(57)【要約】【課題】複数の球状タイヤ又は複数の座席を備えた場合において、利便性及び商品性を向上させることができる自動運転車両を提供する。【解決手段】自動運転車両１は、４つの球状タイヤ２を駆動するタイヤ駆動装置３０とＥＣＵ１１を備える。ＥＣＵ１１は、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを、運転操作信号が入力インターフェース２０から入力されたときには運転操作信号及び操作環境に応じて決定し、運転操作信号が入力されていないときには走路環境に応じて決定し、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋに応じて、タイヤ駆動装置３０を制御する。入力インターフェース２０の表示装置２２は、模型入力装置２１が搭乗者によって操作されたときに、運転操作信号をＥＣＵ１１に入力する。【選択図】図２
2019217847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の球状タイヤが回転するのに伴って走行するとともに、当該複数の球状タイヤの回転方向の変化により走行方向が自在に変更される自動運転車両において、
前記複数の球状タイヤが回転するように当該複数の球状タイヤを駆動する駆動手段と、
搭乗者による操作に応じて、前記自動運転車両を運転するための運転操作信号を供給する入力インターフェースと、
前記自動運転車両の走行軌道を、前記運転操作信号が前記入力インターフェースから供給されていないときには当該自動運転車両の走行環境に応じて決定するとともに、前記運転操作信号が前記入力インターフェースから供給されたときには当該運転操作信号及び前記自動運転車両の前記走路環境に応じて決定する走行軌道決定手段と、
前記走行軌道に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記入力インターフェースは、
前記搭乗者によって操作される操作装置と、
前記自動運転車両と実際の走行環境との関係を前記操作装置と模擬走行環境との関係として前記搭乗者が視覚的に認識できるように、当該模擬走行環境を表現する表現装置と、
前記操作装置が操作されたときに、当該操作に起因する当該操作装置と前記模擬走行環境との関係の変化を検出する検出手段と、
当該検出手段の検出結果に基づき、前記自動運転車両と実際の走行環境との関係が前記操作装置と模擬走行環境との関係になるように前記自動運転車両を運転するための前記運転操作信号を前記走行軌道決定手段に供給する信号供給手段と、
を有することを特徴とする自動運転車両。
【請求項２】
着席した搭乗者が互いに向かい合う状態に設定可能な複数の座席をさらに備え、
前記入力インターフェースは、前記複数の座席の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動運転車両。
【請求項３】
複数の座席と、
当該複数の座席のうちの１つを、最も優先すべき搭乗者が着席する最優先席として設定する設定手段と、
前記複数の球状タイヤの各々の回転を制動する制動装置と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記自動運転車両が停車するときに、当該自動運転車両の近傍の対象物と前記最優先席とが所定の位置関係になるように、前記制動装置を制御することを特徴とする請求項１に自動運転車両。
【請求項４】
走行状態から制動装置の制動力によって停車する自動運転車両において、
複数の座席と、
当該複数の座席のうちの１つを、最も優先すべき搭乗者が着席する最優先席として設定する設定手段と、
前記自動運転車両が停車するときに、当該自動運転車両の近傍の対象物と前記最優先席とが所定の位置関係になるように、前記制動装置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする自動運転車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の球状タイヤ又は複数の座席を備えた自動運転車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動運転車両として特許文献１に記載されたものが知られている。この自動運転車両は、外部センサ、アクチュエータ、操作装置及び運転制御装置などを備えており、操作装置は、ステアリングなどで構成されている。この自動運転車両の運転制御装置では、外部センサの検出信号に基づき、自動運転が可能であるときにはアクチュエータを介して自動運転が実行され、自動運転が困難でドライバによる手動運転を実行すべきときには、それをドライバに通知し、ドライバが操作装置のステアリングなどを手動操作することにより、手動運転が実行される。
【０００３】
また、車両の駆動装置として、特許文献２に記載されたものが知られている。この特許文献２の図１に示す駆動装置は、球状タイヤに内蔵された第１駆動装置と、車体に設けられた第２駆動装置とを備えており、球状タイヤの内部には、磁界の変動に応答する材質で構成された磁気応答層が形成されている。この駆動装置では、第１駆動装置及び第２駆動装置の一方が発生する磁界により、車体を球状タイヤに対して磁気浮上させるとともに、第１駆動装置及び第２駆動装置の他方が発生させる磁界の変動により、球状タイヤが磁気応答層を介して回転駆動される。それにより、車両が球状タイヤの回転方向に走行する。この駆動装置の場合、球状タイヤの回転軸が自在に変更されることにより、車両は、平面視したときの姿勢を変更することなく、走行方向のみが全方位に自在に変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−７７７７１号公報
