JP6447647B2 - 運転モード切替制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

この発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための運転モード切替制御装置、方法およびプログラムに関する。

近年、車両の運転モードとして、運転者の運転操作に基づいて車両を走行させる手動運転モード以外に、運転者の運転操作によらず予め設定された経路に沿って車両を走行させる自動運転モードの開発が進められている。自動運転モードは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーションシステムの情報や、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムの情報をもとに、パワーユニットや操舵装置、ブレーキ等を制御することで、車両の自動運転を可能にするものである。

ところで、自動運転モードは運転者の運転操作の負担軽減や交通渋滞の緩和等の効果が期待できるものの、走行開始から走行終了までのすべての運転操作を自動化することは現実的に困難である。このため、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを適切に行うことが求められている。自動運転モードを手動運転モードに切り替える場合のトリガとしては、例えば、自動運転中の運転者による運転操作（以下、オーバーライド操作という）がある（例えば特許文献１を参照）。オーバーライド操作が検出された場合には、切り替えに先立ち、運転者の状態を検出して手動運転操作可能な状態にあることを判定する必要がある。

特開２０１６−１５１８１５号公報

ところが、以上のような切り替えは、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、オーバーライド操作を場合分けせずに一律に扱う点で改善の余地がある。

例えば、オーバーライド操作は、誤操作、緊急でない操作、または緊急の操作である場合がある。ここで、緊急の操作の場合には、迅速な切り替えを運転者が望むのにも関わらず、切り替えに先立って運転者の状態を検出及び判定することになるため、緊急の操作から手動運転モードへ切り替えるまでの時間が長くなって、運転者による手動操作の開始が遅れる可能性がある。これに対し、誤操作、及び緊急でない操作の場合には、手動運転モードへ迅速に切り替える必要はなく、切り替えに先立ち、運転者の状態を検出し判定できればよい。

すなわち、従来の切り替えは、緊急の操作の場合と他の操作の場合とを分けずに一律に扱うことから、緊急のオーバーライド操作の場合には、切り替え所要時間が長くなる可能性がある点で改善の余地がある。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、緊急のオーバーライド操作の場合に、オーバーライド操作から手動運転モードへ切り替えるまでの時間を短縮できるようにした運転モード切替制御装置、方法およびプログラムを提供しようとするものである。

上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替えるための運転モード切替制御装置であって、運転者の状態を監視するための監視センサから、前記運転者の状態を表すセンシングデータを取得する取得部と、前記取得されたセンシングデータに基づいて、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを定期的または不定期に判定し、その判定結果を保持する運転者状態判定部と、前記運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定する操作判定部と、前記操作判定部による判定結果が前記緊急のオーバーライド操作である場合には、前記緊急のオーバーライド操作が検出される直前の前記運転者状態判定部による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える切替信号を出力する第１切替信号出力部と、前記操作判定部による判定結果が緊急でないオーバーライド操作である場合には、前記緊急でないオーバーライド操作が検出された後の前記運転者状態判定部による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記切替信号を出力する第２切替信号出力部とを具備する。

この発明の第２の態様は、前記操作判定部が第１検出部、第２検出部及び閾値判定部を備え、前記第１検出部により、前記検出信号に基づいて、前記運転者によるオーバーライド操作を検出し、前記第２検出部により、前記検出信号に基づいて、前記運転操作の操作量に基づく値を検出し、前記閾値判定部により、前記第２検出部により検出された操作量に基づく値が閾値以上か否かに応じて、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを判定するようにしたものである。

この発明の第３の態様は、前記閾値判定部により、前記操作量に基づく値が前記閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が前記閾値以上を示した継続時間が基準時間以上の場合に、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作であると判定するようにしたものである。

この発明の第４の態様は、前記閾値判定部により、前記操作量に基づく値が前記閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が前記閾値以上を示した継続時間が基準時間未満の場合には、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないと判定するようにしたものである。

この発明の第５の態様は、前記閾値判定部により、前記操作量に基づく値が前記閾値未満のとき、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないと判定するようにしたものである。

この発明の第６の態様は、前記操作量に基づく値が、前記運転操作の操作量の値、前記運転操作の操作量を一回微分した操作速度の値、及び前記運転操作の操作量を二回微分した操作加速度の値のうちの少なくとも１つの値であるようにしたものである。

