JP7047722B2 - 保舵判定装置及び自動運転システム - Google Patents

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Description

本発明は、保舵判定装置及び自動運転システムに関する。
従来、運転支援制御に関して、ドライバが操舵ハンドルに接触していることを接触検知センサで検知した場合、及び、操舵トルクセンサで検知した操舵トルクの大きさが閾値以上である場合、の何れか一つが成立したとき、把持運転状態が発生したと判定する運転支援装置が示されている(例えば特許文献1)。
特開2018-75849号公報
ところで、ドライバが車両のステアリングホイールを操舵操作可能に保舵している保舵状態であるか否かを判定することが求められることがある。この保舵状態の判定として、ステアリングシャフトのステアトルクが閾値以上になったか否かに基づく場合、例えば路面外乱等に起因するステアリングシャフトへのトルク入力があったときなど、ドライバによる保舵の意思がないにも関わらず保舵状態を誤って判定してしまう場合がある。
この技術分野では、ステアトルクに基づいてドライバの保舵状態を適切に判定することが望まれている。
本発明の一態様に係る保舵判定装置は、車両のドライバが車両のステアリングホイールを操舵操作可能に保舵している保舵状態をステアリングシャフトのステアトルクに基づいて判定する保舵判定装置であって、ステアリングシャフトに設けられたトルクセンサの検出結果に基づいて、ステアトルクを認識するトルク認識部と、ステアリングホイールに設けられたタッチセンサの検出結果に基づいて、ドライバによるステアリングホイールへの接触が検出された接触状態、又は、接触が検出されない非接触状態を認識する接触状態認識部と、接触状態認識部の認識結果に基づいて、保舵状態の判定に用いる第1閾値を設定する第1閾値設定部と、ステアトルクが第1閾値以上となった場合、ドライバが保舵状態であると判定する保舵判定部と、を備え、第1閾値設定部は、接触状態認識部により非接触状態が認識されている場合、接触状態認識部により接触状態が認識されている場合と比べて大きい値として第1閾値を設定する。
本発明の一態様に係る保舵判定装置によれば、タッチセンサでドライバによるステアリングホイールへの接触が検出されない場合には、接触が検出された場合と比べて大きい値として第1閾値が設定されるため、保舵判定部によりドライバが保舵状態であると判定されにくくなる。よって、例えばドライバの手がステアリングホイールから離れている場合に路面外乱等に起因するステアリングシャフトへのトルク入力があったときなど、ドライバによる保舵の意思がないにも関わらず保舵状態を誤って判定することを抑制することができる。その結果、ステアトルクに基づいてドライバの保舵状態を適切に判定することが可能となる。
一実施形態において、接触状態認識部は、タッチセンサが正常であるか故障であるかを認識し、タッチセンサが故障であると認識した場合、非接触状態を認識してもよい。この場合、例えばタッチセンサでドライバによるステアリングホイールへの接触が誤って検出されるタッチセンサの接触ON故障の場合であっても、非接触状態とみなされることで、タッチセンサが正常である場合にタッチセンサで接触が検出されたときと比べて大きい値として第1閾値が設定される。その結果、例えばタッチセンサの接触ON故障の場合であっても、ドライバの保舵状態の判定が不適切となってしまうことを抑制することができる。
一実施形態において、タッチセンサは、右タッチセンサと左タッチセンサとを含み、接触状態認識部は、右タッチセンサ及び左タッチセンサの検出結果に基づいて、接触状態を、右タッチセンサ及び左タッチセンサで接触が検出された両手接触状態と、右タッチセンサ又は左タッチセンサで接触が検出された片手接触状態と、に分けて認識し、第1閾値設定部は、接触状態認識部により片手接触状態が認識されている場合、接触状態認識部により両手接触状態が認識されている場合と比べて大きい値として第1閾値を設定してもよい。この場合、右タッチセンサ及び左タッチセンサを用いて第1閾値をより適切に設定することができる。
一実施形態において、接触状態認識部は、右タッチセンサ及び左タッチセンサのそれぞれが正常であるか故障であるかを認識し、右タッチセンサ及び左タッチセンサの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右タッチセンサ又は左タッチセンサで接触が検出されたときには、両手接触状態を認識してもよい。この場合、正常であると認識された右タッチセンサ又は左タッチセンサで接触が検出されていることからドライバによる保舵の意思がある可能性がある。そこで、両手接触状態とみなされ、右タッチセンサ及び左タッチセンサが正常である場合に右タッチセンサ及び左タッチセンサで接触が検出されたときの値で第1閾値が設定される。これにより、保舵判定部によりドライバが保舵状態であると判定され易くなる。その結果、ドライバによる保舵の意思がある可能性があることに対応して第1閾値を適切に設定することができる。
本発明の別の態様に係る保舵判定装置は、車両のドライバが車両のステアリングホイールを操舵操作可能に保舵している保舵状態をステアリングシャフトのステアトルクに基づいて判定する保舵判定装置であって、ステアリングシャフトに設けられたトルクセンサの検出結果に基づいて、ステアトルクを認識するトルク認識部と、ステアリングホイールに設けられた把持力センサで検出された把持力に基づいて、ドライバによるステアリングホイールの把持が検出された把持状態、又は、把持が検出されない非把持状態を認識する把持状態認識部と、把持状態認識部の認識結果に基づいて、保舵状態の判定に用いる第2閾値を設定する第2閾値設定部と、ステアトルクが第2閾値以上となった場合、ドライバが保舵状態であると判定する保舵判定部と、を備え、第2閾値設定部は、把持状態認識部により非把持状態が認識されている場合、把持状態認識部により把持状態が認識されている場合と比べて大きい値として第2閾値を設定する。
本発明の別の態様に係る保舵判定装置によれば、把持力センサでドライバによるステアリングホイールの把持が検出されない場合には、把持が検出された場合と比べて大きい値として第2閾値が設定されるため、保舵判定部によりドライバが保舵状態であると判定されにくくなる。よって、例えばドライバの手がステアリングホイールから離れている場合に路面外乱等に起因するステアリングシャフトへのトルク入力があったときなど、ドライバによる保舵の意思がないにも関わらず保舵状態を誤って判定することを抑制することができる。その結果、ステアトルクに基づいてドライバの保舵状態を適切に判定することが可能となる。
一実施形態において、把持状態認識部は、把持力センサが正常であるか故障であるかを認識し、把持力センサが故障であると認識した場合、非把持状態を認識してもよい。この場合、例えば把持力センサでドライバによるステアリングホイールの把持が誤って検出される把持力センサの把持力ON故障の場合であっても、非把持状態とみなされることで、把持力センサが正常である場合に把持力センサで把持が検出されたときと比べて大きい値として第2閾値が設定される。その結果、例えば把持力センサの把持力ON故障の場合であっても、ドライバの保舵状態の判定が不適切となってしまうことを抑制することができる。
一実施形態において、把持力センサは、右把持力センサと左把持力センサとを含み、把持状態認識部は、右把持力センサ及び左把持力センサの検出結果に基づいて、把持状態を、右把持力センサ及び左把持力センサで把持が検出された両手把持状態と、右把持力センサ又は左把持力センサで把持が検出された片手把持状態と、に分けて認識し、第2閾値設定部は、把持状態認識部により片手把持状態が認識されている場合、把持状態認識部により両手把持状態が認識されている場合と比べて大きい値として第2閾値を設定してもよい。この場合、右把持力センサ及び左把持力センサを用いて第2閾値をより適切に設定することができる。
一実施形態において、把持状態認識部は、右把持力センサ及び左把持力センサのそれぞれが正常であるか故障であるかを認識し、右把持力センサ及び左把持力センサの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右把持力センサ又は左把持力センサで把持が検出されたときには、両手把持状態を認識してもよい。この場合、正常であると認識された右把持力センサ又は左把持力センサで把持が検出されていることからドライバによる保舵の意思がある可能性がある。そこで、両手把持状態とみなされ、右把持力センサ及び左把持力センサが正常である場合に右把持力センサ及び左把持力センサで把持が検出されたときの値で第2閾値が設定される。これにより、保舵判定部によりドライバが保舵状態であると判定され易くなる。その結果、ドライバによる保舵の意思がある可能性があることに対応して第2閾値を適切に設定することができる。
一実施形態において、自動運転と手動運転とを切り換え可能な車両においてステアトルクに基づき自動運転から手動運転に切り換える手動運転切換制御を実行する自動運転システムであって、上記の保舵判定装置と、自動運転中に保舵判定部によりドライバが保舵状態であると判定された場合、手動運転切換制御を実行する手動運転切換部と、を備えてもよい。この場合、ステアトルクに基づいて適切に判定されたドライバの保舵状態の判定結果に基づいて、手動運転への切換えを適切に実現することが可能となる。
以上説明したように、本発明の種々の態様及び実施形態によれば、ステアトルクに基づいてドライバの保舵状態を適切に判定することが可能となる。
第1実施形態に係る保舵判定装置を有する自動運転システムを示すブロック図である。 ステアリング装置の一例を示す概略構成図である。 図1の接触状態認識部の認識内容の一例を示す図である。 図1の保舵判定装置の接触状態認識処理のフローチャートである。 図1の保舵判定装置の閾値設定処理のフローチャートである。 保舵状態判定処理を示すフローチャートである。 手動運転切換判定処理を示すフローチャートである。 第2実施形態に係る保舵判定装置を有する自動運転システムを示すブロック図である。 図8の接触状態認識部の認識内容の一例を示す図である。 図8の保舵判定装置の接触状態認識処理のフローチャートである。 図10のS140の処理を具体的に示すフローチャートである。 図10のS240の処理を具体的に示すフローチャートである。 図10のS340の処理を具体的に示すフローチャートである。 図8の保舵判定装置の閾値設定処理のフローチャートである。 第3実施形態に係る保舵判定装置を有する自動運転システムを示すブロック図である。 図15の把持状態認識部の認識内容の一例を示す図である。 図15の保舵判定装置の把持状態認識処理のフローチャートである。 図15の保舵判定装置の閾値設定処理のフローチャートである。 第4実施形態に係る保舵判定装置を有する自動運転システムを示すブロック図である。 図19の把持状態認識部の認識内容の一例を示す図である。 図19の保舵判定装置の把持状態認識処理のフローチャートである。 図21のS180の処理を具体的に示すフローチャートである。 図21のS280の処理を具体的に示すフローチャートである。 図21のS380の処理を具体的に示すフローチャートである。 図19の保舵判定装置の閾値設定処理のフローチャートである。 ステアリング装置の他の例を示す概略構成図である。 ステアリング装置の更に他の例を示す概略構成図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る保舵判定装置50Aを有する自動運転システム100Aを示すブロック図である。図1に示す自動運転システム100Aは、乗用車等の車両に搭載され、車両を自動で走行させる自動運転を実行する。自動運転とは、ドライバが操作することなく車両を目的地まで走行させる車両制御である。車両は、自動運転システム100Aにより自動運転と手動運転とを切り換え可能に構成されている。手動運転とは、ドライバの運転操作によって車両が走行する運転状態である。
自動運転システム100Aは、自動運転から手動運転に切り換える手動運転切換制御を実行する。手動運転切換制御は、自動運転中にトルクセンサ5の検出結果に基づいて認識されたステアトルクに基づき自動運転から手動運転に切り換える制御である。本実施形態では、一例として、自動運転システム100Aは、自動運転を終了させる地点である切換地点に自動運転中の車両が近づいている場合に、車両の切換地点への接近をドライバに報知すると共に、接近の報知に応じたドライバの操舵操作(例えばテイクオーバーの操舵操作)による操舵操作トルクに基づき手動運転切換制御を実行する。なお、手動運転切換制御は、必ずしも車両の切換地点への接近をドライバに報知する際に実行されなくてもよい。
保舵判定装置50Aは、自動運転システム100Aの一部を構成している。保舵判定装置50Aは、車両のドライバの保舵状態を、車両のステアリングシャフトのステアトルクに基づいて判定する。本開示における保舵状態とは、単にドライバがステアリングホイールに触れている状態を意味するのではなく、ドライバがステアリングホイールを操舵操作可能に保舵している状態を意味する。操舵操作可能に保舵している状態とは、ドライバがステアリングホイールを把持して回転させる操作(操舵操作)を直ちに実行できるように準備できている状態を意味する。自動運転システム100Aは、保舵判定装置50Aの判定結果に基づいて、手動運転切換制御を実行する。
[保舵判定装置50A及び自動運転システム100Aの構成]
図1に示されるように、本実施形態に係る自動運転システム100Aは、自動運転の車両制御を統括するECU[Electronic Control Unit]10Aを備えている。ECU30Aは、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]、CAN[Controller Area Network]通信回路等を有する電子制御ユニットである。ECU30Aでは、例えば、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、RAMにロードされたプログラムをCPUで実行することにより各種の機能を実現する。ECU30Aは、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
