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技術 移譲制御装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 浅見克志
出願日 2016年1月15日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-006500
公開日 2017年7月20日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-126287
状態 特許登録済
技術分野 走行状態に応じる操向制御 計器板 駆動装置の関連制御、車両の運動制御 操向制御装置 交通制御システム
主要キーワード 動作アクチュエータ 姿勢崩れ 非連動状態 模範動作 退避場所 スキップ条件 湾曲形 コミュニケーション動作
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

操舵操作を行う感覚運転者が取り戻した状態で、操舵操作の制御権を運転者へ移譲させることが可能な移譲制御装置の提供。

解決手段

移譲制御装置としてのHCU100は、運転者によってステアリングホイール15に入力される操舵操作を、運転者に代わって実施可能な自動運転機能を備えた車両Aに搭載され、操舵操作の制御権について自動運転機能から運転者への移譲を制御する。HCU100は、運転者に制御権が移譲される前に、意識喚起シーケンスと感覚回復シーケンスとを順に実行する。意識喚起シーケンスでは、ステアリングホイール15を運転者へ向けて移動させた後、運転者によって把持されたステアリングホイール15を引き戻す動作を行う。感覚回復シーケンスでは、ステアリングホイール15と車両Aの操向とが切り離された状態で、運転者による模擬的な操舵操作を受け付ける。

概要

背景

近年、例えばレーンキープ機能のように、運転者に代わって操舵操作を実施可能な自動運転機能を備えた車両が普及しつつある。このような車両では、自動運転機能から運転者へと制御権移譲が行われる。例えば特許文献1に開示の自動運転制御装置では、運転者に操舵操作の制御権が移譲される前に、操舵部と車両の操向とが切り離された状態で、運転者による模擬的な操舵操作を受け付ける期間が設けられている。こうした操舵操作を行わせることにより、特許文献1の自動運転制御装置は、運転車の感覚回復を図っている。

概要

操舵操作を行う感覚を運転者が取り戻した状態で、操舵操作の制御権を運転者へ移譲させることが可能な移譲制御装置の提供。移譲制御装置としてのHCU100は、運転者によってステアリングホイール15に入力される操舵操作を、運転者に代わって実施可能な自動運転機能を備えた車両Aに搭載され、操舵操作の制御権について自動運転機能から運転者への移譲を制御する。HCU100は、運転者に制御権が移譲される前に、意識喚起シーケンスと感覚回復シーケンスとを順に実行する。意識喚起シーケンスでは、ステアリングホイール15を運転者へ向けて移動させた後、運転者によって把持されたステアリングホイール15を引き戻す動作を行う。感覚回復シーケンスでは、ステアリングホイール15と車両Aの操向とが切り離された状態で、運転者による模擬的な操舵操作を受け付ける。

目的

本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、操舵操作を行う感覚を運転者が取り戻した状態で、操舵操作の制御権を運転者へ移譲させることが可能な移譲制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

運転者によって操舵部(15)に入力される操舵操作を、当該運転者に代わって実施可能な自動運転機能を備える車両(A)に搭載され、操舵操作の制御権について前記自動運転機能から前記運転者への移譲を制御する移譲制御装置であって、前記操舵部を前記運転者へ向けて移動させた後、前記運転者による前記操舵部の把持に基づき、前記操舵部を引き戻す意識喚起シーケンスを実行する意識喚起部(61)と、前記意識喚起シーケンスの後、且つ前記運転者に前記制御権が移譲される前に、前記操舵部と前記車両の操向とが切り離された状態で、前記運転者による模擬的な操舵操作を受け付け感覚回復シーケンスを実行する感覚回復部(62)と、を備える移譲制御装置。

請求項2

前記感覚回復部による前記感覚回復シーケンスにおいて、前記操舵部への操舵操作の入力に対応した前記車両の予測走行軌跡(51)を表示させる表示制御部(63,363)、をさらに備える請求項1に記載の移譲制御装置。

請求項3

前記表示制御部は、前記操舵部へ入力された操舵操作により予め設定された所定秒数の経過後に前記車両が到達する位置を、前記予測走行軌跡の端点によって提示させる請求項2に記載の移譲制御装置。

請求項4

ヘッドアップディスプレイ装置と共に前記車両に搭載される移譲制御装置であって、前記表示制御部は、前記ヘッドアップディスプレイ装置(40)を制御することにより、前記予測走行軌跡を前記車両の前景に重ねた虚像(50)により表示させる請求項2又は3に記載の移譲制御装置。

請求項5

前記表示制御部は、前記感覚回復シーケンスにおいて、前記運転者による操舵操作の操作量運転感覚の未回復を示す閾値を超えている場合に、表示によって過大な操舵操作を注意喚起する請求項2〜4のいずれか一項に記載の移譲制御装置。

