JP6838139B2 - 車両制御システム、車両制御方法、車両制御装置、および車両制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、車両制御装置、および車両制御プログラムに関する。
本願は、２０１７年３月３０日に、日本に出願された特願２０１７−６７５２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御して車両を走行させる技術（以下、「自動運転」と称する）についての研究が進められている。これに関連して、複数の自動運転実行部の個々の状態を診断し、診断結果に応じて、車外への報知態様を決定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２０１５−１６２００５号公報

従来の技術では、車両に対する走行制御の実行に用いられる機器の状態に応じて車両の走行を制御することができない場合があった。本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両の機器の状態に基づいて適切な制御態様に変更することができる車両制御システム、車両制御方法、車両制御装置、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）：乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行する走行制御部と、前記走行制御部による走行制御の実行に用いられる機器の状態を判定する状態判定部と、前記状態判定部により判定された前記機器の状態に基づいて、前記走行制御部による走行制御の度合を決定する度合決定部と、を備える車両制御システムである。

（２）：（１）において、前記度合決定部は、前記状態判定部により前記機器の状態が低下したと判定された場合に、前記走行制御部による前記車両の走行制御の度合を、現在の走行制御の度合に比して低い度合に決定するものである。

（３）：（２）において、前記車両の駆動、制動、または操舵を行うアクチュエータと、前記車両の走行制御において機器と通信を行う通信部と、前記乗員に対して前記車両の状態の低下を報知する第１報知部と、前記乗員に対する前記車両の走行制御の状態を報知する第２報知部とを、更に備え、前記度合決定部は、前記状態判定部により判定された前記アクチュエータ、前記通信部、前記第１報知部、または前記第２報知部の状態のうち、少なくとも一つの状態が低下した場合に、前記現在の走行制御の度合に比して低い度合に変更するものである。

（４）：（１）〜（３）のうち、何れか一つにおいて、前記度合決定部により、前記車両の走行制御の度合を変更すると判定された場合に、乗員に対して手動運転を行う旨の通知を行う通知部を更に備える、ものである。

（５）：（４）において、前記車両の周辺状況を取得する周辺状況取得部と、前記走行制御を実行するアクチュエータの作動状態を取得する作動状態判定部と、前記乗員の操作を受け付ける受付部の状態を取得する操作状態判定部と、を更に備え、前記周辺状況取得部、前記作動状態判定部、または前記操作状態判定部のそれぞれが複数系統で設けられ、前記状態判定部は、前記周辺状況取得部、前記作動状態判定部、または前記操作状態判定部のそれぞれの系統の状態を取得し、前記通知部は、前記状態判定部により判定された状態のうち、前記周辺状況取得部、前記作動状態判定部、または前記操作状態判定部のそれぞれの系統の状態のうち、少なくとも一つの系統の状態が低下していると判定された場合に、前記乗員に対して手動運転を行う旨の通知を行うものである。

（６）：（４）において、前記車両に対する走行制御の実行または停止の指示を受け付ける受付部を更に備え、前記状態判定部は、前記受付部の状態を取得し、前記通知部は、前記状態判定部により前記受付部からの指示入力ができない状態であると判定された場合に、前記乗員に対して手動運転を行う旨の通知を行うものである。

（７）：（６）において、前記状態判定部は、前記受付部の状態を取得し、前記走行制御部は、前記走行制御が行われていない状態で、前記状態判定部により取得した前記受付部の状態が低下したと判定された場合に、前記受付部により前記走行制御の実行指示を受け付けた場合でも、前記手動運転を維持するものである。

（８）：（６）において、前記車両の走行状態を判定する走行状態判定部（１７０）を更に備え、前記走行制御部は、前記走行状態判定部により前記車両の走行状態が停止している状態であると判定された場合に、前記車両の現在の走行制御を維持するものである。

（９）：車載コンピュータが、乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行し、前記車両の走行制御の実行に用いられる機器の状態に基づいて、前記走行制御の度合を変更する車両制御方法である。

（１０）：情報を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、前記ハードウェアプロセッサは、乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行し、前記走行制御の実行に用いられる機器の状態に基づいて、前記走行制御の度合を決定する、ように構成されている、車両制御装置である。

（１１）：車載コンピュータに、乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行させ、前記車両の走行制御の実行に用いられる機器の状態に基づいて、前記走行制御の度合を変更させる、車両制御プログラムである。

