JP2019182095A - 電子制御装置、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部環境および演算可能なハードウェアの状態に応じて演算可能なハードウェアを最適に制御する。【解決手段】自律走行制御装置２は、演算可能な複数のハードウェアを搭載する車両に搭載される電子制御装置であって、車両の外部の情報を収集する情報収集部２０２と、複数のハードウェアのそれぞれに実行させる処理および複数のハードウェアが演算に用いる外部の情報を定める複数の処理仕様、および複数の処理仕様をそれぞれ適用するための外部の情報および複数のハードウェアの状態に関する条件である適用条件を格納する記憶部と、収集した外部の情報および複数のハードウェアの状態に基づき、条件への該当性から複数の処理仕様のいずれかを決定し、決定した処理仕様に基づき複数のハードウェアを制御する処理制御部２０３とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電子制御装置、および制御方法に関する。

車両の自動運転を目指した技術開発が進められている。自動運転は運転者に代わり周囲の認識、車両の制御を行う必要があり、高度な情報処理が求められる。自動運転車は、車両に複数のセンサを備え、各センサから取得した情報を基に道路や天気など、外部環境を把握する。特許文献１には、車両の自動走行を実現する車両走行制御システムであって、前記車両は、前記車両の外部の状況を検出するセンサを複数有し、前記車両走行制御システムは、プロセッサ及びメモリを有し、前記メモリは、前記複数のセンサの検出結果をフュージョンする仕様であって、前記車両の外部環境に対応する複数のフュージョン仕様を記憶し、前記プロセッサは、前記メモリに記憶された複数のフュージョン仕様から前記車両の外部環境に対応する一つのフュージョン仕様を選択し、前記選択したフュージョン仕様において前記外部環境が原因で前記センサの認識精度が低下する領域を前記選択したフュージョン仕様の弱点領域としてドライバに提示し、前記選択したフュージョン仕様に基づいて、前記複数のセンサの検出結果をフュージョンして、前記車両の外部の状況を認識して、前記車両の自動走行を制御することを特徴とする車両走行制御システムが開示されている。

特開２０１７-１３２２８５号公報

特許文献１に記載されている発明では、外部環境および演算可能なハードウェアの状態に応じた演算可能なハードウェアの最適な制御ができない。

本発明の第１の態様による電子制御装置は、演算可能な複数のハードウェアを搭載する車両に搭載される電子制御装置であって、前記車両の外部の情報を収集する情報収集部と、前記複数のハードウェアのそれぞれに実行させる処理および前記複数のハードウェアが演算に用いる前記外部の情報を定める複数の処理仕様、および前記複数の処理仕様をそれぞれ適用するための前記外部の情報および前記複数のハードウェアの状態に関する条件である適用条件を格納する記憶部と、前記収集した外部の情報および前記複数のハードウェアの状態に基づき、前記条件への該当性から前記複数の処理仕様のいずれかを決定し、決定した前記処理仕様に基づき前記複数のハードウェアを制御する処理制御部とを備える。
本発明の第２の態様による制御方法は、演算可能な複数のハードウェアを備える車両に搭載され、複数の処理仕様と前記複数の処理仕様をそれぞれ適用するための条件である適用条件とを格納する記憶部を備える電子制御装置が実行する制御方法であって、前記処理仕様とは、前記複数のハードウェアのそれぞれに実行させる処理と前記複数のハードウェアが演算に用いる前記車両の外部の情報とを定めるものであり、前記適用条件とは、前記外部の情報と前記複数のハードウェアの状態とに関する条件であり、前記車両の外部の情報を収集することと、前記収集した外部の情報および前記複数のハードウェアの状態に基づき、前記条件への該当性から前記複数の処理仕様のいずれかを決定し、決定した前記処理仕様に基づき前記複数のハードウェアを制御することとを含む。

本発明によれば、外部環境および演算可能なハードウェアの状態に応じた演算可能なハードウェアの最適な制御ができる。

車載システム１のシステム構成図 自律走行制御装置２のハードウェア構成図 自律走行制御装置２の機能構成図 論理回路２５５に１つの論理回路が構成される場合のハードウェア２０５の構成例を示す図 論理回路２５５に２つの論理回路が構成される場合のハードウェア２０５の構成例を示す図 処理割当ＤＢ３の一例を示す図 回路管理ＤＢ４の一例を示す図 転送ＤＢ６の一例を示す図 実施の形態における自律走行制御装置２の動作を示すシーケンス図 仕様Ａにおいて取得した情報とハードウェア２０５の対応付けを示す図 仕様Ｂにおいて取得した情報とハードウェア２０５の対応付けを示す図 仕様Ｃにおいて取得した情報とハードウェア２０５の対応付けを示す図 仕様Ｄにおいて取得した情報とハードウェア２０５の対応付けを示す図 仕様Ｅにおいて取得した情報とハードウェア２０５の対応付けを示す図 変形例２における自律走行制御装置２の動作を示すシーケンス図

―実施の形態―
以下、図１〜図９Ｅを参照して、本発明に係る自律走行制御装置の実施の形態を説明する。
＜システム構成＞
図１は、自律走行制御装置２を含む車載システム１のシステム構成図である。車載システム１は、車両１００に搭載され、カメラ情報取得部１０１と、レーダ情報取得部１０２と、レーザ情報取得部１０３と、車両１００に搭載される衛星航法システム、たとえばＧＰＳ（Global Positioning System）の受信機を用いて車両１００の位置を検出する自車位置情報取得部１０４とを備える。車両１００は不図示のカメラ、レーダ、およびレーザを備え、カメラ情報取得部１０１は、車両１００の外界の情報、たとえば可視光領域における光の反射に関する情報を前述のカメラにより取得する。レーダ情報取得部１０２は、車両１００の外界の情報、たとえば複数の周波数を有する電波の反射に関する情報を前述のレーダにより取得する。レーザ情報取得部１０３は、車両１００の外界の情報、たとえば単一周波数を有する赤外線の反射に関する情報をレーザにより取得する。車載システム１はさらに、車両１００の自動運転を設定するための自動運転設定部１０５と、ＯＴＡ（Over−The−Air）により車載システム１の情報を更新するための無線通信部１０６とを備える。

