JP6358171B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は操舵制御装置に関する。

従来、自動運転の機能を有する操舵制御装置が知られている。この操舵制御装置は、目標経路に沿って車両が走行するように、操舵角を設定する（特許文献１参照）。

特開２００６−３４７４６０号公報

自動運転を実行する状態（自動運転モード）において、操舵角は自動的に設定される。自動運転モードを解除し、車両を乗員が手動で運転する状態（手動運転モード）に移行したとき、操舵角は必ずしも０度ではない。このとき、操舵角が０度ではないことに気付かず、乗員が運転を開始すると、乗員の意図する方向とは異なる方向に車両が進行してしまうおそれがある。

本発明はこうした問題にかんがみてなされたものであり、車両の安全性を向上させることができる操舵制御装置を提供することを目的としている。

本発明の操舵制御装置は、自動運転モードの設定及び解除が可能な操舵制御装置であって、自動運転モードのとき、目標経路に沿って車両が走行するように操舵角を制御する操舵制御ユニットと、自動運転モードの解除を指示する解除指示を検出する解除指示検出ユニットと、車両の停止を検出する停止検出ユニットと、解除指示検出ユニットが解除指示を前検出すること、及び停止検出ユニットが停止を検出することを条件として、操舵制御ユニットにより設定された操舵角を減少させる操舵角減少ユニットとを備える。

本発明の操舵制御装置は、自動運転モードの解除指示を検出し、車両が停止している場合、自動運転モードのときに操舵制御ユニットが設定した操舵角を減少させる。そのことにより、自動運転モードが解除された状態で、停止していた車両が発進するとき、乗員の意図しない方向に車両が進行してしまうことが起こり難い。その結果、車両の安全性が向上する。

操舵制御装置１の構成を表すブロック図である。 操舵制御装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 図３Ａ〜図３Ｃは操舵制御装置１が奏する効果を表す説明図である。 操舵制御装置１が奏する効果を表す説明図である。 操舵制御装置１が奏する効果を表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．操舵制御装置１の構成
操舵制御装置１の構成を図１に基づき説明する。操舵制御装置１は、車両に搭載される車載装置である。操舵制御装置１を搭載する車両を以下では自車両とする。操舵制御装置１は、自動運転制御ＥＣＵ３、操舵制御ＥＣＵ５、ブレーキＥＣＵ７、及びエンジンＥＣＵ９を備える。各ＥＣＵは、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える公知のコンピュータであり、ＲＯＭに記憶されたプログラムにより後述する処理を実行する。

なお、自動運転制御ＥＣＵ３は、解除指示検出ユニット、停止検出ユニット、乗員判断ユニット、中断操作検出ユニット、継続操作検出ユニット、進行方向報知ユニット、及び状況報知ユニットの一例である。また、操舵制御ＥＣＵ５は、操舵制御ユニット、及び操舵角減少ユニットの一例である。

自車両は、操舵制御装置１に加えて、センサ部１１、解除指示受付部１３、中断操作受付部１５、継続操作受付部１７、スピーカ１９、表示機器２１、ブレーキアクチュエータ２３、エンジン２５、パワステモータ２７、及び舵角センサ２９を備える。

センサ部１１は、ＧＰＳ３１、周辺カメラ３３、車速センサ３５、加速度センサ３７、ミリ波センサ３９、及び着座センサ４１を備える。ＧＰＳ３１は、航法衛星が送信する電波を利用して自車両の位置情報を取得する。周辺カメラ３３は自車両の周辺を撮影し、画像データを作成する。車速センサ３５は自車両の車速を検出する。加速度センサ３７は自車両の加速度を検出する。ミリ波センサ３９は、ミリ波領域の電波をプローブとして、自車両の周辺に存在する物標（例えば、他の車両、歩行者、固定物等）を検出する。着座センサ４１は、自車両のシートに着座している乗員（特にドライバ）を検出する。

