WO2018134994A1 - 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

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 Download PDF

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達也 岩佐
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    • G01C21/3407—Route searching; Route guidance specially adapted for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and when switching from automatic driving to manual driving, a vehicle control system capable of suppressing the occurrence of inappropriate behavior in the vehicle due to excessive operation. It is an object of the present invention to provide a vehicle control method and a vehicle control program.
  • At least one of a driving operator (80) operated for manual driving by a vehicle occupant, an output unit (30) for outputting information, and acceleration / deceleration or steering of the vehicle is automatically performed.
  • a switching control unit (124) for reducing the control gain for the operation performed.
  • the switching control unit outputs the output based on the reason that the automatic operation by the automatic operation control unit is ended and the switching to the manual operation is caused.
  • the output mode of the request information from the unit is changed, and the degree of reducing the control gain in the predetermined period is changed based on the event or the output mode of the request information.
  • the switching control unit is in the predetermined period when switching to the manual operation when the automatic operation by the automatic operation control unit is ended due to a specific reason.
  • the control gain is the same as the control gain in the period other than the predetermined period.
  • the invention according to claim 4 relates to the invention according to claim 1, wherein the switching control unit performs control operation when the operation amount with respect to the driving operation element is equal to or less than a predetermined operation amount in the predetermined period.
  • the control gain is smaller than the control gain when the operation amount with respect to the child exceeds the predetermined operation amount.
  • the invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, wherein the switching control unit is configured to output the request information to the output unit and then to the driving operator according to the passage of time.
  • the control gain for the operation is gradually increased.
  • the invention according to claim 6 comprises, in the invention according to claim 1, a detection unit (160) for detecting a state of a vehicle occupant, and the switching control unit is based on the state of the vehicle occupant detected by the detection unit.
  • the predetermined period is variable.
  • the invention according to claim 7 relates to the invention according to claim 1, wherein the switching control unit makes the control gain for braking in the predetermined period the same as the control gain for braking in a period other than the predetermined period. .
  • a vehicle control computer comprising: a driving operator whose operation for manual driving is performed by a vehicle occupant; and an output unit for outputting information, at least one of acceleration and deceleration or steering of the vehicle. Automatically output the request information for requesting the user to operate the operation operator when the automatic operation is finished and switched to the manual operation, at least
  • the vehicle control method is such that, in a predetermined period after the request information is output to the output unit, a control gain for an operation performed on the drive operator is smaller than a period other than the predetermined period.
  • At least one of acceleration / deceleration or steering of a vehicle is provided to a control computer of a vehicle including a driving operator whose operation for manual driving is performed by a vehicle occupant, and an output unit for outputting information.
  • control gain can be reduced more positively in the situation where unintended operation is likely to occur.
  • the control gain can be made the same as that at the normal time, and the avoidance action by the manual operation can be promptly made possible.
  • the influence of an unintended operation can be appropriately reduced by reducing the control gain particularly for a sharp and small operation.
  • the control gain when the driver is in a preferable state in preparation for the manual operation, the control gain can be brought close to the normal time to improve the responsiveness.
  • priority can be given to the operation of avoiding an obstacle by the sudden braking.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle system 1; It is a figure which shows a mode that the relative position and attitude
  • FIG. It is a figure which shows a mode that a target track
  • 5 is a flowchart partially showing a process performed by the automatic driving control unit 100. It is a figure which shows an example of the relationship between the intensity
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle system 1.
  • the vehicle system 1 includes, for example, a camera 10, a radar device 12, a finder 14, an object recognition device 16, a communication device 20, an HMI (Human Machine Interface) 30, a navigation device 50, and an MPU (Micro-Processing).
  • Unit 60 a vehicle sensor 70, a drive operator 80, a vehicle interior camera 90, an automatic driving control unit 100, a traveling driving force output device 200, a brake device 210, and a steering device 220 are mounted. .
  • These devices and devices are mutually connected by a multiplex communication line such as a CAN (Controller Area Network) communication line, a serial communication line, a wireless communication network or the like.
  • the configuration shown in FIG. 1 is merely an example, and a part of the configuration may be omitted, or another configuration may be added.
  • the external world recognition unit 121, the host vehicle position recognition unit 122, the action plan generation unit 123, and the travel control unit 141 correspond to the "automatic driving control unit”.
  • a combination of the driving operator 80, the switching control unit 124, and the occupant state detection unit 160 corresponds to a "vehicle control system”.
  • the camera 10 is, for example, a digital camera using a solid-state imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • One or more cameras 10 may be attached to any part of the vehicle M.
  • the camera 10 When imaging the front, the camera 10 is attached to the top of the front windshield, the rear surface of the rearview mirror, or the like.
  • the camera 10 periodically and repeatedly captures the periphery of the vehicle M.
  • the camera 10 may be a stereo camera.
  • the radar device 12 emits radio waves such as millimeter waves around the vehicle M, and detects radio waves (reflected waves) reflected by the object to detect at least the position (distance and direction) of the object.
  • radio waves reflected waves
  • One or more of the radar devices 12 are attached to any part of the vehicle M.
  • the radar device 12 may detect the position and the velocity of the object by a frequency modulated continuous wave (FM-CW) method.
  • FM-CW frequency modulated continuous wave
  • the finder 14 is LIDAR (Light Detection and Ranging, or Laser Imaging Detection and Ranging) which measures scattered light with respect to the irradiation light and detects the distance to the object.
  • LIDAR Light Detection and Ranging, or Laser Imaging Detection and Ranging
  • One or more finders 14 are attached to any part of the vehicle M.
  • the object recognition device 16 performs sensor fusion processing on the detection result of a part or all of the camera 10, the radar device 12, and the finder 14 to recognize the position, type, speed, etc. of the object.
  • the object recognition device 16 outputs the recognition result to the automatic driving control unit 100.
