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WO2017168738A1 - 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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WO2017168738A1
WO2017168738A1 PCT/JP2016/060863 JP2016060863W WO2017168738A1 WO 2017168738 A1 WO2017168738 A1 WO 2017168738A1 JP 2016060863 W JP2016060863 W JP 2016060863W WO 2017168738 A1 WO2017168738 A1 WO 2017168738A1
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WO
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vehicle
control
unit
output
driving
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Ceased
Application number
PCT/JP2016/060863
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English (en)
French (fr)
Inventor
嘉崇 味村
浩平 沖本
熊切　直隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to PCT/JP2016/060863 priority patent/WO2017168738A1/ja
Priority to CN201680083991.1A priority patent/CN108883775B/zh
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    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/167—Driving aids for lane monitoring, lane changing, e.g. blind spot detection

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program.
  • an automatic override detection device that detects a steering override that is a steering operation performed by the driver when the operation mode is switched, and that controls the operation mode of the traveling vehicle based on the detection result of the override detection device.
  • An operation control apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program capable of giving a sense of security to a vehicle occupant. I will.
  • the invention according to claim 1 automatically performs at least one of speed control and steering control of the operation receiving unit (70) that receives the operation of a vehicle occupant and the vehicle and is received by the operation receiving unit.
  • the automatic operation control unit (120) for switching from automatic operation to manual operation based on the operated operation, the output unit (70) for outputting information, and the speed control from the vehicle occupant received by the operation reception unit
  • an interface control unit (174) that causes the output unit to output information indicating a relationship between an operation amount related to the steering control and a threshold value of an operation amount at which the automatic operation control unit performs control to switch from automatic operation to manual operation.
  • invention of Claim 2 is the vehicle control system of Claim 1, Comprising:
  • the said interface control part outputs the information which shows the result which compared the said operation amount and the said threshold value to the said output part It is something to be made.
  • Invention of Claim 3 is the vehicle control system of Claim 1, Comprising: The said interface control part, when the difference which deducted the said operation amount from the said threshold value is less than predetermined value, the said output part To output predetermined information.
  • the Invention of Claim 4 is the vehicle control system of Claim 1, Comprising:
  • the said interface control part sets the threshold value of the operation amount by which the control which switches from the automatic driving
  • the invention according to claim 5 is the vehicle control system according to claim 1, wherein the automatic driving control unit performs the automatic driving in a plurality of modes having different degrees of automatic driving, and the output unit includes:
  • the interface control unit includes a plurality of output devices, and selects an output device that outputs the information according to the mode.
  • a sixth aspect of the present invention is the vehicle control system according to the first aspect, wherein the operation receiving unit is at least one of an accelerator pedal, a brake pedal, and a steering wheel of the vehicle. It is.
  • the in-vehicle computer receives an operation of a vehicle occupant by the operation receiving unit, and automatically performs at least one of speed control and steering control of the vehicle and receives by the operation receiving unit.
  • the automatic operation is switched to the manual operation, the operation amount related to the speed control or the steering control received from the vehicle occupant received by the operation receiving unit, and the control to switch from the automatic operation to the manual operation.
  • This is a vehicle control method that causes the output unit to output information indicating the relationship with the threshold value of the manipulated variable.
  • an onboard computer accepts an operation of a vehicle occupant by an operation accepting unit, and automatically performs at least one of speed control and steering control of the vehicle and accepts it by the operation accepting unit.
  • the automatic operation is switched to the manual operation, the operation amount related to the speed control or the steering control received from the vehicle occupant received by the operation receiving unit, and the control to switch from the automatic operation to the manual operation.
  • It is the vehicle control program for performing the process which makes the output part output the information which shows the relationship with the threshold value of the operation amount implemented.
  • the vehicle occupant can know in advance that the operation amount is approaching the threshold before the threshold is exceeded.
  • the vehicle occupant can more clearly grasp the difference from the current operation state for the HMI 70 by outputting the operation amount threshold value from the output unit.
  • information can be displayed on an output device that is likely to be viewed by a vehicle occupant according to the mode. Therefore, the vehicle occupant can grasp the displayed information more reliably.
  • the sixth aspect of the present invention it is possible to display a comparison result with each threshold value in correspondence with the operation contents of the accelerator pedal, the brake pedal, and the steering wheel.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an HMI 70.
  • FIG. It is a figure which shows the function structural example of the traveling driving force output device. It is a figure which shows the function structural example of the steering apparatus. It is a figure which shows the function structural example of the brake device. It is a figure which shows a mode that the relative position of the own vehicle M with respect to the driving lane L1 is recognized by the own vehicle position recognition part 140.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the action plan produced
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a trajectory generation unit 146.
  • FIG. 5 is a diagram in which trajectory candidates generated by a trajectory candidate generation unit 146B are expressed by trajectory points K. It is a figure which shows lane change target position TA. It is a figure which shows the speed production
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation content of a vehicle occupant in the host vehicle M. It is a flowchart which shows an example of a switching control process. It is a flowchart which shows an example of a display control process.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating components of a vehicle (hereinafter referred to as a host vehicle M) on which the vehicle control system 100 of the embodiment is mounted.
  • the vehicle on which the vehicle control system 100 is mounted is, for example, an automobile such as a two-wheel, three-wheel, or four-wheel vehicle.
  • a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor.
  • An electric vehicle is driven using electric power discharged by a battery such as a secondary battery, a hydrogen fuel cell, a metal fuel cell, or an alcohol fuel cell.
  • the host vehicle M includes sensors such as a finder 20-1 to 20-7, radars 30-1 to 30-6, and a camera 40, a navigation device 50, and a vehicle control system 100. Installed.
  • the finders 20-1 to 20-7 are, for example, LIDARs (Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging) that measure the scattered light with respect to the irradiation light and measure the distance to the target.
  • LIDARs Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging
  • the finder 20-1 is attached to a front grill or the like
  • the finders 20-2 and 20-3 are attached to a side surface of a vehicle body, a door mirror, the inside of a headlamp, a side lamp, and the like.
  • the finder 20-4 is attached to a trunk lid or the like
  • the finders 20-5 and 20-6 are attached to the side surface of the vehicle body, the interior of the taillight, or the like.
  • the above-described viewfinders 20-1 to 20-6 have a detection area of about 150 degrees in the horizontal direction, for example.
  • the finder 20-7 is attached to a roof or the like.
  • the finder 20-7 has a detection area of 360 degrees in the horizontal direction, for example.
  • Radars 30-1 and 30-4 are, for example, long-distance millimeter-wave radars that have a wider detection area in the depth direction than other radars.
  • Radars 30-2, 30-3, 30-5, and 30-6 are medium-range millimeter-wave radars that have a narrower detection area in the depth direction than radars 30-1 and 30-4.
  • finders 20-1 to 20-7 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “finder 20”, and when the radars 30-1 to 30-6 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “radar 30”.
  • the radar 30 detects an object by, for example, FM-CW (Frequency Modulated Continuous Wave) method.
  • FM-CW Frequency Modulated Continuous Wave
  • the camera 40 is a digital camera using an individual image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • the camera 40 is attached to the upper part of the front windshield, the rear surface of the rearview mirror, or the like. For example, the camera 40 periodically images the front of the host vehicle M repeatedly.
  • the camera 40 may be a stereo camera including a plurality of cameras.
  • FIG. 1 is merely an example, and a part of the configuration may be omitted, or another configuration may be added.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram centering on the vehicle control system 100 according to the embodiment.
  • the host vehicle M includes a detection device DD including a finder 20, a radar 30 and a camera 40, a navigation device 50, a communication device 55, a vehicle sensor 60, an HMI (Human Machine Interface) 70, and a vehicle control system. 100, a driving force output device 200, a steering device 210, and a brake device 220 are mounted. These devices and devices are connected to each other by a multiple communication line such as a CAN (Controller Area Network) communication line, a serial communication line, a wireless communication network, or the like.
  • the vehicle control system in the claims does not only indicate “vehicle control system 100”, but may include a configuration other than the vehicle control system 100 (detection device DD, HMI 70, etc.).
  • the navigation device 50 includes a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver, map information (navigation map), a touch panel display device that functions as a user interface, a speaker, a microphone, and the like.
  • the navigation device 50 identifies the position of the host vehicle M using the GNSS receiver, and derives a route from the position to the destination specified by the user.
  • the route derived by the navigation device 50 is provided to the target lane determining unit 110 of the vehicle control system 100.
  • the position of the host vehicle M may be specified or supplemented by INS (Inertial Navigation System) using the output of the vehicle sensor 60.
  • the navigation device 50 guides the route to the destination by voice or navigation display.
  • the configuration for specifying the position of the host vehicle M may be provided independently of the navigation device 50.
  • the navigation apparatus 50 may be implement
  • information is transmitted and received between the terminal device and the vehicle control system 100 by wireless or wired communication.
  • the communication device 55 performs wireless communication using, for example, a cellular network, a Wi-Fi network, Bluetooth (registered trademark), DSRC (Dedicated Short Range Communication), or the like.
  • the vehicle sensor 60 includes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed, an acceleration sensor that detects acceleration, a yaw rate sensor that detects an angular velocity around a vertical axis, a direction sensor that detects the direction of the host vehicle M, and the like.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the HMI 70.
  • the HMI 70 includes, for example, a driving operation system configuration and a non-driving operation system configuration. These boundaries are not clear, and the configuration of the driving operation system may have a non-driving operation system function (or vice versa).
  • Part of the HMI 70 is an example of an “operation receiving unit” that receives an operation of a vehicle occupant of the host vehicle M, and an example of an “output unit” that outputs information.
  • the HMI 70 includes a driving force output device 200, a steering device 210, a brake device 220, and other driving operation devices 81 as shown in FIG.
  • the traveling driving force output device 200, the steering device 210, and the brake device 220 travel the vehicle by automatic driving or manual driving under the control of the vehicle control system 100. Specific examples of the travel driving force output device 200, the steering device 210, and the brake device 220 will be described later.
  • Other driving operation device 81 is, for example, a shift lever or a shift position sensor.
  • the soft lever is a manipulator for receiving an instruction to change the shift stage by a vehicle occupant.
  • the shift position sensor detects a shift stage instructed by the vehicle occupant using the shift lever, and outputs a shift position signal indicating the detection result to the vehicle control system 100.
  • the other operation device 81 is, for example, a joystick, a button, a dial switch, a GUI (Graphical User Interface) switch, or the like.