ECU30Aは、GNSS[Global Navigation Satellite System]受信部1、外部センサ2、内部センサ3、地図データベース4、トルクセンサ5、HMI[Human Machine Interface]8、及びアクチュエータ9と接続されている。
GNSS受信部1は、3個以上のGNSS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)を測定する。GNSS受信部1は、測定した車両の位置情報をECU30Aへ送信する。
外部センサ2は、車両の周辺の状況を検出する検出器である。外部センサ2は、カメラ、レーダセンサのうち少なくとも一つを含む。
カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両の外部状況に関する撮像情報をECU30Aへ送信する。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。ステレオカメラは、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している。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れている。
レーダセンサは、電波(例えばミリ波)又は光を利用して車両の周辺の障害物を検出する検出器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー[LIDAR:Light Detection And Ranging]が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両の周辺に送信し、障害物で反射された電波又は光を受信することで障害物を検出する。レーダセンサは、検出した障害物情報をECU30Aへ送信する。
内部センサ3は、車両の走行状態を検出する検出器である。内部センサ3は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報(車輪速情報)をECU30Aに送信する。加速度センサは、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、車両の加速度情報をECU30Aに送信する。
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)を検出する検出器である。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、検出した車両のヨーレート情報をECU30Aへ送信する。
地図データベース4は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース4は、例えば、車両に搭載されたHDD[Hard Disk Drive]内に形成されている。地図情報には、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、及び建物の位置情報等が含まれる。なお、地図データベース4は、車両と通信可能な管理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。
地図情報には、路面状況の情報が予め記憶されていてもよい。路面状況の情報には、車両が走行する道路の路面において、車両の前輪に路面の反力が加えられる路面外乱等となり得る路面異状(例えば段差、凹凸、轍及び舗装の損傷等)に関する情報が含まれる。路面状況の情報には、例えば、路面異状の地図上の位置情報及び路面異状の大きさ情報が含まれてもよい。路面異状の大きさとは、路面異状によって車両の前輪に加えられると想定される路面の反力の大きさに対応するように予め設定された数値である。路面異状の大きさは、例えば段差、凹凸、轍及び舗装の損傷等の大きさ(例えば路面の高さ変化量等)に応じて設定されてもよい。
地図データベース4には、例えば、自動運転を終了させる地点である切換地点に関するデータが予め記憶されている。切換地点とは、車両の自動運転を終了させ、車両の運転状態を自動運転から手動運転に切換える目標ルート上の地点である。切換地点としては、例えば、高速道路の出口地点、悪天候による交通規制の開始地点、事故による交通規制の開始地点が挙げられる。切換地点に関するデータは、地図データベース4とは異なるデータベースに記憶されていてもよい。切換地点に関するデータは車内のデータベースには含まれず、通信機能によってリモートデータサーバから与えられてもよい。
トルクセンサ5は、車両のステアリング装置20のステアリングシャフト22に設けられ、ステアトルクを検出する(詳しくは後述)。トルクセンサ5は、検出したステアトルク情報をECU30Aへ送信する。トルクセンサ5は、保舵判定装置50Aを構成する。
タッチセンサ6は、ステアリングホイールに設けられ、ドライバによるステアリングホイールへの接触を検出するセンサである。タッチセンサ6は、例えば静電容量方式のタッチセンサを用いることができる。タッチセンサ6は、ドライバの手がステアリングホイール21のタッチセンサ6の部分に接触した場合、接触信号をECU30Aに送信する。本実施形態では、タッチセンサ6として、例えばステアリングホイール上の全周に亘って1つのセンサが設けられている。タッチセンサ6は、ドライバが片手又は両手で接触していることを共通の接触信号として検出可能に構成されている。なお、タッチセンサ6として、ステアリングホイール上に断続的に複数のセンサが設けられていてもよい。この場合、ドライバが両手で接触していることを別々に検出するのではなく、複数のセンサ全体として1つの共通の接触信号として検出可能に構成されていてもよい。
HMI8は、自動運転システム100Aと乗員(ドライバを含む)との間で情報の入出力を行うためのインターフェイスである。HMI8は、例えば、ディスプレイやスピーカ等を備えている。HMI8は、ECU30Aからの制御信号に応じて、ディスプレイの画像出力及びスピーカからの音声出力を行う。ディスプレイは、ヘッドアップディスプレイであってもよい。
アクチュエータ9は、車両の走行制御を実行する装置である。アクチュエータ9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、ECU30Aからの制御信号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である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにECU30Aからの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。車両が電気自動車である場合には、動力源としてのモータにECU30Aからの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。これらの場合における動力源としてのモータは、アクチュエータ9を構成する。
ブレーキアクチュエータは、ECU30Aからの制御信号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。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[EPS:Electric Power-Steering]装置のうちEPSモータの駆動を、ECU30Aからの制御信号に応じて制御する。
次に、車両のステアリング装置20及びトルクセンサ5により検出されるステアトルクについて説明する。
図2は、車両のステアリング装置20の構成を示す概略図である。図2に示されるように、ステアリング装置20は、ステアリングホイール21の操作又はECU30Aからの自動運転の制御信号に応じて前輪FTを転舵する電動パワーステアリング装置である。ステアリング装置20は、ステアリングホイール21と、ステアリングシャフト22と、EPSモータ23と、ラックアンドピニオン機構24と、タイロッド25と、ナックルアーム26と、を備えている。
ステアリングホイール21は、ステアリングシャフト22を介して、ラックアンドピニオン機構24に接続されている。ステアリングシャフト22には、操舵角センサ3a及びトルクセンサ5が設けられている。EPSモータ23は、例えば電動モータ及び減速機等を有しており、ステアリングシャフト22にアシストトルクを付与するようにECU30Aにより制御される。ラックアンドピニオン機構24は、ラックが形成された転舵軸と、ピニオンが形成されたピニオン軸とで構成される。本実施形態では、ステアリングシャフト22とラックアンドピニオン機構24のピニオン軸とが物理的に接続されている。
ラックアンドピニオン機構24は、ステアリングシャフト22を介してステアリングホイール21から伝達された回転運動を直線運動に変換する。ラックアンドピニオン機構24の転舵軸の両端のそれぞれには、タイロッド25を介してナックルアーム26が連結されている。ナックルアーム26は、ラックアンドピニオン機構24の動作によってタイロッド25を介して動作される。これにより、前輪FTが転舵される。
ここで、トルクセンサ5は、ステアリングシャフト22の中間部に設けられている。トルクセンサ5は、ステアリングシャフト22に含まれるトーションバーのねじれ量に基づき、ステアリングシャフト22のねじりトルクを検出する。ステアリングシャフト22のねじりトルクとは、ステアリングホイール21からのトルク、ラックアンドピニオン機構24からのトルク及びEPSモータ23の出力トルクの少なくとも何れかによって、ステアリングシャフト22がねじられるように働くトルクである。
ステアリングホイール21からのトルクとは、ステアリングホイール21からステアリングシャフト22に入力されるトルクを意味する。ステアリングホイール21からのトルクには、ドライバの操舵操作による操舵操作トルクが含まれる。操舵操作トルクとは、ドライバがステアリングホイール21を把持して回転させる操作によってステアリングホイール21からステアリングシャフト22に入力されるトルクを意味する。
ラックアンドピニオン機構24からのトルクとは、ラックアンドピニオン機構24からステアリングシャフト22に伝達されるトルクを意味する。ラックアンドピニオン機構24からのトルクには、例えば路面外乱等に起因して、車両の前輪FTに加えられた路面の反力による反力トルクが含まれ得る。EPSモータ23の出力トルクとは、EPSモータ23により出力されてステアリングシャフト22へ伝達されるトルクを意味する。
図1に戻り、ECU30Aの機能的構成について説明する。ECU30Aは、車両位置認識部10、走行状態認識部11、周辺環境認識部12、進路生成部13、トルク認識部14、接触状態認識部15A、閾値設定部(第1閾値設定部)16A、保舵判定部17、手動運転切換部18、及び車両制御部19を有している。なお、以下に説明するECU30Aの機能の一部は、車両と通信可能な管理センターなどの施設のコンピュータにおいて実行される態様であってもよい。
車両位置認識部10は、GNSS受信部1の位置情報及び地図データベース4の地図情報に基づいて、車両の地図上の位置を認識する。車両位置認識部10は、地図データベース4の地図情報に含まれた物標の位置情報及び外部センサ2の検出結果を利用して、SLAM[Simultaneous Localization and Mapping]技術等により車両の位置認識を精度良く行う。車両位置認識部10は、その他、周知の手法により車両の地図上の位置を認識してもよい。
走行状態認識部11は、内部センサ3の検出結果に基づいて、車両の走行状態を認識する。走行状態には、車両の車速、車両の加速度、車両のヨーレートが含まれる。具体的には、走行状態認識部11は、車速センサの車速情報に基づいて、車両の車速を認識する。走行状態認識部11は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両の向きを認識する。走行状態認識部11は、加速度センサの加速度情報に基づいて、車両に作用する加速度を認識する。
周辺環境認識部12は、外部センサ2の検出結果に基づいて、車両の周辺環境を認識する。周辺環境には、車両の周囲の物体の状況が含まれる。周辺環境認識部12は、カメラの撮像画像及びレーダセンサの障害物情報に基づいて、周知の手法により、車両の周辺環境を認識する。
進路生成部13は、車両の自動運転に利用される進路[trajectory]を生成する。進路生成部13は、予め設定された目的地、地図データベース4の地図情報、車両位置認識部10の認識した車両の地図上の位置、走行状態認識部11の認識した車両の走行状態(車速、ヨーレートなど)、及び周辺環境認識部12の認識した周辺環境に基づいて、種々の手法により、自動運転の進路を生成する。目的地は、車両の乗員によって設定されてもよく、自動運転システム100A又は周知のナビゲーションシステムが自動的に提案した目的地であってもよい。
トルク認識部14は、トルクセンサ5のステアトルク情報に基づいて、ステアトルクを認識する。トルク認識部14は、例えば、トルクセンサ5で検出されたステアリングシャフト22のねじりトルクの絶対値をステアトルクとして認識する。なお、トルク認識部14は、トルクセンサ5の検出結果に対してローパスフィルタ等を施すことにより、ドライバの操舵操作トルクを抽出するように算出された推定トルクをステアトルクとして認識してもよい。