解除指示受付部１３は、自動運転モードの解除を指示する解除指示を受け付ける。解除指示は、例えば、乗員による特定のスイッチやボタンの操作、乗員の発音する特定の音声等とすることができる。解除指示が乗員による特定のスイッチやボタンの操作である場合、解除指示受付部１３は、そのスイッチやボタンである。また、解除指示が乗員の発音する特定の音声である場合、解除指示受付部１３は、マイクロフォンと、マイクロフォンにより検出した音声を電気信号に変換する変換ユニットと、変換後の電気信号において特定の音声を認識する音声認識ユニットとである。解除指示受付部１３が解除指示を受け付けた場合、自動運転制御ＥＣＵ３はその解除指示を検出することができる。

中断操作受付部１５は、乗員による所定の中断操作を受け付ける。中断操作としては、例えば、後述する操舵角を減少させる処理のときに回転しているステアリングに対し、その回転方向とは反対方向の回転力を加える操作が挙げられる。この場合、中断操作受付部１５は、前記反対方向へのステアリングの回転力を検出するセンサである。また、中断操作は、特定のスイッチやボタンに対する操作であってもよい。この場合、中断操作受付部１５は、そのスイッチやボタンである。中断操作受付部１５が中断操作を受け付けた場合、自動運転制御ＥＣＵ３はその中断操作を検出することができる。

継続操作受付部１７は、乗員による所定の継続操作を受け付ける。継続操作としては、例えば、後述する操舵角を減少させる処理のときに一旦回転した後、回転を中断したステアリングに対し、中断前に回転していた方向への回転力を加える操作が挙げられる。この場合、継続操作受付部１７は、前記中断前に回転していた方向へのステアリングの回転力を検出するセンサである。また、継続操作は、特定のスイッチやボタンに対する操作であってもよい。この場合、継続操作受付部１７は、そのスイッチやボタンである。継続操作受付部１７が継続操作を受け付けた場合、自動運転制御ＥＣＵ３はその継続操作を検出することができる。

スピーカ１９は自車両の車室内に設けられ、音声を出力する。表示機器２１は自車両の車室内に設けられた、画像を表示可能なディスプレイである。
ブレーキアクチュエータ２３は、自車両のブレーキ動作を行う。エンジン２５は自車両の駆動力を発生する。パワステモータ２７は、自動運転モードのときは、操舵制御装置１が設定した操舵角を実現するように操舵を行う。また、パワステモータ２７は、手動運転モードのときは、乗員の操舵動作をアシストする。舵角センサ２９は自車両の操舵角を検出する。

２．自動運転モードについて
操舵制御装置１は、自動運転モードの設定と解除とが可能である。自動運転モードが設定されているとき、操舵制御装置１は自動運転を実行する。自動運転の概略は以下のとおりである。操舵制御装置１は、目的地までの目標経路を取得する。目的地までの目標経路は、乗員による目的地の指定に応じて操舵制御装置１が地図情報を用いて作成してもよいし、外部のサーバ等から取得してもよい。

自動運転モードのとき、操舵制御装置１は、定期的に、ＧＰＳ３１を用いて自車両の位置情報を取得する。操舵制御装置１（特に自動運転制御ＥＣＵ３及び操舵制御ＥＣＵ５）は、自車両の位置情報と目標経路とを対照しながら、自車両が目標経路に沿って走行するように、パワステモータ２７を用いて操舵角を制御する。

また、自動運転モードのとき、操舵制御装置１（特に自動運転制御ＥＣＵ３、ブレーキＥＣＵ７、及びエンジンＥＣＵ９）は、自車両の車速が、目標経路上の各位置に適した目標車速となるように、エンジン２５及びブレーキアクチュエータ２３を制御する。目標車速は、目標経路上の各位置において予め決められていてもよいし、前方の道路の曲率等に基づき、操舵制御装置１が適宜設定してもよい。

自動運転モードの設定は、操舵制御装置１に対し、乗員が所定の設定指示を行ったときになされる。また、自動運転モードの解除は、解除指示受付部１３に対し、乗員が解除指示を行ったときになされる。自動運転モードを解除した後、乗員は、自車両を手動で運転することが可能になる。

３．操舵制御装置１が実行する処理
操舵制御装置１が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図２に基づき説明する。図２のステップ１では、その時点で自動運転モードが設定されているか否かを自動運転制御ＥＣＵ３が判断する。自動運転モードが設定されている場合はステップ２に進み、自動運転モードが設定されていない場合はステップ１の前に戻る。