車載システム１はさらに、自律走行制御装置２と、補助制御部１０７と、ブレーキ制御部１０８と、エンジン制御部１０９と、パワーステアリング制御部１１０とを備える。自律走行制御装置２、補助制御部１０７、ブレーキ制御部１０８、エンジン制御部１０９、およびパワーステアリング制御部１１０は、たとえばＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。

カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、自車位置情報取得部１０４、自動運転設定部１０５、無線通信部１０６、自律走行制御装置２、補助制御部１０７、ブレーキ制御部１０８、エンジン制御部１０９、およびパワーステアリング制御部１１０は、車両１００に備えられる通信ネットワーク、たとえばＣＡＮ（Controller Area Network）（登録商標）によって相互に通信可能に接続される。

カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、および自車位置情報取得部１０４は、それぞれがセンサなどから受信した情報（以下、「センサ情報」と呼ぶ）を自律走行制御装置２に送信する。また、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、および自車位置情報取得部１０４は、それぞれのセンサの異常や精度の低下を検出し、センサの異常や精度の低下に関する情報（以下、「異常検出情報」と呼ぶ）を自律走行制御装置２に送信する。

自動運転設定部１０５は、自動運転時の目的地、ルート、走行速度等の設定情報を自律走行制御装置２に送信する。ただし自動運転設定部１０５が送信する情報の一部は、無線通信部１０６を介して外部から受信したものであってもよい。

自律走行制御装置２は、自動運転制御のための処理を行い処理結果に基づいて制御指令を、ブレーキ制御部１０８、エンジン制御部１０９、およびパワーステアリング制御部１１０へ出力する。補助制御部１０７は、自律走行制御装置２と同様の制御を補助として行う。ブレーキ制御部１０８は、車両１００の制動力を制御する。エンジン制御部１０９は、車両１００の駆動力を制御する。パワーステアリング制御部１１０は、車両１００のステアリングを制御する。

自律走行制御装置２は、自動運転設定部１０５により自動運転の設定要求を受け付けると、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、および自車位置情報取得部１０４等からの外界の情報を基に車両１００が移動する軌道を算出する。そして、自律走行制御装置２は、算出した軌道に従って車両１００を移動させるように、制動力、駆動力、操舵などの制御指令を、ブレーキ制御部１０８、エンジン制御部１０９、およびパワーステアリング制御部１１０に出力する。ブレーキ制御部１０８、エンジン制御部１０９、およびパワーステアリング制御部１１０は、自律走行制御装置２から制御指令を受けて、それぞれ不図示の制御対象であるアクチュエータに操作信号を出力する。

＜自律走行制御部のハードウェア構成＞
図２は、自律走行制御装置２のハードウェア構成図である。自律走行制御装置２は、ＣＰＵ２５１と、ＲＯＭ２５２と、ＲＡＭ２５３と、フラッシュメモリ２５４と、論理回路２５５と、ＧＰＵ２５６と、通信インタフェース２５８とを備える。ＣＰＵ２５１やＧＰＵ２５６は、ＲＯＭ２５２に格納されたプログラムをＲＡＭ２５３に展開して実行することで後述する機能を実現する。フラッシュメモリ２５４は不揮発性の記憶領域であり、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブなどから構成される。論理回路２５５は、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのＰＬＤ（Programmable Logic Device）を用いた再構成可能な論理回路である。論理回路２５５はその一部のみを再構成することが可能な、いわゆる部分再構成可能な論理回路である。通信インタフェース２５８は、ＣＡＮ等の所定のプロトコルで通信するインタフェースである。

なお、自律走行制御装置２を構成するＣＰＵ２５１、ＲＯＭ２５２、ＲＡＭ２５３、フラッシュメモリ２５４、論理回路２５５、およびＧＰＵ２５６のハードウェアは、それぞれが１つのデバイスとしてＥＣＵ上に構成されても良いし、ＳｏＣ（System on Chip）のように、複数のハードウェアが１つのデバイスとしてＥＣＵ上に構成されてもよい。また、自律走行制御装置２は、１つのＥＣＵで構成しても良いし、複数のＥＣＵで構成してもよい。

＜自律走行制御装置の機能構成＞
図３は、自律走行制御装置２の機能構成図である。自律走行制御装置２は、第１通信インタフェース２０１−１、第２通信インタフェース２０１−２、情報収集部２０２、処理制御部２０３、演算部２０４、監視部２０７、処理割当データベース（以下、処理割当ＤＢ）３、回路管理データベース（以下、回路管理ＤＢ）４、回路データベース（以下、回路ＤＢ）５、および転送データベース（以下、転送ＤＢ）６を有する。以下では、第１通信インタフェース２０１−１、第２通信インタフェース２０１−２をまとめて、「通信インタフェース２０１」と呼ぶ。また、ＣＰＵ２５１と、論理回路２５５と、ＧＰＵ２５６とをまとめて、ハードウェア２０５と呼ぶ。

通信インタフェース２０１は、図２の通信インタフェース２５８により実現される。処理割当ＤＢ３、回路管理ＤＢ４、回路ＤＢ５、および転送ＤＢ６は、ＲＡＭ２５３またはフラッシュメモリ２５４に格納される情報である。演算部２０４はハードウェア２０５により実現される。情報収集部２０２、および処理制御部２０３は、ＣＰＵ２５１、論理回路２５５、およびＧＰＵ２５６のいずれかにより構成される。