【特許文献２】特開２０１７−１４９４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２の駆動装置を特許文献１の自動運転車両に適用した場合、以下に述べるような問題がある。すなわち、特許文献２の駆動装置の場合、車両の姿勢を変更することなく、車両の走行方向のみが全方位に自在に変更可能であるという利点を備えているので、例えば、車両の姿勢を変更することなく、その走行方向を前後から真横に変更することができる。一方、特許文献１の自動運転車両では、自動運転が困難であるときに、ドライバによるステアリング操作によって手動運転が実行されるものの、そのようなステアリング操作では、車両の姿勢を変更することなく、車両の走行方向を前後から真横に変更するような操作を適切に行うことができない。そのため、特許文献２の駆動装置の利点を有効に活用することができないという問題がある。
【０００６】
また、自動運転車両が複数の座席を備えている場合、以下に述べるような問題が発生するおそれがある。例えば、搭乗者が一人の場合において、コインパーキング方式の駐車場を利用した際、自動運転車両の停止位置によっては、搭乗者の着席位置が駐車券の発券機から前後方向に離れた位置関係になったり、発券機が自動運転車両の左右方向の反対側にあるような位置関係になったりすることがある。その場合、搭乗者が発券機に容易にアクセスすることができず、利便性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の球状タイヤ又は複数の座席を備えた場合において、利便性及び商品性を向上させることができる自動運転車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の球状タイヤ２が回転するのに伴って走行するとともに、複数の球状タイヤ２の回転方向の変化により走行方向が自在に変更される自動運転車両１において、複数の球状タイヤ２が回転するように複数の球状タイヤ２を駆動する駆動手段（タイヤ駆動装置３０，５０）と、搭乗者による操作に応じて、自動運転車両１を運転するための運転操作信号を供給する入力インターフェース２０と、自動運転車両１の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを、運転操作信号が入力インターフェース２０から供給されていないときには自動運転車両１の走行環境に応じて決定するとともに、運転操作信号が入力インターフェースから供給されたときには運転操作信号及び自動運転車両１の走路環境に応じて決定する走行軌道決定手段（ＥＣＵ１１、ＳＴＥＰ１〜９）と、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋに応じて駆動手段を制御する制御手段（ＥＣＵ１１、ＳＴＥＰ２０〜２１）と、を備え、入力インターフェース２０は、搭乗者によって操作される操作装置（模型入力装置２１）と、自動運転車両１と実際の走行環境との関係を操作装置と模擬走行環境との関係として搭乗者が視覚的に認識できるように、模擬走行環境を表現する表現装置（表示装置２２）と、操作装置が操作されたときに、操作に起因する操作装置と模擬走行環境との関係の変化を検出する検出手段（表示装置２２）と、検出手段の検出結果に基づき、自動運転車両１と実際の走行環境との関係が操作装置と模擬走行環境との関係になるように自動運転車両を運転するための運転操作信号を走行軌道決定手段に供給する信号供給手段（表示装置２２）と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この自動運転車両によれば、駆動手段により、複数の球状タイヤが回転するように駆動され、入力インターフェースにより、搭乗者による操作に応じて、自動運転車両を運転するための運転操作信号が供給される。また、走行軌道決定手段により、自動運転車両の走行軌道が、運転操作信号が入力インターフェースから供給されていないときには自動運転車両の走行環境に応じて決定されるとともに、運転操作信号が入力インターフェースから供給されたときには運転操作信号及び自動運転車両の走路環境に応じて決定され、制御手段により、走行軌道に応じて、駆動手段が制御される。さらに、入力インターフェースでは、表現装置によって、自動運転車両と実際の走行環境との関係を操作装置と模擬走行環境との関係として搭乗者が視覚的に認識できるように、模擬走行環境が表現され、検出手段によって、操作装置が搭乗者によって操作されたときに、操作に起因する操作装置と模擬走行環境との関係の変化が検出される。
【００１０】
そして、信号供給手段により、検出手段の検出結果に基づき、自動運転車両と実際の走行環境との関係が操作装置と模擬走行環境との関係になるように自動運転車両を運転するための運転操作信号が走行軌道決定手段に供給されるので、搭乗者は、表現装置によって表現された模擬走行環境を参照しながら、操作装置を操作することによって、自動運転車両を自在に運転することができる。例えば、車両の平面的な姿勢を変更することなく、その走行方向を前後から真横に変更することができる。以上により、自動運転車両の利便性及び商品性を向上させることができる。
【００１１】
本発明において、着席した搭乗者が互いに向かい合う状態に設定可能な複数の座席３Ｒ，３Ｌ，４Ｒ，４Ｌをさらに備え、入力インターフェース２０は、複数の座席の間に配置されていることが好ましい。
【００１２】
この自動運転車両によれば、複数の座席は、着席した搭乗者が互いに向かい合う状態に設定可能に構成され、入力インターフェースは、複数の座席の間に配置されているので、複数の座席が着席した搭乗者が互いに向かい合う状態に設定されているときには、全座席の搭乗者が入力インターフェースを介して自動運転車両を自在に運転することができる。それにより、自動運転車両の利便性及び商品性をさらに向上させることができる。
