JP7447783B2 - 車両制御システム及び車両走行制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両制御システム及び車両走行制御装置に関する。

特許文献１には、衝突回避制御を行う場合に、走行制御の干渉が生じることを避けることができる車両制御装置に関する技術が開示されている。この技術の車両制御装置は、車両と障害物との衝突を回避する第１制御（衝突回避制御）を実行する。更に、車両制御装置は、クルーズ制御や車線維持制御といった第２制御を実行する。車両制御装置は、車両の周囲の障害物を認識し、その認識結果に基づいて、所定の衝突回避条件が成立したか否かを判定する。第２制御の実行中に衝突回避条件が成立したと判定した場合、車両制御装置は、第２制御を停止して、第１制御を実行する。

特開２０１７－１１４１９５号公報

ここで、自動運転制御装置が自動運転の走行プランに基づいて目標トラジェクトリを算出し、その目標トラジェクトリに追従するように、車両走行制御装置が車両走行を制御することを考える。車室内には、車両走行制御装置が車両のフロントウィンドウを介して周辺情報を取得するためのカメラ等のセンサ装置が配置されている。センサ装置の認識度は、フロントウィンドウが汚れることによって低下することがある。このような場合、車両走行制御装置は、ウォッシャー液の噴出動作を行うことによってフロントガラスの汚れを取り除くことができる。

しかしながら、車両には、自動運転制御装置が車両の周辺状況を認識するための種々のセンサ装置が配置されている。このため、車両走行制御装置によるウォッシャー液の噴出動作は、自動運転制御装置が利用するセンサ装置の認識度に対して、一時的に悪影響を与えてしまうおそれがある。

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、自動運転制御装置にとって都合の悪いタイミングでウォッシャー動作が作動することを回避することのできる車両制御システム及び車両走行制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の開示は、自動運転を行う車両を制御する車両制御システムに適用される。車両制御システムは、センサが車両のフロントウィンドウ越しに認識する周辺情報を含む運転環境情報に基づいて、車両の自動運転のための目標トラジェクトリを生成する自動運転制御装置と、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、を備える。自動運転制御装置は、車両走行制御装置との間で情報のやり取りを行う第一入出力インターフェースを備え、目標トラジェクトリは、第一入出力インターフェースを介して車両走行制御装置へ出力される。車両走行制御装置は、自動運転制御装置との間で情報のやり取りを行う第二入出力インターフェースを備え、目標トラジェクトリは、第二入出力インターフェースを介して車両走行制御装置へ入力される。車両走行制御装置は、ウォッシャー液を車両のフロントウィンドウに噴出するウォッシャー動作の作動要求条件が成立するか否かを判定し、作動要求条件が成立する場合、第二入出力インターフェースを介してウォッシャー動作の承認要求を自動運転制御装置に送信するように構成される。自動運転制御装置は、第一入出力インターフェースを介して承認要求を受信した場合、承認要求に対する承認可否を判定し、承認要求が承認可能と判定した場合、第一入出力インターフェースを介して承認要求に対する承認を車両走行制御装置に送信するように構成される。車両走行制御装置は、第二入出力インターフェースを介して承認要求に対する承認を自動運転制御装置から受信した場合、ウォッシャー動作を実行するように構成される。

第２の開示は、第１の開示において、更に以下の特徴を有している。
車両は、車室内からフロントウィンドウ越しに車両の周囲の状況を認識する周辺状況センサを含む。車両走行制御装置は、周辺状況センサによって取得された周辺情報に基づいて、車両と障害物との衝突を予防或いは回避するように車両走行制御の制御量への介入を行う予防安全制御を実行するように構成される。そして、作動要求条件は、周辺状況センサの認識度が閾値よりも低下することを含む。

第３の開示は、第２の開示において、更に以下の特徴を有している。
作動要求条件は、外気温がウォッシャー液の凍結温度よりも高いことを含む。

第４の開示は、第１から第３の何れか１つの開示において、更に以下の特徴を有している。
車両走行制御装置は、作動要求条件が成立する場合において、車両が停車中である場合、承認要求を自動運転制御装置に送信せずにウォッシャー動作を実行するように構成される。

また、第５の開示は、上記の課題を解決するため、センサが車両のフロントウィンドウ越しに認識する周辺情報を含む運転環境情報に基づいて自動運転制御装置で生成された、車両の自動運転のための目標トラジェクトリを受け取り、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ように構成された車両走行制御装置に適用される。車両走行制御装置は、自動運転制御装置の第一入出力インターフェースとの間で情報のやり取りを行う第二入出力インターフェースを備え、ウォッシャー液を車両のフロントウィンドウに噴出するウォッシャー動作の作動要求条件が成立するか否かを判定し、作動要求条件が成立する場合、第二入出力インターフェースを介してウォッシャー動作の承認要求を自動運転制御装置に送信し、第二入出力インターフェースを介して承認要求に対する承認を自動運転制御装置から受信した場合、ウォッシャー動作を実行するように構成される。

