JP7181959B2 - 自動運転車両の操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転モードで走行可能な自動運転車両の操舵装置に関する。

自車両を自動的に走行させる自動走行制御を行う自動運転モードと、自動走行制御を解除して運転者による手動運転を可能とする手動運転モードとを切り替え可能な車両用運転制御装置において、運転者がステアリングホイールを操舵したことによる操舵仕事量が予め設定した判定閾値を越えたときに、自動運転モードから手動運転モードへ切り替えるものが公知である（特許文献１）。

特許第６１８７０９０号公報

しかしながら、駐車支援や市街地での低速運転支援時等の自動運転中には、ステアリングホイールが３６０°以上回転することがある。運転者がステアリングホイールから手を離した状態で、特許文献１の車両用運転制御装置のように自動運転モードから手動運転モードに単純に切り替えると、運転者が車両の状態を誤認する場合が考えられる。すなわち、運転者はとっさにステアリングホイールを握ったときに車両が直進状態（操舵角が０°付近）にあると思っているにも拘わらず、実際には車両が転舵状態（操舵角が３６０°付近）にある場合が考えられる。そのような場合、運転者が認識する車両の進行方向と車両の実際の進行方向とに乖離があるため、運転者が的確に運転操作をできず、運転者が違和感を覚える虞があった。

本発明は、このような背景に鑑み、自動運転モードから手動運転モードに切り替わるときにステアリングホイールの運転者が認識している操舵角と実際の操舵角とが相違している場合に、運転者の違和感を低減することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある実施形態は、自動運転モードと手動運転モードとの間で運転モードを切り替え可能な自動運転車両（１）の操舵装置（１０）であって、中立位置（０°）から左右のそれぞれへ１回転（３６０°）以上回転可能なステアリングホイール（６）と、前記ステアリングホイールの操舵角（β）と車輪（３）の転舵角（α）とのレシオ（Ｋ）を変更可能な転舵機構（１１）と、前記転舵機構の前記レシオを変更する制御装置（１５）と、運転者により把持されている前記ステアリングホイールの把持位置を検出する把持位置検出装置（７）とを備え、前記制御装置は、前記自動運転車両の前記自動運転モードでの走行中に前記ステアリングホイールが操舵されたことによって前記運転モードが前記自動運転モードから前記手動運転モードに切り替わるときに、前記ステアリングホイールの前記把持位置に応じて、前記ステアリングホイールの前記運転者が認識している前記操舵角である認識操舵角（βｒｅ）が中立位置（０°）付近と１回転位置（３６０°）付近とのどちらであるかを判定し（ＳＴ４～ＳＴ７）、判定された前記認識操舵角と実際の前記操舵角とが相違する場合（ＳＴ８：Ｎｏ）、前記転舵角が前記認識操舵角に対応する認識転舵角（αｒｅ）に近付くように前記レシオを変更する（ＳＴ９）。

この構成によれば、運転者の認識操舵角と実際の操舵角とが相違している場合に、制御装置が運転者の認識転舵角に転舵角が近付くようにレシオを変更することにより、車輪の転舵角を運転者の認識転舵角に近付けることができる。これにより、運転者の違和感が低減される。

好ましくは、前記制御装置は、前記運転者が前記ステアリングホイールを操舵している間に、前記転舵角が前記認識転舵角に近付くように前記レシオを変更する。

この構成によれば、運転者によるステアリング操舵中にレシオを変更することで、運転者がステアリングを操舵していない状態で車輪が転舵されることを防止できる。これにより、運転者の違和感をより低減することができる。

好ましくは、前記制御装置は、前記把持位置が、前記ステアリングホイールが前記中立位置にあるときに把持されるべき前記ステアリングホイールの左右の部分をなす直進把持位置（ＧＰＳ）である場合（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、前記認識操舵角が前記中立位置付近であると判定し（ＳＴ６）、前記把持位置が前記直進把持位置以外の位置である場合（ＳＴ４：Ｎｏ）、前記認識操舵角が前記１回転位置付近であると判定する（ＳＴ７）。

この構成によれば、運転者が直進把持位置を把持している場合、運転者が直進状態を認識している、すなわちステアリングホイールが中立位置付近にあると認識していると判定することができる。一方、運転者が直進把持位置以外の位置を把持している場合、運転者が非直進状態を認識している、すなわちステアリングホイールが中立位置付近ではなく１回転位置付近にあると認識していると判定することができる。

