８７Ｂとが成す角度（リクライニング角度）等を検出することができ、また、リクライニング角度を調整することができる。なお、図１３の例において、車両乗員の運転姿勢（ドライビングポジション）が、周辺監視を行える状態（例えば、手動運転が可能な状態）におけるリクライニング角度をθ０とする。

図１４は、周辺監視義務がない状態における自車両Ｍ内の車両乗員の様子を説明するための図である。本実施形において、自車両Ｍが自動運転モードのモードＡのように周辺監視義務が生じないモードに移行すると、運転席の車両乗員Ｐは、図１４は、背もたれ部８７Ｂを倒して寛ぐことができる。この場合のリクライニング角度は、θ０よりも大きくなる。例えば、図１４に示すように、背もたれ部８７Ｂを倒したときのリクライニング角度をθ１とする。なお、自動運転モード（例えば、モードＡ）では、運転席の車両乗員Ｐが運転を行う必要がないため、図１４に示すように、運転席の車両乗員Ｐは、ステアリングホイール７８や、アクセルペダル７１、ブレーキペダル７４に触れておかなくてもよい。

ここで、ＨＭＩ制御部１７０は、例えば自車両Ｍの車両乗員Ｐの状態および車両乗員Ｐのシート８７座席の状態のうち、一方または双方を検出する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０による運転モードの切り替えにより、運転席の車両乗員Ｐによる自車両Ｍの周辺監視義務を必要としない運転モード（例えば、自動運転モード）から周辺監視義務を必要とする運転モード（例えば、手動運転モード）に移行させる場合に、上述した状態検出結果に基づいて、シート駆動装置８８によりシート８７を駆動させる。

図１５は、状態検出結果に基づく覚醒制御の第１の実施例を示す図である。図１５の例では、運転席の車両乗員Ｐが「起きている」状態であり、シート８７のリクライニング角度θがθ１（θ１＞閾値角度θｔｈ）であったとする。この場合、状態検出部１７２は、上記の内容を状態検出結果として取得すると、覚醒制御情報１８８を参照して覚醒制御内容を取得する。覚醒制御情報１８８によれば、覚醒制御部１７４は、シート駆動装置８８によりリクライニング角度θが手動運転を行うリクライニング角度θ０の位置になるまで通常速度Ｖ０で駆動させる。なお、通常速度とは、例えば運転席の車両乗員Ｐがシート駆動スイッチ８６Ｂを操作することでシート駆動装置８８により実行される駆動速度である。第１の実施例では、運転席の車両乗員Ｐは起きており、何かに集中している状態（例えば、コンテンツを視聴している状態）でもないため、通常速度によるリクライニング制御で、運転モードの切り替えがあることと、運転席の車両乗員Ｐに周辺監視を行わせる準備をさせるこことができる。

なお、上述した第１の実施例において、運転席の車両乗員Ｐが短時間だけ寝ている状態であった場合、状態検出部１７２は、覚醒制御情報１８８を参照し、覚醒制御部１７４を介してシート駆動装置８８によりリクライニング角度θの変更速度を、通常速度Ｖ０よりも速い速度Ｖ１で手動運転を行うリクライニング角度θ０の位置になるまで駆動させる。これにより、シート８７のリクライニングにより通常速度で運転席の車両乗員Ｐの上体を起こすよりも、速く上体を起こすことができるため、車両乗員Ｐに目を覚まさせ、覚醒を促すことができる。

図１６は、状態検出結果に基づく覚醒制御の第２の実施例を示す図である。図１６の例では、運転監視義務の必要がない運転モード時に、運転席の車両乗員Ｐがシート８７のリクライニング角度θ１（θ１＞閾値角度θｔｈ）まで移動させて「コンテンツを視聴している」状態であるとする。

この場合、状態検出部１７２は、上記の内容を状態検出結果として取得すると、覚醒制御情報１８８を参照して覚醒制御内容を取得する。覚醒制御情報１８８によれば、覚醒制御部１７４は、シート駆動装置８８によりリクライニング角度θが手動運転を行うリクライニング角度θ０の位置になるまで段階的に駆動させる。段階的に駆動させるとは、例えばシート駆動装置８８によるリクライニング制御において、シート８７の背もたれ部８７Ｂ（およびヘッドレスト８７Ｃ）を、図１６の（ａ）から（ｃ）の位置に移動させる場合に、図１６に示す（ｂ）の時点で一時的に停止させることである。

