JP2019131130A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転時のイグニッションスイッチの操作に対して適切な車両の制御を割り当てることで、自動運転時に当該操作を行った運転者の意思を適切に反映することができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両１の操舵と加減速の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転モードと、車両１の操舵と加減速を運転者の操作に基づいて制御する手動運転モードとを切り替えて行うことが可能な車両の制御装置１００であって、車両のシステムの起動停止を行う起動停止用操作子を備え、自動運転モードにおける車両の走行中に起動停止用操作子の操作がされた場合、制御装置１００は、車両を安全な場所に停止させ、その後に、車両のシステムを停止させる制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に自車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御を行う車両の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１に示すように、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部を備える車両の制御装置がある。

一方、従来の車両には、該車両のシステムの起動・停止の操作が行われるイグニッションスイッチ（起動停止用操作子）が設けられている。

上記のイグニッションスイッチは、車両のシステムの起動・停止の操作を行うための操作子である。そのため従来は、自動運転時には運転者又は他の乗員（以下、単に「運転者」という。）によるこれら操作装置やイグニッションスイッチの操作を受け付けないように構成されている。しかしながら、車両の自動運転制御において、自動運転制御の実施中に運転者によるイグニッションスイッチの操作がなされた場合には、その操作に関連するような車両の動作を運転者が所望している可能性が高い。すなわち例えば、イグニッションスイッチの操作がされた場合には、運転者による即時の強制的車両停止の要望である可能性がある。

しかしながら、従来の自動運転制御を行う車両では、自動運転時の運転者によるイグニッションスイッチの操作に対して適切な車両の制御が割り当てられていなかった。そのため、このようなイグニッションスイッチの操作を行う運転者の意思を適切に反映することができなかった。

特開２０１７−１４６８１９号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動運転時のイグニッションスイッチの操作に対して適切な車両の制御を割り当てることで、自動運転時に当該操作を行った運転者の意思を適切に反映することができる車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明にかかる車両の制御装置は、車両（１）の操舵と加減速の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転モードと、車両（１）の操舵と加減速を運転者の操作に基づいて制御する手動運転モードとを切り替えて行うことが可能な車両の制御装置（１００）であって、車両のシステムの起動停止を行う起動停止用操作子（８１）を備え、自動運転モードにおける車両の走行中に前記起動停止用操作子（８１）の操作がされた場合、制御装置（１００）は、車両を停車させる制御を行うことを特徴とする。また、この場合、安全な場所に停止させ、その後に、車両のシステムを停止させる制御を行うことが望ましい。

本発明にかかる車両の制御装置によれば、自動運転モードの走行中に車両のシステムの起動停止を行う起動停止用操作子が操作された場合は、運転者による即座な強制的車両停止の要望である可能性がある。したがってその場合には、車両を安全な場所に停止させ、その後に、車両のシステムを停止させる制御を行う。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の図面参照番号を参考のために示すものである。

本発明にかかる車両の制御装置によれば、自動運転時にイグニッションスイッチの操作を行った運転者の意思を車両の制御に適切に反映することができる。

本発明の一実施形態の車両の制御装置の機能構成図である。 車両の走行駆動力出力装置（駆動装置）の構成を示す概略図である。 自動運転時にシフト装置でＰレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。 自動運転時にシフト装置でＰレンジが選択された場合の制御処理の流れを示すフローチャートである。 シフト装置の操作における自動運転時のＰレンジの選択操作の位置付けを示す図である。 自動運転時にシフト装置でＮレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。 シフト装置の操作における自動運転時のＮレンジの選択操作の位置付けを示す図である。 自動運転時にシフト装置でＲレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。 シフト装置の操作における自動運転時のＲレンジの選択操作の位置付けを示す図である。 自動運転時にシフト装置でＤレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。 シフト装置の操作における自動運転時のＤレンジの選択操作の位置付けを示す図である。 自動運転時にイグニッションスイッチでイグニッションオフ操作がされた場合の状態フローを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、車両１に搭載された制御装置１００の機能構成図である。同図を用いての制御装置１００の構成を説明する。この制御装置１００が搭載される車両（自車両）１は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。

制御装置１００は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４など車両１の外部からの各種情報を取り入れるための手段を備える。また、アクセルペダル７０、ブレーキペダル７２、およびステアリングホイール（ハンドル）７４、切替スイッチ８０等の操作デバイスと、アクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）７３、およびステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）７５等の操作検出センサと、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）８１と、表示部（ディスプレイ）１５と、報知装置（出力部）８２とを備える。また、車両１の駆動又は操舵を行うための装置として、走行駆動力出力装置（駆動装置）９０と、ステアリング装置９２と、ブレーキ装置９４を備えると共に、これらを制御するための制御装置１００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、例示した操作デバイスについてはあくまで一例であり、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等が車両１に搭載されても構わない。

