(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度及び操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転又はドライバによる手動運転に切り替える運転切替制御部と、
前記ドライバが操舵可能な前記車両の操舵子に対する前記ドライバによる把持の有無を検出する把持センサと、
前記操舵子への操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記車両の速度を変更乃至維持するために前記ドライバの操作を受け付ける運転操作子と、
該運転操作子に対する前記ドライバによる操作の有無に対応して、前記ドライバの運転意思の有無を判定する運転意思判定部と、
前記把持センサの異常の有無を判定する異常判定部と、を備える車両制御装置であって、
前記運転切替制御部は、
自動運転中に、前記自動運転から前記手動運転に切り替えるテイクオーバー要求を受けた場合に、前記トルクセンサにより検出されている前記操舵トルクが所定値以下であり、前記異常判定部により前記把持センサに異常が有ると判定されているときであっても、前記運転意思判定部により運転意思が有ると判定されているときには、前記自動運転から前記手動運転へ切り替える、
車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御装置であって、
前記運転操作子は、アクセルペダル及びブレーキペダルを含み、それぞれ、所定値以上の踏込操作があった場合に、前記運転意思判定部は、前記ドライバに運転意思が有ると判定する
車両制御装置。
【請求項３】
車両の速度及び操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転又はドライバによる手動運転に切り替える運転切替制御部と、
前記ドライバが操舵可能な前記車両の操舵子に対する前記ドライバによる把持の有無を検出する把持センサと、
前記操舵子への操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記車両の速度を変更乃至維持するために前記ドライバの操作を受け付ける運転操作子と、
該運転操作子に対する前記ドライバによる操作の有無に対応して、前記ドライバの運転意思の有無を判定する運転意思判定部と、
前記把持センサの異常の有無を判定する異常判定部と、を備える車両制御装置であって、
前記運転切替制御部は、
自動運転中に、前記自動運転から前記手動運転に切り替えるテイクオーバー要求を受けた場合に、前記トルクセンサにより検出されている前記操舵トルクが所定値以下であり、前記異常判定部により前記把持センサが正常であると判定されている場合に、前記把持センサにより前記操舵子に対する前記ドライバによる把持が検出されていないときであっても、前記運転意思判定部により運転意思が有ると判定されているときには、前記自動運転から前記手動運転へ切り替える、
車両制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両制御装置であって、
前記運転操作子は、アクセルペダル及びブレーキペダルを含み、前記アクセルペダル又は前記ブレーキペダルに所定値以上の踏込操作があった場合に、前記運転意思判定部は、前記ドライバに運転意思が有ると判定する
車両制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の車両制御装置であって、
前記運転操作子は、電動パーキングブレーキを含み、該電動パーキングブレーキがオン状態への操作がなされたとき、前記運転意思判定部は、前記ドライバに運転意思があると判定する、
車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の速度及び操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実行可能な車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、自動運転から手動運転への切り替えを制御する制御装置が記載されている。
【０００３】
この制御装置では、運転者によりステアリングホイールが把持されていることを圧力センサにより検出した後、アクセル踏込量が大きく、且つ操舵角度が直進状態を示す角度であると判定したとき、自動運転から手動運転への切り替えるように構成されている（特許文献１の［００２５］−［００３０］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−９７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記背景技術では、ステアリングホイールが把持されていることを前提に自動運転から手動運転への切り替え要求、いわゆるテイクオーバー要求に応えるように構成されているので、例えば、ステアリングホイールへのドライバの把持を検出する圧力センサが故障している場合には、テイクオーバー要求に応えることができないという課題がある。
【０００６】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、操舵子の把持が検出されない場合であっても、テイクオーバー要求に応えることが可能な車両制御装置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】
