JP7452463B2 - マネージャ、制御方法、制御プログラム、及び車両 - Google Patents

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Description

本開示は、車両に搭載されるマネージャなどに関する。
近年、運転支援機能(自動運転や自動駐車など)を実現する複数のアプリケーションが車両に実装されている。特許文献1には、これらの複数のアプリケーションから出力される要求をそれぞれ受け付けて、この複数のアプリケーションから受け付けた複数の要求を調停し、その調停結果に基づいてアクチュエータ(ステアリング装置やブレーキ装置など)を駆動するための要求を出力する、制御装置(マネージャ)が開示されている。
特開2020-032894号公報
車両に実装されるアプリケーションには、車両を停止した状態で保持することを要求する先進運転支援アプリケーション(ADAS(Advanced Driver Assistance System)アプリケーション)が複数存在する。このような複数のADASアプリケーションにおいて車両の停止状態を保持する様態(装置、機構、動作など)が異なる場合、例えば、ADASアプリケーションを実装する各電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)からマネージャに対して、停止保持に関する要求とその様態とをそれぞれ出力させる手法が考えられる。しかしながら、この各ECUに停止保持に関する要求及びその様態を出力させる手法では、ADASアプリケーションを実装したECUやインターフェイス(I/F)の設計が煩雑になるおそれがあった。
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、アプリケーションを実装したECUやインターフェイスの設計が煩雑になることなく、アプリケーションからの要求に対応した停止保持の様態を実現できるマネージャなどを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、車両に搭載されたマネージャであって、複数のADASアプリケーションから、複数の行動計画とADASアプリケーションの識別情報とを受け付ける受付部と、複数の行動計画を調停する調停部と、調停部による調停結果に基づいて、運動要求を算出する算出部と、運動要求を少なくとも1つのアクチュエータシステムに分配する分配部と、を備え、調停部は、複数の行動計画に車両の停止保持に関する要求が含まれる場合、車両の停止保持の様態をADASアプリケーションの識別情報に応じて決定する、マネージャである。
本開示のマネージャなどによれば、アプリケーションを搭載したECUやインターフェイスの設計が煩雑になることなく、アプリケーションからの要求に対応した停止保持の様態を実現することができる。
本開示の一実施形態に係るマネージャとその周辺部の構成図 記憶部が記憶する停止保持処理情報の一例 マネージャの調停部が実行する調停制御の処理手順のフローチャート
本開示のマネージャは、アプリケーションが要求する車両の停止保持処理の様態を、そのアプリケーションに付与された固有の識別情報と紐付けて予め記憶している。そして、マネージャは、複数のアプリケーションから受け付ける車両運動の要求に車両の停止保持に関する要求が含まれる場合には、車両の停止保持の様態を複数の車両運動の要求を調停した結果に基づくアプリケーションの識別情報に応じて決定し、決定した様態で車両の停止保持を制御する。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
<実施形態>
[構成]
図1は、本開示の一実施形態に係る車両に搭載されるマネージャ10とその周辺部の構成例を示す図である。図1に示したマネージャ10は、運転支援システム20と、複数のアクチュエータシステム30及び40と、アクセルペダルセンサ50と、ブレーキペダルセンサ60と、シートベルトSW70と、車両ドアSW80とに、車載ネットワーク100を介して通信可能に接続されている。車載ネットワーク100は、CAN(Controller Area Network)やイーサネット(登録商標)などを例示できる。
