JP7204316B2 - 車両制御装置およびそれを用いた車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置およびそれを用いた車両制御方法に関し、特に、車両が主に運転操作を行う運転支援状態または自動運転状態（以下自動運転状態）に於いて乗員が車両操作に介入することができる車両制御装置およびそれを用いた車両制御方法に関する。

従来、自動車等の運転は、運転者が、ブレーキペダル、アクセルペダルおよびステアリングハンドルを操作することで行うものが一般的であった。近年、交通事故の減少を図るため、運転者の操作を補助して、緊急時等に車両を自動で停止させる運転支援装置が登場している。更には、運転者による操舵等の運転操作を殆ど必要とせずに、車両を自動的に走行させる自動運転支援装置が普及しつつある。

特許文献１には、車両の挙動に関する操作である、アクセル操作、ブレーキ操作及びハンドル操作の全てを車両制御ＥＣＵが制御し、運転者の操作に依らない自動運転を行うことができる自動運転支援装置が開示されている。この文献に記載された自動運転支援装置は、エンジン装置、ブレーキ装置、電動パワーステアリング等を駆動制御して、案内経路上の中断タイミングまで自動運転を行う。

特許文献２では、上記した自動運転に際して、運転者の疲労を低減すること等を目的として、自動運転時にシートをリラックスモードとする技術事項が開示されている。具体的には、車両が自動運転状態となった場合、シートを後方に移動させ、更に、シートバックを後方に倒す。このようにすることで、運転者をステアリングホイールから遠ざけ、自動運転による操舵等を妨げず、且つ運転者の疲労軽減を図ることができる。

一方、自動運転機能を持つ自動運転車両が市場に登場しても、道路を走行する全ての車両が自動運転車両とはならず、乗員が車両を運転する手動運転車両と自動運転車両とが道路に混在する状態がしばらく続くと予測される。将来的に、自動運転車両のみが道路を走行するようになったとしても、道路が工事中であったり、道路に多数の人や自転車等が存在する場合などでは、乗員が車両を操作しなければならないことが予測される。

また、自動運転状態に於いては、シートは上記したようにリラックスポジションとされているので、自動運転状態に於いて乗員の車両操作が必要な場合は、乗員はその姿勢をリラックス姿勢から運転姿勢に変更する必要がある。即ち、乗員は、各ペダルおよびステアリングハンドルを操作するべく、上肢を起立させると共に、体全体を車両前方に移動させなければならない。その姿勢変更を短時間に行うことは、乗員に対して大きな負担となる。更に、自動運転状態から手動運転状態に遷移するために必要な引き継ぎ時間は、一般に少なくとも数秒ないし２０秒程度必要とされることが知られており、このように引き継ぎに時間が掛かると、自動運転状態において不測の事態が発生した場合、その事態に素早く対処することは難しい。更に、リラックス姿勢においては、乗員の注意力や前方の視認性は大きく低下していると考えられるので、車両の前方に存在するリスクを正確に把握し難いことが考えられる。

特許文献３では、マウス型装置を用いて車両を操作する発明が記載されている。具体的には、この文献に記載された発明では、車室内においてシートの近傍にマウス型装置を配置し、マウス型装置を操作することで車両を操舵することができる。

更に、特許文献４には、コントローラを用いて車両を操作する発明が記載されている。具体的には、車両の近傍に障害物が存在する際には、障害物に向かって車両が進行することを防止するべく、コントローラに対して反力制御を行っている。

特開２０１５－１７８３３２号公報 特開２０１６－１６８９７２号公報 特開２０１６－１９９２４５号公報 特開２００７－２２３５６４号公報

しかしながら、特許文献４に記載されている制御は、単に制限された方向にコントローラが操作されないように反力制御しているのみである。よって、乗員がその反力を超えてコントローラを操作した場合、乗員の意図に反して車両が過度に進行してしまい、車両が安全に反する挙動を示してしまう恐れがあった。

更に、上記したように工事中の道路や歩行者や自転車等が多数存在する道路を、車両が通過する状況では、車両を慎重に操作することが求められる。しかしながら、コントローラやマウス型装置に単に反力を加えるのみでは、乗員が感じる節度感等が十分ではなく、コントローラ等を操作することで車両を慎重に操作することが簡単で無い恐れがあった。

更にまた、車両の走行に制限が存在する場合に、操作装置に単に反力を加えるのみでは、乗員は当該操作に対するフィードバックを適切に得ることができず、操作装置を操作することに伴う恐怖を感じてしまう課題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両が自動運転状態の際に乗員が車両操作に介入する場合において、乗員が操作する移動指示装置に対して適度に反力を加えることで、乗員が適切に車両を操作することを可能とする車両制御装置および車両制御方法を提供することにある。

本発明の車両制御装置は、主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に配設され、前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備し、前記車両演算指示装置は、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、前記反力制御期間は、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を有し、前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きいことを特徴とする。

