JP7287364B2

JP7287364B2 - 判定装置

Info

Publication number: JP7287364B2
Application number: JP2020139154A
Authority: JP
Inventors: 元哉鈴木
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2040-08-20
Also published as: JP2022035077A

Description

本発明は、車両のステアリングホイールに運転者が接触しているハンズオン状態であるか、このステアリングホイールに運転者が接触していないハンズオフ状態であるかを判定するための判定装置に関する。

自動操舵機能を有する車両では、自動操舵機能のオンオフを切り替えるために、車両のステアリングホイールに運転者が接触しているハンズオン状態であるか、ステアリングホイールに運転者が接触していないハンズオフ状態であるかを判定することが行われている。例えば、特許文献１には、トルクセンサによって検出されるトーションバートルクに基づいて、ハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定することが記載されている。

特開２０１８－１６５１５６号公報特開２０１７－１１４３２４号公報特開２００２－１５４４５０号公報

特許文献１の方法では、トルクセンサの故障等の異常が生じた場合に、ハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定する精度が低下することがある。このとき、自動操舵機能のオンオフを適切に切り替えられない場合が生じるという問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、自動操舵機能のオンオフを適切に切り替えられない状態の発生を抑制することができる判定装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の判定装置は、車両のパワーステアリングのステアリングホイールに運転者が接触しているハンズオン状態であるか、前記ステアリングホイールに運転者が接触していないハンズオフ状態であるかを判定する判定装置において、前記ステアリングホイールの状態を示す第１状態量を検出する第１検出センサの検出結果に基づいて、前記ステアリングホイールに運転者が接触しているか否かの指標である第１指標値を指定する第１指定部と、前記ステアリングホイールの状態を示す第２状態量を検出する第２検出センサの検出結果に基づいて、前記ステアリングホイールに運転者が接触しているか否かの指標である第２指標値を指定する第２指定部と、前記第１指標値を使用可能であるか否かを判定する第１判定部と、前記第１指標値を使用可能であると前記第１判定部が判定した場合に、前記第１指標値が第１条件を満たすことを条件として、前記ステアリングホイールが前記ハンズオン状態であると判定し、前記第１指標値を使用可能でないと前記第１判定部が判定した場合に、前記第２指標値が第２条件を満たすことを条件として、前記ステアリングホイールが前記ハンズオン状態であると判定する第２判定部と、前記第２判定部の判定結果を出力する出力部と、を備える。

前記第１判定部は、前記第１検出センサが故障していると判定した場合に、前記第１指標値を使用可能でないと判定してもよい。前記第１検出センサは、前記第１状態量として、前記ステアリングホイールの操舵角を検出し、トルクセンサが検出した前記ステアリングホイールにかかる操舵トルク、前記操舵角及び前記ステアリングホイールの特性に基づいて、前記運転者が前記ステアリングホイールに加えたドライバ入力トルクを推定する推定部をさらに備え、前記第１指定部は、前記推定部が推定した当該ドライバ入力トルクに基づいて、前記第１指標値を指定し、前記第１判定部は、前記特性が変動したと判定した場合に、前記第１指標値が使用可能でないと判定してもよい。

前記第１検出センサは、前記第１状態量として、前記ステアリングホイールの操舵角を検出し、前記第２検出センサは、前記第２状態量として、前記ステアリングホイールにかかる操舵トルクを検出し、前記ステアリングホイールの特性、前記操舵角及び前記操舵トルクに基づいて、前記運転者が前記ステアリングホイールに加えたドライバ入力トルクを推定する推定部をさらに備え、前記第１指定部は、前記推定部が推定した当該ドライバ入力トルクに基づいて、前記第１指標値を指定し、前記第２指定部は、前記操舵トルクが閾値より大きいか否かに基づいて、前記第２指標値を指定し、前記第１判定部は、前記特性が変動したと判定した場合に、前記第１指標値が使用可能でないと判定してもよい。

