JP7168509B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本開示は、自動運転状態と人間の運転者（以下、単に「運転者」という）によって少なくとも一部の運転タスクが実施される状態とを切り替え可能な車両制御システムに関する。

ＳＡＥ Ｊ３０１６の定義によれば、車両の自動運転のレベルは、レベル０（自動運転化なし）からレベル５（完全自動運転化）までの６段階に設定されている。また、非特許文献１によれば、レベル３の自動運転車には、システムが自動運転の継続が困難であると判断し、かつシステムから運転者に運転が引き継がれない場合において、車両を自動で安全に停止させるミニマル・リスク・マヌーバー（ＭＲＭ）を設定することが求められている。

これに関連して、例えば特許文献１には、高速道路等の所定の領域では自動運転を行い、一般道等の領域では運転者が手動運転を行うように構成された車両制御システムにおいて、運転者が手動運転を受け入れることができない状態の場合、システムは、自動運転から手動運転への切り換えを予定していた位置よりも手前の非常駐車帯や路側帯等の退避スペースに、車両を自動で停止させることが記載されている。

特許第６２０１９２７号公報

国土交通省自動車局「自動運転車の安全技術ガイドライン」、２０１８年９月、ｐ．５

ミニマル・リスク・マヌーバーに基づく自動運転は、システムが自動運転の継続が困難であるにもかかわらず、システムから運転者に運転が引き継がれない場合に実行される非常時の自動運転である。従って、運転者は、ミニマル・リスク・マヌーバーに基づく自動運転を過信することなく、その実行前にシステムから運転を引き継ぐことが望まれる。

そこで、本発明は、運転権限を委譲するための運転介入要求を受諾する動機付けを運転者に与える車両制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係る少なくともいくつかの実施形態は、車両制御システム（１）であって、車両の自動運転を実施するように構成された制御装置（１５）と、前記制御装置による運転者に対する運転介入要求を報知する報知インタフェース（３１，３２）と、運転への介入の前記運転者の受諾意志を検知する介入検知装置（１０，１１，１３，３３）とを備え、前記自動運転は、少なくとも一部の運転操作について前記運転者の介入を必要としない運行状態を実行する自動運転モードと、前記車両の走行中に前記制御装置又は前記運転者による前記車両の走行の継続が困難である所定の条件が満たされたときに、前記車両を所定の停車領域内に停止させる自動停車モードとを含み、前記所定の条件は、前記介入検知装置が前記受諾意志を検知しなかったことを含み、前記制御装置は、前記自動停車モードが実行されたことによって、該自動停車モードの終了後の前記自動運転における前記運転者の利便性を高めるための機能の少なくとも一部を制限できるように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、運転介入要求を受諾しないと利便性に関する自動運転機能が制限されるというペナルティーが運転者に課せられるため、運転介入要求を受諾する動機付けを受ける。

本発明に係る少なくともいくつかの実施形態は、上記構成において、前記制御装置は、運転者を識別する運転者識別部（６１）を含み、前記制御装置は、識別された前記運転者毎に、前記機能の制限内容を管理するように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、運転者毎に機能の制限内容が管理されるため、問題行動を起こしていない運転者に対しては機能が制限されず、利便性を損なわない。

本発明に係る少なくともいくつかの実施形態は、上記構成のいずれかにおいて、前記運転者の状態を監視する乗員監視装置（１１）を更に備え、前記制御装置は、前記乗員監視装置から受け取った情報に基づいて前記運転者の状態を判定する乗員状態判定部（５２）を含み、前記制御装置は、前記介入検知装置が前記受諾意志を検知しなかったことに前記運転者の故意又は過失があると前記乗員状態判定部が判断した場合に、前記機能の少なくとも一部を制限し、前記介入検知装置が前記受諾意志を検知しなかったことに前記運転者の故意又は過失がないと前記乗員状態判定部が判断した場合には、前記機能を制限しないように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、運転者に故意又は過失が無い場合には自動運転の機能が制限されないため、不必要に機能が制限されることが抑制される。

本発明に係る少なくともいくつかの実施形態は、上記構成のいずれかにおいて、前記制御装置は、前記運転者が前記車両の走行中に前記自動停車モードを解除した場合よりも、前記運転者が前記自動停車モードによる前記車両の停車状態を解除した場合に、前記機能の制限を増大させるように構成されたことを特徴とする。更に、前記制御装置は、前記運転者が前記自動停車モードによる前記車両の停車状態を解除した場合よりも、前記運転者以外の者が前記自動停車モードによる前記車両の停車状態を解除した場合に、前記機能の制限を増大させるように構成されてもよい。

