JP6540983B2 - 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。

近年、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、「自動運転」という）についての研究が進められている。これに関連して、自動運転車両のシステム状態に基づいて自動運転レベルを判断し、その自動運転レベルに応じて、車両の操作部の画像および人における操作部を操作する部分の画像を同時に表示手段に表示させる表示制御手段を備えた情報表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１８２６２４号公報

しかしながら、従来の技術では、自動運転における各モードへの切り替えが、予め設定された切替条件が成立したタイミングで自動的に行われることで、車両乗員側で準備ができていないような状況が発生する可能性があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、自動運転の切り替わりへの準備期間を車両乗員に与えることができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。

請求項１に記載の発明は、自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部（１２０）であって、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行う自動運転制御部と、前記自動運転制御部が実施する自動運転のモードに応じて、前記自車両の乗員の操作を受け付けるとともに所定の情報を出力するインターフェース装置（７０）への操作を制限するインターフェース制御部（１７４）と、を備え、前記インターフェース制御部は、前記制限が緩和または解除されている状態において、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる場合に、前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置の状態を前記制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行う、車両制御システム（１００）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記所定の通知は、前記インターフェース装置に前記自動運転のモードの変更が行われる旨の情報、または、前記インターフェース装置の状態が、前記制限が緩和または解除される前の状態に戻る旨の通知である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記所定時間は、前記乗員の状態または前記自車両の状態に応じて設定されるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記インターフェース制御部は、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置に所定の情報を出力させるものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記インターフェース制御部は、前記自動運転のモードが速度基準で、前記自動運転の度合が低くなる側に変更される場合に、前記変更の基準となる第１の速度に近づいている前記自車両の速度が、前記速度基準の手前側の第２の速度に至った場合に、前記インターフェース装置に所定の情報を出力させるものである。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車両制御システムにおいて、前記インターフェース制御部は、前記自車両の速度が、前記第２の速度よりも速く、前記第１の速度よりも遅い第３の速度に至った場合に、前記インターフェース装置に対する乗員の操作を制限するものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記自車両内の乗員の状態を推定する状態推定部を更に備え、前記状態推定部は、推定された前記自車両の乗員の状態に応じて、前記インターフェース装置に所定の情報を出力させるタイミングを決定するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記インターフェース制御部は、前記インターフェース装置の使用状態に基づいて、所定の情報の出力の有無または態様を変更するものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記インターフェース制御部は、前記自車両の乗員の視線方向にあるインターフェース装置に所定の情報を出力させるものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記自動運転の度合は、前記自車両の乗員に要求される周辺監視義務の度合、および前記自車両の乗員に対するインターフェース装置の操作許容度の度合の一方または双方である。

請求項１１に記載の発明は、車載コンピュータが、自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御するとともに、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行い、前記自動運転制御で実施する自動運転のモードに応じて、前記自車両の乗員の操作を受け付けるとともに所定の情報を出力するインターフェース装置への操作を制限し、前記制限が緩和または解除されている状態において、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる場合に、前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置の状態を前記制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行う、車両制御方法である。

請求項１２に記載の発明は、車載コンピュータに、自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御するとともに、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行い、前記自動運転制御で実施する自動運転のモードに応じて、前記自車両の乗員の操作を受け付けるとともに所定の情報を出力するインターフェース装置への操作を制限し、前記制限が緩和または解除されている状態において、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる場合に、前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置の状態を前記制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行う、処理を実行させるための車両制御プログラムである。

請求項１から３、および１０から１２に記載の発明によれば、自車両の周辺監視義務等が乗員に移行することを、移行する前に乗員に通知することができる。したがって、自動運転の切り替わりへの準備期間を乗員に与えることができる。

請求項４および５に記載の発明によれば、乗員は、自動運転の度合が低くなる前に周辺監視を行うための準備を行うことができる。

請求項６に記載の発明によれば、自車両の速度を基準としてインターフェース装置への情報の出力と、前記インターフェース装置に対する乗員の操作制限と、自動運転のモードの切り替えとをシームレスに行うことができる。

請求項７記載の発明によれば、乗員は、現在の自己の状態に適したタイミングで、インターフェース装置からの情報を取得することができるため、自動運転の切り替わりへの準備を確実に行うことができる。

請求項８記載の発明によれば、乗員は、インターフェース装置から運転モードの切り替えに対する適切な情報を取得することができる。

請求項９記載の発明によれば、より確実に乗員に出力した情報を認識させることができる。

実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素を示す図である。 車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。 ＨＭＩ７０の構成図である。 自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。 ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。 軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。 軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。 軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。 車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。 ３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。 ＨＭＩ制御部１７０の構成の一例を示す図である。 車両乗員の状態を推定するための自車両Ｍの様子を説明するための図である。 ＨＭＩ制御情報１８８の一例を示す図である。 モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。 ＨＭＩ制御のタイミングを説明するための図である。 インターフェース装置からの情報出力例を示す図である。 ＨＭＩ制御処理の第１の実施例を示すフローチャートである。 ＨＭＩ制御処理の第２の実施例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。

