JP2018180689A - 運転交代制御システム、及び運転交代制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転機能から運転者への運転交代を円滑に実施可能な運転交代制御システム等の提供。【解決手段】車両には、運転者の運転操作の入力に基づき車両の挙動を制御する自動運転コントローラ１０と、運転者に代わって車両を自動走行させる手動運転コントローラ５０とが搭載されている。車載システム１００は、運転者の覚醒度が手動運転可能な覚醒度であるか否かを判定し、覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定された運転者に対して、操作器に入力されるべき操作ガイド量を設定する。車載システム１００は、操作器に入力される操作量を取得し、取得される実際の操作量と操作ガイド量との比較に基づき、自動運転から手動運転への切り替えの許否を判定する。【選択図】図１

Description

この明細書による開示は、自動運転から手動運転への運転交代を制御する運転交代の制御技術に関する。

従来、自動運転が解除される前に、運転者について運転操作を適切に行い得る状態か否かを判定する技術が知られている。例えば特許文献１に開示の自動運転制御装置は、運転交代の際に、運転者に模擬的な運転操作を要求する。具体的に、自動運転制御装置は、ステアリングに入力されるべき操作量をステアリングインジケータによって運転者に提示する。そして、ステアリングインジケータのマーク位置と一致するような適切な運転操作を運転者が入力できれば、自動運転制御装置は、自動運転の解除を許可する。

特開２００７‐１９６８０９号公報

さて、自動運転機能によって車両が自動走行している期間では、運転者の覚醒度の低下が生じ易い。しかし、特許文献１の自動運転制御装置では、覚醒度の低下した運転者に対しても、運転感覚を回復するための模擬的な運転操作が要求され得る。この場合、覚醒度の低い運転者は、模擬的な運転操作を実施しても、なかなか運転感覚を取り戻すことができない。その結果、運転者への運転交代を行えないような状態が長く継続し得た。

本開示は、自動運転機能から運転者への運転交代を円滑に実施可能な運転交代制御システム、及び運転交代制御方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、車両の自動運転機能から運転者への運転交代を制御する運転交代制御システムであって、運転者による操作器への運転操作の入力に基づき車両の挙動を制御する手動運転装置（５０）と、運転者に代わって車両を自動走行させる自動運転装置（１０）と、操作器に入力される操作量を操作量情報として取得する操作情報取得部（６３）と、運転者の覚醒度が手動運転可能な覚醒度であるか否かを判定する覚醒度判定部（４１）と、覚醒度判定部にて覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定された運転者に対して操作器に入力されるべき操作ガイド量を規定し、操作量情報として取得される運転者の操作量と操作ガイド量との比較に基づき、自動運転から手動運転への切り替えの許否を判定する交代判定部（６８，２１）と、を備える運転交代制御システムとされる。

また開示された一つの態様は、運転者による操作器への運転操作の入力に基づき車両の挙動を制御する手動運転装置（５０）と、運転者に代わって車両を自動走行させる自動運転装置（１０）と、を搭載する車両において、自動運転機能から運転者への運転交代を制御する運転交代制御方法であって、少なくとも一つの処理部（４０ａ，６０ａ）が、運転者の覚醒度が手動運転可能な覚醒度であるか否かを判定し（Ｓ１２０）、操作器に入力される操作量を操作量情報として取得し（Ｓ４４０）、覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定された運転者に対して操作器に入力されるべき操作ガイド量を設定し（Ｓ４５０）、操作量情報として取得される操作量と操作ガイド量との比較に基づき、自動運転から手動運転への切り替えの許否を判定する（Ｓ１７０）、運転交代制御方法とされる。

これらの態様では、運転者の覚醒度が運転可能なレベルにあることを確認した後に、自動運転から手動運転への切り替えの許否が判定される。このように、運転感覚の回復を確認する前に、運転者の覚醒度が判定されれば、運転者は、覚醒した状態で運転操作を行うため、操作器への運転操作の入力を通じて、運転感覚を取り戻し易くなる。その結果、自動運転から手動運転への切り替えも許可され易くなり、自動運転機能から運転者への運転交代が円滑に実施可能になる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第一実施形態による車載システムの全体像を示すブロック図である。 手動運転監視ブロックの詳細を示すブロック図である。 運転者覚醒装置として用いられる起こシートの詳細を示す図である。 起こシートの作動を示す図である。 起こシートに用いられる膨張体の構成を模式的に示す模式図である。 運転者への運転交代の際に車載システムにて実行される処理の詳細を示すシーケンス図である。 覚醒度判定処理の詳細を示すフローチャートである。 運転者覚醒装置による覚醒動作の詳細を示す図である。 運転操作チェック処理の詳細を示すフローチャートである。 フィードバックテストを実施するための確認処理の詳細を示すフローチャートである。 アクセルペダルの踏み代と車両の加速度との相関を示す図である。 反力フィードバックの効果を説明するための図である。 第二実施形態の手動運転監視ブロックの詳細を示すブロック図である。 第二実施形態における処理の詳細を示すシーケンス図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
図１に示す本開示の第一実施形態による車載システム１００は、車両に搭載されており、車両の挙動を制御する。車載システム１００は、自動走行制御システム３０によって車両を自動走行させる。車載システムは、車両に搭乗する運転者と、自動走行制御システム３０による自動運転機能との運転交代を制御する。車載システム１００は、図１及び図２に示す自動運転コントローラ１０、通信装置２０、覚醒度検出装置４０、手動運転コントローラ５０、及び手動運転監視ブロック６０等によって構成されている。

自動運転コントローラ１０は、少なくとも一つのプロセッサを含む処理部、ＲＡＭ、及びメモリ装置等を有するコンピュータを主体に構成されている。自動運転コントローラ１０は、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）システム１５と接続されている。ＡＤＡＳシステム１５には、ミリ波レーダ１１、カメラ１２、Ｖ２Ｘ通信器１３、及びロケータ１４等が含まれている。自動運転コントローラ１０は、ＡＤＡＳデータ、道路マップ、路面情報、及び現在位置情報等をＡＤＡＳシステム１５から取得する。ＡＤＡＳデータには、例えば周辺の他車両及び歩行者等の位置情報及び速度情報、並びに道路の勾配情報が含まれている。自動運転コントローラ１０は、取得した複数の情報を統合し、運転者に代わって車両の走行状態を状況に適合させつつ、自律的に自動走行させる。

通信装置２０は、自動運転コントローラ１０及び手動運転コントローラ５０の間の情報交換を制御する。加えて通信装置２０は、覚醒度検出装置４０とも通信可能である。通信装置２０は、自動運転コントローラ１０と協働で自動走行制御システム３０として機能する。通信装置２０には、モード切替部２１、通信制御部２２、及びデータ認証部２３が設けられている。