請求項6

前記感覚回復部は、前記運転者の運転姿勢崩れているか否かを判定し、前記運転者の運転姿勢が崩れていない場合に、前記感覚回復シーケンスを開始する請求項1〜5のいずれか一項に記載の移譲制御装置。

請求項7

前記感覚回復部は、前記感覚回復シーケンスにおいて、模擬的な操舵操作を受け付ける前に、前記運転者によって把持された前記操舵部を操舵操作の入力方向に沿って変位させる請求項1〜6のいずれか一項に記載の移譲制御装置。

請求項8

前記感覚回復部は、前記感覚回復シーケンスにおいて、前記運転者による操舵操作の操作量が運転感覚の未回復を示す閾値を超えている場合に、操舵操作に抵抗する操舵反力を増大させる請求項1〜7のいずれか一項に記載の移譲制御装置。

技術分野

0001

この明細書による開示は、車両の操舵操作制御権について、自動運転機能から運転者への移譲を制御する移譲制御装置に関する。

背景技術

0002

近年、例えばレーンキープ機能のように、運転者に代わって操舵操作を実施可能な自動運転機能を備えた車両が普及しつつある。このような車両では、自動運転機能から運転者へと制御権の移譲が行われる。例えば特許文献1に開示の自動運転制御装置では、運転者に操舵操作の制御権が移譲される前に、操舵部と車両の操向とが切り離された状態で、運転者による模擬的な操舵操作を受け付ける期間が設けられている。こうした操舵操作を行わせることにより、特許文献1の自動運転制御装置は、運転車の感覚回復を図っている。

先行技術

0003

特開2006−234442号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、特許文献1の自動運転制御装置は、模擬的な操舵操作を始める前に運転者の意識を運転操作に向けさせる手立てを何ら備えていない。故に運転者は、車両側から提示された模擬的な操舵操作を、運転行為に対する意識の低い状態で行ってしまう。その結果、運転者は、操舵操作を模擬的に行っても、実際の操舵操作の感覚を取り戻せていないまま、自動運転機能から操舵操作の制御権を受け取ってしまい得た。

0005

本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、操舵操作を行う感覚を運転者が取り戻した状態で、操舵操作の制御権を運転者へ移譲させることが可能な移譲制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、運転者によって操舵部(15)に入力される操舵操作を、当該運転者に代わって実施可能な自動運転機能を備える車両(A)に搭載され、操舵操作の制御権について自動運転機能から運転者への移譲を制御する移譲制御装置であって、操舵部を運転者へ向けて移動させた後、運転者による操舵部の把持に基づき、操舵部を引き戻す意識喚起シーケンスを実行する意識喚起部(61)と、意識喚起シーケンスの後、且つ運転者に制御権が移譲される前に、操舵部と車両の操向とが切り離された状態で、運転者による模擬的な操舵操作を受け付ける感覚回復シーケンスを実行する感覚回復部(62)と、を備えている。

0007

この態様による意識喚起シーケンスでは、操舵操作の入力される操舵部が運転者へ向けて移動された後、運転者による操舵部の把持に基づき、引き戻される。こうした操舵部の動きは、例えば相手に近づいて手を引くような人同士コミュニケーション動作アナロジーとして、運転者の注意を車両へ向けさせることができ、運転者の運転行為に対する意識を高い確実性をもって喚起し得る。故に、意識喚起シーケンスの後に行われる感覚回復シーケンスにて受け付けられる模擬的な操舵操作を、運転者は、運転行為に対して高い意識を持った状態で行うようになる。その結果、車両の走行環境を捉えて操舵操作を行う感覚を運転者が取り戻した状態で、移譲制御装置は、自動運転機能から運転者へと、操舵操作の制御権を移譲させることが可能になる。

0008

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

図面の簡単な説明

0009

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る。
自車両における運転席周辺レイアウトを示す図である。
意識喚起シーケンスにおけるステアリングホイールの動きを、A〜Dに順に示す図である。
感覚回復シーケンスにおいて表示される虚像の詳細を示す図である。
感覚回復シーケンスにて、注意閾値以下の操舵操作が入力された場合の表示態様を示す図である。
感覚回復シーケンスにて、注意閾値を超える操舵操作が入力された場合の表示態様を示す図である。
感覚回復シーケンスにて、警告閾値を超える操舵操作が入力された場合の表示態様を示す図である。
感覚回復シーケンスを実現するための感覚回復処理の詳細を示すフローチャートである。
操舵操作の制御権を運転者に移譲させる移譲制御処理の詳細を、図10と共に示すフローチャートである。
操舵操作の制御権を運転者に移譲させる移譲制御処理の詳細を、図9と共に示すフローチャートである。
第二実施形態において、操舵操作の制御権を運転者に移譲させる移譲制御処理の詳細を、図12と共に示すフローチャートである。
操舵操作の制御権を運転者に移譲させる移譲制御処理の詳細を、図11と共に示すフローチャートである。
図1の変形例を示すブロック図である。

