JP2023060919A

JP2023060919A - 自動運転制御装置、及び、自動運転制御方法

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Publication number: JP2023060919A
Application number: JP2021170599A
Authority: JP
Inventors: 篤志吉川; Atsushi Yoshikawa; 翼田中; Tsubasa Tanaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2023-05-01
Anticipated expiration: 2041-10-19
Also published as: JP7213935B1

Abstract

【課題】演算性能が異なる汎用ＣＰＵ及び専用ＨＷを使用しつつ、適切な自動運転制御をなるべく継続可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】機能継続処理部は、処理時間監視部の判定結果と、汎用ＣＰＵ異常監視部の判定結果と、専用ＨＷ異常監視部の判定結果とに基づいて、制御ＣＰＵ制御計画部で算出される他の制御計画と、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部で算出される自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部で算出される自動運転制御計画とを含む複数の制御計画から、算出用制御計画を選定する。【選択図】図１

Description

本開示は、自動運転制御装置、及び、自動運転制御方法に関する。

近年、省燃費、安全性向上、及び、利便性向上などの要求に対応すべく、車両の電子化が進んでおり、車載機器を制御対象として制御する電子制御装置（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）の搭載が進んでいる。例えば、カメラ、ミリ波レーダなどのセンサ機能を有する車載機器の入力データに基づいて、エンジン、変速機、走行用モータ、ブレーキ装置、ステアリング装置などの制御対象を制御するための制御指令値を算出する車両制御装置が広く用いられている。

また、車両の走行に関して、運転者の運転操作を支援する運転支援機能と、運転者の運転操作によらずシステムが自動的に運転制御を行う自動運転機能とが開発されており、今後、自動運転機能を有する車両制御装置、つまり自動運転制御装置の高度化が進むと考えられる。

システムが自動的に運転制御を行う自動運転制御装置では、ハードウェアの故障及びソフトウェアの暴走などの動作異常時に、自動運転を機能継続させるためにシステムを冗長化または多重化することが一般的である。安易な多重化の構成として、フル２重系の冗長化（完全冗長化ともいう）のシステム、つまり同一機能が２重化されたフル２重系システムがある。複数の同一機能を有するフル２重系システムにおいて、メインのシステムが故障した場合には、メインのシステムと同一機能を有するサブのシステムがメインのシステムに代わって機能継続する。

ただし、複数の同一機能を有するフル２重系システムでは、コスト（特にハードウェアのコスト）の増大という課題が生じるため、そのような課題を解決する様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、自動化のレベルが比較的低い自動運転制御を行う予防安全システムと、自動化のレベルが比較的高い自動運転制御を行う自動運転システムとが、互いに独立した処理系として構成されている自動運転制御装置が提案されている。

特許第６３４５１９９号公報

特許文献１の自動運転制御装置では、運転者により自動運転が要求されると、予防安全システムによるレベル２の自動運転制御が実施される。その後、レベル３許可条件が満たされる場合には、自動運転システムによるレベル３の自動運転制御に移行し、レベル３許可条件が満たされない場合には、予防安全システムによるレベル２の自動運転制御が行われる。そして、予防安全システムによる自動運転制御が行われている場合に、当該予防安全システムが故障すると、自動運転システムによる自動運転制御へ移行する。自動運転システムによる自動運転制御が行われている場合に、当該自動運転システムが故障すると、予防安全システムによる自動運転制御、すなわち運転支援制御へ移行する。

このような特許文献１に開示されている車両の自動運転制御装置によれば、フル２重系システムの構成ではなく、必要な処理能力が異なる２つの処理系によって自動運転機能の２重化が図れている。相対的に機能が劣るまたは限定されるサブの予防安全システムには、機能の差に起因して、メインの自動運転システムよりも実装コストが小さいハードウェアを搭載することができるため、ハードウェアコストの増大を抑制することができる。

しかしながら、特許文献１の技術では、相対的に機能が劣るまたは限定される予防安全システムについて算出処理の性能限界が考慮されていない。このため例えば、自動運転システムの動作異常時の算出処理が、予防安全システムの性能限界を超えると、適切にバックアップできない場合があり、適切な自動運転制御を継続できない可能性があった。

そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、演算性能が異なる汎用ＣＰＵ及び専用ＨＷを使用しつつ、適切な自動運転制御をなるべく継続可能な技術を提供することを目的とする。

本開示に係る自動運転制御装置は、車両に搭載された車載機器が取得する車両制御用情報に基づいて、前記車両の自動運転を制御する自動運転制御装置であって、自動運転制御計画と、前記自動運転制御計画と異なる他の制御計画とを含む複数の制御計画から算出用制御計画を選定し、前記算出用制御計画に基づいて、前記車両に搭載された制御対象に与える制御指令値を算出する制御ＣＰＵと、前記制御ＣＰＵと通信可能であり、前記自動運転制御計画を算出する汎用ＣＰＵと、前記制御ＣＰＵと通信可能であり、前記自動運転制御計画を算出し、前記汎用ＣＰＵよりも前記自動運転制御計画を算出する演算性能が高い専用ＨＷとを備え、前記汎用ＣＰＵは、前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記自動運転制御計画を算出する汎用ＣＰＵ算出処理を行う汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部を含み、前記制御ＣＰＵまたは前記汎用ＣＰＵは、前記汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間が、予め設定された処理時間閾値を超えるオーバーラン状態が発生しているか否かを判定し、前記オーバーラン状態が発生していると判定された場合に前記汎用ＣＰＵ算出処理を停止する処理時間監視部を含み、前記制御ＣＰＵまたは前記汎用ＣＰＵは、前記汎用ＣＰＵが前記オーバーラン状態以外の動作異常状態であるか否かを判定する汎用ＣＰＵ異常監視部を含み、前記専用ＨＷは、前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記自動運転制御計画を算出する専用ＨＷ自動運転制御計画部を含み、前記制御ＣＰＵまたは前記専用ＨＷは、前記専用ＨＷが動作異常状態であるか否かを判定する専用ＨＷ異常監視部を含み、前記制御ＣＰＵは、前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記他の制御計画を算出する制御ＣＰＵ制御計画部と、前記処理時間監視部の判定結果と、前記汎用ＣＰＵ異常監視部の判定結果と、前記専用ＨＷ異常監視部の判定結果とに基づいて、前記制御ＣＰＵ制御計画部で算出される前記他の制御計画と、前記汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画と、前記専用ＨＷ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画とを含む前記複数の制御計画から、前記算出用制御計画を選定する機能継続処理部とを含む。

本開示によれば、処理時間監視部の判定結果と、汎用ＣＰＵ異常監視部の判定結果と、専用ＨＷ異常監視部の判定結果とに基づいて、制御ＣＰＵ制御計画部で算出される他の制御計画と、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部で算出される自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部で算出される自動運転制御計画とを含む複数の制御計画から、算出用制御計画を選定する。このような構成によれば、演算性能が異なる汎用ＣＰＵ及び専用ＨＷを使用しつつ、適切な自動運転制御をなるべく継続することができる。

実施の形態１に係る自動運転制御装置の構成を示す機能ブロック図である。実施の形態１に係る自動運転制御装置の動作を示すフローチャートである。関連装置の動作を説明するための図である。実施の形態１に係る自動運転制御装置の動作を説明するための図である。実施の形態１に係る機能継続処理部の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る自動運転制御装置の構成を示す機能ブロック図である。実施の形態２に係る自動運転制御装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る自動運転制御装置の動作を説明するための図である。実施の形態２に係る自動運転制御装置の動作を説明するための図である。実施の形態３に係る自動運転制御装置の動作を説明するための図である。実施の形態１～３に係る自動運転制御装置のハードウェアの構成例を示すブロック図である。実施の形態１～３に係る自動運転制御装置のハードウェアの構成例を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る自動運転制御装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように自動運転制御装置１００は、車両に搭載された１以上の車載機器１４１が取得する車両制御用情報に基づいて、車両に搭載された１以上の制御対象１４２に与える制御指令値を算出することによって、車両の自動運転を制御する。自動運転制御装置１００は、車両に搭載されてもよいし、運転支援機能を有する運転支援制御装置などを含んでもよい。車載機器１４１で取得される車両制御用情報は、例えば車両状態及び周辺環境情報などを含む。

自動運転制御装置１００は、制御ＣＰＵ１１０と、汎用ＣＰＵ１２０と、専用ＨＷ１３０とを備える。ＣＰＵは、ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔの略記であり、ＨＷは、Ｈａｒｄｗａｒｅの略記である。

制御ＣＰＵ１１０は、自動運転制御計画と、自動運転制御計画と異なる他の制御計画とを含む複数の制御計画から算出用制御計画を選定し、算出用制御計画に基づいて、制御対象１４２に与える制御指令値を算出する。