  • the other driving operation device 81 receives an acceleration instruction, a deceleration instruction, a turning instruction, and the like, and outputs them to the vehicle control system 100.
  • the HMI 70 has, for example, a display device 82, a speaker 83, a contact operation detection device 84 and a content reproduction device 85, various operation switches 86, a sheet 88 and a sheet driving device 89, and a window glass 90. And a window drive device 91 and a vehicle interior camera 95.
  • the display device 82 is, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electro Luminescence) display device, or the like that is attached to each part of the instrument panel, an arbitrary position facing the passenger seat or the rear seat.
  • the display device 82 is a display located in front of a vehicle occupant who operates the host vehicle M.
  • the display device 82 may be, for example, a HUD (Head Up Display) that projects an image on a front windshield or other window.
  • the speaker 83 outputs sound.
  • the contact operation detection device 84 detects a contact position (touch position) on the display screen of the display device 82 and outputs it to the vehicle control system 100.
  • the contact operation detection device 84 may be omitted.
  • the content playback device 85 includes, for example, a DVD (Digital Versatile Disc) playback device, a CD (Compact Disc) playback device, a television receiver, and various guide image generation devices.
  • the display device 82, the speaker 83, the contact operation detection device 84, and the content playback device 85 may have a configuration in which a part or all of them are common to the navigation device 50. Further, the navigation device 50 may be included in the HMI 70.
  • the various operation switches 86 are arranged at arbitrary locations in the passenger compartment.
  • the various operation switches 86 include an automatic driving changeover switch 87A for instructing the start (or future start) and stop of automatic driving, and each output unit (for example, the navigation device 50, the display device) while the vehicle occupant grips the steering wheel. 82, a content reproduction device 85) or the like, and a steering switch 87B for setting display contents and switching screens.
  • the automatic operation changeover switch 87A and the steering switch 87B may be either a GUI (Graphical User Interface) switch or a mechanical switch.
  • the various operation switches 86 may include switches for driving the sheet driving device 89 and the window driving device 91.
  • the various operation switches 86 output an operation signal to the vehicle control system 100 when an operation from a vehicle occupant is received.
  • the seat 88 is a seat on which a vehicle occupant is seated.
  • the seat driving device 89 freely drives the reclining angle, the front-rear direction position, the yaw angle, and the like of the seat 88.
  • the window glass 90 is provided at each door, for example.
  • the window driving device 91 drives the window glass 90 to open and close.
  • the vehicle interior camera 95 is a digital camera using an individual image sensor such as a CCD or CMOS.
  • the vehicle interior camera 95 is attached to a position where an image of at least the head of a vehicle occupant who performs a driving operation, such as a rearview mirror, a steering boss, or an instrument panel, can be taken.
  • a driving operation such as a rearview mirror, a steering boss, or an instrument panel.
  • the camera 40 periodically and repeatedly images the vehicle occupant.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of the traveling driving force output device 200.
  • the travel driving force output device 200 shown in FIG. 4 includes an accelerator pedal 200A, an accelerator opening sensor 200B, an engine ECU (Electronic Control Unit) 200C, an accelerator pedal reaction force control unit 200D, a reaction force motor 200E, The control unit 200F, the speed change mechanism 200G, and the throttle valve drive unit 200H may be included, but are not limited thereto.
  • a combination of the accelerator pedal reaction force control unit 200D and the reaction force motor 200E is an example of an accelerator pedal reaction force output device.
  • the accelerator pedal 200A is an operator for receiving an acceleration instruction (or a deceleration instruction by a return operation) by a vehicle occupant of the host vehicle M.
  • the accelerator opening sensor 200B detects the depression amount of the accelerator pedal 200A and outputs an accelerator opening signal indicating the depression amount.
  • the host vehicle M when the host vehicle M is an automobile having an internal combustion engine as a power source, the engine, a transmission, and an engine ECU 200C for controlling the engine are provided.
  • the host vehicle M is an electric vehicle using an electric motor as a power source, a traveling motor is provided instead of the engine and transmission described above, and a motor ECU is provided instead of the engine ECU 200C.
  • the host vehicle M when the host vehicle M is a hybrid vehicle, it includes the above-described engine, transmission, and engine ECU, and a travel motor and motor ECU.
  • Engine ECU 200C generates a control signal for adjusting a shift stage and the like in transmission mechanism 200G according to information input from travel control unit 160 described later, and outputs the generated control signal to transmission control unit 200F.
  • the driving force output device 200 adjusts the throttle opening of the throttle valve of the engine and outputs a drive signal to the throttle valve drive unit 200H.
  • traveling driving force output device 200 includes only the traveling motor
  • the motor ECU is provided instead of the engine ECU 200C described above.
  • the motor ECU adjusts the duty ratio of the PWM signal applied to the traveling motor according to the information input from the traveling control unit 160.
  • traveling drive force output device 200 includes an engine and a travel motor
  • engine ECU 200C and motor ECU control the travel drive force in cooperation with each other according to information input from travel control unit 160.
  • engine ECU 200C outputs to the accelerator pedal 200A a force (reaction force) in a direction opposite to the force (depression force) that depresses accelerator pedal 200A corresponding to the accelerator opening signal obtained from accelerator opening sensor 200B.
  • the reaction force control signal is output to the accelerator pedal reaction force control unit 200D.
  • the accelerator pedal reaction force control unit 200D generates a drive signal for controlling the drive to the reaction force motor 200E for creating the reaction force to the accelerator pedal 200A based on the reaction force control signal from the engine ECU 200C.
  • the accelerator pedal reaction force control unit 200D causes the accelerator pedal 200A to apply a reaction force having an arbitrary magnitude according to the stroke amount, the stroke speed, or other signals, for example, by the torque generated by the reaction force motor 200E.
  • the reaction force motor 200E outputs a reaction force against the pedal force of the vehicle occupant to the accelerator pedal 200A based on a drive signal from the accelerator pedal reaction force control unit 200D.
  • the gear shift control unit 200F sends gear shift information to the gear shift mechanism 200G based on the gear shift command from the engine ECU 200C to control the gear shift.
  • the speed change mechanism 200G changes the speed of the host vehicle M.
  • the throttle valve drive unit 200H opens and closes the throttle valve according to a drive signal from the engine ECU 200C, and changes the throttle opening corresponding to the accelerator opening sensor 200B.
  • Engine ECU 200C performs the various controls in cooperation with the vehicle control system 100.
  • Engine ECU 200C may be a separate computer device from vehicle control system 100, or may be a single integrated computer device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration example of the steering device 210.
  • the steering device 210 includes a steering wheel 210A, a steering shaft 210B, a steering steering angle sensor 210C, a steering torque sensor 210D, a reaction force motor 210E, an assist motor 210F, a steering mechanism 210G, and a steering angle sensor 210H.
  • the steering ECU 210I may be included, but is not limited thereto.
  • the steering wheel 210A is an example of an operator that receives a steering instruction from a vehicle occupant. Instead of the steering wheel 210A, another type of operation device such as a joystick may be mounted. An operation performed on the steering wheel 210A is transmitted to the steering shaft 210B. A steering angle sensor 210C and a steering torque sensor 210D are attached to the steering shaft 210B. The steering angle sensor 210C detects the angle at which the steering wheel 210A is operated and outputs the detected angle to the steering ECU 210I. The steering torque sensor 210D detects torque (steering torque) acting on the steering shaft 210B and outputs it to the steering ECU 210I. The reaction force motor 210E outputs an operation reaction force to the steering wheel 210A by outputting torque to the steering shaft 210B under the control of the steering ECU 210I.
  • the assist motor 210F outputs a torque to the steering mechanism 210G under the control of the steering ECU 210I to generate a steering force in the steering mechanism 210G.
  • the steered mechanism 210G is, for example, a rack and pinion mechanism.
  • the steering angle sensor 210H detects an amount (for example, rack stroke) indicating the angle (steering angle) of the steering mechanism 210G and outputs the detected amount to the steering ECU 210I.
  • the steering shaft 210B and the steering mechanism 210G may be fixedly connected, disconnected, or connected via a clutch mechanism or the like.
  • the steering ECU 210I performs the above-described various controls in cooperation with the vehicle control system 100.
  • the steering ECU 210I may be a computer device that is separate from the vehicle control system 100, or may be a single integrated computer device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration example of the brake device 220.
  • the brake device 220 shown in FIG. 6 may include a brake pedal 220A, a pedal force sensor 220B, a brake ECU 220C, a brake reaction force control unit 220D, a reaction force motor 220E, and a brake mechanism 220F, but is not limited thereto. Not.
  • the brake pedal 220A is an operator for receiving a deceleration instruction from the vehicle occupant.
  • the pedaling force sensor 220B detects a pedaling force (or a pedaling amount) applied to the brake pedal 220A, and outputs a brake signal indicating the detection result to the brake ECU 220C.
  • the brake ECU 220C generates a control signal for controlling the operation of the reaction force motor 220E based on the depression force of the brake pedal 220A detected by the depression force sensor 220B.
  • the brake ECU 220C controls the operation of the brake mechanism 220F such as a brake actuator based on the pedaling force of the brake pedal 220A detected by the pedaling force sensor 220B.
  • the brake reaction force control unit 220D controls the reaction force output to the brake pedal 220A via the reaction force motor 220E based on a control signal from the brake ECU 200C.
  • the reaction force motor 220E generates torque under the control of the brake reaction force control unit 220D, and outputs the reaction force of any magnitude according to the stroke amount, stroke speed or other signal to the brake pedal 220A. To do.
  • the reaction force motor 220E has a function of generating a reaction force with respect to the operation of the brake pedal 220A and a function of changing the stroke start pedaling force of the brake pedal 220A.
  • the brake ECU 220C described above performs the various controls in cooperation with the vehicle control system 100.
  • the brake ECU 220C may be a computer device that is separate from the vehicle control system 100, or may be a single integrated computer device.
  • the travel driving force output device 200, the steering device 210, and the brake device 220 described above can apply a reaction force to the accelerator pedal 200A, the steering wheel 210A, and the brake pedal 220A, respectively.
  • the reaction force can be applied so that the vehicle occupant of the host vehicle M does not perform an erroneous override.
  • the accelerator pedal 200A and the brake pedal 220A can be used as a footrest (foot stand) during automatic driving
  • the steering wheel 210A can be used as an arm rest (arm stand).
  • the vehicle control system 100 is realized by, for example, one or more processors or hardware having an equivalent function.
