JP2022022350A - 車両制御システム、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の覚醒度の低下を防止すること。【解決手段】車両制御システムは、車両の周辺状況を認識する認識部と、前記認識部により認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行う車両制御部と、前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定部と、前記車両制御部による運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを、ハンドルを把持するタスク、周辺を監視するタスク、運転者の体を動かすタスク、運転と関連性のある動作を行うタスク、のうちの少なくともいずれかのタスクに決定するタスク決定部であって、前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くする前記タスク決定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、およびプログラムに関する。

近年、車両を自動的に制御することについての研究が進められている。車両が自動的に制御されることにより運転者に対する作業負担が軽減される一方、運転者の眠気が増し、例えば運転者による周辺監視が不十分となる場合がある。従来、人間の眠気レベルを判定し、眠気レベルが閾値を超えた場合に警報等を出力する装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８－２０６６８８号公報

しかしながら、従来の装置では、眠気レベルの判定精度が高くない場合、運転者が眠くないにも拘わらず警報が頻発する可能性がある。このような状況は、運転者にとって不快であり、商品性を低下させるおそれがあった。また、運転者が装置の使用に関して不信感を抱き、使用を停止するおそれがあった。この場合、運転者の覚醒度の低下を十分に防止することができなかった。

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、運転者の覚醒度の低下を防止することができる車両制御システム、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）：車両の周辺状況を認識する認識部と、前記認識部により認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行う車両制御部と、前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定部と、前記車両制御部による運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを、ハンドルを把持するタスク、周辺を監視するタスク、運転者の体を動かすタスク、運転と関連性のある動作を行うタスク、のうちの少なくともいずれかのタスクに決定するタスク決定部であって、前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くする前記タスク決定部と、を備え、前記タスク決定部は、前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記覚醒度推定部により前記運転者の覚醒度が低下したと推定された場合に、前記運転者に対して要求するタスクを、前記ハンドルを把持するタスクに決定し、前記覚醒度推定部は、前記運転者に対して要求するタスクが前記ハンドルを把持するタスクに決定された場合、前記車両に設けられた把持センサによって取得された、前記運転者による前記ハンドルの把持状態を表す静電容量の変化量に基づいて、前記運転者が前記ハンドルを把持しているか否かを判定する、
車両制御システム。

（２）：（１）において、前記検出部はカメラであり、前記覚醒度推定部は、前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記カメラによって撮像された画像を解析することによって得られた運転者のまばたきの速度、目の開き具合、まばたきの間隔、又はまばたきの継続時間に関する情報に基づいて、前記運転者の覚醒度を判定する。

（３）：（１）または（２）において、前記タスク決定部は、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くする場合、前記運転者に対して要求するタスクの数を増やすこと、前記運転者が体の少なくとも一部を動かすタスクを追加すること、前記運転者に思考させるタスクの思考の程度を高くすること、運転関連度がより高いタスクに変更すること、のうち少なくともいずれか一つを実行する。

（４）：（１）から（３）のいずれかにおいて、前記車両制御部は、第１運転モードと第２運転モードとを所定のタイミングで切り替えて前記運転支援を行うとともに、前記第２運転モードにおいて、前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記第１運転モードに切り替え、前記第２運転モードは、前記第１運転モードに比べて、前記運転者の自由度が高い運転モード、前記運転者に要求されるタスクの負荷が低い運転モード、前記車両制御部による運転支援のレベルが高い運転モード、のうち少なくともいずれか一つである。

（５）：（４）において、前記タスク決定部は、前記第２運転モードにおいて要求されるタスクにおいて、前記第１運転モードにおいて前記運転者に要求される複数のタスクのうち一部の除外タスクを除外し、前記第２運転モードにおいて、前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記除外タスクを前記第２運転モードにおいて要求されるタスクに追加する。

（６）：（５）において、前記除外タスクは、前記検出部により検出されるものであって、前記車両の操作子を把持すること、前記運転者が前記車両の周辺を監視すること、のうち少なくともいずれか一方を含む。

（７）：（４）から（６）のうちいずれかにおいて、前記車両制御部は、前記車両の走行場面の変化に応じて、前記第１運転モードと前記第２運転モードとを所定のタイミングで切り替えるとともに、前記第２運転モードにおいて前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下したことにより前記第１運転モードに切り替えられた後、所定の条件を満たしていない場合、前記第２運転モードへの切り替えを制限する。

（８）：車載コンピュータが、車両の周辺状況を認識し、認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行い、前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定し、前記運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを、ハンドルを把持するタスク、周辺を監視するタスク、運転者の体を動かすタスク、運転と関連性のある動作を行うタスク、のうちの少なくともいずれかのタスクに決定し、推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くし、前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記運転者の覚醒度が低下したと推定された場合に、前記運転者に対して要求するタスクを、前記ハンドルを把持するタスクに決定し、前記運転者に対して要求するタスクが前記ハンドルを把持するタスクに決定された場合、前記車両に設けられた把持センサによって取得された、前記運転者による前記ハンドルの把持状態を表す静電容量の変化量に基づいて、前記運転者が前記ハンドルを把持しているか否かを判定する、
車両制御方法。

（９）：車載コンピュータに、車両の周辺状況を認識させ、認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行わせ、前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定させ、前記運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを、ハンドルを把持するタスク、周辺を監視するタスク、運転者の体を動かすタスク、運転と関連性のある動作を行うタスク、のうちの少なくともいずれかのタスクに決定させ、推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くさせ、前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記運転者の覚醒度が低下したと推定された場合に、前記運転者に対して要求するタスクを、前記ハンドルを把持するタスクに決定させ、前記運転者に対して要求するタスクが前記ハンドルを把持するタスクに決定された場合、前記車両に設けられた把持センサによって取得された、前記運転者による前記ハンドルの把持状態を表す静電容量の変化量に基づいて、前記運転者が前記ハンドルを把持しているか否かを判定させる、
プログラム。

（１）～（９）によれば、運転者の覚醒度の低下を防止することができる。

実施形態に係る車両制御システムを利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０、第２制御部１６０、および第３制御部１８０の機能構成図である。 第３制御部１８０により実行される一部の処理の流れを示すフローチャートである。 要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その１）である。 要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その２）である。 要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その３）である。 要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その４）である。 第２実施形態の車両システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。 実施形態の自動運転制御ユニット１００（運転支援ユニット３００）のハードウェア構成の一例を示す図である。

