JP2020166659A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者が適切に運転操作を実施できない状況にあるときに、車両をより確実に停止させる。【解決手段】車両制御システム１であって、車両Ｓの操舵、加速、及び減速を行う制御装置１５と、運転者を監視する乗員監視装置１１と、車外の情報を取得する外界認識装置６と、地図情報を保持する地図装置９とを有し、制御装置は、所定の条件が満たされたときに、車両を所定の停車領域内に停止させる停車処理を実行し、制御装置は停車処理において、制御装置は車外の情報及び地図情報に基づいて、停車処理の開始位置から停車領域に到達するまでの積算リスクと、停車領域内での停止に伴う停車リスクとを算出し、停車リスクが積算リスク以下であるときには車両を停車領域に停車させ、停車リスクが積算リスクより大きいときには、新たな停車領域に到達するまで車両を自動走行させる。【選択図】 図５

Description

本開示は、自動運転を実行する車両制御システムに関する。

車両の走行を支援する走行支援装置であって、運転者が運転操作を行えない状況に陥ったときに、車両を安全性の高い退避先へ退避させるものが公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１の走行支援装置では退避開始時に、車両の進行先となり得る複数の地点を選定する。その後、各地点に対して停車する場合のリスクと通過する場合のリスクとを算出し、それらのリスクに基づいて退避目的地を決定する。退避目的地の決定後に車両は退避目的地に移動して停止する。

特開２０１５−２２８０９０号公報

特許文献１の走行支援装置では退避開始時に退避目的地が設定される。そのため、停車を実行するときの周辺車両の配置や退避目的地の状況等によって、車両を退避目的地に停止させることができない虞がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、運転者が適切に運転操作を実施できない状況にあるときに、車両をより確実に停止させることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、車両制御システム（１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１）であって、車両（Ｓ）の操舵、加速、及び減速を行う制御装置（１５）と、運転者を監視する乗員監視装置（１１）と、車外の情報を取得する外界認識装置（６）と、地図情報を保持する地図装置（９）とを有し、前記制御装置は、前記車両の走行中に前記制御装置又は前記運転者による前記車両の走行の継続が困難である所定の条件が満たされたときに、前記車両を所定の停車領域内に停止させる停車処理を実行し、前記制御装置は前記停車処理において、前記制御装置は前記車外の情報及び前記地図情報に基づいて、前記停車処理の開始位置から前記停車領域に到達するまでの積算リスクと、前記停車領域内での停止に伴う停車リスクとを算出し、前記停車リスクが前記積算リスク以下であるときには前記車両を前記停車領域に停車させ、前記停車リスクが前記積算リスクより大きいときには、新たな前記停車領域に到達するまで前記車両を自動走行させることを特徴とする。

この構成によれば、停車領域に到達するまでの積算リスクと、停止に伴うリスクとに基づいて、車両を安全に停止させることができるかが判定される。車両を停車領域に停止することができない場合には、別の停車領域に車両が自動走行する。移動先の停車領域において再度車両を停止させることができるかが判定され、停止することができない場合には、更に別の停車領域に車両が自動走行する。これにより、車両をより安全に且つ、確実に停止することができる。

上記の態様において、前記制御装置は、前記外界認識装置からの情報に基づいて前走車を検出したときには、２つの前記停車領域間において、前記車両を前記前走車に追随させるとよい。

この構成によれば、より安全に車両を停車領域の間で移動させることができる。

上記の態様において、前記積算リスクは走行距離又は走行時間に対して単調増加であるとよい。

この構成によれば、走行距離又は走行時間が長くなるにつれて、積算リスクが増大する。これにより、車両が走行を続けることが防止され、車両をより迅速に停止させることができる。

上記の態様において、前記外界認識装置は前記車両が走行する道路の道路標示を撮像可能であり、前記制御装置は前記外界認識装置によって撮像された画像の明度が小さくなるにつれて、前記積算リスクを増加させるとよい。

外界認識装置によって撮像された画像の明度が所定値以下となると、道路標示が検出できなくなる可能性が高くなるため、積算リスクが増大する。この構成によれば、道路標示が検出できなくなる可能性が高ければ高いほど、車両が走行を続けることが防止される。よって、道路標示が検出できなくなる可能性が高い場合であっても、車両を安全に停止することができる。

上記の態様において、前記制御装置は前記停車処理が実行された時刻が夜間に対応している場合には、昼間に対応している場合に比べて、前記積算リスクの単位距離当たりの増加率を増加させるとよい。

この構成によれば、車両の走行に伴う危険が伴う夜間において、停車リスクが高く評価されるため、車両を安全に停止することができる。

上記の態様において、前記制御装置は前記停車処理が実行されたときの天候が雨天の場合には、晴天の場合に比べて、前記積算リスクの単位距離当たりの増加率を増加させるとよい。

この構成によれば、雨天等の外界が暗い天候時において、晴天の場合に比べて停車リスクが高く評価されるため、車両を安全に停止することができる。

上記の態様において、前記乗員監視装置は同乗者の有無を監視可能であり、前記制御装置は前記乗員監視装置によって前記同乗者が有りと判定されたときには、前記同乗者がない場合に比べて、前記積算リスクの単位距離当たりの増加率を増加させるとよい。

この構成によれば、同乗者がいるときには、車両をより迅速に停止することができる。これにより、運転の交代をより迅速に行うことができる。

上記の態様において、前記外界認識装置は前記車両の後方を走行する後続車の有無を検知可能であり、前記制御装置は前記停車領域内で前記車両を停止させるときに前記後続車を検知した場合には、前記後続車を検知しない場合に比べて、前記停車リスクを大きく算出するとよい。

この構成によれば、後続車が検知されたときに、検知されない場合に比べて、停車リスクが大きく算出される。これにより、車両の後方に後続車が検知された場合に、車両が停止されにくくなり、車両の安全性が高められる。

上記の態様において、前記外界認識装置は前記車両の後方を走行する前記後続車と前記車両との距離を検出可能であり、前記制御装置は前記停車領域内で前記車両を停止させるときに前記後続車の間の距離が所定値以下の場合には、前記後続車の間の距離が所定値以上の場合に比べて、前記停車リスクを大きく算出するとよい。

この構成によれば、後続車との車間距離が短く衝突する危険性が高いときに、停車リスクが高く評価される。これにより、後続車との車間距離が短く停車時の後続車との衝突の可能性が高いときに、車両が停止されることが防止できる。

上記の態様において、前記制御装置は前記車両が前記停車領域内に到達したときに、前記車両が追越車線を走行している場合には、前記追越車線を走行していない場合に比べて、前記停車リスクを大きく算出するとよい。

停車領域内に到達したとき追越車線を走行している場合には、車両を停止させるまでに車線変更等を行う必要がある。この構成によれば、停車領域内に到達したとき追越車線を走行している場合には、走行車線を走行している場合に比べて停車リスクが大きく算出される。よって、車両がリスクの高い車線変更等を行って停止することなく、新たな停車領域に移動し易くなる。これにより、車両をより安全に停止させることができる。

上記の態様において、前記制御装置は走行車線が限定される領域内に前記停車領域が位置している場合には、前記走行車線が限定される領域外に位置している場合に比べて、対応する前記停車リスクを大きく算出するとよい。

走行車線が限定される領域では周辺車両が車線変更することが想定される。この構成によれば、停車領域が走行車線が限定される領域内に位置しているときに、領域外に位置する場合に比べて、停車リスクが大きく算出される。これにより、走行車線が限定されることによって、車両が集中する領域外に車両を停止させることができる。よって、周辺車両の交通を阻害することが防止されると共に、車両をより安全に停止させることができる。

上記の態様において、前記制御装置は前記地図情報に基づいて、前記停車領域において停車させるときの前記停車リスクを算出するとよい。

この構成によれば、停止後の車両周辺の道路の形状に基づいて停車に伴うリスクをより容易に評価することができる。

上記の態様において、前記地図装置は前記車両の位置からの前記停車領域までの経路を算出可能であり、前記制御装置は前記地図装置によって算出された前記経路、及び前記地図情報に基づいて、前記経路上に狭あい道路があると判定したときには、前記積算リスクを増加させるとよい。

この構成によれば、経路上に狭あい道路があるときに積算リスクが高められる。これにより、狭あい道路上に複数の停車領域がある場合に、車両をより迅速に停止させることができる。

上記の態様において、前記地図装置は前記車両の位置からの前記停車領域までの経路を算出可能であり、前記地図情報は過去の所定期間内の各地点における周辺車両の車線変更の回数を含み、前記制御装置は前記地図情報に基づいて、前記停車処理の開始位置から前記停車領域に到達するまでの経路上の各地点における前記周辺車両の車線変更の回数の総和を算出し、前記総和が大きくなるにつれて、前記積算リスクを大きく算出するとよい。