好ましくは、当該操舵装置は、前記運転者の腕を撮像するように設けられた撮像装置（５）を更に備え、前記制御装置は、前記撮像装置による撮像結果に基づいて、前記運転者の前記腕が交差しているか否かを判定し（ＳＴ５）、前記ステアリングホイールが前記中立位置付近又は前記１回転位置付近にあるにも拘わらず（ＳＴ２：Ｙｅｓ、ＳＴ３：Ｙｅｓ）、前記運転者の前記腕が交差していると判定した場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、前記認識操舵角が前記１回転位置付近であると判定する（ＳＴ７）。

この構成によれば、運転者の腕が交差している場合は、ステアリングホイールが中立位置から回された状態にあると運転者が認識している、すなわち認識位置が１回転位置付近であると判定することができる。

好ましくは、当該操舵装置は、前記ステアリングホイールに設けられたインジケーター（３６）を更に備え、前記制御装置が前記インジケーターを制御するように構成され、前記制御装置は、前記操舵角に応じ、把持すべき前記ステアリングホイールの位置である推奨把持位置（ＧＰ）を決定し、前記推奨把持位置を表示するように前記インジケーターを制御する。

この構成によれば、運転者が把持すべき推奨把持位置を表示するように制御装置がインジケーターを制御することにより、運転者がステアリングホイールの操舵角を誤って認識することを防止できる。

好ましくは、前記制御装置が、右手用の前記推奨把持位置（ＧＰＲ）と左手用の前記推奨把持位置（ＧＰＬ）とで前記インジケーターの色を異ならせる。

この構成によれば、運転者に右手用の推奨把持位置と左手用の推奨把持位置とを別個に認識させることにより、より正確に運転者に推奨把持位置を認識させることができる。

以上の構成によれば、自動運転モードから手動運転モードに切り替わるときに運転者の認識操舵角と実際の操舵角とが相違している場合に、運転者の違和感を低減することができる。

実施形態に係る操舵装置の構成図 ステアリングホイールの正面図 （Ａ）β＝左９０°、（Ｂ）β＝左１８０°のときの、推奨把持位置の表示例を示すステアリングホイールの正面図 制御装置が実行する認識合わせ制御のフロー図 パッシブ位相合わせによる転舵角の変化を示すタイムチャート

以下、本発明に係る車両１の操舵装置１０の実施形態について説明する。最初に車両１及び車両１が備える自動運転機能について説明する。図１に示すように、操舵装置１０が設けられる車両１は、左右の前輪３及び左右の後輪（不図示）を備えた４輪自動車であり、各種の車両制御を組み合わせて、レベル「２」以上の自動運転制御（以下、自動運転）を実行する自動運転制御装置４を備えた自動運転車両である。自動運転制御装置４は、ＣＰＵでプログラムに沿った演算処理を実行することで、各種の車両制御を実行し、自動運転を行う公知のものであってよい。

自動運転制御装置４は、運転モード切替スイッチを介して自動運転の実行開始又は実行終了の指示を乗員から受け付けることにより、運転モードを自動運転モードと手動運転モードとの間で切り替える。運転モード切替スイッチは、車室内の適所に配置された機械スイッチやタッチパネル上に表示されるＧＵＩスイッチであってよく、ナビインタフェースによって構成されていてもよい。

自動運転制御装置４は、自動運転モードにおいて、車両１の加速、減速、操舵、表示灯の操作、周辺及び乗員の監視等を含む全ての運転操作を行う。手動運転モードにおいては、自動運転制御装置４は車両１の制御を行わず、全ての運転操作は運転者によって行われる。

車両１には、乗員監視装置として、ドライビングシートに着座する運転者を撮像する撮像装置である室内カメラ５、及び、ステアリングホイール６の把持状態を検出する把持センサ７が設けられている。室内カメラ５は例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。把持センサ７は運転者がステアリングホイール６を把持しているか否かを検出し、把持の有無を検出信号として出力するセンサである。把持センサ７は例えば、ステアリングホイール６に設けられた静電容量センサや圧電素子によって形成されているとよい。

自動運転制御装置４は、室内カメラ５によって撮像された画像（撮像結果）に基づいて、運転者の状態が異常状態にあるか否かを判定する。例えば、自動運転制御装置４は撮像された画像から公知の画像解析手段を用いて運転者の顔領域を抽出する。自動運転制御装置４は更に、抽出された顔領域から抽出した各種の情報に基づいて、運転者が車両周辺監視の義務を果たしているか否かを判定する。またレベル「１」の自動運転中には、自動運転制御装置４は、把持センサ７からの信号に基づいて、運転者がステアリングホイール６を把持しているか否かを検出し、把持していない場合に運転者が車両周辺監視の義務を果たしていないと判定する。

