JP7259697B2 - 車両制御システム - Google Patents
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Description
車両制御システムは、
車両が目標トラジェクトリに追従するように、車両の操舵、加速、及び減速を制御する車両走行制御を実行する車両走行制御装置と、
車両の自動運転のための目標トラジェクトリである第1目標トラジェクトリを生成する自動運転制御装置と
を備える。
車両走行制御装置は、更に、
車両の走行の安全性あるいは快適性の向上、車両の乗員の違和感あるいは不安感の軽減、及び車両の挙動の安定化のうち少なくとも1つを目的として操舵、加速、及び減速のうち少なくとも1つを制御する走行支援制御の作動条件が成立するか否かを判定し、
作動条件が成立する場合、走行支援制御のための目標トラジェクトリである第2目標トラジェクトリを生成する
ように構成される。
自動運転の最中に第2目標トラジェクトリが生成された場合、あるいは、自動運転の最中に第2目標トラジェクトリが生成され、且つ、第2目標トラジェクトリを優先する優先条件が成立する場合、車両走行制御装置は、第1目標トラジェクトリよりも第2目標トラジェクトリに重みを与えて車両走行制御を実行する。
図1は、本実施の形態に係る車両制御システム10の概要を説明するための概念図である。車両制御システム10は、車両1を制御する。典型的には、車両制御システム10は、車両1に搭載されている。あるいは、車両制御システム10の少なくとも一部は、車両1の外部の外部装置に配置され、リモートで車両1を制御してもよい。つまり、車両制御システム10は、車両1と外部装置とに分散的に配置されていてもよい。
2-1.構成例
図5は、本実施の形態に係る自動運転制御装置100の構成例を示すブロック図である。自動運転制御装置100は、第1情報取得装置110、第1制御装置120、及び第1入出力インタフェース130を備えている。
図7は、本実施の形態に係る自動運転制御装置100の第1制御装置120(第1プロセッサ121)による処理を示すフローチャートである。車両1の自動運転中、図7に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
3-1.構成例
図8は、本実施の形態に係る車両走行制御装置200の構成例を示すブロック図である。車両走行制御装置200は、第2情報取得装置210、第2制御装置220、第2入出力インタフェース230、及び走行装置240を備えている。
第2制御装置220(第2プロセッサ221)は、車両1の操舵、加速、及び減速を制御する「車両走行制御」を実行する。この第2制御装置220は、走行装置240の動作を制御することによって車両走行制御を行う。具体的には、第2制御装置220は、操舵装置241の動作を制御することによって、車両1の操舵(転舵)を制御する。また、第2制御装置220は、駆動装置242の動作を制御することによって、車両1の加速を制御する。また、第2制御装置220は、制動装置243の動作を制御することによって、車両1の減速を制御する。
第2制御装置220(第2プロセッサ221)は、更に、車両1の走行を支援する「走行支援制御」を行う。走行支援制御は、車両1の走行の安全性あるいは快適性の向上、車両1の乗員の違和感あるいは不安感の軽減、及び車両1の挙動の安定化のうち少なくとも1つを目的として、車両1の操舵、加速、及び減速のうち少なくとも1つを制御する。走行支援制御としては、衝突回避制御、車線逸脱抑制制御、制振制御、車両安定制御、等が例示される。衝突回避制御は、車両1と周囲の物体(回避対象)との衝突の回避を支援する。車線逸脱抑制制御は、車両1が走行車線から逸脱することを抑制する。制振制御は、車両1の縦揺れや横揺れを抑制する。車両安定制御は、車両スピン等の不安定挙動を抑制する。
ステップS210において、第2制御装置220は、第2情報取得装置210から第2運転環境情報250を取得する。第2運転環境情報250は、第2記憶装置222に格納される。また、第2制御装置220は、第2入出力インタフェース230を介して、自動運転制御装置100から第1目標トラジェクトリTR1を示す情報を受け取る。第1目標トラジェクトリTR1を示す情報は、第2記憶装置222に格納される。
ステップS220において、第2制御装置220は、第2運転環境情報250に基づいて、走行支援制御を作動させる必要があるか否かを判定する。言い換えれば、第2制御装置220は、第2運転環境情報250に基づいて、走行支援制御を作動させるための「作動条件」が成立するか否かを判定する。
第2制御装置220は、走行支援制御のための第2目標トラジェクトリTR2を生成する。例えば、衝突回避制御のための第2目標トラジェクトリTR2は、回避対象との衝突を回避するために、車両1の操舵及び減速の少なくとも一方を要求する。
自動運転のための第1目標トラジェクトリTR1と走行支援制御のための第2目標トラジェクトリTR2の両方が同時に発生している。そのため、第2制御装置220は、第1目標トラジェクトリTR1と第2目標トラジェクトリTR2との間で調停を行う。特に、本実施の形態によれば、第2制御装置220は、第1目標トラジェクトリTR1よりも第2目標トラジェクトリTR2の方を優先して、車両走行制御を実行する。言い換えれば、第2制御装置220は、第1目標トラジェクトリTR1よりも第2目標トラジェクトリTR2に“重み”を与えて車両走行制御を実行する。
