JP2017142679A - 車両、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自車両の実挙動を検出する検出部と、前記自車両の自動運転の行動計画を生成し、前記生成された行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を前記自車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に通知するとともに、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記検出部により検出された前記自車両の実挙動とを比較し、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記自車両のブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知する自動運転制御装置と、を備える車両。
【選択図】図2
Description
更に、これら請求項1、12、14、および16記載の発明によれば、駆動源や駆動源制御装置が自動運転に必要な高い安全基準(例えば後述するASIL D)を満たしていない場合であっても、自動運転に必要な高い安全基準を満たす自動運転制御装置によって、前記駆動源制御装置の監視と、前記駆動源制御装置に異常が生じた場合の車両の減速制御とが実現されることで、車両全体として自動運転に必要な高い安全基準を満たすことができる。言い換えると、駆動源および駆動源制御装置として、既存の駆動源や駆動源制御装置を用いた場合であっても、自動運転に必要な高い安全基準を満たすことができる。このため、車両の開発コストや開発期間等を向上させることができる。
更に、これら請求項7、8、11、13、15、および17記載の発明によれば、駆動源制御装置が自動運転に必要な高い安全基準(例えば後述するASIL D)を満たしていない場合であっても、自動運転に必要な高い安全基準を満たす自動運転制御装置によって、前記駆動源制御装置の監視と、前記駆動源制御装置に異常が生じた場合の車両の減速制御とが実現されることで、車両全体として自動運転に必要な高い安全基準を満たすことができる。言い換えると、駆動源および駆動源制御装置として、既存の駆動源や駆動源制御装置を用いた場合であっても、自動運転に必要な高い安全基準を満たすことができる。このため、車両の開発コストや開発期間等を向上させることができる。
図1は、実施形態に係る車両(以下、自車両Mと称する)が有する構成要素を示す図である。自車両Mは、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等のエンジン(内燃機関)を後述する駆動源81とした自動車や、走行用モータ(電動機)を駆動源81とした電気自動車、エンジンおよび走行用モータを駆動源81として兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
また、第1供給装置83aは、駆動源81が走行用モータを含む場合、前記走行用モータの運転に使用される電気が充電されたバッテリーと、バッテリーに充電された電気を走行用モータに向けて送る電源ケーブルとを有し、駆動源81に電源を供給する。この場合、第1供給装置83aは、駆動源81に対する電源の供給を遮断する遮断器を含む。この遮断器は、走行制御部110から通知される制御指示に基づいて動作可能である。
なお、第1供給装置83aおよび第2供給装置83bは、互いに一体に設けられてもよく、互いに別体に設けられて離間して配置されてもよい。本願では、説明の便宜上、第1供給装置83aおよび第2供給装置83bを纏めて「供給装置」と称する。
以下、自動運転ECU100について説明する。図2に示すように、自動運転ECU100は、外界認識部102と、自車位置認識部104と、行動計画生成部106と、走行態様決定部107と、軌道生成部108と、走行制御部110と、制御切替部115と、異常監視部120と、記憶部130とを備える。外界認識部102、自車位置認識部104、行動計画生成部106、走行態様決定部107、軌道生成部108、走行制御部110、制御切替部115、および異常監視部120のうち一部または全部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらのうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部130は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等で実現される。前記プログラムは、予め記憶部130に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、前記プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部130にインストールされてもよい。
次に、自動運転ECU100の異常監視部120による駆動源制御ECU82の監視について説明する。図2に示すように、自動運転ECU100の異常監視部120は、比較部121と、異常発生通知部122と、他車位置変化推定部123と、減速計画導出部124とを有する。
まず、比較部121が、走行制御部110の第1通知部111により駆動源制御ECU82に通知された自車両Mの挙動に関する指示の内容を取得する(ステップS101)。例えば、自車両Mの要求加速度に関する指示が第1通知部111により駆動源制御ECU82に通知された場合、比較部121は、前記要求加速度の値を取得する。
また、比較部121が、車両センサ60により検出された自車両Mの実挙動の情報を取得する(ステップS102)。例えば、比較部121は、車両センサ60により検出された自車両Mの実加速度の値を取得する。
