WO2018230101A1 - 運転交代制御装置、運転交代制御プログラム、及びコンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体 - Google Patents

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WO2018230101A1
WO2018230101A1 PCT/JP2018/013522 JP2018013522W WO2018230101A1 WO 2018230101 A1 WO2018230101 A1 WO 2018230101A1 JP 2018013522 W JP2018013522 W JP 2018013522W WO 2018230101 A1 WO2018230101 A1 WO 2018230101A1
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WO
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driving
torque
steering
driver
change
Prior art date
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PCT/JP2018/013522
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真紀子 杉浦
晋彦 千葉
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/10Path keeping
    • B60W30/12Lane keeping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14Adaptive cruise control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the present disclosure relates to a technique for controlling a driving change between a driver and an automatic driving function.
  • Patent Document 1 discloses a travel control device that enables automatic steering control of a vehicle. This traveling control device stops the automatic steering control when the steering torque input by the driver exceeds a preset threshold value while the automatic steering control is valid. That is, when the steering torque exceeding the threshold is input to the steering wheel, the driver switches to manual driving.
  • the driving change from the automatic driving function such as the automatic steering control of Patent Document 1 to the driver is performed during a period in which the vehicle is traveling in a straight section.
  • the driver cannot perform a steering operation that rotates the steering wheel. Therefore, in the configuration in which the driving change is performed based on the steering torque as in the travel control device of Patent Document 1, even if the driver intends to take over the driving operation, the driving change to the driver while traveling in the straight section is performed.
  • the driving change to the driver while traveling in the straight section is performed.
  • This disclosure is intended to provide a driving change control device, a driving change control program, and a computer-readable continuous tangible recording medium that can smoothly perform a driving change from an automatic driving function to a driver.
  • a driving shift control device for controlling a driving shift between the driver and the automatic driving function.
  • a steering information acquisition unit that acquires steering information indicating a steering operation input to a steering device mounted on the vehicle; and the vehicle is driven by the automatic driving function and is directed to the driver.
  • a change request unit for requesting a driving change
  • a torque control unit for generating a drive torque for rotating a steering wheel in the actuator of the steering device after the change request by the change request unit
  • the actuator of the steering device generates a driving torque for rotating the steering wheel after a request for driving change from the automatic driving function to the driver.
  • the driver inputs a steering operation to the steering wheel to correct the rotation of the steering wheel by the driving torque input from the actuator. Therefore, even if the vehicle is traveling in a straight section, it is possible to confirm the driver's intention to take over driving depending on the presence or absence of correction steering that resists the driving torque of the actuator. Therefore, if the driving change to the driver is permitted when there is a steering operation, the driving change control device can smoothly perform the driving change to the driver.
  • a driving shift control program for controlling a driving shift between the driver and the automatic driving function is A steering information acquisition unit for acquiring steering information indicating a steering operation input to a steering device mounted on the vehicle, at least one processing unit, in a state where the vehicle is running by the automatic driving function, A change request unit for requesting a driving change to the driver, a torque control unit for generating a driving torque for rotating a steering wheel in the actuator of the steering device after the change request by the change request unit, and the steering information Based on this, the driver performs a steering operation to correct the rotation of the steering wheel due to the driving torque of the actuator. If it is determined that, shift control unit for the from automatic cruise functional allows operation alternation to the driver, to function as a.
  • the actuator of the steering device generates a driving torque for rotating the steering wheel after a request for driving change from the automatic driving function to the driver.
  • the driver inputs a steering operation to the steering wheel to correct the rotation of the steering wheel by the driving torque input from the actuator. Therefore, even if the vehicle is traveling in a straight section, it is possible to confirm the driver's intention to take over driving depending on the presence or absence of correction steering that resists the driving torque of the actuator. Therefore, if the driving change to the driver is permitted when there is a steering operation, the driving change control device can smoothly perform the driving change to the driver.
  • a computer-readable persistent tangible recording medium including instructions executed by a computer
  • the instructions are in a vehicle having an automatic driving function capable of performing a driving operation on behalf of a driver.
  • the instruction Providing driving change control between the driver and the automatic driving function, the instruction acquiring steering information indicating a steering operation input to a steering device mounted on the vehicle;
  • a driving change request is made to the driver, and a driving torque for rotating the steering wheel is generated in the actuator of the steering device after the changing request.
  • the driving torque of the actuator based on the steering information.
  • the steering operation to correct the rotation of the steering wheel when it is determined that the driver is performing by comprises allowing a driver alternation to the driver from the automatic operation function.
  • the actuator of the steering device generates a driving torque for rotating the steering wheel after a request for driving change from the automatic driving function to the driver.
  • the driver inputs a steering operation to the steering wheel to correct the rotation of the steering wheel by the driving torque input from the actuator. Therefore, even if the vehicle is traveling in a straight section, it is possible to confirm the driver's intention to take over driving depending on the presence or absence of correction steering that resists the driving torque of the actuator. Therefore, if the driving change to the driver is permitted when there is a steering operation, the driving change control device can smoothly perform the driving change to the driver.
  • the drawing It is a block diagram showing an overall picture of a configuration related to automatic driving mounted on a vehicle, It is a figure which shows the composition of a steering device typically, It is a diagram showing details of the grip determination by the grip determination unit, It is a diagram for explaining the details of the grip determination in the grip detection mode, It is a figure for demonstrating the detail of the intention determination in intention detection mode, It is a diagram showing the details of decision making by shift control, It is a time chart showing the process of driving change along the time series, It is a flowchart showing details of authority transfer processing performed in the automatic operation ECU, It is a figure which shows each transition of the drive torque and steering angle in the change request mode in the modification 1. It is a figure which shows the behavior of the vehicle in the intention detection mode of the modification 2.
  • the function of the driving change control device is realized by an automatic driving ECU (Electronic Control Unit) 50.
  • the automatic operation ECU 50 is mounted on the vehicle A together with a large number of electronic control units such as the vehicle control ECU 80 and a large number of in-vehicle devices such as the steering device 10.
  • the automatic driving ECU 50, the vehicle control ECU 80, and the steering device 10 are electrically connected to each other directly or indirectly, and can communicate with each other.
  • the vehicle A has a level 3 automatic driving function by the operation of the automatic driving ECU 50 and the vehicle control ECU 80.
  • the vehicle control ECU 80 is directly or indirectly electrically connected to the in-vehicle actuator group 91 and the in-vehicle sensor group 92 mounted on the vehicle A.
  • the in-vehicle actuator group 91 controls the behavior of the vehicle A.
  • the in-vehicle actuator group 91 includes, for example, a throttle actuator of an electronically controlled throttle, an injector, a brake actuator, and a motor generator for driving and regeneration.
  • the in-vehicle sensor group 92 detects a driving operation performed by the driver, a traveling state of the vehicle A, and the like.
  • the in-vehicle sensor group 92 includes an accelerator position sensor that detects the stroke amount of the accelerator pedal, a brake operation amount sensor that detects the pedaling force input to the brake pedal, a speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle A, and the like. Yes.
  • the vehicle control ECU 80 is mainly configured by a computer having a processor, a RAM, a memory device, an input / output interface, and the like.
  • Vehicle control ECU80 constructs actuator control part 81 as a functional block concerning vehicle control by running a vehicle control program memorized by a memory device with a processor.
  • the actuator control unit 81 generates a control signal that is output toward the in-vehicle actuator group 91 based on at least one of operation information based on a driving operation by the driver and autonomous traveling information acquired from the automatic driving ECU 50.
  • the steering device 10 includes a torque sensor 16a, a steering angle sensor 16b, a steering actuator 17, and a steer ECU 18 as an electrical configuration.
  • the steering wheel 11 is configured to be gripped by the driver.
  • a steering operation by the driver is input to the steering wheel 11.
  • the input shaft 12 a holds the steering wheel 11 and rotates integrally with the steering wheel 11.
  • the output shaft 12b connects the input shaft 12a and the rack and pinion 14 together.
  • the steering operation by the driver input to the steering wheel 11 is transmitted to the rack and pinion 14 through the input shaft 12a and the output shaft 12b.
  • the speed reducer 13 is provided between the steering actuator 17 and the input shaft 12a.
  • the speed reducer 13 decelerates the rotation of the output shaft of the steering actuator 17 and transmits it to the input shaft 12a.
  • the assist torque input to the input shaft 12 a becomes larger than the drive torque generated by the steering actuator 17.
  • the rack and pinion 14 has a pinion gear that rotates in connection with the output shaft 12b, and a rack gear that meshes with the pinion gear.
  • the rack and pinion 14 converts the rotation operation of the pinion gear into the translation operation of the rack.
  • the tie rod 15 connects an end portion of the rack and a knuckle portion provided on the hub carrier. The tie rod 15 transmits the translational motion of the rack to the hub carrier, and rotates the steering wheel of the vehicle A around the kingpin.
  • the torque sensor 16a and the steering angle sensor 16b are each one of the in-vehicle sensor group 92, and are provided, for example, on the input shaft 12a.
  • the torque sensor 16a measures the amount of torsion occurring in the input shaft 12a as a physical quantity related to the torque input to the steering device 10 from various places.
  • the torque sensor 16a outputs an output value that is a measurement result of the amount of twist to the steering ECU 18 or the like.
  • the torque sensor 16a can detect a driving torque that fluctuates at a frequency of less than 1 hertz to a driving torque that fluctuates at a frequency of several hundred hertz.
  • the steering angle sensor 16b detects the rotation direction of the steering wheel 11 and the input shaft 12a. In addition, the steering angle sensor 16b detects a rotation angle of the steering wheel 11 and an absolute value and a rotation direction of the rotation angle from the angle phase (0 °) at the time of straight traveling as a steering angle.
  • the steering actuator 17 is, for example, a brushless motor or the like, and is one of the in-vehicle actuator group 91.
  • the steering actuator 17 generates a driving torque that can rotate the steering wheel 11.
  • the driving torque of the steering actuator 17 is input from the speed reducer 13 to the input shaft 12a as an assist torque in a direction that assists the steering operation by the driver during the manual driving period by the driver. Further, during the period when the vehicle A is traveling autonomously, the drive torque of the steering actuator 17 is input to the input shaft 12a as the steering torque that defines the direction of the steered wheels.
