JP6657160B2 - 車両操作システム、車両操作方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、およびプログラムに関する。

近年、自動運転車両が研究されている。これに関連して、自動運転中の車両において、操作が不要となるステアリングホイールに作業台を設ける技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１７−１５９６８４号公報

しかしながら従来の技術では、車室内のスペースを拡大することや自動運転中の乗員による操作の介入については考慮されていなかった。

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、自動運転中における車室内のスペースを拡大すると共に、乗員の操作の介入をも実現可能な車両操作システム、車両操作方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）：車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を受け付ける運転操作子と、前記車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、前記運転操作子の保持機構の状態の変更を伴って前記運転操作子が収納されるように前記保持機構を制御する制御部と、を備える、車両操作システムである。

（２）：（１）に記載の車両操作システムであって、前記制御部は、前記運転操作子を乗員から遠ざかる位置または近づく位置に移動させるように前記保持機構を制御するものである。

（３）：（１）または（２）に記載の車両操作システムであって、前記制御部は、前記車両の自動運転の実行度合に基づいて、前記運転操作子の露出度合が変更されるように前記保持機構を制御するものである。

（４）：（１）から（３）のうちいずれか１項に記載の車両操作システムであって、前記運転操作子は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、操作レバーのうち少なくとも一つを含むものである。

（５）：（４）に記載の車両操作システムであって、前記運転操作子は、ステアリングホイールであり、前記制御部は、前記ステアリングホイールの一部を露出させた状態で前記ステアリングホイールが前席正面方向に配置された内装部材に収納されるように前記保持機構を制御するものである。

（６）：（５）に記載の車両操作システムであって、前記制御部は、前記車両の挙動に基づいて、前記ステアリングホイールを動作させるものである。

（７）：（６）に記載の車両操作システムであって、前記制御部は、前記車両の車輪の舵角に応じて前記ステアリングホイールを回転させるものである。

（８）：コンピュータが、車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を運転操作子により受け付け、前記車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、前記運転操作子の保持機構の状態の変更を伴って前記運転操作子が収納されるように前記保持機構を制御する、車両操作方法である。

（９）：コンピュータに、車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を運転操作子により受け付させ、前記車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、前記運転操作子の保持機構の状態の変更を伴って前記運転操作子が収納されるように前記保持機構を制御させる、プログラムである。

（１）、（８）、（９）によれば、自動運転中における車室内のスペースを拡大すると共に、乗員の操作の介入をも実現することができる。

（２）、（４）、（５）によれば、車室内のスペースを拡大することができる。

（３）によれば、乗員は運転操作子の露出度合を見ることによって車両の自動運転の実行度合を認識することができる。

（６）、（７）によれば、乗員はステアリングホイールの動作を見ることによって車両の挙動を認識することができる。

車両制御システム１の構成図である。 運転操作子３０２の構成の一例を示す図である。 ステアリングホイール３１０の構成及び動作の一例を示す図である。 第１状態のステアリングホイール３１０の一例を示す斜視図である。 第２状態のステアリングホイール３１０の一例を示す斜視図である。 車両操作システム３００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 車両操作システム３００のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両操作システム、車両操作方法、およびプログラムの実施形態について説明する。実施形態では、車両操作システムが自動運転車両に適用されたものとする。

［全体構成］
図１は、車両制御システム１の構成図である。車両制御システム１が搭載される車両（以下、車両と称する）は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両制御システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、車室内カメラ３１と、マイク３２と、情報出力部４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０と、車両操作システム３００とを備える。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、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。

カメラ１０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１０は、車両制御システム１が搭載される車両の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０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。後方を撮像する場合、カメラ１０は、リアウインドシールド上部やバックドア等に取り付けられる。側方を撮像する場合、カメラ１０は、ドアミラー等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し車両の周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、車両の周辺にミリ波等の電波を放射するとともに、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、車両の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、車両の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度等を認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用して、車両の周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。また、通信装置２０は、車外の人物が所持する端末装置と通信する。