まず、異常発生通知部122が、車内向け出力装置94に対して、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを促す内容を出力させる指示を通知する(ステップS104)。例えば、異常発生通知部122は、スピーカによる音声案内や、ナビゲーション装置50の表示画面に表示される映像や画像による案内を行うように、車内向け出力装置94に対して指示を通知する。これにより、異常発生通知部122は、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを運転者に促す。
次に、他車位置変化推定部123が、周辺車両(例えば、前走車両mAおよび後続車両mD)の将来の位置変化を推定する(ステップS106)。具体的には、他車位置変化推定部123は、検出部DTにより検出された周辺車両の速度や加速度等に基づき、周辺車両の将来の位置変化を推定する。例えば、他車位置変化推定部123は、周辺車両が現在の速度を保ったまま走行すると仮定した定速度モデル、またはそれら周辺車両が現在の加速度を保ったまま走行すると仮定した定加速度モデル、その他、種々のモデルに基づいて推定することができる。また、他車位置変化推定部123は、周辺車両の操舵角について考慮してもよいし、操舵角を考慮せず、現在の走行車線を維持したまま走行すると仮定して位置変化を推定してもよい。
次に、減速計画導出部124が、自車両Mを減速させる減速計画を導出する(ステップS107)。「減速計画」とは、自車両Mを安全に停止させる、または、自車両Mの速度を一定以下に抑えるための所定時間ごとの自車両Mの目標挙動(目標速度や目標減速度等の少なくとも1つ)を表す計画である。例えば本実施形態の減速計画導出部124は、減速計画として、自車両Mの将来の複数の時刻における目標減速度の値を導出する。なおこれに代えて、減速計画導出部124は、減速計画として、将来の複数の時刻における目標速度の値を導出してもよい。
減速計画導出部124は、導出した減速計画を走行制御部110に通知する。
図2に示すように、走行制御部110は、第2通知部112を有する。第2通知部112は、減速計画導出部124により作成された減速計画に基づいて自車両Mを減速させる指示をブレーキ装置90に通知する(ステップS108)。例えば、走行制御部110は、自車両Mを減速させる指示の一例として、減速計画を実現する自車両Mの要求減速度に関する指示をブレーキ装置90に通知する。なお、「自車両Mの要求減速度に関する指示」とは、要求減速度の数値そのものを通知する指示でもよく、その要求減速度を実現するためのブレーキ装置90の制御量(例えばブレーキプレッシャー)を通知する指示でもよい。
次に、異常監視部120が、自車両Mの所望の減速が実現されているか否かを判定する(ステップS109)。本実施形態では、異常監視部120の比較部121が、ブレーキ装置90に対して通知された自車両Mを減速させる指示に基づく自車両Mの予定挙動(減速挙動)と、車両センサ60により検出された自車両Mの実挙動とを比較する。そして、比較部121は、ブレーキ装置90に対して通知された自車両Mを減速させる指示に基づく自車両Mの予定挙動と、車両センサ60により検出された自車両Mの実挙動との違いが予め設定された範囲内である場合に、自車両Mの所望の減速が実現されていると判定する。例えば本実施形態の比較部121は、減速計画導出部124により導出された減速計画に基づく自車両Mの要求減速度と、車両センサ60によって検出された自車両Mの実減速度とを比較し、自車両Mの要求減速度と、車両センサ60によって検出された自車両Mの実減速度との違いが予め設定された範囲内である場合に、自車両Mの所望の減速が実現されていると判定する。本願で言う「実減速度」とは、センサ等によって検出される自車両Mの実際の減速度を意味する。
一方で、自動運転ECU100は、自車両Mの所望の減速が実現されていない場合、追加の減速制御を実施する(ステップS110)。例えば、走行制御部110の第2通知部112は、自車両Mの所望の減速が実現されていない場合に、駆動源81に対するエネルギー源(燃料または電源)の供給を遮断する指示を供給装置83に通知する。これに代えて、または、これに加えて、第2通知部112は、自車両Mの所望の減速が実現されていない場合に、駆動源制御ECU82に対する電源の供給を遮断する指示を供給装置83に通知する。なお、駆動源81は、例えば駆動源制御ECU82からの制御信号が無くなった場合に、停止するように設定されている。これらにより、自動運転ECU100は、走行駆動力出力装置80を強制的に停止させる。
そこで、本実施形態の車両Mでは、駆動源81や駆動源制御ECU82が前記安全基準を満たしていない場合であっても、前記安全基準を満たす自動運転ECU100やブレーキ装置90によって、駆動源制御ECU82の監視と、駆動源制御ECU82に異常が生じた場合の車両の減速制御とが実現されることで、車両全体として前記安全基準(例えば、ASIL D)を満たすことができる。言い換えると、駆動源81および駆動源制御ECU82として、既存の駆動源81や駆動源制御ECU82を用いた場合であっても、自動運転に必要な高い安全基準を満たすことができる。このため、車両の開発コストや開発期間等を向上させることができる。
例えば、上述の実施形態の比較部121は、自車両Mの要求加速度と、車両センサ60によって検出された自車両Mの実加速度とを比較することで、駆動源制御ECU82の異常を判定する。これに代えて、比較部121は、自車両Mの要求速度と、車両センサ60によって検出された自車両Mの実速度とを比較することで駆動源制御ECU82の異常を判定してもよい。
Claims (17)
- 自車両に走行駆動力を発生させる駆動源と、
前記駆動源を制御する駆動源制御装置と、
前記自車両を減速させるブレーキ装置と、
前記自車両の実挙動を検出する第1検出部と、