第６の開示は、第５の開示において、更に以下の特徴を有している。
車両は、車室内からフロントウィンドウ越しに車両の周囲の状況を認識する周辺状況センサを含む。車両走行制御装置は、周辺状況センサによって取得された周辺情報に基づいて、車両と障害物との衝突を予防或いは回避するように車両走行制御の制御量への介入を行う予防安全制御を実行するように構成される。そして、作動要求条件は、周辺状況センサの認識度が閾値よりも低下することを含む。

第７の開示は、第６の開示において、更に以下の特徴を有している。
作動要求条件は、外気温がウォッシャー液の凍結温度よりも高いことを含む。

第８の開示は、第５から第７の何れか１つの開示において、更に以下の特徴を有している。
車両走行制御装置は、作動要求条件が成立する場合において、車両が停車中である場合、承認要求を自動運転制御装置に送信せずにウォッシャー動作を実行するように構成される。

第１又は第５の開示によれば、自動運転制御装置からの承認を受信した場合にウォッシャー動作が作動される。これにより、自動運転制御装置にとって都合の悪いタイミングでウォッシャー動作が作動することを回避することができる。

第２又は第６の開示によれば、フロントウィンドウの汚れによって周辺状況センサの認識不良が発生している場合に、ウォッシャー動作の作動要求を自動運転制御装置へと送信することができる。

第３又は第７の開示によれば、外気温がウォッシャー液の凍結温度より高いことがウォッシャー動作の作動要求条件とされる。これにより、ウォッシャー液が凍結する状況においてウォッシャー動作が行われることにより、自動運転制御装置の動作に影響を与えることを防ぐことができる。

第４又は第８の開示によれば、自動運転制御装置の動作に影響を与えない車両の停車中においては、自動運転制御装置への承認要求の送信及び自動運転制御装置からの受信を経ずにウォッシャー動作を実行することができる。

実施の形態の車両制御システムの概要を説明するための構成例を示すブロック図である。 実施の形態に係る自動運転制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態に係る車両走行制御装置の構成例を示すブロック図である。 第二制御装置が実行するウォッシャー制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態．
１．本実施の形態の車両制御システムの全体構成
先ず、本実施の形態の車両制御システムの概略構成を説明する。図１は、本実施の形態の車両制御システムの概要を説明するための構成例を示すブロック図である。図１に示す車両制御システム１００は、車両に搭載される。以下、車両制御システム１００が搭載される車両を「車両Ｖ１」とも表記する。車両Ｖ１は、自動運転可能な自動運転車両である。ここでの自動運転としては、ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）のレベル定義におけるレベル３以上の自動運転を想定している。なお、車両Ｖ１の動力源に限定はない。

車両制御システム１００は、車両Ｖ１を制御する。或いは、車両制御システム１００の少なくとも一部は、車両の外部の外部装置に配置され、リモートで車両を制御してもよい。つまり、車両制御システム１００は、車両Ｖ１と外部装置とに分散して配置されていてもよい。

図１に示すように、車両制御システム１００は、自動運転制御装置１０と、車両走行制御装置２０と、走行装置６０と、ウォッシャー装置７０と、を含んで構成されている。自動運転制御装置１０は、車両Ｖ１の自動運転の管理を行うためのシステムである。車両走行制御装置２０は、車両Ｖ１の車両走行制御を行うためのシステムである。自動運転制御装置１０と車両走行制御装置２０は、物理的に別々の装置であってもよいし、同じ装置であってもよい。自動運転制御装置１０と車両走行制御装置２０が物理的に別々の装置である場合、それらは通信を介して必要な情報をやり取りする。

走行装置６０は、操舵装置、駆動装置、及び制動装置を含んでいる。操舵装置は、車両Ｖ１の車輪を転舵する。駆動装置は、車両Ｖ１の駆動力を発生させる駆動源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、車両Ｖ１に制動力を発生させる。走行装置６０は、車両Ｖ１の操舵、加速、及び減速に関わる走行制御量に基づいて車両Ｖ１の走行を制御する。

ウォッシャー装置７０は、車両Ｖ１のフロントウィンドウに向かってウォッシャー液を噴射するウォッシャー動作を行う装置である。ウォッシャー装置７０の構造に限定はない。ウォッシャー装置７０は、ドライバ或いは車両走行制御装置２０からの作動要求に応じてウォッシャー動作を行う。

