JP2018144783A - 運転モード切替制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】手動運転モードへの切り替えを阻止しつつ、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できるようにする。【解決手段】運転モード切替制御装置は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替える際に、手動運転モードを自動運転モードに切り替える切替要求を受け付ける。運転モード切替制御装置は、受け付けた切替要求に基づいて、手動運転モードを自動運転モードに切り替える第１切替信号を出力し、車両のハンドルとタイヤとの連動を解除してタイヤの向きとは独立にハンドルを動作させるハンドル動作指示を出力する。【選択図】図２

Description

この発明は、車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための運転モード切替制御装置、方法およびプログラムに関する。

近年、車両の運転モードとして、運転者の運転操作に基づいて車両を走行させる手動運転モード以外に、運転者の運転操作によらず予め設定された経路に沿って車両を走行させる自動運転モードの開発が進められている。自動運転モードは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーションシステムの情報や、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムの情報をもとに、パワーユニットや操舵装置（例えば、特許文献１乃至３を参照）、ブレーキ等を制御することで、車両の自動運転を可能にするものである。

このような自動運転モードでは、手動運転モードからの切り替え後に、運転者がハンドル等の操作を終了することが可能となり、運転者の運転操作の負担を軽減させている。また、自動運転モードは、自動運転中に運転者による運転操作（以下、オーバーライド操作という）があれば、運転者の状態確認の後、手動運転モードに切り替えられる。

特開２０１６−２１０２２０号公報 特開２０１６−１３２２６４号公報 特開２０１６−１９９０８１号公報

ところが、以上のような自動運転モードを用いた自動運転は、本発明者の検討によれば、運転者の意識を考慮していない点で改善の余地がある。

例えば、手動運転モードから自動運転モードに切り替わった直後には、運転者が手動運転と同様にハンドルを把持しており、手動運転と同じ感覚でハンドル操作を行う可能性がある。これは、運転者にはハンドルを手放すことに心理的な抵抗があり、自動運転モードに切り替わったことを実感してからハンドル操作を終了したい意識があるためである。

しかしながら、このような運転者の意識とは別に、自動運転中の運転者によるハンドル操作は、オーバーライド操作として検出されるので、自動運転モードが手動運転モードに切り替えられてしまう。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、手動運転モードへの切り替えを阻止しつつ、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できるようにした運転モード切替制御装置、方法およびプログラムを提供しようとするものである。

上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、車両の運転モードを手動運転モードから自動運転モードへ切り替えるための運転モード切替制御装置であって、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える切替要求を受け付ける切替要求受付部と、前記切替要求受付部により受け付けた前記切替要求に基づいて、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える第１切替信号を出力し、前記車両のハンドルとタイヤとの連動を解除して前記タイヤの向きとは独立に前記ハンドルを動作させるハンドル動作指示を出力する切替信号出力部とを具備するようにしたものである。

この発明の第２の態様は、前記切替信号出力部が指示出力部を備え、前記指示出力部により、前記ハンドル動作指示の出力後、所定時間が経過すると、前記車両のハンドルとタイヤとを連動させる連動指示を出力するようにしたものである。

この発明の第３の態様は、前記ハンドル動作指示が、（ａ）前記ハンドルを振動させる振動動作、（ｂ）前記ハンドルを回転軸を中心に回動させる回動動作、（ｃ）前記ハンドルを上下方向に沿って傾けるチルト動作、および（ｄ）前記ハンドルを前記回転軸に沿って前記車両側に引き込む引込動作、のうちのいずれかの動作を前記車両に行わせる指示を含むようにしたものである。

この発明の第４の態様は、運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者によるオーバーライド操作を検出する操作検出部をさらに具備し、前記切替信号出力部がオーバーライド処理部を備え、前記オーバーライド処理部により、前記自動運転モードによる運転制御期間のうち前記ハンドルと前記タイヤとが連動する期間中に前記操作検出部により前記オーバーライド操作が検出された場合には前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える第２切替信号を出力し、前記連動が解除された期間中に前記オーバーライド操作が検出された場合には前記第２切替信号を出力しないようにしたものである。

この発明の第５の態様は、運転者が前記ハンドルを手放した状態か否かを判定する判定部とをさらに具備し、前記指示出力部により、前記判定部による判定結果が前記ハンドルを手放した状態を表す場合に、前記所定時間が経過する前でも前記連動指示を出力するようにしたものである。

この発明の第６の態様は、前記連動指示としては、前記ハンドル動作指示により動作させた後の前記ハンドルの位置を前記タイヤの向きに応じた位置に移動させた後、前記ハンドルと前記タイヤとを連動させる指示であるようにしたものである。

この発明の第７の態様は、前記ハンドル動作指示が、前記ハンドルと前記タイヤとの間を電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御に対して前記連動を解除させる指示を含むようにしたものである。

この発明の第１の態様によれば、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える切替要求が受け付けられ、前記切替要求に基づいて、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える第１切替信号が出力され、前記車両のハンドルとタイヤとの連動を解除して前記タイヤの向きとは独立に前記ハンドルを動作させるハンドル動作指示が出力される。このため、自動運転モードへの切り替え後に、ハンドルが動作して当該ハンドル動作を運転者が感知することにより、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できる。また、ハンドル操作にタイヤが連動しないため、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えが行われない。