次に、操舵装置１０について説明する。操舵装置１０は、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）式の車両操舵装置である。左右の前輪３は、転舵角αが変更可能にナックル９を介して車体８（図１において、下部の輪郭のみを表示）に支持され、転舵輪として機能する。転舵角αは、平面視において前輪３の前後方向に対する角度をいう。操舵装置１０は、前輪３の転舵角αを変更する。

操舵装置１０は、車体８に回転可能に設けられたステアリングホイール６と、前輪３を転舵する転舵機構１１と、転舵機構１１に駆動力を与える転舵アクチュエータ１２と、ステアリングホイール６に反力トルクＴを与える反力アクチュエータ１３とを有する。また、操舵装置１０は、反力アクチュエータ１３及び転舵アクチュエータ１２を制御する制御装置１５を有する。操舵装置１０は、転舵アクチュエータ１２、反力アクチュエータ１３、及び制御装置１５をそれぞれ複数備える冗長系であってもよい。

ステアリングホイール６は、運転者による操舵操作を受け付ける。ステアリングホイール６は、車体８に回転可能に支持されたステアリングシャフト１８の後端に結合され、ステアリングシャフト１８と一体に回転する。ステアリングシャフト１８は車体８に設けられたステアリングコラム（不図示）に回転可能に支持され、その後端はステアリングコラムから後方に突出している。ステアリングホイール６は、中立位置から左右のそれぞれへ１回転以上回転可能とされている。

反力アクチュエータ１３は電動モータであり、ギヤを介してステアリングシャフト１８に連結されている。反力アクチュエータ１３が駆動すると、その駆動力がステアリングシャフト１８に回転力として伝達される。反力アクチュエータ１３は、回転することによってステアリングホイール６にトルクを与える。反力アクチュエータ１３が操舵操作に応じてステアリングホイール６に与えるトルクを反力トルクＴという。

操舵装置１０は、ステアリングシャフト１８の軸線を中心とした回転角を操舵角βとして検出する操舵角センサ２１を有する。操舵角センサ２１は公知のロータリエンコーダであってよい。また、操舵装置１０は、ステアリングシャフト１８に加わるトルクを操舵トルクＴｓとして検出するトルクセンサ２２を有する。トルクセンサ２２は、ステアリングシャフト１８におけるステアリングホイール６と反力アクチュエータ１３との間の部分に加わる操舵トルクＴｓを検出する。操舵トルクＴｓは、運転者によってステアリングホイール６に加えられる操作トルクと、反力アクチュエータ１３によってステアリングシャフト１８に加えられる反力トルクＴとによって定まる。トルクセンサ２２は、磁歪式トルクセンサやひずみゲージ等の公知のトルクセンサ、又は反力アクチュエータ１３の電動モータに流れる電流値に基づいた推定値を利用したものであってよい。

操舵装置１０は、反力アクチュエータ１３の回転角θを検出する第１回転角センサ２３を有する。第１回転角センサ２３は、公知のレゾルバやロータリエンコーダであってよい。

転舵機構１１は、車幅方向に延びるラック軸２６を有する。ラック軸２６は、車幅方向に移動可能にギヤハウジング（不図示）に支持されている。ラック軸２６の左右の端部は、タイロッド３０を介して左右の前輪３をそれぞれ支持するナックル９に接続されている。ラック軸２６が車幅方向に移動することによって、前輪３の転舵角αが変化する。転舵機構１１は、ステアリングホイール６から機械的に切り離されている。

転舵アクチュエータ１２は、電動モータである。転舵アクチュエータ１２は、制御装置１５からの信号に基づいてラック軸２６を車幅方向に移動させ、左右の前輪３の転舵角αを変化させる。つまり、転舵アクチュエータ１２は、操舵角βが変化しない状態で前輪３の転舵角αを変化させることにより、転舵角αの操舵角βに対するレシオＫ（角度比であり、本実施形態では仮想のギヤ比に相当する）を変更することができる。

操舵装置１０は、転舵アクチュエータ１２の回転角θを検出する第２回転角センサ３１を有する。第２回転角センサ３１は、公知のレゾルバやロータリエンコーダであってよい。また、操舵装置１０は、前輪３の転舵角αを検出する転舵角センサ３２を有する。本実施形態では、転舵角センサ３２は、ラック軸２６の車幅方向における位置であるラック位置を検出するラックストロークセンサであり、ラック位置に基づいて前輪３の転舵角αを検出する。

