JP7018330B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の自動運転や運転支援を行うための車両制御装置に関する。

車両の自動運転または運転支援では、車両の特定の方向または全方向をセンサで監視し、その監視結果に応じて適切な経路や適切な速度での車両の自動運転を制御し、また運転者による運転を支援する。この様な構成で自動運転中に、たとえばカメラ等のセンサや、制動や駆動、操舵の駆動部に失陥があると、車両やドライバーはそれに対処する必要がある。特許文献１には、２つの物体検出手段を備えた車両で、第１の物体検出手段と第２の物体検出手段の双方で物体検出を行っている場合、第１の物体検出手段のみで物体検出を行っている場合、第２の物体検出手段のみで物体検出を行っている場合の順で走行支援制御を抑制側へシフトさせる技術が開示されている。

特許第４１９３７６５号明細書

自動運転では、センサや駆動部の失陥により制御の遅延を生じるおそれがあり、また、ドライバーに対する注意喚起が必要となることもある。しかし自動運転中には、システムが制御を続けていると、システムの注意喚起に対してドライバーの反応が遅れる場合があり得る。

本発明は上記従来例に鑑みて成されたもので、失陥があっても自動運転を継続し、かつ、ドライバーの注意をより喚起しやすくするとともに、衝突のリスクを軽減する車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。

すなわち、本発明の一側面によれば、本発明は、
自車両の周辺監視を可能な周辺監視手段（４１，４２，４３）と、
前記周辺監視手段の出力から走行制御を行う走行制御手段（２０－２９，３１５，３１７）とを有し、
前記走行制御手段は、前記周辺監視手段により検出された物標と前記自車両との相対関係に基づく作動条件が成立した場合に、警報の出力または前記自車両の自動制動の少なくとも一方を行い、
前記走行制御手段、前記周辺監視手段、前記走行制御手段の少なくとも一部が失陥した場合に、
前記作動条件を変更する作動変更処理（Ｓ５０５）を実施し、
前記作動変更処理により、前記作動条件の変更として前記自動制動のタイミングを早め、
前記走行制御手段は、前記周辺監視手段により検出された物標と前記自車両との相対関係に基づく作動条件が成立した場合に、警報の出力を行い、
前記走行制御手段、前記周辺監視手段、前記走行制御手段の少なくとも一部が失陥した場合に、失陥していない場合の警報とは異なる警報に変更する警報変更処理（Ｓ５２１）を実施し、
実行する行動に関する前記走行制御手段または前記周辺監視手段が失陥している可能性がある場合には、そうでない場合とは異なる警報を出力する
ことを特徴とする車両制御装置にある。

本発明によれば、失陥があっても自動運転を継続し、かつ、ドライバーの注意を確実に喚起する車両制御装置を提供することができる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は実施形態の自動運転車両の車両システムの構成を示した図である。 図２は実施形態に係る自動運転車両による検知範囲の一例を示す図である。 図３は自動運転制御のためのブロック図である。 図４は、運転制御部による自己診断およびローカルマップ作成処理手順の一部を示すフローチャートである。 図５は、一実施形態における運転制御部による行動候補決定処理手順の一部を示すフローチャートである。

＜第一実施形態＞
●自動運転および走行支援の概要
次に自動運転についてその一例の概略を説明する。自動運転では、ドライバーは走行前に、車両に搭載されたナビゲーションシステムから目的地を設定し、サーバやナビゲーションシステムによって目的地までの経路を決定しておく。車両が発進されると、車両の有するＥＣＵなどで構成される車両制御装置（或いは運転制御装置）は、その経路に沿って車両を目的地まで運転する。その間に、経路や道路状況などの外部環境、ドライバーの状態などに応じて適時に適切な行動を決定し、その行動のためにたとえば駆動制御、操舵制御、制動制御などを行って車両を走行させる。これらの制御をまとめて走行制御とよぶこともある。

自動運転には、自動化率（もしくはドライバーに要求するタスクの量）によっていくつかのレベル（あるいはモードとも呼ぶ）がある。たとえば最上位のレベルでは、ドライバーは運転以外のことに注意を向けていてもよい。これはたとえば高速道路上の渋滞で前走車に追従する場合など、制御が比較的容易な場合に行われる。また、その下位レベルでは、ドライバーはハンドルを持たずともよいが、周囲の状況などに注意を払う必要がある。このレベルはたとえば、高速道路上で車線を維持しつつ走行する場合などに適用してよい。このレベルを本例では第２のモードと呼ぶこともある。なお運転者が周囲に注意していることはドライバー状態検知カメラにより、ハンドルを持っていることはハンドル把持センサにより検知できる。さらにその下位レベルでは、ドライバーはハンドル操作やスロットル操作を行わなくともよいが、ドライバーへのテイクオーバに備えてハンドルを持ち、運転に注意を払う必要がある。このレベルは、たとえば高速道路上の分岐や合流に適用してよい。このレベルを本例では第１のモードと呼ぶこともある。さらにその下位レベルでは、より自動化率は低下する。最低レベルは手動運転であるが、部分的に自動化した運転支援を含むこともある。