汎用ＣＰＵ１２０は、制御ＣＰＵ１１０と通信（つまりデータ送受信）可能であり、自動運転制御計画を算出する。専用ＨＷ１３０は、制御ＣＰＵ１１０と通信（つまりデータ送受信）可能であり、自動運転制御計画を算出する。専用ＨＷ１３０は汎用ＣＰＵ１２０よりも自動運転制御計画を算出する演算性能が高い。なお本実施の形態１では、演算性能は、制御ＣＰＵ１１０と汎用ＣＰＵ１２０との間の通信性能、及び、制御ＣＰＵ１１０と専用ＨＷ１３０との間の通信性能は含まれず、自動運転制御計画の算出に必要な演算量の演算を実行する場合の当該演算の速度性能を含む。

自動運転制御装置１００は、マイコンまたはＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）などのコンピュータを用いて構成されており、制御ＣＰＵ１１０、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の機能ブロックは、コンピュータがプログラムに従って動作することにより実現される。例えば、マイコンまたはＳｏＣに搭載される演算ユニットとして、ＣＰＵ、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、専用エンジンが搭載されたアクセラレータなど、様々な形態が考えられる。

制御ＣＰＵ１１０、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０のそれぞれの機能ブロックは、必要な情報、取得された情報、データ処理またはデータ生成された情報などを記憶するデータ記憶部を備える場合がある。制御ＣＰＵ１１０、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０のそれぞれの機能ブロックは、独立したＥＣＵまたはコンピュータに搭載されてもよいし、異なる種類の演算ユニットに搭載されてもよいし、全てまたは一部の機能ブロックが単一のＥＣＵ、コンピュータまたは演算ユニットに搭載されてもよい。

本実施の形態１では、制御ＣＰＵ１１０及び汎用ＣＰＵ１２０のそれぞれに、低動作周波数マルチコアＣＰＵが異なる特定のＣＰＵコアが適用され、専用ＨＷ１３０に、製造後に論理構成をプログラム化できるＦＰＧＡが適用される。この構成によれば、自動運転制御計画を算出する演算性能に関して、専用ＨＷ１３０の演算性能を汎用ＣＰＵ１２０の演算性能よりも高くすることができる。

一般的に、低動作周波数のＣＰＵコアのコストはＦＰＧＡのコストよりも低いため、上記のようにＣＰＵコア及びＦＰＧＡを適用した構成では、複数の専用ＨＷ１３０を用いるフル２重系システムよりもハードウェアコストを抑制することができる。また一般的に、ＣＰＵコア同士の間の通信性能は、ＣＰＵコアとＦＰＧＡとの間の通信性能よりも高い。このため、上記のようにＣＰＵコア及びＦＰＧＡを適用した構成では、制御ＣＰＵ１１０と汎用ＣＰＵ１２０との間の通信性能は、制御ＣＰＵ１１０と専用ＨＷ１３０との間の通信性能よりも高くなる。なお本実施の形態１では、通信性能は、自動運転制御装置１００のハードウェア、ドライバ及びミドルウェアなどに依存する通信速度または通信帯域を含む。上記の構成は一例であり、制御ＣＰＵ１１０及び汎用ＣＰＵ１２０にＣＰＵコアが適用されなくてもよいし、専用ＨＷ１３０にＦＰＧＡが適用されなくてもよい。

以下、汎用ＣＰＵ１２０、専用ＨＷ１３０、及び、制御ＣＰＵ１１０のそれぞれの機能ブロックの概要を、この順で説明する。

汎用ＣＰＵ１２０は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１と、処理時間監視部１２２と、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３とを含む。

汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１は、車載機器１４１が取得する車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画を算出する汎用ＣＰＵ算出処理を行う。本実施の形態１では、対応情報は、車両制御用情報と、車両制御用情報に予め定められた処理が施された加工車両制御用情報との少なくともいずれか１つを含む。なお、加工車両制御用情報の詳細は後述する。

処理時間監視部１２２は、汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間を監視し、オーバーラン状態が発生しているか否かを判定する第１判定を行う。オーバーラン状態は、汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間が、予め設定された処理時間閾値を超える状態である。本実施の形態１では、処理時間は、自動運転制御計画を算出する演算時間と、自動運転制御計画を算出するために必要な対応情報を取得する通信時間と、算出した自動運転制御計画を制御ＣＰＵ１１０に送信する通信時間とを含む。

また、処理時間監視部１２２は、オーバーラン状態が発生していると判定された場合に、汎用ＣＰＵ算出処理を停止し、かつ、第１判定の結果としてオーバーラン状態を制御ＣＰＵ１１０に通知する。なお、ここでいう停止は、汎用ＣＰＵ算出処理を完全に停止することであってもよいし、汎用ＣＰＵ算出処理を完全に停止するのではなく汎用ＣＰＵ算出処理の負荷の増加を停止することであってもよい。

汎用ＣＰＵ異常監視部１２３は、汎用ＣＰＵ１２０の状態を監視し、汎用ＣＰＵ１２０がオーバーラン状態以外の動作異常状態であるか否かを判定する第２判定を行う。汎用ＣＰＵ異常監視部１２３は、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であると判定された場合に、第２判定の結果として、汎用ＣＰＵ１２０のオーバーラン状態以外の動作異常状態を制御ＣＰＵ１１０に通知する。

専用ＨＷ１３０は、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１と、専用ＨＷ異常監視部１３２とを含む。

専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１は、車載機器１４１が取得する車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画を算出する。本実施の形態１では、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で用いられる対応情報は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で用いられる対応情報と同様であるが、両者は同一でなくてもよい。

専用ＨＷ異常監視部１３２は、専用ＨＷ１３０の状態を監視し、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であるか否かを判定する第３判定を行う。専用ＨＷ異常監視部１３２は、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定された場合に、第３判定の結果として、専用ＨＷ１３０の動作異常状態を制御ＣＰＵ１１０に通知する。

制御ＣＰＵ１１０は、前処理部１１１と、制御ＣＰＵ制御計画部１１２と、機能継続処理部１１３と、後処理部１１４とを含む。

前処理部１１１は、車載機器１４１が取得する車両制御用情報に基づいて対応情報を取得する。本実施の形態１では、前処理部１１１で取得される対応情報は、車両制御用情報と、車両制御用情報に予め定められた処理が施された加工車両制御用情報との少なくともいずれか１つを含む。前処理部１１１は、予め定められた処理を施すことが可能であり、車両制御用情報から加工車両制御用情報を生成するように構成されている。

制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画とは異なる他の制御計画を算出する。本実施の形態１では、制御ＣＰＵ制御計画部１１２で用いられる対応情報は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で用いられる対応情報と同様であるが、両者は同一でなくてもよい。

本実施の形態１では、制御ＣＰＵ制御計画部１１２で算出される他の制御計画は、車両の運転者の手動操作が実現される手動運転制御計画と、車両の緊急状態時に安全機能が実現される緊急車両制御計画との両方を含む。しかしながら、他の制御計画は、これに限ったものではなく、手動運転制御計画と緊急車両制御計画とのいずれか１つであってもよいし、これら以外の制御計画であってもよい。

機能継続処理部１１３は、処理時間監視部１２２の判定結果（つまり第１判定の結果）と、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３の判定結果（つまり第２判定の結果）と、専用ＨＷ異常監視部１３２の判定結果（つまり第３判定の結果）とに基づいて、複数の制御計画から、制御指令値の算出に用いられる算出用制御計画を選定する。複数の制御計画は、制御ＣＰＵ制御計画部１１２で算出される他の制御計画と、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で算出される自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で算出される自動運転制御計画とを含む。本実施の形態１では、複数の制御計画は、これらの制御計画だけでなく、動作異常状態を制御対象１４２に報知させる報知制御計画を含む。

後述するように、このように構成された機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１がオーバーラン状態であっても、機能継続処理を適切に実施可能な最適車両制御計画を、算出用制御計画として選定することが可能となっている。

後処理部１１４は、算出用制御計画を実現するために、機能継続処理部１１３で選定された算出用制御計画に基づいて制御指令値を算出し、当該制御指令値を制御対象１４２に与える。

以下、自動運転制御装置１００の構成を詳細に説明する。自動運転制御装置１００には、運転者の運転操作によらずシステムが自動的に運転制御を行う自動運転機能が搭載されている。ただし、ここでいう自動運転機能は、広い意味では、運転者の運転操作を支援する運転支援機能も含み、例えば広く製品化されている車間距離制御装置（ＡＣＣ：ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ）、渋滞運転支援機能（ＴＪＡ：ＴｒａｆｆｉｃＪａｍＡｓｓｉｓｔ）、車線維持支援（ＬＫＡＳ：ＬａｎｅＫｅｅｐＡｓｓｉｓｔＳｙｓｔｅｍ）などの運転支援機能を含む。

