JP7080319B2

JP7080319B2 - 自動運転支援システム及びその動作方法

Info

Publication number: JP7080319B2
Application number: JP2020525220A
Authority: JP
Inventors: 泰蔵戸田; 彬雄沼倉; 二郎岡田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2038-10-03
Also published as: WO2019244269A1; WO2019244366A1; JPWO2019244366A1; EP3812230A4; CN112313136A; EP3812230B1; US20210122384A1; EP3812230A1; US11529962B2

Description

本願は、自動運転支援システムに関する。

自動車等の車両の自動運転を行う自動運転支援システムにおいては、自動運転中の安全性を確保するために、同一機能を有する複数のバックアップ用自動運転装置が並列に設けられており、これらの装置のうち、一部に異常が生じた場合であっても、他の正常な装置が代替することにより自動運転を維持することができるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに自動運転を終了すべき状態と判断した場合にあっては、安全に手動運転への切換え行うため、運転者への通知、運転者の承諾等を確認して初めて手動運転へ切換える、という機能が自動運転支援システムに用いられている（例えば、特許文献２参照）。

特許第６２１２４０９号公報特開２０１７－１５４５４２号公報

これらの自動運転支援システムでは、センサからの情報に基づき自動運転を行う運転支援装置は、独立した３つの演算装置を備えており、それぞれがほぼ同一の演算により操舵装置、駆動装置、制動装置の制御量を算出する。それらを比較判定部において正常又は異常を判断し、いずれの演算結果を自動運転に用いるか判断することが必要である。これらの制御量の算出は、多種多様な入力情報に基づく非常に複雑で膨大な演算が必要であるという問題があり、また同一演算、同一ＣＰＵにより演算を行った場合、同じ計算ミスを重ねる可能性もあり、多様化の観点から問題もあった。

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、低コストで、多様化の問題がなく、冗長性を備えた自動運転支援システムを得ることを目的としている。

本願の自動運転支援システムは、周辺情報を入手するセンサと、車両を制御するアクチュエータを備えた下流装置と、周辺情報に基づき下流装置の制御量を算出する運転支援装置と、を備えた自動運転システムであって、運転支援装置は、センサにより入手した周辺情報から自動運転のための運転経路の生成を行う運転経路生成部と、生成された運転経路を実施するために下流装置に指示する制御量を演算する運転制御量演算部を備え、自動運転時に、下流装置は、運転制御量演算部が算出した制御量と、センサにより入手した周辺情報に基づき下流装置が算出した制御量とを対比して、不同一のとき異常と判断する診断部を有し、異常と判断された場合、自動運転を手動運転に切り替えることを特徴とする。

本願の自動運転支援システムでは、低コストで、多様化の問題なく冗長性を備えた車両の自動運転支援システムを得ることができる。

実施の形態１における自動運転支援システムのブロック図である。実施の形態１における自動運転支援システムのフロー図である。実施の形態１における運転支援装置のハードウエア図である。実施の形態２における自動運転支援システムのブロック図である。実施の形態２における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態３における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態４における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態５における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態６における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態７における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態８における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態９における自動運転支援システムの部分フロー図である。実施の形態１０における自動運転支援システムのブロック図である。実施の形態１０における自動運転支援システムのフロー図である。実施の形態１１における自動運転支援システムのブロック図である。実施の形態１１における自動運転支援システムのフロー図である。実施の形態１２における自動運転支援システムのブロック図である。

実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。

実施の形態１．
本願の実施の形態１を図１～３を用いて説明する。図１は、自動運転支援システムのブロック図で、実施の形態１における自動運転支援システムの全体構成を示している。図２は自動運転支援システムのフロー図であり、実施の形態１における自動運転支援システムの操作及び駆動手順を示しており、図３はハードウエア図であり、本実施の形態では、運転支援装置及び下流装置において、アクチュエータへの指示である制御量の演算を行うハードウエアの一例を示している。

＜自動運転支援システムの構成＞
図１は、自動運転支援システムの全体構成図であり、センサ１、運転支援装置１０と実際に車両を制御するアクチュエータである操舵装置２０、駆動装置３０及び制動装置４０とで、主に構成されている。操舵装置２０、駆動装置３０及び制動装置４０は、自動運転支援システムの中の後半を構成するという意味で、下流装置と呼ぶこともある。

センサ１としては、車両の前方、後方及び側方を監視するカメラ及びレーダと、道路情報データについてのナビゲーション等がある。
運転支援装置１０は、センサ１により入手した周辺情報に基づき運転経路の生成を行なう運転経路生成部１１と、求めた運転経路を実施するために、各下流装置に対する指示である制御量を演算する運転制御量演算部１２を備えている。

運転支援装置１０に続いて３種類の下流装置である操舵装置２０、駆動装置３０及び制動装置４０が形成されている。これらは、車両を制御する機能は異なるものの、基本的な構成は同じであるので、操舵装置２０に基づいて構造を説明する。
センサ１からの周辺情報に基づいて制御量を算出する操舵経路生成部２１及び操舵制御量演算部２２と、この制御量と運転支援装置１０により算出した制御量を対比させる操舵診断部２３を備え、これらの制御量が正常か、異常かを判断し、正常の場合、ステアリング部を構成するアクチュエータに制御量を出力する。

