CN115461261B - 车辆控制系统及车辆控制方法 - Google Patents

车辆控制系统及车辆控制方法 Download PDF

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Abstract

车辆控制装置在设定为不对所述驾驶员布置所述任务且第一转向控制部控制所述车辆的转向的第二驾驶模式、且所述第一转向控制部为不能以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式控制所述转向的状态的情况下，将驾驶模式设定为对驾驶员布置针对驾驶操作件进行规定量以上的操作量的操作的任务的第一驾驶模式，在第二转向控制部控制着所述车辆的转向的情况下，不设定为多个驾驶模式所包含的第一驾驶控制部控制所述车辆的驾驶模式，维持使第二转向控制部控制所述转向的状态。

Description

车辆控制系统及车辆控制方法
技术领域
本发明涉及车辆控制系统及车辆控制方法。
背景技术
以往，公开了一种具有外界识别装置组及致动器组的车辆的控制系统，该车辆的控制系统具备：第一通信单元，其用于供进行车辆的第一行驶控制的第一行驶控制单元与外界识别装置组通信；第二通信单元，其用于供所述第一行驶控制单元与所述致动器组通信；第三通信单元，其用于供进行所述车辆的第二行驶控制的第二行驶控制单元与所述外界识别装置组通信；以及第四通信单元，其用于供所述第二行驶控制单元与所述致动器组通信(例如，参照专利文献1)。该控制系统在基于所述第一通信单元、所述第二通信单元、所述第三通信单元及所述第四通信单元的通信状况而检测到所述车辆的功能降低的情况下，所述第一行驶控制单元及所述第二行驶控制单元中的至少一方进行代替控制。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2019/116459号
发明内容
发明要解决的课题
在以往的技术中，有时不能恰当地控制车辆。
本发明是考虑这样的情况而完成的，其目的之一在于提供一种能够更恰当地控制车辆的车辆控制系统及车辆控制方法。
用于解决课题的方案
本发明的车辆控制装置采用了以下的结构。
(1)：本发明的一方案的车辆控制装置具备：第一驾驶控制部，其控制车辆的转向及加减速；第一转向控制部，其基于所述第一驾驶控制部的指示输出与所述车辆的转向装置的状态相应的控制指令值；第二驾驶控制部，其控制所述车辆的转向及加速度；第二转向控制部，其基于所述第二驾驶控制部的指示输出与所述转向装置的状态相应的控制指令值；以及模式设定部，其将所述车辆的驾驶模式设定为包括第一驾驶模式及第二驾驶模式在内的多个驾驶模式中的任一种驾驶模式，所述第一驾驶模式是对驾驶员布置针对驾驶操作件进行规定量以上的操作量的操作的任务的驾驶模式，所述第二驾驶模式是不对所述驾驶员布置所述任务且所述第一转向控制部控制所述车辆的转向的驾驶模式，所述第一转向控制部与由所述第二转向控制部进行的控制相比优先控制所述车辆的转向，所述模式设定部在已设定为所述第二驾驶模式、且所述第一转向控制部为不能以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式控制所述转向的状态的情况下，将所述驾驶模式设定为所述第一驾驶模式，所述模式设定部在所述第二转向控制部控制着所述车辆的转向的情况下，不设定为所述多个驾驶模式所包含的所述第一驾驶控制部控制所述车辆的驾驶模式，维持使所述第二转向控制部控制所述转向的状态。
(2)：在上述(1)的方案的基础上，所述第一驾驶模式是所述驾驶员对所述驾驶操作件进行规定量以上的操作量的操作而所述驾驶员控制着所述转向装置的模式。
(3)：在上述(1)或(2)的方案的基础上，所述模式设定部在从所述第一转向控制部取得了表示不能以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式进行控制的信息的情况下，判定为所述第一转向控制部为不能控制所述转向的状态。
(4)：在上述(1)至(3)中的任一方案的基础上，所述模式设定部在即使所述第一驾驶控制部对所述第一转向控制部要求以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式进行控制但在规定时间内所述第一转向控制部也未执行与所述要求相应的控制的情况下，判定为所述第一转向控制部为不能控制所述转向的状态。
(5)：在上述(1)至(4)中的任一方案的基础上，在所述第一驾驶控制部、所述第一转向控制部或所述第一驾驶控制部的控制对象发生异常而所述第一驾驶控制部不能控制所述车辆的情况下，所述第二驾驶控制部使所述第二转向控制部控制所述转向。
(6)：在上述(5)的方案的基础上，所述第二驾驶控制部为了使所述车辆的移动风险最小化而使所述车辆减速或停止。
(7)：本发明的一方案的车辆控制方法，其中，第一硬件处理器控制车辆的转向及加减速，并将所述车辆的驾驶模式设定为包括第一驾驶模式及第二驾驶模式在内的多个驾驶模式中的任一种驾驶模式，所述第一驾驶模式是对驾驶员布置针对驾驶操作件进行规定量以上的操作量的操作的任务的驾驶模式，所述第二驾驶模式是不对所述驾驶员布置所述任务且第一转向控制部控制所述车辆的转向的驾驶模式，第二硬件处理器基于所述第一硬件处理器的指示输出与所述车辆的转向装置的状态相应的控制指令值，第三硬件处理器控制所述车辆的转向及加速度，第四硬件处理器基于所述第三硬件处理器的指示输出与所述转向装置的状态相应的控制指令值，所述第二硬件处理器与由所述第四硬件处理器进行的控制相比优先控制所述车辆的转向，所述第一硬件处理器在已设定为所述第二驾驶模式、且所述第二硬件处理器为不能以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式控制所述转向的状态的情况下，将所述驾驶模式设定为所述第一驾驶模式，所述第一硬件处理器在所述第四硬件处理器控制着所述车辆的转向的情况下，不设定为所述多个驾驶模式所包含的所述第一硬件处理器控制所述车辆的驾驶模式，维持使所述第四硬件处理器控制所述转向的状态。
发明效果
根据上述(1)～(7)的方案，能够更恰当地控制车辆。
