JP2022106614A - 操舵補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性を向上させることができる操舵補助装置を提供する。【解決手段】操舵補助装置１は、車輪８７と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両８において、ステアリングの代わりに配置され、ユーザによって自動運転に介入するようになされた操作により車輪８７の操舵角θを調整可能とする代替ステアリング１０と、代替ステアリング１０の操作方向と逆方向の反力Ｆを生成するアクチュエータ１４と、アクチュエータ１４を制御して予め定められた条件に基づいて代替ステアリング１０に反力を付加する制御部１８と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、操舵補助装置に関する。

従来の技術として、自動運転中の緊急時などにおいて操舵操作を容易に行うことができる車両の補助操舵装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この車両の補助操舵装置は、ステアリングとは別に左右のアームレストの前端部に左右のアームレストバーが設けられ、この左右のアームレストバーに対する操作に応じて車両の操舵制御が実行される。

特開２０１７－１７８１４５号公報

主に自動運転により走行する車両において、車室内の快適性を考慮してステアリングが排除された場合、ステアリングの代わりとなる補助的な操舵装置が従来の車両の補助操舵装置のようにシートに配置されるのではなく、シート以外の場所に配置されることが考えられる。このような場合、補助的な操舵装置の操作性が良くない可能性がある。

本発明の目的は、操作性を向上させることができる操舵補助装置を提供することにある。

本発明の一態様は、車輪と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両において、ステアリングの代わりに配置され、ユーザによって自動運転に介入するようになされた操作により車輪の操舵角を調整可能とする代替ステアリングと、代替ステアリングの操作方向と逆方向の反力を生成するアクチュエータと、アクチュエータを制御して予め定められた条件に基づいて代替ステアリングに反力を付加する制御部と、を備えた操舵補助装置を提供する。

本発明の他の態様は、ユーザが携帯する携帯端末と、携帯端末と電磁気的に接続され、車輪と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両において自動運転に介入するようになされた携帯端末に対する操作に基づいて車輪の操舵角を調整する制御部と、を備えた操舵補助装置を提供する。

本発明の他の態様は、車輪と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両に搭載された車載装置と、自動運転において車載装置の操作部に対して車輪の操舵角の調整機能を割り当てる制御部と、を備えた操舵補助装置を提供する。

本発明によれば、操作性を向上させることができる。

図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る操舵補助装置が配置された車両内部の一例を示す図であり、図１（ｂ）は、操舵補助装置のブロック図の一例である。 図２（ａ）は、車輪の操舵角の一例を説明するための図であり、図２（ｂ）は、反力の一例を説明するための図である。 図３（ａ）は、車両が走行路から逸脱しそうな場合の一例について説明するための図であり、図３（ｂ）は、隣接する走行路に他の車両が存在する場合の一例を示す図である。 図４は、第１の実施の形態に係る操舵補助装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る操舵補助装置のブロック図の一例であり、図５（ｂ）は、携帯端末のブロック図の一例である。 図６（ａ）は、第２の実施の形態に係る携帯端末の一例を示す図であり、図６（ｂ）は、携帯端末の操作による車両の進路変更の一例について説明するための図である。 図７は、第２の実施の形態に係る操舵補助装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図８（ａ）は、第３の実施の形態に係る操舵補助装置が配置される車両内部の一例を示す図であり、図８（ｂ）は、操舵補助装置の一例を示すブロック図である。 図９（ａ）は、車両の走行位置の調整の一例を示す図であり、図９（ｂ）は、車両の左右位置の調整機能が割り当てられた操作部の一例を示す図である。 図１０は、第３の実施の形態に係る操舵補助装置の動作の一例を示すフローチャートである。

[第１の実施の形態]
（操舵補助装置１の概要）
図１（ａ）は、操舵補助装置が配置された車両内部の一例を示す図であり、図１（ｂ）は、操舵補助装置のブロック図の一例である。図２（ａ）は、車輪の操舵角の一例を説明するための図であり、図２（ｂ）は、反力の一例を説明するための図である。なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図８（ｂ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。さらに数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下の意味で用いるものとする。

操舵補助装置１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、車輪と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両８において、ステアリングの代わりに配置され、ユーザによって自動運転に介入するようになされた操作により車輪の操舵角を調整可能とする代替ステアリング１０と、代替ステアリング１０の操作方向と逆方向の反力を生成するアクチュエータ１４と、アクチュエータ１４を制御して予め定められた条件に基づいて代替ステアリング１０に反力を付加する制御部１８と、を備えて概略構成されている。また操舵補助装置１は、図１（ｂ）に示すように、さらに操作検出部１２と、通信部１６と、を備えている。

車両８は、図１（ａ）に示すように、インストルメントパネル８３の中央に、画像を表示すると共にタッチ操作を受け付けるタッチパネル８４が配置されている。なお画像を表示する表示装置は、タッチパネル８４に限定されず、複数の表示装置が配置されても良い。

