JP6769194B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された各種機器を制御する車両用制御装置に関する。

近年では、車両の運転を自動的に行う自動運転技術が実現されている。自動運転の技術では、自動運転から手動運転、または手動運転から自動運転へ切り替えを行う際に運転者に通知する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

具体的には、特許文献１には、自動運転が可能であるか否かを判定して、判定結果に基づいて、自動運転が可能であることを通知したり、自動運転から手動運転に切り替えるように運転者に通知することが記載されている。

特開２０１４−１０６８５４号公報

しかしながら、自動運転時には、乗員が認知、判断、及び操作の面で油断している状態である。この状態で自動運転から手動運転へ切り替える場合、特許文献１のように、手動運転への切り替えを通知するだけでは、運転者が手動運転可能な状態に直ぐに移行できるとは限らない。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、自動運転から手動運転に切り替える場合に、スムーズに運転の切り替えを可能することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、車両の自動運転と手動運転とを切り替える運転制御部と、車両上下方向、車両前後方向、及び車両左右方向の各々にアームレストを移動させる移動部と、ステアリングホイールへの乗員の接触またはステアリングホイールに乗員が接触しようとする動作を検知する検知部と、前記運転制御部によって前記自動運転から前記手動運転へ切り替えられる際に、前記アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するように前記移動部を制御し、前記第１位置へ移動するように前記移動部を制御した後、前記検知部によって前記ステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知された場合に、前記アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するように前記移動部を制御する制御部と、を備える。

請求項１に記載の発明によれば、運転制御部によって車両の自動運転と手動運転とが切り替えられる。
そして、移動部によって、車両上下方向、車両前後方向、及び車両左右方向の各々にアームレストが移動される。また、検知部によって、ステアリングホイールへの乗員の接触またはステアリングホイールに乗員が接触しようとする動作が検知される。

そして、制御部によって、運転制御部によって自動運転から手動運転へ切り替えられる際に、アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するように移動部が制御され、第１位置へ移動するように移動部が制御された後、検知部によってステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知された場合に、アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するように移動部が制御される。運転の邪魔にならない予め定めた第２位置とは、例えば、自動運転が継続されているときのアームレストの位置でも良い。

すなわち、本発明によれば、自動運転から手動運転に切り替える際に、アームレストを移動させて、乗員の手を運転に適した位置に近づけることにより乗員の「体性感覚」に働きかける。これにより、乗員は、表示や音声に頼るよりも早く運転に適した心構えになる。また、乗員の手の動きが補助され、心理面と身体面との両方から運転切り替えの補助が行われる。

そして、制御部は、アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するように移動部を制御し、第１位置へ移動するように移動部を制御した後、検知部によってステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知された場合に、アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するように移動部が制御する。これにより、ステアリングホイールをしっかり持つような意識付けが乗員に対して促されると共に、乗員によるステアリングホイールの操作に支障を来たさないようにすることができる。そのため、スムーズに運転の切り替えが可能となる。

また、本発明は、車両の自動運転と手動運転とを切り替える運転制御部と、車両上下方向、車両前後方向、及び車両左右方向の各々にアームレストを移動させる移動部と、ステアリングホイールへの乗員の接触またはステアリングホイールに乗員が接触しようとする動作を検知する検知部と、前記乗員の腕がアームレスト上に存在するか否かを検知するアームレスト検知部と、前記運転制御部によって前記自動運転から前記手動運転へ切り替えられる際に、前記アームレスト検知部によって前記乗員の腕が前記アームレスト上に存在すると検知された場合に、前記アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するように前記移動部を制御し、前記第１位置へ移動するように前記移動部を制御した後、所定時間内に前記検知部によって前記ステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知されたときに、前記アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するように前記移動部を制御し、前記第１位置へ移動するように前記移動部を制御した後、所定時間内に前記検知部によって前記ステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知されないときに、前記アームレストが前記第１位置と前記第２位置との間を往復移動するように前記移動部を制御する制御部と、を備えるようにすることができる。これにより、運転者がステアリングホイールを把持するまで、運転者に対して運転操作に関する意識付けを行うことができる。

以上説明したように本発明によれば、自動運転から手動運転に切り替える場合に、スムーズに運転の切り替えが可能となる、という効果がある。

第１の実施形態に係る車両用制御装置の構成を示すブロック図である。 アームレストの移動を説明するための図である。 アームレスト及びアームレスト駆動部の構造例の斜視図を示す図である。 アームレスト及びアームレスト駆動部の構造例の側面図を示す図である。 第１の実施形態に係る車両用制御装置の自動運転制御ＥＣＵで行われる自動運転から手動運転へ切り替える切り替え制御の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る車両用制御装置の構成を示すブロック図である。 アームレストの移動を説明するための図である。 第２の実施形態に係る車両用制御装置の自動運転制御ＥＣＵで行われる自動運転から手動運転へ切り替える切り替え制御の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る車両用制御装置の構成を示すブロック図である。車両用制御装置１０は、通信制御部１２、外部センサ１４、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１６、内部センサ１８、地図データベース２０、及びナビゲーションシステム２２を含んで構成されている。通信制御部１２、外部センサ１４、ＧＰＳ受信部１６、内部センサ１８、地図データベース２０、及びナビゲーションシステム２２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク２４に各々接続されている。車載ネットワーク２４には、自動運転制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６、ＨＭＩ（Human Machine Interface）２８、及びアームレスト制御ＥＣＵ３２の各々が更に接続されている。なお、自動運転制御ＥＣＵ２６は運転制御部及び制御部に対応し、アームレスト制御ＥＣＵ３２は制御部に対応する。