走行支援制御の作動条件は成立しておらず、第2目標トラジェクトリTR2は生成されていない。第2制御装置220は、自動運転制御装置100から受け取った第1目標トラジェクトリTR1を目標トラジェクトリTRとして用いて、車両走行制御を実行する。つまり、第2制御装置220は、車両1が第1目標トラジェクトリTR1に追従するように車両走行制御を実行する。
第2目標トラジェクトリTR2を常時優先する必要は必ずしもない。よりフレキシブルな運用を可能とするために、条件付きで第2目標トラジェクトリTR2を優先してもよい。以下、第2目標トラジェクトリTR2を優先する「優先条件」を考慮する場合について説明する。
以下の説明において、「第1操舵方向」は、車両1が第1目標トラジェクトリTR1に追従するために要求される操舵方向、すなわち、自動運転制御装置100から要求される操舵方向である。一方、「第2操舵方向」は、車両1が第2目標トラジェクトリTR2に追従するために要求される操舵方向、すなわち、走行支援制御から要求される操舵方向である。
優先条件の第2の例は、「第2操舵方向が第1操舵方向と同じであること」である。この優先条件が成立する場合、第2目標トラジェクトリTR2と第1目標トラジェクトリTR1との親和性は高いと言える。従って、第2目標トラジェクトリTR2を優先しても、自動運転を大きく阻害することはなく、走行支援制御の効果を得ることが可能となる。すなわち、自動運転と走行支援制御の両立が可能となる。
ここでは、目標トラジェクトリTRが車両1の目標位置[Xi、Yi]だけでなく目標速度[VXi、VYi]も含む場合を考える(図1参照)。優先条件の第3の例は、「第1目標トラジェクトリTR1に追従するために加速が要求され、第2目標トラジェクトリTR2に追従するために減速が要求されること」である。この優先条件が成立する場合、自動運転制御装置100から要求される加速(第1目標トラジェクトリTR1)が適切ではない可能性がある。走行支援制御から要求される第2目標トラジェクトリTR2を優先することによって、車両1の乗員や周囲の人間の違和感や不安感を抑制することが可能となる。
優先条件の第4の例は、「第1目標トラジェクトリTR1に追従するために減速が要求され、第2目標トラジェクトリTR2に追従するためにも同じく減速が要求されること」である。この優先条件が成立する場合、第2目標トラジェクトリTR2と第1目標トラジェクトリTR1との親和性は高いと言える。従って、第2目標トラジェクトリTR2を優先しても、自動運転を大きく阻害することはなく、走行支援制御の効果を得ることが可能となる。すなわち、自動運転と走行支援制御の両立が可能となる。
第5の例は、第4の例の変形である。以下の説明において、「第1減速度」は、車両1が第1目標トラジェクトリTR1に追従するために要求される減速度、すなわち、自動運転制御装置100から要求される減速度である。一方、「第2減速度」は、車両1が第2目標トラジェクトリTR2に追従するために要求される減速度、すなわち、走行支援制御から要求される減速度である。
上述の第5の例において、減速度を横加速度(横G)に置き換えることもできる。以下の説明において、「第1横加速度」は、車両1が第1目標トラジェクトリTR1に追従するために要求される横加速度、すなわち、自動運転制御装置100から要求される横加速度である。一方、「第2横加速度」は、車両1が第2目標トラジェクトリTR2に追従するために要求される横加速度、すなわち、走行支援制御から要求される横加速度である。横加速度閾値は、車両1の安定挙動の観点から望まれる横加速度範囲の上限値である。第1横加速度が横加速度閾値以上であることは、車両1の安定挙動の観点から適切ではない。
優先条件の第7の例は、「第2要求制御量CON2が第1要求制御量CON1よりも大きいこと」を含む。つまり、優先条件の第7の例は、「第2減速度が第1減速度よりも高いこと」を含む。また、優先条件の第7の例は、「第2横加速度が第1横加速度よりも高いこと」を含む。同様に、優先条件の第7の例は、「第2目標トラジェクトリTR2に追従するために要求される第2操舵角が、第1目標トラジェクトリTR1に追従するために要求される第1操舵角よりも大きいこと」を含む。
優先条件の第8の例は、「第2要求制御量CON2が第1要求制御量CON1よりも小さいこと」を含む。つまり、優先条件の第8の例は、「第2減速度が第1減速度よりも低いこと」を含む。また、優先条件の第8の例は、「第2横加速度が第1横加速度よりも低いこと」を含む。同様に、優先条件の第8の例は、「第2目標トラジェクトリTR2に追従するために要求される第2操舵角が、第1目標トラジェクトリTR1に追従するために要求される第1操舵角よりも小さいこと」を含む。
以下の説明において、第1信頼度は、自動運転制御装置100の信頼度である。第2信頼度は、車両走行制御装置200による走行支援制御の信頼度である。優先条件の第9の例は、「第2信頼度が第1信頼度よりも高いこと」である。第2目標トラジェクトリTR2を優先することによって、高信頼度の走行支援制御の効果を享受することが可能となる。
ここでは、走行支援制御として、車両1と周囲の物体との衝突の回避を支援する衝突回避制御について考える。衝突回避制御の作動条件が成立した場合、第2制御装置220は、第2運転環境情報250に基づいて、衝突による被害の深刻度を予測する。
5-1.第1の変形例
ステップS220における走行支援制御の作動条件は、車両1の運転状態に応じて可変に設定されてもよい。
