JP2023018693A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバの自動運転から手動運転への切り替えの適応能力に応じて安全に操作権限を移譲可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】運転モードを自動運転又は手動運転に切替可能な車両に適用される制御装置は、自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定し、自動運転の継続が困難な運転状態であると判定されたときに、車両の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量の情報と、ドライバの自動運転から手動運転への操作権限移譲経験度の情報と、に基づいて自動運転から手動運転への操作権限の移譲の難易度を判定し、難易度に応じて操作権限の移譲を行う運転状態の条件を設定し、運転状態の条件が成立したときに操作権限を移譲させることを含む処理を実行する。【選択図】図１０

Description

本開示は、運転モードを自動運転又は手動運転に切替可能な車両に適用される車両の制御装置に関する。

従来、自動車等の車両の運転を自動的に行う技術が知られている。自動運転は、カメラ、レーダ又はＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）等の周囲環境センサや、車両の外部との通信により車両の周囲環境の情報を取得し、車両の速度及び操舵角を制御することにより実行される。このような自動運転が可能な車両において、車両の運転モードを安全に自動運転又は手動運転に切り替える技術が提案されている。

例えば特許文献１には、適切な態様で車両の運転モードを自動運転から手動運転に切り替えるための車両制御装置が提案されている。具体的に、特許文献１には、自動運転中の車両があらかじめ設定された初期切替位置に至った場合に車両の運転モードを手動運転に切り替える車両制御装置であって、自動操舵から手動操舵への切り替えと、自動速度調整から手動速度調整への切り替えとをそれぞれ独立した制御として別々に実行可能にした車両制御装置が開示されている。

また、特許文献２には、自動運転から手動運転に切り替えた際に車両の運転状態が不安定になることを防止するための車両システムが提案されている。具体的に、特許文献２には、車両のハンドル、アクセル、ブレーキ等を運転者が操作したときに、運転者の視点位置から前方に見える物体を模擬的に再現した模擬走行コースを表示画面に表示し、表示された模擬走行コース上を運転者がハンドル等を操作して走行した後に自動運転を解除し、運転者によるハンドル等の操作内容を反映した手動運転に切り替える技術が開示されている。

特開２０１７－１９７１８３号公報 特開２０１８－０８３５１７号公報

しかしながら、自動運転から手動運転へ操作権限を移譲させる際に自動運転で設定される目標操作量をドライバが手動運転で追従できるか否かを判断基準とした場合、ドライバの適応能力によっては、操作権限移譲後にドライバが運転操作を誤り、急制動又は急ハンドルを生じさせるおそれがある。

本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的とするところは、ドライバの自動運転から手動運転への切り替えの適応能力に応じて安全に操作権限を移譲可能な車両の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、運転モードを自動運転又は手動運転に切替可能な車両に適用される制御装置であって、一つ又は複数のプロセッサと、一つ又は複数のプロセッサと通信可能に接続された一つ又は複数のメモリと、を備え、プロセッサは、自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定し、自動運転の継続が困難な運転状態であると判定されたときに、車両の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量の情報と、ドライバの自動運転から手動運転への操作権限移譲経験度の情報と、に基づいて自動運転から手動運転への操作権限の移譲の難易度を判定し、難易度に応じて操作権限の移譲を行う運転状態の条件を設定し、運転状態の条件が成立したときに操作権限を移譲させることを含む処理を実行する車両の制御装置が提供される。

以上説明したように本開示によれば、ドライバの自動運転から手動運転への切り替えの適応能力に応じて安全に操作権限を移譲させることができる。

本開示の一実施形態に係る車両の制御装置を適用可能な車両の構成例を示す模式図である。 同実施形態に係る車両の制御装置の構成例を示すブロック図である。 ドライバデータベースに記憶されるドライバの運転技量に関する情報の一例を示す説明図である。 ドライバデータベースに記憶されるドライバの操作権限移譲経験度に関する情報の一例を示す説明図である。 同実施形態に係る車両の制御装置により実行される制御処理のメインルーチンを示すフローチャートである。 同実施形態に係る車両の制御装置により実行される手動運転制御処理の動作の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る車両の制御装置により実行される自動運転制御処理の動作の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る車両の制御装置により実行される操作権限移譲処理の動作の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る車両の制御装置により実行される操作権限移譲処理の動作の一例を示すフローチャートである。 難易度に応じて設定される操作権限移譲時の最大車速を示す説明図である。 難易度に応じて設定される操作権限移譲時の最大操舵角を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．車両の全体構成＞
まず、本開示の実施の形態に係る車両の制御装置を適用可能な車両の構成の一例を説明する。

図１は、車両の制御装置５０を備えた車両１の構成例を示す模式図である。
図１に示した車両１は、車両の駆動トルクを生成する駆動力源９から出力される駆動トルクを左前輪３ＬＦ、右前輪３ＲＦ、左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲ（以下、特に区別を要しない場合には「車輪３」と総称する）に伝達する四輪駆動車として構成されている。駆動力源９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であってもよく、駆動用モータであってもよく、内燃機関及び駆動用モータをともに含んでいてもよい。

なお、車両１は、例えば前輪駆動用モータ及び後輪駆動用モータの二つの駆動用モータを備えた電気自動車であってもよく、それぞれの車輪３に対応する駆動用モータを備えた電気自動車であってもよい。また、車両１が電気自動車やハイブリッド電気自動車の場合、車両１には、駆動用モータへ供給される電力を蓄積する二次電池や、バッテリに充電される電力を発電するモータや燃料電池等の発電機が搭載される。

車両１は、車両１の運転制御に用いられる機器として、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０を備えている。駆動力源９は、図示しない変速機や前輪差動機構７Ｆ及び後輪差動機構７Ｒを介して前輪駆動軸５Ｆ及び後輪駆動軸５Ｒに伝達される駆動トルクを出力する。駆動力源９や変速機の駆動は、一つ又は複数の電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を含んで構成された制御装置５０により制御される。

前輪駆動軸５Ｆには電動ステアリング装置１５が設けられている。電動ステアリング装置１５は図示しない電動モータやギヤ機構を含み、制御装置５０により制御されることによって左前輪３ＬＦ及び右前輪３ＲＦの操舵角を調節する。制御装置５０は、手動運転モード中には、ドライバによって操作されるステアリングホイール１３の操舵角に基づいて電動ステアリング装置１５を制御する。また、制御装置５０は、自動運転モード中には、制御装置５０により設定される目標操舵角に基づいて電動ステアリング装置１５を制御する。

車両１のブレーキシステムは、例えば油圧式のブレーキシステムとして構成される。ブレーキ装置２０は、それぞれ前後左右の駆動輪３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＲ，３ＲＲに設けられたブレーキキャリパ１７ＬＦ，１７ＲＦ，１７ＬＲ，１７ＲＲ（以下、特に区別を要しない場合には「ブレーキキャリパ１７」と総称する）に供給する油圧を調節し、制動力を発生させる。車両１が電気自動車あるいはハイブリッド電気自動車の場合、ブレーキ装置２０は、駆動用モータによる回生ブレーキと併用される。

制御装置５０は、車両１の駆動トルクを出力する駆動力源９、ステアリングホイール１３又は操舵輪の操舵角を制御する電動ステアリング装置１５、ブレーキキャリパ１７への供給油圧を調節するブレーキ装置２０の駆動を制御する一つ又は複数の電子制御装置を含む。制御装置５０は、駆動力源９から出力された出力を変速して車輪３へ伝達する変速機の駆動を制御する機能を備えていてもよい。制御装置５０の具体的な構成については後で詳しく説明する。