【０００７】
この発明の一態様に係る車両制御装置は、車両の速度及び操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転又はドライバによる手動運転に切り替える運転切替制御部と、前記ドライバが操舵可能な前記車両の操舵子に対する前記ドライバによる把持の有無を検出する把持センサと、前記操舵子への操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記車両の速度を変更乃至維持するために前記ドライバの操作を受け付ける運転操作子と、該運転操作子に対する前記ドライバによる操作の有無に対応して、前記ドライバの運転意思の有無を判定する運転意思判定部と、前記把持センサの異常の有無を判定する異常判定部と、を備える車両制御装置であって、前記運転切替制御部は、自動運転中に、前記自動運転から前記手動運転に切り替えるテイクオーバー要求を受けた場合に、前記トルクセンサにより検出されている前記操舵トルクが所定値以下であり、前記異常判定部により前記把持センサに異常が有ると判定されているときであっても、前記運転意思判定部により運転意思が有ると判定されているときには、前記自動運転から前記手動運転へ切り替える。
この発明の他の態様に係る車両制御装置は、車両の速度及び操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転又はドライバによる手動運転に切り替える運転切替制御部と、前記ドライバが操舵可能な前記車両の操舵子に対する前記ドライバによる把持の有無を検出する把持センサと、前記操舵子への操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記車両の速度を変更乃至維持するために前記ドライバの操作を受け付ける運転操作子と、該運転操作子に対する前記ドライバによる操作の有無に対応して、前記ドライバの運転意思の有無を判定する運転意思判定部と、前記把持センサの異常の有無を判定する異常判定部と、を備える車両制御装置であって、前記運転切替制御部は、自動運転中に、前記自動運転から前記手動運転に切り替えるテイクオーバー要求を受けた場合に、前記トルクセンサにより検出されている前記操舵トルクが所定値以下であり、前記異常判定部により前記把持センサが正常であると判定されている場合に、前記把持センサにより前記操舵子に対する前記ドライバによる把持が検出されていないときであっても、前記運転意思判定部により運転意思が有ると判定されているときには、前記自動運転から前記手動運転へ切り替える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、自動運転中に、自動運転から手動運転に切り替えるテイクオーバー要求を受けた場合に、操舵子の把持が検出されない場合であっても、テイクオーバー要求に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１中のドライバセンサの構成を示す説明図である。
【図３】図３Ａは、ステアリングホイールを把持している状態での把持センサの模式的回路説明図である。図３Ｂは、図３Ａの等価回路図である。
【図４】図４は、図１中の演算部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施形態に係る車両制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。
【図６】図６Ａは、把持センサによる把持検出が難しいシーンの説明図、図６Ｂは、トルクセンサによる把持検出が難しいシーンの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１１】
［全体構成］
図１は、この発明の一実施形態に係る車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。
【００１２】
車両制御装置１０は、車両に組み込まれており、且つ、自動運転又は手動運転により車両の走行制御を行う。ここで、「自動運転」には、車両の走行制御をすべて自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」や「運転支援」を含む。
【００１３】
車両制御装置１０は、車両の走行制御を統括する統括制御装置１２と、統括制御装置１２への入力機能を担う入力装置１４と、統括制御装置１２からの出力機能を担う出力装置１６と、を備える。
【００１４】
入力装置１４には、外界センサ１８と、通信装置２０と、ナビゲーション装置２２と、車両センサ２４と、ドライバセンサ２６と、が含まれる。
【００１５】
外界センサ１８は、車両周囲の状態を検出した外界情報を表す外界信号Ｉｅを統括制御装置１２に送る。通信装置２０は、車両の外部にある各種通信機器と情報の送受信を行った通信情報を表す通信信号Ｉｃを統括制御装置１２に送る。ナビゲーション装置２２は、目的地までの走行経路を生成すると共に車両の走行位置（現在位置）を計測し前記走行経路及び現在位置を含むナビゲーション情報を表すナビゲーション信号Ｉｎを統括制御装置１２に送る。車両センサ２４は、車両の状態を検出した車両情報を表す車両信号Ｉｖを統括制御装置１２に送る。ドライバセンサ２６は、ドライバの状態を検出したドライバ情報を表すドライバ信号Ｉｄを統括制御装置１２に送る。