接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6の検出結果に基づいて、ドライバによるステアリングホイール21への接触(以下、単に「ドライバによる接触」という)の有無を認識する。接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6の接触信号に基づいて、接触状態又は非接触状態を認識する。接触状態とは、タッチセンサ6でドライバによるステアリングホイール21への接触が検出された状態を意味する。非接触状態とは、タッチセンサ6でドライバによるステアリングホイール21への接触が検出されていない状態を意味する。具体的には、接触状態認識部15Aは、例えば、タッチセンサ6でドライバによる接触が検出された場合、接触状態を認識する。接触状態認識部15Aは、例えば、タッチセンサ6でドライバによる接触が検出されない場合、非接触状態を認識する。
接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6が正常であるか故障であるかを認識してもよい。接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6の故障として、少なくともタッチセンサ6の接触ON故障を認識してもよい。接触ON故障とは、ドライバがステアリングホイール21を触っていないにも関わらず、ドライバによる接触が誤ってタッチセンサ6によって検出される故障を意味する。接触ON故障には、ドライバによる接触が時間的に連続して誤って検出される接触ON固着故障が含まれてもよい。タッチセンサ6が正常であるか故障であるかは、公知の手法を用いてECU30Aにより判定される。
接触状態認識部15Aは、例えば、タッチセンサ6からの接触信号、及び、タッチセンサ6が正常であるか故障であるかの認識結果に基づいて、接触状態又は非接触状態を認識する。図3は、接触状態認識部15Aの認識内容の一例を示す図である。図3の左の列には、タッチセンサ6が正常である場合の接触状態認識部15Aの認識内容が示されている。図3の右の列には、タッチセンサ6が故障である場合の接触状態認識部15Aの認識内容が示されている。当該認識内容は、例えば条件式を含むプログラム等としてECU30Aに予め記憶されていてもよい。
接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6が正常であると認識した場合において、ドライバによる接触が検出されないとき、非接触状態を認識してもよい。接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6が正常であると認識した場合において、ドライバによる接触が検出されたとき、接触状態を認識してもよい。
接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6が故障であると認識した場合、非接触状態を認識してもよい。接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6の故障のうち少なくともタッチセンサ6の接触ON故障を認識した場合、非接触状態を認識してもよい。
閾値設定部16Aは、接触状態認識部15Aの認識結果に基づいて、保舵状態の判定に用いるステアトルク閾値(第1閾値)を設定する。ステアトルク閾値は、保舵状態の判定に用いるためのステアトルクに対する閾値である。
閾値設定部16Aは、例えば、接触状態認識部15Aにより接触状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH1に設定する。閾値設定部16Aは、例えば、接触状態認識部15Aにより非接触状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH2に設定する。閾値設定部16Aは、接触状態認識部15Aにより非接触状態が認識されている場合のTH2を、接触状態認識部15Aにより接触状態が認識されている場合のTH1と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。
閾値設定部16Aは、TH1と比べて所定の加算値ΔTH1だけ大きい値としてTH2を設定してもよい。加算値ΔTH1は、上述の反力トルクによって保舵状態を誤って判定してしまうことを抑制するためのステアトルク閾値の加算値である。加算値ΔTH1は、例えば路面外乱等に起因して生じ得る反力トルクの大きさを考慮して、予め設定することができる。加算値ΔTH1は、固定値であってもよいし、可変の値であってもよい。
加算値ΔTH1は、地図データベース4の地図情報に基づいて、路面異状の地図上の位置情報及び路面異状の大きさ情報に応じて設定されてもよい。加算値ΔTH1は、路面異状の大きさが所定の路面異状閾値以上の場合、路面異状の大きさが路面異状閾値未満の場合と比べて大きい値とされてもよい。路面異状閾値は、路面異状の大きさに応じて加算値ΔTH1を設定するための路面異状の大きさの閾値である。
保舵判定部17は、トルク認識部14で認識されたステアトルクが閾値設定部16Aで設定されたステアトルク閾値以上となった場合、ドライバが保舵状態であると判定する。保舵判定部17は、ステアトルクがステアトルク閾値未満である場合、ドライバが保舵状態ではないと判定する。
手動運転切換部18は、自動運転中に保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定された場合、手動運転切換制御を実行する。手動運転切換部18は、一例として、自動運転を終了させる地点である切換地点に自動運転中の車両が近づいている場合に、車両の切換地点への接近をドライバに報知するようにHMI8を制御する。手動運転切換部18は、ドライバへ上記報知をするようにHMI8を制御した場合において、接近の報知に応じたドライバの操舵操作によって、保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定された場合には、手動運転切換制御を実行し、自動運転から手動運転に切り換える。手動運転切換部18は、保舵判定部17によりドライバが保舵状態ではないと判定された場合に、手動運転切換制御を実行しない。なお、手動運転切換部18は、例えば保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定されることが無いまま自動運転中の車両が切換地点に到達した場合等には、手動運転切換制御とは別の所定の制御により、自動運転から手動運転への切換えを行ってもよい。
車両制御部19は、車両位置認識部10の認識した車両の地図上の位置、走行状態認識部11の認識した車両の走行状態、周辺環境認識部12の認識した周辺環境、及び進路生成部13の生成した進路に基づいて、車両の自動運転を実行する。車両制御部19は、進路に沿って車両を走行させることで自動運転を実行する。車両制御部19は、周知の手法により自動運転を実行する。
[ECU30Aの演算処理の一例]
次に、保舵判定装置50A及び自動運転システム100Aによる演算処理の一例について説明する。図4は、保舵判定装置50Aの接触状態認識処理のフローチャートである。図4に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S01において、保舵判定装置50AのECU30Aは、接触状態認識部15Aにより、タッチセンサ6の正常又は故障の認識を行う。接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6が正常であるか故障であるかのECU30Aによる判定結果に基づいて、タッチセンサ6の正常又は故障を認識する。
S02において、ECU30Aは、接触状態認識部15Aにより、タッチセンサ6が正常であると認識されたか否かの判定を行う。接触状態認識部15Aによりタッチセンサ6が正常であると認識された場合(S02:YES)、ECU30Aは、S03において、タッチセンサ6により、ドライバによる接触の検出を行う。タッチセンサ6は、ドライバがタッチセンサ6に接触した場合、接触信号をECU30Aに送信する。
S04において、ECU30Aは、接触状態認識部15Aにより、タッチセンサ6でドライバによる接触が検出されたか否かの判定を行う。接触状態認識部15Aによりタッチセンサ6で接触が検出されたと認識された場合(S04:YES)、ECU30Aは、S05において、接触状態認識部15Aにより、接触状態との認識を行う。その後、ECU30Aは、図4の演算処理を終了する。
一方、接触状態認識部15Aによりタッチセンサ6で接触が検出されないと認識された場合(S04:NO)、ECU30Aは、S06において、接触状態認識部15Aにより、非接触状態との認識を行う。その後、ECU30Aは、図4の演算処理を終了する。
他方、接触状態認識部15Aによりタッチセンサ6が故障であると認識された場合(S02:NO)、ECU30Aは、S06において、接触状態認識部15Aにより、非接触状態との認識を行う。その後、ECU30Aは、図4の演算処理を終了する。
図5は、保舵判定装置50Aの閾値設定処理のフローチャートである。図5に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S11において、ECU30Aは、閾値設定部16Aにより、接触状態認識部15Aの認識結果が非接触状態であるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Aの認識結果が非接触状態であると判定された場合(S11:YES)、ECU30Aは、S12において、閾値設定部16Aにより、ステアトルク閾値を閾値TH2に設定する。その後、ECU30Aは、図5の演算処理を終了する。
一方、接触状態認識部15Aの認識結果が接触状態であると判定された場合(S11:NO)、ECU30Aは、S13において、閾値設定部16Aにより、ステアトルク閾値を閾値TH1に設定する。その後、ECU30Aは、図5の演算処理を終了する。
図6は、保舵状態判定処理を示すフローチャートである。図6に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S21において、ECU30Aは、トルク認識部14により、ステアトルクの認識を行う。トルク認識部14は、トルクセンサ5の検出結果に基づいて、ステアトルクを認識する。
S22において、ECU30Aは、保舵判定部17により、ステアトルクがステアトルク閾値以上か否かの判定を行う。保舵判定部17によりステアトルクがステアトルク閾値以上であると判定された場合(S22:YES)、ECU30Aは、S23において、保舵判定部17により、ドライバが保舵状態であるとの判定を行う。保舵判定部17は、トルク認識部14で認識されたステアトルクが閾値設定部16Aで設定されたステアトルク閾値以上となった場合、ドライバが保舵状態であると判定する。一方、保舵判定部17によりステアトルクがステアトルク閾値未満であると判定された場合(S22:NO)、ECU30Aは、S24において、保舵判定部17により、ドライバが保舵状態ではないとの判定を行う。保舵判定部17は、ステアトルクがステアトルク閾値未満である場合、ドライバが保舵状態ではないと判定する。その後、図6の演算処理を終了する。
図7は、手動運転切換判定処理を示すフローチャートである。図7に示されるフローチャートの処理は、例えば、自動運転中の車両が切換地点に近づいている場合に、車両の切換地点への接近をドライバに報知する報知処理と共に、所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S31において、ECU30Aは、手動運転切換部18により、ドライバが保舵状態であると保舵判定部17で判定されたか否かの判定を行う。ドライバが保舵状態であると保舵判定部17で判定された場合(S31:YES)、S32において、手動運転切換部18は、手動運転切換制御を実行する。一方、ドライバが保舵状態ではないと保舵判定部17で判定された場合(S31:NO)、ECU30Aは、手動運転切換部18による手動運転切換制御の実行を行わずに、図7の演算処理を終了する。
[第1実施形態の作用効果]
以上説明したように、保舵判定装置50Aによれば、タッチセンサ6でドライバによる接触が検出されない場合には、ドライバによる接触が検出された場合と比べて大きい値としてステアトルク閾値が設定されるため、保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定されにくくなる。よって、例えばドライバの手がステアリングホイール21から離れている場合に路面外乱等に起因するステアリングシャフト22へのトルク入力があったときなど、ドライバによる保舵の意思がないにも関わらず保舵状態を誤って判定することを抑制することができる。その結果、ステアトルクに基づいてドライバの保舵状態を適切に判定することが可能となる。
保舵判定装置50Aでは、接触状態認識部15Aは、タッチセンサ6が正常であるか故障であるかを認識し、タッチセンサ6が故障であると認識した場合、非接触状態を認識する。これにより、例えばタッチセンサ6でドライバによる接触が誤って検出されるタッチセンサ6の接触ON故障の場合であっても、非接触状態とみなされることで、タッチセンサ6が正常である場合にタッチセンサ6でドライバによる接触が検出されたときと比べて大きい値としてステアトルク閾値が設定される。その結果、例えばタッチセンサ6の接触ON故障の場合であっても、ドライバの保舵状態の判定が不適切となってしまうことを抑制することができる。
自動運転システム100Aは、上記の保舵判定装置50Aと、自動運転中に保舵判定装置50Aの保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定された場合、手動運転切換制御を実行する手動運転切換部18と、を備える。これにより、ステアトルクに基づいて適切に判定されたドライバの保舵状態の判定結果に基づいて、手動運転への切換えを適切に実現することが可能となる。
[第2実施形態]