外部状況取得部１２は、車両１の外部状況、例えば、走行路の車線や車両周辺の物体といった車両周辺の環境情報を取得するように構成される。外部状況取得部１２は、例えば、各種カメラ（単眼カメラ、ステレオカメラ、赤外線カメラ等）や各種レーダ（ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、レーザレーダ等）等を備える。また、カメラにより得られた情報とレーダにより得られた情報を統合するフュージョンセンサを使用することも可能である。

経路情報取得部１３は、ナビゲーション装置を含む。ナビゲーション装置は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置は、ＧＮＳＳ受信機によって車両１の位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置により導出された経路は、経路情報１４４として記憶部１４０に格納される。車両１の位置は、走行状態取得部１４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。また、ナビゲーション装置は、制御装置１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、車両１の位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置は、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一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と制御装置１００との間で無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。

走行状態取得部１４は、車両１の現在の走行状態を取得するように構成される。走行状態取得部１４は、走行位置取得部２６と、車速取得部２８と、ヨーレート取得部３０と、操舵角取得部３２と、走行軌道取得部３４とを含む。

走行位置取得部２６は、走行状態の１つである車両１の走行位置及び車両１の姿勢（進行方向）を取得するように構成される。走行位置取得部２６は、各種測位装置、例えば、衛星や路上装置から送信される電磁波を受信して位置情報（緯度、経度、高度、座標等）を取得する装置（ＧＰＳ受信機、ＧＮＳＳ受信機、ビーコン受信機等）やジャイロセンサや加速度センサ等を備える。車両１の走行位置は車両１の特定部位を基準に測定される。

車速取得部２８は、走行状態の１つである車両１の速度（車速という。）を取得するように構成される。車速取得部２８は、例えば、１以上の車輪に設けられる速度センサ等を備える。

ヨーレート取得部３０は、走行状態の１つである車両１のヨーレートを取得するように構成される。ヨーレート取得部３０は、例えば、ヨーレートセンサ等を備える。

操舵角取得部３２は、走行状態の１つである操舵角を取得するように構成される。操舵角取得部３２は、例えば、ステアリングシャフトに設けられる操舵角センサ等を備える。ここでは、取得された操舵角に基づいて操舵角速度及び操舵角加速度も取得される。

走行軌道取得部３４は、走行状態の１つである車両１の実走行軌道の情報（実走行軌道）を取得するように構成される。実走行軌道とは、実際に車両１が走行した軌道（軌跡）を含み、これから走行する予定の軌道、例えば走行した軌道（軌跡）の進行方向前側の延長線を含んでいてもよい。走行軌道取得部３４はメモリを備える。メモリは実走行軌道に含まれる一連の点列の位置情報を記憶する。また、延長線はコンピュータ等により予測可能である。

操作検出センサであるアクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ７３、ステアリング操舵角センサ７５は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角を制御装置１００に出力する。

切替スイッチ８０は、車両１の運転者によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、運転者の操作を受け付け、受け付けた操作内容から運転モード（例えば、自動運転モード及び手動運転モード）の切り替えを行う。例えば、切替スイッチ８０は、運転者の操作内容から、車両１の運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、制御装置１００に出力する。

イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）８１は、車両１の各部に、車載バッテリ（不図示）から電源を供給する際に操作されるスイッチ（起動停止用操作子）である。このイグニッションスイッチ８１がオン操作されると、車両制御装置１００やＦＩ−ＥＣＵ４、ＡＴ−ＥＣＵ５などに電源が供給されて車両１のシステムが起動し、オフ操作されると、それらへの電源の供給が停止されて車両１のシステムが停止するようになっている。

表示部１５は、車両１の各種情報に関する表示や自動運転等に関する表示を運転者に対して行うものである。この表示部１５は、例えば、図示しないインスツルメントパネルのメータの一部として構成してもよい。或いは、表示部１５をナビゲーション装置の表示部と兼用させてもよい。

また、本実施形態の車両１は、運転者によりシフトレバーを介して操作されるバイワイヤ式のシフト装置（操作装置）６０を備える。シフト装置６０におけるシフトレバー（図示せず）のポジションには、図１に示すように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（自動変速モード（ノーマルモード）での前進走行）、Ｓ（スポーツモードでの前進走行）などがある。シフト装置６０の近傍には、シフトポジションセンサ２０５が設けられる。シフトポジションセンサ２０５は、運転者によって操作されるシフトレバーのポジションを検出する。シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報は、制御装置１００に入力される。なお、手動運転モードでは、シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報は、直接的に走行駆動力出力装置９０（ＡＴ−ＥＣＵ５）に出力される。

報知装置８２は、情報を出力可能な種々の装置である。報知装置８２は、例えば車両１の運転者に、自動運転モードから手動運転モードへの移行を促すための情報を出力する。報知装置８２としては、例えばスピーカ、バイブレータ、表示装置、および発光装置等のうち少なくとも１つが用いられる。