なお、第２の実施例では、一時的に停止する部分を複数設けることで、例えば背もたれ部８７Ｂを振動させて運転席の車両乗員Ｐに伝えることができる。これにより、ＨＭＩ制御部１７０は、運転席の車両乗員Ｐが周辺監視を行える状態（または車両乗員Ｐが自車両Ｍを手動運転できる状態）に覚醒させることができる。また、第２の実施例では、運転席のリクライニング角度を段階的に増加または減少させて振動させてもよい。

図１７は、状態検出結果に基づく覚醒制御の第３の実施例を示す図である。図１７の例では、運転監視義務の必要がない運転モード時に、運転席の車両乗員Ｐがシート８７のリクライニング角度θ１（θ１＞閾値角度θｔｈ）まで移動させて「長時間寝ている」状態であるとする。

この場合、状態検出部１７２は、上記の内容を状態検出結果として取得すると、覚醒制御情報１８８を参照して覚醒制御内容を取得する。覚醒制御情報１８８によれば、覚醒制御部１７４は、シート駆動装置８８によりリクライニング角度θをリクライニング角度θ０の位置に戻す場合に、シート駆動装置８８によりシート８７の背もたれ部８７Ｂが往復運転するように駆動させる。

第３の実施例では、シート８７の背もたれ部８７Ｂ（およびヘッドレスト８７Ｃ）を、図１７の（ａ）から（ｃ）の位置に移動させる場合に、覚醒制御部１７４は、図１７に示す（ｂ）の位置で、（ａ）から（ｃ）の位置に移動させる第１の方向とは反対の第２の方向（（ａ）の方向）への駆動を行う。この場合、第２の方向への駆動は、リクライニング角度θが一定角度になるまで、または第２の方向に移動してから一定時間が経過するまで行う。その後、覚醒制御部１７４は、再びシート８７の背もたれ部８７Ｂを第１の方向（（ｃ）の方向）へ駆動させて（ｃ）の位置に移動させる。なお、上述した背もたれ部８７Ｂの往復運動は、所定回数以上行ってもよく、往復移動におけるそれぞれの駆動速度を変えてもよい。

これにより、ＨＭＩ制御部１７０は、運転席の車両乗員Ｐの上体を揺らすことができるため、運転モードの切り替えに伴って効果的に運転席の車両乗員Ｐに周辺監視できる状態への覚醒を促すことができる。

図１８は、状態検出結果に基づく覚醒制御の第４の実施例を示す図である。図１８の例では、上述したシート駆動装置８８の他に、自車両Ｍに設置された噴射装置９３による霧状のまたは気化した液体（例えば、ミスト）の噴射に基づいて運転席の車両乗員Ｐを覚醒させる例を示している。なお、第４の実施例では、シート８７のリクライニング角度θも閾値角度θｔｈ以上傾いており、運転席の車両乗員Ｐが短時間だけ寝ている状態であるため、覚醒制御部１７４は、シート駆動装置８８によりリクライニング角度θを通常速度Ｖ０よりも速い速度Ｖ１で手動運転を行うリクライニング角度θ０の位置になるまで駆動させるとともに、噴射装置９３により運転席の車両乗員Ｐの顔にミスト９４を噴射させる。

第４の実施例に示すように、ミスト９４を運転席の車両乗員Ｐの顔に噴射することで、より確実に運転席の車両乗員Ｐに目を覚まさせ、覚醒を促すことができる。なお、ミスト９４は、例えば香水のように匂いを伴う液体を用いてもよい。例えば、目を覚ましやすい匂いを有する液体や運転席の車両乗員がお気に入りの匂い（または苦手な匂い）がする香水をミスト噴射することで、運転席の車両乗員Ｐを早期に覚醒させることができる。

なお、覚醒制御部１７４におけるミスト噴射は、シート８７に対する駆動制御と連動させてもよく、ミスト噴射のみを行ってもよい。また、車両乗員の状態やシート８７の状態に応じて噴射するミストの量を調整してもよい。これらの各制御は、覚醒制御情報１８８に設定することができる。

また、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により運転のモードの情報が通知されると、モード別操作可否情報１９０を参照して、運転のモードの種別（手動運転モード、自動運転モード（モードＡ〜モードＣ））に応じてＨＭＩ７０を制御してもよい。