通信制御部１２は、車両と該車両の外部との間で車両の周辺情報等を授受する。例えば、道路側に設けられたインフラ（例えば、光ビーコン等）と通信を行い、交通情報等の周辺情報を受信する。また、通信制御部１２は、クラウド等の外部のサーバなどと携帯電話通信網等のネットワークを介して通信する。通信制御部１２は、取得した周辺情報等の情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。

外部センサ１４は、車両の周辺情報である外部状況を検出する。外部センサ１４は、カメラ、レーダー（Radar）、及びライダー（LIDER：Laser Imaging Detection and Ranging）のうち少なくとも一つを含む。カメラは、例えば、車両のフロントガラス上部の室内側に設けられ、車両の外部状況を撮影することにより撮像情報を取得する。カメラは、取得した撮像情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラの場合、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有する。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まる。レーダーは、電波（例えばミリ波）を車両の周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物を検出し、検出した障害物情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。ライダーは、光を車両の周囲に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダーは、検出した障害物情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。なお、カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。

ＧＰＳ受信部１６は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測位する。ＧＰＳ受信部１６は、測位した車両の位置情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。なお、ＧＰＳ受信部１６に代えて、車両の緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。また、車両の方位を測定する機能を持たせることは、センサの測定結果と後述する地図情報との照合のために好ましい。

内部センサ１８は、車両の走行時の各種物理量を検出することにより走行状態等の車両状況を検出する。内部センサ１８は、例えば、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含む。車速センサは、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転するハブやロータ、ドライブシャフト等に設けられ、車輪の回転速度を検出することで車速を検出する。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。加速度センサは、車両の加減速や、旋回、衝突等によって発生する加速度を検出する。加速度センサは、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の左右方向（車幅方向）の横加速度を検出する横加速度センサと、車両の上下方向の加速度を検出する上下加速度センサと、を含む。加速度センサは、車両の加速度情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。ヨーレートセンサは、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出したヨーレート情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。

地図データベース２０は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース２０は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ（Hard disk drive）内に記憶される。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。さらに、建物や壁等の遮蔽構造物の位置情報、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を使用するために、地図情報に外部センサ１４の出力信号を含ませてもよい。なお、地図データベース２０は、車両と通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶してもよい。

ナビゲーションシステム２２は、車両の乗員としての運転者によって設定された目的地まで、車両の運転者に対して案内を行う。ナビゲーションシステム２２は、ＧＰＳ受信部１６によって測位された車両の位置情報と地図データベース２０の地図情報とに基づいて、車両の走行するルートを算出する。ルートは、複数車線の区間において好適な車線を特定したものであってもよい。ナビゲーションシステム２２は、例えば、車両の位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ディスプレイへの表示及びスピーカの音声出力により目標ルートを運転者に報知する。ナビゲーションシステム２２は、車両の目標ルートの情報を車載ネットワーク２４に接続された機器へ送信可能とされている。なお、ナビゲーションシステム２２の機能は、車両と通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに格納してもよい。

自動運転制御ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータで構成されている。また、自動運転制御ＥＣＵ２６には、検知部としてのステアリング把持センサ３３、アクチュエータ３５、補助機器３６、制動灯３８、及びＨＭＩ２８が接続されている。

自動運転制御ＥＣＵ２６は、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵが実行することで、アクチュエータ３５、補助機器３６、制動灯３８、及びＨＭＩ２８等の動作を制御して自動運転を行う。なお、自動運転制御ＥＣＵ２６は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

ステアリング把持センサ３３は、ステアリングホイールへの運転者の接触を検知する。そして、自動運転制御ＥＣＵ２６が、ステアリング把持センサ３３の検知結果に基づいて、自動運転から手動運転へ切り替える切り替え制御（詳細は後述）を行う。ステアリング把持センサ３３としては、ステアリングホイール上の静電センサ、ステアリングホイール上の感圧センサ、ステアリングホイール上のスイッチなど形態を問わない。

