JP6608992B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、本発明は、自車両を運転支援する各種のデバイスが故障した際に、他車両が自車両の走行経路上に進入するのを制限する制御を実行する車両の走行制御装置に関する。

近年、車両を運転支援する各種のデバイス、たとえばステアリングアクチュエータやブレーキアクチュエータ、アクセルアクチュエータといった各種のアクチュエータや、レーザ装置、カメラ等の外界認識装置などが故障したことを車両が検知すると、音声やディスプレイで車内のドライバや搭乗者に通知するシステムが提案されている。

また、アダプティブクルーズコントロール（ACC）やプリクラッシュセーフティシステムといった運転支援システムが作動中に車両が故障したことを検知すると、その制御を中断するといったことも提案されている。

ところで、車両が故障した場合、車両の運転者に対して、車両の運転におけるリスクの対象となる対象物を回避するために、対象物及び車両の状況に応じて算出された衝突余裕時間及び対象物が車両の予測進路上に移動する可能性の度合いを示す推定危険度に基づいて運転支援形態を判定し、判定された運転支援形態に基づいて運転支援のための１つ以上のデバイスを制御することによって運転支援を実施する運転支援装置が特許文献１に開示されている。

また、自動回避手段を最大の安全度で実施できるようにするために、車両の経路に障害物がある際に回避経路が決定され、この回避経路にさらに別の障害物がある際に前記回避経路を決定するための手順がもう一度適用される車両用自動制動及び操縦システムが特許文献２に開示されている。

特開２０１１−２１００９５号公報 特表２００４−５０４２１６号公報

特許文献１，２で開示される技術はいずれも、自車両の故障デバイスを検知した上で自車両の走行制御を行うものであり、自車両の外部にある他車両や信号機等に対して自車両の故障に起因する事故を回避するための指示信号を発信するものではない。

たとえば、自車両が故障した場合に、自動通報を行うことや、故障車両がハザードやクラクションによって周囲環境へ報知する技術は一般に適用されている。

すなわち、自車両が故障しているという情報は外部に報知するものの、故障の度合いに関する情報までは外部に報知しておらず、この情報の報知対象はせいぜい自車両のドライバや搭乗者のみである。

仮に、自車両が故障しているという情報をハザードやクラクションで報知したとしても、報知情報を全ての交通参加者（周囲車両や歩行者）が危険であると認知するとは限らない。そのため、故障車両の周囲に存在する交通参加者は故障車両が存在している程度にしか留めない、もしくは故障車両が存在していることすら気づかないといったケースが発生する。例えばブレーキ故障等によって停止不能となった故障車両が他の交通参加者に接近していても、気づかないで急には対処できずに衝突事故に至るといったケースも想定される。

そこで、本発明は、自車両が故障した場合に、当該車両の故障に起因する事故や二次災害を防止することのできる車両の走行制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明による車両の走行制御装置は、自車両を運転支援する各
種のデバイスの故障の有無を検知する故障検知部と、前記故障検知部にていずれかのデバ
イスが故障したことが検知された際に、該デバイスの故障状態を特定し、該デバイスの駆
動の可否を判断する故障度合い判断部と、前記自車両の周囲を認識する外界認識部と、前
記故障度合い判断部による判断情報、および前記自車両と他車両との位置関係に基づき、
前記他車両の動作変更のための指示信号を生成し、該指示信号を前記他車両に出力する動
作指示部と、を備えているものである。

本発明の車両の走行制御装置によれば、他車両の動作変更のための指示信号を生成してこれを自車両外部の他車両やインフラ機器等に出力することにより、自車両の故障に起因する事故や二次災害を防止することができる。

本発明の走行制御装置を含む車両の構成図である。 故障度合い判断部における処理フローを示した図である。 走行経路変更部と動作指示部における処理フローを示した図である。 本発明の走行制御装置が適用される自動車専用道路の実施の形態１を示した図である。 本発明の走行制御装置が適用される自動車専用道路の実施の形態２を示した図である。 本発明の走行制御装置が適用される自動車専用道路の実施の形態３を示した図である。 本発明の走行制御装置が適用される交差路の実施の形態１を示した図である。 本発明の走行制御装置が適用される交差路の実施の形態２を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の車両の走行制御装置の実施の形態を説明する。

（走行制御装置の構成および走行制御装置を含むシステムの構成）
図１は本発明の走行制御装置を含む車両の構成図である。
走行制御装置１００は、故障検知部１０１、故障度合い判断部１０２、動作指示部１０３、受信部１０４、走行経路変更部１０５、および制御ＥＣＵ１０６を備えている。

