JP2020015482A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1〜図7を参照して、電子制御装置である地図管理装置3の第1の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用電子制御装置を含む車両システム1の構成を示す機能ブロック図である。ただし図1に示す構成は故障が生じていない通常時のものである。本実施形態に係る車両システム1は、車両2に搭載され、車両2の周辺における走行道路や周辺車両などの障害物の状況を認識した上で、適切な運転支援あるいは走行制御を行うためのシステムである。図1に示すように、車両システム1は、地図管理装置3、走行制御装置4、外界センサ群5、車両センサ群6、運動制御部7、およびアクチュエータ群8を含んで構成される。
地図管理装置3は、たとえば走行制御装置4など、車両2に搭載された装置に対して地図関連情報を提供するECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)であり、処理部10と、記憶部30と、通信制御部40とを備える。
走行制御装置4は、たとえば、地図管理装置3から提供される地図関連情報や、外界センサ群5、車両センサ群6などから提供される各種センサ情報などに基づいて、車両2の走行軌道を計画し、運動制御部7に出力するECUである。走行制御装置4は、処理部110と、記憶部130と、通信制御部140とを備える。
図2は、走行制御装置4の故障発生による機能再構成後の車両システム1の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、走行制御装置4が故障すると、地図管理装置3の故障検出部16が走行制御装置4の故障を検出する。そして地図管理装置3の機能再構成部17が、地図管理装置3の処理部10を動的に再構成し、記憶部30の一部を書き換える。これにより地図管理装置3は、故障した走行制御装置4の機能を代替する。
図3は、地図管理装置3の記憶部30に格納されている道路地図データ群31と周辺経路地図データ群33の関係を示す図である。
図4は、走行道路環境と走行制御装置4の故障発生時のシーンの一例である。図4の左側は走行制御装置4が故障する前の車両2の自動走行の様子を示し、図4の右側は走行制御装置4が故障した後の車両2の自動走行、すなわち縮退走行の様子を示している。ここでの縮退走行は、近傍の路肩に退避して停止するための自動走行である。
図5〜図7を参照して、走行制御装置4の故障前後の地図管理装置3、走行制御装置4、および運動制御部7の処理の流れを説明する。
(1)地図管理装置3は、車両2の自動走行を制御する走行軌道計画部20および走行軌道出力部21と、自動走行に必要な情報である周辺経路地図データを生成する情報生成部である周辺経路地図構築部14と、走行制御装置4の異常を検出する故障検出部16と、故障検出部16が異常を検出すると、周辺経路地図構築部14の機能レベルを低下させ、走行軌道計画部20および走行軌道出力部21を起動する機能再構成部17と、を備える。そのため冗長実行することなく、走行制御装置4の失陥時にも車両2を制御できる。具体的には冗長実行する場合と比較し、低コストで車両システム1の安全性を高めることが可能となる。
上述した第1の実施の形態では、故障検出部16が走行制御装置4の異常を検出すると、道路地図管理部12、地図位置推定部13、周辺経路地図構築部14、周辺経路地図提供部15の4つを停止させた。しかしこの4つの一部のみ停止させてもよい。また停止させる代わりに機能レベルを低下させてもよい。機能レベルを低下させるとは、たとえばこの4つの機能ブロックに割り当てるCPUの処理時間を減少させることや、この4つの機能ブロックに割り当てるメモリ量を減少させることである。この変形例によれば、機能を低下させつつ周辺経路地図データの生成を継続できる。
上述した第1の実施の形態では、近傍の路肩への退避を縮退走行の例として説明した。しかし縮退走行において近傍の路肩以外へ対比してもよい。この場合は、地図管理装置3が有する道路地図データ群31が利用できる。このように、走行制御装置4の故障時に縮退走行に必要な機能の再構成先の候補として、地図関連を扱う装置は好適である。ナビゲーション装置も同様な理由で、再構成先の候補に適している。
図8〜図11を参照して、電子制御装置である画像認識装置の第2の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、故障時に再構成を行う装置が第1の実施の形態と異なる。
図8は、第2の実施の形態に係る車両システム1の構成を示す機能ブロック図である。第1の実施の形態では、走行制御装置4の故障時に地図管理装置3が縮退走行を実現する機能を有するように再構成したが、第2の実施の形態では外界センサ群5の一つである画像認識装置9がその機能を担う。
図9は、第2の実施の形態における走行制御装置4の故障発生による機能再構成後の車両システム1の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、画像認識装置9の故障検出部217が走行制御装置4が故障したことを検出する。そして機能再構成部218が地図管理装置3の処理部や記憶部の一部を動的に再構成して、故障した走行制御装置4の代替機能である縮退走行機能を起動、すなわち有効化する。ここでの縮退走行機能とは、第1の実施の形態と同様に、専用道において近傍の路肩に退避するための自動走行機能である。
図10、図11を参照して、本実施形態において走行制御装置4が故障する前後の地図管理装置3、画像認識装置9、走行制御装置4、および運動制御部7の処理を説明する。
(7)異常が検出された場合に停止する情報生成部の機能は、縮退動作における車両2の移動方向に基づき決定される。画像認識装置9の故障後の縮退走行に不要な機能として、車両2の右側方と右後方の領域に関する環境要素の認識処理を対象としている。これは、近傍の路肩に退避するための縮退走行では、右側の車線に移動することはないため、右側方と右後方の領域の認識情報は不要であるという特徴によるものである。
縮退動作を行う場合に画像認識装置9が認識処理を行わない領域は、縮退動作における車両2の速度に基づいて決定してもよい。たとえば車両2の速度が遅いほど、画像認識装置9から近い領域のみの認識処理を行えばよい。
センサにレーダやレーザレーダ、ソナー等を用いてもよい。