【００１３】
本発明において、複数の座席３Ｒ，３Ｌ，４Ｒ，４Ｌと、複数の座席のうちの１つを、最も優先すべき搭乗者が着席する最優先席として設定する設定手段（設定スイッチ１３）と、複数の球状タイヤ２の各々の回転を制動する制動装置（タイヤ駆動装置３０，５０）と、をさらに備え、制御手段は、自動運転車両１が停車するときに、自動運転車両１の近傍の対象物（発券機４０）と最優先席とが所定の位置関係になるように、制動装置を制御することが好ましい。
【００１４】
この自動運転車両によれば、複数の座席のうちの１つが、最も優先すべき搭乗者が着席する最優先席として設定され、制御手段により、自動運転車両が停車するときに、自動運転車両の近傍の対象物と最優先席とが所定の位置関係になるように、制動装置が制御される。それにより、自動運転車両が停車したときには、最優先席の搭乗者は、自動運転車両の近傍の対象物に対して所定の位置関係になるので、この対象物に対して容易にアクセスすることができ、高い利便性を確保することができる。
【００１５】
上記目的を達成するために、他の本発明は、走行状態から制動装置（タイヤ駆動装置３０，５０）の制動力によって停車する自動運転車両１において、複数の座席３Ｒ，３Ｌ，４Ｒ，４Ｌと、複数の座席のうちの１つを、最も優先すべき搭乗者が着席する最優先席として設定する設定手段（設定スイッチ１３）と、自動運転車両１が停車するときに、自動運転車両１の近傍の対象物（発券機４０）と最優先席とが所定の位置関係になるように、制動装置を制御する制御手段（ＥＣＵ１１、ＳＴＥＰ２０〜２１）と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
この自動運転車両によれば、設定手段により、複数の座席のうちの１つが、最も優先すべき搭乗者が着席する最優先席として設定され、制御手段により、自動運転車両を停車させるときに、自動運転車両の近傍の対象物と最優先席とが所定の位置関係になるように、制動装置が制御される。それにより、自動運転車両が停止したときに、最優先席の搭乗者は、自動運転車両の近傍の対象物に対して所定の位置関係になるので、この対象物に対して容易にアクセスすることができ、高い利便性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動運転車両の構成を模式的に示す図である。
【図２】自動運転装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】左右の前席が対面位置にあるときの自動運転車両の室内を示す図である。
【図４】走行軌道決定処理を示すフローチャートである。
【図５】模型入力装置と表示装置に表示される模擬走行環境との関係の一例を示す図である。
【図６】自動運転制御処理を示すフローチャートである。
【図７】自動運転車両の自動運転中の走行状態の一例を示す図である。
【図８】自動運転車両の手動運転中の走行状態の一例を示す図である。
【図９】手動運転により、自動運転車両と他車との位置関係が変化した状態を示す図である。
【図１０】自動運転車両が駐車場への進入時に停車したときの状態を示す図である。
【図１１】自動運転車両の自動運転中の走行状態の一例を示す図である。
【図１２】入力インターフェースの配置の変形例を示す図である。
【図１３】タイヤ駆動装置の変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る自動運転車両について説明する。図１に示すように、本実施形態の自動運転車両１は、４つの球状タイヤ２を備えており、これらの４つの球状タイヤ２は、自動運転車両１の四隅に近い部位に配置されている。自動運転車両１は、これらの４つの球状タイヤ２が、後述するタイヤ駆動装置３０よって駆動され、同一方向に回転することにより、走行する。
【００１９】
球状タイヤ２は、その外側から内側に向かって順に、合成ゴム層、磁性体層及び支持体層（いずれも図示せず）を備えている。合成ゴム層は、合成ゴムで構成され、球面状の外表面を備えているとともに、その外表面には、トレッドパターンが形成されている。また、磁性体層は、磁性体（反磁性体、常磁性体及び強磁性体の少なくとも一つ）で構成されている。
【００２０】
さらに、支持体層は、自動運転車両１の車重を支持可能な強度を備えた部材で構成されており、その内部は中空の空間になっているとともに、この中空の空間内には、後述する第２駆動装置３２が収納されている。
【００２１】
図２に示すように、自動運転車両１は、自動運転装置１０を備えており、この自動運転装置１０は、ＥＣＵ１１、走行環境検出装置１２、設定スイッチ１３、入力インターフェース２０及びタイヤ駆動装置３０などを備えている。
【００２２】
このＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ及び各種の電気回路（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、走行環境検出装置１２、設定スイッチ１３及び入力インターフェース２０から入力される各種信号に基づいて、後述するように、走行軌道決定処理及び自動運転制御処理などを実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ１１が走行軌道決定手段及び制御手段に相当する。
【００２３】
また、走行環境検出装置１２は、カメラ、ミリ波レーダー、レーザーレーダ、ソナー、ＧＰＳ及び各種のセンサなどで構成されており、自動運転車両１の位置及び自動運転車両１の周辺の走行環境（交通環境や交通参加者など）を表す走路環境データＤ＿ｉｎｆｏをＥＣＵ１１に出力する。
【００２４】