制御装置１５は、ＣＰＵやメモリ、プログラムを記憶した記憶装置等を含む電子制御装置である。制御装置１５には、操舵角センサ２１、トルクセンサ２２、第１回転角センサ２３、第２回転角センサ３１、転舵角センサ３２が接続されている。制御装置１５は、これらのセンサからの信号に基づいて、操舵角β、操舵トルクＴｓ、反力アクチュエータ１３の回転角θ、転舵アクチュエータ１２の回転角θ、転舵角αに対応した信号を取得する。また、制御装置１５は、車速センサ３３、変速ポジションセンサ３４に接続され、車速Ｖ、変速装置３５の変速ポジションＳＰを取得する。

変速装置３５は、車両１に搭載された走行駆動源から車輪への動力伝達モードを変更する装置である。例えば、車両１が走行駆動源として内燃機関を搭載している場合、変速装置３５は内燃機関から駆動輪への駆動力伝達モードを変更するトランスミッションである。また、車両１が走行駆動源として電気モータを搭載している場合、変速装置３５は電気モータから駆動輪への駆動力伝達モードを変更するパワーユニットである。

変速装置３５は、自動変速機である場合、駆動力伝達モードを示す変速ポジションＳＰとして、パーキングポジション「Ｐ」、ニュートラルポジション「Ｎ」、ドライブポジション「Ｄ」、リバースポジション「Ｒ」を備えている。ドライブポジション「Ｄ」は、１つのレンジを有していてもよく、１速（Ｌｏｗ）、２速などを含む複数のレンジを有していてもよい。変速装置３５は、手動変速機である場合、ニュートラルポジション「Ｎ」、ドライブポジション「Ｄ」、リバースポジション「Ｒ」を備えている。ドライブポジション「Ｄ」は、１速～５速などの複数のレンジを有している。

変速装置３５の変速ポジションＳＰは、シフトレバーやシフトボタン等の切替部材に対する運転者の切替操作によって切り替えられる。なお、シフトボタンは、タッチパネルディスプレイに表示される機能ボタンであってもよい。変速ポジションセンサ３４は、運転者によって切り替えられた変速装置３５の変速ポジションＳＰに対応した信号を取得する。制御装置１５を含む車両システムは、変速装置３５がパーキングポジション「Ｐ」又はニュートラルポジション「Ｎ」にある場合のみに、オン／オフを切り替えられるように構成されている。

制御装置１５は、反力アクチュエータ１３及び転舵アクチュエータ１２に接続され、反力アクチュエータ１３及び転舵アクチュエータ１２を制御する。制御装置１５は、操舵角βに応じて転舵アクチュエータ１２を制御し、且つ転舵角αに応じて反力アクチュエータ１３を制御する。

以下、制御装置１５のＳＢＷモードにおける制御を具体的に説明する。制御装置１５は、操舵角センサ２１によって検出された操舵角βに基づいて、操舵角βに対して所定関係をなす目標転舵角αｔを演算する。制御装置１５は、例えば変速ポジションＳＰや車速Ｖに応じて予め設定された所定のレシオＫを操舵角βに掛けることによって目標転舵角αｔを演算するとよい（αｔ＝β×Ｋ）。レシオＫは、低速走行時やリバースポジション「Ｒ」での走行時（後退時）に、ステアリングホイール６が左右のそれぞれに１回転半程度（５４０°程度）操舵されたときに、前輪３の転舵角αが最大値になるように設定される。レシオＫは例えば０．０２～０．１５であってよい。

そして制御装置１５は、転舵角αが目標転舵角αｔとなるように、目標転舵角αｔと転舵角αとの偏差Δα（＝αｔ－α）に基づいて転舵アクチュエータ１２に供給すべき第１電流値Ａ１を演算する。すなわち、制御装置１５は、偏差Δαに基づいて、転舵アクチュエータ１２のフィードバック制御を行う。偏差Δαが大きいほど、転舵アクチュエータ１２に供給される第１電流値Ａ１が大きくなり、転舵アクチュエータ１２の出力が大きくなり、転舵角αの変化速度が大きくなる。

例えば、運転者がステアリングホイール６の操舵角βを一定に保ったままアクセル操作によって車両１を加速させた場合、制御装置１５が車速Ｖの増加に伴ってレシオＫを小さく変更することにより、車輪は転舵角αが小さくなるように転舵される。