上述した運転支援とは、運転の主体となるドライバーによる運転操作を、周辺の監視や部分的な自動化により支援する機能である。たとえば前方のみを監視して障害を検知した場合に制動制御を行う自動ブレーキ機能や、斜め後方の車両を検知してドライバーに注意を促す後方監視機能、駐車スペースへの駐車機能などがある。

なお、自動運転中であってもドライバーによる介入があってもよい。たとえば、自動運転中にドライバーが操舵やブレーキ操作を行うと、自動運転レベルを運転支援のレベルまで下げ、ドライバーによる運転操作を優先させてよい。その場合には、ドライバーが操作を止めた後、自車両状態および外部環境に応じた自動運転レベルを再設定して自動運転を続行してよい。例えば本実施形態における操舵操作の例として、上述した第１のモード以上の自動化率の自動運転で高速道路を走行中におけるウインカーレバー操作がある。たとえばこのような状態でドライバーがウインカー操作をすると、車両は車線変更の指示があったとして指示された側の車線へと車線変更する。この場合、操舵や制動、駆動などの制御は、ＥＣＵ等で構成する走行制御部が、車両の周囲の障害物等を監視しつつ行う。

自動運転レベル（あるいはモード）が切り替えられる場合には、そのことは車両からドライバーへと音声や表示、振動などによって通知される。例えば自動運転が上述した第１のモードから第２のモードへと切り替えられる場合には、ドライバーに対してハンドルを離してもよい旨が通知される。逆の場合には、ドライバーに対してハンドルを把持するよう通知される。この通知はハンドル把持センサによりドライバーがハンドルを把持したことが検知されるまで繰り返され出される。そしてたとえば制限時間内あるいはモード切り替えの限界点までにハンドルが把持されなければ、安全な場所に停車させるなどの操作が行われてよい。自動運転は概ね上述したように行われ、そのための構成及び制御について以下で説明する。

●車両制御装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置のブロック図であり、車両１を制御する。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。

図１の制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０～２９を含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。

以下、各ＥＣＵ２０～２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については、車両１の適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。後述する制御例では、操舵と加減速の双方を自動制御する。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１～４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１の室内に２つ設けられている。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。検知ユニット４１ａは、ドライバーの状態を検知するためのカメラであり（以下、ドライバー状態検知カメラ４１ａと表記する場合がある。）、ドライバーの表情をとらえられるように設置されており、不図示ではあるが、その画像データの処理を行うＥＣＵに接続されている。またドライバー状態を検知するためのセンサとして、不図示のハンドル把持センサがある。これによりドライバーがハンドルを握っているか否かを検知できる。

検知ユニット４２は、ライダ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Rangingであり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４１と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席表面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせてもよい。入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

またＥＣＵ２０を除く各ＥＣＵは、たとえば、その制御対象であるセンサや駆動部に失陥があると、その状態を検知して例えばＥＣＵ２０に通知してよく、その場合ＥＣＵ２０は受信した状態を後述するセンサ状態や駆動部状態として保存する。動作時における失陥の状態は、たとえばモータやソレノイド等の駆動部（アクチュエータ）、あるいはセンサからの信号について、通常の信号レベルや遅延時間からの逸脱などにより判定してよい。

●周辺監視装置
図１に示したカメラ４１、ライダ４２、レーダ４３は、車両周囲の物標などを検知する周辺監視装置を構成している。図２はその周辺監視装置により検知される範囲の例を示す。図２において、網点で示す領域２０４、２０６，２０７などは、レーダ４３による検知範囲を示す。特に領域２０４は車両１の前方、領域２０６、２０７は後方の領域である。対応するレーダ４３は、それぞれの領域にある障害物や車両などの物標を検知し、その距離を測定する。そしてこのレーダ４３により、たとえば前方および後方を走行する車両や障害物などを検知できる。点線で囲った領域２０１、２０２、２０５などは、ライダ４２による検知範囲を示す。特に領域２０１，２０２は車両１の前方、領域２０５は車両１の後方の領域である。対応するライダ４２は、それぞれの領域にある障害物や車両などの物標を検知し、その距離を測定する。そしてこのライダ４２により、たとえば右後方を走行する車両や、右車線を追い抜いて行く車両などを検知できる。斜線で示す領域２０３はカメラ４１による検知範囲を示す。本例ではカメラ４１は２台備えられているが、ほぼ重複した領域を検知範囲とするため、一つのみを示した。カメラ４１で撮影された画像は画像認識され、たとえば走行車線を示す白線等が画像から特定され、車線維持や車線変更のために参照される。

