JP2019048483A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転モードにおいて低μ路に遭遇した際に適切に対応する。【解決手段】加速度センサ５ａや空気圧センサ１１等により振動を検知し、その振動が所定の条件を満たしているか判定する。満たしている場合には、ホイールへの着雪等による振動であり、低μ路である可能性があるものと推定し、自動運転の自動化率を下げ、上減速度やカーブ前減速量の増加等の制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば自動車等の走行を制御する車両制御装置に関する。

車両の自動運転を実現するためには、車両自体の走行状態に加えて、車両の外部環境（走行環境）を把握したうえで、走行状態及び外部環境に応じた自動運転の制御を行うことで車両の内外における安全を確保する必要がある。外部環境のひとつとして、走行路の摩擦係数がある。摩擦係数の低い路面（いわゆる低μ路）では、スキッドやスリップが生じるおそれがあることから、特に自動運転ではそれに合わせた走行の制御を行う必要がある。

国際公開０１／０９８１２３号明細書

しかしながら、走行する車両から路面の摩擦係数を直接測定することは困難であり、低μ路等の走行環境に応じた走行制御を行うことも困難であった。

本願発明は上記従来例に鑑みて成されたもので、車両の走行状態に基づいて低μ路を検知し、それに応じた制御を行う車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。

すなわち、本発明の一側面によれば、本発明は、自車両の周辺を監視する周辺監視部と、
前記周辺監視部の検出結果をもとに走行制御を行う自動運転制御部と、
前記自車両の走行振動を検出する振動センサとを有し、
前記自動運転制御部は、前記振動センサにより検出した前記走行振動が所定の条件を満たす場合に、当該自動運転制御部の制御内容を変更することを特徴とする車両制御装置にある。

本発明によれば、車両の走行状態に基づいて走行環境を推定し、それに応じた制御を行う車両制御装置を提供することができる。

車両システムの構成を示した説明図である。 自動運転を制御するための構成を示すブロック図である。 自動運転の制御の一部を示すフローチャートである。 自動運転の制御の一部を示すフローチャートである。 自動運転の制御の一部を示すフローチャートである。

［第一実施形態］
●車両用制御装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置のブロック図であり、車両１を制御する。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。

図１の制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。すなわちＥＣＵを情報処理装置と呼ぶこともできる。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１のルーフ前部に２つ設けられている。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。なお本実施形態では不図示ながら、カメラ４１にはマイクロフォンも併せて設けられているものとする。このマイクロフォンは特に、車体の振動に伴って発生する突き上げ音を特定するために、車体に発生する音声を拾ってＥＣＵ２２または２３に渡す。あるいは音声は別のＥＣＵに処理させてもよい。

検知ユニット４２は、ライダ（Light Detection and Ranging（LIDAR）あるいはレーザレーダ）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に１つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、カメラ４１の一方と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、カメラ４１の他方と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。カメラ４１、ライダ４２、レーダ４３など車両周辺の外部環境を監視するための装置を周辺監視装置とも呼ぶ。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、加速度センサ５ａ、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動、たとえば車両１の前後軸周りの角速度、或いはそれに加えて上下軸および左右軸周りの角速度を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果からＥＣＵ２４は車両１のヨーレート（ヨー角速度）を取得することもできる。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。加速度センサ５ａは、たとえば車両の前後左右上下方向への加速度を検出する３軸加速度センサである。加速度センサ５ａは、車両の走行時の振動（走行振動）を検出する振動センサとしても機能する。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、記憶部２４ａに構築された地図情報のデータベースにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。上述した外部情報を取得するために、通信装置２５ａを用いることもできる。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車輪速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。ＥＣＵ２７は、方向指示器（ウィンカ）８を含む灯火器を制御する。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席表面に配置され、入力デバイス９３とともにインストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。ＥＣＵ２９はさらに、たとえばタイヤの空気バルブに組み込まれた空気圧センサ１１から空気圧を示す信号を受信し、その値を監視する。空気圧センサ１１はすべてのタイヤに組み込まれており、空気圧を示す信号を送信する。本実施形態では、空気圧センサ１１はタイヤ１回転の間の空気圧の変化を測定する。例えば１００Ｋｍ／ｈで走行している車両のタイヤの外周が１．８ｍであるとすると、タイヤはほぼ１５周／秒で回転する。本実施形態では、１回転する間における空気圧の変動を測定するため、たとえば６０サンプル／秒から１５０サンプル／秒程度の頻度で圧力を測定し、その値を送信するのが望ましい。変動の除去が必要であれば、例えばＥＣＵ２９において少なくともタイヤ１回転分の測定値の平均値をとればよい。なお空気圧センサ１１としては圧力を直接測定するほか、タイや外部から測定してもよい。