（１）、または（９）〜（１１）によれば、車両の機器の状態に基づいて適切な制御態様に変更することができる。

（２）または（３）によれば、走行制御の実行に関する機器の状態が低下した場合に、車両判断で減速等の制御を行うことができる。したがって、適切な車両制御を行うことができる。

（４）によれば、走行制御の実行に関する機器の状態が低下した場合に、乗員へ運転引継要求を通知することができるため、適切に手動運転に引き継がせることができる。

（５）または（６）によれば、走行制御が継続可能な場合には、制御を継続しつつ引継ぎ要求を出すことができる。したがてって、乗員は、急に制御が切り替わることなく、スムーズに手動運転を引き継ぐことができる。

（７）または（８）によれば、機器の状態が低下している状態で走行制御が行われるのを抑制することができ、乗員の違和感を低減することができる。

実施形態の車両システム１の構成例を示す図である。 自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０の構成例を示す図である。 機器状態判定部１６０の構成例を示す図である。 運転制御度合判定テーブル１９１の一例を示す図である。 走行制御テーブル１９２の一例を示す図である。 実施形態の走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態の自動運転制御ユニット１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、車両制御装置、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。実施形態では、車両制御システムが自動運転車両に適用されたものとする。自動運転とは、例えば、乗員の運転操作によらずに、車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御して車両を走行させるものである。自動運転とは、例えば、ＡＬＣ（Auto Lane Changing）、ＬＳＰ（Low Speed Car Passing）等の運転支援装置が作動している場合、或いは、車線変更や合流、分岐までを自動的に行う自動運転が含まれる。

［全体構成］
図１は、実施形態の車両システム１の構成例を示す図である。車両システム１が搭載される車両（以下、車両Ｍと称する）は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、シート装置４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、車室内カメラ９０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。通信線および通信網は、「通信部」の一例である。図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に電源部等の別の構成が追加されてもよい。

実施形態において「車両制御システム」は、例えば、ＨＭＩ３０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを含む。自動運転制御ユニット１００は、「車両制御装置」の一例である。

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。後方を撮像する場合、カメラ１０は、リアウインドシールド上部やバックドア等に取り付けられる。側方を撮像する場合、カメラ１０は、ドアミラー等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、車両Ｍの周辺にミリ波等の電波を放射するとともに、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度等を認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用して、車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、例えば、第１報知部３１と、第２報知部３２と、通知部３３と、受付部３４とを備える。第１報知部３１は、例えば、乗員に対して車両Ｍの状態が低下したことを報知する。第１報知部３１とは、例えば、油圧警告灯やブレーキ警告灯、ＳＲＳ（Supplemental Restraint System）エアバッグシステム警告灯、エンジン警告灯、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）警告灯、トランスミッション警告灯等である。

第２報知部３２は、乗員に対する車両Ｍの走行制御の状態を報知する。第２報知部３２には、例えば、車両Ｍの走行制御が自動運転である場合に点灯するランプが含まれる。

通知部３３は、乗員に各種情報を通知する。例えば、通知部３３は、度合決定部１８０により決定された度合レベルに基づいて、乗員に手動運転を行わせる旨の情報を通知する。通知部３３は、例えば、各種表示装置、スピーカ、ブザー等である。

受付部３４は、乗員による入力操作を受け付ける。受付部３４は、例えば、タッチパネル、各種操作スイッチ、キー等である。受付部３４には、例えば、車両Ｍの自動運転と手動運転とを切り替える切替スイッチが含まれる。

シート装置４０は、車両Ｍの乗員が着座するシート（座席）である。シート装置４０には、運転操作子８０を用いて車両Ｍを手動で運転するために着座する運転席、運転席の横にある助手席、運転席や助手席の後部にある後部座席等が含まれる。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両Ｍの位置を特定する。車両Ｍの位置は、車両センサ７０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（例えば、目的地まで走行するときの経由地に関する情報を含む）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報等を含んでもよい。経路決定部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、非常駐車帯の領域、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。

車両センサ７０は、車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。

車室内カメラ９０は、例えば、シート装置４０に着座した乗員の顔を中心として上半身を撮像する。車室内カメラ９０は、例えば、周期的に繰り返し乗員を撮像する。車室内カメラ９０の撮像画像は、自動運転制御ユニット１００に出力される。