本発明の車両制御装置は、主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に配設され、前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備し、前記車両演算指示装置は、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、前記反力制御期間は、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を有し、前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、前記第２反力制御期間において前記移動指示装置に与えられる前記反力は、移動指示時間の経過と共に大きくなることを特徴とする。

更に、本発明の車両制御装置では、前記車両演算指示装置は、前記移動指示装置に前記反力を付与する前に、前記阻害原因が存在する旨を前記乗員に対して報知することを特徴とする。

更に、本発明の車両制御装置では、前記指示装置載置部の近傍に収納部を具備し、前記収納部に前記移動指示装置を収納すると、前記移動指示装置を介した前記車両の操作が無効となることを特徴とする。

更に、本発明の車両制御装置では、前記収納部に前記移動指示装置を収納すると、前記移動指示装置が充電されることを特徴とする。

更に、本発明の車両制御装置では、前記車両演算指示装置は、前記移動指示装置の操作の内容を表示装置に表示することを特徴とする。

更に、本発明の車両制御装置では、前記指示装置載置部は、前記車両のセンターコンソールに組み込まれることを特徴とする。

更に、本発明の車両制御装置では、前記反力制御期間において、前記乗員が着座する前記シートはリラックスポジションであることを特徴とする。

本発明の車両制御方法は、主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に適用され、前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備する車両制御装置を用いた車両制御方法であり、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、前記反力制御期間として、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を設定し、前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力を、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きくし、前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力を、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前によりも大きくすることを特徴とする。

本発明の車両制御装置は、主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に配設され、前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備し、前記車両演算指示装置は、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、前記反力制御期間は、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を有し、前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きいことを特徴とする。従って、乗員は、シートの近傍に配置された移動指示装置を操作することで、自動運転状態にステアリングホイールやペダルを操作せずとも、車両を操作することで阻害原因を回避することができる。ここで、阻害原因の一例としては道路工事を挙げることができる。また、移動指示装置に反力を与えることで、移動指示装置を介して車両を安全に操作することができる。更に、第２反力制御期間に於いて、比較的大きな反力を移動指示装置に与えることで、移動指示装置の操作精度を向上すると共に、乗員の節度感や安心感を向上することができる。

本発明の車両制御装置は、主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に配設され、前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備し、前記車両演算指示装置は、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、前記反力制御期間は、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を有し、前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、前記第２反力制御期間において前記移動指示装置に与えられる前記反力は、移動指示時間の経過と共に大きくなることを特徴とする。従って、第２反力制御期間において移動指示装置に与えられる反力を徐々に大きくすることで、移動指示装置を操作する乗員は、より好適に節度感および安心感を得ることができる。

更に、本発明の車両制御装置では、前記車両演算指示装置は、前記移動指示装置に前記反力を付与する前に、前記阻害原因が存在する旨を前記乗員に対して報知することを特徴とする。従って、乗員は阻害原因の存在をより早く知ることができ、より迅速に安全操作を行うことができる。

更に、本発明の車両制御装置では、前記指示装置載置部の近傍に収納部を具備し、前記収納部に前記移動指示装置を収納すると、前記移動指示装置を介した前記車両の操作が無効となることを特徴とする。従って、乗員が移動指示装置を使用しない際に、移動指示装置を載置部に載置しその機能を無効とすることで、乗員が不用意に移動指示装置に接触してしまい、乗員が意図しない車両操作が行われてしまうことを防止できる。

更に、本発明の車両制御装置では、前記収納部に前記移動指示装置を収納すると、前記移動指示装置が充電されることを特徴とする。従って、使用されていない状態の移動指示装置を充電することで、移動指示装置の充電作業を簡易に行うことができる。

更に、本発明の車両制御装置では、前記車両演算指示装置は、前記移動指示装置の操作の内容を表示装置に表示することを特徴とする。従って、乗員は、移動指示装置の操作の内容を表示装置に表示することで、自らの操作内容を容易に知ることができる。

更に、本発明の車両制御装置では、前記指示装置載置部は、前記車両のセンターコンソールに組み込まれることを特徴とする。従って、乗員は前方に向かって姿勢を変化させること無く、センターコンソールに組み込まれた指示装置載置部を手で操作することができ、阻害原因を回避するべく迅速に車両を操作することができる。

更に、本発明の車両制御装置では、前記反力制御期間において、前記乗員が着座する前記シートはリラックスポジションであることを特徴とする。従って、乗員は、リラックスポジションであるシートに横臥した状態のまま、指示装置載置部を操作することができる。

