JP7196809B2

JP7196809B2 - 自動運転車両の運転制御装置

Info

Publication number: JP7196809B2
Application number: JP2019183707A
Authority: JP
Inventors: 裕人井出; 勇智山ノ内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2039-10-04
Also published as: JP2021059178A; CN112606684B; US11541911B2; US20210101621A1; CN112606684A

Description

本明細書は、自動運転車両の運転制御装置を開示する。

従来、自動運転可能な自動運転車両が知られている。自動運転とは、自動運転車両のホイールの舵角制御（ステアリング制御）及び車速制御を含む運転制御の少なくとも一部をコンピュータが実行することを意味する。なお、自動運転車両のホイールの舵角とは、車両前後方向に対するホイール（通常前輪ホイール）の中心面の角度を意味する。本明細書では、自動運転車両のホイールの舵角を、単に、「自動運転車両の舵角」と記載する。

自動運転可能な自動運転車両であっても、オペレータが手動で自動運転車両の運転制御を行う場合があることから、従来、手動で自動運転車両の運転制御を行うための機械式操作部が設けられる場合があった。

例えば、特許文献１には、自動運転車両内に設けられた、前後左右の４方向に操作可能な機械式操作部としてのジョイスティックと、ジョイスティックの操作方向に応じて、自動運転車両の加速、減速、及び操舵の制御を行う制御手段とを有する運転制御装置が開示されている。

特開２０００－２０３３０１号公報

機械式操作部の操作量（例えばジョイスティックの左右方向への傾き角度やハンドルの回転量）に応じて、自動運転車両の舵角が制御される場合がある。従来、機械式操作部の操作量と自動運転車両の舵角との関係である舵角特性は、固定的に定められていた。例えば、ドライバが運転を行う従来の手動運転車と同様に、機械式操作部（例えばハンドル）とホイールとが、ステアリングシャフトやステアリングギア機構などの機械的構造によって接続されている場合は、舵角特性は当該機械的構造の特性によって固定的に定められることになる。また、機械式操作部の操作量を検知する制御部によって、検知した操作量に応じて自動運転車両の舵角が制御される場合においても、従来、当該制御部が参照する舵角特性は固定的に定められていた。

このように、舵角特性が固定的に定められていると、自動運転車両の周囲の状況によっては、自動運転車両の舵角制御のための機械式操作部の操作性が悪化する場合があった。例えば、自動運転車両の周囲における、自動運転車両が走行可能な領域である走行可能領域の広さが狭い場合（例えば自動運転車両が狭い道路を走行している場合）、自動運転車両が直進中にふらつくことで、道路をはみ出したり側壁に接触したりしないように、機械式操作部の操作量が小さい場合（所定操作量未満の場合）は、自動運転車両の舵角が小さいのが望ましく、一方で、角度の大きいカーブ又は交差点を容易に曲がれるように、機械式操作部の操作量が大きい場合（所定操作量以上の場合）は、自動運転車両の舵角が大きいのが望ましい。逆に、自動運転車両の周囲の走行可能領域の広さが広い場合（例えば自動運転車両が広い道路を走行している場合）、自動運転車両が滑らかに曲がり易くするために、機械式操作部の操作量の変化に対して緩やかに自動運転車両の舵角が変化していくのが望ましい。

本明細書で開示される自動運転車両の運転制御装置の目的は、自動運転車両の周囲の状況に応じて、自動運転車両の舵角制御のための機械式操作部の操作性向上を可能とすることにある。

本明細書で開示される自動運転車両の運転制御装置は、自動運転可能な自動運転車両の運転制御装置であって、機械式操作部と、予め用意された、前記機械式操作部の操作量と前記自動運転車両の舵角との関係を示す複数の舵角特性から選択舵角特性を選択する舵角特性選択部と、前記選択舵角特性、及び、前記機械式操作部の操作量に基づいて、前記自動運転車両の舵角を制御する舵角制御部と、を備え、予め用意された前記複数の舵角特性は、第１舵角特性及び第２舵角特性を含み、前記第２舵角特性は、操作量が所定操作量未満である小操作量領域においては、前記第１舵角特性に比して同一操作量に対する舵角が小さく、操作量が前記所定操作量以上である大操作量領域においては、前記第１舵角特性に比して同一操作量に対する舵角が大きい、ことを特徴とする。