●運転支援システムの構成
図２に車両１の自動運転等を制御する運転支援システムを機能ブロックで構成した例を示す。各機能ブロックは図１に示したＥＣＵやセンサ類、駆動デバイスなどと、ＥＣＵで実行されるプログラム等により実現される。制御ユニット２は例えばコンピューターとそれが実行するプログラム及びメモリを中心として構成されてもよい。以下、制御ユニット２を中心とした自動運転のための制御構成を簡単に説明する。

図２において、制御ユニット２には、走行駆動力出力装置７２、ブレーキ装置７６、ステアリング装置７４が、駆動用装置の制御系として接続されている。また、ユーザーインターフェイスデバイスとして、音声出力装置９１や表示装置９２を含む出力デバイスおよび入力デバイス９３が接続されている。さらに、加速度センサ５ａや空気圧センサ１１等を含む各種センサ、ＧＰＳ受信機２４ｂ、レーダ４２、カメラ４1、ライダ４３、通信ユニット２４ｃ、２５ａが接続され、それぞれのデバイスからの信号を制御ユニット２に入力する。

制御ユニット２には、状態に応じてブレーキやステアリング、駆動力等を制御して自動運転を実現するための自動運転制御部１１２が含まれる。自動運転制御部１１２には、自車位置認識部１０２、自車状態認識部１０１、外部環境認識部１０３が接続され、それぞれが認識した情報が入力される。自動運転制御部１１２は、車両制御部とも呼ぶ。

制御ユニット２においては、自車状態認識部１０１は、たとえばジャイロセンサ５から入力されるヨーレート、方向あるいは加速度センサ５ａから入力される加速度などの信号に基づいて、車両１自身の状態を特定する。自車位置認識部１０２は、たとえばＧＰＳ信号から特定される自車位置と地図情報１３２とを照合して、地図上における自車位置を特定する。たとえば地図上の位置毎に関連づけて登録されている交通影響情報を特定することができる。

外部環境認識部１０３は、カメラ４１やレーダ４２、ライダ４３で検知した車両の外部環境に関する画像等の情報を処理して外部環境を認識することができる。外部環境には、たとえばリスクと呼ばれる障害物や、安全に走行可能な走行可能領域が含まれる。また障害物は単に障害物として認識されるのみならず、その種類についても認識される。また自車の状態から外部環境を特定することもある。例えば、本実施形態では、車両の信号（特にホイールの信号）に基づいて、低μ路である可能性を判定している。この場合には、たとえば加速度センサ５ａや空気圧センサ１１等からの信号が、外部環境認識部１０３にも入力される。

自動運転制御部１１２は、行動計画決定部１１２１と走行制御部１１２２とを含む。行動計画決定部１１２１は、たとえば決定された走行経路に沿って走行すべく、自車位置認識部１０２および外部環境認識部１０３から入力される情報等を用いて、走行や操舵、制動などの行動を決定する。走行制御部１１２２は、決定された行動計画にしたがってブレーキ装置７６やステアリング装置７４、エンジンやモータ等の走行駆動力出力装置７２を制御する。自動運転制御部１１２は、例えば図３乃至図５に示すような制御を行う。