本発明の車両制御方法は、主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に適用され、前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備する車両制御装置を用いた車両制御方法であり、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、前記反力制御期間として、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を設定し、前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力を、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きくし、前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力を、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前によりも大きくすることを特徴とする。従って、乗員は、シートの近傍に配置された移動指示装置を操作することで、自動運転状態にステアリングやペダルを操作せずとも、車両を操作することで阻害原因を回避することができる。また、移動指示装置の移動指示装置に反力を与えることで、移動指示装置を介して車両を安全に操作することができる。更に、第２反力制御期間に於いて、比較的大きな反力を移動指示装置に与えることで、移動指示装置の操作精度を向上すると共に、乗員の節度感や安心感を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示す図であり、車両を構成する各部位の接続構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示す図であり、（Ａ）は車両室内の前方部分を示す上面図であり、（Ｂ）は車両制御装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示す図であり、（Ａ）は手動運転状態を示す側面図であり、（Ｂ）は自動運転状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示す図であり、車両制御装置を搭載した車両が道路を走行する状況を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示す図であり、乗員が移動指示装置を操作する状況を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は移動指示装置のストロークと反力との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法を示す図であり、移動指示装置の操作状況が表された表示装置を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両制御装置３０を、図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、以下の説明では上下前後左右の各方向を用いるが、左右とは車両１０の前方を向いた場合の左右である。

図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置３０を備えた車両１０を説明するブロック図である。車両制御装置３０は、車両１０を制御する制御機構の一部である。後述するように、車両制御装置３０は、自動運転を実行している間に、車両１０の進行方向に自動運転を阻害する阻害原因が発見された場合に、車両１０を乗員１１が操作するための装置である。車両制御装置３０は、移動指示装置３１と、指示装置載置部３２と、反力発生部２６と、車両演算指示装置１４と、を有している。ここで、阻害原因とは、車外を認識した結果または車外から入力される情報を演算処理することで、自動運転を阻害する可能性があると判断され得る原因のことである。

移動指示装置３１は、車両１０の車室内において乗員１１の近傍に配置され、例えばマウスの如き形状および機能を有するマウス型装置である。乗員１１が移動指示装置３１を操作すると、その移動量および移動方向を示す移動信号を車両演算指示装置１４に出力する。車両演算指示装置１４は移動信号に基づいて、車両１０の操舵および加減速を行う。即ち、移動指示装置３１は、アクセルペダル、ブレーキペダルおよびステアリングホイール２４に相当する機能を有する。

指示装置載置部３２は、マウス型の移動指示装置３１が載置される平坦部位である。指示装置載置部３２は、後述するように、自動運転の際にリラックスポジションとされるシート２０の近傍に配置される。

反力発生部２６は、乗員１１が移動指示装置３１を操作した際に、その操作力に対抗する反力を発生させる。反力発生部２６が反力を移動指示装置３１に与えることで、乗員１１は車両１０をより安全に操作でき、更に、車両操作に際して節度感および安心感を得ることができる。

また、車両１０は、自動運転を実現させるために、車両演算指示装置１４と、入力装置１２と、車外環境認識装置１３と、車両駆動装置１６と、操舵装置１７と、制動装置１５と、シート駆動装置１９を備えている。

車両演算指示装置１４は、車両１０の制御手段であり、例えば、各種の演算等を行う演算装置等を含む電子制御ユニット（ＥＣＵ）等である。車両演算指示装置１４は、入力装置１２および車外環境認識装置１３から入力される入力情報等に基づき、車両駆動装置１６、操舵装置１７および制動装置１５を制御することで、車両１０を自動運転する。また、車両演算指示装置１４は、入力装置１２からの指示により運転者が運転操作を行う通常の手動運転状態と、車両演算指示装置１４が自動で運転を行う自動運転状態と、を切り替える。

更に、本実施形態では、車両演算指示装置１４は、自動運転状態に於いて、車両制御に乗員１１が介入する場合に、移動指示装置３１から入力される信号に基づいて、車両１０の加減速および操舵を行う動作制御装置も含む。

制動装置１５は、車両１０の減速及び停止を行う制動手段である。制動装置１５は、例えば、車両演算指示装置１４からの信号によって作動するブレーキ等である。

シート駆動装置１９は、図３（Ａ）等を参照して、車両演算指示装置１４の指示に基づいて、シート２０の位置姿勢を駆動するモータ等から構成される。

自動運転状態では、車両演算指示装置１４は、車外環境認識装置１３等からの情報に基づき、各種の演算を実行し、現在の走行状態や外部環境等を常に監視する。そして、車両演算指示装置１４は、制動装置１５、車両駆動装置１６及び操舵装置１７等を制御し、現在の状況に応じて適切な自動運転を行う。このように、車両演算指示装置１４は、自動運転機能を有し、車両１０の主な運転操作を自動で行うことができる。更に、車両演算指示装置１４は、車両１０が自動運転状態の際には、シート駆動装置１９を駆動することで、図３（Ｂ）に示す、シート２０をリラックスポジションとする。ここで、リラックスポジションとは、自動運転状態の際に、運転者がリラックスできると共に自動運転を阻害しないように、シート２０を後方に移動させると共に、シートバック２２を倒した位置姿勢である。

