(57)【要約】【課題】ハンドルが保舵されていない手放し状態を高い精度で検出する。【解決手段】保舵状態検出装置１は、ハンドル２に加わる操舵トルクを検出する検出部１１と、検出部１１が所定期間内に検出した複数の操舵トルクの大きさを示す複数の操舵トルク値のばらつきを導出する導出部１３１と、複数の操舵トルク値のばらつきが所定値より小さい場合に、ハンドル２が保舵されていない状態を示す手放し状態であると判定する判定部１３２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルに加わる操舵トルクを検出する検出部と、
前記検出部が所定期間内に検出した複数の前記操舵トルクの大きさを示す複数の操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値を導出する導出部と、
前記統計値が所定値より小さい場合に、前記ハンドルが保舵されていない状態を示す手放し状態であると判定する判定部と、
を有する保舵状態検出装置。
【請求項２】
前記導出部は、前記検出部が前記所定期間内に検出した前記複数の操舵トルク値の標準偏差又は分散を、前記統計値として導出し、
前記判定部は、前記操舵トルク値の標準偏差又は分散が前記所定値より小さい場合に、前記手放し状態であると判定することを特徴とする、
請求項１に記載の保舵状態検出装置。
【請求項３】
前記所定値が、走行中の車輪に加わる負荷による前記車輪の変動量に基づいて定められた値であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の保舵状態検出装置。
【請求項４】
前記所定値が、走行位置を制御する運転支援装置が発生するトルクの変動量に基づいて定められた値であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の保舵状態検出装置。
【請求項５】
ハンドルに加わる操舵トルクを検出する検出部と、
前記検出部が所定期間内に検出した複数の前記操舵トルクの大きさを示す複数の操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値を導出する導出部と、
前記統計値が所定値より小さい場合に、前記ハンドルが保舵されていない状態を示す手放し状態であると判定する判定部と、
前記手放し状態でない場合に前記ハンドルの操舵支援を行い、前記手放し状態である場合に前記操舵支援を停止する運転支援部と、
を有する運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバによるハンドルの保舵状態を検出する保舵状態検出装置及び運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライバがハンドル操作をしているか否かを検出することができるシステムが知られている。特許文献１には、ドライバがハンドルを把持していない手放し状態であることを検出した場合に、モータを駆動してハンドルを自動制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のシステムにおいては、ドライバがハンドルに対して加える操舵トルクの大きさに基づいて、ハンドル手放し状態であるか否かを判定していた。しかし、ドライバがハンドルを軽く把持していたり、手を添えていたりする場合には、ドライバがハンドルを保舵しているか否かを誤判定しやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ハンドルが保舵されていない手放し状態の検出精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の保舵状態検出装置は、ハンドルに加わる操舵トルクを検出する検出部と、前記検出部が所定期間内に検出した複数の前記操舵トルクの大きさを示す複数の操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値を導出する導出部と、前記統計値が所定値より小さい場合に、前記ハンドルが保舵されていない状態を示す手放し状態であると判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
このようにすることで、保舵状態検出装置は、ハンドルが保舵されていない手放し状態を検出する精度を向上させることができる。
【０００８】
前記導出部は、前記検出部が前記所定期間内に検出した前記複数の操舵トルク値の標準偏差又は分散を、前記統計値として導出し、前記判定部は、前記操舵トルク値の標準偏差又は分散が前記所定値より小さい場合に、前記手放し状態であると判定することを特徴とする。
【０００９】