実施例

0010

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

0011

(第一実施形態)
図1及び図2に示す本開示の第一実施形態によるHCU(HMI(Human Machine Interface)Control Unit)100は、移譲制御装置の機能を備えた電子制御ユニットとして車両Aに搭載されている。HCU100は、車両Aに搭載された車両制御装置20、ドライバステータスモニタ11、移譲実行スイッチ12、ステアリングユニット30、ヘッドアップディスプレイ装置40等と電気的に接続されている。

0012

車両制御装置20は、プロセッサ、RAM、書き換え可能な不揮発性記憶媒体、情報の入出力を行う入出力インターフェース、及びこれらを接続するバス等によって構成された電子制御ユニットである。車両制御装置20は、車両Aのパワートレインを制御する機能、車両Aのブレーキシステムを制御する機能、及びステアリングユニット30を制御する機能等を備えている。

0013

車両制御装置20は、車両Aに搭載された多数のセンサと直接的又は間接的に接続されている。車両制御装置20は、各センサから出力される検出信号を用いて、パワートレイン、ブレーキシステム、及びステアリングユニット30等を制御する。また車両制御装置20は、取得した各センサによる検出信号を、車両情報としてHCU100へ向けて出力可能である。例えば車両制御装置20は、車両Aの現在の走行速度をHCU100に取得させることができる。

0014

車両制御装置20は、記憶媒体に記憶された自動運転プログラムをプロセッサによって実行することにより、自動運転機能部21を機能ブロックとして構築する。自動運転機能部21は、運転者によって各ペダルに入力される加減速操作、及び運転者によってステアリングホイール15に入力される操舵操作を、運転者に代わって実施可能である。自動運転機能部21により、全車速ACC(Adaptive Cruise Control)、レーントレースコントロール、自動レーンチェンジ、及び自動合流等の自動運転機能又は高度運転支援機能が実現される。

0015

ドライバステータスモニタ(Driver Status Monitor(DSM))11は、近赤外光源及び近赤外カメラと、これらを制御する制御ユニット等とによって構成されている。DSM11は、近赤外カメラを運転席17側に向けた姿勢にて、インスツルメントパネル19の上面に配置されている。DSM11は、近赤外光源によって近赤外光照射された運転者の顔を、近赤外カメラによって撮影する。制御ユニットは、例えば運転者の顔の位置、顔の向き、及び目の開き具合等を、近赤外カメラによる撮像画像から解析する。制御ユニットは、解析結果に基づき、運転者が正しい運転姿勢を取れているか否かを判定する。DSM11は、運転者の運転姿勢に係る情報を、HCU100へ出力可能である。

0016

移譲実行スイッチ12は、自動運転機能部21による自動運転機能と運転者との間における加減速操作及び操舵操作の制御権の移譲を確定させるための入力部である。移譲実行スイッチ12への押圧操作の入力により、運転者は、自動運転機能からの制御権の移譲について、確認及び承認を行う。移譲実行スイッチ12は、運転者による押圧操作が容易な位置、例えばステアリングホイール15のスポーク部分、或いはインスツルメントパネル19のセンタークラスタ又はセンターコンソール等に設置されている。

0017

ステアリングユニット30は、車両制御装置20及びHCU100から取得するステアリング制御情報に基づき、車両Aの操向及びステアリングホイール15の動作を制御する制御機構である。ステアリングユニット30は、引き込み動作アクチュエータ31、操舵アクチュエータ32、操向連動切替部33、把持検知部34、及び操舵角検出部35等によって構成されている。

0018

引き込み動作アクチュエータ31は、ステアリングホイール15の位置を車両Aの前後方向に沿ってスライド変位させる駆動部である。引き込み動作アクチュエータ31は、ステアリングシャフトに設けられたテレスコピック機構と一体的に設けられている。引き込み動作アクチュエータ31は、HCU100から取得するステアリング制御情報に基づき、テレスコピック機構によってステアリングシャフトを伸縮させることで、運転席17からステアリングホイール15までの距離を増減させることができる。

0019

操舵アクチュエータ32は、ステアリングホイール15を回転可能に支持するステアリングシャフトにトルク印加する駆動部である。操舵アクチュエータ32は、ステアリングシャフトに印加するトルクの方向及び大きさを変更することにより、ステアリングホイール15を通じて運転者が抵抗として感じ操舵反力を増減させる。加えて操舵アクチュエータ32は、ステアリングシャフトに印加するトルクによって擬似的な操舵反力を生じさせる。

0020

操向連動切替部33は、ステアリングホイール15への操舵操作の入力によって車両Aの操舵輪前輪)が転舵される連動状態と、ステアリングホイール15が車両Aの操向から切り離された非連動状態とを切り替え機構部である。操向連動切替部33は、自動運転機能部21によって操舵操作が代行されている場合に、ステアリングホイール15を非連動状態へと切り替える。