この車両８は、一例として、インストルメントパネル８３に速度計などの計器類が配置されず、タッチパネル８４に表示される。この車両８は、主に自動運転によって走行するので、インストルメントパネル８３には、ステアリングが配置されていない。

操舵補助装置１は、図１（ａ）に示すように、左座席８０と右座席８１の間に位置するフロアコンソール８２に配置されている。このフロアコンソール８２には、一例として、タッチパッド８５が配置されている。このタッチパッド８５は、車両８の車載装置と電気的に接続され、タッチ操作、タップ操作、なぞり操作などの操作によって、タッチパネル８４に表示されるカーソルの移動、画像のスクロール、アイコンの選択・決定などを指示するように構成されている。

（代替ステアリング１０の構成）
車両８は、基本的に自動運転装置８６による自動運転で走行する。代替ステアリング１０は、ユーザが自動運転に介入する際に車両８の進行方向を変える、つまり手動運転を行う際に車両８のステアリングの代わりになるものである。なお代替ステアリング１０は、自動運転が不可能となり、手動運転に切り替わる際にも使用される。

この自動運転装置８６は、例えば、複数のセンサ、及び複数のカメラにより、車両８の周囲の車両や障害物などを監視すると共に、駆動装置、ブレーキ装置、操舵装置及びナビゲーション装置などを総合的に制御して設定された目的地まで車両８を自動で走行させる。この自動運転装置８６は、例えば、車線の逸脱を監視する機能、車両８の近くを走行する他の車両を監視する機能などの機能を備えている。

代替ステアリング１０は、図１（ａ）に示すように、円柱形状を有している。代替ステアリング１０は、図１（ａ）の紙面において時計回り（矢印Ａ方向）及び反時計回り（矢印Ｂ方向）に回転するように構成されている。この代替ステアリング１０は、指で摘めるほどの大きさである。従ってユーザがステアリングのように何回転も回転させるためには、持ち替えなければならない。そこで代替ステアリング１０は、持ち替えなくても最大の操舵角まで操作ができることが好ましい。そこで代替ステアリング１０は、一例として、矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に１８０°回転することで左右の最大の操舵角まで操作可能とされるがこれに限定されない。

なお変形例として代替ステアリング１０は、形状に限定がなく、また回転操作やスライド操作などの操作の方法に限定されない。よって代替ステアリング１０は、例えば、スライドする操作部、レバー形状の操作部、ジョイステック装置の操作部、スイッチの十字キーなどであっても良い。

代替ステアリング１０の回転量は、例えば、図１（ｂ）に示すように、操作検出部１２によって検出される。この操作検出部１２は、一例として、可変抵抗器、ロータリーエンコーダ、磁気センサを用いた回転検出センサなどである。本実施の形態の操作検出部１２は、一例として、回転検出センサである。操作検出部１２は、検出した回転量に応じた検出信号Ｓ_１を制御部１８に出力するように構成されている。

ここで操舵角とは、図２（ａ）に示すように、車両８の直進状態における車輪８７に設定された基準線Ｐからの車輪８７の切れ角である。基準線Ｐは、図２（ａ）において一点差線で示すように、直進状態にある車輪８７の短手方向の中央を結んだ直線である。また基準線Ｑは、図２（ａ）において一点差線で示すように、車輪８７の回転中心を通る線である。操舵角θは、図２（ａ）に示すように、車輪８７が右方向に傾いた際を正とし、左方向に傾いた際を負とする。なお車輪８７は、一例として、右側の前輪である。左右の前輪は、連動して操舵角θを変えるので、図２（ａ）には右側の前輪のみ図示している。以下では、特に断らない限り車輪８７は、左右の前輪を示すものとする。

つまり車輪８７は、代替ステアリング１０が矢印Ａ方向に操作された場合、車両８の進路を右方向に変更するため、操舵角が「＋θ」となる。また車輪８７は、代替ステアリング１０が矢印Ｂ方向に操作された場合、車両８の進路を左方向に変更するため、操舵角が「－θ」となる。

（アクチュエータ１４の構成）
アクチュエータ１４は、一例として、モータである。代替ステアリング１０は、モータの出力軸に取り付けられている。そして操作検出部１２は、モータに取り付けられた回転検出センサであり、モータの回転量を検出するように構成されている。

アクチュエータ１４は、制御部１８から出力される駆動信号Ｓ_２に基づいて反力を生成するように構成されている。この反力は、ユーザに対する操作アシスト機能である。

なお変形例としてアクチュエータ１４は、例えば、代替ステアリング１０が取り付けられた軸に接続されたギア部と接続する構成であっても良い。この場合、アクチュエータ１４は、ギア部及び軸を介して代替ステアリング１０に反力を付加する。

（通信部１６の構成）
通信部１６は、電磁気的に接続された自動運転装置８６と信号や情報の交換を行えるように構成されている。電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも１つを用いた接続である。本実施の形態では、通信部１６と自動運転装置８６とは、導電体によって接続された有線通信を行うがこれに限定されない。

