(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の位置を認識するための車両位置把握手段と、前記車両の走行状態を認識する車両状態認識手段と、前記車両の外界環境を認識するための外界認識手段と、前記車両の位置、前記走行状態、前記外界環境に基づき、前記車両が走行している状態で少なくとも前記車両の操舵装置を駆動する電動機を自動的に制御する「自動運転モード」を実行する「自動運転モード」機能と運転者の操作に基づいて前記操舵装置の前記電動機を制御する「手動運転モード」を実行する「手動運転モード」機能を備える操舵制御部とよりなる操舵制御装置において、
前記操舵制御部は、
前記「自動運転モード」中に前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行が必要かどうかを判断する移行判断手段と、
前記移行判断手段によって前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行が必要と判断されると、前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行期間を設定する移行期間設定手段と、
前記移行期間設定手段によって設定された前記移行期間の間に、前記「手動運転モード」に移行することができるかどうかの運転者の運転操作信頼度を求める運転操作信頼度判定手段と、
前記運転操作信頼度判定手段によって求められた前記運転操作信頼度から前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」に移行することができると判定された場合は、前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行を行うように前記電動機に与える制御量を制御する移行制御実行手段と、を備え
更に、前記運転操作信頼度判定手段は、前記車両が直進している時に前記電動機に振動発生信号を送ってステアリングホイールに回動振動を発生させる振動発生手段と、前記ステアリングホイールの回動角度の角度振幅を検出する振動検出手段と、前記運転者が前記ステアリングホイールを把持していない時の前記角度振幅と、前記移行期間の前記角度振幅とを比較し、前記角度振幅の減衰量に応じて前記運転操作信頼度を求める操舵信頼度判定手段を備えていることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記運転操作信頼度判定手段は、前記「自動運転モード」を終了する終了時点より手前で前記運転者の前記運転操作信頼度を判定することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の操舵制御装置において、
前記終了時点は車両専用道路の出口であり、
前記運転操作信頼度判定手段は、前記出口から所定距離だけ手前の間で前記運転者の前記運転操作信頼度を判定することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記移行判断手段によって前記「自動運転モード」の継続が難しいと判断された場合には、前記移行期間設定手段は所定時間後、或いは所定距離走行後の前記車両の位置を前記「自動運転モード」の終了時点として設定し、
前記運転操作信頼度判定手段は、前記移行期間設定手段によって設定された前記所定時間後、或いは前記所定距離走行後の前記「自動運転モード」の終了時点までの間に前記運転者の前記運転操作信頼度を判定することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記移行制御実行手段は、前記電動機に与える前記制御量を前記運転操作信頼度の大きさに応じて、前記「自動運転モード」の場合の前記制御量と前記「手動運転モード」の場合の前記制御量の混合割合を変えて前記電動機に与えることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記操舵制御部は、
前記「手動運転モード」で前記運転者によるステアリングホイール操作に基づいて前記車両の車輪を転舵する前記電動機を制御する手動操舵制御器と、
前記「自動運転モード」で目標走行軌道、或いは目標走行レーンから前記車両の走行軌道、或いは走行レーンが逸脱することが予測されると、この逸脱を補正するように前記電動機を制御する自動操舵制御器と、
前記手動操舵制御器から出力される前記制御量と前記自動操舵制御器から出力される前記制御量とを、前記運転操作信頼度の大きさに応じて決められた手動操作寄与度に基づいて混合した混合制御量を求める混合操舵制御器を有し、
前記移行制御実行手段は、前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行を行う場合において、前記混合操舵制御器からの前記混合制御量を前記電動機に与えることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記振動発生手段から前記電動機に与えられる回動振動の振動周波数は、前記操舵装置を用いた転舵に係る固有振動数よりも大きい値に設定されていることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記振動発生手段から前記電動機に与えられる回動振動の前記角度振幅は、前記車両の走行軌道に影響を及ぼさない前記角度振幅とされていることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記振動検出手段は、前記ステアリングホイールの操舵角センサ、或いは前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサであることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記運転操作信頼度判定手段は、前記移行期間の間に所定の運転操作信頼度閾値を所定回数だけ超えたことを検出すると、前記「手動運転モード」に移行することができると判断することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の操舵制御装置において、
前記終了時点は車両専用道路の出口であり、
前記運転操作信頼度判定手段は、前記出口から所定距離だけ手前の直進可能な区間の間で前記運転者の前記運転操作信頼度を判定することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の操舵制御装置において、
前記移行制御実行手段は、前記終了時点に到達後に前記運転操作信頼度判定手段によって前記運転者の前記運転操作信頼度が低いと判断された場合は、前記「自動運転モード」で前記車両の走行を継続することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項１３】
請求項３に記載の操舵制御装置において、
前記終了時点に到達後に前記運転操作信頼度判定手段によって前記運転者の前記運転操作信頼度が低いと判断された場合は、前記「自動運転モード」で前記車両の走行を継続すると共に、前記「自動運転モード」によって路肩に誘導、停車すること特徴とする操舵制御装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記操舵制御部は、前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行が必要と判断した場合に、前記運転者に「移行制御モード」を実行することを通知する通知手段を備えていることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項１５】
車両の位置を認識するための車両位置把握手段と、前記車両の走行状態を認識する車両状態認識手段と、前記車両の外界環境を認識するための外界認識手段と、前記車両の位置、前記走行状態、前記外界環境に基づき、前記車両が走行している状態で少なくとも前記車両の操舵装置を駆動する電動機を自動的に制御する「自動運転モード」と運転者の操作に基づいて前記操舵装置の前記電動機を制御する「手動運転モード」を実行する操舵制御部とを備えている操舵制御装置の制御方法において、