この発明の第２の態様によれば、前記ハンドル動作指示の出力後、所定時間が経過すると、前記車両のハンドルとタイヤとを連動させる連動指示が出力される。これにより、運転者に自動運転モードへの切り替えを実感させた後、ハンドルとタイヤを連動させることができる。従って、連動後の自動運転中にオーバーライド操作が行われた場合に、タイヤと連動した適切なハンドル位置で手動運転モードに切り替えることができる。

この発明の第３の態様によれば、ハンドル動作指示により、（ａ）ハンドルの振動動作、（ｂ）ハンドルの回動動作、（ｃ）ハンドルのチルト動作、および（ｄ）ハンドルの引込動作のいずれかが行われる。このため、運転者が車内などの脇見をすることなく、ハンドルを把持した状態でハンドル動作を感知するので、安全な状態で自動運転モードへの切り替えを実感することができる。

この発明の第４の態様によれば、運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者によるオーバーライド操作が検出され、前記自動運転モードによる運転制御期間のうち前記ハンドルと前記タイヤとが連動する期間中に前記オーバーライド操作が検出された場合には前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える第２切替信号が出力され、前記連動が解除された期間中に前記オーバーライド操作が検出された場合には前記第２切替信号が出力されない。このため、自動運転モードへの切り替え後の連動解除期間中に前記ハンドルを動作させることにより、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できる。また、連動解除期間中に前記ハンドルの動作によるオーバーライド操作を検出しても手動運転モードに切り替える第２切替信号が出力されない。

この発明の第５の態様によれば、運転者が前記ハンドルを手放した状態か否かが判定され、判定結果が前記ハンドルを手放した状態を表す場合に、前記所定時間が経過する前でも前記連動指示が出力される。このため、早々に運転者が自動運転モードへの切り替えを実感した場合に、所定時間の経過を待つことなく、ハンドルとタイヤを連動させることができる。

この発明の第６の態様によれば、前記連動指示により、前記ハンドル動作指示により動作させた後の前記ハンドルの位置を前記タイヤの向きに応じた位置に移動させた後、前記ハンドルと前記タイヤとが連動される。このため、連動解除の状態から連動状態に移行する際に、ハンドルの回転位置をタイヤの向きに応じた位置に近づけることができる。

この発明の第７の態様によれば、前記ハンドル動作指示により、前記ハンドルと前記タイヤとの間を電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御に対して前記連動が解除される。このため、ステア・バイ・ワイヤ制御の車両に対して実装することができる。

すなわちこの発明によれば、手動運転モードへの切り替えを阻止しつつ、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できるようにした運転モード切替制御装置、方法およびプログラムを提供することができる。

この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置を備えた自動運転制御システムの全体構成を示す図。 この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置の機能構成を示すブロック図。 図２に示した運転モード切替制御装置によるハンドル動作を説明するための模式図。 図２に示した運転モード切替制御装置による運転モード切替制御の手順と制御内容を示すフローチャート。 図４に示したフローのうちのステップＳ１に関連する機能構成を示すブロック図。 図４に示したフローのうちのステップＳ２〜Ｓ６，Ｓ１０に関連する機能構成を示すブロック図。 図４に示したフローの各ステップに対応する運転モード及び連動の状態などを示すタイムチャート。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［一実施形態］
（構成）
図１は、この発明の一実施形態に係る運転モード切替制御装置を備えた自動運転制御システムの全体構成を示す図で、この自動運転制御システムは乗用車等の車両１に搭載される。

車両１は、基本設備として、図示しない動力源、タイヤ駆動制御装置２１および駆動機構２２を含むパワーユニット２と、回転軸ＡＸを中心に回転可能なハンドル４が装備された操舵装置３とを備え、さらに運転モードとしては手動運転モードと自動運転モードとを備えている。動力源としては、エンジンまたはモータ、あるいはその両方が用いられる。タイヤ駆動制御装置２１は、運転操作を検出する各センサ８、１１〜１３の検出信号及び自動運転制御装置５からの制御信号に基づいて、駆動機構２２及びモータ制御装置３２を制御する。駆動機構２２は、タイヤ駆動制御装置２１に制御され、タイヤ２３を駆動する。駆動方式としては、前輪駆動、後輪駆動または４輪駆動といった任意の方式が適宜、使用可能となっている。操舵装置３は、ハンドル４の動作を制御するためのモータ３１と、モータ３１を制御するモータ制御装置３２を備え、モータ３１およびモータ制御装置３２により、ハンドル４の回転位置をタイヤ２３の向きに連動させる機能と、当該連動を解除してタイヤ２３の向きとは独立にハンドル４を動作させる機能とをもっている。モータ制御装置３２は、ハンドル状態を検出する各センサ８，１１の検出信号、タイヤ駆動制御装置２１から受けるタイヤ状態情報、および運転モード切替制御装置６から受ける指示に基づいて、モータ３１を制御する。なお、モータ制御装置３２は、自動運転中の場合、タイヤ駆動制御装置２１から受けるタイヤ状態情報に代えて、自動運転制御装置５から受けるタイヤ状態情報に基づいて、モータ３１を制御することも可能である。なお、車両１は、ハンドル４とタイヤ２３との間を電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御を用いる場合を例に挙げて述べるが、必ずしもステア・バイ・ワイヤ制御に限定されない。また、「ハンドル」は「ステアリングホイール」と読み替えてもよい。