また、自動運転制御装置１００は、自動運転制御の終了判定を実施する機能を有している。例えば、自動運転制御装置１００は、自動運転により目的地に到着した場合、または、運転者の要求により車両または車載システムの停止が指示された場合などに、自動運転制御を終了する判定を行う。

車載機器１４１は、例えば、車両の状態を監視して車両状態を取得する車載センサ及び車載ＥＣＵと、車両の周辺環境をセンシングして車両の周辺環境情報を取得する車載センサ及び通信機器とを含む。車載機器１４１は、車両状態及び周辺環境情報を、自動運転制御装置１００に必要な車両制御用情報として取得し、取得した車両制御用情報を自動運転制御装置１００へ出力する。

車両状態は、自動運転制御計画を含む様々な車両制御計画の算出に必要な車両走行状態などの情報であり、例えば、車両の現在の速度、加減速度、操舵角、角速度、角加速度、車両重量、車両重心などを含む。車両状態を取得する車載機器１４１に含まれる車載センサとしては、例えば、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、方位センサが挙げられる。

周辺環境情報は、自動運転制御計画を含む様々な車両制御計画の算出に必要な車両の周辺環境などの情報であり、例えば、道路形状、車線、標識、信号機、障害物などの静止物情報と、他車両、歩行者及び自転車などの速度、加減速度、操舵角などの移動体情報とを含む。周辺環境情報を取得する車載機器１４１に含まれる車載センサとしては、例えば、カメラ、ミリ波レーダ、ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）、超音波ソナーなどの自律系車載センサと、Ｖ２Ｘ、スマートフォンなどの車外通信が可能な車載通信機器及びモバイル機器とが挙げられる。

車載機器１４１は、自動運転制御装置１００の入力として必要な車両制御用情報を取得可能であれば、上記に限ったものではない。例えば、車載機器１４１は、車内全体をモニタできるカメラと、運転者の視線及び状態をモニタできる運転者監視システム（ＤＭＳ：ＤｒｉｖｅｒＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）とのような機器であってもよい。また例えば、車載機器１４１は、外部から車内に持ち込まれたスマートフォンなどのセンシング機能を持つモバイル機器であってもよい。

前処理部１１１には、１以上の車載機器１４１が取得する車両制御用情報が入力される。前処理部１１１は、入力された車両制御用情報の少なくとも一部を、対応情報の少なくとも一部として、汎用ＣＰＵ１２０、専用ＨＷ１３０及び制御ＣＰＵ制御計画部１１２へ出力してもよい。また、前処理部１１１は、車両制御用情報に少なくとも一部の加工などの予め定められた処理が施して加工車両制御用情報を生成し、加工車両制御用情報の少なくとも一部を、対応情報の少なくとも一部として、汎用ＣＰＵ１２０、専用ＨＷ１３０及び制御ＣＰＵ制御計画部１１２へ出力してもよい。なお、ここでの予め定められた処理としては、例えば、情報となるデータの形式や内容を変換する処理、及び、複数の情報を用いたデータフュージョンなどの認知処理などが挙げられる。

前処理部１１１には、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０に負担させる必要のない機能及び演算量が小さい機能などが、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の代わりに搭載されてもよい。

自動運転制御装置１００は、システムが自動的に運転制御を行う自動運転機能を有するが、必ずしもシステムが自動的に運転制御を行うわけではない。例えば、運転者の要求により手動運転制御計画が選定された場合には、運転者の手動操作を優先する運転制御が行われる。また例えば、緊急車両制御計画が選定された場合には、緊急状態時の安全機能が実現される。

緊急状態としては、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の両方で自動運転制御計画を算出できない状態が考えられる。緊急状態は、例えば、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の両方の動作異常状態が制御ＣＰＵ１１０に通知される状態であってもよいし、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１のオーバーラン状態と専用ＨＷ１３０の動作異常状態とが制御ＣＰＵ１１０に通知される状態であってもよい。また、緊急状態は、自動運転制御計画よりも優先度の高いシステムによる制御が必要と判断された状態であってもよく、そのような状態としては、運転者の異常が検知された状態や車載機器１４１の故障が検知された状態などが挙げられる。

制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、前処理部１１１から対応情報の少なくとも一部を取得し、取得した対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画とは異なる他の制御計画を算出する。上述したように本実施の形態１では、他の制御計画は、手動運転制御計画及び緊急車両制御計画を含む。

汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１は、前処理部１１１から対応情報の少なくとも一部を通信機能により取得し、取得した対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画を算出する。なお、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１は、前処理部１１１で生成された対応情報に基づいてはなく、車載機器１４１から車両制御用情報を対応情報として直接取得し、取得された対応情報に基づいて自動運転制御計画を算出してもよい。

汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１と同様に、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１は、前処理部１１１から対応情報の少なくとも一部を通信機能により取得し、取得した対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画を算出する。なお、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１は、前処理部１１１で生成された対応情報に基づいてではなく、車載機器１４１から車両制御用情報を対応情報として直接取得し、取得された対応情報に基づいて自動運転制御計画を算出してもよい。

汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１のそれぞれには、互いに対応する自動運転制御計画を算出するプログラムのソフトウェアが搭載されている。このため、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１の自動運転制御計画を算出する機能と、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１の自動運転制御計画を算出する機能とは、互いに対応し、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で算出される自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で算出される自動運転制御計画とは、互いに対応する。ここで、互いに対応することは、互いに完全に同じであること、または、互いにほぼ同じであることを含む。

例えば、汎用ＣＰＵ１２０と専用ＨＷ１３０とでは、ハードウェアの差異に起因して、プログラムの実装形式が互いにほぼ同じであっても厳密には異なる場合がある。このような場合には、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１の算出機能同士は互いにほぼ同じであるが厳密には異なってもよく、それらで算出される自動運転制御計画も互いにほぼ同じであるが厳密には異なってもよい。

また、自動運転制御計画を算出する汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１の一部演算が、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１の代わりに、前処理部１１１で行われてもよい。反対に、前処理部１１１の一部演算が、前処理部１１１の代わりに、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で行われてもよい。前処理部１１１の演算量は、制御ＣＰＵ１１０、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の処理負荷の大きさに応じて適切に分担されてもよい。

自動運転制御計画の算出に必要な演算量は、車載機器１４１が取得する車両制御用情報の内容によって大きく異なるため、自動運転制御計画を算出する演算時間も、当該内容によって大きく異なる。例えば、車両の走行経路内の障害物の数が多い場合や、突然障害物を認識して車両の周辺環境が大きく変化する場合などには、車両制御用情報のデータ量が大きくなるため、自動運転制御計画を算出する演算量及び演算時間が大きくなる場合がある。

許容処理時間以内に演算量が大きい自動運転制御計画を算出するためには、演算性能の高い高価なハードウェアに自動運転制御計画を算出する機能を搭載する必要がある。なお本実施の形態１では、許容処理時間は、自動運転制御装置１００が予め定められた動作を実行できるか否かに基づいて自動運転制御装置１００の設計時に制約として設定される時間である。予め定められた動作は、例えば、自動運転制御装置１００のプログラムのソフトウェアに対して期待される動作である。後述するように、オーバーラン状態の判定に用いられる処理時間閾値は、許容処理時間以下である。

汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１は互いに対応する機能を有するが、専用ＨＷ１３０の演算性能は汎用ＣＰＵ１２０の演算性能よりも高い。このため、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１が自動運転制御計画を算出するまでの処理時間が許容処理時間に間に合わない場合でも、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１が自動運転制御計画を算出するまでの処理時間が許容処理時間に間に合う場合がある。

そこで本実施の形態１では、自動運転制御計画を算出する演算量が大きい稀なケースでは、専用ＨＷ１３０が算出する自動運転制御計画を制御指令値に用い、演算量が小さい通常のケースでは、汎用ＣＰＵ１２０が算出する自動運転制御計画を制御指令値に用いる。この詳細については後述する。

汎用ＣＰＵ１２０の処理時間監視部１２２は、オーバーラン状態が発生しているか否かを判定する。処理時間監視部１２２は、オーバーラン状態が発生していると判定された場合に、汎用ＣＰＵ算出処理を停止し、かつ、その判定結果を制御ＣＰＵ１１０に通知する。