0021

把持検知部34は、運転者がステアリングホイール15のリム部分を正しく握っているか否かを検知する。把持検知部34は、例えばステアリングホイール15のリム部分に埋設された静電容量式センサ又は圧力センサである。尚、把持検知部34は、運転者によってステアリングシャフトに印加される操舵トルクを検知するセンサであってもよい。運転者がステアリングホイール15を把持しているか否かの検知結果は、HCU100へ出力される。

0022

操舵角検出部35は、ステアリングホイール15の操舵角を検出する。操舵角検出部35による検出結果は、HCU100及び車両制御装置20へ出力される。

0023

ヘッドアップディスプレイ(Head-Up Display(HUD))装置40は、HCU100から取得する表示制御情報に基づく画像の光を、ウインドシールド13に規定された投影領域14へ投影する。投影領域14は、ウインドシールド13のうちで運転席17に着座する運転者の正面に規定されている。HUD装置40によって投影された画像の光は、投影領域14にて車室内側に反射され、運転席17に着座する運転者によって知覚される。運転者は、HUD装置40によって投影された画像の虚像50を、車両Aの前方の外界風景前景)と重ねて視認可能となる。HUD装置40によって投影される画像は、前景の路面等と重畳され、所謂AR(Augmented Reality)表示を実現する。

0024

HCU100は、メインプロセッサ描画プロセッサ、RAM、書き換え可能な不揮発性の記憶媒体、情報の入出力を行う入出力インターフェース、及びこれらを接続するバス等によって構成された制御回路60を備えている。HCU100は、運転者への情報の提示と、運転者による操作入力の処理とを統合的に制御する電子制御ユニットである。HCU100は、記憶媒体に記憶された移譲制御プログラムをメインプロセッサ及び描画プロセッサによって実行することにより、意識喚起部61、感覚回復部62、及び表示制御部63を機能部として構築する。これら機能部(61〜63)は、操舵操作の制御権について、自動運転機能から運転者への移譲を制御する。

0025

意識喚起部61は、操舵操作の制御権が自動運転機能から運転者へ移譲される前に、運転行為から離れていた運転者の意識を、運転行為へ引き戻すための意識喚起シーケンスを実行する。自動運転機能が作動している場合、ステアリングホイール15は、車両前方への移動によってインスツルメントパネル19側に引き寄せられている(図3A参照)。意識喚起部61は、意識喚起シーケンスにおいて、ステアリング制御情報によって引き込み動作アクチュエータ31を制御することにより、ステアリングホイール15を運転席17に着座する運転者へ向けて、車両後方へ移動させる(図3B参照)。

0026

そして意識喚起部61は、運転席17側へせり出したステアリングホイール15を運転者が把持したことに基づき(図3C参照)、ステアリングホイール15を再びインスツルメントパネル19側へ引き戻させる(図3D参照)。引き戻される際のステアリングホイール15の移動速度は、せり出される際のステアリングホイール15の移動速度よりも、速くされている。ステアリングホイール15は、運転者によって設定された設定位置、又はせり出し前の位置まで引き戻される。以上の動作により、ステアリングホイール15を掴んでいる運転者の腕がインスツルメントパネル19側へ引き込まれるため、運転者の運転行為への意識が喚起され得る。

0027

感覚回復部62は、意識喚起シーケンスの後、且つ運転者に制御権が移譲される前に、感覚回復シーケンスを実行する。感覚回復シーケンスは、運転者による模擬的な操舵操作を受け付けることにより、操舵操作に係る運転感覚を運転者に取り戻してもらうための行程である。感覚回復シーケンスは、操向連動切替部33によってステアリングホイール15と車両Aの操向とが切り離された非連動状態で実施される。

0028

感覚回復部62は、DSM11から取得する運転者の運転姿勢に係る情報に基づき、運転者の運転姿勢が崩れているか否かを判定可能である。感覚回復部62は、運転者の運転姿勢が崩れていないことを、DSM11からの情報に依拠して確認したうえで、感覚回復シーケンスを開始する。

0029

加えて感覚回復部62は、感覚回復シーケンスにおいて模擬的な操舵操作を受け付ける前に、操舵アクチュエータ32を制御することにより、運転者によって把持されたステアリングホイール15を、操舵操作の入力方向である左右方向に強制的に回転変位させる。このように、感覚回復シーケンスにてステアリングホイール15に入力すべき模擬的な操舵操作の模範動作が、HCU100によって提示される。

0030

表示制御部63は、感覚回復部62による感覚回復シーケンスにおいて、予測走行軌跡51を表示させる。表示制御部63は、HUD装置40へ向けて出力する表示制御情報によってHUD装置40を制御することにより、車両Aの前景に重ねられる虚像50として、予測走行軌跡51を表示させる。加えて図4に示すように、虚像50として投影領域14に表示される画像には、一対の区画線マーカ52,53が含まれている。