手動運転モードは、例えば、運転者（以下ドライバとも称する）の手動による運転操作を主体として車両１を走行させるモードである。手動運転モードには、例えば、運転者の運転操作のみに基づいて車両を走行させる動作モードと、運転者の運転操作を主体としながら運転者の運転操作を支援する運転操作支援制御を行う動作モードが含まれる。

運転操作支援制御は、例えば、車両１のカーブ走行時にカーブの曲率に基づいて運転者の操舵が適切な操舵量となるように操舵トルクをアシストする。また運転操作支援制御には、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）またはブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）を支援する制御と、手動操舵（操舵の手動運転）および手動速度調整（速度調整の手動運転）も含まれる。手動操舵は、運転者のハンドル４の操作を主体として車両１の操舵を行う。手動速度調整は、運転者のアクセル操作又はブレーキ操作を主体として車両の速度調整を行う。

なお、運転操作支援制御には、運転者の運転操作に強制的に介入して、車両を自動走行させる制御は含まれない。すなわち、手動運転モードには、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映させるが、一定条件（例えば車両の車線逸脱等）の下で車両の走行に強制的に介入する制御は含まれない。

一方、自動運転モードは、例えば、車両の走行する道路に沿って自動で車両を走行させる運転状態を実現するモードである。自動運転モードには、例えば、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動的に車両を走行させる運転状態が含まれる。自動運転モードは、必ずしも車両の全ての制御を自動で行う必要はなく、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映する運転状態も自動運転モードに含まれる。すなわち、自動運転モードには、予め設定された許容範囲において運転者の運転操作を車両の走行に反映させるが、一定条件の下で車両の走行に強制的に介入する制御が含まれる。

図１において、５は上記自動運転モードによる運転制御を実行するための自動運転制御装置を示している。自動運転制御装置５は、ステアリングセンサ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキペダルセンサ１３、ＧＰＳ受信機１４、ジャイロセンサ１５、および車速センサ１６からそれぞれセンシングデータを取得する。そして、これらのセンシングデータと、図示しないナビゲーションシステムで生成される経路情報や、路車間通信により取得される交通情報、周辺の人や車両の位置と動きを監視する周辺モニタリングシステムにより得られる情報をもとに、車両１の走行を自動制御する。

自動制御には、例えば、自動操舵（操舵の自動運転）と自動速度調整（速度の自動運転）がある。自動操舵は、操舵装置３を自動で制御する運転状態である。自動操舵にはＬＫＡ（Lane Keeping Assist）が含まれる。ＬＫＡは、例えば、運転者がハンドル操作をしない場合であっても、車両１が走行車線から逸脱しないように自動で操舵装置３を制御する。なお、ＬＫＡの実行中であっても、車両１が走行車線を逸脱しない範囲（許容範囲）において運転者のハンドル操作を車両の操舵に反映してもよい。なお、自動操舵はＬＫＡに限らない。また、「ハンドル操作」は「ステアリング操作」と読み替えてもよい。

自動速度調整は、車両１の速度を自動で制御する運転状態である。自動速度調整にはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が含まれる。ＡＣＣとは、例えば、車両１の前方に先行車が存在しない場合は予め設定された設定速度で車両１を定速走行させる定速制御を行い、車両１の前方に先行車が存在する場合には先行車との車間距離に応じて車両１の車速を調整する追従制御を行うものである。自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、運転者のブレーキ操作（例えばブレーキペダルの操作）に応じて車両１を減速させる。また自動運転制御装置５は、ＡＣＣを実行中であっても、予め設定された最大許容速度（例えば走行中の道路において法的に定められた最高速度）まで、運転者のアクセル操作（例えばアクセルペダルの操作）に応じて車両を加速させることもできる。なお、自動速度調整は、ＡＣＣに限らず、ＣＣ（Cruise Control：定速制御）等も含まれる。

ところで、本実施形態の自動運転制御システムは、車両１の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための装置として、切替要求検出部６ａと、運転モード切替制御装置６と、第１の監視センサとしてのドライバカメラ７と、第２の監視センサとしてのトルクセンサ８と、アラーム発生器９とを備えている。

切替要求検出部６ａは、手動運転モードを自動運転モードに切り替える切替要求を検出すると、当該切替要求を運転モード切替制御装置６に入力する。切替要求検出部６ａとしては、例えば、切替スイッチおよび音声認識装置などが適宜使用可能となっており、運転者による切替要求操作または切替要求の音声入力を切替要求として検出し、当該切替要求を運転モード切替制御装置６に入力する。また例えば、切替要求検出部６ａの一例である切替スイッチとしては、ハンドル４に設けられた押しボタンやタッチパネルに設けられたソフトボタン等として実装してもよい。

ドライバカメラ７は、例えばダッシュボード上のような運転者の正面となる位置に設置され、運転者を撮像してその映像信号を運転モード切替制御装置６へ出力する。トルクセンサ８は、運転者がハンドル４を操作したときに発生するトルクを検出するもので、その検出信号を運転モード切替制御装置６、タイヤ駆動制御装置２１およびモータ制御装置３２へ出力する。アラーム発生器９は、スピーカと表示器を有し、運転モード切替制御装置６から出力されたメッセージの音声信号を上記スピーカから出力すると共に、上記メッセージの表示信号を表示器に表示する。