アクチュエータ３５は、車両の自動運転制御を行う場合の制御対象であり、自動運転制御ＥＣＵ２６がアクチュエータ３５の動作を制御することにより車両の走行制御を行う。具体的には、アクチュエータ３５は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、自動運転制御ＥＣＵ２６の指示に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両の駆動力を制御する。なお、車両がハイブリッド車又は電気自動車である場合には、スロットルアクチュエータを含まず、動力源としてのモータに自動運転制御ＥＣＵ２６の指示が入力されて当該駆動力が制御される。ブレーキアクチュエータは、自動運転制御ＥＣＵ２６の指示に応じてブレーキシステムを制御し、車両の車輪へ付与する制動力を制御すると共に、制動灯３８の点灯を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、自動運転制御ＥＣＵ２６の指示に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両の操舵トルクを制御する。補助機器３６は、通常、車両の運転者によって操作され得る機器である。補助機器３６は、アクチュエータ３５に含まれない機器を総称したものである。ここでの補助機器３６は、例えば、方向指示灯や、前照灯、ワイパー等を含む。

詳細には、自動運転制御ＥＣＵ２６は、車両位置認識部４０、外部状況認識部４２、走行状態認識部４４、走行計画生成部４６、走行制御部４８、及び補助機器制御部５０を含んで構成されている。自動運転制御ＥＣＵ２６は、上記各部により車両の周辺情報と地図情報とに基づいて予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成し、生成した走行計画に従って車両が自立走行するよう運転を制御する。

車両位置認識部４０は、ＧＰＳ受信部１６で受信した車両の位置情報、及び地図データベース２０の地図情報に基づいて、地図上における車両の位置（以下、「車両位置」という）を認識する。なお、車両位置認識部４０は、ナビゲーションシステム２２で用いられる車両位置を該ナビゲーションシステム２２から取得して認識してもよい。車両位置認識部４０は、道路等の外部に設置されたセンサで車両位置が測定され得る場合、このセンサから通信によって車両位置を取得してもよい。

外部状況認識部４２は、通信制御部１２が取得した周辺情報や外部センサ１４の検出結果（例えば、カメラの撮像情報や、レーダーの障害物情報、ライダーの障害物情報等）に基づいて、車両の外部状況を認識する。外部状況は、例えば、車両に対する走行車線の白線の位置や、車線中心の位置、道路幅、道路形状、車両の周辺の障害物の状況等を含む。なお、道路形状としては、例えば、走行車線の曲率、外部センサ１４の見通し推定に有効な路面の勾配変化、うねり等がある。また、車両の周辺の障害物の状況としては、例えば、固定障害物と移動障害物を区別する情報、車両に対する障害物の位置、車両に対する障害物の移動方向、車両に対する障害物の相対速度等がある。また、外部センサ１４の検出結果と地図情報とを照合することにより、ＧＰＳ受信部１６等で取得される車両の位置及び方向の精度を補うことは好適である。

走行状態認識部４４は、内部センサ１８の検出結果（例えば、車速センサの車速情報、加速度センサの加速度情報、ヨーレートセンサのヨーレート情報等）に基づいて、車両の走行状態を認識する。車両の走行状態には、例えば、車速、加速度、ヨーレートが含まれる。

走行計画生成部４６は、例えば、ナビゲーションシステム２２で演算された目標ルート、車両位置認識部４０で認識された車両位置、及び、外部状況認識部４２で認識された車両の外部状況（車両位置、方位を含む）に基づいて、車両の進路を生成する。生成する進路としては、目標ルートにおいて車両が進む軌跡を生成する。走行計画生成部４６は、目標ルート上において車両が安全、法令順守、走行効率等の基準に照らして好適に走行するように進路を生成する。このとき、走行計画生成部４６は、車両の周辺の障害物の状況に基づき、障害物との接触を回避するように車両の進路を生成することはいうまでもない。なお、上記目標ルートには、例えば、特許５３８２２１８号公報（WO2011/158347号公報）や特開２０１１−１６２１３２号公報等における道なり走行のように、目的地の設定が運転者から明示的に行われていない際に、外部状況や地図情報に基づき自動的に生成される走行ルートも含まれる。走行計画生成部４６は、生成した進路に応じた走行計画を生成する。すなわち、走行計画生成部４６は、少なくとも車両の周辺情報である外部状況と地図データベース２０の地図情報とに基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成する。走行計画生成部４６は、好ましくは、生成する走行計画を、車両の進路を車両に固定された座標系での目標位置ｐと各目標点での速度ｖとの二つの要素からなる組、すなわち配位座標（ｐ、ｖ）を複数持つものとして出力する。ここで、それぞれの目標位置ｐは、少なくとも車両に固定された座標系でのｘ座標、ｙ座標の位置もしくはそれと等価な情報を有する。なお、走行計画は、車両の挙動を記すものであれば特に限定されるものではない。走行計画は、例えば、速度ｖの代わりに目標時刻ｔを用いてもよいし、目標時刻ｔとその時点での車両の方位とを付加したものでもよい。また、通常、走行計画は、概ね現在時刻から数秒先の将来のデータで充分であるが、交差点の右折、車両の追い越し等の状況によっては数十秒のデータが必要となるので、走行計画の配位座標の数は可変、且つ配位座標間の距離も可変とすることが好ましい。さらに、配位座標をつなぐ曲線をスプライン関数等で近似し、当該曲線のパラメータを走行計画としてもよい。走行計画の生成としては、車両の挙動を記すことができるものであれば、任意の公知方法を用いることができる。また、走行計画は、目標ルートに沿った進路を車両が走行する際における、車両の車速、加減速度及び操舵トルク等の推移を示すデータとしてもよい。走行計画は、車両の速度パターン、加減速度パターン及び操舵パターンを含んでいてもよい。ここでの走行計画生成部４６は、旅行時間（車両が目的地に到着するまでに要される所要時間）が最も小さくなるように、走行計画を生成してもよい。ちなみに、速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加減速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標加減速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。