この構成によれば、事件の深刻さに応じて、機能の制限内容が変わるため、効率的に運転者に運転介入要求を受諾する動機付けを与えることができる。

本発明に係る少なくともいくつかの実施形態は、上記構成のいずれかにおいて、前記制御装置は、前記車両の販売者及び前記販売者の許諾を受けた者によって、前記機能の制限が解除可能であるように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、車両の販売者又はその許諾を受けた者に機能の制限の解除を求めるという手間がペナルティーとして機能するため、運転者に運転介入要求を受諾する動機付けを与えると共に、運転者の利便性を回復できる。

本発明に係る少なくともいくつかの実施形態は、上記構成のいずれかにおいて、前記制御装置は、所定の時間の経過によって、前記機能の制限が解除されるように構成され、及び／又は、前記車両が所定の回数使用されることによって、前記機能の制限が解除されるように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、ある程度の期間は自動運転の機能が制限されることがペナルティーとして機能するため、運転者に運転介入要求を受諾する動機付けを与えると共に、時間の経過によって運転者の利便性を回復できる。

本発明に係る少なくともいくつかの実施形態は、上記構成のいずれかにおいて、前記制御装置は、制限された前記機能の内容及び／又は制限されていない前記機能の内容を前記報知インタフェースに出力するように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、報知インタフェースへの出力によって、運転者は、自動運転のどの機能が制限されているか及び／又はどの機能が制限されていないかを把握することができる。

本発明によれば、運転権限を委譲するための運転介入要求を受諾する動機付けを運転者に与える車両制御システムを提供することができる。

実施形態に係る車両制御システムが搭載される車両の機能構成図 実施形態に係る車両制御システムの停車処理のフローチャート 実施形態に係る車両制御システムにおける機能の制限処理のフローチャート

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ＭＲＭによる停車処理が実行される場合として、運転者が運転できない場合（運転者が意識を失っている場合等）や、運転者が運転しようと思えば運転できるが運転する意志が無い場合（例えば、スマートフォンの操作等、車両の運転以外の処理をしている場合等）が考えられる。前者の場合は、ＭＲＭによる停車処理の実行によって安全性が高まる。一方、後者の場合は、停車後に追突されるおそれがあること等から、ＭＲＭによる停車処理を実行するのではなく、運転者が運転を引き継ぐことが望ましい。そこで、本実施形態の車両制御システム１は、ＭＲＭによる停車処理が実行された後、自動運転における運転者の利便性を高めるための機能の少なくとも一部を制限する。運転者はこのような機能の制限を避けようとするであろうから、運転者が車両制御システム１が発する運転への介入要求を受諾して運転を引き継ぐ動機付けが高まる。

以下、レベル３の自動運転のように、運転者の介入を必要としない運行状態を自動運転モードと言い、ＭＲＭに基づく運行状態を自動停車モードと言う。換言すると、自動停車モードは、表示装置３１及び音発生装置３２等の報知インタフェースによって報知された運転介入要求があった後、所定の時間内に運転者が運転操作装置１０、乗員監視装置１１、自動運転レベル切替スイッチ１３及び入力インタフェース３３等の介入検知装置が運転者の介入の受諾意志を検知しなかったときに実行される、車両を制御装置１５が選択した位置に停車させるための運行状態（例えば、図２のＳＴ３～ＳＴ７が実行されている運行状態）である。

図１及び図３を参照して、制御装置１５が自動運転における運転者の利便性を高めるための機能を制限する処理を説明する。

運転者が、自動運転レベル切替スイッチ１３を操作し、車両の自動運転機能を発動し、所定の条件が整うと、車両は自動運転モードになる（ＳＴ１１）。例えば、高速道路内でレベル３の自動運転を行い、一般道でレベル２以下の自動運転を行う場合、車両が高速道路における目的の出口に近づくと、制御装置１５は、表示装置３１及び音発生装置３２等の報知インタフェースを通じて運転者に介入要求を発する（ＳＴ１２）。運転者が運転操作装置１０、自動運転レベル切替スイッチ１３又は入力インタフェース３３等を操作することによって、制御装置１５は、運転者が運転権限を委譲されることを受諾したとみなし（ＳＴ１３の判定が「有り」）、運転権限の委譲を受諾する（ＳＴ１４）。一方、運転者がそのような操作を行わなかった場合、制御装置１５は、運転者の受諾がなかったとみなし（ＳＴ１３の判定が「無し」）、運転者を識別し（ＳＴ１５）、運転者の状態を把握し（ＳＴ１６）、自動停車モードを実行する（ＳＴ１７）。