0031

予測走行軌跡51は、矢印状に形成された画像部である。予測走行軌跡51は、ステアリングホイール15への操舵操作の入力に対応して、上方に位置する端点(以下「先端」)の位置を左右へ変位させる。予測走行軌跡51は、ステアリングホイール15の回動と同期するように、先端側を湾曲させた矢印状に変形する(図5等参照)。予測走行軌跡51の先端の左右への変位量は、ステアリングホイール15に入力される操舵操作の操作量(以下、「操舵量」)と、車両Aの走行速度とに基づいて決定され、具体的には操舵量及び走行速度に比例している。予測走行軌跡51の先端は、現在の走行速度を維持して走行した場合に、所定秒数(例えば2秒)の経過後に車両Aが到達する予想到達位置を示している。即ち、操舵量が大きくなるほど、予測走行軌跡51の先端は、操舵操作に対応した方向へ大きく変位する。同様に、走行速度が高くなるほど、予測走行軌跡51の先端は、操舵操作に対応した方向へ大きく変位する。以上のような表示態様の変化により、予測走行軌跡51は、ステアリングホイール15の操舵量と、車両Aの横方向への動きとの関係を運転者に捉えさせる効果を発揮する。

0032

各区画線マーカ52,53は、前景における車両両側の区画線に沿って帯状延伸する画像である。各区画線マーカ52,53は、区画線に重ねて表示されるか、又は区画線の内側に重ねて表示される。各区画線マーカ52,53は通常、例えば水色等の表示色で表示される。

0033

感覚回復部62及び表示制御部63は、感覚回復シーケンスにて、ステアリングホイール15の回動に合わせて、予測走行軌跡51の表示態様と、ステアリングホイール15の操舵反力とを変化させることで、操舵操作に係る運転者の運転感覚を回復させる。以下、感覚回復シーケンスにおける模擬的な操舵操作と表示及び操舵反力との対応関係を、図5図7に基づいて、図1を参照しつつ説明する。

0034

図5に示すように、ステアリングホイール15の操舵量が後述する注意閾値よりも小さい場合、予測走行軌跡51は、表示色を変化させることなく、各区画線マーカ52,53と同一の通常の表示色(例えば水色)を維持したまま、操舵方向へ先端を変位させる。操舵量が小さいため、予測走行軌跡51に生じる表示変位角度も小さくなる。

0035

加えて、操舵アクチュエータ32は、ステアリングシャフトへのトルクの印加により、操向と非連動状態にあるステアリングホイール15に、擬似的な操舵反力を発生させる。操舵量が注意閾値を下回っている場合、擬似的な操舵反力の大きさは、操向と連動状態にあるステアリングホイール15に作用するであろう実際の操舵反力相当に設定される。

0036

図6に示すように、ステアリングホイール15の操舵量が注意閾値を超えると、予測走行軌跡51は、各区画線マーカ52,53とは異なった注意色(例えば黄色)で表示される。予測走行軌跡51は、表示色を変化させることにより、比較的過大な操舵操作が入力されていることを運転者に注意喚起する。注意閾値は、例えば予測走行軌跡51の先端が左右いずれかの区画線マーカ52,53と接する程度の操作量に設定される。また、予測走行軌跡51に生じる表示変位角度は、中程度となる。

0037

加えて、ステアリングホイール15に印加される擬似的な操舵反力は、操向と連動状態にあるステアリングホイール15に作用するであろう実際の操舵反力に、運転者に注意を促すための注意増加分が加算された値に設定される。注意増加分の操舵反力は、比較的過大な操舵操作が入力されていることを、触覚を通じて運転者に注意喚起する。

0038

図7に示すように、ステアリングホイール15の操作量が警告閾値を超えると、予測走行軌跡51は、上述の注意色と異なった警告色(例えばアンバー又は赤色)で表示される。警告閾値は、注意閾値と同様に運転感覚の未回復を示す閾値であって、注意閾値よりもさらに大きい値に設定されている。警告閾値は、例えば予測走行軌跡51が左右いずれかの区画線マーカ52,53と交差する程度の操作量に設定される。予測走行軌跡51は、表示色を変化させることにより、非常に過大な操舵操作が入力されていることを運転者に強く警告する。また、予測走行軌跡51に生じる表示変位角度は、大きくなる。

0039

加えて、ステアリングホイール15に印加される擬似的な操舵反力は、操向と連動状態にあるステアリングホイール15に作用するであろう実際の操舵反力に、運転者への警告のための警告増加分が加算された値に設定される。警告増加分の操舵反力は、注意増加分の操舵反力よりもさらに大きい値である。警告増加分の操舵反力は、操舵量を減少させる方向へ強く作用することにより、過大な操舵操作が入力されていることを、触覚を通じて運転者に警告する。