また、車両演算指示装置１４は、入力装置１２または車外環境認識装置１３から入力される入力情報に基づいて、車両１０の運転状態を、自動運転状態から手動運転状態に移行する。更にこの際、車両演算指示装置１４は、シート駆動装置１９を駆動することで、図３（Ａ）に示すシート２０を前方に移動させ、シートバック２２を起こすなどして、運転者が操舵装置１７や制動装置１５を操作できるドライビングポジションを実現する。ここで、ドライビングポジションとは、手動運転状態の際に、ステアリングホイール２４やブレーキペダルを操作しやすいシート２０の位置姿勢である。

図２を参照して、車両制御装置３０の構成を詳述する。図２（Ａ）は車両１０の車室内の前方右側を示す上面図であり、図２（Ｂ）は車両制御装置３０を示す斜視図である。

図２（Ａ）を参照して、車両１０の車室内の前方にはシート２０が配置されており、右側のシート２０に、車両１０を操作する運転者である乗員１１が着座している。シート２０どうしの間に、センターコンソール２５が配置されている。センターコンソール２５は、シート２０どうしの間で、前後方向に細長く延びるボックス状の部位である。

図２（Ｂ）を参照して、本実施形態では、センターコンソール２５に、車両制御装置３０が組み込まれている。車両制御装置３０は、移動指示装置３１と、移動指示装置３１が載置される指示装置載置部３２と、反力発生部２６と、ここでは図示しない車両演算指示装置１４と、を備えている。

移動指示装置３１は、マウス等のポインティングスティックの如き形状を呈しており、乗員１１が手で上方から保持できる大きさと形状を呈している。移動指示装置３１は、その移動量、移動速度、移動方向等を示す電気信号を、上記した車両演算指示装置１４に出力する。移動指示装置３１は、有線で車両演算指示装置１４と接続されても良いし、無線的に車両演算指示装置１４と接続されても良い。

センターコンソール２５の上面には、移動指示装置３１が載置される操作面となる指示装置載置部３２が形成されている。指示装置載置部３２は、移動指示装置３１をスライド移動（摺動移動）させることを可能とする平坦面として形成されている。移動指示装置３１の移動量は、移動指示装置３１自体が検出しても良いし、指示装置載置部３２が検出しても良い。

センターコンソール２５の上面であって後方部分には、移動指示装置３１を収納する収納部２８が形成されている。収納部２８は、例えば、センターコンソール２５を部分的に窪ませることで形成され、移動指示装置３１よりも若干大きく形成されている。通常の手動運転状態および自動運転状態に於いては、移動指示装置３１は収納部２８に収納されている。よって、通常時においては、移動指示装置３１は乗員１１の腕等が接触し難い箇所に配置されている。このことから、手動運転状態に於いて、車両１０を操舵する乗員１１の手が移動指示装置３１に接触することを防止することができる。また、自動運転状態に於いて、シート２０の上面に横臥する乗員１１が、不必要に移動指示装置３１に接触することを防止することができる。

ここで、収納部２８に収納されている移動指示装置３１を充電するようにしても良い。この充電は、接触型の充電であっても良いし非接触型の充電でも良い。このように充電を行うことで、簡易に移動指示装置３１を充電でき、自動運転時において緊急的に車両１０を操作する際に、移動指示装置３１が電気切れになることを抑止できる。

更に、収納部２８に移動指示装置３１を収納している際には移動指示装置３１の機能を無効にし、移動指示装置３１を指示装置載置部３２に載置した場合のみ、移動指示装置３１の機能を有効にしても良い。このようにすることで、移動指示装置３１を乗員１１が意図せず操作してしまうことを防止できる。

車両制御装置３０は、乗員１１が移動指示装置３１を操作した際に、その操作力に対抗する反力を生成する反力発生部２６を備えている。反力発生部２６としては、電気磁石等の磁気発生手段を採用できる。反力発生部２６は、例えば、磁束を発生する電気磁石と、この磁束に対して吸引または反発する磁性体とから構成される。具体的な構成の一例を挙げると、反力発生部２６は、移動指示装置３１に内蔵された電気磁石と、指示装置載置部３２に組み込まれた磁性体から構成される。

上記した車両制御装置３０は、自動運転状態においてシート２０に横臥している乗員１１の手の近傍に配設されている。よって、自動運転状態に於いて後述する車両１０の操作を行う際に、乗員１１は容易に車両制御装置３０の移動指示装置３１を保持して操作することができる。その際に、乗員１１は、移動指示装置３１に視線を移すこと無く、車両１０の前方の状態を確認しつつ、移動指示装置３１をスライド操作することで、車両１０を操作することができる。即ち、乗員１１は移動指示装置３１をブラインド操作することができる。