汎用ＣＰＵ異常監視部１２３は、汎用ＣＰＵ１２０がオーバーラン状態以外の動作異常状態であるか否かを判定する。汎用ＣＰＵ異常監視部１２３は、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であると判定された場合に、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であるという判定結果を制御ＣＰＵ１１０に通知する。汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１に期待される範囲外の自動運転制御計画が算出された場合に、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であると判定されてもよい。また、汎用ＣＰＵ１２０が搭載されるハードウェアが有する故障診断機能によって動作異常状態の判定が行われてもよい。

汎用ＣＰＵ異常監視部１２３と同様に、専用ＨＷ異常監視部１３２は、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であるか否かを判定する。専用ＨＷ異常監視部１３２は、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定された場合に、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であるという判定結果を制御ＣＰＵ１１０に通知する。専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１に期待される範囲外の自動運転制御計画が算出された場合に、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定されてもよい。また、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１が自動運転制御計画を算出する算出処理の処理時間が許容処理時間を超える場合に、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定されてもよい。また、専用ＨＷ１３０が搭載されるハードウェアが有する故障診断機能によって動作異常状態の判定が行われてもよい。

機能継続処理部１１３は、処理時間監視部１２２の判定結果と、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３の判定結果と、専用ＨＷ異常監視部１３２の判定結果とに基づいて、複数の制御計画から、制御指令値の算出に用いられる算出用制御計画を選定する。複数の制御計画は、制御ＣＰＵ制御計画部１１２で算出される他の制御計画と、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で算出される自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で算出される自動運転制御計画とを含む。算出用制御計画の選定の詳細については後述する。

なお、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間に基づいて、オーバーラン状態が発生しているか否かを判定し、その判定結果に基づいて汎用ＣＰＵ算出処理を停止してもよい。つまり、処理時間監視部１２２は、実質的に制御ＣＰＵ１１０に含まれてもよい。

また、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ１２０から出力される情報の少なくとも一部に基づいて、汎用ＣＰＵ１２０の状態を監視することによって、汎用ＣＰＵ１２０の動作異常状態を判定してもよい。つまり、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３は、実質的に制御ＣＰＵ１１０に含まれてもよい。

また、機能継続処理部１１３は、専用ＨＷ１３０から出力される情報の少なくとも一部に基づいて、専用ＨＷ１３０の状態を監視することによって、専用ＨＷ１３０の動作異常状態を判定してもよい。つまり、専用ＨＷ異常監視部１３２は、実質的に制御ＣＰＵ１１０に含まれてもよい。

後処理部１１４は、算出用制御計画を実現するために、算出用制御計画に基づいて制御対象１４２に与える制御指令値を算出する。なお、制御対象１４２は、制御指令値に基づいて、車両の自動運転制御機能を含む車両制御機能を実現するために必要な車載機器である。この車載機器としては、例えばステアリング、スロットル、ブレーキ、シフト、ウィンカーなどが挙げられる。また、制御対象１４２は、例えば表示装置を有したナビゲーションシステムなど、車両走行制御に直接関わらない報知機器を含んでもよい。

以下、図２に示すフローチャートを用いて、本実施の形態１に係る自動運転制御装置１００の動作を説明する。図２は、本実施の形態１に係る自動運転制御装置１００の動作を示すフローチャートである。

車両または車載システムが起動されて自動運転制御装置１００が作動されると、自動運転制御の適用が開始され、自動運転制御装置１００の動作フローが開始され、ステップＳ１１、ステップＳ２５、及び、ステップＳ３２の処理が行われる。

まずステップＳ１１にて、前処理部１１１は、車両に搭載された１以上の車載機器１４１から車両制御用情報を取得する。

ステップＳ１２にて、前処理部１１１は、ステップＳ１１で取得した車両制御用情報に、データの形式や内容を変換したり、複数の情報を用いたデータフュージョンなど認知処理を行ったりするなどの様々な加工処理を実施して、加工車両制御用情報を生成する。ステップＳ１１で取得された車両制御用情報、及び、加工車両制御用情報は、対応情報として以下の処理で用いられる。

以下の説明では、ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理は、制御ＣＰＵ１１０に搭載される前処理部１１１で行われる。ただし、ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理は、汎用ＣＰＵ１２０に搭載される汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ１３０に搭載される専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で行われてもよい。ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理は、制御ＣＰＵ１１０、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の処理負荷の大きさに応じて適切に分担されてもよい。

ステップＳ１２の後、ステップＳ１３及びステップＳ１４にて、制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画とは異なる他の制御計画を算出する。ここでは、ステップＳ１３にて、制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、他の制御計画として手動運転制御計画を算出し、ステップＳ１４にて、制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、他の制御計画として緊急車両制御計画を算出する。なお、ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理は互いに独立しているため、順番を入れ替えて行われてもよいし、並列的に行われてもよい。

ステップＳ１２の後、ステップＳ２１にて、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１は、対応情報の少なくとも一部を通信機能により取得し、取得した対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画を算出する。算出された自動運転制御計画は制御ＣＰＵ１１０に送信される。

ステップＳ１２の後、ステップＳ２１と同様にステップＳ３１にて、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１は、対応情報の少なくとも一部を通信機能により取得し、取得した対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転制御計画を算出する。算出された自動運転制御計画は制御ＣＰＵ１１０に送信される。

ステップＳ２１及びステップＳ３１の処理は、それぞれ汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１及び専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で行われるが、その一部演算が前処理部１１１で行われてもよい。ステップＳ２１及びステップＳ３１の処理は、制御ＣＰＵ１１０、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の処理負荷の大きさに応じて適切に分担されてもよい。

ステップＳ２１の後、ステップＳ２２にて、処理時間監視部１２２は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１での汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間を監視し、当該処理時間が処理時間閾値を超えるオーバーラン状態が発生しているか否かを判定する。オーバーラン状態が発生していると判定された場合には処理がステップＳ２３に進む。オーバーラン状態が発生していないと判定された場合には処理がステップＳ１５に進む。なお、処理がステップＳ１５に進む場合に、処理時間監視部１２２は、オーバーラン状態が発生していないことを制御ＣＰＵ１１０に通知してもよい。

ステップＳ２３にて、処理時間監視部１２２は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１での汎用ＣＰＵ算出処理を停止する。なお、この停止が行われない限り、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で算出された自動運転制御計画は、制御ＣＰＵ１１０に適宜送信される。

ステップＳ２３の後、ステップＳ２４にて、処理時間監視部１２２は、オーバーラン状態を制御ＣＰＵ１１０に通知する。なお、ステップＳ２２～ステップＳ２４の処理は、機能継続処理部１１３によって行われてもよい。

ステップＳ２５にて、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３は、汎用ＣＰＵ１２０の状態を監視し、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であるか否かの判定結果を、制御ＣＰＵ１１０に通知する。なお、ステップＳ２１にて期待される範囲外の自動運転制御計画が算出された場合に、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であると判定されてもよい。また、汎用ＣＰＵ１２０が搭載されるハードウェアが有する故障診断機能によって動作異常状態の判定が行われてもよい。また、ステップＳ２５の処理は、機能継続処理部１１３によって行われてもよい。

ステップＳ３２にて、専用ＨＷ異常監視部１３２は、専用ＨＷ１３０の状態を監視し、専用ＨＷが動作異常状態であるか否かの判定結果を、制御ＣＰＵ１１０に通知する。なお、ステップＳ３１にて期待される範囲外の自動運転制御計画が算出された場合に、専用ＨＷが動作異常状態であると判定されてもよい。また、ステップＳ３１で自動運転制御計画を算出する算出処理の処理時間が許容処理時間を超える場合に、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定されてもよい。また、専用ＨＷ１３０が搭載されるハードウェアが有する故障診断機能によって動作異常状態の判定が行われてもよい。また、ステップＳ３２の処理は、機能継続処理部１１３によって行われてもよい。

ステップＳ１５にて、機能継続処理部１１３は、ステップＳ２２の判定結果と、ステップＳ２５の判定結果と、ステップＳ３２の判定結果とに基づいて、制御ＣＰＵ制御計画部１１２の他の制御計画と、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１の自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１の自動運転制御計画とを含む複数の制御計画から、制御指令値の算出に用いられる算出用制御計画を選定する。

以下、本実施の形態１に係るステップＳ１５の処理について、図３及び図４に示す処理時間の具体例と、図５に示すフローチャートとを用いて説明する。

図３は、本実施の形態１に係る自動運転制御装置１００に関連する関連装置の動作を説明するための汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０による処理時間の具体例を示す図である。横軸は、自動運転制御計画を算出する演算量の大きさを示す。縦軸は、制御ＣＰＵ１１０から汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０に自動運転制御計画を算出する演算機能をオフロードする場合の、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０のそれぞれの処理時間を示している。また、破線は設計時の制約となる許容処理時間を示している。

