JP6863194B2 - 自動運転システム - Google Patents

Description

本発明は、自動運転システムに関する。

従来、自動運転システムに関する技術文献として、特開２０１４−１８１０２０号公報が知られている。この公報には、自動運転制御の実行中において、車線変更など車両の走行状態が変化する制御が予定されている場合に、運転者の顔の向きの変化から運転者の注意行動の有無を判定する装置が示されている。この装置では、運転者が注意行動を行なわない場合、運転者に警告を行うと共に、車両の走行状態が変化する制御の禁止又は制御内容の変更を行う。

特開２０１４−１８１０２０号公報

ところで、前述した従来の装置では、車両の走行状態が変化する制御が予定されている場合に、運転者が注意行動を行なわない度に運転者への警告が繰り返される。この装置では、運転者の注意の意識が乏しい場合であっても、予め計画された自動運転制御によって車両の走行状態が変化する制御の回数等は変わらず、運転者への警告が繰り返されるため、運転者が煩わしさを感じるおそれがある。このため、運転者の注意の意識に応じて適切な自動運転制御を行うことが求められている。

そこで、本技術分野では、運転者の注意レベルに応じて適切に自動運転制御の自動運転レベルを決定することができる自動運転システムを提供することが望まれている。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、車両の自動運転制御を実行する自動運転システムであって、自動運転制御の実行中において、車両の右左折、車両の車線変更、及び車両の停止後の発進のうち少なくとも一つを含む車両の走行状態変更制御の注意行動要求タイミングに至った場合に、走行状態変更制御に応じた注意行動を車両の運転者に要求する注意行動要求部と、注意行動の要求に対して運転者が注意行動を行なったか否かを判定する注意行動判定部と、注意行動判定部の判定結果に基づいて、予め設定された複数の注意レベルの中から運転者の注意レベルを決定する注意レベル決定部と、運転者の注意レベルに基づいて、予め設定された複数の自動運転レベルの中から自動運転制御の自動運転レベルを決定する自動運転レベル決定部と、を備え、自動運転レベル決定部は、運転者の注意レベルが低いほど、低いレベルの自動運転レベルを決定し、自動運転レベルが低いほど追い越しのための車線変更が実施されにくくすることで、注意行動要求部による運転者への注意行動の要求の頻度を低減させる。

以上説明したように、本発明の一態様に係る自動運転システムによれば、運転者の注意レベルに応じて適切に自動運転制御の自動運転レベルを決定することができる。

本発明の一実施形態に係る自動運転システムを示すブロック図である。 （ａ）走行状態変更制御と注意行動との関係を示す表である。（ｂ）運転者の注意レベルと運転者の注意行動の割合との関係を示す表である。（ｃ）自動運転レベルと自動運転制御の内容との関係を示す表である。 自動運転システムによる自動運転レベルの決定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る自動運転システムを示すブロック図である。図１に示す自動運転システム１００は、乗用車などの車両に搭載され、車両の自動運転制御を実行する。自動運転システム１００は、乗員による自動運転制御の開始操作（自動運転の開始ボタンを押す操作など）が行われた場合に、車両の自動運転制御を開始する。

自動運転制御とは、予め設定された目的地に向かって自動で車両を走行させる車両制御である。自動運転制御では、運転者が運転操作を行う必要が無く、車両が自動で走行する。

［自動運転システムの構成］
図１に示すように、自動運転システム１００は、システムを統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。

ＥＣＵ１０は、ＧＰＳ受信部１、外部センサ２、内部センサ３、地図データベース４、ドライバモニタカメラ５、ＨＭＩ［Human Machine Interface］６、及びアクチュエータ７と接続されている。

ＧＰＳ受信部１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部１は、測定した車両の位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、車両の周辺の状況を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ及びレーダセンサのうち少なくとも一つを含む。

カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両の周辺の障害物を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー［LIDAR：Light Detection and Ranging］が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両の周辺に送信し、障害物で反射された電波又は光を受信することで障害物を検出する。レーダセンサは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。障害物には、ガードレール、建物などの固定障害物の他、歩行者、自転車、他車両などの移動障害物が含まれる。

内部センサ３は、自車両の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、自車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、自車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、自車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、自車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、自車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、自車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した自車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース４は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率など）、交差点及び分岐点の位置情報、及び構造物の位置情報などが含まれる。なお、地図データベース４は、車両と通信可能なサーバーに記憶されていてもよい。