制御装置１５は、前輪３の転舵状態に応じて、具体的には偏差Δαに基づいて反力アクチュエータ１３が発生させるべき目標反力トルクＴｔを演算する。目標反力トルクＴｔはΔαに所定の係数を掛けることによって演算されるとよい。そして、制御装置１５は、演算した目標反力トルクＴｔに基づいて反力アクチュエータ１３に供給すべき第２電流値Ａ２を演算する。反力アクチュエータ１３に供給すべき第２電流値Ａ２は、目標反力トルクＴｔに基づいて所定のマップを参照することによって決定されるとよい。なお、他の実施形態では、制御装置１５は、偏差Δαに基づいて所定のマップを参照し、第２電流値Ａ２を決定してもよい。目標反力トルクＴｔ及び第２電流値Ａ２は、転舵角αの偏差Δαが大きいほど大きく設定される。

制御装置１５は、第２電流値Ａ２を反力アクチュエータ１３に供給し、反力アクチュエータ１３に駆動力を発生させる。反力アクチュエータ１３が発生した駆動力は、ステアリングシャフト１８に運転者の操作入力に抗する反力トルクＴとして加えられる。これにより、運転者は、操舵操作に対する反力（抵抗力）をステアリングホイール６から受けることができる。

また制御装置１５は、室内カメラ５によって撮像された画像に基づいて、運転者によるステアリングホイール６の把持状態を判定する。具体的には、制御装置１５は、室内カメラ５によって撮像された画像から公知の画像解析手段を用いて運転者の腕領域を抽出する。制御装置１５は更に、抽出された腕領域の情報に基づいて、運転者の腕がステアリングホイール６を把持しているか否か、ステアリングホイール６を把持している場合には、その把持腕姿勢（左右の腕の位置関係）を判定する。

図２はステアリングホイール６の正面図である。図２に示すように、ステアリングホイール６は、略円形をしており、スポークやエンブレムの向きによって運転者が中立位置（すなわち、操舵角β＝０°の回転位置）を認識可能な構成とされている。ステアリングホイール６には、運転者が把持すべき位置として推奨把持位置ＧＰが設定されており、制御装置１５がこれを記憶している。

操舵角β＝０°のとき、右手用の推奨把持位置ＧＰＲはステアリングホイール６の３時の位置であり、左手用の推奨把持位置ＧＰＬはステアリングホイール６の９時の位置である。ここで、「～時の位置」とは、中立位置にあるときの最上部を０時としたときに「～時」の方向に位置する部分を意味し、この位置はステアリングホイール６の回転と共に変位する。この３時の位置及び９時の位置は、ステアリングホイール６が中立位置にあるときに、すなわち直進走行時に把持されるべきステアリングホイール６の左右の部分をなし、他の推奨把持位置ＧＰと区別して、直進把持位置ＧＰＳということがある。

推奨把持位置ＧＰは、ステアリングホイール６の操舵角βに応じて変わるように設定されてよい。例えば、操舵角βが左１８０°～右１８０°の角度範囲では、左右の手用の推奨把持位置ＧＰＲ、ＧＰＬは直進把持位置ＧＰＳである３時と９時である。操舵角βが左１８０°超の角度範囲では、左手用の推奨把持位置ＧＰＬは持ち替えられるために７時～８時に設定され、右手用の推奨把持位置ＧＰＲは持ち替えられるために１時～２時に設定される。操舵角βが右１８０°超の角度範囲では、右手用の推奨把持位置ＧＰＲは持ち替えられるために４時～５時に設定され、左手用の推奨把持位置ＧＰＬは持ち替えられるために１０時～１１時に設定される。

ステアリングホイール６にはインジケーター３６が設けられている。インジケーター３６は、運転者に目視可能な位置に配置された発光部材、例えば複数のＬＥＤにより構成されている。インジケーター３６は、本実施形態ではステアリングホイール６の全周にわたって環状をなすように形成されている。他の実施形態では、複数のＬＥＤが間隔を空けて環状に配置されてもよい。

制御装置１５はインジケーター３６の発光動作を制御するように構成されている。具体的には、制御装置１５は、ステアリングホイール６の操舵角βに応じ、把持すべきステアリングホイール６の位置である推奨把持位置ＧＰを決定する。自動運転制御装置４による自動運転モードが実行されている間、制御装置１５は推奨把持位置ＧＰを表示するようにインジケーター３６を制御する。