第2実施形態に係る保舵判定装置及び自動運転システムについて説明する。図8は、第2実施形態に係る保舵判定装置50Bを有する自動運転システム100Bを示すブロック図である。図8に示されるように、保舵判定装置50B及び自動運転システム100Bは、ECU30Aに代えてECU30Bを備え、タッチセンサ6が右タッチセンサ6aと左タッチセンサ6bとを含んで構成されている点で、保舵判定装置50A及び自動運転システム100Aと異なっている。その他の点については、保舵判定装置50B及び自動運転システム100Bは、保舵判定装置50A及び自動運転システム100Aと同様に構成されている。
[保舵判定装置50B及び自動運転システム100Bの構成]
右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bは、ステアリングホイール21に設けられ、ドライバによるステアリングホイールへの接触を検出するセンサである。
右タッチセンサ6aは、例えば、車両の直進状態におけるステアリングホイール21に向かってドライバの右手側に設けられている。本実施形態では、右タッチセンサ6aとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの右手側の半周に亘って1つのセンサが設けられている。右タッチセンサ6aは、ドライバの手がステアリングホイール21の右タッチセンサ6aの部分に接触した場合、左タッチセンサ6bとは独立して接触信号をECU30Bに送信する。
左タッチセンサ6bは、例えば、車両の直進状態におけるステアリングホイール21に向かってドライバの左手側に設けられている。本実施形態では、左タッチセンサ6bとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの左手側の半周に亘って1つのセンサが設けられている。左タッチセンサ6bは、ドライバの手がステアリングホイール21の左タッチセンサ6bの部分に接触した場合、右タッチセンサ6aとは独立して接触信号をECU30Bに送信する。
図8に示されるように、ECU30Bは、ECU30Aの接触状態認識部15A及び閾値設定部16Aとは異なる機能的構成として、接触状態認識部15B及び閾値設定部(第1閾値設定部)16Bを有している。
接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bの検出結果に基づいて、ドライバによる接触の有無を認識する。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bの接触信号に基づいて、接触状態を、両手接触状態と片手接触状態とに分けて認識する。両手接触状態とは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bでドライバによるステアリングホイール21への接触が検出された状態を意味する。片手接触状態とは、右タッチセンサ6a又は左タッチセンサ6bでドライバによるステアリングホイール21への接触が検出された状態を意味する。
具体的には、接触状態認識部15Bは、例えば、右タッチセンサ6aと左タッチセンサ6bとの両方でドライバによる接触が検出された場合、両手接触状態を認識する。接触状態認識部15Bは、例えば、右タッチセンサ6aと左タッチセンサ6bとの何れか一方でドライバによる接触が検出された場合、片手接触状態を認識する。接触状態認識部15Bは、例えば、右タッチセンサ6aと左タッチセンサ6bとの両方でドライバによる接触が検出されない場合、非接触状態を認識する。
接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bのそれぞれが正常であるか故障であるかを認識してもよい。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6aの故障として、少なくとも右タッチセンサ6aの接触ON故障を認識してもよい。接触状態認識部15Bは、左タッチセンサ6bの故障として、少なくとも左タッチセンサ6bの接触ON故障を認識してもよい。
接触状態認識部15Bは、例えば、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bからの接触信号、並びに、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが正常であるか故障であるかの認識結果に基づいて、両手接触状態、片手接触状態、又は非接触状態を認識する。図9は、接触状態認識部15Bの認識内容の一例を示す図である。図9の中央の列には、右タッチセンサ6aが正常である場合の接触状態認識部15Bの認識内容が示されている。図9の右の列には、右タッチセンサ6aが故障である場合の接触状態認識部15Bの認識内容が示されている。図9の中央の行には、左タッチセンサ6bが正常である場合の接触状態認識部15Bの認識内容が示されている。図9の下の行には、左タッチセンサ6bが故障である場合の接触状態認識部15Bの認識内容が示されている。当該認識内容は、例えば条件式を含むプログラム等としてECU30Bに予め記憶されていてもよい。
接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが共に正常であると認識した場合において、両タッチセンサ6a,6bでドライバによる接触が検出されないとき、非接触状態を認識してもよい。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが共に正常であると認識した場合において、右タッチセンサ6a又は左タッチセンサ6bでドライバによる接触が検出されたとき、片手接触状態を認識してもよい。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが共に正常であると認識した場合において、両タッチセンサ6a,6bでドライバによる接触が検出されたとき、両手接触状態を認識してもよい。
接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右タッチセンサ6a又は左タッチセンサ6bでドライバによる接触が検出されないときには、非接触状態を認識してもよい。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右タッチセンサ6a又は左タッチセンサ6bでドライバによる接触が検出されたときには、両手接触状態を認識してもよい。
接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが共に故障であると認識した場合、非接触状態を認識してもよい。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bの故障のうち少なくとも何れかの接触ON故障を認識した場合、非接触状態を認識してもよい。
閾値設定部16Bは、接触状態認識部15Bの認識結果に基づいて、ステアトルク閾値(第1閾値)を設定する。閾値設定部16Bは、接触状態認識部15Bにより非接触状態が認識されている場合、接触状態認識部15Bにより片手接触状態又は両手接触状態(接触状態)が認識されている場合と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。
閾値設定部16Bは、例えば、接触状態認識部15Bにより両手接触状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH3に設定する。閾値設定部16Bは、例えば、接触状態認識部15Bにより片手接触状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH4に設定する。閾値設定部16Bは、例えば、接触状態認識部15Bにより非接触状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH5に設定する。閾値設定部16Bは、接触状態認識部15Bにより片手接触状態が認識されている場合のTH4を、接触状態認識部15Bにより両手接触状態が認識されている場合のTH3と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。閾値設定部16Bは、接触状態認識部15Bにより非接触状態が認識されている場合のTH5を、接触状態認識部15Bにより片手接触状態が認識されている場合のTH4と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。
閾値設定部16Bは、TH3と比べて所定の加算値ΔTH2だけ大きい値としてTH4を設定してもよい。閾値設定部16Bは、TH4と比べて所定の加算値ΔTH3だけ大きい値としてTH5を設定してもよい。加算値ΔTH2,ΔTH3は、加算値ΔTH1と同様にして設定してもよい。加算値ΔTH2,ΔTH3の和は、加算値ΔTH1と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。加算値ΔTH3は、例えば、加算値ΔTH2と同じ値であってもよいし、加算値ΔTH2よりも大きい値であってもよい。
[ECU30Bの演算処理の一例]
次に、保舵判定装置50B及び自動運転システム100Bによる演算処理の一例について、保舵判定装置50A及び自動運転システム100Aとは処理が異なる接触状態認識処理及び閾値設定処理を図10~図14を用いて説明する。なお、保舵判定装置50B及び自動運転システム100Bによる保舵状態判定処理及び手動運転切換判定処理は、図6及び図7と処理が同様であるため、説明を省略する。
図10は、保舵判定装置50Bの接触状態認識処理のフローチャートである。図11は、図10のS140の処理を具体的に示すフローチャートである。図12は、図10のS240の処理を具体的に示すフローチャートである。図13は、図10のS340の処理を具体的に示すフローチャートである。図10~図13に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S41において、保舵判定装置50BのECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、右タッチセンサ6aの正常又は故障の認識を行う。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6aが正常であるか故障であるかのECU30Bによる判定結果に基づいて、右タッチセンサ6aの正常又は故障を認識する。
S42において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bの正常又は故障の認識を行う。接触状態認識部15Bは、左タッチセンサ6bが正常であるか故障であるかのECU30Bによる判定結果に基づいて、左タッチセンサ6bの正常又は故障を認識する。
S43において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、右タッチセンサ6aが正常であると認識されたか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bにより右タッチセンサ6aが正常であると認識された場合(S43:YES)、ECU30Bは、S44において、右タッチセンサ6aにより、ドライバによる接触の検出を行う。右タッチセンサ6aは、ドライバが右タッチセンサ6aに接触した場合、接触信号をECU30Bに送信する。
S45において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bが正常であると認識されたか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bが正常であると認識された場合(S45:YES)、ECU30Bは、S46において、左タッチセンサ6bにより、ドライバによる接触の検出を行う。左タッチセンサ6bは、ドライバが左タッチセンサ6bに接触した場合、接触信号をECU30Bに送信する。
S140において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、両タッチセンサ6a,6bの検出結果に応じて接触状態の認識を行う。具体的には、図11に示されるように、S141において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、右タッチセンサ6aでドライバによる接触の検出があるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bにより右タッチセンサ6aでドライバによる接触の検出があると認識された場合(S141:YES)、ECU30Bは、S142において、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出があるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出があると認識された場合(S142:YES)、ECU30Bは、S143において、両手接触状態との認識を行う。あるいは、接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出がないと認識された場合(S142:NO)、ECU30Bは、S145において、片手接触状態との認識を行う。その後、ECU30Bは、図10及び図11の演算処理を終了する。
一方、接触状態認識部15Bにより右タッチセンサ6aが故障であると認識された場合(S141:NO)、ECU30Bは、S144において、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出があるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出があると認識された場合(S144:YES)、ECU30Bは、S145において、片手接触状態との認識を行う。あるいは、接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出がないと認識された場合(S144:NO)、ECU30Bは、S146において、非接触状態との認識を行う。その後、ECU30Bは、図10及び図11の演算処理を終了する。