0040

以上のような感覚回復シーケンスにおいて、感覚回復部62及び表示制御部63が行う感覚回復処理の詳細を、図8に基づき、図1を参照しつつ説明する。図8に示す感覚回復処理は、後述する移譲制御処理のS109(図10参照)にて実施されるサブルーチンである。

0041

S11では、現在の車両Aの走行速度を取得し、S12に進む。S12では、S11にて取得した走行速度に基づき、注意閾値及び警告閾値を算出し、S13に進む。S12では、走行速度が高くなるほど、注意閾値及び警告閾値は、低い値に設定される。S13では、ステアリングホイール15の現在の操舵量及び操舵方向を取得し、S14に進む。

0042

S14では、S13にて取得した操舵量がS12にて算出した警告閾値を超えているか否かを判定する。操舵量が警告閾値を超えている場合、S16に進む。S16では、S13にて取得した操舵量及び操舵方向に対応した湾曲形状の予測走行軌跡51を、警告色で表示させて、S17に進む。S17では、操舵アクチュエータ32によって発生させる擬似的な操舵反力を、想定される実際の操舵反力に警告増加分を加えた値に設定し、S11へ戻る。

0043

一方、S14にて、操舵量が警告閾値未満であった場合、S15に進む。S15では、S13にて取得した操舵量がS12にて算出した注意閾値を超えているか否かを判定する。操舵量が注意閾値を超えている場合、S18に進む。S18では、S13にて取得した操舵量及び操舵方向に対応した湾曲形状の予測走行軌跡51を、注意色で表示させて、S19に進む。S19では、操舵アクチュエータ32によって発生させる擬似的な操舵反力を、想定される実際の操舵反力に注意増加分を加えた値に設定し、S11へ戻る。

0044

また、S15にて、操舵量が注意閾値未満であった場合、S20に進む。S20では、S13にて取得した操舵量及び操舵方向に対応した湾曲形状の予測走行軌跡51を、通常の表示色で表示させて、S21進む。S21では、操舵アクチュエータ32によって発生させる擬似的な操舵反力を、想定される実際の操舵反力相当に設定し、S11へ戻る。

0045

次に、HCU100によって実施される移譲制御処理の全体を、図9及び図10に基づき、図1等を参照しつつ説明する。図9及び図10に示す移譲制御処理は、例えば自動運転が可能な区間終了地点に接近したことに基づき、HCU100によって開始される。

0046

S101では、意識喚起シーケンスとして、運転席17側へ向けてステアリングホイール15を移動させる動作を開始し、S102に進む(図3A及び図3B参照)。S102では、ステアリングホイール15を運転者が把持したか否かを判定する(図3C参照)。S102にて、運転者がステアリングホイール15を把持していないと判定した場合、S102の判定を繰り返すことにより、運転者がステアリングホイール15を掴むのを待機する。

0047

運転者がステアリングホイール15を把持することなく、せり出しの終了時点から所定の待機時間が経過した場合、S103にて、タイムアウトと判定し、S115に進む。S115では、運転者への操舵操作の移譲が不可能であると推定し、退避場所を探索して車両Aを停車させる自動退避制御へと移行させる。

0048

一方、S102にて、運転者がステアリングホイール15を把持したと判定した場合、S104に進む。S104では、運転者によって掴まれたステアリングホイール15を、インスツルメントパネル19側へ向けて引き戻す動作を開始し(図3D参照)し、S105に進む。

0049

S105では、DSM11からの情報に基づき、運転者の運転姿勢が正常であるか否かを判定する。S105にて、運転姿勢の崩れがあると判定した場合、S107により、運転姿勢を回復させるための注意喚起が実施される。S107では、例えばステアリングホイール15を前後に揺動させるといった動作等が実施される。S105による判定とS107による注意喚起とを繰り返しながら、運転者の運転姿勢の回復が待機される。

0050

運転者の運転姿勢が回復することなく、ステアリングホイール15の引き戻しの終了時点から所定の待機時間が経過した場合、S106にて、タイムアウトと判定し、S115に進む。S115では、自動退避制御への移行を実施する。

0051

一方、S104にて、運転者の運転姿勢が正常な範囲内であると判定した場合、S108以降の感覚回復シーケンスに進む。S108では、運転者にステアリングホイール15を握らせた状態で、実際の車両Aの操向は行わずにステアリングホイール15を能動的に左右へ回動させる模範動作を実施し、S109に進む。S108では、ステアリングホイール15の回動と同期して、予測走行軌跡51の先端が左右に変位する。

0052

S109では、ステアリングホイール15を左右へ転舵させる模擬的な操舵操作の受け付けを開始し、S110に進む。S109によれば、上述の感覚回復処理(図8参照)が開始される。所定時間、感覚回復処理を継続実施した後、S110へ進む。