図１９は、モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。図１９に示すモード別操作可否情報１９０は、運転モードの項目として「手動運転モード」および「自動運転モード」を有する。また、「自動運転モード」として、上述した「モードＡ」、「モードＢ」、および「モードＣ」等を有する。また、モード別操作可否情報１９０は、非運転操作系の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置８５に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置８２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。図１９に示すモード別操作可否情報１９０の例では、上述した運転モードごとに非運転操作系に対する車両乗員の操作の可否が設定されているが、対象のインターフェース装置（出力部等）は、これに限定されるものではない。

ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報に基づいてモード別操作可否情報１９０を参照することで、使用が許可される装置と、使用が許可されない装置とを判定する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、判定結果に基づいて、非運転操作系のＨＭＩ７０、またはナビゲーション装置５０に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。

例えば、車両制御システム１００が実施する運転モードが手動運転モードの場合、車両乗員は、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、アクセルペダル７１、ブレーキペダル７４、シフトレバー７６、およびステアリングホイール７８等）を操作する。このような場合、ドライバーディストラクションを防止するため、ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。

また、車両制御システム１００が実行する運転モードが自動運転モードのモードＢ、モードＣ等である場合、車両乗員には、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。したがって、このような場合にも、ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。

また、ＨＭＩ制御部１７０は、運転モードが自動運転のモードＡである場合、ドライバーディストラクションの規制を緩和し、操作を受け付けていなかった非運転操作系に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。

例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、表示装置８２に映像を表示させたり、スピーカ８３に音声を出力させたり、コンテンツ再生装置８５にＤＶＤ等からコンテンツを再生させたりする。なお、コンテンツ再生装置８５が再生するコンテンツには、ＤＶＤ等に格納されたコンテンツの他、例えば、テレビ番組等の娯楽、エンターテイメントに関する各種コンテンツが含まれてよい。また、図１９に示す「コンテンツ再生操作」は、このような娯楽、エンターテイメントに関するコンテンツ操作を意味するものであってよい。

また、図１９に示すモード別操作可否情報１９０において、「インストルメントパネル操作」は、モードＣでも操作が可能である。なお、この場合、インストルメントパネルに対応する表示装置８２は、例えば運転席に着座する車両乗員（運転者）の正面に位置するディスプレイである。したがって、表示装置８２は、自動運転モード（モードＡ〜モードＣ）のうち、最も自動運転の度合が低いモードが実行される場合に、車両乗員の操作を受け付けることができる。

［処理フロー］
以下、本実施形態の車両制御システム１００における覚醒制御処理について、フローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、行動計画情報１８６等により設定された自動運転モードの終了予定地点付近等において、自動運転モード（運転席の車両乗員による自車両Ｍの周辺監視義務を必要としない運転モード）から手動運転モード（運転席の車両乗員による自車両Ｍの周辺監視義務を必要とする運転モード）へ移行するハンドオーバ制御における運転席の車両乗員の覚醒制御処理について説明するが、覚醒制御処理が実行される条件は、上記の運転モードの切り替えに限定されるものではない。

図２０は、覚醒制御処理の一例を示すフローチャートである。図２０の例において、状態検出部１７２は、自動運転制御部１２０から得られる運転モードの切り替え情報等から、自車両Ｍが自動運転モードから手動運転モードに移行されるか否かを判定する（ステップＳ１００）。自車両Ｍが自動運転モードから手動運転モードに移行されると判定された場合、状態検出部１７２は、自車両Ｍの車両乗員の状態を検出するとともに（ステップＳ１０２）、シート８７の状態を検出する（ステップＳ１０４）。

次に、状態検出部１７２は、上述した運転席の車両乗員の状態およびシート８７の状態のうち、一方または双方に基づいて、上述した覚醒制御情報１８８等を参照し、対応する制御内容を決定する（ステップＳ１０６）。次に、覚醒制御部１７４は、決定した制御内容に基づいて覚醒制御を実施する（ステップＳ１０８）。

ここで、状態検出部１７２は、運転席の車両乗員が手動運転可能な状態になったか（覚醒されたか）否かを判定する（ステップＳ１１０）。運転席の車両乗員が手動運転可能な状態とは、自車両Ｍの周辺監視ができる状態であるとともに、ＨＭＩ７０の運転操作系を操作して手動運転ができる状態であることをいう。また、自車両Ｍの周辺監視ができる状態とは、例えば運転席の車両乗員が起きている状態で、シート８７のリクライニング角度θが閾値角度θｔｈ以下のことをいう。