図10に戻り、接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bが故障であると認識された場合(S45:NO)、ECU30Bは、S240において、接触状態認識部15Bにより、右タッチセンサ6aの検出結果に応じて接触状態の認識を行う。具体的には、図12に示されるように、S241において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、右タッチセンサ6aでドライバによる接触の検出があるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bにより右タッチセンサ6aでドライバによる接触の検出があると認識された場合(S241:YES)、ECU30Bは、S242において、両手接触状態との認識を行う。接触状態認識部15Bにより右タッチセンサ6aでドライバによる接触の検出がないと認識された場合(S241:NO)、ECU30Bは、S243において、非接触状態との認識を行う。その後、ECU30Bは、図10及び図12の演算処理を終了する。
図10に戻り、接触状態認識部15Bにより右タッチセンサ6aが故障であると認識された場合(S43:NO)、ECU30Bは、S47において、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bが正常であると認識されたか否かの判定を行う。
接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bが正常であると認識された場合(S47:YES)、ECU30Bは、S48において、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bでのドライバによる接触の検出を行う。左タッチセンサ6bは、ドライバが左タッチセンサ6bに接触した場合、接触信号をECU30Bに送信する。S340において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bの検出結果に応じて接触状態の認識を行う。具体的には、図13に示されるように、S341において、ECU30Bは、接触状態認識部15Bにより、左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出があるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出があると認識された場合(S341:YES)、ECU30Bは、S342において、両手接触状態との認識を行う。あるいは、接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bでドライバによる接触の検出がないと認識された場合(S341:NO)、ECU30Bは、S343において、非接触状態との認識を行う。その後、ECU30Bは、図10及び図13の演算処理を終了する。
図10に戻り、接触状態認識部15Bにより左タッチセンサ6bが故障であると認識された場合(S47:NO)、ECU30Bは、S49において、接触状態認識部15Bにより、非接触状態との認識を行う。その後、ECU30Bは、図10の演算処理を終了する。
図14は、保舵判定装置50Bの閾値設定処理のフローチャートである。図14に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S51において、ECU30Bは、閾値設定部16Bにより、接触状態認識部15Bの認識結果が非接触状態であるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bの認識結果が非接触状態ではないと判定された場合(S51:NO)、ECU30Bは、S52において、閾値設定部16Bにより、接触状態認識部15Bの認識結果が片手接触状態であるか否かの判定を行う。接触状態認識部15Bの認識結果が片手接触状態ではないと判定された場合(S52:NO)、閾値設定部16Bにより、S53において、ステアトルク閾値を閾値TH3に設定する。その後、ECU30Bは、図14の演算処理を終了する。
一方、接触状態認識部15Bの認識結果が片手接触状態であると判定された場合(S52:YES)、ECU30Bは、S54において、閾値設定部16Bにより、ステアトルク閾値を閾値TH4に設定する。その後、ECU30Bは、図14の演算処理を終了する。
他方、接触状態認識部15Bの認識結果が非接触状態であると判定された場合(S51:YES)、ECU30Bは、S55において、閾値設定部16Bにより、ステアトルク閾値を閾値TH5に設定する。その後、ECU30Bは、図14の演算処理を終了する。
[第2実施形態の作用効果]
以上説明したように、保舵判定装置50Bでは、タッチセンサ6は、右タッチセンサ6aと左タッチセンサ6bとを含んでいる。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bの検出結果に基づいて、接触状態を、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bで接触が検出された両手接触状態と、右タッチセンサ6a又は左タッチセンサ6bで接触が検出された片手接触状態と、に分けて認識する。閾値設定部16Bは、接触状態認識部15Bにより片手接触状態が認識されている場合、接触状態認識部15Bにより両手接触状態が認識されている場合と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。これにより、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bを用いてステアトルク閾値をより適切に設定することができる。
保舵判定装置50Bでは、接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが正常であるか故障であるかをそれぞれ認識する。接触状態認識部15Bは、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右タッチセンサ6a又は左タッチセンサ6bで接触が検出されたときには、両手接触状態を認識する。この場合、正常であると認識された右タッチセンサ6a又は左タッチセンサ6bで接触が検出されていることからドライバによる保舵の意思がある可能性がある。そこで、両手接触状態とみなされ、右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが正常である場合に右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bでドライバによる接触が検出されたときの値でステアトルク閾値が設定される。これにより、保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定され易くなる。その結果、ドライバによる保舵の意思がある可能性があることに対応してステアトルク閾値を適切に設定することができる。
自動運転システム100Bは、上記の保舵判定装置50Bと、自動運転中に保舵判定装置50Bの保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定された場合、手動運転切換制御を実行する手動運転切換部18と、を備える。これにより、ステアトルクに基づいて適切に判定されたドライバの保舵状態の判定結果に基づいて、手動運転への切換えを適切に実現することが可能となる。
[第3実施形態]
第3実施形態に係る保舵判定装置及び自動運転システムについて説明する。図15は、第3実施形態に係る保舵判定装置50Cを有する自動運転システム100Cを示すブロック図である。図15に示されるように、保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cは、ECU30Aに代えてECU30Cを備え、タッチセンサ6に代えて把持力センサ7を備えている点で、保舵判定装置50A及び自動運転システム100Aと異なっている。その他の点については、保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cは、保舵判定装置50A及び自動運転システム100Aと同様に構成されている。
[保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cの構成]
把持力センサ7は、ステアリングホイール21に設けられ、ステアリングホイール21を握るドライバの手の把持力を検出するセンサである。把持力センサ7は、例えば静電容量方式のタッチセンサを用いることができる。把持力センサ7は、ドライバがステアリングホイール21の把持力センサ7の部分を握った場合、検出した把持力信号をECU30Cへ送信する。
本実施形態では、把持力センサ7として、例えばステアリングホイール21上の全周に亘って1つのセンサが設けられている。把持力センサ7は、ステアリングホイール21を握るドライバの片手又は両手の把持力を共通の把持力信号として検出可能に構成されている。把持力センサ7は、ドライバの片手又は両手の把持力の大きい方の把持力を共通の把持力信号として検出可能に構成されていてもよい。この場合、ドライバの両手の把持力を別々に検出するのではなく、全体として1つの把持力信号として検出可能に構成されていてもよい。
図15に示されるように、ECU30Cは、ECU30Aの接触状態認識部15A及び閾値設定部16Aとは異なる機能的構成として、把持状態認識部15C及び閾値設定部(第2閾値設定部)16Cを有している。
把持状態認識部15Cは、把持力センサ7の検出結果に基づいて、ドライバによるステアリングホイール21の把持(以下、単に「ドライバによる把持」という)の有無を認識する。把持状態認識部15Cは、把持力センサ7で検出された把持力に基づいて、把持状態又は非把持状態を認識する。把持状態とは、把持力センサ7で検出された把持力に基づいてドライバによるステアリングホイール21の把持が検出された状態を意味する。非把持状態とは、把持力センサ7で検出された把持力に基づいてドライバによるステアリングホイール21の把持が検出されていない状態を意味する。
具体的には、把持状態認識部15Cは、例えば、把持力センサ7で検出された把持力が所定の把持力閾値以上である場合、把持力センサ7でドライバによる把持が検出された把持状態を認識する。把持状態認識部15Cは、例えば、把持力センサ7で検出された把持力が把持力閾値未満である場合、把持力センサ7でドライバによる把持が検出されない非把持状態を認識する。把持力閾値は、ドライバによる把持を検出するための把持力の閾値である。把持力閾値は、予め設定された固定値であってもよいし、可変の値であってもよい。
把持状態認識部15Cは、把持力センサ7が正常であるか故障であるかを認識してもよい。把持状態認識部15Cは、把持力センサ7の故障として、少なくとも把持力センサ7の把持ON故障を認識してもよい。把持ON故障とは、ドライバがステアリングホイール21を把持していないにも関わらず、ドライバによる把持が誤って把持力センサ7によって検出される故障を意味する。把持ON故障には、ドライバによる把持が時間的に連続して誤って検出される把持ON固着故障が含まれてもよい。把持力センサ7が正常であるか故障であるかは、公知の手法を用いてECU30Cにより判定される。
把持状態認識部15Cは、例えば、把持力センサ7からの把持力信号、及び、把持力センサ7が正常であるか故障であるかの認識結果に基づいて、把持状態又は非把持状態を認識する。図16は、把持状態認識部15Cの認識内容の一例を示す図である。図16の左の列には、把持力センサ7が正常である場合の把持状態認識部15Cの認識内容が示されている。図16の右の列には、把持力センサ7が故障である場合の把持状態認識部15Cの認識内容が示されている。当該認識内容は、例えば条件式を含むプログラム等としてECU30Cに予め記憶されていてもよい。
把持状態認識部15Cは、把持力センサ7が正常であると認識した場合において、ドライバによる把持が検出されないとき、非把持状態を認識してもよい。把持状態認識部15Cは、把持力センサ7が正常であると認識した場合において、ドライバによる把持が検出されたとき、把持状態を認識してもよい。
把持状態認識部15Cは、把持力センサ7が故障であると認識した場合、非把持状態を認識してもよい。把持状態認識部15Cは、把持力センサ7の故障のうち少なくとも把持力センサ7の把持ON故障を認識した場合、非把持状態を認識してもよい。
閾値設定部16Cは、把持状態認識部15Cの認識結果に基づいて、保舵状態の判定に用いるステアトルク閾値(第2閾値)を設定する。閾値設定部16Cは、例えば、把持状態認識部15Cにより把持状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH6に設定する。閾値設定部16Cは、例えば、把持状態認識部15Cにより非把持状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH7に設定する。閾値設定部16Cは、把持状態認識部15Cにより非把持状態が認識されている場合のTH7を、把持状態認識部15Cにより把持状態が認識されている場合のTH6と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。
閾値設定部16Cは、TH6と比べて所定の加算値ΔTH4だけ大きい値としてTH7を設定してもよい。加算値ΔTH4は、加算値ΔTH1と同様にして設定してもよい。加算値ΔTH4は、加算値ΔTH1と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
