JP2018062308A - 運転モード切替制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の状態を監視する機能に障害が発生した場合でも、運転モードの切り替えを適切に制御できるようにする。
【解決手段】自動運転モードによる走行制御中にドライバカメラ７が異常であると判定された場合に、上記ドライバカメラ７が異常であると判定された時点の直前のタイミングにおける運転者の状態が手動運転操作を行える状態にあるか否かを判定する。そして、運転者の状態が手動運転操作を行える状態にあると判定された場合には自動運転モードを手動運転モードに切り替えるための強制切替信号を出力する。一方、運転者の状態が手動運転操作を行える状態にないと判定された場合には、自動運転モードを維持し、トルクセンサ８の検出信号をもとに運転者が手動運転操作を行える状態に復帰したか否かを判定し、復帰したことが確認された時点で強制切替信号を出力する。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための運転モード切替制御装置、方法およびプログラムに関する。

近年、車両の運転モードとして、運転者の運転操作に基づいて車両を走行させる手動運転モード以外に、運転者の運転操作によらず予め設定された経路に沿って車両を走行させる自動運転モードの開発が進められている。自動運転モードは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーションシステムの情報や、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムの情報をもとに、パワーユニットや操舵装置、ブレーキ等を制御することで、車両の自動運転を可能にするものである（例えば特許文献１を参照）。

ところで、自動運転モードは運転者の運転操作の負担軽減や交通渋滞の緩和等の効果が期待できるものの、走行開始から走行終了までのすべての運転操作を自動化することは現実的に困難である。このため、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを適切に行うことが求められている。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場合には、切り替えに先立ち運転者が手動運転操作可能な状態にあることを確認する必要がある。

特開２０１５−１４１０５３号公報

ところが、運転者の状態を監視する手段、例えばカメラまたはその映像信号を処理する回路が故障するかまたは誤動作すると、運転者の状態を確認することができなくなる。この場合、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えは、運転操作の引き継ぎが確実に行えなくなる虞があるため実行できない。一方で、自動運転モードをそのまま長時間に亘り維持することは、いつ手動運転モードへの切り替えが必要になるか分からないため、安全上非常に好ましくない。ゆえに、運転者の状態を監視する手段が故障した場合の適切な対策が求められていた。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、運転者の状態を監視する機能に障害が発生した場合でも、運転モードの切り替えを適切に制御できるようにした運転モード切替制御装置、方法およびプログラムを提供しようとするものである。

上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切替制御する運転モード切替制御装置にあって、運転者の状態を監視するための第１の監視センサから、前記運転者の状態を表す第１のセンシングデータを取得して記憶部に記憶する第１の取得部と、前記第１の監視センサの動作が正常であるか異常であるかを任意の時間間隔で判定する正常／異常判定部と、前記自動運転モードによる運転制御期間中に、前記正常／異常判定部による判定結果と、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータとに基づいて、前記自動運転モードを前記手動運転モードに強制的に切り替える制御を行う運転モード強制切替信号出力部とを具備する。そして、前記運転モード強制切替信号出力部により、先ず前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合に、その判定時点より過去の所定期間内における前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータをもとに第１の判定部により判定する。そして、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあると判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための信号を第１の切替信号出力部から出力するようにしたものである。

この発明の第２の態様は、前記運転者の状態を監視するための、前記第１の監視センサとは別の第２の監視センサから、前記運転者の状態を表す第２のセンシングデータを取得する第２の取得部をさらに具備する。そして、前記運転モード強制切替信号出力部がさらに、前記第１の判定部により前記運転者が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にないと判定された場合に、第２の判定部により前記自動運転モードを維持すると共に前記運転者が手動運転モードによる運転操作を行える状態に復帰したか否かを前記第２のセンシングデータをもとに判定し、復帰したと判定された場合に前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための信号を第２の切替信号出力部から出力するようにしたものである。

この発明の第３の態様は、前記運転モード強制切替信号出力部がさらに動作終了部を備え、この動作終了部により、前記第２の判定部により前記自動運転モードが維持されている状態で、前記第１の監視センサの動作が正常な状態に回復したか否かを判定し、正常な状態に回復したと判定した場合には前記第２の判定部および前記第２の切替信号出力部による制御を終了するようにしたものである。

この発明の第４の態様は、前記運転モード強制切替信号出力部がさらに報知部を備え、この報知部により、前記自動運転モードから手動運転モードへの強制的な切り替えを予告するためのメッセージ情報を前記運転者に報知するようにしたものである。

この発明の第５の態様は、前記手動運転モードによる運転制御期間中に、前記正常／異常判定部により前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合には、前記正常／異常判定部による判定結果が正常になるまで、前記手動運転モードから前記自動運転モードへの切り替えを禁止する運転モード切替禁止制御部を、さらに具備するようにしたものである。

この発明の第１の態様によれば、自動運転モードによる運転制御期間中に第１の監視センサの動作が異常と判定されると、当該異常と判定された時点より過去の所定期間内における運転者の状態が手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないか判定され、運転操作を行える状態にある場合には運転モードが自動運転モードから手動運転モードへ強制的に切り替えるための強制切替信号が出力される。このため、例えば第１の監視センサが故障したまま自動運転モードが継続され、手動運転モードへの切り替えが真に必要となった時点で切り替え不能に陥る事態を未然に防ぐことが可能となる。