上記構成によれば、自動運転車両の周囲の状況に応じて、複数の舵角特性から選択舵角特性を選択し得る。特に、自動運転車両の周囲の状況に適した舵角特性を選択することで、自動運転車両の舵角制御のための機械式操作部の操作性を向上させることが可能となる。

前記舵角特性選択部は、前記自動運転車両の運転を行うオペレータからの指示に応じて、前記選択舵角特性を選択するとよい。

前記第２舵角特性における最大操作量に対する最大舵角は、前記第１舵角特性における最大操作量に対する最大舵角よりも大きいとよい。

前記自動運転車両の周囲における、前記自動運転車両が走行可能な領域である走行可能領域の広さを検知する測域センサと、をさらに備え、前記舵角特性選択部は、前記走行可能領域の広さが閾値以上の場合に前記第１舵角特性を選択し、前記走行可能領域の広さが閾値未満の場合に前記第２舵角特性を選択するとよい。

前記機械式操作部の操作に応じて前記自動運転車両の車速制御を行う車速制御部であって、手動運転モード中に前記機械式操作部が操作されていない場合には、前記自動運転車両を減速させる車速制御部と、をさらに備えるとよい。

前記車速制御部は、手動運転モード中に前記機械式操作部が操作されておらず、且つ、前記自動運転車両が停止している場合には、前記自動運転車両を停止した状態に維持するように制御するとよい。

本明細書で開示される自動運転車両の運転制御装置によれば、自動運転車両の周囲の状況に応じて、自動運転車両の舵角制御のための機械式操作部の操作性向上を可能とすることができる。

本実施形態に係る自動運転車両の外観図である。本実施形態に係る運転制御装置の機能ブロック図である。タッチパネルの画面の例を示す図である。機械式操作部の斜視図である。自動運転車両の舵角を示す図である。第１舵角特性及び第２舵角特性を示すグラフである。舵角特性選択画面の例を示す図である。

図１は、本実施形態に係る自動運転車両１０の外観図である。図１及び後述の図４、図５において、前（ＦＲ）及び後は、車両前後方向の前後を意味し、左（ＬＨ）及び右は、前を向いたときの左右を意味し、上（ＵＰ）及び下は、車両上下方向の上下を意味する。

自動運転車両１０は、略直方体であって前後対称の形状を有しており、その外観意匠も前後対称となっている。自動運転車両１０の平面視の四隅には上下方向に伸びるピラー１２が設けられており、各ピラー１２の下側にホイール１４が設けられている。自動運転車両１０の前後左右の側壁の一部分は、透明あるいは半透明のパネル１６となっている。パネル１６はディスプレイパネルとなっていてもよく、そこに文字などが表示されてもよい。

左側面の一部のパネル１６はスライド可能なドア１８となっており、当該ドア１８がスライドして開くことで乗員が乗降することができる。なお、図１においては不図示であるが、ドア１８の下部には出し入れ可能なスロープが収容されている。当該スロープは、車椅子の乗降のためなどに用いられる。

自動運転車両１０は、自動運転車両１０の制御（運転制御含む）を行うオペレータを含む、不特定多数の乗員が乗り合う乗合型の車両である。本実施形態では、自動運転車両１０は、特定の敷地内において、規定のルートに沿って走行しながら、乗客を輸送するバスとして利用される。したがって、自動運転車両１０は、比較的、高頻度で、停車と発進を繰り返すことが想定されている。また、自動運転車両１０は、比較的、低速（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）での走行が想定されている。

ただし、本明細書で開示する自動運転車両１０の利用形態は、適宜、変更可能であり、例えば、自動運転車両１０は、移動可能なビジネススペースとして利用されてもよく、各種商品を陳列販売する小売店や、飲食物を調理提供する飲食店などの店舗として用いられてもよい。また、別の形態として、自動運転車両１０は、事務作業や顧客との打ち合わせなどを行うためのオフィスとして用いられてもよい。また、自動運転車両１０の利用シーンは、ビジネスに限らず、例えば、自動運転車両１０は、個人の移動手段として用いられてもよい。また、自動運転車両１０の走行パターンも適宜変更されてもよい。

自動運転車両１０は、原動機として、バッテリからの電力供給を受ける駆動モータを有する電気自動車である。当該バッテリは、充放電可能な二次電池であり、定期的に外部電力により充電される。なお、自動運転車両１０は、電気自動車に限らず、他の形式の自動車でもよい。例えば、自動運転車両１０は、原動機としてエンジンを搭載したエンジン自動車でもよいし、原動機としてエンジンおよび駆動モータを搭載したハイブリッド自動車でもよい。さらに、自動運転車両１０は、燃料電池で発電した電力で駆動モータを駆動する水素自動車でもよい。