ドライバモニタカメラ５は、車両のステアリングコラムのカバー上で運転者の正面の位置に設けられ、運転者の撮像を行う。ドライバモニタカメラ５は、運転者を複数方向から撮像するため、複数個設けられていてもよい。ドライバモニタカメラ５は、運転者の撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。

ＨＭＩ６は、自動運転システム１００と運転者との間で情報の入出力を行うためのインターフェイスである。ＨＭＩ６は、例えば、ディスプレイ、スピーカなどを備えている。ＨＭＩ６は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて、ディスプレイの画像出力及びスピーカからの音声出力を行う。また、ＨＭＩ６は、乗員が入力操作を行うための入力ボタンやタッチパネル、音声入力装置などの入力部を備えている。

アクチュエータ７は、車両の制御に用いられる機器である。アクチュエータ７は、駆動アクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。駆動アクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両の駆動力を制御する。なお、車両がハイブリッド車である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。車両が電気自動車である場合には、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。これらの場合における動力源としてのモータは、アクチュエータ７を構成する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両の操舵トルクを制御する。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成に付いて説明する。ＥＣＵ１０は、車両位置認識部１１、外部状況認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４、注意行動要求部１５、注意行動判定部１６、車両制御部１７、注意レベル決定部１８、及び自動運転レベル決定部１９を有する。ＥＣＵ１０の機能の一部は、車両と通信可能なサーバーにおいて実行されてもよい。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両の地図上の位置を認識する。また、車両位置認識部１１は、地図データベース４の地図情報に含まれた電柱などの固定障害物の位置情報及び外部センサ２の検出結果を利用して、ＳＬＡＭ［Simultaneous Localization and Mapping］技術により車両の位置を認識する。車両位置認識部１１は、その他、周知の手法により車両の地図上の位置を認識してもよい。

外部状況認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、車両の外部状況を認識する。外部状況には、車両に対する障害物の位置、車両に対する障害物の相対速度、及び車両に対する障害物の移動方向などが含まれる。外部状況認識部１２は、カメラの撮像画像及びレーダセンサの障害物情報のうち少なくとも一方に基づいて、周知の手法により、車両の外部状況を認識する。

走行状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、車両の走行状態を認識する。走行状態には、車両の車速、車両の加速度、車両のヨーレートが含まれる。具体的に、走行状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、車両の車速を認識する。走行状態認識部１３は、加速度センサの車速情報に基づいて、車両の加速度を認識する。走行状態認識部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両の向きを認識する。

走行計画生成部１４は、予め設定された目標ルート、地図データベース４の地図情報、車両位置認識部１１の認識した車両の地図上の位置、外部状況認識部１２により認識された車両の外部状況、及び走行状態認識部１３により認識された車両の走行状態に基づいて、車両の走行計画を生成する。なお、目標ルートとは、現在の車両の地図上の位置から目的地に向かう経路である。目標ルートは、例えば、周知のナビゲーションシステムにより生成される。目的地は乗員が設定した目的地であってもよく、自動運転システム１００が周知の手法（目的地推定処理等）により自動で設定した目的地であってもよい。

走行計画には、速度計画と操舵計画が含まれる。速度計画には、車両の目標ルート上の位置に応じた車両の制御目標値（例えば目標車速や目標加減速度）が含まれている。目標ルート上の位置とは、地図上で目標ルートの延在方向における位置である。目標ルート上の位置は、目標ルートの延在方向において所定間隔（例えば１ｍ）毎に設定された設定縦位置を意味する。制御目標値は、目標ルート上の設定縦位置毎に関連付けて設定される。走行計画生成部１４は、目標ルート上に所定間隔の設定縦位置を設定すると共に、設定縦位置毎に制御目標値を設定することで、走行計画における速度計画を生成する。また、走行計画生成部１４は、周知の手法により車両の走行する目標軌跡を設定することで、走行計画における操舵計画を生成する。