自律走行制御装置２は、第１通信インタフェース２０１−１を介して、図１のカメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、自車位置情報取得部１０４、自動運転設定部１０５、および無線通信部１０６と接続される。自律走行制御装置２は、第２通信インタフェース２０１−２を介して補助制御部１０７、ブレーキ制御部１０８、エンジン制御部１０９、およびパワーステアリング制御部１１０と接続される。なお図３では、自律走行制御装置２は第１通信インタフェース２０１−１および第２通信インタフェース２０１−２の論理的な２つの通信インタフェースを備えるが、両者の機能を併せ持つ１つの論理的な通信インタフェースのみを備えてもよい。

情報収集部２０２は、第１通信インタフェース２０１−１から入力される、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、及び自車位置情報取得部１０４からのセンサ情報や異常検出情報、自動運転設定部１０５からの自動運転設定情報を収集する。情報収集部２０２は、転送ＤＢ６を参照し、収集したセンサ情報を転送するハードウェア２０５を判定する。ただし情報収集部２０２は、収集したセンサ情報をハードウェア２０５だけでなく処理制御部２０３にも送信してよい。情報収集部２０２は、異常検出情報および自動運転設定情報を処理制御部２０３に転送する。

処理制御部２０３は、所定の処理周期で後述する処理を繰り返し実行する。処理制御部２０３は、情報収集部２０２からセンサの異常検出情報が入力され、監視部２０７からハードウェア２０５の不具合の情報が入力され、演算部２０４から演算結果が入力される。処理制御部２０３は、入力されるセンサの異常検出情報、ハードウェア２０５の不具合情報、および演算部２０４の演算結果に基づき、ハードウェア２０５に実施させる処理を決定する。

具体的には処理制御部２０３は、処理割当ＤＢ３に記載された切替条件および切り替え優先度にしたがって有効な処理仕様を決定し、決定した処理仕様に対応する処理をハードウェア２０５に実行させる。処理制御部２０３は、論理回路２５５を使用する場合は、回路管理ＤＢ４をさらに参照して、論理回路２５５に構成する論理回路の数や回路データを決定する。論理回路の数や回路データは、決定した有効な処理仕様により一意に定まる。詳しくは後述する。

論理回路２５５に構成される論理回路が実行する処理は、他のハードウェア、たとえばＣＰＵ２５１やＧＰＵ２５６が実行していた処理の場合もある。論理回路２５５に論理回路を構成するための回路データは、回路ＤＢ５に格納される。また処理制御部２０３は、情報収集部２０２にセンサ情報をハードウェア２０５に転送するよう周期的に指示を出す。処理制御部２０３は、ハードウェア２０５から処理結果を取得し、取得した処理結果を基に、制動力や駆動力などの制御指令を第２通信インタフェース２０１−２から出力する。

演算部２０４を構成するハードウェア２０５は、情報収集部２０２より取得するセンサ情報を処理対象として処理制御部２０３によって決定された処理を行い、処理制御部２０３に処理結果を送信する。ハードウェア２０５は、センサが収集した外部の情報を解析して外部の状況、たとえば道路の種別を判断する。たとえばハードウェア２０５は、車両１００が一般道路を走行している、または車両１００が高速道路を走行している、などの判断を行う。監視部２０７は、ハードウェア２０５の状態を監視し、不具合を検出すると処理制御部２０３に不具合の情報を伝達する。たとえば監視部２０７は、ＣＰＵ２５１が故障した旨を処理制御部２０３に伝達する。

＜演算部の構成例＞
図４Ａおよび図４Ｂは、演算部２０４におけるハードウェア２０５の構成例を示す図である。図４Ａは論理回路２５５に１つの論理回路、すなわち全領域回路２０６Ａが構成される例を示す図であり、図４Ｂは論理回路２５５に２つの論理回路、すなわち第１半領域回路２０６Ｂ−１および第２半領域回路２０６Ｂ−２が構成される例を示す図である。なお全領域回路２０６Ａ、第１半領域回路２０６Ｂ−１、および第２半領域回路２０６Ｂ−２の名称は便宜的なものであり、全領域回路２０６Ａが論理回路２５５の全ての領域を使用しなくてもよい。これと同様に、第１半領域回路２０６Ｂ−１および第２半領域回路２０６Ｂ−２は論理回路２５５のそれぞれ半分ずつを使用していなくてもよく、論理回路２５５に２つの論理回路が構成されていることを示しているだけである。以下では、第１半領域回路２０６Ｂ−１および第２半領域回路２０６Ｂ−２をまとめて、半領域回路２０６Ｂと呼ぶ。

図４Ａに示す例では、論理回路２５５には全領域回路２０６Ａが構成され、論理回路２５５は、取得したセンサ情報を全領域回路２０６Ａに入力する。図４Ｂに示す例では、論理回路２５５には第１半領域回路２０６Ｂ−１および第２半領域回路２０６Ｂ−２が構成され、論理回路２５５は、取得したセンサ情報の種類に基づいて第１半領域回路２０６Ｂ−１または第２半領域回路２０６Ｂ−２にセンサ情報を入力する。第１半領域回路２０６Ｂ−１および第２半領域回路２０６Ｂ−２は、それぞれ入力されたセンサ情報を処理し、処理制御部２０３に出力する。

＜処理割当データベースの管理情報＞
図５は、処理割当ＤＢ３の一例を示す図である。処理割当ＤＢ３は、処理制御部２０３によって参照され、処理仕様に基づいてハードウェア２０５に割り当てる処理内容が格納されるデータベースである。処理割当ＤＢ３は、適用条件３００、処理仕様３０３、使用ハードウェア３０４、および割当処理３０５のフィールドを有する。処理割当ＤＢ３に記載される複数の処理仕様３０３のうち、いずれか１つだけが有効化される。