前記操舵制御部は、
前記「自動運転モード」中に前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行が必要と判断した場合に、前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行期間を設定し、
前記移行期間の間において、前記車両が直進している時に前記電動機に振動発生信号を送ってステアリングホイールに回動振動を発生させて前記ステアリングホイールの回動角度の角度振幅を検出し、前記運転者が前記ステアリングホイールを把持していない時の前記角度振幅と、前記移行期間の前記角度振幅とを比較し、前記角度振幅の減衰量に応じて前記「手動運転モード」に移行することができるかどうかの前記運転者の運転操作信頼度を判定し、
前記運転操作信頼度から前記「手動運転モード」に移行することができると判定された場合は、前記「自動運転モード」から前記「手動運転モード」への移行を許可する、移行制御モードを実行する
ことを特徴とする操舵制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の操舵制御装置に係り、特に自動運転モードから手動運転モードへの移行を安全に行う操舵制御装置及び操舵制御装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵装置としてパワーステアリング装置等が使用されているが、最近の操舵装置に使用される制御装置は、例えば、特開平４−５５１６８号公報（特許文献１）で提案されているように、（１）車両の運転状態に基づき、モータなどを備えたアクチュエータを制御して運転者の操舵力を補助する操舵補助力を付与するアシスト制御と、（２）上位コントローラの指令値に基づいて目標舵角を生成し、アクチュエータを制御して転舵輪舵角を自動で調整する自動操舵制御と、の２つの制御を選択して制御する機能を有するものが知られている。【０００３】
また、この他に例えば、特開平１０−３２９５７５号公報（特許文献２）で提案されているように、運転者に余分な緊張感を与えず自動運転モードから手動運転モードに切り替えるために、自動運転モード中に運転者の運転操作を検出し、検出された運転操作の状態が予め定めた基準操作状態に対応すると判定したときに、自動走行モードから手動走行モードへの切換えを行う機能を有するものが知られている。【０００４】
そして、特許文献２においては、自動運転モードから手動運転モードに移行する場合において、運転者は前もって運転操作の姿勢をとり、適当なタイミングで基準操作状態に対応した運転操作を行い、その運転操作のままで手動運転モードでの車両走行を行うものである。また、円滑に手動運転モードに移行するために、自動運転モードでの走行制御に寄与する割合を徐々に低減させると共に、手動運転モードによる運転者の運転操作が車両走行に寄与する割合を徐々に増大させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−５５１６８号公報
【特許文献２】特開平１０−３２９５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に記載の自動走行車両制御装置では、自動運転モード中に運転者が基準操作状態に対応した運転操作をおこなった場合に自動運転モードから手動運転モードに移行し、運転操作が基準状態から外れている場合には手動走行モードへの移行が禁止される制御を行なっている。【０００７】
しかしながら、この方法によって操舵制御を行なう場合、曲線道路等を走行している状況でなければ、基準操作状態に対応した運転操作を検出することができない構成となっている。したがって、直線道路を走行している場合において、手動運転モードに移行する必要があるときでも、自動運転モードが継続されることになる。このことは、以下に示すような不具合を発生する恐れがある。【０００８】
つまり、高速道路等の自動車専用道路の限定された区間で自動運転を行う自動車において、自動運転モードの解除を要求する場所は、自動運転システムの故障による解除を除くと、走行中の自動車の安全性を保つのが容易という理由から自動車専用道路の出口に至る直線路部分が適切と考えられている。【０００９】
特許文献２においては、直線路部分を走行している状態では手動運転モードへの切替えが行われず、自動車専用道路を抜けた後も自動運転モードが継続される恐れがある。また、自動運転モードから手動運転モードへ移行している途中に運転者による運転操作が基準操作状態から外れた場合には、手動運転モードへの移行が禁止され、自動運転モードが継続されることになる。【００１０】
更には、直線路部分を走行している状態では、運転者が積極的に運転操作を行われず基準操作状態に収まりやすいため、運転者の運転操作が信頼できないものであったとしても、手動運転モードに移行してしまう恐れもある。また、突発的な状況に対応するため運転者が、ステアリングホイールを緊急操作した場合にも自動運転モードが解除されない恐れがある。また、自動運転中にステアリングホイールから手を離した状態だった運転者が、急にステアリングホイールを把持した場合は一時的に基準操作状態を満足する操舵を行ったことになるが、その後に継続して正確な操舵ができない場合には手動運転に完全に移行した後に車両の挙動が不安定になる恐れがある。【００１１】
いずれにしても、特許文献２に記載されている自動走行車両制御装置においては、上述した課題の少なくとも一つ以上の課題を抱えており、この課題を解決することが要請されている。【００１２】
本発明の目的は、自動運転モードから手動運転モードへの移行が必要となった場合に、自動運転モードから手動運転モードへ安全に移行することができる新規な操舵制御装置及び操舵制御装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の特徴は、自動運転モード中に自動運転モードから手動運転モードへの移行が必要と判断した場合に、自動運転モードを終了する時点よりも前に手動運転モードへの移行期間を設定し、この移行期間中に手動運転モードに移行することができるかどうかの運転者の運転操作信頼度を判定すると共に、手動運転モードに移行することができると判定された場合は自動運転モードから手動運転モードへの移行を許可する、ところにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自動運転モードの終了時点までに運転操作信頼度に応じて自動運転モードから手動運転モードへの移行を完了させることができ、これによって自動運転モードによる走行で運転操作をしていなかった運転者が、手動運転に慣れていない場合は即座に手動運転に移行しないように制御することができる。したがって、自動運転モードから手動運転モードへの移行期間に、運転者が手動操作に慣れていないと判断されると自動運転モードを継続するため、安全な走行を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る操舵装置を搭載した自動車の全体構成を示す構成図である。
【図２】車両制御装置とこれに接続される各制御手段の構成を示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態になる車両制御装置の構成を示す構成図である。
【図４】第１の実施形態になる操舵装置の構成を示す構成図である。
【図５】図４に示す操舵制御装置の構成を示す構成図である。
【図６】図５に示す操舵信頼度判定器の構成を示す構成図である。
【図７】本発明の第１の実施形態になる操舵制御装置の全体的な制御フローチャートである。
【図８Ａ】ステアリングホイールを把持していない時の振動変化を示す図である。
【図８Ｂ】ステアリングホイールを把持している時の振動変化を示す図である。
【図９】自動運転モードから手動運転モードへの移行時の制御フローチャートである。
【図１０】運転操作信頼度、手動操作寄与度、混合操舵トルク値の第１の関係を示す図である。
