JP7238495B2

JP7238495B2 - 車両運転システム

Info

Publication number: JP7238495B2
Application number: JP2019044904A
Authority: JP
Inventors: 聖嗣牧田; 慧伍蛭間; 尚吾中田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: CN111762182A; US11932270B2; US20200290636A1; JP2020147106A

Description

本発明は、車両運転システムに関する。

従来、自動運転回路と手動運転回路とを備え、車両の異常態様に応じて自動運転と手動運転を切り替える技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。

自動運転を想定した場合、運転手の代替となる自動運転システム（主自動運転システム）に加え、該システムの故障時等に、運転手による操作入力を可能とするための予備的なシステム（副自動運転システム）が必要になる。要は、フェールセーフの観点からすれば、当該自動運転車両は車両走行制御を司る制御系統を主・副２系統備えることが必要になってくる。

また、かかる自動運転車両では、例えばワイパー、ターンランプ、ホーンといった、運転手が手動で入力操作していた機器（車載操作機器）を自動的に動作させるための操作系制御装置も必要になってくる。

特開２０１７－１５９８４０号公報

しかし、上記のように主・副２系統の自動運転システムを備えた自動運転車両において、複数の車載操作機器のそれぞれをシステムに直接的に接続しようとすれば個別のワイヤーハーネスが必要であり、そのぶん配線が増えてしまう。また、配線が複雑になりやすい。

そこで、本発明は、２系統の自動運転システムに多くの車載機器を接続した場合にも配線が過多・複雑となるのを抑えることができる車両運転システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る車両運転システムは、
運転手による操作が可能な複数の車載操作機器を自動的に動作させる信号を出力する自動運転用制御ユニットと、
運転手による操作入力に基づき車載操作機器への信号を出力する手動運転用制御ユニットと、
自動運転用制御ユニット、手動運転用制御ユニットおよび車載操作機器と接続されており、自動運転用制御ユニット及び／又は手動運転用制御ユニットから出力された信号を受信して、車載操作機器へ信号を出力するインターフェース制御ユニットと、
を備える。

この車両運転システムにおいては、自動運転システムの主・副２系統を構成する自動運転用制御ユニット、手動運転用制御ユニットのそれぞれに対し、インターフェース制御ユニットを通じて車載操作機器が接続されている。この構成によれば、それぞれのユニットに各車載操作機器を直接的に接続した場合のような個別の配線が不要であり、そのぶん、配線を簡素化し、かつ少なくすることができる。

上記のごとき態様の車両運転システムにおけるインターフェース制御ユニットは、自動運転用制御ユニットから出力された信号と手動運転用制御ユニットから出力された信号を受信した際にどちらの信号を優先すべきかを判断する制御装置を有していてもよい。

また、本発明の一態様に係る車両運転システムは、運転手による操作が可能な複数の車載操作機器を自動的に動作させる信号を出力する自動運転用制御ユニットからの信号と、運転手による操作入力に基づき前記車載操作機器への信号を出力する手動運転用制御ユニットからの出力と、を受信した際、どちらの信号を優先すべきかをインターフェース制御ユニットにより判断する車両運転システムである。

本発明によれば、２系統の自動運転システムに多くの車載機器を接続した場合にも配線が過多・複雑となるのを抑えることができる。

車両運転システムの構成例を模式的に示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る車両運転システムの好適な実施形態について説明する（図１参照）。

車両運転システム１０は、車両１の自動運転を実現するためのシステムであり、複数の自動運転システムを備えた構成となっている。本実施形態の車両運転システム１０は、各種車載操作機器５０を自動的に動作させるための主自動運転システム（自動運転用制御ユニット）２０、副自動運転システム（手動運転用制御ユニット）３０、さらにはインターフェース制御ユニット４０などを備えたシステムとして構成されている（図１参照）。また、本実施形態の車両運転システム１０は、上記のほか、アンテナ１１、通信モジュール１２、物体・自己位置検出装置１３、中継器１４、物体検出装置１５、手動式車両操作装置１６をさらに含む。

主自動運転システム２０は、車載操作機器５０を、運転手の代替として自動的に動作させるための制御装置を含むシステムである。特に図示していないが、制御装置は、制御部、記憶部を有する。制御部は、自動運転システム用コンピューターを含むものであってもよい。記憶部は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリ、レジスタといった記憶デバイスからなり、判定情報を記憶している。判定情報１２ａは、物体検出装置１５などによる外部からの検出情報に対応する運転制御が対応付けられた内容を含む情報である。