＜共通構成＞
図１は、実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。

図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ（撮像部）９４０等のセンサと、ナビゲーション装置（表示部）５０と、車両制御システム１００とが搭載される。

ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。

レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。

以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。

カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。

なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

図２は、車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０等を含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤやＨＭＩ７０等）を含んでもよい。

ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。

通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用した無線通信を行う。通信装置５５は、例えば無線通信により接続される外部装置から交通情報（例えば、渋滞情報）や天候情報等を取得することができる。

車両センサ６０は、車速（走行速度）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。

図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものではなく、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆）ことがあってもよい。また、これらの運転操作系は、自車両Ｍの車両乗員（乗員）の操作を受け付ける操作受付部の一例である。また、非運転操作系には、インターフェース装置が含まれる。

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

アクセルペダル７１は、車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７１の踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を車両制御システム１００に出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を出力する。

ブレーキペダル７４は、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。ブレーキ踏量センサ７５は、ブレーキペダル７４の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。

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

ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。なお、ステアリングホイール７８に関する制御として、例えば反力モータ等によりステアリング軸にトルクを出力することで、ステアリングホイール７８に対して操作反力を出力してもよい。

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

ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置（表示部）８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８８およびシート駆動装置８９と、ウインドウガラス９０およびウインドウ駆動装置９１と、車室内カメラ（撮像部）９５とを含む。

表示装置８２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所等に取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等である。また、表示装置８２は、フロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。

コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置等を含む。表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。上述した表示装置８２、スピーカ８３、コンテンツ再生装置８５、およびナビゲーション装置５０は、何れもインターフェース装置の一例であるが、これらに限定されるものではない。

各種操作スイッチ８６は、車室内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示する自動運転切替スイッチ８７を含む。自動運転切替スイッチ８７は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチの何れであってもよい。また、各種操作スイッチ８６は、シート駆動装置８９やウインドウ駆動装置９１を駆動するためのスイッチを含んでもよい。

シート８８は、車両乗員が着座する座席シートである。シート駆動装置８９は、シート８８のリクライニング角、前後方向位置、ヨー角等を自在に駆動する。ウインドウガラス９０は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９１は、ウインドウガラス９０を開閉駆動する。

車室内カメラ９５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ９５は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネル等、運転操作を行う車両乗員の少なくとも頭部（顔を含む）を撮像可能な位置に取り付けられる。車室内カメラ９５は、例えば、周期的に繰り返し車両乗員を撮像する。

車両制御システム１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。走行駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。走行駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。

ステアリング装置２１０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報に従って電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

ブレーキ装置２２０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。また、ブレーキ装置２２０は、走行駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等が組み合わされた構成であってよい。

図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、ＨＭＩ制御部１７０と、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６、ＨＭＩ制御情報１８８、およびモード別操作可否情報１９０等の情報が格納される。記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。また、車両制御システム１００のコンピュータ（車載コンピュータ）は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。

目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。

高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、高精度地図情報１８２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

自動運転制御部１２０は、目的地までの経路に沿って自車両Ｍが走行するように、自車両Ｍの加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する。また、自動運転制御部１２０は、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行う。なお、自動運転の度合は、例えば自車両Ｍの車両乗員に要求される周辺監視義務の度合、および車両乗員の操作を受け付けるとともに情報を出力するＨＭＩ７０の各インターフェース装置への操作許容度の度合の一方または双方である。

自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモード数やモード内容は任意に決定されてよい。

［第１モード］
第１モードは、他のモードと比べて最も自動運転の度合が高いモードである。第１モードが実施されている場合、複雑な合流制御等、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要がない（車両乗員に要求される周辺監視義務が生じない）。

ここで、第１モードの一例としては、渋滞時に前走車両に追従する渋滞追従モード（低速追従モード）等がある。第１モードでは、例えばＴＪＰ（Traffic Jam Pilot）のように混雑した高速道路上で前走車両に追従することで安全な自動運転を実現することができ、渋滞が解消した時点でＴＪＰが終了する。渋滞の解消は、例えば自車両Ｍの走行速度が所定速度以上（例えば、４０ｋｍ／ｈ以上）になった場合に、渋滞が解消されたと判断することができるが、これに限定されるものではなく、例えば通信装置５５により外部装置から交通情報（渋滞情報）を受信することで、渋滞が解消されたことを検出してもよい。また、ＴＪＰの終了するタイミングで第１モードが他のモードに切り替わる場合もあるが、ＴＪＰが終了した所定時間後、またはＴＪＰを終了した速度よりも速い速度に至った場合に、モードが切り替わってもよい。なお、第１のモードは、他のモードと比べて最もＨＭＩ７０の各インターフェース装置（非運転操作系）の操作許容度が高いモードである。