この発明の第１の態様によれば、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかが定期的又は不定期に判定され、前記運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかが判定され、操作判定部による判定結果が前記緊急のオーバーライド操作である場合には、前記オーバーライド操作が検出される直前の前記運転者状態判定部による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える切替信号が出力される。このため、緊急のオーバーライド操作の後に、運転者の状態を検出及び判定する時間が不要となるので、緊急のオーバーライド操作から手動運転モードへの切替信号を出力するまでの時間を短縮することができる。また、運転者の操作が緊急ではないオーバーライド操作である場合には、この時点以後に運転者の状態が運転操作を行える状態であるか否かが判定され、その判定結果に基づいて運転モード切替信号が出力される。このため、運転者の最新の状態を確認した上で、自動運転モードから手動運転モードへの切替を行うことができる。

この発明の第２の態様によれば、前記運転者によるオーバーライド操作が検出され、前記運転操作の操作量に基づく値が検出され、操作量に基づく値が閾値以上か否かに応じてオーバーライド操作が緊急の操作であるか否かが判定される。このため、運転操作の操作量に基づく値の大小に応じて、オーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを区別することが可能になる。

この発明の第３の態様によれば、前記操作量に基づく値が前記閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が閾値以上を示した継続時間が基準時間以上の場合に、オーバーライド操作が緊急の操作であると判定される。このため、基準時間以上に継続した緊急の操作を、緊急のオーバーライド操作として判定（検出）することが可能となる。

この発明の第４の態様によれば、前記操作量に基づく値が前記閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が前記閾値以上を示した継続時間が基準時間未満の場合には、オーバーライド操作が緊急の操作でないと判定される。このため、例えば、運転者の肘がハンドルに一瞬だけ衝突したことに起因する一時的な誤操作を、緊急のオーバーライド操作として検出せずに済む。

この発明の第５の態様によれば、前記操作量に基づく値が前記閾値未満のとき、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないと判定される。このため、運転者がゆっくり、じんわりとオーバーライド操作する場合に、新たに手動運転の可否を確認する時間の余裕をもつことができる。

この発明の第６の態様によれば、前記操作量に基づく値として、前記運転操作の操作量の値、前記運転操作の操作量を一回微分した操作速度の値、及び前記運転操作の操作量を二回微分した操作加速度の値のうちの少なくとも１つの値が用いられる。このため、オーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを、具体的な数値に基づいて判定することが可能になる。

すなわちこの発明によれば、緊急のオーバーライド操作の場合に、オーバーライド操作から手動運転モードへ切り替えるまでの時間を短縮できるようにした運転モード切替制御装置、方法およびプログラムを提供することができる。

この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置を備えた自動運転制御システムの全体構成を示す図。 この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置の機能構成を示すブロック図。 図２に示した運転モード切替制御装置による運転モード切替制御の手順と制御内容を示すフローチャート。 図３に示したフローのうちのオーバーライド操作の判定の手順と制御内容を示すフローチャート。 図４に示したフローの他の手順と制御内容を示すフローチャート。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［一実施形態］
（構成）
図１は、この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置を備えた自動運転制御システムの全体構成を示す図で、この自動運転制御システムは乗用車等の車両１に搭載される。

車両１は、基本設備として、動力源および変速装置を含むパワーユニット２と、ステアリングホイール４が装備された操舵装置３とを備え、さらに運転モードとしては手動運転モードと自動運転モードとを備えている。動力源としては、エンジンまたはモータ、あるいはその両方が用いられる。

手動運転モードは、例えば、運転者（以下ドライバとも称する）の手動による運転操作を主体として車両１を走行させるモードである。手動運転モードには、例えば、運転者の運転操作のみに基づいて車両を走行させる動作モードと、運転者の運転操作を主体としながら運転者の運転操作を支援する運転操作支援制御を行う動作モードが含まれる。

運転操作支援制御は、例えば、車両１のカーブ走行時にカーブの曲率に基づいて運転者の操舵が適切な操舵量となるように操舵トルクをアシストする。また運転操作支援制御には、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）またはブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）を支援する制御と、手動操舵（操舵の手動運転）および手動速度調整（速度調整の手動運転）も含まれる。手動操舵は、運転者のステアリングホイール４の操作を主体として車両１の操舵を行う。手動速度調整は、運転者のアクセル操作又はブレーキ操作を主体として車両の速度調整を行う。

なお、運転操作支援制御には、運転者の運転操作に強制的に介入して、車両を自動走行させる制御は含まれない。すなわち、手動運転モードには、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映させるが、一定条件（例えば車両の車線逸脱等）の下で車両の走行に強制的に介入する制御は含まれない。