［自動運転制御ユニット］
自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０と、インターフェース制御部１５０と、機器状態判定部１６０と、走行状態判定部１７０と、度合決定部１８０と、記憶部１９０とを備える。第１制御部１２０と、第２制御部１４０と、インターフェース制御部１５０と、機器状態判定部１６０と、走行状態判定部１７０と、度合決定部１８０とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。第１制御部１２０、第２制御部１４０、インターフェース制御部１５０、機器状態判定部１６０、走行状態判定部１７０、および度合決定部１８０の各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。機器状態判定部１６０は、「状態判定部」の一例である。

第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３とを備える。外界認識部１２１は、「周辺状況取得部」の一例である。外界認識部１２１は、安全面を考慮して複数系統の外界認識部を備えていてもよい。

外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力される情報に基づいて、周辺車両の位置および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

外界認識部１２１は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者等の人物、その他の物体の位置を認識してもよい。

自車位置認識部１２２は、例えば、車両Ｍが走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。

そして、自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線に対する車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２は、例えば、車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置および姿勢として認識する。これに代えて、自車位置認識部１２２は、走行車線Ｌ１の何れかの側端部に対する車両Ｍの基準点の位置等を、走行車線に対する車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１２２により認識される車両Ｍの相対位置は、推奨車線決定部６１および行動計画生成部１２３に提供される。

行動計画生成部１２３は、車両Ｍが目的地等に対して自動運転を行うための行動計画を生成する。例えば、行動計画生成部１２３は、推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行するように、且つ、車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転制御において順次実行されるイベントを決定する。実施形態の自動運転におけるイベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、車両Ｍの走行車線を変更する車線変更イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、前走車両に追従して走行する追従走行イベント、合流地点で車両を合流させる合流イベント、道路の分岐地点で車両Ｍを目的の方向に走行させる分岐イベント、車両Ｍを緊急停車させる緊急停車イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるための切替イベント等がある。これらのイベントの実行中に、車両Ｍの周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄等）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。

行動計画生成部１２３は、車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。

図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１２３は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント等を起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。

行動計画生成部１２３は、例えば、複数の目標軌道の候補を生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点で目的地までの経路に適合する最適な目標軌道を選択する。

第２制御部１４０は、例えば、走行制御部１４１と、切替制御部１４２とを備える。走行制御部１４１は、例えば、自動運転による車両の走行制御を実行する。例えば、走行制御部１４１は、運転操作子８０からの操作指示がない状態で、自動運転制御として、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。走行制御部１４１は、度合決定部１８０により決定された度合レベルに応じて、車両Ｍに対する走行制御の度合を変更する。

切替制御部１４２は、行動計画生成部１２３により生成される行動計画に基づいて、車両Ｍの運転モードを切り替える。例えば、切替制御部１４２は、自動運転の開始予定地点で、運転モードを手動運転から自動運転に切り替える。切替制御部１４２は、自動運転の終了予定地点で、運転モードを自動運転から手動運転に切り替える。

切替制御部１４２は、例えばＨＭＩ３０に含まれる自動運転切替スイッチから入力される切替信号に基づいて自動運転と手動運転とを相互に切り替えてもよい。切替制御部１４２は、例えば、アクセルペダルやブレーキペダル、ステアリングホイール等の運転操作子８０に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、車両Ｍの運転モードを自動運転から手動運転へ切り替えてもよい。

手動運転時には、運転操作子８０からの入力情報が、直接的に走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０に出力される。運転操作子８０からの入力情報は、自動運転制御ユニット１００を介して走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０に出力されてもよい。走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０の各ＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、運転操作子８０等からの入力情報に基づいて、それぞれの動作を行う。

インターフェース制御部１５０は、走行制御の実行に用いられる機器の状態、車両Ｍの自動運転時または手動運転時の走行状態、自動運転と手動運転とが相互に切り替わるタイミング、乗員に手動運転を行わせる旨の情報等に関する通知等を、ＨＭＩ３０に出力させる。インターフェース制御部１５０は、ＨＭＩ３０により受け付けた情報を第１制御部１２０や機器状態判定部１６０に出力してもよい。

機器状態判定部１６０は、走行制御部１４１による走行制御の実行に用いられる機器の状態を取得する。機器の状態とは、例えば、機器の電源のオン・オフや、機器の動作状態、機器からの出力結果である。機器の状態とは、同一の機器が複数系統ある場合に、それぞれの系統の動作状態である。機器状態判定部１６０は、機器の状態が低下しているか否かを判定する。機器状態判定部１６０の機能の詳細については、後述する。

