JP6354085B2 - 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

Description

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、自車両の加減速と操舵とのうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、自動運転）について研究が進められている。これに関連し、自動運転作動中にドライバが前方監視していなければ、運転席周りの窓ガラスの調光領域を曇りガラス状態に変更し前方監視を促す前方監視促進装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−９５３３０号公報

従来の技術は、運転者が通常、前方を視認する領域以外の領域に調光領域を設定しているため、運転者の前方視界は視認可能な状態に維持される。このため、運転者の前方視界に相当する空間を十分に活用す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、運転者の前方視界に相当する空間を十分に活用することを目的の一つとする。

請求項１記載の発明は、車両の前方側に設けられたウインドウシールドと、前記車両の前方を撮像するカメラと、前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行する自動運転制御部と、前記自動運転制御部により実行される運転モードに基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御する視界状態制御部と、を備え、前記視界状態制御部は、前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させる過程で、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示する車両制御システムである。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記視界状態制御部が、前記自動運転制御部により前記自動運転モードが実行される場合、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御し、前記自動運転制御部により前記手動運転モードが実行される場合、前記車両の前方視界の状態を可視状態に制御するものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の車両制御システムにおいて、前記自動運転モードは、前記車両の乗員に課される前記車両の周辺監視義務の程度が互いに異なる複数のモードを含み、前記視界状態制御部が、更に、前記自動運転制御部により実行される前記自動運転モードの周辺監視義務の程度に基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御するものである。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載の車両制御システムにおいて、前記複数のモードには、前記車両の周辺監視義務が生じないモードが含まれており、前記視界状態制御部が、前記自動運転制御部により、前記車両の周辺監視義務が生じないモードが実行される場合、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御するものである。

請求項５記載の発明は、請求項４に記載の車両制御システムにおいて、前記視界状態制御部が、前記自動運転制御部により、前記車両の周辺監視義務が生じないモードが実行される場合、前記ウインドウシールドを不透明化させることで、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御するものである。

請求項６記載の発明は、請求項５に記載の車両制御システムにおいて、前記視界状態制御部は、前記表示部を用いて前記不透明化させたウインドウシールドに合わせて所定の画像を表示するものである。

請求項７記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記視界状態制御部は、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御した場合に、前記車両の前方視界と無関係な画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示するものである。
請求項８記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記視界状態制御部は、前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させ始めてから、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させ終わるまでの間、前記カメラにより撮像された画像を前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示し続けるものである。
請求項９記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記車両の後方側に設けられた第２のウインドウシールドと、前記車両の上方側に設けられた第３のウインドウシールドとを更に備え、前記視界状態制御部は、前記自動運転制御部により実行される運転モードに基づいて、前記第２のウインドウシールド越しの視界の状態、または前記第３のウインドウシールド越しの視界の状態を、前記可視状態または前記可視困難な状態のいずれかに制御するものである。
請求項１０記載の発明は、車両の前方側に設けられ、状態にかかわらず前記車両の外部から車内への可視光を遮蔽するウインドウシールドと、前記車両の前方を撮像するカメラと、前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行する自動運転制御部と、前記自動運転制御部により実行される運転モードに基づいて、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示することで、前記車両の前方視界の状態を、可視困難な状態から可視状態に制御する視界状態制御部と、を備える車両制御システムである。

請求項１１記載の発明は、車両の前方側に設けられたウインドウシールドと、前記車両の前方を撮像するカメラと、前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、を備える車両に搭載された車載コンピュータが、前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行し、前記実行する運転モードに基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御し、前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させる過程で、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示する車両制御方法である。

請求項１２記載の発明は、車両の前方側に設けられたウインドウシールドと、前記車両の前方を撮像するカメラと、前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、を備える車両に搭載された車載コンピュータに、前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行させ、前記実行させる運転モードに基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御させ、前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させる過程で、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示させる車両制御プログラムである。