この構成によれば、停車処理の開始位置から停車領域に到達するまでの経路における周辺車両の車線変更の回数の総和が大きくなると、積算リスクが大きくなる。よって、積算リスクに周辺車両の車線変更のリスクを含めることができる。これにより、周辺車両の車線変更が行われ易い経路が選択され難くなり、車両をより安全に停止させることができる。

以上の構成によれば、運転者が適切に運転操作を実施できない状況にあるときに、車両をより確実に停止させることができる。

車両制御システムが搭載される車両の機能構成図 停車処理のフローチャート 停車領域決定処理のフローチャート 停車位置決定処理のフローチャート 昼間且つ晴天の場合に運転者のみが乗車した車両において、停車処理が行われたときの（Ａ）車両の移動を説明するための説明図、及び（Ｂ）開始位置及び各停車領域の間の距離、各停車領域に対する積算リスク、各停車領域内の停車位置における停車閾値及び停車リスクを示す表 夜間且つ雨天の場合に運転者のみが乗車した車両において、停車処理が行われたときの（Ａ）車両の移動を説明するための説明図、及び（Ｂ）開始位置及び各停車領域の間の距離、各停車領域に対する積算リスク、各停車領域内の停車位置における停車閾値及び停車リスクを示す表

以下、図面を参照して、本発明に係る車両制御システムの実施形態について説明する。以下では、本発明に係る車両制御システムを、左側走行を採用する国又は地域において走行している車両を制御するシステムに適用した例について説明を行う。

図１に示すように、車両制御システム１は、車両に搭載された車両システム２に含まれている。車両システム２は、推進装置３、ブレーキ装置４、ステアリング装置５、外界認識装置６、車両センサ７、通信装置８、ナビゲーション装置９（地図装置）、運転操作装置１０、乗員監視装置１１、ＨＭＩ１２（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、自動運転レベル切替スイッチ１３、車外報知装置１４、及び制御装置１５を有している。車両システム２の各構成は、ＣＡＮ１６（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信手段によって信号伝達可能に互いに接続されている。

推進装置３は車両に駆動力を付与する装置であり、例えば動力源及び変速機を含む。動力源はガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関及び電動機の少なくとも一方を有する。ブレーキ装置４は車両に制動力を付与する装置であり、例えばブレーキロータにパッドを押し付けるブレーキキャリパと、ブレーキキャリパに油圧を供給する電動シリンダとを含む。ブレーキ装置４はワイヤケーブルによって車輪の回転を規制するパーキングブレーキ装置を含んでもよい。ステアリング装置５は車輪の舵角を変えるための装置であり、例えば車輪を転舵するラックアンドピニオン機構と、ラックアンドピニオン機構を駆動する電動モータとを有する。推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５は、制御装置１５によって制御される。

外界認識装置６は車外の物体等を検出する装置である。外界認識装置６は、車両の周辺からの電磁波や光を捉えて車外の物体等を検出するセンサ、例えば、レーダ１７、ライダ１８（ＬＩＤＡＲ）、及び車外カメラ１９を含む。外界認識装置６は、その他、車外からの信号を受信して、車外の物体等を検出する装置であってもよい。外界認識装置６は検出結果を制御装置１５に出力する。

レーダ１７はミリ波等の電波を車両の周囲に発射し、その反射波を捉えることにより、物体の位置（距離及び方向）を検出する。レーダ１７は車両の任意の箇所に少なくとも１つ取り付けられている。レーダ１７は、少なくとも車両の前方に向けて電波を照射する前方レーダ、車両の後方に向けて電波を照射する後方レーダ、車両の側方に向けて電波を照射する左右一対の側方レーダを含むことが好ましい。

ライダ１８は赤外線等の光を車両の周囲に照射し、その反射光を捉えることにより、物体の位置（距離及び方向）を検出する。ライダ１８は車両の任意の箇所に少なくとも１つ設けられている。

車外カメラ１９は車両の周囲に存在する物体（例えば、周辺車両や歩行者）や、ガードレール、縁石、壁、中央分離帯、道路の形状や道路に描かれた道路標示等を含む車両の周囲を撮像する。車外カメラ１９は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラであってよい。車外カメラ１９は、車両の任意の箇所に少なくとも１つ設けられる。車外カメラ１９は少なくとも車両の前方を撮像する前方カメラを含み、更に車両の後方を撮像する後方カメラ及び車両の左右側方を撮像する一対の側方カメラを含んでいるとよい。車外カメラ１９は、例えばステレオカメラであってもよい。

車両センサ７は、車両の速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両の向きを検出する方位センサ等を含む。ヨーレートセンサは、例えばジャイロセンサである。

通信装置８は制御装置１５及びナビゲーション装置９と車外に位置する周辺車両やサーバとの間の通信を媒介する。制御装置１５は通信装置８を介して周辺車両との間で無線通信を行うことができる。また、制御装置１５は通信装置８を介して、交通規制情報の提供を行うサーバと通信を行うことができる。更に、制御装置１５は通信装置８を介して車両の外部に存在する人が所持する携帯端末との通信することができる。また、制御装置１５は通信装置８を介して車両からの緊急通報を受け付ける緊急通報センタとの通信することができる。

ナビゲーション装置９は車両の現在位置を取得し、目的地への経路案内等を行う装置であり、ＧＮＳＳ受信部２１、地図記憶部２２、ナビインタフェース２３、経路決定部２４を有する。ＧＮＳＳ受信部２１は人工衛星（測位衛星）から受信した信号に基づいて車両の位置（緯度や経度）を特定する。地図記憶部２２は、フラッシュメモリやハードディスク等の公知の記憶装置によって構成され、地図情報を記憶している。ナビインタフェース２３は乗員からの目的地などの入力を受け付けると共に、乗員に表示や音声によって各種情報を提示する。ナビインタフェース２３は例えばタッチパネルディスプレイや、スピーカ等を含むとよい。他の実施形態では、ＧＮＳＳ受信部２１は通信装置８の一部として構成されていてもよい。また、地図記憶部２２は制御装置１５の一部として構成されてもよく、通信装置８を介して通信可能なサーバ装置の一部として構成されてもよい。

地図情報は、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別、道路の車線数、各車線の中央位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、道路区画線や車線の境界等の道路標示の形状、歩道や縁石、さく等の有無、交差点の位置、車線の合流及び分岐ポイントの位置、非常駐車帯の領域、各車線の幅員、道路に設けられた標識等の道路情報を含む。また、地図情報は、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等を含んでもよい。

経路決定部２４は、ＧＮＳＳ受信部２１により特定された車両の位置と、ナビインタフェース２３から入力された目的地と、地図情報とに基づいて目的地までの経路を決定する。また、経路決定部２４は、経路を決定するときに、地図情報の車線の合流及び分岐ポイントの位置を参照して、車両が走行すべき車線である目標車線も含めて決定するとよい。

運転操作装置１０は、運転者が車両を制御するために行う入力操作を受け付ける。運転操作装置１０は、例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル、及びブレーキペダルを含む。また、運転操作装置１０は、シフトレバーやパーキングブレーキレバー等を含んでもよい。各運転操作装置１０には、操作量を検出するセンサが取り付けられている。運転操作装置１０は操作量を示す信号を制御装置１５に出力する。

乗員監視装置１１は車室内の乗員の状態を監視する。乗員監視装置１１は例えば、車室内のシートに着座する乗員を撮像する室内カメラ２６、及びステアリングホイールに設けられた把持センサ２７を有する。室内カメラ２６は例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。把持センサ２７は運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検出し、把持の有無を検出信号として出力するセンサである。把持センサ２７は例えば、ステアリングホイールに設けられた静電容量センサや圧電素子によって形成されているとよい。乗員監視装置１１はステアリングホイール又はシートに設けられた心拍センサやシートに設けられた着座センサを含んでもよい。乗員監視装置１１はその他、乗員に着用され、着用した乗員の心拍数及び血圧の少なくとも一方を含むバイタル情報を検出可能なウェアラブルデバイスであってもよい。このとき、乗員監視装置１１は公知の無線による通信手段によって、制御装置１５と通信可能に構成されているとよい。乗員監視装置１１は撮像された画像及び検出信号を制御装置１５に出力する。

車外報知装置１４は車外に音や光によって報知する装置であり、例えば、警告灯やホーンを含む。前照灯（フロントライト）や尾灯（テールライト）、ブレーキランプ、ハザードランプ、車内灯が警告灯として機能してもよい。

ＨＭＩ１２は、乗員に対して表示や音声によって各種情報を報知すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ１２は、例えば、液晶や有機ＥＬを含むタッチパネルや表示灯等の表示装置３１、ブザーやスピーカ等の音発生装置３２、及びタッチパネル上のＧＵＩスイッチや機械スイッチ等の入力インタフェース３３の少なくとも１つを含む。ナビインタフェース２３がＨＭＩ１２として機能するように構成されていてもよい。