運転モード切替制御装置６は、上記運転モードの切り替えを統括的に制御するもので、以下のように構成される。
図２はその機能構成を示すブロック図である。

すなわち、運転モード切替制御装置６は、制御ユニット６１と、入出力インタフェースユニット６２と、記憶ユニット６３とを備えている。

入出力インタフェースユニット６２は、上記ドライバカメラ７およびトルクセンサ８からそれぞれ出力された映像信号およびトルク検出信号を受信してディジタルデータに変換する。同様に、入出力インタフェースユニット６２は、上記ステアリングセンサ１１、アクセルペダルセンサ１２およびブレーキペダルセンサ１３からそれぞれ出力されたセンシングデータとしての検出信号を受信してディジタルデータに変換する。また切替要求検出部６ａから入力された切替要求を受け付ける。またそれと共に、制御ユニット６１から出力されたメッセージを音声信号および表示信号に変換してアラーム発生器９へ出力する。さらに制御ユニット６１から出力された切替信号を自動運転制御装置５へ出力する。

記憶ユニット６３は、記憶媒体として、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の随時書き込みおよび読み出しが可能な不揮発性メモリあるいはＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリを使用したもので、本実施形態を実施するために使用する記憶領域として、ドライバ監視映像記憶部６３１と、判定結果記憶部６３２とを備えている。

制御ユニット６１は、コンピュータを構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）およびプログラムメモリを有し、本実施形態を実施するために必要な制御機能として、ドライバ監視映像取得部６１１と、判定部６１２と、操作検出部６１３と、切替要求受付部６１４と、切替信号出力部６１５とを備えている。なお、これらの制御機能はいずれも上記プログラムメモリに格納されたプログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。

ドライバ監視映像取得部６１１は、上記ドライバカメラ７から出力されたドライバの映像信号のディジタルデータ（ドライバ監視映像データ）を入出力インタフェースユニット６２から取り込み、この取り込んだドライバ監視映像データを上記記憶ユニット６３のドライバ監視映像記憶部６３１に記憶させる。

判定部６１２は、上記ドライバ監視映像記憶部６３１から予め設定された時間間隔でドライバ監視映像データを読み込む。そして、ドライバ監視映像データを読み込む毎に、当該ドライバ監視映像データに基づいて運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する処理を行う。例えば、運転者が眼を閉じていないかどうかを確認して、睡眠状態にないかどうかを判定する。そして、その判定結果を表す情報を判定タイミングを表すタイムスタンプと関連付けて判定結果記憶部６３２に記憶させる。

ここで、上記した判定としては、例えば、ドライバ監視映像データをもとに、運転者の眼の開眼の状態、まばたきの頻度、或いは眼球運動等を検出し、運転者の覚醒度を認識すればよい。この覚醒度は、集中度の一例であり、０〜１００％の範囲内の数値で表される。なお、集中度としては、０〜１００％の範囲内の数値に限らず、例えば、運転者の視線方向が所定範囲にある場合を“１”とし、所定範囲にない場合を“０”とする等のように、“１”または“０”の値（フラグ）を用いてもよい。また例えば、認識した覚醒度を閾値と比較することで、運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定すればよい。

ここで、判定部６１２は、ドライバ監視映像記憶部６３１に記憶されたドライバ映像監視データに基づいて、運転者がハンドル４を手放した状態か否かを判定する判定処理を行ってもよい。この判定としては、例えば、ドライバ監視映像データをもとに、運転者の手の状態とハンドル４等を検出し、運転者の手の画像とハンドル４の画像との重なりの有無を判定すればよい。なお、判定部６１２は、ドライバ映像監視データに代えて、トルクセンサ８またはステアリングセンサ１１の検出信号に基づいて、運転者がハンドル４を手放した状態か否かを判定する判定処理を行ってもよい。

操作検出部６１３は、運転者による運転操作を検出可能な車載センサとしてのトルクセンサ８から出力された検出信号に基づいて、運転者によるオーバーライド操作を検出する。なお、車載センサとしては、これに限らず、ステアリングセンサ１１、アクセルペダルセンサ１２及びブレーキペダルセンサ１３が適宜、使用可能となっている。

なお、操作検出部６１３は、自動運転モードによる運転制御期間のうちタイヤ２３の向きにハンドル４が連動する期間中にオーバーライド操作を検出すればよい。一方、操作検出部６１３は、自動運転モードによる運転制御期間のうちタイヤ２３とハンドル４との連動が解除された期間中には、オーバーライド操作を検出しなくてもよい。いずれにしても、連動が解除された期間中に、自動運転モードを手動運転モードに切り替える第２切替信号が切替信号出力部６１５から出力されなければよい。また、このような操作検出部６１３は、運転モード切替制御装置６に設ける構成に代えて、自動運転制御装置５に設けてもよい。

切替要求受付部６１４は、切替要求検出部６ａから出力されて手動運転モードを自動運転モードに切り替える切替要求を受け付けると、当該切替要求を切替信号出力部６１５に出力する。なお、切替要求受付部６１４は、受け付けた切替要求を記憶部（図示せず）に保持してもよい。

切替信号出力部６１５は、切替要求受付部６１４により受け付けた切替要求（または記憶部に保持された切替要求）に基づいて、手動運転モードを自動運転モードに切り替える第１切替信号を自動運転制御装置５に出力し、車両１のハンドルとタイヤとの連動を解除してタイヤの向きとは独立にハンドルを動作させるハンドル動作指示をモータ制御装置３２に出力する。なお、ハンドル動作指示は、ハンドル４とタイヤ２３との間を電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御に対して連動を解除させる指示を含んでもよい。いずれにしても、第１切替信号およびハンドル動作指示の出力後、第１切替信号を受けた自動運転制御装置５により自動運転が開始された状態で、ハンドル動作指示を受けたモータ制御装置３２によりハンドル４とタイヤ２３との連動が解除されてタイヤ２３の向きとは独立にハンドル４が動作される。