各請求項に記載の発明によれば、運転者の前方視界に相当する空間を十分に活用することができる。

自車両Ｍの構成要素を示す図である。 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。 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。 モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。 運転モードごとのフロントウインドウ９０ａの状態を示す図である。 フロントウインドウ９０ａの状態が可視困難な状態である場面の一例を示す図である。 フロントウインドウ９０ａの状態を可視状態から可視困難な状態に遷移させる場面の一例を示す図である。 フロントウインドウ９０ａの状態を可視状態から可視困難な状態に遷移させる場面の他の例を示す図である。 第１の実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 フロントウインドウ９０ａの状態を可視困難な状態から可視状態に遷移させる場面の一例を示す図である。 第２の実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 運転モードごとのフロントウインドウ９０ｂの状態を示す図である。 フロントウインドウ９０ｂに投影する画像の一例を示す図である。

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、各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）等の固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、車両前面に設けられたフロントウインドウ９０ａの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。

＜第１の実施形態＞
図２は、第１の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など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、特許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など）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、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、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、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。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）など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無く、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）ことがあってもよい。

ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、アクセルペダル７１、アクセル開度センサ７２およびアクセルペダル反力出力装置７３と、ブレーキペダル７４およびブレーキ踏量センサ（或いはマスター圧センサなど）７５と、シフトレバー７６およびシフト位置センサ７７と、ステアリングホイール７８、ステアリング操舵角センサ７９およびステアリングトルクセンサ８０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。

アクセルペダル７１は、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７２は、アクセルペダル７１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車両制御システム１００に出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を出力する。

ブレーキペダル７４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。ブレーキ踏量センサ７５は、ブレーキペダル７４の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。

シフトレバー７６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７７は、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。

ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。

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）スイッチなどである。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示などを受け付け、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、ウインドウシールド９０およびウインドウ駆動装置９１と、調光制御装置９２と、車室内カメラ９５とを含む。ＨＭＩ７０の非運転操作系の表示装置８２は、「表示部」の一例である。

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などに取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。表示装置８２は、フロントウインドウ９０ａに合わせて画像を表示する前面表示装置８２ａを含む。前面表示装置８２ａは、フロントウインドウ９０ａに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよいし、フロントウインドウ９０ａに埋め込まれた液晶表示装置（透明化可能なもの）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、前面表示装置８２ａを含む表示装置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などを含む。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。

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８７を含む。自動運転切替スイッチ８７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。

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、ヨー角などを自在に駆動する。ウインドウシールド９０は、例えば各ドア、車両の前面および後面に設けられる。ウインドウシールド９０は、車両の前面に設けられるフロントウインドウ９０ａを含む。フロントウインドウ９０ａを含むウインドウシールド９０は、例えば、調光フィルムを２枚のガラス（または透明樹脂）で挟み込む構造で形成される。また、ウインドウシールド９０は、基板となるガラス（または透明樹脂）のいずれか一方の面に調光フィルムが張り付けられることで構成されてもよい。ウインドウ駆動装置９１は、例えば、各ドアに設けられたウインドウシールド９０を開閉駆動する。

調光制御装置９２は、ウインドウシールド９０の透明度合を制御する。調光制御装置９２は、前面表示装置８２ａと同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。例えば、調光制御装置９２は、ウインドウシールド９０の調光フィルムに電圧を印加して、調光フィルム内部の液晶粒子（液晶分子）の配向を制御することで、ガラスの透過率を制御する。例えば、調光制御装置９２は、調光フィルム内部の液晶粒子の配向を不均一にしてガラスの透過率を低下させ、ウインドウシールド９０の一部または全部をすりガラス状や曇りガラス状に変化させる。また、調光制御装置９２は、ウインドウシールド９０の色相を制御してもよい。例えば、調光制御装置９２は、調光フィルム内部の液晶粒子の配向を制御することで、特定波長の光の透過率を制御し、ウインドウシールド９０の色相を透明色から青色や黒色といった色に変化させてよい。以下、ウインドウシールド９０がすりガラス状や曇りガラス状、透明色以外の色に変化して不透明になる場合、この状態を「可視困難な状態」と称し、上記状態以外を「可視状態」と称して説明する。

車室内カメラ９５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。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など、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。