前記第１検出センサは、前記第１状態量として、前記ステアリングホイールの操舵角を検出し、トルクセンサが検出した前記ステアリングホイールにかかる操舵トルク、前記操舵角及び前記ステアリングホイールの特性に基づいて、前記運転者が前記ステアリングホイールに加えたドライバ入力トルクを推定する推定部をさらに備え、前記第１指定部は、前記推定部が推定した当該ドライバ入力トルクに基づいて、前記第１指標値を指定し、前記第１判定部は、前記ハンズオフ状態において前記操舵トルク及び前記特性に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵角を推定し、推定した当該操舵角と、前記第１検出センサにより検出された前記操舵角との偏差を算出し、当該偏差が閾値より大きい場合に、前記第１指標値が使用可能でないと判定してもよい。

本発明によれば、自動操舵機能のオンオフを適切に切り替えられない状態の発生を抑制するという効果を奏する。

実施形態にかかる自動操舵システムの構成例を示す。実施形態にかかる判定装置の構成例を示す。ステアリングホイールがハンズオン状態であるかハンズオン状態であるかの判定装置による判定の処理手順を示すフローチャートである。変形例１による判定装置の構成を示す図である。

［自動操舵システム１０の構成例］
図１は、本実施形態にかかる自動操舵システム１０の構成例を示す。自動操舵システム１０は、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるシステムである。自動操舵システム１０は、車両のパワーステアリング２０と、判定装置１００とを備える。

パワーステアリング２０は、運転者がステアリングホイールをスムーズに操舵できるように、ステアリングホイールの回転動作を補助する。これにより、運転者は、より小さい入力トルクでステアリングホイールを操舵することができる。パワーステアリング２０は、ステアリングホイール２１、モータ２２、ウォーム２３、ウォームホイール２４、第１トーションバー２５、第２トーションバー２６、アクチュエータ２７、車輪２８、第１検出センサ３１、及び第２検出センサ３２を有する。

運転者は、環状のステアリングホイール２１を操作することにより車両の進行方向を調整する。ここで、ステアリングホイール２１の角度を操舵角とする。また、車両のパワーステアリング２０のステアリングホイール２１に運転者が接触している状態をハンズオン状態とし、このステアリングホイール２１に運転者が接触していない状態をハンズオフ状態とする。

モータ２２は、入力する駆動信号に応じてステアリングホイール２１を駆動する。駆動信号は、例えば、モータ２２に流す電流値を指定する信号である。モータ２２は、ウォーム２３を回転させ、ウォーム２３とかみ合うウォームホイール２４を回転させる。ウォームホイール２４の軸の一方の端部は、第１トーションバー２５を介してステアリングホイール２１に接続されている。

ウォームホイール２４の軸の一方の端部とは反対側の端部は、第２トーションバー２６を介してアクチュエータ２７に接続されている。アクチュエータ２７は、ウォームホイール２４から伝わる力に応じて、車輪２８の角度を変更する。アクチュエータ２７は、一例として、油圧アクチュエータである。

第１検出センサ３１は、ステアリングホイール２１の状態を示す第１状態量を検出する。図１の例では、第１検出センサ３１は、第１状態量として、ステアリングホイール２１の操舵角を検出する。第１検出センサ３１は、ステアリングホイール２１に設けられており、車両を直進させるステアリングホイール２１の操舵角を基準とした角度を操舵角として検出する。一例として、基準の角度は０度である。これに代えて、第１検出センサ３１は、モータ２２に設けられていてもよい。この場合、第１検出センサ３１は、例えば、モータ２２がウォーム２３を回転させている角度を検出し、検出された角度に対応するステアリングホイール２１の角度を操舵角として出力する。第１検出センサ３１は、検出した操舵角を判定装置１００へ通知する。本明細書中において、第１検出センサ３１が検出する操舵角をθ_ｈとする。

第２検出センサ３２は、第１状態量とは異なるステアリングホイール２１の状態を示す第２状態量を検出する。図１の例では、第２検出センサ３２は、第２状態量として、ステアリングホイール２１にかかる操舵トルクを検出するトルクセンサである。第２検出センサ３２は、例えば、第１トーションバー２５に設けられており、第１トーションバー２５の復元力を操舵トルクとして検出する。第２検出センサ３２は、検出した操舵トルクを判定装置１００へ通知する。本実施形態において、第２検出センサ３２が検出する操舵トルクをＴ_ｈとする。