【００１６】
［ドライバセンサ２６の構成］
図２は、ドライバセンサ２６の構成を示す説明図である。
ドライバセンサ２６には、自動運転スイッチ１０２と、ドライバモニタカメラ１０４と、運転操作子としてのアクセルペダルに一体的に設けられているアクセルセンサ（アクセルペダル踏込量センサ）１０６と、他の運転操作子としてのブレーキペダルに一体的に設けられているブレーキセンサ（ブレーキペダル踏込量センサ）１０８と、電動パーキングブレーキスイッチ（ＥＰＢスイッチ）１１０と、把持センサ１１２と、操舵トルクセンサ１１４と、が含まれる。
【００１７】
自動運転スイッチ１０２は、ダッシュボードに設けられ、ドライバが自動運転の開始及び終了を指示するためのオンオフスイッチであり、自動運転オンオフ信号Ｉａｕｔｏを統括制御装置１２に送る。
【００１８】
ドライバモニタカメラ１０４は、ダッシュボードに設けられ、車内のドライバを撮影し、ドライバ画像情報を示すドライバ画像信号Ｉｄｃを統括制御装置１２に送る。ドライバ画像信号Ｉｄｃは、統括制御装置１２において、ドライバの状態として例えばドライバのよそ見や失陥を検出するために用いられる。
【００１９】
アクセルセンサ１０６は、ドライバ操作によるアクセルペダルの踏込量を表すアクセル踏込量信号Ｉａｐを統括制御装置１２に送る。なお、車両がスロットルを備える場合には、アクセル踏込量信号Ｉａｐに代替してスロットル開度信号にしてもよい。
【００２０】
ブレーキセンサ１０８は、ドライバ操作によるブレーキペダルの踏込量を表すブレーキ踏込量信号Ｉｂｐを統括制御装置１２に送る。なお、ブレーキが油圧ブレーキである場合には、ブレーキ踏込量信号Ｉｂｐに代替してブレーキ圧信号に代替してもよい。
【００２１】
ＥＰＢスイッチ１１０は、センターコンソールに設けられ、ドライバ操作によるＥＰＢオンオフ情報を表すＥＰＢオンオフ信号Ｉｅｐｂを統括制御装置１２に送る。
【００２２】
把持センサ１１２は、静電容量センサであり、静電容量マット２８と把持センサ判定部２９とを含む。把持センサ判定部２９は、ドライバが操舵子としてのステアリングホイール４０を把持しているか否か、及び該把持を検出する静電容量マット２８が故障状態にあるか否かを検出し、把持情報を表す把持信号Ｉｇとして統括制御装置１２に送る。
【００２３】
操舵トルクセンサ１１４は、ステアリング軸に設けられ、ドライバによるステアリングホイール４０の回動力を検出し、操舵トルク情報を表す操舵トルク信号Ｉｓｔを統括制御装置１２に送る。
【００２４】
総括すると、ドライバセンサ２６から統括制御装置１２に送られるドライバ情報を表すドライバ信号Ｉｄには、自動運転オンオフ信号Ｉａｕｔｏと、ドライバ画像信号Ｉｄｃと、アクセル踏込量信号Ｉａｐと、ブレーキ踏込量信号Ｉｂｐと、電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）オンオフ信号Ｉｅｐｂと、ステアリングホイール４０の把持信号Ｉｇと、操舵トルク信号Ｉｓｔと、が含まれる。
【００２５】
なお、この実施形態では、車輪を転舵させるラック軸に前記ステアリング軸がラック＆ピニオン機構を介して機械的に接続されてはおらずに、車輪をステアリングアクチュエータにより転舵させる、いわゆるステアバイワイヤ操舵システムを採用している。このため、車輪からの路面入力による操舵トルク信号Ｉｓｔへの外乱入力が皆無であり、且つステアリング軸の操舵反力を所望の反力に容易に設定することができることから、該操舵反力に対応する正確な操舵トルク信号Ｉｓｔを取得することも容易である。
【００２６】
図３Ａは、人体の手４９が、一部断面形状を示すステアリングホイール４０のリム（環状部分）４１（図２）に巻き付けられている皮革４４を把持（に接触）している状態を模式的に示すと共に、把持センサ判定部２９が、静電容量マット２８の端子２８ｄ、２８ｅに電気的に接続されている状態を模式的に示す回路説明図である。端子２８ｄは、ショート検出端子である。
【００２７】
この場合、ステアリングホイール４０は、内部の樹脂４２上に誘電体２８ｂを電極２８ａ、２８ｃで挟んだ構成の静電容量マット２８が積層され、該静電容量マット２８上に皮革４４が積層された構成とされている。静電容量マット２８は、ステアリングホイール４０のリム（環状部分）４１の周方向に沿って設けられる。この実施形態では１つの静電容量マット２８がリム４１の下部を境にリム４１を周回するように設けられる。リム４１の下部で静電容量マット２８の両端は絶縁される。
【００２８】
ステアリングホイール４０は、図２に示すように、リム４１と、ステアリングホイール４０の中心軸上に配置され図示しないステアリング軸の端部に連結される連結部３８と、連結部３８とリム４１との間に配設されるスポーク部３９と、を備える。
【００２９】
図３Ｂは、図３Ａの等価回路図である。図３Ａ、図３Ｂにおいて、接地（グラウンド）は、シートやフロアを通じたシャーシグラウンドである。
【００３０】
静電容量マット２８の電極２８ａ、２８ｃと、静電容量を計測する静電容量センサとしても機能する把持センサ判定部２９に接続される端子２８ｄ、２８ｅとの間は、絶縁被覆電線で接続されている。
【００３１】