走行駆動力出力装置（駆動装置）９０は、本実施形態の車両１では、図２に示すように、エンジンＥＧおよび該エンジンＥＧを制御するＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、自動変速機ＴＭおよび該自動変速機ＴＭを制御するＡＴ−ＥＣＵ５を備えて構成されている。なお、これ以外にも、走行駆動力出力装置９０としては、車両１が電動機を動力源とした電気自動車である場合には、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備えてよい。車両１がハイブリッド自動車である場合には、エンジンおよびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵを備えてよい。本実施形態のように、走行駆動力出力装置９０がエンジンＥＧ及び自動変速機ＴＭを備えて構成されている場合、ＦＩ−ＥＣＵ４及びＡＴ−ＥＣＵ５は、後述する走行制御部１２０から入力される情報に従って、エンジンＥＧのスロットル開度や自動変速機ＴＭのシフト段等を制御し、車両１が走行するための走行駆動力（トルク）を出力する。また、走行駆動力出力装置９０が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１２０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整し、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置９０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、ＦＩ−ＥＣＵおよびモータＥＣＵの双方は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。

ステアリング装置９２は、例えば、電動モータを備える。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。ステアリング装置９２は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、転舵輪の向きを変更する。

ブレーキ装置９４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、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１２０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じた制動力を出力するブレーキトルク（制動力出力装置）が各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダル７２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９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１２０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。また、ブレーキ装置９４は、走行駆動力出力装置９０が走行用モータを備える場合は、当該走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

次に、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、自動運転制御部１１０と、走行制御部１２０と、記憶部１４０とを備える。自動運転制御部１１０は、自車位置認識部１１２と、外界認識部１１４と、行動計画生成部１１６と、目標走行状態設定部１１８とを備える。自動運転制御部１１０の各部、走行制御部１２０の一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよい。また、記憶部１４０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１４０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１４０にインストールされてもよい。また、制御装置１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。これにより、車両１の車載コンピュータに対して、上述したハードウェア機能部と、プログラム等からなるソフトウェアとを協働させて、本実施形態における各種処理を実現することができる。

自動運転制御部１１０は、切替スイッチ８０からの信号の入力に従い、あるいは各種センサ等からの入力信号や取得した情報などのデータに基づく判断に応じて、運転モードを切り替えて制御を行う。運転モードとしては、車両１の加減速および操舵を自動的に制御する運転モード（自動運転モード）や、車両１の加減速をアクセルペダル７０やブレーキペダル７２等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御し、操舵をステアリングホイール７４等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（手動運転モード）があるが、これに限定されるものではない。他の運転モードとして、例えば、車両１の加減速および操舵のうち一方を自動的に制御し、他方を操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（半自動運転モード）を含んでいてもよい。なお、以下の説明で「自動運転」というときは、上記の自動運転モードに加えて半自動運転モードも含むものとする。

なお、手動運転モードの実施時においては、自動運転制御部１１０は動作を停止し、操作検出センサからの入力信号が走行制御部１２０に出力されるようにしてもよいし、直接的に走行駆動力出力装置９０（ＦＩ−ＥＣＵ又はＡＴ−ＥＣＵ）、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に供給されるようにしてもよい。

自動運転制御部１１０の自車位置認識部１１２は、記憶部１４０に格納された地図情報１４２と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、または走行状態取得部１４から入力される情報とに基づいて、車両１が走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する車両１の相対位置を認識する。地図情報１４２は、例えば、経路情報取得部１３が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報１４２には、道路情報や、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る。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、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。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

自車位置認識部１１２は、例えば、車両１の基準点（例えば重心）の走行車線中央からの乖離、および車両１の進行方向の走行車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１１２は、自車線の何れかの側端部に対する車両１の基準点の位置等を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識してもよい。

外界認識部１１４は、外部状況取得部１２等から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。本実施形態における周辺車両とは、車両１の周辺を走行する他の車両であって、車両１と同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、車両１の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、車両１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、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更を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１１４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

行動計画生成部１１６は、自動運転の開始地点、自動運転の終了予定地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転の開始地点は、車両１の現在位置であってもよいし、車両１の運転者により自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１１６は、その開始地点と終了予定地点の間の区間や、開始地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限定されるものではなく、行動計画生成部１１６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、車両１を減速させる減速イベントや、車両１を加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように車両１を走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、車両１に前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように車両１を走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において車両１を加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、制御装置１００は、車両１を目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする。従って、行動計画生成部１１６は、地図情報１４２を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の車両１の位置（座標）から当該ジャンクションの位置（座標）までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部１１６によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１４６として記憶部１４０に格納される。

目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６により決定された行動計画と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、及び走行状態取得部１４により取得される各種情報に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態を設定するように構成される。目標走行状態設定部１１８は、目標値設定部５２と目標軌道設定部５４とを含む。また、目標走行状態設定部１１８は、偏差取得部４２、補正部４４も含む。