走行状態判定部１７０は、車両Ｍの走行状態を判定する。例えば、走行状態判定部１７０は、車両Ｍが自動運転による走行制御を行っているか、または手動運転による走行制御を行っているかを判定する。走行状態判定部１７０は、車速センサにより検出される車速から、車両Ｍが停止していると判定される状態であるか否かを判定する。停止と判定される状態とは、例えば、車両Ｍの時速が０［ｋｍ／ｈ］だけでなく、時速が５［ｋｍ／ｈ］以下の低速で走行している状態も含む。走行状態判定部１７０は、車両Ｍが停止していると判定される状態でない場合、または５［ｋｍ／ｈ］を超える速度で車両Ｍが走行している場合に走行中であると判定してもよい。

度合決定部１８０は、機器状態判定部１６０により判定された機器の状態および走行状態判定部１７０により判定された車両Ｍの走行状態に基づいて、車両Ｍに対する走行制御の度合を決定する。例えば、度合決定部１８０は、自動運転等の走行制御が実行中である場合であって、且つ、機器状態判定部１６０により機器の状態が低下したと判定された場合に、走行制御部１４１による車両Ｍの走行制御の度合を、現在の走行制御の度合に比して低い度合に決定する。

記憶部１９０には、例えば、運転制御度合判定テーブル１９１、走行制御テーブル１９２等の情報が格納される。運転制御度合判定テーブル１９１および走行制御テーブル１９２の詳細については、後述する。記憶部１９０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。ハードウェアプロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１９０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１９０にインストールされてもよい。

走行駆動力出力装置２００は車両Ｍを走行させるための駆動を行う。ブレーキ装置２１０は、車両Ｍの制動を行う。ステアリング装置２２０は、車両Ｍの操舵を行う。図４は、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０の構成例を示す図である。以下に説明するスロットルモータ、電動モータ、アシストモータは、車両Ｍが走行制御を実行するアクチュエータの代表的なものである。

走行駆動力出力装置２００は、車両Ｍが走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機等の組み合わせであるエンジンと、エンジンの駆動量を制御するスロットルモータと、スロットルモータを制御するエンジンＥＣＵとを備える。エンジンＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、スロットルモータを駆動し、エンジンによる走行駆動力を駆動輪に出力させる。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、電動モータを制御するブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って油圧アクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。ブレーキ装置２１０は、安全面を考慮して複数系統のブレーキ装置を備えていてもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、転舵輪の向きを変更するラックアンドピニオン機構と、ラックアンドピニオン機構に力を作用させるアシストモータと、アシストモータを制御するステアリングＥＣＵとを備える。ステアリングＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、アシストモータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

［機器の状態に基づく車両Ｍの走行制御］
次に、車両Ｍの走行制御の実行に用いられる機器の状態に基づいて、車両Ｍの走行制御の度合がどのように変更されるのかについて、具体的に説明する。図５は、機器状態判定部１６０の構成例を示す図である。機器状態判定部１６０は、例えば、通信状態判定部１６１と、作動状態判定部１６２と、操作状態判定部１６３とを備える。

通信状態判定部１６１は、車両Ｍ内の機器を接続する多重通信線やシリアル通信線、無線通信網の状態を取得する。通信状態判定部１６１は、例えば、通信線や通信網で接続された接続先から送信される信号（例えば、アライブカウンタ）を定期的に受信できている場合に、通信状態が正常であると判定する。通信状態判定部１６１は、例えば、通信線や通信網から所定時間以上、アライブカウンタを取得できていない場合は、接続先の機器または通信線や通信網が遮断または低下したと判定する。通信状態判定部１６１は、電源部に接続される通信線からの信号がない、または電源部から電力が所定値より低い場合に、電源が遮断または低下していると判定してもよい。

作動状態判定部１６２は、例えば、走行制御を実行するアクチュエータの作動状態を判定する。例えば、作動状態判定部１６２は、走行駆動力出力装置２００のエンジンＥＣＵの制御によるスロットルモータの作動状態を取得し、エンジンＥＣＵが指示した制御量に対応した駆動量でスロットルモータが駆動していた場合には、スロットルモータの作動状態が正常であると判定する。作動状態判定部１６２は、エンジンＥＣＵが指示した制御量に対し、スロットルモータが作動していない場合や、制御量に対応した駆動量でスロットルモータが駆動していなかった場合に、スロットルモータの状態が低下したと判定する。ブレーキ装置２１０における電動モータやステアリング装置２２０におけるアシストモータについても同様に状態の判定を行う。作動状態判定部１６２は、エンジンＥＣＵやブレーキＥＣＵ、ステアリングＥＣＵが動作しない場合には、対応するＥＣＵの状態が低下していると判定してもよい。