以上のように、センサ１、運転支援装置１０と３種類の下流装置である操舵装置２０、駆動装置３０及び制動装置４０により自動運転支援システムが構成されている。

＜自動運転支援システムの操作、駆動手順＞
次に図２の自動運転支援システムのフロー図を用いて、自動運転支援システムの操作、駆動手順を説明する。
図２では、上から下にかけて自動運転支援のフローを示している。フロー図に記載されたＡからＢまでのフローは、自動運転支援フローの一部である、診断部での判断とそれに基づくアクチュエータの制御のフローを示しており、他の実施の形態において、このＡからＢまでのフローを置き換えた例を説明する。

まず、センサ１により周辺情報を取得し（ステップＳ１０１）、この周辺情報を運転支援装置１０へ出力し、アクチュエータを制御するための制御量を算出する（ステップＳ１０２）。運転支援装置１０は、図１で説明したように、運転経路生成部１１と運転制御量演算部１２とを備えており、運転経路生成部１１は、センサ１から送られる前方車両との車間距離、車線及び障害物の検出、道路の曲率、トンネル及び渋滞の情報等から自動運転を実行するために必要な情報を選択し、運転経路を生成する。そのほかに、車両速度、ハンドル操舵、ブレーキ操作等の車両の走行情報もセンサ１を経て運転経路生成部１１に送られ、経路生成に用いられる。
運転制御量演算部１２では、運転経路生成部１１で求めた運転経路に基づき、各下流装置を構成するアクチュエータへの制御量を演算し出力する。

つづいて、下流装置においても周辺情報に基づき制御量を算出する（ステップＳ１０３）。下流装置は操舵装置２０、駆動装置３０及び制動装置４０の３種類があるので、それぞれについて制御量を算出する。

具体的には、操舵装置２０はセンサ１からの周辺情報と、操舵装置２０特有の情報、例えばハンドルトルク信号、ハンドル角情報を入手し必要な情報の取捨選択及び加工を行う操舵経路生成部２１と、制御量を算出する操舵制御量演算部２２とを備える。

駆動装置３０にはセンサ１の情報が送られ、また駆動装置３０特有の、エンジン又はモータの回転数、温度、ドライブシフト位置等の情報を入手し、駆動経路生成部３１では、駆動関係の情報の取捨選択及び加工が行われ、駆動制御量演算部３２において制御量が演算される。

制動装置４０にもセンサ１の情報が送られ、制動経路生成部４１では、制動関係の情報の取捨選択及び加工が行われ、制動制御量演算部４２において制御量の演算が行われる。

運転支援装置１０が算出した制御量と、下流装置で求めた制御量を診断部２３、３３、４３において対比させ、異同を判断する（ステップＳ１０４）。
これらの制御量がお互いに異なっている場合、手動運転に切換え（ステップＳ１１０）、手動運転によりアクチュエータを制御する（ステップＳ１１１）。
一方、診断部において各々の制御量が同じと判断された場合、その制御量を用いてアクチュエータを制御し（ステップＳ１０５）、自動運転が可能となる。

これらの自動運転によるアクチュエータの制御は、操舵装置２０へ操舵指示、駆動装置３０へ加減速指示、制動装置４０へ制動指示を出力し、それぞれステアリング、エンジンまたはモータ、ブレーキを操作する。さらに具体的な例としては、前方車両との車間距離が長い時は、駆動装置３０へ加速指示を出してエンジン部３４を制御し、道路の傾き及び曲率に対応して、車両を道路の端へ移動させるために、操舵装置２０に操舵指示を出し、ステアリング部２４を制御する。また、速度が速すぎる時には道路逸脱の危険性を回避するため、制動装置４０へ車輪に制動をかける指示を出し、ブレーキ部４４を制御する。

＜運転支援装置のハードウエア構成＞
自動運転支援システムを構成する運転支援装置１０、下流装置２０、３０、４０に含まれる演算部のハードウエアは、一例を図３に示すように、プロセッサ１３と記憶装置１４から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１３は、記憶装置１４から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１３にプログラムが入力される。また、プロセッサ１３は、演算結果等のデータを記憶装置１４の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

＜自動運転支援システムの効果＞
運転支援装置１０は、各種情報により車両の挙動を変更する指示を出力する装置であり、実際に車両を駆動するアクチュエータを直接制御するものではないが、その指示内容は安全上最も重要であると考えられる。

この運転支援装置１０での経路生成又は制御量の演算に異常が生じた場合、事故を引き起こす可能性がある。そこで、本実施の形態の自動運転支援システムでは、運転支援装置１０の安全性を高め、自動運転支援システムの高い冗長性、多様性を確保するために、自動運転支援システムの下流装置であるアクチュエータを操作するための操舵装置２０、駆動装置３０及び制動装置４０にもそれぞれの操作対象に関する運転支援の役割を分担させている。