モード切替部２１は、自動運転モードから手動運転モードへの切り替え及び手動運転モードから自動運転モードへの切り替えを制御する。加えてモード切替部２１は、自動運転機能から運転者への運転交代において、自動運転コントローラ１０による自動運転の作動を一時的に制限し、運転者の運転操作が車両挙動に反映される準自動運転モードとする。このとき、自動運転コントローラ１０による自動運転機能が部分的に動作しているため、運転者は、自動運転コントローラ１０による運転支援を受けることができる。

通信制御部２２は、自動運転コントローラ１０、覚醒度検出装置４０、及び手動運転監視ブロック６０における相互の情報交換を制御する。データ認証部２３は、覚醒度検出装置４０から受信するデータの認証処理、即ち正当性を確認する処理を行う。自動運転モードから手動運転モードへの切り替えは、データ認証部２３が覚醒度検出装置４０から取得する認証データが正当なことに基づき、可能になる。

自動走行制御システム３０には、操作量設定部３１が設けられている。操作量設定部３１は、自動運転コントローラ１０又は通信装置２０に構築される機能ブロックである。操作量設定部３１は、ステアリング、アクセルペダル及びブレーキペダル等の操作ガイド量を個別に設定し、手動走行制御システム７０に提供する。操作ガイド量は、後述するような運転感覚の回復度合いの判定（フィードバックテスト）に用いられる値であって、操作器に入力されるべき操作量を規定した値である。

操作量設定部３１は、ＤＳＭ（Driver Status Monitor）８７の情報を用いて運転者を識別し、個々の運転者の運転特性に適合した操作ガイド量を設定可能である。詳記すると、操作量設定部３１は、運転者が手動運転している期間に、運転者毎の正常なペダル操作を学習する。操作量設定部３１は、ＡＤＡＳシステム１５から取得する情報に基づき、走行中の道路状況を把握する。操作量設定部３１は、把握した道路情報に応じて、走行中の道路にて運転者が手動運転の際に入力すると推定される操作量を、推定操作量として算出する。操作量設定部３１は、推定操作量を操作ガイド量として採用することで、搭乗中の運転者の運転特性に適合した操作ガイド量を規定できる。操作量設定部３１は、規定した操作ガイド量を、手動運転監視ブロック６０へ向けて出力する。

覚醒度検出装置４０は、少なくとも一つのプロセッサを含む処理部４０ａ、ＲＡＭ、及びメモリ装置等を有するコンピュータを主体に構成されている。覚醒度検出装置４０には、覚醒度判定部４１及び作動制御部４２が設けられている。覚醒度判定部４１及び作動制御部４２は、処理部４０ａによるプログラムの実行によって構築される機能ブロックであってもよく、覚醒度検出装置４０に設けられた専用の電気回路であってもよい。

覚醒度判定部４１は、運転者の覚醒度が運転可能なレベルか否かを判定する。運転者の覚醒度は、運転者の表情の変化、運転者の心拍数、血圧、呼吸数、及び発汗度等の体調データ、運転者の声、呼びかけに対する反応、並びに脳活動センサによって検出可能な脳活動の変化等により検出される。覚醒度判定部４１によって運転者の覚醒度が運転可能なレベルであると判定されると、自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの変更が容認される。第一実施形態では、一例としてＤＳＭ８７の計測結果に基づき、運転者の覚醒度が判定される。

作動制御部４２は、覚醒度判定部４１にて運転者の覚醒度が運転可能なレベルにないと判定された場合に、運転者覚醒装置４５を作動させる。作動制御部４２は、運転者覚醒装置４５の作動を制御することで、運転者の覚醒度を回復させる。作動制御部４２は、覚醒度判定部４１にて運転者の覚醒度が運転可能なレベルにあると判定されるまで、運転者覚醒装置４５の作動を、断続的又は連続的に継続する。

運転者覚醒装置４５は、車両に搭載され、運転者を覚醒させるための種々の装置である。運転者覚醒装置４５は、運転者が覚醒しておらず、運転者の覚醒度が手動運転可能なレベルに満たない場合に、音、光及び香り等の刺激、並びに皮膚への物理的な刺激を運転者に与える。皮膚への物理的な刺激は、不快と感じられる刺激であることが望ましく、直接的な刺激であってもよく、シートの振動及び移動などを介した間接的な刺激であってもよい。こうした刺激を与える運転者覚醒装置４５には、例えば起こシート４６、触覚刺激部４７、スピーカ４８、及び表示器４９が含まれている。

起こシート４６は、運転席として車両に設けられている。起こシート４６は、限られた運転交代の時間内で運転者を強制的に覚醒させるため、運転者の皮膚に圧迫感を与える覚醒動作、及び運転者の骨格を適正量へ移動させる覚醒動作等を行うことができる。図３及び図４に示すように、起こシート４６は、保持ベルト４６ａ及び二つの膨張体４６ｂを有している。保持ベルト４６ａは、運転者の上半身を運転席のバックレストに保持する。

膨張体４６ｂは、図３〜図５に示すように、運転席のバックレスト及びヘッドレストにそれぞれ配置されたエアバッグである。膨張体４６ｂは、自動走行モードでの走行中に、リラックスした状態の運転者に密着し得る。膨張体４６ｂは、本体部４６ｃ及び複数の突起体４６ｄ等によって構成されている。本体部４６ｃ及び各突起体４６ｄは、空気の充填と排出によって膨張及び収縮可能であり、運転者への刺激の強さを増減させる。本体部４６ｃには、低圧空気注入口４６ｅが設けられている。低圧空気注入口４６ｅを通じた本体部４６ｃへの吸気の充填により、膨張体４６ｂが膨張する。その結果、各膨張体４６ｂは、運転者の姿勢を強制的に返させたり、運転者の背中に圧迫感を与えたりできる。

複数の突起体４６ｄは、本体部４６ｃのうちで運転者側となる面に並べられている。各突起体４６ｄには、高圧空気注入口４６ｆが設けられている。突起体４６ｄは、本体部４６ｃよりも高圧の空気を注入可能であり、高圧空気注入口４６ｆを通じた突起体４６ｄへの空気の充填によって本体部４６ｃよりも固い状態となる。突起体４６ｄのサイズ及び分布の調整によれば、突起体４６ｄは、運転者の背中の皮膚に痛点刺激を与えることができる。

図１に示す触覚刺激部４７は、例えばステアリングホイールのリム部分、又は起こシート４６の一部として運転席の座面等に設けられている。触覚刺激部４７は、振動の発生により、運転者に触覚を通じた刺激を与える。スピーカ４８は、車室内における音声メッセージ又は通知音の再生により、運転者に聴覚を通じた刺激を与える。表示器４９は、画像の表示により、運転者に視覚を通じた刺激を与える。尚、スピーカ４８及び表示器４９は、運転者へ向けた情報提示にも利用される。

図１及び図２に示す手動運転コントローラ５０は、手動運転モードにおいて、運転者の入力する運転操作に基づき、車両の挙動を制御する制御装置である。手動運転コントローラ５０は、少なくとも一つのプロセッサを含む処理部、ＲＡＭ、及びメモリ装置等を有するコンピュータを主体に構成されている。手動運転コントローラ５０は、車速センサ８１、加速度センサ８２、及び操作量センサ８４等と接続されている。