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、およびプログラムの実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、実施形態に係る車両制御システムを利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機を備える場合、電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、車室内カメラ４２と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子ユニット８０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。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、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。

カメラ１０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１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０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１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。また、物体認識装置１６は、必要に応じて、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４の検出結果をそのまま自動運転制御ユニット１００に出力してよい。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

車両センサ４０は、自車両Ｍ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、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。車両センサ４０は、走行している自車両Ｍが路面から受ける振動の大きさを検出してもよい。

車室内カメラ４２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。車室内カメラ４２は、自車両Ｍの利用者（例えば運転席に着座した乗員であり、以下、運転者と記す。）を撮像可能な位置に取り付けられる。車室内カメラ４２は、例えば、所定の周期的で撮像対象の領域を撮像し、撮像した画像を自動運転制御ユニット１００に出力する。車室内カメラ４２は、ステレオカメラであってもよい。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０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。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。経路決定部５３により決定された地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員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。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された地図上経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１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）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、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経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２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、第２地図情報６２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。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。

運転操作子ユニット８０は、例えば、アクセルペダル８２、ブレーキペダル８４、ステアリングホイール８６、シフトレバー、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。また、運転操作子ユニット８０は、操作子センサを含む。操作子センサは、例えば、アクセル開度センサ８３、ブレーキセンサ８５、ステアリングセンサ８７、および把持センサ８８を含む。アクセル開度センサ８３、ブレーキセンサ８５、ステアリングセンサ８７、および把持センサ８８は、その検出結果を、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力する。

アクセル開度センサ８３は、アクセルペダル８２の操作量（アクセル開度）を検出する。ブレーキセンサ８５は、ブレーキペダル８４の操作量を検出する。ブレーキセンサ８５は、例えば、ブレーキペダルの変化、またはブレーキ装置２１０のマスターシリンダの液圧に基づいて、ブレーキペダルの踏込量を検出する。ステアリングセンサ８７は、ステアリングホイール８６の操作量を検出する。ステアリングセンサ８７は、例えば、ステアリングシャフトに設けられ、ステアリングシャフトの回転角に基づいてステアリングホイール８６の操作量を検出する。また、ステアリングセンサ８７は、操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに基づいて、ステアリングホイール８６の操作量を検出してもよい。

把持センサ８８は、例えば、ステアリングホイール８６の周方向に沿うように設けられた静電容量センサである。把持センサ８８は、検出対象の領域に物体が接触したことを、静電容量の変化として検出する。

アクセル開度センサ８３、ブレーキセンサ８５、ステアリングセンサ８７、および把持センサ８８は、それぞれ検出結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。

自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０と、第３制御部１８０とを備える。第１制御部１２０および第２制御部１６０は、主に自車両Ｍの運転支援（自動運転を含む）を行う制御部である。第１制御部１２０、第２制御部１６０、および第３制御部１８０とは、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェア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、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）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協働によって実現されてもよい。自動運転制御ユニット１００の詳細については後述する。

走行駆動力出力装置２００は、自車両Ｍ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、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子ユニット８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０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、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子ユニット８０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。ブレーキ装置２１０は、運転操作子ユニット８０に含まれるブレーキペダル８４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２１０は、上記説明した構成に限らず、第２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電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０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、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子ユニット８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

図２は、第１制御部１２０、第２制御部１６０、および第３制御部１８０の機能構成図である。第１制御部１２０および第２制御部１６０は、第３制御部１８０の指示に応じた車両の運転モードによって自車両Ｍを制御する。詳細については後述する。

第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人口知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現される。これによって、運転支援（自動運転も含む）の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力される情報に基づいて、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。また、認識部１３０は、カメラ１０の撮像画像に基づいて、自車両Ｍがこれから通過するカーブの形状を認識する。認識部１３０は、カーブの形状をカメラ１０の撮像画像から実平面に変換し、例えば、二次元の点列情報、或いはこれと同等なモデルを用いて表現した情報を、カーブの形状を示す情報として行動計画生成部１４０に出力する。

また、認識部１３０は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得ら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１０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。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。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。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、自車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。また、これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）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。

また、認識部１３０は、上記の認識処理において、認識精度を導出し、認識精度情報として行動計画生成部１４０に出力してもよい。例えば、認識部１３０は、一定期間において、道路区画線を認識できた頻度に基づいて、認識精度情報を生成する。

行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、障害物との接近を回避するための制動および／または操舵を行う回避イベント、カーブを走行するカーブ走行イベント、交差点や横断歩道、踏切などの所定のポイントを通過する通過イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、自動停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのテイクオーバイベントなどがある。

行動計画生成部１４０は、起動したイベントに応じて、自車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。各機能部の詳細については後述する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１４０は、例えば、推奨車線に基づいて目標軌道が生成する。推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１４０は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離（イベントの種類に応じて決定されてよい）手前に差し掛かると、通過イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、障害物を回避するような回避軌道が生成される。

行動計画生成部１４０は、カメラ１０、レーダ装置１２、ファインダ１４、物体認識装置１６、車両センサ４０、ＭＰＵ６０、および操作センサ（アクセル開度センサ８３、ブレーキセンサ８５、ステアリングセンサ８７、把持センサ８８）等による検出結果に基づいて、走行場面に応じた運転モードを決定し、決定した運転モードに従って自車両Ｍを制御する。例えば、行動計画生成部１４０は、上述した検出結果に基づいて走行シーンを判定し、判定結果に応じた運転モードに切り替える。また、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍの走行速度の変化に応じて、運転モードを切り替えてもよい。運転モードは、例えば、手動運転モード、第１自動運転モード、第２自動運転モード、および第３自動運転モードを含む。なお、本実施形態において、自動運転のモードは、便宜的に第１～３自動運転モードと定義される。

手動運転モードは、自車両Ｍの運転者が手動でアクセルペダル８２、ブレーキペダル８４、またはステアリングホイール８６を操作することにより、自車両Ｍを制御するモードである。