例えば、ステアリング部２４を制御する操舵装置２０では、センサ１の情報を、運転支援装置１０だけでなく、通信ライン５を介して操舵装置２０にも送信するように構成している。センサ１からの情報を受けた操舵経路生成部２１及び操舵制御量演算部２２では、操舵関係の経路生成及びステアリング部２４へ送る制御量の演算を行う。言い換えれば、運転支援装置１０の受け持つ操舵装置２０の制御の一部を、操舵装置２０に分担し、並行して演算していることになる。

操舵経路生成部２１は、さらに操舵装置２０に特有のその他の情報、例えばハンドルトルク信号、ハンドル角情報等を入手し、操舵関係の情報を取捨選択又は加工して操舵制御量演算部２２に出力し、制御量の演算を実施する。
その後、運転支援装置１０で算出した操舵制御量と、操舵装置２０で演算した操舵制御量とを、操舵診断部２３において比較し、両者が同一であれば正常と判断することができ、演算結果に基づいてステアリング部２４を駆動する。

同様に駆動装置３０、制動装置４０においても運転支援装置１０の機能の一部を並行して実施する。
例えば、駆動装置３０について、運転支援装置１０で算出した駆動制御量と、駆動装置３０で演算した駆動制御量とを、駆動診断部３３で比較し両者が同一であれば正常と判断しエンジン部３４を制御する。この自動運転支援システムは、ＥＭＳ（エンジンマネージメントシステム）と呼ばれる装置に相当し、運転者のアクセル操作がない場合でも加減速の制御ができ、車両を走行させることができる。

また、制動装置４０について、運転支援装置１０で算出した制動制御量と、制動装置４０で演算した制動制御量とを、制動診断部４３で比較し両者が同一であれば正常と判断しブレーキ部４４を制御する。この自動運転支援システムはＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）と呼ばれる装置に相当し、制動指示は単に所定の減速度でブレーキをかけるだけではなく、速度が超過した旋回時において、前輪外側のみに制動をかける指示のように、車両をスピンさせることなく、車両走行状況に応じた細かな制動指示を行うこともできる。

以上のように、運転支援装置１０の制御量の演算と並行して、各アクチュエータを制御する操舵装置２０、駆動装置３０及び制動装置４０においても制御量の演算の一部を分担させる。運転支援装置１０の制御量と、各下流装置で演算した制御量とは異なるＣＰＵを用いて演算した制御量であるため冗長性に優れた自動運転支援システムを得ることができる。

また、ステアリング、エンジン、ブレーキを総合的に制御して、ＶＤＣ（ビーグルダイナミクスコントロール）システムと呼ばれる、車両全体を一体として制御することも可能である。

また、本実施の形態の自動運転支援システムを得るために、各下流装置に演算できる能力を新しく付与したのではない。各下流装置では、アクチュエータ制御のために当初よりＣＰＵ等を搭載して演算を行う能力を有している。従って、各下流装置で並行して演算を行うためのコストアップもなく、低廉な価格で本実施の形態の自動運転支援システムを得ることができる。

実施の形態２．
図４と図５を用いて、実施の形態２を説明する。実施の形態１と比較すると、各下流装置において、運転支援装置１００の制御量の演算の一部を並行して行うことで冗長性を高める点では共通するが、本実施の形態では、複数の下流装置において制御量の演算を並行して行うことで、さらに冗長性を向上させている点で異なっている。

図５は本実施の形態の自動運転支援システムのフロー図で、図２に示した実施の形態１の自動運転支援システムのフロー図と異なるＡからＢの部分のみを示している。なお、ハードウエア構成は、基本的に図３と同じであるので省略している。

本実施の形態においては、経路生成を行う運転経路生成部１０１、操舵経路生成部２０１、駆動経路生成部３０１、制動経路生成部４０１は同一の情報を同一精度で取捨選択及び加工することができる。また、一部について精度を落とし、又は一部のみを用いて基本的な制御量を演算することもできる。さらに一組の経路生成部と制御量演算部において、２種類の経路及び制御量を、この簡略化した演算により同時に演算することもできる。

センサ１の各情報の取得には、各下流装置においてタイミングが異なる可能性があり、入手する情報に差異を有する場合、誤差が生じ、複数の制御量の演算結果が同一の値とはならないことが考えられる。その結果、各診断部では、判断基準に幅を持たせて、所定の範囲を同一とみなし、正常と判断することが有効である。

本実施の形態においては、各下流装置内で、自身の装置の経路、制御量の演算を行うだけでなく、他の下流装置の経路、制御量を演算することができる点を用い、冗長性をさらに向上させる自動運転支援システムを達成する。

図４に記載された本実施の形態に記載の構成図を用いて、各下流装置の構成を説明する。
センサ１から通信ライン５を介して周辺情報が操舵装置２００に送られ、操舵経路生成部２０１、操舵制御量演算部２０２により、ステアリング部２０４の制御量が演算されて、操舵診断部２０３へ送られる。
同時に、同じ操舵装置２００において、エンジン部３０４の制御量が、駆動経路生成部３１１、駆動制御量演算部３１２により演算され、こちらは通信ライン５へ送信される。