また、車両１は、前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦ、後方撮影カメラ３１Ｒ、ＬｉＤＡＲ３１Ｓ、車内撮影カメラ３３、車両状態センサ３５、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ３７及びＨＭＩ（Human Machine Interface）４３を備えている。

前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦ、後方撮影カメラ３１Ｒ及びＬｉＤＡＲ３１Ｓは、車両１の周囲環境の情報を取得するための周囲環境センサを構成する。前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦ及び後方撮影カメラ３１Ｒは、車両１の前方あるいは後方を撮影し、画像データを生成する。前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦ及び後方撮影カメラ３１Ｒは、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等の撮像素子を備え、生成した画像データを制御装置５０へ送信する。

図１に示した車両１では、前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦは、左右一対のカメラを含むステレオカメラとして構成され、後方撮影カメラ３１Ｒは、いわゆる単眼カメラとして構成されているが、それぞれステレオカメラあるいは単眼カメラのいずれであってもよい。ただし、後方撮影カメラ３１Ｒを備えることは必須ではない。また、車両１は、例えばサイドミラー１１Ｌ，１１Ｒに設けられて左後方又は右後方を撮影するカメラを備えていてもよい。

ＬｉＤＡＲ３１Ｓは、光学波を送信するとともに当該光学波の反射波を受信し、光学波を送信してから反射波を受信するまでの時間に基づいて物体及び物体までの距離を検知する。ＬｉＤＡＲ３１Ｓは、検出データを制御装置５０へ送信する。この他、車両１は、周囲環境の情報を取得するための周囲環境センサとして、ミリ波レーダ等のレーダセンサ、超音波センサのうちのいずれか一つ又は複数のセンサを備えていてもよい。さらに、車両１は、周囲環境の情報を取得するための周囲環境センサとして、雨滴センサを備えていてもよい。

車内撮影カメラ３３は、車内を撮影し、画像データを生成する。車内撮影カメラ３３は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を備え、生成した画像データを制御装置５０へ送信する。本実施形態において、車内撮影カメラ３３は、車両１に搭乗している乗員を撮影可能に配置される。設置される車内撮影カメラ３３は１つのみであってもよく、複数であってもよい。

車両状態センサ３５は、車両１の操作状態及び挙動を検出する少なくとも一つのセンサからなる。車両状態センサ３５は、例えば舵角センサ、アクセルポジションセンサ、ブレーキストロークセンサ、ブレーキ圧センサ又はエンジン回転数センサのうちの少なくとも一つを含み、ステアリングホイール１３あるいは操舵輪の操舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量又はエンジン回転数等の車両１の操作状態を検出する。また、車両状態センサ３５は、例えば車速センサ、加速度センサ、角速度センサ又は車輪速センサのうちの少なくとも一つを含み、車速、前後加速度、横加速度、ヨーレート又は車輪３の回転数等の車両１の挙動を検出する。車両状態センサ３５は、検出した情報を含むセンサ信号を制御装置５０へ送信する。

ＧＰＳセンサ３７は、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信する。ＧＰＳセンサ３７は、受信した衛星信号に含まれる車両１の地図データ上の位置情報を制御装置５０へ送信する。なお、ＧＰＳセンサ３７の代わりに、車両１の位置を特定する他の衛星システムからの衛星信号を受信するアンテナが備えられていてもよい。

ＨＭＩ４３は、制御装置５０により駆動され、画像表示や音声出力等の手段により、ドライバに対して種々の情報を提示する。ＨＭＩ４３は、例えばインストルメントパネル内に設けられた表示装置及び車両に設けられたスピーカを含む。表示装置は、ナビゲーションシステムの表示装置であってもよい。また、ＨＭＩ４３は、車両１の周囲の風景に重畳させてフロントウィンドウ上へ表示を行うＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）を含んでもよい。

＜２．車両の制御装置＞
続いて、本実施形態に係る車両の制御装置５０を具体的に説明する。

（２－１．構成例）
図２は、本実施形態に係る制御装置５０の構成例を示すブロック図である。
制御装置５０には、直接的に又はＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Inter Net）等の通信手段を介して、周囲環境センサ３１、車内撮影カメラ３３、車両状態センサ３５及びＧＰＳセンサ３７が接続されている。また、制御装置５０には、直接的に又はＣＡＮやＬＩＮ等の通信手段を介して、ＨＭＩ４３が接続されている。

制御装置５０は、制御部５１、記憶部５３、ドライバデータベース５５を備えている。制御部５１は、一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを備えて構成される。制御部５１の一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。記憶部５３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリにより構成される。ただし、記憶部５３の数や種類は特に限定されない。記憶部５３は、制御部５１により実行されるコンピュータプログラムや、演算処理に用いられる種々のパラメタ、検出データ、演算結果等の情報を記憶する。

ドライバデータベース５５は、ＲＡＭ等のメモリ、あるいは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＵＳＢフラッシュ、ストレージ装置等の更新可能な記憶装置により構成される。ただし、記憶装置の種類は特に限定されない。

ドライバデータベース５５は、車両１のドライバに関する情報を記憶するデータベースである。ドライバデータベース５５に記憶される情報は、少なくともドライバ個々の運転技量に関する情報と、ドライバ個々の自動運転から手動運転への操作権限移譲経験度に関する情報とを含む。

ドライバの運転技量に関する情報は、それぞれのドライバが過去に車両１を手動で運転したときに収集された車両状態のデータであってもよい。例えば当該データは、所定の期間ごとの車両１の速度の安定度、急加速又は急減速の度合又は頻度、操舵角の安定度あるいは急ハンドルの度合又は頻度等を複数段階で評価したデータであってもよい。所定の期間は、例えば車両１の運転開始から運転終了までの期間であってもよく、所定の距離を走行する期間であってもよく、所定の時間であってもよい。車両１の速度の安定度が高いほど、急加速又は急減速の度合が小さいほど、急加速又は急減速の頻度が少ないほど、操舵角の安定度が高いほど、急ハンドルの度合が小さいほど、あるいは急ハンドルの頻度が少ないほど、ドライバの運転技量は高い評価となる。

図３は、ドライバデータベース５５に記憶されるドライバの運転技量に関する情報の一例を示す。図３に示した例では、所定の期間ごとの車両１の速度の安定度、急加速又は急減速の度合又は頻度、操舵角の安定度あるいは急ハンドルの度合又は頻度がドライバの運転技量の評価項目として設定されている。また、それぞれの運転技量の評価項目がそれぞれ５段階で評価される。評価が最も低い状態をレベル１とし、評価が最も高い状態をレベル５として、それぞれの評価項目がレベル１～レベル５のいずれかに評価され、ドライバデータベース５５に記憶される。

この他、ドライバの運転技量に関する情報は、例えばそれぞれのドライバから収集した運転経歴や運転頻度、運転操作の傾向、安全運転志向等の回答結果のデータに基づいて運転技量を複数段階のいずれかに評価したデータを含んでもよい。当該回答結果のデータは、あらかじめアンケート形式で収集された回答結果のデータであってもよく、ＨＭＩ４３等により表示される質問に対して入力された回答結果のデータであってもよい。

また、ドライバ個々の自動運転から手動運転への操作権限移譲経験度に関する情報は、それぞれのドライバが自動運転から手動運転への操作権限の移譲にどの程度慣れているかを示す指標である。操作権限移譲経験度に関する情報は、例えばそれぞれのドライバが過去に車両１を運転している間に操作権限が自動運転から手動運転に移譲されたときの車両１の走行安定度及び車両１の運転状態のデータを含む。車両１の走行安定度は、操作権限移譲中又は操作権限移譲後における、操舵角の安定度や車輪３のスリップの有無、前後加速度の変化、左右加速度の変化等を評価したデータを含む。また、車両１の運転状態のデータは、操作権限移譲時の車両１の速度、操舵角、前後加速度及び左右加速度等を評価したデータを含む。操作権限移譲時の車両１の走行安定度が高いほど、操作権限移譲時の車両１の速度が速いほど、あるいは旋回走行中に発生している左右加速度が大きいほど、操作権限移譲経験度は高い評価となる。