故障検知部１０１は、車両を運転支援する各種のデバイスである、ステアリング３００（操舵装置）、ブレーキ４００、エンジン５００、アクセル６００、およびＮＡＶＩ７００（カーナビゲーション装置）のいずれかの故障を検知する。

なお、本明細書において「各種のデバイス」とは、車両を運転支援するアクチュエータ（ステアリング３００等が相当）、センサやカメラ等の装置（外界認識部２００が相当）の全般を包含するものである。

外界認識部２００からの外界情報は故障度合い判断部１０２に送信される。
ここで、外界認識部２００には、ステレオカメラや単眼カメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダといった、車両と車両周囲の障害物間の距離のほか、道路標識や道路白線、横断歩道、信号機灯色などのインフラ設備を認識できる装置の全般が包含される。

なお、「信号機」には、道路に設置されている信号機のほか、踏み切りに設置されている信号機、さらには、時間帯によって走行可能車線が変更する自動車線切替え道路等における走行可否表示機などが含まれる。

故障度合い判断部１０２は、故障検知部１０１から送信される各種のデバイスのいずれかもしくは複数が故障しているとする故障情報を取得し、取得した故障情報に基づいてその故障状態を特定し、故障デバイスの駆動の可否を判断し、判断情報を生成する。

ここで、「故障度合い」とは、故障したデバイスの詳細な故障状態、故障したデバイスの駆動の可否、故障の原因などを含む情報のことである。

動作指示部１０３は、故障度合い判断部１０２から送信される判断情報を取得し、自車両外部に出力する指示信号を生成し、生成された指示信号を出力（発信）する。

ここで、「自車両外部」とは、自車両の前後左右等、自車両の周囲にある他車両や、自車両の走行方向前方にある信号機などを包含するものである。

受信部１０４は、他車両等の具備する動作指示部１０３から発信された指示信号を受信する。

走行経路変更部１０５は、故障度合い判断部１０２から送信される判断情報およびを受信部１０４から送信される受信情報を取得し、故障デバイスを具備する自車両が他車両等と事故を起こすことのない将来経路を推定する。

走行経路変更部１０５にて生成された自車両の変更経路に関する情報（変更経路情報）は、動作指示部１０３に送信されるとともに、自車両のドライバや制御ＥＣＵ１０６にフィードバックする必要があることから、ステアリング３００やブレーキ４００等の各種のデバイスにも送信される。なお、この送信に当たり、走行経路変更部１０５と各種のデバイスは、ＣＡＮ（Controller Area Network）にて接続されている。

制御ＥＣＵ１０６は、走行制御装置１００の各構成部を駆動制御する装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭといった記憶装置、入出力インターフェース等から構成されている。

（故障度合い判断部における処理フローについて）
図２は故障度合い判断部における処理フローを示した図である。
故障度合い判断部１０２は、デバイス駆動可否仕分部１０２ａと駆動不可デバイス原因抽出部１０２ｂを備えている。

まず、デバイス駆動可否仕分部１０２ａにより、故障検知部１０１で検出された外界認識部２００やステアリング３００等の各種デバイスの故障状態を取得し、それぞれを駆動可能、駆動不可能のいずれかに区分けする（ステップＳ１０）。

駆動不可能に区分けされたデバイスに対しては、駆動不可デバイス原因抽出部１０２ｂにてその詳細な故障情報を抽出する（ステップＳ１１）。

抽出された詳細な故障情報に基づき、判断情報生成部１０２ｃにて判断情報が生成される（ステップＳ１２）。

ここで、ステアリング３００の故障とは、障害物回避やカーブ旋回、右左折のために、ドライバがハンドルを回して旋回指令を出すことや、自動運転中の車両が旋回指令を送信している際に旋回指令を受けつけず、ステアリング３００が効かないことである。

また、ブレーキ４００の故障とは、ドライバや自動運転中の車両がペダルを踏む操作を実施してブレーキ液圧指令を出しているにも関わらず、それを受け付けず、ブレーキ液圧指令値がある一定の値に張付いて減速しないことや、逆にブレーキ４００が解除されないことである。

また、エンジン５００の故障とは、エンジンの回転数が上がらなくなることや、アイドルストップのようなエンジン自動停止機能を備えた車両が機能作動中に不具合を発生することである。

さらに、アクセル６００の故障とは、アクセル６００が踏まれていないにも関わらず、アクセル６００が開かれたままの状態になってしまうことや、逆に加速したいがアクセル６００に指令を出しても加速しないことである。
ここで、詳細な故障情報に関する一例を以下の表１に示す。