注意行動要求部１５は、自動運転制御の実行中において、車両が走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったとき、走行状態変更制御に応じた注意行動を運転者に要求する。走行状態変更制御とは、車両の走行状態を変更するような車両制御である。走行状態変更制御には、車両の右左折、隣接車線への車線変更、車両の停止後の発進のうち少なくとも一つが含まれる。隣接車線とは、車両の走行する走行車線に隣接する車線である。注意行動要求タイミングとは、走行状態変更制御に応じた注意行動を運転者に要求するタイミングである。注意行動とは、走行状態変更制御の前に、車両の進行する方向などを運転者が確認する行動である。これらについて詳しくは後述する。

注意行動要求部１５は、自動運転制御の実行中において、走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったか否かを判定する。注意行動要求部１５は、車両位置認識部１１の認識した車両の地図上の位置と走行計画生成部１４の生成した走行計画とに基づいて、注意行動要求タイミングになったか否かを判定する。注意行動要求部１５は、一例として、走行状態変更制御を予定している地点（例えば右左折を予定している交差点）と車両との距離が予め設定された距離閾値以下となったとき、当該走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったと判定する。ここで言う距離は、自動運転制御の目標ルート上の距離である。

なお、注意行動要求部１５は、走行状態変更制御を予定している地点に車両が至るまでの残り時間が予め設定された時間閾値以下となったとき、当該走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったと判定してもよい。注意行動要求部１５は、現在の車両の周囲の外部状況から、低速で走行する先行車を追い越すための車線変更が３秒後に計画された場合、車線変更の２秒前になったときに注意行動要求タイミングになったと判定することができる。

注意行動要求部１５は、走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったと判定した場合、当該走行状態変更制御に応じた注意行動を運転者に要求する。注意行動要求部１５は、ＨＭＩ６に制御信号を送信することで、画像表示及び音声出力の少なくとも一方により運転者に注意行動を要求する。

ここで、図２（ａ）は、走行状態変更制御と注意行動との関係を示す表である。図２（ａ）に示すように、走行状態変更制御が隣接車線への車線変更である場合には、運転者が隣接車線の車両を確認する行動が対応する注意行動として挙げられる。

走行状態変更制御が左折である場合には、車両の左折方向の歩行者などを確認する行動が対応する注意行動として挙げられる。走行状態変更制御が右折である場合には、車両の右折方向の歩行者などを確認する行動が対応する注意行動となる。この場合の注意行動には、右側から接近する対向車（右折後の車線の走行方向に対向する他車両）を確認する行動が含まれていてもよい。

注意行動判定部１６は、注意行動要求部１５による注意行動の要求に対して運転者が当該注意行動を行なったか否かを判定する。注意行動判定部１６は、ドライバモニタカメラ５による運転者の撮像情報に基づいて、周知の技術により運転者の顔の向き又は視線を認識する。注意行動判定部１６は、運転者の顔の向き又は視線に基づいて、運転者が注意行動を行なったか否かを判定する。

具体的に、注意行動判定部１６は、車両の車線変更が予定されている場合において、運転者が隣接車線の車両を確認する行動（運転者が隣接車線に顔を向ける行動又は運転者が隣接車線側のサイドミラーを確認する行動）を行なったとき、運転者が車線変更に応じた注意行動を行なったと判定する。

注意行動判定部１６は、車両の左折が予定されている場合において、運転者が車両の左折方向の歩行者などを確認する行動を行なったとき、運転者が左折に応じた注意行動を行なったと判定する。同様に、注意行動判定部１６は、車両の右折が予定されている場合において、運転者が車両の右折方向の歩行者などを確認する行動又は右側から接近する対向車を確認する行動を行なったとき、運転者が右折に応じた注意行動を行なったと判定する。注意行動判定部１６は、車両の停止状態からの発進が予定されている場合において、運転者が車両の前方を確認する行動を行なったとき、運転者が停止状態からの発進に応じた注意行動を行なったと判定する。

注意行動判定部１６は、注意行動要求部１５によって運転者に注意行動が要求された後、一定時間経過しても運転者が注意行動を行なわない場合、運転者は注意行動を行なわなかったと判定する。一定時間は、運転者への注意行動の要求から車両が走行状態変更制御を開始するまでの時間より短い時間である。一定時間は、走行状態変更制御の内容や車両の走行計画などに応じて適切に変更される。