自動運転制御装置１０は、車両Ｖ１の自動運転を行うための機能として自動運転機能部８を有している。また、車両走行制御装置２０は、車両走行制御、予防安全制御、及びウォッシャー制御を行うための機能として、運動制御機能部３０、予防安全機能部４０、及びウォッシャー制御機能部５０を有している。以下、自動運転制御装置１０及び車両走行制御装置２０の構成及び機能について、図２及び図３も参照しながら説明する。

２．自動運転制御装置の構成及び機能
図２は、本実施の形態に係る自動運転制御装置の構成例を示すブロック図である。この図に示すように、自動運転制御装置１０は、車両Ｖ１の自動運転を管理するための第一制御装置１２を備えている。また、自動運転制御装置１０は、第一制御装置１２の入力側に接続された第一情報取得装置１４を備えている。

第一情報取得装置１４は、周辺状況センサ１４１、車両状態センサ１４２、車両位置センサ１４３、及び通信装置１４４を含んで構成されている。

周辺状況センサ１４１は、車両Ｖ１の周辺情報を認識する。例えば、周辺状況センサ１４１は、カメラ（撮像装置）、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、及びレーダ等が例示される。周辺情報は、周辺状況センサ１４１によって認識された物標情報を含んでいる。物標としては、周辺車両、歩行者、路側物、障害物、白線、信号、等が例示される。物標情報は、車両Ｖ１に対する物標の相対位置及び相対速度を含んでいる。周辺状況センサ１４１において認識された周辺情報は、第一制御装置１２に随時送信される。

車両状態センサ１４２は、車両Ｖ１の状態示す車両情報を検出する。車両状態センサ１４２としては、車速センサ、横加速度センサ、ヨーレートセンサなどが例示される。車両状態センサ１４２で検出された車両情報は、第一制御装置１２に随時送信される。

車両位置センサ１４３は、車両Ｖ１の位置及び方位を検出する。例えば、車両位置センサ１４３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサを含む。ＧＰＳセンサは、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両Ｖ１の位置及び方位を算出する。車両位置センサ１４３は、周知の自己位置推定処理（localization）を行い、車両Ｖ１の現在位置の制度を高めてもよい。車両位置センサ１４３で検出された車両情報は、第一制御装置１２に随時送信される。

通信装置１４４は、車両と外部と通信を行う。例えば、通信装置１４４は、車両Ｖ１の外部装置と、通信ネットワークを介して通信を行う。ここでの外部装置は、路側機、周辺車両、周囲のインフラ、等が例示される。路側機は、例えば渋滞情報、車線別の交通情報、一時停止等の規制情報、死角位置の交通状況の情報等を送信するビーコン装置である。また、外部装置が周辺車両である場合、通信装置１４４は、周辺車両との間で車車間通信（Ｖ２Ｖ通信）を行う。さらに、外部装置が周辺のインフラである場合、通信装置１４４は、周囲のインフラとの間で路車間通信（Ｖ２Ｉ通信）を行う。

第一制御装置１２は、車両制御システム１００における各種処理を行う情報処理装置である。典型的に、第一制御装置１２は、第一プロセッサ１２２、第一記憶装置１２４、および、第一入出力インターフェース１２６を備えるマイクロコンピュータである。第一制御装置１２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。

第一記憶装置１２４には、各種情報が格納される。例えば、第一記憶装置１２４には、第一情報取得装置１４によって取得された運転環境情報が格納される。運転環境情報は、車両Ｖ１の運転環境を示す情報であり、車両Ｖ１の位置を示す車両位置情報、車両Ｖ１の状態を示す車両状態情報、車両Ｖ１の周囲の状況を示す周辺状況情報、等を含む。第一記憶装置１２４としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等、が例示される。

第一記憶装置１２４には、詳細な道路情報を含んだ地図情報が格納されている。この地図情報には、例えば道路の形状、レーン数、車線幅の情報等が含まれている。或いは、地図情報は、外部の管理サーバに格納されていてもよい。この場合、第一制御装置１２は、管理サーバと通信を行い、必要な地図情報を取得する。取得された地図情報は、第一記憶装置１２４に記録される。

第一プロセッサ１２２は、コンピュータプログラムである自動運転ソフトウェアを実行する。自動運転ソフトウェアは、第一記憶装置１２４に格納されている。或いは、自動運転ソフトウェアは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されている。第一プロセッサ１２２が自動運転ソフトウェアを実行することにより、第一制御装置１２の機能が実現される。