  • the steer ECU 18 calculates the value of the torque acting on the input shaft 12a based on the output value of the torque sensor 16a. In addition, the steering ECU 18 acquires the steering angle based on the output value of the steering angle sensor 16b. The steer ECU 18 can sequentially output the calculated torque value, steering angle, and the like to the automatic driving ECU 50 and the vehicle control ECU 80 as steering information indicating the steering operation input to the steering device 10.
  • the steer ECU 18 sets a DC voltage for driving the steering actuator 17 from the steering information based on the sensors 16a and 16b, the vehicle speed information of the vehicle A, the control signals input from the automatic driving ECU 50 and the vehicle control ECU 80, and the like. .
  • the steer ECU 18 controls the driving torque generated by the steering actuator 17 by applying a DC voltage to the steering actuator 17.
  • the steer ECU 18 can periodically vary the drive torque at a frequency of at least several hundred hertz.
  • the automatic driving ECU 50 acquires information related to the traveling environment around the host vehicle necessary for automatic driving from these configurations (71 to 75).
  • a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver 71 can receive positioning signals transmitted from a plurality of artificial satellites. The GNSS receiver 71 sequentially outputs the received positioning signal to the automatic operation ECU 50 as information for specifying the current position of the vehicle A.
  • the GNSS receiver 71 can receive positioning signals transmitted from a plurality of artificial satellites. The GNSS receiver 71 sequentially outputs the received positioning signal to the automatic operation ECU 50 as information for specifying the current position of the vehicle A.
  • the map database 72 is a storage device that stores a large number of map data.
  • the map data includes structural information such as the curvature, slope, and section length of each road, and non-temporary traffic regulation information such as speed limit and one-way traffic.
  • the map database 72 provides map data about the current position of the vehicle A and the traveling direction to the automatic driving ECU 50 based on a request from the automatic driving ECU 50.
  • the camera unit 73, the lidar 74, and the millimeter wave radar 75 are stationary objects such as moving objects such as pedestrians and other vehicles, falling objects on the road, traffic signals, guardrails, curbs, road signs, road markings, and marking lines. It is an autonomous sensor that detects an object.
  • the camera unit 73, the lidar 74, and the millimeter wave radar 75 sequentially output detected object information relating to the detected moving object and stationary object to the automatic operation ECU 50.
  • the camera unit 73 is a monocular or compound-eye front camera that captures a front area of the vehicle A.
  • the camera unit 73 acquires an image of the front area as detected object information.
  • the lidar 74 irradiates the laser beam in the traveling direction of the vehicle A, and acquires the detected object information by receiving the laser beam reflected by a moving object and a stationary object that exist in the traveling direction.
  • the millimeter wave radar 75 irradiates the millimeter wave toward the traveling direction of the vehicle A, and acquires the detected object information by receiving the millimeter wave reflected by a moving object and a stationary object existing in the traveling direction.
  • the millimeter wave radar 75 can detect an object farther than the lidar 74.
  • the automatic driving ECU 50 performs an acceleration / deceleration control and a steering control of the vehicle A in cooperation with the vehicle control ECU 80, thereby exhibiting an automatic driving function capable of performing the driving operation of the vehicle A on behalf of the driver.
  • the automatic driving ECU 50 switches between a plurality of control modes having different authority for driving operation.
  • the plurality of control modes include an automatic driving mode in which the vehicle A is autonomously driven by an automatic driving function and an automatic driving mode in which the vehicle A is driven by a driving operation (see FIG. 7).
  • the control mode includes a change request mode executed at the time of transition from the automatic operation mode to the manual operation mode and an MRM (Minimum Risk Maneuver) mode for automatically retracting the vehicle A (see FIG. 7). ).
  • the automatic operation ECU 50 is mainly configured by a computer having a processing unit 50a, a RAM, a memory device, and an input / output interface.
  • the processing unit 50a includes at least one main processor and graphic processor.
  • the processing unit 50a may be provided with a dedicated processor specialized for learning and estimation using AI (Artificial Intelligence).
  • AI Artificial Intelligence
  • the automatic operation ECU 50 can execute the autonomous traveling program and the driving change control program stored in the memory device by the processing unit 50a.
  • the autonomous traveling program is a program for enabling the vehicle A to autonomously travel.
  • the own vehicle position specifying unit 61, the driving environment recognition unit 62, the driving plan generation unit 63, the autonomous driving control unit 64, and the like are constructed as control blocks related to automatic driving. .
  • the own vehicle position specifying unit 61 specifies the current position of the vehicle A based on the positioning signal acquired from the GNSS receiver 71.
  • the own vehicle position specifying unit 61 can identify the detailed current position of the vehicle A by comparing the image of the front area acquired from the camera unit 73 with the detailed map data acquired from the map database 72.
  • the driving environment recognizing unit 62 combines the position information specified by the vehicle position specifying unit 61, the map data acquired from the map database 72, the detected object information acquired from each autonomous sensor, and the like. Recognize the driving environment.
  • the traveling environment recognition unit 62 recognizes the shape and moving state of objects around the vehicle A based on the integration result of the detected object information, particularly within the detection range of each autonomous sensor.
  • the driving environment recognition unit 62 generates a virtual space in which the actual driving environment is reproduced in three dimensions by combining the information of the recognized surrounding objects, the position information, and the map data.
  • the travel plan generation unit 63 generates a travel plan for causing the vehicle A to autonomously travel by an automatic driving function based on the travel environment recognized by the travel environment recognition unit 62.
  • a long-term travel plan and a short-term travel plan are generated.
  • a route for directing the vehicle A to the destination set by the driver is defined.
  • a schedule of planned driving change from the automatic driving function to the driver is set mainly based on a long-term driving plan.
  • a planned travel locus for realizing travel according to the long- and medium-term travel plan is defined using the virtual space around the vehicle A generated by the travel environment recognition unit 62. Specifically, execution of steering for lane tracking and lane change, acceleration / deceleration for speed adjustment, and sudden braking for collision avoidance is determined based on a short-term travel plan.
  • the autonomous traveling control unit 64 generates vehicle control information for instructing acceleration / deceleration and steering based on the planned traveling locus formulated by the traveling plan generating unit 63.
  • the autonomous traveling control unit 64 sequentially outputs the generated vehicle control information to the vehicle control ECU 80.
  • the autonomous traveling control unit 64 causes the vehicle A to travel along the planned traveling locus in cooperation with the actuator control unit 81.
  • the driving change control program is a program for controlling the driving change between the driver and the automatic driving function.
  • the driving change control program is a program for controlling a handover process.
  • a steering information acquisition unit 65, a change request unit 66, a torque control unit 67, a grip determination unit 68, a change control unit 69, and the like are constructed as control blocks related to authority transfer based on a drive change control program and the like. Is done.
  • Steering information acquisition unit 65 acquires the steering information output from the steer ECU 18.
  • the operation information includes the value of the torque input to the input shaft 12a and the value indicating the rotation direction and rotation angle of the input shaft 12a.
  • the value of the torque (corresponding to the external input torque) acquired by the steering information acquisition unit 65 is caused by the steering torque input to the steering wheel 11, the assist torque input from the speed reducer 13, and the road surface reaction force. It is a value obtained by combining the reaction torque and the like.
  • the change request unit 66 makes a drive change request (TOR: Take Over ⁇ ⁇ Request) to the driver in a state where the vehicle A is autonomously running by the automatic driving function in the automatic driving mode (see FIG. 7). .
  • the change request unit 66 sets a change section for driving change when it is determined that the autonomous driving cannot be continued due to, for example, the end of a road section in which automatic driving is permitted.
  • the alternation section is set in an area where the road is substantially straight.
  • the change request unit 66 shifts the control mode from the automatic operation mode to the change request mode at the timing when the current position of the vehicle A specified by the own vehicle position specifying unit 61 reaches the change section, and changes the driving operation. Initiate the request.
  • the torque control unit 67 causes the steering actuator 17 to generate drive torque after the change request by the change request unit 66.
  • the grip detection mode and the intention detection mode are sequentially performed.
  • the torque control unit 67 generates a grip determination torque that periodically changes in the grip detection mode, and generates an input determination torque that periodically changes in the intention detection mode.
  • the frequency of the input determination torque is set lower than the frequency of the grip determination torque.
  • the value of the input determination torque is set larger than the value of the grip determination torque.
  • the grip determination unit 68 determines whether or not the driver is gripping the steering wheel 11 in the grip detection mode performed after the change request.
  • the grip determination torque generated by the steering actuator 17 is, for example, a minute vibration of about 100 Hz. If the torque fluctuation is about 100 Hz, the steering wheel of the vehicle A does not substantially generate a lateral force. Thus, the grip determination torque is set to a frequency that does not cause the vehicle A to substantially move in the lateral direction.
  • the grip determination unit 68 acquires the transition of the grip determination torque generated by the steering actuator 17 from the torque control unit 67 (see FIGS. 3 and 4).
  • the transition of the grip determination torque is a predicted waveform of the drive torque when the driver does not touch the steering wheel 11 (when not gripping).
  • the grip determination unit 68 acquires a torque value based on the output of the torque sensor 16a.
  • the grip determination unit 68 determines whether or not the driver is gripping the steering wheel 11 based on a comparison between the predicted waveform of the grip determination torque when not gripping and the transition of the actual torque acting on the input shaft 12a. Determine.
  • the grip determination unit 68 detects a disturbance in the torque waveform accompanying the grip of the steering wheel 11. For example, when the frequency component of 100 Hz that is the set frequency of the grip determination torque is reduced by frequency analysis, the grip determination unit 68 performs an affirmative determination that the steering wheel 11 is gripped. Based on an affirmation of gripping by the gripping determination unit 68, a transition from the gripping detection mode to the intention detection mode is performed.
  • the change control unit 69 controls the driving change between the automatic driving function and the driver.
  • the shift control unit 69 immediately transfers the control right of the driving operation from the automatic driving function to the driver when a steering torque input exceeding a predetermined override threshold (for example, 0.5 N ⁇ m) is input in the automatic driving mode.