情報出力部４０は、例えば、各種表示装置、スピーカ、ブザー等である。情報出力部４０は、インターフェース制御部１５０の制御により、車内の乗員に対して各種情報を出力する。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ（Human Machine Interface）５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両の位置を特定する。車両の位置は、車両センサ７０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。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両の位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（例えば、目的地まで走行するときの経由地に関する情報を含む）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報等を含んでもよい。経路決定部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、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。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１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）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、車両が、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、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報或いは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２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、非常駐車帯の領域、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。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。

車両センサ７０は、現時点の車両の速度を検出する車速センサ、車両の進行方向に関する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、車両の向きを検出する方位センサ等を含む。加速度は、例えば、車両の進行方向に関する縦加速度または車両の横方向に関する横加速度の少なくとも一方を含む。

［自動運転制御ユニット］
自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０と、インターフェース制御部１５０と、乗員指示判定部１７０と、記憶部１８０とを備える。第１制御部１２０と、第２制御部１４０と、インターフェース制御部１５０と、乗員指示判定部１７０とは、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、以下に説明する第１制御部１２０、第２制御部１４０、インターフェース制御部１５０、および乗員指示判定部１７０の各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）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協働によって実現されてもよい。

第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３とを備える。

外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して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。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺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、周辺車両の加速度やジャーク、或いは「行動状態」（例えば車線変更をしている、または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１２１は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者等の人物、その他の物体の位置を認識してもよい。

自車位置認識部１２２は、例えば、車両が走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する車両の相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得ら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１０によって撮像された画像から認識される車両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から取得される車両の位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。

行動計画生成部１２３は、車両が目的地等に対して自動運転を行うための行動計画を生成する。例えば、行動計画生成部１２３は、推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行するように、且つ、車両の周辺状況に対応できるように、自動運転制御において順次実行されるイベントを決定する。第１実施形態の自動運転におけるイベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、車両の走行車線を変更する車線変更イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、前走車両に追従して走行する追従走行イベント、合流地点で車両を合流させる合流イベント、道路の分岐地点で車両を目的の方向に走行させる分岐イベント、車両を緊急停車させる緊急停車イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるための切替イベント等がある。また、これらのイベントの実行中に、車両の周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄等）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。

行動計画生成部１２３は、車両が将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。

行動計画生成部１２３は、例えば、複数の目標軌道の候補を生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点で目的地までの経路に適合する最適な目標軌道を選択する。

第２制御部１４０は、例えば、走行制御部１４１と、切替制御部１４２とを備える。走行制御部１４１は、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両が通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

切替制御部１４２は、行動計画生成部１２３により生成される行動計画に基づいて、車両の運転モードを切り替える。例えば、切替制御部１４２は、自動運転の開始予定地点で、運転モードを手動運転から自動運転に切り替える。また、切替制御部１４２は、自動運転の終了予定地点で、運転モードを自動運転から手動運転に切り替える。

手動運転時には、運転操作子３０２からの入力情報が、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０に出力される。また、運転操作子３０２からの入力情報は、自動運転制御ユニット１００を介して走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０に出力されてもよい。走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０の各ＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、運転操作子３０２等からの入力情報に基づいて、それぞれの動作を行う。

インターフェース制御部１５０は、車両の自動運転時または手動運転時の走行状態、自動運転と手動運転とが相互に切り替わるタイミング、乗員に手動運転を行わせるための要求等に関する通知等を、情報出力部４０に出力させる。また、インターフェース制御部１５０は、乗員指示判定部１７０の判定結果を、情報出力部４０に出力させてもよい。

記憶部１８０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置である。記憶部１８０には、実施形態の自動運転制御に関する情報が格納される。

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、内燃機関、電動機、および変速機等の組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子３０２から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０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、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子３０２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。ブレーキ装置２１０は、運転操作子３０２に含まれるブレーキペダル３２０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２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子３０２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電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。また、ブレーキ装置２１０は、安全面を考慮して複数系統のブレーキ装置を備えていてもよい。