0053

S110では、感覚回復処理により運転者の運転感覚が回復したか否かを判定する。運転感覚の回復は、予測走行軌跡51等の表示が消された状態で、非連動状態にあるステアリングホイール15に運転者が入力する操舵操作の操舵量に基づき判定される。走行中の車線に沿って車両Aを走行させられるような正しい操舵量が入力されている場合、運転者の運転感覚が回復したと判定する。一方で、運転者の運転感覚が回復していないと判定した場合、S109に戻り、予測走行軌跡51を表示させた状態で、模擬的な操舵操作が再び受け付けられる。運転者の運転感覚が回復することなく、模擬的な操舵操作の受け付け開始時点から所定の待機時間が経過した場合、S111にて、タイムアウトと判定し、S115に進む。

0054

一方、S110にて、運転者の運転感覚が回復したと判定した場合、S112に進む。S112では、移譲実行スイッチ12への入力があったか否かを判定する。S112の判定を繰り返すことにより、移譲実行スイッチ12への入力を待機する。移譲実行スイッチ12への入力が行われず、運転感覚が回復した旨の判定から所定の経過時間が経過した場合、S113にて、タイムアウトと判定し、S115に進む。一方で、S112にて、移譲実行スイッチ12への入力があったと判定すると、S114に進む。

0055

S114では、操舵操作の制御権を、自動運転機能部21から運転者へ移譲する制御が実行される。S114の処理に基づき、ステアリングホイール15は、車両Aの操向と連動した連動状態へと切り替えられる。

0056

ここまで説明した第一実施形態の意識喚起シーケンスでは、運転者へ向けて移動されたステアリングホイール15が、運転者によって把持されたことに基づき、引き戻される。こうしたステアリングホイール15の動きは、例えば相手に近づいて手を引くような人同士のコミュニケーション動作のアナロジーとして、運転者の注意を車両Aへ向けさせることができる。そのため、運転者の運転行為に対する意識を高い確実性をもって喚起し得る。故に、意識喚起シーケンスの後に行われる感覚回復シーケンスにて受け付けられる模擬的な操舵操作を、運転者は、運転行為に対して高い意識を持った状態で行うようになる。その結果、車両Aの走行環境を捉えて操舵操作を行う感覚を運転者が取り戻した状態で、HCU100は、自動運転機能から運転者へと、操舵操作の制御権を移譲させることが可能になる。

0057

さらに、運転者の腕を引き込むような身体動作は、運転者の言語や文化的な背景に依存しないため、意識を喚起させる効果は、国及び地域に係わらず発揮可能となる。加えて、音声又は表示による言語を用いた呼びかけや単純なインジケータによる表示とは異なり、ステアリングホイール15を動かす意識喚起は、運転者の馴化を抑制することができる。

0058

ここで、操舵操作の制御権の移譲は、実際には走行中の道路が直線に近いような状況であって、大きな操舵操作が不要なシーンにおいて実施される。こうしたシーンにおいても、操舵操作と同期した予測走行軌跡51が表示されれば、現在の走行速度及び操舵量と車両Aの動きとの関係を、模擬的な操舵操作を行っている運転者にフィードバックすることが可能になる。以上によれば、制御権の移譲が行われる道路の形状に関係なく、運転者は、入力した操舵操作に対して車両Aが左右へ動く移動量を、予測走行軌跡51の形状変化から把握し得る。以上のように、予測走行軌跡51を用いたAR表示は、確実な運転感覚の回復に貢献できる。

0059

加えて第一実施形態の予測走行軌跡51は、車両Aが所定秒後に到達する予想到達位置を先端によって示すことができる。さらに、HUD装置40を用いた予測走行軌跡51の表示により、予想到達位置は、前景上にて明示される。故に、運転者は、入力した操舵操作に対して、車両Aが向かうであろう方向を容易に把握できる。よって、迅速な運転感覚の回復が可能になる。

0060

また第一実施形態では、運転者の運転姿勢が崩れていない場合に、感覚回復シーケンスが開始される。故に、運転に対する意識が低いまま模擬的な操舵操作の受け付けが開始されてしまう事態は、確実に防止される。

0061

さらに第一実施形態では、模擬的な操舵操作が受け付ける前に、運転者に把持されたステアリングホイール15が強制的に左右に回動される。このように、運転者にやってほしい動作がシステム側から提示されれば、行動誘導された運転者は、行うべき動作を素早く理解し、模擬的な操舵操作の入力を円滑に開始することが可能になる。

0062

加えて第一実施形態では、運転感覚の未回復を示す注意閾値及び警告閾値を超えた操舵量の入力が有った場合、表示色の変化及び操舵反力の増大によって、過大な操舵操作が注意喚起される。以上のように、入力した操舵量の誤りが分かり易くフィードバックされれば、運転者は、迅速に操舵量を調整し、運転感覚を円滑に回復させられるようになる。