具体的には、第一プロセッサ１２２が、車両Ｖ１の自動運転に関する自動運転ソフトウェアを実行することにより、自動運転機能部８の機能が実現される。つまり、自動運転機能部８は、車両Ｖ１の自動運転を行う機能として第一制御装置１２に組み込まれている。典型的には、第一制御装置１２は、車両Ｖ１の自動運転のための目標トラジェクトリを生成する目標トラジェクトリ生成処理を行う。

ここで、目標トラジェクトリは、少なくとも車両Ｖ１が走行する道路内における車両Ｖ１の目標位置［Ｘｉ、Ｙｉ］の集合を含む。なお、ここでのＸ方向は車両Ｖ１の前方方向であり、Ｙ方向はＸ方向と直行する平面方向である。なお、目標トラジェクトリは、更に、目標位置［Ｘｉ、Ｙｉ］毎の目標速度［ＶＸｉ、ＶＸｉ］を含んでいてもよい。

目標トラジェクトリ生成処理では、先ず、第一制御装置１２は、第一情報取得装置１４から運転環境情報を取得する。運転環境情報は、第一記憶装置１２４に格納される。次に、第一制御装置１２は、地図情報と運転環境情報に基づいて、車両Ｖ１の自動運転のための目標トラジェクトリを生成する。より詳細には、第一制御装置１２は、地図情報と運転環境情報に基づいて、自動運転中の車両Ｖ１の走行計画を生成する。第一制御装置１２は、生成された走行計画に従って車両Ｖ１が走行するために必要な目標トラジェクトリを、運転環境情報に基づいて生成する。

なお、自動運転制御装置１０が行う目標トラジェクトリ生成処理には、公知の技術が適用される。そのため、目標トラジェクトリ生成処理に関連した自動運転制御装置１０の機能の説明については上記の記載に留める。本実施の形態の特徴に関連する自動運転制御装置１０の機能の説明については、詳細を後述する。

第一入出力インターフェース１２６は、車両走行制御装置２０との間で情報をやり取りするためのインターフェースである。第一制御装置１２において生成された目標トラジェクトリは、第一入出力インターフェース１２６を介して車両走行制御装置２０へと出力される。

３．車両走行制御装置の構成及び機能
図３は、本実施の形態に係る車両走行制御装置の構成例を示すブロック図である。この図に示すように、車両走行制御装置２０は、第二制御装置２２、第二情報取得装置２４、及び第二入出力インターフェース２２６を備えている。

第二情報取得装置２４は、車両Ｖ１の周辺情報を認識するための周辺状況センサとして、カメラ２４１、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）２４２、及びレーダ２４３を有している。これらの周辺状況センサのうち、カメラ２４１は車両Ｖ１の車室外に搭載され、ライダー２４２及びレーダ２４３は車室外に搭載される。カメラ２４１は、車室内からフロントウィンドウ越しに車両前方を撮像する。以下の説明では、フロントウィンドウ越しにカメラ２４１で撮像された画像情報を、「カメラ画像情報」と表記する。カメラ２４１で撮像されたカメラ画像情報は、第二制御装置２２に随時送信される。

周辺状況センサによって認識された周辺情報は、物標情報を含んでいる。物標としては、周辺車両、歩行者、路側物、障害物、白線、信号、等が例示される。物標情報は、車両Ｖ１に対する物標の相対位置及び相対速度を含んでいる。周辺状況センサにおいて認識された周辺情報は、第二制御装置２２に随時送信される。

第二情報取得装置２４は、更に車両状態センサ２４４を有している。車両状態センサ２４４は、車両Ｖ１の状態示す車両情報を検出する。車両状態センサ２４４としては、車速センサ、横加速度センサ、ヨーレートセンサなどが例示される。車両状態センサ２４４で検出された車両情報は、第二制御装置２２に随時送信される。

なお、第一情報取得装置１４と第二情報取得装置２４は、部分的に共通化されていてもよい。つまり、自動運転制御装置１０と車両走行制御装置２０が、第一情報取得装置１４あるいは第二情報取得装置２４の一部を共用してもよい。その場合、自動運転制御装置１０と車両走行制御装置２０は、必要な情報を互いにやり取りする。

また、第二情報取得装置２４は、上述したセンサ類に加えて、更に車両位置センサ１４３や通信装置１４４と同じ装置を備えていてもよい。

第二制御装置２２は、車両制御システム１００における各種処理を行う情報処理装置である。典型的に、第二制御装置２２は、第二プロセッサ２２２、第二記憶装置２２４、および、第二入出力インターフェース２２６を備えるマイクロコンピュータである。第二制御装置２２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。

第二記憶装置２２４には、各種情報が格納される。例えば、第二記憶装置２２４には、第二情報取得装置２４によって取得されたカメラ画像情報、周辺情報、及び車両情報が格納される。第二記憶装置２２４としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等、が例示される。