附图说明
图1是利用了实施方式的车辆控制装置的车辆系统的结构图。
图2是第一控制部及第二控制部的功能结构图。
图3是表示驾驶模式、本车辆的控制状态及任务的对应关系的一例的图。
图4是从别的观点表示车辆系统1的图。
图5是用于说明规定的条件(A)-(C)的图。
图6是用于说明条件(A)的图。
图7是用于说明条件(C)的图。
图8是用于说明开始是否满足规定的条件(A)-(C)的判定的条件的图。
图9是表示由第一控制装置100的模式变更处理部154执行的处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，来说明本发明的车辆控制系统及车辆控制方法的实施方式。
[整体结构]
图1是利用了实施方式的车辆控制装置的车辆系统1的结构图。搭载车辆系统1的车辆例如是二轮、三轮、四轮等的车辆，其驱动源是柴油发动机、汽油发动机等内燃机、电动机、或者它们的组合。电动机使用由与内燃机连结的发电机发出的发电电力、或二次电池、燃料电池的放电电力进行动作。在以下的说明中，说明车辆是将四轮的内燃机和电动机作为驱动源的混合动力车辆。
车辆系统1在后述的第一组和第二组中控制车辆的功能被多重化或冗余化。由此，车辆系统1的可靠性提高。
车辆系统1例如具备相机10、LIDAR(Light Detection and Ranging)14、第一识别装置16、通信装置20、HMI(Human Machine Interface)30、车辆传感器40、导航装置50、MPU(Map Positioning Unit)60、驾驶员监视相机70、驾驶操作件80、HUD(Head Up Display)96、第一控制装置100、行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置(转向装置)220。
而且，车辆系统1例如具备相机310、雷达装置312及第二控制装置320。
这些装置、设备通过CAN(Controller Area Network)通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等互相连接。图1、后述的图2及图4所示的结构只是一例，可以省略结构的一部分，也可以还追加别的结构。另外，图1、后述的图2及图4所示的通信线的连接方式只是一例，连接方式也可以适当变更。而且，各功能结构既可以综合，也可以分散设置。车辆系统1被分类为第一组所包含的功能结构和第二组所包含的功能结构。关于第一组及第二组的详细情况，后述(参照图4)。另外，车辆系统1除了具备图1所示的结构以外例如还具备检知近距离的物体的声呐、拍摄车辆的周围的图像的多视角相机等，省略它们的图示。
相机10例如是利用了CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)等固体摄像元件的数码相机。相机10安装于搭载车辆系统1的车辆(以下称作车辆M)的任意部位。在对前方进行拍摄的情况下，相机10安装于前风窗玻璃上部、车室内后视镜背面等。相机10例如周期性地反复对车辆M的周边进行拍摄。相机10也可以是立体相机。
LIDAR14向车辆M的周边照射光(或者波长与光接近的电磁波)，并测定散射光。LIDAR14基于从发光到受光为止的时间，来对到对象的距离进行检测。被照射的光例如是脉冲状的激光。LIDAR14安装于车辆M的任意部位。
第一识别装置16对由相机10及LIDAR14中的一部分或全部检测的检测结果进行传感器融合处理，来识别物体的位置、种类、速度等，并将识别结果向第一控制装置100输出。第一识别装置16可以将相机10及LIDAR14的检测结果直接向第一控制装置100输出。也可以从车辆系统1中省略第一识别装置16。第一识别装置16也可以还使用雷达装置312的检测结果来进行传感器融合处理。
通信装置20例如利用蜂窝网、Wi-Fi网、Bluetooth(注册商标)、DSRC(DedicatedShort Range Communication)等，与存在于车辆M的周边的其他车辆通信，或者经由无线基站与各种服务器装置通信。
HMI30对车辆M的乘员提示各种信息，并且接受由乘员进行的输入操作。HMI30包括各种显示装置、扬声器、蜂鸣器、触摸面板、开关、按键等。HMI30中也可以包括设置于转向盘并催促乘员把持转向盘的规定的输出部、HUD。
车辆传感器40包括检测车辆M的速度的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的横摆角速度传感器、检测车辆M的朝向的方位传感器等用于车辆M的控制的各种传感器。
导航装置50例如具备GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机51、导航HMI52及路径决定部53。导航装置50在HDD(Hard Disk Drive)、闪存器等存储装置中保持有第一地图信息54。GNSS接收机51基于从GNSS卫星接收的信号，来确定车辆M的位置。车辆M的位置也可以通过利用了车辆传感器40的输出的INS(Inertial Navigation System)来确定或补充。导航HMI52包括显示装置、扬声器、触摸面板、按键等。导航HMI52也可以一部分或全部与前述的HMI30共用化。路径决定部53例如参照第一地图信息54，来决定从由GNSS接收机51确定的车辆M的位置(或者输入的任意的位置)到由乘员使用导航HMI52输入的目的地的路径(以下称作地图上路径)。第一地图信息54例如也可以是通过表示道路的线路和由线路连接的节点表现道路形状的信息。第一地图信息54也可以包括道路的曲率、POI(PointOf Interest)信息等。地图上路径向MPU60输出。导航装置50也可以基于地图上路径，来进行使用了导航HMI52的路径引导。导航装置50例如也可以通过乘员持有的智能手机、平板终端等终端装置的功能来实现。导航装置50也可以经由通信装置20向导航服务器发送当前位置和目的地，并从导航服务器取得与地图上路径同等的路径。