ステップS230において、第2制御装置220は、第2目標トラジェクトリTR2を生成することなく、走行支援制御のための走行装置240の制御量を直接算出してもよい。走行支援制御に要求される操舵、加速、及び減速のうち少なくとも1つの制御量は、以下「走行支援制御量」と呼ばれる。例えば、第2制御装置220は、回避対象との衝突を回避するために必要な操舵及び減速の少なくとも一方の走行支援制御量を算出する。この走行支援制御量は、上述の第2要求制御量CON2に相当する。
図15は、本実施の形態の第3の変形例に係る車両走行制御装置200の構成を示すブロック図である。第2制御装置220(第2プロセッサ221)は、上述のステップS240(図10、図14参照)に関するログ情報260を生成し、そのログ情報260を第2記憶装置222に格納する。
図16は、本実施の形態の第4の変形例に係る車両制御システム10の構成を示すブロック図である。車両制御システム10は、情報取得装置310、制御装置320、及び走行装置340を備えている。
10 車両制御システム
100 自動運転制御装置
110 第1情報取得装置
120 第1制御装置
121 第1プロセッサ
122 第1記憶装置
130 第1入出力インタフェース
150 第1運転環境情報
200 車両走行制御装置
210 第2情報取得装置
220 第2制御装置
221 第2プロセッサ
222 第2記憶装置
230 第2入出力インタフェース
240 走行装置
250 第2運転環境情報
260 ログ情報
310 情報取得装置
320 制御装置
321 プロセッサ
322 記憶装置
340 走行装置
350 運転環境情報
CON 要求制御量
CON1 第1要求制御量
CON2 第2要求制御量
GD 走行支援制御機能
TR 目標トラジェクトリ
TR1 第1目標トラジェクトリ
TR2 第2目標トラジェクトリ
Claims (13)
- 自動運転を行う車両を制御する車両制御システムであって、
前記車両が目標トラジェクトリに追従するように、前記車両の操舵、加速、及び減速を制御する車両走行制御を実行する車両走行制御装置と、
前記車両の前記自動運転のための前記目標トラジェクトリである第1目標トラジェクトリを生成する自動運転制御装置と
を備え、
前記車両走行制御装置は、更に、
前記車両の走行の安全性あるいは快適性の向上、前記車両の乗員の違和感あるいは不安感の軽減、及び前記車両の挙動の安定化のうち少なくとも1つを目的として前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つを制御する走行支援制御の作動条件が成立するか否かを判定し、
前記作動条件が成立する場合、前記走行支援制御のための前記目標トラジェクトリである第2目標トラジェクトリを生成する
ように構成され、
前記自動運転の最中、前記車両走行制御装置は、前記自動運転制御装置によって生成される前記第1目標トラジェクトリを取得し、
前記自動運転の最中に前記作動条件が成立して前記第1目標トラジェクトリに加えて前記第2目標トラジェクトリが生成された場合、前記車両走行制御装置は、前記自動運転制御装置から取得した前記第1目標トラジェクトリと生成した前記第2目標トラジェクトリを対比し、前記第1目標トラジェクトリと前記第2目標トラジェクトリとの関係に基づいて前記第2目標トラジェクトリを優先する優先条件が成立するか否かを判定し、
前記優先条件が成立する場合、前記車両走行制御装置は、前記第1目標トラジェクトリよりも前記第2目標トラジェクトリに重みを与えて前記車両走行制御を実行する
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記優先条件は、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される第2操舵方向が、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される第1操舵方向と逆であることを含む
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記優先条件は、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される第2操舵方向が、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される第1操舵方向と同じであることを含む
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記優先条件は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために前記加速が要求され、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために前記減速が要求されることを含む
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記優先条件は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために前記減速が要求され、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために前記減速が要求されることを含む
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記優先条件は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される第1減速度が減速度閾値以上であり、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される第2減速度が前記第1減速度よりも低いことを含む
