JP2019053596A - 走行制御システムおよび車両の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して制御装置1Aの構成について説明する。制御装置1Aは、ECU群(制御ユニット群)2Aを含む。ECU群2Aは、複数のECU20A〜29Aを含む。各ECUは、CPU(Central Processing Unit)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。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、統合したりすることが可能である。なお、図1および図3においてはECU20A〜29Aの代表的な機能の名称を付している。例えば、ECU20Aには「自動運転ECU」と記載している。
図2を参照して制御装置1Bの構成について説明する。制御装置1Bは、ECU群(制御ユニット群)2Bを含む。ECU群2Bは、複数のECU21B〜25B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。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、統合したりすることが可能である。なお、ECU群2Aと同様、図2および図3においてはECU21B〜25Bの代表的な機能の名称を付している。
ECU間を通信可能に接続する、制御システム1の通信回線の例について図3を参照して説明する。制御システム1は、有線の通信回線L1〜L7を含む。通信回線L1には、制御装置1Aの各ECU20A〜27A、29Aが接続されている。なお、ECU28Aも通信回線L1に接続されてもよい。
制御システム1の電源について図3を参照して説明する。制御システム1は、大容量バッテリ6と、電源7Aと、電源7Bとを含む。大容量バッテリ6はモータMの駆動用バッテリであると共に、モータMにより充電されるバッテリである。
制御装置1Aと、制御装置1Bとが有する機能の共通性について説明する。同一機能を冗長化することで制御システム1の信頼性を向上できる。また、冗長化した一部の機能については、全く同じ機能を多重化したのではなく、異なる機能を発揮する。これは機能の冗長化によるコストアップを抑制する。
〇操舵
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41Aおよびこれを制御するECU22Aを有している。制御装置1Bもまた、電動パワーステアリング装置41Bおよびこれを制御するECU22Bを有している。
制御装置1Aは、油圧装置42Aおよびこれを制御するECU23Aを有している。制御装置1Bは、油圧装置42Bおよびこれを制御するECU23Bを有している。これらはいずれも車両Vの制動に利用可能である。一方、制御装置1Aの制動機構はブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を主要な機能としたものであるのに対し、制御装置1Bの制動機構は姿勢制御等を主要な機能としたものである。両者は制動という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、電動パーキングロック装置50aおよびこれを制御するECU24Aを有している。制御装置1Bは、電動パーキングブレーキ装置52およびこれを制御するECU24Bを有している。これらはいずれも車両Vの停車を維持することに利用可能である。一方、電動パーキングロック装置50aは自動変速機TMのPレンジ選択時に機能する装置であるのに対し、電動パーキングブレーキ装置52は後輪をロックするものである。両者は車両Vの停止維持という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、情報出力装置43Aおよびこれを制御するECU25Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置44Bおよびこれを制御するECU25Bを有している。これらはいずれも運転者に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置43Aは例えばヘッドアップディスプレイであり、情報出力装置44Bは計器類などの表示装置である。両者は車内報知という点では共通するものの、互いに異なる表示装置を採用可能である。
制御装置1Aは、情報出力装置44Aおよびこれを制御するECU26Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置43Bおよびこれを制御するECU23Bを有している。これらはいずれも車外に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置43Aは方向指示器(ハザードランプ)であり、情報出力装置44Bはブレーキランプである。両者は車外報知という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、パワープラント50を制御するECU27Aを有しているのに対し、制御装置1Bは、パワープラント50を制御する独自のECUは有していない。本実施形態の場合、制御装置1Aおよび1Bのいずれも、単独で、操舵、制動、停止維持が可能であり、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方が性能低下あるいは電源遮断もしくは通信遮断された場合であっても、車線の逸脱を抑制しつつ、減速して停止状態を維持することが可能である。また、上記のとおり、ECU21Bは通信回線L2、ゲートウェイGWおよび通信回線L1を介してECU27Aに制御指令を出力可能であり、ECU21Bはパワープラント50を制御することも可能である。制御装置1Bがパワープラント50を制御する独自のECUを備えないことで、コストアップを抑制することができるが、備えていてもよい。
