JP7250613B2

JP7250613B2 - 制御装置

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Publication number: JP7250613B2
Application number: JP2019093837A
Authority: JP
Inventors: 信康金川; 慎二中川; 朋仁蛯名; 一芹沢
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2023-04-03
Anticipated expiration: 2039-05-17
Also published as: WO2020235317A1; JP2020187709A

Description

本発明は、制御装置に関する。

自動運転を初めとする制御の全自動化は、人為的操作を不用とし、人為的誤りに起因する事故の確率を低減し、安全性を向上させることを可能とする。自動運転においては特に推論機能により安全性が低下する状態の発生を予測してそれを回避させる、人間にたとえればいわゆる「かもしれない運転」のために、人工知能の活用が有効な面がある。

しかしその一方で、そのままでは人工知能の制御による動作の安全性の保証が無く、誤った推論結果により安全性が低下する状態を発生させる、いわゆる「だろう運転」の可能性を否定できない。そこで、本発明者らは、人工知能による制御操作候補に安全検証機能を付加して、人工知能による制御の安全性を確保する技術を既に出願している（特許文献１）。

特開2018-185746号公報

本発明者らによる先願によれば、特に実際の動作実績に基づいて、制御操作候補の安全性が確認された場合のみ、または安全性が確認された範囲に制限した場合のみ、動作を許可することにより、制御システムの動作の安全性を保証することができる。

しかしその反面、動作実績のない条件下での制御操作候補の安全性を確認することは困難である。あらゆる条件下での制御操作候補の安全性を確認することを可能とするためには、あらゆる条件下での制御システムの安全な動作実績データの収集が必要となる。したがって、データを取得するために長時間を要することになり、データ量も膨大なものとなる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、動作実績のない条件下であっても制御操作候補の安全性を確保することができる制御装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明の制御装置は、所定の入力に基づいて制御出力を生成する知能化制御部と、前記制御出力が予め設定された安全領域データ内にあるか否かを判定する安全検証部と、前記制御出力が前記安全領域データ内にある場合には前記制御出力による制御を許可し、前記安全領域データ外にある場合には前記制御出力による制御を禁止、または、前記制御出力を前記安全領域データ内に制限して制御する出力制御部と、を備え、前記安全検証部は、前記安全領域データを制御対象の動作条件に応じて変化させることを特徴とする。

本発明によれば、安全領域データを制御対象の動作条件に応じて変化させるので、特定の条件下で収集された制御装置の安全な動作実績データから、他の動作条件下での制御出力の安全制限出力を生成することができる。したがって、動作実績のない条件下であっても制御操作候補の安全性を確保することが可能となる。

本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態における制御装置のブロック図。動作条件によって安全領域データをスケーリングする方法について説明する図。速度指令値と操舵角指令値により規定される安全性確認済の安全領域データを示す図。図２に示す安全性確認済の安全領域データを摩擦係数μでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。交差点の形状の特徴量についての一例を示す図。車速Ｖｏのときの安全性確認済の安全領域データを示す図。図５に示す安全性確認済の安全領域データを２倍の車速２Ｖｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。図５に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の車速３Ｖｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。交差点の奥行きＤｏのときの安全性確認済の安全領域データを示す図。図８に示す安全性確認済の安全領域データを２倍の奥行き２Ｄｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。図８に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の奥行き３Ｄｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。交差点の曲がる角度αが９０度のときの安全性確認済の安全領域データを示す図。図１１に示す安全性確認済の安全領域データを交差点の曲がる角度αが１２０度でスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。図１１に示す安全性確認済の安全領域データを交差点の曲がる角度αが４５度でスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。図１１に示す安全性確認済の安全領域データを交差点の曲がる角度αが３０度でスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図。図２に示す安全性確認済の安全領域データをタイヤのスライド量（アンダーステア、オーバーステア）で補正した安全領域データを示す図。図５に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の車速３Ｖｏでスケーリングし、スケーリング後の安全領域データをタイヤのスライド量（オーバーステア、アンダーステア）で補正した安全領域データを示す図。第５実施形態における制御装置のブロック図。安全検証部の動作の説明図。第６実施形態における制御装置のブロック図。安全検証部の動作の説明図。図１７に対応する制御装置の他の実施例を説明するブロック図。図１９に対応する制御装置の他の実施例を説明するブロック図。

以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の各実施形態では、本発明の制御装置を車両の自動運転制御に適用した場合を例に説明するが、これに限定されるものではなく、他の移動体に用いてもよい。