0063

尚、第一実施形態では、ステアリングホイール15が「操舵部」に相当し、HCU100が「移譲制御装置」に相当し、注意閾値及び警告閾値がそれぞれ「閾値」に相当する。

0064

(第二実施形態)
図11及び図12に示すフローチャートは、第二実施形態における移譲制御処理を示している。第二実施形態の移譲制御処理において、S201〜S207及びS212〜S216は、第一実施形態のS101〜S107及びS111〜S115(図9及び図10参照)と実質的に同一である。

0065

S208では、S209にて行われる模範動作について、スキップ条件成立しているか否かを判定する。S208にて、スキップ条件が成立していると判定した場合、S209をスキップして、S210に進む。一方で、S208にて、スキップ条件が成立していないと判定した場合、S209に進み、第一実施形態と同様にステアリングホイール15を僅かに左右に回動させる模範動作を実施する。

0066

スキップ条件は、現在の運転者が操舵操作に係る制御権の移譲を経験しており、S210における操舵操作の受け付けを知っている場合に成立するよう、予め設定されている。具体的には、DSM11によって運転者が識別され、以前に模擬的な操舵操を入力したことのある運転者が現在運転している場合に、スキップ条件は成立する。

0067

S210では、予測走行軌跡51(図4参照)を表示させることなく、模擬的な操舵操作が受け付けられる。即ち、運転者は、走行中の車線に沿って走行するような模擬的な操舵操作を入力する。そしてS211では、S210にて入力された操舵量が、走行中の車線に沿って車両Aを走行させられるような正しい操舵量であるか否かに基づき、運転感覚の回復を判定する。

0068

ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、車両Aの走行環境を捉えて操舵操作を行う感覚を運転者が取り戻した状態で、自動運転機能から運転者へと操舵操作の制御権の移譲が可能になる。加えて、模擬動作のスキップが可能とされることにより、制御権の移譲の度に繰り返される模範動作の提示を運転者が煩わしく感じてしまう事態は、回避される。

0069

(他の実施形態)
以上、複数の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。

0070

上記実施形態における移譲制御装置の機能は、HCU100とは異なる構成によって実現されてもよい。例えば図13に示す変形例1では、車両制御装置300及び表示制御装置363が協働で移譲制御装置の機能を果たす。具体的に、変形例1では、制御回路にて移譲制御プログラムを実行する車両制御装置300が、第一実施形態と実質同一の意識喚起部61及び感覚回復部62を機能ブロックとして構築する。加えて、表示制御装置363は、第一実施形態の表示制御部63(図1参照)と実質同一の機能を果たすことができる。

0071

上記実施形態における感覚回復シーケンスでは、2秒後の予想到達位置が明示されていた。しかし、予測走行軌跡によって明示される予想到達位置は、2秒後に限定されない。さらに予測走行軌跡とは異なった態様の表示により、予想到達位置が明示されてもよい。

0072

上記実施形態では、HUD装置40を用いることにより、予測走行軌跡が虚像表示されていた。HUD装置は、ウインドシールド13ではなく、運転者の前方に設けられた投影板コンバイナ)に画像の光を投射する構成であってもよい。さらに、予測走行軌跡を表示する表示器は、HUD装置に限定されない。例えば、インスツルメントパネル19の中央に設けられたセンターディスプレイや、運転席の正面に設けられたコンビネーションメータ液晶表示パネル等が、予測走行軌跡を表示してもよい。

0073

上記実施形態では、予測走行軌跡の先端(上端)部分は、矢印状に形成されていたが、予測走行軌跡の端点の形状は、車両の到達位置であることを運転者が認識できる形状であれば、矢印状に限定されない。例えば、予測走行軌跡の上端は、真円形状楕円形状、及びひし形状によって端点を強調する形状であってもよい。

0074

上記実施形態では、意識喚起シーケンスと感覚回復シーケンスとの間に、運転者の姿勢崩れを確認するステップが設けられていた。このような運転姿勢の確認は、DSM11の検出結果を用いることなく、例えば運転席の座面における圧力分布に基づいて、判定されてもよいさらに、運転姿勢を確認するステップは、省略されてもよい。

0075

上記実施形態では、運転者の運転感覚の回復を確認するステップが設けられていたが、こうした確認ステップは、省略されてもよい。さらに、ステアリングホイール15を能動的に回動させる模範動作に替えて、表示又は音声を用いた動作の教示が実施されてもよい。

0076

上記実施形態では、表示態様の変化と操舵反力とを組み合わせることにより、過大な操舵操作の入力が注意喚起されていた。しかし、表示のみ又は操舵反力のみで、過大な操舵操作の入力が警告されてもよい。さらに、過大な操舵操作の入力が音声によって警告されてもよい。

0077

A 車両、15ステアリングホイール(操舵部)、40 HUD(ヘッドアップディスプレイ)装置、50虚像、51予測走行軌跡、61 意識喚起部、62感覚回復部、63表示制御部、363表示制御装置(表示制御部,移譲制御装置)、100 HCU(移譲制御装置)、300車両制御装置(移譲制御装置)

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