静電容量マット２８は、コンデンサを形成し、静電容量Ｃｓを有する。手（人体）４９がステアリングホイール４０を、皮革４４を通じて把持している場合に、手（人体）４９は、電極２８ｃと接地との間でコンデンサを形成する。手（人体）４９が形成するコンデンサの静電容量Ｃｍは、最大でＣｍ＝１００［ｐＦ］程度である。手（人体）４９が皮革４４を把持（接触）していないとき、ストレイキャパシタンスとしての非把持時静電容量Ｃｎｇが存在する。
【００３２】
ここで、把持センサ判定部２９の端子２８ｅ側から、端子２８ｅと接地との間の静電容量マット２８の静電容量を含む静電容量が、合成静電容量Ｃになる。
【００３３】
図３Ｂのコンデンサの接続状態において、合成静電容量Ｃは、（１）式に示すように、非把持時静電容量Ｃｎｇと手（人体）４９の静電容量Ｃｍとの並列コンデンサと、静電容量マット２８の静電容量Ｃｓのコンデンサとの直列静電容量になる。
Ｃ＝｛Ｃｓ（Ｃｎｇ＋Ｃｍ）｝／（Ｃｓ＋Ｃｎｇ＋Ｃｍ）      …（１）
【００３４】
静電容量マット２８がショート故障状態となったとき（図３Ｂに示す静電容量Ｃｓの端子２８ｄの電極２８ｃ端が接地状態となったとき）、把持センサ判定部２９側から見た合成静電容量Ｃ＝Ｃｓｈｏｒｔは、Ｃｓｈｏｒｔ＝Ｃｓになる。
【００３５】
静電容量マット２８がオープン故障状態となったとき（図３Ｂに示す静電容量Ｃｓのいずれかの電極２８ａ、２８ｃ、又は端子２８ｅがオープンとなったとき）の静電容量Ｃは、静電容量Ｃｏｐｅｎになる。
【００３６】
オープン故障状態での静電容量Ｃｏｐｅｎをも考慮すると、静電容量の大小関係は、（２）式で表すことができる。すなわち、静電容量マット２８の静電容量Ｃｓは人体の静電容量Ｃｍより非常に大きく、人体の静電容量Ｃｍは非把持時静電容量Ｃｎｇより非常に大きく、非把持時静電容量Ｃｎｇはオープン故障時静電容量Ｃｏｐｅｎよりも非常に大きい、との大小関係が成立している。
Ｃｓ＞＞Ｃｍ＞＞Ｃｎｇ＞＞Ｃｏｐｅｎ                      …（２）
【００３７】
把持センサ判定部２９の端子２８ｅから接地までの経路の配線等を含むストレイインダクタンス（リードインダクタンス）を、Ｌとする。この場合、公知のように、直列共振周波数ｆｒは、ｆｒ＝１／（２π√ＬＣ）になる。
【００３８】
把持センサ判定部２９は、合成静電容量Ｃを検出することにより、以下の「」で括った表１（異常判定表）に示すように、ショート故障状態、オープン故障状態の他に、ステアリングホイール４０の把持・非把持を判定する。
【００３９】
「ショート故障状態：静電容量マット２８のショート故障時のステアリングホイール４０の静電容量Ｃは、Ｃ＝Ｃｓｈｏｒｔ＝Ｃｓになる。
把持状態：静電容量マット２８が正常で、ステアリングホイール４０（静電容量マット２８）の静電容量Ｃは、把持時静電容量Ｃｍ（Ｃ＝Ｃｍ）になる。
非把持状態：静電容量マット２８が正常で、ステアリングホイール４０（静電容量マット２８）の静電容量Ｃは、非把持時静電容量Ｃｎｇ（Ｃ＝Ｃｎ）になる。
オープン故障状態：静電容量マット２８のオープン故障時の静電容量Ｃは、Ｃ＝Ｃｏｐｅｎになる。」                                      …（表１）
【００４０】
このように把持センサ判定部２９は、把持センサ１１２の異常判定部としても機能する。この場合、把持センサ１１２（異常判定部）は、把持状態と非把持状態とは正常であると判定し、ショート故障状態とオープン故障状態とは異常であると判定する。
【００４１】
把持センサ１１２は、ドライバモニタカメラ１０４と同様に、ドライバの状態として例えばドライバの失陥や手放しを検出及び把持を検出するため、すなわち把持、非把持状態を識別（検出）するために用いられる。把持センサ１１２の検出結果は、把持センサ判定部２９から把持情報を表す把持信号Ｉｇとして統括制御装置１２に出力される。なお、把持信号Ｉｇには、把持センサ１１２の異常状態であるショート故障状態とオープン故障状態を表す信号も含まれる。
【００４２】
［ドライバセンサ２６を除く入力装置１４の構成］
図１において、外界センサ１８には、外界（車両の周辺）を撮像する１つ以上のカメラ３３と、車両（自車両）と他物体の間の距離及び相対速度を検出する１つ以上のレーダ３４と、１つ以上のＬｉＤＡＲ３５（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging；光検出と測距）と、１つ以上のソナー３６が含まれる。なお、ソナー３６は、超音波を車両の周囲に発射し、その反射波を捉えることにより物体を検出することで、近傍の障害物及び駐車スペース等を検出することができる。
【００４３】
通信装置２０には、他車両との間で車々間通信（いわゆるＶ２Ｖ通信）を行う通信機と、路側装置との間で路車間通信（いわゆるＶ２Ｒ通信）を行う通信機と、が含まれ、通信信号Ｉｃが統括制御装置１２に送られる。
【００４４】
ナビゲーション装置２２は、車両の現在位置を測定可能な測位センサと、図示しないユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）と、が含まれる。ナビゲーション装置２２は、車両の現在位置又はユーザによる指定位置に基づいて、指定した目的地までの経路（車両の走行予定経路）を算出し、ナビゲーション信号Ｉｎを統括制御装置１２に送る。
【００４５】