図３を参照して、手動運転状態と自動運転状態のシート２０の形態を説明する。図３（Ａ）は手動運転状態におけるシート２０の位置姿勢を示す側面図であり、図３（Ｂ）は自動運転状態におけるシート２０の位置姿勢を示す側面図である。

図３（Ａ）を参照して、乗員１１が車両１０を運転する手動運転状態では、シート２０の位置姿勢は、手動運転に適したドランビングポジションとされる。ここで、シート２０は、シートクッション２１、シートバック２２、およびヘッドレスト２３から構成されている。

ドランビングポジションでは、シート２０の前後方向の位置は、乗員１１が、アクセルペダルおよびブレーキペダルを踏み込むことができ、且つ、ステアリングホイール２４を操舵することができるように、比較的前方に配置されている。同様の理由により、シートバック２２は起立した状態となっている。

図３（Ｂ）を参照して、車両演算指示装置１４が車両１０を運転する自動運転状態では、シート２０の位置姿勢は、運転者の疲労を緩和するのに適したリラックスポジションとされる。具体的には、シート２０は、上記したドライビングポジションと比較すると、後方に移動される。これにより、乗員１１が後方に移動されるので、乗員１１がその脚部を前方に伸ばすことができ、車両搭乗時の疲労を軽減することが出来る。更に、ステアリングホイール２４や図示しないブレーキペダル等から、乗員１１を遠ざけることができ、自動運転状態において、乗員１１が意図せずステアリングホイール２４等に接触してしまうことが防止される。

更に、シートバック２２は、ドライビングポジションと比較すると倒された状態とされている。また、シートクッション２１およびシートバック２２の上面が、連続する平坦面に近い形状を呈している。従って、乗員１１は、その上半身を倒すことができ、車両搭乗時の疲労を軽減することが出来る。更にまた、リラックスポジションでは、シート２０を全体的に上方に移動させても良い。これにより、自動運転状態において、乗員１１の頭部の位置が高くなり、乗員１１の視界を良好に確保することが出来る。

図４のフローチャートに基づいて、上記した各図も参照しつつ、上記した車両制御装置３０を用いて自動運転時に乗員１１が手動で車両１０を操作する車両制御方法を具体的に説明する。

先ず、ステップＳ１０では、車両１０が自動運転状態とされている。具体的には、図１を参照して、車両演算指示装置１４は、車外環境認識装置１３等からの情報に基づき、各種の演算を実行し、現在の走行状態や外部環境等を常に監視する。車両演算指示装置１４は、乗員１１の入力指示に基づき、または車両演算指示装置１４が自動運転を行うことが可能と判断したら、制動装置１５、車両駆動装置１６及び操舵装置１７等の制御を行い、現在の状況に応じて適切な自動運転を行う。このステップでは、乗員は車両１０を操作する必要は無いため、シート２０は図３（Ｂ）に示すリラックスポジションとされ、乗員１１はシート２０の上面に横臥している。

ステップＳ１１では、車両演算指示装置１４が、車両１０の自動運転を阻害する阻害原因が出現したか否かを判断する。ここで、阻害原因としては、車両１０の進行方向で行われている道路工事や事故、車両１０の進行方向の道路上または道路周辺に存在する歩行者や自転車等、車両１０に対して逆光となることにより車外環境認識装置１３で車両前方の状況を確認できないこと、極端な悪天候等が挙げられる。以下では、阻害原因として工事を例示する。ここで、阻害原因はリスクと称されることがある。また、阻害原因に接近する操作は、反安全方向への操作と解することもできる。

図５の模式図を参照すると、二車線の道路５０が図示されており、右側の走行車線を車両１０が走行している。そして、車両１０の進行方向における右側車線に工事区間５１が存在しており、工事区間５１では道路工事が行われている。例えばステレオカメラユニットである車外環境認識装置１３が、工事区間５１を認識したら、車両演算指示装置１４は工事区間５１が阻害原因であると判断する。ここで、阻害原因の発見は、車外環境認識装置１３以外の機器やシステムを用いて行っても良く、例えば、ＶＩＣＳ（登録商標）（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて阻害原因を発見しても良い。

上記した阻害原因が出現した場合は、即ちステップＳ１１でＹＥＳの場合は、車両演算指示装置１４は、ステップＳ１２に移行する。一方、上記した素材要因が出現しない場合は、即ちステップＳ１１でＮＯの場合は、車両演算指示装置１４は、ステップＳ１０の自動運転状態を続行する。

ステップＳ１２では、車両演算指示装置１４は、阻害原因が出現したことを、シート２０に横臥する乗員１１に報知する。報知する方法としては、車両１０に備えられたスピーカから所定の音声を発音すること、車両１０に備えられたディスプレイに阻害原因が出現した旨を表示すること等が考えられる。この報知を行うことにより、後述するように、自動運転状態であっても、乗員１１は、車両制御装置３０を用いて車両１０を操作することができ、阻害原因を回避しつつ車両１０を走行させることができる。