  • the communication device 20 communicates with other vehicles existing around the vehicle M using, for example, a cellular network, Wi-Fi network, Bluetooth (registered trademark), DSRC (Dedicated Short Range Communication), or a wireless base Communicate with various server devices through stations.
  • a cellular network Wi-Fi network
  • Bluetooth registered trademark
  • DSRC Dedicated Short Range Communication
  • the HMI 30 presents various information to the occupant of the vehicle M and accepts input operation by the occupant.
  • the HMI 30 includes various display devices, speakers, a buzzer, a touch panel, switches, keys, vibrators attached to a seat, a steering wheel, and the like.
  • the navigation device 50 includes, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver 51, a navigation HMI 52, and a path determination unit 53, and stores the first map information 54 in a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or a flash memory. Hold The GNSS receiver locates the vehicle M based on the signals received from GNSS satellites. The position of the vehicle M may be identified or supplemented by an INS (Inertial Navigation System) using the output of the vehicle sensor 70.
  • the navigation HMI 52 includes a display device, a speaker, a touch panel, keys and the like. The navigation HMI 52 may be partially or entirely shared with the above-described HMI 30.
  • the route determination unit 53 sets a first route from the position of the vehicle M (or an arbitrary position input) specified by the GNSS receiver 51 to the destination input by the occupant using the navigation HMI 52, It determines with reference to the map information 54.
  • the first map information 54 is, for example, information in which a road shape is represented by a link indicating a road and a node connected by the link.
  • the first map information 54 may include road curvature, POI (Point Of Interest) information, and the like.
  • the path determined by the path determination unit 53 is output to the MPU 60.
  • the navigation device 50 may perform route guidance using the navigation HMI 52 based on the route determined by the route determination unit 53.
  • the navigation device 50 may be realized, for example, by the function of a terminal device such as a smartphone or a tablet terminal owned by the user.
  • the navigation device 50 may transmit the current position and the destination to the navigation server via the communication device 20, and acquire the route returned from the navigation server.
  • the MPU 60 functions as, for example, a recommended lane determination unit 61, and holds the second map information 62 in a storage device such as an HDD or a flash memory.
  • the recommended lane determination unit 61 divides the route provided from the navigation device 50 into a plurality of blocks (for example, in units of 100 [m] in the traveling direction of the vehicle), and refers to the second map information 62 for each block. Determine the recommended lanes.
  • the recommended lane determination unit 61 determines which lane to travel from the left.
  • the recommended lane determination unit 61 determines the recommended lane so that the vehicle M can travel on a reasonable route for advancing to the branch destination when a branch point, a junction point, or the like exists in the route.
  • the second map information 62 is map information that is more accurate than the first map information 54.
  • the second map information 62 includes, for example, information on the center of the lane or information on the boundary of the lane. Further, the second map information 62 may include road information, traffic regulation information, address information (address / zip code), facility information, telephone number information, and the like.
  • the road information includes information indicating the type of road such as expressways, toll roads, national roads, and prefectural roads, the number of lanes of the road, the width of each lane, the slope of the road, the position of the road (longitude, latitude, height 3) (including three-dimensional coordinates), curvature of a curve of a lane, locations of merging and branching points of lanes, and information such as signs provided on roads.
  • the second map information 62 may be updated as needed by accessing another device using the communication device 20.
  • Vehicle sensor 70 includes a vehicle speed sensor that detects the speed of vehicle M, an acceleration sensor that detects acceleration, a yaw rate sensor that detects an angular velocity around the vertical axis, an orientation sensor that detects the direction of vehicle M, and the like.
  • the operating element 80 includes, for example, an accelerator pedal, a brake pedal, a shift lever, a steering wheel, and other operating elements.
  • a sensor for detecting the amount of operation or the presence or absence of an operation is attached to the driving operation element 80, and the detection result is the automatic driving control unit 100 or the traveling driving force output device 200, the brake device 210, and the steering device. It is output to one or both of 220.
  • the in-vehicle camera 90 captures an image of the upper body centering on the face of the occupant seated in the driver's seat.
  • the captured image of the in-vehicle camera 90 is output to the automatic driving control unit 100.
  • the autonomous driving control unit 100 includes, for example, a first control unit 120, a second control unit 140, and an occupant state detection unit 160.
  • Each of the first control unit 120, the second control unit 140, and the occupant state detection unit 160 is realized by execution of a program (software) by a processor such as a central processing unit (CPU).
  • a processor such as a central processing unit (CPU).
  • some or all of the functional units of the first control unit 120, the second control unit 140, and the occupant state detection unit 160 described below may be LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), It may be realized by hardware such as FPGA (Field-Programmable Gate Array) or may be realized by cooperation of software and hardware.
  • the first control unit 120 includes, for example, an external world recognition unit 121, a host vehicle position recognition unit 122, an action plan generation unit 123, and a switching control unit 124.
  • the external world recognition unit 121 recognizes the position, speed, acceleration, and other conditions of surrounding vehicles based on information input directly from the camera 10, the radar 12, and the finder 14 or via the object recognition device 16. Do.
  • the position of the nearby vehicle may be represented by a representative point such as the center of gravity or a corner of the nearby vehicle, or may be represented by an area represented by the contour of the nearby vehicle.
  • the "state" of the surrounding vehicle may include the acceleration or jerk of the surrounding vehicle, or the "action state” (e.g., whether or not a lane change is being made or is going to be made).
  • the external world recognition unit 121 may also recognize the positions of guardrails, utility poles, parked vehicles, pedestrians, and other objects in addition to surrounding vehicles.
  • the host vehicle position recognition unit 122 recognizes, for example, the lane in which the vehicle M is traveling (traveling lane) and the relative position and posture of the vehicle M with respect to the traveling lane.