  • a predetermined override threshold for example, 0.5 N ⁇ m
  • the change control unit 69 estimates whether or not the driver has an intention to change driving in the handover scene in which the control right is transferred from the automatic driving function to the driver based on the determination on the system side. Toggle permission transfer status and permission status.
  • the change control unit 69 permits the transfer of the control right to the driver when it is estimated that the driver has an intention to change the drive, and transfers the control right when it is estimated that the driver has no intention to change the drive. Is not allowed.
  • the change control unit 69 executes an intention detection mode for determining whether or not the driver has an intention to change driving after the grip detection mode.
  • the intention detection mode the input determination torque generated by the steering actuator 17 rotates the steering wheel 11 while shaking it.
  • the change control unit 69 estimates the driver's intention to change driving based on whether or not the driver is performing a steering operation for correcting the rotation of the steering wheel 11. More specifically, a driver who can change driving recognizes that the steering wheel 11 is swaying, and can determine that the swaying is strange from comparison with the surrounding environment. Therefore, the change control unit 69 estimates that the driver has an intention to change driving when there is an input of correction steering to suppress the shaking of the steering wheel 11, and changes the driving change from the automatic driving function to the driver. enable.
  • the input determination torque generated by the steering actuator 17 in the intention detection mode is set to a value that is greater than the first threshold and less than the second threshold.
  • the first threshold value is set based on a steering torque that rotates the steering wheel 11 by an angle corresponding to the size of “play” allowed on the input shaft 12a.
  • the input determination torque is set to such a value that a torque of 0.3 N ⁇ m or more acts on the input shaft 12 a from the speed reducer 13. Is done. Due to the input of such input determination torque, the vehicle A may move in the lateral direction.
  • the second threshold is set based on the override threshold. As described above, when a steering torque equal to or greater than the override threshold is input to the steering wheel 11, even if the handover control process 69 is in the middle of the handover process, the change control unit 69 immediately Transfer control to the driver. Therefore, the second threshold value is set to a value such that the steering torque of the corrected steering against the input determination torque does not exceed the override threshold value. Specifically, the input determination torque is suppressed to a value such that a torque of 0.5 N ⁇ m or more does not act on the input shaft 12 a from the speed reducer 13.
  • the input determination torque includes a DC (Direct Current) component and an AC (Alternating Current) component.
  • the direction of the DC component generated by the steering actuator 17 is controlled so as not to deviate from the lane in which the vehicle A is traveling. Specifically, the positive / negative direction of the DC component is reversed at regular time intervals.
  • the frequency of the AC component is set to, for example, about 10 Hz to 50 Hz where the hand can easily feel vibration.
  • the change control unit 69 acquires the control information of the steering actuator 17 from the torque control unit 67 in the intention detection mode, and sets a predicted waveform of each steering when the driver has and does not have the intention to change driving. .
  • the shift control unit 69 acquires the steering angle transition, which is the sensor output of the steering angle sensor 16b, from the steering information acquisition unit 65.
  • the shift control unit 69 determines the presence / absence of a steering operation of the driver that corrects the steering by the input determination torque based on the comparison between the set predicted waveform and the actual steering angle transition (see FIGS. 5 and 6). .
  • the change control unit 69 estimates that the driver has an intention to change driving when the driver is performing a steering operation in the direction opposite to the DC component in order to return the vehicle A to the straight traveling state. Enable handover. On the other hand, when the driver performs a steering operation in the same direction as the DC component and when there is substantially no steering torque (for example, less than 0.3 N ⁇ m), the change control unit 69 intends to change the drive. It is considered that there is no. In this case, the handover is not permitted. When a steering torque exceeding the override threshold is input, the change control unit 69 estimates that the driver has an intention to change driving regardless of the direction of the steering operation. However, in this case, the override is executed as described above.
  • the vehicle A that is traveling autonomously in the automatic driving mode reaches the replacement section.
  • the driving change request by the changing request unit 66 is performed.
  • the replacement request is performed by displaying a message on the display device, reproducing a message sound by the acoustic device, or the like.
  • the control mode transitions from the automatic operation mode to the change request mode.
  • the grip determination unit 68 starts grip determination in the grip detection mode.
  • the driver notices the change request made at time t1.
  • the driver grips the steering wheel 11 at time t3.
  • the grip determination unit 68 determines whether the steering wheel 11 is gripped at time t4 based on the continuation of gripping started at time t3.
  • the steering actuator 17 starts generating the input determination torque in accordance with the switching from the grip detection mode to the intention detection mode.
  • the change control unit 69 performs an intention determination that there is an intention to change the drive at time t5.
  • the control right is transferred from the change request mode to the manual operation mode after the driver is notified of the transfer start of the control right.
  • the transfer start notification is performed by displaying a message on a display device, reproducing a message sound by an acoustic device, and the like, in the same manner as the replacement request.
  • the time t6 is a time when the elapsed time from the time t1 passes the threshold time T.
  • the control mode changes from the change request mode to the MRM mode based on the fact that the steering wheel 11 is not gripped or the intention to change driving is not confirmed.
  • the vehicle A searches for the evacuation location and then stops at the searched evacuation location by autonomous traveling.
  • the threshold time T is set based on the end point of the alternation section.
  • the authority transfer process shown in FIG. 8 is started by the automatic operation ECU 50 based on the switching from the manual operation mode to the automatic operation mode.
  • S101 based on whether or not the vehicle A has reached the replacement section, it is determined whether or not to request a driving change. If the vehicle A has not reached the replacement section, the determination in S101 is repeated. Then, when it is determined that the vehicle A reaches the replacement section and performs the replacement request, the process proceeds to S102.
  • control mode is changed from the automatic operation mode to the change request mode (see time t1 in FIG. 7), and the process proceeds to S103.
  • grip detection mode in the change request mode is performed, and the process proceeds to S104.
  • S104 it is determined whether or not there is a grip determination. If it is determined in S104 that the steering wheel 11 is not gripped, the process proceeds to S108. In S108, the elapsed time of the change request mode transitioned in S102 is compared with the threshold time T. When it is determined in S108 that the elapsed time exceeds the threshold time T, the process proceeds to S109. On the other hand, when it is determined that the elapsed time is equal to or less than the threshold time T, S103 and S104 are repeated, and the driver waits for the steering wheel 11 to be held. And when it determines with the steering wheel 11 having been hold
  • S105 the intention detection mode is executed, and the process proceeds to S106.
  • S106 it is determined whether or not there is an intention to change driving.
  • the process proceeds to S107.
  • S107 the control mode is changed from the change request mode to the manual operation mode, and the series of processes is terminated. Thus, the handover is completed.
  • the process proceeds to S108. Even in S108 in this case, if the elapsed time in the change request mode is less than the threshold time T, the process returns to S103. On the other hand, if the elapsed time exceeds the threshold time T, the process proceeds to S109. In S109, the control mode is changed from the change request mode to the MRM mode, and the series of processes is terminated. Thus, the retreat travel of the vehicle A is started.
  • the steering actuator 17 generates a driving torque for rotating the steering wheel 11 after a request for driving change from the automatic driving function to the driver.
  • the driver inputs a steering operation for correcting the driving torque input from the steering actuator 17 to the steering wheel 11. Therefore, even when the vehicle A is traveling in a straight section, it is possible to confirm the driver's intention to take over driving depending on the presence or absence of correction steering that resists the driving torque of the steering actuator 17. Therefore, if the driving change to the driver is permitted when there is a steering operation, the automatic driving ECU 50 can smoothly perform the driving change to the driver. That is, it is possible to avoid a situation in which the shift to the manual operation mode is not performed due to the erroneous shift to the MRM mode despite the driver's intention to drive.
  • the torque control unit 67 After the grip determining unit 68 confirms that the driver has gripped the steering wheel 11, the torque control unit 67 generates an input determination torque for determination by the shift control unit 69. According to such processing, it is possible to suppress a situation in which the driver misidentifies that the rotation of the steering wheel 11 accompanying the application of the input determination torque is merely steering control by the automatic driving function.
  • whether or not the steering wheel 11 is gripped is determined based on the output of the torque sensor 16a. Therefore, a dedicated grip sensor for detecting grip of the steering wheel 11 can be omitted.
  • the torque control unit 67 causes the steering actuator 17 to generate an input determination torque having a frequency lower than the grip determination torque.
  • the input determination torque gives the driver a stimulus of about 10 to 20 Hz in which the driver's skin is likely to feel acceleration. According to the above, the driver is prompted to perform an operation of suppressing the vibration of the steering wheel 11, and can receive the control right of the driving operation in a state where the awareness of the driving operation is enhanced.
  • the input determination torque generated by the steering actuator 17 in the intention detection mode is set to a value larger than the grip determination torque in the grip detection mode, and the vehicle A is caused to move laterally.
  • the direction of the driving torque is controlled so that the vehicle A does not deviate from the lane in which the vehicle A is traveling. If torque control of such an aspect is implemented, even if the driving torque that causes the vehicle A to move laterally is applied, the vehicle A can continue to travel stably until the completion of the driving change.
  • the grip determination torque in this embodiment is set to a frequency and a magnitude that do not cause the vehicle A to move laterally. In this way, if the grip determination torque is a driving torque that does not change the behavior of the vehicle A, the grip determination unit 68 does not cause the vehicle A to change in behavior that causes the driver's anxiety, and the torque sensor 16a. The presence or absence of gripping by the driver can be determined using the output of.
  • the change control unit 69 can change driving from the automatic driving function to the driver when the driver performs a steering operation in the direction opposite to the driving torque input by the steering actuator 17. .
  • the corrected steering that cancels the lateral movement due to the driving torque is input, it is estimated that the driver has an intention to change driving. Therefore, based on the steering input in the reverse direction, it is possible to accurately estimate the driver's intention and implement a smooth driving change.
  • the change control unit 69 when the steering torque exceeding the override threshold is input, the change control unit 69 immediately transfers the control right to the driver. In this way, by separating the override and the handover based on the override threshold, even if the driver encounters a highly urgent situation during the change request mode, the driver obtains the control right and accurately It becomes possible to respond to the situation.