ＥＣＵ１１は、後述するように、この走行環境検出装置１２からの走路環境データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、自動運転車両１の位置及び自動運転車両１の走行環境（交通環境や交通参加者など）を認識し、自動運転車両１の未来の走行軌道を決定するとともに、これらのデータを表示させるための表示制御信号を表示装置２２に出力する。
【００２５】
自動運転車両１は、図３に示すように、左右の前席３Ｌ，３Ｒ及び左右の後席４Ｌ，４Ｒの計４つの座席を備えており、左右の前席３Ｌ，３Ｒは、搭乗者が前方に向かって着席する通常位置（図示せず）と、搭乗者が後方に向かって着席する対面位置（図３に示す位置）との間で回転可能に構成されている。この場合、左右の前席３Ｌ，３Ｒが対面位置にあるときには、左前席３Ｌは左後席４Ｌと互いに対向し、右前席３Ｒは右後席４Ｒと互いに対向する状態となるので、これらの座席に着席した搭乗者は互いに向かい合う状態となる。
【００２６】
前述した設定スイッチ１３（設定手段）は、以上の４つの座席３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒの１つを、最も優先すべき搭乗者が着席する最優先席として設定するためのものであり、この設定スイッチ１３が搭乗者によって操作されると、設定された最優先席を表す設定信号がＥＣＵ１１に出力される。この設定信号に基づき、ＥＣＵ１１は、最優先席が４つの座席３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒのどれに設定されているかを判定する。
【００２７】
また、入力インターフェース２０は、４つの座席３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒ間の中央に配置されており、左右の前席３Ｌ，３Ｒが対面位置にある状態では、全座席の搭乗者が入力インターフェース２０に自在にアクセスできるように構成されている。
【００２８】
入力インターフェース２０は、模型入力装置２１及び表示装置２２を備えている。なお、本実施形態では、模型入力装置２１が操作装置及び検出手段に相当し、表示装置２２が表現装置、検出手段及び信号供給手段に相当する。
【００２９】
この模型入力装置２１は、自動運転車両１に似せた車両模型タイプのものであり、表示装置２２上に載置されている。また、模型入力装置２１は、磁気回路、ジャイロセンサ、静電容量センサ、模型側無線通信装置及びこれらの機器に電力を供給する二次電池などを内蔵している（いずれも図示せず）。
【００３０】
この磁気回路は、コイルを有しており、二次電池からの電力がコイルに常時供給されている。それにより、交番磁界がコイルで発生するのに伴って、電磁誘導により表示装置２２の後述するアンテナコイルで起電流が発生する。その結果、後述するように、表示装置２２において、模型入力装置２１の位置が検出される。
【００３１】
また、静電容量センサは、模型入力装置２１が搭乗者によって握られたり、掴まれたりしているときに、それを表す検出信号を模型側無線通信装置に出力する。それに伴い、模型側無線通信装置は、把持操作信号を表示装置２２の表示側無線通信装置に送信する。この把持操作信号は、模型入力装置２１が搭乗者によって握られたり、掴まれたりしていることを表すものである。なお、以下の説明では、模型入力装置２１が搭乗者によって握られたり、掴まれたりしていることを「模型入力装置２１が搭乗者によって把持されている」という。
【００３２】
さらに、ジャイロセンサは、表示装置２２上における模型入力装置２１の姿勢が変化したときに、それを表す検出信号を模型側無線通信装置に出力する。それに伴い、模型側無線通信装置は、模型入力装置２１の姿勢の変化状態を表す姿勢変化信号を表示装置２２の表示側無線通信装置に送信する。
【００３３】
一方、表示装置２２は、その上面がディスプレイ２２ａ（図５参照）になっており、このディスプレイ２２ａは、平面視矩形の有機ＥＬディスプレイで構成されている。
【００３４】
また、表示装置２２は、アンテナコイル、表示側無線通信装置及び表示コントローラなどを内蔵している（いずれも図示せず）。このアンテナコイルは、模型入力装置２１の前述した磁気回路のコイルとの間での電磁誘導によって起電流を発生するものであり、表示コントローラは、この起電流の発生状態に基づいて、模型入力装置２１の位置を検出する。
【００３５】
さらに、表示側無線通信装置は、所定の近距離無線通信規格（例えばＮＦＣ）の通信プロトコルによって、模型入力装置２１内の模型側無線通信装置との間で無線通信を実行するものであり、把持操作信号及び姿勢変化信号を模型側無線通信装置から受信したときには、それらを表示コントローラに出力する。
【００３６】
一方、表示コントローラは、表示側無線通信装置から把持操作信号及び姿勢変化信号が入力されたときには、それらに基づいて、模型入力装置２１が搭乗者によって把持されていることを検出するとともに、模型入力装置２１の姿勢の変化を検出する。以上の構成により、表示コントローラは、模型入力装置２１が搭乗者によって把持されているか否かを判定するとともに、模型入力装置２１が操作されたときに、模型入力装置２１とディスプレイ２２ａとの位置関係の変化、及び模型入力装置２１の姿勢の変化を検出する。
【００３７】
また、表示コントローラは、マイクロコンピュータで構成されており、模型入力装置２１の姿勢及び位置の検出結果とＥＣＵ１１からの前述した表示制御信号とに基づいて、ディスプレイ２２ａの表示状態を制御する。
【００３８】
具体的には、模型入力装置２１が搭乗者によって操作されていないときには、ディスプレイ２２ａの表示状態は、ディスプレイ２２ａ上の模擬走行環境（交通環境や交通参加者など）と模型入力装置２１の関係が、表示制御信号が表す自動運転車両１と実際の走行環境との関係と一致するように制御される（図５参照）。