車両制御システム１００の説明に先立って、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について説明する。

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、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ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、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、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、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。走行駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、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。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ＥＣＵ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。

ステアリング装置２１０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報に従って電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

ブレーキ装置２２０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。また、ブレーキ装置２２０は、走行駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

［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）などのプロセッサ、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）など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。上述したＨＭＩ７０の非運転操作系における調光制御装置９２とＨＭＩ制御部１７０とを合わせたものは、「視界状態制御部」の一例である。なお、前述したように、「視界状態制御部」を示す構成は、「表示部」を示す構成と一部重複していてもよい。

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、モード別操作可否情報１８８など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などが存在する場合、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、電話番号情報などが含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。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。

自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実行する自動運転モードを決定する。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、複雑な合流制御など、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無い。
［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などに基づいて、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。

自動運転制御部１２０の自車位置認識部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４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の基準点の位置などを、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５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６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、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。この場合、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、渋滞場面などにおいて、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、停車や駐車など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。また、走行態様決定部１４６Ａは、車線変更イベント、追い越しイベント、分岐イベント、合流イベント、ハンドオーバイベントなどを実施する場合に、それぞれのイベントに応じた走行態様を決定する。

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７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７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７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８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９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１０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、図８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１０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など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８７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加速、減速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。例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成から入力された信号の示す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、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）。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、軌道生成部１４６によって生成された軌道を、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、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１８８を参照して、自動運転のモードの種別に応じてＨＭＩ７０を制御する。

図１１は、モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。図１１に示すモード別操作可否情報１８８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１８８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１１に示すモード別操作可否情報１８８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は、これに限定されるものではない。

ＨＭＩ制御部１７０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１８８を参照することで、使用が許可される装置（ナビゲーション装置５０およびＨＭＩ７０の一部または全部）と、使用が許可されない装置とを判定する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、判定結果に基づいて、非運転操作系のＨＭＩ７０、またはナビゲーション装置５０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の運転操作系の構成（例えば、アクセルペダル７１、ブレーキペダル７４、シフトレバー７６、およびステアリングホイール７８等）を操作する。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の周辺監視義務が課される。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、ＨＭＩ制御部１７０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。この際、ＨＭＩ制御部１７０は、自車両Ｍの周辺監視を行わせるために、外界認識部１４２により認識された自車両Ｍの周辺車両の存在やその周辺車両の状態を、表示装置８２に画像などで表示させると共に、自車両Ｍの走行時の場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に受け付けさせてよい。

また、ＨＭＩ制御部１７０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ってよい。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、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など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など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１１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、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により実行される各種運転モードにおける自動運転の度合（または周辺監視義務の程度）に基づいて、フロントウインドウ９０ａの状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御する。図１２は、運転モードごとのフロントウインドウ９０ａの状態を示す図である。例えば、周辺監視が必要ないモードＡの場合、ＨＭＩ制御部１７０は、調光制御装置９２を用いて、少なくともフロントウインドウ９０ａを曇りガラス状などに変化させて不透明化させる。すなわち、ＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ａの状態を可視困難な状態に制御する。そして、ＨＭＩ制御部１７０は、不透明化させたフロントウインドウ９０ａをスクリーンと見做して、前面表示装置８２ａを用いてフロントウインドウ９０ａに前方視界に無関係な画像を投影して表示させる。前方視界に無関係な画像とは、例えば、コンテンツ再生装置８５により再生されたコンテンツやテレビジョン番組などの映像（画像）などである。以下、コンテンツ再生装置８５により再生されたコンテンツやテレビジョン番組などの映像を、「エンタメ画像ＥＴ」を称して説明する。

図１３は、フロントウインドウ９０ａの状態が可視困難な状態である場面の一例を示す図である。図示のような場面の場合、ＨＭＩ制御部１７０は、例えば、フロントウインドウ９０ａの不透明化させた領域（図中Ａ）に、エンタメ画像ＥＴを投影する。なお、ＨＭＩ制御部１７０は、各ドアに設けられたウインドウシールド９０や、車両後面に設けられたウインドウシールド９０（リアウインドウ）、ルーフのウインドウシールド９０などを不透明化させてもよい。この場合、ＨＭＩ制御部１７０は、これらの不透明化させた各種ウインドウシールド９０にエンタメ画像ＥＴを表示させてもよい。