自動運転レベル切替スイッチ１３は、自動運転の実行開始の指示を乗員から受け付けるスイッチである。自動運転レベル切替スイッチ１３は機械スイッチやタッチパネル上に表示されるＧＵＩスイッチであってよく、車室内の適所に配置される。自動運転レベル切替スイッチ１３は、ＨＭＩ１２の入力インタフェース３３によって構成されてもよく、ナビインタフェース２３によって構成されていてもよい。

制御装置１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から構成される電子制御装置（ＥＣＵ）である。制御装置１５はＣＰＵでプログラムに沿った演算処理を実行することで、各種の車両制御を実行する。制御装置１５は１つのハードウェアとして構成されていてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されていてもよい。また、制御装置１５の各機能部の少なくとも一部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されてもよく、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

制御装置１５は各種の車両制御を組み合わせて、少なくともレベル０〜レベル３の自動運転制御（以下、自動運転）を行う。レベルはＳＡＥ Ｊ３０１６の定義に基づくものであって、運転者の運転操作及び車両周辺監視への介入の度合いに関連して定められている。

レベル０の自動運転では制御装置１５は車両の制御を行わず、運転者が全ての運転操作を行う。すなわち、レベル０の自動運転はいわゆる手動運転を意味する。

レベル１の自動運転では制御装置１５は一部の運転操作を行い、運転者が残りの運転操作を行う。例えば、レベル１の自動運転には定速走行及び車間距離制御（ＡＣＣ；Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）や車線維持支援制御（ＬＫＡＳ；Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）が含まれる。レベル１の自動運転は、レベル１の自動運転の実行に要する各種装置（例えば、外界認識装置６や車両センサ７）に異常がないという条件を満たすときに実行される。

レベル２の自動運転では制御装置１５が全ての運転操作を行う。レベル２の自動運転は、運転者が車両周辺監視を行い、車両が予め定められた領域内にあり、且つ、レベル２の自動運転の実行に要する各種装置に異常がないという条件を満たすときに実行される。

レベル３の自動運転では制御装置１５が全ての運転操作を行う。レベル３の自動運転は、運転者が必要に応じて車両周辺監視を行うことのできる姿勢であり、車両が予め定められた領域内にあり、且つ、レベル３の自動運転の実行に要する各種装置に異常がないという条件を満たすときに実行される。レベル３の自動運転が実行される条件には、例えば、車両が渋滞中の道路を走行しているときが含まれている。車両が渋滞中の道路上を走行しているか否かは車外のサーバから提供される交通規制情報に基づいて判定されてもよく、また、車速センサによって取得される車速が所定の時間に渡って、所定の徐行判定値（例えば、３０ｋｍ／ｈ）以下であることに基づいて判定されてもよい。

このように、レベル１〜レベル３の自動運転では、制御装置１５が操舵、加速、減速、及び周辺監視の少なくとも１つを実行する。制御装置１５は自動運転モードにあるときに、レベル１〜レベル３の自動運転を実行する。以下では、必要に応じて、操舵、加速及び減速を運転操作と記載し、運転操作及び周辺監視を運転と記載する。

本実施形態では、自動運転レベル切替スイッチ１３において、制御装置１５は自動運転の実行指示を受け付けると、外界認識装置６の検出結果、及びナビゲーション装置９によって取得された車両の位置に基づいて、車両の走行する環境に応じたレベルの自動運転を選択し、レベルの変更を行う。但し、制御装置１５は、自動運転レベル切替スイッチ１３への入力に応じて、レベルの変更を行ってもよい。

図１に示すように、制御装置１５は自動運転制御部３５、異常状態判定部３６、状態管理部３７、走行制御部３８、及び記憶部３９を有する。

自動運転制御部３５は、外界認識部４０、自車位置認識部４１、及び行動計画部４２を含む。外界認識部４０は、外界認識装置６の検出結果に基づいて、車両の周辺に位置する障害物や、道路の形状、歩道の有無、道路標示を認識する。障害物は、例えば、ガードレールや電柱、周辺車両、歩行者等の人物を含む。外界認識部４０は外界認識装置６の検出結果から、周辺車両の位置、速度及び加速度等の状態を取得することができる。周辺車両の位置は、周辺車両の重心位置やコーナー位置等の代表点、又は周辺車両の輪郭で表現された領域として認識されるとよい。

自車位置認識部４１は、車両が走行している車線である走行車線、及び走行車線に対する車両の相対位置及び角度を認識する。自車位置認識部４１は、例えば、地図記憶部２２が保持する地図情報とＧＮＳＳ受信部２１が取得する車両の位置とに基づいて、走行車線を認識するとよい。また、路面に描かれた車両の周辺の区画線を地図情報から抽出し、車外カメラ１９によって撮像された区画線の形状と比較して、走行車線に対する車両の相対位置、及び角度を認識するとよい。

行動計画部４２は、経路に沿って車両を走行させるための行動計画を順次作成する。より具体的には、行動計画部４２はまず車両が障害物と接触することなく、経路決定部２４により決定された目標車線を走行するためのイベントを決定する。イベントには定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、乗員によって設定された設定速度又は車両の走行する環境に基づいて定められる速度以下の速度で、同じ走行車線を走行する前走車両に追従する追従イベント、車両の走行車線を変更する車線変更イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、道路の合流地点で車両を合流させる合流イベント、道路の分岐地点で車両を目的の方向に走行させる分岐イベント、自動運転を終了して手動運転にする自動運転終了イベント、及び、車両の走行中に制御装置１５又は運転者による運転の継続が困難であることを示す所定の条件が満たされたときに車両を停止する停車イベントが含まれる。

行動計画部４２が停車イベントを決定する条件には、自動運転での走行中に、運転者に対する運転への介入要求（ハンドオーバ要求）に応じた運転者からの室内カメラ２６、把持センサ２７、又は自動運転レベル切替スイッチ１３への入力が検出されない場合が含まれる。介入要求とは、運転者に運転権限の一部が委譲されることを通知して、委譲される運転権限に対応する運転操作及び車両周辺監視の少なくとも一方の実行を運転者に要求する警告である。行動計画部４２が停車イベントを決定する条件には、車両の走行中に、運転者が担うべき運転権限に対応する運転操作及び車両周辺監視を実行していないと行動計画部４２が判定した場合が含まれているとよい。また、行動計画部４２が停車イベントを決定する条件には、車両の走行中に、行動計画部４２が、例えば心拍センサや室内カメラ２６からの信号に基づいて、運転者が心拍停止状態などの運転操作を実行することができない異常にあると判定した場合が含まれているとよい。

行動計画部４２は、これらのイベントの実行中に、車両の周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄等）に基づいて、障害物等を回避するための回避イベントを決定してもよい。

行動計画部４２は、更に決定したイベントに基づいて、車両が将来走行すべき目標軌道を生成する。目標軌道は、車両が各時刻において到達すべき地点である軌道点を順に並べたものである。行動計画部４２は、イベントごとに設定された目標速度、及び目標加速度に基づいて目標軌道を生成するとよい。このとき、目標速度及び目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

走行制御部３８は、行動計画部４２によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両が通過するように、推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５を制御する。

記憶部３９はＲＯＭやＲＡＭ等によって構成され、自動運転制御部３５、異常状態判定部３６、状態管理部３７、及び走行制御部３８の処理に要する情報が記憶される。

異常状態判定部３６は、車両状態判定部５１と、乗員状態判定部５２とを含む。車両状態判定部５１は、実行中のレベルの自動運転に影響を与える各種装置（例えば、外界認識装置６や車両センサ７）の信号を解析し、各種装置に実行中の自動運転の維持に困難な異常が発生したか否かを判定する。

乗員状態判定部５２は、乗員監視装置１１からの信号に基づいて、運転者の状態が異常状態にあるか否かを判定する。異常状態とは、レベル１以下の運転者が操舵を行う義務がある自動運転においては、運転者が操舵を行うことが困難である状態を含む。運転者が操舵を行うことが困難な状態とは、具体的には運転者が寝ている状態、運転者が病気や怪我により動けない状態又は意識不明な状態、運転者が心停止している状態等を含む。乗員状態判定部５２は、レベル１以下の運転者が操舵を行う義務がある自動運転において、把持センサ２７への乗員からの入力がないときに、運転者の状態が異常状態にあると判定してもよい。また、乗員状態判定部５２は抽出された顔画像から運転者のまぶたの開閉状態を判定する。乗員状態判定部５２は運転者のまぶたが閉じられた状態が所定時間継続している場合や単位時間当たりのまぶたが閉じられる回数が所定の閾値以上である場合には、運転者が寝ている、強い眠気を感じている、意識不明である、又は心停止状態にあるとして、運転者が運転操作を行うことが困難な状態であり、運転者の状態が異常状態であると判定してもよい。乗員状態判定部５２は更に撮像された画像から運転者の姿勢を取得し、運転者の姿勢が運転操作に適さず、且つ、姿勢が変化しない状態が所定時間に渡って維持されているときには運転者が病気や怪我により動けない状態であり、運転者の状態が異常状態であると判定してもよい。