ステップＳ１３では、上記した報知に基づき、阻害原因を回避するために、乗員１１が車両を操作する。具体的には、図１を参照して、車両演算指示装置１４は、自動運転状態を一時的に中断し、車両制御装置３０を介して、乗員１１が車両操作に介入することを許可する。

次に、図２（Ａ）を参照して、乗員１１がその左手で収納部２８に収納されている移動指示装置３１を取りだし、指示装置載置部３２の上面に移動指示装置３１を載置する。このようにすることで、車両制御装置３０で車両１０を操作することが可能になる。ここで、指示装置載置部３２の上面における移動指示装置３１の移動方向および移動速度と、車両１０の移動方向および移動速度とは、対応づけられる。具体的には、乗員１１が、指示装置載置部３２の上面において移動指示装置３１を前方にスライド移動させると、車両演算指示装置１４は車両１０を前方に進行させる。また、乗員１１が、指示装置載置部３２の上面において移動指示装置３１を加速してスライドすると、車両演算指示装置１４は車両１０を加速する。更に、乗員１１が、指示装置載置部３２の上面において移動指示装置３１を左方にスライド移動させると、車両演算指示装置１４は車両１０を左方に操舵する。

図３（Ｂ）に示すように、本ステップでは、乗員１１はリラックスポジションであるシート２０に横臥したまま、上肢を起立させることなく、更に、シート２０全体を前方に移動させることなく、移動指示装置３１を操作することで、車両１０を操作することができる。よって、自動運転状態の間に阻害原因を回避する際に、乗員１１は急な姿勢変更を行う必要がない。更に、乗員１１は、横臥した状態のまま、移動指示装置３１を操作することで、容易且つ迅速に阻害原因を回避することができる。

本実施形態では、自動運転状態において乗員１１が車両１０を操作するべく移動指示装置３１をスライドさせると、移動指示装置３１を操作する際の安全性および安心感等を確保するために、移動指示装置３１に反力を作用させる反力制御期間を設定している。具体的には、上記したステップＳ１３で、乗員１１が車両１０を操作するべく、移動指示装置３１をスライドさせるために操作力を加えたら、車両演算指示装置１４は、その操作力に対抗する反力を反力発生部２６から発生させている。ここで、反力は抵抗力と称される場合もある。

図６を参照して、係る反力を例示する。図５に示したように、自動運転状態に於いて阻害原因である工事区間５１が出現した場合、その旨の報知を受けた乗員１１は、工事区間５１を避けるために、移動指示装置３１を前方左側に向かってスライドさせるべく、前方左側を向く操作力Ｆ１を移動指示装置３１に与える。

仮に、単に移動指示装置３１がスライドすることを許容すると、移動指示装置３１の移動量や移動速度を制限することができず、車両１０の実際の移動速度や移動方向が、乗員１１の意図するものよりも過度に大きくなる恐れがある。そこで本実施形態では、車両演算指示装置１４の指示に基づいて、反力発生部２６が、操作力Ｆ１に対抗する反力Ｆ２を移動指示装置３１に付与している。前方左側を向く操作力Ｆ１に対して、反力Ｆ２は後方右側を向いている。操作力Ｆ１と反力Ｆ２とは、作用する方向は逆であり、その大きさは略同一である。このように、反力Ｆ２を移動指示装置３１に付与することで、移動指示装置３１の過度の移動を抑制することができる。更に、移動指示装置３１から乗員１１がフィードバックを得ることができ、車両１０を移動指示装置３１で操作する際の安心感を向上することができる。

本実施形態では、上記した反力Ｆ２を効果的に発生させるために、車両演算指示装置１４は、以下に詳述するステップＳ１４およびステップＳ１５を実行する。車両演算指示装置１４は、ステップＳ１４で反力発生部２６から反力を発生させる第１反力期間を実行し、ステップＳ１５で反力の大きさを異ならせる第２反力期間を実行する。

図７のグラフを参照して、ステップＳ１４およびステップＳ１５を説明する。図７（Ａ）および図７（Ｂ）のグラフに於いて、横軸は移動指示装置３１の移動量であるストロークを示しており、縦軸は反力発生部２６が発生させる反力の大きさを示している。更に、これらのグラフでは、本実施形態における反力の大きさを点線で示し、比較例に於ける反力の大きさを一点鎖線で示している。

図７（Ａ）を参照して、単に反力を発生させるだけの比較例（一点鎖線）では、ストロークが変化しても反力Ｆ２０は一定であり、上記したように、移動指示装置３１を適切に操作することが簡単ではなく、移動指示装置３１のスライド動作に応じて、乗員１１が十分な節度感や安心感を得ることが困難である。