  • the vehicle control system 100 includes a combination of a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an ECU (Electronic Control Unit) in which a communication interface is connected by an internal bus, or an MPU (Micro-Processing Unit). It may be.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an ECU (Electronic Control Unit) in which a communication interface is connected by an internal bus, or an MPU (Micro-Processing Unit). It may be.
  • the vehicle control system 100 includes, for example, a target lane determination unit 110, an automatic driving control unit 120, a travel control unit 160, an HMI control unit (interface control unit) 170, and a storage unit 180.
  • the automatic driving control unit 120 includes, for example, an automatic driving mode control unit 130, an own vehicle position recognition unit 140, an external environment recognition unit 142, an action plan generation unit 144, a track generation unit 146, and a switching control unit 150. Prepare.
  • Part or all of the target lane determining unit 110, the automatic operation control unit 120, and the travel control unit 160 are realized by a processor executing a program (software). Some or all of these may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or may be realized by a combination of software and hardware.
  • LSI Large Scale Integration
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the storage unit 180 stores, for example, high-accuracy map information 182, target lane information 184, action plan information 186, override threshold value 188, mode-specific operation availability information 190, and the like.
  • the storage unit 180 is realized by a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, or the like.
  • the program executed by the processor may be stored in the storage unit 180 in advance, or may be downloaded from an external device via an in-vehicle Internet facility or the like.
  • the program may be installed in the storage unit 180 by mounting a portable storage medium storing the program on a drive device (not shown).
  • the computer (vehicle-mounted computer) of the vehicle control system 100 may be distributed by a plurality of computer devices.
  • the target lane determining unit 110 is realized by an MPU, for example.
  • the target lane determination unit 110 divides the route provided from the navigation device 50 into a plurality of blocks (for example, every 100 [m] with respect to the vehicle traveling direction), and refers to the high-precision map information 182 for each block.
  • the target lane determination unit 110 performs determination such as how many lanes from the left are to be traveled.
  • the target lane determination unit 110 determines the target lane so that the host vehicle M can travel on a reasonable travel route for proceeding to the branch destination when there is a branch point or a merge point in the route.
  • the target lane determined by the target lane determining unit 110 is stored in the storage unit 180 as target lane information 184.
  • the high-precision map information 182 is map information with higher accuracy than the navigation map that the navigation device 50 has.
  • the high-precision map information 182 includes, for example, information on the center of the lane or information on the boundary of the lane.
  • the high-precision map information 182 may include road information, traffic regulation information, address information (address / postal code), facility information, telephone number information, and the like.
  • Road information includes information indicating the type of road such as expressway, toll road, national road, prefectural road, road lane number, width of each lane, road gradient, road position (longitude, latitude, height). Information including 3D coordinates), curvature of lane curves, lane merging and branch point positions, signs provided on roads, and the like.
  • the traffic regulation information includes information that the lane is blocked due to construction, traffic accidents, traffic jams, or the like.
  • the automatic operation control unit 120 automatically performs at least one of speed control and steering control of the host vehicle M.
  • the speed control is control related to acceleration / deceleration of the host vehicle M, for example, and acceleration / deceleration includes one or both of acceleration and deceleration. Further, the automatic operation control unit 120 performs control to automatically switch from automatic operation to manual operation based on an operation received by an operation reception unit such as the HMI 70.
  • the automatic operation mode control unit 130 determines an automatic operation mode performed by the automatic operation control unit 120.
  • the automatic driving modes in the present embodiment include the following different modes. In addition, the following is an example to the last, and the mode number of automatic driving
  • Mode A is the mode with the highest degree of automatic driving. When mode A is implemented, since all vehicle control such as complicated merge control is automatically performed, the vehicle occupant does not need to monitor the surroundings and state of the host vehicle M.
  • Mode B is a mode in which the degree of automatic driving is the second highest after Mode A.
  • mode B is implemented, in principle, all vehicle control is performed automatically, but the driving operation of the host vehicle M is left to the vehicle occupant depending on the situation. For this reason, the vehicle occupant needs to monitor the periphery and state of the own vehicle M.
  • Mode C is a mode in which the degree of automatic driving is the second highest after mode B.
  • mode C the vehicle occupant needs to perform confirmation operation according to the scene with respect to HMI70.
  • mode C for example, when the vehicle occupant is notified of the lane change timing and the vehicle occupant performs an operation to instruct the HMI 70 to change the lane, the automatic lane change is performed. For this reason, the vehicle occupant needs to monitor the periphery and state of the own vehicle M.
  • the automatic driving mode control unit 130 determines the mode of automatic driving based on the operation of the vehicle occupant with respect to the HMI 70, the event determined by the action plan generation unit 144, the travel mode determined by the trajectory generation unit 146, and the like.
  • the automatic operation mode is notified to the HMI control unit 170.
  • the limit according to the performance etc. of the detection device DD of the own vehicle M may be set to the mode of automatic driving. For example, when the performance of the detection device DD is low, the mode A may not be performed. In any mode, it is possible to switch to the manual operation mode (override) by an operation on the configuration of the driving operation system in the HMI 70.
  • the vehicle position recognition unit 140 is based on the high-precision map information 182 stored in the storage unit 180 and information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, the navigation device 50, or the vehicle sensor 60.
  • the lane in which the vehicle M is traveling (the traveling lane) and the relative position of the host vehicle M with respect to the traveling lane are recognized.
  • the own vehicle position recognition unit 140 is, for example, a road lane line pattern recognized from the high-precision map information 182 (for example, an arrangement of solid lines and broken lines) and the periphery of the own vehicle M recognized from an image captured by the camera 40.
  • the road lane is recognized by comparing the road lane marking pattern. In this recognition, the position of the host vehicle M acquired from the navigation device 50 and the processing result by INS may be taken into account.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state where the vehicle position recognition unit 140 recognizes the relative position of the vehicle M with respect to the travel lane L1.
  • the own vehicle position recognition unit 140 makes a deviation OS of the reference point (for example, the center of gravity) of the own vehicle M from the travel lane center CL and a line connecting the travel lane center CL in the traveling direction of the own vehicle M.
  • the angle ⁇ is recognized as a relative position of the host vehicle M with respect to the traveling lane L1.
  • the host vehicle position recognition unit 140 recognizes the position of the reference point of the host vehicle M with respect to any side end of the host lane L1 as the relative position of the host vehicle M with respect to the traveling lane. Also good.
  • the relative position of the host vehicle M recognized by the host vehicle position recognition unit 140 is provided to the target lane determination unit 110.
  • the external environment recognition unit 142 recognizes the position, speed, acceleration, and other states of surrounding vehicles based on information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, and the like.
  • the peripheral vehicle is, for example, a vehicle that travels around the host vehicle M and travels in the same direction as the host vehicle M.
  • the position of the surrounding vehicle may be represented by a representative point such as the center of gravity or corner of the other vehicle, or may be represented by a region expressed by the contour of the other vehicle.
  • the “state” of the surrounding vehicle may include the acceleration of the surrounding vehicle, whether the lane is changed (or whether the lane is going to be changed), which is grasped based on the information of the various devices.
  • the outside recognition unit 142 recognizes the positions of guardrails, utility poles, parked vehicles, pedestrians, fallen objects, railroad crossings, traffic lights, signboards and other objects installed near construction sites. May be.
  • the action plan generation unit 144 sets a starting point of automatic driving and / or a destination of automatic driving.
  • the starting point of the automatic driving may be the current position of the host vehicle M or a point where an operation for instructing automatic driving is performed.
  • the action plan generation unit 144 generates an action plan in a section between the start point and the destination for automatic driving. In addition, not only this but the action plan production
  • the action plan is composed of a plurality of events that are executed sequentially, for example.
  • Examples of the event include a deceleration event for decelerating the host vehicle M, an acceleration event for accelerating the host vehicle M, a lane keeping event for driving the host vehicle M so as not to deviate from the traveling lane, and a lane change event for changing the traveling lane.
  • the action plan generation unit 144 sets a lane change event, a branch event, or a merge event at a location where the target lane determined by the target lane determination unit 110 is switched. Information indicating the action plan generated by the action plan generation unit 144 is stored in the storage unit 180 as action plan information 186.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an action plan generated for a certain section.
  • the action plan generation unit 144 generates an action plan necessary for the host vehicle M to travel on the target lane indicated by the target lane information 184.
  • the action plan generation unit 144 may dynamically change the action plan regardless of the target lane information 184 according to a change in the situation of the host vehicle M.
  • the action plan generation unit 144 may determine that the speed of the surrounding vehicle recognized by the external recognition unit 142 exceeds the threshold while the vehicle travels, or the movement direction of the surrounding vehicle traveling in the lane adjacent to the own lane is the own lane direction.
  • the event set in the driving section where the host vehicle M is scheduled to travel is changed.
  • the vehicle from the rear of the lane to which the lane is changed becomes greater than the threshold during the lane keep event according to the recognition result of the external recognition unit 142.
  • the action plan generation unit 144 may change the event next to the lane keep event from a lane change event to a deceleration event, a lane keep event, or the like. As a result, the vehicle control system 100 can automatically drive the host vehicle M safely even when a change occurs in the external environment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the configuration of the trajectory generation unit 146.
  • the track generation unit 146 includes, for example, a travel mode determination unit 146A, a track candidate generation unit 146B, and an evaluation / selection unit 146C.
  • the travel mode determination unit 146A determines one of the travel modes from constant speed travel, follow-up travel, low-speed follow-up travel, deceleration travel, curve travel, obstacle avoidance travel, and the like. . For example, when there is no other vehicle ahead of the host vehicle M, the travel mode determination unit 146A determines the travel mode to be constant speed travel. In addition, the traveling mode determination unit 146A determines the traveling mode to follow running when traveling following the preceding vehicle. In addition, the traveling mode determination unit 146A determines the traveling mode to be low-speed following traveling in a traffic jam scene or the like.
  • the travel mode determination unit 146A determines the travel mode to be decelerated when the external environment recognition unit 142 recognizes deceleration of the preceding vehicle or when an event such as stopping or parking is performed. In addition, when the outside recognition unit 142 recognizes that the host vehicle M has reached a curved road, the travel mode determination unit 146A determines the travel mode to be curved travel. In addition, the travel mode determination unit 146A determines the travel mode to be obstacle avoidance travel when the external environment recognition unit 142 recognizes an obstacle in front of the host vehicle M.
  • the trajectory candidate generation unit 146B generates trajectory candidates based on the travel mode determined by the travel mode determination unit 146A.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 146B.