走行制御部４８は、走行計画生成部４６で生成した走行計画に基づいて車両の走行を自動で制御する。走行制御部４８は、走行計画に応じた制御信号をアクチュエータ３５に出力する。これにより、走行制御部４８は、走行計画に沿って車両が自立走行するように、車両の運転を制御する。また、自立走行するために、走行制御部４８は、車両の走行を制御する際に、車両位置認識部４０、外部状況認識部４２、及び走行状態認識部４４の各認識結果を監視しながら走行計画に従って車両の走行を制御するようになっている。

補助機器制御部５０は、走行計画生成部４６で生成した走行計画にＨＭＩ２８から出力される信号を統合して補助機器３６を制御する。

ＨＭＩ２８は、乗員への車両の状態等の各種情報の報知と、乗員からの情報の入力とを行う。ＨＭＩ２８は、例えば、方向指示灯、前照灯、ワイパー等を操作するためのスイッチ、自動運転に関する切り替えスイッチ、各種情報を表示するディスプレイ、操作入力を行うための操作部、及び各種情報を報知するための発光デバイスやスピーカ等を含む。なお、自動運転に関する切り替えスイッチは、自動運転と手動運転との切り替えの指示や、自動運転から手動運転への切り替えの終了の指示等が可能とされている。

自動運転による制御が車両に導入される場合、運転者による手動運転が全く不要となる完全自動運転の制御だけではなく、自動運転の継続が難しいときには運転者に手動運転の復帰を要請する制御が併せて導入されることが考えられる。

運転者に対する手動運転の復帰要請は、走行経路などから事前に予定されている場合と、周囲の環境や車両状態の変化などによって急に行われる場合がある。しかし、自動運転の継続中は、運転者の意識が運転行動から離れているため、特に、急な手動運転の復帰要請がなされた場合、運転者がすぐに手動運転に復帰することは難しい。

また、自動運転の継続中に運転者がステアリングホイールを操作すると手動運転に戻す制御が行われる場合がある。この場合、自動運転を継続させるために、自動運転中においてハンドルは触ってはいけない対象となるため、運転者の意識はステアリングホイールの操作から離れた状態で時間が経過する。そのため、運転者に対して手動運転の復帰要請が行われるとき、急に「ハンドルを握ってください」「ハンドル操作をしてください」という情報をディスプレイ表示や音、音声などで伝えても、運転者はハンドルを触って良いのかがわからず、ハンドルを把持しようとしないという懸念がある。

また、自動運転の継続中において、運転者の状態がリラックス状態である場合、運転者は身体を瞬時に動かす状態にはなっておらず、急に「ハンドルを操作してください」と指示されても、手を動かし始めることすら時間がかかる懸念がある。そのため、表示や音、音声だけでは、手動運転への復帰に対する対応が不十分な場合がある。

そこで、本実施形態では、自動運転制御ＥＣＵ２６が、アームレスト５４の位置の移動を制御することで、運転者が手動運転可能な状態となるよう支援する制御を行う。

アームレスト制御ＥＣＵ３２は、自動運転制御ＥＣＵ２６から出力された制御信号に応じてアームレストの移動制御を行う。アームレスト制御ＥＣＵ３２には、アームレストの位置を移動する移動部としてのアームレスト駆動部３０が接続されている。アームレスト制御ＥＣＵ３２が、アームレスト駆動部３０の駆動を制御することで、アームレストの位置が移動される。

具体的には、アームレスト制御ＥＣＵ３２は、自動運転制御ＥＣＵ２６によって自動運転から手動運転へ切り替えられる場合に、アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部３０を制御する。そして、アームレスト制御ＥＣＵ３２は、第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部３０を制御した後、ステアリング把持センサ３３によってステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知された場合に、アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するようにアームレスト駆動部３０を制御する。

例えば、アームレスト制御ＥＣＵ３２はアームレスト駆動部３０を駆動させることで、車両上下方向、車両前後方向、及び車両左右方向にアームレスト５４を移動させ、アームレスト５４の位置を図２の二点鎖線で示す位置や実線で示す位置に移動させることができる。