この発明の第２の態様によれば、第１の監視センサの動作が異常と判定された時点より過去の所定期間内の運転者の状態が運転操作を行えないと判定された場合には、自動運転モードを維持しつつ、第２の監視センサのセンシングデータをもとに運転者が手動運転操作を行える状態に復帰したか否かが判定され、復帰したことが確認された時点で手動運転モードへ強制的に切り替えるための強制切替信号が出力される。このため、異常と判定された時点より過去の所定期間内の運転者の状態が手動運転操作不可能だったとしても、第２の監視センサのセンシングデータをもとに運転者が手動運転操作を行える状態に復帰したことを確認した上で、運転モードをいち早く手動運転モードに切り替えることが可能となる。

この発明の第３の態様によれば、自動運転モードを維持しながら運転者が手動運転操作可能な状態に復帰するのを監視している状態で、第１の監視センサの動作またはそのセンシングデータが正常な状態に回復した場合には、自動運転モードから手動運転モードへ強制的に切り替えるための強制切替信号の出力制御は中止される。このため、例えば第１の監視センサからのセンシングデータが一時的に途絶えたような場合には、手動運転モードへの強制切り替えは行われず、自動運転モードが維持される。従って、運転者は引き続き自動運転によるメリットを享受することができる。

この発明の第４の態様によれば、第１の監視センサの動作が異常であると判定されると、自動運転モードから手動運転モードへの強制的な切り替えを予告するメッセージ情報が運転者に報知される。このため、運転者は手動運転操作を行える状態に円滑に移行することができ、これにより手動運転モードへの強制切り替えを速やかに実施することが可能となる。

この発明の第５の態様によれば、手動運転モードによる運転制御期間中に、第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合には、当該判定結果が正常に回復するまで手動運転モードから自動運転モードへの切り替えが禁止される。これにより、以下のような効果が奏せられる。

すなわち、第１の監視センサが故障した状態で自動運転モードに移行すると、その後手動運転モードへの切り替えが必要となったときに、切り替えが行えなくなるか、或いは切り替えに複雑な確認処理が必要となって切り替えが円滑に行われなくなるおそれがある。しかし、第１の監視センサの動作の動作が正常に回復するまで手動運転モードから自動運転モードへの切り替えを禁止するようにすれば、上記したような自動運転モードを手動運転モードに切り替える際の不具合の発生を未然に防止することができる。

すなわちこの発明の各態様によれば、運転者の状態を監視する機能に障害が発生した場合でも、運転モードの切り替えを適切に制御できるようにした運転モード切替制御装置、方法およびプログラムを提供することができる。

この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置を備えた自動運転制御システムの全体構成を示す図。 この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置の機能構成を示すブロック図。 図２に示した運転モード切替制御装置による運転モード切替制御の手順と制御内容を示すフローチャート。 図３に示したフローのうちの運転モード強制切替制御の手順と制御内容を示すフローチャート。 図３に示したフローのうちの運転モード切替禁止制御の手順と制御内容を示すフローチャート。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［一実施形態］
（構成）
図１は、この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置を備えた自動運転制御システムの全体構成を示す図で、この自動運転制御システムは乗用車等の車両１に搭載される。

車両１は、基本設備として、動力源および変速装置を含むパワーユニット２と、ステアリングホイール４が装備された操舵装置３とを備え、さらに運転モードとしては手動運転モードと自動運転モードとを備えている。動力源としては、エンジンまたはモータ、あるいはその両方が用いられる。

手動運転モードは、例えば、運転者（以下ドライバとも称する）の手動による運転操作を主体として車両１を走行させるモードである。手動運転モードには、例えば、運転者の運転操作のみに基づいて車両を走行させる動作モードと、運転者の運転操作を主体としながら運転者の運転操作を支援する運転操作支援制御を行う動作モードが含まれる。

運転操作支援制御は、例えば、車両１のカーブ走行時にカーブの曲率に基づいて運転者の操舵が適切な操舵量となるように操舵トルクをアシストする。また運転操作支援制御には、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）またはブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）を支援する制御と、手動操舵（操舵の手動運転）および手動速度調整（速度調整の手動運転）も含まれる。手動操舵は、運転者のステアリングホイール４の操作を主体として車両１の操舵を行う。手動速度調整は、運転者のアクセル操作又はブレーキ操作を主体として車両の速度調整を行う。

なお、運転操作支援制御には、運転者の運転操作に強制的に介入して、車両を自動走行させる制御は含まれない。すなわち、手動運転モードには、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映させるが、一定条件（例えば車両の車線逸脱等）の下で車両の走行に強制的に介入する制御は含まれない。

一方、自動運転モードは、例えば、車両の走行する道路に沿って自動で車両を走行させる運転状態を実現するモードである。自動運転モードには、例えば、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動的に車両を走行させる運転状態が含まれる。自動運転モードは、必ずしも車両の全ての制御を自動で行う必要はなく、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映する運転状態も自動運転モードに含まれる。すなわち、自動運転モードには、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映させるが、一定条件の下で車両の走行に強制的に介入する制御が含まれる。

図１において、５は上記自動運転モードによる運転制御を実行するための自動運転制御装置を示している。自動運転制御装置５は、ステアリングセンサ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキペダルセンサ１３、ＧＰＳ受信機１４、ジャイロセンサ１５、および車速センサ１６からそれぞれセンシングデータを取得する。そして、これらのセンシングデータと、図示しないナビゲーションシステムで生成される経路情報や、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムにより得られる情報をもとに、車両１の走行を自動制御する。