駆動装置３００では、エンジン部３０４の制御量が駆動経路生成部３０１と駆動制御量演算部３０２で演算されて、駆動診断部３０３へ送られ、並行して、ブレーキ部４０４の制御量が、制動経路生成部４１１、制動制御量演算部４１２で演算され、通信ライン５へ送信される。さらに、制動装置４００では、ブレーキ部４０４の制御量が制動経路生成部４０１と制動制御量演算部４０２で演算されて制動診断部４０３へ送られるのと並行して、ステアリング部２０４の制御量が、操舵経路生成部２１１、操舵制御量演算部２１２で演算され、通信ライン５へ送信される。

操舵装置２００の操舵診断部２０３には操舵装置２００内で求めた操舵制御量に加え、制動装置４００で演算された操舵制御量が通信ライン５を経て送られ、さらに、運転制御量演算部１０２の演算結果と合わせて、３つの演算結果が比較される。
同様に、駆動診断部３０３に２つの駆動制御量と、運転制御量演算部１０２の演算結果とが送られて３つの演算結果が比較され、制動診断部４０３にも２つの制動制御量と、運転制御量演算部１０２の演算結果とが送られ３つの演算結果が比較される。

以上のように本実施の形態では、各診断部において、運転支援装置１００の演算結果と、２つの下流装置による演算結果の合計３つの演算結果に基づき判断を行っている。これらはすべて異なったＣＰＵにより演算したものであるので、より正確な判断が可能であり、誤判断を抑制することができる。

本実施の形態においては、３つの演算結果を用いた判断について図５に示したフロー図に沿って説明する。フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分を取り出して、本実施の形態の内容に変更したものであり、ＡからＢまでの部分以外は図２のフロー図と同じである。

演算した３つの制御量のうちの２つ以上の演算結果が同一となるか否か判断し（ステップＳ２０４）、２つ以上の制御量が同じとなる場合、その制御量を用いてアクチュエータを制御する（ステップＳ２０５）。２つ以上の制御量が同じとなることがなく、３つ制御量のすべてが異なる場合は手動運転に切換え（ステップＳ２１０）、手動運転によりアクチュエータを制御する（ステップＳ２１１）。
本実施の形態では、３つの制御量を用いるため、冗長性が高く、正確な判断を行うことができる。

本実施の形態においては、操舵装置２００では操舵制御量と駆動制御量、駆動装置３００では駆動制御量と制動制御量、制動装置４００では制動制御量と操舵制御量の演算を行った例を示したが、これらの組み合わせは一例であり、異なった演算の組み合わせにおいても同様の効果を得ることができる。また、各下流装置で２種類の制御量を演算する例を示したが、各下流装置で３種の制御量を演算した場合でも良好な効果を得ることができる。

また、３つの下流装置が、各々の中に２つのＣＰＵを設置している場合などは、同じ下流装置内の２つのＣＰＵにより演算した２つの制御量を用いて演算結果の妥当性を診断することができる。冗長性を高めるためには、異なったＣＰＵで求めた演算結果を用いることが重要であり、他の下流装置における演算結果を用いることなく、同じ下流装置の２つのＣＰＵによる演算結果により診断を行うことができる。

実施の形態３．
本実施の形態においては、診断部において、運転支援装置１０で演算した制御量と操舵装置２０、２００等の下流装置で求めた制御量が同一でない場合の対応策を図６に示したフロー図に沿って説明する。
フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分について、本実施の形態でのフローに変更したものであり、ＡからＢまでの部分以外は図２のフロー図と同じである。

運転支援装置１０で算出した制御量と、下流装置が算出した制御量とを比較し一致する場合は（ステップＳ３０４）、その制御量を用いてアクチュエータを制御する（ステップＳ３０５）。
一方、それぞれの制御量が同一でない場合には、車両の挙動として安全となる方を選択することが必要である。ここでは、制御量が小さい方がアクチュエータの制御量も小さく、変化が小さいと考えられるので、運転支援装置１０の算出した制御量Ｘ１と、下流装置が算出した制御量Ｙ１とを比較して、例えばＸ１＞Ｙ１の場合にはＹ１、Ｘ１＜Ｙ１の場合にはＸ１を制御量として（ステップＳ３１０）アクチュエータの制御を実施する。

アクチュエータに与える変化が小さい制御量を用いることで、車両の挙動の変化が小さく、安全な方を選ぶことができると考えられ、良好な自動運転支援システムを得ることができる。

実施の形態４．
本実施の形態においては、診断部において、運転支援装置１０で演算した制御量と操舵装置２０、２００等の下流装置で求めた制御量が同一でない場合の対応策を図７に示したフロー図に沿って説明する。
フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分について、本実施の形態でのフローに変更したものであり、ＡからＢまでの部分以外は図２のフロー図と同じである。

本実施の形態においては、運転支援装置１０で演算した制御量Ｘ２と下流装置で求めた制御量Ｙ２との対比において（ステップＳ４０４）、Ｘ２とＹ２とが同一の場合はその制御量を用いてアクチュエータを制御する（ステップＳ４０５）。
それぞれの制御量が同一でない場合、前回までの制御量Ｃ２と（ステップＳ４１０）、今回の制御量をＸ２、Ｙ２のうち、Ｃ２との差が小さい方の制御量を用いて（ステップＳ４１１）アクチュエータの制御を行う。