（制御部１８の構成）
制御部１８は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（＝Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（＝Random Access Memory）及びＲＯＭ（＝Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１８が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。

制御部１８は、操作検出部１２から取得した検出信号Ｓ_１に基づいて操作方向と回転量の情報を含む操作情報Ｓ_３を生成して自動運転装置８６に出力する。

また制御部１８は、操作情報Ｓ_３を取得した自動運転装置８６から出力された反力信号Ｓ_４に基づいてアクチュエータ１４を制御して反力を生成する。この反力信号Ｓ_４は、上述した予め定められた条件が成立した場合に出力される。反力信号Ｓ_４は、反力の付加を指示する信号である。

・反力について
反力は、予め定められた条件が成立する場合に操作方向と逆方向にアクチュエータ１４を駆動することにより生成される。

具体的には、制御部１８は、車両８が走行路から逸脱しそうな場合、隣接する走行路に他の車両が存在する場合、及び警告を発する場合を予め定められた条件として反力を生成するようにアクチュエータ１４を制御するように構成されている。

図２（ｂ）は、車両８の進行方向を右方向に変更させる矢印Ａ方向の代替ステアリング１０の操作に対して、反対方向に反力Ｆが付加された一例を示している。

反力Ｆは、例えば、代替ステアリング１０の操作に応答して操作方向と逆方向の力として付加されるものであっても良いし、ある操作方向に代替ステアリング１０が操作されないように代替ステアリング１０の操作をロックする力として付加されるものであっても良い。また代替ステアリング１０の操作に応答して操作方向と逆方向に付加される反力Ｆは、例えば、ユーザが認識可能な一定の力、回転量に応じて大きさが変化する力などである。

また反力Ｆは、例えば、連続的に付加されても良いし、断続的に付加されても良く、またこれらを組み合わせても良い。さらに反力Ｆは、操作方向の逆方向と異なる方向にも付加されても良い。例えば、本実施の形態の操舵補助装置１は、反力Ｆと共に回転軸に沿った方向に突き上げるような衝撃を代替ステアリング１０に加えても良い。またさらに操舵補助装置１は、反力Ｆと共に、又は振動や音や光を発するように構成されても良く、またタッチパネル８４に文字や図形などの画像を表示させても良く、これらを組み合わせても良い。

・車両８が走行路から逸脱しそうな場合
制御部１８は、ユーザが代替ステアリング１０を操作して車両８が走行路を逸脱しそうな場合、ユーザの操作方向と反対の方向に反力Ｆを生成して走行路の逸脱を抑制する。図３（ａ）は、走行路９ａ～走行路９ｃのうち、車両８が走行する走行路９ｂの右側の車線９０に近づきすぎた場合の一例を示している。

図３（ａ）に示すように、ユーザが代替ステアリング１０を右方向(矢印Ａ方向)に操作して走行路９ｂの右側の車線９０に近づきすぎた際、自動運転装置８６は、反力信号Ｓ_４を生成して操舵補助装置１に出力する。

制御部１８は、入力した反力信号Ｓ_４に基づいて駆動信号Ｓ_２を生成してアクチュエータ１４に出力する。アクチュエータ１４は、駆動信号Ｓ_２に基づいて代替ステアリング１０に対してユーザの操作方向と反対の左方向（矢印Ｂ方向）の反力Ｆを生成する。ユーザは、生成された反力Ｆを認識することにより、代替ステアリング１０の右方向の操作を抑制するので、車両８の走行路９ｂからの逸脱が抑制される。

・隣接する走行路に他の車両が存在する場合
制御部１８は、隣接する走行路に他の車両が存在する場合、隣接する走行路に向かって進路を変更しないように、代替ステアリング１０に反力Ｆを生成して隣接する走行路への進路の変更を抑制する。図３（ｂ）は、車両８が走行する走行路９ｂの右隣の走行路９ｃに他の車両８ａが存在し、進路変更すると衝突する可能性がある場合の一例を示している。

図３（ｂ）に示すように、車両８が走行する走行路９ｂの右側に隣接する走行路９ｃに車両８ａが走行している際、自動運転装置８６は、反力信号Ｓ_４を生成して操舵補助装置１に出力する。

なお自動運転装置８６は、図３（ｂ）に示すように、自車の周囲に監視領域８６０を有している。この監視領域８６０は、車両８に搭載された複数のセンサや複数のカメラによって監視される領域であるので、より前後の領域を監視するように形成されている。

自動運転装置８６は、一例として、監視領域８６０の走行路９ｃに車両８ａが存在し、また取得した操作情報Ｓ_３に基づいて走行路９ｃの方向に代替ステアリング１０が操作され、車両８ａと衝突する可能性があると判定した場合、反力信号Ｓ_４を生成する。

制御部１８は、入力した反力信号Ｓ_４に基づいて駆動信号Ｓ_２を生成してアクチュエータ１４に出力する。アクチュエータ１４は、駆動信号Ｓ_２に基づいて代替ステアリング１０に対して矢印Ｂ方向の反力Ｆを生成する。