記憶部２４ａはメモリあるいはストレージであり、運転制御のために用いられる地図情報１３２等を格納している。また指定された目的地までの走行経路等も記憶できる。

以上のように、自動運転システムの中心となる制御ユニット２は、車両１の各デバイスを、センサや通信により取得した外部環境情報などに基づいて制御することで、自動運転を実現する。また、不図示のナビゲーションシステムにより、現在地を示し、また目的地への道案内をすることもできる。

●自動運転レベル
本実施形態における自動運転制御の説明の前に、自動運転のレベルについて簡単に説明する。本実施形態では、自動運転は、自動化率に応じて４段階にレベル分けされている。レベル１は、駆動、制動、操舵のうちいずれかを自動運転システムが行う段階である。レベル２は、駆動、制動、操舵のうちの複数を自動運転システムが行う段階である。たとえば、高速道路における先行車への追従や車線の維持などがレベル２に含まれる。レベル３は、限られた環境、例えば高速道路において、駆動、制動、操舵の全てを自動運転システムが行う段階である。ただしシステムが対応できない状況が生じると、運転者への運転の引き渡し（テイクオーバー）が行われるため、運転者は、自動運転であってもテイクオーバーに備えなければならない。レベル４は、運転者が運転に一切関与せず、自動運転システムにより完全な自動運転が実現される段階である。運転者はタクシーの乗客のように、運転に関与することなく乗車できる。以上はおおまかな分類であり、自動化する操作などに応じてさらにレベルが細分化されていてもよい。たとえば、レベル２のサブレベルとして、レベル２Ｂ１やレベル２Ｅなどがある。いずれのレベルでも、自動運転システムによる制御の対象は変わらないが、運転者への要求水準が相異なる。レベル２Ｅでは、いわゆるアイズオン要求があり、運転者は運転状況を監視している必要がある。またレベル２Ｂ１ではいわゆるハンズオン要求があり、運転者はステアリングホイールを持ち、直ちにテイクオーバーに応じるべく準備する必要がある。いずれにしても、或るレベルから他のレベルに移行すれば、移行後のレベルに応じて、自動運転システムが行わなくなった操作を運転者が行い、逆に、自動運転システムが行うようになった操作を運転者が行う必要がなくなる。レベルの遷移にともない、運転者の注意を喚起するための報知が成される。

●振動検出時の運転制御
本実施形態では、路面の摩擦係数が低い状況の可能性を、路面等を直接観察することなく、車両の状態、特に車両の振動に基づいて推定する。たとえば、ホイール内に雪が付着するとホイールバランスが失われ、車輪の回転に伴う振動が発生することがある。また、ホイールハウス内に雪が付着すると、ホイールと接触してこれも振動を引き起こすことがある。このように、特に積雪路においては、雪が原因となる走行時の振動が発生することがある。自動運転システムによる運転中の車両に一定の条件を満たす振動が発生した場合には本実施形態では、自動運転レベルを下げる。これは、たとえば、ホイールやホイールハウスへの着雪等により振動が生じた可能性がある場合に、運転者による状況に即した安全な運転を促すためである。

なおこの振動に基づく走行環境の推定は、他の方法による走行環境の特定を排除するものではなく、カメラで撮影した画像や、通信によって取得した気象情報などに基づいて走行環境を特定することを併せておこなってもよい。たとえばホイールアンバランスに起因する可能性のある振動を検出し、かつ、外気温が所定温度（たとえば０度）以下である場合に初めて低μ路と判定してもよい。以下に自動運転における本実施形態の手順を示す。以下の手順は例えばＥＣＵ２０などにより実行される。機能ブロックの上では、自動運転制御部１１２により（走行状態の特定については自車状態認識部１０１により）実行される。

図３、図４、図５は、自動運手システムが車両の運転を制御する自動運転モードにおける制御手順のうち、本実施形態に係る部分を示すフローチャートである。たとえば運転者がナビゲーションシステムを用いて目的地を設定すると、行動計画決定部１１２１などにより現在地から目的地までの経路が決定され、車両を発信させると自動運転モードによる車両の運転が開始される。図３（Ａ）は自動運転モードにおける制御の一部を示す。図３（Ａ）の手順は自動走行モードで走行中は、例えば所定時間周期で実行される。