このように、異なるセンサによる検知範囲は重複しているため、センサの冗長化が実現されている。これによって信頼性が一層高まるとともに、同一の領域を検知範囲とする異なるセンサによる検知結果を比較することで、センサの失陥あるいは失陥の可能性を特定できる。たとえばライダ４２及びレーダ４３の二種類のセンサで同一の領域を検知していながら、一方のセンサでは検知され、他方のセンサでは検知されていない物標があるとする。この場合、いずれか一方が失陥したと推定できる。あるいは、不図示の自己診断回路によりセンサの出力信号などを監視し、そこからセンサ自体の失陥を知ることもできる。このようにしてセンサすなわち周辺監視装置の失陥を推定することができる。

●ローカルマップ
ローカルマップとは、自車両を中心とした一定の範囲の車両や障害物などの物標や車線などを示す情報で構成した地図情報である。ローカルマップは情報処理に適した形式でよく、たとえば物標の位置や範囲、距離を示す情報、道路や車線の境界を示す情報などが含まれる。ローカルマップは、図２に示した各センサにより検知した車両周囲の物標を、車両を中心とした一定範囲内で示しており、車両の走行に応じてたとえば定期的に更新される。更新の間隔は、たとえば自車両と対向車両との相対速度などを考慮しても、安全を確保した制御が実現できる程度の期間であればよい。このローカルマップ３０７を更新し続けることで、自車両の周囲の障害物や道路状況等を実時間で参照することができる。また、前方または後方に進行している場合には、たとえば進路上の物標に対する自車両の相対速度に基づいて、その物標に自車両が達するのに要する時間（ＴＴＣ）を算出することができる。なお複数の物標が検知されている場合には、それぞれに対するＴＴＣのうちの最小値を選ぶ。そのＴＴＣが所定の閾値（これをここでは制動閾値と呼ぶことにする。）を下回ると、自動走行中あるいは走行支援中であれば、運転制御装置が車両に自動制動をかけ、走行支援のない手動運転中であればドライバーに警告する。すなわち、物標と自車両との相対関係に基づいて自動制動等の作動条件の成立が判定される。なお上述した制動閾値は、例えば、物標に対する自車両の現在の相対速度から、その相対速度が０になるか或いは自車速度が０になるか、いずれか早い方まで減速するための所要時間に、車両システムの遅延とマージンとを加算した時間であってよい。もちろんこれは一例に過ぎない。これは前進であっても後退であっても同様である。なお、この物標に対する相対速度が自車速度よりも大きい場合には操舵等を伴うこともあり得るが、本実施形態ではそこまで考慮しないことにする。

●運転制御装置
図３に自動運転あるいは運転支援のための運転制御装置の機能的なブロック図を示す。この運転制御装置は、たとえば図１に示したＥＣＵ２０が、図４以下に示す手順を実行することで実現される。もちろん図４以下に示した手順は、運転制御装置が実現する自動運転や運転支援に係る機能のうち、本実施形態に係るごく一部に過ぎない。たとえばＥＣＵ２０は、運転者により目的地と自動運転が指示されると、ＥＣＵ２４により探索された案内ルートにしたがって、目的地へ向けて車両１の走行を自動制御する。自動制御の際、ＥＣＵ２０はＥＣＵ２２および２３などから車両１の周囲状況に関する情報を取得し、取得した情報に基づきＥＣＵ２１、ＥＣＵ２６および２９などに指示して、車両１の操舵、加減速を制御する。この手順を機能ブロックとして示したものが図３に相当する。

外界認識部３０１は、カメラ４１、ライダ４２、レーダ４３等の周辺監視装置で取得した周辺の状況を示す外部環境情報から、たとえば周辺の物標の相対速度、位置及び形状、および画像などを示す情報３０３を生成する。そして情報３０３に基づいて、自己位置認識部３０５が、道路上における自車両の位置、周辺を走行する車両の形状及び自車両を中心とした配置、また周辺の構造物の形状及び配置を決定し、ローカルマップ３０７を生成する。なおローカルマップ３０７の作成のためには、情報３０３に加えて、地図情報など、周辺監視装置以外から取得した情報を参照してもよい。また、本例では、ローカルマップ３０７に加えて、センサの感度（検知距離や検知範囲）を示す情報など自車両の状態もローカルマップと併せて行動候補決定部３０９に渡される。