ステアリング装置２２０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、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子３０２から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。ステアリング装置２２０は、例えば、後述のステアリングホイール３１０に設けられた第１駆動部３１２から出力されたステアリング角度情報を取得し、取得したステアリング角度情報に基づいて転舵輪の向きを変更させる。

［車両操作システム］
車両操作システム３００は、例えば、制御部３０１と、運転操作子３０２と、保持機構３０３とを備える。

制御部３０１は、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、制御部３０１は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ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協働によって実現されてもよい。

制御部３０１は、車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、運転操作子３０２の保持機構３０３の状態の変更を伴って保持機構３０３を制御する。制御部３０１は、例えば、保持機構３０３を制御して、運転操作子３０２を乗員Ｐから遠ざかる位置または近づく位置に移動させる。

制御部３０１は、例えば、第２制御部１４０の切替制御部１４２により切り替えられる運転モードを監視する。制御部３０１は、自動運転の実行度合を判定する。制御部３０１は、運転モードが切り替えられたと判定した場合、自動運転制御ユニット１００による自動運転の実行度合に基づいて、運転操作子の露出度合が変更されるように保持機構３０３を制御する。

制御部３０１は、例えば、車両の運転モードが手動モード、半自動運転モード、低速追従走行（ＴＪＰ；Traffic Jam Pilot）モード、完全自動運転モード等の自動運転の実行度合に基づいて運転操作子３０２の露出度合を変更してもよい。露出度合とは、例えば、保持機構３０３の第２状態から第１状態に遷移する過程における移動量に対する最大移動量の比の値で表される。

運転操作子３０２は、車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を受け付ける。運転操作子３０２は、保持機構３０３により、車室内に保持されると共に取り付け状態が変更される。保持機構３０３は、制御部３０１により制御され、運転操作子３０２の位置を車両の運転モードに基づいて変化させる。

運転操作子３０２は、例えば、ステアリングホイール３１０、ブレーキペダル３２０、アクセルペダル３３０、操作レバー３４０、その他の操作子を含む。保持機構３０３は、第１保持機構３１５、第２保持機構３２５、第３保持機構３３５、第４保持機構３４５と、を含む。制御部３０１は、例えば、第１保持機構３１５、第２保持機構３２５、第３保持機構３３５、第４保持機構３４５のそれぞれを制御する。

図２は、運転操作子３０２の構成の一例を示す図である。ステアリングホイール３１０は、手動運転中において乗員Ｐによる車両の操舵の操作を受け付けるための操作子である。また、ステアリングホイール３１０は、自動運転中においてステアリング装置２２０を介して走行制御部１４１により制御される。ステアリングホイール３１０は、車両の車室内において第１保持機構３１５により保持されている。

また、ステアリングホイール３１０は、第１保持機構３１５の動作により前席Ｓの正面方向（Ｘ軸方向）に配置されたダッシュボード４００等の内装部材の収納空間４１０に収納される。収納空間４１０は、例えば、ダッシュボードの他に、インテリアガーニッシュ、インストゥルメントパネル等に設けられてもよい。

ブレーキペダル３２０は、手動運転中において乗員による車両の制動の操作を受け付けるための操作子である。また、ブレーキペダル３２０は、自動運転中においてブレーキ装置２１０を介して走行制御部１４１により制御される。ブレーキペダル３２０は、第２保持機構３２５によりＸ軸方向に沿って摺動自在に保持されている。また、ブレーキペダル３２０は、第２保持機構３２５の動作により前席Ｓの正面方向（Ｘ軸方向）に配置されたバルクヘッド４２０に設けられた収納空間４２１に収納されている。