なお、アームレスト５４は、ステアリングホイール５６の近くへ移動した第１位置とステアリングホイール５６から離れて運転に邪魔にならない第２位置とに移動可能とされている。第１位置及び第２位置は予め定められた位置としてもよいが、乗員によって予め登録した位置を適用してもよい。例えば、図２の二点鎖線で示す位置を第１位置とし、実線で示す位置を第２位置とすることができる。

また、アームレスト５４の設置形態は、シート５２のシート座面付け、シート５２のシートバック付け、フロア付け、コンソール付け、ドアトリム付けなど、どのような形態であっても良い。またアームレスト５４の設置位置は、左手側のみ、右手側のみ、両手のどの場合でも良い。

本実施形態では、自動運転から手動運転への復帰が運転者に対して要請された場合に、アームレスト５４をステアリングホイール５６方向へ移動させることで、運転者の手がステアリングホイール５６に近づくことを補助する。運転者の手がステアリングホイール５６に近づくことで、ステアリングホイール５６を把持することへ抵抗感が減らされるため、運転者に対する身体的かつ心理的な補助に繋がる。また、ステアリングホイール５６を把持した場合、運転者の運転行動の妨げにならないように、アームレスト５４をステアリングホイール５６から離れる方向へ移動させる。

なお、アームレスト５４を第２位置へ待避させるタイミングは、運転者のステアリングホイール５６への接触若しくはステアリングホイール５６に乗員が接触しようとする動作を検知した場合、自動運転から手動運転への切り替え開始から予め定めた時間が経過した場合、又は手動運転への切り替えがステアリングホイール上のスイッチにより指示された場合が適用される。なお、運転者のステアリングホイール５６への接触を検知した際にアームレスト５４を第２位置へ移動させる場合には、ステアリング操作の邪魔にならない位置にアームレスト５４を直ぐに待避させることができる。また、自動運転から手動運転への切り替え開始から予め定めた時間が経過した際にアームレスト５４を第２位置へ移動させる場合には、ステアリングホイール５６に運転者が触らなかった場合でも強制的に第２位置にアームレスト５４を待避できる。また、手動運転への切り替えがステアリングホイール上のスイッチにより指示された際にアームレスト５４を第２位置へ移動させる場合には、運転者のタイミングで、アームレスト５４を第２位置に待避できる。ここで、ステアリングホイール５６に運転者が接触しようとする動作の検知は、ステアリングホイール５６と運転者の手との距離が予め定めた距離になったことを検知する。例えば、ステアリング把持センサ３３として静電容量式を適用した場合には、接触する前の状態（ステアリングホイール５６と乗員の手との距離がセンサ感度範囲に入った状態）である所謂ホバーリング状態を検知できるので、ホバーリング状態を検知する。また、ステアリング把持センサ３３ではなく、車室内（例えば、天井等）にステアリングホイール周辺を検知範囲とするカメラを設けて、カメラの撮影画像から画像処理を用いて運転者がステアリングホイール５６に接触しようとしている動作を検知してもよい。カメラの撮影画像から接触しようとしている動作を検知する場合には、撮影画像からステアリングホイール５６と乗員の手との距離が予め定めた距離になったと判断した場合にステアリングホイール５６に接触しようとしている動作をしていると判断してもよい。また、赤外線などの近接センサを設けて、運転者がステアリングホイール５６に接触しようとしている動作を検知してもよい。なお、予め定めた距離としては、スイッチ等の操作ではなくステアリングホイール５６を触ろうとしている動作であると判断できる距離を設定する。

カメラや赤外線などの近接センサを用いた場合、アームレストがステアリングホイール付近から早めに離れるため、手動運転への復帰の際にアームレストが邪魔になりにくくなる。

ここで、アームレスト５４及びアームレスト駆動部３０の構造例を、図３及び図４に示す。図３はアームレスト５４及びアームレスト駆動部３０の構造例の斜視図であり、図４はアームレスト５４及びアームレスト駆動部３０の構造例の側面図である。

図３及び図４に示すように、アームレスト制御ＥＣＵ３２によってアームレスト駆動部３０が制御され、アームレスト駆動部３０はアームレスト制御ＥＣＵ３２の制御に応じてアームレスト５４を移動させる。アームレスト５４の移動方向は、ステアリングホイール５６に対する前後方向、上下方向、及び左右方向の何れであってもよい。また、ステアリングホイール５６に対する前後方向、上下方向、及び左右方向を組み合わせた方向（例えば、ステアリングホイール５６に対する斜め方向）であってもよい。