また、周辺監視義務があるレベルの自動運転、すなわち、レベル２以下の自動運転においては、異常状態とは、運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態を含む。運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態とは、運転者がステアリングホイールを把持していない状態、又は運転者の視線が車両の前方を向いていない状態のいずれか１つを含む。乗員状態判定部５２は、例えば、把持センサ２７からの信号に基づいて、運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検出し、運転者がステアリングホイールを把持していない場合に運転者が車両周辺監視の義務を怠っている異常状態であると判定する。また、乗員状態判定部５２は、室内カメラ２６によって撮像された画像に基づいて、運転者の状態が異常状態にあるか否かを判定する。例えば、乗員状態判定部５２は撮像された画像から公知の画像解析手段を用いて運転者の顔領域を抽出する。乗員状態判定部５２は更に、抽出された顔領域から目頭、目尻、及び瞳孔を含む虹彩部分（以下、黒目）を抽出する。乗員状態判定部５２は抽出された目頭、目尻、及び黒目の位置や、黒目の輪郭形状等に基づいて、運転者の視線方向を取得し、運転者の視線が車両の前方を向いていないときに運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態にあると判定する。

また、周辺監視義務がないレベルの自動運転、すなわち、レベル３の自動運転においては、異常状態とは、運転者に対して、運転交代要求が発生した際に、速やかに運転交代ができない状態を意味する。運転交代ができない状態とはシステム監視ができない状態を含み、システム監視ができない状況とは、運転者が警報表示を行う画面表示等を監視することができない状況であり、運転者が寝ている状況、及び後方を見ているという状況を含む。本実施形態では、レベル３の自動運転においては、異常状態には、運転者が車両周辺監視を行うように報知された場合に、車両周辺監視の義務を果たすことができない状態が含まれる。本実施形態では、乗員状態判定部５２はＨＭＩ１２の表示装置３１に所定の画面を表示させ、運転者に表示装置３１を見るように指示を行う。その後、乗員状態判定部５２は室内カメラ２６によって運転者の視線を検知し、運転者の視線がＨＭＩ１２の表示装置３１に向かっていないと判定したときに、車両周辺監視の義務を果たすことができない状態にあると判定する。

乗員状態判定部５２は、例えば、把持センサ２７からの信号に基づいて、運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検出し、運転者がステアリングホイールを把持していない場合に運転者が車両周辺監視の義務を怠っている異常状態であると判定する。また、乗員状態判定部５２は、室内カメラ２６によって撮像された画像に基づいて、運転者の状態が異常状態にあるか否かを判定する。例えば、乗員状態判定部５２は撮像された画像から公知の画像解析手段を用いて運転者の顔領域を抽出する。乗員状態判定部５２は更に、抽出された顔領域から目頭、目尻、及び瞳孔を含む虹彩部分（以下、黒目）を抽出する。乗員状態判定部５２は抽出された目頭、目尻、及び黒目の位置や、黒目の輪郭形状等に基づいて、運転者の視線方向を取得し、運転者の視線が車両の前方を向いていないときに運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態にあると判定する。

状態管理部３７は自車位置、自動運転レベル切替スイッチ１３の操作、及び異常状態判定部３６の判定結果の少なくとも１つに基づいて、自動運転のレベルを決定する。更に、状態管理部３７は決定したレベルに基づいて行動計画部４２を制御することによって、各レベルに応じた自動運転を行う。例えば、状態管理部３７はレベル１の自動運転であって定速走行制御を実行するときには、行動計画部４２において決定されるイベントを定速走行イベントのみに制限する。

状態管理部３７は設定されたレベルに応じた自動運転の実行に加えて、レベルの上昇及び下降を行う。

より具体的には、状態管理部３７は移行後のレベルの自動運転を行う条件が満たされ、且つ、自動運転レベル切替スイッチ１３に自動運転のレベルの上昇を指示する入力が行われたときに、レベルを上昇させる。

実行中のレベルの自動運転を行う条件が満たされないとき、又は自動運転レベル切替スイッチ１３にレベルの下降を指示する入力が行われたときに、状態管理部３７は介入要求処理を行う。介入要求処理において、状態管理部３７は最初にハンドオーバ要求を運転者に通知する。運転者への通知は表示装置３１へのメッセージや画像の表示や、音発生装置３２からの音声や警告音の発生によって行われるとよい。運転者への通知は介入要求処理が開始された後、所定時間に渡って継続するように構成してもよい。また、運転者への通知は入力が乗員監視装置１１によって検出されるまで継続されるように構成してもよい。

実行中のレベルの自動運転を行う条件が満たされないときには、車両が現在実行中のレベルよりも低いレベルの自動運転のみが実行可能な領域に移動したときや、異常状態判定部３６が運転者又は車両に自動運転を継続するために困難な異常が発生したと判定したときが含まれる。

運転者への通知の後、状態管理部３７は室内カメラ２６又は把持センサ２７に運転者から運転への介入を示す入力があったかを検出する。入力の有無の検出方法は移行後のレベルに依存して定められる。レベル２に移行するときには、状態管理部３７は室内カメラ２６によって取得された画像から運転者の視線方向を抽出し、運転者の視線が車両の前方を向いている場合に、運転者から運転への介入を示す入力があったと判定する。レベル１又はレベル０に移行するときには、状態管理部３７は把持センサ２７によって運転者のステアリングホイールの把持を検出したときに運転への介入を示す入力があったと判定する。すなわち、室内カメラ２６及び把持センサ２７は運転者からの運転への介入を検知する介入検知装置として機能する。また、状態管理部３７は自動運転レベル切替スイッチ１３への入力に基づいて、運転への介入を示す入力があったかを検出してもよい。

状態管理部３７は介入要求処理の開始から所定の時間内に、運転への介入を示す入力が検出された場合に、レベルを下降させる。このとき、下降後の自動運転のレベルはレベル０であってもよく、実行可能な範囲で最も高いレベルであってもよい。

状態管理部３７は、介入要求処理の実行から所定の時間内に運転者の運転への介入に応じた入力が検出されなかった場合に、行動計画部４２に停車イベントを生成させる。停車イベントは、車両制御を縮退させつつ、車両を安全な位置（例えば、非常駐車帯、路側帯、路肩、パーキングエリア等）に停車させるイベントである。ここでは、この停車イベントにおいて実行される一連の手順をＭＲＭ（Ｍｉｎｉｍａｌ Ｒｉｓｋ Ｍａｎｅｕｖｅｒ）という。

停車イベントが生成されると、制御装置１５は自動運転モードから自動停車モードに移行し、行動計画部４２が停車処理を実行する。以下、図２を参照して、停車処理の概要を説明する。

停車処理では最初に報知処理が実行される（ＳＴ１）。報知処理では、行動計画部４２は車外報知装置１４を作動させて車外への報知を行なう。例えば、行動計画部４２は車外報知装置１４に含まれるホーンを作動させ、周期的に警告音を発生させる。報知処理は停車処理が終了するまで継続する。行動計画部４２は報知処理が終了した後、状況に応じてホーンを作動させ、警告音を発生させ続けてもよい。

次に、縮退処理が実行される（ＳＴ２）。縮退処理は、行動計画部４２が生成可能なイベントを制限する処理である。縮退処理は、例えば、追い越し車線への車線変更イベントや、追い越しイベント、合流イベント等の生成を禁止する。また、縮退処理は、各種イベントにおいて、停車処理を実行していない場合に比べて車両の上限速度及び上限加速度を制限してもよい。

次に、停車領域決定処理が実行される（ＳＴ３）。停車領域決定処理は、自車位置に基づいて地図情報を参照し、自車の走行方向における路肩や退避スペース等の停車に適した領域である停車領域を複数抽出する。そして、停車領域の大きさや停車領域と自車位置との距離等に基づいて、複数の停車領域から１つの停車領域を選択する。

次に、移動処理が実行される（ＳＴ４）。移動処理では、停車領域に到達するための経路を決定し、経路を走行するための各種イベントを生成すると共に、目標軌道を決定する。走行制御部３８は行動計画部４２によって決定された目標軌道に基づいて推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５を制御する。これにより、車両は経路に沿って走行して停車領域に達する。