副自動運転システム３０は、状況に応じて主自動運転システム２０の代替として機能することができるシステムである。副自動運転システム３０は、主自動運転システム２０と同様のシステムとして構成されていてもよい。副自動運転システム３０の制御装置の制御部は、手動運転システム用サブコンピューターを含むものであってもよい。

アンテナ１１は、外部装置と通信し、自動運転に必要な情報を含む信号を受信する。通信モジュール１２は例えば車載用のワイヤレス通信装置などで構成されており、アンテナ１２から信号を受信し、中継器１４を介して主自動運転システム２０及び／又は副自動運転システム３０に情報を送る。

物体・自己位置検出装置１３は、例えば車載レーダーや車載カメラ（３Ｄカメラを含む）を使って得た情報から外部の物体と自己車両の位置を検出する。この物体・自己位置検出装置１３によって検出された位置情報は、中継器１４を介して主自動運転システム２０及び／又は副自動運転システム３０に送られる。

物体検出装置１５は、自動運転時における周囲の物体を検出する装置であり、例えば、車両前方を撮像する前方カメラと車両後方を撮像する後方カメラとで構成される。物体検出装置１５によって検出された情報は主自動運転システム２０に送信される（図１参照）。

手動式車両操作装置１６は、運転手の操作に応じた信号を主自動運転システム２０及び／又は副自動運転システム３０に送信する装置で、例えば、操作レバー、操作スイッチ、操作ハンドル等の各種入力装置で構成される。

インターフェース制御ユニット４０は、インターフェース装置（例えば、ＩＦＢＯＸ）で構成されるユニットであり、主自動運転システム２０、副自動運転システム３０のそれぞれとバス（CAN-Bus）１８を介して接続されている。また、インターフェース制御ユニット４０には、各種の車載操作機器５０が接続されている（図１参照）。インターフェース制御ユニット４０は、制御装置４２を含む。インターフェース制御ユニット４０が主自動運転用制御ユニット２０から送信された信号と副自動運転用制御ユニット３０から送信された信号を受信した場合、制御装置４２は、主自動運転用制御ユニット２０と副自動運転用制御ユニット３０のどちらがメインとして動作しているかに基づき、どちらの信号を優先すべきかを判断して選択するいわゆる調定機能を有する。

車載操作機器５０は、従来は運転手により操作されていた、あるいは運転手による操作が可能とされている各種車載機器（操作系）である。本実施形態の車両における車載操作機器５０には、信号の入力を行う入力装置５０ａ、照明機器５０ｂ、ウィンドウ制御装置５０ｃ、ミラー制御装置５０ｄ、ドア制御装置５０ｅ、スロープ制御装置５０ｆ、シフト５０ｇ、パーキングブレーキ５０ｈ、表示装置５０ｉ、デフォッガー５０ｊ、ワイパー５０ｋ、エアコン５０ｌ、ホーン５０ｍ、ハザード５０ｎ、ターンランプ（右側）５０ｏ、ターンランプ（左側）５０ｐがある（図１参照）。これら車載操作機器５０（５０ａ～５０ｐ）は、それぞれインターフェース制御ユニット４０に接続されている。なお、いうまでもなくこれら各種機器は具体例にすぎず、車載操作機器５０にはここで挙げたもの以外の機器も含まれ得る。

上記のごとき車両運転システム１０において、運転手が入力装置ａ（例えば、ターンランプ用のスイッチ）を操作し、所定の方向指示動作のための信号を入力したとする。信号は、インターフェース制御ユニット４０、バス１８を通じて、主自動運転用制御ユニット２０及び／又は副自動運転用制御ユニット３０に受信される。信号を受信した主自動運転用制御ユニット２０及び／又は副自動運転用制御ユニット３０は、受信した信号に基づき、ターンランプ（右側）５０ｏ又はターンランプ（左側）５０ｐに所定の方向指示動作をさせるための信号を送信する。インターフェース制御ユニット４０がこの信号を受信すると、必要に応じて、制御装置４２が主自動運転用制御ユニット２０と副自動運転用制御ユニット３０のどちらがメインとして動作しているかに基づき調定をしたうえで、ターンランプ（右側）５０ｏ又はターンランプ（左側）５０ｐに方向指示動作をさせる（図１参照）。

