JP7202112B2 - 車両用制御システムおよび車両の制御方法 - Google Patents
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Description
自車両の周辺情報を取得する第1、第2の検知手段が設けられた車両用制御システムであって、
前記周辺情報を用いて自車両の走行制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記第1の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第1の走行状態から、前記第1の検知手段を用いず、前記第2の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第2の走行状態に切り替えられてから所定の期間の間、前記第1の走行状態において前記第1の検知手段で検知されており、かつ、前記第2の検知手段で検知された周辺情報に基づく自車両の制御量を抑制することを特徴とする。
図1~図3は、本発明の一実施形態に係る車両用の制御システム1のブロック図である。制御システム1は、車両Vを制御する。図1および図2において、車両Vはその概略が平面図と側面図とで示されている。車両Vは一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。制御システム1は、制御装置1Aと制御装置1Bとを含む。図1は制御装置1Aを示すブロック図であり、図2は制御装置1Bを示すブロック図である。図3は主に、制御装置1Aと制御装置1Bとの間の通信回線ならびに電源の構成を示している。
図1を参照して制御装置1Aの構成について説明する。制御装置1Aは、ECU群(制御ユニット群)2Aを含む。ECU群2Aは、複数のECU20A~29A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。なお、ECUの数や、担当する機能については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。なお、図1および図3においてはECU20A~29Aの代表的な機能の名称を付している。例えば、ECU20Aには「自動運転ECU」と記載している。
図2を参照して制御装置1Bの構成について説明する。制御装置1Bは、ECU群(制御ユニット群)2Bを含む。ECU群2Bは、複数のECU21B~25B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。なお、ECUの数や、担当する機能については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。なお、ECU群2Aと同様、図2および図3においてはECU21B~25Bの代表的な機能の名称を付している。
ECU間を通信可能に接続する、制御システム1の通信回線の例について図3を参照して説明する。制御システム1は、有線の通信回線L1~L7を含む。通信回線L1には、制御装置1Aの各ECU20A~27A、29Aが接続されている。なお、ECU28Aも通信回線L1に接続されてもよい。
制御システム1の電源について図3を参照して説明する。制御システム1は、大容量バッテリ6と、電源7Aと、電源7Bとを含む。大容量バッテリ6はモータMの駆動用バッテリであると共に、モータMにより充電されるバッテリである。
制御装置1Aと、制御装置1Bとが有する機能の共通性について説明する。同一機能を冗長化することで制御システム1の信頼性を向上できる。また、冗長化した一部の機能については、全く同じ機能を多重化したのではなく、異なる機能を発揮する。これは機能の冗長化によるコストアップを抑制する。
〇操舵
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41Aおよびこれを制御するECU22Aを有している。制御装置1Bもまた、電動パワーステアリング装置41Bおよびこれを制御するECU22Bを有している。
制御装置1Aは、油圧装置42Aおよびこれを制御するECU23Aを有している。制御装置1Bは、油圧装置42Bおよびこれを制御するECU23Bを有している。これらはいずれも車両Vの制動に利用可能である。一方、制御装置1Aの制動機構はブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を主要な機能としたものであるのに対し、制御装置1Bの制動機構は姿勢制御等を主要な機能としたものである。両者は制動という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、電動パーキングロック装置50aおよびこれを制御するECU24Aを有している。制御装置1Bは、電動パーキングブレーキ装置52およびこれを制御するECU24Bを有している。これらはいずれも車両Vの停車を維持することに利用可能である。一方、電動パーキングロック装置50aは自動変速機TMのPレンジ選択時に機能する装置であるのに対し、電動パーキングブレーキ装置52は後輪をロックするものである。両者は車両Vの停止維持という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、情報出力装置43Aおよびこれを制御するECU25Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置44Bおよびこれを制御するECU25Bを有している。これらはいずれも運転者に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置43Aは例えばヘッドアップディスプレイであり、情報出力装置44Bは計器類などの表示装置である。両者は車内報知という点では共通するものの、互いに異なる表示装置を採用可能である。