MPU60例如包括推荐车道决定部61，并在HDD、闪存器等存储装置保持有第二地图信息62。推荐车道决定部61将从导航装置50提供的地图上路径分割为多个区块(例如，在车辆行进方向上按每100[m]进行分割)，并参照第二地图信息62按每个区块来决定推荐车道。推荐车道决定部61进行在从左数第几车道上行驶这样的决定。推荐车道决定部61在地图上路径存在分支部位的情况下，以使车辆M能够在用于向分支目的地行进的合理的路径上行驶的方式决定推荐车道。另外，MPU60基于未图示的陀螺仪传感器的检知结果、由GNSS接收机51确定的车辆M的位置等，来识别车辆M的位置。
第二地图信息62是与第一地图信息54相比精度高的地图信息。第二地图信息62例如包括车道的中央的信息或者车道的边界的信息等。另外，第二地图信息62可以包括道路信息、交通限制信息、住所信息(住所·邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。第二地图信息62可以通过通信装置20与其他装置通信而随时更新。第二地图信息62存储有表示斑马线(导流带)的位置、范围的信息。斑马线是用于引导车辆M行驶的道路标示。斑马线是例如由条纹图样表示的标示。
驾驶员监视相机70例如是利用了CCD、CMOS等固体摄像元件的数码相机。驾驶员监视相机70以能够从正面(采取拍摄面部的朝向)对就座于车辆M的驾驶员座的乘员(以下称作驾驶员)的头部进行拍摄的位置及朝向，安装于车辆M中的任意部位。例如，驾驶员监视相机70安装于在车辆M的仪表板的中央部设置的显示器装置的上部。
驾驶操作件80例如除了包括转向盘82以外还包括油门踏板、制动踏板、换挡杆、以及其他操作件。在驾驶操作件80安装有检测操作量或者操作的有无的传感器，其检测结果向第一控制装置100、第二控制装置320、或者行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220中的一部分或全部输出。在转向盘82安装有转向盘把持传感器84。转向盘把持传感器84由静电容量传感器等来实现，将能够检知驾驶员是否把持着转向盘82(是指，以施加有力的状态相接触)的信号向第一控制装置100或第二控制装置320输出。
HUD96例如通过向驾驶员座前方的前风窗玻璃的一部分投影图像，从而使就座于驾驶员座的乘员的眼睛视觉确认虚像。HUD96例如使乘员视觉确认用于支援驾驶的信息。用于支援驾驶的信息例如是车速、目的地的方向。HUD96由未图示的控制装置或第一控制装置100控制。
第一控制装置100例如具备第一控制部120、第二控制部160及第一监视部170。第一控制部120、第二控制部160及第一监视部170分别例如通过CPU(Central ProcessingUnit)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。这些构成要素中的一部分或全部也可以通过LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等硬件(包括电路部：circuitry)来实现，也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于第一控制装置100的HDD、闪存器等装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)，也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质，并通过存储介质(非暂时性的存储介质)装配于驱动装置而安装于第一控制装置100的HDD、闪存器。
图2是第一控制部120及第二控制部160的功能结构图。第一控制部120例如具备识别部130、行动计划生成部140及模式决定部150。第一控制部120例如并行实现基于AI(Artificial Intelligence：人工智能)的功能和基于预先给出的模型的功能。例如，“识别交叉路口”的功能可以通过“并行执行基于深度学习等的交叉路口的识别和基于预先给出的条件(存在能够图案匹配的信号、道路标示等)的识别，并对双方进行评分而综合地评价”来实现。由此，确保自动驾驶的可靠性。
识别部130基于从相机10及LIDAR14经由第一识别装置16输入的信息，来识别处于车辆M的周边的物体的位置及速度、加速度等状态。物体的位置例如被识别为以车辆M的代表点(重心、驱动轴中心等)为原点的绝对坐标上的位置，并使用于控制。物体的位置可以由该物体的重心、角部等代表点表示，也可以由表现出的区域表示。所谓物体的“状态”，也可以包括物体的加速度、加加速度、或者“行动状态”(例如是否正在进行车道变更或者正要进行车道变更)。
识别部130例如识别车辆M正在行驶的车道(行驶车道)。例如，识别部130通过将从第二地图信息62得到的道路划分线的图案(例如实线与虚线的排列)与根据由相机10拍摄出的图像识别的车辆M的周边的道路划分线的图案进行比较，来识别行驶车道。识别部130不限于识别道路划分线，也可以通过识别道路划分线、包括路肩、缘石、中央隔离带、护栏等的行驶路边界(道路边界)，来识别行驶车道。在该识别中，也可以考虑从导航装置50取得的车辆M的位置、基于INS的处理结果。识别部130识别暂时停止线、障碍物、红灯、收费站、以及其他道路现象。
识别部130在识别行驶车道时，识别车辆M相对于行驶车道的位置、姿势。识别部130例如也可以将车辆M的基准点从车道中央的偏离、以及车辆M的行进方向相对于将车道中央相连的线所成的角度识别为车辆M相对于行驶车道的相对位置及姿势。也可以代替于此，识别部130将车辆M的基准点相对于行驶车道的任意侧端部(道路划分线或道路边界)的位置等识别为车辆M相对于行驶车道的相对位置。
行动计划生成部140以原则上在由推荐车道决定部61决定的推荐车道上行驶、而且能够应对车辆M的周边状况的方式生成车辆M自动地(不依赖于驾驶员的操作地)将来行驶的目标轨道。目标轨道例如包含速度要素。例如，目标轨道表现为将车辆M应该到达的地点(轨道点)依次排列而成的轨道。轨道点是按沿途距离计每隔规定的行驶距离(例如几[m]程度)的车辆M应该到达的地点，有别于此，每隔规定的采样时间(例如零点几[sec]程度)的目标速度及目标加速度作为目标轨道的一部分而生成。另外，轨道点也可以是每隔规定的采样时间的在该采样时刻下车辆M的应该到达的位置。在该情况下，目标速度、目标加速度的信息由轨道点的间隔表现。