図３（Ａ）ではまず走行環境を特定する（Ｓ３１０）。詳細は図３（Ｂ）、図４（Ａ）で説明するが、本実施形態では、特定する走行環境として低μ路（あるいは寒冷地）を対象としているが、もちろん実際の走行においては他の要素も走行環境として特定される。走行環境が特定されると、その走行環境が低μ路あるいは寒冷地であるか判定する（Ｓ３２０）。低μ路あるいは寒冷地であると判定されると、自動運転制御部１１２による自動運転の制御内容を変更する（Ｓ３３０）。この詳細は図４（Ｂ）で説明する。その後、変更した自動運転の制御内容を調整する（Ｓ３４０）。この調整の内容については図５で説明する。

さて、Ｓ３１０の走行環境の特定では、図３（Ｂ）が実行される。まず振動状態に基づく走行環境が特定される（Ｓ３５０）。ここでは特定の条件を満たす振動を、特定の走行環境、本例では低μの積雪路面であると特定する。この詳細は図４（Ａ）で説明する。次にカメラやライダ等の周辺監視装置により取得した情報に基づいて走行環境を特定する（Ｓ３６０）。ここではたとえば道路が一様に白ければ積雪、道路に光の反射があり、かつ外気温が氷点下であれば凍結路面などと判定する。積雪路面も凍結路面もいずれも低μ路である。次に通信によりサーバ等から取得した気象情報などに基づいて、積雪や凍結があることを判定する（Ｓ３７０）。気象情報は、たとえば車両の現在地における積雪や凍結を示す情報そのものを含んでよく、その場合には、気象情報が走行環境を示しているといえる。このようにして本例では３種の情報それぞれから走行環境を特定し、いずれかが低μ路または寒冷地を示しているか判定する（Ｓ３８０）。ステップＳ３５０乃至ステップＳ３７０で特定した走行環境のいずれかが低μ路または寒冷地を示していれば、現在地を低μ路または寒冷地であると特定する（Ｓ３９０）。特定した走行環境はのちの参照のために記憶部２４ａ等に記憶しておく。

図３（Ｂ）のステップＳ３５０では、図４（Ａ）に示す手順で走行環境が特定される。ここでは車体の振動がホイールアンバランスに起因した特定の振動であるかが判定される。振動は、加速度センサ５ａや車輪速センサ７ｃ、空気圧センサ１１、不図示のマイクロフォン（たとえばカメラ４１に併設されたマイク）からの入力信号に基づいて例えば自車状態認識部１０１によって検出される。たとえば、加速度センサ５ａは振動の加速度を検知でき、自車状態認識部１０１では加速度を示す信号から、振動の方向、振れ幅（振動レベルと呼ぶ）、周期などを検出できる。ここで問題とするのは、特に上下方向の振動成分であればよい。これは他のセンサ信号から振動を検出する場合も同様である。また空気圧センサ１１は、ホイール１回転あたり複数回空気圧をサンプリングしてそれをＥＣＵに送信する。自車状態認識部１０１では検出した空気圧の変動を振動として検知する。たとえば空気圧の変動の大きさを振動レベル、変動の周期を振動周期として検出できる。また車輪速センサ７ｃも、車輪１回転あたり複数回の測定を行う。そしてたとえば車輪速の急激な変動（いわゆる暴れ）から振動が検出される。さらに、マイクで取得した音声信号から、自車状態認識部１０１が突き上げ音を示す周期的な特定のパターンを検出する。このパターンの周期が振動の周期に、音の大きさが振動レベルに対応する。このようにして、たとえば車両の上下方向の振動について、振動レベルと周期とを特定する。検出する振動は上述した各センサのいずれか一つでもよいし、複数を組み合わせて検出してもよい。