次に、停車位置決定処理が実行される（ＳＴ５）。停車位置決定処理では外界認識部４０によって認識された車両の周辺に位置する障害物や、道路標示等に基づいて、停車位置を決定する。なお、停車位置決定処理では周辺車両や障害物の存在によって、停車領域内に停車位置を決定できない場合がある。停車位置決定処理において停車位置を決定することができない場合（ＳＴ６の判定がＮｏ）には、停車領域決定処理（ＳＴ３）、移動処理（ＳＴ４）、及び停車位置決定処理（ＳＴ５）を順に繰り返す。

停車位置決定処理において停車位置を決定することができた場合（ＳＴ６の判定がＹｅｓ）には、停車実行処理が実行される（ＳＴ７）。行動計画部４２は、停車実行処理において、車両の現在地と、停車位置とに基づいて、目標軌道を生成する。走行制御部３８は行動計画部４２によって決定された目標軌道に基づいて推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５を制御する。これにより、車両は停車位置に向かって移動し、停車位置に停止する。

停車実行処理が実行された後に停車維持処理が実行される（ＳＴ８）。停車維持処理において、走行制御部３８は行動計画部４２からの指令に応じてパーキングブレーキ装置を駆動させ、車両を停車位置に維持させる。その後、行動計画部４２は、通信装置８によって緊急通報を緊急通報センタに送信してもよい。停車維持処理が完了すると、停車処理が終了する。

本実施形態では、車両制御システム１は、外界認識装置６、ナビゲーション装置９（地図装置）、乗員監視装置１１、及び制御装置１５を備え、車両Ｓが停車処理を開始した位置（以下、開始位置Ｘ）から停車領域まで走行するときのリスクを数値化して積算した積算リスクを算出し、積算リスクに基づいて停車領域内に車両を停止させるかを判定する。以下では、図３を参照して停車領域決定処理の詳細について説明し、積算リスクを算出する方法を説明する。以下では、停車処理が開始されて車両が停止されるまでの時間は十分短く、天候の変化や、昼間及び夜間の時間帯の変化はないものする。

行動計画部４２は停車領域決定処理の最初のステップＳＴ１１において、停車領域の決定を行う。より具体的には、行動計画部４２は地図情報に基づいて、経路となる道路上に、例えば路肩等の停車可能な領域があるかを探索し、車両Ｓから最も近い位置を停車領域として決定する。決定が終わると、行動計画部４２はステップＳＴ１２を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ１２において、地図情報を参照して、開始位置ＸとステップＳＴ１１において決定された停車領域との経路上の距離を算出する。算出される距離は、ナビゲーション装置９によって決定された経路に沿って車両Ｓが開始位置から停車領域まで走行したときの車両Ｓの走行距離に相当する。本実施形態では行動計画部４２は開始位置から停車領域までの経路上の距離をｋｍ単位で算出する。距離の算出が終わると、行動計画部４２はステップＳＴ１３を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ１３において外部認識係数を算出する。外部認識係数は車両が走行している環境の物体の検出し難さを表す数値である。本実施形態では、外部認識係数は、車外カメラ１９によって撮像された画像から外界認識部４０が道路標示を検出するときの検出し難さを表し、車外カメラ１９によって撮像された画像の明度に依存している。ここでいう明度とは物体の明るさを表し、明るくなるほど大きくなる数値である。外界認識係数は明度が高くなるにつれて、外界認識係数は１に近づき、明度が低くなると大きくなる。より具体的には、外界認識係数は、車外が明るく、外界認識部４０によって道路標示が確実に認識される環境を車両が走行しているときを１とし、車外が暗くなり道路標示が認識され難くなるにつれて増加するように定められている。例えば、外部認識係数は車両Ｓが昼間に走行し、且つ天候が晴天下で走行しているときには１に設定され、車両Ｓが道路標示の検出しにくい夜間や、雨、雪、雹、又は霧などの天候下で走行しているには１よりも高い値に設定される。

本実施形態では、行動計画部４２はステップＳＴ１３において、外部認識係数を時刻に基づく時刻係数と、天候に基づく天候係数とに基づいて算出する。より具体的には、行動計画部４２はまず、通信装置８を介して外部の時刻サーバ（ＮＴＰサーバ）に接続して、現在の時刻を取得する。次に、行動計画部４２は取得した時刻が昼間の時間帯（例えば、午前７時以降又は午後６時以前）であるか、それ以外の時間帯であるかを判定する。昼間の時間帯であるときには時刻係数を１とし、それ以外の時間帯は時刻係数を１より大きい数値（例えば、１．２）とする。

その後、行動計画部４２は車外の天候を取得する。より具体的には、行動計画部４２は通信装置８を介して外部のサーバに接続し、車両Ｓの現在地における天候を取得する。また、車外カメラ１９がフロントガラスの後方に設けられているときには、行動計画部４２は車外カメラ１９が撮像した画像を例えば深層学習などに基づく公知の画像解析手段を用いて解析し、天候を判定してもよい。行動計画部４２は天候が雨、雪、雹、又は霧であるときには天候係数に１より大きい数値（例えば、１．２）とし、それ以外の天候であるときには天候係数に１を積算する（すなわち、変更しない）。その後、行動計画部４２は時刻係数と天候係数との積を算出し、時刻係数と天候係数との積を外部認識係数とする。その後、行動計画部４２はステップＳＴ１４を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ１４において、同乗者係数を算出する。同乗者係数は１以上の数値であり、運転者以外に乗車する者、すなわち同乗者の人数に対して単調増加するように定められている。本実施形態では、行動計画部４２は室内カメラ２５によって撮像された画像を、例えば深層学習などに基づく公知の画像解析手段を用いて解析して、同乗者の人数を算出する。次に、行動計画部４２は、同乗者の人数に所定正の数値（例えば、０．２）を積算し、１を加えた数値を同乗者係数とする。同乗者係数の算出が終わると、行動計画部４２はステップＳＴ１５を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ１５において積算リスクを算出する。積算リスクは走行距離（又は、走行時間）に対して単調増加するように定められる。また、積算リスクは外界認識係数、及び同乗者係数に対しても単調増加するように定められる。本実施形態では、行動計画部４２は一例として、積算リスクを、走行距離と、外界認識係数と、同乗者係数との積により算出する。

例えば、昼間且つ晴天下（外界認識係数は１）において、運転者のみが乗車している（同乗者係数は１）ときには、積算リスクは走行距離に等しくなるように算出される。行動計画部４２は、積算リスクの算出を終えると、停車領域決定処理を終了する。

次に、領域内移動処理の詳細について説明する。領域内移動処理において、行動計画部４２は経路に沿う条件下において、車外カメラ１９によって前走車を検出したときには追従イベントを生成する。車外カメラ１９によって前走車を検出できなかったときは、行動計画部４２は定速走行イベントを生成する。行動計画部４２は必要に応じて、車線変更イベント等を生成するように構成されていてもよい。

次に、停車位置域決定処理の詳細について、図４を参照して説明する。

停車位置決定処理の最初のステップＳＴ２１において、行動計画部４２は車外カメラ１９が撮像した画像を用いて、停車領域内に停車に適した位置を抽出し、停車位置候補とする。

次に、行動計画部４２はステップＳＴ２２を実行する。行動計画部４２はステップＳＴ２２において、停車リスクを算出する。停車リスクとは停車位置候補に車両Ｓを停止させるときに障害が生じる可能性を数値化したものである。障害が生じる例としては、停車位置候補に障害物がある場合や、停車位置候補への侵入が難しい場合、停車位置候補に移動中に周辺車両との衝突の危険性がある、等が挙げられる。行動計画部４２は停車位置候補に車両Ｓを停止させるときに障害が生じる可能性が高くなるにつれて停車リスクを大きくなるように設定する。本実施形態では、停車リスクは車両Ｓを停車候補位置に容易に停止させることができる場合には０に、停止させることができない場合には１に設定される。

本実施形態では、行動計画部４２は公知の画像解析手段を用いて、車外カメラ１９が撮像した画像を解析することによって、停車位置候補の周辺に位置する車両等を取得し、停車リスクの算出を行う。行動計画部４２は例えば停車候補位置に既に駐車車両があることを認識したときには、車両Ｓを停止することができないと判定し、停車リスクを１に設定する。行動計画部４２は例えば、停車位置候補が直線且つ平坦な道路の左側の十分な面積を有するスペースに設定され、容易に車両Ｓを停止させることができるときには、停車リスクを０に設定する。

行動計画部４２は地図情報から停車位置候補が設けられている道路情報を取得して、道路の形状に基づいて停車位置候補の停車リスクを算出してもよい。例えば、停車位置候補が曲線状の道路の側方に位置している場合には曲率が大きくなるにつれて、停車リスクを１に近づけるように設定してもよい。停車位置候補が崖近傍に位置するときには、停車リスクを１に近づけるように設定するとよい。このように、地図情報を参照することによって、道路の形状や地形に基づいて停車リスクをより正確に且つ容易に評価することができる。