【図１１】運転操作信頼度、手動操作寄与度、混合操舵トルク値の第２の関係を示す図である。
【図１２】運転操作信頼度、手動操作寄与度、混合操舵トルク値の第３の関係を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態になる操舵制御装置の制御フローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態になる操舵装置に構成図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態になる操舵制御装置とこれに接続される各制御手段の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明に係る第１の実施形態について説明する。図１乃至図５で説明する構成は、以下に説明する各実施形態において共通する構成である。【００１８】
図１は、本発明の対象となる操舵装置を搭載した自動車の構成を示す構成図である。図１において、自動車（以下、車両と表記する）１は、自車両の位置を認識するための地図情報とＧＰＳ等で構成される車両位置把握手段２と、車両姿勢や速度、加速度などの車両の走行状態を把握するための車両状態認識手段３と、道路上での車両位置を認識するためのレーダー、カメラ、センサなどで構成される車両の各部に取り付けられた外界認識手段４を備えている。【００１９】
また、車両１は少なくとも車両１を走行させるための駆動装置５と、操舵装置６と、制動装置７を備えている。駆動装置５は駆動制御装置８と、アクセルペダル９が取り付けられ、駆動輪に駆動力を与えものである。また、操舵装置６は操舵制御装置１０とステアリングホイール１１が取り付けられ、前輪１２を転舵するものである。更に、制動装置７は制動制御装置１４とブレーキペダル１５と接続され、前輪１２と後輪１３の回転を制動し、車両１に制動力を与えるものである。【００２０】
更に、運転者に車両１の状態を知らせるための通知手段１６を有すると共に、車両位置把握手段２と車両状態認識手段３と外界認識手段４から情報が入力され、駆動制御装置８、操舵制御装置１０、制動制御装置１４及び通知手段１６を制御する制御量を出力する車両制御装置１７を備えている。【００２１】
図２は、車両１の車両制御装置１７及びこれに接続される各制御装置の関係を示している。車両制御装置１７には車両位置把握手段２によって取得される車両位置情報２１と、車両状態認識手段３によって取得された車両の速度、加速度、ヨーレイトなどの車両状態情報２２と、外界認識手段４によって取得された、走行車線や近接車両、障害物などの外界環境情報２３が入力されている。【００２２】
また、車両制御装置１７は車両１内の通信手段を介して駆動装置５を制御する駆動制御装置８、操舵装置６を制御する操舵制御装置１０、制動装置７を制御する制動制御装置１４等に接続されている。【００２３】
車両制御装置１７は、駆動制御装置８に駆動制御量２４を与え、駆動装置５が発生するトルクや運転者によるアクセルペダル９の操作量等を駆動情報２５として駆動制御装置８から受け取る。【００２４】
また、車両制御装置１７は、操舵制御装置１０に操舵制御量２７を与え、操舵装置６の動作による舵角や運転者によるステアリングホイール１１の操作量などを操舵情報２８として操舵制御装置１０から受け取る。【００２５】
また、車両制御装置１７は、制動制御装置１４に制動制御量２９を与え、制動装置７の動作による制動力や運転者によるブレーキペダル１５の操作量などを制動情報３０として制動制御装置１４から受け取る。【００２６】
更に、車両制御装置１７には運転者が操作し、運転モードを切り替えるための自動運転モードＳＷ３１からの信号である自動運転指示信号３２が入力され、車両制御装置１７は通知手段１６に対して各種の通知信号３３を出力する。【００２７】
図３は、車両制御装置１７の本実施形態に関係する主な制御手段を示す構成図であり、自動運転制御器３６、手動運転制御器３８、信頼度判定器４０、移行制御器４２、及び制御選択器４３から構成されている。これらの制御手段は、実際にはマイクロコンピュータによって処理されるプログラムの演算機能でそれぞれの機能が実行されるものである。【００２８】
自動運転制御器３６は、「自動運転モード」の際に上述の車両位置情報２１、車両状態情報２２、外界環境情報２３、駆動情報２５、操舵情報２８、制動情報３０等の入力情報から適切な車両１の走行軌道を生成し、駆動制御装置８、操舵装置６、制動装置７の各アクチュエータへ送る自動運転制御量３５を決定するものである。【００２９】
手動運転制御器３８は、「手動運転モード」の際に運転者によるアクセルペダル９、ステアリングホイール１１、ブレーキペダル１５の操作に基づいた動作量から駆動制御装置８、操舵装置６、制動装置７のアクチュエータへ送る手動運転制御量３７を決定するものである。また、この手動運転制御量３５も後述の移行制御器４２と制御選択器４３に送られる。【００３０】
信頼度判定器４０は、「自動運転モード」から「手動運転モード」に移行する際に、運転者が手動運転を行うことができる状態であるかどうかの運転操作信頼度３９を求めるものであり、この運転操作信頼度３９は後述の移行制御器４２に送られる。運転操作信頼度３９は車両制御装置１７に入力される情報から運転者の運転操作が信頼できるものかどうかを判定し、数値化したものである。尚、信頼度判定器４０の詳細については後述する。【００３１】
移行制御器４２は、車両１が自動運転制御器３６による自動運転を実行している際に、車両制御装置１７の判断により「自動運転モード」から運転者の操作による「手動運転モード」への移行が必要と判断した場合に、少なくとも自動運転制御量３５、手動運転制御量３７、運転操作信頼度３９を用いて移行制御量４１を出力するものである。【００３２】
制御選択器４３は、自動運転制御量３５、手動運転制御量３７、移行制御量４１の中から走行状況に応じて適切な制御形態を選択するものである。車両制御装置１７は操舵選択器４３で選択された制御形態に基づき車両制御装置１７から駆動装置５、操舵装置６、制動装置７の各アクチュエータへの制御量（駆動制御量２４、操舵制御量２７、制動制御量２９）を出力する。【００３３】
図４は操舵装置６の構成をより詳細に示したものである。操舵装置６は、ステアリングホイール１１、ステアリングシャフト５２、ピニオン軸５３及びラック軸５４を備えている。ラック軸５４には、減速機構６０を介して、アクチュエータである電動機５８が接続されている。ラック軸５４には、ピニオン軸５３とかみ合うラック歯が形成されて、ラックアンドピニオンの機構を構成し、ピニオン軸５３の回転をラック軸５４の直動運動に変換している。【００３４】
つまり、運転者によってステアリングホイール１１が操作されると、ステアリングシャフト５２を介してピニオン軸５３に回転が伝達され、ラックアンドピニオン機構により、ラック軸５４の直動運動に変換される。これにより、ラック軸５４の両端に接続されるタイロッド５５を介して連結される前輪１２が転舵される。【００３５】
ステアリングシャフト５２とピニオン軸５３との間には、トルクセンサ５６が設けられており、トルクセンサ５６は、図示しないトーションバーのねじれ角に基づいて操舵トルク情報５７を出力する。トーションバーは、ステアリングシャフト５２とピニオン軸５３との接続部に配置される。また、トーションバーよりもステアリングシャフト５２側に設置された操舵角センサ６７はステアリングホイール１１の回転角である操舵角情報６８を出力する。【００３６】
電動機５８の出力軸５９に接続される減速機構６０は、図４に示した例においては、電動機５８の出力軸５９に取り付けられたベルト・プーリ６１によって駆動されるボールねじ６２が用いられる。この構成によって、電動機５８のトルクをラック軸５４の並進方向力に変換する。尚、減速機構６０は、ステアリングホイール１１入力と同様にラックアンドピニオンを用いる構成や、ボールねじのナットを中空モータによる直接駆動する構成などを用いても良いものである。【００３７】