［第２モード］
第２モードは、第１モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第２モードが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は、自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある（第１モードと比べて周辺監視義務が増加する）。なお、第２のモードは、第１モードよりもＨＭＩ７０の各インターフェース装置（非運転操作系）の操作許容度が低いモードである。

［第３モード］
第３モードは、第２モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第３モードが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に対して行う必要がある。第３モードでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員がＨＭＩ７０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある（第２モードと比べて周辺監視義務が増加する）。なお、第３のモードは、第２モードよりもＨＭＩ７０の各インターフェース装置（非運転操作系）の操作許容度が低いモードである。

自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様等に基づいて、自動運転のモード（運転モード）を決定する。なお、運転モードには、手動運転のモードが含まれていてもよい。決定された自動運転のモード（モード情報）は、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、第１モードは実施されないものとしてよい。

何れの自動運転のモードにおいても、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。オーバーライドは、例えば自車両Ｍの車両乗員によるＨＭＩ７０の運転操作系に対する操作が、所定時間以上継続した場合、所定の操作変化量（例えばアクセルペダル７１のアクセル開度、ブレーキペダル７４のブレーキ踏量、ステアリングホイール７８のステアリング操舵角）以上の場合、または運転操作系に対する操作を所定回数以上行った場合に開始される。

自動運転制御部１２０の自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。

自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２から認識される道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ４０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。

図４は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、自車線Ｌ１の何れかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、行動計画生成部１４４に提供される。

外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。

図５は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図５に示すように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。

図６は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。

走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち何れかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面等において、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車等のイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。

軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図７は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図７は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。

軌道候補生成部１４６Ｂは、図７に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。図８は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点の間隔を徐々に狭くする。

このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定される。

ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。図９は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。

図１０は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、上述した図７に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図９に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。

評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量等が小さいほど高く評価される。

切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７から入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する加減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成から入力された信号の示す操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える（オーバーライド）。なお、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。また、切替制御部１５０は、例えば自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行するハンドオーバ制御を行う場合に、車両乗員に対して事前にハンドオーバリクエストを通知するため、その旨の情報を、ＨＭＩ制御部１７０に出力する。

走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。

ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により得られる運転モードの情報に基づいてＨＭＩ７０を制御する。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、運転モードに基づいて、ＨＭＩ７０の非運転操作系やナビゲーション装置５０等に対する車両乗員による操作の可否を制御する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、車両乗員の周辺監視義務が増加する自動運転のモードの変更が行われる所定時間前および／または所定速度前に、ＨＭＩ７０のインターフェース装置に所定の情報を出力させる。

図１１は、ＨＭＩ制御部１７０の構成の一例を示す図である。図１１に示すＨＭＩ制御部１７０は、状態推定部１７２と、インターフェース制御部１７４とを備える。また、図１２は、車両乗員の状態を推定するための自車両Ｍの様子を説明するための図である。

状態推定部１７２は、自動運転制御部１２０より取得したモード情報が、情報の出力が必要な運転モードの変更である場合に、ＨＭＩ７０等により車両乗員の状態を推定する。例えば、状態推定部１７２は、図１２に示すように、車室内カメラ９５により撮影された自車両Ｍ内の画像および／またはシート８８に設けられた角度検出センサ８８Ａ、荷重センサ８８Ｂ等からの検出結果に基づいて、車両乗員の運転意思の度合（レベル値）を推定する。

例えば、車室内カメラ９５により撮影された画像から、自車両Ｍの車両乗員の運転意思の度合を推定する場合、状態推定部１７２は、まず画像に含まれる形状情報および／または輝度情報から車両乗員の顔の位置を特定する。次に、状態推定部１７２は、車両乗員の顔の位置から目の開閉状態を推定し、推定結果に基づいて車両乗員が眠っているか否かを推定する。例えば、状態推定部１７２は、車両乗員が数秒以上（例えば、３０秒以上）目を閉じていると判定した場合は、車両乗員は眠っていると推定するとともに、車両乗員の運転意思レベルが低いと推定する。また、状態推定部１７２は、車室内カメラ９５で撮影された画像から車両乗員がステアリングホイール７８を把持している場合には、車両乗員の運転意思レベルが高いと推定する。

また、状態推定部１７２は、角度検出センサ８８Ａによって検出されるシート８８の着座部と背もたれ部とのリクライニング角度θ、および／または、シート８８の背もたれ部に設けられた荷重センサ８８Ｂにおける荷重分布に応じて、車両乗員の状態を推定してもよい。例えば、状態推定部１７２は、シート８８の着座部と背もたれ部とのリクライニング角度θが所定角度θｔｈ以上（例えば、１２０度以上）の場合に、車両乗員が眠っていると推定するとともに、運転意思レベルが低いと推定する。また、状態推定部１７２は、荷重センサ８８Ｂによって得られる荷重分布が、所定の分布である場合（例えば、眠っているときの荷重分布に類似または同一である場合）、眠っていると推定するとともに、運転意思レベルが低いと推定する。上述した運転意思レベルの高低は、数値として予め設定することができる。