第２保持機構３２５は、駆動部３２６を備える。駆動部３２６は、制御部３０１により制御され、ブレーキペダル３２０をＸ軸方向に沿って移動させる。ブレーキペダル３２０は、制御部３０１により制御され、収納空間４２１に収納される。手動運転モードにおけるブレーキペダル３２０の位置をブレーキペダル３２０の第１状態とし、ブレーキペダル３２０が収納空間４２１に収納された状態をブレーキペダル３２０の第２状態とする。制御部３０１は、例えば、車両が自動運転モードであると判定した場合、ブレーキペダル３２０の位置をブレーキペダル３２０の第１状態からブレーキペダル３２０の第２状態に変更する。

アクセルペダル３３０は、手動運転中において乗員による車両の速度調整の操作を受け付けるための操作子である。また、アクセルペダル３３０は、自動運転中において走行駆動力出力装置２００を介して走行制御部１４１により制御される。アクセルペダル３３０は、第３保持機構３３５によりＸ軸方向に沿って摺動自在に保持されている。

また、アクセルペダル３３０は、第３保持機構３３５の動作により前席Ｓの正面方向（Ｘ軸方向）に配置されたバルクヘッド４２０に設けられた収納空間４２１に収納される。駆動部３３６は、制御部３０１により制御され、アクセルペダル３３０をＸ軸方向に沿って移動させる。アクセルペダル３３０は、制御部３０１により制御され、収納空間４２１に収納される。

手動運転モードにおけるアクセルペダル３３０の位置をアクセルペダル３３０の第１状態とし、アクセルペダル３３０が収納空間４２１に収納された状態をアクセルペダル３３０の第２状態とする。制御部３０１は、例えば、車両が自動運転モードであると判定した場合、アクセルペダル３３０の位置をアクセルペダル３３０の第１状態からアクセルペダル３３０の第２状態に変更する。

操作レバー３４０は、手動運転中において乗員による車両のギヤチェンジ等の操作を受け付けるための操作子である。操作レバー３４０は、自動運転中において変速機等を介して走行制御部１４１により制御される。操作レバー３４０は、第４保持機構３４５によりＹ軸に沿った回転軸回りに回転自在に保持されている。また、操作レバー３４０は、第４保持機構３４５の動作により前席Ｓに隣接して配置されたフロアトンネル４３０等に設けられた内装部材に収納される。

駆動部３４６は、制御部３０１により制御され、操作レバー３４０をＹ軸に沿った回転軸回りに回転させる。操作レバー３４０は、制御部３０１により制御され、収納空間４２１に収納自在となる。フロアトンネル４３０内の収納空間４３１に収納される。

手動運転モードにおける操作レバー３４０の位置を操作レバー３４０の第１状態とし、操作レバー３４０が収納空間４３１に収納された状態を操作レバー３４０の第２状態とする。制御部３０１は、例えば、車両が自動運転モードであると判定した場合、操作レバー３４０の位置を操作レバー３４０の第１状態から操作レバー３４０の第２状態に変更する。なお操作レバー３４０は、図面上で乗員Ｐの右側に配置されているが、左側に配置されていてもよい。

次に、ステアリングホイール３１０の装置構成について具体的に説明する。図３は、ステアリングホイール３１０の構成及び動作の一例を示す図である。ステアリングホイール３１０は、第１保持機構３１５により車両の車室内に支持されている。第１保持機構３１５は、例えば、車室内のフットスペースに設けられたバルクヘッド４２０に車両の進行方向（Ｘ軸方向）に沿って取り付けられている。

ステアリングホイール３１０は、ステアリングホイールリム３１１と、ボス３１１Ａと、第１駆動部３１２と、第２駆動部３１３と、支持部３１４とを備える。
第１保持機構３１５は、ステアリングシャフト３１６と、レール部３１７と、第３駆動部３１９とを備える。

ステアリングホイールリム３１１は、例えば、円環状に形成された操作用部材である。ステアリングホイール３１０の第１状態において、ステアリングホイールリム３１１の正面は、乗員Ｐと正対している。乗員Ｐは、ステアリングホイールリム３１１を回転軸Ａ周りに回転させる操作を行い、車両のステアリング機構を動作させ、車両の進行方向を調整する。ステアリングホイールリム３１１の中央に配置されたボス３１１Ａの背面側の中心には、第１駆動部３１２の出力軸が連結されている。