車両乗員が手動運転可能な状態にならなかった場合、Ｓ１０２に処理に戻り、その時点での運転席の車両乗員および／またはシートの状態に応じた覚醒制御を行う。これにより、例えば、シート８７の背もたれ８７Ｂを起こした後も車両乗員が寝ている場合には、車両乗員の顔にミストを噴射するといったように、別の覚醒制御を行うことができる。また、ステップＳ１０８の処理において、車両乗員が手動運転可能な状態にならなかった場合、車両乗員が気を失っている可能性もあるため、状態検出部１７２は、繰り返し処理を中止し、手動運転モードに移行しないように制御させることができる。また、車両乗員が手動運転可能な状態になった場合、そのまま覚醒制御処理が終了され、モードの切り替え制御（例えば、ハンドオーバ制御）が実行される。なお、図２０の処理では、車両乗員の状態と、シートの状態の両方を検出したが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、例えば、車両乗員の状態またはシートの状態のみを検出してもよい。

上述した実施形態によれば、自車両Ｍの車両乗員の状態およびシートの状態のうち、一方または双方を検出し、検出結果に基づいて、シートの位置または挙動を制御することで、運転モードの切り替えに伴って車両乗員を周辺監視できる状態にさせる（覚醒させる）ことができる。また、本実施形態によれば、検出結果に基づいて、車両乗員に霧状のまたは気化した液体を噴射することで、より確実に車両乗員を覚醒させることができる。なお、覚醒させる対象は、運転席の車両乗員に限定されるものではなく、例えば自車両Ｍにおける運転席以外のシート８７に着座する車両乗員を含んでいてもよい。

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。

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…ＨＭＩ、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（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、１７０…ＨＭＩ制御部（インターフェース制御部）、１７２…状態検出部、１７４…覚醒制御部、１７６…座席制御部、１７８…噴射制御部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両

Claims (7)

1. 自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転、または前記車両の速度制御と操舵制御との双方を前記車両の乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御する運転制御部と、
   電気的に駆動可能な前記車両の運転席と、
   前記運転席に着座した乗員の状態を検出する状態検出部と、
   前記運転制御部による前記運転モードの切り替えにより、前記運転席に着座した乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に前記運転席を駆動する座席制御部と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記座席制御部は、
   前記移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、前記運転席のリクライニング角度を段階的に増加または減少させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記乗員による操作を受け付ける操作受付部をさらに備え、
   前記座席制御部は、
   前記移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、前記運転席のリクライニング角度の変更速度を、前記操作受付部により受け付けられた指示に基づく前記運転席のリクライニング角度の変更速度よりも速くする、
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記座席制御部は、
   前記移行される場合において、前記状態検出部により前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に、前記運転席を、前記乗員が前記車両の周辺監視を行える状態にする第１の方向と、前記第１の方向とは反対の第２の方向とで往復運動させる、
   請求項１から３のうち、いずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 霧状のまたは気化した液体を噴射する噴射部と、
   前記運転制御部による前記運転モードの切り替えにより、前記乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行させる場合に、前記噴射部から前記乗員に対して前記霧状のまたは気化した液体を噴射させる噴射制御部と、
   をさらに備える請求項１から４のうち、いずれか１項に記載の車両制御システム。
6. 車載コンピュータが、
   自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転、または前記車両の速度制御と操舵制御との双方を前記車両の乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御し、
   電気的に駆動可能な前記車両の運転席に着座した乗員の状態を検出し、
   前記車両の運転モードの切り替えにより、前記運転席に着座した乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に前記運転席を駆動する、
   車両制御方法。
7. 車載コンピュータに、
   自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転、または前記車両の速度制御と操舵制御との双方を前記車両の乗員の操作に基づいて行う手動運転を制御させ、
   電気的に駆動可能な前記車両の運転席に着座した乗員の状態を検出させ、
   前記車両の運転モードの切り替えにより、前記運転席に着座した乗員による前記車両の周辺監視義務を必要としない運転モードから前記周辺監視義務を必要とする運転モードに移行される場合において、前記運転席に着座した乗員が覚醒状態にないことが検出された場合に前記運転席を駆動させる、
   車両制御プログラム。

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