また、行動計画部４２は、レーダ１７及びライダ１８の少なくとも一方を用いて後続車との間の車間距離を取得する。行動計画部４２は、取得した車間距離が適正な車間距離（本実施形態では８０ｍ）以下であるときには、適正な車間距離より大きいときに比べて、停車リスクを高く算出する。これにより、車両を停止させるときの後続車の衝突リスクを容易に評価することができる。行動計画部４２は、後続車を検出できないときには、後続車が検出され、且つ、適正な車間距離以下である場合に比べて、停車リスクを低く算出するとよい。

次に、行動計画部４２はステップＳＴ２３を実行する。行動計画部４２はステップＳＴ２３において、停車閾値を算出する。停車閾値は停車位置候補に停車を実行するか、すなわち停車位置候補を停車位置とするかを判定するための閾値である。停車閾値は積算リスクに対して単調増加するように定められる。本実施形態では、行動計画部４２は一例として、積算リスクに０．１を積算した値を停車閾値として算出する。

次に、行動計画部４２はステップＳＴ２４を実行する。行動計画部４２はステップＳＴ２４において、行動計画部４２は停車リスクが停車閾値以下であるかを判定する。行動計画部４２は停車リスクが停車閾値以下であるときにはステップＳＴ２５を実行し、停車リスクが停車閾値より大きいときには停車位置を決定することなく停車位置決定処理を終える。

行動計画部４２はステップＳＴ２５において、停車位置候補を停車位置に決定する。決定が完了すると、行動計画部４２は停車位置決定処理を終える。

次に、このように構成した車両Ｓ制御システムの動作、及び効果について説明する。以下では、まず、昼間且つ晴天下で、運転者のみが乗った車両Ｓにおいて、停車処理が行われたときの車両Ｓの移動を、図５に示す例に基づいて説明を行う。

図５（Ａ）は、車両Ｓが開始位置Ｘにあり、経路に沿ってＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤの４つの停車に適した領域がある例が示されている。図５（Ｂ）には、開始位置ＸからＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤ領域までの経路上の距離が示されている。開始位置Ｘからの経路上の距離はＡ領域が最も短く、Ａ領域が開始位置Ｘに最も近い。Ｂ領域、Ｃ領域、及びＤ領域は経路に沿って開始位置Ｘから記載の順に離れた位置にあり、Ｄ領域は開始位置Ｘから経路に沿って１０ｋｍ離れている。また、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、及びＤ領域にはそれぞれ１つの停車位置候補を設定することができる。Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、及びＤ領域は概ね一定の幅の道路によって接続され、開始位置ＸからＤ領域までの間に狭あい道路がないものとする。Ａ領域及びＣ領域はともに道路の曲率の大きな部分に設けられ、Ｂ領域やＤ領域に比べて停車リスクは高い。また、車両Ｓを停止させるまでの間、後続車との車間距離は十分大きいとする。

停車処理が開始されると、行動計画部４２は開始位置Ｘにおいて、停車領域決定処理を行う（ＳＴ２）。停車領域決定処理において、行動計画部４２はＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤ領域の中から車両Ｓに最も近いＡ領域を停車領域として選択する（ＳＴ１１）。その後、行動計画部４２は開始位置ＸからＡ領域に至るまでの経路上の距離（５ｋｍ）を算出する（ＳＴ１２）。その後、車両Ｓが昼間且つ晴天下を走行しているため、行動計画部４２は外部認識係数を１と算出する（ＳＴ１３）。その後、行動計画部４２は、車両Ｓに運転者のみが乗っているため、同乗者係数を１と算出する（ＳＴ１２）。次に、行動計画部４２は、図５（Ｂ）に示すように、Ａ領域に対する積算リスクを５と算出する（ＳＴ１５）。

その後、制御装置１５は車両Ｓを自動走行させて、開始位置ＸからＡ領域に移動させる。車両ＳがＡ領域内に移動すると（ＳＴ４）と、行動計画部４２はＡ領域内の停車位置候補において停車リスクを算出する（ＳＴ２２）。このとき、図５（Ｂ）に示すように、停車リスクは０．６と評価されたものとする。その後、行動計画部４２は、積算リスクに基づいて停車閾値を算出し（ＳＴ２３）、停車閾値及び停車リスクを比較する（ＳＴ２４）。図５（Ｂ）に示すように、停車閾値は０．５と算出され、停車リスクは０．６と評価されているため、行動計画部４２は停車リスクが停車閾値よりも大きいと判定し、停車位置を決定することなく、停車位置決定処理を終える。

その後、図２に示すように、行動計画部４２は停車位置が決定していないと判定し（ＳＴ６）、再度、停車領域決定処理を行う（ＳＴ３）。これにより、図５（Ａ）に示すように、行動計画部４２はＢ、Ｃ、及びＤ領域の中から車両Ｓに最も近いＢ領域を停車領域として決定する（ＳＴ１１）。その後、行動計画部４２は開始位置ＸからＢ領域に至るまでの経路上の距離（６ｋｍ）を算出する（ＳＴ１２）。更に、行動計画部４２は、外部認識係数、及び同乗者係数をそれぞれ１と算出する（ＳＴ１３、１４）。次に、行動計画部４２は、図５（Ｂ）に示すように、Ｂ領域に対する積算リスクを６と算出して（ＳＴ１５）、停車領域決定処理を終える。

次に、行動計画部４２は領域内移動処理（ＳＴ４）を行って、車両ＳをＡ領域からＢ領域まで走行させる。このとき、車外カメラ１９によって前走車が検出された場合には、車両Ｓは前走車に追随し、前走車の通った後の経路を走行する。これによって、道路上に障害物等がある場合に、車両Ｓに障害物を適切に回避させることができるため、車両Ｓをより安全に停車領域の間で移動させることができる。

車両ＳがＢ領域内に移動すると、行動計画部４２は停車位置候補を抽出し、停車リスクを算出する（ＳＴ２１、２２）。図５（Ａ）に示すように、Ｂ領域はＡ領域に比べて直線上の道路に沿って設けられている。これにより、Ｂ領域の停車リスクはＡ領域に比べて低く、図５（Ｂ）に示すように、停車リスクは０．２と評価される。その後、行動計画部４２は停車閾値を算出する（ＳＴ２３）。このとき、積算リスクは６と算出されているため、停車閾値は０．６と評価される。次に、行動計画部４２は停車閾値及び停車リスクを比較する（ＳＴ２４）。停車閾値は０．６であり、停車リスクは０．２であるため、行動計画部４２はＢ領域の停車位置候補を停車位置として決定して停車位置決定処理を終える。その後、停車実行処理（ＳＴ７）が行われて、図５（Ａ）に示すように、車両ＳはＢ領域内の停車位置に停止される。

このように、車両Ｓを停車領域（Ａ領域）に停止することができない場合には、別の停車領域（Ｂ領域）に車両Ｓが自動走行し、移動先の停車領域内で車両Ｓが停止可能であるときには車両Ｓが停止される。移動先の停車領域内で停止可能でない場合には、更に車両Ｓが別の停車領域に移動し、停止可能かが判定される。このように、停止可能でない場合には、車両Ｓが別の停車領域に移動されて停止可能かが判定され、停止可能であるときに停止されるため、車両Ｓをより確実に停止させることができる。

行動計画部４２は停車閾値と停車リスクとを比較することで、停車可能かを判定する。よって、停車リスクに基づいて、リスクの小さい位置で車両Ｓを停止させることができる。

停車閾値は積算リスクに対して単調増加し、積算リスクは走行距離に対して単調増加する。よって、停車閾値は走行距離に対して単調に増加する。一方、停車リスクは０〜１の値に設定されている。車両Ｓは停車リスクが停車閾値以下となったときに停止されるため、停車されるまでの走行距離を開始位置Ｘから停車閾値が１以上の停車領域（図５（Ｂ）ではＤ領域）までの距離以下に制限することができる。よって、車両Ｓの走行が継続されることがなく、車両Ｓを確実に停止させることができる。

図６（Ａ）には、夜間且つ雨天の場合に運転者のみが乗車した車両Ｓにおいて、図５（Ａ）と同じ開始位置Ｘにおいて停車処理を開始した場合の車両Ｓの移動が模式的に示されている。図６（Ｂ）には、図５（Ｂ）と同様に、各領域に対する経路上の距離、積算リスク、停車閾値及び停車リスクが示されている。

行動計画部４２は開始位置Ｘにおいて停車領域決定処理を行い、Ａ領域を停車領域として選択する。更に、行動計画部４２は開始位置ＸからＡ領域に至るまでの経路上の距離と積算リスクとを算出する。但し、夜間且つ雨天であるため、外界認識係数は１．２×１．２＝１．４１となり、積算リスクは、昼間且つ晴天下の場合（図５（Ｂ））に比べて、１．４１倍されている。