運転者の識別（ＳＴ１５）は、機能の制限を運転者毎に管理するために行われる。運転者の識別は、室内カメラ２６が撮影した運転者の画像に基づいて、制御装置１５の運転者識別部６１が行い、その識別結果は記憶部３９に記憶される。なお、運転者の識別は、運転者の乗車時に行ってもよく、また、室内カメラ２６が撮影した画像に代えて記憶部３９に記憶された過去の運転パターンと比較する等の他の情報に基づいてなされてもよい。

運転者の状態把握（ＳＴ１６）は、運転者が運転権限の委譲を受託しなかった原因が、故意又は過失によるものか、それ以外の原因によるものかを判断するための情報として使用される（ＳＴ２０、ＳＴ２５及びＳＴ２７参照）。運転者に故意又は過失がないにもかかわらず自動停車モードが実行された後に、自動運転の機能を制限しても、運転者が介入要求を受諾して運転を引き継ぐ動機付けとはならないため、不必要に運転者の利便性を制限することのないように、このような判断を行う。故意の場合とは、例えば、運転者が介入要求に気付き、車両を運転できる状態にもかかわらず、他の作業（スマートフォンの操作等）を行っていた場合である。過失の場合とは、例えば、運転者が居眠りをしていて介入要求に気付かなかった場合や、他の作業に没頭して介入要求に気付かなかった場合である。故意又は過失以外の場合とは、例えば、運転者が急な発作等により運転ができなくなった場合である。

車両が自動停車モードで走行中であっても、運転者は運転に介入して（ＳＴ１８の判定が「有り」）、運転権限の委譲を受けることができる（ＳＴ１９）。自動停車モードに移行する前に介入要求を受諾しなかった原因が運転者の故意又は過失による場合（ＳＴ２０の判定がＹｅｓ）、制御装置１５は、その後の自動運転における運転者の利便性を高めるための機能に軽度の制限を設ける（ＳＴ２１）。軽度の制限として、例えば、交通状況にかかわらず、高速道路でレベル３の自動運転が可能な車両制御システム１であっても、渋滞時に先行車両に追随する運行状態以外では高速道路においてレベル３の自動運転を実行できないようにすることが挙げられる。自動停車モードに移行する前に介入要求を受諾しなかった原因が運転者の故意又は過失以外の場合（ＳＴ２０の判定がＮｏ）、制御装置１５は、その後の自動運転における運転者の利便性を高めるため機能に新たな制限を設けずに処理を終了する。

車両が停車すると（ＳＴ２２）、停車維持処理（図２のＳＴ８参照）が実行される。運転者、同乗者又は外部の者が、変速レバーの操作、ドアロックの解除等の操作を行うことにより停車維持処理が解除される（ＳＴ２３）。運転者によって停車維持処理が解除された場合（ＳＴ２４の判定がＹｅｓ）、自動停車モードに移行する前に介入要求を受諾しなかった原因が運転者の故意又は過失によるならば（ＳＴ２５の判定がＹｅｓ）、制御装置１５は、その後の自動運転における運転者の利便性を高めるための機能に中度の制限を設け（ＳＴ２６）、その原因が運転者の故意又は過失以外によるならば（ＳＴ２５の判定がＮｏ）、制御装置１５は、その後の自動運転における運転者の利便性を高めるため機能に新たな制限を設けずに処理を終了する。中度の制限として、例えば、レベル３の自動運転を実行せず、レベル２までの自動運転までしか実行できないようにすることが挙げられる。このレベル２の自動運転では、運転者は車両周辺の監視を行う必要があるが、ステアリングホイールから手を離すことは許容される。

運転者以外の者によって停車維持処理が解除された場合（ＳＴ２４の判定がＮｏ）、自動停車モードに移行する前に介入要求を受諾しなかった原因が運転者の故意又は過失によるならば（ＳＴ２７の判定がＹｅｓ）、制御装置１５は、その後の自動運転における運転者の利便性を高めるための機能に重度の制限を設け（ＳＴ２８）、その原因が運転者の故意又は過失以外によるならば（ＳＴ２７の判定がＮｏ）、制御装置１５は、その後の自動運転における運転者の利便性を高めるため機能に新たな制限を設けずに処理を終了する。重度の制限として、例えば、レベル３の自動運転を実行せず、レベル２までの自動運転までしか実行できないようにし、更に、運転者がステアリングホイールから手を離すことを認めないことが挙げられる。