ステップ２では、車速センサ３５の検出値に基づき、自車両が停止中である（すなわち車速が０Ｋｍ／ｈである）か否かを自動運転制御ＥＣＵ３が判断する。自車両が停止中である場合はステップ３に進み、停止中でない場合はステップ２の前に戻る。

ステップ３では、解除指示受付部１３が解除指示を受け付けたか否かを自動運転制御ＥＣＵ３が判断する。解除指示を受け付けた場合はステップ４に進み、解除指示を受け付けていない場合はステップ３の前に戻る。

ステップ４では、着座センサ４１の検出結果に基づき、自車両に乗員が存在するか否かを自動運転制御ＥＣＵ３が判断する。乗員が存在する場合はステップ５に進み、乗員が存在しない場合はステップ６に進む。

ステップ５では、自動運転制御ＥＣＵ３が、後述するステップ８において操舵角を減少させるときの速度（単位時間当りの操舵角の減少量）を、低速に設定する。
一方、ステップ６では、自動運転制御ＥＣＵ３が、後述するステップ８において操舵角を減少させるときの速度を、通常の速度に設定する。この通常の速度とは、前記ステップ５で設定される速度より速い速度である。

ステップ７では、操舵角を減少させる処理をこれから開始することを、自動運転制御ＥＣＵ３が報知する。報知は、スピーカ１９で音声を出力することと、表示機器２１に画像を表示することにより行う。

ステップ８では、操舵制御ＥＣＵ５が、その時点での操舵角をΔだけ減少させる。Δは正の数であり、例えば１度とすることができる。操舵角を減少させるとは、操舵角を０度（自車両が直進するときの操舵角）に近づけることを意味する。操舵角を減少させる速度は、前記ステップ５又は前記ステップ６で設定した速度である。操舵角を減少させるとき、ステアリングもそれに連動して回転する。

ステップ９では、舵角センサ２９の検出値に基づき、操舵角が０度であるか否かを操舵制御ＥＣＵ５が判断する。操舵角が０度ではない場合はステップ１０に進み、操舵角が０度である場合はステップ１７に進む。

ステップ１０では、前回のステップ１０の処理以降、中断操作受付部１５において中断操作を受け付けたか否かを、自動運転制御ＥＣＵ３が判断する。中断操作を受け付けた場合はステップ１１に進み、中断操作を受け付けなかった場合はステップ８に進む。

ステップ１１では、操舵角を減少させる処理を終了することを、自動運転制御ＥＣＵ３が報知する。報知は、スピーカ１９で音声を出力することと、表示機器２１に画像を表示することにより行う。

ステップ１２では、操舵制御ＥＣＵ５が、その時点での操舵角を保持する。
ステップ１３では、操舵角を減少させる処理を継続するか否かを、自動運転制御ＥＣＵ３がスピーカ１９及び表示機器２１を用いて乗員に問いかける。例えば、自動運転制御ＥＣＵ３は、「操舵角を０度に戻しますか？」という問いかけの表示内容を表示機器２１に表示し、その問いかけの音声をスピーカ１９により発音する。

ステップ１４では、前記ステップ１３での問いかけから所定時間以内に、継続操作受付部１７が継続操作を受け付けたか否かを自動運転制御ＥＣＵ３が判断する。継続操作を受け付けた場合はステップ７に進み、継続操作を受け付けなかった場合はステップ１５に進む。

ステップ１５では、自動運転制御ＥＣＵ３が、その時点での操舵角により自車両が進行する方向を、スピーカ１９及び表示機器２１を用いて報知する。例えば、その時点での操舵角が右方向に３０度である場合、「右方向に進みます。」という表示内容を表示機器２１に表示し、その音声をスピーカ１９により発音する。

ステップ１６では、自動運転制御ＥＣＵ３が自動運転モードを解除する。これ以降、自車両は手動運転が可能な状態となる。
一方、前記ステップ９で肯定判断した場合はステップ１７に進む。ステップ１７では、前記ステップ１１と同様に、操舵角を減少させる処理を終了することを、自動運転制御ＥＣＵ３が報知する。その後、ステップ１６に進む。

４．操舵制御装置１が奏する効果
（１Ａ）操舵制御装置１は、自動運転モードの解除指示を検出すること、及び自車両の停止を検出することを条件として、自動運転モードのときに操舵制御ＥＣＵ５が設定した操舵角を減少させ、０度にする。そのことにより、自車両の安全性が向上する。