また、ＨＭＩ制御部１７０は、前方視界に関係する画像として、目的地までの経路や、車線変更のタイミング、外界認識部１４２により認識された自車両Ｍの周辺車両の存在やその周辺車両の状態などの情報を含む画像を、不透明化させたフロントウインドウ９０ａにＨＵＤ形式で表示させてもよい。この際、ＨＭＩ制御部１７０は、不透明化させたフロントウインドウ９０ａの領域全体に各種情報を表示させてよい。

また、図１２に示すように、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により実行される運転モードが、周辺監視義務の必要なモードＢやモードＣ、手動運転モードである場合、調光制御装置９２を用いて、フロントウインドウ９０ａを透明化させてフロントウインドウ９０ａの状態を可視状態に遷移させる。

図１４は、フロントウインドウ９０ａの状態を可視状態から可視困難な状態に遷移させる場面の一例を示す図である。図示のように、周辺監視義務が生じる場合には、ＨＭＩ制御部１７０は、調光制御装置９２を用いて、フロントウインドウ９０ａを透明化させておく。一方、自動運転モードがモードＡに切り替わり周辺監視義務が必要なくなった場合、ＨＭＩ制御部１７０は、調光制御装置９２を用いて、フロントウインドウ９０ａを不透明化させる。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ａのゾーンＡと呼ばれる領域を不透明化させる。ゾーンＡとは、保全基準などによってフロントウインドウ９０ａの透明性を確保する必要があるものとして定められた領域である。ゾーンＡは試験領域Ａとも呼ばれる。なお、不透明化させる領域はゾーンＡに限られず、フロントウインドウ９０ａ全体やゾーンＡに比して小さい領域であってもよい。また、不透明化させる領域は、フロントウインドウ９０ａの中央から左右上下いずれかに偏っていてもよい。例えば、不透明化させる領域は、ステアリングホイール７８が設けられた座席（運転席）側に偏ってよい。このようにしてフロントウインドウ９０ａを不透明化することにより、ＨＭＩ制御部１７０は、車室内を、照度の低い落ち着いた環境にすることができる。この結果、フロントウインドウ９０ａに表示される画像のコントラストが低下するのを防止したり、リラックス効果を高めたりすることができるため、車両乗員は、映画やテレビジョン番組などのエンタメ画像ＥＴなどを快適に視聴することができる。なお、照度の低い落ち着いた環境を提供するという観点から、不透明化させたフロントウインドウ９０ａに必ずしもエンタメ画像ＥＴを映し出す必要は無く、単に車室内を暗くさせるだけであってもよい。

また、上述した図１２に示すように、ＨＭＩ制御部１７０は、周辺監視義務が必要なモードが実行される場合、周辺監視義務が必要ないモードが実行されるときに表示させるＨＵＤ画像の表示領域に比して、より小さい表示領域にＨＵＤ画像を表示させてよい。これによって、フロントウインドウ９０ａの状態は、周辺監視義務が必要となるモードではＨＵＤ画像の表示領域が小さくなるため可視状態となり、周辺監視義務が必要ないモードではＨＵＤ画像の表示領域が大きくなるため可視困難な状態となる。

図１５は、フロントウインドウ９０ａの状態を可視状態から可視困難な状態に遷移させる場面の他の例を示す図である。図示のように、周辺監視義務が生じる場合には、ＨＭＩ制御部１７０は、前面表示装置８２ａを用いて、例えば、フロントウインドウ９０ａの一部領域にＨＵＤ形式の画像ＨＵＤ１を表示させる。一方、自動運転モードがモードＡに切り替わり周辺監視義務が必要なくなった場合、ＨＭＩ制御部１７０は、前面表示装置８２ａを用いて、周辺監視義務が生じる場合に表示させた画像ＨＵＤ１の表示領域に比して、より大きい表示領域にＨＵＤ形式の画像ＨＵＤ２を表示させる。これによって、周辺監視義務の必要が生じないときには、フロントウインドウ９０ａの状態を可視困難な状態に変化させると共に、周辺監視義務が必要な場面に比して更に多くの情報を車両乗員に提供することができる。