  • the vehicle position recognition unit 122 may, for example, use a pattern of road divisions obtained from the second map information 62 (for example, an array of solid and broken lines) and a road around the vehicle M recognized from the image captured by the camera 10
  • the traveling lane is recognized by comparing with the pattern of the dividing lines. In this recognition, the position of the vehicle M acquired from the navigation device 50 or the processing result by the INS may be added.
  • FIG. 2 is a diagram showing how the own vehicle position recognition unit 122 recognizes the relative position and posture of the vehicle M with respect to the traveling lane L1.
  • the host vehicle position recognition unit 122 makes an angle ⁇ with respect to a line connecting the deviation OS of the reference point (for example, the center of gravity) of the vehicle M from the traveling lane center CL and the traveling lane center CL in the traveling direction of the vehicle M. Is recognized as the relative position and attitude of the vehicle M with respect to the traffic lane L1.
  • the own vehicle position recognition unit 122 may recognize the position of the reference point of the vehicle M with respect to any one side end of the own lane L1 as the relative position of the vehicle M with respect to the traveling lane. .
  • the relative position of the vehicle M recognized by the vehicle position recognition unit 122 is provided to the recommended lane determination unit 61 and the action plan generation unit 123.
  • the action plan generation unit 123 determines events to be sequentially executed in automatic driving so as to travel along the recommended lane determined by the recommended lane determination unit 61 and to cope with the surrounding situation of the vehicle M.
  • Events include, for example, a constant-speed travel event that travels the same traffic lane at a constant speed, a follow-up travel event that follows a preceding vehicle, a lane change event, a merging event, a branch event, an emergency stop event, and automatic driving There is a handover event or the like for switching to the manual operation.
  • an action for avoidance may be planned based on the surrounding conditions of the vehicle M (the presence of surrounding vehicles and pedestrians, lane constriction due to road construction, and the like).
  • the action plan generation unit 123 generates a target track on which the vehicle M travels in the future.
  • the target trajectory includes, for example, a velocity component.
  • a target trajectory sets a plurality of future reference times for each predetermined sampling time (for example, about 0 comma [sec]), and is generated as a set of target points (orbit points) to reach those reference times. Ru. For this reason, when the distance between the track points is wide, it indicates that the section between the track points travels at high speed.
  • FIG. 3 is a diagram showing how a target track is generated based on a recommended lane.
  • the recommended lanes are set to be convenient to travel along the route to the destination.
  • the action plan generation unit 123 When the action plan generation unit 123 approaches a predetermined distance before the switching point of the recommended lane (may be determined according to the type of event), it activates a lane change event, a branch event, a merging event, and the like. When it is necessary to avoid an obstacle during the execution of each event, an avoidance trajectory is generated as illustrated.
  • the action plan generation unit 123 generates, for example, a plurality of target trajectory candidates, and selects an optimal target trajectory at that time based on the viewpoint of safety and efficiency.
  • the function of the switching control unit 124 will be described later.
  • the second control unit 140 includes a traveling control unit 141.
  • the traveling control unit 141 controls the traveling driving force output device 200, the brake device 210, and the steering device 220 so that the vehicle M passes the target track generated by the action plan generating unit 123 at a scheduled time. .
  • the occupant state detection unit 160 detects the state of the occupant (driver) seated in the driver's seat. A driver's state is grasped
  • the occupant state detection unit 160 detects, for example, the degree to which the driver's eyes are not closed (waking degree) based on the driver's state, the direction of the line of sight grasped from the relative position of the black eye and the whole eye, etc. It outputs an index that quantifies the degree other than the front of M (degree of concentration) and other degrees.
  • the determination method for grasping the driver's condition may be arbitrarily determined, and the occupant status detecting unit 160 measures the heartbeat by, for example, an electrode attached to the steering wheel to grasp the driver's condition.
  • the driver's condition may be grasped using an NIRS (Near Infra-Red Spectoroscopy) sensor or a seating weight sensor.
  • NIRS Near Infra-Red Spectoroscopy
  • the traveling driving force output device 200 outputs traveling driving force (torque) for the vehicle to travel to the driving wheels.
  • the traveling driving force output device 200 includes, for example, a combination of an internal combustion engine, an electric motor, a transmission, and the like, and an ECU that controls these.
  • the ECU controls the above-described configuration in accordance with the information input from the automatic driving control unit 100 or the information input from the driving operator 80.
  • the brake device 210 includes, for example, a brake caliper, a cylinder that transmits hydraulic pressure to the brake caliper, an electric motor that generates hydraulic pressure in the cylinder, and a brake ECU.
  • the brake ECU controls the electric motor according to the information input from the self-automatic operation control unit 100 or the information input from the drive operator 80 so that the brake torque corresponding to the braking operation is output to each wheel .
  • the brake device 210 may include, as a backup, a mechanism for transmitting the hydraulic pressure generated by the operation of the brake pedal included in the drive operator 80 to the cylinder via the master cylinder.
  • the brake device 210 is not limited to the above-described configuration, and may be an electronically controlled hydraulic brake device that transmits the hydraulic pressure of the master cylinder to the cylinder by controlling the actuator according to the information input from the travel control unit 141 Good.
  • the steering device 220 includes, for example, a steering ECU and an electric motor.
  • the electric motor for example, applies a force to the rack and pinion mechanism to change the direction of the steered wheels.
  • the steering ECU drives the electric motor in accordance with the information input from the automatic driving control unit 100 or the information input from the drive operator 80 to change the direction of the steered wheels.
  • the switching control unit 124 starts the operation when the action plan generation unit 123 starts a handover event for ending the automatic driving and switching to the manual driving.
  • the action plan generation unit 123 activates a handover event when the following conditions are satisfied. For example, a handover event is triggered when any one of the conditions exemplified below is established. (1) The vehicle M has reached near a preset destination. (2) The surrounding environment of the vehicle M is an environment in which automatic driving is difficult to continue. (3) System error for automatic operation occurred. (4) An operation of a predetermined amount or more has been performed on the operation operator 80 (override).