【００３９】
一方、模型入力装置２１が搭乗者によって操作されたときには、ディスプレイ２２ａの表示状態は、自動運転車両１と実際の走行環境との関係が、ディスプレイ２２ａ上の模擬走行環境と模型入力装置２１の関係に一致するまでの間は、模型入力装置２１の操作に追従するように制御されるとともに、両者の関係が一致した後は、上記のように制御される。
【００４０】
さらに、表示コントローラは、把持操作信号を受信中であって、搭乗者による模型入力装置２１の操作（すなわち模型入力装置２１の姿勢及び位置の変化）を検出したときには、その操作状態を表す運転操作信号をＥＣＵ１１に出力する。
【００４１】
次に、前述したタイヤ駆動装置３０について説明する。なお、本実施形態では、タイヤ駆動装置３０が駆動手段及び制動装置に相当する。このタイヤ駆動装置３０は、球状タイヤ２を回転駆動すると同時に、自動運転車両１の車体を球状タイヤ２に対して磁気浮上させるためのものであり、第１駆動装置３１、第２駆動装置３２及び無線通信装置３３などで構成されている。
【００４２】
この第１駆動装置３１は、球状タイヤ２毎に設けられており、電機子などで構成されている。この第１駆動装置３１は、図示しないバッテリに電気的に接続されており、ＥＣＵ１１によりバッテリからの電力供給が制御されることで、回転磁界を発生する。
【００４３】
また、第２駆動装置３２は、各球状タイヤ２内に内蔵されており、図示しないバッテリ及びタイヤ側無線通信装置を備えている。このタイヤ側無線通信装置は、無線通信装置３３との間で無線通信を実行するものであり、この無線通信装置３３は、ＥＣＵ１１から制御入力信号が入力されたときに、それを表す無線制御信号を内蔵無線通信装置に送信する。この無線制御信号が内蔵無線通信装置で受信されることにより、第２駆動装置３２は、バッテリの電力をエネルギー源として磁界を発生するように制御される。
【００４４】
以上のように第１駆動装置３１及び第２駆動装置３２の動作状態がＥＣＵ１１によって制御されると、これらの発生磁界が球状タイヤ２の磁性体層に作用する。それにより、自動運転車両１の車体が球状タイヤ２に対して磁気浮上するように駆動されるとともに、球状タイヤ２が回転するように駆動される。その際、球状タイヤ２は、水平軸線回り又は水平軸線よりも若干傾斜した軸線回りに回転するとともに、その回転方向が前後左右を含む全方位に自在に変更されるように駆動される。
【００４５】
また、自動運転車両１の停車時には、ＥＣＵ１１により第１駆動装置３１における回生制御が実行される。それにより、球状タイヤ２の回転が制動され、自動運転車両１が停止する。
【００４６】
次に、図４を参照しながら、走行軌道決定処理について説明する。この走行軌道決定処理は、自動運転車両１の未来の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを決定するものであり、ＥＣＵ１１によって所定の制御周期ΔＴｓｋ（例えば、数ｍｓｅｃ）で実行される。なお、以下の説明において算出される各種の値は、ＥＣＵ２のＥ２ＰＲＯＭ内に記憶されるものとする。
【００４７】
同図に示すように、まず、走行環境検出装置１２からの走路環境データＤ＿ｉｎｆｏを読み込む（図４／ＳＴＥＰ１）。
【００４８】
次いで、運転操作信号が入力インターフェース２０から入力されているか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ２）。この判定が肯定であるとき（図４／ＳＴＥＰ２…ＹＥＳ）には、運転操作信号及び走路環境データＤ＿ｉｎｆｏに基づき、手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１を算出する（図４／ＳＴＥＰ３）。
【００４９】
この手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１は、以下に述べるように算出される。まず、模型入力装置２１の操作状態に基づいて、暫定的な走行軌道を決定し、この暫定的な走行軌道上に、交通参加者（歩行者及び他車両など）や障害物などが存在するか否かを判定する。そして、交通参加者や障害物などが暫定的な走行軌道上に存在しない場合には、暫定的な走行軌道を手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１として設定する。
【００５０】
一方、交通参加者や障害物が暫定的な走行軌道上に存在する場合には、交通参加者や障害物との干渉を回避できるように、手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１が算出される。具体的には、その詳細な説明は省略するが、本出願人が特願２０１７−１１０４１５号で提案済みの算出手法（以下「提案済み算出手法」という）を用いて、運転操作信号及び走路環境データＤ＿ｉｎｆｏに基づき、手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１が算出される。
【００５１】
次いで、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１に設定する（図４／ＳＴＥＰ４）。その後、本処理を終了する。
【００５２】
一方、前述した判定が否定であるとき（図４／ＳＴＥＰ２…ＮＯ）、すなわち運転操作信号が入力インターフェース２０から入力されていないときには、最優先停止条件が成立しているか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ５）。
【００５３】