一方、自動運転モードは、例えば、車両の走行する道路に沿って自動で車両を走行させる運転状態を実現するモードである。自動運転モードには、例えば、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動的に車両を走行させる運転状態が含まれる。自動運転モードは、必ずしも車両の全ての制御を自動で行う必要はなく、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映する運転状態も自動運転モードに含まれる。すなわち、自動運転モードには、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映させるが、一定条件の下で車両の走行に強制的に介入する制御が含まれる。

図１において、５は上記自動運転モードによる運転制御を実行するための自動運転制御装置を示している。自動運転制御装置５は、ステアリングセンサ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキペダルセンサ１３、ＧＰＳ受信機１４、ジャイロセンサ１５、および車速センサ１６からそれぞれセンシングデータを取得する。そして、これらのセンシングデータと、図示しないナビゲーションシステムで生成される経路情報や、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムにより得られる情報をもとに、車両１の走行を自動制御する。

自動制御には、例えば、自動操舵（操舵の自動運転）と自動速度調整（速度の自動運転）がある。自動操舵は、操舵装置３を自動で制御する運転状態である。自動操舵にはＬＫＡ（Lane Keeping Assist）が含まれる。ＬＫＡは、例えば、運転者がステアリング操作をしない場合であっても、車両１が走行車線から逸脱しないように自動で操舵装置３を制御する。なお、ＬＫＡの実行中であっても、車両１が走行車線を逸脱しない範囲（許容範囲）において運転者のステアリング操作を車両の操舵に反映してもよい。なお、自動操舵はＬＫＡに限らない。

自動速度調整は、車両１の速度を自動で制御する運転状態である。自動速度調整にはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が含まれる。ＡＣＣとは、例えば、車両１の前方に先行車が存在しない場合は予め設定された設定速度で車両１を定速走行させる定速制御を行い、車両１の前方に先行車が存在する場合には先行車との車間距離に応じて車両１の車速を調整する追従制御を行うものである。自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、運転者のブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）に応じて車両１を減速させる。また自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、予め設定された最大許容速度（例えば走行中の道路において法的に定められた最高速度）まで、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）に応じて車両を加速させることもできる。なお、自動速度調整は、ＡＣＣに限らず、ＣＣ（Cruise Control：定速制御）等も含まれる。

ところで、本実施形態の自動運転制御システムは、上記手動運転モードと自動運転モードとの間の切り替えを行うための装置として、運転モード切替制御装置６と、第１の監視センサとしてのドライバカメラ７と、第２の監視センサとしてのトルクセンサ８と、アラーム発生器９とを備えている。

ドライバカメラ７は、例えばダッシュボード上のような運転者の正面となる位置に設置され、運転者を撮像してその映像信号を運転モード切替制御装置６へ出力する。トルクセンサ８は、運転者がステアリングホイール４を操作したときに発生するトルクを検出するもので、その検出信号を運転モード切替制御装置６へ出力する。アラーム発生器９は、スピーカと表示器を有し、運転モード切替制御装置６から出力されたメッセージの音声信号を上記スピーカから出力すると共に、上記メッセージの表示信号を表示器に表示する。

運転モード切替制御装置６は、上記運転モードの切り替えを統括的に制御するもので、以下のように構成される。
図２はその機能構成を示すブロック図である。

すなわち、運転モード切替制御装置６は、制御ユニット６１と、入出力インタフェースユニット６２と、記憶ユニット６３とを備えている。

入出力インタフェースユニット６２は、上記ドライバカメラ７およびトルクセンサ８からそれぞれ出力された映像信号およびトルク検出信号を受信してディジタルデータに変換する。同様に、入出力インタフェースユニット６２は、上記ステアリングセンサ１１、アクセルペダルセンサ１２およびブレーキペダルセンサ１３からそれぞれ出力されたセンシングデータとしての検出信号を受信してディジタルデータに変換する。またそれと共に、制御ユニット６１から出力されたメッセージを音声信号および表示信号に変換してアラーム発生器９へ出力する。さらに制御ユニット６１から出力された切替信号を自動運転制御装置５へ出力する。

記憶ユニット６３は、記憶媒体として、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の随時書き込みおよび読み出しが可能な不揮発性メモリを使用したもので、本実施形態を実施するために使用する記憶領域として、ドライバ監視映像記憶部６３１と、判定結果記憶部６３２とを備えている。