第１駆動部３１２は、回転軸Ａ回りにステアリングホイールリム３１１及びボス３１１Ａを回転駆動する。また、第１駆動部３１２は、例えば、手動運転時に乗員Ｐがステアリングホイールリム３１１を回転操作した場合に、回転操作の回転方向と逆側の回転方向に反力を与える。

第１駆動部３１２は、例えば、ステッピングモータ等が用いられる。第１駆動部３１２は、例えば、ステアリングホイールリム３１１の回転軸Ａ周りの回転角度も検出する。回転角度は、ステッピングモータに入力される指令値により演算される。回転角度の検出は、ポテンショメータ等を用いてもよい。

第１駆動部３１２の背面側は、第１保持機構３１５のステアリングシャフト３１６の先端３１５Ａに設けられた支持部３１４に取り付けられている。これにより、ステアリングホイールリム３１１は、第１保持機構３１５に支持部３１４を介して支持される。支持部３１４は、例えば、回転軸Ａに直交する方向（Ｙ軸方向）に沿った回転軸Ｂ回りにステアリングホイールリム３１１、ボス３１１Ａ、及び第１駆動部３１２を回転自在に支持するヒンジ機構である。

支持部３１４には、回転軸Ｂと同心に第２駆動部３１３が取り付けられている。第２駆動部３１３は、制御部３０１により制御される。第２駆動部３１３は、例えば、ステッピングモータが用いられる。第２駆動部３１３は、ステアリングホイールリム３１１、ボス３１１Ａ、第１駆動部３１２、及び支持部３１４を回転軸Ｂ回りに回転駆動する。この結果、ステアリングホイール３１０は、第２駆動部３１３により回転軸Ｂ回りに回転駆動される。

上記構成により、ステアリングホイールリム３１１は、第１保持機構３１５に対して回転軸Ｂ回りにチルト角度が調整される。第１保持機構３１５において、ステアリングシャフト３１６は、例えば、レール部３１７に対してＸ軸方向に沿って摺動自在に保持されている。レール部３１７の後端３１７Ａは、バルクヘッド４２０に固定されている。ステアリングシャフト３１６は、例えば、棒状に形成されているが、板状に形成されていてもよい。レール部３１７は、ステアリングシャフト３１６を支持すると共に摺動させることができればどのようなものを用いてもよい。

ステアリングシャフト３１６は、第３駆動部３１９によって摺動方向に駆動される。第３駆動部３１９は、例えば、ギヤを介してステアリングシャフト３１６を駆動する。第３駆動部３１９は、リニアモータや油圧アクチュエータであってもよい。このような構成により、第１保持機構３１５は、ステアリングホイールリム３１１のテレスコピック機構となる。即ち、ステアリングホイールリム３１１は、制御部３０１により、Ｘ軸方向に沿って移動が制御される。

上記構成により、ステアリングホイール３１０は、第１保持機構により回転軸Ａ及び回転軸Ｂ回りに回転自在に支持されると共に、Ｘ軸方向に沿って摺動自在に支持される。そして、ステアリングホイール３１０は、制御部３０１により、回転軸Ａ及び回転軸Ｂ回りに回転が制御され、Ｘ軸方向に沿った移動が制御される。

次に、ステアリングホイール３１０の動作について説明する。図３上段に示されるように、ステアリングホイール３１０は、例えば、手動運転時において乗員Ｐが操作する第１状態の位置に配置される（図２参照）。車両が手動運転モードから自動運転モードに切り替わると、図３中段に示される状態を経て第２状態に遷移する。図３中段に示される状態では、まず、第３駆動部３１９は、ステアリングシャフト３１６が乗員Ｐに近づく方向に第１保持機構３１５を伸長させる。これにより、ステアリングホイール３１０は、第１状態に比して乗員Ｐに近づく方向に移動する。