なお、アームレスト駆動部３０としては、例えばラックアンドピニオン、クランク機構、及び油圧シリンダ等どのような駆動機構であってもよい。

次に、上述のように構成された本実施形態に係る車両用制御装置１０で行われる処理について説明する。図５は、本実施形態に係る車両用制御装置１０の自動運転制御ＥＣＵ２６によって自動運転から手動運転へ切り替えられる場合の、アームレスト制御の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１００では、自動運転制御ＥＣＵ２６が、アームレスト５４をステアリングホイール５６の近くへ移動させてステップＳ１０２へ移行する。すなわち、自動運転制御ＥＣＵ２６が、アームレスト制御ＥＣＵ３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６の近くの予め定めた第１位置へアームレスト５４を移動させる。これにより、手が自然にステアリングホイール５６の位置へ移動され、運転操作の意識付けが高まる。また、アームレスト５４を移動して体性感覚に運転復帰を働きかけることで、乗員の腕を動かして覚醒させることができる。なお、アームレスト５４の初期位置は、ステアリングホイール５６から離れて運転に邪魔にならない第２位置であるものとする。

ステップＳ１００では、自動運転制御ＥＣＵ２６が、アームレスト制御ＥＣＵ３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６の近くの予め定めた第１位置でアームレスト５４を維持する。

ステップＳ１０４では、自動運転制御ＥＣＵ２６が、ステアリング把持センサ３３によって運転者のステアリングホイール５６への接触（ステアリングタッチ）を検知したか否かを判定する。ステアリングタッチの検知は、詳細にはステアリング把持センサ３３によって運転者のステアリングホイール５６への接触またはステアリングホイール５６に乗員が接触しようとする動作（例えば、ホバーリング状態）を検知したか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップＳ１０２へ移行し、肯定された場合にはステップＳ１０６へ移行する。なお、ステップＳ１０４の判定は、運転者のステアリングホイール５６への接触のみを検知したか否かを判定してもよい。

ステップＳ１０６では、自動運転制御ＥＣＵ２６が、アームレスト５４をステアリングホイール５６から遠くへ移動させる。すなわち、自動運転制御ＥＣＵ２６が、アームレスト制御ＥＣＵ３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６から離れて運転に邪魔にならない第２位置へアームレスト５４を移動させる。これにより、アームレスト５４が運転者の腕から離れ、運転者はしっかりステアリングホイール５６を持とうとする意識が高まる。そして、自動運転制御ＥＣＵ２６が、手動運転切り替えを完了させて一連の処理を終了する。

なお、手動運転切り替えの完了は、ステアリングホイール５６を運転者が触ったか否かをステアリング把持センサ３３によって検知してから完了してもよい。ここで、最後までステアリング把持センサ３３によってステアリングホイール５６への運転者の接触を検知できない場合には、自動運転制御ＥＣＵ２６は、路肩に停車、或いは広いスペースまで徐行して停車などを行うよう制御してもよい。

以上説明したように、第１の実施形態に係る車両用制御装置によれば、自動運転から手動運転へ切り替えられる際に、アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部を制御し、第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部を制御した後、ステアリング把持センサ３３によってステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知された場合に、アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するようにアームレスト駆動部を制御することにより、スムーズな運転の切り替えを可能とする。

また、本実施形態では、自動運転から手動運転に切り替える際に、アームレスト５４の移動を行って体性感覚に働きかけることで、乗員の体を動かして覚醒させることができる。これにより、表示や音の通知だけに頼るよりも早く運転に適した心構えにさせることができ、運転者が手動運転可能な状態となるよう支援することができるので、スムーズに運転の切り替えが可能となる。

また、本実施形態では、自動運転から手動運転に切り替える際に、アームレスト５４がステアリングホイール５６方向へ移動する。これにより、運転者の意思に関わらず、運転者の手がステアリングホイール５６の方向へ移動し、手がステアリングホイール５６へ近づく。ステアリングホイール５６に運転者の手が近づくという動作があることで、ステアリングホイール５６を把持するタイミングをわかりやすくし、また運転者の手がステアリングホイール５６に近い状態にあることで、ステアリングホイール５６を把持する抵抗感を減らすことができる。また、運転者の意思に関わらず、運転者の手をステアリングホイール５６の方向へ動かすことで、運転者の手の動き出しを補助し、手の動かしやすさを向上させる。そのため、運転者に対して心理面と身体面との両側面から運転復帰の補助を行う効果がある。

また、本実施形態では、アームレスト５４は運転者がステアリングホイール５６を把持するまで、ステアリングホイール５６付近の位置で維持される。そして、運転者がステアリングホイール５６を把持した場合、アームレスト５４をステアリングホイール５６から離れる方向へ移動させる。これにより、手動運転へ復帰した際、アームレスト５４がステアリングホイール５６の操舵の邪魔にならないという効果がある。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

図６は、第２の実施形態に係る車両用制御装置の構成を示すブロック図である。車両用制御装置２１０は、通信制御部１２、外部センサ１４、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１６、内部センサ１８、地図データベース２０、及びナビゲーションシステム２２を含んで構成されている。通信制御部１２、外部センサ１４、ＧＰＳ受信部１６、内部センサ１８、地図データベース２０、及びナビゲーションシステム２２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク２４に各々接続されている。車載ネットワーク２４には、自動運転制御ＥＣＵ２２６、ＨＭＩ（Human Machine Interface）２８、及びアームレスト制御ＥＣＵ２３２の各々が更に接続されている。なお、自動運転制御ＥＣＵ２２６は運転制御部及び制御部に対応し、アームレスト制御ＥＣＵ２３２は制御部に対応する。