ここで、図１３は、ＨＭＩ制御情報１８８の一例を示す図である。図１３の例において、ＨＭＩ制御情報１８８の項目としては、例えば「車両乗員の推定状態」、「運転意思レベル（度合）」、「通知開始時間」、および「通知開始速度」等があるが、これに限定されるものではない。

「車両乗員の推定状態」とは、状態推定部１７２により推定された車両乗員の状態を示す情報である。図１３の例では、「車両乗員の推定状態」の例として、「眠っている」、「ＤＶＤ映像を見ている」、「ナビゲーション装置５０を操作している」、「自車両Ｍの進行方向を見ている」、「ステアリングホイール７８を把持している」等があるが、これに限定されるものではない。

「運転意思レベル（度合）」は、車両乗員の推定状態に対応して設定される運転意思レベルを数値化したものである。「通知開始時間」は、例えば自車両Ｍの自動運転のモードの変更に伴って車両乗員に周辺監視義務が増加するモードまたは操作許容度が低くなるモード（例えば、上述した第２モード、第３モード）に遷移すると想定される場合に、ＨＭＩ７０によって車両乗員に通知を開始する時間の情報である。

「通知開始速度」は、例えば自車両Ｍの自動運転のモードの変更に伴って車両乗員に周辺監視義務が増加するモードまたは操作許容度が低くなるモードに遷移すると想定される場合に、ＨＭＩ７０によって車両乗員に通知を開始する自車両Ｍの走行速度の情報である。つまり、通知開始時間および通知開始速度は、車両乗員の推定状態または自車両Ｍの状態に応じて設定される。

なお、図１３に示すＨＭＩ制御情報１８８の各数値については、これに限定されるものではない。また、本実施形態におけるＨＭＩ制御情報１８８には、上述した通知開始時間と通知開始速度とのうち、何れか一方の情報を含んでいればよい。また、ＨＭＩ制御情報１８８は、車両乗員ごとに設定されていてもよい。状態推定部１７２は、ＨＭＩ制御情報１８８を参照することで、推定された車両乗員の状態に応じて、インターフェース装置に所定の情報等を出力させるタイミングを決定する。決定したタイミングに関する情報（例えば、通知開始時間、通知開始速度）は、インターフェース制御部１７４に出力される。

インターフェース制御部１７４は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードに応じて、自車両Ｍの車両乗員の操作を受け付けるとともに所定の情報を出力するインターフェース装置への操作を制限する。例えば、インターフェース制御部１７４は、上記の制限が緩和または解除されている状態において、自動運転の度合が低くなる自動運転のモードの変更が行われる場合に、自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、インターフェース装置の状態を制限が緩和または解除される前の状態に戻す。また、インターフェース制御部１７４は、自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、所定の通知を行う。
また、インターフェース制御部１７４は、車両乗員の周辺監視義務が増加する自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、インターフェース装置に所定の情報を出力させる。

また、インターフェース制御部１７４は、上記の制限が緩和または解除されている状態において、自動運転の度合が低くなる自動運転のモードの変更が行われる場合に、自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、インターフェース装置の状態を制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行う。例えば、インターフェース制御部１７４は、車両乗員の周辺監視義務が増加する自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、インターフェース装置に所定の通知を行う。また、インターフェース制御部１７４は、自動運転のモードの変更に伴ってインターフェース装置の操作許容度が低下する所定時間前に、インターフェース装置に所定の通知を行う。ここで、上述した所定時間は、例えば、車両乗員の状態または自車両の状態に応じて設定される。

また、インターフェース制御部１７４は、自動運転制御部１２０から得られるモード情報と、記憶部１８０に記憶されたモード別操作可否情報１９０とに基づいて、ＨＭＩ７０またはナビゲーション装置５０に関する操作の可否を判定する。

図１４は、モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。図１４に示すモード別操作可否情報１９０は、運転モードの項目として「手動運転モード」、「自動運転モード」とを有する。また、「自動運転モード」として、上述した「第１モード」、「第２モード」、および「第３モード」等を有する。また、モード別操作可否情報１９０は、非運転操作系の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置８５に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置８２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。図１４に示すモード別操作可否情報１９０の例では、上述した運転モードごとに非運転操作系に対する車両乗員の操作の可否が設定されているが、対象のインターフェース装置は、これに限定されるものではない。

インターフェース制御部１７４は、自動運転制御部１２０から取得したモード情報（運転モード）に基づいてモード別操作可否情報１９０を参照することで、使用等の制限の緩和または解除により使用が許可されるインターフェース装置（操作系）と、制限により使用が許可されないインターフェース装置とを判定する。なお、使用とは、例えば車両乗員による操作の受け付け、およびインターフェース装置への情報の出力の一方または双方である。また、インターフェース制御部１７４は、判定結果に基づいて、非運転操作系のインターフェース装置に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。