  • the switching control unit 124 causes the HMI 30 to output information (handover request) for requesting the operation of the operation operator 80, and causes the operation operator 80 to output
  • an operation of a predetermined amount or more is performed, the automatic operation is ended and switched to the manual operation. Even when (4) is established, switching to the manual operation may be notified by the HMI 30 or the like.
  • An operation equal to or more than a predetermined amount is, for example, an operation in which a state where an accelerator opening degree is equal to or more than a threshold value continues for a predetermined time or more, as to an accelerator pedal.
  • the switching control unit 124 outputs the traveling driving force output device 200 for the operation performed on the drive operator 80 as compared to a period other than the predetermined period during the predetermined period.
  • the control gain in part or all of the brake device 210 and the steering device 220 (hereinafter collectively referred to as a drive device) is reduced.
  • the operation of adjusting the control gain may be performed, for example, by transmitting an instruction signal to lower the gain from the switching control unit 124 to the drive device, or may be input from a sensor attached to the drive operator 80
  • the switching control unit 124 may decrease the value and transmit the signal to the driving device.
  • the traveling control device 141 generates and drives a control signal for pseudo-automatic operation based on a signal input from a sensor attached to the driving operation element 80 in response to an instruction from the switching control unit 124. It may be output to the device.
  • FIG. 4 is a flowchart partially showing the process executed by the automatic driving control unit 100. The process of this flowchart is started when the automatic operation is started.
  • the action plan generation unit 123 stands by until a condition for activating a handover event is satisfied (step S100).
  • the switching control unit 124 determines whether the condition is satisfied by overriding (step S102).
  • the switching control unit 124 switches to the manual operation (step S104).
  • the switching control unit 124 causes the HMI 30 to output a handover request (step S106).
  • the switching control unit 124 changes the strength of the handover request according to the reason for the establishment of the condition for activating the handover event. For example, the switching control unit 124 outputs a relatively weak handover request in the case of (1) described above, and outputs a relatively strong handover request in the cases of (2) and (3). Control the HMI 30.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the strength of the handover request and the control mode of the HMI 30.
  • the speaker When outputting a strong handover request, the speaker outputs a high volume and high urgency message (for example, "Can not continue automatic operation. Please perform manual operation immediately.”).
  • the vibrator vibrates at a large swing width and high frequency, and the display blinks the image while displaying a highly urgent message with intense color (for example, red, blue, yellow, etc.) and contrast. Output.
  • the speaker when outputting a weak handover request, the speaker outputs a low volume and low urgency message (for example, "This will shift to manual operation.”).
  • the vibrator vibrates with a small amplitude and at a low frequency, and the display device outputs a low-stimulation color (for example, an intermediate color) and a low-urgent message with contrast.
  • the strength of the handover request is not limited to two, and may be changed to three or more.
  • the switching control unit 124 performs a gain reduction operation to reduce the control gain with respect to the operation amount of the operation operator 80 (step S108).
  • FIG. 6 is a diagram conceptually showing the relationship between the operation amount of the operation operator 80 in the gain reduction operation and the control amount of the corresponding device.
  • the control amount of the corresponding device is, for example, the throttle opening or the current supplied to the motor with respect to the operation amount of the accelerator pedal (accelerator opening degree), the brake torque with respect to the operation amount of the brake pedal, and the electric motor with respect to the operation amount of the steering wheel.
  • Current of the control lines are represented by straight lines in the drawing, the control lines may be curved or discrete.
  • control line L-1 indicates the relationship between the operation amount and the control amount in a period other than the predetermined period (hereinafter, referred to as a normal time).
  • control line L-2 indicates the relationship between the operation amount and the control amount in a predetermined period after the weak handover request is output.
  • control line L-3 indicates the relationship between the operation amount and the control amount in a predetermined period after the strong handover request is output.
  • control line L-2 is lower in control gain than the control line L-1
  • control line L-3 is lower in control gain than the control line L-2.
  • the driver may sit on the seat by releasing his / her hand from the steering wheel or by releasing his / her foot from the pedal. From this state, when trying to operate these operation operators 80 by a handover request, an unexpected rapid force may be applied, and the operation amount may be increased. It is assumed that such a tendency becomes strong when outputting a strong handover request.
  • the switching control unit 124 reduces the control gain as compared to the normal time in a predetermined period after the handover request is output, and further reduces the control gain when the strong handover request is output. This can suppress the occurrence of inappropriate behavior of the vehicle M when an excessive operation is performed at the time of switching from the automatic driving to the manual driving.
  • the brake device 210 may be excluded from the target for reducing the control gain. This is to give priority to the operation of avoiding an obstacle by the sudden braking.
  • the control gain in the case of the predetermined operation amount (I2 in the case of weak handover or I3 in the case of strong handover) or less is set smaller than that in the case of the predetermined operation amount or more. This is because an unintended operation that occurs in response to a handover request is likely to appear as a sharp and small amount of operation.
  • the operation amount is equal to or more than the predetermined operation amount
  • the decrease amount of the control gain is decreased as the operation amount is increased, and the control line is brought closer to the control line L-1 at the normal time. This is based on the fact that when the operation amount is large, there is a high possibility that the driver intentionally performed the large operation.
  • control gain in the control line L-3 is smaller than the control gain in the control line L-2 in almost the entire control region, but the invention is not limited thereto.
  • the control gains of the control line L-3 and the control line L-2 may be the same (that is, the control lines L-3 and L-2 overlap) in a smaller control area.
  • control gains of the control line L-3 and the control line L-2 may be made to be the same in the control region where the operation amount is larger than the reference amount. That is, the control gain in the control line L-3 may be set to be smaller than the control gain in the control line L-2 when at least the manipulated variable is within the prescribed range.