また、自動運転車両１０は、自動運転可能な車両である。具体的には、自動運転車両１０は、自動運転モード、半自動運転モード、及び手動運転モードを含む複数の運転モードで運転することが可能となっている。

自動運転モードとは、運転制御の大部分を自動運転車両１０に搭載されたコンピュータ（運転制御部（後述））が行う運転モードである。本明細書においては、運転制御とは、ギア変更制御、車速制御、あるいはステアリング制御（すなわち自動運転車両１０の舵角制御）を含む概念である。また、車速制御とは、自動運転車両１０の発進制御、停止制御、及び加減速制御を含む概念である。自動運転車両１０は、複数の自動運転車両１０を管理及び制御する管理センタと通信可能となっており、自動運転モードにおいては、自動運転車両１０は、管理センタの制御により予め定められたルートを走行する。自動運転モードにおいては、管理センタからの運転指示に従ってコンピュータによって運転制御が行われるが、停止状態からの発進制御だけはオペレータの操作によって行われる。また、詳細は後述するが、オペレータは、自動運転モードでの自動運転中に、自動運転車両１０を減速させることができる。

半自動運転モードとは、自動運転モード同様に、自動運転車両１０の運転制御の大部分を運転制御部が行う運転モードである。半自動運転モードにおいては、管理センタからの運転指示に依らず、自動運転車両１０が有する種々のセンサ（例えばカメラあるいはライダなど）による検出結果に基づいて運転制御部が運転制御を行う。半自動運転モードにおいても、停止状態からの発進制御だけはオペレータの操作によって行われる。また、オペレータは、半自動運転モードでの自動運転中においても、自動運転車両１０を減速させることができる。

手動運転モードとは、自動運転車両１０が自動運転を行わず、オペレータが自動運転車両１０の運転制御を行うモードである。

上述のように、自動運転車両１０は、特定の敷地内において規定のルートに沿って走行するが、複数の自動運転車両１０は、規定のルートに沿って走行している間は、基本的に自動運転モードで走行する。自動運転車両１０が待機場所から規定のルート内まで移動する間、及び、規定のルートから外れて待機場所まで移動する間などに、半自動運転モード又は手動運転モードが利用される。

図２は、本実施形態に係る運転制御装置２０の機能ブロック図である。本実施形態では、運転制御装置２０が有する各部は、自動運転車両１０に搭載される。

タッチパネル２２は、例えば液晶ディスプレイとタッチセンサなどを含んで構成される。自動運転車両１０に乗車したオペレータが好適に操作可能なように、タッチパネル２２は、オペレータ席近傍に設けられるとよい。

図３は、タッチパネル２２に表示された画面の例を示す図である。図３に示すように、タッチパネル２２には種々のボタンが表示され、オペレータは、タッチパネル２２に表示されたボタンによって、自動運転車両１０に対する制御指示を入力することができる。特に、タッチパネル２２に表示されたＧＯボタン４０を操作することで、自動運転車両１０を発進させることができる。自動運転車両１０の運転モードが自動運転モード又は半自動運転モードである場合には、ＧＯボタン４０の操作による発進後、自動運転が開始される。この場合、発進後、ＧＯボタン４０に代えて、自動運転車両１０を減速させるためのＳＬＯＷＤＯＷＮボタンがタッチパネル２２に表示され、オペレータは、当該ＳＬＯＷＤＯＷＮボタンを操作することで、自動運転中であっても自動運転車両１０の減速制御を行うことができる。自動運転車両１０の運転モードが手動運転モードの場合には、ＧＯボタン４０の操作後、オペレータは、後述する機械式操作部２４を操作することで自動運転車両１０の運転を行う。

図２に戻り、機械式操作部２４は、オペレータの手動により自動運転車両１０の運転制御を行うためのものである。機械式操作部２４は、オペレータによって操作されることで機械的に動作する。機械式操作部２４は、従来の自動車に設けられているアクセルペダルやブレーキペダルとは異なり、手で操作するものである。したがって、機械式操作部２４は、少なくともオペレータ席の座面より上側に設けられる。オペレータが手で機械式操作部２４を操作し易いように、機械式操作部２４は、オペレータが腕を置くためのアームレストの上に設けられるのが好適である。