車両制御部１７は、車両位置認識部１１の認識した車両の地図上の位置、外部状況認識部１２の認識した車両の外部状況、走行状態認識部１３の認識した車両の走行状態、及び走行計画生成部１４の生成した走行計画に基づいて、車両の自動運転制御を実行する。車両制御部１７は、アクチュエータ７に制御信号を送信することで車両の自動運転制御を実行する。

車両制御部１７は、自動運転制御の実行中において、注意行動要求部１５によって走行状態変更制御に応じた注意行動が運転者に要求され、注意行動判定部１６によって運転者が当該注意行動を行なったと判定された場合、当該走行状態変更制御を許可する。車両制御部１７は、許可した走行状態変更制御を走行計画に沿って実行する。

一方で、車両制御部１７は、自動運転制御の実行中において、注意行動要求部１５によって走行状態変更制御に応じた注意行動が運転者に要求されたが、注意行動判定部１６によって運転者が当該注意行動を行なわなかったと判定された場合、走行状態変更制御の禁止又は変更を行う。

車両制御部１７は、運転者が注意行動を行なわなかった走行状態変更制御が目的地到達のために不要な制御である場合、運転者による監視が行なわれていないことから当該走行状態変更制御を禁止する。目的地到達のために不要な制御とは、低速で走行する先行車の追い越しのための車線変更などである。

また、車両制御部１７は、運転者が注意行動を行なわなかった走行状態変更制御が車両の右左折など目的地到達のために必要な制御である場合、運転者による監視が行なわれていないことから当該走行状態変更制御の変更を行う。車両制御部１７は、走行状態変更制御における車速や操舵角速度を低下させるなど走行効率より車両の走行の安定性を優先するように変更を行う。

注意レベル決定部１８は、注意行動判定部１６の判定結果に基づいて、予め設定された複数の注意レベルの中から運転者の注意レベルを決定（更新）する。注意レベルとは、自動運転制御の実行中における運転者の車両走行への注意の意識の度合いである。注意レベルは、一例として、低、中、高の三段階に分けることができる。

具体的に、注意レベル決定部１８は、一定時間Ｔだけ遡った過去から現在までの時間内において、注意行動の要求に対して運転者が注意行動を行なった割合から運転者の注意レベルを決定する。一定時間Ｔとは、例えば１０分、３０分である。ここで、図２（ｂ）は、運転者の注意レベルと運転者の注意行動の割合との関係を示す表である。

図２（ｂ）に示すように、注意レベル決定部１８は、運転者の確認行動の割合が０％〜４９％である場合、運転者の注意レベルは「低」であると決定する。注意レベル決定部１８は、運転者の確認行動の割合が５０％〜７９％である場合、運転者の注意レベルは「中」であると決定する。注意レベル決定部１８は、運転者の確認行動の割合が８０％〜１００％である場合、運転者の注意レベルは「高」であると決定する。

なお、注意レベル決定部１８は、自動運転制御の開始時においては、運転者の注意レベルを「中」としてもよい（すなわち注意レベルの初期値を「中」としてもよい）。この場合、注意レベル決定部１８は、自動運転制御の開始から予め定められた時間Ｔｓ（例えば５分）が経過したときに、運転者の注意レベルの決定の処理を開始する。ここで、自動運転制御の開始直後から運転者が全く注意行動を行なわないことも考えられるので、予め定められた時間Ｔｓは上述した一定時間Ｔより短い時間として早めに注意レベルを更新することが望ましい。

その他、注意レベル決定部１８は、一定時間Ｔだけ遡った過去から現在までの時間内ではなく、現在から過去に向かって一定回数分（例えば１０回分）の運転者の注意行動の割合を利用して、運転者の注意レベルを決定してもよい。なお、自動運転制御の開始から現在までの全ての注意行動の割合を用いてもよい。

自動運転レベル決定部１９は、注意レベル決定部１８の決定した運転者の注意レベルに基づいて、予め設定された複数の自動運転レベルの中から自動運転制御の自動運転レベルを決定（更新）する。自動運転レベルとは、自動運転制御において走行効率を優先する度合いである。自動運転レベルは、一例として、低、中、高の三段階に分けることができる。