車両ＳがＡ領域に到達すると、行動計画部４２は停車閾値及び停車リスクを算出し、両者を比較する。このとき、図６（Ｂ）に示すように、Ａ領域での停車閾値は０．７２であり、停車リスクが０．６であるため、行動計画部４２はＡ領域内の停車位置候補が停車位置として決定する。これにより、車両Ｓは昼間且つ晴天下の場合よりもより開始位置Ｘに近い位置で車両Ｓが停止される。

夜間や雨、雪、雹、又は霧のとき等、車外カメラ１９によって撮像された画像の明度が低く、道路標示が検出し難いときには外界認識係数が１よりも大きく設定される。これにより、昼間のときに比べて、夜間において単位走行距離当たりの積算リスクの増加率が大きくなる。また、晴天のときに比べて、雨天において単位走行距離当たりの積算リスクの増加率が大きくなる。これによって、夜間や雨、雪、雹、又は霧のときの停車閾値が上昇し、車両Ｓが開始位置Ｘにより近い位置で停止され易くなる。従って、道路標示が検出され難いときに走行距離を低減することができ、車両Ｓの安全がより確保され易くなる。また、時刻や天候に基づいて外界認識係数が算出できるため、外界認識係数の算出が容易である。

同乗者がいるときには、同乗者係数が１より大きな値に設定されて、積算リスクの単位距離当たりの増加率が増加する。これにより、積算リスクが大きく評価され、停車閾値が上昇し、車両Ｓが開始位置Ｘにより近い位置で停止され易くなる。よって、同乗者がいるときに車両Ｓをより迅速に停止することができる。これにより、運転の交代をより迅速に行うことができる。

行動計画部４２は後続車との距離が適正な車間距離以下であるときには、適正な車間距離より大きい場合に比べて停車リスクを大きく算出する。これにより、後続車との車間距離が短く、停車の際に、後続車による衝突の危険性が極めて高いときに、停車リスクが高く評価される。これにより、後続車による衝突の危険性が極めて高く、停車リスクが積算リスクよりも大きいときに、車両Ｓの走行を維持することによって、後続車による衝突を回避することができる。

＜＜第２実施形態＞＞
第２実施形態に係る車両制御システム１０１は、第１実施形態に係る車両制御システム１に比べて、停車領域決定処理のステップＳＴ１２、及びステップＳＴ１５のみが異なり、他の部分については同様であるため、他の部分については説明を省略する。

行動計画部４２はステップＳＴ１２において、開始位置から停車領域までの経路上の距離の代わりに、開始位置から停車領域までの経路上の実効距離を算出する。実効距離とは車両Ｓが走行するときの困難性を踏まえて算出された距離である。例えば、行動計画部４２は経路上に狭あい道路があると判定したときには、その狭あい道路の距離に応じて、実効距離を増加させる。

より具体的には、行動計画部４２は実効距離を（開始位置から停車領域までの経路上の距離）＋（狭あい道路の距離）×（狭あい道路係数）として定めるとよい。狭あい道路係数は狭あい道路の幅員に応じて変化させてもよく、０．０１以上０．１０以下の値に設定するとよい。また、行動計画部４２は幅員が所定の閾値（例えば、４ｍ）未満であり、一般の交通に供されている道路を狭あい道路と判定するとよい。

行動計画部４２はステップＳＴ１５において、積算リスクを、実効距離と、外界認識係数と、同乗者係数との積により算出する。

次にこのように構成した車両制御システム１０１の効果について説明する。狭あい道路上に複数の停車領域があるときには狭あい道路上にないときに比べて、各停車領域に対応する積算リスクが大きくなる。これにより、狭あい道路における車両Ｓの走行距離を短くすることができ、車両Ｓをより迅速に停止することができる。

＜＜第３実施形態＞＞
第３実施形態に係る車両制御システム２０１は、第１実施形態に係る車両制御システム１に比べて、停車領域決定処理のステップＳＴ１２、及びステップＳＴ１５のみが異なり、他の部分については同様であるため、他の部分については説明を省略する。

行動計画部４２はステップＳＴ１２において、開始位置から停車領域までの経路上の距離の代わりに、開始位置から停車領域までに要する走行時間を算出する。

行動計画部４２はステップＳＴ１５において、積算リスクを、走行時間と、外界認識係数と、同乗者係数との積により算出する。

次にこのように構成した車両制御システム２０１の効果について説明する。積算リスクを走行車線上に位置する時間に基づいて算出することができるため、積算リスクを車両Ｓの走行に伴うリスクに合わせて算出することができる。また、走行時間が長くなるにつれて、積算リスクが増大する。よって、車両Ｓの走行時間を短くすることができ、車両Ｓをより迅速に停止させることができる。

＜＜第４実施形態＞＞
第４実施形態に係る車両制御システム３０１は、第１実施形態に係る車両制御システム１に比べて、停車位置決定処理のステップＳＴ２２における停車リスクの算出方法が異なる。その他の構成については、第４実施形態に係る車両制御システム３０１は第１実施形態に係る車両制御システム１と同様であるため、説明を省略する。

第１実施形態に係る車両制御システム１において、行動計画部４２は後続車との距離が適正な車間距離以下である場合に、所定値を加えることで、適正な車間距離より大きい場合に比べて停車リスクを大きく算出する。一方、第４実施形態に係る車両制御システム３０１においては、停車リスクを車両センサ７によって後続車が検知された場合には、車両センサ７によって後続車が検知されない場合に比べて、停車リスクを大きく算出する。車両センサ７としては車両の後方を監視する車外カメラ１９を用いるとよく、車外カメラ１９によって後続車の検知範囲は１００ｍ程度であるとよい。停車リスクの算出が完了すると、行動計画部４２はステップＳＴ２３を実行する。

このように構成した車両制御システム３０１の効果について説明する。車両の後方に後続車が検知された場合には、停車リスクが高く算出される。これにより、車両の後方に後続車が検知された場合に、すなわち後続車による衝突の可能性があるときに、車両が停止されにくくなり、車両の安全性が高められる。また、後続車の有無によって停車リスクが算出されるため、車間距離を検出する場合に比べて、より構成が簡素になる。

＜＜第５実施形態＞＞
第５実施形態に係る車両制御システム４０１は、第１実施形態に係る車両制御システム１に比べて、停車位置決定処理のステップＳＴ２２における停車リスクの算出方法が異なる。その他の構成については、第５実施形態に係る車両制御システム４０１は第１実施形態に係る車両制御システム１と同様であるため、説明を省略する。

第５実施形態に係る車両制御システム４０１において、行動計画部４２は車両が停車領域内に到達したときに、ナビゲーション装置９によって取得された車両の現在地と地図情報とに基づいて、車両が追越車線を走行しているか否かを判定する。車両が追越車線を走行しているときには、停車リスクに所定値を加えることによって、追越車線を走行していない場合に比べて、停車リスクを大きく算出する。停車リスクの算出が完了すると、行動計画部４２はステップＳＴ２３を実行する。

このように構成した車両制御システム４０１の効果について説明する。停車領域に達したときに、車両が追越車線を走行している場合には、車両を停止させるまでに車線変更等を行う必要がある。車両制御システム４０１では、車両が追越車線を走行しているときに、走行車線を走行しているときに比べて、停車リスクが高く算出されるため、車両がリスクの高い車線変更等を行って停止することなく、新たな停車領域に移動し易くなる。これにより、車両をより安全に停止させることができる。

＜＜第６実施形態＞＞
第６実施形態に係る車両制御システム５０１は、第１実施形態に係る車両制御システム１に比べて、行動計画部４２が実行するステップＳＴ２２における停車リスクの算出方法が異なる。その他の構成については、第６実施形態に係る車両制御システム５０１は第１実施形態に係る車両制御システム１と同様であるため、説明を省略する。

第６実施形態に係る車両制御システム５０１において、行動計画部４２は、ステップＳＴ１２において、停車領域のそれぞれに対して、走行車線が限定されている領域内あるかを判定する。走行車線が限定される領域は、たとえば、ランプ路の入口又は出口から所定の範囲内であってもよく、その他、道路工事が行われている地点から所定の範囲内であってもよい。行動計画部４２は走行車線が限定される領域内に停車領域が位置している場合には、走行車線が限定される領域外に位置している場合に比べて、対応する停車リスクを大きく算出する。停車リスクの算出が完了すると、行動計画部４２はステップＳＴ２３を実行する。

このように構成した車両制御システム５０１の効果について説明する。走行車線が限定されている領域内に停車領域がある場合には、走行車線が限定される領域外にある場合に比べて、対応する停車リスクが高められる。これにより、走行車線が限定されることによって、車両が集中する領域外に車両を停止させることができる。よって、周辺車両の交通を阻害することが防止されると共に、車両をより安全に停止させることができる。