〇周囲状況の検知
制御装置1Aは、検知ユニット31Aおよび32Aを有している。制御装置1Bは、検知ユニット31Bおよび32Bを有している。これらはいずれも車両Vの走行環境の認識に利用可能である。一方、検知ユニット32Aはライダであり、検知ユニット32Bはレーダである。ライダは一般に形状の検知に有利である。また、レーダは一般にライダよりもコスト面で有利である。特性が異なるこれらのセンサを併用することで、物標の認識性能の向上やコスト削減を図ることができる。検知ユニット31A、31Bは共にカメラであるが、特性が異なるカメラを用いてもよい。例えば、一方が他方よりも高解像度のカメラであってもよい。また、画角が互いに異なっていてもよい。
制御装置1Aは、回転数センサ39を有している。制御装置1Bは、車輪速センサ38を有している。これらはいずれも車速を検知することに利用可能である。一方、回転数センサ39は自動変速機TMの出力軸の回転速度を検知するものであり、車輪速センサ38は車輪の回転速度を検知するものである。両者は車速が検知可能という点では共通するものの、互いに検知対象が異なるセンサである。
制御装置1Aは、ジャイロ33Aを有している。制御装置1Bはヨーレートセンサ33Bを有している。これらはいずれも車両Vの鉛直軸周りの角速度を検知することに利用可能である。一方、ジャイロ33Aは車両Vの進路判定に利用するものであり、ヨーレートセンサ33Bは車両Vの姿勢制御等に利用するものである。両者は車両Vの角速度が検知可能という点では共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを有している。制御装置1Bは操舵角センサ37を有している。これらはいずれも前輪の操舵角を検知することに利用可能である。制御装置1Aにおいては、操舵角センサ37については増設せずに、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを利用することでコストアップを抑制できる。尤も、操舵角センサ37を増設して制御装置1Aにも設けてもよい。
制御装置1Aは、操作検知センサ34bを有している。制御装置1Bは、圧力センサ35を有している。これらはいずれも、運転者の制動操作量を検知することに利用可能である。一方、操作検知センサ34bは4つのブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を制御するために用いられ、圧力センサ35は姿勢制御等に用いられる。両者は制動操作量を検知する点で共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは電源7Aから電力の供給を受け、制御装置1Bは電源7Bから電力の供給を受ける。電源7Aまたは電源7Bのいずれかの電力供給が遮断あるいは低下した場合でも、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方には電力が供給されるので、電源をより確実に確保して制御システム1の信頼性を向上することができる。電源7Aの電力供給が遮断あるいは低下した場合、制御装置1Aに設けたゲートウェイGWが介在したECU間の通信は困難となる。しかし、制御装置1Bにおいて、ECU21Bは、通信回線L2を介してECU22B〜24B、44Bと通信可能である。
制御装置1Aは自動運転制御を行うECU20Aと、走行支援制御を行うECU29Aとを備えており、走行制御を行う制御ユニットを二つ備えている。
制御装置1Aまたは1Bで実行可能な制御機能は、車両Vの駆動、制動、操舵の制御に関わる走行関連機能と、運転者に対する情報の報知に関わる報知機能と、を含む。
以下、本願発明に係る制御について説明を行う。上述したように、本願発明の一実施形態に係る車両は複数の検知手段を備えており、これらは検知対象などに応じて複数種類が備えられている。
図4は、本願発明に係る車両が走行する路面の状態を説明するための図である。図4(a)は、通常時の路面の状態を示す図である。ここでは、一方向において3車線からなる道路を例として示している。また、図中の右端には中央分離帯が位置し、左端には分岐する車線が示されている。
(高精度地図上の道路境界間の距離)≧(検知手段の検知結果に基づく道路境界間の距離)
となる。なお、積雪している路面であっても必ずしも走行不可であるものではない。また、図4(b)では、道路の境界側から連続して積雪している状態を示しているが、例えば、道路上の一部分において島のように白線を覆うように積雪している状態を含んでもよい。
本実施形態に係る制御フローについて、図6を用いて説明を行う。なお、本処理は、ECUが所定のプログラムに基づいて実行し、上述した各制御部と連携を行うことで、実現される。なお、以下に示す制御は、制御装置1A、1Bのいずれかによる制御に限定されるものでは無いため、ここでは、処理の主体を、包括的に制御装置1と記載して説明を行う。
図7は、本実施形態に係る検知幅に基づく自動運転の走行制御の処理フローを示し、図6のS606の工程に対応する。
(自車両の走行位置)=(道路の境界から車線における白線までの距離)+(車線の幅)/2
なお、本実施形態において、ここで走行する車線としては、図6のS604にて走行可能であると検知された領域に含まれる車線が該当する。
・自車両の走行速度の減速
・他車両が位置する車線側とは反対方向への移動(オフセット走行)
・車線変更(変更側に更に車線がある場合)
・運転モードの切り替え
−自動運転から通常運転(手動運転)への切り替え