具体的には、前述した設定スイッチ１３から最優先席を表す設定信号がＥＣＵ１１に入力されているときには最優先停止条件が成立していると判定され、それ以外のときには最優先停止条件が不成立であると判定される。
【００５４】
この判定が肯定であるとき（図４／ＳＴＥＰ５…ＹＥＳ）、すなわち設定スイッチ１３から最優先席を表す設定信号がＥＣＵ１１に入力されているときには、この設定信号及び走路環境データＤ＿ｉｎｆｏに基づき、最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２を算出する（図４／ＳＴＥＰ６）。
【００５５】
この最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２は、以下に述べるように算出される。まず、自動運転車両１が停止するときには、上述した提案済み算出手法を用いて、設定信号及び走路環境データＤ＿ｉｎｆｏに基づき、最優先席と自動運転車両１の近傍の対象物とが所定の位置関係になるように、最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２が算出される。一方、自動運転車両１が停止しないときには、前述した提案済み算出手法を用いて、走路環境データＤ＿ｉｎｆｏのみに基づき、最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２が算出される。
【００５６】
次いで、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２に設定する（図４／ＳＴＥＰ７）。その後、本処理を終了する。これにより、自動運転車両１の走行中に停止位置が近づいたときには、ＥＣＵ１１により第１駆動装置３１における回生制御が実行され、自動運転車両１が停止位置で停止する。
【００５７】
一方、前述した判定が否定であるとき（図４／ＳＴＥＰ５…ＮＯ）、すなわち前述した運転操作信号及び設定信号がいずれもＥＣＵ１１に入力されていないときには、走路環境データＤ＿ｉｎｆｏに基づき、前述した提案済み算出手法を用いて、自動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ３を算出する（図４／ＳＴＥＰ８）。
【００５８】
次いで、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを自動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ３に設定する（図４／ＳＴＥＰ９）。その後、本処理を終了する。
【００５９】
以上のように走行軌道決定処理において、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋが算出されると、この走行軌道Ｔｒ＿ｓｋの算出結果に基づいて、前述した表示制御信号がＥＣＵ１１から表示装置２２に出力される。それにより、表示装置２２は、例えば、図５に示すように、走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを模型入力装置２１の進行方向側に矢印として表示する。なお、この図５は、交差点を右折する場合の表示例を示している。
【００６０】
次に、図６を参照しながら、自動運転制御処理について説明する。この自動運転制御処理は、自動運転車両１を、算出された走行軌道Ｔｒ＿ｓｋで走行するように制御するものであり、ＥＣＵ１１によって、前述した所定の制御周期ΔＴｓｋよりも長い所定の制御周期ΔＴ（例えば、数十ｍｓｅｃ）で実行される。
【００６１】
まず、Ｅ２ＰＲＯＭ内に記憶されている走行軌道Ｔｒ＿ｓｋを読み込む（図６／ＳＴＥＰ２０）。
【００６２】
次いで、タイヤ駆動制御処理を実行する（図６／ＳＴＥＰ２１）。このタイヤ駆動制御処理では、自動運転車両１が走行軌道Ｔｒ＿ｓｋで走行するように、タイヤ駆動装置３０を介して、４つの球状タイヤ２の回転状態が制御される。その制御中、４つの球状タイヤ２は、互いに同じ回転速度で同じ方向に回転する。その後、本処理を終了する。
【００６３】
以上のように、走行軌道算出処理及び自動運転制御処理を実行した場合、自動運転車両１は以下に述べるように走行する。例えば、自動運転車両１が自動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ３で走行しているとき、すなわち通常の自動運転で走行しているときには、例えば、図７に示すように、自動運転車両１はその前後方向の姿勢が進行方向と一致するように走行する。
【００６４】
これに対して、搭乗者によって模型入力装置２１が操作され、自動運転車両１が手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１で走行する際、すなわち手動運転で走行する際において、例えば、模型入力装置２１が走路に対して斜めに傾いた姿勢で走路の進行方向に操作されたときには、図８に示すように、自動運転車両１は走路に対して斜めに傾いた姿勢を保ちながら進行方向に走行する。
【００６５】
また、自動運転車両１が自動運転で走行中の場合、走路が２車線以上のときには、自動運転車両１が他の自動運転車両１ｘと横並び状態で併走することがある。その際、自動運転車両１の搭乗者がこの併走状態を嫌悪し、図９に示すように、模型入力装置２１を図中の２点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで手動操作すると、自動運転車両１と他の自動運転車両１ｘとの横並び状態が解消される。その後、搭乗者が模型入力装置２１から手を離すと、自動運転車両１は自動運転で走行を継続する。
【００６６】