前回までの制御量Ｃ２に近い値を用いることで、車両の挙動の変化を小さくすることができると考えられ、良好な自動運転支援システムを得ることができる。

実施の形態５．
本実施の形態においは、運転支援装置１０の演算した制御量と操舵装置２０、２００等の下流装置で算出した制御量とが同一でない場合に、安全に手動運転に切換える操作方法を図８に示したフロー図に沿って説明する。
フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分について、本実施の形態の内容に変更したものであり、その他の部分は図２のフロー図と同じである。

本実施の形態においては、運転支援装置１０と下流装置の制御量の対比において（ステップＳ５０４）、それぞれの制御量が同一の場合は、その制御量を用いてアクチュエータを制御する（ステップＳ５０５）点は通常のフローと同じである。
運転支援装置１０と下流装置の制御装置とが一致しないと判断し、自動運転を中断した場合に、エンジン停止、燃料カット、ブレーキをかける等の制御を行うことは危険である場合があり、手動運転への切換えを決定（ステップＳ５１０）し、運転者への通知を実施し、承諾を得た後（ステップＳ５１１）、手動運転に切換えを行う（ステップＳ５１２）もので、手動運転への切換え面での安全性を確保することができる。

実施の形態６．
本実施の形態においては、運転支援装置１０と下流装置との制御量に差異の有無の判断について図９に示したフロー図に沿って説明する。
フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分について、本実施の形態の内容に変更したものであり、その他の部分は図２のフロー図と同じである。

本実施の形態においては、運転支援装置１０と下流装置の制御量の対比において、前回までの制御量を基準として所定の許容範囲を設定し、その範囲内に２個以上の制御量が含まれているか否かを基準に自動運転の適否を判断する（ステップＳ６０４）。
運転支援装置１０の制御量と下流装置の制御量のうち、２個以上が許容範囲内であった場合、それらの値を用いてアクチュエータ制御を実施する（ステップＳ６０５）。

所定の範囲内に制御量が１つ以下の場合には、運転手に通知するなどして、手動運転に切換え（ステップＳ６１０）、手動運転によりアクチュエータ制御を実施する（ステップＳ６１１）。
本実施の形態においては、３つの制御量を用いた場合、１つの制御量が許容範囲外となった場合でも自動運転を中断することなく、運転を継続することができ、安全性に加えて利便性を確保することができる。

実施の形態７．
本実施の形態においては、運転支援装置１０と下流装置の制御量に差異を生じた場合の対応策を図１０に示したフロー図に沿って説明する。
フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分について、本実施の形態の内容に変更したものであり、その他の部分は図２のフロー図と同じである。

運転支援装置１０及び下流装置の制御量の前回までの値に基づき、制御量の上限値Ｃ３を設定し（ステップＳ７０４）。運転支援装置１０で求めた制御量Ｘ３，下流装置で求めた制御量Ｙ３と上限値Ｃ３との対比を実施する（ステップＳ７０４）。上限値Ｃ３より小さい制御量があれば、その制御量によりアクチュエータを制御する（ステップＳ７０５）。

制御量Ｘ３、Ｙ３が上限値Ｃ３よりいずれも大きい場合、手動運転に切換え（ステップＳ７１０）、運転者に通知するなどして、手動運転によりアクチュエータ制御を行う（ステップＳ７１１）。
上限値を設定することで、急激で大きな制御量変化を防止することができ、車両の動きの急激な変化を抑制することができる。

実施の形態８．
本実施の形態においては、運転支援装置１０と下流装置の制御量に差異を生じた場合の対応策を図１１に示したフロー図に沿って説明する。
フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分について、本実施の形態の内容に変更したものであり、その他の部分は図２のフロー図と同じである。

本実施の形態においては、実施の形態１等と同様に、診断部において、各々の制御量を比較し、異同を判断する（ステップＳ８０４）。制御量が同じ場合には、その値でアクチュエータを制御する（ステップＳ８０５）。制御量が異なる場合には、予め定めたセンサの重要度の序列にもとづいて、そのセンサが取得する周辺情報により演算される制御量を選択する（ステップＳ８１０）。選択した制御量を用いてアクチュエータ制御を実施する（ステップＳ８１１）．

あらかじめ定めた序列に従った制御量を用いるため、自動運転を中断することなく実施することができ、安全性の高い自動運転を可能とすることができる。

実施の形態９．
本実施の形態においては、診断部における制御量の選択方法を図１２に示したフロー図に沿って説明する。
フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分について、本実施の形態の内容に変更したものであり、その他の部分は図２のフロー図と同じである。

本実施の形態において、診断部において制御量の異同判断を実施する（ステップＳ９０４）点は他の実施の形態と同じであるが、本実施の形態では、制御量の数値を求めるものではなく、例えば制御量が、複数の段階に分割した所定の範囲を特定するものであっても用いることができる。
一例としては、加減速についての制御量Ｘ４が、Ｘ４＞ａのとき加速大、ａ≧Ｘ４＞ｂのとき加速小、ｂ≧Ｘ４＞ｃのとき速度維持、ｃ≧Ｘ４＞ｄのとき減速小、ｄ≧Ｘ４のとき減速大、という５段階に分離するものであってもよい（ステップＳ９０５）。