行动计划生成部140在生成目标轨道时，可以设定自动驾驶的事件。在自动驾驶的事件中，存在定速行驶事件、低速追随行驶事件、车道变更事件、分支事件、汇合事件、接管事件等。行动计划生成部140生成与起动的事件相应的目标轨道。
模式决定部150将车辆M的驾驶模式决定为对驾驶员布置的任务不同的多个驾驶模式中的任一种驾驶模式。模式决定部150例如具备驾驶员状态判定部152和模式变更处理部154。关于它们的单独功能，见后述。
图3是表示驾驶模式、车辆M的控制状态、以及任务的对应关系的一例的图。在车辆M的驾驶模式中，例如存在模式A至模式E这5个模式。关于控制状态即车辆M的驾驶控制的自动化程度，模式A最高，接下来，按模式B、模式C、模式D的顺序变低，模式E最低。与此相反，关于对驾驶员布置的任务，模式A是最轻度，接下来，按模式B、模式C、模式D的顺序变为重度，模式E是最重度。需要说明的是，在模式D及E中成为不是自动驾驶的控制状态，因此作为第一控制装置100有职责结束自动驾驶所涉及的控制，使控制转移至驾驶支援或手动驾驶。以下，关于各个驾驶模式的内容进行例示。
在模式A中，成为自动驾驶的状态，前方监视、转向盘82的把持(在图中为转向盘把持)均不布置给驾驶员。不过，即便是模式A，也要求驾驶员是能够根据来自以第一控制装置100为中心的系统的要求而迅速地转移至手动驾驶的身体姿势。在此所说的自动驾驶是指转向、加减速均不依赖于驾驶员的操作而被控制。前方是指，经由前风窗玻璃而视觉确认的车辆M的行进方向的空间。模式A例如是在高速道路等机动车专用道路上车辆M以规定速度(例如50[km/h]左右)以下的速度行驶着、且存在追随对象的前行车辆等条件满足的情况下能够执行的驾驶模式，也有时称作TJP(Traffic Jam Pilot)。在不满足该条件的情况下，模式决定部150将车辆M的驾驶模式变更为模式B。
在模式B中，成为驾驶支援的状态，对驾驶员布置监视车辆M的前方的任务(以下称作前方监视)(或布置车辆M的周边的监视)，但不布置把持转向盘82的任务。在模式C中，成为驾驶支援的状态，对驾驶员布置前方监视的任务和把持转向盘82的任务。模式D是关于车辆M的转向和加减速中的至少一方需要某种程度的由驾驶员进行的驾驶操作(例如对转向盘进行小于规定量的操作量的操作)的驾驶模式。例如，在模式D中，进行ACC(AdaptiveCruise Control)、LKAS(Lane Keeping Assist System)这样的驾驶支援。LKAS是指，以使车辆M在车辆M行驶的车道的中央附近行驶、在车道内行驶、或者不脱离车道内而行驶的方式控制车辆M的转向的功能。在模式E中，成为转向、加减速均需要由驾驶员进行的驾驶操作的手动驾驶的状态。模式D、模式E当然均对驾驶员布置监视车辆M的前方的任务。需要说明的是，在各模式中，也可以代替前方监视而布置周边监视。周边是指，在手动驾驶时驾驶员视觉确认着的本车辆M的周边的空间。在以下的说明中，说明布置“前方监视”的情况。
第一控制装置100(及驾驶支援装置(未图示))执行与驾驶模式相应的自动车道变更。在自动车道变更中，存在基于系统要求的自动车道变更(1)、以及基于驾驶员要求的自动车道变更(2)。在自动车道变更(1)中，存在在前行车辆的速度比本车辆的速度小基准以上的情况下进行的用于赶超的自动车道变更、用于朝向目的地行进的自动车道变更(由于变更了推荐车道而进行的自动车道变更)。自动车道变更(2)是指，在满足与速度、同周边车辆之间的位置关系等相关的条件的情况下，在由驾驶员操作了方向指示器时，使本车辆M朝向操作方向进行车道变更。
第一控制装置100在模式A中自动车道变更(1)及(2)中的任一方均不执行。第一控制装置100在模式B及C中，自动车道变更(1)及(2)中的任意自动车道变更均执行。驾驶支援装置(未图示)在模式D中不执行自动车道变更(1)而执行自动车道变更(2)。在模式E中，自动车道变更(1)及(2)中的任一方均不执行。
模式决定部150在未由驾驶员执行所决定的驾驶模式(以下称作当前驾驶模式)所涉及的任务的情况下，将本车辆M的驾驶模式变更为任务更重度的驾驶模式。
模式决定部150在未由驾驶员执行所决定的驾驶模式(以下称作当前驾驶模式)所涉及的任务的情况下，将车辆M的驾驶模式变更为任务更重度的驾驶模式。
例如，在模式A中驾驶员处于不能根据来自系统的要求而向手动驾驶转移的身体姿势的情况(例如持续向容许区域外东张西望的情况、检测出成为驾驶困难的预兆的情况)下，模式决定部150进行如下控制：使用HMI30、催促乘员把持转向盘的规定的输出部催促驾驶员向手动驾驶的转移，若驾驶员不回应，则使车辆M靠向路肩逐渐停止，停止自动驾驶。在停止自动驾驶之后，车辆M成为模式D或E的状态，能够通过驾驶员的手动操作使车辆M起步。以下，关于“停止自动驾驶”同样。在模式B中驾驶员未监视前方的情况下，模式决定部150进行如下控制：使用HMI30、规定的输出部催促驾驶员进行前方监视，若驾驶员不回应，则使车辆M靠向路肩而逐渐停止，停止自动驾驶。在模式C中驾驶员未监视前方的情况、或者未把持转向盘82的情况下，模式决定部150进行如下控制：使用HMI30、规定的输出部催促驾驶员进行前方监视及/或把持转向盘82，若驾驶员不回应，则使车辆M靠向路肩而逐渐停止，停止自动驾驶。
驾驶员状态判定部152为了进行上述的模式变更而监视驾驶员的状态，并判定驾驶员的状态是否为与任务相应的状态。例如，驾驶员状态判定部152对驾驶员监视相机70拍摄到的图像进行解析而进行姿势推定处理，来判定驾驶员是否为不是能够根据来自系统的要求而向手动驾驶转移的身体姿势。驾驶员状态判定部152对驾驶员监视相机70拍摄到的图像进行解析而进行视线推定处理，来判定驾驶员是否监视着前方。
模式变更处理部154进行用于模式变更的各种处理。例如，模式变更处理部154指示行动计划生成部140生成用于路肩停止的目标轨道，或者对驾驶支援装置(未图示)进行工作指示，或者为了催促驾驶员行动而进行HMI30的控制。关于模式变更处理部154的处理的详细情况，见后述。