具体的に、自動運転レベル決定部１９は、運転者の注意レベルが「低」である場合、自動運転レベルを「低」と決定する。自動運転レベル決定部１９は、運転者の注意レベルが「中」である場合、自動運転レベルを「中」と決定する。自動運転レベル決定部１９は、運転者の注意レベルが「高」である場合、自動運転レベルを「高」と決定する。なお、自動運転レベル決定部１９は、必ずしも、注意レベルと自動運転レベルとを一致させる必要はなく、様々な組み合わせを採用可能である。

上述した車両制御部１７は、自動運転レベル決定部１９の決定した自動運転レベルに基づいて、自動運転レベルに対応する自動運転制御を実行する。ここで、図２（ｃ）は、自動運転レベルと自動運転制御の内容との関係を示す表である。

図２（ｃ）に示すように、車両制御部１７は、自動運転レベルが「低」である場合、走行効率より安定性を優先した自動運転制御を実行する。具体的に、車両制御部１７は、自動運転レベルが「低」である場合、車線変更として目的地への到達に必要な車線変更のみを行う。

また、車両制御部１７は、自動運転レベルが「低」である場合、自動運転レベルが「中」又は「高」である場合と比べて、右左折時の上限速度が低い自動運転制御（右左折時の上限速度が低の自動運転制御）を実行する。車両制御部１７は、自動運転レベルが「低」である場合、自動運転レベルが「中」又は「高」である場合と比べて、車両と先行車との車間距離が長い自動運転制御（車間距離が長の自動運転制御）を実行する。

車両制御部１７は、自動運転レベルが「中」である場合、自動運転レベルが「低」である場合と比べて走行効率を優先した自動運転制御を実行する。具体的に、車両制御部１７は、自動運転レベルが「中」である場合、車線変更として目的地への到達に必要な車線変更に加えて、先行車の速度に応じた追い越しの車線変更を実施する。車両制御部１７は、自動運転レベルが「中」である場合、先行車が制限速度より第１閾値以上遅いときに、先行車の追い越しのための車線変更を自動運転制御として実施する。制限速度は、車両の走行車線に対して予め設定された速度（例えば法定速度）である。制限速度は、車両の走行車線に関わらず一定値としてもよい。第１閾値は、予め設定された閾値である。

また、車両制御部１７は、自動運転レベルが「中」である場合、自動運転レベルが「低」である場合と比べて右左折時の上限速度が高く、自動運転レベルが「高」である場合と比べて右左折時の上限速度が低い自動運転制御（右左折時の上限速度が中の自動運転制御）を実行する。同様に、車両制御部１７は、自動運転レベルが「中」である場合、自動運転レベルが「低」である場合と比べて車両と先行車との車間距離が短く、自動運転レベルが「高」である場合と比べて車両と先行車との車間距離が長い自動運転制御（車間距離が中の自動運転制御）を実行する。

車両制御部１７は、自動運転レベルが「高」である場合、自動運転レベルが中である場合と比べて更に走行効率を優先した自動運転制御を実行する。具体的に、車両制御部１７は、自動運転レベルが「高」である場合、車線変更として目的地への到達に必要な車線変更に加えて、先行車が制限速度より第２閾値以上遅いときに先行車の追い越しのための車線変更を実施する。第２閾値は第１閾値より小さい値である。すなわち、車両制御部１７は、自動運転レベルが「高」である場合、自動運転レベルが「中」である場合と比べて先行車の速度が高くても追い越しの車線変更を実施する。

また、車両制御部１７は、自動運転レベルが「高」である場合、自動運転レベルが「中」である場合と比べて右左折時の上限速度が高い自動運転制御（右左折時の上限速度が高の自動運転制御）を実行する。同様に、車両制御部１７は、自動運転レベルが「高」である場合、自動運転レベルが「中」である場合と比べて車両と先行車との車間距離が短い自動運転制御（車間距離が短の自動運転制御）を実行する。

［自動運転システムにおける自動運転レベルの決定処理］
以下、自動運転システム１００における自動運転レベルの決定処理について図３を参照して説明する。図３は、自動運転システム１００による自動運転レベルの決定処理を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの処理は、車両が自動運転制御を実行した場合に開始される。

図３に示すように、自動運転システム１００のＥＣＵ１０は、Ｓ１０として、注意行動要求部１５により走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったか否かを判定する。注意行動要求部１５は、車両位置認識部１１の認識した車両の地図上の位置と走行計画生成部１４の生成した走行計画とに基づいて、注意行動要求タイミングになったか否かを判定する。