車両センサ２４には、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、傾斜センサ等、車両の挙動を検出する各種センサが含まれ、各種センサの情報が、車両情報を表す車両信号Ｉｖとして統括制御装置１２に送られる。
【００４６】
［出力装置１６の構成］
図１に示すように、出力装置１６には、駆動力出力装置８０と、操舵装置８２と、制動装置８４と、報知装置８８とが含まれる。
【００４７】
駆動力出力装置８０には、駆動力出力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジンや駆動モータ等の駆動源と、が含まれる。駆動力出力装置８０は、ドライバが行うアクセルペダルの操作（アクセル踏込量信号Ｉａｐ）、又は統括制御装置１２から出力される駆動の制御指示に応じてスロットルバイワイヤ方式（エンジンの場合）又は電力変換部（駆動モータの場合）を通じて駆動力を発生させる。
【００４８】
操舵装置８２には、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）−ＥＣＵと、ＥＰＳアクチュエータと、が含まれる。操舵装置８２は、ドライバが行うステアリングホイール４０の操作（操舵トルク信号Ｉｓｔ）、又は統括制御装置１２から出力される操舵の制御指示に応じてステアバイワイヤ方式で操舵力を発生させる。
【００４９】
制動装置８４には、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータと、が含まれる。制動装置８４は、ドライバが行うブレーキペダルの操作（ブレーキ踏込量信号Ｉｂｐ）、又は統括制御装置１２から出力される制動の制御指示に応じてブレーキバイワイヤ方式で制動力（ディスクブレーキパッドをブレーキロータに押しつける押圧力）を発生させる。なお、制動装置８４は、電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）８６を備え、ドライバによるＥＰＢスイッチ１１０の操作に応じてＥＰＢ８６を作動させる。
【００５０】
報知装置８８には、報知ＥＣＵと、情報伝達装置（例えば、表示装置、音響装置、触覚装置等）と、が含まれる。報知装置８８は、統括制御装置１２又は他のＥＣＵから出力される報知指示に応じてドライバに対する報知（例えば、視聴覚を含む五感を通じた情報提供）を行う。
【００５１】
［統括制御装置１２の構成］
統括制御装置１２は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、プロセッサ等の演算部５０と、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部５２と、計時部５４と、を備える。統括制御装置１２は、演算部５０が記憶部５２に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。
【００５２】
図４は、演算部５０の一部の構成を示している。図４に示すように、演算部５０は、自動運転に関する情報処理を行う自動運転処理部６０と、運転意思判定部６２と、運転切替制御部６３と、運転制御部６４の各種機能を実行可能に構成されている。
【００５３】
自動運転処理部６０は、外界認識部７２と、自車位置認識部７４と、行動計画作成部７６と、軌道生成部７８の各種機能を実行可能に構成されている。
【００５４】
外界認識部７２は、外界センサ１８又は通信装置２０からの外界情報（外界信号Ｉｅ及び通信信号Ｉｃ）に基づいて、車両の周囲における状況及び物体を認識する。
【００５５】
自車位置認識部７４は、ナビゲーション装置２２から出力される地図情報に基づいて、自車位置（車両の絶対位置、又は地図上の相対位置）を認識する。
【００５６】
行動計画作成部７６は、外界認識部７２及び自車位置認識部７４の認識結果と、運転切替制御部６３からの自動運転指令ＡＤＣとに基づいて、車両の状況とドライバの運転意図とに応じた行動計画（走行区間毎のイベントの時系列）を作成する。また、行動計画作成部７６は、必要に応じて行動計画の内容を更新する。
【００５７】
軌道生成部７８は、行動計画作成部７６により作成された行動計画に従う走行予定軌道（目標挙動の時系列）を生成する。この走行予定軌道は、時系列の目標挙動を示すデータであり、具体的には、位置、姿勢角、速度、加減速度、曲率、ヨーレート、操舵角をデータ単位とする時系列データセットである。
【００５８】
さらに、行動計画作成部７６は、行動計画を作成し得ない等、自動運転が困難であると判断した場合、自動運転から手動運転への切り替えを要求する、テイクオーバー要求ＴＯＲを運転切替制御部６３に送る。
【００５９】
運転意思判定部６２は、ドライバ信号Ｉｄ（図１、図２）に基づいてドライバの運転意思を判定する。
【００６０】
運転切替制御部６３は、行動計画作成部７６からテイクオーバー要求ＴＯＲを受け付けたとき、運転意思判定部６２によるドライバの運転意思判定結果（運転意思有り）に基づいて、自動運転から手動運転への切り替えを承認した旨を示すオーバーライド通知ＯＲＮを行動計画作成部７６に送る。
【００６１】