  • the decrease amount of the control gain may be adjusted to gradually decrease with the passage of time during a predetermined period.
  • FIG. 7 is an example showing how the decrease amount of the control gain is adjusted to become gradually smaller with the passage of time. Although FIG. 7 shows the change only for the control line L-2, the same may be applied to the control line L-3.
  • the switching control unit 124 continues the gain reduction operation until the predetermined period T elapses (step S110).
  • the predetermined period T may be a fixed time or may be variably controlled based on the driver's condition.
  • the switching control unit 124 switches to the manual operation (step S104), and ends the processing of this flowchart.
  • FIG. 8 is a diagram showing how a predetermined period T is set based on the state of the driver.
  • the switching control unit 124 may set the predetermined period T shorter as the index (assuming that the higher the value is, the more preferable state) is, the index such as the awakening degree and the concentration degree described above.
  • the switching control unit 124 After switching to the manual operation, the switching control unit 124 performs control such that the operation amount of the drive operator 80 is directly provided to the traveling drive power output device 200, the brake device 210, and the steering device 220. Thereafter, based on the amount of operation of the driver 80, the automatic driving control unit 100 does not participate in the control (the signal may be relayed), and the traveling driving force output device 200, the brake device 210, and the steering device A manual operation is performed in which 220 operates.
  • the switching control unit 124 may not perform the gain reduction operation when the reason for the action plan generation unit 123 to start the handover event is a specific reason requiring an emergency operation, in particular.
  • the specific reason is, for example, a sudden interruption of another vehicle at a short distance ahead, a failure of the electric motor of the steering device 220, or the like.
  • FIG. 9 is a flowchart showing another example of the process executed by the automatic driving control unit 100.
  • the same steps as in FIG. 4 in the figure are assigned the same step numbers, and the description thereof is omitted.
  • the switching control unit 124 determines whether the handover event has been activated for a specific reason (step S107). When the handover event is activated due to a specific reason, the switching control unit 124 promptly switches to the manual operation without performing the gain reduction operation (step S104) and performs the manual operation such that the manual operation is performed with the control gain at the normal time. Control. On the other hand, when the handover event is not activated due to a specific reason, the switching control unit 124 performs the gain reduction operation for the predetermined period T, and switches to the manual operation after the predetermined period T elapses (steps S108 and S110). , S104).
  • the vehicle control system the vehicle control method, and the vehicle control program of the embodiment described above, it is possible to suppress the occurrence of inappropriate behavior in the vehicle due to excessive operation when switching from automatic driving to manual driving. it can.
  • vehicle control system 10 camera 16 object recognition device 20 communication device 30 HMI 80 Driver's Operator 90 Car Interior Camera 100 Automatic Driving Control Unit 120 First Control Unit 121 External Recognition Unit 122 Own Vehicle Position Recognition Unit 123 Action Plan Generation Unit 124 Switching Control Unit 140 Second Control Unit 160 Occupant State Detection Unit

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Abstract

車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行する自動運転制御部と、前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする切替制御部と、を備える車両制御システム。

Description

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
　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、加減速や操舵を自動的に行う自動運転について研究が進められている。これに関連し、自動運転中に前記判断手段により自動運転を行うための条件を満たしていないと判断された場合に、運転者に対して自動運転の解除を促す通知を行う技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開２０１４－１０６８５４号公報
　自動運転から手動運転に切り替わる際に、上記特許文献のように通知を行うことが想定される。切り替わる原因となった事由には、種々のものが考えられるが、予期せぬ事由によって自動運転から手動運転に切り替わる場合、車両乗員の側で心の準備ができていないことにより、運転操作子を過剰に操作してしまう場合が考えられる。