例えば、自車両Ｍが手動運転モードの場合、車両乗員は、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、アクセルペダル７１、ブレーキペダル７４、シフトレバー７６、およびステアリングホイール７８等）を操作する。また、自動運転モードの第２モード、第３モード等である場合、車両乗員は、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。このような場合、車両乗員の運転以外の行動（操作等）により注意が散漫になること（ドライバーディストラクション）を防止するため、インターフェース制御部１７４は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。

また、インターフェース制御部１７４は、例えば運転モードが自動運転の第２モードから第１モードに遷移させる場合、ドライバーディストラクション規制を緩和し、操作を受け付けていなかった非運転操作系に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。逆に、第１モードから第２モードまたは第３モードに遷移させる場合（車両乗員の周辺監視義務が増加する自動運転のモードの変更が行われる場合）、インターフェース制御部１７４は、上述した状態推定部１７２により得られる通知開始時間、または、通知開始速度のタイミングに基づいて、モードが遷移される前に、インターフェース装置に所定の通知等を行う。なお、所定の通知とは、例えば、ＨＭＩ７０に自動運転のモードの変更が行われる旨の情報、または、ＨＭＩ７０の状態が、制限が緩和または解除される前の状態に戻る旨の通知である。また、通知される所定の情報は、例えば周辺監視義務が増加すること示す情報およびインターフェース装置に対する操作許容度が低くなる（操作が制限される）ことを示す情報の一方または双方であるが、これに限定されるものではなく、例えばハンドオーバ制御への準備を促すような情報であってもよい。

また、インターフェース制御部１７４は、情報を出力する対象のインターフェース装置（ＨＭＩ７０）を車両乗員の視線検出結果に基づいて選択して表示させてもよい。視線検出手法としては、例えば車室内カメラ９５により撮像された画像の輝度および形状等の特徴情報に基づいて、車両乗員の目頭の位置と、虹彩の位置とを検出し、その目頭と虹彩との位置関係から、視線方向を検出することができる。なお、視線検出手法については、上述した例に限定されるものではない。

例えば、上述した図１２に示すように、車両乗員Ｐの視線方向がナビゲーション装置５０の方向（図１２に示す矢印ａ）である場合、インターフェース制御部１７４は、ナビゲーション装置５０の画面に、例えば周辺監視義務が生じる旨の情報を出力させる。また、車両乗員Ｐの視線方向がインストルパネル等の表示装置８２の方向（図１２に示す矢印ｂ）である場合、インターフェース制御部１７４は、表示装置８２の画面に、周辺監視義務が生じる旨の情報を出力させる。なお、インターフェース制御部１７４は、車両乗員Ｐの視線方向に関係なく、予め設定された１又は複数のＨＭＩ７０に対して通知制御を行ってもよい。

上述したように、ＨＭＩ制御部１７０は、例えば運転モードが上述した第１モードから第２モードまたは第３モードへ遷移する所定時間前または自車両Ｍが所定速度に至る前に車両乗員に対する警告等を出力することで、自車両Ｍの周辺監視義務等が車両乗員に移行することを、移行する前の適切なタイミングで車両乗員に通知することができる。したがって、自動運転の切り替わりへの準備期間を車両乗員に与えることができる。

図１５は、ＨＭＩ制御のタイミングを説明するための図である。図１５の例では、自車両Ｍが高速道路を走行中に渋滞になり、自動運転の渋滞追従モード（第１モード）から走行速度を加速した場合の運転モードの切り替わりと、その場合の周辺監視義務が生じる旨の警告の出力タイミングを示している。図１５の例において、インターフェース制御部１７４は、自動運転のモードが速度基準で車両乗員の周辺監視義務が増加する側（自動運転の度合が低くなる側）に変更される場合に、変更される前にインターフェース装置に所定の情報を出力させる。

例えば、図１５に示すように、自車両Ｍが自動運転の渋滞追従モードによって前走車両を追従し、速度が０ｋｍ／ｈから６０ｋｍ／ｈで走行している場合には、例えばＡＥＢ（Automatic Emergency Braking）等のシステム系により、自動停止することができる（セーフティエリア）。図１５の例では、自車両Ｍの走行速度が６０ｋｍ／ｈ以下の場合は、第１モードで自動運転を行い、６０ｋｍ／ｈを超える場合は、第２モードで自動運転が行われる。この場合、自動運転によるＨＭＩ７０の非運転操作系のインターフェース装置（例えば、ナビゲーション装置５０、表示装置８２、コンテンツ再生装置８５）等は、操作制限が解除され、車両乗員が自由に操作することができる。