前記自車両の自動運転の行動計画を生成し、前記生成された行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を前記駆動源制御装置に通知するとともに、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とを比較し、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記ブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知する自動運転制御装置と、
を備える車両。 - 前記第1検出部は、前記自車両の実加速度を検出し、
前記自動運転制御装置は、前記自車両の挙動に関する指示として、前記自車両の要求加速度に関する指示を通知するとともに、前記自車両の要求加速度と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実加速度とを比較し、前記要求加速度に比べて前記第1検出部により検出された前記自車両の実加速度が予め設定された範囲を超えて大きい場合に、前記ブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知する、
請求項1記載の車両。 - 前記駆動源制御装置は、前記駆動源を制御する少なくとも1つの第1プロセッサを有し、
前記自動運転制御装置は、前記駆動源制御装置の第1プロセッサの数よりも多い複数の第2プロセッサを有し、前記複数の第2プロセッサは、互いに並列に動作可能であり、少なくとも1つの前記第2プロセッサが故障した場合でも残りの前記第2プロセッサによって、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記ブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知可能である、
請求項1または2記載の車両。 - 前記自車両の周辺に位置する物体を検出する第2検出部を更に備え、
前記自動運転制御装置は、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記第2検出部により検出された前記物体に基づいて前記自車両の減速計画を導出し、前記導出された前記自車両の減速計画に基づいて前記ブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知する、
請求項1から3のうちいずれか1項記載の車両。 - 前記第2検出部は、前記物体として、前記自車両の周辺を走行する周辺車両を検出し、
前記自動運転制御装置は、前記第2検出部により検出された前記周辺車両の将来の位置変化を推定し、前記推定された前記周辺車両の将来の位置変化に基づいて前記自車両の減速計画を導出する、
請求項4記載の車両。 - 前記第2検出部は、前記周辺車両として、前記自車両の直前を走行する前走車両と、前記自車両の直後を走行する後続車両とを検出し、
前記自動運転制御装置は、前記第2検出部により検出された前記前走車両および前記後続車両の将来の位置変化を推定し、前記推定された前記前走車両および前記後続車両の将来の位置変化に基づいて前記自車両の減速計画を導出する、
請求項5記載の車両。 - 前記駆動源に対して燃料および電源の少なくとも一方であるエネルギー源を供給するとともに、前記駆動源制御装置に対して電源を供給する供給装置を更に備え、
前記自動運転制御装置は、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記駆動源に対する前記エネルギー源の供給を遮断する指示、および前記駆動源制御装置に対する電源の供給を遮断する指示のうち少なくとも一方を前記供給装置に通知する、
請求項1から6のうちいずれか1項記載の車両。 - 前記自動運転制御装置は、前記ブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知した後、前記通知された前記自車両を減速させる指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とを比較し、前記通知された前記自車両を減速させる指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記駆動源に対する前記エネルギー源の供給を遮断する指示、および前記駆動源制御装置に対する電源の供給を遮断する指示のうち少なくとも一方を前記供給装置に通知する、
請求項7記載の車両。 - 前記自車両の運転者が認識可能な出力を出力する出力装置を更に備え、
前記自動運転制御装置は、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記第1検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記出力装置に対して自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを促す内容を出力する指示を通知する、
請求項1から8のうちいずれか1項記載の車両。 - 前記自動運転制御装置は、自動運転モードから手動運転モードへの切り替え操作を検知する切替部を有し、前記切替部により自動運転モードから手動運転モードへの切り替え操作が検知された場合に、前記ブレーキ装置に対する前記自車両を減速させる指示を解除する、
請求項9記載の車両。 - 自車両に走行駆動力を発生させる駆動源と、
前記駆動源を制御する駆動源制御装置と、
前記駆動源に対して燃料および電源の少なくとも一方であるエネルギー源を供給するとともに、前記駆動源制御装置に対して電源を供給する供給装置と、
前記自車両の実挙動を検出する検出部と、
前記自車両の自動運転の行動計画を生成し、前記生成された行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を前記駆動源制御装置に通知するとともに、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記検出部により検出された前記自車両の実挙動とを比較し、前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、前記検出部により検出された前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記駆動源に対する前記エネルギー源の供給を遮断する指示、および前記駆動源制御装置に対する電源の供給を遮断する指示のうち少なくとも一方を前記供給装置に通知する自動運転制御装置と、