上記の効果を、図３に示す事例において説明する。図３Ａに示す位置に、自車両４３が自動運転モードにおいて停止した。停止した直後、操舵角は０度ではなく、前輪４４は右方向を向いていた。停止中に自動運転モードの解除指示を解除指示受付部１３が受け付け、自動運転モードは解除された。図３Ｂに示すように、自車両４３の停止後、自車両４３の右側に、他の大型車両４５が停止した。

操舵制御装置１は、自動運転モードの解除指示を検出し、また、自車両４３の停止を検出したので、図３Ｂに示すように、停止している自車両４３の操舵角を０度にする。そのため、停止していた自車両４３が手動運転モードにおいて発進するとき、自車両４３は直進し、大型車両４５と接触する可能性を抑制できる。

一方、仮に、停止した直後の操舵角が残ったままであり、自車両４３の乗員がそのことに気付かずに、手動運転モードにおいて自車両４３が発進すると、乗員は直進するつもりであっても、図３Ｃに示すように、自車両４３は右斜め前に進み、大型車両４５と接触する可能性が高くなる。

また、操舵制御装置１が奏する効果を図４に示す事例において説明する。自車両４３は、自動運転モードにおいて、道路４７の左側の路肩に停止した。停止した直後、操舵角は０度ではなく、前輪４４は右方向を向いていた。停止中に自動運転モードの解除指示を解除指示受付部１３が受け付け、自動運転モードは解除された。

操舵制御装置１は、自動運転モードの解除指示を検出し、また、自車両４３の停止を検出したので、停止している自車両４３の操舵角を０度にする。そのため、停止していた自車両４３が手動運転モードにおいて発進するとき、自車両４３は、矢印４９の方向に走行することができる。

一方、仮に、停止した直後の操舵角が残ったままであり、自車両４３の乗員がそのことに気付かずに、手動運転モードにおいて自車両４３が発進すると、乗員は矢印４９の方向に進むつもりであっても、実際には矢印５１の方向（右斜め前の方向）に進み、自車両４３の後方から走行してきた他の車両と接触する可能性が高くなる。

また、操舵制御装置１が奏する効果を図５に示す事例において説明する。自車両４３は、自動運転モードにおいて、ロータリーに進入して停止した。停止した直後、操舵角は０度ではなく、前輪４４は右方向を向いていた。停止中に自動運転モードの解除指示を解除指示受付部１３が受け付け、自動運転モードは解除された。

操舵制御装置１は、自動運転モードの解除指示を検出し、また、自車両４３の停止を検出したので、停止している自車両４３の操舵角を０度にする。そのため、停止していた自車両４３が手動運転モードにおいて発進するとき、自車両４３は直進することができる。

一方、仮に、停止した直後の操舵角が残ったままであり、自車両４３の乗員がそのことに気付かずに、手動運転モードにおいて自車両４３が発進すると、乗員は直進するつもりであっても、実際には右斜め前の方向に進んでしまう。

（１Ｂ）操舵制御装置１は、自車両の乗員の有無を判断し、乗員が存在すると判断した場合は、乗員が存在しないと判断した場合よりも、操舵角を減少させる速度を低くする。そのことにより、自らの操作によらずステアリングが動くことによる乗員の不快感を抑制できる。また、乗員が存在しない場合は、迅速に操舵角を０度にすることができる。

（１Ｃ）操舵制御装置１は、操舵角を減少させる処理中に中断操作を検出した場合、操舵角を減少させる処理を中断する。そのため、乗員は、中断操作を行うことにより、自動運転モードにおいて設定された操舵角を保持することができる。

（１Ｄ）操舵制御装置１は、操舵角を減少させる処理が中断した後に、継続操作を検出した場合、操舵角を減少させる処理を継続することができる。そのため、例えば、乗員が意図せずに、操舵角を減少させる処理を中断させてしまった場合であっても、乗員が継続操作を行うことで、操舵角を０度にすることができる。

（１Ｅ）操舵制御装置１は、操舵角を減少させる処理を中断した場合、その時点での操舵角により自車両が進行する方向を報知する。そのことにより、停止していた自車両が発進するときの進行方向を乗員が容易に理解することができる。