自動制御には、例えば、自動操舵（操舵の自動運転）と自動速度調整（速度の自動運転）がある。自動操舵は、操舵装置３を自動で制御する運転状態である。自動操舵にはＬＫＡ（Lane Keeping Assist）が含まれる。ＬＫＡは、例えば、運転者がステアリング操作をしない場合であっても、車両１が走行車線から逸脱しないように自動で操舵装置３を制御する。なお、ＬＫＡの実行中であっても、車両１が走行車線を逸脱しない範囲（許容範囲）において運転者のステアリング操作を車両の操舵に反映してもよい。なお、自動操舵はＬＫＡに限らない。

自動速度調整は、車両１の速度を自動で制御する運転状態である。自動速度調整にはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が含まれる。ＡＣＣとは、例えば、車両１の前方に先行車が存在しない場合は予め設定された設定速度で車両１を定速走行させる定速制御を行い、車両１の前方に先行車が存在する場合には先行車との車間距離に応じて車両１の車速を調整する追従制御を行うものである。自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、運転者のブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）に応じて車両１を減速させる。また自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、予め設定された最大許容速度（例えば走行中の道路において法的に定められた最高速度）まで、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）に応じて車両を加速させることもできる。なお、自動速度調整は、ＡＣＣに限らず、ＣＣ（Cruise Control：定速制御）等も含まれる。

ところで、本実施形態の自動運転制御システムは、上記手動運転モードと自動運転モードとの間の切り替えを行うための装置として、運転モード切替制御装置６と、第１の監視センサとしてのドライバカメラ７と、第２の監視センサとしてのトルクセンサ８と、アラーム発生器９とを備えている。

ドライバカメラ７は、例えばダッシュボード上のような運転者の正面となる位置に設置され、運転者を撮像してその映像信号を運転モード切替制御装置６へ出力する。トルクセンサ８は、運転者がステアリングホイール４を操作したときに発生するトルクを検出するもので、その検出信号を運転モード切替制御装置６へ出力する。アラーム発生器９は、スピーカと表示器を有し、運転モード切替制御装置６から出力されたメッセージの音声信号を上記スピーカから出力すると共に、上記メッセージの表示信号を表示器に表示する。

運転モード切替制御装置６は、上記運転モードの切り替えを統括的に制御するもので、以下のように構成される。図２はその機能構成を示すブロック図である。

すなわち、運転モード切替制御装置６は、制御ユニット６１と、入出力インタフェースユニット６２と、記憶ユニット６３とを備えている。

入出力インタフェースユニット６２は、上記ドライバカメラ７およびトルクセンサ８からそれぞれ出力された映像信号およびトルク検出信号を受信してディジタルデータに変換する。またそれと共に、制御ユニット６１から出力されたメッセージを音声信号および表示信号に変換してアラーム発生器９へ出力する。さらに制御ユニット６１から出力された運転モード切替制御信号を自動運転制御装置５へ出力する。

記憶ユニット６３は、記憶媒体として、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の随時書き込みおよび読み出しが可能な不揮発性メモリを使用したもので、本実施形態を実施するために使用する記憶領域として、ドライバ監視映像記憶部６３１と、ドライバ状態記憶部６３２と、ドライバカメラ判定結果記憶部６３３と、切替制御履歴記憶部６３４とを備えている。

制御ユニット６１は、コンピュータを構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）およびプログラムメモリを有し、本実施形態を実施するために必要な制御機能として、ドライバ監視映像取得制御部６１１と、ドライバ状態判定部６１２と、正常／異常判定手段としてのドライバカメラ故障監視部６１３と、運転モード強制切替信号出力部６１４と、運転モード切替禁止制御部６１５とを備えている。なお、これらの制御機能はいずれも上記プログラムメモリに格納されたプログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。

ドライバ監視映像取得制御部６１１は、上記ドライバカメラ７から出力されたドライバの映像信号のディジタルデータ（ドライバ監視映像データ）を入出力インタフェースユニット６２から取り込み、この取り込んだドライバ監視映像データを上記記憶ユニット６３のドライバ監視映像記憶部６３１に記憶させる。

ドライバ状態判定部６１２は、上記ドライバ監視映像記憶部６３１から予め設定された時間間隔でドライバ監視映像データを読み込む。そして、ドライバ監視映像データを読み込む毎に、当該ドライバ監視映像データに基づいて運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する処理を行う。例えば、運転手が眼を閉じていないかどうかを確認して、睡眠状態にないかどうかを判定する。そして、その判定結果を表す情報を判定タイミングを表すタイムスタンプと関連付けてドライバ状態記憶部６３２に記憶させる。

ドライバカメラ故障監視部６１３は、ドライバカメラ７から出力される映像信号をもとに、ドライバカメラ７が正常か異常かを判定する。ドライバカメラ７の正常／異常の判定対象には、ドライバカメラ７自体の故障ばかりでなく、ドライバカメラ７から出力される映像信号の異常も含まれる。上記ドライバカメラ７の正常／異常判定は、上記ドライバ状態判定部６１２による運転者状態の判定タイミングと同期して行われる。ドライバカメラ故障監視部６１３は、上記正常／異常の判定結果を、運転モード強制切替信号出力部６１４および運転モード切替禁止制御部６１５に通知すると共に、判定タイミングを表すタイムスタンプと関連付けてドライバカメラ判定結果記憶部６３３に記憶させる。