この反力Ｆは、代替ステアリング１０が操作されたことで付加するものであっても良いし、操作される前から付加されるものであっても良い。操作される前に付加される反力Ｆは、例えば、隣接する走行路に車両が存在し、進路を変更すると衝突する可能性がある場合、操作前に代替ステアリング１０が回転しない程度のものとされ、操作が開始されると大きくされる。

・警告を発する場合
制御部１８は、警告を発する場合、代替ステアリング１０に対して反力Ｆを付加する。この警告を発する場合とは、例えば、上述した車両８が走行路から逸脱しそうな場合、及び隣接する走行路に他の車両が存在する場合以外で他の車両や障害物に衝突する可能性が高い場合、目的地までのルートから外れる場合、掲示されている道路標識に反する操作がなされた場合などである。

自動運転装置８６は、上述の警告を発する場合、反力信号Ｓ_４を生成して操舵補助装置１に出力する。

制御部１８は、入力した反力信号Ｓ_４に基づいて駆動信号Ｓ_２を生成してアクチュエータ１４に出力する。アクチュエータ１４は、駆動信号Ｓ_２に基づいて代替ステアリング１０に対して操作方向と逆方向の反力Ｆを生成する。なお制御部１８は、操作前に、警告を発する必要がある操作方向と逆方向に反力Ｆを付加するように構成されても良い。

なお変形例として制御部１８は、自動運転装置８６の制御部であっても良い。この操舵補助装置１は、代替ステアリング１０と、操作検出部１２と、アクチュエータ１４と、自動運転装置８６の制御部と、を備えて概略構成される。

また他の変形例として操舵補助装置１は、自動運転装置８６と共に操舵補助システムに含まれる構成であっても良い。この操舵補助システムは、代替ステアリング１０、操作検出部１２、アクチュエータ１４及び制御部１８を有する操舵補助装置１と、自動運転装置８６と、を備えて概略構成される。またこの変形例において制御部１８は、自動運転装置８６の制御部であっても良い。つまり操舵補助システムは、代替ステアリング１０、操作検出部１２及びアクチュエータ１４を有する操舵補助装置１と、制御部を有する自動運転装置８６と、を備えて概略構成される。

また他の変形例として操舵補助装置１は、周囲を監視する複数のセンサや複数のカメラの少なくとも一方を有する監視部を備えた構成とされても良い。この操舵補助装置１は、監視部と、代替ステアリング１０と、操作検出部１２と、アクチュエータ１４と、制御部１８と、を備えて概略構成される。操舵補助装置１の制御部１８は、監視部により、予め定められた条件が成立する場合、代替ステアリング１０に反力Ｆを付加する。

以下では、本実施の形態の操舵補助装置１の動作の一例について、図４のフローチャートに従って説明する。ここでは、ユーザの操作に応じて反力Ｆが生成されるものとする。

（動作）
操舵補助装置１の制御部１８は、操作検出部１２から出力される検出信号Ｓ_１に基づいて代替ステアリング１０の操作を監視する。制御部１８は、ステップ１の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり検出信号Ｓ_１に基づいて代替ステアリング１０が操作された場合（Ｓｔｅｐ１：Ｙｅｓ）、操作方向と回転量に基づいて操作情報Ｓ_３を生成して自動運転装置８６に出力する（Ｓｔｅｐ２）。自動運転装置８６は、入力した操作情報Ｓ_３に基づいて反力Ｆの生成が必要か否かを判定する。

次に制御部１８は、自動運転装置８６から反力信号Ｓ_４が入力する、つまり反力の生成が指示された場合（Ｓｔｅｐ３：Ｙｅｓ）、駆動信号Ｓ_２を生成してアクチュエータ１４に出力し、反力Ｆを代替ステアリング１０に付加する（Ｓｔｅｐ４）。

次に制御部１８は、ステップ５の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり検出信号Ｓ_１に基づいて操作が終了した場合（Ｓｔｅｐ５：Ｙｅｓ）、駆動信号Ｓ_２の出力を停止して反力Ｆを停止し（Ｓｔｅｐ６）、処理を終了する。なお制御部１８は、自動運転装置８６による反力Ｆの停止を指示する反力信号Ｓ_４が入力した場合も反力Ｆを停止する。

ここでステップ３において制御部１８は、操作が終了するまでに反力信号Ｓ_４が入力しない場合、つまり反力Ｆの生成指示がない場合（Ｓｔｅｐ３：Ｎｏ）、処理を終了する。

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操舵補助装置１は、操作性を向上させることができる。ユーザは、代替ステアリング１０を用いて車両８の進路を変更する際、代替ステアリング１０が通常のステアリングに比べて小さいので、操作が難しい。操舵補助装置１は、自動運転装置８６と連動して走行路の逸脱などが生じる可能性がある場合、反力Ｆを生成してユーザに認識させるので、反力を生成しない場合と比べて、操作性が向上して走行路の逸脱などを回避し易くなる。