車速センサ８１は、車両の現在の走行速度を検出する。加速度センサ８２は、車両に作用している各方向の加速度を検出する。車速センサ８１及び加速度センサ８２は、検出結果を手動運転コントローラ５０へ向けて逐次出力する。尚、手動運転コントローラ５０は、車速情報及び加速度情報等を自動運転コントローラ１０から取得してもよい。

操作量センサ８４は、車両の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等の操作器に設けられている。操作量センサ８４は、運転者によって操作器に入力される運転操作を検出する。操作量センサ８４は、ステアリングの操舵量及び操舵力、並びにアクセルペダル及びブレーキペダルの踏込量（踏み代）及び踏力等を検出する。操作量センサ８４は、検出した操作量情報を、手動運転コントローラ５０へ向けて逐次出力する。

手動運転監視ブロック６０は、運転者の状態を監視する構成である。手動運転監視ブロック６０は、少なくとも一つのプロセッサを含む処理部６０ａ、ＲＡＭ、及びメモリ装置等を有するコンピュータを主体に構成されている。手動運転監視ブロック６０には、ＡＤＡＳ情報取得部６１、車両情報取得部６２、操作情報取得部６３、操作量記録部６４、操作量記憶部６６、運転切替判定部６８、及び反力制御部６９が設けられている。これらの構成は、処理部６０ａによるプログラムの実行によって構築される機能ブロックであってもよく、手動運転監視ブロック６０に設けられた専用の電気回路であってもよい。

ＡＤＡＳ情報取得部６１は、自動運転コントローラ１０を通じて、ＡＤＡＳデータ、道路マップ、路面情報、及び現在位置情報等を取得する。加えてＡＤＡＳ情報取得部６１は、操作量設定部３１にて規定された操作ガイド量、及び覚醒度判定部４１にて判定された覚醒度の判定結果を、自動走行制御システム３０から提供される。

車両情報取得部６２は、手動運転監視ブロック６０を通じて、車速情報及び加速度情報を取得する。操作情報取得部６３は、手動運転監視ブロック６０を通じて、ステアリング、アクセルペダル及びブレーキペダルに入力される操作量等についての操作量情報を取得する。

操作量記録部６４は、運転者が操作器に入力した運転操作の操作量を計測する。操作量記録部６４は、運転操作の操作量を、当該運転操作による車両の走行結果と紐付けて、操作量記憶部６６に記録する。具体的に、操作量記録部６４は、操作情報取得部６３にて取得された操作量情報を、車両情報取得部６２にて取得された車速度情報及び加速度情報と関連付けて、操作量記憶部６６に記憶させる。

運転切替判定部６８は、覚醒度判定部４１による覚醒度の判定結果を、ＡＤＡＳ情報取得部６１から取得する。運転切替判定部６８は、覚醒度判定部４１にて覚醒度が運転可能なレベルにあると判定された運転者に対し、運転感覚が十分に回復しているか否か、操作能力のチェックを行う（図９及び図１０等参照）。運転切替判定部６８は、自動運転の機能を一時的に制限した状態で、運転者の操作能力をチェックする設定期間を設定し、設定期間のうちに後述する「フィードバックテスト」を実施する。

運転切替判定部６８は、フィードバックテストにて、運転者に運転操作を行わせる。運転切替判定部６８は、操作量記録部６４を通じて、運転者が実際に入力した操作量情報を取得する。運転切替判定部６８は、実際の操作量を操作ガイド量と比較し、その比較結果に基づき、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えの許否を判定する。

反力制御部６９は、操作器に設けられた反力発生機構８５と電気的に接続されている。反力発生機構８５は、ステアリング、アクセルペダル及びブレーキペダルのそれぞれに設けられており、運転者の運転操作に抗する操作反力を発生する。ステアリングに設けられた反力発生機構８５は、操舵角を減少させる方向への操作反力を操舵軸に印加可能である。各ペダルに設けられた反力発生機構８５は、踏込量を減少させる向きの操作反力を各ペダルに印加可能である。

反力制御部６９は、後述するフィードバックテストにて、過大な操作が入力された場合に、操作反力を発生させる。反力制御部６９は、実際の操作量が操作ガイド量からの乖離するほど、反力発生機構８５の発生する操作反力を増加させる。加えて反力制御部６９は、フィードバックテストにおいて、操作器に印加する操作反力により、運転者が入力可能な操作量を制限可能である。

次に、自動運転モードから手動運転モードへ切り替える運転交代方法の過程を説明する。自動運転モードが使用可能な自動運転エリアには、運転交代を実施する区間として、運転交代エリアが設定されている。自動運転モードにて自律走行する車両が手動運転エリアに移動する場合、運転交代エリア内で、自動走行制御システム３０から運転者への運転交代を完了する必要がある。運転交代エリア内で運転者が覚醒しない場合、又は運転者の運転感覚が回復しない場合、手動運転モードへ切り替えは、実施されない。

図６に示すシーケンス図は、高速道路の本線車道から離脱するシーンにて、運転者への制御権の移譲が計画的に実施される場合のメイン処理を示している。自動走行制御システム３０は、Ｓ１０５よりも前に自動走行を開始させている。以下、図６に基づき、図１を参照しつつ、メイン処理の詳細を説明する。

Ｓ５０では、手動運転エリアの直前に設定された運転交代エリアの情報を、ＡＤＡＳシステム１５が路車間通信等によって取得する。ＡＤＡＳシステム１５は、運転交代エリアの位置情報、制限速度、及び道路形状等の情報を、路側機から受け取ることができる。ＡＤＡＳシステム１５は、運転交代エリアの接近と、運転交代エリアに関する情報とを、自動走行制御システム３０に通知する。

Ｓ１０５では、Ｓ５０にてＡＤＡＳシステム１５から出力された通知を、自動走行制御システム３０が取得する。自動走行制御システム３０は、通知に基づき、運転交代が必要な地点に近づいたことを、運転操作を行っていない運転者に対し報知する。手動運転への切り替え予告には、例えば車両に搭載されたスピーカ４８及び表示器４９等が用いられる。加えて、座面に設けられた触覚刺激部４７による振動刺激等を用いて、手動運転への切り替えが予告されてもよい。

Ｓ１１０では、自動走行制御システム３０が覚醒度検出装置４０と連携して覚醒度判定処理（図７及び図８参照）を実施する。Ｓ１１０では、運転者の覚醒度の判定結果が取得され、Ｓ１２０に進む。Ｓ１２０では、Ｓ１１０にて取得した判定結果に基づき、運転者の覚醒度が運転可能なレベルにあるか否かを判定する。Ｓ１２０にて、覚醒度が手動運転可能なレベルに無いと判定した場合、Ｓ１２５に進む。Ｓ１２５では、運転者の覚醒度を回復させる覚醒動作が運転者覚醒装置４５によって実行される。Ｓ１２５の覚醒動作が終了すると、Ｓ１０５に戻る。