第１～３自動運転モードを、自動運転が実行されるモードにおいて自車両Ｍの運転者に求められるタスクの負荷が高い順に並べると、第１自動運転モード、第２自動運転モード、第３自動運転モードである。つまり、これらを運転者に求められるタスクの負荷に応じて階層に分けた場合、第１自動運転モードが最も下位の運転モードであり、第３自動運転モードが最も上位の運転モードである。つまり、上位の運転モードは、下位の運転モードに比べて、運転者の自由度が高い運転モード、運転者に要求されるタスクの負荷が低い運転モード、運転支援のレベルが高い運転モード、のうち少なくともいずれか一つである。

第１自動運転モードにおいて運転者に要求されるタスクは、例えば、ステアリングホイール８６を把持すること、および自車両Ｍの周辺を監視することである。監視するとは、例えば、自車両Ｍの進行方向、およびその周辺に視線を向けることである。第１自動運転モードが実行される走行シーンには、例えば、高速道路のランプなどのカーブ路や、料金所付近など道路の形状が単純な直線とは異なる区間等が含まれる。

第２自動運転モードにおいて運転者に要求されるタスクは、例えば、自車両Ｍの周辺を監視することである。第２自動運転モードが実行される走行シーンには、例えば、高速道路の本線など道路の形状が直線または直線に近い区間等が含まれる。

第３自動運転モードは、例えば、自車両Ｍの運転者に対するタスクを何ら要求することなく、自動運転が実行されるモードである。第３自動運転モードが実行される走行シーンには、例えば、自車両Ｍの速度が所定速度以下であり、且つ前走車両との車間距離が所定距離以内であること等が含まれる。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、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、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

第３制御部１８０は、例えば、乗員認識部１８２と、覚醒度推定部１８４と、要求タスク決定部１８６と、切替制御部１８８とを備える。

乗員認識部１８２は、車室内カメラ４２により撮像された画像を解析し、解析結果に基づいて乗員の状態を認識する。乗員認識部１８２は、画像の解析結果に基づいて、乗員が寝ている状態であるか否かを判定したり、乗員が自車両Ｍの周辺を監視している状態であるか否かを判定したりする。例えば、乗員の頭が自車両Ｍの床方向に向いている状態が所定時間継続している場合や、乗員の瞼が所定時間以上継続して閉じている状態である場合、乗員認識部１８２は、乗員が寝ている状態であると判定される。

また、乗員認識部１８２は、画像の解析結果に基づいて、車両の乗員（運転者）が視線を向けている領域を判定し、判定結果に基づいて運転者が自車両Ｍの周辺を監視しているか否かを判定する。例えば、乗員認識部１８２は、テンプレートマッチング等の手法を用いて画像から、運転者の目における基準点（目の動かない部分）と動点（目の動く部分）の組み合わせを検出する。基準点と動点との組み合わせは、例えば、目頭と虹彩の組み合わせ、角膜反射領域と瞳孔との組み合わせ等である。角膜反射領域とは、車室内カメラ４２等が赤外光を運転者に向けて照射した際の角膜における赤外光の反射領域である。そして、乗員認識部１８２は、基準点に対する動点の位置に基づいて、画像平面から実平面への変換処理などを行って視線の向きを導出する。

また、乗員認識部１８２は、把持センサ８８の検出結果に基づいて、運転者がステアリングホイール８６を把持している状態であるか否かを判定したり、運転者のステアリングホイール８６の把持の程度を判定したりする。

覚醒度推定部１８４は、自車両Ｍに設けられた各種センサ等の検出部（例えば、カメラ１０、レーダ装置１２、ファインダ１４、物体認識装置１６、車両センサ４０、ＭＰＵ６０、アクセル開度センサ８３、ブレーキセンサ８５、ステアリングセンサ８７、把持センサ８８、乗員認識部１８２等を含む）による検出結果に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。例えば、覚醒度推定部１８４は、乗員認識部１８２による認識結果に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。覚醒度は、例えば、覚醒状態の程度を段階的に示すものであって、通常状態（Ｖ１）、やや低下している（Ｖ２）、かなり低下している（Ｖ３）等が含まれる。

例えば、覚醒度推定部１８４は、把持センサ８８による検出結果に基づいて、覚醒度を推定する。例えば、覚醒度推定部１８４は、把持センサ８８により検出された静電容量の変化量が第１閾値以上である場合、乗員がステアリングホイール８６を把持していると判定し、覚醒度が通常状態Ｖ１であると推定する。また、覚醒度推定部１８４は、把持センサ８８により検出された静電容量の変化量が所定量第１閾値未満および第２閾値（第２閾値＜第１閾値）以上である場合、ステアリングホイール８６をしっかり把持していないと判定し、覚醒度がやや低下していると推定する。さらに、覚醒度推定部１８４は、把持センサ８８により検出された静電容量の変化量が第２閾値未満である場合、ステアリングホイール８６を全く把持していないと判定し、覚醒度がかなり低下していると推定する。

また、覚醒度推定部１８４は、乗員認識部１８２による認識結果に基づいて、覚醒度を推定する。例えば、覚醒度推定部１８４は、自車両Ｍの運転者が所定の挙動を行っていない状態（例えば自車両Ｍの周辺の監視を行っていない状態や、視線を進行方向およびその周辺に向けていない状態等）の継続時間が長くなるほど覚醒度が低いと推定する。また、覚醒度推定部１８４は、寝そうな状態である場合には、やや覚醒度が低下しているＶ２と判定し、乗員が寝ている状態である場合には、かなり低下しているＶ３と判定してもよい。また、覚醒度推定部１８４は、車室内カメラ４２により撮像された画像の解析結果に基づいて、まばたきの速度、目の開き具合、まばたきの間隔（目を開いている継続時間）、まばたきの継続時間（目を閉じている継続時間）等を人工知能を用いて分析し、眠気のレベルを推定してもよい。覚醒度推定部１８４は、推定した眠気のレベルに応じた覚醒度を推定する。また、目を閉じている継続時間の長さに応じて覚醒度を推定してもよく、例えば、覚醒度推定部１８４は、目を継続して閉じている時間が第３閾値以上である場合はやや覚醒度が低下しているＶ２と判定し、目を継続して閉じている時間が第４閾値（第４閾値＞第３閾値）以上である場合はかなり低下しているＶ３と判定してもよい。