ここでの処理時間は、自動運転制御計画を算出する演算時間と、自動運転制御計画を算出するために必要な対応情報を取得する通信時間と、算出した自動運転制御計画を制御ＣＰＵ１１０に送信する通信時間とを含む。ここでは説明を簡単にするため、制御ＣＰＵ１１０と各ハードウェアとの間でのデータ転送に必要な通信時間は、演算量の大きさに依存せず一定値とし、自動運転制御計画を算出する演算時間は演算量に比例すると考える。

制御ＣＰＵ１１０と汎用ＣＰＵ１２０との間の通信性能は比較的高いため、オフセットとなる汎用ＣＰＵ１２０の処理時間のオーバーヘッドは小さいと仮定する。一方、制御ＣＰＵ１１０と専用ＨＷ１３０との間の通信性能は比較的低いため、オフセットとなる専用ＨＷ１３０の処理時間のオーバーヘッドは大きいと仮定する。

自動運転制御計画の演算時間は、その演算量が大きくなるにつれて大きくなる。専用ＨＷ１３０における自動運転制御計画の演算性能は、汎用ＣＰＵ１２０における自動運転制御計画の演算性能よりも高いため、図３に示すように、専用ＨＷ１３０の演算量に対する処理時間の傾きは、汎用ＣＰＵ１２０の当該傾きよりも小さい。

汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１では、演算量が大きくなり過ぎると、許容処理時間以内に自動運転制御計画を算出することができない。一方、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１では、予め定められた例外ケース以外のケースの演算量において、許容処理時間以内に自動運転制御計画を算出可能に構成されている。例外ケースは、例えば、自動運転制御装置１００の設計時に考慮されないケースと、車両の走行時に起こりえないケースと、自動運転制御装置１００の通常の使用範囲では発生しないケースとの少なくともいずれか１つを含む。

動作異常状態時の機能継続を単純に実現する構成として、自動運転制御計画の算出機能を多重化したフル２重系システムが考えられる。しかしながら、フル２重系システムでは、汎用ＣＰＵ１２０よりも高価な専用ＨＷ１３０を２個使用する必要があり、ハードウェアコストの増大が課題である。

このことに鑑みて本実施の形態１では、演算性能が異なる汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０によって自動運転制御計画を多重的に算出するように構成されている。すなわち本実施の形態１に係る自動運転制御装置１００は、２個の専用ＨＷ１３０を使用するフル２重系システムではなく、１個の汎用ＣＰＵ１２０と１個の専用ＨＷ１３０とを使用するシステムを構成する。そして例えば、演算量の小さい通常のケースなどの、汎用ＣＰＵ１２０が自動運転制御計画を算出する処理時間が、処理時間閾値以下となって許容処理時間以内となる場合に、汎用ＣＰＵ１２０で算出された自動運転制御計画を用いる。

図４は、本実施の形態１に係る自動運転制御装置１００の動作を説明するための汎用ＣＰＵ１２０の処理時間の具体例を示す図である。一点破線に示す処理時間閾値に対して、処理時間監視部１２２は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１での汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間を監視し、処理時間が処理時間閾値を超えるオーバーラン状態が発生しているか否かを判定する。そして、処理時間監視部１２２は、オーバーラン状態が発生していると判定された場合に、汎用ＣＰＵ算出処理を停止し、かつ、オーバーラン状態を制御ＣＰＵ１１０に通知する。ここでの処理時間閾値は、許容処理時間以下であり、許容処理時間からの余裕度に基づいて設定されてもよい。また、通信時間が、通信情報量に基づいて決定可能である場合には、予め机上で通信情報量に基づいて算出された時間を通信時間として用いることができる。

機能継続処理部１１３は、オーバーラン状態が通知されると、処理性能限界時の機能継続として、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１が算出する自動運転制御計画の代わりに、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１が算出する自動運転制御計画を使用可能となっている。

図５に示すフローチャートを用いて、本実施の形態１に係る機能継続処理部１１３の動作について詳細に説明する。図５は、本実施の形態１に係る機能継続処理部１１３の動作を示すフローチャートである。制御ＣＰＵ１１０に搭載された機能継続処理部１１３の動作の開始として、ステップＳ４１の処理が行われる。

ステップＳ４１にて、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ１２０の動作異常状態の通知有無を確認する。汎用ＣＰＵ１２０の動作異常状態の通知があることが確認された場合には、処理がステップＳ５１及びステップＳ４２の両方に進み、汎用ＣＰＵ１２０の動作異常状態の通知がないことが確認された場合には、処理がステップＳ４２に進む。

ステップＳ５１にて、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ１２０についての動作異常状態を制御対象１４２に報知させる報知制御計画を、算出用制御計画として選定する。

ステップＳ４２にて、機能継続処理部１１３は、専用ＨＷ１３０の動作異常状態の通知有無を確認する。専用ＨＷ１３０の動作異常状態の通知があることが確認された場合には、処理がステップＳ５２及びステップＳ４３の両方に進み、専用ＨＷ１３０の動作異常状態の通知がないことが確認された場合には、処理がステップＳ４３に進む。

ステップＳ５２にて、機能継続処理部１１３は、専用ＨＷ１３０についての動作異常状態を制御対象１４２に報知させる報知制御計画を、算出用制御計画として選定する。

なお、ステップＳ４１及びステップＳ５１からなる処理と、ステップＳ４２及びステップＳ５２からなる処理とは、互いに独立しているため、順番を入れ替えて行われてもよいし、並列的に行われてもよい。

ステップＳ４３にて、機能継続処理部１１３は、車両走行の緊急状態の発生有無を確認する。緊急状態が発生していることが確認された場合には処理がステップＳ４４に進み、緊急状態が発生していないことが確認された場合には処理がステップＳ４６に進む。緊急状態は、例えば、汎用ＣＰＵ１２０及び専用ＨＷ１３０の両方が同時に動作異常状態である状態であってもよいし、自動運転制御計画よりも優先度の高いシステムによる制御が必要と判断された状態であってもよい。

ステップＳ４４にて、機能継続処理部１１３は、運転者の手動操作による要求有無を確認する。運転者の手動操作の要求があることが確認された場合には処理がステップＳ４５に進み、運転者の手動操作の要求がないことが確認された場合には処理がステップＳ６１に進む。

ステップＳ４５にて、機能継続処理部１１３は、運転者の手動操作による要求とシステムによる緊急制御との優先度を考慮して、緊急制御が必要であるか否かを判定する。緊急制御が必要であると判定された場合には処理がステップＳ６１に進み、緊急制御が不要であると判定された場合には処理がステップＳ６２に進む。

ステップＳ４６にて、機能継続処理部１１３は、運転者の手動操作による要求有無を確認する。運転者の手動操作の要求があることが確認された場合には処理がステップＳ６２に進み、運転者の手動操作の要求がないことが確認された場合には処理がステップＳ４７に進む。

ステップＳ４７にて、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１のオーバーラン状態の通知有無を確認する。オーバーラン状態の通知があることが確認された場合には処理がステップＳ４９に進み、オーバーラン状態の通知がないことが確認された場合には処理がステップＳ４８に進む。

ステップＳ４８にて、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ１２０の動作異常状態の通知有無を確認する。このステップＳ４８の確認はステップＳ４１の確認と同様である。汎用ＣＰＵ１２０の動作異常状態の通知があることが確認された場合には、処理がステップＳ６４に進み、汎用ＣＰＵ１２０の動作異常状態の通知がないことが確認された場合には、処理がステップＳ６３に進む。

ステップＳ４９にて、機能継続処理部１１３は、専用ＨＷ１３０の動作異常状態の通知有無を確認する。このステップＳ４９の確認はステップＳ４２の確認と同様である。専用ＨＷ１３０の動作異常状態の通知があることが確認された場合には、処理がステップＳ４４に進み、専用ＨＷ１３０の動作異常状態の通知がないことが確認された場合には、処理がステップＳ６４に進む。

ステップＳ６１にて、機能継続処理部１１３は、緊急車両制御計画を算出用制御計画として選定する。

ここで、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であると判定され、かつ、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定されたことによって、ステップＳ４３にて車両が緊急状態であると判定された場合、ステップＳ４４を介してステップＳ６１の処理が行われる。このため、このように判定された場合には、機能継続処理部１１３は、緊急車両制御計画を算出用制御計画として選定可能である。

また、ステップＳ４７にてオーバーラン状態が発生していると判定され、かつ、ステップＳ４９にて専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定された場合、ステップＳ４４を介してステップＳ６１の処理が行われる。このため、このように判定された場合には、機能継続処理部１１３は、緊急車両制御計画を算出用制御計画として選定可能である。