  • FIG. 10 shows candidate tracks generated when the host vehicle M changes lanes from the lane L1 to the lane L2.
  • the trajectory candidate generation unit 146B follows a trajectory as shown in FIG. 10, for example, at a target position (orbit point K) at which the reference position (for example, the center of gravity or the center of the rear wheel axis) of the host vehicle M should arrive at every future predetermined time. Determine as a gathering of.
  • FIG. 11 is a diagram in which trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 146B are expressed by trajectory points K.
  • the trajectory candidate generation unit 146B gradually widens the distance between the trajectory points K when it wants to accelerate and gradually narrows the distance between the trajectory points when it wants to decelerate.
  • the trajectory candidate generation unit 146B needs to give a target speed to each of the trajectory points K.
  • the target speed is determined according to the travel mode determined by the travel mode determination unit 146A.
  • the track candidate generation unit 146B first sets a lane change target position (or a merge target position).
  • the lane change target position is set as a relative position with respect to the surrounding vehicles, and determines “with which surrounding vehicle the lane is to be changed”.
  • the trajectory candidate generation unit 146B pays attention to three surrounding vehicles with the lane change target position as a reference, and determines a target speed when the lane change is performed.
  • FIG. 12 is a diagram showing the lane change target position TA.
  • L1 represents the own lane and L2 represents the adjacent lane.
  • the preceding vehicle mA is set as the surrounding vehicle that runs immediately before the own vehicle M
  • the front reference vehicle mB and the lane change target position TA is set as the surrounding vehicle that runs immediately before the lane changing target position TA.
  • a surrounding vehicle traveling immediately after is defined as a rear reference vehicle mC.
  • the host vehicle M needs to perform acceleration / deceleration in order to move to the side of the lane change target position TA. However, it is necessary to avoid catching up with the preceding vehicle mA at this time. For this reason, the trajectory candidate generation unit 146B predicts the future state of the three neighboring vehicles and determines the target speed so as not to interfere with each neighboring vehicle.
  • FIG. 13 is a diagram showing a speed generation model when the speeds of the three surrounding vehicles are assumed to be constant.
  • straight lines extending from mA, mB, and mC indicate displacements in the traveling direction when it is assumed that the respective surrounding vehicles have traveled at a constant speed.
  • the own vehicle M must be between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC at the point CP at which the lane change is completed, and must be behind the preceding vehicle mA before that.
  • the track candidate generation unit 146B derives a plurality of time-series patterns of the target speed until the lane change is completed. Then, a plurality of trajectory candidates as shown in FIG.
  • the motion patterns of the three surrounding vehicles are not limited to the constant speed as shown in FIG. 13 but may be predicted on the assumption of a constant acceleration and a constant jerk (jumping degree).
  • the evaluation / selection unit 146C evaluates the track candidates generated by the track candidate generation unit 146B from, for example, two viewpoints of planability and safety, and selects a track to be output to the travel control unit 160. .
  • the viewpoint of planability for example, the track is highly evaluated when the followability with respect to an already generated plan (for example, an action plan) is high and the total length of the track is short.
  • an already generated plan for example, an action plan
  • a trajectory in which the lane is once changed in the left direction and returned is evaluated as low.
  • viewpoint of safety for example, at each track point, the distance between the host vehicle M and the object (peripheral vehicle or the like) is longer, and the higher the acceleration / deceleration or the change amount of the steering angle, the higher the evaluation.
  • the switching control unit 150 switches between the automatic operation mode and the manual operation mode based on the signal input from the automatic operation switch 87A. Further, the switching control unit 150 performs control to switch from the automatic operation mode to the manual operation mode based on the speed (one or both of acceleration and deceleration) with respect to the configuration of the driving operation system in the HMI 70 or an operation instructing steering. .
  • the switching control unit 150 includes an operation amount indicated by a signal input from the configuration of a driving operation system (for example, at least one of the travel driving force output device 200, the steering device 210, and the brake device 220) in the HMI 70;
  • the operation amount threshold value (override threshold value 188) stored in the storage unit 180 is compared.
  • the operation amount includes, for example, the magnitude of the operating force, the distance changed by the operation, the magnitude of the angle, and the like.
  • the operation amount obtained from the travel driving force output device 200 is, for example, information on the accelerator opening based on the operation of the vehicle occupant detected by the accelerator opening sensor 200B.
  • the operation amount obtained from the steering device 210 is, for example, information related to the steering angle based on the operation of the vehicle occupant detected by the steering steering angle sensor 210C.
  • the operation amount obtained from the brake device 220 is, for example, information related to the pedaling force based on the operation of the vehicle occupant detected by the pedaling force sensor 220B.
  • the switching control unit 150 performs override control for switching from the automatic operation mode to the manual operation mode when the operation amount described above exceeds the threshold value. For example, the switching control unit 150 performs the override control when the value obtained by subtracting the threshold from the operation amount described above is less than 0, or when the value (ratio, ratio) obtained by dividing the operation amount by the threshold exceeds 1. Do. Further, the switching control unit 150 may perform the above-described override control when the state where the operation amount exceeds the threshold value continues for a reference time or longer.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the override threshold value 188.
  • examples of the override threshold value 188 include “operation amount information” and “threshold value”, but are not limited thereto.
  • a threshold value other than the override threshold value may be set and compared with the set value.
  • the “operation amount information” is information regarding the operation amount generated in the operation reception unit as a result of, for example, a vehicle occupant operating the operation reception unit.
  • An example of the operation reception unit is at least one of the accelerator pedal 200A, the steering wheel 210A, and the brake pedal 220A.
  • Examples of the operation amount information include, but are not limited to, an accelerator opening degree with respect to the accelerator pedal 200A, a steering angle with respect to the steering wheel 210A, a brake depression amount with respect to the brake pedal 220A, and the like.
  • threshold values Th1 to Th3 are set for the respective operation amount information described above.
  • the switching control unit 150 compares the operation amount associated with the accelerator opening, the steering angle, and the brake pedal depression amount actually acquired by the driving operation of the vehicle occupant with the operation amount threshold value stored in the override threshold value 188. Based on the comparison result, the above-described override control is performed.
  • the switching control unit 150 outputs information indicating the comparison result to the HMI control unit 170.
  • the information indicating the comparison result includes, for example, the information regarding the operation amount described above, the information regarding the threshold value of the operation amount, the information regarding the comparison result, and the like, but is not limited thereto. Further, the switching control unit 150 may return to the automatic operation mode when an operation for the configuration of the driving operation system in the HMI 70 is not detected for a predetermined time after switching to the manual operation mode by the override. .
  • the traveling control unit 160 automatically performs at least one of speed control and steering control of the host vehicle M based on the schedule determined by the action plan generation unit 144 and the track generation unit 146 described above.
  • the traveling control unit 160 includes the traveling driving force output device 200 such that the host vehicle M passes the traveling track (trajectory information) generated (scheduled) by the track generating unit 146 at a scheduled time.
  • the steering device 210 and the brake device 220 are controlled.
  • the HMI control unit 170 includes an operation amount related to acceleration control and / or steering control from the vehicle occupant of the host vehicle M received from the driving operation system of the HMI 70, and an operation amount for performing control for switching from automatic driving to manual driving. Information indicating the relationship with the threshold is output to an output unit or the like.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a functional configuration example of the HMI control unit 170.
  • the HMI control unit 170 includes a comparison information acquisition unit 172, an interface control unit 174, and a mode-specific operation availability determination unit 176.
  • the comparison information acquisition unit 172 receives from the vehicle occupant of the host vehicle M received from the above-described switching control unit 150 from the driving operation system of the HMI 70 (for example, the travel driving force output device 200, the steering device 210, and the brake device 220).
  • the information which shows the relationship between the operation amount regarding this acceleration control and / or steering control, and the threshold value of the operation amount at which the control for switching from the automatic operation to the manual operation is performed is acquired.
  • the comparison information acquisition unit 172 acquires information indicating a result of comparing the operation amount and the threshold value as information indicating the relationship between the operation amount and the threshold value.
  • the interface control unit 174 outputs the information acquired by the comparison information acquisition unit 172 from the output unit, and notifies the vehicle occupant of the host vehicle M.
  • An example of the output unit includes at least one of the navigation device 50, the display device 82, the speaker 83, and the like.
  • the interface control unit 174 outputs information indicating the relationship between the above-described operation amount and the operation amount threshold value to the output unit that can be operated by the vehicle occupant in the operation mode by the mode-specific operation availability determination unit 176. You may control to make it. In this way, by displaying information on the operation status on the output unit that is likely to be viewed by the vehicle occupant, the vehicle occupant can be more surely grasped.
  • the mode-specific operation propriety determination unit 176 refers to the mode-specific operation propriety information 190 and determines the HMI 70 (non- It is determined whether the operation of the driving operation system) is possible.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the operation availability information 190 by mode.
  • the mode-specific operation availability information 190 shown in FIG. 16 includes “manual operation mode” and “automatic operation mode” as operation mode items. Further, the “automatic operation mode” includes the above-mentioned “mode A”, “mode B”, “mode C”, and the like.
  • the mode-specific operation availability information 190 includes “navigation operation” that is an operation on the navigation device 50, “content reproduction operation” that is an operation on the content reproduction device 85, and an operation on the display device 82 as non-driving operation items. It has a certain "instrument panel operation” etc.
  • whether or not the vehicle occupant can operate the non-driving operation system is set for each operation mode described above, but the target interface device (display unit or the like) It is not limited to.
  • the mode-specific operation propriety determination unit 176 refers to the mode-specific operation propriety information 190 based on the mode information acquired from the automatic operation control unit 120, thereby permitting use of the plurality of output devices included in the output unit. Output devices to be used and output devices that are not permitted to be used. Further, the mode-specific operation availability determination unit 176 outputs the determination result to the interface control unit 174. Accordingly, the interface control unit 174 controls whether or not an operation from the vehicle occupant can be accepted for the non-driving operation type HMI 70 and the like.
  • the vehicle occupant when the operation mode executed by the vehicle control system 100 is the manual operation mode, the vehicle occupant operates the driving operation system (for example, the accelerator pedal 200A, the steering wheel 210A, the brake pedal 220A, etc.) of the HMI 70.
  • the driving operation system for example, the accelerator pedal 200A, the steering wheel 210A, the brake pedal 220A, etc.
  • the interface control unit 174 Control is performed so as not to accept operations for some or all of the non-driving operation systems.
