JP2019111866A

JP2019111866A - 自動運転システム

Info

Publication number: JP2019111866A
Application number: JP2017245074A
Authority: JP
Inventors: 洋司国弘; Yoji Kunihiro; 亮入江; Akira Irie; 久哉赤塚; Hisaya Akatsuka
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-07-11

Abstract

【課題】冗長化された制御系を備える自動運転システムにおいて異常が発生した場合の安心感を担保できるようにする。【解決手段】自動運転制御の実行中に一方の制御系に異常が発生した場合には、正常な他方の制御系により自動運転制御を継続する。自動運転制御の停止中に一方の制御系に異常が発生した場合には、他方の制御系が正常な場合でも自動運転制御を実行しない。自動運転制御の実行中に両方の制御系に異常が発生した場合には、自動運転制御を停止する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動運転車両に搭載される自動運転システムに関し、特に、冗長化された制御系を備える自動運転システムに関する。

特開２０１５−０８１０１３号公報には、冗長化されたパワーステアリング装置の制御系の設計に関する技術が開示されている。同公報に開示されたパワーステアリング装置は、操舵アシスト制御のためのメインとサブの２つのマイコンを備えている。そして、一方のマイコンが異常で他方のマイコンが正常である場合、正常である方のマイコンによって、操舵アシスト制御に係るアクチュエータを制御する。このように設計されたパワーステアリング装置によれば、操舵アシスト制御中にいずれかのマイコンが故障しても、他方のマイコンで操舵アシスト制御を継続することができる。

特開２０１５−０８１０１３号公報特開２０１４−１９３７２０号公報

上記公報に開示されたパワーステアリング装置による操舵アシスト制御は、運転者主導による車両制御が前提とされている。このため、１つのマイコンが故障した場合に操舵アシスト制御を継続することに運転者は不安を覚えにくい。一方、自動運転制御のような機械主導による車両制御の場合、故障が発生した場合に自動運転制御を継続することは必ずしも安心とは言えない。故障が生じた状況によっては運転者にハンドオーバすることが好ましい場合がある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、冗長化された制御系を備える自動運転システムにおいて異常が発生した場合の安心感を担保できるようにすることを目的とする。

本発明に係る自動運転システムは、冗長化された制御系を備える自動運転システムであって、自動運転制御の実行中に一方の制御系に異常が発生した場合、正常な他方の制御系により自動運転制御を継続し、自動運転制御の停止中に一方の制御系に異常が発生した場合、自動運転制御を実行しないように構成される。

本発明に係る自動運転システムによれば、自動運転制御の実行中に一方の制御系に異常が発生した場合、正常な他方の制御系により自動運転制御を継続することで、運転者への急なハンドオーバを回避することができる。一方、自動運転制御の停止中に一方の制御系に異常が発生した場合、他方の制御系が正常な場合であっても自動運転制御を実行しないことで、自動運転制御の開始後に他方の制御系にも異常が発生して自動運転制御を継続できなくなることを未然に防ぐことができる。つまり、本発明に係る自動運転システムによれば、冗長化された制御系に異常が発生した場合の安心感を担保することができる。

本発明の実施の形態に係る自動運転車両の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る自動運転制御の実行判定のロジックを示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る自動運転制御の実行判定のロジックを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る自動運転車両の概略構成を示すブロック図である。自動運転車両２は、センサ４、アクチュエータ８、及び複数の演算部１０，１２，１４，１６を備える。センサ４には、自動運転に必要な情報を取得するためのセンサ、具体的には、自律センサと車両センサとが含まれる。自律センサには、例えば、ミリ波レーダ、ライダー、カメラ等が含まれる。車両センサには、例えば、加速度センサ、ヨーレートセンサ、操舵角センサ等が含まれる。また、センサ４には、アクセルペダル、ブレーキペダル、ハンドル等の操作具の操作量を計測するセンサも含まれる。アクチュエータ８は、車両を動作させる機器であって、車両を加速させる駆動アクチュエータ、車両を減速させる制動アクチュエータ、及び車両を操舵する操舵アクチュエータが含まれる。

複数の演算部１０，１２，１４，１６には、自動運転のための第１自動運転演算部１０と第２自動運転演算部１４とが含まれる。第１自動運転演算部１０と第２自動運転演算部１４は、直接に信号線によって或いはＣＡＮを介してセンサ４に接続されている。第１自動運転演算部１０と第２自動運転演算部１４は、センサ４で取得された情報に基づき、メモリに記憶された自動運転制御プログラムにしたがってアクチュエータ８を制御するように構成される。

第１自動運転演算部１０と第２自動運転演算部１４は、センサ４及びアクチュエータ８とともに、自動運転システムを構成する。センサ４と第１自動運転演算部１０とは１つの制御系を構成し、センサ４と第２自動運転演算部１４とはもう１つの制御系を構成する。前者の制御系は主制御系であり、後者の制御系は主制御系のバックアップとして用いられる副制御系である。つまり、自動運転システムは、冗長化された制御系を有する。冗長化された制御系によれば、一方の制御系に異常が発生した場合でも、他方の制御系によって自動運転制御を行うことができる。なお、制御系の異常には、例えば、ＥＣＵの故障や、ＥＣＵとセンサとを接続する信号線の断線等が含まれる。