このようにすることで、保舵状態検出装置は、手放し状態であるか否かによって操舵トルク値のばらつきの大きさを示す客観的な指標を用いて判定することができるので、手放し状態の検出精度を向上させることができる。
【００１０】
前記所定値が、走行中の車輪に加わる負荷による前記車輪の変動量に基づいて定められた値であることを特徴とする。
このようにすることで、走行中の車輪に加わる負荷によって発生した操舵トルクの影響を受けることなく判定できるので、ハンドルが保舵された状態と手放し状態とを判別する精度を高めることができる。
【００１１】
前記所定値が、走行位置を制御する運転支援装置が発生するトルクの変動量に基づいて定められた値であることを特徴とする。
このようにすることで、運転支援が行われている場合に生じた手放し状態を、高精度に検出することができる。
【００１２】
本発明の運転支援装置は、ハンドルに加わる操舵トルクを検出する検出部と、前記検出部が所定期間内に検出した複数の前記操舵トルクの大きさを示す複数の操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値を導出する導出部と、前記統計値が所定値より小さい場合に、前記ハンドルが保舵されていない状態を示す手放し状態であると判定する判定部と、前記手放し状態でない場合に前記ハンドルの操舵支援を行い、前記手放し状態である場合に前記操舵支援を停止する運転支援部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このようにすることで、運転支援装置は、ハンドルが保舵されていない手放し状態を検出する精度を向上させることができ、ハンドルの保舵状態に応じた操舵支援を行うことができる。これにより、運転支援装置は、運転支援時における車両の安全性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハンドルが保舵されていない手放し状態の検出精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る保舵状態検出装置の構成を示す図である。
【図２】車両走行時に検出された操舵トルク値の分布を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る保舵状態検出装置における処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る運転支援装置の概要を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る運転支援装置の構成を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る運転支援装置における処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
［操舵系Ｗの構成］
図１は、本実施形態に係る保舵状態検出装置１の構成を示す図である。保舵状態検出装置１は、乗用車等の車両の操舵系に搭載されている。以下、保舵状態検出装置１を含む操舵系Ｗの構成を説明する。操舵系Ｗは、保舵状態検出装置１と、ハンドル２と、操舵軸３と、舵取機構部４と、車速検知部５とを有する。
【００１７】
保舵状態検出装置１は、ドライバがハンドル２を把持している保舵状態であるか、ハンドル２を把持していない手放し状態であるかを検出する装置である。保舵状態検出装置１は、ハンドル２に加えられた操舵トルクの大きさを示す操舵トルク値のばらつきを示す統計値に基づいて、手放し状態であるか否かを判定する。保舵状態検出装置１の詳細については、後述する。
【００１８】
ハンドル２は、軸周りに回転可能な態様で車両内に固定されている。操舵軸３は、ハンドル２に加えられた操舵トルクを伝達する回転軸である。操舵軸３は、ドライバがハンドル２を回転させるときに加える操舵トルクを、舵取機構部４に伝達する。
【００１９】
舵取機構部４は、例えば、操舵軸３の下端に一体形成されたピニオン４１と、これに噛合するラック軸４２とを備えるラックアンドピニオン式の舵取り機構を有する。これにより、舵取機構部４は、操舵軸３を介して伝達されたトルクを車両の進行方向に直交する横方向の力に変換する。ラック軸４２は、車両の前部に、車両の横に対して摺動可能に固定されている。また、舵取機構部４の両端は、夫々タイロッド４３Ｌ、４３Ｒを介して前輪４４Ｌ、４４Ｒ夫々に連結されている。舵取機構部４は、車両の横方向の直線方向の力によりタイロッド４３Ｌ、４３Ｒを摺動させることにより前輪４４Ｌ、４４Ｒを操向する。
【００２０】
車速検知部５は、車両の走行速度である車速を検知するセンサである。車速検知部５は、検知した車速を保舵状態検出装置１に通知する。
【００２１】