詳細な故障情報とは、各種のデバイスが駆動可能か否かに関する情報のみならず、その故障がどのような故障であるかという情報も含んでいる。

たとえばブレーキ４００の詳細な故障情報とは、ドライバや自動運転車両がブレーキ４００に対して指令を送信しているにも関わらず、ブレーキ４００が効かなくなり、減速できないといった情報や、ブレーキ４００が効きっぱなしになっているといった情報である。

アクセル６００の詳細な故障情報とは、ドライバや自動運転車両がアクセル６００に対して指令を送信しているにも関わらず、アクセル６００が開かなくなり、加速できないといった情報や、逆に、アクセル６００が開きっぱなしとなり、減速できないといった情報である。

ステアリング３００の詳細な故障情報とは、ドライバや自動運転車両がステアリングに対して指令を送信しているにも関わらず、旋回できないといった情報である。

エンジン５００の詳細な故障情報とは、アクセル６００やブレーキ４００から送られてくる指令をもとに、バルブが開かなくなる、もしくは、バルブは正常に動作しているがエンジン回転数が上がらないといった情報である。なお、アイドリングストップのようなエンジン自動停止機能を備えた車両において、エンジン停止状態からエンジンが起動しなくなったといった情報も詳細な故障情報に含まれる。

外界認識部２００の詳細な故障情報とは、車両周囲を監視する外界認識部２００から周囲障害物との距離が取得できないといった情報や、カメラのような周囲環境の色彩情報までを取得できる外界認識部２００であれば、その色彩情報が得られないといった情報である。

（走行経路変更部と動作指示部における処理フローについて）
図３は走行経路変更部と動作指示部における処理フローを示した図である。
走行経路変更部１０５は将来経路推定部１０５ａを備えており、故障度合い判断部１０２において判断された判断情報に基づいて、故障デバイスを具備する自車両が将来どの経路を通過するか、すなわち将来経路を将来経路推定部１０５ａにて推定する（ステップＳ２０）。

この将来経路の推定には、外界認識部２００によって自車両周囲の障害物やインフラの状況（信号機の灯色、踏み切りの有無など）を認識し、ローカルな地図情報にマッピングしたものを用いるのがよい。

一方、動作指示部１０３は、指示信号生成部１０３ａ、指示信号発信部１０３ｂを備えており、将来経路推定部１０５ａにて推定された自車両の将来経路が指示信号生成部１０３ａに送信され、推定経路に含まれる他車両やインフラを対象とし、交通状況に応じた指示信号を生成する（ステップＳ３０）。

生成された指示信号は、指示信号発信部１０３ｂを介して、送信先に応じて車車間通信や路車間通信等によって発信される（ステップＳ３１）。また、交通管理サーバを介して通信する方法であってもよい。
ここで、以下の表２に、発信される指示信号の一例を示す。

このように、図示する走行制御装置１００とこれを具備する車両によれば、自車両を構成する各種のデバイスが故障した際に、自車両が周囲の状況を認知し、故障デバイスの故障度合いに応じて決定される指示信号を他車両やインフラ機器等に発信することにより、事故や二次災害を効果的に防止することが可能になる。

（本発明の走行制御装置の適用例その１）
図４は走行制御装置１００が適用される自動車専用道路の実施の形態１を示した図である。
この適用例では、車両４０１は故障を起こした自車両であり、故障車両の周囲には先行車４０２、４０３が存在し、同一方向に走行しているとする。

車両４０１は、故障検知部１０１によってブレーキ液圧指令を出しているにも関わらず、ブレーキ４００が作動していないことを検知し、それ以外のデバイスは正常であったとする。

この場合、故障度合い判断部１０２において、ブレーキ４００の詳細な故障情報は、「ブレーキ液圧が出ず、減速できないこと」であると特定される。

動作指示部１０３では、故障度合い判断部１０２で判断されたブレーキ４００の詳細な故障情報に基づいて回避経路４１１を生成する。

ここで、車両４０１に搭載されている外界認識部２００から取得される先行車４０２の位置情報を持った地図データにより、車両４０１が生成した回避経路上に先行車４０２が存在することが分かる。

先行車４０２が車両４０１よりも低車速で走行している、もしくは停車している場合、ブレーキ故障した車両４０１は衝突してしまう可能性が高い。

よって、車両４０１は、動作指示部１０３において、先行車４０２に経路変更を指示する、もしくは経路変更を促す指示信号を生成し、生成された指示信号を発信することで、衝突による二次災害を防ぐことができる。