適用条件３００は、切替条件３０１および切替優先度３０２の組み合わせである。切替条件３０１には、自律走行制御装置２が取得したセンサ情報や異常検出情報、およびハードウェア２０５の状態に基づいて判断される、有効な処理仕様の切替条件が格納される。切替条件３０１はたとえば、車両１００の現在位置の分類、車両１００の移動速度、天候、明るさ、燃料やバッテリーの残量、カメラ等のセンサの不具合、ハードウェア２０５の不具合などである。ただし有効な処理仕様の切り替えは、切替条件３０１だけでなく次の切替優先度３０２もあわせて考慮される。

図５に例示されている切替条件３０１のフィールドの値を説明する。１行目に示されている「周囲環境（一般道路）」は、車両１００の周囲環境が一般道路である、換言すると車両１００の現在位置が一般道路であることを示している。２行目に示されている「周囲環境（高速道路）」は、車両１００の周囲環境が一般道路である、換言すると車両１００の現在位置が高速道路であることを示している。３行目に示されている「センサ精度低下」は、いずれかのセンサによる検出精度が低下したことを示している。４行目に示されている「ＣＰＵ故障」は、ＣＰＵ２５１に何らかの不具合があることを示している。５行目に示されている「カメラ故障」は、いずれかのカメラが動作不能になったことを示している。

切替優先度３０２には、処理仕様を切替える優先度の情報が格納される。優先度はたとえば順列を判断可能な数字や文字で表され、たとえば「低」よりも「中」が優先され、「中」よりも「高」がさらに優先される。たとえば図５に示す例において、仕様Ａと仕様Ｃの両方の切替条件３０１に該当する場合には、切替優先度３０２のフィールドの値が優先度の高い仕様Ｃが有効となる。

処理仕様３０３には、処理割当ＤＢ３におけるそれぞれの処理仕様の名称が格納される。ただしこの処理仕様３０３に格納された値により、各センサから得られた値の組み合わせ方法、すなわちセンサフュージョンの仕様が決定されてもよい。換言すると、処理仕様３０３に格納される情報は、処理仕様を識別するための単なるラベルとしてのみ機能してもよいし、さらなる情報を有するものであってもよい。使用ハードウェア３０４には、処理仕様３０３において使用するハードウェア２０５の情報が格納される。図５に示す例では、使用するハードウェア２０５の欄には「〇」が、使用しないハードウェア２０５の欄には「−」が記入されている。

割当処理３０５には、各ハードウェア２０５に割り当てられる処理の情報、換言すると各ハードウェアにおいて実施される処理の情報が格納される。なおＣＰＵ２５１およびＧＰＵ２５６が実行するプログラムは前述のとおりＲＯＭ２５２に格納されており、処理制御部２０３がＣＰＵ２５１およびＧＰＵ２５６の実行すべき処理にあわせて適切なプログラムをＲＯＭ２５２からＣＰＵ２５１およびＧＰＵ２５６に読み込ませる。論理回路２５５の処理については後述する。

図５の最終行に示す例を具体的に説明する。切替条件３０１のフィールドは「センサ故障検出」なので、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、または自車位置情報取得部１０４からカメラが故障した旨の情報を受信することをハードウェア２０５の切替条件とすることが示されている。そして切替優先度３０２のフィールドに「高」が格納されており、処理仕様３０３のフィールドに示されているように処理仕様を「仕様Ｅ」に変更する優先度が高いことが示されている。使用ハードウェア３０４のフィールドには、左から順に「○」、「−」、「○」が格納されており、ＣＰＵ２５１および論理回路２５５を使用し、ＧＰＵ２５６を使用しないことが示されている。割当処理３０５のフィールドには、ＣＰＵ２５１が「処理Ｐ」を行い、ＧＰＵ２５６が処理を行わず、論理回路２５５が「処理Ｒ」を行うことが示されている。

なお、図５に示す処理割当ＤＢ３は一例であり、使用ハードウェア３０４を構成する情報や割当処理３０５を構成する情報の数は、３以外でもよい。すなわち使用ハードウェア３０４や割当処理３０５が２、または４以上の情報から構成されてもよい。また使用ハードウェア３０４の欄を省き、割当処理３０５の欄に難からの情報が記載されているか否かで判断してもよい。

＜回路管理データベースの管理情報＞
図６は、回路管理ＤＢ４の一例を示す図である。回路管理ＤＢ４は、処理制御部２０３によって参照され、論理回路２５５の分割数や、使用する回路データの情報が格納されるデータベースである。ここでは、図４Ａおよび図４Ｂで示したように論理回路２５５に論理回路が用いられている例を示す。

回路管理ＤＢ４は、処理仕様４０１ごとに、分割数４０２、および回路データ４０３のフィールドを有する。処理仕様４０１は、図３に示した処理仕様３０３と同一である。分割数４０２には、処理仕様４０１に応じて、論理回路２５５を構成する論理回路（全領域回路２０６Ａまたは半領域回路２０６Ｂ）を分割する数が格納される。回路データ４０３には、処理仕様４０１に応じて、論理回路２５５に構成する論理回路の回路データを特定する情報が格納される。具体的には回路データ４０３には、回路ＤＢ５に格納される回路データのアドレス情報が格納される。なお、分割数４０２が「１」の場合は分割しないことを示し、回路データ４０３には１つの回路データが格納される。その場合には2番目の回路データを示す回路データ４０３−２には存在しないことを示す「−」が格納される。

たとえば図６に示す１行目の例では、処理仕様４０１は「仕様Ａ」、分割数４０２は「１」、回路データ４０３−１は「０ｘ００７８９」、回路データ４０３−２は「−」が格納される。すなわち処理仕様が仕様Ａの場合には、論理回路２５５には１つの論理回路のみが構成され、その回路データは回路ＤＢ５のアドレス「０ｘ００７８９」から読み込まれることが示されている。なお図６に示す回路管理ＤＢ４の例では分割数は１または２であるが、分割数は３以上であってもよい。その場合は分割数に対応する回路データの欄が設けられる。