［保舵状態検出装置１の構成］
続いて、保舵状態検出装置１の構成について詳細に説明する。
保舵状態検出装置１は、検出部１１と、記憶部１２と、制御部１３と、を有する。検出部１１は、ハンドル２に加えられた操舵トルクを、操舵軸３を介して検出する。例えば、検出部１１は、操舵軸３にかかる操舵トルクの大きさを検出するトルクセンサである。検出部１１は、検出した操舵トルクの大きさを示す操舵トルク値を制御部１３に通知する。
【００２２】
記憶部１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいる。記憶部１２は、制御部１３が実行するプログラムを記憶している。
制御部１３は、例えば、ＣＰＵである。制御部１３は、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、導出部１３１及び判定部１３２として動作する。
【００２３】
導出部１３１は、検出部１１が所定期間内に検出した複数の操舵トルク値に基づいて、操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値を導出する。例えば、導出部１３１は、操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値として、検出部１１が所定期間内に検出した複数の操舵トルク値の標準偏差又は分散を導出する。導出部１３１は、例えば、検出部１１が直近の５秒間に検出した複数の操舵トルク値の分散を算出する。
【００２４】
図２は、車両走行時に検出された操舵トルク値の分布の一例を示す図である。なお、図２に示す例においては、横軸は操舵トルク値の大きさを示し、縦軸は操舵トルク値が検出された時間の長さを示す。横軸において、原点の右側は、右方向の操舵トルク値を示しており、原点の左側は、左方向の操舵トルク値を示している。
【００２５】
図２に示す例における分布は、直線の道路を車両が走行している間に検出された操舵トルク値の分布である。図２に示す例においては、手放し状態、軽い把持状態、及び通常の把持状態で車両が走行している間に検出された操舵トルク値の分布が、夫々、実線、一点鎖線、及び点線で示されている。
【００２６】
図２に示す例においては、手放し状態のばらつきが、軽い把持状態及び通常の把持状態のばらつきに比べて小さいことが示されている。手放し状態において発生しているばらつきは、車両が道路を走行中に、道路の凹凸等の影響で車輪の向きが変動することに伴って、操舵軸３に加わったトルクの大きさ及び向きが変動したことにより生じたばらつきである。軽い把持状態及び通常の把持状態においては、ドライバにより、道路の凹凸等の影響による車輪の向きの変動を打ち消すような操作がされることにより、ばらつきが大きくなっている。
【００２７】
判定部１３２は、複数の操舵トルク値の統計値が所定値より小さい場合に、手放し状態であると判定する。具体的には、判定部１３２は、操舵トルク値の標準偏差又は分散が、走行中の車輪に加わる負荷による車輪の変動量に基づいて予め設定された判定閾値より小さい場合に、ハンドル２が手放し状態であると判定する。
【００２８】
より具体的には、判定部１３２は、検出部１１が予め設定された検出期間内に検出した操舵トルク値の分散の値を算出する。判定部１３２は、算出された分散の値が判定閾値より小さいか否かを判定する。そして、判定部１３２は、分散の値が判定閾値より小さい場合は、ハンドル２が手放し状態であると判定する。他方、判定部１３２は、分散の値が判定閾値以上である場合は、ハンドル２は保舵状態であると判定する。
【００２９】
判定部１３２は、走行中の道路の状態に基づいて、判定閾値を変更してもよい。例えば、判定部１３２は、道路の状態に関する情報を含む地図情報と、ＧＰＳ（Global Position System）から得られる車両の位置を示す情報とに基づいて、走行中の道路の状態を特定し、走行中の道路の状態に基づいて、判定閾値を変更してもよい。
【００３０】
判定部１３２は、車速検知部５が検出した車速が所定の速度より大きい状態で、所定の時間以上にわたってハンドル２が手放し状態であると判定した場合に、ドライバに対する警告を出力する。例えば、判定部１３２は、車速が予め設定された判定速度より大きい状態で、３秒間以上ハンドル２が手放し状態で走行していると判定すると、車両内に予め設けられた警告装置（不図示）に対して警告信号を出力する。警告装置は、判定部１３２から警告信号が入力されると、ドライバに対する警告音又は警告表示を出力する。このようにすることで、手放し状態が継続することによる事故の発生を抑制することができる。
【００３１】
［保舵状態検出装置１における処理の手順］