そして、第２駆動部３１３が、ステアリングホイール３１０が、第１状態に比して正面が上方向（Ｚ軸方向）に向くようにステアリングホイール３１０を回転軸Ｂ回りに回転させる。このとき、ステアリングシャフト３１６が伸長されているので、ステアリングホイールリム３１１がダッシュボード４００の端部４０１に干渉することが回避される。

その後、図３の下段に示されるように、第３駆動部３１９は、ステアリングシャフト３１６が乗員Ｐから遠ざかる方向に第１保持機構３１５を短縮させる。これにより、ステアリングホイール３１０は、第１状態に比して乗員Ｐに遠ざかる方向に移動する。そして、ステアリングホイール３１０は、ダッシュボード４００に設けられた収納空間４１０に収納され、第２状態となる。

次に、自動運転モードにおけるステアリングホイール３１０の制御について説明する。図４は、第１状態のステアリングホイール３１０の一例を示す斜視図である。制御部３０１は、車両が自動運転モードに切り替えられたと判定した場合、第１状態のステアリングホイール３１０が前席正面方向に配置されたダッシュボード４００の収納空間４１０に収納されるように第１保持機構３１５を駆動し、ステアリングホイール３１０をステアリングホイールリム３１１の一部が露出した状態の第２状態にさせる。

図５は、第２状態のステアリングホイール３１０の一例を示す斜視図である。第２状態において制御部３０１は、車両の挙動に基づいて、ステアリングホイール３１０を動作させてもよい。制御部３０１は、例えば、車両センサ７０の出力結果に基づいて、車両の挙動に関する情報を取得し、取得した情報に含まれる車両の車輪の舵角に応じてステアリングホイール３１０を回転させてもよい。即ち、制御部３０１による制御により、第２状態のステアリングホイール３１０は、自動運転モードにおける車輪の舵角のインジケータとして用いられてもよい。

また、第２状態のステアリングホイール３１０は、乗員Ｐによる操作を受け付けてもよい。例えば、操舵に関して自動運転に対して何らかの乗員のアシストが必要と判断される場合に、第２状態のステアリングホイール３１０に対する乗員の操作を受け付けてもよいし、乗員Ｐによるオーバーライドの操作を受け付けてもよい。オーバーライドとは、例えば、乗員が自分の意思で運転モードを自動運転から手動運転に切り替えることである。

また、ステアリングホイール３１０は、制御部３０１により、運転モードが手動モード、半自動運転モード、低速追従走行（ＴＪＰ；Traffic Jam Pilot）モード、完全自動運転モード等の自動運転の度合に従って露出度合を変更してもよい。手動モード、半自動運転モード、低速追従走行モード、完全自動運転モードは、後者の方が自動運転の度合が高いモードである。例えば、制御部３０１は、自動運転の度合が高くなるほど、露出度合を小さくしてもよい。

例えば、ステアリングホイール３１０は、手動モードの場合に第１状態に維持され、完全自動運転モードの場合に第２状態に維持される。そして、ステアリングホイール３１０は、半自動運転モードの場合に第１状態と第２状態との間の第３状態の位置に維持され、低速追従走行の場合は第３状態と第２状態との間の第４状態の位置に維持されてもよい。

次に、車両操作システム３００の処理について説明する。図６は、車両操作システム３００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。制御部３０１は、切替制御部１４２により切り替えられる運転モードを監視し、自動運転の度合を判定する（ステップＳ１００）。制御部３０１は、判定した運転モードに基づいて、ステアリングホイール３１０の露出度合を決定する（ステップＳ１０２）。

制御部３０１は、決定した露出度合いに基づいて、第１保持機構３１５の移動量を制御してステアリングホイール３１０を乗員Ｐから遠ざかる位置または近づく位置に移動させる（ステップＳ１０４）。