  • the steering actuator 17 corresponds to an “actuator”
  • the automatic operation ECU 50 corresponds to a “driving change control device”
  • the override threshold corresponds to a “determination threshold”.
  • the direction of the input determination torque has been changed so that the vehicle A meanders in the lane.
  • the direction of the DC component of the input determination torque in the intention detection mode may be constant.
  • the direction of the DC component is set to the direction in which the vehicle A is moved to the road shoulder side so as not to increase the risk of the vehicle A. It is desirable to be done.
  • the direction of the DC component is to avoid the other vehicle Ax, so that the vehicle A is on the opposite side of the other vehicle Ax. It is desirable to set the direction of movement.
  • the input determination torque may be only the DC component or only the AC component.
  • the magnitude of the input determination torque is an absolute value of the DC component for convenience.
  • the magnitude of the input determination torque is the value of the amplitude of the AC component.
  • the magnitude of the grip determination torque is an amplitude value. It is desirable that the grip determination torque does not include a DC component. Further, slight lateral movement may occur in the vehicle A due to the grip determination torque. On the other hand, even if the input determination torque is input, the vehicle A may not move laterally.
  • the transition to the MRM mode when the threshold time T has elapsed without confirming the intention to change driving, the transition to the MRM mode was performed.
  • the processing after the threshold time T has elapsed can be changed as appropriate. For example, a warning stronger than the replacement request may be performed by a display device or an audio device. Alternatively, the stop to the road shoulder may be immediately performed without searching for the evacuation space. Further, the replacement request may be continued without determining whether the threshold time T has elapsed.
  • the steering device may have a grip sensor as an electrical configuration.
  • the grip sensor is embedded in, for example, a rim portion or a spoke portion of the steering wheel.
  • the grip sensor can detect grip of the steering wheel by the driver based on a change in pressure or capacitance by measuring pressure or capacitance in the rim portion or the spoke portion.
  • whether or not there is an intention to change driving is determined based on the sensor output of the steering angle sensor.
  • the presence / absence of intention to change driving may be determined.
  • the change control unit is willing to change driving. Presume that there is, allow the handover.
  • the override threshold value can be changed as appropriate.
  • the range of the steering torque in which handover is permitted, and the values of the input determination torque and the grip determination torque can be changed as appropriate.
  • the grip detection mode and the intention detection mode are sequentially performed.
  • the intention detection mode may be started immediately after the shift to the change request mode.
  • the steering operation that is in the opposite direction to the drive torque input by the steering actuator and is less than the override threshold corresponds to the “steering operation that corrects the rotation of the steering wheel by the drive torque of the actuator”. That is, in a configuration in which override and handover are distinguished, a steering operation in which the steering torque exceeds the override threshold value does not correspond to “a steering operation for correcting the rotation of the steering wheel by the driving torque of the actuator”. .
  • it is desirable that a steering operation that instantaneously exceeds the override threshold when the vehicle steering by the input torque of the actuator is suppressed can be included in the “steering operation for correcting rotation”. Therefore, it is desirable to set a predetermined threshold time for determining whether or not the override threshold is exceeded.
  • the shift control unit of the above embodiment separates the handover and the override based on the magnitude of the steering torque.
  • the handover and override separation may not be performed.
  • the change control unit may immediately transfer the control right to the driver.
  • the alternation section is set in the straight section.
  • the alternation section may be set as a curve section.
  • application of drive torque by the steering actuator may not be performed.
  • the process of generating the driving torque in the steering actuator and confirming the driver's intention may be performed only when the alternation section is linear.
  • the steering actuator 17 in the above embodiment is provided in the column portion of the steering device 10.
  • the installation position of the steering actuator in the steering device can be changed as appropriate.
  • the steering actuator may be connected to either a pinion gear or a rack gear. Regardless of the installation position, the steering actuator can rotate the steering wheel by generating drive torque.
  • the function of the driving change control device may be realized by a configuration different from that of the automatic driving ECU.
  • the processing unit of the electronic control device mounted on the vehicle together with the automatic driving ECU may implement the driving change control method according to the present disclosure.