また、ドライバ個々の操作権限移譲経験度に関する情報は、操作権限が自動運転から手動運転に移譲された操作権限移譲経験回数のデータを含んでいてもよい。この場合、操作権限移譲経験回数が多いほど、操作権限移譲経験度は高い評価となる。ドライバデータベース５５には、それぞれのドライバの過去の操作権限移譲時のデータが蓄積され、例えばそれぞれのデータの平均値に基づいて操作権限移譲経験度が算出されてもよい。あるいは、あらかじめ設定された数の直近のデータの平均値に基づいて操作権限移譲経験度が算出されてもよい。ドライバの操作権限移譲経験度は、例えばそれぞれのデータに基づいて操作権限移譲経験度を複数段階のいずれかに評価したデータであってもよい。

図４は、ドライバデータベース５５に記憶されるドライバの操作権限移譲経験度に関する情報の一例を示す。図４に示した例では、操作権限移譲処理時の操舵角の安定度、車輪３のスリップの有無、前後加速度の変化、左右加速度の変化、車両１の速度、操舵角、前後加速度、左右加速度及び操作権限移譲経験回数がドライバの操作権限移譲経験度の評価項目として設定されている。また、それぞれの操作権限移譲経験度の評価項目がそれぞれ５段階で評価される。評価が最も低い状態をレベル１とし、評価が最も高い状態をレベル５として、それぞれの評価項目がレベル１～レベル５のいずれかに評価され、ドライバデータベース５５に記憶される。

なお、本実施形態では、ドライバデータベース５５が、車載の制御装置５０に設けられる例を説明するが、ドライバデータベース５５は、クラウドコンピューティング等の技術により、移動体通信手段を介して通信可能な車外のサーバに設けられていてもよい。また、ドライバの運転技量に関する情報及び操作権限移譲経験度に関する情報は、車両１と同種の車両に関して蓄積されたデータであってもよく、複数の種類の車両１に関して蓄積されたデータであってもよい。ドライバの運転技量に関する情報及び操作権限移譲経験度に関する情報の蓄積処理については、後で詳しく説明する。

（２－２．機能構成）
制御装置５０は、自動運転又は手動運転により車両の走行を制御する装置として構築されている。図２に示したように、制御装置５０の制御部５１は、ドライバ検出部６１、周囲環境検出部６３、運転状態検出部６５、学習処理部６７、運転状態判定部６９、難易度判定部７１、権限移譲処理部７３、運転条件設定部７５及び運転制御部７７を備えている。これらの各部は、ＣＰＵ等のプロセッサによるコンピュータプログラムの実行により実現される機能である。ただし、制御部５１の一部の機能がハードウェアにより構成されていてもよい。以下、各部の機能を簡単に説明した後、各部により実行される具体的な処理動作を詳しく説明する。

（ドライバ検出部）
ドライバ検出部６１は、車内撮影カメラ３３から送信される画像データに基づいて車両１のドライバを検出する処理を実行する。具体的に、ドライバ検出部６１は、車内撮影カメラ３３から送信される画像データに基づいて運転席に座るドライバの顔を認識する処理を実行する。例えばドライバ検出部６１は、認識されるドライバの顔の特徴量抽出処理を行い、抽出した特徴量のデータがドライバデータベース５５に記憶されているか否かを判定する。

抽出した特徴量のデータがドライバデータベース５５に記憶されていない場合、ドライバ検出部６１は、認識されるドライバごとに識別情報を付与し、特徴量のデータとともにドライバデータベース５５に記憶する。また、ドライバ検出部６１は、検出したドライバを特定する識別情報を記憶部５３に記憶する。識別情報は、特に限定されるものではなく、例えば数字や記号からなるデータであってよい。また、抽出した特徴量のデータがドライバデータベース５５に記憶されている場合、ドライバ検出部６１は、検出したドライバを特定する識別情報を記憶部５３に記憶する。

（周囲環境検出部）
周囲環境検出部６３は、周囲環境センサ３１から送信される検出データに基づいて車両１の周囲環境を検出する。具体的に、周囲環境検出部６３は、車両１の周囲に存在する障害物の種類、サイズ（幅、高さ及び奥行き）、位置、車両１から障害物までの距離、及び車両１と障害物との相対速度を算出する。検出される障害物は、走行中の他車両や駐車車両、歩行者、自転車、側壁、縁石、建造物、電柱、交通標識、交通信号機、自然物、その他の車両の周囲に存在するあらゆる物体を含む。また、周囲環境検出部６３は、周囲環境センサ３１から送信される検出データに基づいて道路上の境界線を検出するなどの車線あるいは道路端を検出する機能を備えている。また、周囲環境検出部６３は、前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦから送信される画像データに基づいて路面状態を検出する機能を備えていてもよい。路面状態の情報は、路面摩擦状態及び路面の凹凸状態の情報を含む。路面状態の検出方法は特に限定されるものではなく、公知の技術により検出され得る。

さらに、周囲環境検出部６３は、天候や画像データの明度等の走行環境を検出する機能を備えている。検出される走行環境の情報は、周囲環境センサ３１及び車両状態センサ３５をはじめとする自動運転の演算処理に用いられる種々のデータを収集するためのセンサ類の信頼度に影響を与え得る降雨量や降雪量、画像データの明度等の情報である。検出される走行環境の情報は、例えば周囲環境センサ３１から送信される検出データに基づいて検出される情報であってもよく、移動体通信手段を介してテレマティクスシステムから取得される情報であってもよく、車車間通信や路車間通信により車両１の外部から取得される情報であってもよい。

（運転状態検出部）
運転状態検出部６５は、車両状態センサ３５から送信される検出データに基づいて車両１の操作状態及び挙動の情報を検出する。運転状態検出部６５は、ステアリングホイール１３あるいは操舵輪の操舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量又はエンジン回転数等の車両１の操作状態、及び、車速、前後加速度、横加速度、ヨーレート又は車輪３の回転数等の車両の挙動の情報を所定の演算周期ごとに取得し、これらの情報を記憶部５３に記憶する。

（学習処理部）
学習処理部６７は、ドライバに関する情報を収集しドライバデータベース５５に蓄積する処理を実行する。具体的に、学習処理部６７は、車両１の手動運転時において、ドライバの運転技量に関する情報を収集しドライバデータベース５５に蓄積する。また、学習処理部６７は、車両１の操作権限を自動運転から手動運転へ移譲させる処理が実行される際に、ドライバの操作権限移譲経験度に関する情報を収集しドライバデータベース５５に蓄積する。

（運転状態判定部）
運転状態判定部６９は、車両１の自動運転時において自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定する処理を実行する。具体的に、運転状態判定部６９は、周囲環境センサ３１及び車両状態センサ３５等のセンサ類の異常や、天候の悪化等の理由により、自動運転の継続が困難な運転状態となっているか否かを判定する。