一方、Ｓ１２０にて、覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定すると、Ｓ１３０に進む。Ｓ１３０では、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えの実施予定が、運転者に対し報知される。そして、Ｓ１４０では、運転交代のための運転操作の準備依頼が、運転者に対し実施される。

ここで、後述するフィードバックテストを正しく実施するためには、運転者の手足が指定の位置にあり、且つ、運転者の手動運転の意思確認が必要となる。そのためＳ１４０では、運転者の手足の位置、視点位置及び視線方向等が車内カメラ及びＤＳＭ８７等によって検出される。そして、正しい運転姿勢が取られるように、表示及び音声等による報知が行われる。

Ｓ１４３では、運転者の運転感覚の回復度合いを確認するフィードバックテストの開始予定が、自動走行制御システム３０から手動走行制御システム７０に通知される。手動走行制御システム７０は、自動走行制御システム３０からの通知を、フィードバックテストの準備命令として取得し、Ｓ１４５にて、フィードバックテストの実施準備を開始する。

自動走行制御システム３０は、Ｓ１５０にて、運転者の運転操作の準備が済んでいるか否かを判定する。Ｓ１５０では、車室内カメラ及びＤＳＭ８７等の情報に基づき、運転者の運転姿勢を確認する。Ｓ１５０にて、運転操作の準備が完了していないと判定した場合、Ｓ１５５に進み、運転交代の準備依頼が運転者に対し再び通知される。運転準備が完了するまで、Ｓ１５０の判定及びＳ１５５の依頼通知は、所定の時間又は所定の回数繰り返される。運転準備の依頼が繰り返されても運転者が運転操作の準備を完了しない場合、後述の退避処置が実行される。

Ｓ１５０にて、運転操作の準備が完了したと判定した場合、自動走行制御システム３０は、Ｓ１６０にて、操作反応テスト処理（図９及び図１０参照）を開始する。Ｓ１６０の操作反応テスト処理に基づき、自動走行制御システム３０から手動走行制御システム７０に、フィードバックテストの動作開始が依頼される。

手動走行制御システム７０は、フィードバックテストの開始依頼に基づき、Ｓ１６５にて、運転者が入力する運転操作の記録を開始する。さらにＳ１６５では、入力された運転操作の記録に基づき、運転感覚が回復したか否かの判定を行う。手動走行制御システム７０は、運転感覚の回復度合いを示す判定データを、自動走行制御システム３０へ向けて送信する。

自動走行制御システム３０は、Ｓ１６５による判定データを参酌し、Ｓ１７０にて、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えの許否を判定する。Ｓ１７０にて、手動運転モードへの切り替えを拒否した場合、Ｓ１６０に戻り、操作反応テスト処理を再び実施する。一方、Ｓ１７０にて、手動運転モードへの切り替えを許可した場合、Ｓ１８０に進む。

Ｓ１８０では、自動走行制御システム３０が手動走行制御システム７０に手動運転への切り替え命令を通知する。手動走行制御システム７０は、Ｓ１８５にて、Ｓ１８０の通知に対する応答を、自動走行制御システム３０へ向けて送信する。以上により、手動走行制御システム７０は、運転者の手動運転をアクティブな状態とする。一方、自動走行制御システム３０は、手動走行制御システム７０からの応答を受けて、自動運転を休止状態とする。

自動走行制御システム３０は、手動運転への切り替えタイミングに合わせて、手動運転の開始を運転者に通知する。こうした通知には、スピーカ４８及び表示器４９等が用いられる。一例としては、手動運転開始のカウントダウンとして、「手動運転を開始します。３．２．１．はい」等の音声メッセージが再生される。

尚、Ｓ５０〜Ｓ１８５の処理が運転交代エリア内で完了できない場合のために、手動運転エリアと接続される自動運転エリアの接続区間には、徐行区間及びウェイクアップエリア等が設けられている。徐行区間では、自動運転による徐行が許可されている。ウェイクアップエリアでは、短時間の駐車が許可されている。手動運転モードへの切り替え完了が困難な場合、退避処置として徐行区間及びウェイクアップエリアを利用することにより、手動運転可能な状態に復帰する時間が確保される。

次に、上記のＳ１１０にて実施される覚醒度判定処理の詳細を、図７に基づき、図１を参照しつつ説明する。覚醒度判定処理は、自動走行制御システム３０からの命令に基づき、覚醒度検出装置４０によって実行される。

Ｓ３１０では、運転者の覚醒度を測定し、Ｓ３２０に進む。Ｓ３２０では、直前のＳ３１０にて測定された覚醒度が、手動運転に十分なレベル（図８ レベル５参照）を超えているか否かを判定する。Ｓ３２０にて、覚醒度が十分であると判定した場合、Ｓ３３０に進む。一方、Ｓ３２０にて、覚醒度が十分でないと判定した場合、Ｓ３２５に進む。

Ｓ３２５では、報知情報として、Ｓ１２５（図６参照）にて実行される覚醒動作の刺激のレベルを、運転者の覚醒度の高さ及び推移等に応じて設定し、Ｓ３３０に進む。初回のＳ３２５では、後述する初期の覚醒度に応じて、報知情報を作成する。二回目以降のＳ３２５では、直前のＳ３１０にて測定された覚醒度に応じて、報知情報を修正する。運転者の覚醒度が低いほど、又は覚醒度の向上しない時間が長いほど、運転者には強い刺激が与えられる。

Ｓ３３０では、運転者の覚醒度を記録し、メイン処理のＳ１２０（図６参照）に戻る。何らかの覚醒動作が運転者覚醒装置４５によって実施された場合、Ｓ３３０では、運転者の覚醒度を、覚醒動作の実施結果に紐付けて記録し、Ｓ１２０に戻る。Ｓ１２０では、Ｓ３２０にて記録された覚醒度の記録を総合的に判断し、運転者の覚醒度が手動運転可能なレベルにあるか否かを判定する。

ここまで説明したように、運転者の覚醒度が手動運転可能なレベルにない場合、覚醒度に応じた覚醒作動が実行される。例えば、音声レベル３、表示変化レベル３、振動変化レベル１との設定に基づき、覚醒動作が開始されたとする。こうした初回の覚醒動作で運転者の覚醒度が向上しないとき、運転者が覚醒し易くなるように、音声レベル４、表示変化レベル５、振動変化レベル３という設定に、報知情報が修正される。

以上の覚醒動作の詳細を、図８に基づき、図１を参照しつつ、さらに説明する。図８には、運転者の覚醒度の時間変化の例が、三つ記載されている。図８における上向きの矢印は、運転者へ与えられる刺激を示している。この矢印の長さは、刺激の大きさ（強さ）を示している。尚、横軸の設定時間は、現在位置から運転交代エリアまでの距離を、現在の車速で除算した値である。