運転支援システム20は、実装されるアプリケーションを実行することにより、少なくとも車両の駆動制御及び制動制御を含む車両の運転を支援するための様々な機能を実現するための構成である。運転支援システム20が実装するアプリケーションとしては、自動運転の機能を実現するアプリケーション、自動駐車の機能を実現するアプリケーション、及び先進運転支援の機能を実現するADASアプリケーションなどを例示できる。ADASアプリケーションには、衝突回避支援(PCSなど)の機能を実現するアプリケーション、前走車との車間距離を一定に保ちながら走行する前車追従走行(ACCなど)の機能を実現するアプリケーションや、走行する車線の維持を行う車線維持支援(LKA、LTAなど)の機能を実現するアプリケーションや、衝突の被害を軽減させるために自動的に制動をかける衝突被害軽減ブレーキ(AEBなど)の機能を実現するアプリケーション、車両の走行車線の逸脱を警告する車線逸脱警報(LDW、LDAなど)の機能を実現するアプリケーションなどがある。
この運転支援システム20の各アプリケーションは、図示しない各種センサなどから取得(入力)する車両の情報(認識センサ情報など)に基づいて、アプリケーションの要求として、アプリケーション単独での機能性(商品性)を担保した行動計画の要求を、マネージャ10にそれぞれ出力する。この行動計画には、車両に発生させる前後加速度/減速度に関する要求や、車両の停止保持に関する要求など、が含まれる。車両の停止保持に関する要求としては、油圧を保持して制動状態を保持するブレーキホールド機能、電気モーターでパッドをディスクローターに押し付けて制動状態を保持する電動パーキングブレーキロック(EPBロック)機能、及びシフトポジションをパーキングの位置に固定するパーキングロック(Pロック)機能の少なくとも1つの作動の許可及び禁止に関する指示を例示できる。また、運転支援システム20の各アプリケーションは、行動計画と共に、自身のアプリケーションを一意に特定することができる識別情報(以下「アプリID」という)を、マネージャ10にそれぞれ出力する。アプリIDは、アプリケーションごとに予めユニークに定められている。
この運転支援システム20は、CPUなどのプロセッサ、メモリ、及び入出力インターフェイスを有する電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)などのコンピューターによって実現される。なお、運転支援システム20が実装するアプリケーションの数は、特に限定されない。また、運転支援システム20として、アプリケーションごとにそれぞれのECUが設けられてもよい。例えば、自動運転アプリケーションが実装された自動運転ECU、自動駐車アプリケーションが実装された自動駐車ECU、及び先進運転支援アプリケーションが実装されたADAS-ECUによって、運転支援システム20が構成されてもよい。また、ACC機能を実現するADASアプリケーションが実装されたECU、LKA機能を実現するADASアプリケーションが実装されたECU、及びAEB機能を実現するADASアプリケーションが実装されたECUのように、複数のADASアプリケーションが複数のECUに実装されてもよい。
複数のアクチュエータシステム30及び40は、運転支援システム20が出力する行動計画の要求を実現するための実現システムの1つである。一例として、アクチュエータシステム30は、車両に駆動力を発生させることが可能なパワートレインアクチュエータ(エンジンやトランスミッションなど)を含み、パワートレインアクチュエータの動作を制御することによって、行動計画の要求を実現させる。また、一例として、アクチュエータシステム40は、車両に制動力を発生させることが可能なブレーキアクチュエータ(油圧ブレーキ、電動パーキングブレーキなど)を含み、ブレーキアクチュエータの動作を制御することによって、行動計画の要求を実現させる。なお、車両に搭載されるアクチュエータシステムの数は、特に限定されない。
アクセルペダルセンサ50は、車両のドライバーによって操作されたアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量を検出するためのセンサである。ブレーキペダルセンサ60は、車両のドライバーによって操作されたブレーキペダルの踏み込み量であるブレーキ操作量を検出するためのセンサである。シートベルトSW70は、シートベルトの着脱状態を検出するためのスイッチである。車両ドアSW80は、車両ドアの開状態/閉状態を検出するためのスイッチである。アクセルペダルセンサ50及びブレーキペダルセンサ60は、ドライバーの運転操作を判断するために利用される。また、アクセルペダルセンサ50、ブレーキペダルセンサ60、シートベルトSW70、及び車両ドアSW80は、後述するドライバーが車両を運転(走行を伴わない利用を含む)する意思(以下「ドライバーの運転意思」という)の有無を判断するために利用される。