第二プロセッサ２２２は、コンピュータプログラムである車両走行制御ソフトウェアを実行する。車両走行制御ソフトウェアは、第二記憶装置２２４に格納されている。或いは、車両走行制御ソフトウェアは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されている。第二プロセッサ２２２が車両走行制御ソフトウェアを実行することにより、第二制御装置２２の機能が実現される。

具体的には、第二プロセッサ２２２が、車両走行制御に関する車両走行制御ソフトウェアを実行することにより、運動制御機能部３０、予防安全機能部４０、及びウォッシャー制御機能部５０の各機能が実現される。つまり、運動制御機能部３０、予防安全機能部４０、及びウォッシャー制御機能部５０は、車両走行制御、予防安全制御、及びウォッシャー制御を行う機能として第二制御装置２２に組み込まれている。

なお、運動制御機能部３０と予防安全機能部４０、及びウォッシャー制御機能部５０は、物理的に異なる制御装置に組み込まれていてもよい。この場合、車両走行制御装置２０が、車両走行制御を行う運動制御機能部３０のための制御装置と予防安全制御を行う予防安全機能部４０のための制御装置と、ウォッシャー制御を行うウォッシャー制御機能部５０のための制御装置と、を別個に備えていればよい。

第二入出力インターフェース２２６は、自動運転制御装置１０との間で情報をやり取りするためのインターフェースである。第一制御装置１２から出力された目標トラジェクトリや後述する作動許可要求に対する承認は、第二入出力インターフェース２２６を介して車両走行制御装置２０へと入力される。

４．車両走行制御装置において実行される制御
次に、車両走行制御装置２０の第二制御装置２２が実行する、車両走行制御、予防安全制御、及びウォッシャー制御について、更に詳しく説明する。

４－１．車両走行制御
第二制御装置２２は、車両Ｖ１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。典型的には、第二制御装置２２は、走行装置６０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、第二制御装置２２は、操舵装置を制御することによって車両Ｖ１の転舵を制御する。また、第二制御装置２２は、駆動装置を制御することによって車両Ｖ１の加速を制御する。第二制御装置２２は、制動装置を制御することによって車両Ｖ１の減速を制御する。

車両走行制御では、第二制御装置２２は、車両Ｖ１の自動運転の最中、自動運転制御装置１０から目標トラジェクトリを受け取る。基本的に、第二制御装置２２は、車両Ｖ１が目標トラジェクトリに追従するように、車両Ｖ１の操舵、加速、及び減速に関わる走行制御量を制御する。典型的には、運動制御機能部３０は、車両Ｖ１の各種状態量と目標トラジェクトリとの偏差（例えば、横偏差、ヨー角センサ、速度偏差、等）を算出し、その偏差が減少するように車両走行制御を行う。

４－２．予防安全制御
第二制御装置２２は、車両Ｖ１の安全性の向上を目的として、車両走行制御の走行制御量に対して介入を行う予防安全制御を行う。典型的には、第二制御装置２２は、車両Ｖ１の自動運転中に、車両Ｖ１の衝突対象への衝突を回避する衝突回避制御を行う。衝突回避制御では、第二制御装置２２は、第二情報取得装置２４から周辺情報及び車両情報を取得する。取得されたそれらの情報は、第二記憶装置２２４に格納される。次に、第二制御装置２２は、周辺情報及び車両情報に基づいて、回避対象となる物体を検知する。次に、第二制御装置２２は、回避対象に対する予防安全制御の作動条件が成立するか否かを判定する。作動条件は、例えば、「車両Ｖ１から回避対象までの衝突余裕時間（TTC；Time To Collision）が所定のしきい値よりも小さいこと」とされる。その結果、作動条件が成立する場合、第二制御装置２２は、回避対象への衝突を回避するための介入走行制御量を算出する。算出された介入走行制御量は、運動制御機能部３０へと出力される。

基本的に、運動制御機能部３０は、車両Ｖ１が目標トラジェクトリに追従するように、車両Ｖ１の走行制御量を演算している。但し、予防安全機能部４０から介入走行制御量が入力された場合、運動制御機能部３０は、予防安全機能部４０から入力された介入走行制御量に基づき走行制御量を修正する。典型的には、運動制御機能部３０は、予防安全機能部４０から介入走行制御量が入力された場合、介入走行制御量を最終的な走行制御量として出力する。

４－３．ウォッシャー制御
車両Ｖ１のフロントウィンドウの視認性が汚れ等によって低下すると、カメラ２４１による周辺状況の認識度が低下してしまうことがある。この場合、予防安全制御の機能を十分に活用できないことも想定される。