操作状態判定部１６３は、受付部３４の状態を受け付けて状態の判定を行う。例えば、操作状態判定部１６３は、複数の選択のうち、何れかの一つの選択しかできない操作ボタンから、一つの選択指示を受け付けた場合には、操作状態が正常である判定し、複数の選択指示を受け付けた場合には、操作状態が低下していると判定する。操作状態判定部１６３は、例えば、切替スイッチのオン状態が所定時間以上継続している場合や、受付部３４から継続的に送信される信号の一部が途切れている場合に、切替スイッチからの指示入力ができない状態であると判定し、その切替スイッチの操作状態が低下していると判定してもよい。操作状態判定部１６３は、第１報知部３１、第２報知部３２、または通知部３３における状態を取得し、例えば、報知や通知がされていない場合や、報知または通知の内容が間違っている場合に、対応する機器の状態が低下していると判定してもよい。

機器状態判定部１６０は、通信状態判定部１６１、作動状態判定部１６２、または操作状態判定部１６３のうち、少なくとも一つは、それぞれ安全面を考慮して複数系統の構成を備えていてもよい。複数系統の構成を備える場合には、機器状態判定部１６０は、それぞれの系統において、機器の状態の取得および判定を行う。

度合決定部１８０は、記憶部１９０に記憶された運転制御度合判定テーブル１９１を参照し、機器状態判定部１６０により判定された機器の状態に基づいて、対応する車両Ｍの自動運転の度合を決定する。図６は、運転制御度合判定テーブル１９１の一例を示す図である。図６に示す運転制御度合判定テーブル１９１は、機器状態判定部１６０により判定された機器状態に度合レベルが対応付けられた情報である。度合レベルは、走行制御の度合を識別するための情報である。

度合決定部１８０は、例えば、機器状態判定部１６０による判定結果が、「アクチュエータの状態が低下」、「通信部が遮断または低下」、「第１報知部３１の状態が低下」、「第２報知部３２の状態が低下」、「電源が遮断または低下」、または「駆動、制動、操舵に関する制御量が所定範囲外」の条件のうち、何れかの条件を満たす場合に、走行制御の度合レベルを「第１の度合」に決定する。第１の度合とは、例えば、車両Ｍの自動運転を継続できずに、乗員による手動運転に切り替えるか、または緊急停止等の走行制御を行うものである。

度合決定部１８０は、例えば、度合レベルが第１の度合の条件に該当しない場合であって、且つ、「通知部３３の状態が低下」、「運転操作子８０の状態が低下」、または「自動運転中に、自動運転をオフ、もしくは自動運転の度合を切り替えるスイッチが反応しない」の条件のうち、何れかの条件を満たす場合に、走行制御の度合レベルを「第２の度合」に決定する。第２の度合とは、車両Ｍの自動運転を継続できるが、乗員による手動運転に切り替える走行制御を行うものである。また、度合決定部１８０は、外界認識部１２１、作動状態判定部１６２、および操作状態判定部１６３のそれぞれが複数系統で設けられている場合に、それぞれの系統の状態のうち、少なくとも一つの系統の状態が低下していると判定された場合に、走行制御の度合レベルを「第２の度合」に決定してもよい。

度合決定部１８０は、走行状態判定部１７０による判定結果が「車両Ｍが停止している」と判定される状態で、機器状態判定部１６０による判定結果が、「第１の度合または第２の度合の機器状態」の条件を満たす場合、または「手動運転時に切替スイッチを押しても作動しない」という条件を満たす場合には、走行制御の度合レベルを「第３の度合」に決定する。第３の度合とは、例えば、自動運転が実行中でない場合に、自動運転への切り替えを抑制する走行制御を行うものである。この場合、度合決定部１８０は、切替スイッチにより走行制御の実行指示を受け付けた場合であっても第３の度合を維持する。上述した第１〜第３の度合レベルは、通常の自動運転の走行制御の度合に比して低い度合である。度合決定部１８０は、機器状態判定部１６０および走行状態判定部１７０による判定結果に基づいて、他の度合レベルに決定してもよい。