判定装置１００は、例えば、パワーステアリング２０を制御するパワーステアリング制御装置である。判定装置１００は、例えば、車両に搭載されているＥＣＵ（Engine Control Unit）等から目標操舵角の情報を取得する。判定装置１００は、ＥＣＵから取得する目標操舵角と、パワーステアリング２０から取得する操舵トルクと、取得する操舵角とに基づき、モータ２２を駆動させるための駆動信号をモータ２２に供給する。

判定装置１００は、車両のパワーステアリング２０のステアリングホイール２１に運転者が接触しているハンズオン状態であるか、ステアリングホイール２１に運転者が接触していないハンズオフ状態であるかを判定する。判定装置１００は、第１検出センサ３１の検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触しているか否かの指標である第１指標値を指定する。判定装置１００は、第２検出センサ３２の検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触しているか否かの指標である第２指標値を指定する。

判定装置１００は、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかの判定に第１指標値を使用可能であるか否かを判定する。判定装置１００は、第１指標値を使用可能であると判定した場合に、この第１指標値を用いて、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定する。判定装置１００は、第１指標値が後述する第１条件を満たすことを条件として、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定する。

一方、判定装置１００は、第１指標値を使用可能でないと判定した場合に、第１指標値の代わりに第２指標値を用いて、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定する。判定装置１００は、第２指標値が後述する第２条件を満たすことを条件として、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定する。判定装置１００は、判定結果を出力する。

このようにして、判定装置１００は、第１検出センサ３１の故障等に起因して第１指標値を指定する精度が低下した場合であっても、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定する精度が低下することを抑制することができる。このため、判定装置１００は、ハンズオン状態とハンズオフ状態とを誤って判定することにより自動操舵機能のオンオフを適切に切り替えられなくなることを抑制することができる。

［判定装置１００の構成］
図２は、本実施形態にかかる判定装置１００の構成例を示す。判定装置１００は、記憶部１及び制御部２を備える。記憶部１は、例えば、コンピュータ等のＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、記憶部１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及び／又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置を含んでもよい。記憶部１は、制御部２が実行するプログラムを記憶している。

制御部２は、記憶部１に記憶されたプログラムを実行することにより、角度制御部２０１、モータ制御部２０２、推定部２０３、第１指定部２０４、第２指定部２０５、第１判定部２０６、第２判定部２０７及び出力部２０８として機能する。

角度制御部２０１は、モータ２２に発生させるトルクを指示する指示情報を生成する。角度制御部２０１は、ハンズオン状態において、運転者によるステアリングホイール２１の操作を補助するトルクをモータ２２に発生させるための指示情報を生成する。角度制御部２０１は、ハンズオフ状態において、ステアリングホイール２１の操舵角を目標操舵角と一致させるトルクをモータ２２に発生させるための指示情報を生成する。

角度制御部２０１は、パワーステアリング２０から操舵トルク及び操舵角の値を取得することが望ましい。この場合、角度制御部２０１は、目標操舵角、操舵トルク、及び操舵角に基づいて、モータ２２に発生させるトルクを決定し、決定したトルクを指示する指示情報を生成する。本実施形態において、このような角度制御部２０１の制御動作を自動操舵とする。

角度制御部２０１は、ハンズオフ状態において自動操舵を停止する。角度制御部２０１は、パワーステアリング２０から取得した操舵トルク及び操舵角の値に基づいて、目標操舵角を修正する。角度制御部２０１は、修正された目標操舵角に対応するトルクをモータ２２に発生させるための指示情報を生成する。角度制御部２０１は、修正された目標操舵角と、パワーステアリング２０から取得した操舵トルクと、取得した操舵角とに基づいて、モータ２２に発生させるトルクを決定することが望ましい。本実施形態において、このような角度制御部２０１の制御動作を手動操舵とする。角度制御部２０１は、生成した指示情報をモータ制御部２０２に入力する。

モータ制御部２０２は、角度制御部２０１が生成した指示情報に基づいて、パワーステアリング２０のモータ２２を制御する。モータ制御部２０２は、例えば、指示情報に対応する駆動信号を生成し、生成した駆動信号をモータ２２に入力する。