運転モード強制切替信号出力部６１４は、自動運転モードによる運転制御中に、上記ドライバカメラ故障監視部６１３からドライバカメラ７の異常判定結果の通知を受け取った場合に、運転モードを自動運転モードから手動運転モードに強制的に切り替えるための強制切替信号の出力制御を実行する。この強制切替信号出力制御には以下の各処理が含まれる。

(1) 自動運転モードを手動運転モードに強制的に切り替えることを予告するメッセージを生成し、アラーム発生器９に向け出力する処理。

(2) 上記ドライバカメラ７が異常と判定される直前の判定タイミングにおいて上記ドライバ状態判定部６１２により得られたドライバ状態の判定結果を、上記ドライバ状態記憶部６３２から読み込む。そして、この読み込んだドライバ状態の判定結果をもとに、運転者が手動による運転操作を行える状態にあるか否かを判定する処理。

(3) 運転者が手動による運転操作を行える状態にあると判定された場合には、自動運転モードから手動運転モードへ強制的に切り替えるための強制切替信号を自動運転制御装置５に向け出力する処理。

(4) 運転者が手動による運転操作を行えない状態にあると判定された場合には、自動運転モードを維持した上で、トルクセンサ８から出力された検出信号をもとに、運転者が手動による運転操作を行える状態に復帰したか否かを判定する。例えば、所定値以上のトルクが検出された場合に、運転者が手動による運転操作を行える状態に復帰したと判定する。そして、復帰したと判定した場合には、自動運転モードから手動運転モードへ強制的に切り替えるための強制切替信号を自動運転制御装置５に向け出力する処理。

(5) 上記(4) の処理中に、ドライバカメラ７が正常状態に回復するか否かを監視し、正常状態に回復した場合には運転モードの強制切替信号出力制御を終了する処理。

(6) 上記(1) 〜(5) による処理結果を表す情報を、強制切替制御の履歴を表す情報として切替制御履歴記憶部６３４に格納する処理。

運転モード切替禁止制御部６１５は、手動運転モードによる運転制御中に、上記ドライバカメラ故障監視部６１３からドライバカメラ７の異常判定結果の通知を受け取った場合に、手動運転モードから自動運転モードへの切り替えを禁止するための処理を実行する。この切替禁止処理には以下の処理が含まれる。

(1) 運転モード切替禁止制御部６１５は、自動運転モードへの切り替えを禁止することを表すメッセージを生成し、アラーム発生器９へ出力する処理。

(2) 運転モード切替禁止制御部６１５は、自動運転モードへの切替要求を受け取った場合に、ドライバカメラ７が正常な状態に回復したか否かを確認する。そして、回復していれば自動運転モードへ切り替えるための切替信号を自動運転制御装置５に向け出力し、回復していなければ手動運転モードを維持させる処理。
なお、アラーム発生器９および運転モード切替禁止制御部６１５は選択的に組み合わせてもよいし、これらは無くてもよい。

（動作）
次に、以上のように構成された運転モード切替制御装置の動作を説明する。図３はその全体の制御手順と制御内容を示すフローチャートである。

（１）ドライバ監視映像の取得
運転が開始されるとドライバカメラ７が起動し、運転者の顔を含む所定の範囲を連続的に撮像してその映像信号を出力する。この状態で運転モード切替制御装置６は、ドライバ監視映像取得制御部６１１の制御の下、先ずステップＳ１１により上記ドライバカメラ７から出力された映像信号のディジタルデータ（ドライバ監視映像データ）を入出力インタフェースユニット６２から取り込み、この取り込んだドライバ監視映像データをステップＳ１２により記憶ユニット６３のドライバ監視映像記憶部６３１に記憶させる。

なお、上記ドライバの撮像は、後述するドライバの状態を判定する時間間隔より短い周期で間欠的に行ってもよい。また、ドライバカメラ７または入出力インタフェースユニット６２において、映像信号を所定の符号化方式に応じて符号化するようにしてもよい。このようにすると、監視映像データの情報量を減らしてドライバ監視映像記憶部６３１の記憶容量を節約することが可能となる。

（２）ドライバ状態の判定
上記ドライバ監視映像データの取得が開始されると運転モード切替制御装置６は、次にドライバ状態判定部６１２の制御の下、ステップＳ１３により一定時間の経過が判定される毎に、ステップＳ１４により上記ドライバ監視映像記憶部６３１からドライバ監視映像データを読み込む。そして、当該読み込んだドライバ監視映像データの各々から、運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する。

例えば、ドライバ監視映像データをもとに、運転者の眼の開眼の状態、まばたきの頻度、或いは眼球運動等を検出し、運転者の覚醒度を認識する。そして、この覚醒度を閾値と比較することで、運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する。

そして、上記手動運転操作の可否の判定結果が得られると、ドライバ状態判定部６１２はステップＳ１５により、上記判定結果を表す情報を、判定タイミングを表す情報、例えばタイムスタンプ情報と関連付けてドライバ状態記憶部６３２に記憶させる。

（３）ドライバカメラ７の故障監視
運転モード切替制御装置６は、続いてドライバカメラ故障監視部６１３の制御の下、ステップＳ１６により、上記ドライバカメラ故障監視部６１３によるドライバ状態の判定タイミングと同一のタイミングで、ドライバカメラ７の動作状態が正常か異常か、つまり故障の有無を判定する。なお、ドライバ状態の判定タイミングとドライバカメラ７の故障の有無の判定タイミングとは、同一のタイミングでなくてもよい。