[ECU30Cの演算処理の一例]
次に、保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cによる演算処理の一例について説明する。図17は、保舵判定装置50Cの把持状態認識処理のフローチャートである。図17に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。なお、保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cによる保舵状態判定処理及び手動運転切換判定処理は、図6及び図7と処理が同様であるため、説明を省略する。
S61において、保舵判定装置50CのECU30Cは、把持状態認識部15Cにより、把持力センサ7の正常又は故障の認識を行う。把持状態認識部15Cは、把持力センサ7が正常であるか故障であるかのECU30Cによる判定結果に基づいて、把持力センサ7の正常又は故障を認識する。
S62において、ECU30Cは、把持状態認識部15Cにより、把持力センサ7が正常であると認識されたか否かの判定を行う。把持状態認識部15Cにより把持力センサ7が正常であると認識された場合(S62:YES)、ECU30Cは、S63において、把持力センサ7により、ドライバによる把持の検出を行う。把持力センサ7は、ドライバがステアリングホイール21の把持力センサ7の部分を握った場合、把持力信号をECU30Cに送信する。また、ECU30Cは、S63において、把持状態認識部15Cにより、把持力センサ7でのドライバによる把持の検出有無の認識を行う。把持状態認識部15Cは、例えば、把持力センサ7で検出された把持力が把持力閾値以上である場合、把持力センサ7でドライバによる把持が検出されたと認識する。
S64において、ECU30Cは、把持状態認識部15Cにより、把持力センサ7でドライバによる把持が検出されたか否かの判定を行う。把持状態認識部15Cにより把持力センサ7で把持が検出されたと認識された場合(S64:YES)、ECU30Cは、S65において、把持状態認識部15Cにより、把持状態との認識を行う。その後、ECU30Cは、図17の演算処理を終了する。
一方、把持状態認識部15Cにより把持力センサ7で把持が検出されないと認識された場合(S64:NO)、ECU30Cは、S66において、把持状態認識部15Cにより、非把持状態との認識を行う。その後、ECU30Cは、図17の演算処理を終了する。
他方、把持状態認識部15Cにより把持力センサ7が故障であると認識された場合(S62:NO)、ECU30Cは、S66において、把持状態認識部15Cにより、非把持状態との認識を行う。その後、ECU30Cは、図17の演算処理を終了する。
図18は、保舵判定装置50Cの閾値設定処理のフローチャートである。図18に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S71において、ECU30Cは、閾値設定部16Cにより、把持状態認識部15Cの認識結果が非把持状態であるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Cの認識結果が非把持状態であると判定された場合(S71:YES)、ECU30Cは、S72において、閾値設定部16Cにより、ステアトルク閾値を閾値TH7に設定する。その後、ECU30Cは、図18の演算処理を終了する。
一方、把持状態認識部15Cの認識結果が把持状態であると判定された場合(S71:NO)、ECU30Cは、S73において、閾値設定部16Cにより、ステアトルク閾値を閾値TH6に設定する。その後、ECU30Cは、図18の演算処理を終了する。
[第3実施形態の作用効果]
以上説明したように、保舵判定装置50Cによれば、把持力センサ7でドライバによる把持が検出されない場合には、ドライバによる把持が検出された場合と比べて大きい値としてステアトルク閾値が設定されるため、保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定されにくくなる。よって、例えばドライバの手がステアリングホイール21から離れている場合に路面外乱等に起因するステアリングシャフト22へのトルク入力があったときなど、ドライバによる保舵の意思がないにも関わらず保舵状態を誤って判定することを抑制することができる。その結果、ステアトルクに基づいてドライバの保舵状態を適切に判定することが可能となる。
保舵判定装置50Cでは、把持状態認識部15Cは、把持力センサ7が正常であるか故障であるかを認識し、把持力センサ7が故障であると認識した場合、非把持状態を認識する。これにより、例えば把持力センサ7でドライバによる把持が誤って検出される把持力センサ7の把持ON故障の場合であっても、非把持状態とみなされることで、把持力センサ7が正常である場合に把持力センサ7でドライバによる把持が検出されたときと比べて大きい値としてステアトルク閾値が設定される。その結果、例えば把持力センサ7の把持ON故障の場合であっても、ドライバの保舵状態の判定が不適切となってしまうことを抑制することができる。
自動運転システム100Cは、上記の保舵判定装置50Cと、自動運転中に保舵判定装置50Cの保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定された場合、手動運転切換制御を実行する手動運転切換部18と、を備える。これにより、ステアトルクに基づいて適切に判定されたドライバの保舵状態の判定結果に基づいて、手動運転への切換えを適切に実現することが可能となる。
[第4実施形態]
第4実施形態に係る保舵判定装置及び自動運転システムについて説明する。図19は、第4実施形態に係る保舵判定装置50Dを有する自動運転システム100Dを示すブロック図である。図19に示されるように、保舵判定装置50D及び自動運転システム100Dは、ECU30Cに代えてECU30Dを備え、把持力センサ7が右把持力センサ7aと左把持力センサ7bとを含んで構成されている点で、保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cと異なっている。その他の点については、保舵判定装置50D及び自動運転システム100Dは、保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cと同様に構成されている。
[保舵判定装置50D及び自動運転システム100Dの構成]
右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bは、ステアリングホイール21に設けられ、ステアリングホイール21を握るドライバの手の把持力を検出するセンサである。
右把持力センサ7aは、例えば、車両の直進状態におけるステアリングホイール21に向かってドライバの右手側に設けられている。本実施形態では、右把持力センサ7aとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの右手側の半周に亘って1つのセンサが設けられている。右把持力センサ7aは、ドライバがステアリングホイール21の右把持力センサ7aの部分を握った場合、左把持力センサ7bとは独立して把持力信号をECU30Dに送信する。
左把持力センサ7bは、例えば、車両の直進状態におけるステアリングホイール21に向かってドライバの左手側に設けられている。本実施形態では、左把持力センサ7bとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの左手側の半周に亘って1つのセンサが設けられている。左把持力センサ7bは、ドライバがステアリングホイール21の左把持力センサ7bの部分を握った場合、右把持力センサ7aとは独立して把持力信号をECU30Dに送信する。
図19に示されるように、ECU30Dは、ECU30Cの把持状態認識部15C及び閾値設定部16Cとは異なる機能的構成として、把持状態認識部15D及び閾値設定部(第2閾値設定部)16Dを有している。
把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bの検出結果に基づいて、ドライバによる把持の有無を認識する。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bの把持力信号に基づいて、把持状態を、両手把持状態と片手把持状態とに分けて認識する。両手把持状態とは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bでドライバによるステアリングホイール21の把持が検出された状態を意味する。片手把持状態とは、右把持力センサ7a又は左把持力センサ7bでドライバによるステアリングホイール21への把持が検出された状態を意味する。
具体的には、把持状態認識部15Dは、例えば、右把持力センサ7aで検出された把持力が所定の把持力閾値以上であり、且つ、左把持力センサ7bで検出された把持力が所定の把持力閾値以上である場合、両手把持状態を認識する。把持状態認識部15Dは、例えば、右把持力センサ7aで検出された把持力が把持力閾値以上であり、且つ、左把持力センサ7bで検出された把持力が把持力閾値未満である場合、片手把持状態を認識する。把持状態認識部15Dは、例えば、右把持力センサ7aで検出された把持力が把持力閾値未満であり、且つ、左把持力センサ7bで検出された把持力が把持力閾値以上である場合、片手把持状態を認識する。把持状態認識部15Dは、例えば、右把持力センサ7aで検出された把持力が把持力閾値未満であり、且つ、左把持力センサ7bで検出された把持力が把持力閾値未満である場合、非把持状態を認識する。右把持力センサ7aの把持力閾値と左把持力センサ7bの把持力閾値とは、同じ把持力の値であってもよいし、異なる把持力の値であってもよい。
把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bのそれぞれが正常であるか故障であるかを認識してもよい。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7aの故障として、少なくとも右把持力センサ7aの把持ON故障を認識してもよい。把持状態認識部15Dは、左把持力センサ7bの故障として、少なくとも左把持力センサ7bの把持ON故障を認識してもよい。
把持状態認識部15Dは、例えば、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bからの把持力信号、並びに、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが正常であるか故障であるかの認識結果に基づいて、両手把持状態、片手把持状態、又は非把持状態を認識する。図20は、把持状態認識部15Dの認識内容の一例を示す図である。図20の中央の列には、右把持力センサ7aが正常である場合の把持状態認識部15Dの認識内容が示されている。図20の右の列には、右把持力センサ7aが故障である場合の把持状態認識部15Dの認識内容が示されている。図20の中央の行には、左把持力センサ7bが正常である場合の把持状態認識部15Dの認識内容が示されている。図20の下の行には、左把持力センサ7bが故障である場合の把持状態認識部15Dの認識内容が示されている。当該認識内容は、例えば条件式を含むプログラム等としてECU30Dに予め記憶されていてもよい。
把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが共に正常であると認識した場合において、両把持力センサ7a,7bでドライバによる把持が検出されないとき、非把持状態を認識してもよい。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが共に正常であると認識した場合において、右把持力センサ7a又は左把持力センサ7bでドライバによる把持が検出されたとき、片手把持状態を認識してもよい。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが共に正常であると認識した場合において、両把持力センサ7a,7bでドライバによる把持が検出されたとき、両手把持状態を認識してもよい。
把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右把持力センサ7a又は左把持力センサ7bでドライバによる把持が検出されないときには、非把持状態を認識してもよい。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右把持力センサ7a又は左把持力センサ7bでドライバによる把持が検出されたときには、両手把持状態を認識してもよい。
把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが共に故障であると認識した場合、非把持状態を認識してもよい。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bの故障のうち少なくとも何れかの把持ON故障を認識した場合、非把持状態を認識してもよい。
閾値設定部16Dは、把持状態認識部15Dの認識結果に基づいて、ステアトルク閾値(第2閾値)を設定する。閾値設定部16Dは、把持状態認識部15Dにより非把持状態が認識されている場合、把持状態認識部15Dにより片手把持状態又は両手把持状態(把持状態)が認識されている場合と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。