図１６は、第１の実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報を参照して、自動運転制御部１２０により実行される自動運転モードがモードＡに切り替わるまで待機し（ステップＳ１００）、自動運転モードがモードＡに切り替わると、調光制御装置９２を用いて、少なくともフロントウインドウ９０ａを不透明化させる（ステップＳ１０２）。

次に、ＨＭＩ制御部１７０は、前面表示装置８２ａを用いて、不透明化させたフロントウインドウ９０ａの領域にエンタメ画像ＥＴを投影する（ステップＳ１０４）。次に、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報を参照して、自動運転制御部１２０により実行される自動運転モードが、モードＡから周辺監視義務の生じる他のモード（モードＢ、モードＣ、手動運転モードなど）に切り替わるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

自動運転モードがモードＡから他のモードに切り替わる場合、ＨＭＩ制御部１７０は、調光制御装置９２を用いて、フロントウインドウ９０ａにおける不透明化を解除する（ステップＳ１０８）。一方、自動運転モードがモードＡから他のモードに切り替わらない場合、ＨＭＩ制御部１７０は、上述したＳ１０４に処理を戻し、エンタメ画像ＥＴの投影を継続する。これによって、本フローチャートの処理が終了する。

以上説明した第１の実施形態によれば、実行する運転モードに基づいて、車両の前方視界に相当するフロントウインドウ９０ａの状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御するため、運転者の前方視界に相当する空間を十分に活用することができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、フロントウインドウ９０ａの不透明化の解除に時間を要することを考慮して、フロントウインドウ９０ａの状態を不透明化から透明化に遷移させる過程において、カメラ４０によって撮像された画像（すなわち自車両Ｍの前方を撮像した画像）をフロントウインドウ９０ａに投影しておく点で第１の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。

第２の実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ａの状態を可視困難な状態から可視状態に遷移させる際に、前面表示装置８２ａを用いて、カメラ４０によって撮像された画像を、不透明化させたフロントウインドウ９０ａに投影して表示する。

図１７は、フロントウインドウ９０ａの状態を可視困難な状態から可視状態に遷移させる場面の一例を示す図である。例えば、ゾーンＡが不透明化されフロントウインドウ９０ａが可視困難な状態である場合、このフロントウインドウ９０ａには、映画などのエンタメ画像ＥＴが投影される。このような状態で、例えば、自動運転モードの切り替えが生じて周辺監視義務が発生した場合、ＨＭＩ制御部１７０は、調光制御装置９２を用いて、フロントウインドウ９０ａを透明化させて可視状態に遷移させる。例えば、不透明化させた状態から透明に遷移させる際、フロントウインドウ９０ａ内部の液晶粒子の配向が均一とならずに、一部領域の不透明化が解除されないことが想定される。また、調光制御装置９２による制御エラーなどによって不透明化が解除されないことも想定される。また、液晶粒子の配向が均一に整うまでに時間を要し、不透明化が解除されるまでに遅延が生じることも想定される。従って、このような種々の要因によって周辺監視ができない場合、または周辺監視の開始が遅れる場合を想定して、ＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ａの状態を可視困難な状態から可視状態に遷移させる際に、前面表示装置８２ａを用いて、不透明化させたゾーンＡにカメラ４０によって撮像された画像ＩＭＧを投影する。これによって、車両乗員にカメラ４０の画像ＩＭＧを介して周辺監視を速やかに行わせることができる。なお、カメラ４０の画像ＩＭＧは、時系列に連続した画像、すなわち動画であってよい。

図１８は、第２の実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートに示すＳ２００からＳ２０６の処理は、上述した図１６に示すフローチャートのＳ１００からＳ１０６の処理と同様であるため説明を省略する。

ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転モードがモードＡから他のモードに切り替わる場合、調光制御装置９２を用いて、フロントウインドウ９０ａにおける不透明化の解除を開始する（ステップＳ２０８）。

次に、ＨＭＩ制御部１７０は、前面表示装置８２ａを用いて、不透明化を解除しているフロントウインドウ９０ａにカメラ４０の画像を投影する（ステップＳ２１０）。次に、ＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ａの不透明化が解除されたか否かを判定し（ステップＳ２１２）、フロントウインドウ９０ａの不透明化が解除されない場合、フロントウインドウ９０ａの不透明化が解除されるまでカメラ４０の画像を投影し続け、フロントウインドウ９０ａの不透明化が解除された場合、カメラ４０の画像の投影を終了する（ステップＳ２１４）。すなわち、ＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ａの状態を可視困難な状態から可視状態に遷移させる過程において、カメラ４０の画像をフロントウインドウ９０ａに表示し続ける。これによって本フローチャートの処理が終了する。

以上説明した第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様に、運転者の前方視界に相当する空間を十分に活用することができる。

また、第２の実施形態によれば、車両の前方視界に相当するフロントウインドウ９０ａの状態を、可視困難な状態から可視状態に遷移させる過程において、カメラ４０の画像ＩＭＧをフロントウインドウ９０ａに表示させるため、車両乗員にカメラ４０の画像ＩＭＧを介して周辺監視を速やかに行わせることができる。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態において、車両制御システム１００が搭載される車両には、フロントウインドウ９０ａの代わりに、車両乗員の前方視界を常時遮蔽するフロントウインドウ９０ｂが備えられている点で第１の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。

フロントウインドウ９０ｂは、例えば、可視光を透過しない素材などで形成される。具体的には、フロントウインドウ９０ｂは、アルミ合金や鋼、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）などの素材で形成される。これらの素材は、一般的にガラスなどの透明素材に比して剛性が高く、車両乗員が車外に飛び出したり、障害物は車室内に飛び込んできたりすることを防止することができる。また、ガラスなどの透明素材に比して、各種電子機器やエアバッグ装置などの安全対策機器を取り付けるのが容易である。このため、車両乗員の安全性を向上させると共に、車両の電子装備を充実させることができる。また、フロントウインドウ９０ｂが車両前面から差し入る可視光を遮断するため、車室内が暗くなり照度の低い落ち着いた環境を提供することができる。この結果、車両乗員は、映画などのエンタメ画像ＥＴやＨＵＤ画像などを快適に視聴することができる。なお、各ドアに設けられたウインドウシールド９０や、車両後方のウインドウシールド９０（リアウインドウ）も、車室内からの視界を常時遮蔽する素材で形成されてよい。

一方、車両乗員は、少なくともフロントウインドウ９０ｂ越しに車両外の状況を認識することはできない（または認識が困難である）。このため、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により周辺監視が必要なモードが実行される場合には、前面表示装置８２ａを用いて、カメラ４０の画像ＩＭＧをフロントウインドウ９０ｂに投影する。

図１９は、運転モードごとのフロントウインドウ９０ｂの状態を示す図である。また、図２０は、フロントウインドウ９０ｂに投影する画像の一例を示す図である。図１９に示すように、周辺監視義務の有無に関わらずにフロントウインドウ９０ｂは不透明であり、いずれのモードにおいても可視困難な状態となる。周辺監視義務が生じないモードＡが実行される場合、ＨＭＩ制御部１７０は、図２０に示すように、前面表示装置８２ａを用いてフロントウインドウ９０ｂにエンタメ画像ＥＴを投影して表示させる。また、周辺監視義務が生じるモードＢなどが実行される場合、ＨＭＩ制御部１７０は、前面表示装置８２ａを用いてフロントウインドウ９０ｂにカメラ４０の画像ＩＭＧを投影して表示させる。これによって、ＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ｂを可視状態に遷移させる。

また、上述したフロントウインドウ９０ｂの車室内側の面には、ＬＣＤや有機ＥＬ表示装置などが設けられてもよい。この場合、ＨＭＩ制御部１７０は、フロントウインドウ９０ｂの各種表示装置にエンタメ画像ＥＴやカメラ４０の画像ＩＭＧを表示させてよい。