目標値設定部５２は、車両１が目標とする走行位置（緯度、経度、高度、座標等）の情報（単に目標位置ともいう。）、車速の目標値情報（単に目標車速ともいう。）、ヨーレートの目標値情報（単に目標ヨーレートともいう。）を設定するように構成される。目標軌道設定部５４は、外部状況取得部１２により取得される外部状況、及び、経路情報取得部１３により取得される走行経路情報に基づいて、車両１の目標軌道の情報（単に目標軌道ともいう。）を設定するように構成される。目標軌道は、単位時間毎の目標位置の情報を含む。各目標位置には、車両１の姿勢情報（進行方向）が対応づけられる。また、各目標位置に車速、加速度、ヨーレート、横Ｇ、操舵角、操舵角速度、操舵角加速度等の目標値情報が対応づけられてもよい。上述した目標位置、目標車速、目標ヨーレート、目標軌道は目標走行状態を示す情報である。

偏差取得部４２は、目標走行状態設定部１１８で設定される目標走行状態と、走行状態取得部１４で取得される実走行状態とに基づいて、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得するように構成される。

補正部４４は、偏差取得部４２により取得される偏差に応じて、目標走行状態を補正するように構成される。具体的には、偏差が大きくなるほど、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態を、走行状態取得部１４により取得された実走行状態に近づけて、新たな目標走行状態を設定する。

走行制御部１２０は、車両１の走行を制御するように構成される。具体的には、車両１の走行状態を、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態、又は、補正部４４により設定された新たな目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する。走行制御部１２０は、加減速指令部５６と、操舵指令部５８とを含む。

加減速指令部５６は、車両１の走行制御のうち、加減速制御を行うように構成される。具体的には、加減速指令部５６は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態（目標加減速度）と実走行状態（実加減速度）とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための加減速度指令値を演算する。

操舵指令部５８は、車両１の走行制御のうち、操舵制御を行うように構成される。具体的には、操舵指令部５８は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態と、実走行状態とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための操舵角速度指令値を演算する。

図２は、車両１が備える走行駆動力出力装置（駆動装置）９０の構成を示す概略図である。同図に示すように、本実施形態の車両１の走行駆動力出力装置９０は、駆動源である内燃機関（エンジン）ＥＧと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータＴＣを介してエンジンＥＧと連結される自動変速機ＴＭとを備える。自動変速機ＴＭは、エンジンＥＧから伝達された駆動力による回転を変速して駆動輪側に出力する変速機であって、前進走行用の複数の変速段と後進走行用の一の変速段とを設定可能な有段式の自動変速機である。また、走行駆動力出力装置９０は、エンジンＥＧを電子的に制御するＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４と、トルクコンバータＴＣを含む自動変速機ＴＭを電子的に制御するＡＴ−ＥＣＵ（自動変速制御装置）５と、ＡＴ−ＥＣＵ５の制御に従いトルクコンバータＴＣの回転駆動やロックアップ制御および自動変速機ＴＭが備える複数の摩擦係合機構の締結（係合）・解放を油圧制御する油圧制御装置６とを備えている。

エンジンＥＧの回転出力は、クランクシャフト（エンジンＥＧの出力軸）２２１に出力され、トルクコンバータＴＣを介して自動変速機ＴＭの入力軸２２７に伝達される。

クランクシャフト２２１（エンジンＥＧ）の回転数Ｎｅを検出するクランクシャフト回転数センサ２０１が設けられる。また、入力軸２２７の回転数（自動変速機ＴＭの入力軸回転数）Ｎｉを検出する入力軸回転数センサ２０２が設けられる。また、出力軸２２８の回転数（自動変速機ＴＭの出力軸回転数）Ｎｏを検出する出力軸回転数センサ２０３が設けられる。各センサ２０１〜２０３により検出された回転数データＮｅ，Ｎｉ，Ｎｏ及びＮｏから算出される車速データがＡＴ−ＥＣＵ５に与えられる。また、エンジン回転数データＮｅは、ＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４に与えられる。また、エンジンＥＧのスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ２０６が設けられている。スロットル開度ＴＨのデータは、ＦＩ−ＥＣＵ４に与えられる。

また、自動変速機ＴＭを制御するＡＴ−ＥＣＵ５は、車速センサで検出した車速とアクセル開度センサ７１で検出したアクセル開度とに応じて自動変速機ＴＭで設定可能な変速段の領域を定めたシフトマップ（変速特性）５５を有している。シフトマップ５５は、変速段毎に設定されたアップシフト線及びダウンシフト線を含むもので、特性の異なる複数種類のシフトマップが予め用意されている。自動変速機ＴＭの変速制御では、ＡＴ−ＥＣＵ５は、これら複数種類のシフトマップから選択したシフトマップに従い自動変速機ＴＭの変速段を切り替える制御を行う。

［手動運転制御の概要］
車両１では、手動運転モードが選択された場合、自動運転制御部１１０を介さずに従来の運転者による操作に基づく車両１の制御（加減速及び操舵の制御）が行われる。この手動運転モードでは、操作検出センサであるアクセル開度センサ７１の検出情報は、走行駆動力出力装置９０のＦＩ−ＥＣＵ４又はＡＴ−ＥＣＵ５に直接入力され、これらＦＩ−ＥＣＵ４又はＡＴ−ＥＣＵ５は、当該検出情報に基づいてエンジンＥＧ及び自動変速機ＴＭ（油圧制御装置６）を制御する。また、ブレーキ踏量センサ７３の検出情報に基づいてブレーキ装置９４が制御される。これらによって、車両の加減速が制御される。また、ステアリング操舵角センサ７５の検出情報に基づいてステアリング装置９２が制御される。これにより、車両の操舵が行われる。