一方、点線で示す本実施形態では、次のように反力操作を行っている。車両１０の進行方向に阻害原因が発見されると、その旨を乗員１１に対して報知するが、その際の反力（磁力）Ｆ１０は比較的小さい。報知が行われた後に、阻害原因を回避するべく、乗員１１が移動指示装置３１に操作力を加えてスライド移動させると、車両演算指示装置１４は、その操作力に対抗する反力を徐々に大きくする。その反力は、このグラフに示すように、操作力を加えた直後に一旦ピークを迎え、その後に徐々に小さくなる。

図７（Ａ）を参照して、反力発生部２６が反力を発生させる反力制御期間は、第１反力発生期間と、第２反力発生期間と、に区分することができる。第１反力制御期間は、乗員１１が移動指示装置３１に操作力を加える直後の段階であり、反力発生部２６が発生する反力（磁力）は最大値Ｆ１１となる。反力（磁力）の最大値Ｆ１１の大きさは、例えば、乗員１１による操作力が加える前の反力（磁力）の大きさの数倍程度である。最大値Ｆ１１となった後に反力は徐々に減少する。一方、第２反力制御期間では、反力Ｆ１２は略一定とされている。

本実施形態では、第１反力制御期間で反力を最大とすることで、先ず、乗員１１は、車両１０を操作するためには、最大反力Ｆ１１を乗り越える程の操作力を移動指示装置３１に与える必要があることから、車両１０の進行方向に阻害原因が存在することを体感することができる。更に、反力が大きいことで、乗員１１が移動指示装置３１に与える操作量および操作速度が過大に成ることが抑止され、車両１０を慎重に細かく操作することができる。即ち、工事区間５１およびその近傍に於いて、乗員１１は、移動指示装置３１を操作することで、工事を行う作業員や重機等を避けながら、車両１０を慎重に走行させることができる。更に、第１反力制御期間の前半部分では、移動指示装置３１のストロークが大きくなるに従い、反力も徐々に大きくなるので、乗員１１が移動指示装置３１に与える操作力と、反力発生部２６から発生する反力とが釣り合う。よって、乗員１１は移動指示装置３１を操作する際に一体感、節度感および安心感を得ることができる。

更に、本実施形態では、第２反力制御期間に於ける反力Ｆ１２の大きさは、第１反力制御期間における最大反力Ｆ１１よりも小さく、且つ、第１反力制御期間以前における反力Ｆ１０よりも大きい。このようにすることで、乗員１１が移動指示装置３１を操作することで、最大値Ｆ１１を乗り越えて操作した後であっても、反力発生部２６が比較的大きな反力Ｆ１２を、移動指示装置３１に対して加え続ける。この第２反力制御期間は、例えば、車両１０が工事区間５１またはその近傍を通過する期間である。よって、第２反力制御期間において、即ち車両１０が工事区間５１を通過する際に、乗員１１が移動指示装置３１に対して過度な操作量や操作速度を与えることを抑止できる。

図７（Ｂ）を参照して、ここでは、第２反力制御期間に於いて、ストロークの増加と共に反力Ｆ１２が増加している。即ち、移動指示装置３１を移動させる時間である移動指示時間の経過と共に、反力Ｆ１２が増加している。ここでは、反力Ｆ１２は線形的に増加している。このように、第２反力制御期間に於いて反力発生部２６が移動指示装置３１に与える反力を増加させることで、第２反力制御期間に於いて、移動指示装置３１の移動量および移動速度が過大になることが更に抑止され、且つ乗員１１は更に十分な一体感、節度感および安心感を得ることができる。

ステップＳ１６では、上記した阻害原因が無くなったか否かを判断する。例えば、ステレオカメラユニットである車外環境認識装置１３の視野から、工事区間５１が外れたら、阻害原因が無くなったと判断する。阻害原因が無くなったら、即ち工事区間５１を通過することでステップＳ１６がＹＥＳであれば、ステップＳ１７で自動運転状態に戻り、車両演算指示装置１４が車両１０を操作する。一方、阻害原因が存在する状態では、即ち車両１０が工事区間５１を通過中でステップＳ１６がＮＯであれば、ステップＳ１３に戻り、乗員１１が移動指示装置３１を操作することで車両１０の操作を続行する。

図８は、上記した移動指示装置３１を行っている際に於ける表示装置２９の画面状態を示している。表示装置２９は、例えばインパネの中央部等に配設された液晶ディスプレイであり、地図情報が表示されている。ここでは、表示装置２９の中央には道路５０が表示されており、車両１０およびその前方に存在する工事区間５１も道路５０に重畳して表示されている。ここで、表示装置２９として他の機器を採用することも可能であり、例えば、表示装置２９として、ヘッドアップディスプレイを採用することもできる。