行動候補決定部３０９は、ローカルマップ３０７を入力として、今後の行動候補を決定する。行動候補は、自車両の行動を決定するにあたり、その候補となる行動を示す情報である。自車両の行動は、ローカルマップ３０７のみならず、目的地までのルート情報に加えて、自車両の状態などを参照して決定される。自車両の状態には、たとえば周辺監視装置に含まれたカメラ４１、ライダ４２、センサ４３等のセンサや、ブレーキ装置１０等のアクチュエータの失陥や失陥の可能性などがある。たとえば、進行方向（前方あるいは後方）の物標が検知されている場合には、自車両が当該物標に達するのに要する時間（ＴＴＣ）を推定し、ＴＴＣが所定の閾値（前述した制動閾値）を下回っていれば、ドライバーへの警告を伴う制動を行動候補として決定する。ここで複数の物標に対してそれぞれのＴＴＣが得られる場合には、そのうちの最小値を制動閾値と比較する。すなわち、ＴＴＣが所定の閾値を下回ることが制動を作動させる作動条件といえる。行動候補はたとえば、行動を示す情報やその行動の程度を示す情報などを含む情報であってよく、決定された行動が制動の場合には、たとえば行動が制動であることを示す情報、制動を開始するタイミング、制動の強度などを示す情報を含んでいて良い。また、決定した行動候補のひとつが制動である場合には、他の行動候補を用意してもよいし、この後の工程に要する時間を短縮するために制動のみを候補としてもよい。また、行動候補決定部３０９は、後述する状態情報保存部３２１に保存されたセンサやアクチュエータ等の状態を参照して行動候補を決定してもよい。これについては図４等を参照して後述する。もちろんこれは一例に過ぎず、操舵や駆動の制御を伴う他の行動を候補として決定することもできる。

経路選択部３１１は、行動候補決定部３０９により決定された行動候補のうちから、一つの行動を選択する。それが実行される行動となり、そのために操舵、駆動、制動が、車両制御装置によって制御される。行動候補が一つの場合には選択の余地はないので、ただ一つの行動候補が選択される。複数の候補のうちからいずれの候補を選択するかは、様々な基準で決定し得る。たとえば行動候補に制動が含まれている場合には、制動を優先的に選択するようにしてもよい。また各行動候補を評価し、最も評価が高い行動候補を選択してもよい。いずれにしてもこれらは選択基準の一例であって、他の基準を適用してもよい。また経路選択部３１１は、選択した行動に即した経路情報および速度情報３１３を生成する。経路情報および速度情報３１３は走行制御部３１５に入力される。あるいは、選択した行動が制動の場合には、制動のタイミングや強度など、ブレーキの作動の程度を示す情報を生成してもよい。また、経路選択部３１１は、後述する状態情報保存部３２１に保存されたセンサやアクチュエータ等の状態を参照して行動を選択してもよい。

走行制御部３１５は、入力された経路情報および速度情報３１３に基づいて、操舵、駆動、制動などの作動部（アクチュエータ）を制御する。さらに、周辺監視装置により検知された自車両周囲の障害などの状況にも基づいて、即応的に操舵、駆動、制動を制御する。なお自己位置認識部３０５、行動候補決定部３０９、経路選択部３１１はＥＣＵ２０により実現できたが、走行制御部３１５はさらに、ＥＣＵ２１，２６，２９などにより走行制御することで実現される。もちろん必要があれば他のＥＣＵによる処理を含めてもよい。走行制御部３１５は、たとえば入力される経路や速度と各アクチュエータ３１７の制御量とを対応付けた変換マップなどを用いて、経路や速度をアクチュエータの制御量に変換してよい。そして、変換後の制御量を用いて走行制御を行う。

本実施形態ではさらに、車両制御装置は、自己診断部３１９と状態保存部３２１とを有する。状態保存部３２１にはセンサ状態保存部３２１１と作動部状態保存部３２１２とが含まれる。自己診断部３１９は、例えば車両の電源を通電状態にしたときの初期処理の一部として、あるいは自動運転の自動化レベルが低く、かつ低速走行中など処理負荷が軽い状態において実施される。そしてその対象は、たとえばカメラ４１やライダ４２、レーダ４３をはじめとするセンサ類や、ブレーキ装置１０（たとえばブレーキを動作させるモータ）などのアクチュエータ、及びその制御回路などであってよい。ブレーキ装置１０であれば、アクチュエータには、駆動ポンプのモータなどの作動部を診断の対象とすることができる。もちろんここで記載した以外の部分を対象としてもよい。自己診断のための情報は、外界認識部３０１と走行制御部３１５とから取得してよい。診断はたとえば、外界認識部３０１や走行制御部３１５がセンサデバイスやアクチュエータから受信した信号に基づいて判定した状態を収集したり、或いは改めて所定のパイロット信号をセンサやアクチュエータに送信してその応答を受信し、その応答信号に基づいて状態を判定すればよい。各センサおよび駆動部（アクチュエータ）及びそれらの制御回路について状態を取得した自己診断部３１９は、それぞれの状態をセンサ状態保存部３２１１および作動部状態保存部３２１２に保存する。なお制御回路の状態は、その制御対象に応じた状態保存部に保存してよい。