［自動運転制御の概要］
車両１では、自動運転モードが選択された場合、自動運転制御部１１０が車両１の自動運転制御を行う。この自動運転モードでは、自動運転制御部１１０は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４などから取得した情報、あるいは自車位置認識部１１２及び外界認識部１１４で認識した情報に基づいて、車両１の現在の走行状態（実走行軌道や走行位置等）を把握する。目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６で生成した行動計画に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態（目標軌道や目標位置）を設定する。偏差取得部４２は、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得する。走行制御部１２０は、偏差取得部４２により偏差が取得される場合に、車両１の走行状態を目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御を行う。

補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道又は目標位置を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道又は目標位置に車両１が追従するように、車速取得部により取得される車速等に基づいて、走行駆動力出力装置９０及びブレーキ装置９４による車両１の加減速制御を行う。

また、補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道に車両１が追従するように、操舵角取得部３２により取得される操舵角速度に基づいて、ステアリング装置９２による操舵制御を行う。

［自動運転中にシフト装置の操作がされた場合］
そして、本実施形態の車両１の制御装置１００では、自動運転中（自動運転モードによる車両１の制御が行われているときを示す、以下同じ。）に運転者によるシフト装置６０の操作がされた場合やイグニッションスイッチ８１の操作がされた場合に、当該操作に対して手動運転時とは異なる機能（車両１の制御機能）を割り当てている。以下、自動運転時にこれらシフト装置６０やイグニッションスイッチ８１の操作が行われた場合の制御について説明する。

［Ｐレンジの選択操作］
自動運転中にシフト装置６０でＰレンジ（パーキングレンジ）の選択操作がされた場合には、自動運転制御部１００は、車両１を安全な場所に停車して固定（車両１の車輪を固定（パーキングロック）することをいう、以下同じ。）する制御を行う。以下、この制御について説明する。

図３は、自動運転中にシフト装置６０でＰレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。同図に示すように、通常自動運転モードにおいて、車両１が前進走行又は後進走行している状態（Ｓ１−１）で、車両１の運転者（運転者以外の他の運転者が操作者である場合も含む、以下同じ。）がシフト装置６０を操作してＰレンジを選択した場合（Ｕ１−１）には、強制停止のための走行モード（Ｓ１−２）へ移行する。この強制停止のための走行モードでは、車両１の前進走行又は後進走行を継続しながら、車両１を停止させるための制御を行う。この制御は、車両１の減速制御、車両１の安全な停止が可能か否かの判断、停止場所の探索制御などを含む。そして、車両１の停止が可能との判断がされたら（Ｕ１−２）、強制停止のための停止モード（Ｓ１−３）へ移行する。この強制停止のための停止モードでは、エンジンＥＧと駆動輪との間の動力伝達経路に設けたクラッチ（図示せず）などの動力断接手段を制御して該動力伝達経路を遮断することで、エンジンＥＧの駆動力が駆動輪側へ伝達されない状態（この状態を、以下「ニュートラル状態」という。）とする。その状態で、運転者による車両１の停止場所の指定があったら（Ｕ１−３）、その指定に基づいて車両１を停止させるために再び強制停止のための走行モードへ移行する（Ｓ１−４）。ここでの運転者による車両１の停止場所の指定は、例えば、表示部１５に車両１の停止場所を尋ねる表示（「どこに停止しますか？」等の表示）をし、当該表示を見た運転者が車両１の停止場所の指定に関する情報をシステムに入力することで行われるようにしてよい。その後、車両１の停止が可能との判断がされたら（Ｕ１−４）、強制停止のための停止モード（Ｓ１−５）へ移行する。この強制停止のための停止モードでは、車両１を安全な場所に停止させた後、車両１が備えるパーキングロック機構（図示せず）により車両１を固定する。

図４は、自動運転時にシフト装置６０でＰレンジが選択された場合の制御処理の流れを示すフローチャートである。ここではまず、自動運転時に車両１が走行中（前進又は後進走行中）であるか否かを判断する（ステップＳＴ１）。その結果、車両１が走行中でなければ（ＮＯ）、先のステップＳＴ４に進む。一方、車両１が走行中であれば（ＹＥＳ）、シフト装置６０によるＰレンジの選択操作がされたか否かを判断する（ステップＳＴ２）。その結果、Ｐレンジの選択操作がされていない場合（ＮＯ）は、先のステップＳＴ４に進む。一方、Ｐレンジの選択操作がされた場合（ＹＥＳ）は、車両１の強制停止処理（ステップＳＴ３）を行う。この車両１の強制停止処理は、先の図３のＳ１−２で車両１を停止させるための処理である。この強制停止処理の後、車両１が完全停止状態であるか否かの判断を行う（ステップＳＴ４）。その結果、車両１が完全停止状態で無ければ（ＮＯ）、先のステップＳＴ７へ進む。一方、車両１が完全停止状態であれば（ＹＥＳ）、続けて、ニュートラル処理を行う（ステップＳＴ５）。このニュートラル処理は、先の図３のＳ１−３でニュートラル状態とする処理である。その後、車両１の運転者への駐車場所の問い合わせを行う（ステップＳＴ６）。この駐車場所の問い合わせは、例えば、車両１の表示部１５に駐車場所を問い合わせる内容の表示を出すことで行う。その後、再び、車両１が完全停止状態であるか否かの判断を行う（ステップＳＴ７）。その結果、車両１が完全停止状態で無ければ（ＮＯ）、そのまま処理を終了する。一方、車両１が完全停止状態であれば（ＹＥＳ）、運転者が指定した駐車場所へ車両１を移動して駐車する（ステップＳＴ８）。