ここで、切替信号出力部６１５は、以下の各処理(1),(2)を実行してもよい。

(1) ハンドル動作指示の出力後、所定時間が経過すると、車両１のハンドル４とタイヤ２３とを連動させる連動指示をモータ制御装置３２に出力する指示出力処理。なお、この指示出力処理は、判定部６１２による判定結果がハンドル４を手放した状態を表す場合に、所定時間が経過する前でも連動指示を出力するようにしてもよい。また、連動指示は、ハンドル４の回転位置をタイヤ２３の向きに応じた位置に移動させた後、ハンドル４とタイヤ２３とを連動させる指示であってもよい。

なお、ハンドル動作指示としては、図３に示すように、例えば、（ａ）ハンドル４を振動させる振動動作、（ｂ）ハンドル４を回転軸ＡＸを中心に回動させる回動動作Ｍ１、（ｃ）ハンドル４を上下方向に沿って傾けるチルト動作Ｍ２、および（ｄ）ハンドル４を回転軸ＡＸに沿って車両１側（運転手から離反する側）に引き込む引込動作Ｍ３、のうちのいずれかの動作を車両１に行わせる指示を含んでもよい。なお、振動動作は、各々の動作Ｍ１〜Ｍ３を、本来の動作Ｍ１〜Ｍ３よりも短い周期で実行する動作としてもよい。また、振動動作は、モータ３１によりハンドル４を振動させてもよく、モータ３１とは別に振動子をハンドル４に設け、当該振動子によりハンドル４を振動させてもよい。チルト動作Ｍ２は、図３中の矢印の下側の向きを用いており、上側の向きは連動指示により復帰するときの動作を示している。また、引込動作Ｍ３は、図３中の矢印の左斜め下側の向きを用いており、右斜め上側の向きは、連動指示により復帰するときの動作を示している。

(2) 自動運転モードによる運転制御期間のうちハンドル４とタイヤ２３とが連動する期間中に操作検出部６１３によりオーバーライド操作が検出された場合には自動運転モードを手動運転モードに切り替える第２切替信号を自動運転制御装置５に出力し、連動が解除された期間中にオーバーライド操作が検出された場合には第２切替信号を出力しないオーバーライド処理。

なお、上記(2)のオーバーライド処理は、連動する期間中に操作検出部６１３によりオーバーライド操作が検出された場合、当該オーバーライド操作が検出される直前の判定部６１２による判定結果が運転操作を行える状態を示すという条件を満たすときに、第２切替信号を自動運転制御装置５に出力するようにしてもよい。また、操作検出部６１３が自動運転制御装置５に設けられる場合には、上記「操作検出部６１３によりオーバーライド操作が検出された場合」は、「自動運転制御装置５によりオーバーライド操作が検出された場合」と読み替えればよい。

（動作）
次に、以上のように構成された運転モード切替制御装置の動作を説明する。
図４はその全体の制御手順と制御内容を示すフローチャートであり、図５および図６は、このフローに関連する機能構成を示すブロック図である。
図７は、このフローの各ステップに対応する運転モード及び連動の状態などを示すタイムチャートである。
なお、以下の動作中、ドライバ監視映像取得部６１１は、ドライバカメラ７から出力されたドライバ監視映像データをドライバ監視映像記憶部６３１に記憶させるものとする。また、判定部６１２は、上記ドライバ監視映像記憶部６３１から予め設定された時間間隔でドライバ監視映像データを読み込む毎に、当該ドライバ監視映像データに基づいて運転者が手動で運転操作を行える状態にあるか否かを判定する処理と、運転者がハンドル４を手放した状態か否かを判定する処理とを行う。そして、判定部６１２は、その判定結果を表す情報を判定タイミングを表すタイムスタンプと関連付けて判定結果記憶部６３２に記憶させているものとする。

（１）手動運転中
車両１では、ステップＳ１の手動運転モードによる手動運転の期間中、運転者の運転操作に従い、例えば、ハンドル４の回転位置とタイヤ２３の向きとを電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御を用いて手動運転が行われる。例えば図５に示すように、ハンドル４等の状態を各センサ８、１１〜１３が検出し、検出信号をタイヤ駆動制御装置２１に出力する。タイヤ駆動制御装置２１は、各々の検出信号に基づいて、駆動機構２２を介してタイヤ２３の向き及び回転速度を制御する。また、タイヤ駆動制御装置２１は、タイヤ２３の向きを示すタイヤ状態情報をモータ制御装置３２に出力する。モータ制御装置３２は、タイヤ状態情報に基づいて、モータ３１を介してハンドル４の回転位置を制御する。

このような状態で図４および図６に示すように、運転モード切替制御装置６は、切替要求受付部６１４の制御の下、ステップＳ２により、手動運転モードを自動運転モードに切り替える切替要求が切替要求検出部６ａで検出及び出力されると、出力された切替要求を受け付ける。切替要求受付部６１４は、受け付けた切替要求を切替信号出力部６１５に出力する。

