WO2022158262A1

WO2022158262A1 - センサシステム、車両の制御方法および車両

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Publication number: WO2022158262A1
Application number: PCT/JP2021/048375
Authority: WO
Inventors: 高範難波; 誠晃佐藤; 清隆望月
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: JP7781080B2; JPWO2022158262A1; CN116829421A

Abstract

自動運転モードで走行可能な車両（１）に搭載されるセンサシステム（２０）は、車両（１）の外部の情報を取得するセンサ（６）と、センサ（６）の検出結果に基づき傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部（２１）と、異常判定部（２１）の判定結果に応じて、車両（１）に自動運転モード時の第一最大車速を示す第一最大車速信号を出力する車速制限設定部（２２）と、を有する。

Description

センサシステム、車両の制御方法および車両

　本発明は、センサシステム、車両の制御方法および車両に関する。

　特許文献１などにより、クリーナを搭載したクリーナシステムが知られている。

国際公開ＷＯ２０１９／１７２１５９

　特許文献１では、センサに汚れが付着したときにクリーナを作動させて汚れの除去を試み、それでもセンサの汚れが落ちないときには、自動運転モードから手動運転モードへ切り替えるように構成されている。しかしこれでは、少しの汚れであっても除去できない場合には自動運転モードで走行できず、自動運転モードで走行できない事態に頻繁に陥ることが想定される。つまり、近距離であればセンシングに支障が無いなど、センサの本来の検出感度は達成できていないものの、低速度の自動運転モードの実行には支障をきたさないという事態も想定される。このような事態を加味すれば、自動運転モードで走行できる距離をさらに長く確保できる余地があることに気が付いた。

　そこで本発明は、自動運転モードで走行できる距離を長く確保することができるセンサシステム、車両の制御方法、車両を提供する。

　本発明の一側面に係るセンサシステムは、
　自動運転モードで走行可能な車両に搭載されるセンサシステムであって
　車両の外部の情報を取得するセンサと、
　前記センサの検出結果に基づき傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部と、
　前記異常判定部の判定結果に応じて、前記車両に前記自動運転モード時の第一最大車速を示す第一最大車速信号を出力する車速制限設定部と、を有する、センサシステム。

　泥などによりセンサの検出結果に異常が生じて外部センサの信頼性を担保できなくなった場合には、車両制御部は自動運転モードを実行することが難しくなる。しかしながら、センサの検出結果を完全には信頼できないもののそれなりの検出結果が得られている場合には、通常の速度で自動運転モードを実行することは困難であっても、通常の速度よりも低速であれば自動運転モードの実行に支障が無い場合がある。そこで本発明は、異常判定部が泥などによってセンサの検出結果に異常が生じていると判定した場合には、車速制限設定部は車両制御部に最大車速信号を出力することにより、車両制御部は第一最大車速以下で自動運転モードを実行することができる。これにより、車両が自動運転モードで走行できる距離を長く確保することができる。

　本発明の一側面に係る車両の制御方法は、
　車両の外部の情報を取得するセンサと、前記センサの検出結果に傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部と、を含むセンサシステムを用いた、自動運転モードで走行可能な車両の制御方法であって、
　前記異常判定部の判定結果に応じて、前記自動運転モード時の第一最大車速が設定される。

　泥などによりセンサの検出結果に異常が生じて外部センサの信頼性を担保できなくなった場合には、車両制御部は自動運転モードを実行することが難しくなる。しかしながら、センサの検出結果を完全には信頼できないもののそれなりの検出結果が得られている場合には、通常の速度で自動運転モードを実行することは困難であっても、通常の速度よりも低速であれば自動運転モードの実行に支障が無い場合がある。そこで本発明は、異常判定部が泥などによってセンサの検出結果に異常が生じていると判定した場合には、異常判定部の判定結果に応じて自動運転モード時の最大車速が設定される。これにより、車両が自動運転モードで走行できる距離を長く確保することができる。