このように、自動運転中に運転者によるシフト装置６０の操作でＰレンジが選択された場合、車両１を強制的に停止させる制御を行う。また、表示部１５に車両１の停車場所を問い合わせる表示を行う。また、エンジンＥＧと駆動輪との間の動力伝達経路を遮断するニュートラル状態で車両１を安全な場所に停車させ、その後に車両１を固定（パーキングロック）する。

図５は、シフト装置６０の操作における自動運転時のＰレンジの選択操作の位置付けを示す図である。同図に示すように、シフト装置６０では、車両１の走行レンジとして、Ｐレンジ、Ｒレンジ（自動運転、手動運転）、Ｎレンジ（自動運転、手動運転）、Ｄレンジ（自動運転、手動運転）それぞれの選択が可能である。いずれか一の走行レンジから他の走行レンジへの移行は、同図の矢印で示す経路での移行が可能である。そして、上記の自動運転時（Ｄレンジでの自動運転時）に行われるＰレンジの選択操作は、同図の点線で示す矢印に示す経路の操作に該当する。

［Ｎレンジの選択操作］
次に、自動運転中にシフト装置６０でＮレンジ（ニュートラルレンジ）の選択操作がされた場合の制御についてする。図６は、自動運転時にシフト装置６０でＮレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。同図に示すように、通常自動運転モードにおいて、前進走行又は後進走行している状態（Ｓ２−１）で、車両１の運転者がシフト装置６０を操作してＮレンジを選択した場合（Ｕ２−１）には、強制停止のための走行モード（Ｓ２−２）へ移行する。この強制停止のための走行モードでは、車両１の前進走行又は後進走行を継続しながら、車両１を停止させるための制御を行う。この制御は、減速制御、車両１の（安全な）停止が可能か否かの判断、停止場所の探索制御などを含む。その結果、車両１の停止が可能との判断がされたら（Ｕ２−２）、強制停止のための停止モード（Ｓ２−３）へ移行する。この強制停止のための停止モードでは、車両１をニュートラル状態とし、自動運転モードを継続しつつ駆動輪への駆動力を出力しない状態で車両１を走行させる（コースティング）制御を行う。これにより車両１が減速してゆく。この際に、車速センサで検出した車速が所定車速以下の場合、報知装置８２による警報を発することで車両１の運転者又は運転者にその旨を知らせるようにしてもよい。その状態で、運転者による車両１の停止場所の指定があったら（Ｕ２−３）、その指定に基づいて車両１を停止させるため再び強制停止のための走行モードへ移行する（Ｓ２−４）。またこれ以外にも、運転者による車両１の停止場所の指定が無くても、車両１を安全な場所に退避させてから停車させるようにしてもよい。さらに、車両１の停止が可能との判断がされたら（Ｕ２−４）、再び、強制停止のための停止モード（Ｓ２−５）へ移行する。この強制停止のための停止モードでは、車両１が停止したら自動運転モードを解除して、手動運転モードに切り替える。

このように、自動運転中にＮレンジの選択操作がされた場合、走行用駆動力出力装置９０からの出力を停止することで、自動運転モードを継続しつつ駆動輪への駆動力の出力はしない状態とする。また、所定車速以下で警報を発する。また、車両１が停車した場合は自動運転を解除する。また、停車する際は安全な場所に退避してから停車する。

図７は、シフト装置６０の操作における自動運転時のＮレンジの選択操作の位置付けを示す図である。上記の自動運転時のＮレンジの選択操作は、同図の点線の矢印で示す経路の操作に該当する。この経路では、Ｄレンジでの自動運転からＮレンジ（自動運転又は手動運転）へ移行する。

