JPWO2019116871A1 - 車両並びにその制御システム及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して制御装置1Aの構成について説明する。制御装置1Aは、ECU群(制御ユニット群)2Aを含む。ECU群2Aは、複数のECU20A〜29Aを含む。各ECUは、CPUに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ECUはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。なお、ECUの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合したりすることが可能である。なお、図1および図3においてはECU20A〜29Aの代表的な機能の名称を付している。例えば、ECU20Aには「自動運転ECU」と記載している。
図2を参照して制御装置1Bの構成について説明する。制御装置1Bは、ECU群(制御ユニット群)2Bを含む。ECU群2Bは、複数のECU21B〜25Bを含む。各ECUは、CPUに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ECUはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。なお、ECUの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合したりすることが可能である。なお、ECU群2Aと同様、図2および図3においてはECU21B〜25Bの代表的な機能の名称を付している。
ECU間を通信可能に接続する、制御システム1の通信回線の例について図3を参照して説明する。制御システム1は、有線の通信回線L1〜L7を含む。通信回線L1には、制御装置1Aの各ECU20A〜27A、29Aが接続されている。なお、ECU28Aも通信回線L1に接続されてもよい。
制御システム1の電源について図3を参照して説明する。制御システム1は、大容量バッテリ6と、電源7Aと、電源7Bとを含む。大容量バッテリ6はモータMの駆動用バッテリであると共に、モータMにより充電されるバッテリである。
図4を参照して、自動運転中のECU20A及びECU21Bによる車両Vの制御方法について説明する。上述のように、ECU20Aは車両Vの自動運転を行う走行制御部として動作する。さらに、ECU21Bは、ECU20Aによる走行制御が正常に動作しているかを監視する監視部として動作する。また、ECU21Bは、ECU20Aによる代替制御が正常に動作しているかを監視する監視部として動作してもよい。以下の説明ではECU21Bが監視部として動作するが、ECU20Aが監視部として動作してもよいし、ECU29Aが監視部として動作してもよい。走行制御を監視する監視部と、代替制御を監視する監視部とは、同一のECUによって実現されてもよいし、別々のECUによって実現されてもよい。以下の説明では、ECU20Aが、運転者に周辺監視義務がある状態と運転者に周辺監視義務がない状態との両方で動作可能であるとする。例えば、SAE(Society of Automotive Engineers)インターナショナルのJ3016に規定される自動運転レベルがレベル2であれば運転者に周辺監視義務がある状態であり、レベル3であれば運転者に周辺監視義務がない状態である。周辺監視義務がない状態では、周辺監視義務がある状態よりも運転者による介入に時間がかかるので、ECU20Aによる動作が制限されていてもよい。例えば、ECU20Aは、周辺監視義務がある状態において車線変更を行うように動作し、周辺監視義務がない状態において車線変更を行わないように動作してもよい。また、周辺監視義務がない状態におけるECU20Aによる車速の上限は、周辺監視義務がある状態におけるECU20Aによる車速の上限よりも低くてもよい。
図4を参照して、走行支援中のECU20A及びECU21Bによる車両Vの制御方法について説明する。上述のように、ECU21Bは車両Vの走行支援を行う走行制御部として動作する。さらに、ECU20Aは、ECU21Bによる走行制御が正常に動作しているかを監視する監視部として動作する。以下の説明ではECU20Aが監視部として動作するが、ECU21Bが監視部として動作してもよいし、ECU29Aが監視部として動作してもよい。運転者の手動運転を支援する走行支援中であるので運転者に周辺監視義務がある。
[構成1]
外界認識装置群(31A、31B、32A及び32B)及びアクチュエータ群(41A、41B、42A、42B及び50)を有する車両(V)の制御システム(V)であって、
前記外界認識装置群の認識結果に基づいて前記アクチュエータ群を制御することによって自動運転又は走行支援を行う走行制御手段(20A、21B)と、
前記アクチュエータ群の制御結果として前記外界認識装置群による物標(501)の検出状況を監視する監視手段(20A、21B)とを備え、
前記監視手段は、前記物標の検出状況に基づいて自動運転又は走行支援の継続可否を判定することを特徴とする制御システム。
この構成によれば、走行制御機能が正常であれば行わないであろう車両の挙動を監視することによって、車両の走行制御機能の低下を精度よく判定できる。
[構成2]
前記監視手段が自動運転又は走行支援の継続が不能であると判定した場合に、前記走行制御手段は、自動運転又は走行支援を終了するための処理を行うことを特徴とする構成1に記載の制御システム。