ステップＳ６２にて、機能継続処理部１１３は、手動運転制御計画を算出用制御計画として選定する。

ここで、汎用ＣＰＵ１２０が動作異常状態であると判定され、かつ、専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定されたことによって、ステップＳ４３にて車両が緊急状態であると判定された場合、ステップＳ４４及びステップＳ４５を介してステップＳ６２の処理が行われる。このため、このように判定された場合には、機能継続処理部１１３は、手動運転制御計画を算出用制御計画として選定可能である。

また、ステップＳ４７にてオーバーラン状態が発生していると判定され、かつ、ステップＳ４９にて専用ＨＷ１３０が動作異常状態であると判定された場合、ステップＳ４４及びステップＳ４５を介してステップＳ６２の処理が行われる。このため、このように判定された場合には、機能継続処理部１１３は、手動運転制御計画を算出用制御計画として選定可能である。

ステップＳ６３にて、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で算出される自動運転制御計画を、算出用制御計画として選定する。

ここで、ステップＳ４７にてオーバーラン状態が発生していないと判定された場合、ステップＳ４８を介してステップＳ６３の処理が行われる。このため、このように判定された場合には、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で算出される自動運転制御計画を、算出用制御計画として選定可能である。

ステップＳ６４にて、機能継続処理部１１３は、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で算出される自動運転制御計画を、算出用制御計画として選定する。

ここで、ステップＳ４７にてオーバーラン状態が発生していると判定された場合、ステップＳ４９を介してステップＳ６４の処理が行われる。このため、このように判定された場合には、機能継続処理部１１３は、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で算出される自動運転制御計画を、算出用制御計画として選定可能である。

説明を図２に示すフローチャートに戻す。以上で説明したステップＳ１５の後、ステップＳ１６にて、後処理部１１４は、機能継続処理部１１３で選定された算出用制御計画を実現するために、算出用制御計画に基づいて制御指令値を算出する。

ステップＳ１６の後、ステップＳ１７にて、後処理部１１４は、算出された制御指令値を制御対象１４２に出力する。

ステップＳ１７の後、ステップＳ１８にて、自動運転制御装置１００は、ステップＳ１１～ステップＳ１７の一連の処理を行うごとに自動運転制御を終了するか否かを判定する。自動運転制御を終了すると判定された場合には、図２の動作が終了し、自動運転制御を継続すると判定された場合には、ステップＳ１１、ステップＳ２５、及び、ステップＳ３２に処理が戻る。

例えば、自動運転により目的地に到着した場合、または、運転者の要求により車両または車載システムの停止が指示された場合に、自動運転制御装置１００は、自動運転制御を終了すると判定する。一方、例えば、目的地に到着していない場合、及び、運転者の要求により車両または車載システムの停止が指示されていない場合に、自動運転制御装置１００は、自動運転制御を継続すると判定する。なお、図２の動作は、通常は繰り返し逐次実行され、自動運転制御装置１００は、制御対象１４２に制御指令値を継続的に出力する。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る自動運転制御装置１００によれば、機能継続処理部１１３は、処理時間監視部１２２の判定結果と、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３の判定結果と、専用ＨＷ異常監視部１３２の判定結果とに基づいて、制御ＣＰＵ制御計画部１１２で算出される他の制御計画と、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１で算出される自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１で算出される自動運転制御計画とを含む複数の制御計画から、制御指令値の算出に用いられる算出用制御計画を選定する。

このような構成によれば、汎用ＣＰＵ算出処理の処理性能限界時（つまりオーバーラン状態の発生時）と、動作異常状態時とを考慮して、適切な自動運転制御をなるべく継続することができるので、自動運転制御の安全性の向上が期待できる。また、高価な専用ＨＷ１３０だけでなく、汎用ＣＰＵ１２０も用いるため、ハードウェアコストの増大を抑制することができる。

＜実施の形態２＞
以上説明した実施の形態１に係る自動運転制御装置１００によれば、ハードウェアコストの増大を抑制した上で、処理性能限界時及び動作異常状態時を考慮した適切な自動運転制御を継続可能である。

しかしながら、汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間が小さいケース、すなわち車両走行時の多くの時間を占め、自動運転制御計画の算出に必要な演算量が小さいケース（通常のケース）において、汎用ＣＰＵ１２０は実質的に自動運転制御計画しか算出していない。このため、汎用ＣＰＵ１２０の処理性能を有効に活用できない可能性がある。

そこで本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００は、実施の形態１に係る自動運転制御装置１００の効果を適切に維持したまま、汎用ＣＰＵ１２０の処理性能を有効に活用可能に構成されている。

図６は、本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００の構成を示す機能ブロック図である。なお、図６においては、図１を用いて説明した自動運転制御装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

汎用ＣＰＵ１２０には、実施の形態１に搭載されていない非機能継続制御計画部である汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４が搭載される。汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４は、前処理部１１１から対応情報の少なくとも一部を通信機能により取得し、取得した対応情報の少なくとも一部に基づいて、自動運転の機能継続に必須でない非機能継続制御計画を算出する。非機能継続制御計画は、自動運転の機能継続に必須でない制御計画であり、例えば、誤発進抑制制御機能、及び、自動切替型前照灯などの制御計画である。なお、汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４は、前処理部１１１で生成された対応情報に基づいてはなく、車載機器１４１から車両制御用情報を対応情報として直接取得し、取得された対応情報に基づいて非機能継続制御計画を算出してもよい。

制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、前処理部１１１からの対応情報の少なくとも一部に基づいて、実施の形態１で説明された手動運転制御計画及び緊急車両制御計画のような、自動運転制御計画とは異なる他の制御計画を算出する。なお本実施の形態２では、制御ＣＰＵ１１０の制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４と同様の制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部１１２ａを含むことにより、非機能継続制御計画を含む他の制御計画を算出する。ただし、非機能継続制御計画は、機能継続に必須でないため、必ずしも制御ＣＰＵ制御計画部１１２は制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部１１２ａを含む必要はない。

非機能継続制御計画は機能継続処理部１１３に入力され、機能継続処理部１１３は、選定に用いられる複数の制御計画に非機能継続制御計画を含める。そして、機能継続処理部１１３は、処理時間監視部１２２の判定結果と、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３の判定結果と、専用ＨＷ異常監視部１３２の判定結果とに基づいて、複数の制御計画から、制御指令値の算出に用いられる算出用制御計画を選定する。

非機能継続制御計画は機能継続に必須でない制御計画であるため、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ異常監視部１２３からの動作異常状態の通知があれば、汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４で算出された非機能継続制御計画を、算出用制御計画として選定する。汎用ＣＰＵ異常監視部１２３による動作異常状態の通知があり、かつ制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部１１２ａが非機能継続制御計画を算出している場合には、機能継続処理部１１３は、汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４の代わりに制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部１１２ａが算出した非機能継続制御計画を、算出用制御計画として選定してもよい。

後処理部１１４は、機能継続処理部１１３で選定された算出用制御計画を実現するために、算出用制御計画に基づいて制御対象１４２に与える制御指令値を算出する。機能継続処理部１１３が非機能継続制御計画を算出用制御計画として選定している場合には、後処理部１１４は、非機能継続制御計画を実現するために、非機能継続制御計画を含む算出用制御計画に基づいて制御対象１４２に与える制御指令値を算出する。

以下、図７に示すフローチャートを用いて、本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００の動作を説明する。図７は、本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００の動作を示すフローチャートである。なお、図７においては、図２を用いて説明した自動運転制御装置１００と同一のステップについては同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図２の処理から加わった処理は、ステップＳ１９及びステップＳ２６である。

ステップＳ１３にて、制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、他の制御計画として手動運転制御計画を算出し、ステップＳ１４にて、制御ＣＰＵ制御計画部１１２は、他の制御計画として緊急車両制御計画を算出する。ステップＳ１９にて、制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部１１２ａは、前処理部１１１からの対応情報の少なくとも一部に基づいて非機能継続制御計画を算出する。非機能継続制御計画は機能継続に必須でなく、必ずしも制御ＣＰＵ制御計画部１１２にて算出する必要はないので、ステップＳ１９の処理は適宜省略されてもよい。

ステップＳ１２の後、ステップＳ２６にて、汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４は、前処理部１１１からの対応情報の少なくとも一部に基づいて非機能継続制御計画を算出し、算出した非機能継続制御計画を制御ＣＰＵ１１０に送信する。

ステップＳ１５にて、機能継続処理部１１３は、ステップＳ２２の判定結果と、ステップＳ２５の判定結果と、ステップＳ３２の判定結果とに基づいて、複数の制御計画から、制御指令値の算出に用いられる算出用制御計画を選定する。本実施の形態２に係る複数の制御計画は、制御ＣＰＵ制御計画部１１２の他の制御計画と、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１の自動運転制御計画と、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１の自動運転制御計画と、制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部１１２ａまたは汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４の非機能継続制御計画とを含む。このため、選定された算出用制御計画には、機能継続に必須でない非機能継続制御計画が適宜含まれることになる。