本実施形態の車両運転システム１０では、主自動運転用制御ユニット２０と副自動運転用制御ユニット３０のそれぞれに、インターフェース制御ユニット４０を通じて（介在させて）各車載操作機器５０を接続する構成としている。この構成においては、ユニット２０，３０のそれぞれに各車載操作機器を直接的に接続した場合に比べて配線を簡素化しやすい。また、多くの車載操作機器５０を接続したとしても配線が過多になったり複雑になったりするのを回避しやすい。また、これにより、コスト増加をも回避しやすい。

また、ユニット２０，３０のそれぞれに各車載操作機器を直接的に接続し、なおかつ各車載操作機器に調定機能（車両運転システム１０の主・副の２系統を構成する主自動運転用制御ユニット２０と副自動運転用制御ユニット３０の両方から同時に信号が出力された場合、どちらを優先すべきか選択する機能）を備えさせるとした場合、調定機能は、車載操作機器の数が増えればそのぶん多く必要となり機能が散逸してしまうが、これに対し、本実施形態では、インターフェース制御ユニット４０（の制御装置４２）に調定機能を備えさせたことから、そのように機能が散逸してしまうのを回避しやすい。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに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において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施形態ではインターフェース制御ユニット４０が１つである車両運転システム１０を説明したがこれは好適な一例にすぎない。特に図示はしていないが、例えば、インターフェース制御ユニット４０を複数（たとえば２つ）として並列に配置し、それぞれのユニット４０に、複数の車載操作機器５０を半分ずつ接続するといった構成にしてもよい。

本発明は、車両の自動運転を実現するための車両運転システムに適用して好適なものである。

１…車両、１０…車両運転システム、２０…主自動運転システム（自動運転用制御ユニット）、３０…副自動運転システム（手動運転用制御ユニット）、４０…インターフェース制御ユニット、４２…制御装置、５０…車載操作機器

Claims

運転手による操作が可能な複数の車載操作機器を自動的に動作させる信号を出力する自動運転用制御ユニットと、
運転手による操作入力に基づき前記車載操作機器への信号を出力する手動運転用制御ユニットと、
前記自動運転用制御ユニットおよび前記手動運転用制御ユニットと接続され、かつ、複数の前記車載操作機器の各々と有線接続されており、前記自動運転用制御ユニット及び／又は前記手動運転用制御ユニットから出力された信号を受信して、前記車載操作機器へ信号を出力するインターフェース制御ユニットと、
を備えており、
前記インターフェース制御ユニットは、前記車載操作機器から受信した入力信号を前記自動運転用制御ユニット及び前記手動運転用制御ユニットへ送信し、さらに、前記入力信号に基づいて前記自動運転用制御ユニットで作成され該自動運転用制御ユニットから出力された信号及び／又は前記入力信号に基づいて前記手動運転用制御ユニットで作成され該手動運転用制御ユニットから出力された信号を受信し、該受信した信号を前記車載操作機器へ出力する車両運転システム。
前記インターフェース制御ユニットは、前記自動運転用制御ユニットから出力された信号と前記手動運転用制御ユニットから出力された信号を受信した際にどちらの信号を優先すべきかを判断する制御装置を有する、請求項１に記載の車両運転システム。
運転手による操作が可能な複数の車載操作機器を自動的に動作させる信号を出力する自動運転用制御ユニットからの信号と、運転手による操作入力に基づき前記車載操作機器への信号を出力する手動運転用制御ユニットからの出力と、を受信した際、どちらの信号を優先すべきかをインターフェース制御ユニットにより判断し、該インターフェース制御ユニットにより前記車載操作機器から受信した入力信号を前記自動運転用制御ユニット及び前記手動運転用制御ユニットへ送信し、さらに、前記入力信号に基づいて前記自動運転用制御ユニットで作成され該自動運転用制御ユニットから出力された信号及び／又は前記入力信号に基づいて前記手動運転用制御ユニットで作成され該手動運転用制御ユニットから出力された信号を該インターフェース制御ユニットにより受信し、該受信した信号を前記車載操作機器へ出力する、車両運転システム。