なお、手動運転状態とは、ドライバにより自動運転スイッチ１０２がオフ状態とされ、ドライバが手動により車両の運転を行う状態である。また、自動運転状態とは、ドライバにより自動運転スイッチ１０２がオン状態とされ、車両の走行制御の一部又は全部を車両が自動で行う状態である。この自動運転状態では、例えば、車間を適切に維持しながら先行車両に追従するＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）機能や、車両が走行車線の略中央を走行するようにステアリング操作を制御するＬＫＡＳ(Lane Keeping Assist System)機能が実行される。また、ＡＣＣ機能やＬＫＡＳ機能の他、渋滞時に低速の先行車に追従走行するＴＪＡ(Traffic Jam Assist)機能や、自動で車線変更を行うＡＬＣ(Auto Lane Changing)機能等が実行される。
【００６２】
運転制御部６４は、自動運転処理部６０の処理結果と運転切替制御部６３からの指示結果とに基づいて、出力装置１６に対して動作の指示をする。運転制御部６４には、車両の走行制御を行う走行制御部９０と、ドライバに対する報知制御を行う報知制御部９２と、が含まれる。
【００６３】
［動作］
この実施形態に係る車両制御装置１０は、基本的には、以上のように構成される。次に、車両制御装置１０の自動運転から手動運転への切り替え動作、いわゆるオーバーライド機能について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
なお、フローチャートに係るプログラムを実行する主体は、把持センサ判定部２９、運転意思判定部６２及び運転切替制御部６３である。
【００６５】
自動運転スイッチ１０２がオン状態にされていて車両が自動運転状態中のステップＳ１にて、運転切替制御部６３は、常時、行動計画作成部７６が、ドライバに運転操作に戻るように要求するテイクオーバー要求ＴＯＲを発生したか否かを判定する。なお、テイクオーバー要求ＴＯＲは、行動計画作成部７６が対応できない状況やシステム異常を感知したときに発生される。
【００６６】
例えば、テイクオーバー要求ＴＯＲは、自動運転により高速道路を走行中に、次のインターチェンジで高速道路から一般道路へ進入する際に、その進入操作をドライバに委ねるためにインターチェンジへの進入路の手前の高速道路上で行動計画作成部７６から発生される（ステップＳ１：ＹＥＳ）。
【００６７】
この場合、運転切替制御部６３は、ステップＳ２にて、報知装置８８を通じてドライバへステアリングホイール４０を把持し運転を自動運転から手動運転に交代するように要請する。
【００６８】
ステップＳ３以降の処理にて、運転意思判定部６２を介して自動運転から手動運転への切り替えのドライバのオーバーライド意思を確認する。
【００６９】
ステップＳ３にて、運転意思判定部６２は、操舵トルクセンサ１１４により検出されている操舵トルク信号Ｉｓｔから操舵トルクが所定値以下か否かを判定する。
【００７０】
操舵トルクが所定値を上回っていると判定した（ステップＳ３：ＮＯ）場合、換言すれば、ステアリングホイール４０がドライバにより操舵されていると看倣される場合、運転切替制御部６３は、ステップＳ４にて、テイクオーバー判定が成立したと判定し、ステップＳ５にて、自動運転から手動運転への切り替えが完了したことを示すオーバーライド通知ＯＲＮを行動計画作成部７６に送る。これにより、自動運転処理部６０による自動運転からドライバによる手動運転への切り替え動作が完了する。この実施形態では、ステアバイワイヤ操舵システムを採用しているので、操舵トルク信号Ｉｓｔが所定値以上の操舵トルクであることを示している場合には、ドライバが車両を手動操舵していると確実に判定することができる。
【００７１】
なお、ステップＳ３にて操舵トルクで判定する理由は、図６Ａに示すように、ドライバが両手４９でスポーク部３９を把持して操舵している状態では、リム４１に配設された静電容量マット２８では把持・非把持を検出できない状態等を補完するためである。すなわち、図６Ａに示す状態では、ドライバがステアリングホイール４０を矢印方向に回動しても手４９がリム４１に接触していないために、ドライバによるステアリングホイール４０の把持・非把持を把持センサ１１２により検出することができない。
【００７２】
一方、ステップＳ３の判定にて、操舵トルクが所定値以下（ステップＳ３：ＹＥＳ）の場合には、テイクオーバー判定の成立の成否を確認するため、ステップＳ６にて、把持センサ判定部２９は、把持センサ１１２が正常状態にあるか故障状態にあるかを判定する。この場合、ステップＳ６にて、把持センサ１１２で静電容量Ｃを計測し、計測した静電容量Ｃに基づき、上記した表１（異常判定表）を参照して把持センサ１１２が正常状態（把持状態又は非把持状態）にあるのか故障状態（ショート故障状態又はオープン故障状態）にあるのかを判定する。
【００７３】
正常状態にあると判定した場合、ステップＳ７にて、ドライバがステアリングホイール４０を把持しているか否かをステップＳ６の判定結果から判定する。例えば、図６Ｂに示すように、ドライバの両手４９がステアリングホイール４０のリム４１の下方の両側を把持していて直進走行をしている場合、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１１４では、把持を検出することができない（ステップＳ３：ＮＯ）が、ステアリングホイール４０の把持を検出する把持センサ１１２では、把持している（ステップＳ７：ＹＥＳ）と判定することができる。
【００７４】