機械式操作部２４がオペレータにより操作されると、機械式操作部２４から後述の運転制御部３４に、操作内容（例えば操作方向）及び操作量を示す操作情報が送信される。当該操作情報に基づいて、運転制御部３４により自動運転車両１０の種々の運転制御が実行される。本実施形態では、機械式操作部２４により、車速制御、及び、自動運転車両１０の舵角制御が可能となっている。

なお、機械式操作部２４は、主に、自動運転車両１０の運転モードが手動運転モードである場合に用いられるが、自動運転車両１０の運転モードが自動運転モード又は半自動運転モードである場合にも、機械式操作部２４によって運転制御が可能であってもよい。自動運転モード又は半自動運転モードである場合、管理センタからの運転指示や、自動運転車両１０が有する種々のセンサ（例えばカメラあるいはライダなど）による検出結果に基づく運転制御よりも、機械式操作部２４からの運転制御指示が優先される。

図４は、本実施形態における機械式操作部２４の斜視図である。本実施形態では、機械式操作部２４は上下方向に伸長するスティック状となっている。具体的には、機械式操作部２４は、上下方向に伸長する形状を有するグリップ部２４ａと、グリップ部２４ａの上側に位置するスイッチ台座部２４ｂを含んで構成されている。オペレータは、グリップ部２４ａを握りながら、機械式操作部２４をレバー操作することが可能となっている。具体的には、機械式操作部２４は、下端を支点として前後左右方向に倒すことが可能となっている。また、機械式操作部２４は、オペレータが手を放すと、すなわち、オペレータにより操作されていない場合は、グリップ部２４ａの伸長方向が鉛直方向に一致する状態（本明細書ではこの状態を「中立状態」と呼ぶ）に自然に戻るようになっている。

機械式操作部２４が前後左右のいずれかの方向に倒されると、操作内容として倒した方向、及び、操作量として倒した角度を示す操作情報が運転制御部３４に送信される。本実施形態では、機械式操作部２４が前側に倒されると自動運転車両１０が加速し、機械式操作部２４が後側に倒されると自動運転車両１０が減速し、機械式操作部２４が右側に倒されると自動運転車両１０が右方向に旋回し（すなわち自動運転車両１０の舵角が右方向に大きくなり）、機械式操作部２４が左側に倒されると自動運転車両１０が左方向に旋回する（すなわち自動運転車両１０の舵角が左方向に大きくなる）ようになっている。

なお、スイッチ台座部２４ｂには、ウィンカを動作させるためウィンカスイッチ２４ｃ、及び、ホーンを動作させるためのホーンスイッチ２４ｄが設けられている。これにより、機械式操作部２４により、運転制御の他、自動運転車両１０に設けられた機器（ウィンカやホーン）などの制御を行うことができる。

本実施形態では、図４に示すように、機械式操作部２４は、使用可能状態において、オペレータが腕を置くためのアームレスト５０の上側に立設している。機械式操作部２４は、使用可能状態から下側に押し込まれることで、アームレスト５０に設けられた格納部５２に格納可能となっている。また、格納部５２には蓋５４が設けられるのが好適である。機械式操作部２４を使わない場合には、機械式操作部２４を格納部５２に格納しておくことで、機械式操作部２４を誤って操作してしまうことが防止される。

なお、自動運転車両１０には、機械式操作部２４の他に、自動運転車両１０の運転制御を行うための機械的に動作する操作部は有していない。例えば、自動運転車両１０には、従来の自動車などに設けられていた、アクセルペダルあるいはブレーキペダルのような、車速制御指示を入力するための、足で操作するフットペダルは設けられていない。

図２に戻り、測域センサ２６は、例えば、車両の周囲（前後左右）を撮影するカメラ、あるいは、車両の周囲に位置する障害物までの距離を計測するライダ（ＬＩＤＡＲ）などを含んで構成される。測域センサ２６は、自動運転車両１０の周囲における、自動運転車両１０が走行可能な領域である走行可能領域の広さを検知するセンサである。例えば、測域センサ２６としてのカメラが撮影した画像から自動運転車両１０が走行している道路の道幅を検出することができる。また、測域センサ２６としてのカメラ又はライダによって、自動運転車両１０の前後左右にある障害物（側壁など）までの距離を計測することができる。