線Ｄ１は、運転者の初期の覚醒度がそれほど低くない例の時間変化を示している。線Ｄ１の例のように、初期の覚醒度がレベル３程度である場合、標準的な大きさの刺激を運転者に提供する報知情報が設定される。初期の覚醒度がそれほど低くないため、標準的な刺激でも、運転者の覚醒度は、手動運転可能なレベルにまで回復している。このようなレベル３からレベル５への覚醒度の回復は、例えば音声と座面振動とを組み合わせた刺激の付与により、実現される。

線Ｄ２は、運転者の初期の覚醒度がかなり低い例の時間変化を示している。線Ｄ２の例のように、初期の覚醒度がレベル１程度である場合、標準的な刺激よりも大きな刺激を定期的に運転者に提供する方情報が設定される。こうした強い刺激を与えることで、運転者の覚醒度は、短時間で回復可能になる。このようなレベル１からレベル５への覚醒度の急激な回復は、膨張体４６ｂ（図４参照）で運転者の体勢を強制的に変えさせつつ、突起体４６ｄ（図５参照）で痛点に刺激を与えることにより、実現される。

線Ｄ３は、初期の覚醒度がかなり低い運転者への刺激の提供を中断した例を示している。具体的に、線Ｄ３では、三回目以降の刺激の付与が実施されない。その結果、運転者の覚醒度は、刺激によって回復しかけた後、再び低下する。その結果、覚醒度は、手動運転可能なレベルに到達しなくなる。

上述したように、運転者の初期の覚醒度及び覚醒度の変化量に応じて、作動対象とされる運転者覚醒装置４５は、適宜選択されてよい。また運転者の覚醒度が低い場合、短時間で手動運転可能な覚醒度になるように、徐々に大きな刺激を与える等の覚醒動作が実施されてよい。さらに、線Ｄ３の例にならないよう、覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定されるまで、運転者覚醒装置４５の覚醒動作は、継続される。

次に、主に運転切替判定部６８にて実施される運転操作チェック処理の詳細を、図９に基づき、図２を参照しつつ説明する。運転操作チェック処理は、メイン処理の操作反応テスト処理（図６ Ｓ１６０参照）をトリガとし、開始される。運転操作チェック処理では、自動運転を部分的に解除した状態で、ステアリング及び各ペダルに入力される運転操作がチェックされる。加えて、自動運転が継続した場合、運転者は、同じ姿勢を長時間取り続けており、手足を動かしていない状態となり得る。運転操作のチェックは、運転操作に障害となるような痺れ等の症状が運転者に出ていないかについても確認可能である。

Ｓ３５０及びＳ３６０では、運転者の手の動きを計測し、運転者がステアリング操作を確実に行えるか否かを確認する。Ｓ３５０では、手からステアリングに入力される運転操作の確認処理（図１０参照）を実施し、Ｓ３６０に進む。Ｓ３５０では、ステアリング操作による握力及び操舵力（操作力）、並びに報知に対する運転者の動作の時間遅れ（反応速度）等が、フィードバックテストによって計測される。

Ｓ３６０では、Ｓ３５０にて確認された手の運転操作について、手動運転に十分な操作力及び反応速度であったか否かを判定する。Ｓ３６０の判定には、ステアリング操作についてのフィードバックテストの結果が引用される。Ｓ３６０にて、手動運転可能なレベルの運転操作が入力されたと判定した場合、Ｓ３７０に進む。一方で、手の動きが手動運転困難なレベルである場合、Ｓ３５０に戻り、ステアリング操作の確認処理を再実施する。

Ｓ３７０及びＳ３８０では、運転者の足の動きを計測し、運転者が各ペダル操作を確実に行えるか否かを確認する。Ｓ３７０では、アクセルペダル又はブレーキペダルに足から入力される運転操作の確認処理（図１０参照）を実施し、Ｓ３８０に進む。Ｓ３７０でも、Ｓ３５０と同様に、ペダル操作における踏力（操作力）及び報知に対する動作の時間遅れ（反応速度）等が、フィードバックテストによって計測される。

Ｓ３８０では、Ｓ３７０にて確認された足の運転操作について、手動運転に十分な操作力及び反応速度であったか否かを判定する。Ｓ３８０の判定には、ペダル操作についてのフィードバックテストの結果が引用される。Ｓ３８０にて、手動運転可能なレベルの運転操作が入力されていたと判定した場合、Ｓ３９０に進む。一方で、足の動きが手動運転困難なレベルである場合、Ｓ３７０に戻り、ペダル操作の確認処理を再実施する。

Ｓ３９０では、Ｓ３５０及びＳ３７０にて測定された操作力及び反応速度等を記録し、メイン処理のＳ１７０（図６参照）に戻る。Ｓ３９０では、運転操作チェック処理の判定データが自動走行制御システム３０に送信される。Ｓ１７０では、Ｓ３９０にて記録された運転操作の内容を総合的に判断し、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを許可するか否かを判定する。Ｓ１７０にて、手動運転モードへの切り替えが許可されなかった場合、運転操作チェック処理が再び実施される。

次に、Ｓ３５０及びＳ３７０にて実施される確認処理の詳細を、図１０に基づき、図１及び図２を参照しつつ説明する。確認処理では、運転者の運転操作を評価するための基準として操作ガイド量が設定され、実際の操作量が操作ガイド量と比較される。操作ガイド量は、一例として、走行中の道路状況に合わせて操作量設定部３１により規定され、設定時間の間、運転切替判定部６８に提供される。確認処理では、操作ガイド量との比較により、道路状況に合わせた運転操作を行えるか否かがテストされる。運転操作の能力が不足した状態にある運転者に対しては、正常な運転感覚を思い出させるような反力フィードバックが実施される。

Ｓ４００では、運転者の覚醒度を、表示器４９等を用いて運転者に対し通知し、Ｓ４１０に進む。Ｓ４００では、現在の覚醒度が手動運転可能なレベルにあることも、合わせて報知する。Ｓ４１０では、運転操作のチェックの実施を、表示器４９等を用いて運転者に通知し、Ｓ４２０に進む。Ｓ４２０では、操作器の操作手順を、音声メッセージ等によって報知し、Ｓ４３０に進む。一例として、アクセルペダルへの操作を確認する場合のＳ４２０では、「現状速度から制限速度までの加速をしましょう。３．２．１．スタート」といった音声メッセージが再生される。

Ｓ４３０では、Ｓ４２０のカウントダウンに合わせて、手動運転を一時的に許可する。自動運転機能の制限は、モード切替部２１によって実施される。Ｓ４３０では、手動運転可能な状態であることを運転者に対し報知する。

Ｓ４４０では、運転者による操作器への操作開始の検知に基づき、運転状況の計測を開始する。Ｓ４４０により、操作器に入力される操作量が取得される。Ｓ４５０では、自動走行制御システム３０から提供される操作ガイド量と、計測された実際の操作量との比較を行う。操作ガイド量は、操作量設定部３１にて、車両の加速度と操作量との相関を示す相関線ＣＬに基づき規定される。