また、覚醒度推定部１８４は、要求タスクの実行状態に応じて、覚醒度を推定してもよい。例えば、覚醒度推定部１８４は、要求タスクがときどき実行できていない場合は、覚醒度がやや低下しているＶ２と判定し、要求タスクがかなり実行できていない場合、覚醒度がかなり低下しているＶ３と判定してもよい。また、覚醒度推定部１８４は、要求タスクが制限時間以内に実行できた場合は、覚醒度がやや低下しているＶ２と判定し、要求タスクが制限時間以内に実行できなかった場合、覚醒度がかなり低下しているＶ３と判定してもよい。

また、覚醒度推定部１８４は、自車両Ｍの走行場面に基づいて、運転者の覚醒度を推定してもよい。例えば、覚醒度推定部１８４は、自車両Ｍの走行場面が所定の走行場面に該当する場合、運転者の覚醒度が低下していると推定する。所定の走行場面には、例えば、自車両Ｍが期間Ｔ１以上走行している場面（長時間走行）、走行している自車両Ｍが路面から受ける振動の強さ（平均振り幅）が基準値Ｘ１以上である場面、期間Ｔ２内での走行におけるカーブの回数が基準値Ｘ２以上である場面、直線道路を期間Ｔ３以上走行している場面、渋滞している道路を速度Ｖ１以下で期間Ｔ４以上走行している場面等が含まれる。期間は、時間であってもよく、距離であってもよい（以下、同じ）。覚醒度推定部１８４は、所定の走行場面の継続時間が長い程覚醒度が低下していると判定する。こうすることにより、覚醒度推定部１８４は、運転者の疲労の程度に応じて、覚醒度を推定することができる。

要求タスク決定部１８６は、自動運転制御ユニット１００により運転支援が実行されている場合、運転者に対して要求するタスク（以下、要求タスクと記す）を決定する。また、要求タスク決定部１８６は、決定した要求タスクの内容をＨＭＩ３０を用いて運転者に通知してもよく、切替制御部１８８に対して決定したタスクの実行を指示してもよい。例えば、要求タスク決定部１８６は、タスクが運転者に対する質問、問いかけ、呼びかけ、指示等である場合に、その内容をＨＭＩ３０を用いて出力する。

要求タスクには、例えば、運転者がステアリングホイール８６を把持すること（以下、タスク１）、運転者が自車両Ｍの周辺を監視すること（以下、タスク２）、運転者が体の少なくとも一部を動かすこと（以下、タスク３）、運転者に思考させること（以下、タスク４）、運転と関連性のある動作をさせること（以下、タスク５）等が含まれる。タスク３には、例えば、肩を上げ下げする動作、肘を上げ下げする動作、口を大きく開ける動作、瞬きを複数回する動作、大きく深呼吸する動作等が含まれる。タスク４には、乗員に関する質問、天候や車内環境などの周辺状況に関する質問等が含まれる。また、タスク４は、思考の程度に応じた複数のタスクを含むものであってもよく、質問の内容を複雑にすることにより思考の程度を高くしたり、質問数を増やすことにより思考の程度を高くしたり、回答を要求することにより思考の程度を高くしたり、回答時間を制限することにより思考の程度を高くしてもよい。タスク５には、例えば、タスク１，２や、アクセルペダル８２を操作すること、ブレーキペダル８４を操作すること等が含まれる。

要求タスク決定部１８６は、行動計画生成部１４０あるいは切替制御部１８８により決定された運転モードに基づいて、要求タスクを決定する。つまり、運転モードに応じて要求タスクが異なる場合、要求タスク決定部１８６は、行動計画生成部１４０あるいは切替制御部１８８により運転モードが切り替えられたことに応じて、要求タスクを変更する。以下、運転モードに基づいて要求タスク決定部１８６により決定される要求タスクを、第１タスク群と記す。タスク群とは、一つのタスクであってもよく、二以上のタスクであってもよい。

要求タスク決定部１８６は、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、要求タスクの負荷を高くする。つまり、要求タスク決定部１８６は、要求タスクの内容を、運転者にとっての負荷が高くなる内容に変更する。運転者にとっての負荷が高くなる内容のタスクを、以下、第２タスク群と記す。

例えば、要求タスク決定部１８６は、要求タスクの負荷を高くする場合、要求タスクに含まれるタスクの数を増やすこと、運転者が体の少なくとも一部を動かすタスクを追加すること、運転者に思考させるタスクの思考の程度を高くすること、運転関連度の高いタスクに変更すること、のうち少なくともいずれか一つを実行する。「運転関連度の高いタスク」には、例えば、運転者がステアリングホイール８６を把持することや、自車両Ｍの周辺を監視すること、アクセルペダル８２やブレーキペダル８４を操作することなどの手動運転モードにおいて要求されるタスクが含まれる。なお、運転関連度の高いタスクに変更する場合、タスクの実行期間（タスクを継続して実行する期間）を、自動運転モードから手動運転モードに切り替えるための切り替え条件を満たさない程度の一時的なものとしてもよい。例えば、切り替え条件が「運転者がステアリングホイール８６を期間Ｔ５以上把持していること」である場合、タスクの実行時間は期間Ｔ５よりも短い期間である。期間Ｔ５経過後、要求タスク決定部１８６は、運転者がステアリングホイール８６を把持することを要求タスクから除外し、要求タスクから除外されたことを、ＨＭＩ３０を用いて通知してもよい。

また、要求タスクの負荷を高くすることは、切替制御部１８８により運転モードが切り替えられることにより結果としてなされるものであってもよい。

切替制御部１８８は、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、行動計画生成部１４０により決定された運転モードを、要求タスクの負荷が高くなる運転モードに変更する。例えば、自動運転制御ユニット１００により上位の運転モードで自車両Ｍが制御されている状況において、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、切替制御部１８８は、下位の運転モードに切り替える。例えば、第２自動運転モードの実行中において覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、切替制御部１８８は、第１自動運転モードに切り替える。こうすることにより、運転者にとっての負荷が高くなるとともに、運転と関連性のある動作を運転者に実行させることとなるため、覚醒度の低下を防止することができる。

また、要求タスクの負荷を高くすることは、運転モードに応じて予め決定されている要求タスク群の内容が要求タスク決定部１８６により変更されることによりなされてもよい。例えば、行動計画生成部１４０あるいは切替制御部１８８による運転モードの切り替えや変更に関係なく、第２自動運転モードの実行中に要求されるタスク群の内容が、第１自動運転モードの実行中に要求されるタスク群の内容に変更されることにより、要求タスクの負荷を高くしてもよい。