制御ユニット６１は、コンピュータを構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）およびプログラムメモリを有し、本実施形態を実施するために必要な制御機能として、ドライバ監視映像取得部６１１と、ドライバ状態判定部６１２と、操作判定部６１３と、切替信号出力部６１４とを備えている。なお、これらの制御機能はいずれも上記プログラムメモリに格納されたプログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。

ドライバ監視映像取得部６１１は、上記ドライバカメラ７から出力されたドライバの映像信号のディジタルデータ（ドライバ監視映像データ）を入出力インタフェースユニット６２から取り込み、この取り込んだドライバ監視映像データを上記記憶ユニット６３のドライバ監視映像記憶部６３１に記憶させる。

ドライバ状態判定部６１２は、上記ドライバ監視映像記憶部６３１から定期的又は不定期にドライバ監視映像データを読み込む。そして、ドライバ監視映像データを読み込む毎に、当該ドライバ監視映像データに基づいて運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する処理を行う。例えば、運転者が眼を閉じていないかどうかを確認して、睡眠状態にないかどうかを判定する。そして、ドライバ状態判定部６１２は、その判定結果を表す情報を判定タイミングを表すタイムスタンプと関連付けて判定結果記憶部６３２に保持する。なお、ドライバ状態判定部６１２は、入出力インタフェースユニット６２及びドライバ監視映像記憶部６３１を介さずに、ドライバカメラ７からセンシングデータを取得してもよい。

操作判定部６１３は、運転者による運転操作を検出可能な車載センサとしてのステアリングセンサ１１及びトルクセンサ８から出力された検出信号に基づいて、運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定する。なお、車載センサとしては、これに限らず、アクセルペダルセンサ１２及びブレーキペダルセンサ１３が適宜、使用可能となっている。また、「操作判定部」は、「操作検出部」と読み替えてもよい。同様に、「緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定する」処理は、「緊急のオーバーライド操作または緊急でないオーバーライド操作を検出する」処理と読み替えてもよい。

ここで、操作判定部６１３は、以下の各処理を実行してもよい。

(1) 検出信号に基づいて、運転者によるオーバーライド操作を検出する第１検出処理。

(2) 検出信号に基づいて、運転操作の操作量に基づく値を検出する第２検出処理。なお、操作量に基づく値は、例えば、運転操作の操作量の値、運転操作の操作量を一回微分した操作速度の値、及び運転操作の操作量を二回微分した操作加速度の値のうちの少なくとも１つの値である。例えば、検出信号がステアリングホイール４の出力信号の場合、運転操作はステアリング操作であり、操作量の値はステアリングホイール４の回転角度θの値である。この場合、操作速度ｖの値は回転角度θを時間で一回微分した値であり、操作加速度αの値は回転角度θを時間で二回微分した値である。なお、操作量としては、回転角度θに代えて、操作量に対応する任意の値が使用可能となっている。例えば、操作量は、回転角度θ［ｒａｄ］にステアリングホイール４の半径ｒを乗じた変位ｓ１＝ｒθとしてもよく、あるいは、回転角度θに換算する前のステアリングセンサ１１の出力パルス数としてもよい。また、このような操作量は、検出信号がアクセルペダルセンサ１２又はブレーキペダルセンサ１３の出力信号である場合、前述同様に、上記回転角度θなどに代えて、アクセルペダル又はブレーキペダルの変位ｓ２等の如き、操作量に対応する任意の値が使用可能となっている。

(3) 上記第２検出処理により検出された操作量に基づく値が閾値以上か否かに応じて、上記第１検出処理により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを判定する閾値判定処理。

なお、操作判定部６１３は、上記(1)の第１検出処理を実行する第１検出部と、上記(2)の第２検出処理を実行する第２検出部と、上記(3)の閾値判定処理を実行する閾値判定部との各部を備えてもよく、当該各部に分散して実装されてもよい。

上記(3)の閾値判定処理は、以下の各処理を実行してもよい。

(3-1) 操作量に基づく値が閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が閾値以上を示した継続時間が基準時間以上の場合には、上記第１検出処理により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作であると判定する処理。

(3-2) 操作量に基づく値が閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が閾値以上を示した継続時間が基準時間未満の場合には、上記第１検出処理により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないと判定する処理。

(3-3) 操作量に基づく値が閾値未満のとき、上記第１検出処理により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないと判定する処理。