マネージャ10は、運転支援システム20から受け付ける行動計画の要求に基づいて、車両の運動に関する制御内容を決定し、この決定した制御内容に基づいてアクチュエータシステム30及び/又は40に対して必要な要求を出力する。また、マネージャ10は、運転支援システム20から行動計画の要求と共に取得したアプリIDと、アクセルペダルセンサ50、ブレーキペダルセンサ60、シートベルトSW70、及び車両ドアSW80などから取得できるドライバー状態及び車両状態とに基づいて、停止保持処理の様態を決定することを行う。
このマネージャ10は、いわゆる車両の運動に関わるADAS-MGRやVehicle-MGRなどとして、あるいはADAS-MGRやVehicle-MGRの一部として機能し、車両の動きを制御する。マネージャ10は、受付部11と、調停部12と、算出部13と、分配部14と、記憶部15と、を含む。
受付部11は、運転支援システム20の1つ又は複数のアプリケーションが出力する行動計画の要求及びアプリIDを受け付ける。本実施形態における行動計画としては、車両の前後方向(縦方向)運動に関する加速度、及び車両の停止保持に関する要求を例示することができる。受付部11が受け付けた行動計画の要求及びアプリIDは、調停部12に出力される。
調停部12は、受付部11が運転支援システム20の各アプリケーションから受け付けた複数の行動計画の要求を調停する。この調停の処理としては、所定の選択基準に基づいて複数の行動計画の中から1つの行動計画を選択することが例示できる。また、調停の処理として、複数の行動計画に基づいて新たな行動計画を設定することもできる。なお、調停部12は、アクチュエータシステム30及び40から取得するアベイラビリティを表す情報にさらに基づいて、複数の行動計画の要求を調停してもよい。
また、調停部12は、調停した行動計画を要求するアプリケーションに応じて、車両の停止状態の保持制御に関する停止保持処理の様態を決定する。この決定は、後述する記憶部15が記憶する停止保持処理情報に基づいて行われる。さらに、調停部12は、調停結果に基づいて決定した停止保持処理の様態よりも、ドライバー状態及び車両状態に応じた停止保持処理の様態を一時的に優先させるか否かを、好適に判断する(様態の調停)。この停止保持処理の様態の決定や優先の判断については、後述する。
算出部13は、調停部12における行動計画の要求の調停結果及びその調停結果に基づいて決定した停止保持処理の様態に基づいて、運動要求を算出する。この運動要求は、アクチュエータシステム30及び/又は40を制御するための物理量であり、行動計画の要求の物理量とは異なる。例えば、行動計画の要求(第1の要求)が加速度である場合には、運動要求(第2の要求)として駆動力や駆動トルクを算出することができる。これにより、加速度の要求が駆動力や駆動トルクの要求に変換される。
分配部14は、算出部13によって算出された運動要求を、少なくとも1つのアクチュエータシステム30及び/又は40に分配する。
記憶部15は、運転支援システム20に実装された複数のアプリケーションについて、各アプリケーションに好適な車両の停止保持処理の様態を示した情報(停止保持処理情報)を記憶する。図2は、記憶部15が記憶する停止保持処理情報の一例である。図2のように、この停止保持処理情報では、アプリIDごとに、そのアプリIDが割り当てられたアプリケーションの行動計画が調停されたときにデフォルトとして適用する停止保持処理の様態(第1様態、第2様態、第3様態のいずれか)が紐付けて記憶されている。これらの様態は、アプリケーションの要求内容や安全設計の観点に基づいて予め設定される。
例えば、第1様態を、ドライバーを車両制御の主権とし、ドライバーに車両の運転意思があると判断した場合にのみ、ドライバーの運転操作に応じた停止保持の制御を実行する様態、とすることができる。ドライバーに車両の運転意思があることは、例えば、シートベルトの着脱行為がなされたこと及び車両ドアの開閉行為がなされたことの少なくとも1つに基づいて判定することができる。車両の停止保持を伴うドライバーの運転操作としては、ブレーキペダルの踏み込みやパーキングブレーキの作動操作などを例示できる。この第1様態では、調停部12による調停結果やドライバーのブレーキ操作量に基づいてそれぞれ要求される複数の制動力のうち、最も大きい制動力を用いて車両の停止状態が保持される。この停止保持中には、不要なアクチュエータは非動作となる。