具体的に説明すると、要求タスク決定部１８６は、行動計画生成部１４０により例えば下位の運転モードから上位の運転モードに切り替えられる場合、上位の運転モードにおいて要求されるタスクとして、下位の運転モードにおいて運転者に要求される複数のタスクのうち一部の除外タスクを除外したタスクを要求タスクとして決定する。その後、上位の運転モードの実行中において覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、要求タスク決定部１８６は、除外タスクを上位の運転モードにおいて実行される要求タスクに追加する。除外タスクは、例えば、タスク１、タスク２等である。なお、除外タスクは、運転モードに応じて予め決められている。こうすることにより、運転モードの切り替えに関係なく、要求タスクの負荷が運転者にとって高くなるとともに、運転と関連性のある動作を運転者に実行させることとなるため、覚醒度の低下を防止することができるとともに、走行シーン等に応じた運転モードの切り替えを実行することができる。

また、要求タスクの負荷を高くした後で、運転モードを上位の運転モードに変更する場合、行動計画生成部１４０は、所定の条件を満たしていない場合、上位の運転モードへの切り替えを制限するようにしてもよい。所定の条件には、例えば、要求タスクの負荷を高くしたときから期間Ｔ６が経過したこと等が含まれる。こうすることにより、要求タスクの負荷が高い期間を十分に継続させることができるため、運転者の覚醒度がすぐに低下することを防止することができる。また、推定された覚醒度の変化が頻発する場合であっても、運転モードの変化が頻発することを防止することができる。

［フローチャート］
図３は、第３制御部１８０により実行される一部の処理の流れを示すフローチャートである。なお、行動計画生成部１４０により運転モードを決定する処理については説明を省略する。

まず、第３制御部１８０は、運転支援を開始したか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、行動計画生成部１４０により運転モードが手動運転モードから第１自動運転モードに切り替えられた場合、第３制御部１８０は、運転支援を開始したと判定する。運転支援を開始したと判定した場合、乗員認識部１８２は、車室内カメラ４２により撮像された画像を解析し、解析結果に基づいて乗員の状態を認識し、認識結果を覚醒度推定部１８４に出力する（ステップＳ１３）。また、覚醒度推定部１８４は、把持センサ８８の検出結果に基づいて、運転者がステアリングホイール８６を把持状態（把持している状態か否か、把持の程度等を含む）を判定する（ステップＳ１５）。

覚醒度推定部１８４は、乗員認識部１８２による認識結果や把持状態の判定等に基づいて、運転者の覚醒度を推定する（ステップＳ１７）。要求タスク決定部１８６は、ステップＳ１５により判定された判定結果と、実行されている運転モードとに基づいて、要求タスクを決定する（ステップＳ１９）。次いで、第３制御部１８０は、運転支援を終了したか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、行動計画生成部１４０又は切替制御部１８８により運転モードが第１自動運転モードから手動運転モードに切り替えられた場合、第３制御部１８０は、運転支援を終了したと判定する。運転支援を終了していない場合、第３制御部１８０は、ステップＳ１３に戻って処理を繰り返す。

次に、図４～６を参照して、要求タスク決定部１８６による要求タスクの決定処理について説明する。本処理は、図３のフローチャートのステップＳ１９に対応する処理である。要求タスク決定部１８６による処理方法としては、図４～６に示す処理のうちのいずれか一つが設定される。

図４は、要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その１）である。要求タスク決定部１８６は、運転モードに応じた第１タスク群を決定する（ステップＳ１０１）。要求タスク決定部１８６は、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下していないと判定した場合、要求タスク決定部１８６は、要求タスクを変更しない。

一方、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下したと判定した場合、要求タスク決定部１８６は、要求するタスクを第２タスク群に変更する（ステップＳ１０７）。なお、要求タスク決定部１８６は、要求するタスクを第２タスク群に変更する場合、第１タスク群の全てを第２タスク群に変更するものであってもよく、第１タスク群の少なくとも一部を第２タスク群に変更するものであってもよい。

図５は、要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その２）である。なお、図４に説明する処理と同一の処理については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。ステップＳ１０５において運転者の覚醒度が低下したと判定した場合、要求タスク決定部１８６は、実行中の運転モードよりも下位の自動運転モードがあるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。例えば、第１自動運転モードを実行中である場合、それよりも下位の自動運転モードがないため、要求タスク決定部１８６は、要求するタスクを第２タスク群に変更する（ステップＳ１０７）。

一方、第２自動運転モードあるいは第３自動運転モードを実行中である場合、それよりも下位の自動運転モードがあるため、要求タスク決定部１８６は、一つ下の自動運転モードに変更するよう切替制御部１８８に指示する（ステップＳ１０９）。これにより、切替制御部１８８は、運転モードを、指示された自動運転モードに変更する。なお、切替制御部１８８は、要求タスク決定部１８６から変更指示があった場合、実行中の運転モードよりも一つ階層が下の運転モードへの変更を決定し、決定した運転モードに変更してもよい。

次いで、要求タスク決定部１８６は、行動計画生成部１４０により、運転モードを上位の自動運転モードへ切り替える決定がなされたか否かを判定する（ステップＳ１１１）。運転モードを上位の自動運転モードへ切り替える決定がなされた場合、要求タスク決定部１８６は、ステップＳ１０９において下位の自動運転モードに切り替えたときから期間Ｔ６が経過したかを判定する（ステップＳ１１３）。期間Ｔ６が経過したと判定しない場合、要求タスク決定部１８６は、運転モードの切り替えを禁止することを示す情報を行動計画生成部１４０に出力する。これにより、行動計画生成部１４０は切り替えを実行しない。一方、期間Ｔ６が経過したと判定しない場合、要求タスク決定部１８６は、運転モードの切り替えを許可することを示す情報を行動計画生成部１４０に出力する（ステップＳ１１５）。これにより、行動計画生成部１４０は切り替えを実行する。

図６は、要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その３）である。なお、図４に説明する処理と同一の処理については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。要求タスク決定部１８６は、ステップＳ１０１において第１タスク群を決定した後、行動計画生成部１４０により、運転モードが上位の自動運転モードへ切り替えられるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。運転モードが上位の自動運転モードへ切り替えられない場合、要求タスク決定部１８６は、ステップＳ１０５，１０７を実行する。