操舵制御装置１０は入力端子６３と出力端子６４を備えており、操舵制御装置１０の入力端子６３には、例えば、車両制御装置１７から出力される自動運転制御、手動運転制御、移行制御に関する操舵制御量を含む入力情報６６、操舵トルク情報５７、操舵角情報６８、及び車速などの車両状態情報６５が入力される。また、操舵制御装置１０の出力端子６４からは、操舵装置６の操舵制御量を含む出力制御量２３が出力される。【００３８】
図５は操舵装置６を制御する操舵制御装置１０の構成図である。図５に示すように、操舵制御装置１０は、自動操舵制御器７１、手動操舵制御器７２、操舵信頼度判定器７５を備えている。これは図３に示す自動運転制御器３６、手動運転制御器３８、信頼度判定器４０、移行制御器４２、及び制御選択器４３を、操舵制御に用いた場合の構成を示している。【００３９】
自動操舵制御器７１には、車両制御装置１７から出力された図３に示した自動運転制御量３５に含まれる操舵装置６に関係する操舵制御量２６と、操舵装置６の状態を示す操舵情報２７と、車両状態情報号６５が入力されている。ここで、自動操舵制御器７１に入力される操舵制御量２６は、車両１が自動運転時に目標軌道或いは目標レーンに対して、自車両の走行軌道或いは走行レーンが逸脱した場合に、その逸脱を補正するための前輪１２の目標舵角や目標操舵力等である。以下ではその一例として目標舵角に合わせて自動操舵する場合について説明する。【００４０】
また、自動操舵制御器７１に入力される操舵情報２７は、操舵装置６に取り付けられた各種センサから得られる操舵角情報６８や操舵トルク情報５７、電動機回転角情報等の情報を含んでいる。これらの入力情報を基に、自動操舵制御器７１は自動操舵トルク情報７３を出力する。ここで自動操舵トルク情報７３は、例えば目標舵角に対して、電動機回転角から算出される前輪１２の実際の舵角（実舵角）の差を低減するために、電動機５８に舵角差をなくす出力を要求するトルク指令値とされている。【００４１】
手動操舵制御器７２は、車両制御装置１７から出力された手動運転制御量３７に含まれる操舵装置に関係する操舵制御量２６と、操舵装置６の状態を示す操舵情報２７と、車両状態情報６５が入力されている。ここで、手動操舵制御器７２に入力される操舵制御量２６は、例えば手動操舵の実行を指示する信号や車両状態から手動操作に対する補正が必要な場合の補正値などの情報である。【００４２】
また、手動操舵制御器７２に入力される操舵情報２７は、操舵装置６に取り付けられた各センサから得られる操舵角情報６８や操舵トルク情報５７、電動機回転角情報等の情報を含んでいる。これは自動操舵制御器７１と同様のものである。これらの入力情報を基に手動操舵制御器７２は運転者の操舵入力を補助する手動操舵トルク情報７４を出力する。ここで手動操舵トルク情報７４、は例えば操舵トルク情報５７の値に基づいて算出される運転者操舵力のアシストをするアシスト力を発生するために電動機５８に出力を要求するトルク指令値とする。【００４３】
ここで、トルク情報やトルク指令値は、電動機５８に入力される電流値に該当するものである。したがって、以下で、トルク情報やトルク指令値と表記するものは、電動機５８に入力される電流値と読み替えることができる。【００４４】
操舵信頼度判定器７５には、操舵情報２７と、操舵制御量２６と、車両状態情報６５が入力されている。操舵信頼度判定器７５はこれらの情報を用いて運転操作信頼度情報７６を算出して出力する。また、操舵信頼度判定器７５は、運転操作信頼度情報７６を算出するための判定トルク情報８２を同時に出力する。判定トルク情報８２の詳細は後述する。【００４５】
混合操舵制御器７７には、自動操舵トルク情報７３と、手動操舵トルク情報７４と、運転操作信頼度情報７６と、判定トルク情報８２が入力され、運転操作信頼度情報７６に基づいて自動操舵トルク情報７３と、手動操舵トルク情報７４と、判定トルク情報８２を混合した混合操舵トルク情報７８を出力する。【００４６】
操舵制御選択器７９には、操舵制御量２６と、自動操舵トルク情報７３と、手動操舵トルク情報７４と、混合操舵トルク情報７８が入力されている。ここで、操舵制御選択器７９は、操舵制御量２６に対応して定義付けられている運転モードフラグに従って電動機駆動回路８０に対するトルク指令値８１を出力する。そして電動機駆動回路８０は入力されたトルク指令値８１と同等のトルクを発生するように駆動電流を生成して操舵装置６の電動機５８を駆動する。【００４７】
図６は操舵制御装置１０に用いられる操舵信頼度判定器７５の構成図である。操舵信頼度判定器７５は、少なくともステアリングホイール（ＳＷ）機械振動発生部９１と、ＳＷ機械振動推定部９２と、操舵信頼度判定部９３とから構成されている。ＳＷ機械振動発生部９１は、操舵制御量２６に対応して定義付けられている運転モードフラグが入力されている。したがって、運転モードフラグの情報から「自動運転モード」から「手動運転モード」への移行制御の必要性が判断され、必要と判断されるとＳＷ機械振動発生部９１は、所定の周波数を有する機械振動を電動機５８が発生するために必要な判定トルク情報８２を出力する。【００４８】
判定トルク情報８２は、電動機５８を所定量だけ正逆回転させる電流であり、所定の周波数で電動機５８に与えられるものである。電動機５８の正逆転に起因する機械振動は、電動機５８からステアリングホイール１１までのステアリング連結機構を逆流して、ステアリングホイール１１の正逆の回動振動として与えられるものである。【００４９】
ＳＷ振動推定部９２には、操舵情報２７に含まれる操舵トルク情報５７や操舵角情報６８が入力され、ＳＷ機械振動発生部９１によって生成された判定トルク情報８２によりステアリングホイールに発生する回動振動と、その他の原因による回動振動変化（例えば、走行に必要な転舵による舵角変化）とを分離し、ＳＷ機械振動発生部９１に基づくステアリングホイール１１の回動振動９４のみを抽出して出力している。【００５０】
また、操舵信頼度判定部９３は、判定トルク情報８２によるステアリング１１の回動振動と、操舵角センサ６７で検出されたステアリングホイール１１の実際の回動振動９４が入力され、これらの振動情報を基に運転操作信頼度７６を演算して出力している。ここで、判定トルク情報８２によるステアリング１１の回動振動は、予め適合作業によって求めておくことや、シミュレーションによって求めておくことができる。このステアリングホイール１１の回動振動の比較方法は図８Ａ、図８Ｂにおいて説明する。【００５１】
次に、以上のような構成の操舵制御装置の具体的な実施形態について説明する。尚、各図において同一要素については同一の符号を記し、重複する説明は省略する。【００５２】
図７は、車両１の「自動運転モード」で走行中に、自動運転終了時点（ここでは地点として説明する）が近づいてきた場合の車両制御装置１７と操舵制御装置１０の制御の概略を示す全体的な制御フローチャートである。また、以下の説明で自動運転終了地点は、例えば自動車専用道路の出口を終了地点とする。【００５３】
≪ステップＳ０≫
ステップＳ０においては、車両１は自動車専用道路に進入して自動車専用道路を走行している状態である。この時、運転者は手動で運転操作を行い、車両はこれにしたがって操縦されている。【００５４】
≪ステップＳ１≫
ステップＳ１において、自動運転ＳＷ３１が運転者によって「自動運転モード」に選択された状態になると、図３に示すように、車両制御装置１７は車両位置情報２１と車両状態情報２２と外界環境情報２３を基に自動運転制御器３６を用いて自動運転制御量３５を算出する。【００５５】
また、車両制御装置１７は車両位置情報２１と車両状態情報２２と外界環境情報２３を基に制御選択器４３を用いて車両制御装置１７から自動運転制御量３５を選択して出力するように操作している。この自動運転制御量３５を受けて駆動制御装置８、操舵制御装置１０、制動制御装置１４等の各アクチュエータは「自動運転モード」による走行に対応した制御を行う。その後、ステップＳ２へと移行する。【００５６】
≪ステップＳ２≫
ステップＳ２において、車両１が自動車専用道路から離脱する地点（出口）に近づくと、車両位置情報２１や外界環境情報２３に基づいて、車両１が自動運転終了地点に近づき、「自動運転モード」から「手動運転モード」への移行制御区間に到達したことを判定する。移行制御区間は、例えば自動運転終了地点よりも移行距離Ｌｔｈ（例えば１００ｍ〜２００ｍ）の距離だけ離れた地点から自動運転終了地点までの区間である。【００５７】