一例として、図１１に示す相関線ＣＬでは、アクセルペダルの踏み代と車両の加速度とが比例している。操作量設定部３１は、走行中の道路状況に合わせて車両に発生させるべき加速度を算出し、算出した加速度を相関線ＣＬに当てはめることにより、操作ガイド量となる踏み代を規定する。尚、相関線ＣＬは、比例関係に限定されない。

図１０のＳ４５０では、運転者の運転操作を監視し、過大な運転操作が入力された場合には、操作量を低減させるような操作反力を、反力発生機構８５に発生させる。反力発生機構８５から操作器に印加される操作反力は、操作ガイド量からの操作量の超過分に応じて設定される。

一例として、図１２に示す破線は、運転者が行うべきペダル操作の目標値を示している。目標値は、操作ガイド量に基づく値である。詳記すると、目標速度で車両を走行させるために、運転者は、アクセルペダルの踏み代を徐々に大きくし、所定の踏み代に到達したら、そこで踏み代を一定に維持する。図１２の実線のように、アクセルペダルを踏む速度が急激に増加している場合、アクセルペダルの操作量が過大となる動作予測が成立する。この場合、車両に望ましくない加速が生じてしまう。

そこで、アクセルペダルに印加させる操作反力により、操作ガイド量に対応する踏み代（図１１参照）で留まるように、運転者の運転操作が誘導される（図１２ 一点鎖線参照）。運転者は、操作器に印加される操作反力を感じることで、操作器への入力が過大であったことを体感できる。その結果、運転者は、適切な操作量を思い出し、運転感覚を取り戻すようになる。以上のように、Ｓ４３０〜Ｓ４５０の処理では、反力フィードバックを伴った運転操作のチェックが実施される。故に、こうした運転操作のチェックを、上述したように「フィードバックテスト」と呼称する。

図１０のＳ４６０では、設定時間の経過を判定し、自動運転モードに戻す。具体的には、モード切替部２１による自動運転機能の制限が解除され、車両は、通常の自動運転モードでの走行を再開する。

Ｓ４７０では、フィードバックテストの結果に基づき、運転感覚が回復したか否かを判定する。Ｓ４７０では、フィードバックテストを実施した比較期間にて、操作ガイド量を基準とする許容閾値内に実際の操作量が収まっていたかに基づき、運転感覚の回復度合いを判定する。比較期間にて、操作量が許容閾値を頻繁に超えるようなテスト結果であった場合、Ｓ４７０では、運転感覚が回復していないと判定し、Ｓ４７５に進む。

Ｓ４７５では、フィードバックテストの再実施を決定する。Ｓ４７５では、手動運転フィードバックテストの再実施を運転者に対し通知し、Ｓ４３０に戻る。一例として、アクセルペダル操作の再確認を行う場合のＳ４７５では、「踏み方が○○です。もう一度やってみましょう。３．２．１．スタート」といった音声メッセージが再生される。

一方、フィードバックテストを実施した比較期間にて、実際の操作量が許容閾値以下の範囲で推移していた場合、Ｓ４７０では、運転感覚が回復したと判定し、Ｓ４８０に進む。Ｓ４８０では、ステアリング操作又はペダル操作が問題ない状態にあることを運転者に対し通知し、Ｓ４９０に進む。Ｓ４９０では、フィードバックテストの完了処理を実施し、運転操作チェック処理のＳ３６０又はＳ３８０（図９参照）に進む。Ｓ３６０及びＳ３８０では、フィードバックテストの結果を受けて、操作力及び反応速度が十分である旨の肯定判定を実施し、メイン処理のＳ１７０（図６参照）に進む。Ｓ１７０にて、切り替えの許可判定が行われることで、車両の制御権が運転者に移譲され、手動運転による走行が開始される。

ここで、Ｓ４７０での否定判定に基づき複数回のフィードバックテストが行われる場合、初回のフィードバックテストにて、操作量の操作ガイド量に対する差分が大きいほど、次のフィードバックテストにて印加される操作反力が大きくされる。詳記すると、初回のフィードバックテストでは、どのような運転操作に不備があるかが確認される。そして、二回目以降では、前回の運転操作における不備を矯正するためのフィードバックテストが行われる。

例えば、ブレーキペダルに対するペダル操作が急ブレーキ気味になっている場合、反力発生機構８５からブレーキペダルに印加する操作反力を調整し、最適な踏み代が触覚を通じて運転者に提示される。或いは、運転者のペダル操作を想定し、過度な踏み込みが実施されないように、ペダル操作を困難にする程度の操作反力が印加されていてもよい。

ここまで説明した第一実施形態では、第一段階として、運転交代エリアに到達するまでに覚醒状態にあることが確認され、第二段階として、運転操作を手動運転可能なレベルで実施できることが確認される。そして、これらメンタル的な条件及びフィジカル的な条件が順に確認され、共に満たされていた場合に自動運転モードから手動運転モードへの切り替えが実施される。

以上のように、第一実施形態では、覚醒度が運転可能なレベルにあることを確認した後に、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えの許否が判定される。このように、運転感覚の回復を確認する前に、運転者の覚醒度が判定されれば、運転者は、覚醒した状態で運転操作を行うため、操作器への運転操作の入力を通じて、運転感覚を取り戻し易くなる。その結果、自動運転から手動運転への切り替えも許可され易くなり、自動運転機能から運転者への運転交代が円滑に実施可能になる。そして、運転者が運転感覚を取り戻していれば、手動運転モードへの切り替え後における誤操作は、防止可能となる。

加えて第一実施形態では、覚醒度の低下した運転者は、運転者覚醒装置４５の覚醒動作によって、覚醒度を回復される。このように、運転者の覚醒度の強制的な回復が可能であれば、覚醒度の判定から運転交代の許否判定への移行が速やかに行われ得る。その結果、自動運転から手動運転への運転交代は、いっそう円滑となる。

また第一実施形態では、運転者覚醒装置４５の覚醒動作は、運転者の覚醒度が手動運転可能なレベルに回復するまで、連続的又は断続的に継続される。以上の覚醒動作によれば、運転者覚醒装置４５は、手動運転可能なレベルに覚醒度を回復させる確実性を高めることができる。

さらに第一実施形態では、運転者覚醒装置４５として採用される起こシート４６が、運転者の皮膚に圧迫感を与える覚醒動作、及び運転者の骨格を予め設定された適正位置に移動させる覚醒動作等を実施する。このような覚醒動作によれば、運転者には強い刺激が与えられる。故に、短時間での覚醒度の回復が可能になる。

加えて第一実施形態では、運転者毎の運転特性に基づいた操作ガイド量が設定される。故に、運転者の運転特性にそぐわない基準を用いて、運転感覚の回復度合いを評価してしまう事態は、低減される。