自動運転制御ＥＣＵ２２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータで構成されている。また、自動運転制御ＥＣＵ２２６には、検知部としてのステアリング把持センサ３３、アームレスト検知部としてのアームレストセンサ３４、アクチュエータ３５、補助機器３６、制動灯３８、及びＨＭＩ２８が接続されている。

アームレストセンサ３４は、運転者の腕がアームレスト５４上に存在するか否かを検知する。そして、自動運転制御ＥＣＵ２２６は、アームレストセンサ３４の検知結果に基づいて、自動運転から手動運転へ切り替える切り替え制御（詳細は後述）を行う。アームレストセンサ３４としては、アームレスト５４上の静電センサ、アームレスト５４上の感圧センサ、アームレスト５４上のスイッチ、アームレスト５４周辺を検知範囲とするカメラなど形態を問わない。

アームレスト制御ＥＣＵ２３２は、自動運転制御ＥＣＵ２２６から出力された制御信号に応じてアームレストの移動制御を行う。具体的には、アームレスト制御ＥＣＵ２３２は、自動運転制御ＥＣＵ２２６によって自動運転から手動運転へ切り替えられる際に、アームレストセンサ３４によって運転者の腕がアームレスト上に存在すると検知された場合に、アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部３０を制御する。

そして、アームレスト制御ＥＣＵ２３２は、アームレストを第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部３０を制御した後、ステアリング把持センサ３３によってステアリングホイールへの運転者の接触または接触しようとする動作が所定時間内に検知されたときに、アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するようにアームレスト駆動部３０を制御する。

また、アームレスト制御ＥＣＵ２３２は、アームレストを第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部３０を制御した後、ステアリング把持センサ３３によってステアリングホイールへの運転者の接触または接触しようとする動作が所定時間内に検知されない場合に、アームレストが第１位置と第２位置との間を往復移動するようにアームレスト駆動部３０を制御する。

例えば、アームレスト制御ＥＣＵ２３２はアームレスト駆動部３０を駆動させることで、車両上下方向、車両前後方向、及び車両左右方向にアームレスト５４を移動させ、アームレスト５４の位置を図７の二点鎖線で示す位置や実線で示す位置に移動させることができる。

また、アームレスト制御ＥＣＵ２３２は、自動運転制御ＥＣＵ２２６によって自動運転から手動運転へ切り替えられる際に、アームレストセンサ３４によって運転者の腕がアームレスト５４上に存在しないと検知された場合、アームレスト５４を第１位置へ移動させる制御を行わない。そのため、アームレストセンサ３４によって運転者の腕がアームレスト５４上に存在しないと検知された場合には、アームレスト５４を動かさない。

また、第２の実施形態では、アームレスト制御ＥＣＵ２３２の制御に応じてアームレスト駆動部３０によってアームレスト５４をステアリングホイールに近づけた後、運転者によってステアリングホイール５６が把持されない場合、アームレスト５４をステアリングホイール５６方向への動きと、ステアリングホイール５６から遠ざかる方向への動きを繰り返すことで、ステアリングホイール５６を把持することを運転者に対して喚起させる。

また、アームレスト５４を第１位置へ移動させるタイミングは、アームレストセンサ３４によって運転者の腕がアームレスト上に存在すると検知された場合、又は手動運転への切り替えがアームレスト上のスイッチにより指示された場合が適用される。手動運転への切り替えがアームレスト上のスイッチにより指示された際にアームレスト５４を第１位置へ移動させる場合には、運転者のタイミングで、アームレスト５４を第１位置に移動させることができる。ここで、アームレスト５４上に運転者の腕が存在するか否かの検知は、アームレスト５４と運転者の腕との距離が予め定めた距離になったことを検知してもよい。例えば、アームレスト５４として静電容量式を適用した場合には、アームレスト５４と運転者の腕との距離がセンサ感度範囲に入った状態であるときに、アームレスト５４上に運転者の腕が存在することを検知する。また、アームレストセンサ３４ではなく、車室内（例えば、天井等）にアームレスト周辺を検知範囲とするカメラを設けて、カメラの撮影画像から画像処理を用いて運転者の腕がアームレスト５４上に存在しているか否かを検知してもよい。カメラの撮影画像から運転者の腕を検知する場合には、撮影画像からアームレスト５４と運転者の腕との距離が予め定めた距離になったと判断した場合にアームレスト５４上に運転者の腕が存在していると判断してもよい。また、赤外線などの近接センサを設けて、運転者の腕がアームレスト５４上に存在していることを検知してもよい。なお、予め定めた距離としては、スイッチ等の操作ではなくアームレスト５４上に運転者の腕が存在していると判断できる距離を予め設定する。