　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、自動運転から手動運転に切り替わる際に、過剰な操作によって車両に不適切な挙動が生じるのを抑制することができる車両制御システム、車両制御方法、および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記載の発明は、車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子（８０）と、情報を出力する出力部（３０）と、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行する自動運転制御部（１２１、１２２、１２３、１４１）と、前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする切替制御部（１２４）と、を備える車両制御システムである。
　請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記切替制御部は、前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる原因となった事由に基づいて、前記出力部からの前記リクエスト情報の出力態様を変更し、前記事由または前記リクエスト情報の出力態様に基づいて、前記所定期間において前記制御ゲインを小さくする程度を変更するものである。
　請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記切替制御部は、特定の事由により前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記所定期間における制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制御ゲインと同じにするものである。
　請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記切替制御部は、前記所定期間において、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量以下である場合の制御ゲインを、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量を超える場合の制御ゲインよりも小さくするものである。
　請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記切替制御部は、前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後、時間の経過に応じて、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを徐々に大きくするものである。
　請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、車両乗員の状態を検知する検知部（１６０）を備え、前記切替制御部は、前記検知部により検知された車両乗員の状態に基づいて、前記所定期間を可変にするものである。
　請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記切替制御部は、前記所定期間における制動に関する制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制動に関する制御ゲインと同じにするものである。
　請求項８記載の発明は、車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータが、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行し、前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする、車両制御方法である。
　請求項９記載の発明は、車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータに、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行させ、前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくさせる、車両制御プログラムである。
　請求項１、５、８、９記載の発明によれば、動運転から手動運転に切り替わる際に、過剰な操作によって車両に不適切な挙動が生じるのを抑制することができる。
　請求項２記載の発明によれば、意図せぬ操作が生じやすい場面において、制御ゲインを、より積極的に小さくすることができる。
　請求項３記載の発明によれば、特に緊急操作を要する特定の事由が生じた場合には、制御ゲインを通常時と同じにし、速やかに手動運転による回避行動を可能にすることができる。
　請求項４記載の発明によれば、特に鋭く小さい操作に対して制御ゲインを小さくすることで、意図せぬ操作の影響を適切に低減することができる。
　請求項６記載の発明によれば、運転者が手動運転に備えた好ましい状態である場合には、速やかに制御ゲインを通常時に近づけて応答性を高めることができる。
　請求項７記載の発明によれば、急ブレーキによって障害物を回避する操作を優先することができる。
車両システム１の構成の一例を示す図である。 自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 自動運転制御ユニット１００により実行される処理を部分的に示すフローチャートである。 ハンドオーバリクエストの強さとＨＭＩ３０の制御態様との関係の一例を示す図である。 ゲイン低減運転における運転操作子８０の操作量と、対応する装置の制御量との関係を概念的に示す図である。 制御ゲインの減少量が時間の経過と共に徐々に小さくなるように調整される様子を示す例である。 運転者の状態に基づいて所定期間Ｔが設定される様子を示す図である。 自動運転制御ユニット１００により実行される処理の他の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。
　図１は、車両システム１の構成の一例を示す図である。車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、車室内カメラ９０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とが搭載される。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、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。
　なお、図１に示す構成のうち、例えば、外界認識部１２１、自車位置認識部１２２、行動計画生成部１２３、および走行制御部１４１が「自動運転制御部」に相当し、更に、ＨＭＩ３０、運転操作子８０、切替制御部１２４、および乗員状態検知部１６０を加えたものが「車両制御システム」に相当する。
　カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。
　レーダ装置１２は、車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
　ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
　物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。
　通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
　ＨＭＩ３０は、車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キー、シートやステアリングホイールに取り付けられたバイブレータなどを含む。
　ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両Ｍの位置を特定する。車両Ｍの位置は、車両センサ７０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。経路決定部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置５０は、例えば、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。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。
　ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
　第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。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。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
　車両センサ７０は、車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
　運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。
　車室内カメラ９０は、運転席に着座した乗員の顔を中心として上半身を撮像する。車室内カメラ９０の撮像画像は、自動運転制御ユニット１００に出力される。
　自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０と、乗員状態検知部１６０とを備える。第１制御部１２０、第２制御部１４０、および乗員状態検知部１６０は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、以下に説明する第１制御部１２０、第２制御部１４０、および乗員状態検知部１６０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など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協働によって実現されてもよい。
　第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３と、切替制御部１２４とを備える。