そこで、ウォッシャー制御では、第二制御装置２２は、フロントウィンドウの汚れによってカメラ２４１による周辺状況の認識度が低下したことを示す条件が成立した場合にウォッシャー装置７０からウォッシャー液を噴射するウォッシャー動作を行う。この条件は、以下「作動要求条件」と呼ばれる。第二制御装置２２は、カメラ２４１のカメラ画像情報に基づいて、作動要求条件の成立有無を判定する。例えば、第二制御装置２２は、カメラ画像情報に基づく物標認識の信頼度（確からしさ）が所定の閾値よりも低い場合、フロントウィンドウに汚れが付着しているとして、作動要求条件の成立を判定する。或いは、第二制御装置２２は、車両Ｖ１の走行中のカメラ画像情報において、変化のない画像領域を除く正常画像領域が一定割合よりも小さいと判定した場合に、フロントウィンドウに汚れが付着しているとして、作動要求条件の成立を判定する。或いは、第二制御装置２２は、カメラ画像情報のうち、白色或いは黒色の画像領域を除く正常画像領域が一定割合よりも小さいと判定した場合に、フロントウィンドウに雪或いは汚れが付着しているとして、作動要求条件の成立を判定する。

ただし、第一情報取得装置１４によって取得される運転環境情報が、フロントウィンドウ越しに取得される周辺情報を含む場合、ウォッシャー動作は、第一制御装置１２において実行されている自動運転の制御に悪影響を与えるおそれがある。典型的には、車両Ｖ１の自動運転中、フロントウィンドウにウォッシャー液が噴出されると、周辺状況センサ１４１の撮像範囲の視認性を阻害してしまうおそれがある。このように、車両Ｖ１の運転状況によっては、第二制御装置２２による予防安全制御の機能を回復させるよりも、第一制御装置１２による自動運転の機能を維持することを優先すべき状況も存在する。

そこで、本実施の形態の車両制御システムでは、第二制御装置２２がウォッシャー動作を実行すべきと判定した場合、第一制御装置１２に対してウォッシャー動作に対する承認を求める。この要求は、以下「承認要求」と呼ばれる。承認要求を受けた第一制御装置１２は、ウォッシャー動作が行われた場合の自動運転への影響度合を総合的に判断し、承認要求に対する承認可否を判定する。

第二制御装置２２は、第一制御装置１２から承認を受けた場合、ウォッシャー動作を実行する。このような制御によれば、自動運転制御装置１０による自動運転の機能に影響を与えることなく車両走行制御装置２０の予防安全制御の機能を回復させることができる。

なお、外気温がウォッシャー液の凍結温度（例えば０℃）以下である場合、ウォッシャー動作によって噴出されたウォッシャー液がフロントウィンドウに付着して凍結し、より一層視界が不良となるおそれがある。そこで、第二制御装置２２は、ウォッシャー動作が必要と判定した場合において、外気温が所定の凍結温度以下である場合、ウォッシャー動作を実行しないように制御してもよい。

また、車両Ｖ１の停車中は、ウォッシャー動作を実行したとしても自動運転の制御への影響は小さい。そこで、第二制御装置２２は、ウォッシャー動作が必要と判定した場合において、車両Ｖ１が走行中でない場合、承認要求を自動運転制御装置１０に送ることなく、ウォッシャー動作を実行するように制御してもよい。

このように、本実施の形態の車両制御システム１００によれば、自動運転制御装置１０にとって都合の悪いタイミングで車両走行制御装置２０によるウォッシャー動作が実行されることを回避することが可能となる。

５．車両制御システムにおいて実行されるウォッシャー制御の具体的処理
図４は、第二制御装置２２が実行するウォッシャー制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。第二制御装置２２は、図４に示すルーチンを所定の制御周期で繰り返し実行する。

図４に示すルーチンのステップＳ１００では、第二制御装置２２は、ウォッシャー動作の作動要求条件が成立しているかどうかを判定する。ここでは、第二制御装置２２は、カメラ２４１の認識度が所定の閾値よりも低下しているかどうかを判定する。カメラ２４１の認識度は、例えば、カメラ画像情報に基づく物標認識の信頼度（確からしさ）、カメラ画像のうちの変化のない画像領域以外の画像領域の割合、カメラ画像のうちの白色或いは黒色の領域以外の画像領域の割合、等を指標として用いることができる。その結果、判定の成立が認められない場合、ウォッシャー動作が不要と判断されて、本ルーチンは終了される。