以下、本実施の形態２に係るステップＳ１５の処理について、図８及び図９に示す処理時間の具体例を用いて説明する。

図８は、本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００の動作と、それに関連する関連装置の動作とを説明するための汎用ＣＰＵ１２０による処理時間の具体例を示す図である。図８のグラフの表現は図４と同様である。

関連装置に係る汎用ＣＰＵ１２０には、非機能継続制御計画を算出せずに自動運転制御計画を算出する機能が搭載されるため、関連装置に係る汎用ＣＰＵ１２０の処理時間は図４の処理時間と同様である。一方、本実施の形態２に係る汎用ＣＰＵ１２０には、自動運転制御計画及び非機能継続制御計画を算出する機能が搭載されるため、本実施の形態２に係る汎用ＣＰＵ１２０の処理時間は、図４の処理時間よりも大きくなる。なおここでは、非機能継続制御計画を算出する演算時間及び通信時間は一定であると仮定している。

以上のように本実施の形態２では、汎用ＣＰＵ１２０に、非機能継続制御計画を算出する機能が搭載されるため、汎用ＣＰＵ１２０の処理性能を有効に活用することができる。また本実施の形態２では、汎用ＣＰＵ算出処理、及び、非機能継続制御計画の算出処理の処理時間が、オーバーラン状態の発生の判定に用いられる。このため、実施の形態１の自動運転制御装置１００と同様に、汎用ＣＰＵ１２０の処理時間を許容処理時間以下にすることができる。

図９は、本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００の動作と、それに関連する関連装置の動作とを説明するための専用ＨＷ１３０による処理時間の具体例を示す図である。図９のグラフの表現は図４と同様である。

関連装置に係る専用ＨＷ１３０には、自動運転制御計画及び非機能継続制御計画を算出する機能が搭載される。この結果、非機能継続制御計画の算出に必要な追加の車両制御用情報の通信時間などが増えるため、自動運転制御計画の算出に必要な演算量が大きいケースにおいて、許容処理時間以内に自動運転制御計画及び非機能継続制御計画を算出できない場合が生じる。一方、本実施の形態２に係る専用ＨＷ１３０には、非機能継続制御計画を算出せずに自動運転制御計画を算出する機能が搭載されるため、本実施の形態２に係る専用ＨＷ１３０の処理時間が許容処理時間を超えることを抑制することができる。

説明を図７に示すフローチャートに戻す。ステップＳ１５の後、ステップＳ１６にて、後処理部１１４は、機能継続処理部１１３で選定された算出用制御計画を実現するために、算出用制御計画に基づいて制御指令値を算出する。算出用制御計画に非機能継続制御計画が含まれる場合には、後処理部１１４は、非機能継続制御計画を実現するために、非機能継続制御計画に基づいて制御指令値を算出する。

＜実施の形態２のまとめ＞
以上のような本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００によれば、実施の形態１の自動運転制御装置１００の効果を適切に維持することができる。また本実施の形態２では、非機能継続制御機能の搭載によって車両制御の機能を向上させつつ、汎用ＣＰＵ１２０の処理性能を有効に活用することができる。また本実施の形態２では、専用ＨＷ１３０の処理時間が許容処理時間を超えることを抑制することができる。

なお、汎用ＣＰＵ１２０の処理性能を有効に活用することを優先するのではなく、専用ＨＷ１３０の処理時間が許容処理時間を超えることを抑制することを優先するのであれば、汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部１２４を設けずに、制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部１１２ａを設ける構成であってもよい。

＜実施の形態３＞
以上説明した実施の形態１及び実施の形態２に係る自動運転制御装置１００によれば、ハードウェアコストの増大を抑制した上で、処理性能限界時及び動作異常状態時を考慮した適切な自動運転制御を継続可能である。

しかしながら、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１が自動運転制御計画を算出する算出処理の処理時間が小さい場合でも、すなわち車両走行時の多くの時間を占める自動運転制御計画の算出に必要な演算量が小さいケース（通常のケース）でも、専用ＨＷ１３０による算出処理を同時に動作させるため、消費電力が比較的大きい。

そこで本実施の形態３に係る自動運転制御装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２に係る自動運転制御装置１００の効果を適切に維持したまま、消費電力を抑制可能に構成されている。

図１０は、実施の形態１及び本実施の形態３に係る自動運転制御装置１００の動作を説明するための専用ＨＷ１３０による処理時間の具体例を示す図である。

本実施の形態３では、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１が自動運転制御計画を算出する算出処理の処理時間から許容処理時間までの余裕時間に基づいて、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１に関する基準演算量が予め規定されている。そして本実施の形態３では図２のステップＳ３１にて、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１による自動運転制御計画の算出に必要な演算量が、基準演算量より小さい場合に、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１は自動運転制御計画の算出処理を停止する。専用ＨＷ１３０の算出処理を停止している間、つまり専用ＨＷ１３０で処理しないケースの間において、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１が自動運転制御計画を算出すれば、専用ＨＷ１３０の消費電力の増加を抑制することができる。

＜実施の形態３のまとめ＞
以上のような本実施の形態２に係る自動運転制御装置１００によれば、実施の形態１の自動運転制御装置１００の効果を適切に維持することができる。また、本実施の形態３では、汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部１２１による自動運転制御計画の算出に必要な演算量が基準演算量より小さい場合に、専用ＨＷ自動運転制御計画部１３１は自動運転制御計画の算出処理を停止するので、消費電力を抑制することができる。

＜実施の形態１～３の構成例＞
なお、以上説明した実施の形態１～３に係る自動運転制御装置１００の各構成要素はコンピュータを用いて構成することができ、コンピュータがプログラムを実行することで実現される。すなわち、自動運転制御装置１００は、例えば図１１に示す処理回路３０１により実現される。処理回路３０１には、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）などのプロセッサが適用され、記憶装置に格納されるプログラムを実行することで各部の機能が実現される。

なお、処理回路３０１には、専用のハードウェアが適用されてもよい。処理回路３０１が専用のハードウェアである場合、処理回路３０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。

自動運転制御装置１００は、構成要素の各々の機能が個別の処理回路で実現されてもよいし、それらの機能がまとめて１つの処理回路で実現されてもよい。

また、図１２には、処理回路３０１がプロセッサを用いて構成されている場合におけるハードウェア構成を示している。この場合、自動運転制御装置１００の各部の機能は、ソフトウェアなど（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア）との組み合わせにより実現される。ソフトウェアなどはプログラムとして記述され、メモリ３０３に格納される。処理回路３０１として機能するプロセッサ３０２は、メモリ３０３（記憶装置）に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、このプログラムは、自動運転制御装置１００の構成要素の動作の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるといえる。

ここで、メモリ３０３は、例えば、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、それらのドライブ装置、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

以上、自動運転制御装置１００の各構成要素の機能が、ハードウェア及びソフトウェアなどのいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、自動運転制御装置１００の一部の構成要素を専用のハードウェアで実現し、別の一部の構成要素をソフトウェアなどで実現する構成であってもよい。例えば、一部の構成要素については専用のハードウェアとしての処理回路３０１でその機能を実現し、他の一部の構成要素についてはプロセッサ３０２としての処理回路３０１がメモリ３０３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

なお、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１００自動運転制御装置、１１０制御ＣＰＵ、１１２制御ＣＰＵ制御計画部、１１２ａ制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部、１１３機能継続処理部、１２０汎用ＣＰＵ、１２１汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部、１２２処理時間監視部、１２３汎用ＣＰＵ異常監視部、１２４汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部、１３０専用ＨＷ、１３１専用ＨＷ自動運転制御計画部、１３２専用ＨＷ異常監視部、１４１車載機器、１４２制御対象。