メモリ２８は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはｅＭＭＣ（embedded Multi Media Card）などを含んで構成される。メモリ２８には、予め用意された複数の舵角特性が記憶される。舵角特性とは、機械式操作部２４の操作量と自動運転車両１０の舵角との関係を示すものである。図２に示すように、本実施形態では、メモリ２８には第１舵角特性３０ａ及び第２舵角特性３０ｂの２つの舵角特性が記憶されているが、３以上の舵角特性がメモリ２８に記憶されていてもよい。

舵角特性について説明する前に、自動運転車両１０の舵角について説明する。図５は、自動運転車両１０の前側のホイール１４の平面図である。上述の通り、自動運転車両１０の舵角は、車両の前後方向と、ホイール１４の中心面とが成す角度である。図５において一点鎖線で示すようにホイール１４が右側に傾いた場合、車両の前後方向と、ホイール１４の中心面１４ａ（一点鎖線）とが成す角度が右方向の舵角θ_Ｒである。また、図５において破線で示すようにホイール１４が左側に傾いた場合、車両の前後方向と、ホイール１４の中心面１４ａ（破線）とが成す角度が左方向の舵角θ_Ｌである。

図６は、第１舵角特性３０ａ及び第２舵角特性３０ｂを示すグラフである。なお、メモリ２８には、第１舵角特性３０ａ及び第２舵角特性３０ｂとして、図６に示すグラフを表現する式（操作量を変数として舵角を求める式）が記憶されている。

図６の横軸は、機械式操作部２４の操作量を示す。横軸における原点Ｏ、すなわち操作量が０である状態は、機械式操作部２４が操作されていない状態、つまり中立状態を意味する。上述のように、本実施形態では、機械式操作部２４を左右側に倒す操作が自動運転車両１０の舵角制御のための操作であるから、操作量とは、機械式操作部２４を左右側に倒した量、すなわち、左右方向における、鉛直方向と機械式操作部２４の中心軸とが成す角度で表される。図６の原点Ｏよりも右側の領域が、機械式操作部２４が右側に倒された状態を示し、原点Ｏから離れる程、機械式操作部２４の右側への操作量がより大きくなる（より大きく右側に倒される）ことを意味し、また、図６の原点Ｏよりも左側の領域が、機械式操作部２４が左側に倒された状態を示し、原点Ｏから離れる程、機械式操作部２４の左側への操作量がより大きくなる（より大きく左側に倒される）ことを意味する。

図６の縦軸は、自動運転車両１０の舵角を示す。縦軸における原点Ｏは舵角が０の状態を意味する。図６の原点Ｏよりも上側の領域が、ホイール１４が右方向に傾いた状態を示し、原点Ｏから離れる程、舵角θ_Ｒがより大きくなることを意味し、また、図６の原点Ｏよりも下側の領域が、ホイール１４が左方向に傾いた状態を示し、原点Ｏから離れる程、舵角θ_Ｌがより大きくなることを意味する。

第１舵角特性３０ａ及び第２舵角特性３０ｂは、いずれも、機械式操作部２４の操作量が大きくなる程、自動運転車両１０の舵角が大きくなるようになっている。また、第１舵角特性３０ａ及び第２舵角特性３０ｂは、いずれも、原点Ｏを中心として点対称となっており、つまり、機械式操作部２４を右側に倒したときと左側に倒したときとの間では、同一操作量に対する自動運転車両１０の舵角の大きさは同じとなっている。

また、第１舵角特性３０ａ及び第２舵角特性３０ｂは、いずれも曲線となっている。具体的には、操作量が小さい場合における、単位操作量に対する舵角の変化量（つまり第１舵角特性３０ａ又は第２舵角特性３０ｂの接線の傾き）は、操作量が大きい場合における、単位操作量に対する舵角の変化量よりも小さくなっている。換言すれば、機械式操作部２４の操作量が小さい場合（あまり倒していない場合）は、操作量が大きい場合（大きく倒している場合）に比して、自動運転車両１０の舵角が変化しにくいようになっている。これにより、自動運転車両１０が直進している場合（すなわち機械式操作部２４の操作量が小さい場合）における、自動運転車両１０のふらつきが抑制される。