操舵補助装置１は、ユーザに反力Ｆを認識させることができるので、反力を生成しない場合と比べて、ユーザが代替ステアリング１０に対する操作を容易に修正することできる。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、ユーザが所持する携帯端末により操舵が可能となる点で他の実施の形態と異なっている。自動運転が主である車両は、ステアリングに変わる操作装置が配置されたとしても必ずしも操作性が良いとは限らない。本実施の形態は、操作性が向上する操舵補助装置１を提供する。

（操舵補助装置１の概要）
図５（ａ）は、操舵補助装置のブロック図の一例であり、図５（ｂ）は、携帯端末のブロック図の一例である。図６（ａ）は、携帯端末の一例を示す図であり、図６（ｂ）は、携帯端末の操作による車両の進路変更の一例について説明するための図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。

本実施の形態の操舵補助装置１は、図５（ａ）に示すように、ユーザが携帯する携帯端末３と、携帯端末３と電磁気的に接続され、車輪８７と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両８において自動運転に介入するようになされた携帯端末３に対する操作に基づいて車輪８７の操舵角θを調整する制御部２４と、備えて概略構成されている。また操舵補助装置１は、通信部２２を備えている。

（携帯端末３の構成）
携帯端末３は、図５（ｂ）に示すように、表示部３０と、タッチセンサ３２と、記憶部３３と、３軸センサ３４と、端末通信部３６と、端末制御部３８と、を備えて概略構成されている。この携帯端末３は、一例として、縦長の多機能携帯電話であるがこれに限定されず、タブレット端末、ファブレット端末及びモバイルコンピュータなどであっても良い。

表示部３０は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（＝Electro Luminescence）ディスプレイである。表示部３０は、端末制御部３８から出力された表示制御信号Ｓ_１０に基づいて表示を行う。

タッチセンサ３２は、静電容量方式のタッチセンサである。このタッチセンサ３２は、交差する複数の透明電極を有し、表示部３０の下方に重ねて配置されている。タッチセンサ３２は、透明電極によって検出した操作指の二次元座標の情報を含む位置情報Ｓ_１１を生成して端末制御部３８に出力する。

記憶部３３は、半導体メモリである。この記憶部３３には、アプリケーション３３０が記憶されている。このアプリケーション３３０は、携帯端末３を車両８の代替ステアリングとして機能させるものである。アプリケーション３３０は、代替ステアリングとなる機能の他にも機能を備えることができる。この他の機能とは、自動運転が主である車両８において機能はあるもののユーザがその機能を実行させるための操作部が搭載されない、ａ又は搭載されていても操作部を操作し難い機能である。具体的には、例えば、警報機を作動させる機能、方向指示器を作動させる機能、シフト装置を作動させる機能などである。

３軸センサ３４は、携帯端末３の姿勢を検出する圧電方式、静電容量方式やピエゾ抵抗方式のセンサである。携帯端末３は、図６（ａ）に示すように、直交座標としてｘｙｚ座標系が設定されている。このｘｙｚ座標系は、図６（ａ）に示すように、表示画面３００の中心に原点が設定されている。なおユーザは、携帯端末３を代替ステアリングとして使用する場合、長手方向を横にして操作するものとする。従って図６（ａ）は、ユーザが代替ステアリングとして操作する場合の携帯端末３を図示している。

ｘ軸は、図６（ａ）の紙面において携帯端末３の長手の左方向を正としている。ｙ軸は、図６（ａ）の紙面において携帯端末３の上方向を正としている。ｚ軸は、携帯端末３を、表示画面３００が上になるように平坦な地面に置いた際の重力方向を正としている。例えば、ｘ軸の正方向の端部を飛行機の機首、負方向の端部を機尾に見立てた場合、ｘ軸がロール（Roll）回転軸、ｙ軸がピッチ（Pitch）回転軸、ｚ軸がヨー(Yaw)回転軸に相当する。

３軸センサ３４は、ｘｙｚ座標系における携帯端末３の姿勢を地球上に設定されたＸＹＺ座標系に変換した３軸情報Ｓ_１２を生成して端末制御部３８に出力する。なおＸＹＺ座標系は、一例として、Ｚ軸が重力方向であり、Ｘ軸が経線に平行であり、Ｙ軸が緯線に平行であるように定義される。

端末通信部３６は、操舵補助装置１の通信部２２と信号や情報の交換を電磁気的に行うように構成されている。端末通信部３６は、通信部２２と電波による無線通信を行う。

端末制御部３８は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ、半導体メモリであるＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、端末制御部３８が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。

端末制御部３８は、ユーザの操作による携帯端末３の姿勢に基づいて車輪８７の操舵角θの調整、車両８の加速と減速、及び車両８の制動を行わせる指示信号Ｓ_１３を出力する。