（２）自動運転への切替信号出力
切替信号出力部６１５は、ステップＳ３により、切替要求受付部６１４により受け付けた切替要求に基づいて、手動運転モードを自動運転モードに切り替える第１切替信号を自動運転制御装置５に出力する。この結果、自動運転制御装置５は手動運転モードを終了し、以後、自動運転モードによる運転制御が行われる。但し、自動運転モードに切り替わったことを運転者に実感させるため、以下のステップＳ４などの処理が実行される。すなわち、切替信号出力部６１５は、ステップＳ４により、当該切替要求に基づいて、車両１のハンドル４とタイヤ２３との連動を解除してタイヤ２３の向きとは独立にハンドル４を動作させるハンドル動作指示をモータ制御装置３２に出力する。このハンドル動作指示は、ハンドル４とタイヤ２３との間を電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御に対して連動を解除させる指示を含んでいる。

（３）ハンドル４とタイヤ２３との連動を解除およびハンドル動作を実行
運転モード切替制御装置６は、切替信号出力部６１５の制御の下、ステップＳ１１〜Ｓ１４からなるステップＳ１０を実行する。

すなわち、切替信号出力部６１５は、ハンドル動作指示をモータ制御装置３２に出力したことにより、モータ制御装置３２によるモータ３１の連動制御を停止させ、モータ制御装置３２によるモータ３１のハンドル動作を制御する。これにより、モータ制御装置３２は、ハンドル４とタイヤ２３との連動を解除してタイヤ２３の向きとは独立にハンドル４を動作させる（ステップＳ１１）。このため、ハンドル４は、例えば、現在位置で振動するように動作する。または、ハンドル４は、現在の回転位置（例、頂部が１２時の位置）から移動して任意の２つの回転位置（例、頂部が１０時〜２時の位置）との間で往復移動するように動作する。あるいは、ハンドル４は、傾き位置、または引込位置に移動するように動作する。これに加え、切替信号出力部６１５は、自動運転モードによる運転制御期間のうちハンドル４とタイヤ２３との連動が解除された期間中には、操作検出部６１３によりオーバーライド操作が検出された場合でも、自動運転モードを手動運転モードに切り替える第２切替信号を出力しない。

従って、運転者は、ハンドル４を把持した状態でハンドル４の動作を感知することにより、脇見運転をせずに、自動運転モードに切り替わったことを実感できる。

続いて、切替信号出力部６１５は、ハンドル動作指示の出力後、所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２）、所定時間が経過すると、ステップＳ１４に移行する。また、所定時間が経過する前であれば、判定部６１２による判定結果がハンドル４を手放した状態か否かを判定し（ステップＳ１３）、ハンドルを手放した状態を表す場合に、所定時間が経過する前でもステップＳ１４に移行する。ハンドルを把持した状態であれば、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１４において、切替信号出力部６１５は、車両１のハンドル４とタイヤ２３とを連動させる連動指示をモータ制御装置３２に出力する。この連動指示は、ハンドル４の位置をタイヤ２３の向きに応じた位置に移動させた後、ハンドル４とタイヤ２３とを連動させる指示である。

（４）ハンドル４とタイヤ２３とを連動
切替信号出力部６１５は、連動指示をモータ制御装置３２に出力したことにより、モータ制御装置３２によるモータ３１の連動制御を再開させる。モータ制御装置３２は、この連動指示を受けると、タイヤ駆動制御装置２１から受けたタイヤ状態情報に基づいてモータ３１を連動制御し、ハンドル４の回転位置をタイヤ２３の向きに応じた位置に移動させる（ステップＳ５）。しかる後、モータ制御装置３２は、タイヤ状態情報に基づいてモータ３１を制御し、ハンドル４の回転位置をタイヤ２３の向きに連動させる（ステップＳ６）。

以上のような手動運転モードから自動運転モードへの切り替えの動作は、図７に示すように、ハンドル４とタイヤ２３とが連動ありの状態（ステップＳ１〜Ｓ２）、モード切り替えの状態（ステップＳ３〜Ｓ４）、タイヤ２３から独立したハンドル動作を含む連動なしの状態（ステップＳ１０）、ハンドル４を回転させる位置合わせの状態（ステップＳ５）および連動ありの状態（ステップＳ６）を介して、完了する。

（５）連動かつ自動運転中
以下、車両１では、自動運転制御装置５の自動運転モードによる運転制御に従い、例えば、ハンドル４の回転位置とタイヤ２３の向きとを電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御を用いて自動運転が行われる。

このような自動運転モードによる運転制御期間のうちハンドル４とタイヤ２３とが連動する期間中に、運転者による運転操作があるとする。このとき、操作検出部６１３は、例えばトルクセンサ８から出力された検出信号に基づいて、運転者によるオーバーライド操作を検出する。

切替信号出力部６１５は、当該連動する期間中に操作検出部６１３によりオーバーライド操作が検出された場合、当該オーバーライド操作が検出される直前の判定部６１２による判定結果が運転操作を行える状態を示すという条件を満たすか否かを判定する。この判定結果が当該条件を満たす場合、切替信号出力部６１５は、自動運転モードを手動運転モードに切り替える第２切替信号を自動運転制御装置５に出力する。この結果、自動運転制御装置５は自動運転モードを終了し、以後運転者の手動操作に応じた運転制御が行われる。