このようにして検出された振動について、まず振動レベルが所定の基準値を超えているか判定する（Ｓ４００）。超えていなければ調整レベルを０として処理を終了する（Ｓ４５０）。調整レベルとは、自動運転モードの制御の内容を変更するための、変更の程度を示している。調整レベルが０であるとは、自動運転の走行制御の制御内容を変更しないことを示す。

一方振動レベルが基準値を超えていると判定した場合には、振動周期が所定の第１周期以下であるか判定する（Ｓ４１０）。第１周期以下と判定した場合、調整レベルに１を設定し、そのときの振動レベルを記憶しておく（Ｓ４４０）。振動周期が第１周期を超えていると判定した場合には、振動レベルが第１しきい値（閾値）レベル以下であるか判定する（Ｓ４２０）。第１しきい値レベルは、ステップＳ４００における基準値よりも大きい。振動レベルが第１しきい値レベル以下であると判定した場合には、調整レベルに１を設定し、そのときの振動レベルを記憶しておく（Ｓ４４０）。振動レベルが第１しきい値レベルを超えていると判定した場合には、調整レベルに２を設定し、そのときの振動レベルを記憶しておく（Ｓ４３０）。ステップＳ４３０またはステップＳ４４０で調整レベルが１以上に設定されると、ステップＳ３２０では現在地が低μ路と判定（あるいは推定）される。

さて、図３のステップＳ３２０で低μ路または寒冷地であると判定した場合には図４（Ｂ）の手順が実行される。まず調整レベルが判定される（Ｓ４６５）。調整レベルが０の場合には何も行わず処理を終了する。調整レベルが１の場合には、現在の自動運転のレベルを１段階引き下げる（Ｓ４７０）。すなわち、自動化率を１段階引き下げる。たとえば現在レベル３であればレベル２Ｅに、レベル２Ｅであればレベル２Ｂ１に変更する。レベル３からレベル２Ｅへの変更により、完全自動運転からアイズオン（運転者による監視）を運転者に要求するレベルに走行制御が変更される。レベル２Ｅからレベル２Ｂ１への変更により、アイズオン要求からハンズオン（運転者によるハンドル等の保持）要求へと変更される。また、走行制御の内容としてさらに、上限車速と車線変更制限とカーブ前減速量とを１段階引き下げる（Ｓ４７５）。引き下げによりカーブ減速量は大きくなる。車線変更制限の引き下げとは、たとえば、自動運転モードにおける車線変更を行わないものとしたり、あるいは、車線変更できる速度などの引き下げを伴ってよい。上限車速とは自動運転モードにおける速度制限である。またこれらのうちいずれかであってもよい。

一方、調整レベルが２の場合、現在の自動運転のレベルを２段階引き下げる（Ｓ４８０）。すなわち、自動化率を２段階引き下げる。たとえば現在レベル３であればレベル２Ｂ１に、レベル２Ｅであればレベル１に変更する。レベル２Ｅからレベル１への変更により、アイズオン要求から手動運転へと変更される。また、走行制御の内容としてさらに、上限車速と車線変更制限とカーブ前減速量とを２段階引き下げる（Ｓ４８５）。これはステップＳ４７５における引き下げよりも、１段階大きく、制限が厳しくなる。ただし、車線変更の制限については、制限が、車線変更を行わないというものである場合には、ステップＳ４８５における制限は、ステップＳ４７５における制限と変わることはない。以上のようにして、自動運転モードにおける走行制御の制御内容を変更する。

このように自動運転レベルを含む自動運転の制御内容を変更するのは、或る程度の振動が発生しても、その振動周期が短かったり、あるいは振動レベルが低かったりする（すなわち振幅が小さい）場合には、そうでない場合に比べて、制限の程度を小さく抑えている。これは、振動周期が第１周期よりも長く、かつ振動レベルが第１しきい値レベルよりも大きい場合には、より慎重に対応する状況にあると判断できるためである。