診断部において、異なっていると判断された場合は、図１２では手動運転に切換え（ステップＳ９１０）、手動でアクチュエータ制御を行う（ステップＳ９１１）としているが、特に限定するものではなく、例えば実施の形態３等と組み合わせ、最も安全と考えられる小さな制御量を選択する方法と組み合わせることもできる。

以上のように、制御量を数値として求めるのではなく、複数の段階に分離した範囲を特定する判断を用いることで、センサ１からの入手情報量を少なくすることができ、演算負荷も抑制することができる。

実施の形態１０．
図１３と図１４を用いて、実施の形態１０を説明する。実施の形態２と比較すると、複数の下流装置において制御量の演算を並行して行う点では共通するが、本実施の形態では、運転支援装置を備えることなく自動運転システムを構築する点で異なっている。

図１４は本実施の形態の自動運転支援システムのフロー図を示している。なお、ハードウエア構成は、基本的に図３と同じであるので省略している。

本実施の形態においては、経路生成を行う操舵経路生成部２０１、駆動経路生成部３０１、制動経路生成部４０１は同一の情報を同一精度で取捨選択及び加工することができる。また、一部について精度を落とし、又は一部のみを用いて基本的な制御量を演算することもでき、図１３に示すように、一組の経路生成部と制御量演算部を用いて、この簡略化した演算により、複数の種類の経路及び制御量を同時に算出することもできる。

センサ１の各情報の取得は、各下流装置においてタイミングが異なり、入手する情報に差異を生じる可能性がある。この場合、複数の制御量の演算結果にも誤差が生じ、同一の値とはならないことが考えられる。その結果、各診断部では、判断基準に幅を持たせて、所定の範囲を同一とみなし、正常と判断することが有効である。

本実施の形態においては、各下流装置内で、自身の装置の経路、制御量の演算を行うだけでなく、他の下流装置の経路、制御量を算出することを行っているため、運転支援装置を必要とせずに、冗長性を備えた自動運転支援システムを達成する。

図１３に記載された本実施の形態に記載の構成図を用いて、各下流装置の構成を説明する。
センサ１から通信ライン５を介して周辺情報が操舵装置２００に送られ、操舵経路生成部２０１、操舵制御量演算部２０２により、ステアリング部２０４の制御量が演算されて、操舵診断部２０３へ送られる。
同時に、同じ操舵装置２００において、エンジン部３０４の制御量が、駆動経路生成部３１１、駆動制御量演算部３１２により演算され、こちらは通信ライン５へ送信される。

駆動装置３００では、エンジン部３０４の制御量が駆動経路生成部３０１と駆動制御量演算部３０２で演算されて駆動診断部３０３へ送られ、並行して、ブレーキ部４０４の制御量が、制動経路生成部４１１、制動制御量演算部４１２で演算され、通信ライン５へ送信される。さらに、制動装置４００では、ブレーキ部４０４の制御量が制動経路生成部４０１と制動制御量演算部４０２で演算されて制動診断部４０３へ送られるのと並行して、ステアリング部２０４の制御量が、操舵経路生成部２１１、操舵制御量演算部２１２で演算され、通信ライン５へ送信される。

操舵装置２００の操舵診断部２０３には操舵装置２００内で求めた操舵制御量に加え、制動装置４００で演算された操舵制御量が通信ライン５を経て送られ、２つの演算結果が比較される。
同様に、駆動診断部３０３に２つの駆動制御量が送られて２つの演算結果が比較され、制動診断部４０３にも２つの制動制御量の演算結果が送られ２つの演算結果が比較される。

以上のように本実施の形態では、各診断部において、２つの下流装置による演算結果に基づき判断を行っている。これらは異なったＣＰＵにより演算したものであるので、より正確な判断が可能であり、誤判断を抑制することができる。

本実施の形態に示した、２つの下流装置による演算結果を用いた判断について図１４に示したフロー図に沿って説明する。フロー図は、基本的に図２に示したフロー図と同じであるが、運転支援装置による制御量算出部分（ステップＳ１０２）がない点が異なっている。

下流装置が演算した制御量のうちの２つの演算結果が同一となるか否か判断し（ステップＳ１０４）、２つの制御量が同じとなる場合、その制御量を用いてアクチュエータを制御する（ステップＳ１０５）。２つの制御量が同じとなることがなく、２つ制御量のすべてが異なる場合は手動運転に切換え（ステップＳ１１０）、手動運転によりアクチュエータを制御する（ステップＳ１１１）。
本実施の形態では、運転支援装置を備えることなく、複数の下流装置を用いることで正確な判断を行うことができる。

実施の形態１１．
図１５と図１６を用いて、実施の形態１１を説明する。実施の形態２と比較すると、複数の下流装置において制御量の演算を並行して行う点では共通するが、本実施の形態では、２つ以上の運転支援装置を具備し、複数の運転支援装置と、複数の下流装置を用いて各制御量の演算を行う点で異なっている。