この構成によれば、自動運転であれば手動運転への切替、手動運転であれば完全な手動運転への切替が可能になる。
[構成3]
前記処理は、前記車両の運転者に運転交代を要求することと、運転交代が行われない場合に代替制御を行うこととを含むことを特徴とする構成2に記載の制御システム。
この構成によれば、車両を安全な状態に移行できる。
[構成4]
前記監視手段は、第1監視手段であり、
前記制御システムは、前記走行制御手段による代替制御の実行中に、前記走行制御手段へ入力された入力情報と、前記走行制御手段から出力された出力情報とを監視する第2監視手段を更に備え、
前記第2監視手段は、前記入力情報及び前記出力情報に基づいて、前記走行制御手段による前記代替制御の実行を抑制することを特徴とする構成3に記載の制御システム。
この構成によれば、代替制御の入出力を監視することによって、代替制御の機能低下により車両挙動が不安定化することを防止できる。
[構成5]
前記走行制御手段は、前記車両と前記物標との距離が第1閾値以下となった場合に、当該距離を拡大するように前記アクチュエータ群を制御し、
前記監視手段は、前記車両と前記物標との距離が前記第1閾値よりも小さい第2閾値以下となった場合に自動運転又は走行支援の継続が不能であると判定することを特徴とする構成1乃至4の何れか1項に記載の制御システム。
この構成によれば、正常な走行制御では起こりえない接近を監視することによって、走行制御の機能低下を判定できる。
[構成6]
前記監視手段は、前記車両と前記物標との距離を周期的に検出することを特徴とする構成5に記載の制御システム。
この構成によれば、周期的に検出を行うことによって、一層高い精度で機能低下を検出できる。例えば、一時的な割込みなどに対して過剰に反応することを抑制できる。
[構成7]
前記監視手段は、前記車両と前記物標との距離を周期的に検出し、
前記走行制御手段は、前記車両と前記物標との距離が第1閾値以下となった後に、前記距離が減少傾向である場合に自動運転又は走行支援の継続が不能であると判定することを特徴とする構成1乃至4の何れか1項に記載の制御システム。
この構成によれば、周期的に検出を行うことによって、一層高い精度で機能低下を検出できる。例えば、一時的な割込みなどに対して過剰に反応することを抑制できる。
[構成8]
前記監視手段は、前記車両を中心とし前記車両を含む自車マージン(503)と、前記物標を中心とし前記物標を含む物標マージン(504)とを設定し、前記自車マージンと前記物標マージンとの距離又は干渉度合いに基づいて前記継続可否を判定することを特徴とする構成1乃至4の何れか1項に記載の制御システム。
この構成によれば、マージン同士を比較する音によって、安心感を持って機能低下を検出できる。
[構成9]
前記監視手段は、動作状態及び種別に応じた大きさとなるように前記自車マージン又は前記物標マージンを設定することを特徴とする構成8に記載の制御システム。
この構成によれば、動作状態や種別に合わせて検出を行える。
[構成10]
前記監視手段は、前記走行制御手段によって作成された軌道に依存せずに前記継続可否を判定することを特徴とする構成1乃至9の何れか1項に記載の制御システム。
この構成によれば、走行制御手段によって作成された軌道に依存した場合に検出できない機能低下を検出できる。
[構成11]
前記監視手段は、前記車両の進行方向又は可動方向に位置する物標を監視対象とすることを特徴とする構成1乃至10の何れか1項に記載の制御システム。
この構成によれば、自車後方などの対応できない範囲を対象外にすることができる。
[構成12]
前記走行制御手段は運転者に周辺監視義務がある第1状態と運転者に周辺監視義務がない第2状態とで動作可能であり、
前記監視手段は、前記第1状態において前記継続可否を判定せず、前記第2状態において前記継続可否を判定することを特徴とする構成1乃至11の何れか1項に記載の制御システム。
この構成によれば、周辺監視義務がある場合に機能低下の判定を運転者に任せ、周辺監視義務がない場合に機能低下を自動的に判定できる。
[構成13]
前記走行制御手段は、前記第1状態において車線変更を行うように動作し、前記第2状態において車線変更を行わないように動作し、
前記第2状態における前記走行制御手段による車速の上限は、前記第1状態における前記走行制御手段による車速の上限よりも低いことを特徴とする構成12に記載の制御システム。
この構成によれば、走行制御の機能低下の判定における過検知リスクを低減できる。具体的に、運転者に周辺監視義務がある場合には、制御システムが過検知したとしても、運転者が車両制御に対して速やかに運転介入できる。運転者に周辺監視義務がない場合には、走行速度が低く、自動運転レベルが高く、交通参加者が限られるため、制御システムは過検知リスクを低減した状態で走行制御を実行できる。また、運転者に周辺監視義務がない場合には、制御システムは、車線変更を行わないため、車線からの逸脱を検出することによって、誤作動したことの判定を速やかに行える。
[構成14]
構成1乃至13の何れか1項に記載の制御システムと、
前記外界認識装置群と、
前記アクチュエータ群と
を備える車両(V)。
この構成によれば、車両の走行制御機能の低下を精度よく判定できる。
[構成15]
外界認識装置群(31A、31B、32A及び32B)及びアクチュエータ群(41A、41B、42A、42B及び50)を有する車両(V)の制御方法であって、