閾値設定部16Dは、例えば、把持状態認識部15Dにより両手把持状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH8に設定する。閾値設定部16Dは、例えば、把持状態認識部15Dにより片手把持状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH9に設定する。閾値設定部16Dは、例えば、把持状態認識部15Dにより非把持状態が認識されている場合のステアトルク閾値をTH10に設定する。閾値設定部16Dは、把持状態認識部15Dにより片手把持状態が認識されている場合のTH9を、把持状態認識部15Dにより両手把持状態が認識されている場合のTH8と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。閾値設定部16Dは、把持状態認識部15Dにより非把持状態が認識されている場合のTH10を、把持状態認識部15Dにより片手把持状態が認識されている場合のTH9と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。
閾値設定部16Dは、TH8と比べて所定の加算値ΔTH5だけ大きい値としてTH9を設定してもよい。閾値設定部16Dは、TH9と比べて所定の加算値ΔTH6だけ大きい値としてTH10を設定してもよい。加算値ΔTH5,ΔTH6は、加算値ΔTH2,ΔTH3と同様にして設定してもよい。加算値ΔTH5,ΔTH6の和は、加算値ΔTH4と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。加算値ΔTH6は、例えば、加算値ΔTH5と同じ値であってもよいし、加算値ΔTH5よりも大きい値であってもよい。
[ECU30Dの演算処理の一例]
次に、保舵判定装置50D及び自動運転システム100Dによる演算処理の一例について、保舵判定装置50C及び自動運転システム100Cとは処理が異なる把持状態認識処理及び閾値設定処理を図21~図25を用いて説明する。なお、保舵判定装置50D及び自動運転システム100Dによる保舵状態判定処理及び手動運転切換判定処理は、図6及び図7と処理が同様であるため、説明を省略する。
図21は、保舵判定装置50Dの把持状態認識処理のフローチャートである。図22は、図21のS180の処理を具体的に示すフローチャートである。図23は、図21のS280の処理を具体的に示すフローチャートである。図24は、図21のS380の処理を具体的に示すフローチャートである。図21~図25に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S81において、保舵判定装置50DのECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、右把持力センサ7aの正常又は故障の認識を行う。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7aが正常であるか故障であるかのECU30Dによる判定結果に基づいて、右把持力センサ7aの正常又は故障を認識する。
S82において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bの正常又は故障の認識を行う。把持状態認識部15Dは、左把持力センサ7bが正常であるか故障であるかのECU30Dによる判定結果に基づいて、左把持力センサ7bの正常又は故障を認識する。
S83において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、右把持力センサ7aが正常であると認識されたか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dにより右把持力センサ7aが正常であると認識された場合(S83:YES)、ECU30Dは、S84において、右把持力センサ7aにより、右把持力センサ7aでのドライバによる把持の検出を行う。右把持力センサ7aは、ドライバがステアリングホイール21の右把持力センサ7aの部分を握った場合、把持力信号をECU30Dに送信する。また、ECU30Dは、S84において、把持状態認識部15Dにより、右把持力センサ7aでのドライバによる把持の検出有無の認識を行う。把持状態認識部15Dは、例えば、右把持力センサ7aで検出された把持力が把持力閾値以上である場合、右把持力センサ7aでドライバによる把持が検出されたと認識する。
S85において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bが正常であると認識されたか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bが正常であると認識された場合(S85:YES)、ECU30Dは、S86において、左把持力センサ7bにより、左把持力センサ7bでのドライバによる把持の検出を行う。左把持力センサ7bは、ドライバがステアリングホイール21の左把持力センサ7bの部分を握った場合、把持力信号をECU30Dに送信する。また、ECU30Dは、S86において、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bでのドライバによる把持の検出有無の認識を行う。把持状態認識部15Dは、例えば、左把持力センサ7bで検出された把持力が把持力閾値以上である場合、左把持力センサ7bでドライバによる把持が検出されたと認識する。
S180において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、両把持力センサ7a,7bの検出結果に応じて把持状態の認識を行う。具体的には、図22に示されるように、S181において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、右把持力センサ7aでドライバによる把持の検出があるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dにより右把持力センサ7aでドライバによる把持の検出があると認識された場合(S181:YES)、ECU30Dは、S182において、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出があるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出があると認識された場合(S182:YES)、ECU30Dは、S183において、両手把持状態との認識を行う。あるいは、把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出がないと認識された場合(S182:NO)、ECU30Dは、S185において、片手把持状態との認識を行う。その後、ECU30Dは、図21及び図22の演算処理を終了する。
一方、把持状態認識部15Dにより右把持力センサ7aが故障であると認識された場合(S181:NO)、ECU30Dは、S184において、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出があるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出があると認識された場合(S184:YES)、ECU30Dは、S185において、片手把持状態との認識を行う。あるいは、把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出がないと認識された場合(S184:NO)、ECU30Dは、S186において、非把持状態との認識を行う。その後、ECU30Dは、図21及び図22の演算処理を終了する。
図21に戻り、把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bが故障であると認識された場合(S85:NO)、ECU30Dは、S280において、把持状態認識部15Dにより、右把持力センサ7aの検出結果に応じて把持状態の認識を行う。具体的には、図23に示されるように、S281において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、右把持力センサ7aでドライバによる把持の検出があるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dにより右把持力センサ7aでドライバによる把持の検出があると認識された場合(S281:YES)、ECU30Dは、S282において、両手把持状態との認識を行う。把持状態認識部15Dにより右把持力センサ7aでドライバによる把持の検出がないと認識された場合(S281:NO)、ECU30Dは、S283において、非把持状態との認識を行う。その後、ECU30Dは、図21及び図23の演算処理を終了する。
図21に戻り、把持状態認識部15Dにより右把持力センサ7aが故障であると認識された場合(S83:NO)、ECU30Dは、S87において、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bが正常であると認識されたか否かの判定を行う。
把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bが正常であると認識された場合(S87:YES)、ECU30Dは、S88において、上記S86と同様にして、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bでのドライバによる把持の検出の認識を行う。S380において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bの検出結果に応じて把持状態の認識を行う。具体的には、図24に示されるように、S381において、ECU30Dは、把持状態認識部15Dにより、左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出があるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出があると認識された場合(S381:YES)、ECU30Dは、S382において、両手把持状態との認識を行う。あるいは、把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bでドライバによる把持の検出がないと認識された場合(S381:NO)、ECU30Dは、S383において、非把持状態との認識を行う。その後、ECU30Dは、図21及び図24の演算処理を終了する。
図21に戻り、把持状態認識部15Dにより左把持力センサ7bが故障であると認識された場合(S87:NO)、ECU30Dは、S89において、把持状態認識部15Dにより、非把持状態との認識を行う。その後、ECU30Dは、図21の演算処理を終了する。
図25は、保舵判定装置50Dの閾値設定処理のフローチャートである。図25に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両の自動運転中に所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
S91において、ECU30Dは、閾値設定部16Dにより、把持状態認識部15Dの認識結果が非把持状態であるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dの認識結果が非把持状態ではないと判定された場合(S91:NO)、ECU30Dは、S92において、閾値設定部16Dにより、把持状態認識部15Dの認識結果が片手把持状態であるか否かの判定を行う。把持状態認識部15Dの認識結果が片手把持状態ではないと判定された場合(S92:NO)、閾値設定部16Dにより、S93において、ステアトルク閾値を閾値TH8に設定する。その後、ECU30Dは、図25の演算処理を終了する。
一方、把持状態認識部15Dの認識結果が片手把持状態であると判定された場合(S92:YES)、ECU30Dは、S94において、閾値設定部16Dにより、ステアトルク閾値を閾値TH9に設定する。その後、ECU30Dは、図25の演算処理を終了する。
他方、把持状態認識部15Dの認識結果が非把持状態であると判定された場合(S91:YES)、ECU30Dは、S95において、閾値設定部16Dにより、ステアトルク閾値を閾値TH10に設定する。その後、ECU30Dは、図25の演算処理を終了する。
[第4実施形態の作用効果]
以上説明したように、保舵判定装置50Dでは、把持力センサ7は、右把持力センサ7aと左把持力センサ7bとを含んでいる。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bの検出結果に基づいて、把持状態を、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bで把持が検出された両手把持状態と、右把持力センサ7a又は左把持力センサ7bで把持が検出された片手把持状態と、に分けて認識する。閾値設定部16Dは、把持状態認識部15Dにより片手把持状態が認識されている場合、把持状態認識部15Dにより両手把持状態が認識されている場合と比べて大きい値としてステアトルク閾値を設定する。これにより、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bを用いてステアトルク閾値をより適切に設定することができる。
保舵判定装置50Dでは、把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが正常であるか故障であるかをそれぞれ認識する。把持状態認識部15Dは、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された右把持力センサ7a又は左把持力センサ7bで把持が検出されたときには、両手把持状態を認識する。この場合、正常であると認識された右把持力センサ7a又は左把持力センサ7bで把持が検出されていることからドライバによる保舵の意思がある可能性がある。そこで、両手把持状態とみなされ、右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが正常である場合に右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bでドライバによる把持が検出されたときの値でステアトルク閾値が設定される。これにより、保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定され易くなる。その結果、ドライバによる保舵の意思がある可能性があることに対応してステアトルク閾値を適切に設定することができる。