［ドライバ入力トルクの推定］
推定部２０３は、ステアリングホイール２１の特性、第１検出センサ３１が検出した操舵角、及び第２検出センサ３２が検出した操舵トルクに基づいて、運転者がステアリングホイール２１に加えたドライバ入力トルクを推定する。ステアリングホイール２１の特性は、例えば、ステアリングホイール２１の回転運動を示す運動方程式に含まれる慣性係数や粘性係数等である。ステアリングホイール２１の特性は、記憶部１に記憶されている。推定部２０３は、記憶部１に記憶されているステアリングホイール２１の特性を取得する。

推定部２０３は、特許文献２に記載されているような状態オブザーバとして機能し、取得したステアリングホイール２１の特性と、第１検出センサが検出した操舵角と、第２検出センサが検出した操舵トルクとを参照して、ドライバ入力トルクの推定値を算出する。これに代えて、推定部２０３は、特許文献３に記載されているように、ドライバ入力トルクの推定値を算出してもよい。推定部２０３によるドライバ入力トルクの推定については、既知の技術で実行できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

［第１指標値の指定］
第１指定部２０４は、第１検出センサ３１の検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触しているか否かの指標である第１指標値を指定する。より詳しくは、第１指定部２０４は、推定部２０３が推定したドライバ入力トルクに基づいて、第１指標値を指定する。例えば、第１指定部２０４は、推定部２０３が推定したドライバ入力トルクが閾値を超えた場合に、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であることを示す値「１」を第１指標値として指定する。一方、第１指定部２０４は、推定部２０３が推定したドライバ入力トルクが閾値以下である場合に、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であることを示す値「０」を第１指標値として指定する。閾値は、運転者がステアリングホイール２１に接触していない状態において車両の振動等に起因して、推定部２０３によりドライブ入力トルクとして誤って推定される可能性があるノイズの最大値である。

また、第１指定部２０４は、ドライバ入力トルクの推定値が閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合に、ドライバがハンズオン状態であることを示す値「１」を第１指標値として指定してもよい。第１指定部２０４は、ドライバ入力トルクの推定値が閾値を超えた状態が所定時間以上継続していない場合に、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であることを示す値「０」を第１指標値として指定してもよい。所定時間は、運転者が意図せずステアリングホイール２１に接触した際に接触することが通常想定される時間の最大値である。

また、第１指定部２０４は、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であることを示す値「１」を第１指標値として指定した後、ドライバ入力トルクの推定値が閾値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であることを示す値「０」を第１指標値として指定してもよい。

［第２指標値の指定］
第２指定部２０５は、第２検出センサ３２の検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触しているか否かの指標である第２指標値を指定する。より詳しくは、第２指定部２０５は、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクが閾値を超えたか否かに基づいて、第２指標値を指定する。例えば、第２指定部２０５は、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクが閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合に、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であることを示す値「１」を第２指標値として指定する。一方、第２指定部２０５は、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクが閾値を超えた状態が所定時間以上継続していない場合に、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であることを示す値「０」を第２指標値として指定する。

第２指定部２０５は、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクの標準偏差に基づいて、第２指標値を指定してもよい。例えば、第２指定部２０５は、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクの標準偏差が閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合に、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であることを示す値「１」を第２指標値として指定してもよい。一方、第２指定部２０５は、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクの標準偏差が閾値を超えた状態が所定時間以上継続していない場合に、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であることを示す値「０」を第２指標値として指定してもよい。

運転者がステアリングホイール２１に接触している状態では、運転者の指や手のひら等から微小な力がステアリングホイール２１へ伝達され、操舵トルクの標準偏差が増大する傾向にある。第２指定部２０５は、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクの標準偏差を参照して第２指標値を指定することにより、操舵トルクと閾値とを直接比較して第２指標値を指定する場合に比べて、第２指標値を指定する精度を向上させることができる。

また、第２指定部２０５は、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であることを示す値「１」を第２指標値として指定した後、操舵トルク又は操舵トルクの標準偏差が閾値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であることを示す値「０」を第２指標値として指定してもよい。

［第１指標値の使用可否の判定］
第１判定部２０６は、第１指定部２０４が指定した第１指標値を使用可能であるか否かを判定する。例えば、第１判定部２０６は、第１検出センサ３１が故障していると判定した場合に、第１指標値を使用可能でないと判定する。一例としては、第１判定部は、第１検出センサ３１が信号を出力していない場合に、第１検出センサ３１が故障していて第１指標値が使用可能でないと判定する。