さらに、自己診断中でなくとも、たとえば自己位置認識部３０５が複数のセンサの検知領域が重複している領域において、物標を検知できたセンサとできないセンサとがある場合には、いずれかのセンサに失陥のおそれがあるものと判断できる。その場合自己位置認識部３０５は、失陥のおそれがあるセンサおよびその状態を、センサ状態保存部３２１１に保存してよい。また走行制御部３１５も、アクチュエータを制御している際に検知した状態を作動部状態保存部３２１２に保存してよい。

●センサおよびアクチュエータ状態の保存
図４（Ａ）に、自己診断部３１９による処理手順の例を示す。この手順はハードウェア上は例えばＥＣＵ２０により実行される。まず外界認識部３０１や走行制御部３１５、具体的にはそれらを構成するＥＣＵから、自己診断結果を収集する（Ｓ４０１）。自己診断結果には、センサやアクチュエータを対象として診断用の信号を送信し、その応答に基づいて診断した結果を含む。そして収集したその診断結果を状態保存部３２１に保存する（Ｓ４０３）。センサの状態はセンサ状態保存部３２１１に、作動部の状態は作動部状態保存部３２１２に保存される。そして保存した状態即ち診断結果に、警告を出力すべきものが含まれているか判定する（Ｓ４０５）。含まれていれば、まずこの段階で、表示や音声、振動等によりその警告を出力する（Ｓ４０７）。なお、手動運転モードであれば、単に失陥の可能性があることを示す表示を行う程度にとどめてもよい。この様にして自己診断により、センサやアクチュエータ等の状態を取得し、保存する。

図４（Ｂ）に自己位置認識部３０５によるローカルマップの作成処理の手順を示す。まず自己位置や周囲の車両の車両形状と配置、周囲の構造物形状と配置などに基づいて、自車両を基準にしたローカルマップを作成する（Ｓ４１１）。このとき、検知範囲が重複するセンサに、同一物標を検知していないものがあったか判定し（Ｓ４１２）、あればそれらのセンサの状態として、失陥の可能性があることをセンサ状態保存部３２１１に保存する（Ｓ４１５）。なければ、それらのセンサの状態として、失陥がない正常状態であることをセンサ状態保存部３２１１に保存する（Ｓ４１３）。なお検知範囲が重複するセンサに、同一物標を検知していないものがあった場合には、物標を検知したものとしてローカルマップを作成することが望ましい。このようにして、動作中のセンサでも、その状態を特定して保存することができる。図示していないが、これと同様に、ブレーキ装置１０などのアクチュエータ（作動部）からも動作中に走行制御部３１５が判定した状態を作動部保存手段３２１２に保存することができる。

図５に、行動候補決定部３０９および経路選択部３１１により実行されるそれぞれの処理の一部を示す。前述したようにこれらはＥＣＵ２０により実現されることから、図５の手順はＥＣＵ２０により実行される処理でもある。行動候補決定部３０９は、ローカルマップ３０７および状態保存部３２１に保存した状態情報を取得する（Ｓ５０１）。次に取得した状態情報に基づいてセンサまたは作動部に失陥の可能性があるか判定する（Ｓ５０３）。参照した状態情報が、失陥または失陥の可能性を示していると判定した場合には、制動閾値を、標準の値から、それよりも大きい閾値へと変更する（Ｓ５０５）。標準値とは、正常な状態における閾値である。ステップＳ５０５で制動閾値を大きくする程度は、例えば予め定めた固定値としてもよいし、失陥の程度に応じて変えてもよい。失陥の程度とは、例えばセンサであれば、失陥の可能性のあるセンサの数などである。またアクチュエータであれば、応答時間の遅延などであってよい。なおステップＳ５０５をスキップした場合には、ステップＳ５０７に分岐するが、その場合には標準の閾値が設定される。

次に、ローカルマップから算出した、進行方向（前方または後方）の物標のうち、そこに自車両が達するまでに要する時間（ＴＴＣ）が、設定済みの制動閾値よりも小さくなるような物標があるか判定する（Ｓ５０７）。もしあれば、現在の運転モードが自動運転か手動運転かを判定する（Ｓ５０９）。手動運転と判定した場合には、さらにセンサまたは作動部に失陥の可能性があるか判定する（Ｓ５１１）。この判定はステップＳ５０３と同様の基準で行われる。ここで、例えば、対象となるセンサは進行方向を検知するセンサであり、対象となるアクチュエータは制動に関するもので例えばブレーキ装置１０である。失陥の可能性があれば、該当するセンサや作動部について、故障表示を行う（Ｓ５１３）。一方失陥の可能性がなければそのまま終了する。なお、このとき、ステップＳ５１１の直前に、前述した制動閾値の時間内に到達する物標があることの警報（あるいは警告）を出力してもよい。手動運転モードの場合には、行動計画に沿った走行制御は行う必要がないので、ここで処理を終了してよい。