また、例えば、第2様態を、ドライバーに車両の運転意思があると判断した場合には、ドライバーを車両制御の主権としてドライバー操作に応じた停止保持の制御を実行し、ドライバーに車両の運転意思がないと判断した場合には、車両に搭載された先進安全機能を車両制御の主権として先進安全機能が判断した停止保持の制御を実行する様態、とすることができる。この第2様態において、先進安全機能を車両制御の主権として停止保持の制御が実行される場合は、EPBロック作動によって車両の停止状態が保持される。
また、例えば、第3様態を、ドライバーによる車両の運転意思に関わらず、車両に搭載された先進安全機能を車両制御の主権とし、先進安全機能が判断した停止保持の制御を実行する様態、とすることができる。この第3様態では、EPBロック作動又はPロック作動によって車両の停止状態が保持される。
上述した第1様態、第2様態、及び第3様態の内容や分類は一例であって、運転支援システム20に実装されるアプリケーションからの要求内容や、ドライバー状態及び車両状態のバリエーションなどに応じて、変更や追加などが可能である。
なお、以上説明した、車両に搭載された機器の構成及びマネージャ10の構成は一例であって、適宜、追加、置換、変更、省略などが可能である。また、各機器の機能は適宜1つの機器に統合したり複数の機器に分散したりして実装することが可能である。例えば、マネージャ10の調停部12が有する機能のうち、車両の停止保持処理の様態を決定する機能を、マネージャ10とは異なる別の機器に実装したり、あるいはアクチュエータシステム30及び/又は40に実装したりしてもよい。また、マネージャ10は、ブレーキECUに搭載することができる。
[制御]
図3をさらに参照して、本実施形態に係るマネージャ10が実行する調停制御を説明する。図3は、マネージャ10の調停部12が実行する調停制御の処理手順を説明するフローチャートである。
図3に示す調停制御は、マネージャ10の受付部11が、運転支援システム20のアプリケーションから行動計画(加速度)の要求を受け付けると開始される。
(ステップS301)
調停部12は、アプリケーションから要求される行動計画を調停する。この実施形態では、複数のアプリケーションがそれぞれ要求する複数の行動計画の中から1つの行動計画を選択する調停が行われる例を示す。行動計画が調停されると、ステップS302に処理が進む。
(ステップS302)
調停部12は、アプリケーションから要求される行動計画に、車両の停止保持に関する要求が含まれているか否かを判断する。行動計画に車両の停止保持に関する要求が含まれている場合は(ステップS302、はい)、ステップS303に処理が進み、行動計画に車両の停止保持に関する要求が含まれていない場合は(ステップS302、いいえ)、ステップS305に処理が進む。
(ステップS303)
調停部12は、調停後の行動計画の要求を出力するアプリケーションに付与されたアプリIDを特定する。アプリケーションのアプリIDが特定されると、ステップS304に処理が進む。
(ステップS304)
調停部12は、特定したアプリIDに応じて、車両制御に適用される停止保持処理の様態を決定する。この決定は、記憶部15が記憶する停止保持処理情報に基づいて行われる。例えば、停止保持処理情報が図2に示す情報である場合、特定されたアプリIDが「1」であれば、停止保持処理として「第1様態」の適用が決定される。この決定以降は、決定された様態で定義された内容に従った車両の停止状態の保持に関する制御が、マネージャ10(あるいはマネージャ10以外の構成)によって実施される。停止保持処理の様態が決定されると、ステップS305に処理が進む。
(ステップS305)
調停部12は、アプリケーションから要求される行動計画の調停が必要か否かを判断する。この行動計画の調停が必要な場合とは、例えば、1つ又は複数のアプリケーションから新たな行動計画が要求されて再び行動計画を調停する必要が生じた場合や、行動計画の調停を見直すための所定のタイミングが到来した場合などである。行動計画の調停が必要と判断した場合は(ステップS305、はい)、ステップS301に処理が進み、行動計画の調停が必要ではないと判断した場合は(ステップS305、いいえ)、ステップS306に処理が進む。
(ステップS306)