返回图2的说明。第二控制部160控制行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220，以便车辆M按预定的时刻通过由行动计划生成部140生成的目标轨道。
第二控制部160例如具备取得部162、速度控制部164及转向控制部166。取得部162取得由行动计划生成部140生成的目标轨道(轨道点)的信息，并使其存储于存储器(未图示)。速度控制部164基于存储于存储器的目标轨道所随附的速度要素，经由后述的驱动ECU252来控制行驶驱动力输出装置200，并经由制动ECU(260或362)来控制制动装置210。转向控制部166根据存储于存储器的目标轨道的弯曲情况，并经由转向ECU(250或350)来控制转向装置220。速度控制部164及转向控制部166的处理例如通过前馈控制与反馈控制的组合来实现。作为一例，转向控制部166将与车辆M的前方的道路的曲率相应的前馈控制、以及基于从目标轨道的偏离的反馈控制组合执行。需要说明的是，上述的速度控制部164也可以与驱动ECU252或制动ECU综合。上述的转向控制部166也可以与转向ECU综合。
返回图1的说明。关于第一监视部170的详细情况，见后述。
行驶驱动力输出装置200将用于车辆M行驶的行驶驱动力(转矩)向驱动轮输出。行驶驱动力输出装置200例如是内燃机、电动机及变速器等的组合。
制动装置210例如具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、以及使液压缸产生液压的电动马达。制动装置210可以具备将通过驾驶操作件80所包含的制动踏板的操作而产生的液压经由主液压缸向液压缸传递的机构作为备用。制动装置210不限于上述说明的结构，也可以是按照从第二控制部160输入的信息来控制致动器，将主液压缸的液压向液压缸传递的电子控制式液压制动装置。
转向装置220例如具备电动马达。电动马达例如使力作用于齿条-小齿轮机构来变更转向轮的朝向。
相机310例如是利用了例如CCD、CMOS等固体摄像元件的数码相机。相机310安装于车辆M的任意部位。相机310例如周期性地反复对车辆M的周边进行拍摄。相机10也可以是立体相机。
雷达装置312向车辆M的周边放射毫米波等电波，并且检测由物体反射的电波(反射波)来至少检测物体的位置(距离及方位)。雷达装置312安装于车辆M的任意部位。雷达装置312也可以通过FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式来检测物体的位置及速度。
第二控制装置320例如具备第二识别部330、车辆控制部340及第二监视部342。第二识别部330、车辆控制部340及第二监视部342例如通过CPU等硬件处理器执行程序(软件)来实现。这些构成要素中的一部分或全部也可以通过LSI、ASIC、FPGA、GPU等硬件(包括电路部：circuitry)来实现，也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于第二控制装置320的HDD、闪存器等装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)，也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质，并通过存储介质(非暂时性的存储介质)装配于驱动装置而安装于第二控制装置320的HDD、闪存器。
第二识别部330对由相机310及雷达装置312中的一部分或全部检测的检测结果进行传感器融合处理，来识别物体的位置、种类、速度等。
车辆控制部340执行与第一控制部120及第二控制部160同样的处理，执行车辆M的自动驾驶。但是，第一控制部120及第二控制部160(第一控制装置100)的处理性能比车辆控制部340(第二控制装置320)的处理性能高。第一控制部120及第二控制部160的处理性能的可靠性比车辆控制部340的处理性能的可靠性高。因此，基于第一控制部120及第二控制部160的自动驾驶比基于车辆控制部340的自动驾驶顺畅。关于第二监视部342的详细情况，见后述。
[第一组及第二组]
图4是从别的观点表示车辆系统1的图。参照图4来说明第一组及第二组。关于图1、图2中说明的功能结构省略说明。
(第一组)
相机10、LIDAR14、第一识别装置16、MPU60、HUD96、第一控制装置100、转向ECU(Electronic Control Unit)250、驱动ECU252、制动ECU260、停止保持ECU262、第一通知ECU264、外部通知ECU及GW280例如包含于第一组。
转向ECU250与第一控制装置100协作来控制转向装置220。例如，转向ECU250基于第一控制装置100的指示来输出与转向装置220的状态(例如当前的状态)相应的控制指令值，由此控制车辆M的转向。转向ECU250按照从第二控制部160输入的信息，来驱动电动马达，使转向轮的朝向变更。转向ECU250根据驾驶员对转向盘的操作来控制转向。转向ECU250使用输出用于转向的驱动力的电动机、从检知电动机的旋转量的传感器、检知转向转矩的转矩传感器输入的信息，来控制转向，并将这些信息向第二控制部160提供。转向ECU250比由后述的转向ECU350进行的控制优先控制车辆M的转向。
驱动ECU252与第一控制装置100协作来控制行驶驱动力输出装置200。驱动ECU252输出基于从设置于驾驶操作件80的传感器输入的信息得到的控制指令值，控制行驶驱动力输出装置200。驱动ECU252例如基于油门踏板的操作量、制动踏板的操作量、从检知车速的传感器输入的信息，来控制内燃机或电动机、切换自动变速器的变速挡。
制动ECU260与第一控制装置100协作来控制制动装置210。制动ECU260输出基于从第二控制部160输入的信息得到的控制指令值而控制电动马达，以使与制动操作相应的制动转矩向各车轮输出。制动ECU260和制动装置210例如作为电动伺服制动器(ESB)发挥功能。制动ECU260例如控制基于制动装置210的制动力与基于电动机的再生制动的制动力之间的分配。