・車輪８７の操舵角θの調整について
ユーザが携帯端末３を車両８の代替ステアリングとして使用する際、まずアプリケーション３３０を起動させる。このアプリケーション３３０が起動した代替ステアリングモードでは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ユーザが携帯端末３を横にして右方向(矢印Ｃ方向)に傾ける、つまりｚ軸を回転軸として時計回りに回転させると、傾き量に応じて車両８が右方向(矢印Ｅ方向)に進路を変更する。またユーザが携帯端末３を左方向(矢印Ｄ方向)に傾ける、つまりｚ軸を回転軸として反時計回りに回転させると、傾き量に応じて車両８が左方向(矢印Ｆ方向)に進路を変更する。

・車両８の加速と減速について
ユーザは、携帯端末３のｘ軸周りの回転によって加速と減速を指示することができる。ユーザは、一例として、表示画面３００が上側になるように矢印Ｇ方向に傾けた場合、車両８を加速することができる。またユーザは、加速のための回転を戻すように矢印Ｈ方向に傾けた場合、車両８を減速することができる。

・車両８の制動について
ユーザは、一例として、表示画面３００が完全に下側になるように傾けた場合、車両８の制動、つまり車両８にブレーキをかけることができる。

なお変形例として端末制御部３８は、表示画面３００に車輪８７の操舵角θの調整、車両８の加速と減速、及び車両８の制動の機能が割り当てられた画像を表示し、画像の操作によって機能を実行させる指示信号Ｓ_１３を出力する構成であっても良い。

自動運転装置８６は、取得した操作情報Ｓ_１４に基づいて車両８の車輪８７の操舵角θを変更する。

（通信部２２の構成）
通信部２２は、携帯端末３の端末通信部３６と信号や情報の交換を無線通信によって行うように構成されている。また通信部２２は、自動運転装置８６と信号や情報の交換を有線通信によって行うように構成されている。

（制御部２４の構成）
制御部２４は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ、半導体メモリであるＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部２４が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。

制御部２４は、通信部２２を介して携帯端末３から取得した指示信号Ｓ_１３に基づいて操作情報Ｓ_１４を生成して自動運転装置８６に出力することで、操舵角θを調整する。

以下では、本実施の形態の操舵補助装置１の動作の一例について図７のフローチャートに従って説明する。

（動作）
ユーザは、自動運転中に車両８の進行方向を変更するため、携帯端末３のアプリケーション３３０を起動する。操舵補助装置１の制御部２４は、アプリケーション３３０の起動により、代替ステアリングモードに移行し、通信部２２を介して携帯端末３と接続する（Ｓｔｅｐ１０）。

次に制御部２４は、通信部２２を介して取得する指示信号Ｓ_１３に基づいて携帯端末３になされた操作を監視する。制御部２４は、ステップ１１の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり携帯端末３が自身の傾きを検出して出力した指示信号Ｓ_１３を取得し、この指示信号Ｓ_１３に基づいて操作がなされたと判定すると（Ｓｔｅｐ１１：Ｙｅｓ）、操作に応じた操作情報Ｓ_１４を生成して自動運転装置８６に出力して操舵角θを調整する（Ｓｔｅｐ１２）。

次に制御部２４は、アプリケーション３３０が終了、つまり代替ステアリングモードが終了した場合（Ｓｔｅｐ１３：Ｙｅｓ）、携帯端末３との接続を解除し（Ｓｔｅｐ１４）、処理を終了する。

ここでステップ１３において制御部２４は、アプリケーション３３０が起動状態にある、つまり代替ステアリングモードが継続している場合(Ｓｔｅｐ１３：Ｎｏ)、ステップ１２に処理を進めて操作に応じて操舵角θを調整する。なおステップ１３において制御部２４は、一定期間、操作が検出されない場合、操作が終了したと判定しても良い。

（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態の操舵補助装置１は、携帯端末３をステアリングの代わりに操作することで車両８の進行方向を変えることができるので、この構成を採用しない場合と比べて、ステアリングを操舵する感覚で車両８を操舵することができ、操作性が向上する。

操舵補助装置１は、携帯端末３を代替ステアリングとして使用することができるので、代替ステアリングを車両に搭載する場合と比べて、車両８の部品点数が少なくなり、製造コストを抑制することができる。

操舵補助装置１は、アプリケーション３３０のアップデートにより、警報機を作動させる機能、方向指示器を作動させる機能、シフト装置を作動させる機能などを追加することができるので、この構成を採用しない場合と比べて、ユーザの所望する機能を追加することでより操作性を向上させることができる。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、代替ステアリングだけではなく車載装置の操作部によっても走行位置の調整が可能となる点で他の実施の形態と異なっている。自動運転が主である車両においてユーザが車両の走行位置に違和感を抱く場合がある。本実施の形態は、自動運転が主である車両において走行位置を容易に調整することができる操舵補助装置１を提供する。

（操舵補助装置１の概要）
図８（ａ）は、車両内部の一例を示す図であり、図８（ｂ）は、操舵補助装置の一例を示すブロック図である。図９（ａ）は、車両の走行位置の調整の一例を示す図であり、図９（ｂ）は、操作部の一例を示す図である。