把持していると判定したとき、ステップＳ４にて、運転意思判定部６２によりドライバに運転意思が有ると判定されてテイクオーバー判定が成立したと判定する。この場合、さらに、ステップＳ５にて、自動運転から手動運転への切り替えが完了したことを示すオーバーライド通知ＯＲＮを行動計画作成部７６に送る。これにより、この場合にも、自動運転処理部６０による自動運転からドライバによる手動運転への切り替え動作が完了する。
【００７５】
その一方、ステップＳ７にて、把持状態にはない（ステップＳ７：ＮＯ）と判定したとき、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０にて、運転意思判定部６２は、それぞれ、アクセル踏込量が所定値以上であるか否か、ブレーキ踏込量が所定値以上であるか否か、ＥＰＢスイッチ１１０がオン操作されたか否かをアクセル踏込量信号Ｉａｐ、ブレーキ踏込量信号Ｉｂｐ、ＥＰＢオンオフ信号Ｉｅｐｂに基づき判定する。
【００７６】
いずれかが成立している（ステップＳ８、Ｓ９、又はＳ１０：ＹＥＳ）とき、運転意思有りと判定しステップＳ４のテイクオーバー判定が成立したと判定する。この場合にも、ステップＳ５にて、自動運転から手動運転への切り替えが完了したことを示すオーバーライド通知ＯＲＮを行動計画作成部７６に送られ、自動運転処理部６０による自動運転からドライバによる手動運転への切り替え動作が完了する。
【００７７】
ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０の判定が、いずれも非成立である（ステップＳ８、Ｓ９、及びＳ１０：ＮＯ）とき、テイクオーバー判定は成立しないので、ステップＳ１１にて、自動運転処理部６０は、緊急処理を行う。この緊急処理では、自動運転処理部６０は、例えば、緊急処理を行う旨を報知装置８８で報知すると共に、制動装置８４により緊急ブレーキをかけて車両を路側に停車させる。
【００７８】
次に、ステップＳ６の判定にて、把持センサ１１２が故障状態にあると判定したときには、ステップＳ１２にて、計時部５４により計時される所定時間内に、アクセル踏込量信号Ｉａｐによるアクセル踏込量が所定値以上であって且つブレーキ踏込量信号Ｉｂｐによるブレーキ踏込量が所定値以上に操作されたか否かを判定する。
【００７９】
ステップＳ１２では、把持センサ１１２が故障している場合には、ドライバの運転意思を確実に検出するため、アクセル踏込量とブレーキ踏込量の論理積で運転意思を判定する。
【００８０】
ステップＳ１２の判定が成立したときには、運転意思有りと判定しステップＳ４のテイクオーバー判定が成立したと判定する。この場合にも、ステップＳ５にて、自動運転から手動運転への切り替えが完了したことを示すオーバーライド通知ＯＲＮが行動計画作成部７６に送られ、自動運転処理部６０による自動運転からドライバによる手動運転への切り替え動作が完了する。
【００８１】
これに対して、ステップＳ１２の判定が成立しないときには、ステップＳ１１にて上述した緊急処理を行う。
【００８２】
［実施形態から把握し得る発明］
ここで、上記実施形態から把握し得る発明について、以下に記載する。なお、理解の便宜のために構成要素には上記実施形態で用いた符号を付けているが、該構成要素は、その符号をつけたものに限定されない。
【００８３】
この発明に係る車両制御装置は、車両の速度及び操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する自動運転又はドライバによる手動運転に切り替える運転切替制御部６３と、前記ドライバが操舵可能な前記車両の操舵子４０に対する前記ドライバによる把持の有無を検出する把持センサ１１２と、前記操舵子４０への操舵トルクを検出するトルクセンサ１１４と、を備える車両制御装置１０であって、前記運転切替制御部６３は、自動運転中に、前記自動運転から前記手動運転に切り替えるテイクオーバー要求ＴＯＲを受けた場合に、前記トルクセンサ１１４により検出されている前記操舵トルクが所定値を上回る（ステップＳ３：ＮＯ）とき、前記把持センサ１１２により前記操舵子４０に対する把持が検出されていない場合であっても、前記自動運転から前記手動運転へ切り替える。
【００８４】
この構成によれば、自動運転中に、自動運転から手動運転に切り替えるテイクオーバー要求ＴＯＲを受けた場合に、トルクセンサ１１４により検出されている操舵トルクが所定値を上回るとき、前記自動運転から前記手動運転へ切り替えるようにしたので、操舵子４０の把持が検出されていない場合であっても、テイクオーバー要求ＴＯＲに応えることができる。
【００８５】
この場合、前記車両の速度を変更乃至維持するために前記ドライバの操作を受け付ける運転操作子１０６、１８０と、該運転操作子１０６、１０８に対する前記ドライバによる操作の有無に対応して、前記ドライバの運転意思の有無を判定する運転意思判定部６２と、前記把持センサ１１２の異常の有無を判定する異常判定部２９と、をさらに備え、前記運転切替制御部６３は、前記トルクセンサ１１４により検出されている操舵トルクが所定値以下の場合に、前記異常判定部２９により前記把持センサ１１２に異常が有る（ステップＳ６：故障）と判定されているときであっても、前記運転意思判定部６２により運転意思が有ると判定されているときには、前記自動運転から前記手動運転へ切り替えるようにしてもよい。
【００８６】