  • a plurality of electronic control devices including an automatic driving ECU or a vehicle control ECU may perform the distributed processing of the driving change control program according to the present disclosure.
  • various non-transitory storage media such as a flash memory and a hard disk (non-transitory storage medium) can be adopted as a configuration for storing a driving change control program executed by the processing unit.
  • each section is expressed as S101, for example.
  • each section can be divided into a plurality of subsections, while a plurality of sections can be combined into one section.
  • each section configured in this manner can be referred to as a device, module, or means.

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Abstract

自動運転機能を備える車両(A)において、運転者と前記自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御装置は、操舵装置(10)の操舵情報を取得する操舵情報取得部(65)と、前記運転者への運転交代の要求を行なう交代要求部(66)と、交代要求の後に、前記操舵装置のアクチュエータ(17)にステアリングホイール(11)を回転させる駆動トルクを発生させるトルク制御部(67)と、前記操舵情報に基づき、前記駆動トルクによる前記ステアリングホイールの回転を修正する操舵操作を前記運転者が行っていると判定した場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にする交代制御部(69)と、を備える。

Description

運転交代制御装置、運転交代制御プログラム、及びコンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体 関連出願の相互参照
 本出願は、2017年6月16日に出願された日本特許出願番号2017-118799号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、運転者と自動運転機能との間における運転交代を制御する技術に関するものである。
 従来、例えば特許文献1には、車両の自動操縦制御を可能にする走行制御装置が開示されている。この走行制御装置は、自動操縦制御が有効な状態で、運転者によって入力される操舵トルクが予め設定された閾値を超えた場合に、自動操縦制御を中止する。即ち、閾値を超えた操舵トルクがステアリングホイールへ入力されると、運転者による手動運転への切り替えが行われる。
 さて、特許文献1の自動操縦制御のような自動運転機能から運転者への運転交代は、車両が直線区間を走行している期間に実施されるのが望ましい。しかし、車両が直線区間を走行している場合、運転者は、ステアリングホイールを回転させるような操舵操作を行なうことができない。そのため、特許文献1の走行制御装置のような操舵トルクに基づいて運転交代を行なう構成では、運転操作を引き継ぐ意思が運転者にあったとしても、直線区間を走行中に運転者への運転交代を実行することが困難となり得た。
特開2005-67322号公報
 本開示は、自動運転機能から運転者への運転交代を円滑に実施可能な運転交代制御装置、運転交代制御プログラム、及びコンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体の提供を目的とする。
 本開示の第一の態様において、運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御装置は、前記車両に搭載された操舵装置に入力されている操舵操作を示す操舵情報を取得する操舵情報取得部と、前記車両が前記自動運転機能によって走行している状態で、前記運転者へ向けた運転交代の要求を行なう交代要求部と、前記交代要求部による交代要求の後に、前記操舵装置のアクチュエータにステアリングホイールを回転させる駆動トルクを発生させるトルク制御部と、前記操舵情報に基づき、前記アクチュエータの駆動トルクによる前記ステアリングホイールの回転を修正する操舵操作を前記運転者が行っていると判定した場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にする交代制御部とを備える。
 上記の運転交代制御装置では、自動運転機能から運転者への運転交代の要求の後に、操舵装置のアクチュエータが、ステアリングホイールを回転させる駆動トルクを発生する。このとき、自動運転機能から運転操作を引き継ぐ意思が運転者にあれば、運転者は、アクチュエータから入力された駆動トルクによるステアリングホイールの回転を修正するような操舵操作を、ステアリングホイールに入力する。そのため、車両が直線区間を走行中であっても、アクチュエータの駆動トルクに抗するような修正操舵の有無により、運転を引き継ごうとする運転者の意思が確認可能となる。故に、操舵操作がある場合に運転者への運転交代を許可するようにすれば、運転交代制御装置は、運転者への運転交代を円滑に実施できる。
 本開示の第二の態様において、運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御プログラムは、少なくとも一つの処理部を、前記車両に搭載された操舵装置に入力されている操舵操作を示す操舵情報を取得する操舵情報取得部、前記車両が前記自動運転機能によって走行している状態で、前記運転者へ向けた運転交代の要求を行なう交代要求部、前記交代要求部による交代要求の後に、前記操舵装置のアクチュエータにステアリングホイールを回転させる駆動トルクを発生させるトルク制御部、前記操舵情報に基づき、前記アクチュエータの駆動トルクによる前記ステアリングホイールの回転を修正する操舵操作を前記運転者が行っていると判定した場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にする交代制御部、として機能させる。
 上記の運転交代制御プログラムでは、自動運転機能から運転者への運転交代の要求の後に、操舵装置のアクチュエータが、ステアリングホイールを回転させる駆動トルクを発生する。このとき、自動運転機能から運転操作を引き継ぐ意思が運転者にあれば、運転者は、アクチュエータから入力された駆動トルクによるステアリングホイールの回転を修正するような操舵操作を、ステアリングホイールに入力する。そのため、車両が直線区間を走行中であっても、アクチュエータの駆動トルクに抗するような修正操舵の有無により、運転を引き継ごうとする運転者の意思が確認可能となる。故に、操舵操作がある場合に運転者への運転交代を許可するようにすれば、運転交代制御装置は、運転者への運転交代を円滑に実施できる。
 本開示の第三の態様において、コンピュータにより実行されるインストラクションを含むコンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体において、当該インストラクションは、運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代の制御を提供し、当該インストラクションは、前記車両に搭載された操舵装置に入力されている操舵操作を示す操舵情報を取得することと、前記車両が前記自動運転機能によって走行している状態で、前記運転者へ向けた運転交代の要求を行なうことと、交代要求の後に、前記操舵装置のアクチュエータにステアリングホイールを回転させる駆動トルクを発生させることと、前記操舵情報に基づき、前記アクチュエータの駆動トルクによる前記ステアリングホイールの回転を修正する操舵操作を前記運転者が行っていると判定した場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にすることとを備える。
 上記のコンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体では、自動運転機能から運転者への運転交代の要求の後に、操舵装置のアクチュエータが、ステアリングホイールを回転させる駆動トルクを発生する。このとき、自動運転機能から運転操作を引き継ぐ意思が運転者にあれば、運転者は、アクチュエータから入力された駆動トルクによるステアリングホイールの回転を修正するような操舵操作を、ステアリングホイールに入力する。そのため、車両が直線区間を走行中であっても、アクチュエータの駆動トルクに抗するような修正操舵の有無により、運転を引き継ごうとする運転者の意思が確認可能となる。故に、操舵操作がある場合に運転者への運転交代を許可するようにすれば、運転交代制御装置は、運転者への運転交代を円滑に実施できる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
車両に搭載された自動運転に関連する構成の全体像を示すブロック図であり、 操舵装置の構成を模式的に示す図であり、 把持判定部による把持判定の詳細を示す図であり、 把持検出モードにおける把持判定の詳細を説明するための図であり、 意思検出モードにおける意思判定の詳細を説明するための図であり、 交代制御による意思判定の詳細を示す図であり、 運転交代のプロセスを時系列に沿って示すタイムチャートであり、 自動運転ECUにて実施される権限移譲処理の詳細を示すフローチャートであり、 変形例1における交代要求モードでの駆動トルク及びステアリング角の各推移を示す図であり、 変形例2の意思検出モードでの車両の挙動を示す図である。
 図1に示す本開示の一実施形態において、運転交代制御装置の機能は、自動運転ECU(Electronic Control Unit)50によって実現されている。自動運転ECU50は、車両制御ECU80等の多数の電子制御ユニット及び操舵装置10等の多数の車載装置と共に車両Aに搭載されている。自動運転ECU50、車両制御ECU80、及び操舵装置10は、直接的又は間接的に互い電気接続されており、相互に通信可能である。車両Aは、自動運転ECU50及び車両制御ECU80の作動により、レベル3の自動運転機能を備える。
 車両制御ECU80は、車両Aに搭載された車載アクチュエータ群91及び車載センサ群92と、直接的又は間接的に電気接続されている。車載アクチュエータ群91は、車両Aの挙動を制御する。車載アクチュエータ群91には、例えば電子制御スロットルのスロットルアクチュエータ、インジェクタ、ブレーキアクチュエータ、並びに駆動用及び回生用のモータジェネレータが含まれている。車載センサ群92は、運転者によって実施された運転操作及び車両Aの走行状態等を検出する。車載センサ群92には、アクセルペダルのストローク量を検出するアクセルポジションセンサ、ブレーキペダルに入力された踏力を検出するブレーキ操作量センサ、及び車両Aの走行速度を検出する速度センサ等が含まれている。
 車両制御ECU80は、プロセッサ、RAM、メモリ装置、及び入出力インターフェース等を有するコンピュータを主体として構成されている。車両制御ECU80は、メモリ装置に記憶された車両制御プログラムをプロセッサによって実行することにより、車両制御に係る機能ブロックとしてアクチュエータ制御部81を構築する。アクチュエータ制御部81は、運転者による運転操作に基づく操作情報及び自動運転ECU50から取得される自律走行情報の少なくとも一方に基づき、車載アクチュエータ群91へ向けて出力される制御信号を生成する。
 図1及び図2に示す操舵装置10は、機械的な構成として、ステアリングホイール11、入力シャフト12a、出力シャフト12b、減速機13、ラックアンドピニオン14、タイロッド15を備えている。操舵装置10は、電気的な構成として、トルクセンサ16a、操舵角センサ16b、操舵アクチュエータ17、及びステアECU18を備えている。
 ステアリングホイール11は、運転者によって把持可能な構成である。ステアリングホイール11には、運転者による操舵操作が入力される。入力シャフト12aは、ステアリングホイール11を保持しており、ステアリングホイール11と一体的に回転する。出力シャフト12bは、入力シャフト12aとラックアンドピニオン14とを連結させている。ステアリングホイール11に入力された運転者による操舵操作は、入力シャフト12a及び出力シャフト12bを通じて、ラックアンドピニオン14に伝達される。