度合決定部１８０は、乗員に手動運転を行う旨の情報をインターフェース制御部１５０に出力する。インターフェース制御部１５０は、乗員に手動運転を行う旨の情報を通知部３３から乗員に通知する。

走行制御部１４１は、度合決定部１８０により決定された度合に基づいて、記憶部１９０に記憶された走行制御テーブル１９２を参照し、度合レベルに対応する走行制御を行う。図７は、走行制御テーブル１９２の一例を示す図である。走行制御テーブル１９２には、走行制御内容の各項目に対して、走行制御の第１〜第３の度合におけるオン・オフの情報が対応付けられている。走行制御部１４１は、例えば、走行制御テーブル１９２を参照し、走行制御内容がオンの項目のうち、数字の小さい方から順に時系列で実行する。

例えば、走行制御部１４１は、第１の度合に基づく走行制御を実行することで、機器の状態が低下した場合に、車両判断で減速等の制御を行うことができる。走行制御部１４１は、第２の度合に基づく走行制御を実行することで、走行制御の実行に関する機器の状態が低下した場合に、乗員へ運転引継要求を通知することができるため、適切に手動運転に引き継がせることができる。走行制御部１４１は、第３の度合に基づく走行制御を実行させることで、機器の状態が低下している状態で走行制御が行われるのを抑制することができ、乗員の違和感を低減することができる。

［処理フロー］
次に、本実施形態の走行制御処理の流れの一例について説明する。図８は、実施形態の走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。機器状態判定部１６０は、車両Ｍの機器の状態を取得する（ステップＳ１００）。次に、走行状態判定部１７０は、車両Ｍが自動運転を実行しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。車両Ｍが自動運転を実行していると判定された場合、走行状態判定部１７０は、車両Ｍの車速センサにより検出された車速から、車両Ｍが走行中（走行している状態）であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

車両Ｍが走行中であると判定された場合、機器状態判定部１６０は、車両Ｍの状態が第１の度合の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０６）。第１の度合の条件を満たすと判定された場合、度合決定部１８０は、第１の度合に対応する制御内容を走行制御部１４１に出力する（ステップＳ１０８）。次に、走行制御部１４１は、第１の度合に基づく走行制御を行う（ステップＳ１１０）。

車両の状態が第１の度合の条件を満たさないと判定された場合、機器状態判定部１６０は、第２の度合の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１２）。第２の度合の条件を満たすと判定された場合、度合決定部１８０は、第２の度合に対応する制御内容を走行制御部１４１に出力する（ステップＳ１１４）。次に、走行制御部１４１は、第２の度合に基づく走行制御を行う（ステップＳ１１６）。

Ｓ１１２の処理において、車両の状態が第２の度合の条件を満たさないと判定された場合、機器状態判定部１６０は、第３の度合の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８の処理は、ステップＳ１０２の処理において車両が自動運転中でないと判定された場合、または、ステップＳ１０４の処理において車両が走行中でないと判定された場合にも行われる。車両の状態が第３の度合の条件を満たすと判定された場合、度合決定部１８０は、第３の度合に対応する制御内容を走行制御部１４１に出力する（ステップＳ１２０）。次に、走行制御部１４１は、第３の度合に基づく走行制御を行う（ステップＳ１２２）。

ステップＳ１１０、Ｓ１１６、Ｓ１２２の処理終了後、または、ステップＳ１１８の処理において車両の状態が第３の度合の条件を満たさない場合、走行制御部１４１は、実施形態の走行制御処理を終了するか否かを判定する（Ｓ１２４）。走行制御を終了しないと判定された場合は、ステップＳ１００の処理に戻る。走行制御処理を終了すると判定された場合は、本フローチャートの処理を終了する。

［変形例］
例えば、機器状態判定部１６０は、機器の状態が低下したか否かを判定する場合に、時間の条件を追加してもよい。例えば、機器状態判定部１６０は、機器の状態が低くなってから所定時間が経過した後も機器の状態が元の状態に戻らない場合に、機器の状態が低いと判定する。これにより、例えば、外界認識等に用いられるセンサ等による検出結果が雨や雪、汚れ等の影響で一時的に低下した場合に、頻繁に走行制御が変更されるのを抑制することができる。したがって、車両Ｍの走行制御を安定させることができる。

以上説明した実施形態によれば、車両システム１は、乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行する走行制御部と、前記走行制御部による走行制御の実行に用いられる機器の状態を判定する状態判定部と、前記状態判定部により判定された前記機器の状態に基づいて、前記走行制御部による走行制御の度合を決定する度合決定部とを備えることにより、車両の機器の状態に基づいて適切な制御態様に変更することができる。