調停部12は、車両に搭載された機器(図示の機器及び不図示の機器)からドライバー状態及び車両状態を取得する。ドライバー状態としては、ドライバーの意識状態を例示できる。車両状態としては、車両の停車時間を例示できる。ドライバー状態及び車両状態が取得されると、ステップS307に処理が進む。
(ステップS307)
調停部12は、調停結果に基づく決定によって現在車両制御に適用されている停止保持処理の様態に関わらず、優先させる停止保持処理の様態があるか否かを判断する。この判断は、ドライバー状態及び車両状態に基づいて行われる。一例として、ACC作動時などのドライバー主権である第1様態で車両が停止制御されている状態において、ドライバーの意識がなくなり(居眠りなど)ドライバーがアクセルペダルを意図せず踏み込んでしまった場合を考える。この場合、所定の車載機器が、ドライバーの意識喪失を検知して、調停部12に対して車両制御主権である第3様態を要求する。調停部12は、所定の車載機器からの要求に基づいて第3様態を一時的に優先させるべき状況であると判断し、停止保持処理の様態を第1様態から第3様態に切り替える(様態の調停)。この様態の切り替えによって、ドライバーによるアクセルペダル操作を無効とした制御が行われる。こうすることで、車両の停止状態の保持を安全に継続させることができる。なお、この様態の切り替えは、記憶部15が記憶する停止保持処理情報を書き換えるものではなく、調停結果に基づいて決定された停止保持処理の様態を一時的に変更するものである。従って、例えばドライバー状態及び車両状態が元の状態に回復すれば、調停結果に基づいて決定された停止保持処理の様態に戻って制御が継続される。優先させる停止保持処理の様態があると判断した場合は(ステップS307、はい)、ステップS308に処理が進み、優先させる停止保持処理の様態がないと判断した場合は(ステップS308、いいえ)、ステップS305に処理が進む。
(ステップS308)
調停部12は、車両制御に適用させる停止保持処理の様態を、上記ステップS307で必要と判断した優先させる停止保持処理の様態に設定する。停止保持処理の様態が優先させる様態に設定されると、ステップS305に処理が進む。
(ステップS309)
調停部12は、車両制御に適用させる停止保持処理の様態を、上記ステップS304で決定した調停結果に基づく停止保持処理の様態(デフォルトの停止保持処理の様態)に設定する。停止保持処理の様態がデフォルトに設定されると、ステップS305に処理が進む。
<作用・効果>
以上のように、本開示の一実施形態によれば、ADASアプリケーションが要求する車両の停止保持処理の様態をそのADASアプリケーションに付与された固有のアプリIDと紐付けた停止保持処理情報を、予めマネージャに記憶しておく。そして、マネージャは、複数のADASアプリケーションから受け付ける行動計画の要求に車両の停止保持に関する要求が含まれる場合には、車両の停止保持の様態を複数の行動計画の調停結果に基づくアプリIDに応じて決定し、この決定した様態で車両の停止保持を制御する。
これによって、マネージャは、車両(運転支援システム)に実装されるADASアプリケーションを気にすることなく、自らの記憶部に記憶している停止保持処理情報を参照するだけで、車両の停止保持の様態を好適に決定することができる。これにより、アプリケーションを搭載したECUやインターフェイスの設計が煩雑になることなく、アプリケーションからの要求に対応した停止保持の様態を実現することができる。また、各ADASアプリケーションとマネージャとの間の通信負荷を軽減でき、複数のADASアプリケーション間の機能干渉も回避することができる。
また、車両の停止保持の様態をマネージャが一元的に管理するため、新たにADASアプリケーションが車両に実装された場合には、そのADASアプリケーションのアプリIDと様態とを紐付けたデータを停止保持処理情報に追加するだけで済む。また、既存の様態では対応できないADASアプリケーションが新たに車両に実装された場合でも、新規の様態を定義して停止保持処理情報に反映させることで、新規の様態に対応することができる。
以上、本開示技術の一実施形態を説明したが、本開示は、車両に搭載されるマネージャだけでなく、マネージャを含む制御システム、プロセッサとメモリを備えたマネージャが実行する制御方法、制御プログラム、制御プログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な非一時的な記憶媒体、あるいはマネージャを備えた車両など、として捉えることが可能である。
本開示は、車両などに搭載されるマネージャなどに有用である。