しかしながら、例えば図１５に示すように走行速度が４０ｋｍ／ｈでＴＪＰが終了する場合には、その走行速度４０ｋｍ／ｈ以上からインターフェース装置に対する操作が制限（操作限定解除が解除）される。このように、インターフェース装置に対する操作制限が必ずしも運転モードの切り替え時と同一のならない場合もある。したがって、インターフェース制御部１７４は、操作制限が行われる速度（例えば、４０ｋｍ／ｈ）よりも遅い速度（例えば、３０ｋｍ／ｈ）で、所定の情報（周辺監視義務が生じる（増加する）旨の情報）の出力を行う。また、インターフェース制御部１７４は、所定の情報を出力する前の所定の速度区間（例えば、図１５に示す０ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈ）において、注意喚起（運転捜査可能）等の情報を出力してもよい。

例えば、インターフェース制御部１７４は、自動運転のモードが速度基準で切り替わる場合に、切り替わる基準となる第１の速度（例えば６０ｋｍ／ｈ）に近づいている自車両Ｍの速度が、速度基準の手前側の第２の速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）に至った場合に、インターフェース装置に所定の情報（例えば、警告）を出力させる。また、インターフェース制御部１７４は、自車両Ｍの速度が、第２の速度よりも速く、第１の速度よりも遅い第３の速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）に至った場合に、運転モードに対応するインターフェース装置に対する車両乗員の操作を制限する。これにより、ＨＭＩ制御部１７０は、「警告」→「操作制限」→「モードの切り替え」をシームレスに行うことができる。

また、本実施形態において、インターフェース制御部１７４は、例えば警告等の情報の出力を行った後の車両乗員の状態を検出し、車両乗員がハンドオーバできる状態に変化しなかった場合（例えば、眠っている状態のままであると推定される場合）、音声等による情報の出力や、車両乗員が着座しているシート８８を振動させる等の制御を行ってもよい。

また、インターフェース制御部１７４は、警告後も車両乗員がハンドオーバできる状態に変化しなかった場合、運転モードが切り替わるまでの速度に至るまでの時間を、通常の時間よりも長くなるように、時間をかけて徐々に加速する（加速度を減少させる）走行制御を走行制御部１６０にさせてもよい。

図１６は、インターフェース装置からの情報出力例を示す図である。図１６の例では、上述した第１モードの一例を渋滞追従モードとし、上述した第２モードの一例を渋滞追従モード外とを用いて説明する。

図１６の例において、自車両Ｍが渋滞追従モード外である場合（図１６に示す「（１）渋滞追従モード外」の場合）、自車両Ｍの車両乗員には、周辺監視義務が課せられているため、インターフェース装置に対する所定の操作が制限される。したがって、図１６に示すように、ナビゲーション画面３００は表示させることができるが、テレビ番組を表示する画面３１０は非表示となる。

ここで、図１６に示すように自車両Ｍの自動運転により、渋滞追従モード外から渋滞追従モードに移行した場合（図１６に示す「（２）渋滞追従モード」の場合）、ナビゲーション画面３２０は、経路案内の画面が表示されるが、その場合に渋滞追従モードを開始する旨のメッセージ画面３２２を表示する。

また、ナビゲーション画面３２０からメニュー画面３３０に遷移した場合、「渋滞追従モードは操作制限が解除可能です。車両や交通の状況に応じて運転を行ってください」等のメッセージ画面３３２を表示するとともにＯＫボタン３３４を表示することで、車両乗員に注意喚起等を通知することができる。なお、メッセージの内容については、これに限定されるものではない。インターフェース制御部１７４は、車両乗員がＯＫボタン３３４を選択したことを受け付けることで、操作制限を解除し、ＤＶＤ画面３４０に遷移してナビゲーション装置５０等を操作させることができる。

また同様に、ナビゲーション画面３２０からＤＶＤ操作によりＤＶＤ画面３４０に遷移した場合も、上述したメッセージ画面３４２とＯＫボタン３４４とを表示することで、車両乗員に注意喚起等を通知することができる。インターフェース制御部１７４は、車両乗員がＯＫボタン３４４を選択したことを受け付けることで、操作制限を解除し、ＤＶＤ画面に遷移してナビゲーション装置５０等を操作させることができる。

ここで、インターフェース制御部１７４は、遷移したＤＶＤ映像表示画面３５０において、渋滞追従モード中である旨を示すメッセージ３５２を画面上に重畳表示させることで、車両乗員は、安心してＤＶＤ映像を見ることができる。なお、インターフェース制御部１７４は、例えば通信装置５５を用いて外部装置から走行中の道路に関する交通情報（渋滞情報）を取得し、取得した交通情報から渋滞追従モードがあとどの程度継続するのかを示す情報（例えば、継続時間）を算出し、算出した情報をメッセージ３５２として表示させてもよい。これにより、車両乗員は、ＤＶＤ映像等を見れる時間が、あとどの程度あるのかを把握することができ、安心して映像を閲覧することができる。