本実施形態では、上記した道路５０に、乗員１１が移動指示装置３１を移動させている方向、即ち車両１０を操舵している方向を、矢印５２で表示している。このようにすることで、乗員１１は、自らが移動指示装置３１で操作している車両１０の進行方向を、より確実に認知することができる。よって、阻害原因である工事区間５１の近傍で、乗員１１は、表示装置２９を視認しつつ、移動指示装置３１を操作することにより、車両１０を更に精密に制御することができる。ここでは、車両１０の進行方向を矢印で示しているが、車両１０の進行方向や進行軌跡を線で示すようにしても良い。

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、図２（Ａ）を参照して、上記実施形態では指示装置載置部３２をセンターコンソール２５の上面としたが、車両１０の他の部位を指示装置載置部３２とすることもできる。具体的には、シート２０の側面に配設される図示しないアームレストの上面に指示装置載置部３２を形成することもできる。

図２（Ｂ）を参照して、上記実施形態では移動指示装置３１に付与する反力として磁力を採用したが、反力として他の形態のものを採用することも可能であり、例えば、移動指示装置３１と指示装置載置部３２との間に生じる摩擦力を反力として採用することもできる。

図７（Ａ）を参照して、上記実施形態では、乗員１１が移動指示装置３１を操作していない状況でも反力発生部２６は反力Ｆ１０を発生させていたが、乗員１１が移動指示装置３１を操作していない際に反力をゼロとすることもできる。

更に、上記した実施形態では、車両１０は手動運転状態と自動運転状態とを切り替え可能であったが、専ら自動運転状態で走行する車両１０に対して本実施形態の車両制御装置３０を適用することもできる。

１０ 車両
１１ 乗員
１２ 入力装置
１３ 車外環境認識装置
１４ 車両演算指示装置
１５ 制動装置
１６ 車両駆動装置
１７ 操舵装置
１９ シート駆動装置
２０ シート
２１ シートクッション
２２ シートバック
２３ ヘッドレスト
２４ ステアリングホイール
２５ センターコンソール
２６ 反力発生部
２８ 収納部
２９ 表示装置
３０ 車両制御装置
３１ 移動指示装置
３２ 指示装置載置部
５０ 道路
５１ 工事区間
５２ 矢印
Ｆ１ 操作力
Ｆ２、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ２０ 反力

Claims (9)

1. 主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に配設され、
   前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、
   前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、
   前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、
   前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備し、
   前記車両演算指示装置は、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、
   前記反力制御期間は、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を有し、
   前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、
   前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きいことを特徴とする車両制御装置。
2. 主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に配設され、
   前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、
   前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、
   前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、
   前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備し、
   前記車両演算指示装置は、前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、
   前記反力制御期間は、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を有し、
   前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、
   前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力は、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きく、
   前記第２反力制御期間において前記移動指示装置に与えられる前記反力は、移動指示時間の経過と共に大きくなることを特徴とする車両制御装置。
3. 前記車両演算指示装置は、前記移動指示装置に前記反力を付与する前に、前記阻害原因が存在する旨を前記乗員に対して報知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
4. 更に、前記指示装置載置部の近傍に収納部を具備し、
   前記収納部に前記移動指示装置を収納すると、前記移動指示装置を介した前記車両の操作が無効となることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車両制御装置。
5. 前記収納部に前記移動指示装置を収納すると、前記移動指示装置が充電されることを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記車両演算指示装置は、前記移動指示装置の操作の内容を表示装置に表示することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の車両制御装置。
7. 前記指示装置載置部は、前記車両のセンターコンソールに組み込まれることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の車両制御装置。
8. 前記反力制御期間において、前記乗員が着座する前記シートはリラックスポジションであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の車両制御装置。
9. 主な運転動作が自動的に行われる自動運転状態と、入力装置からの指示により運転者が運転操作を行う手動運転状態を実現可能な車両に適用され、
   前記入力装置とは別体で、且つ、乗員が保持可能な形状を呈し、移動量に応じた移動信号を出力する移動指示装置と、
   前記移動指示装置から出力される前記移動信号に応じて、所定の演算処理を行い、前記車両を操作する車両演算指示装置と、
   前記乗員が着座するシートの近傍に配置され、前記移動指示装置が移動する操作面を有する指示装置載置部と、
   前記乗員が前記移動指示装置を移動操作した際に、前記操作の操作力に対抗する反力を発生させる反力発生部と、を具備する車両制御装置を用いた車両制御方法であり、
   前記車両が前記自動運転状態の際に、自動運転を阻害する一定程度の可能性があると判断される阻害原因が出現した場合は、前記移動指示装置に前記反力を付与する反力制御期間を設け、
   前記反力制御期間として、第１反力制御期間と、前記第１反力制御期間の後の期間である第２反力制御期間と、を設定し、
   前記第１反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力を、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前よりも大きくし、
   前記第２反力制御期間では、前記移動指示装置に与えられる前記反力を、前記第１反力制御期間における前記反力よりも小さく、且つ、前記車両演算指示装置が前記阻害原因を発見する前によりも大きくすることを特徴とする車両制御方法。
   

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