＜第１実施形態＞
図１Ａは、第１実施形態における制御装置のブロック図、図１Ｂは、動作条件によって安全領域データをスケーリング（拡大または縮小）する方法について説明する図である。

本実施形態の制御装置２は、不図示の操作インタフェース部に有線または無線で接続され、操作インタフェース部から入力される操作量情報に基づいて、図外の制御対象を制御するための安全制御出力５０を生成する。制御装置２は、自動制御出力を生成する自動制御部２０と、自動制御出力の安全性を検証する安全検証部３０と、出力制御部３を構成するＡＮＤゲート４０を備える。自動制御出力の安全性を検証するとは、自動制御出力が出力制御部３から図外の制御対象に入力された場合に、制御対象が安全に動作するかを判定することである。制御装置２は、安全検証部３０によって安全性が確保できる場合に、自動制御部２０の自動制御出力を出力し、安全性が確保できない場合には自動制御出力の出力を制限する構成を有する。

制御装置２は、知能化制御部である自動制御部２０により深層学習または機械学習などの人工知能を導入することにより、人知を超えた制御性能を実現することが期待されている。しかし、人知を超えるがゆえに、安全に関するアカウンタビリティ（説明責任、説明性）の向上が望ましい。制御装置２は、安全検証部３０によって、人工知能による人知を超えた高度な制御においても安全性を確保することができる。

安全検証部３０は、所定の入力４と自動制御出力２１とが入力され、それらの値４、２１に対応する検証出力（検証結果）を出力する判定回路３０１を有する。安全性の確認結果である検証結果は、「ＯＫ」（安全性あり）または「ＮＧ」（安全性なし）のいずかで出力される。安全検証部３０は、現在の入力４および現在の自動制御出力２１に限らず、過去の値からの遷移状態を利用することもできる。過去の値からの状態遷移にも着目する場合（遷移チェック３０２付き）、１サンプル前（Ｚ^－１）の入力４および自動制御出力２１も判定回路３０１Ａへ入力される。

判定回路３０１は、現在の所定の入力４および現在の自動制御出力２１と、１サンプル前の所定の入力４および自動制御出力２１（すなわち過去の入力４および過去の自動制御出力２１）とに基づいて、安全性あり（ＯＫ）または安全性なし（ＮＧ）の検証結果を出力する。

安全検証部３０は、判定回路３０１の検証結果が「ＯＫ」（安全性あり）である場合、出力制御部３のＡＮＤゲート４０に信号を出力して、ＡＮＤゲート４０が自動制御部２０の自動制御出力２１を出力できるようにする。これに対し、安全検証部３０は、判定回路３０１の検証結果が「ＮＧ」（安全性なし）である場合、ＡＮＤゲート４０に信号を出力して、ＡＮＤゲート４０に自動制御出力２１の出力を遮断または制限させるようにする。出力制御部３は、安全検証部３０の検証結果がＮＧの場合、自動制御出力２１による制御を禁止、または、自動制御出力２１を安全領域データ内に制限して制御する。制御装置２は、安全検証部３０によって、自動制御部２０からの自動制御出力２１の安全性を監視するため、制御対象の安全な動作を保証できる。

安全検証部３０は、自動制御出力２１が過去に安全な制御結果を経験した範囲を安全領域データとして記憶する安全領域データベースを備えている。安全検証部３０は、特定の動作条件ｉ下で制御出力が安全な動作実績データを収集して安全な制御出力範囲である安全領域データを取得し、安全領域データベースに記憶する。そして、図１Ｂに示すように、特定の動作条件ｉ下の安全領域データを動作条件に基づいてスケーリングすることによって、特定の動作条件ｉ下の安全領域データから、特定の動作条件ｉとは異なる他の動作条件下でも制御出力が安全であるとされる安全領域データを生成する。

本実施形態の安全検証部３０は、特定の動作条件ｉ下で取得した安全領域データを動作条件でスケーリングすることにより変化させて、条件１～条件ｎ（ｎは整数）に対応する安全領域データを生成する。安全検証部３０は、シミュレーションまたは実機を実際に動作させて、スケーリングにより生成された安全領域データを用いた制御出力の動作結果が安全であったかどうかを検証し、安全が確認されたデータを安全領域データとして取得する。