一方、ステップＳ５０９において自動運転と判定した場合には、ステップＳ５０７において有ると判定された物標について、そこに到達するまでに停止するという行動を、行動候補として決定する（Ｓ５１５）。ここで決定した行動には、制動をかけること（さらに制動のタイミングや強度などを含んでもよい）と、その警告（警報）の出力とを含む。この時の警告は通常のものであり、車両のセンサや作動部が正常に動作している場合の警告である。次にセンサまたは作動部に失陥の可能性があるか判定する（Ｓ５１９）。この判定はステップＳ５１１と同様の基準で行われる。失陥の可能性があれば、ステップＳ５１５で決定した警告の程度をさらに強いものに設定し直す（Ｓ５２１）。その後、経路選択のための処理へと移行する。一方ステップＳ５０７で該当する物標はないと判定された場合には、その時の状況に即した行動を行動の候補として決定する（Ｓ５１７）。複数の行動をとり得るのであれば、複数の行動が候補として決定される。この後ステップＳ５１９へと分岐する。

なおステップＳ５２１では、警告として出力する警報を、たとえば強くしたり、タイミングを早めたり、あるいは長くしたりすることで、程度を強化してよい。強くするとは、音声の警報ならたとえば音量を大きくしたり、音程を高くしたりすればよい。表示の警報なら、たとえば輝度を上げたり、点滅させたり、目立つ色や意匠で表示すればよい。振動の警報なら、たとえば振幅を大きくしたり、振動周期を小さくしたりすればよい。タイミングを早めるとは、文字通り警報の出力のタイミングを早めればよい。長くするとは、警報の継続期間を長くすることでよい。また、警報を強化する程度は、失陥あるいは失陥の可能性の程度に応じてであってよい。たとえば、複数のセンサが冗長化されている場合、そのうちの失陥したセンサ、あるいはその可能性のあるセンサの数に応じて警報を強化してよい。この場合失陥の可能性のあるセンサ数が多いほど、警報を強く、あるいは早く、或いは長くする。たとえば失陥したセンサの数１つにつき警報を１秒長くするなどすればよい。またそれらのいくつかを組わせてもよい。あるいは、失陥の程度あるいはその可能性の程度に応じて警報を強化してよい。たとえば、入力信号に対する遅延や、あるいはカメラ４１による撮影画像の不鮮明さの程度が大きくなるほど、警報の強度を高め、タイミングを早め、継続時間を長くしてよい。またアクチュエータが失陥したのであれば、たとえばセンサが失陥した場合よりもいっそう強度の高い警報を出力してもよい。さらに。失陥したアクチュエータの種類に応じて警報強度を変えてもよい。例えばブレーキ装置１０に失陥の可能性が判定されたなら、他のアクチュエータよりも強度の高い警報を出力してもよい。またアクチュエータの故障の程度を検知できる場合には、その程度に応じた強度の警報を出力するようにしてもよい。

さらにステップＳ５２１では、警報のみならず作動の内容を、失陥の程度や数などに応じて変更してもよい。たとえばブレーキ装置１０が失陥した可能性があるのであれば、制動を開始するタイミングを早めたり、あるいは制動力を強めたりしてもよい。以上は、主として実行する行動が制動である場合を例にとって説明したが、行動が、旋回や車線変更、右左折などの場合にも、同様にしてよい。すなわち、実行する行動に関するセンサやアクチュエータが失陥している可能性があれば、警報を、通常の警報とは異なる警報としてよい。あるいは、当該行動を実現するアクチュエータの作動の内容についても、通常と失陥時とで異なるものとしてよい。

以上のようにして、次の行動の候補となる行動を決定することができる。この後は、候補の中から一つの行動に決定する。そのためにはまず経路選択部３１１が、行動候補が複数あるか判定し、一つであればその候補を次の行動として選択し、その行動の経路・速度情報を決定する。一方、複数の候補がある場合には、そのうちのひとつを選択する。そのために各行動候補の候補行動情報を評価する。そして最高評価の候補行動を次の行動として選択し、その行動の経路・速度情報を決定する。このようにして作成された経路情報および速度情報は、走行制御装置（あるいは走行制御部）に入力され、その経路と速度で各動作部が制御されて選択された行動が実現される。走行制御装置が複数のＥＣＵで構成される場合には、それぞれのＥＣＵがそれぞれの制御対象のアクチュエータを、決定された経路と速度とに従って制御する。行動が制動の場合には、設定に従ってブレーキ装置１０が作動して制動制御が行われる。また選択された行動が警報の出力の場合には、音声や表示、振動などにより警報が出力される。