操舵補助装置１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、車輪８７と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両８に搭載された車載装置８８と、自動運転において車載装置８８の操作部に対して車輪８７の操舵角θの調整機能を割り当てる制御部２８と、を備えて概略構成されている。また操舵補助装置１は、図８（ｂ）に示すように、さらに通信部２６を備えている。

操舵補助装置１は、図８（ａ）に示すように、代替ステアリング１０を備えている。また操舵補助装置１は、代替ステアリング１０とは別に、車載装置８８の操作部によって自動運転時において車線９０における車両８の左右位置を調整することが可能となっている。なお変形例として操舵補助装置１は、代替ステアリング１０が搭載されず、車載装置８８の操作部のみにより走行位置を調整する構成であっても良い。

（車載装置８８の構成）
車載装置８８は、空調装置、ナビゲーション装置、音楽再生装置、映像再生装置などである。これらの車載装置８８は、自動運転装置８６と接続されている。図８（ａ）に示す操作部８８ａ及び操作部８８ｂは、車載装置８８の操作部の一例である。この操作部８８ａ及び操作部８８ｂは、車載装置８８の設定値を変更するものである。以下では、操作部８８ａに対して車輪８７の操舵角θの調整機能が割り当てられている場合について説明する。

操作部８８ａは、円柱形状を有するダイヤルであり、回転操作可能に構成されている。例えば、車載装置８８が音楽再生装置である場合、操作部８８ａは、音量を調整することができる。また例えば、車載装置８８が空調装置である場合、操作部８８ａによって左座席８０側の温度設定を調整することができ、操作部８８ｂによって右座席８１側の温度設定を調整することができる。

車載装置８８の操作部８８ａに対して車両８の左右位置の調整機能が割り当てられた場合、車載装置８８は、操作部８８ａの操作量に応じて車載操作情報Ｓ_２０を制御部２８に出力する。なお車載装置８８の操作部８８ａに対して車両８の左右位置の調整機能が割り当てられていない場合、車載操作情報Ｓ_２０は、例えば、自動運転装置８６に出力される。

操舵補助装置１は、予め車載装置８８を定め、当該車載装置８８の操作部に対して車両８の左右位置の調整機能を割り当てても良いし、ユーザが車載装置８８を選択し、選択された車載装置８８の操作部に対して車両８の左右位置の調整機能を割り当てても良い。また車両８の左右位置の調整機能は、例えば、タッチパネル８４の操作によって可能になる。また車両８の左右位置の調整機能が割り当てられる操作部の選択は、例えば、タッチパネル８４の操作によって行われる。

（通信部２６の構成）
通信部２６は、電磁気的に接続された自動運転装置８６と信号や情報の交換を行えるように構成されている。本実施の形態では、通信部２６と自動運転装置８６とは、導電体によって接続された有線通信を行うがこれに限定されない。

（制御部２８の構成）
制御部２８は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ、半導体メモリであるＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部２８が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。

制御部２８は、自動運転時に車線９０内における車両８の左右位置を調整するように操作部８８ａになされた操作に基づいて車両８の左右位置を調整する。

制御部２８は、操作検出部１２から取得した検出信号Ｓ_１、及び車載装置８８から取得した車載操作情報Ｓ_２０に基づいて操作方向と回転量の情報を含む操作情報Ｓ_２１を生成して自動運転装置８６に出力する。

自動運転装置８６は、一例として、図８（ａ）に示すように、タッチパネル８４に現在の車両８の状態を示す画像８４０を表示させる。そして自動運転装置８６は、取得した操作情報Ｓ_２１に基づいてタッチパネル８４に表示される車両８の画像の位置を変更すると共に操舵装置を制御して車線９０における車両８の左右位置を調整する。

なお変形例として制御部２８は、自動運転装置８６の制御部であっても良い。この操舵補助装置１は、車載装置８８と、自動運転装置８６の制御部と、を備えて概略構成される。

また他の変形例として操舵補助装置１は、自動運転装置８６と共に操舵補助システムに含まれる構成であっても良い。この操舵補助システムは、制御部２８を有する操舵補助装置１と、自動運転装置８６と、車載装置８８と、を備えて概略構成される。

また他の変形例として操舵補助装置１は、周囲を監視する複数のセンサや複数のカメラの少なくとも一方を有する監視部を備えた構成とされても良い。この操舵補助装置１は、監視部と、制御部２８と、車載装置８８と、を備えて概略構成される。

・走行位置の調整について
車両８は、自動運転装置８６の制御により、走行路９ａから逸脱しないように走行する。しかし図９（ａ）に示すように、車線９０がかすれて自動運転装置８６が車線９０を認識し難いなどの理由により、車両８が走行する走行位置がユーザの感覚からずれる場合が考えられる。