停止保持ECU262控制设置于自动变速器的电动停车锁定装置。电动停车锁定装置例如在选择了P挡(驻车挡)的情况下锁定自动变速器的内部机构。
第一通知ECU264控制向车内通知信息的车内输出部。车内输出部例如包括设置于转向盘的输出部。该输出部例如在需要车辆M的乘员把持转向盘的情况下点亮。另外，车内输出部也包括使座椅安全带振动而催促乘员进行转向盘的把持、规定的动作的机构。
外部通知ECU266控制向车外通知信息的车外输出部。车外输出部例如是方向指示器。外部通知ECU266控制方向指示器，对车外通知车辆M的行进方向、或者使紧急时闪烁显示灯(危险警示灯)点亮。
GW280中继通信线CL-A与通信线CL-B。在通信线CL-A例如连接有相机10、第一识别装置16、第一控制装置100、驱动ECU252、制动ECU260、停止保持ECU262、第一通知ECU264、外部通知ECU266。在通信线CL-B例如连接有相机310、雷达装置312、第二控制装置320、转向ECU350、制动ECU362、停止保持ECU364及第二通知ECU366。
(第二组)
相机310、雷达装置312、第二控制装置320、转向ECU350、制动ECU362、停止保持ECU364、转向盘把持传感器84及第二通知ECU366例如包含于第二组。
转向ECU350与第二控制装置300协作来控制转向装置220。例如，转向ECU350基于第二控制装置300的指示来输出与转向装置220的状态(例如当前的状态)相应的控制指令值，由此控制车辆M的转向。转向ECU350使用输出用于转向的驱动力的电动机、从检知电动机的旋转量的传感器、检知转向转矩的转矩传感器输入的信息，来控制转向。
制动ECU362与第二控制装置300协作来控制制动装置210。制动ECU362输出基于从车辆控制部340输入的信息得到的控制指令值，来控制电动马达，以使与制动操作相应的制动转矩向各车轮输出。制动ECU362实现VSA(Vehicle Stability Assist)。制动ECU362基于横摆角速度传感器、加速度传感器的检知结果，例如抑制在急制动、在低摩擦路施加了制动时车轮抱死而产生滑行这一情况、例如抑制在起步时、停止时车轮的空转这一情况、又例如抑制在转弯时控制车辆M的姿势而产生侧滑这一情况。
停止保持ECU364控制电动停车制动器(EPB)来维持车辆M的停止。电动停车制动器具有锁定后轮的机构。停止保持ECU364控制电动停车制动器，来锁定后轮，或者解除锁定。
第二通知ECU366控制计量仪器。计量仪器是对设置于驾驶员座的前方的车速、燃料经济性等各种信息进行显示的计量仪器。
第一控制装置100是第一硬件处理器的一例。转向ECU250是第二硬件处理器的一例。第二控制装置300是第三硬件处理器的一例。转向ECU350是第四硬件处理器的一例。这些处理器通过CPU等硬件处理器执行存储于存储装置的程序(软件)来执行各种处理。
[第一监视部及第二监视部]
第一监视部170监视经由GW280而连接的第二组所包含的功能结构(具有功能结构的装置)的一部分或全部的状态。第一监视部170例如取得由通信目的地的装置发送的信息，并基于所取得的信息来判定通信目的地的装置是否存在异常。存在异常例如是指如下状态：不能将通信目的地的装置控制为第二控制装置320所意图的状态。存在异常例如包括装置的缺陷、装置的功能的缺陷、功能的降低、与装置之间通信为与基准的通信状态不同的状态等。由通信目的地的装置发送来的信息是连接目的地的装置的自我诊断的结果、从连接目的地的装置发送的规定的标志。例如，第一监视部170在从连接目的地的装置发送来了包含表示异常的自我诊断结果、表示异常的标志的信息的情况下，判定为通信目的地的装置存在异常。另外，第一监视部170在是不能与连接目的地的装置通信的状态、通信延迟的状态的情况下，也可以视作通信目的地的装置存在异常。
第二监视部342监视经由GW280而连接的第一组所包含的功能结构的一部分或全部的状态。第二监视部342取得由通信目的地的装置发送的信息，并基于所取得的信息来判定通信目的地的装置是否存在异常。异常存在例如是指如下状态：不能将通信目的地的装置控制为第一控制装置100所意图的状态。存在异常例如包括装置的缺陷、装置的功能的缺陷、功能的降低、与装置之间的通信是与基准的通信状态不同的状态等。通信目的地的装置异常例如包括与在第一监视部170的说明中说明了的状态同样的状态。
第二控制装置320在第一组所包含的设备、装置发生了异常的情况下，代替第一控制装置100而执行自动驾驶。例如，在第一组所包含的设备、装置中的转向ECU250、制动ECU260、停止保持ECU262、或者它们的控制对象的设备、装置发生了异常的情况下，第二控制装置320控制转向ECU350、制动ECU362、停止保持ECU364、或者它们的控制对象的设备、装置执行自动驾驶。该情况下的自动驾驶例如是FOF(Fail Operation Function：故障工作功能)模式(退却(Fallback)控制模式)的自动驾驶。FOF模式是为了使车辆的移动风险最小化而执行的模式。FOF模式是指，车辆系统1要求驾驶员以手动的方式操作车辆M，并且以车辆M不从道路、路肩等规定的区域脱离、且车辆M不过度靠近周边的车辆的方式进行控制的模式。车辆系统1要求车辆M的乘员进行手动驾驶，在乘员不回应要求的情况下，也使输出部(例如HMI30、HUD270、催促转向盘的把持的规定的输出部等)持续输出要求乘员进行手动驾驶的驾驶替换要求通知。在该情况下，例如，车辆系统1也可以进行现状下能够进行的控制而控制车辆M。车辆系统1也可以使车辆M减速而直接使车辆M停止，或者使车辆M在能够停车的位置停止。
[电源]
而且，车辆系统1例如具备大容量蓄电池400、第一电源部410、第一蓄电池420、第二电源部430及第二蓄电池440。
大容量蓄电池400例如是锂离子电池等能够进行充放电的蓄电池。驱动用的电动机通过由大容量蓄电池400供给的电力而驱动。在大容量蓄电池400中充入由电动机生成的再生电力。
第一电源部410将大容量蓄电池400的输出电压降压，并将大容量蓄电池400的电力向第一组的各功能结构供给。第一蓄电池420例如是12V的铅蓄电池。例如在未从大容量蓄电池400向第一组的功能结构供给电力的情况下，第一蓄电池420的电力向第一组的功能结构供给。另外，第一蓄电池420向导航装置50、通信装置20、驾驶员监视相机70、车辆传感器40所包含的一部分的传感器供给电力。