このようにして、走行中の行動が決定され、実現される。そして自動運転により制動制御される場合には、センサや作動部の状態を監視し、失陥の可能性があれば、作動条件の一例である制動閾値が、より制動がかけられやすいように変更される。さらに、ドライバーに対して出力される警報は、失陥の可能性がある場合には通常とは異なる警報に設定変更される。さらに、アクチュエータの作動の内容が、失陥の可能性がある場合には通常とは異なる内容に変更される。この結果、警告や警報を失陥時と通常時とで異なるものとすることでドライバーによる警告や警報の聞き流しを防止する。さらに作動のタイミングや内容を失陥時と通常時とで異なるものとすることで、より安全な自動運転を実現できる。

なお本実施形態では、ローカルマップに基づいて制動を行うものとした。しかし、たとえば検知した物標についてのＴＴＣをローカルマップとは別に管理し、ＴＴＣが所定の閾値より小さくなったことを作動条件として、制動をかけるシステムに対しても上述した実施形態は同様に適用できる。この様なシステムは、自動運転というよりいわゆる運転支援である。すなわち本実施形態に係る発明は、自動運転のみならず、運転支援システムについても適用可能である。

●実施形態のまとめ
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
（１）本実施形態の第一の態様は、自車両の周辺監視を可能な周辺監視手段（４１，４２，４３）と、
前記周辺監視装置の出力から走行制御を行う走行制御手段（２０－２９，３１５，３１７）とを有し、
前記走行制御手段は、前記周辺監視手段により検出された物標と前記自車両との相対関係に基づく作動条件が成立した場合に、警報の出力または前記自車両の自動制動の少なくとも一方を行い、
前記走行制御手段、前記周辺監視装置、前記走行制御手段の少なくとも一部が失陥した場合に、
前記作動条件または作動の程度を変更する作動変更処理（Ｓ５０５）を実施することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、失陥時には安全性を考慮して、適切に作動条件または作動所程度を変更する制御が可能となる。

（２）本実施形態の第二の態様は、自車両の周辺監視を可能な周辺監視手段（４１，４２，４３）と、
前記周辺監視装置の出力から走行制御を行う走行制御手段（２０－２９，３１５，３１７）とを有し、
前記走行制御手段は、前記周辺監視手段により検出された物標と前記自車両との相対関係に基づく作動条件が成立した場合に、警報の出力または前記自車両の自動制動の少なくとも一方を行い、
前記走行制御手段、前記周辺監視装置、前記走行制御手段の少なくとも一部が失陥した場合に、
失陥していない場合の警報とは異なる警報に変更する警報変更処理（Ｓ５２１）を実施することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、この構成により、失陥時には安全性を考慮して、適切に警報を変更する制御が可能となる。

（３）本実施形態の第三の態様は、（１）または（２）に記載の車両制御装置であって、
前記周辺監視手段は複数のセンサ（４１，４２，４３）を有しており、
前記作動変更処理、もしくは前記警報変更処理の少なくとも一方は、前記複数のセンサの失陥の程度もしくは失陥した前記複数のセンサの数に基づいて、前記作動条件もしくは前記警報の変更の内容を決定することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、センサの失陥の程度などに合わせて警報を変更することが可能となる。

（４）本実施形態の第四の態様は、（１）または（２）に記載の車両制御装置であって、
前記走行制御手段は、判断手段（３０９）及び該判断手段の結果に基づく作動手段（３１７）とを有しており、
前記走行制御手段は、前記作動手段の失陥の程度に基いて、前記作動条件または前記作動の変更の程度を決定することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、作動手段の失陥の程度に合わせて、作動条件または作動の変更の程度を変え、適切にドライバーへ状態を報知することが可能となる。

（５）本実施形態の第五の態様は、（１）に記載の車両制御装置であって、
前記走行制御手段は、運転支援状態において前記自車両の自動制動が可能であり、
前記運転支援状態においては、前記周辺監視装置もしくは前記走行制御手段が失陥した場合に、前記作動変更処理、及び失陥がある旨の警報の出力を実施するとともに、前記運転支援状態ではない状態においては、失陥がある旨の警報を出力することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、自動運転の場合のみ、失陥時にも作動させることが可能となる。

（６）本実施形態の第六の態様は、（２）に記載の車両制御装置であって、
前記走行制御手段は、運転支援状態において前記自車両の自動制動が可能であり、
前記運転支援状態においては、前記周辺監視装置もしくは前記走行制御手段が失陥した場合に、前記警報変更処理、及び失陥がある旨の警報の出力を実施するとともに、前記運転支援状態ではない状態においては、失陥がある旨の警報を出力することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、自動運転の場合のみ、失陥時にも作動させることが可能となる。

（７）本実施形態の第七の態様は、（１）または（５）に記載の車両制御装置であって、
前記周辺監視手段は、前記自車両の少なくとも進行方向の物標を監視し、
前記走行制御手段は、所定時間内に前記物標に達する可能性があることを前記作動条件とし、
前記周辺監視装置、もしくは前記走行制御手段の一部が失陥した場合に、
前記作動変更処理により、前記所定時間をより長い時間に設定することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、失陥の可能性がある場合には、物標に対する可能性を判定する閾値をより長い時間にすることで、ドライバーに対してより状況に適した警報を出すことができる。