自動運転システム100Dは、上記の保舵判定装置50Dと、自動運転中に保舵判定装置50Dの保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定された場合、手動運転切換制御を実行する手動運転切換部18と、を備える。これにより、ステアトルクに基づいて適切に判定されたドライバの保舵状態の判定結果に基づいて、手動運転への切換えを適切に実現することが可能となる。
[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
上記第1実施形態において、接触状態認識部15Aは、必ずしもタッチセンサ6が正常であるか故障であるかを認識しなくてもよい。この場合、接触状態認識部15Aは、接触状態又は非接触状態の認識をするために、必ずしもタッチセンサ6が正常であるか故障であるかの認識結果に基づかなくてもよい。
上記第2実施形態において、接触状態認識部15Bは、必ずしも右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが正常であるか故障であるかを認識しなくてもよい。この場合、接触状態認識部15Bは、片手接触状態、両手接触状態又は非接触状態の認識をするために、必ずしも右タッチセンサ6a及び左タッチセンサ6bが正常であるか故障であるかの認識結果に基づかなくてもよい。
上記第3実施形態において、把持状態認識部15Cは、必ずしも把持力センサ7が正常であるか故障であるかを認識しなくてもよい。この場合、把持状態認識部15Cは、把持状態又は非把持状態の認識をするために、必ずしも把持力センサ7が正常であるか故障であるかの認識結果に基づかなくてもよい。
上記第4実施形態において、把持状態認識部15Dは、必ずしも右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが正常であるか故障であるかを認識しなくてもよい。この場合、把持状態認識部15Dは、片手把持状態、両手把持状態又は非把持状態の認識をするために、必ずしも右把持力センサ7a及び左把持力センサ7bが正常であるか故障であるかの認識結果に基づかなくてもよい。
上記第1実施形態では、タッチセンサ6として、例えばステアリングホイール上の全周に亘って1つのセンサが設けられていたが、2つ以上のセンサによって1つのタッチセンサ6の機能が実現されていてもよい。
上記第2実施形態では、右タッチセンサ6aとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの右手側の半周に亘って1つのセンサが設けられていたが、2つ以上のセンサによって右タッチセンサ6aの機能が実現されていてもよい。上記第2実施形態では、左タッチセンサ6bとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの左手側の半周に亘って1つのセンサが設けられていたが、2つ以上のセンサによって左タッチセンサ6bの機能が実現されていてもよい。
上記第3実施形態では、把持力センサ7として、例えばステアリングホイール上の全周に亘って1つのセンサが設けられていたが、2つ以上のセンサによって1つの把持力センサ7の機能が実現されていてもよい。
上記第4実施形態では、右把持力センサ7aとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの右手側の半周に亘って1つのセンサが設けられていたが、2つ以上のセンサによって右把持力センサ7aの機能が実現されていてもよい。上記第4実施形態では、左把持力センサ7bとして、例えばステアリングホイール上の当該ドライバの左手側の半周に亘って1つのセンサが設けられていたが、2つ以上のセンサによって左把持力センサ7bの機能が実現されていてもよい。
上記第1~第4実施形態では、保舵判定装置50A~50Dの判定結果の用途として、自動運転と手動運転とを切り換え可能な車両においてステアトルクに基づき自動運転から手動運転に切り換える手動運転切換制御を実行する自動運転システム100A~100Dを例示したが、これに限定されない。保舵判定装置50A~50Dの判定結果の用途としては、例えば、ドライバの保舵状態の判定結果に基づいて、ドライバへの報知を実行してもよいし、自動運転における手動運転切換制御以外の制御に適用してもよいし、自動運転以外の運転支援等の制御に適用してもよい。
上記第1~第4実施形態において、保舵判定装置50A~50Dの機能と自動運転システム100A~100Dの機能とは、共通のECU30A~30Dにおいて一体的に構成されていたが、別々のECUにおいてそれぞれ構成されていてもよい。
上記第1~第4実施形態では、トルク認識部14は、トルクセンサ5で検出されたステアリングシャフト22のねじりトルクの絶対値をステアトルクとして認識したが、トルクセンサ5で検出されたステアリングシャフト22のねじりトルクを符号付きのステアトルクとして認識してもよい。
上記第1~第4実施形態において、トルク認識部14は、トルクセンサ5の検出値(ステアリングシャフト22のねじりトルク)を用いてステアトルクを認識したが、トルクセンサ5の検出値から慣性、粘性、摩擦、及びラックアンドピニオン機構24からのトルク等の外乱を補償したトルク推定値をステアトルクとして用いてもよい。
手動運転切換制御は、必ずしも「車両の切換地点への接近」をドライバに報知する際に実行されなくてもよい。例えば、手動運転切換部18は、ドライバによる自動運転をキャンセルするための操作(例えば自動運転のキャンセルボタンの押下操作)、あるいは、ドライバによる一定以上のブレーキペダルの踏み込み操作があった場合には、ドライバの手動運転を希望する旨の意思表示があったものと見做してもよい。この場合、手動運転切換部18は、ドライバに操舵操作に基づき手動運転への切換が可能である旨を報知すると共に、当該報知に応じたドライバの操舵操作によって保舵判定部17によりドライバが保舵状態であると判定された場合に、手動運転切換制御を実行してもよい。
上記実施形態では、図2に示されるステアリング装置20を例に説明したが、ステアリング装置の構成は、図2の構成に限定されない。例えば、図26に示されるように、ステアリングシャフト22にアシストトルクを付与するEPSモータ23に代えて、ラックアンドピニオン機構24Aの転舵軸又はピニオン軸にアシストトルクを付与するEPSモータ23Aを有するステアリング装置20Aのような構成であってもよい。
また、図27に示されるように、ステアリングシャフト22にアシストトルクを付与するEPSモータ23に代えて、ボールネジ機構24Bの転舵軸にアシストトルクを付与するEPSモータ23Bを有すると共に、路面からの反力を模擬する反力アクチュエータ27がステアリングシャフト22に接続されているステアリング装置20Bのような構成(いわゆるステアバイワイヤ)であってもよい。この構成では、ステアリングシャフト22とボールネジ機構24Bの転舵軸とが物理的に接続されていない点で、ステアリング装置20とは異なっているが、その他の構成はステアリング装置20と同様である。
上記第1実施形態は、第3実施形態又は第4実施形態と互いに組み合わされてもよい。上記第2実施形態は、第3実施形態又は第4実施形態と互いに組み合わされてもよい。
5…トルクセンサ、6…タッチセンサ、6a…右タッチセンサ、6b…左タッチセンサ、7…把持力センサ、7a…右把持力センサ、7b…左把持力センサ、14…トルク認識部、15A,15B…接触状態認識部、15C,15D…把持状態認識部、16A,16B…閾値設定部(第1閾値設定部)、16C,16D…閾値設定部(第2閾値設定部)、17…保舵判定部、18…手動運転切換部、21…ステアリングホイール、22…ステアリングシャフト、50A,50B,50C,50D…保舵判定装置、100A,100B,100C,100D…自動運転システム。

Claims (9)

  1. 車両のドライバが前記車両のステアリングホイールを操舵操作可能に保舵している保舵状態をステアリングシャフトのステアトルクに基づいて判定する保舵判定装置であって、
    前記ステアリングシャフトに設けられたトルクセンサの検出結果に基づいて、前記ステアトルクを認識するトルク認識部と、
    前記ステアリングホイールに設けられたタッチセンサの検出結果に基づいて、前記ドライバによる前記ステアリングホイールへの接触が検出された接触状態、又は、前記接触が検出されない非接触状態を認識する接触状態認識部と、
    前記接触状態認識部の認識結果に基づいて、前記保舵状態の判定に用いる第1閾値を設定する第1閾値設定部と、
    前記ステアトルクが前記第1閾値以上となった場合、前記ドライバが前記保舵状態であると判定する保舵判定部と、を備え、
    前記第1閾値設定部は、前記接触状態認識部により前記非接触状態が認識されている場合、前記接触状態認識部により前記接触状態が認識されている場合と比べて大きい値として前記第1閾値を設定する、保舵判定装置。
  2. 前記接触状態認識部は、
    前記タッチセンサが正常であるか故障であるかを認識し、
    前記タッチセンサが故障であると認識した場合、前記非接触状態を認識する、請求項1に記載の保舵判定装置。
  3. 前記タッチセンサは、右タッチセンサと左タッチセンサとを含み、
    前記接触状態認識部は、前記右タッチセンサ及び前記左タッチセンサの検出結果に基づいて、前記接触状態を、前記右タッチセンサ及び前記左タッチセンサで前記接触が検出された両手接触状態と、前記右タッチセンサ又は前記左タッチセンサで前記接触が検出された片手接触状態と、に分けて認識し、
    前記第1閾値設定部は、
    前記接触状態認識部により前記片手接触状態が認識されている場合、前記接触状態認識部により前記両手接触状態が認識されている場合と比べて大きい値として前記第1閾値を設定する、請求項1に記載の保舵判定装置。
  4. 前記接触状態認識部は、
    前記右タッチセンサ及び前記左タッチセンサのそれぞれが正常であるか故障であるかを認識し、
    前記右タッチセンサ及び前記左タッチセンサの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された前記右タッチセンサ又は前記左タッチセンサで前記接触が検出されたときには、前記両手接触状態を認識する、請求項3に記載の保舵判定装置。
  5. 車両のドライバが前記車両のステアリングホイールを操舵操作可能に保舵している保舵状態をステアリングシャフトのステアトルクに基づいて判定する保舵判定装置であって、
    前記ステアリングシャフトに設けられたトルクセンサの検出結果に基づいて、前記ステアトルクを認識するトルク認識部と、
    前記ステアリングホイールに設けられた把持力センサで検出された把持力に基づいて、前記ドライバによる前記ステアリングホイールの把持が検出された把持状態、又は、前記把持が検出されない非把持状態を認識する把持状態認識部と、
    前記把持状態認識部の認識結果に基づいて、前記保舵状態の判定に用いる第2閾値を設定する第2閾値設定部と、
    前記ステアトルクが前記第2閾値以上となった場合、前記ドライバが前記保舵状態であると判定する保舵判定部と、を備え、
    前記第2閾値設定部は、前記把持状態認識部により前記非把持状態が認識されている場合、前記把持状態認識部により前記把持状態が認識されている場合と比べて大きい値として前記第2閾値を設定する、保舵判定装置。
  6. 前記把持状態認識部は、
    前記把持力センサが正常であるか故障であるかを認識し、
    前記把持力センサが故障であると認識した場合、前記非把持状態を認識する、請求項5に記載の保舵判定装置。
  7. 前記把持力センサは、右把持力センサと左把持力センサとを含み、
    前記把持状態認識部は、前記右把持力センサ及び前記左把持力センサの検出結果に基づいて、前記把持状態を、前記右把持力センサ及び前記左把持力センサで前記把持が検出された両手把持状態と、前記右把持力センサ又は前記左把持力センサで前記把持が検出された片手把持状態と、に分けて認識し、
    前記第2閾値設定部は、
    前記把持状態認識部により前記片手把持状態が認識されている場合、前記把持状態認識部により前記両手把持状態が認識されている場合と比べて大きい値として前記第2閾値を設定する、請求項5に記載の保舵判定装置。
  8. 前記把持状態認識部は、
    前記右把持力センサ及び前記左把持力センサのそれぞれが正常であるか故障であるかを認識し、
    前記右把持力センサ及び前記左把持力センサの何れか一方が正常であり且つ他方が故障であると認識した場合において、正常であると認識された前記右把持力センサ又は前記左把持力センサで前記把持が検出されたときには、前記両手把持状態を認識する、請求項7に記載の保舵判定装置。
  9. 自動運転と手動運転とを切り換え可能な前記車両において前記ステアトルクに基づき前記自動運転から前記手動運転に切り換える手動運転切換制御を実行する自動運転システムであって、
    請求項1~8の何れか一項に記載の保舵判定装置と、
    自動運転中に前記保舵判定部により前記ドライバが前記保舵状態であると判定された場合、前記手動運転切換制御を実行する手動運転切換部と、を備える、自動運転システム。
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