第二电源部430将大容量蓄电池400的输出电压降压，并将大容量蓄电池400的电力向第二组的各功能结构供给。第二蓄电池440例如是12V的铅蓄电池。例如在未从大容量蓄电池400向第二组的功能结构供给电力的情况下，第二蓄电池440的电力向第二组的功能结构供给。另外，第二蓄电池440向转向盘把持传感器84、车辆传感器40所包含的一部分的传感器供给电力。
[关于驾驶模式的限制]
模式变更处理部154在设定为不对驾驶员布置针对转向盘进行规定量以上的操作量的操作的任务而转向ECU250(第一转向控制部)控制车辆M的转向的第二驾驶模式、且转向ECU250为不能以使车辆M在车辆M行驶的车道内(或车道的中央附近)行驶的方式控制转向的状态(不能执行LKAS功能的状态)的情况下，设定为对驾驶员布置针对转向盘进行规定量以上的操作量的操作的任务的第一驾驶模式。第二驾驶模式例如是模式A-D，第一驾驶模式例如是模式E(通过驾驶员的操作来控制车辆M的模式)。另外，第二驾驶模式或第一驾驶模式也可以是任意的模式。在该情况下，例如，第一驾驶模式是与第二驾驶模式相比任务重度的模式。
模式变更处理部154在转向ECU350(第二转向控制部)控制着车辆M的转向的情况(例如第二控制装置300执行着FOF模式的自动驾驶的情况)下，不设定为多个驾驶模式所包含的第一控制装置100控制车辆M的驾驶模式，维持使转向ECU350(第二转向控制部)控制转向的状态(FOF模式)。
模式变更处理部154在满足规定的条件(后述的(A)-(C))的情况下，限制模式决定部150将驾驶模式设定为第二驾驶模式(例如模式A-D)。在转向ECU250控制着车辆M的转向、且驾驶模式为第二驾驶模式的情况下，限制是指，例如将驾驶模式变更为第一驾驶模式(例如模式E)。在驾驶模式是第一驾驶模式(例如手动驾驶或任意的驾驶模式)的情况下，限制是指，例如限制将驾驶模式从第一驾驶模式变更为第二驾驶模式(例如模式A-D)。
图5是用于说明规定的条件(A)-(C)的图。
条件(A)是指，转向ECU250不能进行LKAS功能的实施(LKAS功能不可实施)。详细情况参照图6。
条件(B)是指，转向ECU350实施着FOF模式的处理。
条件(C)是指，转向ECU250不是面向手握(Hand On)功能的转向角控制模式的状态持续了第一时间(例如0.1[s])以上。详细情况参照图7。
在满足条件(A)-(C)中的任意条件的情况下，推定出以下的状态。是转向ECU250的转向控制的范围外的状态。例如，进行着超过预先设定的转向控制的转向角的转向控制。是转向ECU250输出了转向控制不可要求的状态。是转向ECU250不能接受转向控制的状态。
图6是用于说明条件(A)的图。第一控制装置100的模式变更处理部154在从转向ECU250通知了表示LKAS功能不可实施的信息的情况下，判定为满足条件(A)。转向ECU250在转向控制的转向角超过预先设定的转向控制的转向角的情况、转向ECU250基于从用于得到控制转向用的信息的传感器(例如取得转向盘的角度的转向角传感器、取得绕转向盘的旋转轴施加的转矩的转向转矩传感器)取得的信息而判断为转向的控制不可的情况、或未从上述的传感器得到信息的情况下，判定为满足条件(A)。
图7是用于说明条件(C)的图。是尽管第一控制装置100的模式变更处理部154对转向ECU250提供了表示面向手握功能的转向控制模式(在驾驶员将手放在转向盘的情况下执行的LKAS功能)的实施的信息也不执行面向手握功能的转向控制模式的状态。例如，在驾驶员未操作转向盘的状态(模式B或模式C)下车辆M行驶着时，根据驾驶员快速操作了转向盘这一情况，第一控制装置100向转向ECU250提供向执行LKAS功能的驾驶模式(例如与上述的未操作转向盘的状态的模式相比重度的模式)转移的要求。在该情况下，转向ECU250有时不能迅速应对要求。在这样的状况下，有时满足上述的条件(C)。例如，在模式B中把持了转向盘的情况、在模式C中进行了对转向盘施加有转矩的操作的情况下，有时满足条件(C)。在满足条件(C)的情况下，例如怀疑转向ECU250的控制不能迅速应对驾驶员的行为的状态、转向ECU250的异常、转向ECU250与第一控制装置100之间的通信异常。
例如，使用了上述的条件(A)的异常的判定有时需要比较长的时间，但使用了上述的条件(C)的异常的判定与使用了上述的(A)的判定相比能够在比较短的时间内进行。这样，通过判定是否满足上述的(A)和上述的(C)的条件，异常的判定的可靠性提高。
图8是用于说明开始是否满足规定的条件(A)-(C)的判定的条件的图。条件(A)或(B)的判定始终进行。条件(C)是指，在上次的处理循环中第一控制装置100对转向ECU250要求了面向手握功能的转向控制模式的开始。
[流程图]
图9是表示由第一控制装置100的模式变更处理部154执行的处理的流程的一例的流程图。在该流程图中，作为一例，关于判定是否满足条件(C)的处理，进行说明。
首先，模式变更处理部154判定模式决定部150是否要求了开始采用面向手握功能的转向控制模式(步骤S100)。在要求了开始转向控制模式的情况下，模式变更处理部154判定如下事项：不是面向手握功能的转向角控制模式的状态是否持续了第一时间以上(步骤S102)。在未持续第一时间以上的情况下，本流程图的1个例程结束，在持续了第一时间以上的情况下，模式变更处理部154限制驾驶模式(步骤S104)。例如，模式变更处理部154将驾驶模式变更为模式E，或者维持模式E的驾驶模式。由此，本流程图的1例程的处理结束。
需要说明的是，关于条件(A)或(B)，例如在车辆M的电源成为了接通状态或车辆M的驱动源成为了接通状态的情况下，模式变更处理部154判定是否满足条件(A)或(B)，在满足条件的情况下，限制驾驶模式。
通过上述的处理，车辆系统1在满足条件(A)、条件(B)或条件(C)的情况下，通过限制要执行的驾驶模式，能够更恰当地控制车辆。