一方、ステップＳ１０３において運転モードが上位の自動運転モードへ切り替えられる場合、要求タスク決定部１８６は、切り替えられる上位の自動運転モードに応じた第１タスク群を決定するとともに、切り替えられる上位の自動運転モードに対応付けて予め決められている除外タスクを、第１タスク群から除外する（ステップＳ１１９）。次いで、要求タスク決定部１８６は、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下したか否かを判定する（ステップＳ１２１）。覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下していないと判定した場合、要求タスク決定部１８６は、要求タスクを変更しない。一方、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下したと判定した場合、要求タスク決定部１８６は、ステップＳ１１９において決定された第１タスク群に、除外タスクを追加する（ステップＳ１２３）。

また、要求タスク決定部１８６は、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、運転者の覚醒度に応じて異なる負荷のタスクを決定してもよい。例えば、要求タスク決定部１８６は、上述したステップＳ１０５とステップＳ１０７の処理に代えて、図７に示すような処理を実行する。図７は、要求タスク決定部１８６により実行される処理の流れを示すフローチャート（その４）である。

要求タスク決定部１８６は、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度がかなり低下しているＶ３であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。運転者の覚醒度がかなり低下しているＶ３である場合、要求タスク決定部１８６は、要求タスクを、第１タスク群よりも負荷が高い第３タスク群に変更する（ステップＳ２０３）。第３タスク群には、例えば、運転者が体の少なくとも一部を動かすタスク３、運転と関連性のある動作をさせるタスク５、タスク４のうち思考の程度が高いタスク等が含まれる。

一方、ステップＳ２０１において、運転者の覚醒度がかなり低下しているＶ３でない場合、要求タスク決定部１８６は、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度がやや低下しているＶ２であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。運転者の覚醒度がやや低下しているＶ２である場合、要求タスク決定部１８６は、要求タスクを、第４タスク群に変更する（ステップＳ２０７）。第４タスク群は、第１タスク群よりも負荷が高く、且つ、第３タスク群よりも負荷が低いタスク群である。第４タスク群には、例えば、タスク４のうち思考の程度が低いタスクが含まれる。タスク４のうち思考の程度が低いタスクには、運転者の嗜好に関する情報の提供（運転者に語りかけるだけ）、運転者の嗜好に関する質問であって回答を要求しない質問をすること等が含まれる。

一方、ステップＳ２０５において、運転者の覚醒度がやや低下しているＶ２でない場合（つまり、運転者の覚醒度が通常状態Ｖ１である場合）、要求タスク決定部１８６は、何も実施しない（ステップＳ２０９）。つまり、要求タスクは変更されない。

以上説明した第１実施形態によれば、車両の周辺状況を認識する認識部１３０と、認識部１３０により認識された周辺状況に基づいて、車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行う車両制御部（第１制御部１２０と第２制御部１６０）と、車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、車両に乗車している運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定部１８４と、車両制御部による運転支援の実行中において運転者に対して要求するタスクを決定する要求タスク決定部１８６とを備え、要求タスク決定部１８６が、覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、運転者に要求するタスクの負荷を高くすることにより、運転者の覚醒度の低下を防止することができる。

また、運転者に要求するタスクの内容を、体の一部を動かすもの、コミュニケーションをとるもの、運転に関連性のあるものなど、運転中において無理なく実行することができる程よい内容にすることにより、覚醒度が低下している運転者に要求タスクの実行を依頼するシーンであっても運転者が感じる不快感を軽減することができる。

また、運転者に要求するタスクの内容を覚醒度に応じて変更することにより、運転者が感じる不快感を軽減することができる。

また、本実施形態に係る車両システム１のように、自車両Ｍの運転モードが走行場面に応じて切り替えられるシステムにおいて、運転モードの変更間隔が短くなる場合、運転者の覚醒度を精度よく推定することが困難な場合がある。このような状況であっても、上述したような程よい内容のタスクを運転者に要求することにより、運転者が感じる不快感を軽減することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、自車両Ｍは主に自動運転により運転支援を実行するものとして説明した。第２実施形態では、自車両Ｍは、第１実施形態の自動運転とは異なる自車両Ｍの運転支援を実行する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図８は、第２実施形態の車両システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。
車両システム１Ａは、例えば、自動運転制御ユニット１００に代えて、運転支援ユニット３００を備える。また、車両システム１Ａにおいて、ＭＰＵ６０は省略される。

運転支援ユニット３００は、例えば、認識部３１０と、追従走行支援制御部３２０と、車線維持支援制御部３３０と、車線変更支援制御部３４０と、第３制御部３５０とを備える。認識部３１０と第３制御部３５０は、それぞれ認識部１３０と第３制御部１８０と同等の機能のため説明を省略する。

後述する追従走行支援制御部３２０により実行される追従走行支援制御、車線維持支援制御部３３０により実行される車線維持支援制御、または車線変更支援制御部３４０により実行される車線変更支援制御のうち、一以上の制御を行うことは「運転支援を行う」ことの一例である。これらの運転支援の制御において自車両Ｍの運転者に求められるタスクの負荷が高い順に階層分けされていてもよい。

運転支援の実行中において覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、要求タスク決定部１８６は、運転モードを手動運転モードに切り替えるよう切替制御部１８８に指示することにより、要求タスクの負荷を高くする。なお、自車両Ｍの運転者に求められるタスクの負荷に応じて運転支援の制御が階層分けされている場合、要求タスク決定部１８６は、運転支援のモードを下の階層のモードに変更することにより、要求タスクの負荷を高くしてもよい。こうすることにより、運転者にとっての負荷が高くなるとともに、運転と関連性のある動作を運転者に実行させることとなるため、覚醒度の低下を防止することができる。

［追従走行支援制御部３２０について］
追従走行支援制御部３２０は、例えば、認識部３１０により認識された自車両Ｍの進行方向の先において走行する周辺車両に追従する制御を行う。追従走行支援制御部３２０は、例えば、乗員によって不図示の追従走行開始スイッチへの操作がなされたことをトリガとして追従走行支援制御を開始する。追従走行支援制御部３２０は、例えば、認識部３１０により認識された周辺車両のうち、自車両Ｍの前方の所定距離（例えば５０［ｍ］程度）以内に存在する周辺車両（前走車両と称する）に自車両Ｍが追従するように、走行駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２１０を制御し、自車両Ｍの速度制御を行う。「追従する」とは、例えば、自車両Ｍと前走車両との相対距離（車間距離）を一定に維持して走行することをいう。なお、追従走行支援制御部３２０は、認識部３１０により前走車両が認識されていない場合、単に設定車速で自車両Ｍを走行させてよい。