（効果）
以上詳述したようにこの発明の一実施形態では、手動運転モードを自動運転モードに切り替える切替要求が受け付けられ、切替要求に基づいて、手動運転モードを自動運転モードに切り替える第１切替信号が出力され、車両のハンドル４とタイヤ２３との連動を解除してタイヤ２３の向きとは独立にハンドル４を動作させるハンドル動作指示が出力される。このため、自動運転モードへの切り替え後に、ハンドル４が動作して当該ハンドル動作を運転者が感知することにより、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できる。また、ハンドル操作にタイヤ２３が連動しないため、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えが行われない。

従って、手動運転モードへの切り替えを阻止しつつ、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できるようにすることができる。

また、ハンドル動作指示の出力後、所定時間が経過すると、車両１のハンドル４とタイヤ２３とを連動させる連動指示が出力される。これにより、運転者に自動運転モードへの切り替えを実感させた後、ハンドル４とタイヤ２３を連動させることができる。従って、連動後の自動運転中にオーバーライド操作が行われた場合に、タイヤ２３と連動した適切なハンドル位置で手動運転モードに切り替えることができる。

また、ハンドル動作指示により、（ａ）ハンドルの振動動作、（ｂ）ハンドルの回動動作、（ｃ）ハンドルのチルト動作、および（ｄ）ハンドルの引込動作のいずれかが行われる。このため、運転者が車内などの脇見をすることなく、ハンドルを把持した状態でハンドル動作を感知するので、安全な状態で自動運転モードへの切り替えを実感することができる。

また、運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、運転者によるオーバーライド操作が検出され、自動運転モードによる運転制御期間のうちハンドル４とタイヤ２３とが連動する期間中にオーバーライド操作が検出された場合には自動運転モードを手動運転モードに切り替える第２切替信号が出力され、連動が解除された期間中にオーバーライド操作が検出された場合には第２切替信号が出力されない。このため、自動運転モードへの切り替え後の連動解除期間中にハンドル４を動作させることにより、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できる。また、連動解除期間中にハンドルの動作によるオーバーライド操作を検出しても手動運転モードに切り替える第２切替信号が出力されない。

また、運転者がハンドル４を手放した状態か否かが判定され、判定結果がハンドル４を手放した状態を表す場合に、所定時間が経過する前でも連動指示が出力される。このため、早々に運転者が自動運転モードへの切り替えを実感した場合に、所定時間の経過を待つことなく、ハンドル４とタイヤ２３を連動させることができる。

また、連動指示により、ハンドル動作指示により動作させた後のハンドル４の位置をタイヤ２３の向きに応じた位置に移動させた後、ハンドル４とタイヤ２３とが連動される。このため、連動解除の状態から連動状態に移行する際に、ハンドル４の回転位置をタイヤ２３の向きに応じた位置に近づけることができる。

また、ハンドル動作指示により、ハンドル４とタイヤ２３との間を電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御に対して連動が解除される。このため、ステア・バイ・ワイヤ制御の車両に対して実装することができる。

［その他の実施形態］
なお、この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４に示したステップＳ１３を省略し、ステップＳ１２の判定結果が否定的な場合にはステップＳ１１に戻るように変形してもよい。

また、車両１は、電気信号を介してハンドル４とタイヤ２３とを電気的に連動または連動を解除するステア・バイ・ワイヤの構成に限らず、シャフトおよびクラッチを介してハンドル４とタイヤ２３とを機械的に連動または連動を解除させる構成としてもよい。

また、一実施形態の振動動作としては、モータ３１によりハンドル４を振動させる場合について説明したが、これに限らず、例えば、モータ３１とは別に振動子をハンドル４に設け、当該振動子によりハンドル４を振動させてもよい。

また、一実施形態では、切替信号出力部６１５がハンドル動作指示をモータ制御装置３２に出力する場合について説明したが、これに限らず、切替信号出力部６１５がハンドル動作指示を自動運転制御装置５に出力し、自動運転制御装置５がハンドル動作指示をモータ制御装置３２に出力してもよい。すなわち、切替信号出力部６１５がハンドル動作指示を、自動運転制御装置５を介してモータ制御装置３２に出力してもよい。

同様に、一実施形態では、切替信号出力部６１５が連動指示をモータ制御装置３２に出力する場合について説明したが、これに限らず、切替信号出力部６１５が連動指示を自動運転制御装置５に出力し、自動運転制御装置５が連動指示をモータ制御装置３２に出力してもよい。すなわち、切替信号出力部６１５が連動指示を、自動運転制御装置５を介してモータ制御装置３２に出力してもよい。

また、一実施形態のステップＳ５では、モータ制御装置３２がタイヤ駆動制御装置２１から受けたタイヤ状態情報に基づいてモータ３１を連動制御する場合について説明したが、これに限らず、モータ制御装置３２が自動運転制御装置５から受けたタイヤ状態情報に基づいてモータ３１を連動制御してもよい。

また、一実施形態は、切替信号出力部６１５が自動運転モードへの切り替え直後に自動運転モードを手動運転モードに切り替える第２切替信号を出力しない構成であるが、これに限らず、操作検出部６１３が自動運転モードへの切り替え直後から所定時間中にオーバーライド操作を検出しない構成に変形してもよい。すなわち、自動運転モードへの切り替え直後から所定時間中において、操作検出部６１３がオーバーライド操作を検出しない構成であれば、当該所定期間中に、切替信号出力部６１５が第２切替信号を出力しない。このような変形例としても、一実施形態と同様に、手動運転モードへの切り替えを阻止しつつ、自動運転モードへの切り替えを運転者が実感できる。