図３は、（Ａ）β＝左９０°、（Ｂ）β＝左１８０°のときの、推奨把持位置ＧＰの表示例を示すステアリングホイール６の正面図である。図３（Ａ）に示すように、操舵角β＝９０°のとき、制御装置１５は自動運転モードの実行中、３時の位置（図中の最上部）を右手用の推奨把持位置ＧＰＲとしてインジケーター３６を発光させる。また制御装置１５は９時の位置（図中の最下部）を左手用の推奨把持位置ＧＰＬとしてインジケーター３６を発光させる。図３（Ｂ）に示すように、操舵角β＝１８０°のとき、制御装置１５は自動運転モードの実行中、３時の位置（図中の最左部）を右手用の推奨把持位置ＧＰＲとしてインジケーター３６を発光させる。また制御装置１５は９時の位置（図中の最右部）を左手用の推奨把持位置ＧＰＬとしてインジケーター３６を発光させる。

このように運転者が把持すべき推奨把持位置ＧＰを表示するように制御装置１５がインジケーター３６を制御することにより、運転者がステアリングホイール６の操舵角βを誤って認識することが防止される。

この際、制御装置１５は、右手用の推奨把持位置ＧＰＲと左手用の推奨把持位置ＧＰＬとでインジケーター３６の色を異ならせる。例えば、制御装置１５は、右手用の推奨把持位置ＧＰＲを赤色に発光させ、左手用の推奨把持位置ＧＰＬを青色に発光させる。このように運転者に右手用の推奨把持位置ＧＰＲと左手用の推奨把持位置ＧＰＬとを別個に認識させることにより、より正確に運転者に推奨把持位置ＧＰを認識させることができる。

上記のように、手動運転モードでは、制御装置１５が、変速ポジションＳＰや車速Ｖに応じて、転舵角αが操舵角βに対して所定のレシオＫとなるように転舵アクチュエータ１２及び反力アクチュエータ１３を制御する。一方、運転モードでは、自動運転制御装置４が、自動運転の行動計画に従って転舵アクチュエータ１２及び反力アクチュエータ１３を制御する。

自動運転制御装置４は、自動運転モードで車両１を自律的に走行させているときに、外力によるステアリングホイール６の操舵（オーバーライド）を検出すると、運転モードを自動運転モードから手動運転モードへ切り替える。なお、オーバーライドの検出又は判定方法は公知の方法であってよく、ここでは詳細な説明は割愛する。運転モードが自動運転モードから手動運転モードへ切り替わるときに、制御装置１５は以下に述べる認識合わせ制御を実行する。

図４は、認識合わせ制御のフロー図である。図４に示すように、運転モードが自動運転モードから手動運転モードへ切り替わると、制御装置１５は認識合わせ制御を開始する。制御装置１５はまず、操舵角センサ２１からステアリングホイール６の操舵角βを、把持センサ７からステアリングホイール６の把持位置を、室内カメラ５から把持腕姿勢をそれぞれ取得する（ＳＴ１）。

次に制御装置１５は、操舵角βに基づいて、ステアリングホイール６が中立位置付近にあるか否かを判定する（ＳＴ２）。ここで、中立位置付近とは、中立位置（β＝０°）を中心として左右それぞれ９０°の範囲、すなわち左９０°～右９０°の角度範囲を意味する。ステアリングホイール６が中立位置付近にない場合（ＳＴ２：Ｎｏ）、制御装置１５は、操舵角βに基づいて、ステアリングホイール６が１回転位置付近にあるか否かを判定する（ＳＴ３）。ここで、１回転位置付近とは、左３６０°又は右３６０°を中心として左右それぞれ９０°の範囲、すなわち左２７０°～左４５０°及び右２７０°～右４５０°の角度範囲を意味する。ステップＳＴ３で、ステアリングホイール６が１回転位置付近にない場合（Ｎｏ）、制御装置１５は本処理を終了する。

ステップＳＴ２の判定がＹｅｓ又はステップＳＴ３の判定がＹｅｓの場合、制御装置１５は、把持位置が直進把持位置ＧＰＳであるか否かを判定する（ＳＴ４）。この判定では、両手の把持位置が左右の直進把持位置ＧＰＳである場合のみならず、１つの把持位置が左右の直進把持位置ＧＰＳのどちらかである場合も、把持位置が直進把持位置ＧＰＳであると判定される。ただし、２つ目の把持位置が左右の直進把持位置ＧＰＳ以外の位置である場合、把持位置が直進把持位置ＧＰＳでないと判定される。ステップＳＴ４で、把持位置が直進把持位置ＧＰＳである場合（Ｙｅｓ）、制御装置１５は、腕が交差しているか否かを判定する（ＳＴ５）。すなわち、制御装置１５は、ステアリングホイール６が中立位置付近又は１回転位置付近にある（ＳＴ２：Ｙｅｓ、ＳＴ３：Ｙｅｓ）にも拘わらず、運転者の腕が交差しているか否かを判定する。