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記優先条件は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される第1横加速度が横加速度閾値以上であり、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される第2横加速度が前記第1横加速度よりも低いことを含む
車両制御システム。 - 請求項2乃至7のいずれか一項に記載の車両制御システムであって、
前記車両走行制御において、前記車両走行制御装置は、前記車両が前記目標トラジェクトリに追従するために要求される前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つの要求制御量を算出し、前記要求制御量に従って前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つを制御し、
第1要求制御量は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
第2要求制御量は、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
前記車両走行制御装置は、前記第1要求制御量と前記第2要求制御量を比較することによって、前記優先条件が成立するか否かを判定する
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記車両走行制御において、前記車両走行制御装置は、前記車両が前記目標トラジェクトリに追従するために要求される前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つの要求制御量を算出し、前記要求制御量に従って前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つを制御し、
第1要求制御量は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
第2要求制御量は、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
前記優先条件は、前記第2要求制御量が前記第1要求制御量よりも大きいことを含む
車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記車両走行制御において、前記車両走行制御装置は、前記車両が前記目標トラジェクトリに追従するために要求される前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つの要求制御量を算出し、前記要求制御量に従って前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つを制御し、
第1要求制御量は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
第2要求制御量は、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
前記優先条件は、前記第2要求制御量が前記第1要求制御量よりも小さいことを含む
車両制御システム。 - 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の車両制御システムであって、
前記優先条件が成立する場合、前記車両走行制御装置は、前記第2目標トラジェクトリを前記目標トラジェクトリとして用いて前記車両走行制御を実行する
車両制御システム。 - 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の車両制御システムであって、
前記車両走行制御において、前記車両走行制御装置は、前記車両が前記目標トラジェクトリに追従するために要求される前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つの要求制御量を算出し、前記要求制御量に従って前記操舵、前記加速、及び前記減速のうち少なくとも1つを制御し、
第1要求制御量は、前記車両が前記第1目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
第2要求制御量は、前記車両が前記第2目標トラジェクトリに追従するために要求される前記要求制御量であり、
前記第1目標トラジェクトリよりも前記第2目標トラジェクトリに前記重みを与えることは、第1重みの前記第1要求制御量と前記第1重みよりも大きい第2重みの前記第2要求制御量を組み合わせて前記要求制御量を決定することを含む
車両制御システム。 - 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の車両制御システムであって、
更に、記憶装置を備え、
前記車両走行制御装置は、ログ情報を前記記憶装置に格納し、
前記ログ情報は、前記車両走行制御装置が前記第1目標トラジェクトリよりも前記第2目標トラジェクトリに前記重みを与えて前記車両走行制御を実行した位置を少なくとも含む
車両制御システム。
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