一方、ステップＳ１００の判定の成立が認められた場合、ウォッシャー動作が必要と判断されて、処理は次のステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、第二制御装置２２は、外気温が規定値より低いかどうかを判定する。ここでの規定値は、フロントウィンドウに噴射されたウォッシャー液が凍結する温度として、予め設定された値（例えば０℃）が読み込まれる。その結果、判定の成立が認められた場合、ウォッシャー液の凍結によって自動運転制御装置１０による自動運転の機能に影響を与えると判断されて、ウォッシャー動作を行うことなく本ルーチンは終了される。

一方、ステップＳ１０２の判定の成立が認められない場合、処理は次のステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、第二制御装置２２は、車両情報に基づいて、車両Ｖ１
が走行中であるかどうかを判定する。その結果、車両Ｖ１が停車中である場合、ウォッシャー動作が自動運転制御装置１０による自動運転の機能に影響を与えることはないと判断されて、処理はステップＳ１１０の処理に進む。一方、車両Ｖ１が走行中である場合、ウォッシャー動作が自動運転制御装置１０による自動運転の機能に影響を与える可能性があると判断されて、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、第二制御装置２２は、ウォッシャー動作の承認要求を自動運転制御装置１０に送信する。自動運転制御装置１０の第一制御装置は１２、ウォッシャー動作が行われた場合の自動運転への影響度合を総合的に判断し、承認要求に対する承認可否を判定する。そして、第一制御装置１２は、承認可能と判定した場合、承認要求に対する承認を車両走行制御装置２０に送信する。

ステップＳ１０６の処理が行われると、処理は次のステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、第二制御装置２２は、自動運転制御装置１０から承認要求に対する承認を受信したかどうかを判定する。その結果、承認を受信していない場合、自動運転制御装置１０の自動運転に影響があると判断されて、承認を受信するまで待機する。一方、承認を受信した場合、自動運転制御装置１０の自動運転に影響があると判断されて、処理は次のステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、第二制御装置２２は、ウォッシャー動作を実行する。

このように、本実施の形態の車両制御システム１００によれば、自動運転制御装置１０の自動運転の機能にとって都合の悪いタイミングでウォッシャー動作が実行されることを回避することが可能となる。

５．変形例
本実施の形態の車両制御システム１００は、以下のように変形した態様を採用してもよい。

図４に示すウォッシャー制御の制御ルーチンにおいて、ステップＳ１０２の処理及びステップＳ１０４の処理は必須ではない。

作動要求条件は、フロントウィンドウの汚れに起因する周辺状況センサの認識度の低下を判定できる条件であれば、カメラ２４１のカメラ画像情報を用いる条件に限らない。すなわち、作動要求条件の判定は、フロンドウィンドウの汚れの影響を受ける周辺状況センサであれば、例えば車室内に搭載されたライダーやレーダによって取得される周辺情報に基づく条件でもよい。

ウォッシャー装置７０によるウォッシャー動作は、車両Ｖ１のフロントウィンドウに向かってウォッシャー液を噴射する動作に限らない。すなわち、第二情報取得装置２４に含まれるセンサ装置の中には、カメラ２４１のレンズ部又はライダー２４２やレーダ２４３の電波透過部が車両Ｖ１の外部に露出しているものも考えられる。車両Ｖ１がこのようなセンサ装置を備える場合、ウォッシャー装置７０によるウォッシャー動作は、外部に露出しているセンサ装置のレンズ部或いは電波透過部に向かってウォッシャー液を噴射する動作として構成されていてもよい。この場合、作動要求条件は、対象となるセンサ装置の認識度が低下したことを示す条件とすればよい。

自動運転制御装置１０と車両走行制御装置２０は、別々に設計、開発されてもよい。例えば、車両走行制御を担う車両走行制御装置２０は、メカや車両運動特性に精通している開発者（典型的には自動車メーカー）によって設計、開発される。この場合、車両走行制御装置２０の信頼度は極めて高い。そのような高信頼度の予防安全機能部４０を利用することを前提として、自動運転サービス提供者は、自動運転制御装置１０用のソフトウェアを設計、開発することができる。その意味で、車両走行制御装置２０は、自動運転サービスのためのプラットフォームであるといえる。

８ 自動運転機能部
１０ 自動運転制御装置
１２ 第一制御装置
１２２ 第一プロセッサ
１２４ 第一記憶装置
１２６ 第一入出力インターフェース
１４ 第一情報取得装置
１４１ 周辺状況センサ
１４２ 車両状態センサ
１４３ 車両位置センサ
１４４ 通信装置
２０ 車両走行制御装置
２２ 第二制御装置
２２２ 第二プロセッサ
２２４ 第二記憶装置
２２６ 第二入出力インターフェース
２４ 第二情報取得装置
２４１ カメラ
２４２ ライダー
２４３ レーダ
２４４ 車両状態センサ
３０ 運動制御機能部
４０ 予防安全機能部
５０ ウォッシャー制御機能部
６０ 走行装置
７０ ウォッシャー装置
１００ 車両制御システム