（難易度判定部）
難易度判定部７１は、運転状態判定部６９により自動運転の継続が困難な運転状態であると判定されたときに、車両１の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量の情報と、ドライバの操作権限移譲経験度の情報とに基づいて、自動運転から手動運転への操作権限の移譲の難易度を判定する処理を実行する。本実施形態では、難易度判定部７１は、車両１の周囲環境、ドライバの運転技量及びドライバの操作権限移譲経験度をそれぞれ複数段階（例えば５段階）で評価した結果に基づいて、操作権限移譲の難易度を総合的に判定する。また、本実施形態では、難易度判定部７１は、さらに道路勾配、走行路の曲率及び車両１の速度等の車両１の運転状態の情報を用いて操作権限の移譲の難易度を判定してもよい。

（権限移譲処理部）
権限移譲処理部７３は、難易度判定部７１により判定された操作権限移譲の難易度に応じて操作権限の移譲を行う運転状態の条件を設定し、設定した運転状態の条件が成立したときに操作権限を移譲させる処理を実行する。例えば権限移譲処理部７３は、操作権限移譲の難易度に応じて、操作権限の移譲を行う際の最大車速及び最大操舵角を設定する。権限移譲処理部７３は、操作権限移譲の難易度が高いほど、より安全性が確保される運転状態で操作権限を移譲させるように処理を実行する。また、権限移譲処理部７３は、操作権限移譲の難易度に応じて、操作権限の移譲を完了させるまでの時間（以下、「遷移時間」ともいう）を設定する。権限移譲処理部７３は、操作権限移譲の難易度が高いほど遷移時間を長く設定し、操作権限を移譲させるように処理を実行する。

（運転条件設定部）
運転条件設定部７５は、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０を駆動するための制御目標値（以下、まとめて「車両の制御目標値」ともいう）を設定する処理を実行する。車両１の自動運転時において、運転条件設定部７５は、例えば車両１の周囲の障害物や車線等に対してそれぞれ設定されたリスクポテンシャルの情報に基づいて車両１の制御目標値を設定する。リスクポテンシャルは、それぞれの障害物等が存在する範囲を最大値として、障害物等からの距離が大きくなるほど小さくなるように設定されるリスク値であり、それぞれの障害物等に車両１が接触するリスクを示す。

具体的には、運転条件設定部７５は、自動運転制御により設定された走行ルートの情報及びリスクポテンシャルの情報に基づいて、障害物等に車両１が接触するリスクが最小となる目標軌道及び目標車速を設定する。運転条件設定部７５は、設定した目標軌道及び目標車速に基づいて目標加速度（加減速度）及び目標操舵角速度を算出し、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０をそれぞれ駆動するための第１制御目標値を設定する。自動運転時には、当該第１制御目標値が車両１の制御目標値に設定される。

また、車両１の手動運転時において、運転条件設定部７５は、車両状態センサ３５により検出されるドライバによるアクセル操作量、ブレーキ操作量及びステアリングホイール１３の操舵角の情報に基づいて第２制御目標値を設定する。例えば運転条件設定部７５は、アクセル操作量、ブレーキ操作量及びステアリングホイール１３の操舵角の情報に基づいて目標加速度（加減速度）及び目標操舵角速度を算出し、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０をそれぞれ駆動するための第２制御目標値を設定する。手動運転時には、当該第２制御目標値が車両１の制御目標値に設定される。

また、運転条件設定部７５は、運転状態判定部６９により自動運転の継続が困難な運転状態であると判定された場合、権限移譲処理部７３により設定された遷移時間にしたがって自動運転から手動運転へ操作権限を移譲する処理を実行する。具体的に、運転条件設定部７５は、操作権限移譲処理を開始してから遷移時間が経過するまでの間に、自動運転により設定される第１制御目標値を車両１の制御目標値に反映する比率を漸減（１００／１００→０／１００）する一方、手動運転により設定される第２制御目標値を車両１の制御目標値に反映する比率を漸増（０／１００→１００／１００）させることにより操作権限を移譲させる。ただし、本実施形態では、運転条件設定部７５は、手動運転により設定される第２制御目標値が自動運転により設定される第１制御目標値を超えた場合、手動運転により設定される第２制御目標値を車両１の制御目標値に設定し、操作権限の移譲を完了させるように構成されている。

（運転制御部）
運転制御部７７は、運転条件設定部７５により設定された制御目標値に基づいて、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の駆動をそれぞれ制御する処理を実行する。

＜２－３．動作例＞
ここまで、制御装置５０の構成及び機能を説明した。続いて、本実施形態に係る制御装置５０による制御処理の動作例を具体的に説明する。

図５は、制御装置５０により実行される車両１の制御処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
まず、制御装置５０を含む車載システムが起動されると（ステップＳ１１）、制御部５１のドライバ検出部６１は、ドライバを識別する処理を実行する（ステップＳ１３）。例えばドライバ検出部６１は、車内撮影カメラ３３から送信される画像データを用いて顔認識処理を実行し、運転席に座る乗員を検出する。また、ドライバ検出部６１は、運転席に座る乗員の顔の特徴量抽出処理を行い、ドライバデータベース５５に蓄積された特徴量のデータに照らして該当するドライバを特定する。ドライバ検出部６１は、特定したドライバの識別情報を記憶部５３に記憶する。ドライバデータベース５５に該当するドライバのデータが記憶されていない場合、ドライバ検出部６１は識別情報を付与し、抽出した特徴量のデータとともにドライバデータベース５５に記憶する。また、ドライバ検出部６１は、検出したドライバを特定する識別情報を記憶部５３に記憶する。

次いで、制御部５１の運転条件設定部７５は、車両１の運転モードが自動運転モードであるか否かを判定する（ステップＳ１５）。例えば運転条件設定部７５は、運転モードの切替スイッチが自動運転モードに設定されているか否かを判定する。運転モードは、例えば車両１の乗員による操作入力に基づいて切り替えられるように構成される。車両１が自動運転モードでない場合（Ｓ１５／Ｎｏ）、制御部５１は、手動運転制御処理を実行する（ステップＳ１７）。

図６は、図５のステップＳ１７における手動運転制御処理の動作の一例を示すフローチャートである。
手動運転制御処理では、制御部５１の周囲環境検出部６３は、車両１の周囲環境の情報を取得する処理を実行する（ステップＳ３１）。具体的に、周囲環境検出部６３は、周囲環境センサ３１から送信される検出データに基づいて車両１の周囲に存在する障害物を検出する。また、周囲環境検出部６３は、検出した障害物の位置、種類、サイズ（幅、高さ及び奥行き）、車両１から障害物までの距離及び車両１と障害物との相対速度を算出する。検出される障害物は、走行中の他車両や駐車車両、歩行者、自転車、側壁、縁石、建造物、電柱、交通標識、交通信号機、自然物、その他の車両の周囲に存在するあらゆる物体を含む。

例えば周囲環境検出部６３は、前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦから送信される画像データを画像処理することにより、パターンマッチング技術等を用いて車両１の前方の障害物及び当該障害物の種類を検出する。また、周囲環境検出部６３は、画像データ中の障害物の位置、画像データ中に障害物が占めるサイズ及び左右の前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦの視差の情報に基づいて、車両１から見た障害物の位置、サイズ及び障害物までの距離を算出する。さらに、周囲環境検出部６３は、距離の変化を時間微分することにより車両１と障害物との相対速度を算出する。

また、周囲環境検出部６３は、ＬｉＤＡＲ３１Ｓから送信される検出データに基づいて障害物を検出してもよい。例えば周囲環境検出部６３は、ＬｉＤＡＲ３１Ｓから電磁波を送信してから反射波を受信するまでの時間、反射波を受信した方向及び反射波の測定点群の範囲の情報に基づいて、障害物の位置、種類、サイズ、車両１から障害物までの距離を算出してもよい。また、周囲環境検出部６３は、距離の変化を時間微分することにより車両１と障害物との相対速度を算出してもよい。また、周囲環境検出部６３は、ＧＰＳセンサ３７を介して取得される車両１の地図データ上の位置の情報、及び、車外との通信手段を介して取得される障害物位置情報に基づいて、車両１の前方の障害物の情報を取得してもよい。