続いて、保舵状態検出装置１における、手放し状態を検知する処理の手順について説明する。図３は、本実施形態に係る保舵状態検出装置１における処理の手順を示すフローチャートである。
【００３２】
まず、検出部１１が、操舵軸３における操舵トルクを検出する（Ｓ１１）。続いて、導出部１３１は、検出部１１が所定期間内に検出した複数の操舵トルク値の統計値を導出する（Ｓ１２）。
【００３３】
続いて、判定部１３２は、導出された操舵トルク値の統計値が判定閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ１３）。操舵トルク値の統計値が判定閾値以上である場合に（Ｓ１３でＮｏ）、Ｓ１１に戻る。
【００３４】
他方、操舵トルク値の統計値が判定閾値より小さい場合（Ｓ１３でＹｅｓ）、判定部１３２は、手放し状態であると判定してＳ１４に進む。
続いて、車速検知部５が車両の車速を検知する（Ｓ１４）。判定部１３２は、車速検知部５が検知した車速が判定速度以上であるか否かを判定する（Ｓ１５）。車速が判定速度より小さい場合（Ｓ１５でＮｏ）、Ｓ１１に戻る。
【００３５】
他方、車速が判定速度以上である場合（Ｓ１５でＹｅｓ）、警告装置が、ドライバに対する警告音又は警告表示を出力する（Ｓ１６）。
続いて、判定部１３２は、車両が停止したか否かを判定する（Ｓ１７）。車両が停止していない場合（Ｓ１７でＮｏ）、Ｓ１１に戻る。他方、車両が停止した場合、保舵状態検出装置１は、手放し状態を検出する処理を終了する。
なお、図３においては、車速が判定速度以上の場合に警告を出力するものとしたが、保舵状態検出装置１は、Ｓ１３において統計値が判定閾値より小さいと判定したことに応じて警告を出力してもよい。
【００３６】
［第１の実施形態における効果］
以上のとおり、本実施形態に係る保舵状態検出装置１は、所定期間内に検出した操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値を導出し、この統計値が所定値より小さい場合に手放し状態であると判定する。このようにすることで、保舵状態検出装置１は、ドライバが運転中の車両におけるハンドルの手放し状態を高い精度で検出することができる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態に係る運転支援装置１０の概要を示す図である。本実施形態の操舵系Ｗは、ハンドル２と、操舵軸３と、舵取機構部４と、アクチュエータ７と、運転支援装置１０とを有する。運転支援装置１０は、保舵状態検出装置１及び運転支援部６を有する。
第１の実施形態においては、判定部１３２が手放し状態を検知した場合に、ドライバに対して警告を出力する場合について説明した。これに対して、第２の実施形態における操舵系Ｗは、運転支援部６と、アクチュエータ７とをさらに有し、判定部１３２が手放し状態であることを検知した場合に、運転支援部６の動作を停止する点で、第１の実施形態と異なる。
【００３８】
［運転支援装置１０の構成］
続いて、運転支援装置１０の構成を説明する。図５は、第２の実施形態に係る運転支援装置１０の構成を示す図である。
【００３９】
運転支援部６は、例えばＣＰＵ（不図示）を有しており、ＲＯＭ（不図示）に記憶されたプログラムを実行することにより、例えば、車線に沿って走行するための運転支援動作を実行する。例えば、運転支援部６は、車速検知部５により検知された車速が所定値を超えた場合に運転支援動作を開始する。運転支援部６は、カメラ（不図示）により撮影された画像に基づいて、例えば、車両の所定の位置と車線境界線との間の距離により示される走行位置が所定の範囲内に収まるように、アクチュエータ７を制御する。
【００４０】
運転支援部６がアクチュエータ７を制御することにより、アクチュエータ７が操舵軸３にトルクを加えて操舵軸３を回転させる。本実施形態における検出部１１は、ドライバがハンドル２に加えるトルクと、アクチュエータ７が操舵軸３に加えるトルクとを合わせたトルクを操舵トルクとして検出する。運転支援部６による運転支援動作により、図２と同様に、手放し状態であっても、操舵トルク値にばらつきが生じる。保舵状態においては、アクチュエータ７により操舵軸３に加わるトルクに、ドライバがハンドル２に加えるトルクが加算されるので、第１の実施形態と同様に、操舵トルク値のばらつきが、手放し状態に比べて大きくなる。
【００４１】
判定部１３２は、第１の実施形態と同様に、操舵トルク値の分散又は標準偏差が判定閾値より小さい場合に、手放し状態であると判定することができる。具体的には、判定部１３２は、操舵トルク値の標準偏差又は分散が、走行位置を制御する運転支援装置１０が発生するトルクの変動量に基づいて定められた判定閾値より小さい場合に、ハンドル２が手放し状態であると判定する。第２の実施形態においては、操舵軸３に、アクチュエータ７により加えられるトルクと、ドライバにより加えられるトルクとが加えられるので、ばらつきが大きくなりやすい。そこで、第２の実施形態における判定部１３２は、運転支援部６が運転支援動作をしている間の判定閾値を、運転支援部６が運転支援動作をしていない間の判定閾値より大きな値にしてもよい。判定部１３２は、判定結果を運転支援部６に通知する。