 減速機13は、操舵アクチュエータ17と入力シャフト12aとの間に設けられている。減速機13は、操舵アクチュエータ17の出力軸の回転を減速し、入力シャフト12aに伝達する。減速機13によって減速されることで、入力シャフト12aに入力されるアシストトルクは、操舵アクチュエータ17の発生させる駆動トルクよりも大きくなる。
 ラックアンドピニオン14は、出力シャフト12bに連繋して回転するピニオンギヤと、ピニオンギヤに噛合したラックギヤとを有している。ラックアンドピニオン14は、ピニオンギヤの回転動作を、ラックの並進動作に変換する。タイロッド15は、ラックの端部と、ハブキャリアに設けられたナックル部とを連結させている。タイロッド15は、ラックの並進動作をハブキャリアに伝達し、車両Aの操舵輪をキングピン廻りに回転させる。
 トルクセンサ16a及び操舵角センサ16bは、それぞれ車載センサ群92の一つであって、例えば入力シャフト12aに設けられている。トルクセンサ16aは、操舵装置10に各所から入力されているトルクに関連した物理量として、入力シャフト12aに生じているねじれ量を計測する。トルクセンサ16aは、ねじれ量の計測結果である出力値を、ステアECU18等に出力する。トルクセンサ16aは、一例として、1ヘルツ未満の周波数で変動する駆動トルクから、数百ヘルツの周波数で変動する駆動トルクまでを検出可能である。
 操舵角センサ16bは、ステアリングホイール11及び入力シャフト12aの回転方向を検出する。加えて操舵角センサ16bは、ステアリングホイール11の回転角度であって、直進時の角度位相(0°)からの回転角度の絶対値及び回転方向をステアリング角として検出する。
 操舵アクチュエータ17は、例えばブラシレスモータ等であり、車載アクチュエータ群91の一つである。操舵アクチュエータ17は、ステアリングホイール11を回転させることが可能な駆動トルクを発生させる。操舵アクチュエータ17の駆動トルクは、運転者による手動運転の期間中、運転者による操舵操作を補助する方向のアシストトルクとして、減速機13から入力シャフト12aに入力される。また、車両Aが自律走行を行っている期間にて、操舵アクチュエータ17の駆動トルクは、操舵輪の方向を規定する操舵トルクとして、入力シャフト12aに入力される。
 ステアECU18は、トルクセンサ16aの出力値に基づき、入力シャフト12aに作用しているトルクの値を算出する。加えてステアECU18は、操舵角センサ16bの出力値に基づき、ステアリング角を取得する。ステアECU18は、算出したトルクの値及びステアリング角等を、操舵装置10に入力されている操舵操作を示す操舵情報として、自動運転ECU50及び車両制御ECU80に逐次出力可能である。
 ステアECU18は、各センサ16a,16bに基づく操舵情報、車両Aの車速情報、並びに自動運転ECU50及び車両制御ECU80から入力される制御信号等から、操舵アクチュエータ17を駆動するための直流電圧を設定する。ステアECU18は、操舵アクチュエータ17への直流電圧の印加により、操舵アクチュエータ17の発生させる駆動トルクを制御する。ステアECU18は、少なくとも数百ヘルツ以上の周波数で駆動トルクを周期的に変動させることができる。
 図1に示す自動運転ECU50は、GNSS受信器71、地図データベース72、カメラユニット73、ライダ74、及びミリ波レーダ75等と直接的又は間接的に電気接続されている。自動運転ECU50は、これらの構成(71~75)から自動運転に必要な自車両周囲の走行環境に係る情報を取得する。
 GNSS(Global Navigation Satellite System)受信器71は、複数の人工衛星から送信された測位信号を受信可能である。GNSS受信器71は、受信した測位信号を、車両Aの現在位置を特定するための情報として、自動運転ECU50へ向けて逐次出力する。
 地図データベース72は、多数の地図データを格納している記憶装置である。地図データには、各道路の曲率、勾配、及び区間の長さといった構造情報、並びに制限速度及び一方通行といった非一時的な交通規制情報等が含まれている。地図データベース72は、自動運転ECU50からの要求に基づき、車両Aの現在位置の周辺及び進行方向の地図データを自動運転ECU50に提供する。
 カメラユニット73、ライダ74、及びミリ波レーダ75は、歩行者及び他の車両等の移動物体、さらに路上の落下物、交通信号、ガードレール、縁石、道路標識、道路標示、及び区画線等の静止物体を検出する自律センサである。カメラユニット73、ライダ74、及びミリ波レーダ75はそれぞれ、検出した移動物体及び静止物体に係る検出物情報を、自動運転ECU50へ向けて逐次出力する。
 カメラユニット73は、車両Aの前方領域を撮影する単眼式又は複眼式の前方カメラである。カメラユニット73は、前方領域の画像を検出物情報として取得する。ライダ74は、車両Aの進行方向へ向けてレーザ光を照射し、進行方向に存在する移動物体及び静止物体等で反射されたレーザ光を受信することにより、検出物情報を取得する。ミリ波レーダ75は、車両Aの進行方向へ向けてミリ波を照射し、進行方向に存在する移動物体及び静止物体等で反射されたミリ波を受信することにより、検出物情報を取得する。ミリ波レーダ75は、ライダ74よりも遠方の物体を検出可能である。
 自動運転ECU50は、車両制御ECU80との連携によって車両Aの加減速制御及び操舵制御を行うことにより、運転者に代わって車両Aの運転操作を実施可能な自動運転機能を発揮する。自動運転ECU50は、運転操作の権限の所在が異なる複数の制御モードを切り替える。複数の制御モードには、自動運転機能によって車両Aを自律走行させる自動運転モード、及び運転者の運転操作によって走行する自動運転モードが含まれている(図7参照)。さらに、自動運転モードから手動運転モードへの遷移時に実行される交代要求モード、及び車両Aを自動退避させるためのMRM(Minimum Risk Maneuver)モードが、制御モードには含まれている(図7参照)。
 自動運転ECU50は、処理部50a、RAM、メモリ装置、及び入出力インターフェースを有するコンピュータを主体に構成されている。処理部50aには、少なくとも一つ以上のメインプロセッサ及びグラフィックプロセッサ等が含まれている。処理部50aには、AI(Artificial Intelligence)による学習及び推定に特化した専用のプロセッサが設けられていてもよい。
 自動運転ECU50は、メモリ装置に記憶された自律走行プログラム及び運転交代制御プログラム等を処理部50aによって実行可能である。自律走行プログラムは、車両Aの自律走行を可能にするためのプログラムである。自律走行プログラム等に基づき、自動運転ECU50には、自車位置特定部61、走行環境認識部62、走行計画生成部63、及び自律走行制御部64等が自動運転に係る制御ブロックとして構築される。
 自車位置特定部61は、GNSS受信器71から取得する測位信号に基づき、車両Aの現在位置を特定する。自車位置特定部61は、カメラユニット73から取得する前方領域の画像と、地図データベース72から取得する詳細な地図データとの照合により、車両Aの詳細な現在位置を同定できる。
 走行環境認識部62は、自車位置特定部61にて特定された位置情報、地図データベース72から取得した地図データ、及び各自律センサから取得した検出物情報等を組み合わせることで、車両Aの周囲の走行環境を認識する。走行環境認識部62は、特に各自律センサの検出範囲内について、各検出物情報の統合結果に基づき、車両Aの周囲の物体の形状及び移動状態を認識する。走行環境認識部62は、認識した周囲の物体の情報と、位置情報及び地図データと組み合わせることで、実際の走行環境を三次元で再現した仮想空間を生成する。
 走行計画生成部63は、走行環境認識部62によって認識された走行環境に基づき、自動運転機能によって車両Aを自律走行させるための走行計画を生成する。走行計画としては、長中期の走行計画と、短期の走行計画とが生成される。長中期の走行計画では、運転者によって設定された目的地に車両Aを向かわせるための経路が規定される。自動運転機能から運転者への計画的な運転交代のスケジュールは、主に長中期の走行計画に基づいて設定される。短期の走行計画では、走行環境認識部62にて生成された車両Aの周囲の仮想空間を用いて、長中期の走行計画に従った走行を実現するための予定走行軌跡が規定される。具体的に、車線追従及び車線変更のための操舵、速度調整のための加減速、並びに衝突回避のための急制動等の実行が、短期の走行計画に基づいて決定される。
 自律走行制御部64は、走行計画生成部63によって策定された予定走行軌跡に基づく内容の加減速及び操舵を指示する車両制御情報を生成する。自律走行制御部64は、生成した車両制御情報を車両制御ECU80へ向けて逐次出力する。自律走行制御部64は、アクチュエータ制御部81と連携し、予定走行軌跡に沿って車両Aを走行させる。
 運転交代制御プログラムは、運転者と自動運転機能との間における運転交代を制御するプログラムである。運転者から自動運転機能への運転交代には、システム側から運転者に計画的に制御権を引き渡すハンドオーバーと、緊急性の高い状況で運転者が自らの判断で制御権を取得するオーバーライドとが存在する。運転交代制御プログラムは、ハンドオーバーのプロセスを制御するプログラムである。自動運転ECU50には、運転交代制御プログラム等に基づき、操舵情報取得部65、交代要求部66、トルク制御部67、把持判定部68、及び交代制御部69等が権限移譲に係る制御ブロックとして構築される。
 操舵情報取得部65は、ステアECU18から出力された操舵情報を取得する。操作情報には、上述したように、入力シャフト12aに入力されているトルクの値、並びに入力シャフト12aの回転方向及び回転角度を示す値が含まれている。尚、操舵情報取得部65にて取得されるトルク(外部入力トルクに相当)の値は、ステアリングホイール11に入力される操舵トルク、減速機13から入力されるアシストトルク、及び路面反力に起因した反力トルク等を合成した値となる。
 交代要求部66は、自動運転モード(図7参照)にて、車両Aが自動運転機能によって自律走行している状態で、運転者へ向けた運転交代の要求(TOR:Take Over Request)を行なう。交代要求部66は、例えば自動運転の許可された道路区間が終了する等、自動運転機能による自律走行の継続が不可能であると判断した場合に、運転交代のための交代区間を設定する。交代区間は、道路が概ね直線状であるエリアに設定される。交代要求部66は、自車位置特定部61にて特定された車両Aの現在位置が交代区間に到達したタイミングで、自動運転モードから交代要求モードへと制御モードを移行させ、運転操作の交代要求を開始する。
 トルク制御部67は、交代要求部66による交代要求の後に、操舵アクチュエータ17に駆動トルクを発生させる。交代要求の後に設定される交代要求モード(図7参照)では、把持検出モード及び意思検出モードが順に実施される。トルク制御部67は、把持検出モードにて周期的に変化する把持判定トルクを発生させ、意思検出モードにて周期的に変化する入力判定トルクを発生させる。入力判定トルクの周波数は、把持判定トルクの周波数よりも低く設定される。入力判定トルクの値は、把持判定トルクの値よりも大きく設定される。
 把持判定部68は、交代要求の後に実施される把持検出モードにて、運転者がステアリングホイール11を把持しているか否かを判定する。把持検出モードにて、操舵アクチュエータ17の発生させる把持判定トルクは、例えば100Hz程度の微小振動とされる。100Hz程度のトルク変動であれば、車両Aの操舵輪は、横力を実質的に発生させない。このように、把持判定トルクは、車両Aに横方向の移動を実質的に生じさせない周波数に設定されている。
 把持判定部68は、操舵アクチュエータ17が発生させる把持判定トルクの推移をトルク制御部67から取得する(図3及び図4参照)。把持判定トルクの推移は、ステアリングホイール11に運転者が触っていない場合(非把持時)の駆動トルクの予測波形である。加えて把持判定部68は、トルクセンサ16aの出力に基づくトルクの値を取得する。把持判定部68は、非把持時の把持判定トルクの予測波形と、入力シャフト12aに作用している実際のトルクの推移との比較に基づき、運転者がステアリングホイール11を把持しているか否かを判定する。
 具体的に、把持判定部68は、ステアリングホイール11の把持に伴うトルクの波形の乱れを検出する。例えば、周波数分析により、把持判定トルクの設定周波数である100Hzの周波数成分が減っていた場合に、把持判定部68は、ステアリングホイール11の把持が有る旨の肯定判定を行なう。把持判定部68による把持の肯定判定に基づき、把持検出モードから意思検出モードへの移行が実施される。
 交代制御部69は、自動運転機能と運転者との間における運転交代を制御する。交代制御部69は、自動運転モードにおいて、所定のオーバーライド閾値(例えば0.5N・m)を超える操舵トルクの入力があった場合に、運転操作の制御権を自動運転機能から運転者に直ちに移譲させる。交代制御部69は、緊急性の高い状況にて、運転者によるオーバーライドを可能にする。