次に、上述のように構成された本実施形態に係る車両用制御装置２１０で行われる処理について説明する。図８は、本実施形態に係る車両用制御装置２１０の自動運転制御ＥＣＵ２２６によって自動運転から手動運転へ切り替えられる場合の、アームレスト制御の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ２００において、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレストセンサ３４によって運転者の腕がアームレスト上に存在するか否かを検知したか否かを判定する。該判定が否定された場合には一連の処理を終了し、肯定された場合にはステップＳ１００へ移行する。

ステップＳ１００では、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレスト５４をステアリングホイール５６の近くへ移動させてステップＳ１０２へ移行する。すなわち、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレスト制御ＥＣＵ２３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６の近くの予め定めた第１位置へアームレスト５４を移動させる。

ステップＳ１０２では、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレスト制御ＥＣＵ２３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６の近くの予め定めた第１位置でアームレスト５４を維持する。

ステップＳ１０４では、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、ステアリング把持センサ３３によって運転者のステアリングホイール５６への接触（ステアリングタッチ）を検知したか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップＳ２０８へ移行し、肯定された場合にはステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ２０８において、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレスト制御ＥＣＵ２３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６から離れて運転に邪魔にならない第２位置へアームレスト５４を移動させる。

ステップＳ２１０において、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレスト制御ＥＣＵ２３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６の近くの予め定めた第１位置へアームレスト５４を移動させる。

上記ステップＳ１０４においてステアリングホイールへの運転者の接触または接触しようとする動作が検知されない場合に、上記ステップＳ２０８及び上記ステップＳ２１０において、アームレストが第１位置と第２位置との間を往復移動するようにアームレスト駆動部３０が制御される。これにより、運転者に対してステアリングホイール５６を把持する動作を喚起する。

ステップＳ１０６では、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレスト５４をステアリングホイール５６から遠くへ移動させる。すなわち、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、アームレスト制御ＥＣＵ２３２を介してアームレスト駆動部３０を制御することで、ステアリングホイール５６から離れて運転に邪魔にならない第２位置へアームレスト５４を移動させる。これにより、アームレスト５４が運転者の腕から離れ、運転者はしっかりステアリングホイール５６を持とうとする意識が高まる。そして、自動運転制御ＥＣＵ２２６が、手動運転切り替えを完了させて一連の処理を終了する。

なお、第２の実施の形態に係る車両用制御装置２１０の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

以上説明したように、第２の実施形態に係る車両用制御装置によれば、自動運転から前記手動運転へ切り替えられる際に、アームレストセンサによって運転者の腕がアームレスト上に存在すると検知された場合に、アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部を制御する。また、第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部を制御した後、所定時間内にステアリング把持センサによってステアリングホイールへの運転者の接触または接触しようとする動作が検知されたときに、アームレストを運転の邪魔にならない予め定めた第２位置へ移動するようにアームレスト駆動部を制御する。そして、第１位置へ移動するようにアームレスト駆動部を制御した後、所定時間内にステアリング把持センサによってステアリングホイールへの運転者の接触または接触しようとする動作が検知されないときに、アームレストが第１位置と第２位置との間を往復移動するようにアームレスト駆動部を制御する。これにより、運転者がステアリングホイールを把持するまで、運転者に対して運転操作に関する意識付けを行うことができる。

なお、上記の実施形態における自動運転制御ＥＣＵ２６又は自動運転制御ＥＣＵ２２６で行われる処理は、プログラムを実行することにより行われるソフトウエア処理として説明したが、ハードウエアで行う処理としてもよい。或いは、ソフトウエア及びハードウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。また、ＲＯＭに記憶されるプログラムは、各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。

さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０，２１０ 車両用制御装置
２６，２２６ 自動運転制御ＥＣＵ（運転制御部及び制御部）
２８ ＨＭＩ
３０ アームレスト駆動部（移動部）
３２，２３２ アームレスト制御ＥＣＵ（制御部）
３３ ステアリング把持センサ（検知部）
３４ アームレストセンサ
５４ アームレスト
５６ ステアリングホイール

Claims (1)

1. 車両の自動運転と手動運転とを切り替える運転制御部と、
   車両上下方向、車両前後方向、及び車両左右方向の各々にアームレストを移動させる移動部と、
   ステアリングホイールへの乗員の接触またはステアリングホイールに乗員が接触しようとする動作を検知する検知部と、
   前記運転制御部によって前記自動運転から前記手動運転へ切り替えられる際に、前記アームレストをステアリングホイール近くの予め定めた第１位置へ移動するように前記移動部を制御し、
   前記第１位置へ移動するように前記移動部を制御した後、前記検知部によって前記ステアリングホイールへの乗員の接触または接触しようとする動作が検知されない場合に、前記アームレストを前記第１位置と予め定めた第２位置との間で往復移動するように前記移動部を制御する制御部と、
   を備えた車両用制御装置。

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