切替信号出力部６１４は、操作判定部６１３による判定結果が緊急のオーバーライド操作である場合には、緊急のオーバーライド操作が検出される直前のドライバ状態判定部６１２による判定結果が運転者の状態が手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、自動運転モードを手動運転モードに切り替える切替信号を自動運転制御装置５に出力する第１切替信号出力処理を実行する。

また、切替信号出力部６１４は、操作判定部６１３による判定結果が緊急でないオーバーライド操作である場合には、緊急でないオーバーライド操作が検出された後のドライバ状態判定部６１２による判定結果が運転者の状態が手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、当該切替信号を自動運転制御装置５に出力する第２切替信号出力処理を実行する。

なお、切替信号出力部６１４は、上記第１切替信号出力処理を実行する第１切替信号出力部と、上記第２切替信号出力処理を実行する第２切替信号出力部との各部を備えてもよく、当該各部に分散して実装されてもよい。

（動作）
次に、以上のように構成された運転モード切替制御装置の動作を説明する。
図３はその全体の制御手順と制御内容を示すフローチャートである。

（１）ドライバ監視映像の取得
運転が開始されるとドライバカメラ７が起動し、運転者の顔を含む所定の範囲を連続的に撮像してその映像信号を出力する。この状態で運転モード切替制御装置６は、ドライバ監視映像取得部６１１の制御の下、先ずステップＳ１により上記ドライバカメラ７から出力された映像信号のディジタルデータ（ドライバ監視映像データ）を入出力インタフェースユニット６２から取り込み、この取り込んだドライバ監視映像データをステップＳ２により記憶ユニット６３のドライバ監視映像記憶部６３１に記憶させる。

なお、上記ドライバの撮像は、後述するドライバ状態判定部６１２の判定周期より短い周期で間欠的に行ってもよい。また、ドライバカメラ７または入出力インタフェースユニット６２において、映像信号を所定の符号化方式に応じて符号化するようにしてもよい。このようにすると、監視映像データの情報量を減らしてドライバ監視映像記憶部６３１の記憶容量を節約することが可能となる。

（２）ドライバ状態の判定
上記ドライバ監視映像データの取得が開始されると運転モード切替制御装置６は、次にドライバ状態判定部６１２の制御の下、ステップＳ３により一定時間の経過が判定される毎に、ステップＳ４により上記ドライバ監視映像記憶部６３１からドライバ監視映像データを読み込む。そして、当該読み込んだドライバ監視映像データの各々から、運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する。

例えば、ドライバ監視映像データをもとに、運転者の眼の開眼の状態、まばたきの頻度、或いは眼球運動等を検出し、運転者の覚醒度を認識する。この覚醒度は、集中度の一例であり、０〜１００％の範囲内の数値で表される。なお、集中度としては、０〜１００％の範囲内の数値に限らず、例えば、運転者の視線方向が所定範囲にある場合を“１”とし、所定範囲にない場合を“０”とする等のように、“１”または“０”の値（フラグ）を用いてもよい。そして、例えば、認識した覚醒度を閾値と比較することで、運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する。

そして、上記手動運転操作の可否の判定結果が得られると、ドライバ状態判定部６１２はステップＳ５により、上記判定結果を表す情報を、判定タイミングを表す情報、例えばタイムスタンプ情報と関連付けて判定結果記憶部６３２に記憶させる。このとき、ドライバ状態判定部６１２は、さらに、判定に用いた集中度を、判定結果を表す情報及びタイムスタンプと関連付けて判定結果記憶部６３２に記憶させてもよい。

（３）オーバーライド操作の検出
運転モード切替制御装置６は、続いて操作判定部６１３の制御の下、ステップＳ６及びＳ２０を実行する。このとき、例えば、車載センサとしてのステアリングセンサ１１及びトルクセンサ８は、運転者による運転操作に応じて検出信号を出力する。運転モード切替制御装置６は、運転操作に応じた検出信号に基づいて、運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定する。

例えば、運転モード切替制御装置６は、操作判定部６１３の制御の下、ステップＳ６により、トルクセンサ８から出力された検出信号に基づいて、運転者によるオーバーライド操作を検出する。ステップＳ６の結果、オーバーライド操作が検出されなかった場合にはステップＳ１に戻り、オーバーライド操作が検出された場合には、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０において、運転モード切替制御装置６は、操作判定部６１３の制御の下、ステアリングセンサ１１から出力された検出信号に基づいて、オーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを以下のステップＳ２１〜Ｓ２４に示すように判定する。
図４はその制御手順と制御内容を示すフローチャートである。