 加えて交代制御部69は、システム側の判断にて自動運転機能から運転者に制御権を移譲させるハンドオーバーのシーンにて、運転者に運転交代の意思があるか否かを推定し、制御権の移譲の許可及び不許可の状態を切り替える。交代制御部69は、運転者に運転交代の意思があると推定した場合に運転者への制御権の移譲を許可し、運転者に運転交代の意思がないと推定した場合に制御権の移譲を不許可にする。
 交代制御部69は、運転者における運転交代の意思の有無を判定する意思検出モードを、把持検出モードの後に実施する。意思検出モードにて、操舵アクチュエータ17の発生させる入力判定トルクは、ステアリングホイール11を揺すりつつ回転させる。交代制御部69は、ステアリングホイール11の回転を修正する操舵操作を運転者が行っているか否かに基づいて、運転者の運転交代の意思を推定する。詳記すると、運転交代可能な運転者は、ステアリングホイール11が揺れていることを認識し、且つ、周辺環境との比較から、揺れていることがおかしいと判断できる。そのため交代制御部69は、ステアリングホイール11の揺れを抑えようとする修正操舵の入力がある場合に、運転者に運転交代の意思があると推定し、自動運転機能から運転者への運転交代を可能にする。
 意思検出モードにて操舵アクチュエータ17が発生させる入力判定トルクは、第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値未満となる値に設定される。第一閾値は、入力シャフト12aに許容された「あそび」の大きさに相当する角度だけステアリングホイール11を回転させる操舵トルクを基準に設定されている。一例として、「あそび」に相当する操舵トルクが0.3N・mであれば、入力判定トルクは、減速機13から入力シャフト12aに0.3N・m以上のトルクが作用するような値に設定される。こうした入力判定トルクの入力により、車両Aには、横方向の移動が生じ得る。
 第二閾値は、オーバーライド閾値に基づいて設定される。上述したように、ステアリングホイール11にオーバーライド閾値以上の操舵トルクが入力された場合、ハンドオーバーのプロセスの途中であっても、交代制御部69は、運転者の意思の有無に関係なく、即座に制御権を運転者に移譲させる。そのため、第二閾値は、入力判定トルクに抗した修正操舵の操舵トルクがオーバーライド閾値を超えないような値に設定される。具体的に、入力判定トルクは、減速機13から入力シャフト12aに0.5N・m以上のトルクが作用しないような値に抑制されている。
 入力判定トルクは、DC(Direct Current)成分及びAC(Alternating current)成分を含んでいる。操舵アクチュエータ17の発生させるDC成分の向きは、車両Aが走行中の車線から逸脱しないように制御される。具体的には、一定の時間間隔で、DC成分の向きの正負が逆転される。一方、AC成分の周波数は、例えば手が振動を感じ易い10Hz~50Hz程度に設定されている。
 交代制御部69は、意思検出モードにて、操舵アクチュエータ17の制御情報をトルク制御部67から取得し、運転者に運転交代の意思が有る場合と無い場合、それぞれの操舵の予測波形を設定する。加えて交代制御部69は、操舵角センサ16bのセンサ出力であるステアリング角の推移を、操舵情報取得部65から取得する。交代制御部69は、設定した予測波形と、実際のステアリング角の推移との比較に基づき、入力判定トルクによる操舵を修正する運転者の操舵操作の有無を判定する(図5及び図6参照)。
 具体的に、交代制御部69は、車両Aを直進状態に戻すために、DC成分とは逆方向の操舵操作を運転者が行っている場合、運転者に運転交代の意思があると推定し、ハンドオーバーを可能にする。一方で、交代制御部69は、DC成分と同じ方向の操舵操作を運転者に行っている場合、及び操舵トルクが実質的にない(例えば、0.3N・m未満)場合、運転交代の意思がないとみなす。この場合、ハンドオーバーは、不許可となる。尚、オーバーライド閾値を超える操舵トルクが入力された場合、交代制御部69は、操舵操作の方向に係らず、運転者に運転交代の意思があると推定する。但しこの場合は、上述したようにオーバーライドが実行される。
 次に、ここまで説明した自動運転ECU50が制御モードを自動運転モードから手動運転モードに遷移させる過程を、図7に基づき、図1を参照しつつ説明する。以下の説明では、ハンドオーバーによる権限移譲が示されており、運転者は、車両Aからの交代要求に応えるかたちで運転操作を引き継ぐことができる。
 時刻t1では、自動運転モードにて自律走行中の車両Aが交代区間に到達する。これにより、交代要求部66による運転交代の要求が実施される。交代要求は、表示機器によるメッセージの表示、及び音響機器によるメッセージ音声の再生等によって実施される。時刻t1にて、制御モードは、自動運転モードから交代要求モードに遷移する。そして、把持検出モードにおける把持判定が把持判定部68によって開始される。
 時刻t2では、時刻t1にて実施された交代要求に運転者が気づく。その結果、時刻t3にて、運転者は、ステアリングホイール11を把持する。把持判定部68は、時刻t3にて開始された把持の継続に基づき、時刻t4にて、ステアリングホイール11の把持のあり判定を行なう。
 時刻t4では、把持検出モードから意思検出モードへの切り替えに伴い、操舵アクチュエータ17が入力判定トルクの発生を開始させる。運転者が入力判定トルクに抗する操舵操作を継続することにより、交代制御部69は、時刻t5にて、運転交代の意思がある旨の意思判定を行なう。これにより、制御権の移譲開始の通知が運転者に対して実施されたうえで、制御モードが交代要求モードから手動運転モードへと遷移する。尚、移譲開始の通知は、交代要求と同様に、表示機器によるメッセージの表示、及び音響機器によるメッセージ音声の再生等によって実施される。
 一方、時刻t6は、時刻t1からの経過時間が閾値時間Tを経過する時刻である。時刻t6では、ステアリングホイール11の把持が無い、又は運転交代の意思が確認されないことに基づき、制御モードが交代要求モードからMRMモードへと遷移する。以上により、車両Aは、退避場所を探索したうえで、探索した退避場所に自律走行によって停止する。尚、閾値時間Tは、交代区間の終了地点を基準に設定される。
 以上の権限移譲を実現するために、自動運転ECU50によって実施される権限移譲処理の詳細を、図8に基づき、図1を参照しつつ説明する。図8に示す権限移譲処理は、手動運転モードから自動運転モードへの切り替えが行われたことに基づき、自動運転ECU50によって開始される。
 S101では、車両Aが交代区間へ到達したか否かに基づき、運転交代の要求を実施するか否かを判定する。車両Aが交代区間に到達していない場合、S101の判定を繰り返す。そして、車両Aが交代区間に到達し、交代要求を実施すると判定した場合、S102に進む。
 S102では、制御モードを自動運転モードから交代要求モードへと遷移させ(図7 時刻t1参照)、S103に進む。S103では、交代要求モードのうちの把持検出モードを実施し、S104に進む。
 S104では、把持判定の有無を判定する。S104にて、ステアリングホイール11が把持されていないと判定した場合、S108に進む。S108では、S102によって遷移した交代要求モードの経過時間が閾値時間Tと比較される。S108にて、経過時間が閾値時間Tを超えていると判定した場合、S109に進む。一方で、経過時間が閾値時間T以下であると判定した場合、S103及びS104を繰り返し、運転者によるステアリングホイール11の把持を待機する。そして、S104にて、ステアリングホイール11が把持されたと判定した場合(図7 時刻t4参照)、S105に進む。
 S105では、意思検出モードを実施し、S106に進む。S106では、運転交代の意思の有無を判定する。S106にて、運転者に運転交代の意思があると推定した場合、S107に進む。S107では、交代要求モードから手動運転モードへと制御モードを遷移させ、一連の処理を終了する。以上により、ハンドオーバーが完了する。
 一方、S106にて、運転交代に運転交代の意思が無いと判定した場合、S108に進む。この場合のS108でも、交代要求モードの経過時間が閾値時間T未満であれば、S103に戻る。一方で、経過時間が閾値時間Tを超えていた場合、S109に進む。S109では、交代要求モードからMRMモードへと制御モードを遷移させ、一連の処理を終了する。以上により、車両Aの退避走行が開始される。
 ここまで説明した本実施形態によれば、自動運転機能から運転者への運転交代の要求の後に、操舵アクチュエータ17が、ステアリングホイール11を回転させる駆動トルクを発生する。このとき、自動運転機能から運転操作を引き継ぐ意思が運転者にあれば、運転者は、操舵アクチュエータ17から入力された駆動トルクを修正するような操舵操作を、ステアリングホイール11に入力する。そのため、車両Aが直線区間を走行中であっても、操舵アクチュエータ17の駆動トルクに抗するような修正操舵の有無により、運転を引き継ごうとする運転者の意思が確認可能となる。故に、操舵操作がある場合に運転者への運転交代を許可するようにすれば、自動運転ECU50は、運転者への運転交代を円滑に実施できる。即ち、運転する意思が運転者にあるにも係らず、誤ったMRMモードへの移行により、手動運転モードへの移行がなされない事態は、回避される。
 加えて本実施形態では、把持判定部68によって運転者によるステアリングホイール11の把持が確認された後で、トルク制御部67は、交代制御部69による判定のための入力判定トルクを発生させる。こうした処理によれば、入力判定トルクの印加に伴うステアリングホイール11の回転が自動運転機能による単なる操舵制御であると運転者に誤認される事態は、抑制可能となる。
 また本実施形態では、ステアリングホイール11を把持しているか否かの把持判定が、トルクセンサ16aの出力に基づいて判定される。故に、ステアリングホイール11の把持を検出するための専用の把持センサが省略可能となる。
 さらに本実施形態の意思検出モードにおいて、トルク制御部67は、把持判定トルクよりも周波数の低い入力判定トルクを、操舵アクチュエータ17に発生させる。具体的に、入力判定トルクは、運転者の皮膚が加速度を感じ易い10~20Hz程度の刺激を運転者に与える。以上によれば、運転者は、ステアリングホイール11の振動を抑える動作を促され、運転操作への意識を高められた状態で運転操作の制御権を受け取ることができる。
 加えて本実施形態では、意思検出モードにて操舵アクチュエータ17が発生させる入力判定トルクは、把持検出モードでの把持判定トルクよりも大きい値に設定され、且つ、車両Aに横方向の移動を生じさせる。運転者が運転可能な状態であって車両Aの周囲の環境を認識していれば、車両挙動の変化は、直ちに運転者に認識され得る。故に、車両Aの横移動を生じさせることで、運転交代の意思のある運転者に対し、車両Aを直進状態へ戻すような修正舵の入力を促すことができる。以上によれば、運転者における運転交代の意思の有無が精度良く確認可能となる。
 また本実施形態では、車両Aが走行中の車線から逸脱しないように駆動トルクの向きが制御される。こうした態様のトルク制御が実施されれば、車両Aに横移動を生じさせるような駆動トルクを印加しても、車両Aは、運転交代の完了まで安定的な走行を継続できる。
 また本実施形態における把持判定トルクは、車両Aに横移動を生じさせないような周波数及び大きさに設定されている。このように、把持判定トルクが車両Aの挙動を変化させない駆動トルクであれば、把持判定部68は、運転者の不安を惹起するような挙動変化を車両Aに生じさせることなく、トルクセンサ16aの出力を用いて運転者による把持の有無を判定できる。
 さらに本実施形態の交代制御部69は、操舵アクチュエータ17の入力する駆動トルクとは逆方向の操舵操作を運転者が行っている場合に、自動運転機能から運転者への運転交代が可能になる。このように、駆動トルクによる横移動を打ち消すような修正操舵が入力されるようであれば、運転者には運転交代の意思があると推定される。故に、逆向きの操舵入力に基づくことで、運転者の意思を精度良く推定し、円滑な運転交代を実施することが可能になる。
 加えて本実施形態によれば、交代制御部69は、オーバーライド閾値を超える操舵トルクが入力された場合に、直ちに制御権を運転者に移譲させる。このように、オーバーライド閾値を基準として、オーバーライドとハンドオーバーとを切り分けることで、運転者は、交代要求モードの期間中に緊急性の高い状況に遭遇した場合でも、制御権を取得して適確に状況に対応可能となる。
 尚、以上の実施形態において、操舵アクチュエータ17が「アクチュエータ」に相当し、自動運転ECU50が「運転交代制御装置」に相当し、オーバーライド閾値が「判定閾値」に相当する。
 (他の実施形態)
 以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