図１６は本実施の形態の自動運転支援システムのフロー図で、図２に示した実施の形態１の自動運転支援システムのフロー図と異なるＡからＢの部分のみを示している。なお、ハードウエア構成は、基本的に図３と同じであるので省略している。

本実施の形態においては、経路生成を行う２つの運転経路生成部１０１、１１１、操舵経路生成部２０１、駆動経路生成部３０１、制動経路生成部４０１は同一の情報を同一精度で取捨選択及び加工することができる。また、一部について精度を落とし、又は一部のみを用いて基本的な制御量を演算することもでき、一組の経路生成部と制御量演算部を用いて、この簡略化した演算により複数の経路及び制御量を同時に算出することもできる。

センサ１の各情報の取得には、各下流装置においてタイミングが異なる可能性があり、入手する情報に差異を生じる可能性がある。この場合、複数の制御量の演算結果にも誤差が生じ、同一の値とはならないことが考えられる。その結果、各診断部では、判断基準に幅を持たせて、所定の範囲を同一とみなし、正常と判断することが有効である。

本実施の形態においては、２つの運転支援装置と各下流装置内で、自身の装置の経路、制御量の演算を行うだけでなく、他の下流装置の経路、制御量を算出することにより、一方の運転支援装置に異常及び故障が発生した場合においても、少なくとも３つ以上の演算結果を比較することができ、実施形態２と同等の高い冗長性を備えた自動運転支援システムを達成する。

図１５に記載された本実施の形態に記載の構成図を用いて、各下流装置の構成を説明する。
センサ１から通信ライン５を介して周辺情報が操舵装置２００に送られ、操舵経路生成部２０１、操舵制御量演算部２０２により、ステアリング部２０４の制御量が演算されて、操舵診断部２０３へ送られる。
同時に、同じ操舵装置２００において、エンジン部３０４の制御量が、駆動経路生成部３１１、駆動制御量演算部３１２により演算され、こちらは通信ライン５へ送信される。

駆動装置３００では、エンジン部３０４の制御量が駆動経路生成部３０１と駆動制御量演算部３０２で演算されて、駆動診断部３０３へ送られ、並行して、ブレーキ部４０４の制御量が、制動経路生成部４１１、制動制御量演算部４１２で演算され、通信ライン５送信される。さらに、制動装置４００では、ブレーキ部４０４の制御量が制動経路生成部４０１と制動制御量演算部４０２で演算されて制動診断部４０３へ送られるのと並行して、ステアリング部２０４の制御量が、操舵経路生成部２１１、操舵制御量演算部２１２で演算され、通信ライン５へ送信される。

操舵装置２００の操舵診断部２０３には操舵装置２００内で求めた操舵制御量に加え、制動装置４００で演算された操舵制御量が通信ライン５を経て送られ、さらに、２つの運転制御量演算部１０２、１１２の演算結果を合わせて、４つの演算結果が比較される。
同様に、駆動診断部３０３に２つの駆動制御量が送られて４つの演算結果が比較され、制動診断部４０３にも２つの制動制御量の演算結果が送られ４つの演算結果が比較される。

以上のように本実施の形態では、各診断部において、２つの運転支援装置１００、１１０の演算結果と、２つの下流装置による演算結果の合計４つの演算結果に基づき判断を行っている。これらは異なったＣＰＵにより演算したものであるので、より正確な判断が可能であり、誤判断を抑制することができる。さらに、１つの演算結果が異常値を示した場合でも、他の３つの演算結果に基づいた判断を行うことで、故障時においても正確な判断を継続することが可能である。

本実施の形態においては、４つの演算結果を用いた判断について図１６に示したフロー図に沿って説明する。フロー図は、図２に示したフロー図のＡからＢまでの部分を取り出して、本実施の形態の内容に変更したものであり、ＡからＢまでの部分以外は図２のフロー図と同じである。

演算した４つの制御量のうちの３つ以上の演算結果が同一となるか否か判断し（ステップＳ１００４）、３つ以上の制御量が同じとなる場合、その制御量を用いてアクチュエータを制御する（ステップＳ１００５）。３つ以上の制御量が同じとなることがなく、４つの制御量のすべてが異なる、または、２つの制御量が同一で、他の２つの制御量が前記２つの制御量とは異なる値で同一であり、正誤の判定が不可能である場合には、手動運転に切換え（ステップＳ１０１０）、手動運転によりアクチュエータを制御する（ステップＳ１０１１）。さらに、３つの演算結果が同一で、１つの運転支援装置の演算結果が異なる場合は（Ｓ１００６）、異なる制御量を算出した装置に異常があると判断する（Ｓ１００７）。
本実施の形態では、１つの運転支援装置の演算結果に異常が生じた場合においても、３つ以上の制御量を用いるため、異常発生時においても、冗長性が高く、正確な判断を行うことができる。

本実施の形態においては、２つの運転支援装置の演算結果を比較するのみの場合と比較して、２つの運転支援装置と、２つの下流装置とを用いることで、演算結果の多様化とより高い冗長性を、コストアップせずに、実現する。