  • the interface control unit 174 performs control so as not to accept an operation on a part or all of the non-driving operation system of the HMI 70 in order to prevent driver distraction.
  • the interface control unit 174 performs control to relax the restriction of the driver distraction and to accept the operation of the vehicle occupant for the non-driving operation system that has not received the operation.
  • the interface control unit 174 displays video on the display device 82, which is an example of a plurality of output devices included in the output unit, outputs audio to the speaker 83, and outputs content from a DVD or the like to the content reproduction device 85. Play it.
  • the content reproduced by the content reproduction device 85 may include, for example, various contents related to entertainment and entertainment such as a TV program in addition to the content stored on the DVD or the like.
  • the “content reproduction operation” shown in FIG. 16 may mean such a content operation related to entertainment and entertainment.
  • instrument panel operation can also be operated in mode C.
  • the display device 82 corresponding to the instrument panel is a display located in front of a vehicle occupant who operates the host vehicle M, for example.
  • the display device 82 can accept the operation of the vehicle occupant when the mode with the lowest degree of automatic driving is executed among the automatic driving modes (mode A to mode C).
  • the interface control unit 174 causes the display device 82 to output information indicating the relationship between the operation amount and the threshold value when, for example, automatic driving in mode C is executed.
  • the interface control unit 174 can select an output device that outputs information indicating the relationship between the operation amount and the threshold value according to the operation mode, and cause the selected output device to output the above-described information. Accordingly, the interface control unit 174 can display information on an output device that is likely to be viewed by a vehicle occupant, for example.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a first example in which information indicating the relationship between the operation amount and the threshold value is output.
  • information indicating the relationship between the operation amount and the threshold value is output.
  • FIG. 17 for example, an example displayed on the screen of the display device 82 is shown, but it may be displayed on another output unit such as the navigation device 50.
  • the ratio of the depression force of the brake pedal 220 ⁇ / b> A until the override control is performed on the screen 300 of the display device 82 as the information indicating the result of comparing the operation amount and the threshold is the character information 310. It is shown in Examples of the character information 310 include “90% remaining until overriding” as shown in FIG. 17A, but are not limited to this. For example, “current depression amount 50”, “manual operation” Various messages such as “the stepping angle until switching to 12 °” may be used.
  • the interface control unit 174 may display an image 320 in which a foot is placed on the brake pedal 220A so that a vehicle occupant of the host vehicle can easily understand visually. In this case, it is preferable to display at an angle ⁇ corresponding to the amount of depression (ratio, ratio, etc.) as shown in FIG. Thereby, the operation state with respect to HMI70 can be notified to a vehicle passenger more clearly.
  • the interface control unit 174 may cause the output unit to output predetermined information (for example, a warning or the like) when the difference obtained by subtracting the operation amount from the threshold value is within a predetermined value.
  • predetermined information for example, a warning or the like
  • the interface control unit 174 displays a warning such as “I will be overridden soon!”
  • the character information 312 such as “10% until overriding” on the screen 302.
  • Output information when displaying the image 322 corresponding to the operation content on the screen 302, the interface control unit 174 depresses the brake pedal 220A by causing the angle ⁇ to be displayed as shown in FIG. 17B. Can communicate this visually.
  • the brake pedal has been described.
  • the operation state with respect to the accelerator pedal 200A or the steering wheel 210A may be displayed as the character information 310 or the image 320.
  • audio information corresponding to the character information 310 and 312 may be output from an output unit such as the speaker 83.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a second embodiment in which information indicating the relationship between the operation amount and the threshold value is output.
  • the screen 304 of the output unit such as the display device 82
  • character information 314 and an image 324 regarding the brake pedal stroke amount, and character information 316 and an image 326 regarding the steering angle are displayed.
  • information on each operation content is displayed on the screen 304.
  • an operator for example, accelerator pedal 200A
  • the interface control unit 174 displays an override threshold value (a threshold value for an operation amount at which control for switching from automatic operation to manual operation is performed) and a current operation amount (a hatched portion shown in FIG. 18). 324, 326.
  • an override threshold value a threshold value for an operation amount at which control for switching from automatic operation to manual operation is performed
  • a current operation amount a hatched portion shown in FIG. 18. 324, 326.
  • the state (neutral position) in which the brake pedal 220 ⁇ / b> A and the steering wheel 210 ⁇ / b> A are fixed with respect to the automatic driving is set to 0, and the operation amount from there is displayed. If the brake pedal 220A, the steering wheel 210A, and the like change due to automatic driving instead of those, the changing position may be set as the reference (0).
  • the vehicle occupant can clearly grasp how much is remaining until the vehicle is switched to manual operation by overriding by looking at the character information 314, 316 and the images 324, 326.
  • information obtained by combining a part or all of the first and second examples described above may be output.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the operation contents of the vehicle occupant in the host vehicle M.
  • FIG. The example of FIG. 19 shows a state in which the vehicle occupant P of the host vehicle M is seated on the seat 88.
  • a navigation device 50 and a display device 82 are shown.
  • the display device 82 is a display provided on the instrument panel.
  • an accelerator pedal 200A, a brake pedal 220A, and a steering wheel 210A are shown as an example of the driving operation system of the HMI 70.
  • the accelerator pedal 200A and the brake pedal 220A can be used as a footrest, and the steering wheel 210A can be used as an armrest.
  • the vehicle occupant P can touch the operator with his / her hand or put his / her foot on the operator. Can do. Further, the vehicle occupant P can easily grasp how much pressure (load) is applied to shift to manual operation by overriding.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of the switching control process.
  • the switching control unit 150 receives an operation on the operator by a vehicle occupant during automatic driving (S100), and compares the operation amount by the received operation with a preset override threshold value 188. (S102), it is determined whether or not the operation amount exceeds a threshold (step S104). In the process of step S104, it may be determined whether or not the state in which the operation amount exceeds the threshold value continues for a reference time or more.
  • the switching control unit 150 If the operation amount does not exceed the threshold value, the switching control unit 150 outputs information indicating the comparison result to the HMI control unit 170 (step S106). When the operation amount exceeds the threshold value, the switching control unit 150 performs switching control to manual operation by overriding (step S108).
  • FIG. 21 is a flowchart showing an example of the display control process.
  • the comparison information acquisition unit 172 acquires information indicating the above-described comparison result from the switching control unit 150 (step S200).
  • the interface control unit 174 selects an output unit that can be operated in accordance with the operation mode determined by the mode-specific operation availability determination unit 176 or the like (step S202). In the process of step S202, a preset output unit may be selected.
  • the interface control unit 174 generates output information corresponding to the output unit (step S204). For example, when the output unit is the navigation device 50 or the display device 82, character information and an image corresponding to information indicating the comparison result are generated as described above. When the output unit is the speaker 83, sound information corresponding to information indicating the comparison result is generated. Next, the interface control unit 174 outputs the generated output information to the selected output unit (step S206).
  • the HMI control unit 170 receives the operation amount related to the speed control or the steering control from the occupant of the host vehicle M received by the HMI 70 and the operation amount for performing the control to switch from the automatic driving to the manual driving.
  • the HMI 70 By outputting information indicating the relationship with the threshold value to the output unit of the HMI 70, it is possible to notify information on the degree of operation to the driving operation system from automatic driving to switching to manual driving by override. A sense of security can be given to the vehicle occupant of the vehicle M.
  • the present invention can be used in the automobile manufacturing industry.