上記ドライバカメラ７の正常／異常判定は、例えば、ドライバカメラ７から映像信号が出力されているか否か、或いは出力されている映像信号の輝度値が飽和しているか否かを判定することによりなされる。なお、ドライバカメラ７に自己診断機能が設けられている場合には、ドライバカメラ７から出力される自己診断信号をもとに正常／異常を判定するようにしてもよい。

上記ドライバカメラ７の正常／異常の判定結果を表す情報は、その判定タイミングを表す情報、例えばタイムスタンプと関連付けられて、ドライバカメラ判定結果記憶部６３３に記憶される。この記憶された判定結果を表す情報は、過去に遡ってドライバカメラ７が故障する直前のタイミングを正確に特定する場合に使用される。

（４）運転モードの強制切替信号出力制御
運転モード切替制御装置６は、上記ドライバカメラ故障監視部６１３からドライバカメラ７の異常が通知されると、ステップＳ１７により現在設定中の運転モードが「自動運転モード」であるか「手動運転モード」であるかを判定する。そして、現在設定中の運転モードが「自動運転モード」であると判定されると、運転モード強制切替信号出力部６１４の制御の下、ステップＳ２０において運転モードを強制的に切り替えるための強制切替信号の出力制御を以下のように実行する。図４はその制御手順と制御内容を示すフローチャートである。

すなわち、運転モード強制切替信号出力部６１４は、先ずステップＳ２１により、自動運転モードを手動運転モードに強制的に切り替えることを予告するメッセージを生成し出力する。この予告メッセージは、入出力インタフェースユニット６２において音声信号と表示信号に変換されたのち、アラーム発生器９へ出力される。

アラーム発生器９では、上記音声信号がスピーカから音声メッセージとして出力されると共に、表示信号が表示器に表示メッセージとして表示される。従って、運転者は上記各メッセージにより、手動運転モードへの強制的な切り替えが行われようとしていることを認識することができ、これにより手動運転モードに対応できるように準備を始めることができる。
なお、予告メッセージの報知手段としては、他の手段、例えば運転席に設置した振動体を振動させる手段を用いてもよい。

運転モード強制切替信号出力部６１４は、次にステップＳ２２により、上記ドライバカメラ７が故障する直前の運転者の状態を表す判定結果をドライバ状態記憶部６３２から読み込む。なお、このとき、ドライバカメラ判定結果記憶部６３３に記憶された過去の一定期間におけるドライバカメラ７の正常／異常の判定結果を参照することにより、ドライバカメラ７が故障する直前のタイミングを正確に特定することができる。

運転モード強制切替信号出力部６１４は、続いてステップＳ２３により、上記読み込んだドライバカメラ７が故障する直前の運転者の状態を表す判定結果をもとに、運転者が手動運転操作を行える状態になっているか否かを判定する。そして、この判定により手動運転操作を行える状態になっていることが確認されると、ステップＳ２８に移行し、運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替えることを報知するメッセージを生成してアラーム発生器９に向け出力した後、手動運転モードへの強制切替信号を生成し出力する。この強制切替信号は入出力インタフェースユニット６２を介して自動運転制御装置５に供給され、この結果、自動運転制御装置５は自動運転モードを終了し、以後運転者の手動操作に応じた運転制御が行われる。

一方、上記ステップＳ２３において、運転者がまだ手動運転操作を行える状態になっていないと判定されたとする。この場合、運転モード強制切替信号出力部６１４は、ステップＳ２４により自動運転モードを維持した上で、ステップＳ２５によりドライバカメラ７が故障から回復したか否かを判定する。この判定は、ドライバカメラ故障監視部６１３による最新の判定結果をもとに行われる。

なお、このとき、予め設定した複数の判定タイミングにおいて連続して判定結果が「正常」となった場合に、ドライバカメラ７が故障から回復したと判定してもよい。このようにすると、ドライバカメラ７の回復をより正確に判定することができる。

上記ステップＳ２５においてドライバカメラ７の回復が確認されると、運転モード強制切替信号出力部６１４は、運転モード強制切替制御を終了して通常の運転モード切替制御動作に戻る。

なお、ステップＳ２３において、運転者がまだ手動運転操作を行える状態になっていないと判定された後に、ステップＳ２５及びステップＳ２６を実行した後に、ステップＳ２４を実行してもよい。

これに対し、上記ステップＳ２５においてドライバカメラ７の回復が確認できなかったとする。この場合、運転モード強制切替信号出力部６１４は、ステップＳ２６により、トルクセンサ８から出力される操舵トルクの検出信号を入出力インタフェースユニット６２を介して取り込む。そして、ステップＳ２７において、上記取り込んだ操舵トルクの検出信号をもとに、運転者が手動操作による運転を行える状態になったか否かを判定する。例えば、所定値以上のトルクが検出された場合に、運転者が手動による運転操作を行える状態に復帰したと判定する。この判定の結果、まだ手動操作による運転を行える状態になっていなければ、ステップＳ２４に戻って自動運転モードを継続したまま上記ステップＳ２５〜Ｓ２７による処理を繰り返す。なお、このステップＳ２５〜Ｓ２７による処理を繰り返す毎に、手動運転モードへの切替予告メッセージを出力するようにしてもよい。