＜転送データベースの管理情報＞
図７は、転送ＤＢ６の一例を示す図である。転送ＤＢ６は、情報収集部２０２によって参照され、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３、自車位置情報取得部１０４などから収集したセンサ情報を転送する先のハードウェア２０５の情報が格納されるデータベースである。図７では、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３からそれぞれ取得するカメラ情報、レーダ情報、レーザ情報を、ＣＰＵ２５１、ＧＰＵ２５６、および論理回路２５５のいずれに転送するかを示している。

転送ＤＢ６は、処理仕様６０１ごとに、転送情報６０２のフィールドを有する。処理仕様６０１は、図３に示した処理仕様３０３と同一である。転送情報６０２には、処理仕様６０１に応じて、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３からそれぞれ取得するカメラ情報、レーダ情報、レーザ情報を転送する先のハードウェア２０５の情報が格納される。ただし転送を行わない場合には転送不要を示す情報、たとえば「−」が格納される。

図７に示す例では、たとえば処理仕様６０１が仕様Ｃの場合には、カメラ情報はＧＰＵ２５６に転送し、レーダ情報は転送不要であり、レーザ情報は論理回路２５５に転送する旨が示されている。

＜動作シーケンス＞
図８は、自律走行制御装置２の情報収集部２０２、処理制御部２０３、およびハードウェア２０５の動作を示すシーケンス図である。なお図８には示していないが監視部２０７も継続して動作しており、ハードウェア２０５の不具合を検出すると処理制御部２０３に不具合の情報を伝達する。図８は具体的には、自律走行制御装置２内において、演算部２０４上のハードウェア２０５が図４に示す構成例であり、図５に示す処理割当ＤＢ３、図６に示す回路管理ＤＢ４、回路ＤＢ５、および図７に示す転送ＤＢ６を用いて、情報収集部２０２、処理制御部２０３、ＣＰＵ２５１、ＧＰＵ２５６、および論理回路２５５の動作概要およびその遷移図を示すものである。

図８では周期Ｌ１における自律走行制御装置２の動作が示されており、その直前の処理周期は周期Ｌ０であり、その直後の処理周期は周期Ｌ２である。周期Ｌ０では、有効な処理仕様は仕様Ａと判断された。そのため周期Ｌ０では、図５の１行目に示すようにＣＰＵ２５１では処理Ｐが実行され、ＧＰＵ２５６では処理Ｑが実行され、論理回路２５５では処理Ｒが実行された。すなわち周期Ｌ０では、論理回路２５５には処理Ｒ用の論理回路が構成された。周期Ｌ０の終盤において情報収集部２０２にカメラ情報取得部１０１からカメラが故障している旨の情報が入力され、この情報が情報収集部２０２から処理制御部２０３に伝達された。

周期Ｌ１において、処理制御部２０３はまず、処理割当ＤＢ３を読み込み、切替条件３０１および切替優先度３０２に基づいて有効な処理仕様３０３を決定する（Ｓ８０１）。処理制御部２０３は、周期Ｌ０の終盤でカメラが故障した旨の情報を取得しているので、周期Ｌ０と同様に仕様Ａの切替条件に該当し、さらに仕様Ｄの切替条件に該当すると判断する。そして切り替え優先度は仕様Ｄが「高」であり、仕様Ａよりも優先度が高いことから、処理制御部２０３は有効な処理仕様を仕様Ｄと決定する。

次に処理制御部２０３は、周期Ｌ１における処理仕様は直前の周期Ｌ０の処理仕様から変更されたので、ＣＰＵ２５１、ＧＰＵ２５６、および論理回路２５５に対して仕様変更指示を送信する（Ｓ８０２）。具体的には処理制御部２０３は、ＣＰＵ２５１には「処理Ｐ」から「処理なし」への変更を指示し、ＧＰＵ２５６は処理Ｑから変更がないのでＧＰＵ２５６へは変更の指示はせず、論理回路２５５には「処理Ｒ」から「処理Ｐ、Ｒ」への変更を指示する。

次に処理制御部２０３は、論理回路を再構成するために、回路管理ＤＢ４および回路ＤＢ５を読み込む（Ｓ８０３）。詳述すると、処理制御部２０３は、仕様Ｄが有効な処理仕様なので、回路管理ＤＢ４の仕様Ｄの行に記載に従い、回路ＤＢ５の０ｘ００１２３、および０ｘ００７８９のアドレスから回路データを取得する。

次に処理制御部２０３は、Ｓ８０３において取得した２つの回路データを含む再構成指示を論理回路２５５に通知する（Ｓ８０４）。論理回路２５５は、受信した２つの回路データの書き込み、すなわち論理回路２５５の再構成が完了すると（Ｓ８０５）、完了通知を処理制御部２０３に通知する（Ｓ８０６）。

処理制御部２０３は、論理回路２５５から再構成の完了通知を受信すると、ステップＳ８０１において決定した処理仕様３０３の情報「仕様Ｄ」を含むデータ転送開始指示を情報収集部２０２に指示する（Ｓ８０７）。情報収集部２０２は、転送先のハードウェア２０５を判断するため、転送ＤＢ６を読み込む（Ｓ８０８）。処理制御部２０３は、データ転送開始指示に含まれる処理仕様が仕様Ｄなので、転送処理ＤＢ６の仕様Ｄの行を参照して、符号６０２−１で示すカメラ情報の転送先が「ＧＰＵ２５６」、符号６０２−２で示すレーダ情報の転送先が「論理回路２５５」、符号６０２−３で示すレーザ情報の転送先が「論理回路２５５」であることを判断する。