車両４０２は、受信部１０４において指示信号を受信する。そして、受信した指示信号に基づき、走行経路変更部１０５において車両４０２が故障車両４０１との衝突を回避するための走行経路４１２を生成する。

図４で示すケースにおいて、ハンドルのような操舵装置が故障し、その他のデバイスが正常の際は、先行車４０２との衝突を回避するために指示信号を発信せず、ブレーキ操作で故障車両４０１を停止させればよい。

その際、故障車両４０１は横に存在する車両４０３に接近していく可能性があるため、車両４０３に対しては指示信号を発信するのが望ましい。

（本発明の走行制御装置の適用例その２）
図５は走行制御装置１００が適用される自動車専用道路の実施の形態２を示した図である。
この適用例は、車両５０１のアクセル６００が閉じなくなったという故障が発生し、その他のデバイスは正常であるといったケースである。

故障車両５０１は外界認識部２００にて先行車５０２の存在を確認し、先行車５０２との衝突を回避するために走行経路変更部１０５にて回避経路５１１を生成する。

ここで、車両５０１は周囲に存在する車両５０２、５０３に衝突するといった二次災害を起こさないために、故障車両５０１にて生成される回避経路の阻害とならぬように、減速・停車の指示信号を動作指示部１０３にて生成し、発信する。

減速・停車の指示信号を受信した他車両５０２、５０３は、走行経路変更部１０５によって走行経路を変更することなく（他車両５０２の経路は５１２）減速・停車動作を行う。

（本発明の走行制御装置の適用例その３）
図６は走行制御装置１００が適用される自動車専用道路の実施の形態３を示した図である。
この適用例は、車両６０１のアクセル６００が開かなくなったという故障が発生し、その他のデバイスが正常であるといったケースである。

故障車両６０１はこれ以上の自走（加速）は不可能なので、外界認識部２００や地図により、惰性で到達可能な路側帯や他の停車可能な場所を探索して停止措置を行う。

仮に退避可能な場所が見つからない場合は、その場で減速・停車措置を実施する。
その際、周囲車両への情報発信として、まず、故障車両６０１より前方を走る先行車両が存在する場合は先行車両と故障車両６０１との車間距離と相対速度に基づいて、衝突危険があれば、故障車両６０１は先行車両に対して動作変更の指示信号を発信する。

一方、同図において故障車両６０１より後方には、故障車両６０１と同一車線に車両６０２が存在し、故障車両６０１が存在する斜線の隣車線には車両６０３が存在する。

まず、車両６０２に対する動作変更のための指示信号の一例としては、経路変更をする旨の指示が挙げられる。

車両６０２は、故障車両６０１が発信する経路変更のための指示信号を受信すると、走行経路変更部１０５にて回避経路６１２を生成する。

次に、車両６０３に対する動作変更のための指示信号の一例としては、経路を維持する旨の指示が挙げられる。

車両６０３が経路を維持する旨の指示信号を受信すると、故障車両６０１を追い越していくまでは車両６０３の車線変更が禁止される。

（本発明の走行制御装置の適用例その４）
図７は走行制御装置１００が適用される交差路の実施の形態１を示した図である。
この適用例は、走行制御装置１００を交差路に適用するものである。ここで、車両７０１は故障を起こした自車両とする。

同図において、車両７０１は、ブレーキ４００が作動しなくなったブレーキ故障を発生しており、減速措置を行えなくなっている。

自車両の進行方向の信号は赤色（進行不可）を示しており、交差方向の信号は青色（進行可能）を示している状況で、他車両７０２、７０４は交差点手前にて停車し、交差方向を進行する他車両７０３は交差点に進入しようとしている。

故障検知部１０１によってブレーキ故障を検知し、故障度合い判断部１０２において車両７０１はブレーキ４００が作動しない故障であると故障状態を特定する。

そして、車両７０１が搭載する外界認識部２００にて前方車両７０２、７０４の存在を確認し、走行経路変更部１０５において回避経路７１１を生成する。

この回避経路７１１には交差点進入が含まれており、そのまま故障車両７０１が回避経路７１１に従って進行してしまうと、交差方向進行車両７０３と衝突事故を起こしてしまう可能性が非常に高い。

そこで、信号機付き交差点に進入してしまう場合は、全方向にある信号機の灯色を赤色（進行不可）にすることで、他車両や、交差点横断中の歩行者との衝突事故を防ぐことが可能となる。

動作指示部１０３にて周囲の他車両７０２、７０３、７０４に減速・停止のための指示信号を発信し、交差点の信号機には灯色変更のための指示信号を発信することにより、二次災害防止を図りながら、故障車両７０１は安全に通過することができる。