一方、運転者が手動運転モードに対応する準備ができ、ステアリングホイール４を把持したとする。そうすると、ステップＳ２７において、操舵トルクの検出信号をもとに運転者が手動操作による運転を行える状態になったと判定される。この場合、運転モード強制切替信号出力部６１４はステップＳ２８に移行し、運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替えることを報知するためのメッセージを生成してアラーム発生器９へ出力した後、手動運転モードへの強制切替信号を出力する。この結果、自動運転制御装置５は自動運転モードを終了し、以後運転者の手動操作に応じた運転制御が行われる。

かくして、自動運転モードから手動運転モードへの強制的な切り替えが行われる。なお、以上述べた運転モードの強制切替信号の出力制御の実行結果は、切替タイミングを表す情報と共に、切替制御履歴を表す情報として切替制御履歴記憶部６３４に記憶される。この切替制御履歴を表す情報は、例えば、後にドライバカメラ７の故障を含むシステムの動作状態を追跡調査するための情報として利用される。

（５）運転モード切替禁止制御
運転モード切替制御装置６は、ドライバカメラ故障監視部６１３からドライバカメラ７の異常が通知され、かつステップＳ１７により現在設定中の運転モードが「手動運転モード」であると判定されると、運転モード切替禁止制御部６１５の制御の下、ステップＳ３０において以下のように運転モードの切替禁止制御を実行する。図５はその制御手順と制御内容を示すフローチャートである。

すなわち、運転モード切替禁止制御部６１５は、先ずステップＳ３１により、手動運転モードから自動運転モードへの切り替えを禁止する旨を報知するメッセージを生成し出力する。この報知メッセージは、入出力インタフェースユニット６２において音声信号と表示信号に変換されたのち、アラーム発生器９へ出力される。

アラーム発生器９では、上記音声信号がスピーカから音声メッセージとして出力されると共に、表示信号が表示器に表示メッセージとして表示される。従って、運転者は上記各メッセージにより、自動運転モードへの切り替えが禁止されたことを認識することができる。

ところが、何らかの理由で上記切替禁止メッセージの報知を運転者が認識できず、運転者が自動運転モードへの切替要求を入力したとする。或いは、車両１が自動運転モードによる運転制御が可能な道路区間に進入して自動運転モードへの切替要求が発生したとする。

この場合、運転モード切替禁止制御部６１５は、ステップＳ３２で上記切替要求の入力または発生を検出すると、ステップＳ３３によりドライバカメラ７が故障から回復したか否かを判定する。この判定は、ドライバカメラ故障監視部６１３による最新の判定結果をもとに行われる。なお、この場合も、予め設定した複数の判定タイミングにおいて連続して判定結果が「正常」となった場合に、ドライバカメラ７が故障から回復したと判定するとよい。このようにすると、ドライバカメラ７の回復をより正確に判定することができる。

運転モード切替禁止制御部６１５は、上記ステップＳ３３においてドライバカメラ７の回復が確認されなければ、ステップＳ３４に移行して手動運転モードを維持する。このとき、手動運転モードを維持する旨のメッセージを生成してアラーム発生器９に向け出力する。

一方、上記ステップＳ３３においてドライバカメラ７の回復が確認されたとする。この場合、運転モード切替禁止制御部６１５はステップＳ３５に移行し、自動運転モードへ切り替えることを予告するメッセージを生成してアラーム発生器９に向け出力した後、運転モードを手動運転モードから自動運転モードへ切り替えるための強制切替信号を生成し出力する。この強制切替信号は入出力インタフェースユニット６２を介して自動運転制御装置５に供給される。この結果、自動運転制御装置５は自動運転モードを設定し、以後自動運転制御を開始する。

かくして、ドライバカメラ７が故障した場合には、手動運転モードから自動運転モードへの切り替えが禁止される。なお、この場合も、運転モード切替禁止制御の実行結果は、切替タイミングを表す情報と共に、切替制御履歴を表す情報として切替制御履歴記憶部６３４に記憶される。この切替制御履歴を表す情報は、例えば、後にドライバカメラ７の故障を含むシステムの動作状態を追跡調査するための情報として利用される。

（６）運転モード切替制御の終了
運転モード切替制御装置６は、ステップＳ２０による上記運転モードの強制切替信号の出力制御またはステップＳ３０による運転モード切替禁止処理が終了すると、ステップＳ１８において運転が終了したか否かを判定する。そして、運転制御が継続中であれば、ステップＳ１１に戻って先に述べた一連の制御を繰り返し、一方運転が終了したと判定されると、運転モード切替制御を終了する。
このステップＳ１８における運転の終了判定は、ステップＳ１６においてドライバカメラ７の故障が検出されていない場合にも同様に行われる。

（効果）
以上詳述したようにこの発明の一実施形態では、自動運転モードによる走行制御中にドライバカメラ７が異常であると判定された場合に、運転モード強制切替信号出力部６１４により、上記ドライバカメラ７が異常であると判定された時点の直前のタイミングにおける運転者の状態が手動運転操作を行える状態にあるか否かを判定する。そして、運転者の状態が手動運転操作を行える状態にあると判定された場合に、自動運転モードを手動運転モードに強制的に切り替えるための強制切替信号を出力ようにしている。このため、例えばドライバカメラ７が故障したまま自動運転モードが継続され、手動運転モードへの切り替えが真に必要となった時点、例えば自動運転走行区間の終了地点が近づいた場合に、運転モードの切り替えが行えなくなるといった事態に陥ることを未然に防止することができる。