次に情報収集部２０２は、各転送先のハードウェア２０５への転送タイミングを調整し（Ｓ８０９）、データを転送する（Ｓ８１０）。情報収集部２０２は、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ、ＦＰＧＡなどＰＬＤの論理回路など、ハードウェアの種類によって異なる処理性能や処理時間などを考慮し、各転送先のハードウェア２０５へデータを転送するように調整する。図８の周期Ｌ１では、情報収集部２０２は、カメラ情報をＧＰＵ２５６に、レーダ情報およびレーザ情報を論理回路２５５に転送し、ＣＰＵ２５１にはデータは転送しない。

それぞれのハードウェア２０５は、到着したデータを用いて随時演算処理を実施し（Ｓ８１１）、処理結果を処理制御部２０３に通知する（Ｓ８１２）。具体的には、ＧＰＵ２５６はカメラ情報の処理結果を処理制御部２０３に通知し、論理回路２５５はレーダ情報およびレーザ情報を処理制御部２０３に通知する。処理結果を受信した処理制御部２０３は、受信した処理結果を基に、制御指令値を出力し（Ｓ８１４）、周期Ｌ１における動作を終了して周期Ｌ２の処理を開始する。以上が図８に示した遷移図の説明である。

なお図８では、有効な処理仕様が変更される例を説明したが、論理回路を使用しない場合や、論理回路の再構成が生じない場合は、ステップＳ８０３〜Ｓ８０６を省略してもよい。さらに、有効な処理仕様が変更されない場合には、ステップＳ８０２〜Ｓ８０６を省略してもよい。

＜取得情報とハードウェア対応付けの概念図＞
図９は、車載システム１における取得情報と自律走行制御装置２のハードウェア２０５の対応付けを示す概念図である。具体的には、自律走行制御装置２内において、情報収集部２０２、処理制御部２０３、ＣＰＵ２５１、ＧＰＵ２５６、および論理回路２５５が図８に示す動作を行う場合の、カメラ情報取得部１０１、レーダ情報取得部１０２、レーザ情報取得部１０３からそれぞれ取得するカメラ情報、レーダ情報、レーザ情報と、それらの情報を処理するＣＰＵ２５１、ＧＰＵ２５６、および論理回路２５５との対応付けの変化を示す概念図である。

図９Ａ〜から図９Ｅはそれぞれ、図５に示す処理割当ＤＢ３の処理仕様３０３が「仕様Ａ」から「仕様Ｅ」の場合の車載システム１における取得情報と自律走行制御装置２のハードウェア２０５の対応付けを示す。

図９Ａは、処理仕様３０３が「仕様Ａ」の場合であり、一般道路を走行中の場合には、カメラ情報はＧＰＵ２５６で処理し、レーダ情報はＣＰＵ２５１で処理し、レーザ情報は論理回路２５５で処理することを示す。図９Ｂは、処理仕様３０３が「仕様Ｂ」の場合であり、高速道路を走行中の場合には、レーダ情報はＣＰＵ２５１で処理し、カメラ情報およびレーザ情報は論理回路２５５で２つの論理回路で処理することを示す。これはたとえばカメラ情報やレーザ情報の処理仕様を緩和し、ＧＰＵ２５６を使用せず消費電力を低減するということを示す。

図９Ｃは、処理仕様３０３が「仕様Ｃ」の場合であり、レーダ情報からのセンサ精度の低下を検出した場合には、カメラ情報はＧＰＵ２５６で処理し、レーザ情報は論理回路２５５で処理し、レーダ情報は処理しないことを示す。ＣＰＵ２５１は、検出精度が低下したレーダ情報の検出範囲を補うため、たとえばカメラ情報を処理するＧＰＵ２５６を補助することを示す。図９Ｄは、処理仕様３０３が「仕様Ｄ」の場合であり、ＣＰＵ２５１の故障を検出した場合には、カメラ情報はＧＰＵ２５６で処理し、レーダ情報およびレーザ情報は論理回路２５５で２つの論理回路で処理することを示す。これはたとえば不足する処理リソースを補うため、レーダ情報およびレーザ情報の処理仕様を緩和し、論理回路２５５上に縮約して処理することを示す。図９Ｅは、処理仕様３０３が「仕様Ｅ」の場合であり、カメラ情報の故障を検出した場合には、レーダ情報はＣＰＵ２５１で処理し、レーザ情報は論理回路２５５で処理し、カメラ情報は処理しないことを示す。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）自律走行制御装置２は、演算可能なハードウェア２０５を搭載する車両１００に搭載される。自律走行制御装置２は、車両１００の外部の情報を収集する情報収集部２０２と、ハードウェア２０５のそれぞれに実行させる処理およびハードウェア２０５が演算に用いる外部の情報を定める複数の処理仕様、および複数の処理仕様をそれぞれ適用するための外部の情報およびハードウェア２０５の状態に関する条件である適用条件が記載された処理割当ＤＢ３を格納するフラッシュメモリ２５４と、収集した外部の情報およびハードウェア２０５の状態に基づき、条件への該当性から複数の処理仕様のいずれかを決定し、決定した処理仕様に基づき複数のハードウェアを制御する処理制御部２０３とを備える。そのため自律走行制御装置２は、外部環境および演算可能なハードウェア２０５の状態に応じた演算可能なハードウェア２０５の最適な制御ができる。また最適なハードウェア２０５の制御を実現することにより、消費電力を低減することもできる。

（２）ハードウェア２０５のうち少なくとも一つは再構成可能な論理回路である論理回路２５５である。フラッシュメモリ２５４には、処理仕様ごとに論理回路２５５に実行させる処理を定める回路管理ＤＢ４がさらに格納される。処理制御部２０３は、決定した処理仕様および回路管理ＤＢ４に基づき論理回路２５５に処理を実行させる。回路管理ＤＢ４におけるある処理仕様、たとえば仕様Ｂにおいて論理回路２５５に実行させる処理は、仕様ＡにおいてＧＰＵ２５６が実行する処理を含む。そのため自律走行制御装置２は、あるハードウェアに不具合が生じた場合に、論理回路２５５が不具合の生じたハードウェアが実行していた処理を代理できる。