10 マネージャ
11 受付部
12 調停部
13 算出部
14 分配部
15 記憶部
20 運転支援システム
30 アクチュエータシステム
40 アクチュエータシステム
50 アクセルペダルセンサ
60 ブレーキペダルセンサ
70 シートベルトSW
80 車両ドアSW
100 車載ネットワーク

Claims (9)

  1. 車両に搭載されたマネージャであって、
    複数のADASアプリケーションから、複数の行動計画と前記ADASアプリケーションの識別情報とを受け付ける受付部と、
    前記複数の行動計画を調停する調停部と、
    前記調停部による調停結果に基づいて、運動要求を算出する算出部と、
    前記運動要求を少なくとも1つのアクチュエータシステムに分配する分配部と、を備え、
    前記調停部は、前記複数の行動計画に前記車両の停止保持に関する要求が含まれる場合、前記車両の停止保持の様態を前記ADASアプリケーションの識別情報に応じて決定する、
    マネージャ。
  2. 前記車両の停止保持に関する要求には、ブレーキホールド機能、電動パーキングブレーキロック機能、及びパーキングロック機能の少なくとも1つの作動の許可又は禁止に関する指示が含まれる、
    請求項1に記載のマネージャ。
  3. 前記ADASアプリケーションの識別情報と前記車両の停止保持の様態に関する情報とを紐付けて記憶した記憶部をさらに備え、
    前記調停部は、前記複数の行動計画に前記車両の停止保持に関する要求が含まれる場合、前記記憶部が記憶する情報に基づいて、前記ADASアプリケーションの識別情報に応じた前記車両の停止保持の様態を決定する、
    請求項1又は2に記載のマネージャ。
  4. 前記車両の停止保持の様態には、
    ドライバーの運転意思があるときのみ、前記ドライバーの運転操作に応じて前記車両の停止保持の制御が実行される第1様態、
    前記ドライバーの運転意思があるときは、前記ドライバーの運転操作に応じて前記車両の停止保持の制御が実行され、かつ、前記ドライバーの運転意思がないときは、前記運動要求に基づいて前記車両の停止保持の制御が実行される第2様態、及び
    前記ドライバーの運転意思及び前記ドライバーの運転操作に関わらず、前記運動要求に基づいて前記車両の停止保持の制御が実行される第3様態の少なくとも1つが含まれる、
    請求項3に記載のマネージャ。
  5. 前記ドライバーの運転意思の有無は、シートベルトの着脱行為及び車両ドアの開閉行為の少なくとも1つに基づいて判定される、
    請求項4に記載のマネージャ。
  6. 前記ドライバーの運転操作には、アクセル操作とブレーキ操作とが含まれる、
    請求項4に記載のマネージャ。
  7. 車両に搭載されたマネージャのコンピューターが実行する制御方法であって、
    複数のADASアプリケーションから、複数の行動計画と前記ADASアプリケーションの識別情報とを受け付けるステップと、
    前記複数の行動計画を調停するステップと、
    前記調停するステップによる調停結果に基づいて、運動要求を算出するステップと、
    前記運動要求を少なくとも1つのアクチュエータシステムに分配するステップと、を含み、
    前記調停するステップは、前記複数の行動計画に前記車両の停止保持に関する要求が含まれる場合、前記車両の停止保持の様態を前記ADASアプリケーションの識別情報に応じて決定する、
    制御方法。
  8. 車両に搭載されたマネージャのコンピューターに実行させる制御プログラムであって、
    複数のADASアプリケーションから、複数の行動計画と前記ADASアプリケーションの識別情報とを受け付けるステップと、
    前記複数の行動計画を調停するステップと、
    前記調停するステップによる調停結果に基づいて、運動要求を算出するステップと、
    前記運動要求を少なくとも1つのアクチュエータシステムに分配するステップと、を含み、
    前記調停するステップは、前記複数の行動計画に前記車両の停止保持に関する要求が含まれる場合、前記車両の停止保持の様態を前記ADASアプリケーションの識別情報に応じて決定する、
    制御プログラム。
  9. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のマネージャを搭載した、車両。
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