本実施形態の制御装置２は、特定の動作条件下での制御装置２の安全な動作実績データ（安全領域データ）を収集する。そして、その動作条件と、制御装置の安全な動作実績データの境界値の関係(特に、比例関係、反比例関係）を分析する。それから、その関係に基づいて、スケーリングを行うことにより、異なる動作条件下での制御装置２の安全領域データを生成する。安全領域データは、少なくとも一つ以上の次元（組み合わせる変数の数）を持ち、スケーリングは、安全領域データを特定の次元の軸において拡大縮小させること、或いは、特定の次元において係数を乗じることにより行われる。

本実施例によれば、特定の動作条件ｉについて安全領域データを取得すれば、その安全領域データを条件に応じてスケーリングすることによって、動作実績のない条件１～条件ｎに対応する安全領域データを得ることができる。したがって、条件１～条件ｎにおいて動作実績データを取得する必要がなく、これらの安全領域データを取得するための時間を大幅に短縮することが可能となる。

＜第２実施形態＞
本実施形態は、車両の自動運転制御に際して、速度指令値と操舵角指令値の組み合わせを安全領域データとしたものであり、動作条件は、移動体である車両が走行する路面の摩擦係数である。

図２と図３は、第２実施形態の制御装置の内容を説明する図であり、図２は、速度指令値と操舵角指令値により規定される安全性確認済の安全領域データを示す図、図３は、図２に示す安全性確認済の安全領域データを摩擦係数μでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図である。図２および図３において図示される上下の直線部分（境界Ａ）は、操舵機構の構造で決まる最大操舵角であり、図示される右上、右下の曲線部分（境界Ｂ）は、遠心力とタイヤグリップ力で制約される領域である。

車体の遠心力は、
F=mv^2 /R （但し、F:遠心力、m: 車体重量、v: 速度、R: 旋回半径）・・・(1)
と表され、旋回半径Ｒは、
R = L /(sinθ) （但し、L: ホイールベースの長さ、θ: 操舵角）・・・(2)
であるから式(2)を式(1)に代入すると、
F = m・sinθ・v^2 /L ・・・(3)
となる。
タイヤの摩擦力は、
F = mμ ・・・(4)
であるから、式(3)＝式(4)とおくと、
m・sinθ・v^2 /L = mμ
となり、即ち、
v = SQRT(μ・L /( sinθ))
となる。

安全検証部３０は、例えば路面の摩擦係数μが1.0（条件ｉ）のときの動作実績データから安全領域データ（図２のＳａ）を取得し、その安全領域データを摩擦係数μまたは摩擦係数μの平方根に比例して拡大縮小（他の条件でスケーリング）することにより、路面の摩擦係数μが0.5のときの安全領域データ（図３のＳａ）をはじめとして、任意の路面の摩擦係数μについて安全領域データを生成することができる。

限界となる速度vは、以下のように求められ、TTC(Time to collision)一定、すなわち停止時間一定と仮定した場合には摩擦係数μに比例し、停止距離一定と仮定した場合には摩擦係数μの平方根に比例する。

まず、TTC(Time to collision)一定、すなわち停止時間一定と仮定した場合に限界となる速度vを求める。
v=at（但し、v: 速度、a: 加速度、t: 時間）・・・(5)
であるから、時間tの間に速度vから速度0に減速するために必要な減速度は、
a = v/t
となる。ここで、tを一定と仮定すると、
v ∝ a
となる。さらに、
a ∝ μ
であるから、
v ∝ μ
となる。

続いて、停止距離を一定と仮定した場合に限界となる速度を求める。
y = at^2 /2（但し、y: 距離）・・・(6)
であるから、停止距離を一定と仮定すると、式(5)より、
t = v/a ・・・(7)
である。したがって、式(6)に式(7)を代入すると、
y = v^2 /(2a)
となる。

ここで、yを一定と仮定すると、
v^2 ∝ a
となる。同様にして、
a ∝ μ
であるから、
v ∝ SQRT(μ)
となる。

また、大型車両においては、車重や積載量等の条件を変更することにより速度指令値と操舵角指令値の安全領域データをスケーリングすることも可能である。

＜第３実施形態＞
本実施形態は、車両の制御に際して、交差点に進入してからの経過時間と操舵角指令値の組み合わせを安全領域データとしたものである。

図４と図５は、第３実施形態の制御装置の内容を説明する図であり、図４は、交差点の形状の特徴量についての一例を示す図、図５は、車速Ｖｏのときの安全性確認済の安全領域データを示す図である。

本実施形態では、移動体である自車両２００が交差点４０３を通過する場合を例に説明する。なお、本実施形態は、左側通行の場合を例に説明するが、本発明は、右側通行の場合にも同様に適用することができる。