（３）回路管理ＤＢ４における仕様Ｂにおいて論理回路２５５に実行させる処理は、仕様Ａにおいて論理回路２５５以外のハードウェア２０５、すなわちＧＰＵ２５６が実行する処理を含む。そのため自律走行制御装置２は、論理回路以外のハードウェア２０５に不具合が生じた場合に、論理回路２５５を用いて不具合が生じたハードウェア２０５の処理を代理できる。

（４）図５の仕様Ａおよび仕様Ｂの切替条件３０１の欄に示すように、適用条件３００には、収集した外部の情報を解析した結果である外部の状況が含まれる。そのため自律走行制御装置２は、外部の状況を考慮してハードウェア２０５を制御できる。

（５）図５の仕様Ｃの切替条件３０１の欄に示すように、適用条件３００には、収集した外部の情報を解析した結果である外部の情報の認識精度が含まれる。そのため自律走行制御装置２は、外部の情報の認識精度を考慮してハードウェア２０５を制御できる。

（６）図５の仕様Ｄの切替条件３０１の欄に示すように、適用条件３００には、複数のハードウェアにおける障害の発生が含まれる。そのため自律走行制御装置２は、監視部２０７が監視するハードウェア２０５における故障の状況を考慮してハードウェア２０５を制御できる。

（７）外部の情報の収集はカメラ、レーザ、レーダなどのセンサによって行われる。図５の仕様Ｅの切替条件３０１の欄に示すように、適用条件３００には、センサの故障が含まれる。そのため自律走行制御装置２は、センサの故障を考慮してハードウェア２０５を制御できる。

（８）処理仕様ごとの適用条件は、条件を示す切替条件および適用する優先度を示す切替優先度の組み合わせである。処理制御部２０３は、複数の切替条件が適合する場合には切替優先度が高い処理仕様に決定する。そのため自律走行制御装置２は、あらかじめ定められた優先度にしたがって適用する処理仕様を変更できる。

（変形例１）
上述した実施の形態では、自律走行制御装置２は演算可能なハードウェアとしてＣＰＵ２５１と、論理回路２５５と、ＧＰＵ２５６とを備えた。しかし自律走行制御装置２は、さらに他の演算可能なハードウェア、たとえばＤＳＰ（digital signal processor）を備えてもよい。また自律走行制御装置２は同一種類のハードウェアを複数備えてもよい。ＣＰＵ２５１が複数の物理コアを備える場合はそれぞれを異なるハードウェアとして扱ってもよいし、いくつかの物理コアの単位で１つのハードウェアとして扱ってもよい。さらにＣＰＵ２５１はハードウェアマルチスレッディング技術を用いて、１つの物理コアを複数の論理コアとして扱い、それぞれの論理コアを異なるハードウェアとして扱ってもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態において、自律走行制御装置２の機能構成は一例を示したにすぎず、ある機能を他の構成が備えてもよいし、複数の機能部を統合してもよい。たとえば情報収集部２０２と処理制御部２０３とを統合してもよい。上述した実施の形態における機能分担を変更する例として、情報収集部２０２が担っていた機能であるハードウェア２０５へのデータ伝送を処理制御部２０３が実行する場合を説明する。

図１０は、ハードウェア２０５へのデータ伝送を処理制御部２０３が実行する場合のシーケンス図である。すなわち図１０は上述した実施の形態における図８に対応する。図１０では、図８と比較し、情報収集部２０２がデータを転送する先がハードウェア２０５か処理制御部２０３かという点が異なる。図１０では、処理制御部２０３が情報収集部２０２から取得したデータをハードウェア２０５に転送する。データの転送に処理制御部２０３を経由することで、処理制御部２０３のアクセラレータとして必要なデータのみを転送してもよい。

図１０のステップＳ８０１〜ステップＳ８０６は図８と同じである。ステップＳ８０６の後、処理制御部２０３は、カメラ情報、レーダ情報、レーザ情報等の転送開始を情報収集部２０２に指示する（Ｓ８３７）。情報収集部２０２は、処理制御部２０３にデータを転送する（Ｓ８３８）。処理制御部２０３は、処理仕様３０３が仕様Ｄなので、図７に示す転送ＤＢ６を参照して、ＧＰＵ２５６がカメラ情報の転送先、論理回路２５５がレーダ情報およびレーザ情報の転送先であることを判断する。

次に処理制御部２０３は、各転送先のハードウェア２０５への転送タイミングを調整し（Ｓ８３９）、データを転送する（Ｓ８４０）。処理制御部２０３は、ハードウェアの種類によって異なる処理性能や処理時間などを考慮し、各転送先のハードウェア２０５へデータを転送するように調整する。図１０の周期Ｌ１では、処理制御部２０３は、カメラ情報をＧＰＵで実現されるＧＰＵ２５６に、レーダ情報およびレーザ情報を論理回路で実現される論理回路２５５に転送し、ＣＰＵで実現されるＣＰＵ２５１にはデータは転送しないことを示す。次に、各ハードウェア２０５は、到着したデータを基に随時演算処理を実施し（Ｓ８４１）、処理結果を処理制御部２０３に通知する（Ｓ８４２）。以降のステップであるＳ８１３およびＳ８１４は図８と同じである。以上が図１０に示した遷移図の説明である。

（変形例３）
上述した実施の形態では、自律走行制御装置２は演算可能なハードウェアとしてＣＰＵ２５１と、論理回路２５５と、ＧＰＵ２５６とを備えた。しかし自律走行制御装置２は演算可能なハードウェアとして少なくとも２つのハードウエアを備えればよい。たとえば自律走行制御装置２はＣＰＵ２５１、論理回路２５５、およびＧＰＵ２５６のうち１つを備えなくてもよい。また自律走行制御装置２は、ＣＰＵ２５１、論理回路２５５、およびＧＰＵ２５６以外の演算可能なハードウエア、たとえばＤＳＰを含めて、いずれか２つのハードウエアを備える構成としてもよい。たとえば自律走行制御装置２がＧＰＵ２５６とＤＳＰを備え、収集した外部の情報およびＧＰＵ２５６とＤＳＰの状態に基づき、条件への該当性から複数の処理仕様のいずれかを決定し、決定した処理仕様に基づきＧＰＵ２５６とＤＳＰを制御してもよい。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。たとえば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されるものではない。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