すなわち、操作判定部６１３は、ステップＳ２１により、ステアリングホイール４からの検出信号に基づいて、ステアリングホイール４の回転角度θ、操作速度ｖ又は操作加速度αといった、運転操作の操作量に基づく値を検出する。なお、検出する値は、回転角度θの値、操作速度ｖの値、及び操作加速度αの値のうちの少なくとも１つの値であればよい。

続いて、操作判定部６１３は、ステップＳ２２により、当該ステップＳ２１で検出した値が閾値以上か否かを判定し、閾値以上であればオーバーライド操作が緊急の操作であることを判定する（ステップＳ２３）。なお、ステップＳ２２の判定の結果、閾値未満であればオーバーライド操作は緊急の操作ではない（ステップＳ２４）。以上により、ステップＳ２０の処理が完了する。

続いて図３に戻り、運転モード切替制御装置６は、操作判定部６１３の制御の下、ステップＳ７により、オーバーライド操作が緊急の操作でない場合にはステップＳ８〜Ｓ９に移行し、他の場合にはステップＳ１０に移行する。

（４）切替信号の出力制御
緊急でないオーバーライド操作が検出された後、運転モード切替制御装置６は、切替信号出力部６１４の制御の下、ステップＳ８により、新たに、ステップＳ４と同様の判定をドライバ状態判定部６１２に実行させる。但し、ステップＳ４の判定は、定期的に実行されたが、ステップＳ８の判定は、割込処理により不定期に実行される。

切替信号出力部６１４は、ステップＳ９により、ステップＳ８の不定期な判定結果が手動運転可能を示す場合には、ステップＳ１１に移行して自動運転モードを手動運転モードに切り替える切替信号を自動運転制御装置５に出力する。ステップＳ８の不定期な判定結果が他の場合には、切替信号出力部６１４は処理を終了し、運転モード切替制御装置６はステップＳ１に戻る。

一方、緊急のオーバーライド操作が検出された場合には、運転モード切替制御装置６は、切替信号出力部６１４の制御の下、ステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０において、切替信号出力部６１４は、緊急のオーバーライド操作が検出される直前のドライバ状態判定部６１２による定期的な判定結果が手動運転可能を示すか否かを判定し、否の場合にはステップＳ１に戻る。また、ステップＳ１０の判定の結果、手動運転可能を示す場合には、切替信号出力部６１４は、自動運転モードを手動運転モードに切り替える切替信号を自動運転制御装置５に出力する（ステップＳ１１）。この結果、自動運転制御装置５は自動運転モードを終了し、以後運転者の手動操作に応じた運転制御が行われる。

（効果）
以上詳述したようにこの発明の一実施形態では、運転者の状態が手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかが定期的又は不定期に判定され、運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかが判定され、操作判定部６１３による判定結果が緊急のオーバーライド操作である場合には、オーバーライド操作が検出される直前のドライバ状態判定部６１２による判定結果が運転者の状態が手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、自動運転モードを手動運転モードに切り替える切替信号が出力される。このように、直前の判定結果を用いるため、緊急のオーバーライド操作の後に、運転者の状態を検出及び判定する時間が不要となるので、緊急のオーバーライド操作から手動運転モードへの切替信号を出力するまでの時間を短縮できる。

従って、緊急のオーバーライド操作の場合には、オーバーライド操作から手動運転モードへ切り替えるまでの時間を短縮することができる。

また、緊急でないオーバーライド操作が検出されると、緊急でないオーバーライド操作が検出された後のドライバ状態判定部６１２による判定結果に基づいて、自動運転モードを手動運転モードに切り替える切替信号が出力される。このように、緊急でない場合には、緊急でないオーバーライド操作の後に運転者の状態を検出及び判定できるので、運転者の最新の状態を確認した上で、自動運転モードから手動運転モードへの切替を行うことができる。

また、運転者によるオーバーライド操作が検出され、運転操作の操作量に基づく値が検出され、操作量に基づく値が閾値以上か否かに応じてオーバーライド操作が緊急の操作であるか否かが判定される。このため、運転操作の操作量に基づく値の大小に応じて、オーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを区別することが可能になる。

さらに、操作量に基づく値が閾値未満のとき、操作判定部６１３により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないことが判定される。このため、運転者がゆっくり、じんわりとオーバーライド操作する場合に、新たに手動運転の可否を確認する時間の余裕をもつことができる。