上述のように、自動運転車両１０の周囲における、自動運転車両１０が走行可能な領域である走行可能領域の広さが狭い場合（例えば自動運転車両１０が狭い道路を走行している場合）、自動運転車両１０が直進中にふらつくことで、道路をはみ出したり側壁に接触したりしないように、機械式操作部２４の操作量が小さい場合は自動運転車両１０の舵角は小さい方が望ましい。一方で、自動運転車両１０が角度の大きいカーブ又は交差点を容易に曲がれるように、機械式操作部２４の操作量が大きい場合は自動運転車両１０の舵角が大きいのが望ましい。

第１舵角特性３０ａと第２舵角特性３０ｂとを比較すると、操作量が所定操作量ＳＲ_１未満、又は、操作量が所定操作量ＳＬ_１未満の領域である小操作量領域６０においては、同一操作量に対する舵角は、第１舵角特性３０ａに比して第２舵角特性３０ｂの方が小さくなっており、操作量が所定操作量ＳＲ_１以上、又は、操作量が所定操作量ＳＬ_１以上の領域である大操作量領域６２においては、同一操作量に対する舵角は、第１舵角特性３０ａに比して第２舵角特性３０ｂの方が大きくなっている。

したがって、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域が狭い場合には、第１舵角特性３０ａよりも第２舵角特性３０ｂの方が適しているといえる。

一方、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域の広さが広い場合（例えば自動運転車両１０が広い道路を走行している場合）、自動運転車両１０が滑らかに曲がり易くするために、機械式操作部２４の操作量の変化に対しては緩やかに自動運転車両１０の舵角が変化するのが望ましい。

図６に示される通り、小操作量領域６０においては、同一操作量に対する舵角は、第２舵角特性３０ｂよりも第１舵角特性３０ａの方が大きく、大操作量領域６２においては、同一操作量に対する舵角は、第１舵角特性３０ａよりも第２舵角特性３０ｂの方が大きいことから、全体として、操作量の変化に対する舵角の変化は、第２舵角特性３０ｂに比して第１舵角特性３０ａの方が緩やかになっている。

したがって、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域が広い場合には、第２舵角特性３０ｂよりも第１舵角特性３０ａの方が適しているといえる。

また、第２舵角特性３０ｂにおける、機械式操作部２４の操作量の最大値である最大操作量ＳＲ_ｍａｘ，ＳＬ_ｍａｘに対する舵角である最大舵角は、第１舵角特性３０ａにおける最大操作量ＳＲ_ｍａｘ，ＳＬ_ｍａｘに対する最大舵角よりも大きくなっている。つまり、第１舵角特性３０ａに比して、第２舵角特性３０ｂを選択した場合の方が、自動運転車両１０の最小回転半径がより小さくなり、すなわち自動運転車両１０の小回りがより利くということになる。この観点からも、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域が狭い場合には、第１舵角特性３０ａよりも第２舵角特性３０ｂの方が適しているといえる。

以下に説明する舵角特性選択部３２及び運転制御部３４は、プロセッサなどのハードウェア及び当該ハードウェアを動作させるためのソフトウェアの協働により実現される。

舵角特性選択部３２は、メモリ２８に記憶された複数の舵角特性から、運転制御部３４が参照する舵角特性である選択舵角特性を選択する。本実施形態では、舵角特性選択部３２は、オペレータからの指示に応じて、メモリ２８に記憶された複数の舵角特性から選択舵角特性を選択する。具体的には、オペレータがタッチパネル２２に舵角特性の選択指示を入力すると、タッチパネル２２には、図７に示すような舵角特性選択画面が表示される。図７の例では、第１舵角特性３０ａが通常モードとして表現されており、第２舵角特性３０ｂが狭路（せばじ）モードとして表現されている。オペレータが通常モードボタン７０を操作すると、舵角特性選択部３２は、それに応じて第１舵角特性３０ａを選択舵角特性として選択する。オペレータが狭路モードボタン７２を操作すると、舵角特性選択部３２は、それに応じて第２舵角特性３０ｂを選択舵角特性として選択する。

また、舵角特性選択部３２は、測域センサ２６の検出結果に応じて、メモリ２８に記憶された複数の舵角特性の中から、自動的に（すなわちオペレータの指示に依らずに）選択舵角特性を選択するようにしてもよい。まず、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域の広さに関する閾値を予め定めておく。当該閾値としては、例えば自動運転車両１０が走行している道路の道幅に関する閾値であってよい。あるいは、自動運転車両１０の前後左右の障害物までの距離の代表値（例えば平均値、最小値など）に関する閾値であってよい。その上で、舵角特性選択部３２は、測域センサ２６が検出した、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域の広さと閾値との比較に応じて、選択舵角特性を選択する。