根据以上说明的实施方式，车辆系统1在设定为第二驾驶模式、且第一转向控制部为不能以使车辆M在车辆M行驶的车道内行驶的方式控制转向的状态的情况下，将驾驶模式设定为对驾驶员布置的任务与第二驾驶模式相比重度的第一驾驶模式，并在第二转向控制部控制着车辆M的转向的情况下，不设定为多个驾驶模式所包含的第一驾驶控制部控制车辆M的驾驶模式，而维持使第二转向控制部控制转向的状态，由此能够更恰当地控制车辆。
以上使用实施方式说明了本发明的具体实施方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。
附图标记说明：
1··车辆系统、10··相机、16··第一识别装置、20··通信装置、40··车辆传感器、50··导航装置、70··驾驶员监视相机、80··驾驶操作件、82··转向盘、84··转向盘把持传感器、100··第一控制装置、120··第一控制部、130··识别部、140··行动计划生成部、150··模式决定部、152··驾驶员状态判定部、154··模式变更处理部、160··第二控制部、162··取得部、164··速度控制部、166··转向控制部、170··第一监视部、200··行驶驱动力输出装置、210··制动装置、220··转向装置、250··转向ECU、252··驱动ECU、260··制动ECU、262··停止保持ECU、264··第一通知ECU、266··外部通知ECU、270··HUD、300··第二控制装置、310··相机、312··雷达装置、320··第二控制装置、330··第二识别部、340··车辆控制部、342··第二监视部、350··转向ECU、350··转向ECU、362··制动ECU、364··停止保持ECU、366··第二通知ECU、400··大容量蓄电池、410··第一电源部、420··第一蓄电池、430··第二电源部、440··第二蓄电池。

Claims (7)

1.一种车辆控制系统，其中，
所述车辆控制系统具备：
第一驾驶控制部，其控制车辆的转向及加减速；
第一转向控制部，其基于所述第一驾驶控制部的指示输出与所述车辆的转向装置的状态相应的控制指令值；
第二驾驶控制部，其控制所述车辆的转向及加速度；
第二转向控制部，其基于所述第二驾驶控制部的指示输出与所述转向装置的状态相应的控制指令值；以及
模式设定部，其将所述车辆的驾驶模式设定为包括第一驾驶模式及第二驾驶模式在内的多个驾驶模式中的任一种驾驶模式，所述第一驾驶模式是对驾驶员布置针对驾驶操作件进行规定量以上的操作量的操作的任务的驾驶模式，所述第二驾驶模式是不对所述驾驶员布置所述任务且所述第一转向控制部控制所述车辆的转向的驾驶模式，
所述第一转向控制部与由所述第二转向控制部进行的控制相比优先控制所述车辆的转向，
所述模式设定部在已设定为所述第二驾驶模式、且所述第一转向控制部为不能以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式控制所述转向的状态的情况下，将所述驾驶模式设定为所述第一驾驶模式，
所述模式设定部在所述第二转向控制部控制着所述车辆的转向的情况下，不设定为所述多个驾驶模式所包含的所述第一驾驶控制部控制所述车辆的驾驶模式，维持使所述第二转向控制部控制所述转向的状态。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其中，
所述第一驾驶模式是所述驾驶员对所述驾驶操作件进行规定量以上的操作量的操作而所述驾驶员控制着所述转向装置的模式。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统，其中，
所述模式设定部在从所述第一转向控制部取得了表示不能以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式进行控制的信息的情况下，判定为所述第一转向控制部为不能控制所述转向的状态。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统，其中，
所述模式设定部在即使所述第一驾驶控制部对所述第一转向控制部要求以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式进行控制但在规定时间内所述第一转向控制部也未执行与所述要求相应的控制的情况下，判定为所述第一转向控制部为不能控制所述转向的状态。
5.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统，其中，
在所述第一驾驶控制部、所述第一转向控制部或所述第一驾驶控制部的控制对象发生异常而所述第一驾驶控制部不能控制所述车辆的情况下，所述第二驾驶控制部使所述第二转向控制部控制所述转向。
6.根据权利要求5所述的车辆控制系统，其中，
所述第二驾驶控制部为了使所述车辆的移动风险最小化而使所述车辆减速或停止。
7.一种车辆控制方法，其中，
第一硬件处理器控制车辆的转向及加减速，并将所述车辆的驾驶模式设定为包括第一驾驶模式及第二驾驶模式在内的多个驾驶模式中的任一种驾驶模式，所述第一驾驶模式是对驾驶员布置针对驾驶操作件进行规定量以上的操作量的操作的任务的驾驶模式，所述第二驾驶模式是不对所述驾驶员布置所述任务且第一转向控制部控制所述车辆的转向的驾驶模式，
第二硬件处理器基于所述第一硬件处理器的指示输出与所述车辆的转向装置的状态相应的控制指令值，
第三硬件处理器控制所述车辆的转向及加速度，
第四硬件处理器基于所述第三硬件处理器的指示输出与所述转向装置的状态相应的控制指令值，
所述第二硬件处理器与由所述第四硬件处理器进行的控制相比优先控制所述车辆的转向，
所述第一硬件处理器在已设定为所述第二驾驶模式、且所述第二硬件处理器为不能以使所述车辆在所述车辆行驶的车道内行驶的方式控制所述转向的状态的情况下，将所述驾驶模式设定为所述第一驾驶模式，
所述第一硬件处理器在所述第四硬件处理器控制着所述车辆的转向的情况下，不设定为所述多个驾驶模式所包含的所述第一硬件处理器控制所述车辆的驾驶模式，维持使所述第四硬件处理器控制所述转向的状态。
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