また、操作量に基づく値として、運転操作の操作量の値、運転操作の操作量を一回微分した操作速度の値、及び運転操作の操作量を二回微分した操作加速度の値のうちの少なくとも１つの値が用いられる。このため、オーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを、具体的な数値に基づいて判定することが可能になる。

［その他の実施形態］
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示したフローチャートは、図５に示すように変形してもよい。すなわち、ステップＳ２２とＳ２３との間に、ステップＳ２２ａをさらに実行してもよい。この場合、操作判定部６１３は、ステップＳ２２による判定結果が閾値以上のとき、ステップＳ２１で検出した値が閾値以上を示した継続時間が基準時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２ａ）。ステップＳ２２ａの判定の結果、基準時間以上であれば、操作判定部６１３は、オーバーライド操作が緊急の操作であることを判定する（ステップＳ２３）。なお、ステップＳ２２ａの判定の結果、基準時間未満であれば、操作判定部６１３は、オーバーライド操作が緊急の操作でないことを判定する（ステップＳ２４）。

従って、ステップＳ２２ａの判定結果が基準時間以上を示す場合には、基準時間以上に継続した緊急の操作を、緊急のオーバーライド操作として検出することが可能となる。また、ステップＳ２２ａの判定結果が基準時間未満を示す場合には、例えば、運転者の肘がハンドルに一瞬だけ衝突したことに起因する一時的な誤操作を、緊急のオーバーライド操作として検出せずに済む。

さらに他の実施形態としては、例えば、以下のものがある。

前記一実施形態では、運転者の状態を判定するための手段として、ドライバカメラ７により得られる運転者の顔を含む映像信号を用いる場合を例にとって説明した。しかし、それに限らず、生体センサにより得られる生体信号、例えば脈波センサまたは心拍センサにより検出される運転者の脈波信号または心拍信号や、圧力センサにより検出される横隔膜の上下動を表す信号をもとに、運転者の状態を判定するようにしてもよい。あるいは、運転者の状態を判定するための手段として、トルクセンサ８により検出される運転者の操舵操作の操舵トルクを用い、所定値以上のトルクが検出された場合に運転者が手動による運転操作を行える状態にあると判定してもよい。これに限らず、ステアリングホイール４に設けられた押しボタンやタッチパネルに設けられたソフトボタン等のように、運転者が手動による運転操作が可能になったことを入力することが可能な操作入力手段を用いて、運転者の状態を判定するようにしてもよい。その他、アクセルペダルの操作等を用いることも可能である。

その他、車両の種類、自動運転制御装置の機能、運転モード切替制御装置の制御機能と制御手順および制御内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られるものではない。
（付記１）
車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替えるための運転モード切替制御装置であって、
運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定して得られた判定結果を記憶するメモリと、
前記メモリに接続された少なくとも１つのハードウェアプロセッサと
を具備し、
前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサは、
運転者の状態を監視するための監視センサから、前記運転者の状態を表すセンシングデータを取得し、
前記取得されたセンシングデータに基づいて、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを定期的または不定期に判定し、その判定結果を前記メモリに保持し、
前記運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定し、
この判定結果が前記緊急のオーバーライド操作である場合には、前記緊急のオーバーライド操作が検出される直前の前記定期的な判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える切替信号を出力し、
この判定結果が前記緊急でないオーバーライド操作である場合には、前記緊急でないオーバーライド操作が検出された後の前記不定期な判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記切替信号を出力するように構成される運転モード切替制御装置。

（付記２）
車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替えるための装置が実行する運転モード切替制御方法であって、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、運転者の状態を監視するための監視センサから、前記運転者の状態を表すセンシングデータを取得する取得過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記取得されたセンシングデータに基づいて、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを定期的または不定期に判定し、その判定結果を少なくとも１つのメモリに保持する運転者状態判定過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定する操作判定過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記操作判定過程による判定結果が前記緊急のオーバーライド操作である場合には、前記緊急のオーバーライド操作が検出される直前の前記運転者状態判定過程による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える切替信号を出力する第１切替信号出力過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記操作判定過程による判定結果が緊急でないオーバーライド操作である場合には、前記緊急でないオーバーライド操作が検出された後の前記運転者状態判定過程による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記切替信号を出力する第２切替信号出力過程と
を具備する運転モード切替制御方法。