また、渋滞追従モードからのモード変更により、自車両に対する周辺監視義務が生じた場合（図１３に示す「（３）渋滞追従モード外」の場合）に、メニュー画面３３０は、走行制限画面３６０に遷移し、走行制限が行われる旨のメッセージ３６２を表示する。メッセージの一例としては、図１６に示すように「渋滞追従モードを終了します。運転を再開してください。」等のメッセージが、車両乗員の状態（運転意思等）に応じて設定された時間に表示される。また、ＤＶＤ映像表示画面３５０からの遷移においても同様にナビゲーション画面３７０が表示されると共に、同様のメッセージ３７２が車両乗員の状態に応じた所定のタイミングで表示される。メッセージ３６２、３７２は、所定時間だけ表示させてもよく、モードが切り替わるまで表示させてもよい。また、メッセージの内容については、上述した例に限定されるものではない。また、図１６に示す各メッセージは、画面表示とともに音声を出力してもよく、また音声のみを出力してもよい。

図１６に示すように、インターフェース制御部１７４は、インターフェース装置の使用状態に基づいて、所定の情報の出力の有無または態様を変更する。これにより、車両乗員は、インターフェース装置から運転モードの切り替えに対する適切な情報を取得することができる。上述したインターフェース装置による情報出力により、車両乗員は、車両乗員は、実際に切り替わるより前の所定のタイミングで、運転を行うための準備や手動運転を行う前の周辺監視等を、より確実に行うことができる。

＜処理フロー＞
以下、本実施形態に係る車両制御システム１００よる処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御システム１００のおける各種処理のうち、主にＨＭＩ制御部１７０により実施される車両乗員への通知に関するＨＭＩ制御処理の流れについて説明する。

［第１の実施例］
図１７は、ＨＭＩ制御処理の第１の実施例を示すフローチャートである。図１７の例において、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０よりモード情報を取得する（ステップＳ１００）。次に、状態推定部１７２は、情報の出力が必要な運転モード（例えば、車両乗員の周辺監視義務が増加する運転モードまたはインターフェース装置の操作許容度が低下する運転モード）の変更か否かを判定する（ステップＳ１０２）、運転モードの変更が必要である場合、状態推定部１７２は、ＨＭＩ７０等により車両乗員の状態を推定し（ステップＳ１０４）、推定した車両乗員の状態から運転意思の度合（レベル値）を推定する（ステップＳ１０６）。

次に、状態推定部１７２は、上述したＨＭＩ制御情報１８８を参照し、推定した運転意思の度合に応じて、モード変更に伴ってＨＭＩ７０に情報を出力する時間または走行速度を設定する（ステップＳ１０８）。次に、インターフェース制御部１７４は、設定した時間または走行速度に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。設定した時間または走行速度に到達した場合、インターフェース制御部１７４は、周辺監視義務を車両乗員に移す前に、インターフェース装置に対する操作を制限、および／または、インターフェース装置に警告を出力させ（ステップＳ１１２）、本フローチャートを終了する。

なお、ステップＳ１１２の処理において、インターフェース制御部１７４は、インターフェース装置に対する操作制限と、警告の出力を段階的に行ってもよい。また、ステップＳ１０２の処理において、通知が必要な運転モードの変更ではない場合には、そのまま本フローチャートを終了する。なお、上述した図１７に示すＨＭＩ制御処理は、自動運転制御部よりモード情報を取得した場合に実行してもよく、一定の時間間隔で実施してもよい。

［第２の実施例］
図１８は、ＨＭＩ制御処理の第２の実施例を示すフローチャートである。図１８の例において、ステップＳ２００〜Ｓ２０８の処理は、第１の実施例におけるステップＳ１００〜Ｓ１０８と同様の処理を行うため、ここでの具体的な説明は省略する。

ステップＳ２０８の処理後、状態推定部１７２は、車室内カメラ９５により撮像された画像から車両乗員の視線を検出する（ステップＳ２１０）。次に、インターフェース制御部１７４は、設定した時間または走行速度に到達したか否かを判定する（ステップＳ２１２）。設定した時間または走行速度に到達した場合、インターフェース制御部１７４は、周辺監視義務を車両乗員に移す前に、インターフェース装置に対する操作を制限、および／または、車両乗員の視線方向に対応するインターフェース装置に警告を出力させ（ステップＳ２１４）、本フローチャートを終了する。

なお、ステップＳ２１２の処理において、インターフェース制御部１７４は、インターフェース装置に対する操作制限と、警告の出力を段階的に行ってもよい。また、ステップＳ２０２の処理において、通知が必要な運転モードの変更ではない場合には、そのまま本フローチャートを終了する。なお、上述した図１８に示すＨＭＩ制御処理は、自動運転制御部よりモード情報を取得した場合に実行してもよく、一定の時間間隔で実施してもよい。第２の実施例によれば、車両乗員の視線方向にあるインターフェース装置により警告等の情報を出力させることで、より確実に車両乗員に出力した情報を認識させることができる。なお、実施形態としては、上述した各実施例の一部または全部を組み合わせてもよい。