さて、図３のステップＳ３４０では、図５のフローの処理が実行される。ステップＳ３４０では、ステップＳ３３０で自動運転の制御内容を変更した結果、あらためて振動を検出して制御内容の変更による効果を検証する。まず所定時間待機し（Ｓ５１０）、その後ステップＳ４３０またはＳ４４０で記憶した振動レベルと現在の振動レベルとの差を予め定めた所定の値と比較する（Ｓ５２０）。差が所定値以下と判定した場合には、制御内容の変更によって振動は軽減されていない。その場合には、ホイールやホイールハスへの着雪による振動ではなく、路面の状態などの外部要因で生じた振動の可能性があるものと判断して、自動運転の制御内容を、図４（Ｂ）で変更を行う前の状態へと戻す（Ｓ５３０）。この手順により、検知した振動に応じて行った自動運転の運転内容の変更により振動が軽減されない場合には、元の高いレベルの自動運転に戻す。それとともに走行モードにおける制限についても元のとおりに軽減する。

以上の構成及び手順により、本実施形態の車両あるいは該車両が備えた車両制御装置によれば、振動を検出して検出した振動が所定の条件に該当するか判定する。そして、該当するのであれば、その原因がホイールやホイールハウスへの着雪による可能性があるものと推定し、自動運転を制御する走行制御装置の制御内容を、自動運転の自動化率を下げるように変更する。さらに、自動運転における制限をより厳しく設定する。このようにすることで、低μ路の可能性がある走行環境においても、運転者への操作のテイクオーバーを迅速に行うことができ、また、走行制御装置の制御内容の変更により振動レベルが変わらないのであれば、振動の原因は自車にあるのではないと判断して制御内容を元に戻す。これにより、より高い自動運転モードの自動化率を維持することができ、操作性の向上に寄与する。

＜その他の実施形態＞
上述した実施形態では、図４（Ｂ）の手順で、調整レベルが０でない場合には自動化率を下げ、かつ、自動運転の所定の項目について、制限を厳格化している。これに対して、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。

また、図４（Ａ）の手順で検出した振動の周期及び振動レベルが条件を満たすか判定している。これに対して、たとえば検出した振動の周期が、車輪の回転周期と一致しているか判定し、一致していれば振動はホイールのアンバランスに起因すると判定してもよい。車輪の回転周期は、測定した車輪速およびホイール径などから特定できる。振動原因がホイールアンバランスにあると判定された場合には、その原因が雪の付着に原因があるものと推定してもよい。その場合には、現在の走行路が低μ路である可能性があるので、自動化率を下げ、上減速度等の制限をより厳しく再設定してよい。検出した振動の周期が、車輪の回転周期と一致していないなら、振動の原因は自車以外にあると推定し、自動運転をそのまま継続してもよい。

また、図３（Ｂ）においては、走行環境の特定を、３つのソースから取得した情報に基づいて行っているが、たとえばステップＳ３６０、Ｓ３７０を行わずに、振動のみに基づいて走行環境を特定してもよい。

●実施形態のまとめ
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
（１）
自車両の周辺を監視する周辺監視部と、
前記周辺監視部の検出結果をもとに走行制御を行う自動運転制御部と、
前記自車両の走行振動を検出する振動センサとを有し、
前記自動運転制御部は、前記振動センサにより検出した前記走行振動が所定の条件を満たす場合に、当該自動運転制御部の制御内容を変更することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、車両異常振動を検出して、走行制御を変更することが可能となる。たとえば、ホイールアンバランスを検知して自動運転を制限することができる。

（２）
（１）に記載の車両制御装置であって、
車外と通信するための通信部をさらに有し、
前記周辺監視部もしくは前記通信部により現在の走行環境が低μ路もしくは寒冷地であることを検出し、
前記自動運転制御部はさらに、前記周辺監視部もしくは前記通信部にて現在の走行環境が低μ路もしくは寒冷地であることが検出された場合にも、当該自動運転制御部の制御内容を変更することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、振動の原因が雪付きなどの寒冷地に特有の事象による振動であることを特定できる。