【００４２】
運転支援部６は、判定部１３２から通知された判定結果に基づいて、手放し状態でない場合にハンドル２の操舵支援を行い、手放し状態である場合にハンドル２の操舵支援を停止する。具体的には、運転支援部６は、判定部１３２がハンドル保舵状態であると判定している場合に、アクチュエータ７に対して運転支援用の制御信号を送信する。他方、運転支援部６は、判定部１３２がハンドル２の状態を手放し状態であると判定している場合に、アクチュエータ７に対する、運転支援用の制御信号の送信を停止する。このようにすることで、運転支援部６は、例えば、保舵状態検出装置１が手放し状態であることを検出した場合に、アクチュエータ７が操舵軸３にトルクを加える動作を停止することができる。
【００４３】
また、運転支援部６は、例えば、手放し状態であることを検出した場合に、車両内に予め設けられた警告装置（不図示）に対して警告信号を出力してもよい。警告信号は、ドライバに対する警告音又は警告表示を出力するための制御信号である。警告装置は、運転支援部６から警告信号が入力されると、ドライバに対する警告音又は警告表示を出力する。
【００４４】
このようにすることで、運転支援部６は、運転支援時に手放し状態が生じることを抑制し、走行時の車両の安全性を高めることができる。なお、上記の説明では、運転支援部６を、保舵状態検出装置１とは異なるＣＰＵにより構成する例について説明したが、この構成に限定されない。例えば、制御部１３が、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、運転支援部６として動作する構成であってもよい。
【００４５】
［運転支援装置１０における処理の手順］
続いて、運転支援装置１０における処理の手順について説明する。図６は、本実施形態に係る運転支援装置１０における処理の手順を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、運転支援部６は、車速が所定値を超えた場合に運転支援動作を開始する（Ｓ２１）。続いて、検出部１１が、操舵軸３における操舵トルクを検出する（Ｓ２２）。導出部１３１は、検出部１１が所定期間内に検出した複数の操舵トルク値の統計値を導出する（Ｓ２３）。
【００４７】
続いて、判定部１３２は、導出部１３１が導出した操舵トルク値の統計値が判定閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。判定部１３２は、操舵トルク値の統計値が判定閾値以上の大きさであると判定した場合（Ｓ２４でＮｏ）、運転支援部６は、運転支援動作を継続して行い（Ｓ２５）、Ｓ２２に戻る。
他方、判定部１３２は、操舵トルク値の統計値が判定閾値より小さいと判定すると（Ｓ２４でＹｅｓ）、運転支援部６は、運転支援動作を停止する（Ｓ２６）。
【００４８】
［第２の実施形態における効果］
以上のとおり、本実施形態に係る運転支援装置１０は、所定期間内に検出した操舵トルク値のばらつきの大きさを示す統計値が判定閾値より小さいか否かを判定する。そして、運転支援装置１０は、統計値が判定閾値より小さい場合に手放し状態であると判定すると、運転支援動作を停止する。このようにすることで、運転支援装置１０は、手放し状態で運転支援を行うことを抑制することができ、車両の安全性を高めることができる。
【００４９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記の説明においては、操舵トルク値のばらつきの大きさを示す指標として分散又は標準偏差を用いる例を説明したが、他の指標を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・保舵状態検出装置
２・・・ハンドル
３・・・操舵軸
４・・・舵取機構部
５・・・車速検知部
６・・・運転支援部
７・・・アクチュエータ
１０・・・運転支援装置
１１・・・検出部
１２・・・記憶部
１３・・・制御部
１３１・・・導出部
１３２・・・判定部
４１・・・ピニオン
４２・・・ラック軸
４３Ｌ、４３Ｒ・・・タイロッド
４４Ｌ、４４Ｒ・・・前輪
Ｗ・・・操舵系
【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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