（８）本実施形態の第八の態様は、（１）または（５）に記載の車両制御装置であって、
請求項２または６に記載の車両制御装置であって、
前記周辺監視手段は、前記自車両の少なくとも進行方向の物標を監視し、
前記走行制御手段は、所定時間内に前記物標に達する可能性があることを前記作動条件とし、
前記周辺監視装置、もしくは前記走行制御手段の一部が失陥した場合に、
前記警報変更処理により、前記警報のタイミングを早め、または、警報の強度を高め、または、警報の時間を長くすることを特徴とする車両制御装置。
この構成により、失陥の可能性がある場合には、警報のタイミングを早め、また強くすることで、ドライバーに対してより状況に適した警報を出すことができる。

（９）本実施形態の第九の態様は、（７）の車両制御装置であって、前記作動変更処理により、さらに、前記自動制動のタイミングを早め、または前記自動制動の強度を高めることを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、警報のみならず自動制動のタイミングを早めて一層安全な制御を実現できる。

３０１ 外界認識部、３０５ 自己位置認識部、３０７ ローカルマップ、３０９ 行動候補決定部、３１１ 経路選択部、３１５走行制御部、３１７ アクチュエータ、３１９ 自己診断部、３２１ 状態保存部

Claims (7)

1. 自車両の周辺監視を可能な周辺監視手段（４１，４２，４３）と、
   前記周辺監視手段の出力から走行制御を行う走行制御手段（２０－２９，３１５，３１７）とを有し、
   前記走行制御手段は、前記周辺監視手段により検出された物標と前記自車両との相対関係に基づく作動条件が成立した場合に、警報の出力または前記自車両の自動制動の少なくとも一方を行い、
   前記走行制御手段、前記周辺監視手段、前記走行制御手段の少なくとも一部が失陥した場合に、
   前記作動条件を変更する作動変更処理（Ｓ５０５）を実施し、
   前記作動変更処理により、前記作動条件の変更として前記自動制動のタイミングを早め、
   前記走行制御手段は、前記周辺監視手段により検出された物標と前記自車両との相対関係に基づく作動条件が成立した場合に、警報の出力を行い、
   前記走行制御手段、前記周辺監視手段、前記走行制御手段の少なくとも一部が失陥した場合に、失陥していない場合の警報とは異なる警報に変更する警報変更処理（Ｓ５２１）を実施し、
   実行する行動に関する前記走行制御手段または前記周辺監視手段が失陥している可能性がある場合には、そうでない場合とは異なる警報を出力する
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記周辺監視手段は複数のセンサ（４１，４２，４３）を有しており、
   前記作動変更処理は、前記複数のセンサの失陥の程度もしくは失陥した前記複数のセンサの数に基づいて、前記作動条件を決定することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記走行制御手段は、判断手段（３０９）及び該判断手段の結果に基づく作動手段（３１７）とを有しており、
   前記走行制御手段は、前記作動手段の失陥の程度に基づいて、前記作動条件を決定することを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記走行制御手段は、運転支援状態において前記自車両の自動制動が可能であり、
   前記運転支援状態においては、前記周辺監視手段もしくは前記走行制御手段が失陥した場合に、前記作動変更処理、及び失陥がある旨の警報の出力を実施するとともに、前記運転支援状態ではない状態においては、失陥がある旨の警報を出力することを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１記載の車両制御装置であって、
   前記走行制御手段は、運転支援状態において前記自車両の自動制動が可能であり、
   前記運転支援状態においては、前記周辺監視手段もしくは前記走行制御手段が失陥した場合に、前記警報変更処理、及び失陥がある旨の警報の出力を実施するとともに、前記運転支援状態ではない状態においては、失陥がある旨の警報を出力することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記周辺監視手段は、前記自車両の少なくとも進行方向の物標を監視し、
   前記走行制御手段は、所定時間内に前記物標に達する可能性があることを前記作動条件とし、
   前記周辺監視手段、もしくは前記走行制御手段の一部が失陥した場合に、
   前記作動変更処理により、前記所定時間をより長い時間に設定することを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項１記載の車両制御装置であって、
   前記周辺監視手段は、前記自車両の少なくとも進行方向の物標を監視し、
   前記走行制御手段は、所定時間内に前記物標に達する可能性があることを前記作動条件とし、
   前記周辺監視手段、もしくは前記走行制御手段の一部が失陥した場合に、
   前記警報変更処理により、前記警報のタイミングを早め、または、警報の強度を高め、または、警報の時間を長くすることを特徴とする車両制御装置。

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