［Ｒレンジの選択操作］
次に、自動運転中にシフト装置６０でＲレンジ（リバースレンジ：後進走行レンジ）の選択操作がされた場合の制御について説明する。図８は、自動運転時にシフト装置６０でＲレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。同図に示すように、通常自動運転モードにおいて、前進走行又は後進走行している状態（Ｓ３−１）で、車両１の運転者がシフト装置６０を操作してＲレンジを選択した場合には、車速センサで検出した車速Ｖを判断し、この車速Ｖが所定のしきい値Ｖ１以上であれば（Ｕ３−１）、自動運転モードを解除し、ニュートラル状態へ移行する（Ｓ３−２）。その一方で、車速Ｖがしきい値Ｖ１未満であれば（Ｕ３−２）、強制減速のための走行モード（Ｓ３−３）へ移行する。この強制減速のための走行モードでは、自動変速機ＴＭの変速段をシフトダウンすることや、ブレーキ装置９４の制動力を増大させることなどによって車両１を強制的に減速させる。そして、減速後の車速Ｖを判断し、車速Ｖがリバース許可しきい値車速Ｖ２（＜Ｖ１）以下であれば（Ｕ３−３）、自動変速機ＴＭのシフトレンジをリバース（後進）レンジとするリバースモードへ移行する（Ｓ３−４）。またこの際、表示部１５に車両１の停止場所を尋ねる表示をしてもよい。

このように、自動運転中にＲレンジの選択操作がされた場合、（ｉ）車速Ｖがしきい値Ｖ１以上である場合（車速が高い場合）には、自動変速機ＴＭのシフトレンジをニュートラルレンジ（Ｎレンジ）とすることで、エンジンＥＧからの駆動力が駆動輪側へ出力されることを禁止する。一方、（ｉｉ）車速Ｖがしきい値Ｖ１未満である低い場合（車速が低い場合）には、自動変速機ＴＭのシフトレンジをリバースレンジ（Ｒレンジ）に切り替えることができる程度（Ｖ≦Ｖ２）まで減速し、その後リバースレンジに切り替える。また、表示部１５に停止場所を尋ねる表示をする。

図９は、シフト装置６０の操作における自動運転時のＲレンジの選択操作の位置付けを示す図である。上記の自動運転時のＲレンジの選択操作は、同図の点線の矢印で示す経路の操作に該当する。この経路では、自動運転でのＤレンジからＲレンジ（自動運転、手動運転）へ移行する。

［Ｄレンジの選択操作］
次に、自動運転中にシフト装置６０でＤレンジの選択操作がされた場合の制御について説明する。図１０は、自動運転時にシフト装置６０でＤレンジが選択された場合の状態フローを示す図である。同図に示すように、通常自動運転モードにおいて、車両１が前進走行をしている状態（Ｓ４−１）で、車両１の運転者がシフト装置６０を操作してＤレンジを選択した場合（Ｕ４−１）には、強制的に自動運転モードをキャンセルして、手動運転モードに切り替える（Ｓ４−２）。一方、車両１の運転者がシフト装置６０を操作してＮレンジを選択した場合（Ｕ４−２）には、通常自動運転モードでニュートラル状態とする（Ｓ４−３）。その後、車両１の運転者がシフト装置６０を操作してＤレンジを選択した場合（Ｕ４−３）には、強制的に自動運転モードをキャンセルして、手動運転モードに切り替える（Ｓ４−２）。

このように、自動運転中にＤレンジの選択操作がされた場合、手動運転モードに移行する。あるいは、Ｎレンジの選択操作がされた後でＤレンジの選択操作がされた場合でも手動運転モードに移行する。この場合、自動運転モードにおいて車両１の駐車支援制御を行っている場合は、当該駐車支援制御をキャンセルするようにしてもよい。

図１１は、シフト装置６０の操作における自動運転時のＤレンジの選択操作の位置付けを示す図である。上記の自動運転時のＤレンジの選択操作は、同図の点線の矢印で示す経路の操作に該当する。この経路では、Ｄレンジでの自動運転から手動運転へ移行する。

［イグニッションスイッチのＯＦＦ操作］
次に、自動運転中にイグニッションスイッチ８１のＯＦＦ操作がされた場合の制御について説明する。図１２は、自動運転時にイグニッションスイッチ８１のＯＦＦ操作がされた場合の状態フローを示す図である。同図に示すように、通常自動運転モードにおいて、車両１が前進走行をしている状態（Ｓ５−１）で、イグニッションスイッチ８１のＯＦＦ操作がされた場合（Ｕ５−１）、強制的な車両１の停止を行い、手動運転モードへ移行する（Ｓ５−２）。その後、車両１が完全に停止したとの判定がされたら（Ｕ５−２）、車両１を固定（パーキングロック）する（Ｓ５−３）。

このように、自動運転中にイグニッションスイッチのＯＦＦ操作がされた場合には、強制停止後に車両１を安全な場所に停止してから固定し、その後、車両１のシステム（機能）を停止する制御を行う。

以上説明したように、本実施形態の車両１の制御装置では、車両１の操舵と加減速の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転モードと、車両１の操舵と加減速を運転者の操作に基づいて制御する手動運転モードとを切り替えて行うことが可能な車両の制御装置１００であって、手動運転モードにおいて車両１の運転者が該車両１の複数の走行レンジを選択するために操作するバイワイヤ式のシフト装置（操作装置）６０を備えている。そして、自動運転モードにおいてシフト装置６０の操作がされた場合、制御装置１００は、シフト装置６０の操作で選択された走行レンジに対して、手動運転モードにおける当該走行レンジに割り当てられた制御とは異なる内容の制御を行うようになっている。