以上説明した実施形態によれば、車両操作システム３００は、自動運転中における車室内のスペースを拡大すると共に、乗員Ｐの操作の介入をも実現することができる。車両操作システム３００は、自動運転の実行度合に基づいて運転操作子３０２の露出度合を変更し、乗員Ｐに自動運転の実行度合を認識させることができる。また、車両操作システム３００は、車両の挙動に基づいてステアリングホイール３１０を動作せることで、ステアリングホイール３１０を車両の挙動に対するインジケータとすることができる。
［ハードウェア構成］
上述した実施形態の車両操作システム３００は、例えば、図７に示すようなハードウェアの構成により実現される。図７は、実施形態の車両操作システム３００のハードウェア構成の一例を示す図である。

車両操作システム３００は、通信コントローラ３００−１、ＣＰＵ３００−２、ＲＡＭ３００−３、ＲＯＭ３００−４、フラッシュメモリやＨＤＤなどの二次記憶装置３００−５、およびドライブ装置３００−６が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置３００−６には、光ディスクなどの可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置３００−５に格納されたプログラム３００−５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）などによってＲＡＭ３００−３に展開され、ＣＰＵ３００−２によって実行されることで、車両操作システム３００が実現される。また、ＣＰＵ３００−２が参照するプログラムは、ドライブ装置３００−６に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークＮＷを介して他の装置からダウンロードされてもよい。

上記実施形態は、以下のように表現することができる。
記憶装置と、
前記記憶装置に格納されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を運転操作子により受け付け、
前記車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、前記運転操作子の保持機構の状態の変更を伴って前記運転操作子が収納されるように前記保持機構を制御する、
ように構成されている、車両操作システム。

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。例えば、上記実施形態において運転操作子３０２の露出度合の制御についてステアリングホイール３１０を例示したが、他の運転操作子３０２に同様の制御を適用してもよい。

１‥車両制御システム、１０‥カメラ、１２‥レーダ装置、１４‥ファインダ、１６‥物体認識装置、２０‥通信装置、３１‥車室内カメラ、３２‥マイク、４０‥情報出力部、５０‥ナビゲーション装置、５１‥ＧＮＳＳ受信機、５１‥受信機、５２‥ナビＨＭＩ、５３‥経路決定部、５４‥第１地図情報、６１‥推奨車線決定部、６２‥第２地図情報、７０‥車両センサ、１００‥自動運転制御ユニット、１２０‥第１制御部、１２１‥外界認識部、１２２‥自車位置認識部、１２３‥行動計画生成部、１４０‥第２制御部、１４１‥走行制御部、１４２‥切替制御部、１５０‥インターフェース制御部、１７０‥乗員指示判定部、１８０‥記憶部、２００‥走行駆動力出力装置、２１０‥ブレーキ装置、２２０‥ステアリング装置、３００‥車両操作システム、３００−１‥通信コントローラ、３００−２‥ＣＰＵ、３００−３‥ＲＡＭ、３００−４‥ＲＯＭ、３００−５‥二次記憶装置、３００−５ａ‥プログラム、３００−６‥ドライブ装置、３０１‥制御部、３０２‥運転操作子、３０３‥保持機構、３１０‥ステアリングホイール、３１１‥ステアリングホイールリム、３１１Ａ‥ボス、３１２‥第１駆動部、３１３‥第２駆動部、３１４‥支持部、３１５‥第１保持機構、３１５Ａ‥先端、３１６‥ステアリングシャフト、３１７‥レール部、３１７Ａ‥後端、３１９‥第３駆動部、３２０‥ブレーキペダル、３２５‥第２保持機構、３２６‥駆動部、３３０‥アクセルペダル、３３５‥第３保持機構、３３６‥駆動部、３４０‥操作レバー、３４５‥第４保持機構、３４６‥駆動部、４００‥ダッシュボード、４０１‥端部、４１０‥収納空間、４２０‥バルクヘッド、４２１‥収納空間、４３０‥フロアトンネル、４３１‥収納空間

Claims (8)