複数の演算部１０，１２，１４，１６には、手動運転のための第１手動運転演算部１２と第２手動運転演算部１６とが含まれる。第１手動運転演算部１２と第２手動運転演算部１６は、運転者による操作具の操作量に応じてアクチュエータ８を制御するように構成される。第１手動運転演算部１２と第２手動運転演算部１６は、センサ４及びアクチュエータ８とともに、手動運転システムを構成する。第１自動運転演算部１０が第２自動運転演算部１４と対をなしているのと同じく、第１手動運転演算部１２も第２手動運転演算部１６と対をなしている。ゆえに、第１自動運転演算部１０から第１手動運転演算部１２への切り替えと同時に、第２自動運転演算部１２から第２手動運転演算部１６への切り替えが行われる。

自動運転車両２は、自動運転制御の実行条件の成否に基づき、自動運転システムによる自動運転と、手動運転システムによる手動運転とを切り替える。図２は、本実施の形態に係る自動運転制御の実行判定のロジックを示すブロック図である。自動運転車両２は、自動運転制御実行判定部１８を備える。自動運転制御実行判定部１８には、自動運転制御を実行するかどうか判定するための情報として、自動運転制御指示と、自動運転システムの故障状態と、自動運転制御の実行状態の前回値とが入力される。自動運転制御実行判定部１８は、これらの情報に基づいて自動運転制御を実行するかどうか判定する。

図３は、自動運転制御実行判定部１８による自動運転制御の実行判定のロジックを示すフローチャートである。ステップＳ２では、自動運転制御実行判定部１８に入力された情報が、予め定められている自動運転制御の開始・継続条件を満たすかどうか判定する。開始・継続条件が満たされる場合、自動運転制御実行判定部１８は、自動運転制御を開始或いは継続し、自動運転制御の実行状態を“実行中”にセットする（ステップＳ４）。開始・継続条件が満たされない場合、自動運転制御実行判定部１８は、自動運転制御を停止し、自動運転制御の実行状態を“停止中”にセットする（ステップＳ６）。

自動運転制御実行判定部１８において定められている自動運転制御の開始・継続条件は、以下の通りである。
条件１．自動運転制御の開始指示があり、且つ、自動運転システムに異常がない場合
条件２．自動運転制御の開始指示があり、且つ、自動運転システムの主制御系と副制御系の何れか１つのみに異常がある場合において、自動運転制御の実行状態の前回値が実行中である場合

条件１の場合、自動運転車両２は、自動運転制御の実行状態の前回値が停止中であれば、自動運転システムの主制御系による自動運転制御を開始する。また、自動運転制御の実行状態の前回値が実行中であれば、自動運転システムの主制御系による自動運転制御を継続する。

条件２の場合、自動運転車両２は、自動運転システムの正常な方の制御系によって自動運転制御を継続する。その後、自動運転車両２は、自動運転制御の終了指示を自動運転制御実行判定部１８に出すことによって、制御パラメータを徐変させる等の通常の終了シーケンスで自動運転制御を終了させる。自動運転制御の実行中に異常が発生した場合、即座に自動運転制御を停止すると、運転者にハンドオーバする時間を確保できずに車両に対する安心感が低下するおそれがあるが、正常な方の制御系によって自動運転制御を継続することによって、余裕を持って運転者にハンドオーバすることが可能となる。

以上の条件１，２のどちらかが満たされない限り、自動運転制御の開始指示があったとしても、自動運転制御は開始或いは継続されない。その具体的なケースは以下の通りである。

自動運転システムの一方の制御系に異常がある場合において、自動運転制御の実行状態の前回値が停止中である場合は、他方の制御系が正常な場合であっても自動運転制御を開始しない。主制御系が異常で副制御系が正常な場合と、副制御系が異常で主制御系が正常な場合の両方がこれに当てはまる。この処置は、自動運転制御の開始後に正常な方の制御系にも異常が発生して自動運転制御を継続できなくなり、運転者へのハンドオーバが突然行われることを未然に防ぐためである。このような設計によれば、冗長化された制御系に異常が発生した場合の安心感を担保することができる。

自動運転システムの主制御系と副制御系の両方に異常がある場合において、自動運転制御の実行状態の前回値が停止中である場合、自動運転制御を開始しない。また、自動運転システムの主制御系と副制御系の両方に異常がある場合において、自動運転制御の実行状態の前回値が実行中である場合、自動運転制御を終了させて運転者にハンドオーバする。これらの処置により、自動運転制御の機能を維持することができない多重異常が発生した場合の安心感を担保することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変形して実施することもできる。例えば、上記実施の形態では、演算部を２重に設けているが、センサから演算部までの制御系全体を２重に設けてもよい。また、各演算部は１つのＥＣＵに設けてもよいし、それぞれ別々のＥＣＵで構成してもよい。また、上記実施の形態では、自動運転車両のシステム全体に本発明が適用されているが、本発明は、電動パワーステアリング制御装置、エンジン制御装置、ブレーキ制御装置等のアクチュエータ制御装置の自動運転演算部のみにも適用することができる。

２自動運転車両
４センサ
８アクチュエータ
１０第１自動運転演算部
１２第１手動運転演算部
１４第２自動運転演算部
１６第２手動運転演算部
１８自動運転制御実行判定部

Claims

冗長化された制御系を備える自動運転システムであって、
自動運転制御の実行中に一方の制御系に異常が発生した場合、正常な他方の制御系により前記自動運転制御を継続し、
前記自動運転制御の停止中に一方の制御系に異常が発生した場合、前記自動運転制御を実行しない
ことを特徴とする自動運転システム。