また、運転者の状態が手動運転操作を行える状態にないと判定された場合には、自動運転モードを維持しつつ、トルクセンサ８の検出信号をもとに運転者が手動運転操作を行える状態に復帰したか否かを判定し、復帰したことが確認された時点で上記強制切替信号を出力するようにしている。このため、運転者の状態が手動運転操作を行えない状態だったとしても、トルクセンサ８の検出信号をもとに運転者が手動運転操作を行える状態に復帰したことを確認した上で、運転モードをいち早く手動運転モードに切り替えることが可能となる。

さらに、自動運転モードを維持しながら運転者が手動運転操作を行える状態に復帰するのを監視している状態で、ドライバカメラ７の動作が正常な状態に回復した場合には、自動運転モードから手動運転モードへの強制切替信号の出力制御を中止するようにしている。このようにすることで、例えばドライバカメラ７からの監視映像信号が一時的に途絶えたり、輝度値が一時的に飽和したような場合には、手動運転モードへの強制切替信号の出力は行われず、自動運転モードを維持することができる。従って、運転者は引き続き自動運転によるメリットを享受することができる。

さらに、ドライバカメラ７の動作が異常であると判定された時点で、自動運転モードから手動運転モードへの強制的な切り替えを予告するメッセージを運転者に報知するようにしている。このため、運転者は手動運転操作を行える状態に円滑に移行することができ、これにより手動運転モードへの強制切り替えを速やかに実施することが可能となる。

さらに、手動運転モードによる運転制御期間中に、ドライバカメラ７の動作が異常であると判定された場合には、当該判定結果が正常に回復するまで手動運転モードから自動運転モードへの切り替えを禁止するようにしている。これにより以下のような効果が奏せられる。すなわち、ドライバカメラ７が故障した状態で自動運転モードに移行すると、その後手動運転モードへの切り替えが必要となったときに、切り替えが行えなくなるか、または切り替えに複雑な確認処理が必要となって切り替えが円滑に行われなくなるおそれがある。しかし、一実施形態のように、ドライバカメラ７の動作が正常に回復するまで手動運転モードから自動運転モードへの切り替えを禁止するようにすれば、上記したような不具合の発生を未然に防止することができる。

［他の実施形態］
前記一実施形態では、運転者の状態を判定するための第１の手段として、ドライバカメラ７により得られる運転者の顔を含む映像信号を用いる場合を例にとって説明した。しかし、それに限らず、生体センサにより得られる生体信号、例えば脈波センサまたは心拍センサにより検出される運転者の脈波信号または心拍信号や、圧力センサにより検出される横隔膜の上下動を表す信号をもとに、運転者の状態を判定するようにしてもよい。

また前記一実施形態では、運転者の状態を判定するための第２の手段として、トルクセンサ８により検出される運転者の操舵操作の操舵トルクを用いる場合を例に説明した。しかしそれに限らず、ステアリングホイール４に設けられた押しボタンやタッチパネルに設けられたソフトボタン等のように、運転者が手動による運転操作が可能になったことを入力することが可能な操作入力手段を用いて、運転者の状態を判定するようにしてもよい。その他、アクセルペダルの操作等を用いることも可能である。

さらに前記一実施形態では、運転者の状態を一定の時間間隔で判定しその判定結果を判定タイミングを表す情報と対応付けてドライバ状態記憶部６３２に記憶するようにした。しかしそれに限らず、運転モード強制切替信号の出力制御の過程において、ドライバカメラ７の故障発生直前の判定タイミングに対応するドライバ監視映像データをドライバ監視映像記憶部６３１から読み込み、当該ドライバ監視映像データから運転者の状態を判定するようにしてもよい。

その他、車両の種類、自動運転制御装置の機能、運転モード切替制御装置の制御機能と制御手順および制御内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られるものではない。
（付記１）
車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切替制御する運転モード切替制御装置であって、ハードウェアプロセッサと、メモリとを有し、
前記メモリは、
運転者の状態を表す第１のセンシングデータを記憶する記憶部を有し、
前記ハードウェアプロセッサは、
前記第１の監視センサから、前記運転者の状態を表す第１のセンシングデータを取得して前記記憶部に記憶し、
前記第１の監視センサの動作が正常であるか異常であるかを任意の時間間隔で判定し、
前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合に、その判定時点より過去の所定期間内における前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータをもとに判定し、
前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあると判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための制御を行う運転モード切替制御装置。

（付記２）
車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切替制御する装置が実行する運転モード切替制御方法であって、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、運転者の状態を監視するための第１の監視センサから、前記運転者の状態を表す第１のセンシングデータを取得して前記少なくとも１つのメモリに記憶する第１の取得過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記第１の監視センサの動作が正常であるか異常であるかを任意の時間間隔で判定する正常／異常判定過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記自動運転モードによる運転制御期間中に、前記正常／異常判定過程による判定結果と、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータとに基づいて、前記自動運転モードを前記手動運転モードに強制的に切り替える制御を行う運転モード強制切替信号出力過程と
を具備し、
前記運転モード強制切替信号出力過程は、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記正常／異常判定過程により前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合に、その判定時点より過去の所定期間内における前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータをもとに判定する第１の判定過程と、
前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記第１の判定過程により、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあると判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための信号を出力する第１の切替信号出力過程と
を備える運転モード切替制御方法。