第１判定部２０６は、ステアリングホイール２１の特性が変動したと判定した場合に、第１指標値が使用可能でないと判定する。ステアリングホイール２１の運動方程式は、一例として、次式のように示される。

ここで、第２検出センサ３２が検出した操舵トルクをＴ_ｈ、推定部２０３が推定したドライバ入力トルクをＴ_ｄ、時間をｔとした。また、（数１）式の左辺第１項は慣性項であり、Ｉ_ｈを慣性係数とした。（数１）式の左辺第２項は粘性項であり、Ｃ_ｈを粘性係数とした。また、Ｔ_ｈの符号が正負反転する場合がある。

第１判定部２０６は、ハンズオフ状態において操舵トルク及びステアリングホイール２１の特性に基づいて、ステアリングホイール２１の操舵角を推定する。より詳しくは、第１判定部２０６は、記憶部１に予め記憶されている慣性係数Ｉ_ｈ及び粘性係数Ｃ_ｈを記憶部１から読み出す。第１判定部２０６は、ハンズオフ状態であることを示す第２指標値を第２指定部２０５が指定しているときに、（数１）にＴ_ｄ＝０を入力し、第２検出センサ３２が検出する操舵トルクＴ_ｈを（数１）に入力し、読み出した慣性係数Ｉ_ｈ及び粘性係数Ｃ_ｈを（数１）に入力することにより、操舵角θ_ｈを推定する。

第１判定部２０６は、推定した操舵角θ_ｈと、第１検出センサ３１により検出された操舵角θ_ｈとの偏差を算出する。第１判定部２０６は、算出した偏差が閾値より大きい場合に、ステアリングホイール２１の特性の変動が生じていて第１指標値が使用可能でないと判定する。一方、第１判定部２０６は、算出した偏差が閾値以下である場合に、ステアリングホイール２１の特性の変動が生じていないと判定する。閾値は、例えば、ハンズオフ状態とハンズオン状態との判定において要求される精度に応じた値である。第１判定部２０６は、第１検出センサ３１の故障やステアリングホイール２１の特性の変動が生じていない場合に、第１指標値が使用可能であると判定する。

また、ステアリングホイール２１の特性は、車両の走行年数に応じて変化する。このため、第１判定部２０６は、車両の走行年数が基準年数を超えた場合に、第１指標値が使用可能でないと判定してもよい。基準年数は、例えば、ステアリングホイール２１の特性が変化するまでに通常要する年数である。一方、第１判定部２０６は、車両の走行年数が基準年数以下である場合に、第１指標値が使用可能であると判定してもよい。第１判定部２０６は、第１指標値が使用可能であるか否かの判定結果を第２判定部２０７へ出力する。

［ハンズオン状態とハンズオフ状態との判定］
第２判定部２０７は、第１指標値を使用可能であると第１判定部２０６が判定した場合に、第１指標値が第１条件を満たすことを条件として、車両のステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定する。より詳しくは、第２判定部２０７は、第１指標値を使用可能であると第１判定部２０６が判定した場合に、第１指標値が第１条件を満たしているか否かを判定する。第１条件は、例えば、第１指標値がハンズオン状態であることを示す値であることである。

第２判定部２０７は、第１指標値がハンズオン状態であることを示す値「１」である場合に、第１指標値が第１条件を満たしていると判定する。このとき、第２判定部２０７は、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定する。第２判定部２０７は、第１指標値がハンズオフ状態であることを示す値「０」である場合に、第１指標値が第１条件を満たしていないと判定する。このとき、第２判定部２０７は、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であると判定する。

第２判定部２０７は、第１指標値を使用可能でないと第１判定部２０６が判定した場合に、第２指標値が第２条件を満たすことを条件として、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定する。より詳しくは、第２判定部２０７は、第１指標値を使用可能でないと第１判定部２０６が判定した場合に、第２指標値が第２条件を満たしているか否かを判定する。第２条件は、例えば、第２指標値がハンズオン状態であることを示す値であることである。