制御装置1Aは、情報出力装置44Aおよびこれを制御するECU26Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置43Bおよびこれを制御するECU23Bを有している。これらはいずれも車外に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置44Aは方向指示器(ハザードランプ)であり、情報出力装置43Bはブレーキランプである。両者は車外報知という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、パワープラント50を制御するECU27Aを有しているのに対し、制御装置1Bは、パワープラント50を制御する独自のECUは有していない。本実施形態の場合、制御装置1Aおよび1Bのいずれも、単独で、操舵、制動、停止維持が可能であり、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方が性能低下あるいは電源遮断もしくは通信遮断された場合であっても、車線の逸脱を抑制しつつ、減速して停止状態を維持することが可能である。また、上記のとおり、ECU21Bは通信回線L2、ゲートウェイGWおよび通信回線L1を介してECU27Aに制御指令を出力可能であり、ECU21Bはパワープラント50を制御することも可能である。制御装置1Bがパワープラント50を制御する独自のECUを備えないことで、コストアップを抑制することができるが、備えていてもよい。
〇周囲状況の検知
制御装置1Aは、検知ユニット31Aおよび32Aを有している。制御装置1Bは、検知ユニット31Bおよび32Bを有している。これらはいずれも車両Vの走行環境の認識に利用可能である。一方、検知ユニット32Aはライダであり、検知ユニット32Bはレーダである。ライダは一般に形状の検知に有利である。また、レーダは一般にライダよりもコスト面で有利である。特性が異なるこれらのセンサを併用することで、物標の認識性能の向上やコスト削減を図ることができる。検知ユニット31A、31Bは共にカメラであるが、特性が異なるカメラを用いてもよい。例えば、一方が他方よりも高解像度のカメラであってもよい。また、画角が互いに異なっていてもよい。
制御装置1Aは、回転数センサ39を有している。制御装置1Bは、車輪速センサ38を有している。これらはいずれも車速を検知することに利用可能である。一方、回転数センサ39は自動変速機TMの出力軸の回転速度を検知するものであり、車輪速センサ38は車輪の回転速度を検知するものである。両者は車速が検知可能という点では共通するものの、互いに検知対象が異なるセンサである。
制御装置1Aは、ジャイロセンサ33Aを有している。制御装置1Bはヨーレートセンサ33Bを有している。これらはいずれも車両Vの鉛直軸周りの角速度を検知することに利用可能である。一方、ジャイロセンサ33Aは車両Vの進路判定に利用するものであり、ヨーレートセンサ33Bは車両Vの姿勢制御等に利用するものである。両者は車両Vの角速度が検知可能という点では共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを有している。制御装置1Bは操舵角センサ37を有している。これらはいずれも前輪の操舵角を検知することに利用可能である。制御装置1Aにおいては、操舵角センサ37については増設せずに、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを利用することでコストアップを抑制できる。尤も、操舵角センサ37を増設して制御装置1Aにも設けてもよい。
制御装置1Aは、操作検知センサ34bを有している。制御装置1Bは、圧力センサ35を有している。これらはいずれも、運転者の制動操作量を検知することに利用可能である。一方、操作検知センサ34bは4つのブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を制御するために用いられ、圧力センサ35は姿勢制御等に用いられる。両者は制動操作量を検知する点で共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは電源7Aから電力の供給を受け、制御装置1Bは電源7Bから電力の供給を受ける。電源7Aまたは電源7Bのいずれかの電力供給が遮断あるいは低下した場合でも、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方には電力が供給されるので、電源をより確実に確保して制御システム1の信頼性を向上することができる。電源7Aの電力供給が遮断あるいは低下した場合、制御装置1Aに設けたゲートウェイGWが介在したECU間の通信は困難となる。しかし、制御装置1Bにおいて、ECU21Bは、通信回線L2を介してECU22B~24Bと通信可能である。
制御装置1Aは自動運転制御を行うECU20Aと、走行支援制御を行うECU29Aとを備えており、走行制御を行う制御ユニットを二つ備えている。
制御装置1Aまたは1Bで実行可能な制御機能は、車両Vの駆動、制動、操舵の制御に関わる走行関連機能と、運転者に対する情報の報知に関わる報知機能と、を含む。
図4は、本実施形態に係る操舵制御の概念を説明するための図である。図1、図2と同じ構成要素については、同じ参照番号を付して示す。上述したように、本実施形態に係る車両Vには、前方の周辺情報を取得するために2台のカメラ32A(カメラ32A-1、32A-2)が設置されている。カメラ32A-1、32A-2は、設置位置が異なるため、同じタイミングで周辺情報(画像)を取得したとしても、それらの周辺情報には差異が生じる。ここでは、図1に示すカメラ32Aのように、車両の幅方向にそれぞれ設置された2台のカメラ32Aを例に挙げて説明する。しかし、これに限定するものではなく、高さ方向に複数台設けられたカメラの組み合わせ(例えば、カメラ32Aとカメラ31)を用いてもよい。これらのカメラは同一方向の周辺情報(画像)を取得可能であるものとする。言い換えると、2台のカメラ32Aは、撮像範囲として、少なくとも一部が重複することとなる。
図6は、本実施形態に係る制御フローを示す図である。本処理フローは、車両Vの運転者による運転支援指示が行われた場合や、車両が運転支援を行うモード等に切り替わった際などに開始される。各制御は、上述したような車両が備える各種EUC等が連携して処理を行うが、ここでは、説明を簡単にするために処理主体を車両Vの制御システム1として示す。