１…車両、２…パワーユニット、３…操舵装置、４…ステアリングホイール、５…自動運転制御装置、６…運転モード切替制御装置、７…ドライバカメラ、８…トルクセンサ、９…アラーム発生器、１１…ステアリングセンサ、１２…アクセルペダルセンサ、１３…ブレーキペダルセンサ、１４…ＧＰＳ受信機、１５…ジャイロセンサ、１６…車速センサ、６１…制御ユニット、６２…入出力インタフェースユニット、６３…記憶ユニット、６１１…ドライバ監視映像取得部、６１２…ドライバ状態判定部、６１３…操作判定部、６１４…切替信号出力部、６３１…ドライバ監視映像記憶部、６３２…判定結果記憶部。

Claims (6)

1. 車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替えるための運転モード切替制御装置であって、
   運転者の状態を監視するための監視センサから、前記運転者の状態を表すセンシングデータを取得する取得部と、
   前記取得されたセンシングデータに基づいて、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを定期的または不定期に判定し、その判定結果を保持する運転者状態判定部と、
   前記運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定する操作判定部と、
   前記操作判定部による判定結果が前記緊急のオーバーライド操作である場合には、前記緊急のオーバーライド操作が検出される直前の前記運転者状態判定部による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える切替信号を出力する第１切替信号出力部と、
   前記操作判定部による判定結果が緊急でないオーバーライド操作である場合には、前記緊急でないオーバーライド操作が検出された後の前記運転者状態判定部による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記切替信号を出力する第２切替信号出力部と
   を具備し、
   前記操作判定部は、
   前記検出信号に基づいて、前記運転者によるオーバーライド操作を検出する第１検出部と、
   前記検出信号に基づいて、前記運転操作の操作量に基づく値を検出する第２検出部と、
   前記第２検出部により検出された操作量に基づく値が閾値以上か否かに応じて、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを判定する閾値判定部と
   を備え、
   前記操作量に基づく値は、前記運転操作の操作量を二回微分した操作加速度の値である、運転モード切替制御装置。
2. 前記閾値判定部は、前記操作量に基づく値が前記閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が前記閾値以上を示した継続時間が基準時間以上の場合に、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作であると判定する、請求項１に記載の運転モード切替制御装置。
3. 前記閾値判定部は、前記操作量に基づく値が前記閾値以上であり、かつ当該操作量に基づく値が前記閾値以上を示した継続時間が基準時間未満の場合には、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないと判定する、請求項１または２に記載の運転モード切替制御装置。
4. 前記閾値判定部は、前記操作量に基づく値が前記閾値未満のとき、前記第１検出部により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作でないと判定する、請求項１乃至３の何れかに記載の運転モード切替制御装置。
5. 車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替えるための装置が実行する運転モード切替制御方法であって、
   前記装置が、運転者の状態を監視するための監視センサから、前記運転者の状態を表すセンシングデータを取得する取得過程と、
   前記装置が、前記取得されたセンシングデータに基づいて、前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態にあるかないかを定期的または不定期に判定し、その判定結果を保持する運転者状態判定過程と、
   前記装置が、前記運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者により行われた操作が緊急のオーバーライド操作であるか緊急でないオーバーライド操作であるかを判定する操作判定過程と、
   前記装置が、前記操作判定過程による判定結果が前記緊急のオーバーライド操作である場合には、前記緊急のオーバーライド操作が検出される直前の前記運転者状態判定過程による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える切替信号を出力する第１切替信号出力過程と、
   前記装置が、前記操作判定過程による判定結果が緊急でないオーバーライド操作である場合には、前記緊急でないオーバーライド操作が検出された後の前記運転者状態判定過程による判定結果が前記運転者の状態が前記手動運転モードによる運転操作を行える状態である場合に、前記切替信号を出力する第２切替信号出力過程と
   を具備し、
   前記操作判定過程は、
   前記検出信号に基づいて、前記運転者によるオーバーライド操作を検出する第１検出過程と、
   前記検出信号に基づいて、前記運転操作の操作量に基づく値を検出する第２検出過程と、
   前記第２検出過程により検出された操作量に基づく値が閾値以上か否かに応じて、前記第１検出過程により検出されたオーバーライド操作が緊急の操作であるか否かを判定する閾値判定過程と
   を備え、
   前記操作量に基づく値は、前記運転操作の操作量を二回微分した操作加速度の値である、運転モード切替制御方法。
6. 請求項１乃至４の何れかに記載の運転モード切替制御装置が備える前記各部としてコンピュータを機能させるプログラム。