また、周囲環境検出部６３は、周囲環境センサ３１から送信される検出データに基づいて、車線あるいは道路端を検出する。例えば周囲環境検出部６３は、前方撮影カメラ３１ＬＦ，ＲＦから送信される画像データを画像処理することにより、パターンマッチング技術等を用いて車線あるいは道路端を検出してもよい。あるいは、周囲環境検出部６３は、ＧＰＳセンサ３７を介して取得される車両１の地図データ上の位置の情報に基づいて、車両１が走行している車線あるいは道路端の情報を取得してもよい。

また、周囲環境検出部６３は、周囲環境センサ３１から送信される検出データに基づいて、天候や画像データの明度等の走行環境を検出する。具体的に、周囲環境検出部６３は、周囲環境センサ３１及び車両状態センサ３５をはじめとする自動運転の演算処理に用いられる種々のデータを収集するためのセンサ類の信頼度に影響を与え得る降雨量や降雪量、画像データの明度等の情報を検出する。降雨量や降雪量は、前方撮影カメラ３１ＬＦ，ＲＦ、後方撮影カメラ３１Ｒ又はＬｉＤＡＲ３１Ｓの検出精度に影響を与え得る。また、画像データの明度は、前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦ又は後方撮影カメラ３１Ｒの検出精度に影響を与え得る。

周囲環境検出部６３は、例えば周囲環境センサ３１から送信される検出データに基づいて走行環境の情報を取得してもよい。例えば周囲環境検出部６３は、公知の技術を用いて前方撮影カメラ３１ＬＦ，ＲＦから送信される画像データに基づいて降雨量又は降雪量あるいは画像データの明度を検出してもよい。あるいは、周囲環境検出部６３は、雨滴センサを用いて降雨量又は降雪量を検出してもよい。また、周囲環境検出部６３は、照度センサを用いて画像データの明度を検出してもよい。移動体通信手段を介してテレマティクスシステムから走行環境の情報を取得してもよく、車車間通信や路車間通信により車両１の外部から走行環境の情報を取得してもよい。

次いで、制御部５１の運転状態検出部６５は、車両状態センサ３５から送信される検出データに基づいて車両１の操作状態及び挙動の情報を取得する処理を実行する（ステップＳ３３）。具体的に、運転状態検出部６５は、ステアリングホイール１３あるいは操舵輪の操舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量又はエンジン回転数等の車両１の操作状態、及び、車速、前後加速度、横加速度、ヨーレート又は車輪３の回転数等の車両の挙動の情報を取得する。

次いで、制御部５１の運転条件設定部７５は、取得した周囲環境の情報及び車両１の操作状態及び挙動の情報に基づいて、車両１が障害物等に接触するおそれがあるか否かを判定する（ステップＳ３５）。例えば運転条件設定部７５は、車両１の進行方向に存在する障害物までの距離、当該物体と車両１との相対速度、車両１の速度及び車両１の加減速度の情報に基づいて、車両１と障害物との衝突を予測してもよい。ただし、車両１と障害物との衝突のおそれの判定方法は特に限定されない。

車両１が障害物等に衝突するおそれがあると判定された場合（Ｓ３５／Ｙｅｓ）、運転条件設定部７５は、緊急ブレーキ制御を作動させる（ステップＳ３７）。具体的に、運転条件設定部７５は、緊急ブレーキ制御を作動させる指令を生成し、運転制御部７７は、当該指令にしたがってブレーキ装置２０を動作させて、車両１を急制動させる。駆動力源９が駆動モータを含む場合、ブレーキ装置２０の制御と併せて、駆動モータを回生してブレーキ力を発生させてもよい。

一方、車両１が障害物等に衝突するおそれがあると判定されない場合（Ｓ３５／Ｎｏ）、運転条件設定部７５は、ドライバによるアクセル操作量、ブレーキ操作量及びステアリングホイール１３の操舵角の情報に基づいて、車両の目標加速度（加減速度）及び目標操舵角速度を算出する（ステップＳ３９）。次いで、運転条件設定部７５は、算出した目標加速度及び目標操舵角速度に基づいて、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０をそれぞれ駆動するための第２制御目標値を算出する（ステップＳ４１）。目標加速度及び目標操舵角速度に基づいて駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の制御目標値を算出する方法は特に限定されない。

次いで、制御部５１の運転制御部７７は、運転条件設定部７５により設定された第２制御目標値に基づいて駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の駆動をそれぞれ制御し、車両１の運転を制御する（ステップＳ４３）。

次いで、制御部５１の学習処理部６７は、ドライバの手動運転の運転技量に関するデータを算出する（ステップＳ４５）。例えば学習処理部６７は、手動運転時において、所定の期間ごとの車両１の速度の安定度、急加速又は急減速の度合又は頻度、操舵角の安定度あるいは急ハンドルの度合又は頻度を算出する。速度の安定度は、短時間に速度の増減が繰り返された回数を計数し、回数に応じて複数段階に評価することができる。また、急加速又は急減速の度合は、所定期間における加速度又は減速度の最大値が、あらかじめ複数段階で設定された加速度又は減速度のどの範囲に属するかにより評価することができる。また、急加速又は急減速の頻度は、所定期間における加速度又は減速度があらかじめ設定された閾値を超えた回数に応じて複数段階に評価することができる。

また、操舵角の安定度は、短時間に操舵角の揺れが繰り返された回数を計数し、回数に応じて複数段階に評価することができる。また、急ハンドルの度合は、所定期間における操舵角速度の最大値が、あらかじめ複数段階で設定された角速度のどの範囲に属するかにより評価することができる。また、急ハンドルの頻度は、所定期間における操舵角速度があらかじめ設定された閾値を超えた回数に応じて複数段階に評価することができる。本実施形態では、所定の期間ごとの車両１の速度の安定度、急加速又は急減速の度合又は頻度、操舵角の安定度あるいは急ハンドルの度合又は頻度が、それぞれ５段階で評価される（図３を参照）。所定の期間は、例えば車両１の運転開始から運転終了までの期間であってもよく、あらかじめ設定された任意の距離を走行する期間であってもよく、あらかじめ設定された任意の時間であってもよい。

なお、ドライバの運転技量に関するデータの種類及びそれぞれのデータの算出方法は、上述の例に限られない。ドライバの運転技量が反映される他のデータに基づいて、ドライバの運転技量が評価されてもよい。

次いで、学習処理部６７は、算出したドライバの運転技量に関するデータを、ドライバの識別情報に関連付けてドライバデータベース５５に記憶する（ステップＳ４７）。なお、ドライバデータベース５５には、例えばそれぞれのドライバから収集した運転経歴や運転頻度、運転操作の傾向、安全運転志向等の回答結果のデータに基づいて運転技量を複数段階のいずれかに評価したデータが記憶されていてもよい。

このようにして、手動運転モード中、制御装置５０は、ドライバの運転操作に応じて車両１の運転条件を設定し、車両１の運転を制御するとともに、車両１が障害物と衝突するおそれがある場合には急制動させる。そして、本実施形態では、制御装置５０は、手動運転時のドライバによる車両１の操作状態あるいは挙動の情報に基づいてドライバの運転技量に関するデータを算出し、ドライバデータベース５５に記憶する。これにより、それぞれのドライバが実際に車両１を運転したときのデータに基づいてドライバの運転技量に関するデータを収集することができる。