さらに、設定スイッチ１３の操作により右前席３Ｒが最優先席に設定され、自動運転車両１が最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２で走行している場合において、例えば、自動運転車両１が無人駐車場内に進入するときには、自動運転車両１は、無人駐車場に向かって走行した後、図１０に示すように、右前席３Ｒが発券機４０（対象物）に対して最も近い位置関係になる位置で停止する。
【００６７】
一方、自動運転車両１が通常の自動運転で走行している場合において、例えば、図１１に示すように、クランク状態の狭い走路を通り抜けるときには、自動運転車両１は以下に述べるように走行する。まず、図中の矢印Ｙ１で示すように、自動運転車両１は、前方に向かって直進する。そして、自動運転車両１の前端が走路の端部に達する前に、タイヤ駆動装置３０によって球状タイヤ２の回転方向が前向きから右横向きに変更され、それに伴って、図中の矢印Ｙ２で示すように、自動運転車両１は、姿勢を維持したままで右横方向に進路変更しながら走行する。
【００６８】
その後、自動運転車両１の右側端が走路の端部に達する前に、タイヤ駆動装置３０によって球状タイヤ２の回転方向が右横向きから前向きに変更され、それに伴って、図中の矢印Ｙ３で示すように、自動運転車両１は、姿勢を維持したままで前方に進路変更しながら走行する。以上のように、本実施形態の自動運転車両１の場合、球状タイヤ２の回転方向を変更することで、姿勢を維持したままで走行方向を自在に変更することができる。
【００６９】
以上のように、本実施形態の自動運転車両１によれば、入力インターフェース２０の表示装置２２において、自動運転車両１と実際の走行環境との関係が模型入力装置２１と模擬走行環境との関係として搭乗者が視覚的に認識できるように、模擬走行環境が表示される。そして、模型入力装置２１が搭乗者によって操作されたときに、操作に起因する模型入力装置２１と模擬走行環境との関係の変化が表示装置２２で検出され、運転操作信号が表示装置２２からＥＣＵ１１に入力される。
【００７０】
そして、運転操作信号が表示装置２２からＥＣＵ１１に入力されたときには、図４の走行軌道決定処理において、運転操作信号及び走路環境データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１が算出され、図６の自動運転制御処理において、自動運転車両１が手動運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ１で走行するように、球状タイヤ２の回転状態が制御される。それにより、自動運転車両１が手動運転される。以上のように、搭乗者は、表示装置２２によって表示された模擬走行環境を参照しながら、模型入力装置２１を操作することによって、自動運転車両１を自在に手動運転することができ、自動運転車両１の利便性及び商品性を向上させることができる。
【００７１】
また、入力インターフェース２０は、４つの座席３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒ間の中央に配置されており、左右の前席３Ｌ，３Ｒが図３に示す対面位置にあるときには、全座席の搭乗者が入力インターフェース２０に自在にアクセスできるので、全座席の搭乗者が入力インターフェース２０を介して自動運転車両１を手動運転することができる。それにより、自動運転車両１の利便性及び商品性をさらに向上させることができる。
【００７２】
さらに、設定スイッチ１３の操作により最優先席が設定され、最優先席を表す設定信号が設定スイッチ１３からＥＣＵ１１に入力されているときには、最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２が算出され、図６の自動運転制御処理において、自動運転車両１が最優先停止運転用の走行軌道Ｔｒ＿ｓｋ２で走行するように、球状タイヤ２の回転状態が制御される。それにより、自動運転車両１が停止するときには、最優先席と自動運転車両１の近傍の対象物とが所定の位置関係になるように、球状タイヤ２の回転状態が制動される。その結果、最優先席の搭乗者は、自動運転車両１の近傍の対象物に対して容易にアクセスすることができ、高い利便性を確保することができる。
【００７３】
なお、実施形態は、入力インターフェース２０を４つの座席３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒ間の中央に配置した例であるが、図１２に示すように、左右の前席３Ｌ，３Ｒが固定式で着座方向を変更できない場合には、入力インターフェース２０を左右の前席３Ｌ，３Ｒの中間の位置に配置してもよい。
【００７４】
また、実施形態は、駆動手段として、タイヤ駆動装置３０を用いた例であるが、本発明の駆動手段はこれに限らず、複数の球状タイヤが回転するように球状タイヤを駆動するものであればよい。例えば、駆動手段として、図１３に示すタイヤ駆動装置５０を用いてもよい。
【００７５】
同図に示すように、このタイヤ駆動装置５０は、球状タイヤ２毎に設けられており、支持部材５１、走行用モータ５２及び進路変更用モータ５３などを備えている。支持部材５１は、上下一対の支持部５１ａ，５１ａ、左右一対の接続部５１ｂ，５１ｂ及び回転軸部５１ｃを備えており、これらの要素５１ａ〜５１ｃは一体に構成されている。
【００７６】
上下一対の支持部５１ａ，５１ａは互いに平行に横方向に延びており、これらの支持部５１ａ，５１ａの両端間には、左右一対の接続部５１ｂ，５１ｂが延びているとともに、下支持部５１ａには、走行用モータ５２が設けられている。
【００７７】
この走行用モータ５２は、球状タイヤ２内に内蔵された電動機であり、ＥＣＵ１１に電気的に接続されているとともに、ＥＣＵ１１からの制御信号によってその回転状態が制御される。この走行用モータ５２の回転に伴って、球状タイヤ２は、下支持部５１ａの軸線回りに回転するように構成されており、それにより、ＥＣＵ１１は、走行用モータ５２を介して、球状タイヤ２の回転を制御する。