ステップＳＴ５で、腕が交差していない場合（Ｎｏ）、制御装置１５は、ステアリングホイール６の運転者が認識している操舵角βである認識操舵角βｒｅが、中立位置付近（左９０°～右９０°）であると判定する（ＳＴ６）。ステップＳＴ５で、腕が交差している場合（Ｙｅｓ）及び、ステップＳＴ４で、把持位置が直進把持位置ＧＰＳでない場合（Ｎｏ）制御装置１５は、認識操舵角βｒｅが１回転位置付近であると判定する（ＳＴ７）。この際、制御装置１５は、腕の交差方向や把持位置に応じて、認識操舵角βｒｅが左の１回転位置付近であるか右の１回転位置付近であるかを判定する。

続いて制御装置１５は、認識操舵角βｒｅと操舵角センサ２１から受け取った実際の操舵角βとが整合しているか否かを判定する（ＳＴ８）。ここで、整合しているとは、認識操舵角βｒｅと操舵角βとが、共に中立位置付近である場合、共に左の１回転位置付近である場合及び、共に右の１回転位置付近である場合を意味する。ステップＳＴ８で、認識操舵角βｒｅと操舵角βとが整合している場合（Ｙｅｓ）、制御装置１５は本処理を終了する。

一方、ステップＳＴ８で、認識操舵角βｒｅと操舵角βとが整合していない場合（Ｎｏ）、制御装置１５は、パッシブ位相合わせを行い、転舵角αが認識操舵角βｒｅに対応する認識転舵角αｒｅに近付くようにレシオＫを変更する（ＳＴ９）。具体的には、認識操舵角βｒｅが中立位置付近である場合は、制御装置１５は、右又は左の１回転位置付近の操舵角βに対応する認識転舵角αｒｅに転舵角αが近付くようにレシオＫを変更する。一方、認識操舵角βｒｅが右又は左の１回転位置付近である場合は、制御装置１５は、中立位置付近の操舵角βに対応する認識転舵角αｒｅに転舵角αが近付くようにレシオＫを変更する。

このように制御装置１５は、ステップＳＴ４～ＳＴ７において、ステアリングホイール６の把持位置に応じて、認識操舵角βｒｅが中立位置（０°）付近と１回転位置（３６０°）付近とのどちらであるかを判定する。そして、判定された認識操舵角βｒｅと実際の操舵角βとが相違する場合に（ＳＴ８：Ｎｏ）、制御装置１５はステップＳＴ９において転舵角αが認識操舵角βｒｅに対応する認識転舵角αｒｅに近付くようにレシオＫを変更する。これにより、前輪３の転舵角αを運転者の認識転舵角αｒｅに近付けることができ、運転者の違和感が低減される。

ここで、パッシブ位相合わせとは、運転者がステアリングホイール６を操舵している間に、転舵角αが認識転舵角αｒｅに近付くように転舵アクチュエータ１２を駆動してレシオＫを変更する制御である。図５は、パッシブ位相合わせによる転舵角αの変化を示すタイムチャートである。図５に示すように、制御装置１５がパッシブ位相合わせを行い、運転者によるステアリング操舵中にレシオＫを変更することで、運転者がステアリングホイール６を操舵していない状態で前輪３が転舵されることが防止される。これにより、運転者の違和感がより低減する。

ステップＳＴ９のパッシブ位相合わせは、転舵角αが認識転舵角αｒｅに一致するまで続けられ、一致すると終了する。これにより、図４に示す認識合わせ制御が終了する。

上記のように制御装置１５は、運転者が直進把持位置ＧＰＳを把持している場合（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、運転者が直進状態を認識している、すなわちステアリングホイール６が中立位置付近にあると認識していると判定することができる（ＳＴ６）。一方、運転者が直進把持位置ＧＰＳ以外の位置を把持している場合（ＳＴ４：Ｎｏ）、制御装置１５は運転者が非直進状態を認識している、すなわちステアリングホイール６が中立位置付近ではなく１回転位置付近にあると認識していると判定することができる（ＳＴ７）。