本実施形態に係る操舵制御量の制限について説明する。本実施形態に係る制限方法は、前回の操舵制御量(舵角の指示値)に対する変化量の制限を行う。例えば、舵角指示の周期を10[ms]とする。そして、前回の舵角制御量が10[deg]であったとする。この場合において、舵角速度に対する制御量の上限を30[deg/s]に制限する。その結果、今回の舵角制御量は、9.7~10.3[deg](10±0.3[deg])の範囲に制限されることとなる。なお、舵角指示の周期は一例であり、これに限定するものではない。また、車両Vの走行速度などに応じて、制限される舵角速度などは変更されてよい。
1.上記実施形態の車両用制御システム(例えば1)は、
自車両(例えば、V)の周辺情報を取得する第1、第2の検知手段(例えば、32A)が設けられた車両用制御システムであって、
前記周辺情報を用いて自車両の走行制御を行う制御手段(例えば、29A、21B、22)を有し、
前記制御手段は、前記第1の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第1の走行状態から前記第2の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第2の走行状態に切り替えられた際に、自車両の前記周辺情報に基づく制御量を抑制する。
前記第1、第2のカメラは、自車両の幅方向において異なる位置に設けられる。
自車両(例えば、V)の周辺情報を取得する第1、第2の検知手段(例えば、32A)が設けられた車両の制御方法であって、
前記第1の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第1の走行状態から前記第2の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第2の走行状態に切り替えられた際に、自車両の前記周辺情報に基づく制御量を抑制して走行制御を行う。
Claims (8)
- 自車両の周辺情報を取得する第1、第2の検知手段が設けられた車両用制御システムであって、
前記周辺情報を用いて自車両の走行制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記第1の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第1の走行状態から、前記第1の検知手段を用いず、前記第2の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第2の走行状態に切り替えられてから所定の期間の間、前記第1の走行状態において前記第1の検知手段で検知されており、かつ、前記第2の検知手段で検知された周辺情報に基づく自車両の制御量を抑制することを特徴とする車両用制御システム。 - 自車両の周辺情報を取得する第1、第2の検知手段が設けられた車両用制御システムであって、
前記周辺情報を用いて自車両の走行制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記第1の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第1の走行状態または前記第2の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第2の走行状態での前記周辺情報に基づく制御量の上限値と下限値との範囲よりも、前記第1の走行状態から前記第2の走行状態に切り替わってから所定の期間にて用いられる前記周辺情報に基づく制御量の上限値と下限値との範囲を狭くすることを特徴とする車両用制御システム。 - 前記第1、第2の検知手段は、少なくとも一部の撮像範囲が重複する第1、第2のカメラであり、
前記第1、第2のカメラは、自車両の幅方向において異なる位置に設けられることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用制御システム。 - 前記所定の期間は、前記第1の走行状態から前記第2の走行状態に切り替わってから所定の時間が経過するまでの期間、または、前記第1の走行状態から前記第2の走行状態に切り替わってから所定の距離を自車両が走行するまでの期間であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用制御システム。
- 前記制御量は、操舵に関する制御量であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車両用制御システム。
- 前記周辺情報は、自車両が走行している道路上の白線の位置であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の車両用制御システム。
- 自車両の周辺情報を取得する第1、第2の検知手段が設けられた車両の制御方法であって、
前記車両の制御手段は、
前記第1の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第1の走行状態から、前記第1の検知手段を用いず、前記第2の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第2の走行状態に切り替えられてから所定の期間の間、前記第1の走行状態において前記第1の検知手段で検知されており、かつ、前記第2の検知手段で検知された周辺情報に基づく自車両の制御量を抑制して走行制御を行うことを特徴とする制御方法。 - 自車両の周辺情報を取得する第1、第2の検知手段が設けられた車両の制御方法であって、
前記車両の制御手段は、
前記第1の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第1の走行状態または前記第2の検知手段にて検知された周辺情報を用いた第2の走行状態での前記周辺情報に基づく制御量の上限値と下限値との範囲よりも、前記第1の走行状態から前記第2の走行状態に切り替わってから所定の期間にて用いられる前記周辺情報に基づく制御量の上限値と下限値との範囲を狭くして走行制御を行うことを特徴とする制御方法。
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