第２判定部２０７は、第２指標値がハンズオン状態であることを示す値「１」である場合に、第２指標値が第２条件を満たしていると判定する。このとき、第２判定部２０７は、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定する。第２判定部２０７は、第２指標値がハンズオフ状態であることを示す値「０」である場合に、第２指標値が第２条件を満たしていないと判定する。このとき、第２判定部２０７は、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であると判定する。

ステアリングホイール２１の特性が変動した場合、推定部２０３によるドライバ入力トルクの推定精度が低下する。第２判定部２０７は、ステアリングホイール２１の特性の変動に起因して第１指標値を使用可能でないと第１判定部２０６が判定した場合に、ステアリングホイール２１の特性の影響を受けない第２指標値を参照してハンズオン状態であるかハンズオン状態であるかを判定する。このため、第２判定部２０７は、ステアリングホイール２１の特性が変動した場合に、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定する精度が低下することを抑制することができる。

出力部２０８は、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかの第２判定部２０７の判定結果を出力する。図２の例では、出力部２０８は、ハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかの第２判定部２０７の判定結果を角度制御部２０１へ出力することにより、これらの状態に対応するトルクをモータ２２が発生させることを角度制御部２０１が指示するようにする。

［ハンズオン状態及びハンズオフ状態の判定の処理手順］
図３は、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオン状態であるかの判定装置１００による判定の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、車両の走行中に開始する。

まず、第１検出センサ３１は、ステアリングホイール２１の状態を示す第１状態量を検出する。第２検出センサ３２は、第１状態量とは異なるステアリングホイール２１の状態を示す第２状態量を検出する（Ｓ１０１）。第１指定部２０４は、第１検出センサ３１の検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触しているか否かの指標である第１指標値を指定する。第２指定部２０５は、第２検出センサの検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触しているか否かの指標である第２指標値を指定する（Ｓ１０２）。

第１判定部２０６は、第１指定部２０４が指定した第１指標値を使用可能であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。第２判定部２０７は、第１指標値を使用可能であると第１判定部２０６が判定した場合に（Ｓ１０３のＹｅｓ）、第１指標値が第１条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０４）。第２判定部２０７は、第１指標値がハンズオン状態であることを示す値である場合に、第１指標値が第１条件を満たしており（Ｓ１０４のＹｅｓ）、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定する（Ｓ１０５）。出力部２０８は、ハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかの第２判定部２０７の判定結果を角度制御部２０１に出力する（Ｓ１０６）。出力部２０８は、モータ２２が発生させるトルクを角度制御部２０１が指示する指示情報において判定結果が反映されるようにして、処理を終了する。

第２判定部２０７は、Ｓ１０３の判定において第１指標値を使用可能でないと第１判定部２０６が判定した場合に（Ｓ１０３のＮｏ）、第２指標値が第２条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０７）。第２判定部２０７は、第２指標値がハンズオン状態であることを示す値である場合に、第２指標値が第２条件を満たしており（Ｓ１０７のＹｅｓ）、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であると判定し（Ｓ１０８）、Ｓ１０６の処理に移る。

第２判定部２０７は、Ｓ１０７の判定において第２指標値がハンズオフ状態であることを示す値である場合に、第２指標値が第２条件を満たしておらず（Ｓ１０７のＮｏ）、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であると判定し（Ｓ１０９）、Ｓ１０６の処理に移る。第２判定部２０７は、Ｓ１０４の判定において第１指標値がハンズオフ状態であることを示す値である場合に、第１指標値が第１条件を満たしておらず（Ｓ１０４のＮｏ）、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であると判定し（Ｓ１０９）、Ｓ１０６の処理に移る。

［本実施形態による判定装置の効果］
本実施形態によれば、第２判定部２０７は、第１指標値を使用可能でないと第１判定部２０６が判定した場合に、第１指標値の代わりに第２指標値を用いて、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定する。このようにして、第２判定部２０７は、第１検出センサ３１の故障等に起因して第１指標値を指定する精度が低下した場合であっても、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定する精度が低下することを抑制することができる。このため、第２判定部２０７は、自動操舵機能のオンオフを適切に切り替えられなくなることを抑制することができる。