なお、ステップＳ４５～ステップＳ４７の運転技量に関するデータの算出処理及びドライバデータベース５５への保存処理は、車両１の運転中にリアルタイムで実行されなくてもよい。例えば手動運転モードの終了時や車載システムの停止前に実行されてもよい。

図５に戻り、ステップＳ１７における手動運転時制御処理は、ステップＳ２７において車載システムが停止していると判定されず、ステップＳ１５において車両１の運転モードが自動運転モードであると判定されない限り、継続して実行される。

一方、ステップＳ１５において、車両１の運転モードが自動運転モードであると判定された場合（Ｓ１５／Ｙｅｓ）、制御部５１は、自動運転制御処理を実行する（ステップＳ１９）。

図７は、図５のステップＳ１９における自動運転制御処理の動作の一例を示すフローチャートである。
自動運転制御処理では、周囲環境検出部６３は、車両１の周囲環境の情報を取得する処理を実行する（ステップＳ５１）。次いで、運転状態検出部６５は、車両１の操作状態及び挙動の情報を取得する処理を実行する（ステップＳ５３）。ステップＳ５１～ステップＳ５３の処理は、上述のステップＳ３１～ステップＳ３３の処理と同様に実行される。

次いで、運転条件設定部７５は、取得された周囲環境の情報及び運転状態の情報に基づいて、車両の目標加速度（加減速度）及び目標操舵角速度を算出する（ステップＳ５５）。例えば運転条件設定部７５は、車両１の周囲の障害物や車線等に対してそれぞれ設定されたリスクポテンシャルの情報に基づいて車両１の制御目標値を設定する。具体的には、運転条件設定部７５は、走行ルートの情報及びリスクポテンシャルの情報に基づいて、障害物等に車両が接触するリスクが最小となる目標軌道及び目標車速を設定する。ただし、自動運転制御時の目標加速度及び目標操舵角速度の算出方法は、リスクポテンシャルを用いた方法に限定されない。

次いで、運転条件設定部７５は、算出した目標加速度及び目標操舵角速度に基づいて、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０をそれぞれ駆動するための第１制御目標値を算出する（ステップＳ５７）。目標加速度及び目標操舵角速度に基づいて駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の制御目標値を算出する方法は特に限定されない。次いで、制御部５１の運転制御部７７は、運転条件設定部７５により設定された第１制御目標値に基づいて駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の駆動をそれぞれ制御し、車両１の運転を制御する（ステップＳ５９）。

図５に戻り、自動運転時制御処理を実行している間、運転状態判定部６９は、自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定するための情報（判定情報）を取得する（ステップＳ２１）。判定情報は、例えば周囲環境センサ３１及び車両状態センサ３５等のセンサ類の異常の有無の情報を含む。具体的に、判定情報は、それぞれのセンサの出力の有無の情報、センサの出力の異常値の有無の情報、及びセンサが自己診断機能を備えている場合における当該診断結果の情報を含んでいてもよい。また、判定情報は、センサ類の信頼度に影響を与え得る情報を含む。具体的に、判定情報は、センサ類により取得されるデータの信頼度に影響を与え得る降雨量や降雪量、画像データの明度等の情報を含んでいてもよい。ただし、判定情報は、上記の例に限定されるものではなく、他の情報を含んでいてもよい。

次いで、運転状態判定部６９は、取得した判定情報に基づいて、自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。具体的な判定方法は特に限定されるものではないが、例えば運転状態判定部６９は、取得した判定情報に、いずれかのセンサの異常を示す情報が含まれている場合に自動運転の継続が困難な運転状態であると判定する。また、運転状態判定部６９は、降雨量や降雪量が多いと判定される場合、あるいは、前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦの画像データの明度が明るすぎると判定される場合、前方撮影カメラ３１ＬＦ，３１ＲＦやＬｉＤＡＲ３１Ｓにより取得されるデータの信頼度が低いために自動運転の継続が困難な運転状態であると判定する。

自動運転の継続が困難な運転状態であると判定されない場合（Ｓ２３／Ｎｏ）、ステップＳ２７において車載システムが停止していると判定されず、ステップＳ１５において車両１の運転モードが自動運転モードであると判定される限り、自動運転時制御処理が継続して実行される。一方、自動運転の継続が困難な運転状態であると判定される場合（Ｓ２３／Ｙｅｓ）、制御部５１は、操作権限を自動運転から手動運転へ移譲させる処理を実行する（ステップＳ２５）。

図８～図９は、図５のステップＳ２５における操作権限移譲処理の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、権限移譲処理部７３は、自動運転の継続が困難な運転状態であり、操作権限を自動運転から手動運転に移譲させる処理の開始をドライバに通知する処理を実行する（ステップＳ６１）。例えば権限移譲処理部７３は、ＨＭＩ４３を駆動して、音声出力及び画像表示の方法により操作権限移譲処理の開始を通知する。

次いで、難易度判定部７１は、ドライバデータベース５５に記憶されているドライバの運転技量に関する情報と、ドライバの操作権限移譲経験度に関する情報とを取得する（ステップＳ６３）。具体的に、難易度判定部７１は、ドライバデータベース５５から、現在の車両１のドライバの識別情報に紐づけされた運転技量及び操作権限移譲経験度に関する情報を取得する。次いで、難易度判定部７１は、周囲環境検出部６３により取得される車両１の周囲環境の情報と、運転状態検出部６５により取得される車両１の操作状態及び挙動（運転状態）の情報を取得する処理を実行する（ステップＳ６５）。

次いで、難易度判定部７１は、取得した車両１の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量に関する情報と、ドライバの操作権限移譲経験度に関する情報とに基づいて、自動運転から手動運転への操作権限の移譲の難易度を判定する処理を実行する（ステップＳ６７）。図３～図４に示したとおり、本実施形態では、学習処理部６７によりそれぞれ５段階で評価されたドライバの運転技量の評価項目のデータと、ドライバの操作権限移譲経験度の評価項目のデータとが、ドライバデータベース５５に記憶されている。難易度判定部７１は、ドライバの運転技量及び操作権限移譲経験度それぞれについて、それぞれの評価項目のレベル値の平均値を運転技量及び操作権限移譲経験度のそれぞれの評価結果としてもよい。あるいは、難易度判定部７１は、それぞれの評価項目のレベル値の最大値又は最小値を運転技量及び操作権限移譲経験度のそれぞれの評価結果としてもよい。その際に、評価項目ごとに重み付けをしてもよい。

また、難易度判定部７１は、取得した車両１の周囲環境の情報に基づいて、周囲の障害物等のリスクポテンシャル、障害物等の種類、路面状態、道路勾配及び走行路の曲率のうちの少なくとも一つを求め、操作権限移譲処理を実行するための周囲環境を５段階で評価する。例えば上記の周囲環境のそれぞれの要素をあらかじめ設定された判定基準により５段階で評価し、それぞれの評価の平均値を周囲環境の評価結果としてもよい。あるいは、それぞれの評価の最大値又は最小値を周囲環境の評価結果としてもよい。その際に、要素によって重み付けをしてもよい。また、車両１の速度の情報が評価する要素に含まれていてもよい。なお、本実施形態では、難易度が最も低いと評価される周囲環境をレベル１とし、難易度が最も高いと評価される周囲環境をレベル５として、周囲環境がレベル１～レベル５のいずれかに評価される。

難易度判定部７１は、取得した運転技量のレベル値、操作権限移譲経験度のレベル値及び周囲環境のレベル値を掛け合わせ、操作権限の移譲の難易度とする。例えば運転技量のレベル値が４、操作権限移譲経験度のレベル値が３、周囲環境のレベル値が２である場合、操作権限の移譲の難易度が２４と判定される。ただし、操作権限の移譲の難易度の判定方法は、それぞれのレベル値を掛け合わせる方法に限定されない。例えばそれぞれのレベル値のうちの最小値又は最大値を操作権限の移譲の難易度として求めてもよい。