−自動運転のレベルの変更(例えば、レベル3からレベル2への変更)
第1の実施形態では、検知手段にて検知された走行可能な道路の幅と、地図上の幅(高精度地図の情報)との比較し、検知幅の方が小さい場合には、道路の境界の位置に応じて走行位置を特定し、自動運転の制御を行っていた。本実施形態では、更に、周囲を走行している車両の走行状況に応じて走行可能な道路の領域を特定する構成について説明する。
図8は、路面状態の一例を説明するための図である。図8において、3車線から成る道路が示されており、そのうちの一番右に位置する車線は全面が雪で覆われ、白線および道路の境界が検知できない状態を示している。破線矢印401〜404は、図4にて示したものと同様である。実線矢印801〜804は、本例において検知された検知幅を示す。
図9は、本実施形態に係る検知幅に基づく自動運転の走行制御の処理フローを示し、第1の実施形態にて述べた図6のS606の工程に対応する。
(自車両の走行位置1)=(道路の境界から車線における白線までの距離)+(車線の幅)/2
(自車両の走行位置2)=(道路の境界から他車両が走行していた車線における白線までの位置)+(車線の幅)/2
第1の実施形態では、検知手段にて検知された走行可能な道路の幅と、地図上の幅(高精度地図の情報)との比較し、検知幅の方が小さい場合には、道路の境界の位置に応じて走行位置を特定し、自動運転の制御を行っていた。本実施形態では、規定された幅と検知された幅との差異に応じて、自動運転を制御する構成について説明する。
本実施形態に係る制御フローについて、図10を用いて説明を行う。なお、本処理は、ECUが所定のプログラムに基づいて実行し、上述した各制御部と連携を行うことで、実現される。なお、以下に示す制御は、制御装置1A、1Bのいずれかによる制御に限定されるものでは無いため、ここでは、処理の主体を、包括的に制御装置1と記載して説明を行う。
・自車両の減速
・車線変更(変更可能な車線がある場合)
・運転モードの切り替え
−自動運転から通常運転(手動運転)への切り替え
−自動運転のレベルの変更(例えば、レベル3からレベル2への変更)
第3の実施形態では、規定された幅と検知された幅との差異に応じて、自動運転を制御する構成について説明した。本実施形態では、差分に対する複数の閾値を用いて、制御を切り替える構成について説明する。
本実施形態に係る制御フローについて、図11を用いて説明を行う。なお、本処理は、ECUが所定のプログラムに基づいて実行し、上述した各制御部と連携を行うことで、実現される。なお、以下に示す制御は、制御装置1A、1Bのいずれかによる制御に限定されるものでは無いため、ここでは、処理の主体を、包括的に制御装置1と記載して説明を行う。
(第2の閾値)>(第1の閾値)
とする。
・自車両の減速
・車線変更(変更可能な車線がある場合)
・運転モードの切り替え
−自動運転から通常運転(手動運転)への切り替え
−自動運転のレベルの変更(例えば、レベル3からレベル2への変更)
上記実施形態の走行制御システムは、
自車両の周辺情報を取得する第1の取得手段(例えば、21A、21B)と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得手段(例えば、28a、28A)と、
前記第1の取得手段にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定手段(例えば、2A、20A)と、
前記第2の取得手段にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定手段にて特定した道路の幅とのうちの何れか小さい方の幅に基づいて走行制御を行う制御手段(例えば、2A、20A)と、を有する。
前記制御手段は、前記特定手段にて特定した道路の幅の方が小さい場合に、当該幅の領域に加え、前記第2の特定手段にて特定した領域に基づいて走行制御を行う。
自車両の周辺情報を取得する第1の取得手段(例えば、21A、21B)と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得手段(例えば、28a、28A)と、
前記第1の取得手段にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定手段(例えば、2A、20A)と、
前記第2の取得手段にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定手段にて特定した道路の幅との差が所定の閾値以上である場合に、前記自車両の走行制御を切り替える制御手段(例えば、2A、20A)と、を有する。
前記制御手段は、
前記差が前記所定の閾値である第1の閾値以上であって、前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値以下である場合は、第1の走行制御を行い、
前記差が前記第2の閾値より大きい場合は、前記第1の走行制御よりも制限が大きい第2の走行制御を行う。
自車両の周辺情報を取得する第1の取得工程(例えば、S601、S603)と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得工程(例えば、S602)と、
前記第1の取得工程にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定工程(例えば、S604)と、
前記第2の取得工程にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定工程にて特定した道路の幅とのうちの何れか小さい方の幅に基づいて走行制御を行う制御工程(例えば、S605〜S607)と、を有する。