道路４００は、図４に示すように、２本の直線路４０１、４０２がほぼ直角に交わる、いわゆる四叉路の道路形状を有している。自車両２００は、一方の直線路４０１を直進して、交差点入り口４１１から交差点４０３に進入し、交差点４０３で右折して他方の直線路４０２を走行する経路を辿る自動運転制御がなされる。

交差点４０３は、その形状の特徴量として、交差点の大きさと、曲がる回転角度で表すことができる。交差点の大きさは、交差点の入り口から奥行きの距離Ｄで表すことができる。交差点４０３は、一方の直線路４０１における交差点入り口４１１から交差点出口までの直線距離が奥行きＤであり、一方の直線路４０１の交差点入り口４１１から他方の直線路４０２の交差点出口４１２までの右折角度が角度αである。

安全検証部３０は、動作実績データから車速Ｖｏで交差点４０３を安全に右折することができる安全領域データを取得して安全確認済の安全領域データＳａを生成する。安全領域データＳａは、交差点４０３に進入してからの経過時間ｔと、交差点４０３を右折した際の操舵角指令値θとの組み合わせによって規定される。安全領域データＳａ外の領域は、走行に注意を有する注意領域Ｓｂとなる。安全検証部３０は、交差点の形状の特徴量を表す奥行きＤ、角度α、および、移動体の速度（車速）Ｖにより安全領域データＳａをスケーリングする。

図６は、図５に示す安全性確認済の安全領域データを２倍の車速２Ｖｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図、図７は、図５に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の車速３Ｖｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図である。

図５に示す安全性確認済の安全領域データを２倍の車速２Ｖｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データＳａは、図６に示すように、経過時間ｔを２分の１の大きさに縮小した大きさを有している。図５に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の車速３Ｖｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データは、図７に示すように、経過時間ｔを３分の１の大きさに縮小した大きさを有している。

移動体の速度（車速）Ｖについては、図５－図７に示すように、交差点４０３に進入してからの経過時間ｔが移動体の速度（車速）Ｖに反比例してスケーリングされる。したがって、例えば速度Ｖｏの動作実績データから安全性確認済の安全領域データを所得すれば、スケーリングによって任意の速度Ｖに対応する安全領域データを得ることができる。

次に、交差点の奥行きＤについて考える。
車両のホイールベースをＬ、前輪の旋回半径をＲ、操舵角をθとすると、
Ｌ＝Ｒ・ｓｉｎ θ
となる。従って操舵角θは、
θ＝ｓｉｎ^－１（Ｌ／Ｒ）
となる。
通常は、Ｒ＝Ｄであるから、
θ＝ｓｉｎ^－１（Ｌ／Ｄ）
となる。

図８は、交差点の奥行きＤｏのときの安全性確認済の安全領域データを示す図、図９は、図８に示す安全性確認済の安全領域データを２倍の奥行き２Ｄｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図、図１０は、図８に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の奥行き３Ｄｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図である。図８に示す安全性確認済の安全領域データを２倍の奥行き２Ｄｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データＳａは、図９に示すように、操舵角指令値θを所定の大きさに縮小した大きさを有している。図８に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の奥行き３Ｄｏでスケーリングしたスケーリング後の安全領域データＳａは、図１０に示すように、操舵角指令値θを奥行き２Ｄｏの場合よりも更に縮小した大きさを有している。

交差点４０３の奥行きＤについては、図８－図１０に示すように、操舵角指令値θがｓｉｎ^－１（Ｌ／Ｄ）に比例してスケーリングされる。したがって、例えば奥行きＤｏの動作実績データから安全確認済の安全領域データを取得すれば、スケーリングによって任意の奥行きＤに対応する安全領域データを得ることができる。

次に、交差点の入り口と出口とのなす角αについて考える。
図１１は、交差点の曲がる角度αが９０度のときの安全性確認済の安全領域データを示す図、図１２は、図１１に示す安全性確認済の安全領域データを交差点の曲がる角度αが１２０度でスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図、図１３は、図１１に示す安全性確認済の安全領域データを交差点の曲がる角度αが４５度でスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図、図１４は、図１１に示す安全性確認済の安全領域データを交差点の曲がる角度αが３０度でスケーリングしたスケーリング後の安全領域データを示す図である。