Claims (8)

1. 自動運転を行う車両を制御する車両制御システムにおいて、
   前記車両制御システムは、
   センサが前記車両のフロントウィンドウ越しに認識する周辺情報を含む運転環境情報に基づいて、前記車両の前記自動運転のための目標トラジェクトリを生成する自動運転制御装置と、
   前記車両が前記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、を備え、
   前記自動運転制御装置は、前記車両走行制御装置との間で情報のやり取りを行う第一入出力インターフェースを備え、前記目標トラジェクトリは、前記第一入出力インターフェースを介して前記車両走行制御装置へ出力され、
   前記車両走行制御装置は、前記自動運転制御装置との間で情報のやり取りを行う第二入出力インターフェースを備え、前記目標トラジェクトリは、前記第二入出力インターフェースを介して前記車両走行制御装置へ入力され、
   前記車両走行制御装置は、
   ウォッシャー液を前記車両の前記フロントウィンドウに噴出するウォッシャー動作の作動要求条件が成立するか否かを判定し、
   前記作動要求条件が成立する場合、前記第二入出力インターフェースを介して前記ウォッシャー動作の承認要求を前記自動運転制御装置に送信するように構成され、
   前記自動運転制御装置は、
   前記第一入出力インターフェースを介して前記承認要求を受信した場合、前記承認要求に対する承認可否を判定し、
   前記承認要求が承認可能と判定した場合、前記第一入出力インターフェースを介して前記承認要求に対する承認を前記車両走行制御装置に送信するように構成され、
   前記車両走行制御装置は、前記第二入出力インターフェースを介して前記承認要求に対する承認を前記自動運転制御装置から受信した場合、前記ウォッシャー動作を実行する
   ように構成される車両制御システム。
2. 前記車両は、車室内から前記フロントウィンドウ越しに前記車両の周囲の状況を認識する周辺状況センサを含み、
   前記車両走行制御装置は、
   前記周辺状況センサによって取得された周辺情報に基づいて、前記車両と障害物との衝突を予防或いは回避するように前記車両走行制御の制御量への介入を行う予防安全制御を実行するように構成され、
   前記作動要求条件は、前記周辺状況センサの認識度が閾値よりも低下することを含む
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記作動要求条件は、外気温が前記ウォッシャー液の凍結温度よりも高いことを含む
   請求項２に記載の車両制御システム。
4. 前記車両走行制御装置は、
   前記作動要求条件が成立する場合において、前記車両が停車中である場合、前記承認要求を前記自動運転制御装置に送信せずに前記ウォッシャー動作を実行する
   ように構成される請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両制御システム。
5. センサが車両のフロントウィンドウ越しに認識する周辺情報を含む運転環境情報に基づいて自動運転制御装置で生成された、車両の自動運転のための目標トラジェクトリを受け取り、前記車両が前記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において、
   前記車両走行制御装置は、
   前記自動運転制御装置の第一入出力インターフェースとの間で情報のやり取りを行う第二入出力インターフェースを備え、
   ウォッシャー液を前記車両の前記フロントウィンドウに噴出するウォッシャー動作の作動要求条件が成立するか否かを判定し、
   前記作動要求条件が成立する場合、前記第二入出力インターフェースを介して前記ウォッシャー動作の承認要求を前記自動運転制御装置に送信し、
   前記第二入出力インターフェースを介して前記承認要求に対する承認を前記自動運転制御装置から受信した場合、前記ウォッシャー動作を実行する
   ように構成される車両走行制御装置。
6. 前記車両は、車室内から前記フロントウィンドウ越しに前記車両の周囲の状況を認識する周辺状況センサを含み、
   前記車両走行制御装置は、
   前記周辺状況センサによって取得された周辺情報に基づいて、前記車両と障害物との衝突を予防或いは回避するように前記車両走行制御の制御量への介入を行う予防安全制御を実行するように構成され、
   前記作動要求条件は、前記周辺状況センサの認識度が閾値よりも低下することを含む
   請求項５に記載の車両走行制御装置。
7. 前記作動要求条件は、外気温が前記ウォッシャー液の凍結温度よりも高いことを含む
   請求項６に記載の車両走行制御装置。
8. 前記車両走行制御装置は、
   前記作動要求条件が成立する場合において、前記車両が停車中である場合、前記承認要求を前記自動運転制御装置に送信せずに前記ウォッシャー動作を実行する
   ように構成される請求項５から請求項７の何れか１項に記載の車両走行制御装置。

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