実施の形態においては、２つの運転支援装置、各下流装置で２種類の制御量を演算する例を示したが、これらの組み合わせは一例であり、２つ以上の運転支援装置により構成した場合でも良好な効果を得ることができる。
また、運転支援装置の演算に異常があった例を示したが、各下流装置における演算に異常があった場合でも同様に良好な結果を得ることができる。

実施の形態１２．
実施の形態１０においては、図１３に示すように、各下流装置２００、３００、４００において、自身の装置の経路、制御量の演算を行うだけでなく、他の１つの下流装置の演算を行う場合の例を示した。
本実施の形態においては、図１７に示すように、実施の形態１０をさらに発展させ、他の２つの下流装置の演算を行う構成について説明する。

各下流装置２００、３００、４００においては、自身の装置の経路、制御量の演算を行うだけでなく、他の２つの下流装置の経路、制御量を演算する。演算結果は通信ライン５を通して各下流装置に送られて、各下流装置の診断部で演算に異常発生の判断に利用される。

自身の演算結果と、他の２つの下流装置による演算結果とを用いることで、下流装置のみで構成であっても、３つの演算結果の比較することが可能になり、より高い冗長性を備えた、良好な自動運転支援システムを構成することができる。

３つの下流装置が、各々の中に２つのＣＰＵを設置している場合などは、同じ下流装置内の２つのＣＰＵにより演算した２つの制御量を用いて演算結果の妥当性を診断することができる。冗長性を高めるためには、異なったＣＰＵで求めた演算結果を用いることが重要であり、他の下流装置における演算結果を用いることなく、同じ下流装置の２つのＣＰＵによる演算結果により診断を行うことができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１センサ、５通信ライン、１０，１００，１１０運転支援装置、１１，１０１，１１１運転経路生成部、１２，１０２，１１２運転制御量演算部、１３プロセッサ、１４記憶装置、２０，２００操舵装置、２１，２０１，２１１操舵経路生成部、２２，２０２，２１２操舵制御量演算部、２３，２０３操舵診断部、２４，２０４ステアリング部、３０，３００駆動装置、３１，３０１，３１１駆動経路生成部、３２，３０２，３１２駆動制御量演算部、３３，３０３駆動診断部、３４，３０４エンジン部、４０，４００制動装置、４１，４０１，４１１制動経路生成部、４２，４０２，４１２制動制御量演算部、４３，４０３制動診断部、４４，４０４ブレーキ部。

Claims

周辺情報を入手するセンサと、
車両を制御するアクチュエータを備えた下流装置と、
前記周辺情報に基づき前記下流装置の制御量を算出する運転支援装置と、
を備えた自動運転システムであって、
前記運転支援装置は、前記センサにより入手した周辺情報から自動運転のための運転経路の生成を行う運転経路生成部と、生成された前記運転経路を実施するために前記下流装置に指示する制御量を演算する運転制御量演算部を備え、
自動運転時に、前記下流装置は、前記運転制御量演算部が算出した前記制御量と、前記センサにより入手した周辺情報に基づき前記下流装置が算出した制御量とを対比して、不同一のとき異常と判断する診断部を有し、異常と判断された場合、自動運転を手動運転に切り替えることを特徴とする自動運転支援システム。
前記診断部での対比は、前記運転支援装置が算出した前記制御量と前記下流装置が算出した前記制御量に加え、前記下流装置以外の下流装置で算出された前記制御量について実施するものであることを特徴とする請求項１に記載の自動運転支援システム。
周辺情報を入手するセンサと、
車両の異なる種類のアクチュエータをそれぞれ制御する複数の下流装置と、
を備えた自動運転システムであって、
前記複数の下流装置のうちの一の下流装置は、少なくとも２種類のアクチュエータの制御量を算出し、
前記周辺情報に基づき前記一の下流装置が算出した第１のアクチュエータの制御量と、前記周辺情報に基づき前記一の下流装置以外の下流装置が算出した第１のアクチュエータの制御量とを対比して、同一のときに正常、不同一のとき異常と判断する診断部を有することを特徴とする自動運転支援システム。
前記異なる種類のアクチュエータは、操舵装置、駆動装置及び制動装置を含むことを特徴とする請求項３に記載の自動運転支援システム。
前記下流装置における前記制御量の算出は、前記センサを介して周辺情報を入手し、進行方向を生成する経路生成部と、前記下流装置の前記制御量を演算する制御量演算部とからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動運転支援システム。
周辺情報を入手するセンサと、
車両を制御するアクチュエータを備えた下流装置と、
前記周辺情報に基づき前記下流装置の制御量を算出する運転支援装置と、
を備えた自動運転システムであって、
前記下流装置は、
前記運転支援装置が算出した制御量と、前記周辺情報に基づき前記下流装置が算出した制御量と、前記下流装置以外の下流装置で算出された制御量とを含む少なくとも３つの制御量を対比して、自動運転の状態を判断する診断部を有することを特徴とする自動運転支援システム。
前記診断部による判断は、各制御量間に不同一が生じた場合には、車両の安全を優先する制御量を選択し、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項３、４および請求項６のいずれか１項に記載の自動運転支援システムの動作方法。