入り口と出口のなす角αについては、図１１－図１４に示すように交差点に進入してからの経過時間が入り口と出口のなす角αに比例してスケーリングされる。したがって、例えば交差点の曲がる角度αが９０度（α＝９０度）の動作実績データから安全確認済の安全領域データを取得すれば、スケーリングによって任意の角度αに対応する安全領域データを得ることができる。

＜第４実施形態＞
図１５は、図２に示す安全性確認済の安全領域データをタイヤのスライド量（アンダーステア、オーバーステア）で補正した安全領域データを示す図、図１６は、図５に示す安全性確認済の安全領域データを３倍の車速３Ｖｏでスケーリングし、スケーリング後の安全領域データをタイヤのスライド量（オーバーステア、アンダーステア）で補正した安全領域データを示す図である。

速度指令値と操舵角指令値により規定される安全領域データＳａに、遠心力とタイヤグリップ力で制約される領域でタイヤのスライド（オーバーステア、アンダーステア）を許容する安全領域データＳｃ、Ｓｄも考慮して設定することができる。なお、この場合、図１６に示すように、操舵角指令値の安全領域データＳａもタイヤのスライド（オーバーステア、アンダーステア）を考慮して設定される。

＜第５実施形態＞
図１７は、第５実施形態における制御装置のブロック図、図１８は、安全検証部の動作の説明図である。上述の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

制御装置２Ａの安全検証部３０Ａは、判定回路３０１Ａと、遷移チェック３０２を有する。安全検証部３０の判定回路３０１Ａは、図１７に示すように、現在の所定の入力４および現在の自動制御出力２１と、１サンプル前の所定の入力４および自動制御出力２１（すなわち過去の入力４および過去の自動制御出力２１）とに基づいて、安全性あり（ＯＫ）または安全性なし（ＮＧ）の検証結果を出力する。

安全検証部３０Ａの動作は、図１８に示すように、例えばＣＡＭ（Content Addressable Memory、連想記憶メモリ）等を用いて定義することができる。例えばＣＡＭには、所定の入力４および自動制御出力２１と、遷移チェック３０２付きの場合には過去の所定の入力４および過去の自動制御出力２１との組み合わせをエントリーとして、それらに対応した検証出力（ＯＫ／ＮＧ）が予め設定されている。

このように構成される本実施形態も第１実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例の安全検証部３０Ａは、過去の入力４および過去の自動制御出力２１も考慮して、自動制御出力２１が安全であるか判定することができる。これにより、より効率的にかつ高い信頼性をもって安全性を検証することができる。

＜第６実施形態＞
図１９は、第６実施形態における制御装置のブロック図、図２０は、安全検証部の動作の説明図である。上述の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
制御装置２Ｂは、自動制御出力２１を所定の制御出力上限値と所定の制御出力下限値とで定まる所定の範囲内に収まるように出力することができる。制御装置２Ｂは、自動制御部２０と、安全検証部３０Ｂと、制限値選択回路４１とを含む。

安全検証部３０Ｂの判定回路３０１Ｂは、現在の所定の入力４および現在の自動制御出力２１が入力されると、それらに対応する制御出力上限および制御出力下限を出力する。安全検証部３０Ｂは、上述の各実施形態と同様に、過去の値からの状態遷移にも着目することができる。すなわち、安全検証部３０Ｂには、現在の入力４および現在の自動制御出力２１に加えて、１サンプル前（Ｚ^－１）の過去の入力４および過去の自動制御出力２１も入力される。安全検証部３０Ｂの判定回路３０１Ｂは、それら現在および過去の情報に対応する制御出力上限および制御出力下限を出力する。

制限値選択回路４１は、入力された自動制御出力２１が制御出力上限と制御出力下限の間にある場合は、その自動制御出力２１を安全制限出力５０として出力する。制限値選択回路４１は、入力された自動制御出力２１が制御出力上限を上回る場合は、自動制御出力２１を制御出力上限に制限した値を安全制限出力５０として出力する。制限値選択回路４１は、入力された自動制御出力２１が制御出力下限を下回る場合は、自動制御出力２１を制御出力下限に制限した値を安全制限出力５０として出力する。

さらに、制限値選択回路４１は、安全検証結果をステータス５１として出力することもできる。安全検証結果のステータスは、例えば、「ＯＫ」「ＯＫｗ／ｌｉｍｉｔ」「ＮＧ」の複数段階に分けられている。