【００７８】
以上の構成により、走行用モータ５２がＥＣＵ１１によって力行制御されているときには、球状タイヤ２が回転駆動されることにより、自動運転車両１が走行する。一方、走行用モータ５２がＥＣＵ１１によって回生制御されているときには、球状タイヤ２の回転が制動されることにより、自動運転車両１が停止する。
【００７９】
また、回転軸部５１ｃは、上支持部５１ａの中央部から上方に所定長さで延びており、図示しない軸受けによって、その軸線回りに回転自在に支持されている。この回転軸部５１ｃの上端部には、進路変更用モータ５３が連結されている。この進路変更用モータ５３は、ＥＣＵ１１に電気的に接続された電動機であり、ＥＣＵ１１からの制御信号によってその回転状態が制御される。この進路変更用モータ５３の回転に伴って、回転軸部５１ｃは、軸線回りに回転するように構成されている。それにより、ＥＣＵ１１は、進路変更用モータ５３を介して、球状タイヤ２の回転方向を制御する。
【００８０】
以上のように構成されたタイヤ駆動装置５０を用いた場合、実施形態のタイヤ駆動装置３０を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。また、以上のタイヤ駆動装置５０において、走行用モータ５２及び進路変更用モータ５３に代えて、電動機と減速歯車機構を組み合わせたものを用いてもよい。
【００８１】
さらに、実施形態は、制動装置として、タイヤ駆動装置３０を用いた例であるが、本発明の制動装置はこれに限らず、制動力によって自動運転車両を停車させるものであればよい。例えば、制動装置として、上述したタイヤ駆動装置５０を用いてもよい。また、自動運転車両が原動機の動力により駆動される駆動輪を含む複数の車輪を備えた車両である場合には、制動装置として、ディスクブレーキ装置などの機械式ブレーキ装置を用いてもよい。
【００８２】
一方、実施形態は、本出願人が特願２０１７−１１０４１５号で提案済みの算出手法を用いて、走行軌道を決定したが、これに代えて、他の手法を用いて走行軌道を決定してもよい。例えば、Ａ＊探索アルゴリズムを用いて、走行軌道を決定してもよい。
【００８３】
また、実施形態は、自動運転車両１が４つの球状タイヤ２を備えるように構成した例であるが、自動運転車両が２つ、３つ又は５つ以上の球状タイヤを備えるように構成してもよい。
【００８４】
さらに、実施形態は、４つの球状タイヤ２が同一方向に回転するように構成した例であるが、本発明の複数の球状タイヤの回転方向はこれに限らず、互いに若干、異なる方向に回転するように構成してもよい。
【００８５】
また、実施形態は、自動運転車両として、４つの球状タイヤ２を備えた自動運転車両１用いた例であるが、本発明の自動運転車両はこれに限らず、自動運転可能なものであればよい。例えば、自動運転車両として、原動機の動力により駆動される駆動輪を含む複数の車輪を備えた車両を用いてもよい。
【００８６】
一方、実施形態は、表現装置として、模擬走行環境を２次元的に表示する表示装置２２を用いた例であるが、本発明の表現装置はこれに限らず、自動運転車両と実際の走行環境との関係を、操作装置と模擬走行環境との関係として搭乗者が視覚的に認識できるように表現するものであればよい。例えば、表現装置として、模擬走行環境を３次元的に表現するホログラム装置を用いてもよい。
【００８７】
また、実施形態は、操作装置として、自動運転車両１に似せた模型入力装置２１を用いた例であるが、本発明の操作装置はこれに限らず、搭乗者によって操作可能なものであればよい。例えば、操作装置として、直方体形状、ドーム形状、キャラクタ人形形状、又は動物形状のものを用いてもよい。
【００８８】
さらに、実施形態は、操作装置として、搭乗者の手で操作される模型入力装置２１を用いた例であるが、本発明の操作装置はこれに限らず、搭乗者によって操作されるものであればよい。例えば、搭乗者の肘、腕、頭部又は歯などの、搭乗者の体の一部で操作されるものでもよい。
【００８９】
一方、実施形態は、検出手段として、磁気回路及びジャイロセンサを備えた模型入力装置２１と、アンテナコイル及び表示コントローラを備えた表示装置２２とを組み合わせて用いた例であるが、本発明の検出手段はこれらに限らず、操作装置が操作されたときに、操作に起因する操作装置と模擬走行環境との関係の変化を検出できるものであればよい。例えば、検出手段として、感圧センサ、発光素子と受光素子を備えた検出装置及び光学センサなどを用いてもよい。
【００９０】
また、実施形態は、左右の前席３Ｌ，３Ｒを、通常位置と対面位置との間で回転可能に構成した例であるが、左右の前席３Ｌ，３Ｒが回転することなく、それらの背もたれのみが前後に移動することにより、前席の搭乗者が後席の搭乗者と互いに向かい合う状態となるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  自動運転車両
２  球状タイヤ
３Ｒ  右前席
３Ｌ  左前席
４Ｒ  右後席
４Ｌ  左後席
１１  ＥＣＵ（走行軌道決定手段、制御手段）
１３  設定スイッチ（設定手段）
２０  入力インターフェース
２１  模型入力装置（操作装置）
２２  表示装置（表現装置、検出手段、信号供給手段）
３０  タイヤ駆動装置（駆動手段、制動装置）
４０  発券機（対象物）
５０  タイヤ駆動装置（駆動手段、制動装置）
Tr_sk  走行軌道
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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