ＥＣＵ１０は、走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったと判定されなかった場合（Ｓ１０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、ＥＣＵ１０は、一定時間の経過後に再びＳ１０の処理を繰り返す。ＥＣＵ１０は、走行状態変更制御の注意行動要求タイミングになったと判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、注意行動要求部１５により運転者に注意行動を要求する。注意行動要求部１５は、ＨＭＩ６に制御信号を送信することで、走行状態変更制御に応じた注意行動を画像表示及び音声出力の少なくとも一方によって運転者に要求する。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１０は、注意行動判定部１６により運転者が注意行動を行なったか否かを判定する。注意行動判定部１６は、ドライバモニタカメラ５による運転者の撮像情報に基づいて運転者の顔の向き又は視線を認識し、運転者が走行状態変更制御に応じた注意行動を行なったか否かを判定する。注意行動判定部１６は、注意行動要求部１５により運転者に注意行動が要求された後、一定時間経過しても運転者が走行状態変更制御に応じた注意行動を行なわない場合、運転者は注意行動を行なっていないと判定する。

ＥＣＵ１０は、運転者が注意行動を行なったと判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｓ１６に移行する。ＥＣＵ１０は、運転者が注意行動を行なっていないと判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、Ｓ１８に移行する。

Ｓ１６において、ＥＣＵ１０は、車両制御部１７により走行状態変更制御を許可する。車両制御部１７は、走行計画に沿って注意行動に対応する走行状態変更制御を実行する。その後、ＥＣＵ１０はＳ２０に移行する。

Ｓ１８において、ＥＣＵ１０は、車両制御部１７により走行状態変更制御の禁止又は変更を行う。車両制御部１７は、運転者が行なわなかった注意行動に対応する走行状態変更制御が目的地到達に不要な制御である場合、当該走行状態変更制御を禁止する。車両制御部１７は、運転者が行なわなかった注意行動に対応する走行状態変更制御が目的地到達に必要な制御である場合、走行状態変更制御における車速や操舵角速度を低下させるなど走行効率より安定性を優先するように変更を行う。その後、ＥＣＵ１０はＳ２０に移行する。

Ｓ２０において、ＥＣＵ１０は、注意レベル決定部１８により運転者の注意レベルを決定（更新）する。注意レベル決定部１８は、注意行動判定部１６の判定結果に基づいて、運転者の注意レベルを決定する。注意レベル決定部１８は、一定時間Ｔだけ遡った過去から現在までの時間内において、注意行動の要求に対して運転者が注意行動を行なった割合から運転者の注意レベルを決定する。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１０は、自動運転レベル決定部１９により自動運転制御の自動運転レベルを決定（更新）する。自動運転レベル決定部１９は、注意レベル決定部１８の決定した運転者の注意レベルに基づいて、自動運転制御の自動運転レベルを決定する。その後、ＥＣＵ１０は、自動運転制御が継続されている場合、一定時間の経過後に再びＳ１０の処理を繰り返す。

［自動運転システムの作用効果］
以上説明した自動運転システム１００によれば、自動運転制御の実行中に、走行状態変更制御に応じた注意行動を運転者が行なったか否かの判定結果に基づいて運転者の注意レベルを決定し、運転者の注意レベルに応じて適切に自動運転制御の自動運転レベルを決定することができる。従って、自動運転システム１００によれば、運転者の注意レベルが低い場合でも自動運転レベルを変更せずに目的地到達に不要な車線変更などを繰り返す従来のシステムと比べて、注意レベルの低い運転者に対する注意行動の要求の頻度を低減させることが可能となり、運転者に煩わしさを感じさせることを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

例えば、注意レベル及び自動運転レベルは低、中、高の三段階である必要はない。注意レベル及び自動運転レベルは二段階であってもよく、四段階以上であってもよい。

車両制御部１７は、運転者が注意行動を行なわなかったと判定された場合に、必ずしも走行状態変更制御の禁止又は変更を行う必要はない。また、注意レベル決定部１８は、運転者の注意行動の判定が行なわれる度に運転者の注意レベルを決定する必要はなく、一定時間毎に注意レベルの決定を行なってもよい。