　外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ１２、およびファインダ１４から直接的に、或いは物体認識装置１６を介して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。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺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、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１２１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。
　自車位置認識部１２２は、例えば、車両Ｍが走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される車両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から取得される車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。
　そして、自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線に対する車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２は、例えば、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に対する車両Ｍの相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１２２は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１２２により認識される車両Ｍの相対位置は、推奨車線決定部６１および行動計画生成部１２３に提供される。
　行動計画生成部１２３は、推奨車線決定部６１により決定されて推奨車線を走行するように、且つ、車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントなどがある。また、これらのイベントの実行中に、車両Ｍ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など）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。
　行動計画生成部１２３は、車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点同士の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。
　図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１２３は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。
　行動計画生成部１２３は、例えば、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点での最適な目標軌道を選択する。
　切替制御部１２４の機能については後述する。
　第２制御部１４０は、走行制御部１４１を備える。走行制御部１４１は、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。
　乗員状態検知部１６０は、運転席に着座した乗員（運転者）の状態を検知する。運転者の状態は、例えば、車室内カメラ９０により撮像された画像を解析することで把握される。乗員状態検知部１６０は、運転者の状態に基づいて、例えば、運転者の眼が閉じられていない度合（覚醒度合）、黒目と眼全体の相対位置などから把握される視線の向きが、車両Ｍの前方以外を向いている度合（集中度）、その他の度合を数値化した指標を出力する。なお、運転者の状態を把握するための判定手法については任意に定めてよく、乗員状態検知部１６０は、例えば、ステアリングホイールに取り付けられた電極によって心拍を計測し、運転者の状態を把握してもよいし、ＮＩＲＳ（Near Infra- Red Spectoroscopy）センサや着座重量センサなどを利用して運転者の状態を把握してもよい。
　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、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
　ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、自自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれる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２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
　ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
　［切替制御］
　以下、切替制御部１２４の機能について説明する。切替制御部１２４は、行動計画生成部１２３によって、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントが起動されたときに動作を開始する。行動計画生成部１２３は、以下の条件が成立した場合に、ハンドオーバイベントを起動する。例えば、以下に例示する条件のうちいずれか一つが成立した場合に、ハンドオーバイベントが起動される。
（１）車両Ｍが、予め設定された目的地付近に到達した。
（２）車両Ｍの周辺環境が、自動運転を継続困難な環境である。
（３）自動運転のためのシステム異常が生じた。
（４）運転操作子８０に対して、所定量以上の操作がなされた（オーバーライド）。
　上記の条件のうち（４）が成立する場面では、運転者が意図的に手動運転に切り替えようとしていることが推認される。しかしながら、（１）～（３）が成立する場面では、車両Ｍの方から自動運転を停止するのであるから、運転者にとって手動運転に対する準備ができていない可能性がある。
　そこで、切替制御部１２４は、（１）～（３）が成立する場合には、運転操作子８０を操作するように要求する情報（ハンドオーバリクエスト）をＨＭＩ３０に出力させ、運転操作子８０に対して所定量以上の操作がなされた場合に、自動運転を終了して手動運転に切り替える。なお、（４）が成立した場合でも、手動運転に切り替わることがＨＭＩ３０などにより通知されてもよい。所定量以上の操作とは、例えば、アクセルペダルに関して言えば、アクセル開度が閾値以上の状態が所定時間以上継続するような操作である。
　更に、切替制御部１２４は、ハンドオーバリクエストが出力された後、所定期間の間、所定期間以外の期間に比して、運転操作子８０に対してなされた操作に対する、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、ステアリング装置２２０（以下、駆動装置と総称する）のうち一部または全部における制御ゲインを小さくする。
　この制御ゲインを調節する動作は、例えば、切替制御部１２４から駆動装置に対してゲインを下げる指示信号を送信することで行われてもよいし、運転操作子８０に取り付けられたセンサから入力される信号を、切替制御部１２４が値を減少させて駆動装置に伝達することで行われてもよい。また、走行制御装置１４１が、切替制御部１２４からの指示に応じて、運転操作子８０に取り付けられたセンサから入力される信号に基づく疑似的な自動運転のための制御信号を生成して駆動装置に出力してもよい。
　図４は、自動運転制御ユニット１００により実行される処理を部分的に示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、自動運転が開始されたときに開始される。
　まず、行動計画生成部１２３が、ハンドオーバイベントを起動する条件が成立するまで待機する（ステップＳ１００）。第１の条件が成立すると、切替制御部１２４は、オーバーライドによって条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。オーバーライドによって条件が成立した場合、切替制御部１２４は、手動運転に切り替える（ステップＳ１０４）。
　オーバーライドによって条件が成立したのではない場合、切替制御部１２４は、ハンドオーバリクエストをＨＭＩ３０に出力させる（ステップＳ１０６）。この際に、切替制御部１２４は、ハンドオーバイベントを起動する条件が成立するに至った事由に応じて、ハンドオーバリクエストの強さを変更する。例えば、切替制御部１２４は、前述した（１）の場合には、相対的に弱いハンドオーバリクエストを出力し、（２）、（３）の場合には、相対的に強いハンドオーバリクエストを出力するようにＨＭＩ３０を制御する。
　図５は、ハンドオーバリクエストの強さとＨＭＩ３０の制御態様との関係の一例を示す図である。強いハンドオーバリクエストを出力する場合、スピーカは大きい音量で緊急性の高いメッセージ（例えば、「自動運転を継続できません。直ちに手動運転を行って下さい。」といったもの）を出力する。また、バイブレータは大きい振れ幅で、且つ高い周波数で振動し、表示装置は画像を点滅させたりしながら、刺激の強い色彩（例えば、赤、青、黄など）やコントラストで緊急性の高いメッセージを出力する。
　一方、弱いハンドオーバリクエストを出力する場合、スピーカは小さい音量で緊急性の低いメッセージ（例えば、「この後、手動運転に移行します。」といったもの）を出力する。また、バイブレータは小さい振れ幅で、且つ低い周波数で振動し、表示装置は刺激の低い色彩（例えば、中間色など）やコントラストで緊急性の低いメッセージを出力する。なお、ハンドオーバリクエストの強さは２段階に限らず、３段階以上に変更されてもよい。
　図４に戻り、ステップＳ１０６でハンドオーバリクエストを出力した後、切替制御部１２４は、運転操作子８０の操作量に対する制御ゲインを小さくするゲイン低減運転を行う（ステップＳ１０８）。
　図６は、ゲイン低減運転における運転操作子８０の操作量と、対応する装置の制御量との関係を概念的に示す図である。対応する装置の制御量とは、例えば、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に対するスロットル開度またはモータへの通電電流、ブレーキペダルの操作量に対するブレーキトルク、ステアリングホイールの操作量に対する電動モータへの通電電流などである。なお、図では制御ラインを直線で表現しているが、制御ラインは曲線、あるいは離散的なものであってもよい。