上述のように、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域が狭い場合には、第１舵角特性３０ａよりも第２舵角特性３０ｂの方が適しており、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域が広い場合には、第２舵角特性３０ｂよりも第１舵角特性３０ａの方が適している。したがって、舵角特性選択部３２は、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域の広さが閾値以上の場合は第１舵角特性３０ａを選択舵角特性として選択し、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域の広さが閾値未満の場合は第２舵角特性３０ｂを選択舵角特性として選択する。

運転制御部３４は、自動運転車両１０の運転制御を行う。具体的には、自動運転車両１０の運転モードが自動運転モードである場合、運転制御部３４は、オペレータがタッチパネル２２のＧＯボタン４０（図３参照）を操作してタッチパネル２２から発進指示を受けると自動運転車両１０を発進させ、その後は、管理センタから送信された運転指示に応じて、車速制御及び舵角制御を行う。また、自動運転車両１０の運転モードが半自動運転モードである場合、運転制御部３４は、オペレータがタッチパネル２２のＧＯボタン４０を操作してタッチパネル２２から発進指示を受けると自動運転車両１０を発進させ、その後は、自動運転車両１０が有する種々のセンサによる検出結果に基づいて、車速制御及び舵角制御を行う。

また、自動運転車両１０の運転モードに関わらず、運転制御部３４は、機械式操作部２４の操作に応じて、自動運転車両１０の運転制御を行う。

具体的には、運転制御部３４は、舵角特性選択部３２が選択した選択舵角特性、及び、機械式操作部２４の左右方向への操作量に基づいて、自動運転車両１０の（ホイール１４の）舵角を制御する。具体的には、運転制御部３４は、選択舵角特性（図６参照）を参照し、機械式操作部２４から送信された操作情報が示す、機械式操作部２４の操作方向及び操作量に対応する舵角を特定し、ホイール１４が特定した舵角となるように、ホイール１４の向きを制御する。このように、運転制御部３４は舵角制御部としても機能する。

また、運転制御部３４は、機械式操作部２４の前後方向への操作量に基づいて、駆動モータ、エンジン、あるいはブレーキ装置を制御することで、自動運転車両１０の車速制御を行う。このように、運転制御部３４は車速制御部としても機能する。詳しくは、運転制御部３４は、機械式操作部２４が前方向に倒される程、自動運転車両１０を大きく加速させ、機械式操作部２４が後方向に倒される程、自動運転車両１０を大きく減速させる。

本実施形態では、自動運転車両１０の運転モードが手動運転モードであり、走行中であり、機械式操作部２４がオペレータにより操作されていない（機械式操作部２４が中立状態である）場合、運転制御部３４は、自動運転車両１０を減速させるように制御する。これにより、自動運転車両１０が手動運転モードで走行中に、何らかの理由でオペレータが機械式操作部２４を操作できなくなった場合に、自動運転車両１０が走行し続けてしまうことを防止することができる。すなわち、自動運転車両１０の安全性を確保することができる。

また、自動運転車両１０の運転モードが手動運転モードであり、停車中であり、機械式操作部２４がオペレータにより操作されていない場合、運転制御部３４は、自動運転車両１０を停止した状態に維持するように制御する。詳しくは、自動運転車両１０がクリープ現象により前進してしまわないように、あるいは、自動運転車両１０が坂道で停車している場合に、傾斜により自動運転車両１０がずり下がってしまわないように、運転制御部３４は自動運転車両１０を停止状態に維持する。

自動運転車両１０を停止状態に維持するための制御としては、ブレーキ装置を制御してブレーキをかけるようにしてもよいし、停止状態を維持する程度のトルクが発生するように駆動モータあるいはエンジンを制御するようにしてもよい。

以上説明した通り、自動運転車両１０においては、予め用意された複数の舵角特性の中から選択された選択舵角特性に基づいて、自動運転車両１０の舵角が制御される。特に、自動運転車両１０の周囲の状況に適した舵角特性を選択することで、自動運転車両１０の舵角制御のための機械式操作部２４の操作性を向上させることが可能となる。例えば、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域が広い場合には第１舵角特性３０ａを選択し、自動運転車両１０の周囲の走行可能領域が狭い場合には第２舵角特性３０ｂを選択することで、自動運転車両１０の舵角制御のための機械式操作部２４の操作性を向上させることができる。