上述した実施形態によれば、インターフェース装置に対する操作の制限が緩和または解除されている状態において、自動運転の度合が低くなる自動運転のモードの変更が行われる場合に、自動運転モードの変更が行われる所定時間前に、インターフェース装置の状態を制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行うため、自動運転の切り替わりへの準備期間を車両乗員に与えることができる。例えば、本実施形態によれば、自車両Ｍの周辺監視義務等が車両乗員に移行することを、移行する前に車両乗員に通知することができる。また、本実施形態によれば、例えばインターフェース装置の操作許容度が低下することを、低下する前に車両乗員に通知することができる。

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。

本発明は、自動車製造産業に利用することができる。

２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、５５…通信装置、６０…車両センサ、７０…ＨＭＩ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ制御部、１７２…状態推定部、１７４…インターフェース制御部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両

Claims (12)

1. 自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部であって、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行う自動運転制御部と、
   前記自動運転制御部が実施する自動運転のモードに応じて、前記自車両の乗員の操作を受け付けるとともに所定の情報を出力するインターフェース装置への操作を制限するインターフェース制御部と、
   前記自車両内の乗員の状態を推定する状態推定部と、
   を備え、
   前記インターフェース制御部は、前記制限が緩和または解除されている状態において、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる場合に、前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置の状態を前記制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行い、
   前記所定時間は、前記状態推定部によって推定された前記自車両内の乗員の運転意思レベルに応じて設定される、
   車両制御システム。
2. 前記所定の通知は、前記インターフェース装置に前記自動運転のモードの変更が行われる旨の情報、または、前記インターフェース装置の状態が、前記制限が緩和または解除される前の状態に戻る旨の通知である、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記インターフェース制御部は、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置に所定の情報を出力させる
   請求項１に記載の車両制御システム。
4. 前記インターフェース制御部は、前記自動運転のモードが速度基準で、前記自動運転の度合が低くなる側に変更される場合に、前記変更の基準となる第１の速度に近づいている前記自車両の速度が、前記速度基準の手前側の第２の速度に至った場合に、前記インターフェース装置に所定の情報を出力させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
5. 前記インターフェース制御部は、前記自車両の速度が、前記第２の速度よりも速く、前記第１の速度よりも遅い第３の速度に至った場合に、前記インターフェース装置に対する乗員の操作を制限する、
   請求項４に記載の車両制御システム。
6. 前記インターフェース制御部は、前記インターフェース装置の使用状態に基づいて、所定の情報の出力の有無または態様を変更する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
7. 前記インターフェース制御部は、前記自車両の乗員の視線方向にあるインターフェース装置に所定の情報を出力させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
8. 前記自動運転の度合は、前記自車両の乗員に要求される周辺監視義務の度合、および前記自車両の乗員に対するインターフェース装置の操作許容度の度合の一方または双方である、
   請求項１に記載の車両制御システム。
9. 前記状態推定部は、前記自車両内の乗員の状態に基づいて前記乗員の前記運転意思レベルを推定し、前記所定時間は、前記運転意思レベルが低いほど長く設定される、
   請求項１に記載の車両制御システム。
10. 前記状態推定部は、
    前記自車両内の乗員が眠っていると推定した場合は前記運転意思レベルが低いと推定し、前記所定時間は第１時間に設定され、
    前記自車両内の乗員がステアリングホイールを把持していると推定した場合は前記運転意思レベルが高いと推定し、前記所定時間は短い第２時間に設定され、
    前記第１時間は、前記第２時間より長く設定される、
    請求項９に記載の車両制御システム。
11. 車載コンピュータが、
    自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御するとともに、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行い、
    前記自動運転制御で実施する自動運転のモードに応じて、前記自車両の乗員の操作を受け付けるとともに所定の情報を出力するインターフェース装置への操作を制限し、
    前記自車両内の乗員の状態から運転意思レベルを推定し、
    前記制限が緩和または解除されている状態において、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる場合に、前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置の状態を前記制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行い、
    前記所定時間は、推定された前記自車両内の乗員の前記運転意思レベルに応じて設定される、
    車両制御方法。
12. 車載コンピュータに、
    自車両の加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御するとともに、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行い、
    前記自動運転制御で実施する自動運転のモードに応じて、前記自車両の乗員の操作を受け付けるとともに所定の情報を出力するインターフェース装置への操作を制限し、
    前記自車両内の乗員の状態から運転意思レベルを推定し、
    前記制限が緩和または解除されている状態において、前記自動運転の度合が低くなる前記自動運転のモードの変更が行われる場合に、前記自動運転のモードの変更が行われる所定時間前に、前記インターフェース装置の状態を前記制限が緩和または解除される前の状態に戻す、または、所定の通知を行う、
    処理を実行させ、
    前記所定時間は、推定された前記自車両内の乗員の前記運転意思レベルに応じて設定される、
    車両制御プログラム。

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