前記外界認識装置群の認識結果に基づいて前記アクチュエータ群を制御することによって自動運転又は走行支援を行う走行制御工程(S401〜S403、S601〜S603)と、
前記アクチュエータ群の制御結果として前記外界認識装置群による物標(501)の検出状況を監視する監視工程(S404、S604)と、
前記物標の検出状況に基づいて自動運転又は走行支援の継続可否を判定する判定工程(S406、S605)と
を有する制御方法。
この構成によれば、走行制御機能が正常であれば行わないであろう車両の挙動を監視することによって、車両の走行制御機能の低下を精度よく判定できる。
Claims (15)
- 外界認識装置群及びアクチュエータ群を有する車両の制御システムであって、
前記外界認識装置群の認識結果に基づいて前記アクチュエータ群を制御することによって自動運転又は走行支援を行う走行制御手段と、
前記アクチュエータ群の制御結果として前記外界認識装置群による物標の検出状況を監視する監視手段とを備え、
前記監視手段は、前記物標の検出状況に基づいて自動運転又は走行支援の継続可否を判定することを特徴とする制御システム。 - 前記監視手段が自動運転又は走行支援の継続が不能であると判定した場合に、前記走行制御手段は、自動運転又は走行支援を終了するための処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記処理は、前記車両の運転者に運転交代を要求することと、運転交代が行われない場合に代替制御を行うこととを含むことを特徴とする請求項2に記載の制御システム。
- 前記監視手段は、第1監視手段であり、
前記制御システムは、前記走行制御手段による代替制御の実行中に、前記走行制御手段へ入力された入力情報と、前記走行制御手段から出力された出力情報とを監視する第2監視手段を更に備え、
前記第2監視手段は、前記入力情報及び前記出力情報に基づいて、前記走行制御手段による前記代替制御の実行を抑制することを特徴とする請求項3に記載の制御システム。 - 前記走行制御手段は、前記車両と前記物標との距離が第1閾値以下となった場合に、当該距離を拡大するように前記アクチュエータ群を制御し、
前記監視手段は、前記車両と前記物標との距離が前記第1閾値よりも小さい第2閾値以下となった場合に自動運転又は走行支援の継続が不能であると判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の制御システム。 - 前記監視手段は、前記車両と前記物標との距離を周期的に検出することを特徴とする請求項5に記載の制御システム。
- 前記監視手段は、前記車両と前記物標との距離を周期的に検出し、
前記走行制御手段は、前記車両と前記物標との距離が第1閾値以下となった後に、前記距離が減少傾向である場合に自動運転又は走行支援の継続が不能であると判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の制御システム。 - 前記監視手段は、前記車両を中心とし前記車両を含む自車マージンと、前記物標を中心とし前記物標を含む物標マージンとを設定し、前記自車マージンと前記物標マージンとの距離又は干渉度合いに基づいて前記継続可否を判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の制御システム。
- 前記監視手段は、動作状態及び種別に応じた大きさとなるように前記自車マージン又は前記物標マージンを設定することを特徴とする請求項8に記載の制御システム。
- 前記監視手段は、前記走行制御手段によって作成された軌道に依存せずに前記継続可否を判定することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の制御システム。
- 前記監視手段は、前記車両の進行方向又は可動方向に位置する物標を監視対象とすることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の制御システム。
- 前記走行制御手段は運転者に周辺監視義務がある第1状態と運転者に周辺監視義務がない第2状態とで動作可能であり、
前記監視手段は、前記第1状態において前記継続可否を判定せず、前記第2状態において前記継続可否を判定することを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の制御システム。 - 前記走行制御手段は、前記第1状態において車線変更を行うように動作し、前記第2状態において車線変更を行わないように動作し、
前記第2状態における前記走行制御手段による車速の上限は、前記第1状態における前記走行制御手段による車速の上限よりも低いことを特徴とする請求項12に記載の制御システム。 - 請求項1乃至13の何れか1項に記載の制御システムと、
前記外界認識装置群と、
前記アクチュエータ群と
を備える車両。 - 外界認識装置群及びアクチュエータ群を有する車両の制御方法であって、
前記外界認識装置群の認識結果に基づいて前記アクチュエータ群を制御することによって自動運転又は走行支援を行う走行制御工程と、
前記アクチュエータ群の制御結果として前記外界認識装置群による物標の検出状況を監視する監視工程と、
前記物標の検出状況に基づいて自動運転又は走行支援の継続可否を判定する判定工程と
を有する制御方法。
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