以上説明した第３の実施形態によれば、上述した第１および第２の実施形態と同様に、実行する運転モードに基づいて、車両の前方視界に相当するフロントウインドウ９０ｂの状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御するため、運転者の前方視界に相当する空間を十分に活用することができる。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

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、５５…通信装置、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、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 (12)

1. 車両の前方側に設けられたウインドウシールドと、
   前記車両の前方を撮像するカメラと、
   前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、
   前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行する自動運転制御部と、
   前記自動運転制御部により実行される運転モードに基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御する視界状態制御部と、を備え、
   前記視界状態制御部は、前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させる過程で、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示する、
   車両制御システム。
2. 前記視界状態制御部は、前記自動運転制御部により前記自動運転モードが実行される場合、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御し、前記自動運転制御部により前記手動運転モードが実行される場合、前記車両の前方視界の状態を可視状態に制御する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記自動運転モードは、前記車両の乗員に課される前記車両の周辺監視義務の程度が互いに異なる複数のモードを含み、
   前記視界状態制御部は、更に、前記自動運転制御部により実行される前記自動運転モードの周辺監視義務の程度に基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御する、
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記複数のモードには、前記車両の周辺監視義務が生じないモードが含まれており、
   前記視界状態制御部は、前記自動運転制御部により、前記車両の周辺監視義務が生じないモードが実行される場合、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御する、
   請求項３に記載の車両制御システム。
5. 前記視界状態制御部は、前記自動運転制御部により、前記車両の周辺監視義務が生じないモードが実行される場合、前記ウインドウシールドを不透明化させることで、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御する、
   請求項４に記載の車両制御システム。
6. 前記視界状態制御部は、前記表示部を用いて前記不透明化させたウインドウシールドに合わせて所定の画像を表示する、
   請求項５に記載の車両制御システム。
7. 前記視界状態制御部は、前記車両の前方視界の状態を可視困難な状態に制御した場合に、前記車両の前方視界と無関係な画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
8. 前記視界状態制御部は、前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させ始めてから、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させ終わるまでの間、前記カメラにより撮像された画像を前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示し続ける、
   請求項１に記載の車両制御システム。
9. 前記車両の後方側に設けられた第２のウインドウシールドと、前記車両の上方側に設けられた第３のウインドウシールドとを更に備え、
   前記視界状態制御部は、前記自動運転制御部により実行される運転モードに基づいて、前記第２のウインドウシールド越しの視界の状態、または前記第３のウインドウシールド越しの視界の状態を、前記可視状態または前記可視困難な状態のいずれかに制御する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
10. 車両の前方側に設けられ、状態にかかわらず前記車両の外部から車内への可視光を遮蔽するウインドウシールドと、
    前記車両の前方を撮像するカメラと、
    前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、
    前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行する自動運転制御部と、
    前記自動運転制御部により実行される運転モードに基づいて、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示することで、前記車両の前方視界の状態を、可視困難な状態から可視状態に制御する視界状態制御部と、
    を備える車両制御システム。
11. 車両の前方側に設けられたウインドウシールドと、前記車両の前方を撮像するカメラと、前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、を備える車両に搭載された車載コンピュータが、
    前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行し、
    前記実行する運転モードに基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御し、
    前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させる過程で、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示する、
    車両制御方法。
12. 車両の前方側に設けられたウインドウシールドと、前記車両の前方を撮像するカメラと、前記ウインドウシールドに前記カメラにより撮像された画像を表示する表示部と、を備える車両に搭載された車載コンピュータに、
    前記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自動運転モードと、前記速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行させ、
    前記実行させる運転モードに基づいて、前記車両の前方視界の状態を、可視状態または可視困難な状態のいずれかに制御させ、
    前記車両の前方視界の状態を、前記可視困難な状態から前記可視状態に遷移させる過程で、前記カメラにより撮像された画像を、前記表示部を用いて前記ウインドウシールドに表示させる、
    車両制御プログラム。

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