そして、車両１から自動運転終了地点までの移行距離がＬｔｈよりも小さくなった場合は、移行制御区間への到達を判断してステップＳ３へ移行し、移行制御区間に到達しないと判断されると再びステップＳ１に戻る。したがって、移行制御区間の開始地点に至るまでは自動運転を継続するものである。【００５８】
ここで、自動運転終了地点の手前を走行している場合の距離を「＋」、自動運転終了地点を通り過ぎた場合の距離を「−」とする。尚、距離Ｌｔｈは、例えば「自動運転モード」から「手動運転モード」に切り替る際に、自動運転中はステアリングホイール１１などの操作入力手段の操作を行っていなかった運転者が、十分な余裕をもって手動運転に対応できるようになる距離とすると良いものである。【００５９】
≪ステップＳ３≫
ステップＳ３においては、移行制御区間への到達を判断すると車両制御装置１７は、通知手段１６を使って運転者に移行制御区間に到達したことを伝達し、手動運転の開始を促す報知を行う。ここで通知手段１６は、例えばスピーカを用いた音声情報や、インジケータやディスプレイによる視覚情報による案内を行うことができる。その後、ステップＳ４に移行する。【００６０】
≪ステップＳ４≫
ステップＳ４において、運転者の運転操作信頼度情報３９の判定を実行する。本実施形態においては、図３に示す運転操作信頼度情報３９は、図５に示す操舵制御装置１０に備えられた操舵信頼度判定器７５によって算出されるものとする。つまり、操舵信頼度判定器７５によって得られた運転操作信頼度情報７６を、運転操作信頼度情報３９と見做しているものである。【００６１】
そのため、図３に示す信頼度判定器４０は、操舵制御装置１０によって送信される操舵情報２８に含まれる運転操作信頼度情報７６を、そのまま信頼度判定器４０からの出力である運転操作信頼度情報３９としている。これは、図５に示した車両制御装置１７に入力される、運転操作信頼度情報７６に対応している。【００６２】
次に、操舵制御装置１０による運転操作信頼度７６の算出方法について説明する。上述したように「移行制御モード」に遷移すると、図６に示すような操舵信頼度判定器７５内に備えられたＳＷ機械振動発生部９１は、判定トルク情報８２を生成する。ここで、上述した通り、判定トルク情報８２は、ステアリングホイール１１に回動振動の動作を生じさせるトルクを電動機５８に発生させるためのトルク指令値である。【００６３】
判定トルク情報８２は、例えば、車両１の転舵動作に影響を与えないように、操舵装置１０を含む車両１の転舵に係る固有振動数よりも大きい所定値の周波数を持ち、運転者がその変化を感じることができる程度の機械振動を電動機５８が発生させるトルク指令値とされている。この電動機５８による機械振動は、ステアリングホイール１１に与えられ、ステアリングホイール１１の微小な回動振動となる。【００６４】
また、ＳＷ機械振動推定部９２を用いて、操舵角センサ６７の検出結果から、判定トルク情報８２を電動機５８に与えることで振動するステアリングホイール１１の回動振動９４のみを抽出する。判定トルク情報８２による振動のみを取り出すためには、例えば操舵角情報にハイパスフィルタやバンドパスフィルタ等によるフィルタリングを施して抽出することができる。【００６５】
そして、操舵信頼度判定器７５に設けられた操舵信頼度判定部９３によって運転操作信頼度７６が判定される。運転操作信頼度は、例えば図８Ａ、図８Ｂに示す方法によって判定することができる。図８Ａ、図８Ｂは車両１が直進している時にステアリングホイール１１に機械振動を与えた場合のステアリングホイールの回動角度の変化を示している。【００６６】
図８Ａは運転者がステアリングホイール１１から手を離している状態のステアリングホイールの回動角度の変化を示し、図８Ｂは運転者がステアリングホイール１１を掴んだ状態のステアリングホイールの回動角度の変化を示している。図８Ａに示すように、運転者がステアリングホイール１１から手を離している状態では、回動角度の振幅がθ０であるのに対して、図８Ｂに示すように、運転者がステアリングホイール１１を掴むと、回動角度の振幅が減少してθ１となる。【００６７】
これはステアリングホイール１１を掴むことで運転者の腕のインピーダンスが操舵装置１０を含む系に追加されることになり、ステアリングホイール１１の振動が抑制されるためである。また、運転者が漫然と運転しているときにステアリングホイール１１を掴む場合に比べて、手動運転に集中しているときは、ステアリングホイール１１を腕や手に力を加えてしっかり掴む傾向にある。【００６８】
このため、ステアリングホイール１１がしっかり掴まれた場合にはインピーダンスがより大きくなり、ステアリングホイール１１の振動がより小さくなる。この傾向を利用して運転操作信頼度Ｒは、例えば、運転操作信頼度Ｒ＝θ０−θ１として算出することができる。この運転操作信頼度Ｒは運転操作信頼度情報７６に対応するものである。求められた運転操作信頼度Ｒは、車両制御装置１７に送られ、ステップＳ５に移行する。【００６９】
≪ステップＳ５≫
ステップＳ５において、「自動運転モード」から「手動運転モード」に移行する「移行制御モード」を開始する。移行制御中は、図３に示す車両制御装置１７の移行制御器４２により移行制御量４１を算出し、制御選択器４３を用いて車両制御装置１７から移行制御量４１が制御量として出力されるように操作する。ここで、移行制御量４１には少なくとも自動運転制御量３５と、運転モードが移行制御中であることを示す移行制御モードフラグ及び運転操作信頼度Ｒが定義されている。更に、これに加えて、移行制御量４１は手動運転をアシストする制御（レーンキープアシストなどに伴うステアリングホイール１１の反力制御など）を行うアシスト制御量を含むようにしても良いものである。【００７０】
この「移行制御モード」に関する操舵装置１０の制御状態が、図９の制御フローに示されている。したがって、以下では図７に示す制御フローの説明に替えて図９に示す制御フローの説明を行うことにする。尚、この「移行制御モード」は、車両１が「自動運転モード」を終了する終了地点から所定距離Ｌｔｈだけ手前の間だけ実行されるものである。【００７１】
≪ステップＳ２０≫
ステップＳ２０において、車両制御装置１７から移行制御モードフラグを受け取り、それまで「自動運転モード」で走行していた車両１が「移行制御モード」に切り替わる遷移状態にある。移行制御モード」に切り替わるとステップＳ２１に移行する。【００７２】
≪ステップＳ２１≫
ステップＳ２１において、図５に示す自動操舵制御器７１は、操舵制御量２７に含まれる舵角指令値を用いて自動操舵トルク情報（以下、自動操舵トルク値と表記する）７３を算出し、同様に手動操舵制御器７２は、操舵トルク値と操舵制御量２７に含まれるアシスト制御量を用いて手動操舵トルク情報（以下、手動操舵トルク値と表記する）７４を算出する。これらのトルク値が算出されるとステップＳ２２に移行する。【００７３】
≪ステップＳ２２≫
ステップＳ２２において、図５に示す混合操舵制御器７７によって運転操作信頼度Ｒを用いて手動操作寄与度Ｋを演算する。手動操作寄与度Ｋは、例えば運転操作信頼度Ｒに一定ゲインをかけた値であり、運転者がステアリングホイール１１から手を放した状態で最小値０となり、運転者がしっかりステアリングホイール１１を掴んで手動運転が可能であると考えられる、運転操作信頼度Ｒｔｈに到達したときに最大値１となる値として算出されている。この手動操作寄与度Ｋが求まるとステップＳ２３に移行する。【００７４】
≪ステップＳ２３≫
ステップＳ２３において、混合操舵制御器７７によって混合操舵トルク情報（以下、混合操舵トルク値と表記する）が算出される。混合操舵トルク値をＴＭとすると、手動操作寄与度Ｋを用いて、例えば自動操舵トルク値７３をＴＡとし、手動操舵トルクトルク値７４をＴＨとしたとき、ＴＭ＝（１−Ｋ）×ＴＡ＋Ｋ×ＴＨなる数式によって混合操舵トルク値を算出することができる。【００７５】
図１０は、時間経過と共に運転操作信頼度Ｒが一定の割合で増加する場合における、手動操作寄与度Ｋと混合操舵トルクトルク値に占める自動操舵トルク値と手動操舵トルク値の割合の変化を示す図である。【００７６】