自動運転システム１００は、運転者が自動運転レベルを任意に変更可能であってもよい。この場合、自動運転レベル決定部１９は、運転者によるＨＭＩ６の入力部（タッチパネルなど）の操作に応じて、自動運転レベルを変更する。これにより、自動運転レベルが「高」である場合に、運転者が疲労感を感じるなどの理由によって自動運転レベルを下げたいと思ったとき、運転者が注意行動の要求を無視するなどで注意レベルを調整しなくても、任意に自動運転レベルを変更することができる。

なお、自動運転システム１００は、自動運転レベルの変更のための専用の入力装置（ステアリングホイールの背後に設けられたレバーなど）を備えていてもよい。また、自動運転システム１００は、運転者が自動運転レベルを下げる場合（「高」→「低」など）には操作に応じて自動運転レベルを変更する一方で、運転者が自動運転レベルを上げる場合（「低」→「高」など）には運転者の注意レベルが所定のレベル以上である場合にのみ自動運転レベルを変更する態様であってもよい。

自動運転システム１００は、自動運転制御のシステム信頼度が高くない場合にのみ、図３に示す自動運転レベルの決定処理を行う態様であってもよい。すなわち、自動運転システム１００は、自動運転制御のシステム信頼度が高い場合には、運転者の監視が無くても走行効率を優先した自動運転制御を行なってもよいと考えられることから、上述の実施形態で述べた運転者の注意レベルに応じた自動運転レベルの決定を行なわなくてもよい。自動運転制御のシステム信頼度が高い場合とは、システム信頼度が予め設定された閾値以上の場合である。

自動運転制御のシステム信頼度に関する文献としては特開2017-159790が挙げられる。自動運転制御のシステム信頼度は、一例として、自動運転制御の走行計画と実際の車両挙動との比較から求めることができる。具体的に、自動運転制御のシステム信頼度は、車線幅方向において走行計画における目標軌跡と実際に走行した車両の位置との離間距離が大きいほど低い値として求めてもよい。自動運転制御のシステム信頼度は、種々の手法により求めることができる。

自動運転制御のシステム信頼度は、車両位置認識部１１による車両の位置認識の信頼度（確からしさ、精度）を用いて求めてもよい。自動運転制御のシステム信頼度は、外部センサ２及び内部センサ３のうち少なくとも一つの信頼度を含むセンサ信頼度を用いて求めてもよい。車両の位置認識の信頼度やセンサ信頼度は、周知の手法により求めることができる。その他、自動運転制御のシステム信頼度は、自動運転制御の走行計画と実際の車両挙動との比較、車両の位置認識の信頼度、及びセンサ信頼度のうち少なくとも二つから求められてもよい。

１…ＧＰＳ受信部、２…外部センサ、３…内部センサ、４…地図データベース、５…ドライバモニタカメラ、ＨＭＩ…ドライバモニタカメラ、７…アクチュエータ、６…ＨＭＩ、１０…ＥＣＵ、１１…車両位置認識部、１２…外部状況認識部、１３…走行状態認識部、１４…走行計画生成部、１５…注意行動要求部、１６…注意行動判定部、１７…車両制御部、１８…注意レベル決定部、１９…自動運転レベル決定部、１００…自動運転システム。

Claims (1)

1. 車両の自動運転制御を実行する自動運転システムであって、
   前記自動運転制御の実行中において、前記車両の車線変更を含む前記車両の走行状態変更制御の注意行動要求タイミングに至った場合に、前記走行状態変更制御に応じた注意行動を前記車両の運転者に要求する注意行動要求部と、
   前記注意行動の要求に対して前記運転者が前記注意行動を行なったか否かを判定する注意行動判定部と、
   前記注意行動判定部の判定結果に基づいて、予め設定された複数の注意レベルの中から前記運転者の注意レベルを決定する注意レベル決定部と、
   前記運転者の注意レベルに基づいて、予め設定された複数の自動運転レベルの中から前記自動運転制御の自動運転レベルを決定する自動運転レベル決定部と、
   を備え、
   前記自動運転レベル決定部は、前記運転者の注意レベルが低いほど、低いレベルの前記自動運転レベルを決定し、
   前記自動運転レベルが低いほど追い越しのための車線変更が実施されにくくすることで、前記注意行動要求部による前記運転者への前記注意行動の要求の頻度を低減させる、自動運転システム。

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