制御装置１５は、制限された機能の内容及び／又は制限されていない機能の内容を表示装置３１及び音発生装置３２等の報知インタフェースに出力し、その内容を運転者に知らせる。制御装置１５は、このような機能の制限を、所定の時間の経過によって及び／又は車両が所定の回数使用されることによって解除する。ここで、所定の時間は、車両の使用時間、車両の使用不使用に関係のない期間、又はこれらの組み合わせに基づいて判断してもよい。また、車両が所定の回数使用されることは、イグニッションサイクル（イグニッションオン－イグニッションオフ）の回数、着座センサによって運転者の運転席への着座が検出された回数、運転席のドアの開閉回数、室内カメラ２６で撮影された画像に基づく運転者識別部６１の判断による運転手毎の運転回数、又はこれらの組み合わせによって判断してもよい。また、このような機能の制限は、車両の販売者やその許諾を受けた者によって解除できるようにしてもよい。このような手段で機能の制限を解除することにより、運転者に運転介入要求を受諾する動機付けを与えると共に、自動運転の利便性を回復できる。

以上のように、運転者は、運転介入要求を受諾しないと利便性に関する自動運転機能が制限されるというペナルティーが運転者に課せられるため、運転介入要求を受諾する動機付けを受ける。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。制限の程度を軽度、中度及び重度の３段階に分けたが、３段階より多くても少なくともよい。上記実施形態は、レベル３の自動運転だけでなく他のレベルの自動運転中に、運転者に運転への介入要求が出され、運転者がこれを受諾できなかったときの停車運転モードに適用してもよい。

１ ：車両制御システム
２ ：車両システム
１０ ：運転操作装置（介入検知装置、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル）
１１ ：乗員監視装置（介入検知装置）
１３ ：自動運転レベル切替スイッチ（介入検知装置）
１５ ：制御装置
３１ ：表示装置（報知インタフェース）
３２ ：音発生装置（報知インタフェース）
３３ ：入力装置（介入検知装置）

Claims (8)

1. 車両制御システムであって、
   車両の自動運転を実施するように構成された制御装置と、
   前記制御装置による運転者に対する運転介入要求を報知する報知インタフェースと、
   運転への介入の前記運転者の受諾意志を検知する介入検知装置と、
   前記運転者の状態を監視する乗員監視装置とを備え、
   前記自動運転は、少なくとも一部の運転操作について前記運転者の介入を必要としない運行状態を実行する自動運転モードと、前記車両の走行中に前記制御装置又は前記運転者による前記車両の走行の継続が困難である所定の条件が満たされたときに、前記車両を所定の停車領域内に停止させる自動停車モードとを含み、
   前記所定の条件は、前記介入検知装置が前記受諾意志を検知しなかったことを含み、
   前記制御装置は、前記自動停車モードが実行されたことによって、該自動停車モードの終了後の前記自動運転における前記運転者の利便性を高めるための機能の少なくとも一部を制限できるように構成され、
   前記制御装置は、前記乗員監視装置から受け取った情報に基づいて前記運転者の状態を判定する乗員状態判定部を含み、
   前記制御装置は、前記介入検知装置が前記受諾意志を検知しなかったことに前記運転者の故意又は過失があると前記乗員状態判定部が判断した場合に、前記機能の少なくとも一部を制限し、前記介入検知装置が前記受諾意志を検知しなかったことに前記運転者の故意又は過失がないと前記乗員状態判定部が判断した場合には、前記機能を制限しないように構成されたことを特徴とする車両制御システム。
2. 前記制御装置は、前記運転者を識別する運転者識別部を含み、
   前記制御装置は、識別された前記運転者毎に、前記機能の制限内容を管理するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記制御装置は、前記運転者が前記車両の走行中に前記自動停車モードを解除した場合よりも、前記運転者が前記自動停車モードによる前記車両の停車状態を解除した場合に、前記機能の制限を増大させるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御システム。
4. 前記制御装置は、前記運転者が前記自動停車モードによる前記車両の停車状態を解除した場合よりも、前記運転者以外の者が前記自動停車モードによる前記車両の停車状態を解除した場合に、前記機能の制限を増大させるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の車両制御システム。
5. 前記制御装置は、前記車両の販売者及び前記販売者の許諾を受けた者によって、前記機能の制限が解除可能であるように構成されたことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の車両制御システム。
6. 前記制御装置は、所定の時間の経過によって、前記機能の制限が解除されるように構成されたことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の車両制御システム。
7. 前記制御装置は、前記車両が所定の回数使用されることによって、前記機能の制限が解除されるように構成されたことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の車両制御システム。
8. 前記制御装置は、制限された前記機能の内容及び／又は制限されていない前記機能の内容を前記報知インタフェースに出力するように構成されたことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の車両制御システム。

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