＜＜第７実施形態＞＞
第７実施形態に係る車両制御システム６０１は、第１実施形態に係る車両制御システム１に比べて、行動計画部４２が実行するステップＳＴ１５における積算リスクの算出方法が異なる。その他の構成については、第６実施形態に係る車両制御システム６０１は第１実施形態に係る車両制御システム１と同様であるため、説明を省略する。

第７実施形態に係る車両制御システム６０１において、ナビゲーション装置９が記憶する地図情報には、周辺車両の車線変更の実績が含まれている。周辺車両の車線変更の実績とは、各地点において、過去の所定期間内に周辺車両による車線変更が行われた回数を意味している。車線変更が行われた回数は道路に設けられた観測カメラによって取得された所定期間内に渡る車両の移動のデータに基づいて、例えば、道路管理者によって予め算出されているとよい。一般に、合流路や分岐路等では、所定期間内に周辺車両の車線変更が行われた回数は他の部分に比べて多い。

行動計画部４２は、ステップＳＴ１５において、停車領域のそれぞれに対して、停車処理の開始位置から停車領域に到達するまでの経路の各地点における周辺車両の車線変更の実績を取得する。その後、行動計画部４２は停車処理の開始位置から停車領域に到達するまでの経路に沿って、経路上の各地点における所定期間内に行われた周辺車両の車線変更の回数の総和を算出する。次に、行動計画部４２は、算出された周辺車両の車線変更の回数の総和に基づいて、積算リスクを算出する。本実施形態では、周辺車両の車線変更の回数の和が大きくなるにつれて、積算リスクを大きく算出する。積算リスクの算出が完了すると、行動計画部４２は停車領域決定処理を終える。

このように構成した車両制御システム６０１の効果について説明する。停車処理の開始位置から停車領域に到達するまでの経路における周辺車両の車線変更の回数の総和が大きくなると、積算リスクが大きくなる。よって、積算リスクに周辺車両の車線変更のリスクを含めることができ、停車領域に到達するまで車両を走行させることによる積算リスクを適切に算出することができる。このように、車線変更の回数の総和が大きくなると、積算リスクが大きく算出されるため、周辺車両の車線変更が行われ易い経路が選択され難くなり、車両をより安全に停止させることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、積算リスクは、各種係数と走行距離等の積で表されていたが、この態様には限定されない。積算リスクは走行距離、走行時間、実効距離、及び各種係数に対して単調増加する他の態様であってもよい。

上記実施形態では、外界認識係数は時刻及び天候に基づいて定められていたがこの態様には限定されない。例えば、外界認識係数は道路情報に含まれる道路標示の形状と、車外カメラ１９によって取得された道路標示の形状とを比較し、両者の一致の度合い（一致度）を数値化することによって算出してもよい。このとき、外界認識係数は一致の度合いが高いときに１に近く、一致度が低いときに１より大きくするように設定するとよい。

上記実施形態では、積算リスクは停車領域決定処理において算出されていたがこの態様には限定されない。例えば、積算リスクは停車位置決定処理において算出されてもよい。また、このとき積算リスクは停車位置に到達するまでに車両Ｓが取ってきたリスク、すなわち停車位置に到達するまでのコストとして算出されてもよい。このとき、積算リスクは例えば開始時点ではなく、車両Ｓが走行した時点ごとに算出され、車両Ｓが走行した時点での天候や車外の明るさに基づいて算出されるとよい。

上記実施形態では、行動計画部４２は積算リスクを、走行距離と、外界認識係数と、同乗者係数との積により算出していたが、この態様には限定されない。行動計画部４２は積算リスクを走行距離のみに基づいて算出するように構成してもよく、車両制御システム１は乗員監視装置１１を含んでいなくてもよい。

上記実施形態では、行動計画部４２は停車リスクを後続車との車間距離に基づいて算出していたが、この態様には限定されない。行動計画部４２は停車リスクを周辺車両との車間距離や、側方を走行する車両との距離に基づいて算出してもよい。特に、行動計画部４２が左側を走行する車両との距離に基づいて停車リスクを算出することによって、停車位置に移動するときに車線変更が必要となる場合にはその移動に伴うリスクを停車リスクに含めることができる。

１ ：第１実施形態に係る車両制御システム
２ ：車両システム
９ ：ナビゲーション装置
１１ ：乗員監視装置
１５ ：制御装置
１０１ ：第２実施形態に係る車両制御システム
２０１ ：第３実施形態に係る車両制御システム
３０１ ：第４実施形態に係る車両制御システム
４０１ ：第５実施形態に係る車両制御システム
５０１ ：第６実施形態に係る車両制御システム
６０１ ：第７実施形態に係る車両制御システム
Ａ、Ｂ、Ｃ：停車領域
Ｓ ：車両

Claims (14)

1. 車両制御システムであって、
   車両の操舵、加速、及び減速を行う制御装置と、
   運転者を監視する乗員監視装置と、
   車外の情報を取得する外界認識装置と、
   地図情報を保持する地図装置とを有し、
   前記制御装置は、前記車両の走行中に前記制御装置又は前記運転者による前記車両の走行の継続が困難である所定の条件が満たされたときに、前記車両を所定の停車領域内に停止させる停車処理を実行し、
   前記制御装置は前記停車処理において、前記制御装置は前記車外の情報及び前記地図情報に基づいて、前記停車処理の開始位置から前記停車領域に到達するまでの積算リスクと、前記停車領域内での停止に伴う停車リスクとを算出し、
   前記停車リスクが前記積算リスク以下であるときには前記車両を前記停車領域に停車させ、前記停車リスクが前記積算リスクより大きいときには、新たな前記停車領域に到達するまで前記車両を自動走行させることを特徴とする車両制御システム。
2. 前記制御装置は、前記外界認識装置からの情報に基づいて前走車を検出したときには、２つの前記停車領域間において、前記車両を前記前走車に追随させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記積算リスクは走行距離又は走行時間に対して単調増加であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両制御システム。
4. 前記外界認識装置は前記車両が走行する道路の道路標示を撮像可能であり、
   前記制御装置は前記外界認識装置によって撮像された画像の明度が小さくなるにつれて、前記積算リスクを増加させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
5. 前記制御装置は前記停車処理が実行された時刻が夜間に対応している場合には、昼間に対応している場合に比べて、前記積算リスクの単位距離当たりの増加率を増加させることを特徴とする請求項４に記載の車両制御システム。
6. 前記制御装置は前記停車処理が実行されたときの天候が雨天の場合には、晴天の場合に比べて、前記積算リスクの単位距離当たりの増加率を増加させることを特徴とする請求項４に記載の車両制御システム。
7. 前記乗員監視装置は同乗者の有無を監視可能であり、
   前記制御装置は前記乗員監視装置によって前記同乗者が有りと判定されたときには、前記同乗者がない場合に比べて、前記積算リスクの単位距離当たりの増加率を増加させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
8. 前記外界認識装置は前記車両の後方を走行する後続車の有無を検知可能であり、
   前記制御装置は前記停車領域内で前記車両を停止させるときに前記後続車を検知した場合には、前記後続車を検知しない場合に比べて、前記停車リスクを大きく算出することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
9. 前記外界認識装置は前記車両の後方を走行する前記後続車と前記車両との距離を検出可能であり、
   前記制御装置は前記停車領域内で前記車両を停止させるときに前記後続車の間の距離が所定値以下の場合には、前記後続車の間の距離が所定値以上の場合に比べて、前記停車リスクを大きく算出することを特徴とする請求項８に記載の車両制御システム。
10. 前記制御装置は前記車両が前記停車領域内に到達したときに、前記車両が追越車線を走行している場合には、前記追越車線を走行していない場合に比べて、前記停車リスクを大きく算出することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
11. 前記制御装置は走行車線が限定される領域内に前記停車領域が位置している場合には、前記走行車線が限定される領域外に位置している場合に比べて、対応する前記停車リスクを大きく算出することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
12. 前記制御装置は前記地図情報に基づいて、前記停車領域において停車させるときの前記停車リスクを算出することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
13. 前記地図装置は前記車両の位置からの前記停車領域までの経路を算出可能であり、
    前記制御装置は前記地図装置によって算出された前記経路、及び前記地図情報に基づいて、前記経路上に狭あい道路があると判定したときには、前記積算リスクを増加させることを特徴とする請求項1２に記載の車両制御システム。
14. 前記地図装置は前記車両の位置からの前記停車領域までの経路を算出可能であり、
    前記地図情報は過去の所定期間内の各地点における周辺車両の車線変更の回数を含み、
    前記制御装置は前記地図情報に基づいて、前記停車処理の開始位置から前記停車領域に到達するまでの経路上の各地点における前記周辺車両の車線変更の回数の総和を算出し、前記総和が大きくなるにつれて、前記積算リスクを大きく算出することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。

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