［変形例１］
本実施形態では、第１指定部２０４は、第１検出センサ３１によるステアリングホイール２１の操舵角の検出結果に基づいて、第１指標値を指定する場合の例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、第１検出センサ３１は、ステアリングホイール２１に配置されたタッチセンサであってもよく、第１指定部２０４は、第１検出センサ３１の検出結果に基づいて、第１指標値を指定してもよい。

図４は、変形例１による判定装置３００の構成を示す図である。図４に示す判定装置３００は、図２の判定装置１００と比較すると、推定部２０３の代わりに特定部３０１を備えている点において異なる。図２と同様の機能ブロックについては図２と同様の符号を付して説明を省略する。

特定部３０１は、タッチセンサである第１検出センサ３１の検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触していることを特定する。第１指定部２０４は、第１検出センサ３１の検出結果に基づいて、ステアリングホイール２１に運転者が接触しているか否かの指標である第１指標値を指定する。例えば、第１指定部２０４は、ステアリングホイール２１に運転者が接触していることを特定部３０１が特定した場合に、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であることを示す値「１」を第１指標値と指定する。一方、第１指定部２０４は、ステアリングホイール２１に運転者が接触していることを特定部３０１が特定していない場合に、ステアリングホイール２１がハンズオフ状態であることを示す値「０」を第１指標値として指定する。

第１判定部２０６は、第１検出センサ３１が故障していると判定した場合に、第１指標値を使用可能でないと判定する。例えば、第１判定部２０６は、第１検出センサ３１が信号を出力していない場合に、第１検出センサ３１が故障していると判定する。このとき、第１判定部２０６は、第１指標値が使用可能でないと判定する。一方、第１判定部２０６は、第１検出センサ３１が信号を出力していない等の異常が検出されていない場合に、第１検出センサ３１が故障していると判定しない。このとき、第１判定部２０６は、第１指標値を使用可能であると判定する。

［変形例２］
本実施形態では、第２指定部２０５は、第２検出センサ３２によるステアリングホイール２１にかかる操舵トルクの検出結果に基づいて、第２指標値を指定する場合の例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、第２検出センサ３２は、ステアリングホイール２１に配置されたタッチセンサであってもよく、第２指定部２０５は、タッチセンサである第２検出センサ３２の検出結果に基づいて、第２指標値を指定してもよい。

推定部２０３は、上述のとおり、ステアリングホイール２１の特性と、第１検出センサ３１が検出した操舵角と、ステアリングホイール２１にかかる操舵トルクを検出するトルクセンサの検出結果とに基づいて、運転者がステアリングホイール２１に加えたドライバ入力トルクを推定する。第１判定部２０６は、第１検出センサ３１やトルクセンサが故障していると判定した場合に、第１指標値を使用可能でないと判定する。

このようにして、第２判定部２０７は、トルクセンサの故障に起因して第１指定部２０４が第１指標値を指定する精度が低下した場合であっても、トルクセンサの故障の影響を受けない第２指標値を参照して、ステアリングホイール２１がハンズオン状態であるかハンズオフ状態であるかを判定することができる。

本明細書では、第１指定部２０４は、推定部２０３が推定したドライバ入力トルクが閾値を超えたか否かに基づいて、第１指標値を指定する場合の例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、第１指定部２０４は、記憶部１から学習済みの機械学習モデルを読み出し、読み出した機械学習モデルにドライバ入力トルクを入力データとして入力し、この機械学習モデルから第１指標値を出力データとして出力させてもよい。機械学習モデルは、例えば、ニューラルネットワークやサポートベクトルマシンである。

本明細書では、第２指定部２０５は、操舵トルク又は操舵トルクの標準偏差が閾値を超えたか否かに基づいて、第２指標値を指定する場合の例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、第２指定部２０５は、記憶部１から学習済みの機械学習モデルを読み出し、読み出した機械学習モデルに操舵トルク又は操舵トルクの標準偏差を入力データとして入力し、この機械学習モデルから第２指標値を出力データとして出力させてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１記憶部
２制御部
１０自動操舵システム
２０パワーステアリング
２１ステアリングホイール
２２モータ
２３ウォーム
２４ウォームホイール
２５第１トーションバー
２６第２トーションバー
２７アクチュエータ
２８車輪
３１第１検出センサ
３２第２検出センサ
１００判定装置
２０１角度制御部
２０２モータ制御部
２０３推定部
２０４第１指定部
２０５第２指定部
２０６第１判定部
２０７第２判定部
２０８出力部
３００判定装置
３０１特定部