次いで、権限移譲処理部７３は、難易度判定部７１により判定された難易度に応じて、操作権限を移譲させる運転状態の条件を設定する（ステップＳ６９）。さらに、権限移譲処理部７３は、難易度判定部７１により判定された難易度に応じて、操作権限の移譲を開始してから完了させるまでの遷移時間を設定する（ステップＳ７１）。図１０及び図１１に示すように、難易度が高いほど、操作権限の移譲を実行する際の最大車速（車速の許容値）が遅く設定され、また、操作権限の移譲を実行する際の最大操舵角（操舵角の許容値）が小さく設定される。一方、難易度が低いほど、操作権限の移譲を実行する際の（車速の許容値）が速く設定され、また、操作権限の移譲を実行する際の最大操舵角（操舵角の許容値）が大きく設定される。したがって、操作権限の移譲の難易度が高い状況において、速い車速で、あるいは、曲率の小さいカーブを走行中に手動運転に切り替えられることを防ぐことができる。例えばドライバの運転技量が低い場合、低速かつ直進状態で操作権限が自動運転から手動運転へと切り替えられる。

次いで、運転条件設定部７５は、上述したステップＳ５１～ステップＳ５７の手順にしたがって、自動運転により駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０をそれぞれ駆動するための第１制御目標値を算出する（ステップＳ７３）。次いで、運転条件設定部７５は、上述したステップＳ３９～ステップＳ４１の手順にしたがって、ドライバにより操作されるアクセル操作量、ブレーキ操作量及びステアリングホイール１３の操舵角の情報に基づいて、駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０をそれぞれ駆動するための第２制御目標値を算出する（ステップＳ７５）。

次いで、権限移譲処理部７３は、ステップＳ６９で設定した運転状態の条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ７７）。運転状態の条件が成立していない場合（Ｓ７７／Ｎｏ）、運転条件設定部７５は、第１制御目標値を車両１の制御目標値に設定する（ステップＳ７９）。次いで、運転制御部７７は、運転条件設定部７５により設定された制御目標値に基づいて駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の駆動をそれぞれ制御し、車両１の運転を制御し（ステップＳ８１）、ステップＳ７３に戻る。つまり、ドライバの運転操作が反映されない自動運転時制御処理が継続される。

一方、運転状態の条件が成立している場合（Ｓ７７／Ｙｅｓ）、第２制御目標値が第１制御目標値以下であるか否かを判定する（ステップＳ８３）。第２制御目標値が第１制御目標値以下である場合（Ｓ８３／Ｙｅｓ）、運転条件設定部７５は、車両１の制御目標値に第１制御目標値を反映させる比率αを設定する（ステップＳ８５）。当該比率αは、ステップＳ７７で運転状態の条件が成立し、操作権限移譲処理を開始してから、ステップＳ７１で設定した遷移時間が経過するまでの間、経過時間に応じて１００／１００から０／１００へと漸減するように設定される。

次いで、運転条件設定部７５は、第１制御目標値、第２制御目標値及び比率αに基づいて、車両１の制御目標値を設定する（ステップＳ８７）。算出される制御目標値は、下記式で示される。
車両１の制御目標値＝第１制御目標値×α＋第２制御目標値×（１－α）
比率αを漸減させる速度は一定であってもよく、変化させてもよい。例えば操作権限移譲処理を開始してからの経過時間が増えるにつれて比率αを漸減させる速度が速くなるようにしてもよい。

次いで、運転制御部７７は、運転条件設定部７５により設定された制御目標値に基づいて駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の駆動をそれぞれ制御し、車両１の運転を制御する（ステップＳ８９）。操作権限移譲処理が開始された後は、ドライバの運転操作が徐々に車両１の運転状態に反映されることとなる。

ステップＳ８９で運転制御が実行された後、権限移譲処理部７３は、ステップＳ７７で運転状態の条件が成立し、操作権限移譲処理を開始してからの経過時間が、ステップＳ７１で設定した遷移時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ９１）。経過時間が遷移時間を経過した場合（Ｓ９１／Ｙｅｓ）、権限移譲処理部７３は、車両１の運転モードを手動運転モードに設定し、操作権限移譲処理を終了させる（ステップＳ９７）。次いで、権限移譲処理部７３は、操作権限移譲処理の完了をドライバに通知する処理を実行する（ステップＳ９９）。これにより、ドライバは運転モードが手動運転モードに切り替えられたことを認識することができる。

一方、経過時間が遷移時間を経過していない場合（Ｓ９１／Ｎｏ）、ステップＳ７３に戻り、上述した各ステップの処理を繰り返し、車両１の操作権限を自動運転から手動運転へと徐々に移譲させる。操作権限を移譲させる間、ステップＳ８３において、第２制御目標値が第１制御目標値を超えた場合（Ｓ８３／Ｎｏ）、運転条件設定部７５は、操作権限移譲処理を開始してからの経過時間が遷移時間に到達する前であっても、ドライバの運転操作に基づき算出される第２制御目標値を車両１の制御目標値に設定する（ステップＳ９３）。これにより、ドライバの運転操作が、自動運転制御による操作量に追従できた場合に、速やかに運転モードが手動運転モードに切り替えられるようになる。

次いで、運転制御部７７は、運転条件設定部７５により設定された制御目標値に基づいて駆動力源９、電動ステアリング装置１５及びブレーキ装置２０の駆動をそれぞれ制御し、車両１の運転を制御する（ステップＳ９５）。次いで、権限移譲処理部７３は、車両１の運転モードを手動運転モードに設定し、操作権限移譲処理を終了させる（ステップＳ９７）。次いで、権限移譲処理部７３は、操作権限移譲処理の完了をドライバに通知する処理を実行する（ステップＳ９９）。これにより、ドライバは運転状態モードが手動運転モードに切り替えられたことを認識することができる。

次いで、学習処理部６７は、操作権限移譲処理の実行中に取得したデータに基づいて、操作権限移譲経験度に関するデータを算出する（ステップＳ１０１）。具体的に、学習処理部６７は、操作権限移譲開始から終了までの間に取得された車両１の操作状態及び挙動のデータに基づいて、車両１の走行安定度を算出する。より具体的に、学習処理部６７は、操作権限移譲処理の実行中における操舵角の安定度、車輪３のスリップの有無、前後加速度の変化、左右加速度の変化、車両１の速度、操舵角、前後加速度及び左右加速度を算出する。

操舵角の安定度の評価は、ステップＳ４５で実行される操舵角の安定度の評価に準じて実行することができる。車輪３のスリップの有無の評価は、操作権限移譲処理の実行中に検出した車輪３のスリップ率を、あらかじめ複数段階で設定されたスリップ率のどの範囲に属するかにより評価することができる。前後加速度の変化及び左右加速度の変化の評価は、ステップＳ４５で実行される急加速又は急減速の度合又は頻度の評価に準じて実行することができる。車両１の速度、操舵角、前後加速度及び左右加速度の評価は、それぞれの値の平均値又は最大値が、あらかじめ複数段階で設定されたどの範囲に属するかにより評価することができる。本実施形態では、操作権限移譲経験度に関するそれぞれの評価項目が、それぞれ５段階で評価される（図４を参照）。