上述した各実施の形態および変形例において、プログラムはＲＯＭ２５２に格納されるとしたが、プログラムはフラッシュメモリ２５４に格納されていてもよい。また、自律走行制御装置２が不図示の入出力インタフェースを備え、必要なときに入出力インタフェースと自律走行制御装置２が利用可能な媒体を介して、他の装置からプログラムが読み込まれてもよい。ここで媒体とは、たとえば入出力インタフェースに着脱可能な記憶媒体、または通信媒体、すなわち有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワークを伝搬する搬送波やディジタル信号、を指す。また、プログラムにより実現される機能の一部または全部がハードウェア回路やＦＰＧＡにより実現されてもよい。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

２…自律走行制御装置
３…処理割当データベース
４…回路管理データベース
５…回路データベース
６…転送データベース
１００…車両
２０２…情報収集部
２０３…処理制御部
２０４…演算部
２０５…ハードウェア
２０７…監視部
２５１…ＣＰＵ
２５４…フラッシュメモリ
２５５…論理回路
２５６…ＧＰＵ

Claims (11)

1. 演算可能な複数のハードウェアを搭載する車両に搭載される電子制御装置であって、
   前記車両の外部の情報を収集する情報収集部と、
   前記複数のハードウェアのそれぞれに実行させる処理および前記複数のハードウェアが演算に用いる前記外部の情報を定める複数の処理仕様、および前記複数の処理仕様をそれぞれ適用するための前記外部の情報および前記複数のハードウェアの状態に関する条件である適用条件を格納する記憶部と、
   前記収集した外部の情報および前記複数のハードウェアの状態に基づき、前記条件への該当性から前記複数の処理仕様のいずれかを決定し、決定した前記処理仕様に基づき前記複数のハードウェアを制御する処理制御部とを備える電子制御装置。
2. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記複数のハードウェアのうち少なくとも一つは再構成可能な論理回路である第１論理回路であって、
   前記記憶部には、前記処理仕様ごとに前記第１論理回路に実行させる処理を定める回路管理情報がさらに格納され、
   前記処理制御部は、決定した前記処理仕様および前記回路管理情報に基づき前記第１論理回路に処理を実行させ、
   前記回路管理情報における第１の前記処理仕様において前記第１論理回路に実行させる処理は、前記第１の前記処理仕様とは異なる第２の前記処理仕様において前記複数のハードウェアのうち前記第１論理回路以外のハードウェアが実行する処理を含む電子制御装置。
3. 請求項２に記載の電子制御装置において、
   前記回路管理情報における前記第１の処理仕様において前記第１論理回路に実行させる処理は、前記第２の処理仕様において論理回路以外のハードウェアが実行する処理を含む電子制御装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の電子制御装置において、
   前記適用条件には、前記収集した外部の情報を解析した結果である前記外部の状況が含まれる電子制御装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の電子制御装置において、
   前記適用条件には、前記収集した外部の情報を解析した結果である前記外部の情報の認識精度が含まれる電子制御装置。
6. 請求項１または請求項２に記載の電子制御装置において、
   前記適用条件には、前記複数のハードウェアにおける障害の発生が含まれる電子制御装置。
7. 請求項１または請求項２に記載の電子制御装置において、
   前記外部の情報の収集はセンサによって行われ、
   前記適用条件には、前記センサの故障が含まれる電子制御装置。
8. 請求項１または請求項２に記載の電子制御装置において、
   前記処理仕様ごとの前記適用条件は、条件を示す切替条件および適用する優先度を示す切替優先度の組み合わせであり、
   前記処理制御部は、複数の前記切替条件が適合する場合には前記切替優先度が高い前記処理仕様に決定する電子制御装置。
9. 演算可能な複数のハードウェアを備える車両に搭載され、複数の処理仕様と前記複数の処理仕様をそれぞれ適用するための条件である適用条件とを格納する記憶部を備える電子制御装置が実行する制御方法であって、
   前記処理仕様とは、前記複数のハードウェアのそれぞれに実行させる処理と前記複数のハードウェアが演算に用いる前記車両の外部の情報とを定めるものであり、
   前記適用条件とは、前記外部の情報と前記複数のハードウェアの状態とに関する条件であり、
   前記車両の外部の情報を収集することと、
   前記収集した外部の情報および前記複数のハードウェアの状態に基づき、前記条件への該当性から前記複数の処理仕様のいずれかを決定し、決定した前記処理仕様に基づき前記複数のハードウェアを制御することとを含む制御方法。
10. 請求項９に記載の制御方法において、
    前記複数のハードウェアのうち少なくとも一つは再構成可能な論理回路である第１論理回路であって、
    前記記憶部には、前記処理仕様ごとに前記第１論理回路に実行させる処理を定める回路管理情報がさらに格納され、
    決定した前記処理仕様および前記回路管理情報に基づき前記第１論理回路に処理を実行させることと、
    前記回路管理情報における第１の前記処理仕様において前記第１論理回路に実行させる処理は、前記第１の前記処理仕様とは異なる第２の前記処理仕様において前記複数のハードウェアのうち前記第１論理回路以外のハードウェアが実行する処理を含む制御方法。
11. 請求項１０に記載の制御方法において、
    前記回路管理情報における前記第１の処理仕様において前記第１論理回路に実行させる処理は、前記第２の処理仕様において論理回路以外のハードウェアが実行する処理を含む制御方法。
    

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