図１０の上段が時間経過に伴う運転操作信頼度Ｒの変化状態、中段が同じ時間軸の手動操作寄与度Ｋの変化状態、下段が混合操舵トルク値に占める自動操舵トルク値の割合Ｔｒａと手動操舵トルク値の割合ｔｒｍを示している。尚、運転操作信頼度Ｒｔｈは、運転操作信頼度の閾値である。図１０の中段に示すように手動操作寄与度Ｋは運転操作信頼度Ｒに応じて「０」〜「１」までの値をとるため、図１０の下段に示すように、運転操作信頼度Ｒの大きさに応じて混合操舵トルク値に占める自動操舵トルク値と手動操舵トルク値の割合が変化する。【００７７】
つまり、「移行制御モード」に遷移した直後であって、運転者がステアリングホイール１１を掴んでいない、或いは強くつかんでいない場合には、「自動操舵モード」により操舵装置６が操作され、運転者がステアリングホイール１１をしっかり掴んで運転操作信頼度Ｒが十分な値に到達した場合に、運転者の手動操舵により操舵装置６が操作されることになる。【００７８】
また、図１０に示した運転操作信頼度Ｒの変化に対する手動操作寄与度Ｋの変化は運転操作信頼度Ｒが「０」から変化したとき大きくなるものとしたが、図１１に示すように、運転操作信頼度Ｒが閾値Ｒｓを超えたところから手動操作寄与度Ｋが変化するようにしても良いものである。このような変化をさせることによって、運転操作信頼度Ｒが低く、運転者が操作を誤る恐れが大きい場合には、「自動運転モード」による制御状態を継続させることができるため、更に安全な走行状態が維持できるようになる。【００７９】
また、図１０に示した運転操作信頼度Ｒの変化に対する自動操舵トルク値と手動操舵トルク値の混合操舵トルク値に占める割合は線形に変化するものとしたが、図１２に示すように非線形な変化をとるようにしても良いものである。このような変化によっても前述の方法と同等の効果を得ることができるものである。【００８０】
≪ステップＳ２４≫
ステップ２４において、図５に示す混合操舵制御器７７で混合操舵トルク情報７８である移行操舵トルク値を算出する。移行操舵トルク値は、ステップＳ２３で算出した混合操舵トルク値に、先に説明した操舵信頼度判定器７５において算出した判定トルク情報８２を足し合わせたものである。【００８１】
≪ステップＳ２５≫
ステップＳ２５において、図５に示す操舵制御選択器７９に入力される操舵制御量に定義された運転モードフラグを読み取ることで操舵モードを判定する。「移行制御モード」と判定されればステップＳ２６に移行し、「移行制御モード」でなければステップ２８に移行する。ステップ２８は、運転モードフラグから「自動運転モード」か「手動運転モード」を判定するものである
≪ステップＳ２６≫
ステップＳ２６において、自動操舵トルク値７３、手動操舵トルク値７４、移行操舵トルク値７８の中から、移行操舵トルク値を図５に示す電動機駆動回路８０に対するトルク指令値として出力する。【００８２】
≪ステップＳ２７≫
ステップＳ２７において、で電動機駆動回路８０により電動機５８への電流値を制御して操舵装置６を駆動制御する。その後、ステップＳ２１に戻り、運転モードが切替るまでステップＳ２１からＳ２７を繰り返すものである。ここで、駆動装置５と制動装置７も、「移行制御モード」では操舵装置６と同様に、運転操作信頼度Ｒに応じて手動操作量（アクセルペダル、ブレーキペダル操作量）と自動操作量（アクセルペダル、ブレーキペダル操作量）が混合され、車両１の動作に影響を与えるように制御される。【００８３】
≪ステップＳ２８≫
ステップＳ２５で「移行制御モード」でないと判定されているので、このステップ２８においては、運転モードフラグから「自動運転モード」か「手動運転モード」を判定している。「手動運転モード」の場合はステップＳ２９に移行し、「自動運転モード」の場合はステップＳ３１に移行する。【００８４】
≪ステップＳ２９、３０、３１、３２≫
ステップＳ２９では手動操舵トルク値を求め、ステップＳ３０でこの手動操作トルク値に基づいて電動機５８を駆動し、同様にステップＳ３１では自動操舵トルク値を求め、ステップＳ３２でこの自動操作トルク値に基づいて電動機５８を駆動する。【００８５】
このように、「移行制御モード」では運転操作信頼度Ｒに基づいて、混合操舵トルク値の自動操舵トルク値と手動操舵トルク値の割合を制御しているので、手動運転に慣れていくにしたがい手動運転の操作が反映されるようになる。また、運転操作信頼度Ｒが所定の信頼度（閾値）Ｒｔｈに達して手動運転が許可されれば手動運転に移行し、運転操作信頼度Ｒが所定の信頼度Ｒｔｈに達せず手動運転が許可されなければ自動運転を継続するので、車両１の走行の安全性を維持することが可能となる。【００８６】
次に、「移行制御モード」を実行している状態、或いは「移行制御モード」を終了した状態でステップＳ６以降の処理が実行される。以下、図７に戻ってその制御を説明する。【００８７】
≪ステップＳ６≫
ステップＳ６において、現在の時点で車両１が自動車専用道路の自動運転終了地点の手前の区間を走行しているかどうかを判定する。つまり、車両１が自動運転終了地点に達していれば、「移行制御モード」を実行する機会がすでに消滅したと判定し、車両１が自動運転終了地点に達していなければ、「移行制御モード」を実行する機会がまだ存在していると見做している。したがって、車両１が自動運転終了地点に達していなければステップＳ７に移行し、車両１が自動運転終了地点に達していればステップＳ１０に移行する。【００８８】
≪ステップＳ７≫
ステップＳ７において、車両1が自動運転終了地点の手前を走行中の場合、本ステップで運転操作信頼度Ｒと閾値Ｒｔｈとの大小を比較する。運転操作信頼度Ｒが閾値Ｒｔｈよりも小さい場合は、運転者の手動運転が許可できるまでステップＳ４からＳ６までの処理を繰り返すものである。一方、運転操作信頼度が閾値Ｒｔｈよりも大きい場合は、運転者の手動運転が許可できるとしてステップＳ８に移行する。【００８９】
≪ステップＳ８、９≫
ステップＳ８において、運転操作信頼度Ｒが充分に大きいため「移行制御モード」を終了して、図３に示す手動運転制御器３８によって手動運転制御量３７を算出し、制御選択器４３を用いて手動運転制御量３７を車両制御装置１７の出力とする。【００９０】
この手動運転制御量３７には、少なくとも運転モードが「手動運転モード」で制御中であることを示す運転モードフラグ及び運転操作信頼度Ｒが定義されている。また、移行制御量４１は、手動運転をアシストする制御（レーンキープアシストなどに伴うステアリングホイール１１の反力制御など）を行うアシスト制御量を含むようにしても良いものである。【００９１】
図５に示すように、操舵制御選択器７９は図９のステップＳ２５、２８で「手動運転モード」であると判定して操舵制御選択器７９で手動操舵トルク値をトルク指令値として選択し、操舵制御装置１０の出力にする。そして手動操舵トルク値を電動機５８が出力するように電動機駆動回路８０が制御され、ステップＳ９では運転者の手動操舵に対応した制御を実行する。また、操舵装置１０以外の駆動装置５や制動装置７等のアクチュエータも運転者の操作入力に対応した制御を実行する。【００９２】
≪ステップＳ１０≫
一方、ステップＳ５で自動運転終了地点を超えたと判定された場合は、自動運転終了地点において運転操作信頼度Ｒが十分でないと判断し、車両制御装置１７は通知手段１６を用いて、車両１の周囲に存在する他車両に対して車両１が停車することを通知する。ここで通知手段１６として例えばハザードランプを用いる。この処理が終了するとステップＳ１１に移行する。【００９３】
≪ステップＳ１１、１２≫
ステップ１１において、外界情報２３等を用いて車両１の周辺の安全な駐車場所を探して自動運転制御器３６で安全な駐車場所までの走行経路を決定し、自動運転制御量３５に基づいて、駆動装置５、制動装置７、操舵装置１０の各アクチュエータを制御し、自動車専用道路の安全な駐車場所へ移動した後に、ステップＳ１２で停車状態とする。【００９４】
ここで、安全な駐車場所とは、例えば十分に広い道路の路肩である。この際に操舵制御装置１０では、図９のステップＳ２５で「自動運転モード」が選ばれているため、ステップＳ２９で自動操舵トルク値をトルク指令値として出力する。この場合、自動操舵トルク値を電動機５８が出力するように電動機駆動回路８０が制御され、以降は自動操舵を行う「自動運転モード」が実行される。【００９５】