（１Ｆ）操舵制御装置１は、操舵角を減少させる処理の開始と、その処理の終了とを報知する。そのことにより、自車両の乗員は、ステアリングの動き、及び操舵角の変化を容易に理解することができる。

（１Ｇ）操舵制御装置１は、操舵角を０度になるまで減少させる。そのことにより、前記（１Ａ）の効果が一層顕著になる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。

（１）前記ステップ９の処理では、操舵角が予め設定された閾値（必ずしも０度でなくてもよい）より小さいか否かを判断し、閾値以上であれば前記ステップ１０に進み、閾値より小さければ前記ステップ１７に進んでもよい。

（２）操舵制御装置１は、自車両の外部から視認可能な表示機器と、自車両の外部に対し音声を出力可能なスピーカとを備えていてもよい。そして、操舵角を減少させる処理を行う前、又は、その処理の途中において、操舵角を変化させることを、上記の表示機器、又は上記のスピーカを用いて、自車両の外部に対し報知することができる。この場合、自車両の外側にいる歩行者等における安全性が一層向上する。

（３）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（４）上述した操舵制御装置１の他、当該操舵制御装置１を構成要素とするシステム、当該操舵制御装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、操舵制御方法等、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…操舵制御装置、３…自動運転制御ＥＣＵ、５…操舵制御ＥＣＵ、７…ブレーキＥＣＵ、９…エンジンＥＣＵ、１１…センサ部、１３…解除指示受付部、１５…中断操作受付部、１７…継続操作受付部、１９…スピーカ、２１…表示機器、２３…ブレーキアクチュエータ、２５…エンジン、２７…パワステモータ、２９…舵角センサ、３１…ＧＰＳ、３３…周辺カメラ、３５…車速センサ、３７…加速度センサ、３９…ミリ波センサ、４１…着座センサ、４３…自車両、４４…前輪、４５…大型車両、４７…道路

Claims (7)

1. 自動運転モードの設定及び解除が可能な操舵制御装置であって、
   前記自動運転モードのとき、目標経路に沿って車両が走行するように操舵角を制御する操舵制御ユニットと、
   前記自動運転モードの解除を指示する解除指示を検出する解除指示検出ユニットと、
   前記車両の停止を検出する停止検出ユニットと、
   前記解除指示検出ユニットが前記解除指示を前検出すること、及び前記停止検出ユニットが前記停止を検出することを条件として、前記操舵制御ユニットにより設定された操舵角を減少させる操舵角減少ユニットと、
   を備えることを特徴とする操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置であって、
   前記車両の乗員の有無を判断する乗員判断ユニットを備え、
   前記操舵角減少ユニットは、前記乗員が存在すると前記乗員判断ユニットが判断した場合は、前記乗員が存在しないと判断した場合よりも、前記操舵角を減少させる速度を低くすることを特徴とする操舵制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の操舵制御装置であって、
   前記車両の乗員による所定の中断操作を検出する中断操作検出ユニットを備え、
   前記操舵角を減少させる処理中に、前記中断操作検出ユニットが前記中断操作を検出した場合、前記操舵角減少ユニットは、前記操舵角を減少させる処理を中断することを特徴とする操舵制御装置。
4. 請求項３に記載の操舵制御装置であって、
   前記車両の乗員による所定の継続操作を検出する継続操作検出ユニットを備え、
   前記操舵角を減少させる処理が中断した後に、前記継続操作検出ユニットが前記継続操作を検出した場合、前記操舵角を減少させる処理を継続することを特徴とする操舵制御装置。
5. 請求項３又は４に記載の操舵制御装置であって、
   前記操舵角減少ユニットが、前記操舵角を減少させる処理を中断した場合、その時点での前記操舵角により前記車両が進行する方向を報知する進行方向報知ユニットを備えることを特徴とする操舵制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の操舵制御装置であって、
   前記操舵角を減少させる処理の開始、及び／又は、前記処理の終了を報知する状況報知ユニットを備えることを特徴とする操舵制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の操舵制御装置であって、
   前記操舵角減少ユニットは、前記操舵角を０度にすることを特徴とする操舵制御装置。