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Abstract

車両制御システムにおいて、車両の乗員の操作を受け付ける操作受付部と、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替える自動運転制御部と、情報を出力する出力部と、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転制御部により自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、前記出力部に出力させるインターフェース制御部と、を備える。

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、自車両の速度制御と操舵制御とのうち、少なくとも一方を自動的に行う技術（以下、自動運転）についての研究が進められている。これに関連して、運転モード切換え時に行われる運転者のステアリング操作であるステアリングオーバーライドを検出するオーバーライド検出装置を有し、このオーバーライド検出装置による検出結果に基づいて走行車両の運転モードを制御する自動運転制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００－２７６６９０号公報
　しかしながら、従来の技術では、自動運転からオーバーライドにより手動運転に切り替わるまでの運転操作系への操作の度合に関する情報が通知されないため、車両乗員に対して安心感を与えることができない場合があった。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両乗員に対して安心感を与えることができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。
　請求項１に記載の発明は、車両の乗員の操作を受け付ける操作受付部（７０）と、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替える自動運転制御部（１２０）と、情報を出力する出力部（７０）と、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転制御部により自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、前記出力部に出力させるインターフェース制御部（１７４）と、を備える車両制御システム（１００）である。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記インターフェース制御部は、前記操作量と、前記閾値とを比較した結果を示す情報を、前記出力部に出力させるものである。
　請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記インターフェース制御部は、前記閾値から前記操作量を差し引いた差分が所定値以内となった場合、前記出力部に所定の情報を出力させるものである。
　請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記インターフェース制御部は、前記車両の自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値を、前記出力部から出力させるものである。
　請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記自動運転制御部は、自動運転の度合が異なる複数のモードで前記自動運転を行い、前記出力部は、複数の出力装置を含み、前記インターフェース制御部は、前記モードに応じて、前記情報を出力する出力装置を選択するものである。
　請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記操作受付部は、前記車両のアクセルペダル、ブレーキペダル、およびステアリングホイールの各操作子のうち、少なくとも１つである。
　請求項７に記載の発明は、車載コンピュータが、車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、車両制御方法である。
　請求項８に記載の発明は、車載コンピュータに、車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、処理を実行させるための車両制御プログラムである。
　請求項１、２、７、および８に記載の発明によれば、車両乗員に対して、自動運転に対する安心感を与えることができる。
　請求項３に記載の発明によれば、車両乗員は、操作量が閾値に近づいていることを、閾値を超える前に事前に把握することができる。
　請求項４に記載の発明によれば、操作量の閾値を出力部から出力させることで、車両乗員は、現在のＨＭＩ７０に対する操作状況との差をより明確に把握することができる。
　請求項５に記載の発明によれば、モードに応じて車両乗員が見ている可能性の高い出力装置に情報を表示することができる。したがって、車両乗員は、より確実に表示した情報を把握することができる。
　請求項６に記載の発明によれば、アクセルペダル、ブレーキペダル、およびステアリングホイールの各操作子への操作内容に対応させて、それぞれの閾値との比較結果を表示させることができる。
実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素を示す図である。 実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。 ＨＭＩ７０の構成図である。 走行駆動力出力装置２００の機能構成例を示す図である。 ステアリング装置２１０の機能構成例を示す図である。 ブレーキ装置２２０の機能構成例を示す図である。 自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。 ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。 軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。 軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。 軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。 車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。 ３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。 オーバーライド閾値１８８の一例を示す図である。 ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。 モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。 操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第１の実施例を示す図である。 操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第２の実施例を示す図である。 自車両Ｍにおける車両乗員の動作内容を説明するための図である。 切替制御処理の一例を示すフローチャートである。 表示制御処理の一例を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
　＜共通構成＞
　図１は、実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
　図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０－１から２０－７、レーダ３０－１から３０－６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御システム１００とが搭載される。
　ファインダ２０－１から２０－７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０－１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０－２および２０－３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０－４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０－５および２０－６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０－１から２０－６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０－７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０－７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
　レーダ３０－１および３０－４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０－２、３０－３、３０－５、３０－６は、レーダ３０－１および３０－４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。
　以下、ファインダ２０－１から２０－７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０－１から３０－６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
　カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。
　なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
　図２は、実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０等を含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤやＨＭＩ７０等）を含んでもよい。
　ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、自車両Ｍの車両乗員（乗員）等が保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
　通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用した無線通信を行う。
　車両センサ６０は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
　図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば、運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものではなく、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆の機能を備える）ことがあってもよい。ＨＭＩ７０の一部は、自車両Ｍの車両乗員の操作を受け付ける「操作受付部」の一例であり、情報を出力する「出力部」の一例である。
　ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、図２に示すように走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。
　走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０は、車両制御システム１００による制御により自動運転または手動運転による車両の走行を行う。なお、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０の具体例については、後述する。
　その他運転操作デバイス８１は、例えば、シフトレバーやシフト位置センサである。ソフトレバーは、車両乗員によるシフト段の変更指示を受け付けるための操作子である。シフト位置センサは、シフトレバーを用いて車両乗員により指示されたシフト段を検出し、検出結果を示すシフト位置信号を車両制御システム１００に出力する。
　また、その他運転操作デバイス８１は、例えば、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等である。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示等を受け付け、車両制御システム１００に出力する。
　ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８８およびシート駆動装置８９と、ウインドウガラス９０およびウインドウ駆動装置９１と、車室内カメラ９５とを含む。
　表示装置８２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所等に取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等である。例えば、表示装置８２は、自車両Ｍの運転を行う車両乗員の正面に位置するディスプレイである。表示装置８２は、例えばフロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。
　コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置等を含む。表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。また、ナビゲーション装置５０がＨＭＩ７０に含まれてもよい。
　各種操作スイッチ８６は、車室内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示する自動運転切替スイッチ８７Ａと、車両乗員がステアリングホイールを把持しながら各出力部（例えば、ナビゲーション装置５０、表示装置８２、コンテンツ再生装置８５）等における表示内容等を設定したり、画面の切り替えを行うステアリングスイッチ８７Ｂとを含む。自動運転切替スイッチ８７Ａおよびステアリングスイッチ８７Ｂは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。また、各種操作スイッチ８６は、シート駆動装置８９やウインドウ駆動装置９１を駆動するためのスイッチを含んでもよい。各種操作スイッチ８６は、車両乗員からの操作を受け付けると、操作信号を車両制御システム１００に出力する。
　シート８８は、車両乗員が着座するシートである。シート駆動装置８９は、シート８８のリクライニング角、前後方向位置、ヨー角等を自在に駆動する。ウインドウガラス９０は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９１は、ウインドウガラス９０を開閉駆動する。
　車室内カメラ９５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ９５は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネル等、運転操作を行う車両乗員の少なくとも頭部を撮像可能な位置に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し車両乗員を撮像する。
　ここで、車両制御システム１００の説明に先立って、上述した走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０の具体例について、説明する。
　＜走行駆動力出力装置２００の機能構成例＞
　図４は、走行駆動力出力装置２００の機能構成例を示す図である。図４に示す走行駆動力出力装置２００は、アクセルペダル２００Ａと、アクセル開度センサ２００Ｂと、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００Ｃと、アクセルペダル反力制御部２００Ｄと、反力モータ２００Ｅと、変速制御部２００Ｆと、変速機構２００Ｇと、スロットルバルブ駆動部２００Ｈとを含んでよいが、これに限定されない。アクセルペダル反力制御部２００Ｄと反力モータ２００Ｅとを合わせたものは、アクセルペダル反力出力装置の一例である。
　アクセルペダル２００Ａは、自車両Ｍの車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ２００Ｂは、アクセルペダル２００Ａの踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を出力する。
　ここで、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ２００Ｃを備える。なお、自車両Ｍが、電動機を動力源とした電気自動車である場合、上述したエンジンおよび変速機の代わりに走行用モータ、エンジンＥＣＵ２００Ｃの代わりにモータＥＣＵを備える。また、自車両Ｍが、ハイブリッド自動車である場合、上述したエンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと、走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。
　エンジンＥＣＵ２００Ｃは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、変速機構２００Ｇ等におけるシフト段等を調整する制御信号を生成し、生成した制御信号を変速制御部２００Ｆに出力する。また、走行駆動力出力装置２００は、エンジンのスロットルバルブのスロットル開度を調整し、スロットルバルブ駆動部２００Ｈに駆動信号を出力する。
　また、走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、上述したエンジンＥＣＵ２００Ｃに代えてモータＥＣＵを備える。この場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。また、走行駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵ２００ＣおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
　また、エンジンＥＣＵ２００Ｃは、アクセル開度センサ２００Ｂから得られるアクセル開度信号に対応させてアクセルペダル２００Ａを踏み込む力（踏力）とは逆方向の力（反力）をアクセルペダル２００Ａに出力するための反力制御信号をアクセルペダル反力制御部２００Ｄに出力する。