（３）
（１）または（２）に記載の車両制御装置であって、
前記走行制御装置は、前記振動センサで検出した前記走行振動の周期が第１周期以下、または、前記走行振動の振動レベルが第１しきい値以下であるか否かを判定し、
前記走行制御装置は、前記制御内容の変更として、前記走行振動の周期が前記第１周期以下、または、前記走行振動の振動レベルが第１しきい値以下であると判定した場合には、自動運転の自動化率を第１自動化率から第２自動化率（たとえばLv3→2E:アイズオン要求、2E→2B1:ハンズオン要求)へ変更し、前記走行振動の周期が第１周期より大きく、かつ、前記走行振動の振動レベルが第１しきい値より大きいと判定した場合には、前記自動化率を前記第１自動化率から第３自動化率（たとえばLv3→2B1,2E→1:手動）へ変更することを含むことを特徴とする車両制御装置。
この構成により、振動周期や振動レベルの相違に対して異なる対応を行うことが可能となる。これは、振動レベル／振動周期に応じて振る舞いを変更することで田正される。

（４）
（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記走行制御装置はさらに、前記制御内容の変更として、走行時の上限車速制限と、レーンチェンジ制限と、カーブ前減速量の増加とを行うことを特徴とする車両制御装置。
これにより、走行振動が生じている際のリスク発生を抑制することが可能となる。

（５）
（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記振動センサは、加速度センサと、車輪速センサと、空気圧センサと、マイクとの少なくともいずれかを含み、当該少なくとも何れかにより検出した信号に基づいて振動を検出することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、様々な構成を持つ振動センサにて振動を正しく検出することができる。

（６）
（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記走行制御装置は、該走行制御装置の制御内容を変更した後、前記振動センサで検出される振動レベルに所定の変化がなかった場合に、前記走行制御装置の制御内容を変更前の状態へ戻すことを特徴とする車両制御装置。
この構成により、走行振動の原因が自車両にはない可能性があるときには、制御を戻し、自動化率を元に戻すことが可能となる。

２０−２９ ＥＣＵ、１１ 空気圧センサ、５ａ 加速度センサ、２４ｃ 通信ユニット、４１ カメラ

Claims (6)

1. 自車両の周辺を監視する周辺監視部と、
   前記周辺監視部の検出結果をもとに走行制御を行う自動運転制御部と、
   前記自車両の走行振動を検出する振動センサとを有し、
   前記自動運転制御部は、前記振動センサにより検出した前記走行振動が所定の条件を満たす場合に、当該自動運転制御部の制御内容を変更することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   車外と通信するための通信部をさらに有し、
   前記周辺監視部もしくは前記通信部により現在の走行環境が低μ路もしくは寒冷地であることを検出し、
   前記自動運転制御部はさらに、前記周辺監視部もしくは前記通信部にて現在の走行環境が低μ路もしくは寒冷地であることが検出された場合にも、当該自動運転制御部の制御内容を変更することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置であって、
   前記走行制御装置は、前記振動センサで検出した前記走行振動の周期が第１周期以下、または、前記走行振動の振動レベルが第１しきい値以下であるか否かを判定し、
   前記走行制御装置は、前記制御内容の変更として、前記走行振動の周期が前記第１周期以下、または、前記走行振動の振動レベルが第１しきい値以下であると判定した場合には、自動運転の自動化率を第１自動化率から第２自動化率へ変更し、前記走行振動の周期が第１周期より大きく、かつ、前記走行振動の振動レベルが第１しきい値より大きいと判定した場合には、前記自動化率を前記第１自動化率から第３自動化率へ変更することを含むことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記走行制御装置はさらに、前記制御内容の変更として、走行時の上限車速制限と、レーンチェンジ制限と、カーブ前減速量の増加とを行うことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記振動センサは、加速度センサと、車輪速センサと、空気圧センサと、マイクとの少なくともいずれかを含み、当該少なくとも何れかにより検出した信号に基づいて振動を検出することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記走行制御装置は、該走行制御装置の制御内容を変更した後、前記振動センサで検出される振動レベルに所定の変化がなかった場合に、前記走行制御装置の制御内容を変更前の状態へ戻すことを特徴とする車両制御装置。

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