 上記実施形態の意思検出モードでは、車両Aが車線内を蛇行するように、入力判定トルクの向きが変更されていた。しかし、例えば図9に示す変形例1のように、意思検出モードにおける入力判定トルクのDC成分の向きは、一定であってもよい。また、走行中の道路が二車線であり、且つ、路肩が広く確保されている場合、DC成分の方向は、車両Aのリスクを上げないように、車両Aを路肩側へ移動させる方向に設定されるのが望ましい。
 さらに、図10に示す変形例2のように、路肩に他車両Axが駐停車している場合、DC成分の方向は、他車両Axを避けるため、他車両Axとは逆側に車両Aを移動させる方向に設定されるのが望ましい。
 入力判定トルクは、DC成分だけでもよく、又はAC成分だけでもよい。入力判定トルクにDC成分がある場合、入力判定トルクの大きさは、便宜的にDC成分の絶対値とする。また、入力判定トルクがAC成分のみの場合、入力判定トルクの大きさは、AC成分の振幅の値とする。同様に、把持判定トルクの大きさは、振幅の値とする。尚、把持判定トルクは、DC成分を含んでいないことが望ましい。また、把持判定トルクにより、車両Aに僅かな横移動が生じてもよい。一方、入力判定トルクが入力されても、車両Aに横移動が生じなくてもよい。
 上記実施形態では、運転交代の意思を確認できないまま閾値時間Tを経過した場合、MRMモードへの移行が実施された。しかし、閾値時間Tを経過した後の処理は、適宜変更可能である。例えば、交代要求よりも強い警告が、表示機器又は音響機器によって実施されてもよい。或いは、退避スペースの探索を行わずに、直ちに路肩への停止が行われてもよい。さらに、閾値時間Tの経過を判定せずに、交代要求が継続されてもよい。
 操舵装置は、把持センサを電気的な構成として有していてもよい。把持センサは、例えばステアリングホイールのリム部分又はスポーク部分に埋設されている。把持センサは、リム部分又はスポーク部分における圧力又は静電容量を計測することにより、圧力又は静電容量の変化に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持を検知できる。
 上記実施形態では、操舵角センサのセンサ出力に基づいて、運転交代の意思の有無が判定されていた。しかし、トルクセンサのセンサ出力に基づいて、運転交代の意思の有無が判定されてもよい。この場合、0.3N・m~0,5N・mの操舵トルクが入力されており、且つ、操舵の方向がDC成分とは逆向きである場合に、交代制御部は、運転交代の意思があると推定し、ハンドオーバーを許可する。
 尚、オーバーライド閾値の値は、適宜変更可能である。同様に、ハンドオーバーが許可される操舵トルクの範囲、並びに入力判定トルク及び把持判定トルクの各値も、適宜変更可能である。
 上記実施形態の交代要求モードでは、把持検出モード及び意思検出モードが順に実施されていた。しかし、把持検出モードの省略により、交代要求モードへの移行後に、直ちに意思検出モードが開始されてもよい。
 操舵アクチュエータによって入力される駆動トルクとは逆方向であって、オーバーライド閾値未満となる操舵操作が、「アクチュエータの駆動トルクによるステアリングホイールの回転を修正する操舵操作」に相当する。即ち、オーバーライドとハンドオーバーとが区別される構成において、操舵トルクがオーバーライド閾値を超えるような操舵操作は、「アクチュエータの駆動トルクによるステアリングホイールの回転を修正する操舵操作」には該当しないものとする。但し、アクチュエータの入力トルクによる車両操舵を抑制する際に、瞬間的にオーバーライド閾値を超えるような操舵操作は、上記の「回転を修正する操舵操作」に含まれ得ることが望ましい。故に、オーバーライド閾値を超えたか否かの判定には、所定の閾値時間を設定することが望ましい。
 上記実施形態の交代制御部は、運転意思があると判定した場合でも、操舵トルクの大きさに基づき、ハンドオーバー及びオーバーライドを切り分けていた。しかし、ハンドオーバー及びオーバーライドの切り分けは、実施されなくてもよい。例えば交代制御部は、運転交代の意思があると判定した場合、直ちに制御権を運転者に移譲させてよい。
 上記実施形態では、直線状の区間に交代区間を設定することが前提とされていた。しかし、交代区間は、カーブ区間に設定されてもよい。カーブ区間で権限移譲を行なう場合、操舵アクチュエータによる駆動トルクの印加は、実施されなくてもよい。換言すれば、操舵アクチュエータに駆動トルクを発生させて運転者の意思を確認する処理は、交代区間が直線状である場合に限って実施されてよい。
 上記実施形態における操舵アクチュエータ17は、操舵装置10のコラム部分に設けられていた。しかし、操舵装置における操舵アクチュエータの設置位置は、適宜変更可能である。例えば、操舵アクチュエータは、ピニオンギヤ又はラックギヤのいずれかと連結されていてもよい。操舵アクチュエータは、設置位置に係わらず、駆動トルクの発生により、ステアリングホイールを回転させることが可能である。
 運転交代制御装置の機能は、上記の自動運転ECUとは異なる構成によって実現されてもよい。例えば、自動運転ECUと共に車両に搭載された電子制御装置の処理部が、本開示による運転交代の制御方法を実施してもよい。或いは、自動運転ECU又は車両制御ECUを含む複数の電子制御装置が、本開示による運転交代制御プログラムを分散処理してもよい。さらに、フラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体(non-transitory tangible storage medium)が処理部にて実行される運転交代制御プログラム等を格納する構成として、採用可能である。
 ここで、この出願に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のセクション(あるいはステップと言及される)から構成され、各セクションは、たとえば、S101と表現される。さらに、各セクションは、複数のサブセクションに分割されることができる、一方、複数のセクションが合わさって一つのセクションにすることも可能である。さらに、このように構成される各セクションは、デバイス、モジュール、ミーンズとして言及されることができる。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (13)

  1.  運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両(A)において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御装置であって、
     前記車両に搭載された操舵装置(10)に入力されている操舵操作を示す操舵情報を取得する操舵情報取得部(65)と、
     前記車両が前記自動運転機能によって走行している状態で、前記運転者へ向けた運転交代の要求を行なう交代要求部(66)と、
     前記交代要求部による交代要求の後に、前記操舵装置のアクチュエータ(17)にステアリングホイール(11)を回転させる駆動トルクを発生させるトルク制御部(67)と、
     前記操舵情報に基づき、前記アクチュエータの駆動トルクによる前記ステアリングホイールの回転を修正する操舵操作を前記運転者が行っていると判定した場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にする交代制御部(69)と、を備える運転交代制御装置。
  2.  前記交代要求の後に、前記運転者が前記ステアリングホイールを把持しているか否かを判定する把持判定部(68)、をさらに備え、
     前記トルク制御部は、前記把持判定部にて前記運転者が前記ステアリングホイールを把持していると判定された場合に、前記交代制御部による判定のための駆動トルクである入力判定トルクを前記アクチュエータに発生させる請求項1に記載の運転交代制御装置。
  3.  前記トルク制御部は、前記交代要求の後に、前記把持判定部による把持の判定のため、周期的に変化する把持判定トルクを前記アクチュエータに発生させ、
     前記操舵情報取得部は、前記操舵装置に入力される外部入力トルクの値を含む前記操舵情報を取得し、
     前記把持判定部は、前記アクチュエータが発生させる前記把持判定トルクの推移と、前記操舵情報に基づく外部入力トルクの推移との比較に基づき、前記運転者が前記ステアリングホイールを把持しているか否かを判定する請求項2に記載の運転交代制御装置。
  4.  前記トルク制御部は、周期的に変化する前記入力判定トルクを前記アクチュエータに発生させ、
     前記入力判定トルクの周波数は、前記把持判定トルクの周波数よりも低く設定されている請求項3に記載の運転交代制御装置。
  5.  前記入力判定トルクの値は、前記把持判定トルクの値よりも大きい値に設定されている請求項3又は4に記載の運転交代制御装置。
  6.  前記トルク制御部は、前記車両に横方向の移動を実質的に生じさせない周波数又は大きさの前記把持判定トルクを前記アクチュエータに発生させる請求項3~5のいずれか一項に記載の運転交代制御装置。
  7.  前記トルク制御部は、前記交代制御部による判定のために、前記車両に横方向の移動を生じさせる駆動トルクを前記アクチュエータに発生させる請求項1~6のいずれか一項に記載の運転交代制御装置。
  8.  前記トルク制御部は、前記車両が走行中の車線から逸脱しないように、前記アクチュエータに発生させる駆動トルクの向きを制御する請求項7に記載の運転交代制御装置。
  9.  前記交代制御部は、前記アクチュエータの入力する駆動トルクとは逆方向の操舵操作を前記運転者が行っている場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にする請求項1~8のいずれか一項に記載の運転交代制御装置。
  10.  前記交代制御部は、前記運転者によって入力される操舵トルクの値が判定閾値を超えている場合に、前記自動運転機能から前記運転者に運転操作の制御権を移譲させる請求項1~9のいずれか一項に記載の運転交代制御装置。
  11.  前記トルク制御部は、前記ステアリングホイールに作用するトルクが前記判定閾値以下となるような駆動トルクを、前記アクチュエータに発生させる請求項10に記載の運転交代制御装置。
  12.  運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両(A)において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代を制御する運転交代制御プログラムであって、
     少なくとも一つの処理部(50a)を、
     前記車両に搭載された操舵装置(10)に入力されている操舵操作を示す操舵情報を取得する操舵情報取得部(65)、
     前記車両が前記自動運転機能によって走行している状態で、前記運転者へ向けた運転交代の要求を行なう交代要求部(66)、
     前記交代要求部による交代要求の後に、前記操舵装置のアクチュエータ(17)にステアリングホイール(11)を回転させる駆動トルクを発生させるトルク制御部(67)、
     前記操舵情報に基づき、前記アクチュエータの駆動トルクによる前記ステアリングホイールの回転を修正する操舵操作を前記運転者が行っていると判定した場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にする交代制御部(69)、として機能させる運転交代制御プログラム。
  13.  コンピュータにより実行されるインストラクションを含むコンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体において、当該インストラクションは、運転者に代わって運転操作を実施可能な自動運転機能を備える車両(A)において、前記運転者と前記自動運転機能との間における運転交代の制御を提供し、当該インストラクションは、
     前記車両に搭載された操舵装置(10)に入力されている操舵操作を示す操舵情報を取得することと、
     前記車両が前記自動運転機能によって走行している状態で、前記運転者へ向けた運転交代の要求を行なうことと、
     交代要求の後に、前記操舵装置のアクチュエータ(17)にステアリングホイール(11)を回転させる駆動トルクを発生させることと、
     前記操舵情報に基づき、前記アクチュエータの駆動トルクによる前記ステアリングホイールの回転を修正する操舵操作を前記運転者が行っていると判定した場合に、前記自動運転機能から前記運転者への運転交代を可能にすることとを備える、
     コンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体。
     
PCT/JP2018/013522 2017-06-16 2018-03-30 運転交代制御装置、運転交代制御プログラム、及びコンピュータ読み出し可能持続的有形記録媒体 WO2018230101A1 (ja)

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