　図中、各制御ラインＬ－１～Ｌ－３の傾きが、制御ゲインに相当する。制御ラインＬ－１は、所定期間以外の期間（以下、通常時と称する）における操作量と制御量との関係を示している。これに対し、制御ラインＬ－２は、弱いハンドオーバリクエストを出力した後の所定期間における操作量と制御量との関係を示している。また、制御ラインＬ－３は、強いハンドオーバリクエストを出力した後の所定期間における操作量と制御量との関係を示している。
　図示するように、制御ラインＬ－２は制御ラインＬ－１よりも制御ゲインを下げたものであり、制御ラインＬ－３は制御ラインＬ－２よりも更に制御ゲインを下げたものである。自動運転の実行中において運転者は、ステアリングホイールから手を離したり、ペダルから足を離したりしてシートに着座している場合がある。この状態から、ハンドオーバリクエストによってこれらの運転操作子８０を操作しようとすると、意図しない急激な力が入り、操作量が大きくなる場合がある。このような傾向は、強いハンドオーバリクエストを出力した場合に強くなることが想定される。
　従って、切替制御部１２４は、ハンドオーバリクエストを出力した後の所定期間では、通常時に比して制御ゲインを小さくし、強いハンドオーバリクエストを出力した場合は、更に制御ゲインを小さくする。これによって、自動運転から手動運転の切り替わり時において過剰な操作がなされた場合に、車両Ｍに不適切な挙動が生じるのを抑制することができる。なお、ブレーキ装置２１０は、制御ゲインを下げる対象から除外されてもよい。急ブレーキによって障害物を回避する操作を優先するためである。
　また、図６に示すように、所定操作量（弱いハンドオーバの場合はＩ２、強いハンドオーバの場合はＩ３）以下の場合の制御ゲインは、所定操作量以上の場合に比して小さく設定される。これは、ハンドオーバリクエストに反応して生じる意図せぬ操作は、鋭く小さい操作量として現れる可能性が高いからである。一方、操作量が所定操作量以上の場合は、操作量が大きくなるにつれて、制御ゲインの減少量を小さくし、制御ラインを通常時の制御ラインＬ－１に近づける。これは、操作量が大きい場合、運転者が意図的に大きい操作を行った可能性が高いことに基づいている。
　図６の例では、制御ラインＬ－３における制御ゲインは、制御ラインＬ－２における制御ゲインよりも、ほぼ全制御領域について小さいものとしたが、これに限定されない、例えば、操作量が基準量よりも小さい制御領域においては制御ラインＬ－３と制御ラインＬ－２の制御ゲインが同じになる（すなわち制御ラインＬ－３とＬ－２が重なる）ようにしてもよい。
　この逆に、操作量が基準量よりも大きい制御領域においては制御ラインＬ－３と制御ラインＬ－２の制御ゲインが同じになるようにしてもよい。すなわち、制御ラインＬ－３における制御ゲインは、少なくとも操作量が規定範囲内である場合に、制御ラインＬ－２における制御ゲインよりも小さくなるように設定されていればよい。
　また、制御ゲインの減少量は、所定期間の間、時間の経過と共に徐々に小さくなるように調整されてよい。図７は、制御ゲインの減少量が時間の経過と共に徐々に小さくなるように調整される様子を示す例である。図７では制御ラインＬ－２についてのみ変化を示しているが、制御ラインＬ－３についても同様に行ってよい。
　図４に戻り、切替制御部１２４は、所定期間Ｔが経過するまでの間、ゲイン低減運転を継続する（ステップＳ１１０）。所定期間Ｔは、一定の時間であってもよいし、運転者の状態に基づいて可変に制御されてもよい。所定期間Ｔが経過すると、切替制御部１２４は、手動運転に切り替え（ステップＳ１０４）、本フローチャートの処理を終了する。
　図８は、運転者の状態に基づいて所定期間Ｔが設定される様子を示す図である。切替制御部１２４は、例えば、前述した覚醒度、集中度などの指標（値が高いほど好ましい状態であるものとする）が高い程、所定期間Ｔを短く設定してよい。これによって、運転者が手動運転に備えた好ましい状態である場合には、速やかに制御ゲインを通常時に近づけて応答性を高めることができる。
　手動運転に切り替えた後、切替制御部１２４は、運転操作子８０の操作量が直接、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０に提供されるように制御する。その後は、自動運転制御ユニット１００が制御に関与せず（信号の中継は行ってもよい）、運転操作子８０の操作量に基づいて、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０が動作する手動運転が実行される。
　なお、切替制御部１２４は、行動計画生成部１２３がハンドオーバイベントを起動するに至った事由が、特に緊急操作を要する特定の事由である場合には、ゲイン低減運転を行わないようにしてもよい。特定の事由とは、例えば、前方への近距離での急激な他車両の割り込みや、ステアリング装置２２０の電動モータの故障などである。
　図９は、自動運転制御ユニット１００により実行される処理の他の例を示すフローチャートである。本図において図４と共通するステップについては、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
　ハンドオーバリクエストをＨＭＩ３０に出力させると（ステップＳ１０６）、切替制御部１２４は、特定の事由によってハンドオーバイベントが起動したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。特定の事由によってハンドオーバイベントが起動した場合、切替制御部１２４は、ゲイン低減運転を行わず速やかに手動運転に切り替え（ステップＳ１０４）、通常時の制御ゲインで手動運転が行われるように駆動装置を制御する。一方、特定の事由によってハンドオーバイベントが起動したのではない場合、切替制御部１２４は、所定期間Ｔの間、ゲイン低減運転を行い、所定期間Ｔの経過後、手動運転に切り替える（ステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１０４）。
　以上説明した実施形態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によれば、自動運転から手動運転に切り替わる際に、過剰な操作によって車両に不適切な挙動が生じるのを抑制することができる。
　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。
１　車両制御システム
１０　カメラ
１６　物体認識装置
２０　通信装置
３０　ＨＭＩ
８０　運転操作子
９０　車室内カメラ
１００　自動運転制御ユニット
１２０　第１制御部
１２１　外界認識部
１２２　自車位置認識部
１２３　行動計画生成部
１２４　切替制御部
１４０　第２制御部
１６０　乗員状態検知部

Claims (9)

  1. 　車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、
    　情報を出力する出力部と、
    　車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行する自動運転制御部と、
    　前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする切替制御部と、
    　を備える車両制御システム。
  2. 　前記切替制御部は、
    　前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる原因となった事由に基づいて、前記出力部からの前記リクエスト情報の出力態様を変更し、
    　前記事由または前記リクエスト情報の出力態様に基づいて、前記所定期間において前記制御ゲインを小さくする程度を変更する、
    　請求項１記載の車両制御システム。
  3. 　前記切替制御部は、特定の事由により前記自動運転制御部による自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記所定期間における制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制御ゲインと同じにする、
    　請求項１記載の車両制御システム。
  4. 　前記切替制御部は、前記所定期間において、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量以下である場合の制御ゲインを、前記運転操作子に対する操作量が所定操作量を超える場合の制御ゲインよりも小さくする、
    　請求項１記載の車両制御システム。
  5. 　前記切替制御部は、前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後、時間の経過に応じて、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを徐々に大きくする、
    　請求項１記載の車両制御システム。
  6. 　車両乗員の状態を検知する検知部を備え、
    　前記切替制御部は、前記検知部により検知された車両乗員の状態に基づいて、前記所定期間を可変にする、
    　請求項１記載の車両制御システム。
  7. 　前記切替制御部は、前記所定期間における制動に関する制御ゲインを、前記所定期間以外の期間における制動に関する制御ゲインと同じにする、
    　請求項１記載の車両制御システム。
  8. 　車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータが、
    　車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行し、
    　前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくする、
    　車両制御方法。
  9. 　車両乗員により手動運転のための操作がなされる運転操作子と、情報を出力する出力部と、を備える車両の制御コンピュータに、
    　車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行させ、
    　前記自動運転が終了して前記手動運転に切り替わる際に、前記運転操作子を操作するように要求するリクエスト情報を前記出力部に出力させ、少なくとも前記リクエスト情報を前記出力部に出力させた後の所定期間において、前記所定期間以外の期間に比して、前記運転操作子に対してなされた操作に対する制御ゲインを小さくさせる、
    　車両制御プログラム。
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