１…車両、２…パワーユニット、３…操舵装置、４…ステアリングホイール、５…自動運転制御装置、６…運転モード切替制御装置、７…ドライバカメラ、８…トルクセンサ、９…アラーム発生器、１１…ステアリングセンサ、１２…アクセルペダルセンサ、１３…ブレーキペダルセンサ、１４…ＧＰＳ受信機、１５…ジャイロセンサ、１６…車速センサ、６１…制御ユニット、６２…入出力インタフェースユニット、６３…記憶ユニット、６１１…ドライバ監視映像取得制御部、６１２…ドライバ状態判定部、６１３…ドライバカメラ故障監視部、６１４…運転モード強制切替信号出力部、６１５…運転モード切替禁止制御部、６３１…ドライバ監視映像記憶部、６３２…ドライバ状態記憶部、６３３…ドライバカメラ判定結果記憶部、６３４…切替制御履歴記憶部。

Claims (8)

1. 車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切替制御する運転モード切替制御装置であって、
   運転者の状態を監視するための第１の監視センサから、前記運転者の状態を表す第１のセンシングデータを取得して記憶部に記憶する第１の取得部と、
   前記第１の監視センサの動作が正常であるか異常であるかを任意の時間間隔で判定する正常／異常判定部と、
   前記自動運転モードによる運転制御期間中に、前記正常／異常判定部による判定結果と、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータとに基づいて、前記自動運転モードを前記手動運転モードに強制的に切り替える信号を出力する運転モード強制切替信号出力部と
   を具備し、
   前記運転モード強制切替信号出力部は、
   前記正常／異常判定部により前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合に、その判定時点より過去の所定期間内における前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータをもとに判定する第１の判定部と、
   前記第１の判定部により、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあると判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための信号を出力する第１の切替信号出力部と
   を備える運転モード切替制御装置。
2. 前記運転者の状態を監視するための、前記第１の監視センサとは別の第２の監視センサから、前記運転者の状態を表す第２のセンシングデータを取得する第２の取得部を、さらに具備し、
   前記運転モード強制切替信号出力部は、
   前記第１の判定部により、前記前記運転者が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にないと判定された場合に、前記自動運転モードを維持すると共に、前記運転者が手動運転モードによる運転操作を行える状態に復帰したか否かを、前記第２のセンシングデータをもとに判定する第２の判定部と、
   前記第２の判定部により、前記運転者が手動運転モードによる運転操作を行える状態に復帰したと判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための信号を出力する第２の切替信号出力部と
   を、さらに備える請求項１に記載の運転モード切替制御装置。
3. 前記運転モード強制切替信号出力部は、
   前記第２の判定部により前記自動運転モードが維持されている状態で、前記第１の監視センサの動作が正常な状態に回復したか否かを判定し、正常な状態に回復したと判定した場合には前記第２の判定部および前記第２の切替信号出力部による動作を終了する動作終了部を、さらに備える請求項２に記載の運転モード切替制御装置。
4. 前記運転モード強制切替信号出力部は、
   前記自動運転モードから手動運転モードへの強制的な切り替えを予告するためのメッセージ情報を前記運転者に報知する報知部を、さらに備える請求項１乃至３のいずれかに記載の運転モード切替制御装置。
5. 前記手動運転モードによる運転制御期間中に、前記正常／異常判定部により前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合には、前記正常／異常判定部による判定結果が正常になるまで、前記手動運転モードから前記自動運転モードへの切り替えを禁止する運転モード切替禁止制御部を、さらに具備する請求項１乃至４のいずれかに記載の運転モード切替制御装置。
6. 車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切替制御する装置が実行する運転モード切替制御方法であって、
   前記装置が、運転者の状態を監視するための第１の監視センサから、前記運転者の状態を表す第１のセンシングデータを取得して記憶部に記憶する第１の取得過程と、
   前記装置が、前記第１の監視センサの動作が正常であるか異常であるかを任意の時間間隔で判定する正常／異常判定過程と、
   前記装置が、前記自動運転モードによる運転制御期間中に、前記正常／異常判定過程により前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに強制的に切り替える信号を出力する運転モード強制切替信号出力過程と
   を具備し、
   前記運転モード強制切替信号出力過程は、
   前記第１の監視センサの動作が異常であると判定された時点より過去の所定期間内における前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを、前記記憶部に記憶された第１のセンシングデータをもとに判定する第１の判定過程と、
   前記第１の判定過程により、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあると判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための信号を出力する第１の切替信号出力過程と
   を備える運転モード切替制御方法。
7. 前記運転者の状態を監視するための、前記第１の監視センサとは別の第２の監視センサから、前記運転者の状態を表す第２のセンシングデータを取得する第２の取得過程を、さらに具備し、
   前記運転モード強制切替信号出力過程は、
   前記第１の判定過程により、前記前記運転者が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にないと判定された場合に、前記自動運転モードを維持すると共に、前記運転者が手動運転モードによる運転操作を行える状態に復帰したか否かを、前記第２のセンシングデータをもとに判定する第２の判定過程と、
   前記第２の判定過程により、前記運転者が手動運転モードによる運転操作を行える状態に復帰したと判定された場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替えるための信号を出力する第２の切替信号出力過程と
   を、さらに備える請求項６に記載の運転モード切替制御方法。
8. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の運転モード切替制御装置が備える前記各部としてコンピュータを機能させるプログラム。