また、学習処理部６７は、操作権限移譲経験回数をカウントアップする。具体的に、学習処理部６７は、ドライバデータベース５５に記憶されているドライバの操作権限移譲経験回数に１を加算する。つまり、操作権限移譲経験回数が多いほど、高いレベルに評価される。本実施形態では、操作権限移譲経験回数が、あらかじめ設定された回数の範囲に応じて５段階で評価される（図４を参照）。

なお、ドライバの操作権限移譲経験度に関するデータは、上述の例に限られない。ドライバの操作権限移譲経験度が反映される他のデータに基づいて、ドライバの操作権限移譲経験度が評価されてもよい。

次いで、学習処理部６７は、算出したドライバの操作権限移譲経験度に関するデータを、ドライバの識別情報に関連付けてドライバデータベース５５に記憶する（ステップＳ１０３）。

図５に戻り、ステップＳ２５における操作権限移譲処理が終了した後、運転条件設定部７５は、車載システムが停止したか否かを判定する（ステップＳ２７）。車載システムが停止していない場合（Ｓ２７／Ｎｏ）、ステップＳ１５に戻り、上述した各ステップの処理を繰り返し実行する。一方、車載システムが停止している場合（Ｓ２７／Ｙｅｓ）、制御装置５０は、車両１の制御処理の動作を停止する。

以上のように、本実施形態に係る制御装置５０は、車両１の自動運転中に、自動運転の継続が困難な運転状態となった場合、車両１の操作権限を自動運転から手動運転へと移譲する。その際に、制御装置５０は、車両１の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量の情報と、ドライバの操作権限移譲経験度の情報とに基づいて操作権限の移譲の難易度を判定し、難易度に応じて設定される運転状態の条件の成立時に操作権限を移譲させる処理を実行する。このため、ドライバ個々の自動運転から手動運転への切り替えの適応能力に応じて運転状態の条件が設定され、安全に操作権限を移譲させることができる。特に、難易度を判定する情報が、ドライバ個々の過去の操作権限移譲時の車両１の走行安定度又は操作権限移譲経験回数のうちの少なくとも一方の情報を含む。したがって、操作権限の移譲処理の経験度が低いドライバについては、より安全な運転状態で操作権限の移譲を行うことができるように、操作権限移譲処理を実行する条件が設定される。

また、本実施形態に係る制御装置５０は、ドライバの手動運転時の運転技量及び操作権限移譲経験度を評価したデータをドライバデータベース５５に蓄積する機能を備えている。このため、それぞれのドライバの実際の運転操作に基づいてドライバの運転技量及び操作権限移譲経験度の情報を収集し、操作権限移譲処理を実行する条件の設定に活用することができる。したがって、ドライバ個々の自動運転から手動運転への切り替えの適応能力に応じて運転状態の条件がより適切に設定され、安全に操作権限を移譲させることができる。

また、本実施形態に係る制御装置５０は、操作権限の移譲処理中に、ドライバの運転操作に基づき設定される第２制御目標値が、自動運転制御により設定される第１制御目標値を超えた場合に、第２制御目標値を車両１の制御目標値に設定し、操作権限の移譲を完了させる。これにより、ドライバの運転操作が自動運転制御により設定される操作量に追従できた後には運転モードが速やかに手動運転に切り替えられ、ドライバの違和感を軽減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、制御装置５０の機能のすべてが車両１に搭載されていたが、本開示はかかる例に限定されない。例えば制御装置５０が有する機能の一部が、移動体通信手段を介して通信可能なサーバに設けられ、制御装置５０は、当該サーバに対してデータを送受信するように構成されていてもよい。

また、以下の態様もそれぞれ本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
プロセッサは、操作権限を移譲させる処理を開始した後、手動運転により設定される第２制御目標値が自動運転により設定される第１制御目標値を超えた場合に、手動運転により設定される第２制御目標値を制御目標値に設定し、操作権限の移譲を完了させる、車両の制御装置。

プロセッサは、操作権限の移譲の難易度が高いと判定した場合、操作権限の移譲を行う運転状態の条件のうちの舵角の条件を直進状態に設定し、車両が直進状態になるまで自動運転を継続させる、車両の制御装置。

運転モードを自動運転又は手動運転に切替可能な車両に適用される制御装置において、
自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定する運転状態判定部と、
自動運転の継続が困難な運転状態と判定されたときに、車両の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量の情報と、ドライバの自動運転から手動運転への操作権限移譲経験度の情報と、に基づいて自動運転から手動運転への操作権限の移譲の難易度を判定する難易度判定部と、
難易度に応じて操作権限の移譲を行う運転状態の条件を設定し、運転状態の条件が成立したときに操作権限を移譲させる移譲処理部と、
を備える、車両の制御装置。

運転モードを自動運転又は手動運転に切替可能な車両の制御装置に適用されるコンピュータプログラムであって、
プロセッサに、
自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定することと、
自動運転の継続が困難な運転状態であると判定されたときに、車両の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量の情報と、ドライバの自動運転から手動運転への操作権限移譲経験度の情報と、に基づいて自動運転から手動運転への操作権限の移譲の難易度を判定することと、
難易度に応じて操作権限の移譲を行う運転状態の条件を設定することと、
運転状態の条件が成立したときに前記操作権限を移譲させることと、
を含む動作を実行させる、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムを記録した記録媒体。

１…車両、９…駆動力源、１５…電動ステアリング装置、２０…ブレーキ装置、３１…周囲環境センサ、３１ＬＦ・３１ＲＦ…前方撮影カメラ、３１Ｓ…ＬｉＤＡＲ、３３…車内撮影カメラ、３５…車両状態センサ、５０…制御装置、５１…制御部、５３…記憶部、５５…ドライバデータベース、６１…ドライバ検出部、６３…周囲環境検出部、６５…運転状態検出部、６７…学習処理部、６９…運転状態判定部、７１…難易度判定部、７３…権限移譲処理部、７５…運転条件設定部、７７…運転制御部

Claims (5)

1. 運転モードを自動運転又は手動運転に切替可能な車両に適用される制御装置において、
   一つ又は複数のプロセッサと、前記一つ又は複数のプロセッサと通信可能に接続された一つ又は複数のメモリと、を備え、
   前記プロセッサは、
   前記自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定し、
   前記自動運転の継続が困難な運転状態であると判定されたときに、前記車両の周囲環境の情報と、ドライバの運転技量の情報と、前記ドライバの前記自動運転から手動運転への操作権限移譲経験度の情報と、に基づいて前記自動運転から前記手動運転への操作権限の移譲の難易度を判定し、
   前記難易度に応じて前記操作権限の移譲を行う運転状態の条件を設定し、
   前記運転状態の条件が成立したときに前記操作権限を移譲させる、
   ことを含む処理を実行する、車両の制御装置。
2. 前記操作権限移譲経験度の情報は、前記ドライバによる過去の操作権限移譲経験回数の情報又は操作権限移譲時の前記車両の走行安定度の情報のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記プロセッサは、
   さらに前記車両の運転状態の情報に基づいて、前記操作権限の移譲の難易度を判定する、請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記プロセッサは、
   前記自動運転により設定される第１制御目標値を前記車両の制御目標値に反映する比率を漸減する一方、前記手動運転により設定される第２制御目標値を前記車両の制御目標値に反映する比率を漸増させることにより前記操作権限を移譲させ、
   前記難易度に基づいて前記操作権限の移譲を完了させるまでの時間を設定する、請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 前記プロセッサは、
   前記ドライバの運転技量に応じて前記自動運転の継続が困難な運転状態であるか否かを判定するための条件を可変とし、前記ドライバの運転技量が高いほど前記自動運転から前記手動運転への操作権限の移譲の時期を遅くする、請求項１に記載の車両の制御装置。
   

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