Claims

車両に搭載された車載機器が取得する車両制御用情報に基づいて、前記車両の自動運転を制御する自動運転制御装置であって、
自動運転制御計画と、前記自動運転制御計画と異なる他の制御計画とを含む複数の制御計画から算出用制御計画を選定し、前記算出用制御計画に基づいて、前記車両に搭載された制御対象に与える制御指令値を算出する制御ＣＰＵと、
前記制御ＣＰＵと通信可能であり、前記自動運転制御計画を算出する汎用ＣＰＵと、
前記制御ＣＰＵと通信可能であり、前記自動運転制御計画を算出し、前記汎用ＣＰＵよりも前記自動運転制御計画を算出する演算性能が高い専用ＨＷと
を備え、
前記汎用ＣＰＵは、
前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記自動運転制御計画を算出する汎用ＣＰＵ算出処理を行う汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部を含み、
前記制御ＣＰＵまたは前記汎用ＣＰＵは、
前記汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間が、予め設定された処理時間閾値を超えるオーバーラン状態が発生しているか否かを判定し、前記オーバーラン状態が発生していると判定された場合に前記汎用ＣＰＵ算出処理を停止する処理時間監視部を含み、
前記制御ＣＰＵまたは前記汎用ＣＰＵは、
前記汎用ＣＰＵが前記オーバーラン状態以外の動作異常状態であるか否かを判定する汎用ＣＰＵ異常監視部を含み、
前記専用ＨＷは、
前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記自動運転制御計画を算出する専用ＨＷ自動運転制御計画部を含み、
前記制御ＣＰＵまたは前記専用ＨＷは、
前記専用ＨＷが動作異常状態であるか否かを判定する専用ＨＷ異常監視部を含み、
前記制御ＣＰＵは、
前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記他の制御計画を算出する制御ＣＰＵ制御計画部と、
前記処理時間監視部の判定結果と、前記汎用ＣＰＵ異常監視部の判定結果と、前記専用ＨＷ異常監視部の判定結果とに基づいて、前記制御ＣＰＵ制御計画部で算出される前記他の制御計画と、前記汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画と、前記専用ＨＷ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画とを含む前記複数の制御計画から、前記算出用制御計画を選定する機能継続処理部と
を含む、自動運転制御装置。
請求項１に記載の自動運転制御装置であって、
前記演算性能は、前記自動運転制御計画の算出に必要な演算量の演算を実行する場合の当該演算の速度性能を含む、自動運転制御装置。
請求項１または請求項２に記載の自動運転制御装置であって、
前記制御ＣＰＵと前記汎用ＣＰＵとの間の通信性能は、前記制御ＣＰＵと前記専用ＨＷとの間の通信性能よりも高い、自動運転制御装置。
請求項３に記載の自動運転制御装置であって、
前記通信性能は、前記自動運転制御装置のハードウェア、ドライバ及びミドルウェアに依存する通信速度または通信帯域を含む、自動運転制御装置。
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記対応情報は、前記車両制御用情報と、前記車両制御用情報に予め定められた処理が施された加工車両制御用情報との少なくともいずれか１つを含む、自動運転制御装置。
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記処理時間は、前記自動運転制御計画を算出する演算時間と、前記対応情報を取得する通信時間と、前記自動運転制御計画を制御ＣＰＵに送信する通信時間とを含む、自動運転制御装置。
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記処理時間閾値は、許容処理時間以下であり、
前記許容処理時間は、前記自動運転制御装置が予め定められた動作を実行できるか否かに基づいて設計時に制約として設定される、自動運転制御装置。
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記制御ＣＰＵ制御計画部で算出される前記他の制御計画は、
前記車両の運転者の手動操作が実現される手動運転制御計画と、前記車両の緊急状態時に安全機能が実現される緊急車両制御計画との少なくともいずれか１つを含む、自動運転制御装置。
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部の前記自動運転制御計画を算出する機能と、前記専用ＨＷ自動運転制御計画部の前記自動運転制御計画を算出する機能とは、互いに対応し、
前記汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画と、前記専用ＨＷ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画とは、互いに対応する、自動運転制御装置。
請求項７に記載の自動運転制御装置であって、
前記専用ＨＷ自動運転制御計画部は、予め定められた例外ケース以外のケースの演算量で、前記許容処理時間以内に前記自動運転制御計画を算出する、自動運転制御装置。
請求項１０に記載の自動運転制御装置であって、
前記例外ケースは、前記自動運転制御装置の設計時に考慮されないケースと、前記車両の走行時に起こりえないケースと、前記自動運転制御装置の通常の使用範囲では発生しないケースとの少なくともいずれか１つを含む、自動運転制御装置。
請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記機能継続処理部は、
前記オーバーラン状態が発生していないと判定された場合に、前記汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画を、前記算出用制御計画として選定可能であり、
前記オーバーラン状態が発生していると判定された場合に、前記専用ＨＷ自動運転制御計画部で算出される前記自動運転制御計画を、前記算出用制御計画として選定可能である、自動運転制御装置。
請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記複数の制御計画は、前記動作異常状態を前記制御対象に報知させる報知制御計画を含み、
前記機能継続処理部は、
前記汎用ＣＰＵが前記動作異常状態であると判定された場合に、前記汎用ＣＰＵについての前記報知制御計画を、前記算出用制御計画として選定し、
前記専用ＨＷが前記動作異常状態であると判定された場合に、前記専用ＨＷについての前記報知制御計画を、前記算出用制御計画として選定する、自動運転制御装置。
請求項８に記載の自動運転制御装置であって、
前記制御ＣＰＵ制御計画部で算出される前記他の制御計画は、前記手動運転制御計画と、前記緊急車両制御計画とを含み、
前記機能継続処理部は、
前記汎用ＣＰＵが前記動作異常状態であると判定され、かつ、前記専用ＨＷが前記動作異常状態であると判定されたことによって、前記車両が緊急状態であると判定された場合と、
前記オーバーラン状態が発生していると判定され、かつ、前記専用ＨＷが前記動作異常状態であると判定された場合と、の少なくともいずれかにおいて、
前記手動運転制御計画または前記緊急車両制御計画を、前記算出用制御計画として選定可能である、自動運転制御装置。
請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記汎用ＣＰＵは、前記自動運転の機能継続に必須でない非機能継続制御計画を算出する汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部を含み、
前記複数の制御計画は、前記汎用ＣＰＵ非機能継続制御計画部で算出される前記非機能継続制御計画を含む、自動運転制御装置。
請求項１から請求項１５のうちのいずれか１項に記載の自動運転制御装置であって、
前記制御ＣＰＵは、前記自動運転の機能継続に必須でない非機能継続制御計画を算出する制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部を含み、
前記複数の制御計画は、前記制御ＣＰＵ非機能継続制御計画部で算出される前記非機能継続制御計画を含む、自動運転制御装置。
請求項７に記載の自動運転制御装置であって、
前記専用ＨＷ自動運転制御計画部が前記自動運転制御計画を算出する算出処理の処理時間から前記許容処理時間までの余裕時間に基づいて、前記汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部に関する基準演算量が予め規定され、
前記汎用ＣＰＵ自動運転制御計画部による前記自動運転制御計画の算出に必要な演算量が、前記基準演算量より小さい場合に、前記専用ＨＷ自動運転制御計画部は前記自動運転制御計画の算出処理を停止する、自動運転制御装置。
車両に搭載された車載機器が取得する車両制御用情報に基づいて、前記車両の自動運転を制御する自動運転制御方法であって、
制御ＣＰＵは、
自動運転制御計画と、前記自動運転制御計画と異なる他の制御計画とを含む複数の制御計画から算出用制御計画を選定し、前記算出用制御計画に基づいて、前記車両に搭載された制御対象に与える制御指令値を算出し、
汎用ＣＰＵは、
前記制御ＣＰＵと通信可能であり、前記自動運転制御計画を算出し、
専用ＨＷは、
前記制御ＣＰＵと通信可能であり、前記自動運転制御計画を算出し、前記汎用ＣＰＵよりも前記自動運転制御計画を算出する演算性能が高く、
前記汎用ＣＰＵは、
前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記自動運転制御計画を算出する汎用ＣＰＵ算出処理を行い、
前記制御ＣＰＵまたは前記汎用ＣＰＵは、
前記汎用ＣＰＵ算出処理の処理時間が、予め設定された処理時間閾値を超えるオーバーラン状態が発生しているか否かを判定する第１判定を行い、前記オーバーラン状態が発生していると判定された場合に前記汎用ＣＰＵ算出処理を停止し、
前記制御ＣＰＵまたは前記汎用ＣＰＵは、
前記汎用ＣＰＵが前記オーバーラン状態以外の動作異常状態であるか否かを判定する第２判定を行い、
前記専用ＨＷは、
前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記自動運転制御計画を算出し、
前記制御ＣＰＵまたは前記専用ＨＷは、
前記専用ＨＷが動作異常状態であるか否かを判定する第３判定を行い、
前記制御ＣＰＵは、
前記車両制御用情報に対応する対応情報の少なくとも一部に基づいて、前記他の制御計画を算出し、
前記第１判定の結果と、前記第２判定の結果と、前記第３判定の結果とに基づいて、前記他の制御計画と、前記汎用ＣＰＵで算出される前記自動運転制御計画と、前記専用ＨＷで算出される前記自動運転制御計画とを含む前記複数の制御計画から、前記算出用制御計画を選定する、自動運転制御方法。