［車線維持支援制御部３３０について］
車線維持支援制御部３３０は、認識部３１０により認識された自車両Ｍの位置に基づいて、自車両Ｍが走行する車線を維持するように、ステアリング装置２２０を制御する。車線維持支援制御部３３０は、例えば、乗員による不図示の車線維持開始スイッチへの操作がなされたことをトリガとして車線維持支援制御を開始する。例えば、車線維持支援制御部３３０は、走行車線中央を自車両Ｍが走行するように自車両Ｍの操舵を制御する。車線維持支援制御部３３０は、例えば、ステアリング装置２２０を制御して、走行車線中央からの自車両Ｍの基準点の乖離が大きくなるほど走行車線中央の位置に復帰する方向に対して大きい操舵力を出力する。

車線維持支援制御部３３０は、更に、自車両Ｍが車線を区画する道路区画線に接近した場合、ステアリング装置２２０を制御して、自車両Ｍが走行車線中央側へと復帰するように操舵を制御して路外逸脱抑制制御を行ってもよい。

［車線変更支援制御部３４０について］
車線変更支援制御部３４０は、乗員のステアリングホイールの操作（操舵制御）に依らずに、走行駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを制御して、車線変更が可能であると判定された隣接車線に対して自車両Ｍを車線変更させる。車線変更支援制御部３４０は、例えば、乗員による不図示の車線変更開始スイッチへの操作がなされたことをトリガとして車線変更支援制御を開始する。例えば、車線変更開始スイッチへの操作がなされた場合、車線変更支援制御部３４０による制御が優先される。

車線変更支援制御部３４０は、自車両Ｍの速度と車線変更に必要な秒数に基づいて、自車両Ｍの車線変更に必要な距離を導出する。
車線変更に必要な秒数は、車線変更を行う際の横移動の距離がほぼ一定であると仮定し、適切な横方向速度で車線変更を行ったと仮定した場合に、横方向の目標距離を走行し終えるまでの距離に基づいて設定される。車線変更支援制御部３４０は、導出した車線変更に必要な距離に基づいて、車線変更先の車線上の走行車線中央上に車線変更の終了地点を設定する。車線変更支援制御部３４０は、例えば、車線変更の終了地点を目標位置として車線変更支援制御を行う。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る車両システムは、第１実施形態で説明した主に自動運転により運転支援を実行する機能と、第２実施形態で説明した運転支援を実行する機能の両方を備える。以下、第１、２実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態において、自車両Ｍの運転者に求められるタスクの負荷が高い順に並べると、手動運転モード、運転支援モード、第１自動運転モード、第２自動運転モード、第３自動運転モードである。運転支援モードには、例えば、上述の追従走行支援制御、車線維持支援制御、車線変更支援制御等が含まれる。

運転支援の実行中において覚醒度推定部１８４により推定された運転者の覚醒度が低下した場合、要求タスク決定部１８６は、自動運転モードを運転支援モードに切り替える（あるいは、運転支援モードを手動運転モードに切り替える）ことにより、要求タスクの負荷を高くする。こうすることにより、運転者にとっての負荷が高くなるとともに、運転と関連性のある動作を運転者に実行させることとなるため、覚醒度の低下を防止することができる。

［ハードウェア構成］
上述した実施形態の車両システム１の自動運転制御ユニット１００（または車両システム１Ａの運転支援ユニット３００）は、例えば、図９に示すようなハードウェアの構成により実現される。図９は、実施形態の自動運転制御ユニット１００（運転支援ユニット３００）のハードウェア構成の一例を示す図である。

制御部は、通信コントローラ１００－１、ＣＰＵ１００－２、ＲＡＭ１００－３、ＲＯＭ１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤなどの二次記憶装置１００－５、およびドライブ装置１００－６が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置１００－６には、光ディスクなどの可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置１００－５に格納されたプログラム１００－５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００－３に展開され、ＣＰＵ１００－２によって実行されることで、制御部が実現される。また、ＣＰＵ１００－２が参照するプログラムは、ドライブ装置１００－６に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークＮＷを介して他の装置からダウンロードされてもよい。

上記実施形態は、以下のように表現することができる。
記憶装置と、
前記記憶装置に格納されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
車両の周辺状況を認識し、
認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行い、
前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定し、
前記運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを決定し、
推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くする、
車両制御システム。

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。

例えば、覚醒度推定部１８４は、天候や走行している時間帯等に応じて、覚醒度の判定基準を変更してもよい。具体的に説明すると、紫外線の強い日は、曇りの日に比べて、運転者の目が疲れやすいため、紫外線の強い日において覚醒度が低下していると判定する閾値（走行距離や走行時間）を、曇りの日に比べて小さくしてもよい。また、日中の運転よりも深夜の運転の方が眠くなりやすいため、深夜において覚醒度が低下していると判定する閾値（走行距離や走行時間）を、日中に比べて小さくしてもよい。

要求タスク決定部１８６が要求タスクの負荷を高くする場合に実行される「運転関連度の高いタスクに変更すること」には、例えば、上位の運転モードから下位の運転モードに切り替えられるための切り替え条件が下位の運転モードに切り替えられやすい側に変更されること等が含まれてもよい。例えば、運転者がステアリングホイール８６を把持する状態が期間Ｔ７以上継続したことを条件として、自動運転モードから手動運転モードに切り替えることが予め設定されている場合、期間Ｔ７の長さを短くする。

要求タスク決定部１８６が要求タスクの負荷を高くする場合に、運転者に対する質問に応じた所定の回答を提供することが含まれてもよい。所定の回答には、例えば、運転者に好きな音楽を質問した場合に回答に応じた音楽を車両に搭載されたスピーカから出力することや、運転者に好きな食べ物を質問した場合に回答に応じたレストランや店舗に関する情報をＨＭＩ３０から提供することが含まれていてもよい。