また第一実施形態では、フィードバックテストの実施される設定期間では、自動運転の機能が一時的に制限される。故に、フィードバックテストでの運転者の運転操作は、車両の挙動に反映される。その結果、運転者は、適切な緊張感を持った状態で運転操作を入力するようになるので、運転感覚を取り戻し易くなる。

さらに第一実施形態では、フィードバックテストを実施する比較期間にて、過大な操作量の入力又は過大な操作量となる動作予測に基づき、操作器には、操作量を減少させる向きの操作反力が印加される。こうした反力の介入制御により、運転操作が車両挙動に反映される状態でフィードバックテストを実施しても、運転者の過度な運転操作が車両挙動にそのまま反映される事態は、防がれ得る。加えて、ステアリング及び各ペダルの操作量が操作ガイド量に近接するように操作反力の大きさを調整すれば、運転者は、適切な操作量を早期に把握し得る。故に、運転感覚の回復に要する時間が短縮可能になる。

尚、第一実施形態では、自動運転コントローラ１０が「自動運転装置」に相当し、手動運転コントローラ５０「手動運転装置」に相当し、車載システム１００が「運転交代制御システム」に相当する。また、モード切替部２１が「自動運転制限部」に相当し、モード切替部２１及び運転切替判定部６８が「交代判定部」に相当する。

（第二実施形態）
図１３及び図１４に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、運転者の運転特性に適合するような操作ガイド量が、手動運転監視ブロック６０にて規定される。第二実施形態の手動運転監視ブロック６０には、第一実施形態と実質同一の機能ブロック（６１〜６４，６６，６８，６９）に加えて、運転者識別部６５、操作量記憶部６６、及び操作量設定部６７が構築されている。

運転者識別部６５は、例えばＤＳＭ８７と直接的又は電気的に接続されている。運転者識別部６５は、ＤＳＭにて撮影された運転者の顔画像の解析により、運転中の運転者を識別する。

操作量記憶部６６は、手動運転モードの期間にて、運転者毎の運転操作の特性を記憶する。操作量記憶部６６は、操作量記録部６４にて記録される運転操作の履歴を、運転者識別部６５にて識別された運転者の識別情報と紐付けて記憶する。操作量記憶部６６は、運転者を特定し、特定した運転者が操作器に入力した操作量を、複数の道路条件及び複数の速度条件において計測する。そして、操作量記憶部６６は、その計測結果を運転者毎の運転特性を示す情報として記憶する。

操作量設定部６７は、第一実施形態の操作量設定部３１（図２参照）に相当する構成である。操作量設定部６７は、ＡＤＡＳ情報取得部６１及び車両情報取得部６２から取得する情報に基づき、走行中の道路状況及び車両の走行状態を把握する。操作量設定部６７は、操作量記憶部６６に学習された運転者毎の運転特性に基づき、車両が走行中の道路状況に適合する操作ガイド量を設定し、運転切替判定部６８に提供する。

次に、第二実施形態のメイン処理の詳細を説明する。メイン処理のＳ１３５では、Ｓ１４０〜Ｓ１７０の処理を省略する省略条件が成立しているか否かを判定する。詳記すると、運転者覚醒装置４５（図１参照）によって覚醒度が回復されなくても、運転者が手動運転可能な覚醒度を保持している場合に、省略条件が成立する。自動走行制御システム３０は、Ｓ１３５にて、省略条件が成立していると判定した場合、Ｓ１８０に進む。この場合、運転切替判定部６８は、操作量を操作ガイド量との比較を行わずに、モード切替部２１（図１参照）に自動運転から手動運転への切り替えを許可する。

加えて、メイン処理のＳ１７０にて、自動運転モードから手動運転モードへの切り替を拒否した場合、Ｓ１１０にて、覚醒度判定処理を再び実施する。覚醒度判定処理の再実施により、覚醒度判定部４１（図１参照）は、運転者の覚醒度が手動運転可能なレベルを維持しているか再判定する。そして、再判定によって自動運転可能な覚醒度が維持されていると判定すると、自動走行制御システム３０は、運転操作チェック処理を再実施する。

ここまで説明した第二実施形態のように、手動運転監視ブロック６０にて操作ガイド量が設定される構成でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、自動運転機能から運転者への運転交代が円滑に実施可能になる。

加えて第二実施形態では、操作量と操作ガイド量とを比較するフィードバックテストは、運転者覚醒装置４５（図１参照）の作動によって覚醒度が手動運転可能なレベルに回復した運転者に対してのみ、選択的に実施される。例えば、自動運転の継続時間が短い場合では、運転者の覚醒度は、高いまま維持され得る。このとき、運転者は、運転感覚を失っていないと推定され得る。このような場合にフィードバックテストを実施してしまうと、運転者は、フィードバックテストを煩わしく感じてしまう。故に、覚醒度が低下していない運転者へのフィードバックテストは、省略されるのが望ましいのである。

また第二実施形態では、運転切替判定部６８にて、運転感覚の回復が十分でないと判定された場合に、覚醒度判定部４１（図１参照）による覚醒度の判定が再び実施される。例えば、覚醒度が一時的に回復した場合でも、フィードバックテストの実施中に覚醒度の低下が生じ得る。そこで、覚醒度の再判定を実施するようにすれば、フィードバックテストの対象となる運転者は、運転感覚を取り戻し得る覚醒度の高い運転者に限定される。故に、自動運転機能から運転者への運転交代は、いっそう円滑に実施可能になる。

（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記実施形態では、運転者の覚醒度が低い場合に、運転者覚醒装置による覚醒動作が実行されていた。しかし、運転者覚醒装置及び作動制御部に相当する構成は、省略されてもよい。さらに、運転者覚醒装置として設けられる構成は、適宜変更されてよい。

上記実施形態のフィードバックテストにおいて、判定基準となる操作ガイド量は、学習された運転者の運転特性に応じた値に設定されていた。しかし、操作ガイド量は、運転者毎に調整されなくてもよい。予め設定された特定の操作ガイド量に基づき、運転者の操作能力チェックが実施されてよい。

上記実施形態における運転操作のチェックは、全ての操作器に対して順に実行されていた。しかし、こうした操作能力チェックは、アクセルペダル及びブレーキペダルのうちの一方のみに対して実施されてもよく、又はステアリングのみに対して実施されてもよい。さらに、反力制御部及び反力発生機構が省略されたシステムであれば、操作能力チェックは、反力フィードバックを伴うフィードバックテストでなくてもよい。また、操作器への入力が車両挙動に反映されない状態で、操作能力チェックが実施されてもよい。

上記実施形態にて、操作能力チェックに用いられる許可閾値は、操作ガイド量として設定された値に対し、正負の両方に幅を持った値とされる。過大な操作を防止するため、操作ガイド量からプラス側の許可閾値までの余裕代は、マイナス側の余裕代よりも小さくされることが望ましい。