本実施形態の車両１の制御装置によれば、自動運転モードにおいてシフト装置６０の操作がされた場合、当該操作で選択された走行レンジに対して、手動運転モードにおける当該走行レンジに割り当てられた制御とは異なる内容の制御を行うことで、自動運転モードにおいて、シフト装置６０を操作した運転者（又は運転者）の意思を適切に反映した車両１の制御を行うことができる。

自動運転時にシフト装置６０の操作でパーキングレンジ（Ｐレンジ）の選択がされた場合、運転者による即座な強制的車両停止の要望である可能性がある。したがって、その場合には、車両１を即座に停止できるよう制御を行う。またその際に、車両１をニュートラル状態として安全な場所に停車させ、その後に該車両１を固定する制御を行うことで、車両１を安全に停止できるようにする。さらに、表示部１５に車両１の停車場所を問い合わせる表示を行うことで、車両１を運転者の求める適切な場所に駐車させるようにする。

また、自動運転時にシフト装置６０の操作でニュートラルレンジ（Ｎレンジ）の選択がされた場合、運転者による即座な強制的出力停止の要望である可能性がある。したがって、その場合には、走行駆動力出力装置９０からの駆動力の出力を停止する制御を行うことで、自動運転モードを継続しつつ駆動輪への駆動力を出力しない状態で車両１を走行させる（コースティング）制御を行う。

また、自動運転時にシフト装置６０の操作によるリバースレンジ（Ｒレンジ）の選択があった場合、車両１の運転者による即座な後進走行への移行の意志である可能性がある。したがって、その場合、車速が所定車速以上であれば、走行駆動力出力装置９０からの出力を停止することで、自動運転モードを継続しつつ駆動輪への駆動力を出力しない状態とし、車速が所定車速未満であれば、後進走行が可能な車速まで車両を減速してから後進走行させる制御を行うようにする。

また、自動運転時に操作装置６０の操作による前進走行レンジ（Ｄレンジ）の選択があった場合、車両１の運転者による手動運転モードへの移行の要望である可能性がある。したがって、その場合には、自動運転モードを解除して手動運転モードに切り替える制御を行うようにする。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

例えば、本発明にかかる操作装置は、車両の運転者（運転者）による操作で車両の複数の走行モードを切り替えることができる操作子であれば、上記実施形態に示すようなシフト装置６０には限られず、他の構成の操作子（例えば、ボタンやダイヤルなど）であってもよい。また、イグニッションスイッチ８１は、車両１のシステムの起動停止操作を行うことができるものであれば、スイッチには限らず、イグニッションキーなど他の操作デバイスであってもよい。

１ 車両
６ 油圧制御装置
１２ 外部状況取得部
１３ 経路情報取得部
１４ 走行状態取得部
１５ 表示部（表示手段）
２６ 走行位置取得部
２８ 車速取得部（車速検出手段）
３０ ヨーレート取得部
３２ 操舵角取得部
３４ 走行軌道取得部
４２ 偏差取得部
４４ 補正部
５２ 目標値設定部
５４ 目標軌道設定部
５５ シフトマップ
５６ 加減速指令部
５８ 操舵指令部
６０ シフト装置（バイワイヤ式の操作装置）
７０ アクセルペダル
７１ アクセル開度センサ
７２ ブレーキペダル
７３ ブレーキ踏量センサ
７４ ステアリングホイール
７５ ステアリング操舵角センサ
８０ 切替スイッチ
８１ イグニッションスイッチ（起動停止用操作子）
８２ 報知装置（警報手段）
９０ 走行駆動力出力装置（駆動装置）
９２ ステアリング装置
９４ ブレーキ装置
１００ 制御装置
１１０ 自動運転制御部
１１２ 自車位置認識部
１１４ 外界認識部
１１６ 行動計画生成部
１１８ 目標走行状態設定部
１２０ 走行制御部
１４０ 記憶部
１４２ 地図情報
１４４ 経路情報
１４６ 行動計画情報
２０１ クランクシャフト回転数センサ
２０２ 入力軸回転数センサ
２０３ 出力軸回転数センサ
２０５ シフトポジションセンサ
２０６ スロットル開度センサ
２２１ クランクシャフト
２２７ 入力軸
２２８ 出力軸
ＥＧ エンジン
ＴＣ トルクコンバータ
ＴＭ 自動変速機

Claims (2)

1. 車両の操舵と加減速の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転モードと、前記車両の操舵と加減速を運転者の操作に基づいて制御する手動運転モードとを切り替えて行うことが可能な車両の制御装置であって、
   前記車両のシステムの起動停止を行う起動停止用操作子を備え、
   前記自動運転モードにおける前記車両の走行中に前記起動停止用操作子の操作がされた場合、
   前記制御装置は、前記車両を停車させる制御を行う
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御装置は、
   前記車両を安全な場所に停止させ、その後に、前記車両のシステムを停止させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。