要求タスク決定部１８６は、要求タスクが所定条件下において実行されていない場合、所定の報知情報をＨＭＩ３０から出力させてもよい。また、行動計画生成部１４０あるいは切替制御部１８８は、各自動運転モードにおいて設定されている要求タスクが所定条件下において実行されていない場合、所定の報知情報をＨＭＩ３０から出力させてもよい。所定条件下には、例えば、要求タスクが実行されていない状況が所定時間以上継続した場合、または、運転に関連性のある要求タスクが実行されていない状況が所定時間以上継続した場合等が含まれる。

１、１Ａ 車両システム
１００ 自動運転制御ユニット
１２０ 第１制御部
１３０ 認識部
１４０ 行動計画生成部
１６０ 第２制御部
１６２ 取得部
１６４ 速度制御部
１６６ 操舵制御部
１８０ 第３制御部
１８２ 乗員認識部
１８４ 覚醒度推定部
１８６ 要求タスク決定部
１８８ 切替制御部
３００ 運転支援ユニット
３１０ 認識部
３２０ 追従走行支援制御部
３３０ 車線維持支援制御部
３４０ 車線変更支援制御部
３５０ 第３制御部

Claims (9)

1. 車両の周辺状況を認識する認識部と、
   前記認識部により認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行う車両制御部と、
   前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定部と、
   前記車両制御部による運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを、ハンドルを把持するタスク、周辺を監視するタスク、運転者の体を動かすタスク、運転と関連性のある動作を行うタスク、のうちの少なくともいずれかのタスクに決定するタスク決定部であって、前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くする前記タスク決定部と、を備え、
   前記タスク決定部は、前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記覚醒度推定部により前記運転者の覚醒度が低下したと推定された場合に、前記運転者に対して要求するタスクを、前記ハンドルを把持するタスクに決定し、
   前記覚醒度推定部は、前記運転者に対して要求するタスクが前記ハンドルを把持するタスクに決定された場合、前記車両に設けられた把持センサによって取得された、前記運転者による前記ハンドルの把持状態を表す静電容量の変化量に基づいて、前記運転者が前記ハンドルを把持しているか否かを判定する、
   車両制御システム。
2. 前記検出部はカメラであり、
   前記覚醒度推定部は、前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記カメラによって撮像された画像を解析することによって得られた運転者のまばたきの速度、目の開き具合、まばたきの間隔、又はまばたきの継続時間に関する情報に基づいて、前記運転者の覚醒度を判定する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記タスク決定部は、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くする場合、
   前記運転者に対して要求するタスクの数を増やすこと、
   前記運転者が体の少なくとも一部を動かすタスクを追加すること、
   前記運転者に思考させるタスクの思考の程度を高くすること、
   運転関連度がより高いタスクに変更すること、
   のうち少なくともいずれか一つを実行する、
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記車両制御部は、
   第１運転モードと第２運転モードとを所定のタイミングで切り替えて前記運転支援を行うとともに、
   前記第２運転モードにおいて、前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記第１運転モードに切り替え、
   前記第２運転モードは、前記第１運転モードに比べて、
   前記運転者の自由度が高い運転モード、
   前記運転者に要求されるタスクの負荷が低い運転モード、
   前記車両制御部による運転支援のレベルが高い運転モード、
   のうち少なくともいずれか一つである、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 前記タスク決定部は、
   前記第２運転モードにおいて要求されるタスクにおいて、前記第１運転モードにおいて前記運転者に要求される複数のタスクのうち一部の除外タスクを除外し、
   前記第２運転モードにおいて、前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記除外タスクを前記第２運転モードにおいて要求されるタスクに追加する、
   請求項４に記載の車両制御システム。
6. 前記除外タスクは、
   前記検出部により検出されるものであって、
   前記車両の操作子を把持すること、
   前記運転者が前記車両の周辺を監視すること、
   のうち少なくともいずれか一方を含む、
   請求項５に記載の車両制御システム。
7. 前記車両制御部は、
   前記車両の走行場面の変化に応じて、前記第１運転モードと前記第２運転モードとを所定のタイミングで切り替えるとともに、
   前記第２運転モードにおいて前記覚醒度推定部により推定された前記運転者の覚醒度が低下したことにより前記第１運転モードに切り替えられた後、所定の条件を満たしていない場合、前記第２運転モードへの切り替えを制限する、
   請求項４から６のうちいずれか一項に記載の車両制御システム。
8. 車載コンピュータが、
   車両の周辺状況を認識し、
   認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行い、
   前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定し、
   前記運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを、ハンドルを把持するタスク、周辺を監視するタスク、運転者の体を動かすタスク、運転と関連性のある動作を行うタスク、のうちの少なくともいずれかのタスクに決定し、
   推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くし、
   前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記運転者の覚醒度が低下したと推定された場合に、前記運転者に対して要求するタスクを、前記ハンドルを把持するタスクに決定し、
   前記運転者に対して要求するタスクが前記ハンドルを把持するタスクに決定された場合、前記車両に設けられた把持センサによって取得された、前記運転者による前記ハンドルの把持状態を表す静電容量の変化量に基づいて、前記運転者が前記ハンドルを把持しているか否かを判定する、
   車両制御方法。
9. 車載コンピュータに、
   車両の周辺状況を認識させ、
   認識された周辺状況に基づいて、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転支援を行わせ、
   前記車両に設けられた検出部による検出結果に基づいて、前記車両に乗車している運転者の覚醒度を推定させ、
   前記運転支援の実行中において前記運転者に対して要求するタスクを、ハンドルを把持するタスク、周辺を監視するタスク、運転者の体を動かすタスク、運転と関連性のある動作を行うタスク、のうちの少なくともいずれかのタスクに決定させ、
   推定された前記運転者の覚醒度が低下した場合、前記運転者に要求するタスクの負荷を高くさせ、
   前記ハンドルを把持するタスク、または前記周辺を監視するタスクが軽減されている状態にて、前記運転者の覚醒度が低下したと推定された場合に、前記運転者に対して要求するタスクを、前記ハンドルを把持するタスクに決定させ、
   前記運転者に対して要求するタスクが前記ハンドルを把持するタスクに決定された場合、前記車両に設けられた把持センサによって取得された、前記運転者による前記ハンドルの把持状態を表す静電容量の変化量に基づいて、前記運転者が前記ハンドルを把持しているか否かを判定させる、
   プログラム。

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