上記第二実施形態では、自動走行中に覚醒度が低下しなかった運転者に対するフィードバックテストは、省略されていた。しかし、例えば、覚醒度を保持していた運転者に対し、フィードバックテストを実施するか否かの選択式の質問を行い、運転者による選択に基づいて、フィードバックテストが省略されてもよい。また、運転者覚醒装置の作動によって覚醒度を回復した運転者に対しても、フィードバックテストを実施するか否かの問い合わせが実施されてもよい。この形態でも、運転者の選択に基づき、フィードバックテストは省略可能となる。

運転交代制御システムを実現する各機能は、自動運転コントローラ１０、通信装置２０、覚醒度検出装置４０、手動運転監視ブロック６０及び手動走行制御システム７０のうちで、どの構成の処理部によって実現されてもよい。これら構成のメモリ装置には、フラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体（non- transitory tangible storage medium）が採用可能である。上記の運転交代制御方法を実現する運転交代制御プログラムは、車載システムに設けられたいずれのメモリ装置に記憶されていてもよい。

１０ 自動運転コントローラ（自動運転装置）、２１ モード切替部（交代判定部，自動運転制限部）、３１ 操作量設定部、４０ａ 処理部、４１ 覚醒度判定部、４２ 作動制御部、４５ 運転者覚醒装置、５０ 手動運転コントローラ（手動運転装置）、６０ａ 処理部、６３ 操作情報取得部、６７ 操作量設定部、６８ 運転切替判定部（交代判定部）、６９ 反力制御部、８５ 反力発生機構、１００ 車載システム（運転交代制御システム）

Claims (14)

1. 車両の自動運転機能から運転者への運転交代を制御する運転交代制御システムであって、
   運転者による操作器への運転操作の入力に基づき車両の挙動を制御する手動運転装置（５０）と、
   前記運転者に代わって前記車両を自動走行させる自動運転装置（１０）と、
   前記操作器に入力される操作量を操作量情報として取得する操作情報取得部（６３）と、
   前記運転者の覚醒度が手動運転可能な覚醒度であるか否かを判定する覚醒度判定部（４１）と、
   覚醒度判定部にて覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定された前記運転者に対して前記操作器に入力されるべき操作ガイド量を規定し、前記操作量情報として取得される前記運転者の前記操作量と前記操作ガイド量との比較に基づき、自動運転から手動運転への切り替えの許否を判定する交代判定部（６８，２１）と、を備える運転交代制御システム。
2. 前記覚醒度判定部にて前記運転者の覚醒度が手動運転可能なレベルにないと判定された場合に、運転者覚醒装置（４５）を作動させて前記運転者の覚醒度を回復させる作動制御部（４２）、をさらに備える請求項１に記載の運転交代制御システム。
3. 前記交代判定部は、前記運転者覚醒装置の作動によって覚醒度が手動運転可能なレベルに回復した前記運転者に対し、前記操作量と前記操作ガイド量との比較に基づく切り替えの許否の判定を行う請求項２に記載の運転交代制御システム。
4. 前記交代判定部は、前記運転者覚醒装置によって覚醒度が回復されなくても手動運転可能な覚醒度を保持している前記運転者に対し、前記操作量と前記操作ガイド量との比較を行わずに、自動運転から手動運転への切り替えを許可する請求項２又は３に記載の運転交代制御システム。
5. 前記作動制御部は、前記覚醒度判定部にて前記運転者の覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定されるまで、前記運転者覚醒装置の動作を継続させる請求項２〜４のいずれか一項に記載の運転交代制御システム。
6. 前記作動制御部は、前記運転者覚醒装置を用いて前記運転者の皮膚に圧迫感を与えるか、又は前記運転者の骨格を予め設定された適正位置に移動させる請求項２〜５のいずれか一項に記載の運転交代制御システム。
7. 手動運転の期間にて前記運転者毎の運転操作の特性を記憶し、記憶した前記運転者毎の運転操作の特性に基づき、前記車両が走行中の道路にて、搭乗中の前記運転者が手動運転の際に入力すると推定される推定操作量を算出する操作量設定部（３１，６７）、をさらに備え、
   前記交代判定部は、前記操作ガイド量として採用される前記推定操作量と、前記運転者の実際の前記操作量との比較に基づき、自動運転から手動運転への切り替えの許否を判定する請求項１〜６のいずれか一項に記載の運転交代制御システム。
8. 前記覚醒度判定部は、自動運転から手動運転への切り替えが前記交代判定部にて拒否された場合に、前記運転者の覚醒度が手動運転可能な覚醒度であるか否かを再び判定する請求項１〜７のいずれか一項に記載の運転交代制御システム。
9. 実際の前記操作量と前記操作ガイド量とを比較する期間にて、前記自動運転装置による自動運転の機能を一時的に制限する自動運転制限部、をさらに備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の運転交代制御システム。
10. 前記操作器には、前記運転者の運転操作に対して操作反力を発生させる反力発生機構（８５）が設けられており、
    実際の前記操作量と前記操作ガイド量とを比較する期間にて、前記操作量が前記操作ガイド量を超える場合、又は前記操作量が前記操作ガイド量を超えると予測される場合に、前記操作量を減少させる向きの前記操作反力を前記反力発生機構に発生させる反力制御部（６９）、をさらに備える請求項９に記載の運転交代制御システム。
11. 前記交代判定部は、自動運転から手動運転への切り替えを拒否する判定を行った場合、前記運転者の実際の前記操作量と前記操作ガイド量との比較を再び実施する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の運転交代制御システム。
12. 前記交代判定部は、自動運転から手動運転への切り替えを拒否する判定を行った場合、前記運転者の実際の前記操作量と前記操作ガイド量との比較を再び実施し、
    前記反力制御部は、前記操作量と前記操作ガイド量とを比較する二回目以降の比較期間にて、前回の比較期間における前記運転者の運転操作に基づき、前記操作量が前記操作ガイド量に近接するように、前記操作反力の大きさを調整する請求項１０に記載の運転交代制御システム。
13. 前記交代判定部は、前記操作ガイド量と前記操作量との差分が許可閾値を超えている場合に、自動運転から手動運転への切り替えを許可しない請求項１〜１２のいずれか一項に記載の運転交代制御システム。
14. 運転者による操作器への運転操作の入力に基づき車両の挙動を制御する手動運転装置（５０）と、前記運転者に代わって前記車両を自動走行させる自動運転装置（１０）と、を搭載する前記車両において、自動運転機能から前記運転者への運転交代を制御する運転交代制御方法であって、
    少なくとも一つの処理部（４０ａ，６０ａ）が、
    前記運転者の覚醒度が手動運転可能な覚醒度であるか否かを判定し（Ｓ１２０）、
    前記操作器に入力される操作量を操作量情報として取得し（Ｓ４４０）、
    覚醒度が手動運転可能なレベルにあると判定された前記運転者に対して前記操作器に入力されるべき操作ガイド量を設定し（Ｓ４５０）、
    前記操作量情報として取得される前記操作量と前記操作ガイド量との比較に基づき、自動運転から手動運転への切り替えの許否を判定する（Ｓ１７０）、運転交代制御方法。

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