このように、図７のケースでは交差路に信号機が設置されている例をあげたが、信号機が設置されていない交差路においても動作指示部１０３を備えた走行制御装置１００の適用は有効である。

信号機設置有無はNAVIやローカルな地図データから取得できるため、故障車両の回避経路に交差路を含む場合は、動作変更のための指示信号の送信先を予め抽出することが可能である。

そのため、信号機の設置が無い交差路に故障車両が進入する場合においては、故障車両は交差方向に進行してくる車両に対して直接、車車間通信で減速・停止の指示信号を送信すればよい。

（本発明の走行制御装置の適用例その５）
図８は走行制御装置１００が適用される交差路の実施の形態２を示した図である。
この適用例は、車両８０３が交差路Ａを直進する予定でいる際に、その先の交差路Ｂで車両８０１が故障して停車しているケースである。

故障車両８０１は周囲の他車両に対し、減速・停車の指示信号を車車間通信によって発信している。

車両８０３は交差路Ａを直進する経路で走行しようとしていたが、故障車両８０１が発信している動作変更のための指示信号を受信することにより、走行経路変更部１０５にて交差路Ａを左折や右折といった迂回経路を生成する。

以上に述べてきた各適用例における動作変更のための指示信号は、故障車両が周囲車両やインフラ機器に対して自身の希望する動作指令のための指示信号を発信するものであったが、故障度合い情報のみを送信し、この故障度合い情報を受け取った他車両やインフラ機器にて動作判断を実行することも可能である。

また、車車間通信機能を備えていない車両が故障車両の周囲に存在する場合においては、運転支援のための複数のデバイスが同時に故障した場合であっても、正常に動作しているデバイスに基づいて、二次災害回避動作の可能性を探索することができる。

なお、走行制御装置１００は、基本的には動作可能状態にしておくことが望ましいが、NAVIやポートスイッチを用いることで、ユーザが走行制御装置１００の動作の可否を選択できるようにしてもよい。
符号の説明

１００ 走行制御装置
１０１ 故障検知部
１０２ 故障度合い判断部
１０３ 動作指示部
１０４ 受信部
１０５ 走行経路変更部
１０６ 制御ＥＣＵ
２００ 外界認識部
３００ ステアリング
４００ ブレーキ
５００ エンジン
６００ アクセル
７００ ＮＡＶＩ

Claims (5)

1. 自車両を運転支援する各種のデバイスの故障の有無を検知する故障検知部と、
   前記故障検知部にていずれかのデバイスが故障したことが検知された際に、該デバイスの故障状態を特定し、該デバイスの駆動の可否を判断する故障度合い判断部と、
   前記自車両の周囲を認識する外界認識部と、
   前記故障度合い判断部による判断情報、および前記自車両と他車両との位置関係に基づき、前記他車両の動作変更のための指示信号を生成し、該指示信号を前記他車両に出力する動作指示部と、を備えており、
   前記判断情報は、前記デバイスが行動可能か否かに関する情報、及び前記故障がどのような故障であるかという情報から生成され、
   前記判断情報に基づいて故障したデバイスを有する自車両が将来通過する経路である推定経路を推定し、
   前記動作指示部は、前記推定経路に含まれる他車両へ減速のための第１の指示信号を送信し、前記推定経路に含まれる交差点の信号機へは灯色変更のための第２の指示信号を送信する走行制御装置。
2. 請求項１に記載の走行制御装置において、
   前記デバイスとは、ブレーキ、アクセル、及びステアリングの少なくとも１つである、走行制御装置。
3. 請求項２に記載の走行制御装置において、
   前記故障がどのような故障であるかという情報は、ドライバ、及び自動運転車両の少なくとも１つが前記ブレーキに対して指令を送信しているにも関わらず前記ブレーキが効かなくなっているという情報、及びブレーキが効きっぱなしになっているという情報の少なくとも１つである、走行制御装置。
4. 請求項２に記載の走行制御装置において、
   前記故障がどのような故障であるかという情報は、ドライバ、及び自動運転車両の少なくとも１つが前記アクセルに対して指令を送信しているにも関わらず前記アクセルが開かなくなり、加速できないという情報、及び前記アクセルが開きっぱなしとなり、減速できないという情報の少なくとも１つである、走行制御装置。
5. 請求項２に記載の走行制御装置において、
   ドライバ、及び自動運転車両の少なくとも１つが前記ステアリングに対して指令を送信しているにも関わらず、旋回できないという情報である、走行制御装置。

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