を備える車両。 - 自車両の自動運転の行動計画を生成する生成部と、
前記生成部により生成された行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を、前記自車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に通知する第1通知部と、
前記第1通知部により通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、検出部により検出された前記自車両の実挙動とを比較する比較部と、
前記比較部により比較された前記自車両の予定挙動と前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記自車両のブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知する第2通知部と、
を備える車両制御装置。 - 自車両の自動運転の行動計画を生成する生成部と、
前記生成部により生成された行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を、前記自車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に通知する第1通知部と、
前記第1通知部により通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、検出部により検出された前記自車両の実挙動とを比較する比較部と、
前記比較部により比較された前記自車両の予定挙動と前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記駆動源に対して燃料および電源の少なくとも一方であるエネルギー源を供給するとともに前記駆動源制御装置に対して電源を供給する供給装置に対して、前記駆動源に対する前記エネルギー源の供給を遮断する指示、および前記駆動源制御装置に対する電源の供給を遮断する指示のうち少なくとも一方を通知する第2通知部と、
を備える車両制御装置。 - 車載コンピュータが、
自車両の自動運転の行動計画を生成し、
前記生成された行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を、前記自車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に通知し、
前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、検出された前記自車両の実挙動とを比較し、
前記比較された前記自車両の予定挙動と前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記自車両のブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知する、
車両制御方法。 - 車載コンピュータが、
自車両の自動運転の行動計画を生成し、
前記生成された行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を、前記自車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に通知し、
前記通知された指示に基づく前記自車両の予定挙動と、検出された前記自車両の実挙動とを比較し、
前記比較された前記自車両の予定挙動と前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記駆動源に対して燃料および電源の少なくとも一方であるエネルギー源を供給するとともに前記駆動源制御装置に対して電源を供給する供給装置に対して、前記駆動源に対する前記エネルギー源の供給を遮断する指示、および前記駆動源制御装置に対する電源の供給を遮断する指示のうち少なくとも一方を通知する、
車両制御方法。 - 車載コンピュータに、
自車両の自動運転の行動計画を生成させ、
前記生成させた行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を、前記自車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に通知させ、
前記通知させた指示に基づく前記自車両の予定挙動と、検出させた前記自車両の実挙動とを比較させ、
前記比較させた前記自車両の予定挙動と前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記自車両のブレーキ装置に対して前記自車両を減速させる指示を通知させる、
車両制御プログラム。 - 車載コンピュータに、
自車両の自動運転の行動計画を生成させ、
前記生成させた行動計画に基づいて前記自車両の挙動に関する指示を、前記自車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に通知させ、
前記通知させた指示に基づく前記自車両の予定挙動と、検出させた前記自車両の実挙動とを比較させ、
前記比較させた前記自車両の予定挙動と前記自車両の実挙動とが予め設定された範囲を超えて異なる場合に、前記駆動源に対して燃料および電源の少なくとも一方であるエネルギー源を供給するとともに前記駆動源制御装置に対して電源を供給する供給装置に対して、前記駆動源に対する前記エネルギー源の供給を遮断する指示、および前記駆動源制御装置に対する電源の供給を遮断する指示のうち少なくとも一方を通知させる、
車両制御プログラム。
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