制御装置１５は、ステップＳＴ１にて、室内カメラ５による撮像結果に基づいて判定した把持腕姿勢を取得し、ステップＳＴ５にて、運転者の腕が交差しているか否かを判定する。そして、ステアリングホイール６が中立位置付近又は１回転位置付近にあるにも拘わらず（ＳＴ２：Ｙｅｓ、ＳＴ３：Ｙｅｓ）、運転者の腕が交差していると判定した場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、制御装置１５は、ステアリングホイール６が中立位置から回された状態にあると運転者が認識している、すなわち、認識操舵角βｒｅが１回転位置付近であると判定することができる（ステップＳＴ７）。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記の実施形態では、操舵角βと転舵角αとのレシオＫを変更可能な転舵機構１１として、ステアバイワイヤ式の転舵機構１１が採用されている。他の実施形態では、ステアリングホイール６と転舵機構１１とが機械的に連結され、両者の間に可変ギヤレシオ機構が設けられた可変ギヤレシオステアリング（ＶＧＳ：Variable Gear ratio Steering）や、アクティブステアリング（ＡＦＳ）として転舵機構１１が構成されてもよい。上記実施形態では、中立位置付近及び１回転位置付近が、中立位置及び１回転位置を中心として左右それぞれ９０°の範囲であるが、これらは、中立位置及び１回転位置を中心として左右それぞれ６０°の範囲や４５°の範囲、３０°の範囲等であってもよい。また、上記実施形態では、運転者によるステアリングホイール６の把持位置を検出する把持位置検出装置として把持センサ７が採用されているが、室内カメラ５によって撮像された画像から把持位置を検出してもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度、手順など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更することができる。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ ：車両
３ ：前輪
５ ：室内カメラ（撮像装置）
６ ：ステアリングホイール
７ ：把持センサ（把持位置検出装置）
１０ ：操舵装置
１１ ：転舵機構
１５ ：制御装置
３６ ：インジケーター
ＧＰ ：推奨把持位置
ＧＰＬ ：左手用の推奨把持位置
ＧＰＲ ：右手用の推奨把持位置
ＧＰＳ ：直進把持位置
Ｋ ：レシオ
α ：転舵角
αｒｅ ：認識転舵角
β ：操舵角
βｒｅ ：認識操舵角

Claims (6)

1. 自動運転モードと手動運転モードとの間で運転モードを切り替え可能な自動運転車両の操舵装置であって、
   中立位置から左右のそれぞれへ１回転以上回転可能なステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角とのレシオを変更可能な転舵機構と、
   前記転舵機構の前記レシオを変更する制御装置と、
   運転者により把持されている前記ステアリングホイールの把持位置を検出する把持位置検出装置とを備え、
   前記制御装置は、前記自動運転車両の前記自動運転モードでの走行中に前記ステアリングホイールが操舵されたことによって前記運転モードが前記自動運転モードから前記手動運転モードに切り替わるときに、前記ステアリングホイールの前記把持位置に応じて、前記運転者が認識している前記ステアリングホイールの前記操舵角である認識操舵角が中立位置付近と１回転位置付近とのどちらであるかを判定し、判定された前記認識操舵角と実際の前記操舵角とが相違する場合、前記転舵角が前記認識操舵角に対応する認識転舵角に近付くように前記レシオを変更する自動運転車両の操舵装置。
2. 前記制御装置は、前記運転者が前記ステアリングホイールを操舵している間に、前記転舵角が前記認識転舵角に近付くように前記レシオを変更する請求項１に記載の自動運転車両の操舵装置。
3. 前記制御装置は、前記把持位置が、前記ステアリングホイールが前記中立位置にあるときに把持されるべき前記ステアリングホイールの左右の部分をなす直進把持位置である場合、前記認識操舵角が前記中立位置付近であると判定し、前記把持位置が前記直進把持位置以外の位置である場合、前記認識操舵角が前記１回転位置付近であると判定する請求項１又は請求項２に記載の自動運転車両の操舵装置。
4. 前記運転者の腕を撮像するように設けられた撮像装置を更に備え、
   前記制御装置は、前記撮像装置による撮像結果に基づいて、前記運転者の前記腕が交差しているか否かを判定し、前記ステアリングホイールが前記中立位置付近又は前記１回転位置付近にあるにも拘わらず、前記運転者の前記腕が交差していると判定した場合、前記認識操舵角が前記１回転位置付近であると判定する請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の自動運転車両の操舵装置。
5. 前記ステアリングホイールに設けられたインジケーターを更に備え、
   前記制御装置が前記インジケーターを制御するように構成され、
   前記制御装置は、前記操舵角に応じ、把持すべき前記ステアリングホイールの位置である推奨把持位置を決定し、前記推奨把持位置を表示するように前記インジケーターを制御する請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の自動運転車両の操舵装置。
6. 前記制御装置が、右手用の前記推奨把持位置と左手用の前記推奨把持位置とで前記インジケーターの色を異ならせる請求項５に記載の自動運転車両の操舵装置。

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