このような場合、ユーザは、図９（ｂ）に示すように、車輪８７の操舵角θの調整機能が割り当てられた操作部８８ａを矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向に操作することで車両８の左右位置を調整する。制御部２８は、操作部８８ａの操作に基づいて操作情報Ｓ_２１を生成して通信部２６を介して自動運転装置８６に出力する。自動運転装置８６は、操作情報Ｓ_２１に基づいて操舵装置を制御して操舵角θを調整すると共にタッチパネル８４に表示されている画像８４０を変更する。

なお操作部８８ａの回転量（操作量）と代替ステアリング１０の回転量（操作量）が同じ場合、調整される操舵角θは、同じであっても良いが操作部８８ａの操舵角θの方が小さい方がより好ましい。操作部８８ａの操舵角θの方が小さい場合、ユーザは、車両８の走行位置の微調整が容易となる。従ってユーザは、大きく走行位置を調整する場合、代替ステアリング１０を使用し、走行位置を微調整する場合、操作部８８ａを使用するように代替ステアリング１０と操作部８８ａとを使い分けすることができる。

以下では、本実施の形態の操舵補助装置１の動作の一例について図１０のフローチャートに従って説明する。ここでは、操作部８８ａに対して車両８の左右位置の調整機能が割り当てられている場合について説明する。

（動作）
操舵補助装置１の制御部２８は、車載操作情報Ｓ_２０に基づいて操作部８８ａに操作がなされるか否かを監視する。制御部２８は、ステップ２０の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり操作がなされたと判定すると（Ｓｔｅｐ２０：Ｙｅｓ）、操作に応じた操作情報Ｓ_２１を生成して自動運転装置８６に出力して操舵角θを調整する（Ｓｔｅｐ２１）。

次に制御部２８は、車載操作情報Ｓ_２０に基づいて操作が終了したか否かを監視する。制御部２８は、操作が終了した場合（Ｓｔｅｐ２２：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

ここでステップ２２において制御部２８は、操作が継続している場合(Ｓｔｅｐ２２：Ｎｏ)、ステップ２１に処理を進めて操作に応じて操舵角θを調整する。なおステップ２２において制御部２８は、一定期間、操作が検出されない場合、操作が終了したと判定しても良い。

（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態の操舵補助装置１は、代替ステアリング１０だけではなく車載装置８８の操作部によっても走行位置の調整が可能となるので、この構成を採用しない場合と比べて、自動運転が主である車両において走行位置を容易に調整することができる。

操舵補助装置１は、代替ステアリング１０により大きく走行位置を調整することができ、車載装置８８の操作部により走行位置を微調整することができるので、この構成を採用しない場合と比べて、ユーザが代替ステアリング１０と操作部８８ａとを使い分けすることができ、操作性が向上する。

操舵補助装置１は、ステアリングがない車両８において車線９０における左右位置を調整することができるので、調整できない場合と比べて、ユーザの感覚に合った走行位置で車両８を走行させることができる。

操舵補助装置１は、ステアリングが配置されないので、配置される場合と比べて、車室内が簡素化され、意匠の自由度が向上する。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…操舵補助装置、３…携帯端末、８，８ａ…車両、９ａ～９ｃ…走行路、１０…代替ステアリング、１４…アクチュエータ、１８，２４，２８…制御部、８７…車輪、８８…車載装置、８８ａ，８８ｂ…操作部、９０…車線

Claims (6)

1. 車輪と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両において、ステアリングの代わりに配置され、ユーザによって前記自動運転に介入するようになされた操作により前記車輪の操舵角を調整可能とする代替ステアリングと、
   前記代替ステアリングの操作方向と逆方向の反力を生成するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御して予め定められた条件に基づいて前記代替ステアリングに前記反力を付加する制御部と、
   を備えた操舵補助装置。
2. 前記制御部は、前記車両が走行路から逸脱しそうな場合、隣接する走行路に他の車両が存在する場合、及び警告を発する場合を前記予め定められた条件として前記反力を生成するように前記アクチュエータを制御する、
   請求項１に記載の操舵補助装置。
3. ユーザが携帯する携帯端末と、
   前記携帯端末と電磁気的に接続され、車輪と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両において前記自動運転に介入するようになされた前記携帯端末に対する操作に基づいて前記車輪の操舵角を調整する制御部と、
   を備えた操舵補助装置。
4. 前記制御部は、ユーザの操作による前記携帯端末の姿勢に基づいて前記車輪の前記操舵角の調整、前記車両の加速と減速、及び前記車両の制動を行う、
   請求項３に記載の操舵補助装置。
5. 車輪と機械的に連結するステアリングを持たない自動運転を行う車両に搭載された車載装置と、
   前記自動運転において前記車載装置の操作部に対して前記車輪の操舵角の調整機能を割り当てる制御部と、
   を備えた操舵補助装置。
6. 前記制御部は、前記自動運転時に車線内における前記車両の左右位置を調整するように前記操作部になされた操作に基づいて前記車両の前記左右位置を調整する、
   請求項５に記載の操舵補助装置。

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