Claims

車両のパワーステアリングのステアリングホイールに運転者が接触しているハンズオン状態であるか、前記ステアリングホイールに運転者が接触していないハンズオフ状態であるかを判定する判定装置において、
前記ステアリングホイールの状態を示す第１状態量として前記ステアリングホイールの操舵角を検出する第１検出センサの検出結果に基づいて、前記ステアリングホイールに運転者が接触しているか否かの指標である第１指標値を指定する第１指定部と、
前記ステアリングホイールの状態を示す第２状態量を検出する第２検出センサの検出結果に基づいて、前記ステアリングホイールに運転者が接触しているか否かの指標である第２指標値を指定する第２指定部と、
前記第１指標値を使用可能であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１指標値を使用可能であると前記第１判定部が判定した場合に、前記第１指標値が第１条件を満たすことを条件として、前記ステアリングホイールが前記ハンズオン状態であると判定し、前記第１指標値を使用可能でないと前記第１判定部が判定した場合に、前記第２指標値が第２条件を満たすことを条件として、前記ステアリングホイールが前記ハンズオン状態であると判定する第２判定部と、
前記第２判定部の判定結果を出力する出力部と、
トルクセンサが検出した前記ステアリングホイールにかかる操舵トルク、前記操舵角及び前記ステアリングホイールの特性に基づいて、前記運転者が前記ステアリングホイールに加えたドライバ入力トルクを推定する推定部と、を備え、
前記第１指定部は、前記推定部が推定した当該ドライバ入力トルクに基づいて、前記第１指標値を指定し、
前記第１判定部は、前記特性が変動したと判定した場合に、前記第１指標値が使用可能でないと判定する、
判定装置。
車両のパワーステアリングのステアリングホイールに運転者が接触しているハンズオン状態であるか、前記ステアリングホイールに運転者が接触していないハンズオフ状態であるかを判定する判定装置において、
前記ステアリングホイールの状態を示す第１状態量として前記ステアリングホイールの操舵角を検出する第１検出センサの検出結果に基づいて、前記ステアリングホイールに運転者が接触しているか否かの指標である第１指標値を指定する第１指定部と、
前記ステアリングホイールの状態を示す第２状態量として前記ステアリングホイールにかかる操舵トルクを検出する第２検出センサの検出結果に基づいて、前記ステアリングホイールに運転者が接触しているか否かの指標である第２指標値を指定する第２指定部と、
前記第１指標値を使用可能であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１指標値を使用可能であると前記第１判定部が判定した場合に、前記第１指標値が第１条件を満たすことを条件として、前記ステアリングホイールが前記ハンズオン状態であると判定し、前記第１指標値を使用可能でないと前記第１判定部が判定した場合に、前記第２指標値が第２条件を満たすことを条件として、前記ステアリングホイールが前記ハンズオン状態であると判定する第２判定部と、
前記第２判定部の判定結果を出力する出力部と、
前記ステアリングホイールの特性、前記操舵角及び前記操舵トルクに基づいて、前記運転者が前記ステアリングホイールに加えたドライバ入力トルクを推定する推定部と、を備え、
前記第１指定部は、前記推定部が推定した当該ドライバ入力トルクに基づいて、前記第１指標値を指定し、
前記第２指定部は、前記操舵トルクが閾値より大きいか否かに基づいて、前記第２指標値を指定し、
前記第１判定部は、前記特性が変動したと判定した場合に、前記第１指標値が使用可能でないと判定する、
判定装置。
前記第１判定部は、前記第１検出センサが故障していると判定した場合に、前記第１指標値を使用可能でないと判定する、
請求項１又は２に記載の判定装置。
前記第１判定部は、前記ハンズオフ状態において前記操舵トルク及び前記特性に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵角を推定し、推定した当該操舵角と、前記第１検出センサにより検出された前記操舵角との偏差を算出し、当該偏差が閾値より大きい場合に、前記第１指標値が使用可能でないと判定する、
請求項１に記載の判定装置。