ステータス「ＯＫ」とは、自動制御出力２１が制御出力下限と制御出力上限の範囲内にある場合である。ステータス「ＯＫｗ／ｌｉｍｉｔ」とは、自動制御出力２１が制御出力下限と制御出力上限との範囲の外に存在するが、制御出力下限と制御出力上限との間の値に補正しうる場合である。つまり、自動制御出力２１を制御出力下限と制御出力上限との範囲内に補正可能な場合である。ステータス「ＮＧ」とは、自動制御出力２１が制御出力下限と制御出力上限との範囲内に存在せず、制御出力下限と制御出力上限の間の範囲の値を取ることのできない場合（制御出力下限＜制御出力上限が成り立たない場合）である。

図２０は、本実施形態における安全検証部３０Ｂの動作を示す。図１８で述べたと同様に、安全検証部３０ＢはＣＡＭと等価に構成することができる。安全検証部３０Ｂは、現在の所定の入力４と、遷移チェック付きの場合には過去の所定の入力４および過去の自動制御出力２１との組み合わせが入力されると、それらに対応した制御出力上限および制御出力下限を出力する。

このように構成される本実施例も第５実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに本実施形態では、安全検証部３０Ｂが制限出力下限および制限出力上限を出力し、制限値選択回路４１は制限出力下限と制限出力上限との範囲内に収まるように自動制御出力２１を安全制限出力５０として出力する。さらに、本実施例の安全検証部３０Ｂは、安全検証結果のステータスを「ＯＫ」「ＯＫｗ／ｌｉｍｉｔ」「ＮＧ」の複数段階で出力することができる。したがって、本実施例によれば、より柔軟かつ安全に、自動制御出力２１を用いて安全制限出力５０を得ることができる。

図２１と図２２は、図１７と図１９に対応する制御装置の他の実施例を説明するブロック図である。図２１に示す制御装置２Ａ’および図２２に示す制御装置２Ｂ’は、図１７に示す第５実施形態の制御装置２Ａおよび図１９に示す第６実施形態の制御装置２Ｂの構成において、安全検証部３０Ａ、３０Ｂの入出力に、スケーリングのための係数を乗じる係数部１００～１０２を付加した構成を有する。図１に示す第１実施形態の構成のように、１つの動作実績データによる安全領域データから複数の条件の安全領域データを予め作成する方法では、データ量が膨大なものとなる。これに対し、本実施形態では、１つのデータで様々な動作条件に対応することができ、データ量を大幅に削減することができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

２、２Ａ、２Ｂ：制御装置
３：出力制御部
４：入力
２０：自動制御部（知能化制御部）
２１：自動制御出力
３０、３０Ａ、３０Ｂ：安全検証部
４０：ＡＮＤゲート
５０：安全制限出力
１００～１０２：係数部
２００：自車両
３０１、３０１Ａ、３０１Ｂ：判定回路
３０２：遷移チェック

Claims

車両の自動運転制御を行う制御装置であって、
所定の入力に基づいて制御出力を生成する知能化制御部と、
前記制御出力が予め設定された安全領域データ内にあるか否かを判定する安全検証部と、
前記制御出力が前記安全領域データ内にある場合には前記制御出力による制御を許可し、前記安全領域データ外にある場合には前記制御出力による制御を禁止、または、前記制御出力を前記安全領域データ内に制限して制御する出力制御部と、
を備え、
前記安全検証部は、前記安全領域データを制御対象の動作条件に応じて変化させ、
特定の動作条件下で収集した動作実績データから前記安全領域データを生成し、該動作条件と、前記安全領域データの境界値との関係に基づき、前記安全領域データを変化させて、前記特定の動作条件下とは異なる他の動作条件下での前記制御出力の安全領域データを生成し、
前記安全領域データが少なくとも１つ以上の次元を持ち、前記変化は特定の次元の軸において拡大縮小させることにより行われ、
前記安全検証部は、
前記安全領域データが前記車両の速度指令値と操舵角指令値の２つの次元を持つ場合に、路面の摩擦係数が低くなるのに比例して前記速度指令値を低くする方向に前記安全領域データを変化させ、
前記安全領域データが前記車両の交差点に進入してからの経過時間と操舵角指令値の２つの次元を持つ場合に、前記交差点の大きさが大きくなるのに反比例して前記操舵角指令値を小さくする方向に前記安全領域データを変化させ、前記交差点の曲がる角度が小さくなるのに比例して前記経過時間を小さくする方向に前記安全領域データを変化させ、前記車速が大きくなるのに反比例して前記経過時間を小さくする方向に前記安全領域データを変化させることを特徴とする制御装置。