［ハードウェア構成］
上述した実施形態の自動運転制御ユニット１００は、例えば、図９に示すようなハードウェアの構成により実現される。図９は、実施形態の自動運転制御ユニット１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

自動運転制御ユニット１００は、通信コントローラ１００−１、ＣＰＵ１００−２、ＲＡＭ１００−３、ＲＯＭ１００−４、フラッシュメモリやＨＤＤ等の記憶装置１００−５、およびドライブ装置１００−６が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置１００−６には、光ディスク等の可搬型記憶媒体が装着される。記憶装置１００−５に格納されたプログラム１００−５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）等によってＲＡＭ１００−３に展開され、ＣＰＵ１００−２によって実行されることで、自動運転制御ユニット１００の機能部が実現される。ＣＰＵ１００−２が参照するプログラムは、ドライブ装置１００−６に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークを介して他の装置からダウンロードされてもよい。

上記実施形態は、以下のように表現することができる。
記憶装置と前記記憶装置に格納されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記プログラムを実行することにより、

乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行し、
前記走行制御の実行に用いられる機器の状態を判定し、
判定された前記機器の状態に基づいて、前記走行制御の度合を決定する、 ように構成されている車両制御装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１…車両システム、１０…カメラ、１２…レーダ装置、１４…ファインダ、１６…物体認識装置、２０…通信装置、３０…ＨＭＩ、３１…第１報知部、３２…第２報知部、３３…通知部、３４…受付部、４０…シート装置、５０…ナビゲーション装置、６０…ＭＰＵ、７０…車両センサ、８０…運転操作子、９０…車室内カメラ、１００…自動運転制御ユニット、１２０…第１制御部、１２１…外界認識部、１２２…自車位置認識部、１２３…行動計画生成部、１４０…第２制御部、１４１…走行制御部、１４２…切替制御部、１５０…インターフェース制御部、１６０…機器状態判定部、１７０…走行状態判定部、１８０…度合決定部、１９０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ブレーキ装置、２２０…ステアリング装置、Ｍ…車両

Claims (10)