自車両の周辺情報を取得する第1の取得工程(例えば、S1001、S1003)と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得工程(例えば、S1002)と、
前記第1の取得工程にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定工程(例えば、S1004)と、
前記第2の取得工程にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定工程にて特定した道路の幅との差が所定の閾値以上である場合に、前記自車両の走行制御を切り替える制御工程(例えば、S1007、S1008)と、を有する。
Claims (11)
- 自車両の周辺情報を取得する第1の取得手段と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得手段と、
前記第1の取得手段にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定手段と、
前記第2の取得手段にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定手段にて特定した道路の幅とのうちの何れか小さい方の幅に基づいて走行制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする走行制御システム。 - 前記制御手段は、前記第2の取得手段にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定手段にて特定した道路の幅とにおいて、共通する領域に基づいて走行制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の走行制御システム。
- 前記第1の取得手段にて取得した周辺情報に基づいて、他車両が走行した領域を特定する第2の特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記特定手段にて特定した道路の幅の方が小さい場合に、当該幅の領域に加え、前記第2の特定手段にて特定した領域に基づいて走行制御を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の走行制御システム。 - 自車両の周辺情報を取得する第1の取得手段と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得手段と、
前記第1の取得手段にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定手段と、
前記第2の取得手段にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定手段にて特定した道路の幅との差が所定の閾値以上である場合に、前記自車両の走行制御を切り替える制御手段と、
を有することを特徴とする走行制御システム。 - 前記制御手段は、
前記差が前記所定の閾値である第1の閾値以上であって、前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値以下である場合は、第1の走行制御を行い、
前記差が前記第2の閾値より大きい場合は、前記第1の走行制御よりも制限が大きい第2の走行制御を行う
ことを特徴とする請求項4に記載の走行制御システム。 - 前記第1、第2の走行制御は、自動運転のレベルの変更の度合い、減速の度合い、車線変更に関する制限のいずれかを含むことを特徴とする請求項5に記載の走行制御システム。
- 前記第1の取得手段は、カメラ、ライダ、およびレーダの少なくともいずれかにて得られた情報を周辺情報として取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の走行制御システム。
- 前記第2の取得手段は、地図情報から前記道路の情報を取得することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の走行制御システム。
- 前記特定手段は、前記第2の取得手段にて取得した道路の情報にて示される特定地物の位置と、前記第1の取得手段にて取得した周辺情報にて示される特定地物の位置とに基づいて、対応する道路の幅を特定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の走行制御システム。
- 自車両の周辺情報を取得する第1の取得工程と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得工程と、
前記第1の取得工程にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定工程と、
前記第2の取得工程にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定工程にて特定した道路の幅とのうちの何れか小さい方の幅に基づいて走行制御を行う制御工程と、
を有することを特徴とする車両の制御方法。 - 自車両の周辺情報を取得する第1の取得工程と、
予め規定された道路の情報を取得する第2の取得工程と、
前記第1の取得工程にて取得した周辺情報に基づいて、前記自車両が走行している道路の幅を特定する特定工程と、
前記第2の取得工程にて取得した道路の情報にて示される道路の幅と、前記特定工程にて特定した道路の幅との差が所定の閾値以上である場合に、前記自車両の走行制御を切り替える制御工程と、
を有することを特徴とする車両の制御方法。
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