　アクセルペダル反力制御部２００Ｄは、エンジンＥＣＵ２００Ｃからの反力制御信号に基づいて、アクセルペダル２００Ａへの反力を作り出すための反力モータ２００Ｅへの駆動を制御するための駆動信号を生成する。アクセルペダル反力制御部２００Ｄは、例えば反力モータ２００Ｅが発生するトルクによりストローク量、ストローク速度あるいは他の信号に応じた任意の大きさの反力をアクセルペダル２００Ａに付与させる。
　反力モータ２００Ｅは、アクセルペダル反力制御部２００Ｄからの駆動信号に基づいてアクセルペダル２００Ａに車両乗員の踏力に対する反力を出力する。
　変速制御部２００Ｆは、エンジンＥＣＵ２００Ｃからの変速指令に基づき変速機構２００Ｇに変速情報を送って変速制御する。この結果、変速機構２００Ｇは、自車両Ｍの変速を行う。
　スロットルバルブ駆動部２００Ｈは、エンジンＥＣＵ２００Ｃからの駆動信号により、スロットルバルブを開閉し、アクセル開度センサ２００Ｂに対応したスロットル開度を変化させる。
　なお、上述したエンジンＥＣＵ２００Ｃは、上記各種制御を、車両制御システム１００と協調して行う。エンジンＥＣＵ２００Ｃは、車両制御システム１００とは別体のコンピュータ装置であってもよいし、統合された一つのコンピュータ装置であってもよい。
　＜ステアリング装置２１０の機能構成例＞
　図５は、ステアリング装置２１０の機能構成例を示す図である。ステアリング装置２１０は、ステアリングホイール２１０Ａと、ステアリング軸２１０Ｂと、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃと、ステアリングトルクセンサ２１０Ｄと、反力モータ２１０Ｅと、アシストモータ２１０Ｆと、転舵機構２１０Ｇと、操舵角センサ２１０Ｈと、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉとを含んでよいが、これに限定されない。
　ステアリングホイール２１０Ａは、車両乗員による操舵指示を受け付ける操作子の一例である。ステアリングホイール２１０Ａに代えて、ジョイスティック等の他の種類の操作デバイスが搭載されてもよい。ステアリングホイール２１０Ａに対してなされた操作は、ステアリング軸２１０Ｂに伝達される。ステアリング軸２１０Ｂには、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃと、ステアリングトルクセンサ２１０Ｄとが取り付けられる。ステアリング操舵角センサ２１０Ｃは、ステアリングホイール２１０Ａが操作された角度を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉに出力する。ステアリングトルクセンサ２１０Ｄは、ステアリング軸２１０Ｂに作用しているトルク（ステアリングトルク）を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉに出力する。反力モータ２１０Ｅは、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉの制御によって、ステアリング軸２１０Ｂにトルクを出力することで、ステアリングホイール２１０Ａに対して操作反力を出力する。
　アシストモータ２１０Ｆは、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉの制御によって、転舵機構２１０Ｇに対してトルクを出力することで、転舵機構２１０Ｇに転舵力を発生させる。転舵機構２１０Ｇは、例えば、ラックアンドピニオン機構である。操舵角センサ２１０Ｈは、転舵機構２１０Ｇの角度（操舵角）を示す量（例えばラックストローク）を検出し、ステアリングＥＣＵ２１０Ｉに出力する。ステアリング軸２１０Ｂと転舵機構２１０Ｇとの間は、固定的に連結されてもよいし、切り離されてもよいし、クラッチ機構などを介して連結されてもよい。
　ステアリングＥＣＵ２１０Ｉは、上記各種制御を、車両制御システム１００と協調して行う。ステアリングＥＣＵ２１０Ｉは、車両制御システム１００とは別体のコンピュータ装置であってもよいし、統合された一つのコンピュータ装置であってもよい。
　＜ブレーキ装置２２０の機能構成例＞
　図６は、ブレーキ装置２２０の機能構成例を示す図である。図６に示すブレーキ装置２２０は、ブレーキペダル２２０Ａと、踏力センサ２２０Ｂと、ブレーキＥＣＵ２２０Ｃと、ブレーキ反力制御部２２０Ｄと、反力モータ２２０Ｅと、ブレーキ機構２２０Ｆとを含んでよいが、これに限定されない。
　ブレーキペダル２２０Ａは、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。踏力センサ２２０Ｂは、ブレーキペダル２２０Ａに加えられる踏力（或いは踏込量）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号をブレーキＥＣＵ２２０Ｃに出力する。
　ブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、踏力センサ２２０Ｂで検出したブレーキペダル２２０Ａの踏力等に基づいて、反力モータ２２０Ｅの作動を制御するための制御信号を生成する。また、踏力センサ２２０Ｂで検出したブレーキペダル２２０Ａの踏力等に基づいて、ブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、ブレーキアクチュエータ等のブレーキ機構２２０Ｆの作動を制御する。
　ブレーキ反力制御部２２０Ｄは、ブレーキＥＣＵ２００Ｃからの制御信号に基づいて反力モータ２２０Ｅを介してブレーキペダル２２０Ａに出力される反力を制御する。
　反力モータ２２０Ｅは、ブレーキ反力制御部２２０Ｄの制御により、トルクを発生させ、発生したトルクによりストローク量、ストローク速度あるいは他の信号に応じた任意の大きさの反力をブレーキペダル２２０Ａに出力する。なお、反力モータ２２０Ｅは、ブレーキペダル２２０Ａの操作に対する反力を発生する機能と、ブレーキペダル２２０Ａのストローク開始踏力を変化させる機能とを有している。
　なお、上述したブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、上記各種制御を、車両制御システム１００と協調して行う。ブレーキＥＣＵ２２０Ｃは、車両制御システム１００とは別体のコンピュータ装置であってもよいし、統合された一つのコンピュータ装置であってもよい。
　上述した走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０は、それぞれアクセルペダル２００Ａ、ステアリングホイール２１０Ａ、およびブレーキペダル２２０Ａに対して、反力を与えることができる。この反力は、例えば、自車両Ｍの車両乗員が誤ったオーバーライドを行わないように反力を与えることができる。これにより、例えばアクセルペダル２００Ａやブレーキペダル２２０Ａを、自動運転中におけるフットレスト（足置き場）として使用することができ、また、ステアリングホイール２１０Ａをアームレスト（腕置き場）として使用することができる。
　［車両制御システム］
　以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等が組み合わされた構成であってよい。
　図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、ＨＭＩ制御部（インターフェース制御部）１７０と、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。
　目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
　記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６、オーバーライド閾値１８８、およびモード別操作可否情報１９０等の情報が格納される。記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。また、車両制御システム１００のコンピュータ（車載コンピュータ）は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。
　目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。
　高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、高精度地図情報１８２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
　自動運転制御部１２０は、自車両Ｍの速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行う。なお、速度制御とは、例えば自車両Ｍの加減速に関する制御であり、加減速には加速および減速のうち一方または双方が含まれる。また、自動運転制御部１２０は、ＨＭＩ７０等の操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に自動的に切り替える制御を行う。
　自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下の異なる複数のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモード数や各モードの内容は任意に決定されてよい。
　［モードＡ］
　モードＡは、最も自動運転の度合が高いモードである。モードＡが実施されている場合、複雑な合流制御等、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要がない。
　［モードＢ］
　モードＢは、モードＡの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＢが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
　［モードＣ］
　モードＣは、モードＢの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＣが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に対して行う必要がある。モードＣでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員がＨＭＩ７０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
　自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様等に基づいて、自動運転のモードを決定する。自動運転のモードは、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、モードＡは実施されないものとしてよい。いずれのモードにおいても、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。
　自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
　自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２から認識される道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ４０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。
　図７は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。
　外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者、落下物、踏切、信号機、工事現場等の付近に設置された看板、その他の物体の位置を認識してもよい。
　行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
　行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速（加速または減速）させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。
　図８は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
　図９は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。
　走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち何れかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面等において、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車等のイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
　軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図１０は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図１０は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。
　軌道候補生成部１４６Ｂは、図１０に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。
　図１１は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点の間隔を徐々に狭くする。
　このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定される。
　ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。
　図１２は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。
　図１３は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、上述した図１０に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図１３に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。
　評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量等が小さいほど高く評価される。
　切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７Ａから入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する速度（加速および減速のうち一方または双方）、または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える制御を行う。
　例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系（例えば、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０のうち少なくとも１つ）の構成から入力された信号が示す操作量と、記憶部１８０に記憶された操作量の閾値（オーバーライド閾値１８８）とを比較する。なお、操作量とは、例えば、操作力の大きさや操作により変化した距離や角度の大きさ等を含む。
　ここで、走行駆動力出力装置２００から得られる操作量とは、例えば、アクセル開度センサ２００Ｂにより検出された車両乗員の操作に基づくアクセル開度に関する情報である。また、ステアリング装置２１０から得られる操作量とは、例えば、ステアリング操舵角センサ２１０Ｃにより検出された車両乗員の操作に基づく操舵角に関する情報である。また、ブレーキ装置２２０から得られる操作量とは、例えば、踏力センサ２２０Ｂにより検出された車両乗員の操作に基づく踏力に関する情報である。
　切替制御部１５０は、上述した操作量が閾値を超えた場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替えるオーバーライド制御を行う。例えば、切替制御部１５０は、上述した操作量から閾値を引いた値が０未満である場合や、操作量を閾値で割った値（割合、比率）が１を超える場合等に、オーバーライド制御を行う。また、切替制御部１５０は、操作量が閾値を超えた状態が基準時間以上継続した場合に、上述したオーバーライド制御を行ってもよい。
　ここで、図１４は、オーバーライド閾値１８８の一例を示す図である。図１４の例において、オーバーライド閾値１８８の項目としては、例えば「操作量情報」、および「閾値」等があるが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、オーバーライド閾値以外の閾値を設定し、その設定値との比較を行ってもよい。
　「操作量情報」とは、例えば車両乗員が操作受付部を操作した結果、操作受付部に生じる操作量に関する情報である。操作受付部の一例としては、アクセルペダル２００Ａ、ステアリングホイール２１０Ａ、およびブレーキペダル２２０Ａのうち、少なくとも１つである。また、操作量情報の一例としては、例えば、アクセルペダル２００Ａに対するアクセル開度、ステアリングホイール２１０Ａに対するステアリング操舵角、ブレーキペダル２２０Ａに対するブレーキ踏量等があるが、これに限定されるものではない。図１４の例では、上述したそれぞれの操作量情報に対して、それぞれ閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３が設定されている。
　切替制御部１５０は、実際に車両乗員の運転操作により取得したアクセル開度、操舵角、ブレーキ踏量に対応付けられた操作量と、オーバーライド閾値１８８に記憶された操作量の閾値とを比較し、比較結果に基づいて、上述したオーバーライド制御を行う。
　また、切替制御部１５０は、その比較した結果を示す情報をＨＭＩ制御部１７０に出力する。比較した結果を示す情報とは、例えば上述した操作量に関する情報、操作量の閾値に関する情報、および比較結果に関する情報等であるが、これに限定されるものではない。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。