以上、本開示に係る自動運転車両の運転制御装置の実施形態を説明したが、本開示に係る自動運転車両の運転制御装置は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上述の実施形態においては、機械式操作部２４はスティック状であり、前後左右方向に倒すことができるものであったが、機械式操作部２４としてはこれには限られない。例えば、前後左右に移動可能なスライダーつまみであってもよい。この場合、スライダーつまみの左右方向への移動量が機械式操作部２４の操作量となり、舵角制御部としての運転制御部３４は、選択舵角特性と、スライダーつまみの左右方向への移動量とに応じて自動運転車両１０の舵角を制御する。

また、機械式操作部２４は、ゲームコントローラに含まれるような十字キー（前後左右に相当する４つのボタンから構成される複合ボタン）であってもよい。この場合、十字キーの左右ボタンを押し続けた時間が機械式操作部２４の操作量となり、舵角制御部としての運転制御部３４は、選択舵角特性と、十字キーの左右ボタンを押し続けた時間に応じて自動運転車両１０の舵角を制御する。

また、上述の実施形態においては、運転制御装置２０の各部は、自動運転車両１０に搭載されており、機械式操作部２４は、自動運転車両１０に乗車したオペレータにより操作されるものであったが、機械式操作部２４は、自動運転車両１０の車外に設けられていてもよい。例えば、複数の自動運転車両１０を管理する管理センタに設けられてもよい。また、自動運転車両１０の車外にいるオペレータが選択舵角特性を選択できるのが望ましい。

例えば、管理センタに設けられた端末に図７に示すような舵角特性選択画面を表示させ、オペレータが舵角特性を選択すると、選択した舵角特性を示す情報が当該端末から自動運転車両１０に送信される。舵角特性選択部３２は、端末から受信した当該情報に基づいて選択舵角特性を選択する。また、管理センタに設けられた機械式操作部２４をオペレータが操作すると、操作内容（例えば操作方向）及び操作量を示す操作情報が自動運転車両１０に送信される。運転制御部３４は、選択舵角特性と、受信した操作情報とに基づいて、自動運転車両１０の舵角を制御する。

１０自動運転車両、１４ホイール、２０運転制御装置、２２タッチパネル、２４機械式操作部、２６測域センサ、２８メモリ、３０ａ第１舵角特性、３０ｂ第２舵角特性、３２舵角特性選択部、３４運転制御部。

Claims

自動運転可能な自動運転車両の運転制御装置であって、
機械式操作部と、
予め用意された、前記機械式操作部の操作量と前記自動運転車両の舵角との関係を示す複数の舵角特性から選択舵角特性を選択する舵角特性選択部と、
前記選択舵角特性、及び、前記機械式操作部の操作量に基づいて、前記自動運転車両の舵角を制御する舵角制御部と、
を備え、
予め用意された前記複数の舵角特性は、第１舵角特性及び第２舵角特性を含み、
前記第２舵角特性は、操作量が所定操作量未満である小操作量領域においては、前記第１舵角特性に比して同一操作量に対する舵角が小さく、操作量が前記所定操作量以上である大操作量領域においては、前記第１舵角特性に比して同一操作量に対する舵角が大きい、
ことを特徴とする自動運転車両の運転制御装置。
前記舵角特性選択部は、前記自動運転車両の運転を行うオペレータからの指示に応じて、前記選択舵角特性を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動運転車両の運転制御装置。
前記第２舵角特性における最大操作量に対する最大舵角は、前記第１舵角特性における最大操作量に対する最大舵角よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動運転車両の運転制御装置。
前記自動運転車両の周囲における、前記自動運転車両が走行可能な領域である走行可能領域の広さを検知する測域センサと、
をさらに備え、
前記舵角特性選択部は、前記走行可能領域の広さが閾値以上の場合に前記第１舵角特性を選択し、前記走行可能領域の広さが閾値未満の場合に前記第２舵角特性を選択する、
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の自動運転車両の運転制御装置。
前記機械式操作部の操作に応じて前記自動運転車両の車速制御を行う車速制御部であって、手動運転モード中に前記機械式操作部が操作されていない場合には、前記自動運転車両を減速させる車速制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の自動運転車両の運転制御装置。
前記車速制御部は、手動運転モード中に前記機械式操作部が操作されておらず、且つ、前記自動運転車両が停止している場合には、前記自動運転車両を停止した状態に維持するように制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の自動運転車両の運転制御装置。