1. 車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を受け付ける運転操作子と、
   前記車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、前記運転操作子の保持機構の状態の変更を伴い、前記運転操作子が収納状態を保持するように前記保持機構を制御する制御部と、を備え、
   前記運転操作子は、ステアリングホイールを含み、
   前記制御部は、前記ステアリングホイールの操作のための回転軸と直交する方向に沿った回転軸周りに回転させた状態で前席正面方向に配置された内装部材に収納するように前記保持機構を制御し、
   前記制御部は、前記ステアリングホイールの一部を露出させた状態で前記ステアリングホイールが収納されるとともに、前記ステアリングホイールは回転可能な状態で収納されるように前記保持機構を制御し、
   前記制御部は、前記自動運転に対して設定された複数の運転モードのそれぞれに対応付けられた前記車両の自動運転の実行度合に基づいて、前記内装部材からの前記運転操作子の露出度合が、前記乗員の手動運転時における前記ステアリングホイールの露出状態から前記収納状態に遷移する過程における移動量に対する最大移動量の比で変更されるように前記保持機構を制御する、
   車両操作システム。
2. 前記制御部は、前記運転操作子を乗員から遠ざかる位置または近づく位置に移動させるように前記保持機構を制御する、
   請求項１に記載の車両操作システム。
3. 前記運転操作子は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、操作レバーのうち少なくとも一つを含む、
   請求項１または２に記載の車両操作システム。
4. 前記制御部は、前記車両の挙動に基づいて、前記ステアリングホイールを動作させる、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両操作システム。
5. 前記制御部は、前記車両の車輪の舵角に応じて前記ステアリングホイールを回転させるように前記保持機構を制御する、
   請求項４に記載の車両操作システム。
6. 前記制御部は、前記ステアリングホイールを収納する場合に、前記ステアリングホイールを前記乗員に近づく位置に移動させ、前記ステアリングホイールの向きを変更した後、前記乗員から遠ざかる位置に移動させるように前記保持機構を制御する、
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両操作システム。
7. コンピュータが、
   車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を運転操作子により受け付け、
   前記車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、前記運転操作子の保持機構の状態の変更を伴い、前記運転操作子が収納状態を保持するように前記保持機構を制御し、
   更に、前記運転操作子は、ステアリングホイールを含み、
   前記ステアリングホイールの操作のための回転軸と直交する方向に沿った回転軸周りに回転させた状態で収納するように前記保持機構を制御し、
   前記ステアリングホイールの一部を露出させた状態で前席正面方向に配置された内装部材に前記ステアリングホイールが収納されるとともに、前記ステアリングホイールは回転可能な状態で収納されるように前記保持機構を制御し、
   前記自動運転に対して設定された複数の運転モードのそれぞれに対応付けられた前記車両の自動運転の実行度合に基づいて、前記内装部材からの前記運転操作子の露出度合が、前記乗員の手動運転時における前記ステアリングホイールの露出状態から前記収納状態に遷移する過程における移動量に対する最大移動量の比で変更されるように前記保持機構を制御する、
   車両操作方法。
8. コンピュータに、
   車両の加減速または操舵に対する乗員の操作を運転操作子により受け付させ、
   前記車両において実行される自動運転の実行状態に基づいて、前記運転操作子の保持機構の状態の変更を伴い、前記運転操作子が収納状態を保持するように前記保持機構を制御させ、
   更に、前記運転操作子は、ステアリングホイールを含み、
   前記ステアリングホイールの操作のための回転軸と直交する方向に沿った回転軸周りに回転させた状態で収納するように前記保持機構を制御させ、
   前記ステアリングホイールの一部を露出させた状態で前席正面方向に配置された内装部材に前記ステアリングホイールが収納されるとともに、前記ステアリングホイールは回転可能な状態で収納されるように前記保持機構を制御させ、
   前記自動運転に対して設定された複数の運転モードのそれぞれに対応付けられた前記車両の自動運転の実行度合に基づいて、前記内装部材からの前記運転操作子の露出度合が、前記乗員の手動運転時における前記ステアリングホイールの露出状態から前記収納状態に遷移する過程における移動量に対する最大移動量の比で変更されるように前記保持機構を制御させる、
   プログラム。

Images