　走行制御部１６０は、上述した行動計画生成部１４４および軌道生成部１４６により決定されたスケジュールに基づいて、自車両Ｍの速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行う。例えば、走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された（スケジューリングされた）走行軌道（軌道情報）を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。
　ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０の運転操作系から受け付けられた自車両Ｍの車両乗員からの加速制御および／または操舵制御に関する操作量と、自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部等に出力させる。
　図１５は、ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。図１５の例において、ＨＭＩ制御部１７０は、比較情報取得部１７２と、インターフェース制御部１７４と、モード別操作可否判定部１７６とを備える。
　比較情報取得部１７２は、上述した切替制御部１５０から、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０）から受け付けられた自車両Ｍの車両乗員からの加速制御および／または操舵制御に関する操作量と、自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を取得する。例えば、比較情報取得部１７２は、上述した操作量と閾値との関係を示す情報として、操作量と閾値とを比較した結果を示す情報を取得する。
　インターフェース制御部１７４は、比較情報取得部１７２により取得した情報を出力部から出力し、自車両Ｍの車両乗員に通知する。出力部の一例としては、ナビゲーション装置５０、表示装置８２、およびスピーカ８３等のうち、少なくとも１つを含む。
　なお、インターフェース制御部１７４は、モード別操作可否判定部１７６により、運転モードにより車両乗員が操作可能な出力部に対して、上述した操作量と、操作量の閾値との関係を示す情報を出力させるように制御してもよい。このように、車両乗員が見ている可能性の高い出力部に対して操作状況に関する情報を表示させることで、より確実に車両乗員に把握させることができる。
　モード別操作可否判定部１７６は、自動運転制御部１２０により自動運転のモードの情報が通知されると、モード別操作可否情報１９０を参照して、自動運転のモードの種別に応じてＨＭＩ７０（非運転操作系）の操作可否を判定する。
　図１６は、モード別操作可否情報１９０の一例を示す図である。図１６に示すモード別操作可否情報１９０は、運転モードの項目として「手動運転モード」、「自動運転モード」とを有する。また、「自動運転モード」として、上述した「モードＡ」、「モードＢ」、および「モードＣ」等を有する。また、モード別操作可否情報１９０は、非運転操作系の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置８５に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置８２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。図１６に示すモード別操作可否情報１９０の例では、上述した運転モードごとに非運転操作系に対する車両乗員の操作の可否が設定されているが、対象のインターフェース装置（表示部等）は、これに限定されるものではない。
　モード別操作可否判定部１７６は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報に基づいてモード別操作可否情報１９０を参照することで、出力部に含まれる複数の出力装置のうち、使用が許可される出力装置と、使用が許可されない出力装置とを判定する。また、モード別操作可否判定部１７６は、判定結果をインターフェース制御部１７４に出力する。これにより、インターフェース制御部１７４は、非運転操作系のＨＭＩ７０等に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。
　例えば、車両制御システム１００が実行する運転モードが手動運転モードの場合、車両乗員は、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、アクセルペダル２００Ａ、ステアリングホイール２１０Ａ、およびブレーキペダル２２０Ａ等）を操作する。このような場合、車両乗員の運転以外の行動（例えば、ＨＭＩ７０の非運転操作系の操作等）により注意が散漫になること（ドライバーディストラクション）を防止するため、インターフェース制御部１７４は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。
　また、車両制御システム１００が実行する運転モードが自動運転モードのモードＢ、モードＣ等である場合、車両乗員には、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。したがって、このような場合にも、インターフェース制御部１７４は、ドライバーディストラクションを防止するためにＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。
　また、インターフェース制御部１７４は、運転モードが自動運転のモードＡである場合、ドライバーディストラクションの規制を緩和し、操作を受け付けていなかった非運転操作系に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。
　例えば、インターフェース制御部１７４は、出力部に含まれる複数の出力装置の一例である表示装置８２に映像を表示させたり、スピーカ８３に音声を出力させたり、コンテンツ再生装置８５にＤＶＤ等からコンテンツを再生させたりする。なお、コンテンツ再生装置８５が再生するコンテンツには、ＤＶＤ等に格納されたコンテンツの他、例えば、テレビ番組等の娯楽、エンターテイメントに関する各種コンテンツが含まれてよい。また、図１６に示す「コンテンツ再生操作」は、このような娯楽、エンターテイメントに関するコンテンツ操作を意味するものであってよい。
　また、図１６に示すモード別操作可否情報１９０において、「インストルメントパネル操作」は、モードＣでも操作が可能である。なお、この場合、インストルメントパネルに対応する表示装置８２は、例えば自車両Ｍの運転を行う車両乗員の正面に位置するディスプレイである。表示装置８２は、自動運転モード（モードＡ～モードＣ）のうち、最も自動運転の度合が低いモードが実行される場合に、車両乗員の操作を受け付けることができる。したがって、インターフェース制御部１７４は、例えばモードＣによる自動運転が実行される場合に、表示装置８２に対して操作量と閾値との関係を示す情報を出力させる。
　このように、インターフェース制御部１７４は、運転モードに応じて、操作量と閾値との関係を示す情報を出力する出力装置を選択し、選択した出力装置に上述した情報を出力させることができる。これにより、インターフェース制御部１７４は、例えば車両乗員が見ている可能性の高い出力装置に情報を表示させることができる。
　図１７は、操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第１の実施例を示す図である。図１７の例では、例えば表示装置８２の画面に表示される例を示しているが、ナビゲーション装置５０等の他の出力部に表示されていてもよい。
　図１７（Ａ）の例では、表示装置８２の画面３００上に、操作量と閾値とを比較した結果を示す情報として、オーバーライド制御されるまでのブレーキペダル２２０Ａの踏み込み力の割合が文字情報３１０で示されている。文字情報３１０の例としては、図１７（Ａ）に示すように「オーバーライドまであと９０％」等があるが、これに限定されるものではなく、例えば「現在の踏み込み量５０」、「手動運転に切り替わるまでの踏み込み角度１２°」等の各種のメッセージであってもよい。また、インターフェース制御部１７４は、上述した文字情報３１０の他に、自車両の車両乗員が視覚的にすぐに理解できるように、ブレーキペダル２２０Ａに足を乗せた画像３２０を表示させてもよい。この場合、図１７（Ａ）に示すように踏み込みの量（割合、比率等）に対応した角度θで表示させるのが好ましい。これにより、より明確に車両乗員にＨＭＩ７０に対する操作状況を通知することができる。
　また、インターフェース制御部１７４は、例えば閾値から操作量を差し引いた差分が所定値以内となった場合、出力部に所定の情報（例えば、警告等）を出力させてもよい。この場合、インターフェース制御部１７４は、例えば図１７（Ｂ）に示すように、画面３０２上に「オーバーライドまであと１０％」等の文字情報３１２の他に、「もうすぐオーバーライドされます！」等の警告情報を出力させる。また、操作内容に対応する画像３２２を画面３０２に表示させる場合、インターフェース制御部１７４は、図１７（Ｂ）に示すように角度θを小さくして表示させることで、ブレーキペダル２２０Ａを踏み込んでいることを視覚的に伝えることができる。
　なお、上述の例では、ブレーキペダルについて説明したが、同様にアクセルペダル２００Ａまたはステアリングホイール２１０Ａに対する操作状態を文字情報３１０や画像３２０で表示してもよい。また、文字や画像の他、文字情報３１０，３１２に対応する音声情報を、スピーカ８３等の出力部から出力させてもよい。
　図１８は、操作量と閾値との関係を示す情報を出力する第２の実施例を示す図である。第２の実施例では、表示装置８２等の出力部の画面３０４上に、ブレーキ踏量に関する文字情報３１４と画像３２４、およびステアリング操舵角に関する文字情報３１６と画像３２６が表示されている。例えば、車両乗員が複数の操作子を操作している場合、それぞれの操作内容に対する情報を画面３０４上に表示させる。逆に、車両乗員が操作していない操作子（例えば、アクセルペダル２００Ａ）については、図１８に示すように表示しなくてもよい。
　第２の実施例において、インターフェース制御部１７４は、オーバーライド閾値（自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値）と、現在の操作量（図１８に示す斜線部）とを画像３２４，３２６に示している。また、図１８の例では、自動運転に対してブレーキペダル２２０Ａやステアリングホイール２１０Ａが固定された状態（中立位置）を０として、そこからの操作量を表示しているが、これに限定されるものではなく、自動運転によりブレーキペダル２２０Ａやステアリングホイール２１０Ａ等が変動する場合には、変動している位置を基準（０）としてもよい。車両乗員は、文字情報３１４，３１６と、画像３２４，３２６とを見ることで、オーバーライドにより手動運転に切り替わるまで、あとどのくらいであるのかを明確に把握することができる。なお、本実施形態では、上述した第１の実施例と第２の実施例の一部または全部を組み合わせた情報を出力してもよい。
　図１９は、自車両Ｍにおける車両乗員の動作内容を説明するための図である。図１９の例では、自車両Ｍの車両乗員Ｐがシート８８に着座している状態を示しており、自車両Ｍに設けられた出力部の一例として、ナビゲーション装置５０と表示装置８２とが示されている。なお、表示装置８２は、インストルメントパネルに設けられたディスプレイを示している。また、図１９の例では、ＨＭＩ７０の運転操作系の一例として、アクセルペダル２００Ａ、ブレーキペダル２２０Ａと、ステアリングホイール２１０Ａとが示されている。
　また、本実施形態では、モードＡ等の自動運転中は、アクセルペダル２００Ａおよびブレーキペダル２２０Ａをフットレストとして使用することができ、また、ステアリングホイール２１０Ａをアームレストとして使用することができる。また、それぞれの操作子に対する操作は、ＨＭＩ制御部１７０によりナビゲーション装置５０等の出力部に表示されるため、車両乗員Ｐは、安心して操作子を手で触れたり、操作子に足を乗せることができる。また、車両乗員Ｐは、あとどのくらい圧力（負荷）をかけるとオーバーライドにより手動運転に移行するかを容易に把握することができる。
　＜処理フロー＞
　以下、本実施形態に係る車両制御システム１００による処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御システム１００における各種処理のうち、主に切替制御部１５０における切替制御処理、およびＨＭＩ制御部１７０による出力部への表示制御処理について説明する。
　図２０は、切替制御処理の一例を示すフローチャートである。図２０の例において、切替制御部１５０は、自動運転中において、車両乗員による操作子への操作を受け付け（Ｓ１００）、受け付けた操作による操作量と、予め設定されたオーバーライド閾値１８８とを比較し（Ｓ１０２）、操作量が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０４の処理では、操作量が閾値を超えた状態が基準時間以上継続しているか否かを判定してもよい。
　操作量が閾値を超えていない場合、切替制御部１５０は、比較した結果を示す情報をＨＭＩ制御部１７０に出力する（ステップＳ１０６）。また、操作量が閾値を超えている場合、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転への切り替え制御を行う（ステップＳ１０８）。
　図２１は、表示制御処理の一例を示すフローチャートである。図２１の例において、比較情報取得部１７２は、切替制御部１５０より、上述の比較した結果を示す情報を取得する（ステップＳ２００）。次に、インターフェース制御部１７４は、モード別操作可否判定部１７６等により判定された運転モードに対応して操作可能な出力部を選択する（ステップＳ２０２）。なお、ステップＳ２０２の処理では、予め設定された出力部を選択してもよい。
　次に、インターフェース制御部１７４は、出力部に対応した出力情報を生成する（ステップＳ２０４）。例えば、出力部がナビゲーション装置５０や表示装置８２の場合には、上述したように比較した結果を示す情報に対応する文字情報や画像を生成する。また、出力部がスピーカ８３である場合には、比較した結果を示す情報に対応する音声情報を生成する。次に、インターフェース制御部１７４は、生成した出力情報を選択した出力部に出力する（ステップＳ２０６）。
　上述した実施形態によれば、ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０により受け付けられた自車両Ｍの乗員からの速度制御または操舵制御に関する操作量と、自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、ＨＭＩ７０の出力部に出力させることで、自動運転からオーバーライドにより手動運転に切り替わるまでの運転操作系への操作の度合に関する情報を通知することができるため、自車両Ｍの車両乗員に対して安心感を与えることができる。
　以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
　本発明は、自動車製造産業に利用することができる。
　２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…ＨＭＩ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ制御部、１７２…比較情報取得部、１７４…インターフェース制御部、１７６…モード別操作可否判定部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両

Claims (8)

  1. 　車両の乗員の操作を受け付ける操作受付部と、
    　前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替える自動運転制御部と、
    　情報を出力する出力部と、
    　前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転制御部により自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、前記出力部に出力させるインターフェース制御部と、
    　を備える車両制御システム。
  2. 　前記インターフェース制御部は、
    　前記操作量と、前記閾値とを比較した結果を示す情報を、前記出力部に出力させる、
    　請求項１に記載の車両制御システム。
  3. 　前記インターフェース制御部は、
    　前記閾値から前記操作量を差し引いた差分が所定値以内となった場合、前記出力部に所定の情報を出力させる、
    　請求項１に記載の車両制御システム。
  4. 　前記インターフェース制御部は、
    　前記車両の自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値を、前記出力部から出力させる、
    　請求項１に記載の車両制御システム。
  5. 　前記自動運転制御部は、自動運転の度合が異なる複数のモードで前記自動運転を行い、
    　前記出力部は、複数の出力装置を含み、
    　前記インターフェース制御部は、前記モードに応じて、前記情報を出力する出力装置を選択する、
    　請求項１に記載の車両制御システム。
  6. 　前記操作受付部は、
    　前記車両のアクセルペダル、ブレーキペダル、およびステアリングホイールの各操作子のうち、少なくとも１つである、
    　請求項１に記載の車両制御システム。
  7. 　車載コンピュータが、
    　車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、
    　前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、
    　前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、
    　車両制御方法。
  8. 　車載コンピュータに、
    　車両の乗員の操作を操作受付部により受け付け、
    　前記車両の速度制御および操舵制御のうち少なくとも一方を自動的に行うとともに、前記操作受付部により受け付けられた操作に基づいて、自動運転から手動運転に切り替え、
    　前記操作受付部により受け付けられた前記車両の乗員からの前記速度制御または前記操舵制御に関する操作量と、前記自動運転から手動運転に切り替える制御が実施される操作量の閾値との関係を示す情報を、出力部に出力させる、
    　処理を実行させるための車両制御プログラム。
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