また、駆動装置５や制動装置７等のアクチュエータも自動運転制御量３５に基づく制御を実行する。また、停車後は、例えば「自動運転モード」から「手動運転モード」に移行して、運転者の操作が開始されるまで停車状態を継続したり、駆動装置５を停止して運転者の再始動を待つようにしても良いものである。【００９６】
上述した通り、自動運転機能を備えた車両１では、「自動運転モード」で車両１が操作されている場合に、運転者がステアリングホイール１１から手を離した状態（手放し状態）になることが想定される。車両１が自動運転で走行できる区間が自動車専用道路など限られた区間のみと想定される場合、自動運転区間終了地点で「手動運転モード」への移行が必要になる。【００９７】
その際に、自動運転区間で手放し状態だったため運転操作に慣れていない運転者は自動運転終了地点で急に手動運転に切り替ることで運転操作を誤り、車両１の挙動を乱す可能性がある。特に操舵は運転者による慎重な操作が必要となるため、運転操作を誤る恐れが大きいと考えられる。【００９８】
そこで、本実施形態に示すような操舵制御装置を用いることで、自動運転終了地点の前に「移行制御モード」による走行を行う移行制御区間が設けられ、その移行制御区間において、「自動運転モード」から「手動運転モード」への移行制御が実行される。この移行制御区間において、運転者の運転操作信頼度を判定し、運転操作信頼度が高くなるにつれて手動操作による操作量が車両１の動作に反映されるようにしている。【００９９】
したがって、運転者が手動運転に慣れておらず運転操作信頼度が低いと判定された場合は、移行制御区間ですぐに手動運転に移行しないようにできる。また、運転操作信頼度が低い場合には、「自動運転モード」と「手動運転モード」を混在させることで、運転操作信頼度によって算出される手動操作寄与度の大きさに応じて、駆動装置、制動装置、操舵装置の各アクチュエータの動作に対する手動操作が与える影響を変化させることができる。これによって、移行制御区間において運転者に車両１の手動操作を慣れさせることができる。【０１００】
また、運転者が明確な意思をもってステアリングホイール１１を手動操作する場合は、運転者の腕の操作による抵抗が高まって運転操作信頼度が高く判定されるため、手動運転に素早く切り替えることも可能である。更に、自動運転終了地点に到達しても、運転者が意思をもって操作していない場合は運転操作信頼度が低いと判断し、「自動運転モード」の自動運転機能を用いて安全な駐車場所を探して停車させることができる。【０１０１】
このような運転操作信頼度に基づく「自動運転モード」から「手動運転モード」への移行を行う過程で「移行制御モード」を実行することで、「自動運転モード」から「手動運転モード」への移行において、車両１の挙動が乱れることなく走行の継続、或いは停車を行うことができるため、車両１の走行安全性を十分に確保できる効果がある。【０１０２】
また、本実施形態において、運転操作信頼度は「移行制御モード」時に操舵制御装置１０によって操舵装置６のステアリングホイール１１に生じる振動の大きさの変化によって求めている。このため、車両１の直進走行、旋回走行を問わずどのような走行状態の時にも運転操作信頼度を判定することが可能である。また、「移行制御モード」に遷移した際に、通知手段１６によって運転者への通知後にステアリングホイール１１に回動振動が発生するため、運転者に対して「移行制御モード」の状態であることを正確に認識させることができる。【０１０３】
このように、本実施形態によれば、操舵装置を備えた車両１において、自動運転終了地点までに「自動運転モード」から「手動運転モード」への安全な移行を実施することができるようになる。【０１０４】
また、本実施形態において、自動運転終了地点は自動車専用道路の出口など、予め定められた地点としたが、外界認識手段などの認識精度が低下して「自動運転モード」を継続できなくなり、それまでの認識結果を基に所定時間後に「手動運転モード」への切り替えが必要となった場合は、車両制御装置１７によって所定時間後、或いは所定距離走行後の車両位置を自動運転終了地点として設定し、上述の「移行制御モード」を実行しても同様の効果が得られるようになる。【０１０５】
つまり、車両システムの一部に失陥が生じて、車両制御装置によって長時間の「自動運転モード」の継続が難しいと判断された場合には、所定時間後、或いは所定距離走行後の車両位置を自動運転終了地点として設定して運転操作信頼度判定器によって運転者の運転操作の信頼度を判定し、「移行制御モード」を実行すれば良いものである。【０１０６】
また、本実施形態では、運転操作信頼度判定器で電動機の動作によりステアリングホイールの回動振動を操舵角センサの操舵角として検出する方法を提案したが、操舵角センサの代わりにトルクセンサで検出される操舵トルクを用いて検出しても良いものである。この場合、ステアリングホイールを掴む前の操舵装置の振動によって発生する操舵トルク値の振幅に対する、操舵トルクの減少量を運転操作信頼度として算出しても同等の効果が得られるものである。【０１０７】
更に図７のステップＳ６の判断で運転操作信頼度が低い場合には、ステップＳ１０に進んで車両を路肩に停車させるとしたが、車両の前後に他の車両がなく安全が確保できたと判定した場合には、自動運転終了地点で車両１をその場所で停車させることも可能である。
【実施例２】
【０１０８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明するが、運転操作信頼度の判定方法が実施例１と異なっており、これ以外は実施例１と同様の構成である。図１３を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明する。尚、車両、操舵装置、車両制御装置、操舵制御装置、操舵信頼度判定機器等の構成は実施例１と同様のため説明を省略する。また、操舵制御装置の「移行制御モード」の制御フローも図９と同様であるので、説明は省略する。【０１０９】
図１３は、実施例１と同様に車両１の「自動運転モード」による走行中に自動運転終了地点が近づいてきた場合の車両制御装置の制御フローである。この図１３においても、図７に示す制御フローと同じ制御ステップには同じ参照番号を付しており、同じ参照番号の制御ステップはその説明を省略する。【０１１０】
図１３において、
≪ステップＳ０≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ１≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ２≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ３≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ４≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ５≫…実施例１と同様であり説明を省略する。そして、ステップＳ５の制御ステップを実行するとステップ１３に移行する。【０１１１】
≪ステップＳ１３≫
ステップＳ１３において、車両1が自動運転終了地点の手前を走行中の場合、本ステップで運転操作信頼度Ｒと閾値Ｒｔｈとの大小を比較する。運転操作信頼度Ｒが閾値Ｒｔｈよりも小さい場合は、運転者の手動運転が許可できるまでステップＳ４からＳ５までの処理を繰り返すものである。一方、運転操作信頼度が閾値Ｒｔｈよりも大きい場合は、運転者の手動運転が許可できるとしてステップＳ１４に移行する。【０１１２】
≪ステップＳ１４≫
ステップＳ１４においては、ステップＳ１３で運転操作信頼度Ｒが閾値Ｒｔｈよりも大きいと判断されると、運転操作信頼度合格回数を１回増やすインクリメント処理を実行する。この合格回数によって、運転操作信頼度を数値化できるようになる。ステップＳ１４の処理が終了するとステップＳ１５に移行する。【０１１３】
≪ステップＳ１５≫