このように、システム（自動運転処理部６０）から人（ドライバ）への運転の引き継ぎの際、把持センサ１１２に異常が有る場合であっても、他のセンサによりドライバの運転意思が確認されたときには自動運転から手動運転に切り替えられるようにしたので、システムからのテイクオーバー要求ＴＯＲに可能な限り応えることができる。
【００８７】
この場合、前記運転操作子１０６、１０８は、アクセルペダル及びブレーキペダルを含み、それぞれ、所定値以上の踏込操作があった（ステップＳ１２：ＹＥＳ）場合に、前記運転意思判定部は、前記ドライバに運転意思が有ると判定するようにしてもよい。
【００８８】
この構成によれば、所定時間内に運転操作子１０６、１０８の両方が操作されているときに、ドライバが運転操作をしていると判定するので、把持センサ１１２に異常がある場合、より念入りにドライバが運転操作をしているか否かを判定することができる。
【００８９】
また、上記車両制御装置１０において、前記車両の速度を変更乃至維持するために前記ドライバの操作を受け付ける運転操作子１０６、１０８と、該運転操作子１０６、１０８に対する前記ドライバによる操作の有無に対応して、前記ドライバの運転意思の有無を判定する運転意思判定部６２と、前記把持センサ１１２の異常の有無を判定する異常判定部２９と、をさらに備え、前記運転切替制御部６３は、前記トルクセンサにより検出されている操舵トルクが所定値以下であって、前記異常判定部２９により前記把持センサ１１２が正常である（ステップＳ６：ＹＥＳ）と判定されている場合に、前記把持センサ１１２により前記操舵子４０に対する前記ドライバによる把持が検出されていないとき、前記運転意思判定部６２により運転意思が有ると判定されているときには、前記自動運転から前記手動運転へ切り替えるようにしてもよい。
【００９０】
このように、システム（自動運転処理部６０）から人（ドライバ）への運転の引き継ぎの際、把持センサ１１２が正常であるが把持が検出されていないときであっても、他のセンサによりドライバの運転意思が確認されたときには自動運転から手動運転に切り替えられるようにしたので、システムからのテイクオーバー要求ＴＯＲに可能な限り応えることができる。
【００９１】
この場合にも、前記運転操作子１０６、１０８は、アクセルペダル及びブレーキペダルを含み、前記アクセルペダル又は前記ブレーキペダルに所定値以上の踏込操作があった（ステップＳ８：ＹＥＳ又はステップＳ９：ＹＥＳ）場合に、前記運転意思判定部６２は、前記ドライバに運転意思が有ると判定するようにしてもよい。
【００９２】
この構成によれば、把持センサ１１２が正常であるが把持が検出されていないとき、運転操作子１０６又は運転操作子１０８が操作されているときに、ドライバが運転操作をしていると判定するので、把持センサ１１２に異常ないことに応じてドライバが運転操作をしているか否かを判定することができる。
【００９３】
また、前記運転操作子８６は、電動パーキングブレーキを含み、該電動パーキングブレーキがオン状態への操作がなされた（ステップＳ１０：ＹＥＳ）とき、前記運転意思判定部６２は、前記ドライバに運転意思があると判定するようにしてもよい。
【００９４】
電動パーキングブレーキ８６のオン状態への操作は、車両を停止させようとするドライバの意思があると判定することができる。
【００９５】
なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９６】
１０…車両制御装置                １２…統括制御装置
１４…入力装置                    １６…出力装置
１８…外界センサ                  ２０…通信装置
２２…ナビゲーション装置          ２４…車両センサ
２６…ドライバセンサ              ２８…静電容量マット
２８ａ、２８ｃ…電極              ２８ｂ…誘電体
２８ｄ、２８ｅ…端子              ２９…把持センサ判定部
３８…連結部                      ３９…スポーク部
４０…ステアリングホイール        ４１…リム
４４…皮革                        ４９…手
５０…演算部                      ５２…記憶部
５４…計時部                      ６０…自動運転処理部
６２…運転意思判定部              ６３…運転状態制御部
６４…運転制御部                  ７２…外界認識部
７４…自車位置認識部              ７６…行動計画作成部
７８…軌道生成部                  ８０…駆動力出力装置
８２…操舵装置                    ８４…制動装置
８８…報知装置                    ９０…走行制御部
９２…報知制御部                  １０２…自動運転スイッチ
１０４…ドライバモニタカメラ      １０６…アクセルセンサ
１０８…ブレーキセンサ            １１０…ＥＰＢスイッチ
１１２…把持センサ                １１４…操舵トルクセンサ
【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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