その他、車両の種類、自動運転制御装置の機能、運転モード切替制御装置の制御機能と制御手順および制御内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られるものではない。
（付記１）
車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための運転モード切替制御装置であって、
前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える切替要求を記憶するメモリと、
前記メモリに接続された少なくとも１つのハードウェアプロセッサと
を具備し、
前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサは、
前記切替要求の入力を受け付けてメモリに記憶し、
前記メモリに記憶された前記切替要求に基づいて、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える第１切替信号を出力し、前記車両のハンドルとタイヤとの連動を解除して前記タイヤの向きとは独立に前記ハンドルを動作させるハンドル動作指示を出力するように構成される運転モード切替制御装置。

（付記２）
車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための装置が実行する運転モード切替制御方法であって、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える切替要求を受け付けて少なくとも１つのメモリに記憶する切替要求受付過程と、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを用いて、前記メモリに記憶された前記切替要求に基づいて、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える第１切替信号を出力し、前記車両のハンドルとタイヤとの連動を解除して前記タイヤの向きとは独立に前記ハンドルを動作させるハンドル動作指示を出力する切替信号出力過程と
を具備する運転モード切替制御方法。

１…車両、２…パワーユニット、３…操舵装置、４…ハンドル、５…自動運転制御装置、６…運転モード切替制御装置、６ａ…切替要求検出部、７…ドライバカメラ、８…トルクセンサ、９…アラーム発生器、１１…ステアリングセンサ、１２…アクセルペダルセンサ、１３…ブレーキペダルセンサ、１４…ＧＰＳ受信機、１５…ジャイロセンサ、１６…車速センサ、２１…タイヤ駆動制御装置、２２…駆動機構、２３…タイヤ、３１…モータ、３２…モータ制御装置、６１…制御ユニット、６２…入出力インタフェースユニット、６３…記憶ユニット、６１１…ドライバ監視映像取得部、６１２…判定部、６１３…操作検出部、６１４…切替要求受付部、６１５…切替信号出力部、６３１…ドライバ監視映像記憶部、６３２…判定結果記憶部、ＡＸ…回転軸。

Claims (9)

1. 車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための運転モード切替制御装置であって、
   前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える切替要求を受け付ける切替要求受付部と、
   前記切替要求受付部により受け付けた前記切替要求に基づいて、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える第１切替信号を出力し、前記車両のハンドルとタイヤとの連動を解除して前記タイヤの向きとは独立に前記ハンドルを動作させるハンドル動作指示を出力する切替信号出力部と
   を具備する運転モード切替制御装置。
2. 前記切替信号出力部は、前記ハンドル動作指示の出力後、所定時間が経過すると、前記車両のハンドルとタイヤとを連動させる連動指示を出力する指示出力部、を備える請求項１に記載の運転モード切替制御装置。
3. 前記ハンドル動作指示は、（ａ）前記ハンドルを振動させる振動動作、（ｂ）前記ハンドルを回転軸を中心に回動させる回動動作、（ｃ）前記ハンドルを上下方向に沿って傾けるチルト動作、および（ｄ）前記ハンドルを前記回転軸に沿って前記車両側に引き込む引込動作、のうちのいずれかの動作を前記車両に行わせる指示を含む、請求項２に記載の運転モード切替制御装置。
4. 運転者による運転操作を検出可能な車載センサから出力された検出信号に基づいて、前記運転者によるオーバーライド操作を検出する操作検出部
   をさらに具備し、
   前記切替信号出力部は、前記自動運転モードによる運転制御期間のうち前記ハンドルと前記タイヤとが連動する期間中に前記操作検出部により前記オーバーライド操作が検出された場合には前記自動運転モードを前記手動運転モードに切り替える第２切替信号を出力し、前記連動が解除された期間中に前記オーバーライド操作が検出された場合には前記第２切替信号を出力しないオーバーライド処理部、を備える請求項２または３に記載の運転モード切替制御装置。
5. 運転者が前記ハンドルを手放した状態か否かを判定する判定部と
   をさらに具備し、
   前記指示出力部は、前記判定部による判定結果が前記ハンドルを手放した状態を表す場合に、前記所定時間が経過する前でも前記連動指示を出力する、請求項２乃至４のいずれかに記載の運転モード切替制御装置。
6. 前記連動指示は、前記ハンドル動作指示により動作させた後の前記ハンドルの位置を前記タイヤの向きに応じた位置に移動させた後、前記ハンドルと前記タイヤとを連動させる指示である、請求項２乃至５の何れかに記載の運転モード切替制御装置。
7. 前記ハンドル動作指示は、前記ハンドルと前記タイヤとの間を電気信号を介して連動させるステア・バイ・ワイヤ制御に対して前記連動を解除させる指示を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の運転モード切替制御装置。
8. 車両の運転モードを手動運転モードと自動運転モードとの間で切り替えるための装置が実行する運転モード切替制御方法であって、
   前記装置が、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える切替要求を受け付ける切替要求受付過程と、
   前記装置が、前記切替要求受付過程により受け付けた前記切替要求に基づいて、前記手動運転モードを前記自動運転モードに切り替える第１切替信号を出力し、前記車両のハンドルとタイヤとの連動を解除して前記タイヤの向きとは独立に前記ハンドルを動作させるハンドル動作指示を出力する切替信号出力過程と
   を具備する運転モード切替制御方法。
9. 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の運転モード切替制御装置が備える前記各部としてコンピュータを機能させるプログラム。