縮退動作を行う場合に画像認識装置9は、縮退動作における車両2の速度に基づき認識精度を低下させてもよい。一般的に、外界センサによる環境要素の認識処理は、大量のメモリ消費と演算を伴うため、一部の演算を限定することにより、縮退機能を入れ込むのに十分なハードウェアリソースを確保できる可能性が高い。このため、走行制御装置4の故障時に、縮退走行に必要な機能の再構成先の候補として、外界センサ関連装置は好適である。
図12〜図13を参照して、電子制御装置である地図管理装置の第3の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。
第1の実施の形態では、走行制御装置4の故障時に縮退走行機能が構成される地図管理装置3の記憶部30に、最後に生成された周辺経路地図データを保持した。これにより地図管理装置3は、走行制御装置4の故障時に、外界センサ群5から新たに出力される外界センサ情報データと周辺経路地図データとを組み合わせて、再構成後すぐに縮退走行に移行することができた。これは、外界センサ群5から出力される外界センサ情報データをそのまま利用可能か、または短時間で利用可能な場合には有効である。
図12は、第3実施形態に係る車両システム1の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る車両システム1における装置構成は、次の点を除いて第1の実施の形態と同様である。すなわち第3の実施の形態では、地図管理装置3は、処理部10に動的周辺地図取得部22がさらに含まれ、記憶部30に動的周辺地図データ群36がさらに含まれる。また走行制御装置4は、処理部110に動的周辺地図構築部117と動的周辺地図出力部118がさらに含まれ、記憶部130に動的周辺地図データ群134がさらに含まれる。
データを取得し、記憶部30の動的周辺地図データ群36に格納する。
図13は、第3実施形態における走行制御装置4の故障発生による機能再構成後の車両システム1の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、地図管理装置3の故障検出部16が走行制御装置4の故障を検出する。そして、機能再構成部17により、地図管理装置3の処理部や記憶部の一部を動的に再構成して、故障した走行制御装置4の代替機能である縮退走行機能を起動する。ここでの縮退走行機能とは、第1の実施の形態と同様に、専用道において近傍の路肩に退避するための自動走行機能である。
(8)地図管理装置3は、走行制御装置4が周辺経路地図データ群33とセンサから取得した認識情報とを統合することで生成される動的周辺地図データ群36を格納する記憶部30を備える。走行軌道計画部20および走行軌道出力部21は、動的周辺地図データ群33に基づき自動走行を制御する。地図管理装置3は、走行制御装置4が生成した動的周辺地図データを常時取得して保持しておくことにより、走行制御装置4が故障して縮退走行機能を再構成した場合でも、走行制御装置4で認知していた車両2周辺の走行環境情報を速やかに復元することができる。
2…車両
3…地図管理装置
4…走行制御装置
5…外界センサ群
6…車両センサ群
7…運動制御部
8…アクチュエータ群
9…画像認識装置
10…処理部
11…自車情報取得部
12…道路地図管理部
13…地図位置推定部
14…周辺経路地図構築部
15…周辺経路地図提供部
16…故障検出部
17…機能再構成部
18…外界センサ情報取得部
19…周辺経路地図位置推定部
20…走行軌道計画部
21…走行軌道出力部
22…動的周辺地図取得部
23…動的周辺地図位置推定部
24…動的周辺地図構築部
30…記憶部
31…道路地図データ群
32…自車情報データ群
33…周辺経路地図データ群
33…動的周辺地図データ群
34…外界センサ情報データ群
36…動的周辺地図データ群
40…通信制御部
Claims (9)
- 車両の自動走行を制御する制御部と、
自動走行に必要な情報を生成する情報生成部と、
異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部が異常を検出すると、前記情報生成部の機能レベルを低下させ、前記制御部を起動する機能再構成部とを備える電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記機能再構成部は、前記情報生成部の少なくとも一部を停止させることで前記情報生成部の機能レベルを低下させる電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記異常検出部が異常を検出しない場合は、前記制御部は停止状態である電子制御装置。 - 請求項2に記載の電子制御装置において、
前記自動走行に必要な情報は、前記車両の周辺の道路地図データを含む周辺経路地図データであり、
前記異常は、前記周辺経路地図データに基づき前記車両の自動走行を制御する走行制御装置の異常である電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
生成された前記自動走行に必要な情報を格納する記憶部を更に備え、
前記制御部は、最後に生成された前記自動走行に必要な情報に基づき自動走行を制御する電子制御装置。 - 請求項4に記載の電子制御装置において、
前記走行制御装置が前記周辺経路地図データとセンサから取得した認識情報とを統合することで生成される動的周辺地図データを格納する記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記動的周辺地図データに基づき自動走行を制御する電子制御装置。 - 請求項6に記載の電子制御装置において、
前記制御部は、前記センサの一部から前記認識情報を取得するセンサ情報取得部を含み、格納された前記動的周辺地図データと前記認識情報に基づき前記車両の自動走行を制御する電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記自動走行に必要な情報は、前記車両の周辺における道路環境の静的な情報である電子制御装置。 - 請求項3に記載の電子制御装置において、
前記異常が検出された場合に停止する前記情報生成部の機能は、縮退動作における前記車両の移動方向および移動速度の少なくとも一方に基づき決定される電子制御装置。
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