1. 乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行する走行制御部と、
   前記走行制御部による走行制御の実行に用いられる機器の状態を判定する状態判定部と、
   前記状態判定部により判定された前記機器の状態に基づいて、前記走行制御部による走行制御の度合を決定する度合決定部と、を備え、
   前記状態判定部は、
   通信線および通信網で接続された車載機器から送信される信号を所定時間以上受信できていない場合に前記機器の状態が低下したと判定する通信状態判定部と、前記車両の走行制御を実行するアクチュエータの作動状態が前記走行制御部で指示した制御量よりも作動していない場合に前記機器の状態が低下したと判定する作動状態判定部と、前記乗員が操作する操作部または前記乗員に情報を出力する出力部から出力される信号が正常な信号でない場合に前記機器の状態が低下したと判定する操作状態判定部とのうち少なくとも一つを備え、
   前記度合決定部は、前記状態判定部により前記機器の状態が低下したと判定された場合に、前記走行制御部による前記車両の走行制御の度合を、現在の走行制御の度合に比して低い度合に決定する、
   車両制御システム。
2. 前記乗員に情報を通知する通知部と、
   前記車両の走行制御において機器と通信を行う通信部と、
   前記乗員に対して前記車両の状態の低下を報知する第１報知部と、
   前記乗員に対する前記車両の走行制御の状態を報知する第２報知部と、を更に備え、
   前記機器の状態が低下したとみなす条件は、前記第１報知部および前記第２報知部による報知がされていない場合または報知の内容が間違っている場合、或いは、前記通知部による前記乗員への通知がされていない場合または前記通知の内容が間違っている場合を含み、
   前記度合決定部は、前記状態判定部により判定された前記アクチュエータ、前記通知部、前記第１報知部、または前記第２報知部の状態のうち、少なくとも一つの状態が低下した場合に、前記現在の走行制御の度合に比して低い度合に変更する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記通知部は、前記度合決定部により、前記車両の走行制御の度合を変更すると判定された場合に、乗員に対して手動運転を行う旨の通知を行う、
   請求項２に記載の車両制御システム。
4. 前記車両の周辺状況を取得する周辺状況取得部と、
   前記走行制御を実行するアクチュエータの作動状態を取得する作動状態判定部と、
   前記乗員の操作を受け付ける受付部の状態を取得する操作状態判定部と、を更に備え、 前記周辺状況取得部、前記作動状態判定部、または前記操作状態判定部のそれぞれが複数系統で設けられ、
   前記状態判定部は、前記周辺状況取得部、前記作動状態判定部、または前記操作状態判定部のそれぞれの系統の状態を取得し、
   前記通知部は、前記状態判定部により取得された状態のうち、前記周辺状況取得部、前記作動状態判定部、または前記操作状態判定部のそれぞれの系統の状態のうち、少なくとも一つの系統の状態が、前記系統の状態が低下したとみなす予め決められた条件を満たす場合に、前記乗員に対して手動運転を行う旨の通知を行う、
   請求項３に記載の車両制御システム。
5. 前記車両に対する走行制御の実行または停止の指示を受け付ける受付部を更に備え、
   前記状態判定部は、前記受付部の状態を取得し、
   前記通知部は、前記状態判定部により前記受付部からの指示入力ができない状態であると判定された場合に、前記乗員に対して手動運転を行う旨の通知を行う、
   請求項３に記載の車両制御システム。
6. 前記状態判定部は、前記受付部の状態を取得し、
   前記受付部の状態が低下したとみなす条件は、受付部から継続的に送信される信号の一部が途切れている場合を含み、
   前記走行制御部は、前記走行制御が行われていない状態で、前記状態判定部により取得した前記受付部の状態が低下したとみなす条件を満たすと判定された場合に、前記受付部により前記走行制御の実行指示を受け付けた場合でも、前記手動運転を維持する、
   請求項５に記載の車両制御システム。
7. 前記車両の走行状態を判定する走行状態判定部を更に備え、
   前記走行制御部は、前記走行状態判定部により前記車両が停止している状態であり、且つ、前記車両の走行制御の実行に用いられる機器の状態が低下している状態であると判定された場合に、前記車両の状態が、前記走行制御が実行されていない状態から前記走行制御が実行される状態へ切り替わることを抑制する、
   請求項５に記載の車両制御システム。
8. 車載コンピュータが、
   乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行し、
   前記車両の走行制御の実行に用いられる機器の状態に基づいて、前記走行制御の度合を決定し、
   通信線および通信網で接続された車載機器から送信される信号を所定時間以上取得できていない場合、前記車両の走行制御を実行するアクチュエータの作動状態が前記走行制御で指示した制御量よりも作動していない場合、および前記乗員が操作する操作部または前記乗員に情報を出力する出力部から出力される信号が正常な信号でない場合のうち、少なくとも一つを満たす場合に前記機器の状態が低下したと判定し、
   前記機器の状態が低下したと判定した場合に、前記走行制御の度合を、現在の走行制御の度合に比して低い度合に決定する、
   車両制御方法。
9. 情報を記憶する記憶装置と、
   前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、 前記ハードウェアプロセッサは、
   乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行し、
   前記車両の走行制御の実行に用いられる機器の状態に基づいて、前記走行制御の度合を決定し、
   通信線および通信網で接続された車載機器から送信される信号を所定時間以上取得できていない場合、前記車両の走行制御を実行するアクチュエータの作動状態が前記走行制御で指示した制御量よりも作動していない場合、および前記乗員が操作する操作部または前記乗員に情報を出力する出力部から出力される信号が正常な信号でない場合のうち、少なくとも一つを満たす場合に前記機器の状態が低下したと判定し、
   前記機器の状態が低下したと判定した場合に、前記走行制御の度合を、現在の走行制御の度合に比して低い度合に決定する、
   ように構成されている、
   車両制御装置。
10. 車載コンピュータに、
    乗員の運転操作によらずに車両の走行制御を実行させ、
    前記車両の走行制御の実行に用いられる機器の状態に基づいて、前記走行制御の度合を決定させ、
    通信線および通信網で接続された車載機器から送信される信号を所定時間以上取得できていない場合、前記車両の走行制御を実行するアクチュエータの作動状態が前記走行制御で指示した制御量よりも作動していない場合、および前記乗員が操作する操作部または前記乗員に情報を出力する出力部から出力される信号が正常な信号でない場合のうち、少なくとも一つを満たす場合に前記機器の状態が低下したと判定させ、
    前記機器の状態が低下したと判定した場合に、前記走行制御の度合を、現在の走行制御の度合に比して低い度合に決定させる、
    車両制御プログラム。

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