ステップＳ１５においては、ステップＳ１４の実行後に所定時間だけ「移行制御モード」のまま車両１の走行状態を継続する。これは、運転操作信頼度Ｒが継続して維持されているかを判断するために実行するものである。例えば、ステップＳ１３、１４で運転操作信頼度Ｒが１回だけ合格した場合でも、その後に再び運転者が手動運転を確実に行うことができるとは限らないからである。ステップＳ１５の処理が終了するとステップＳ６に移行する。【０１１４】
≪ステップＳ６≫…実施例１と同様であり説明を省略する。そして、ステップＳ６の制御ステップを実行するとステップ１６に移行する。【０１１５】
≪ステップＳ１６≫
ステップ６で自動運転終了地点の手前を走行中と判定されているので、「移行制御モード」による移行状態である。この状態でステップＳ１６においては、ステップＳ１４で求めた運転操作信頼度Ｒの合格回数と予め設定した閾値回数Ｎ（３〜５）とを比較する。運転操作信頼度Ｒの合格回数が閾値回数Ｎよりも小さい場合は、ステップＳ４、５、１３、１４、１６、６までを繰り返して運転操作信頼度を判定する。運転操作信頼度Ｒの合格回数がＮ以上になった場合、運転者による手動運転が十分可能と判断してステップＳ８に移行して、以下の制御ステップを実行する。尚、合格回数は、ステップＳ１６で閾値回数Ｎを超えたと判断されると「０」にクリアされるものである。【０１１６】
≪ステップＳ８≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ９≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ１０≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ１１≫…実施例１と同様であり説明を省略する。
≪ステップＳ１２≫…実施例１と同様であり省略する。【０１１７】
本実施形態によっても実施例１と同様に、自動運転終了地点の前に移行制御による走行を行う移行制御区間が設けられ、その区間において自動運転から手動運転への移行制御が実行される。本実施形態によって得られる作用、効果は実施例１と同様であるので、その説明は省略する。【０１１８】
尚、本実施形態では、運転者の運転操作信頼度の合格回数を判定した後に「手動運転モード」に移行するようにしているため、信頼度判定をより正確、確実に行うことができ、車両１の「自動運転モード」から「手動運転モード」への移行をより安全に行うことができる。【０１１９】
また、図１３に示す制御フローではステップＳ１１０で運転操作信頼度Ｒが閾値ＲｔｈよりもＮ回以上大きくならないと「手動運転モード」に移行しない例を説明したが、ステップＳ１５の所定時間だけ「移行制御モード」の状態で走行している間に、運転者が自動運転ＳＷ３１を操作して「自動運転モード」の解除を指示した場合には即座に「手動運転モード」に移行するように構成されている。
【実施例３】
【０１２０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明するが、運転操作信頼度の判定に使用するパラメータが実施例１と異なっており、これ以外は実施例１と同様の構成である。図１４を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。尚、車両、操舵装置、車両制御装置、操舵制御装置、操舵信頼度判定機器等の構成は実施例１と同様のため説明を省略する。また、制御フローは実施例１或いは実施例２と同様であるので、説明は省略する。【０１２１】
図１４の操舵装置６では、ステアリングホイール１１の運転者の把持部に把持圧力センサ２０１を組み込み、操舵制御装置１０に把持圧力情報２０２を操舵情報の一つとして入力している。【０１２２】
この構成の場合、図７のステップＳ４の運転操作信頼度判定において、ステアリングホイール１１を握る運転者の把持圧力情報２０２を検出し、把持圧力２０２の大きさによって運転操作信頼度Ｒを判定することができる。把持圧力情報２０２がない場合には、運転者はステアリングホイール１１から手を放した手放し状態であり、把持圧力情報２０２が所定値以上ある場合は、運転者によってステアリングホイール１１が強く掴まれている状態である。【０１２３】
このため、運転操作信頼度Ｒは、把持圧力情報２０２に一定のゲインＫｐをかけた値として求め、運転操作信頼度Ｒとして用いることができる。この把持圧力情報２０２から求めた運転操作信頼度Ｒを用いて、実施例１と同様に「移行制御モード」を実行することで、実施例１と同様の作用、効果が得られ、自動運転終了地点までに「自動運転モード」から「手動運転モード」への安全な移行を実施することができる。【０１２４】
また、把持圧力センサ２０１の変形例として、把持部に圧力スイッチを設けて運転者がこれを握った場合にスイッチ信号が立ち上がり、この立ち上がりを検出すると運転操作信頼度が高いと判定しても同様の、作用効果が得られるものである。
【実施例４】
【０１２５】
次に、本発明の第４の実施形態について説明するが、運転操作信頼度の判定に使用するパラメータが実施例１と異なっており、これ以外は実施例１と同様の構成である。図１４を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。尚、車両、操舵装置、車両制御装置、操舵制御装置、操舵信頼度判定機器等の構成は実施例１と同様のため説明を省略する。また、制御フローは実施例１或いは実施例２と同様であるので、説明は省略する。【０１２６】
図１５に示すように、車両制御装置１７には、入力手段として運転者状態認識手段３０１が取り付けられ、運転者状態情報３０２が入力される点で実施例１と異なっている。ここで、運転者状態認識手段３０１とは運転者の挙動を監視するセンサーカメラや心拍計などである。【０１２７】
この構成の場合、図７のステップＳ４の運転操作信頼度判定において、運転者状態情報３０２を用いて運転操作信頼度Ｒを判定する。例えば、運転者が目を開けているかどうか、ハンドルを握っているかどうかを直接画像で検出したり、心拍数の上昇などから運転者の緊張状態などを推定したりすることで運転操作信頼度を決定する。【０１２８】
このような運転者状態情報３０２から求めた運転操作信頼度Ｒを用いて実施例１と同様に制御を実行することができる。この場合、この判定は車両制御装置１７の信頼度判定手段４０で運転操作信頼度３９を算出するため、実施例１では操舵装置６で実行したステアリングホイール１１の振動による判定は行わなくて良いものである。このため、操舵装置６の操舵信頼度判定器７５は操舵制御量に含まれる値をそのまま使うことができる。【０１２９】
このような本実施形態も実施例１と同様の作用、効果が得られ、自動運転終了地点までに「自動運転モード」から「手動運転モード」への安全な移行を実施することができる。【０１３０】
尚、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１…車両、２…車両位置把握手段、３…車両状態認識手段、４…外界認識手段、５…駆動装置、６…操舵装置、７…制動装置、８…駆動制御装置、９…アクセルペダル、１０…操舵制御装置、１１…ステアリングホイール、１２…前輪、１３…後輪、１４…制動制御装置、１５…ブレーキペダル、１６…通知手段、１７…車両制御装置、３６…自動運転制御器、３８…手動運転制御器、４０…運転操作信頼度判定器、４２…移行制御器、４３…制御選択器、５２…ステアリングシャフト、５３…ピニオン軸、５４…ラック軸、５５…タイロッド、５６…トルクセンサ、５８…電動機、５９…出力軸、６０…減速機構、６１…ベルト・プーリ、６２…ボールねじ、６３…入力端子、６４…出力端子、６７…操舵角センサ、７１…自動操舵制御器、７２…手動操舵制御器、７５…操舵信頼度判定器、７７…混合操舵制御器、７９…操舵制御選択器、９１…ステアリングホイール振動発生部、９２…ステアリングホイール振動推定部、９３…操舵信頼度判定部。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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