　本発明の一側面に係る車両は、
　自動運転可能な車両であって、
　自動運転モードで車両を走行させる自動運転実行部と、
　車両の外部の情報を取得するセンサと、
　前記センサの検出結果に傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部と、
　前記異常判定部の判定結果に応じて、前記自動運転モード時の第一最大車速を示す第一最大車速信号を生成する車速制限設定部と、を有する。

車両のシステムブロック図である。カメラの断面図である。正常時のカメラが撮像した画像を示す。異常時のカメラが撮像した画像を示す。車速制限設定部が実行する処理のフローチャートである。車速制限設定部が実行する本発明の変形例に係る方法のフローチャートである。本発明の第一変形例に係る車両のシステムブロック図である。本発明の第二変形例に係る車両のシステムブロック図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

　また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」について適宜言及する。これらの方向は、車両について設定された相対的な方向である。ここで、「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。

　まず、図１を参照して車両１の車両システム２について説明する。車両１は、車両システム２を備えている。第一実施形態において、車両１は自動運転モードで走行可能な自動車である。
　図１は、車両１のシステムブロック図である。図１に示すように、車両システム２は、車両制御部３と、内部センサ５と、ランプ７と、ＨＭＩ８（Ｈｕｍａｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と、ＧＰＳ９（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）と、無線通信部１０と、地図情報記憶部１１とを備えている。さらに、車両システム２は、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備えている。

　車両制御部３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されている。車両制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、各種車両制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、各種車両制御データが一時的に記憶されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）とにより構成されている。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された各種車両制御プログラムから指定されるプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されている。車両制御部３は、車両１の走行を制御するように構成されている。

　内部センサ５は、自車両の情報を取得可能なセンサである。内部センサ５は、例えば、加速度センサ、速度（車速）センサ、車輪速センサ及びジャイロセンサ等の少なくとも一つである。内部センサ５は、車両１の走行状態を含む自車両の情報を取得し、該情報を車両制御部３に出力するように構成されている。内部センサ５は、運転者が運転席に座っているかどうかを検出する着座センサ、運転者の顔の方向を検出する顔向きセンサ、車内に人がいるかどうかを検出する人感センサなどを備えていてもよい。

　ランプ７は、車両１の前部に設けられるヘッドランプやポジションランプ、車両１の後部に設けられるリヤコンビネーションランプ、車両の前部または側部に設けられるターンシグナルランプ、歩行者や他車両のドライバーに自車両の状況を知らせる各種ランプなどの少なくとも一つである。

　ＨＭＩ８は、運転者からの入力操作を受付ける入力部と、走行情報等を運転者に向けて出力する出力部とから構成される。入力部は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、車両１の運転モードを切替える運転モード切替スイッチ等を含む。出力部は、各種走行情報を表示するディスプレイである。

　ＧＰＳ９は、車両１の現在位置情報を取得し、当該取得された現在位置情報を車両制御部３に出力するように構成されている。無線通信部１０は、車両１の周囲にいる他車の走行情報を他車から受信すると共に、車両１の走行情報を他車に送信するように構成されている（車車間通信）。また、無線通信部１０は、信号機や標識灯等のインフラ設備からインフラ情報を受信すると共に、車両１の走行情報をインフラ設備に送信するように構成されている（路車間通信）。地図情報記憶部１１は、地図情報が記憶されたハードディスクドライブ等の外部記憶装置であって、地図情報を車両制御部３に出力するように構成されている。

　車両１が自動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、走行状態情報、周辺環境情報、現在位置情報、地図情報等に基づいて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号のうち少なくとも一つを自動的に生成する。ステアリングアクチュエータ１２は、ステアリング制御信号を車両制御部３から受信して、受信したステアリング制御信号に基づいてステアリング装置１３を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータ１４は、ブレーキ制御信号を車両制御部３から受信して、受信したブレーキ制御信号に基づいてブレーキ装置１５を制御するように構成されている。アクセルアクチュエータ１６は、アクセル制御信号を車両制御部３から受信して、受信したアクセル制御信号に基づいてアクセル装置１７を制御するように構成されている。このように、自動運転モードでは、車両１の走行は車両システム２により自動制御される。

　一方、車両１が手動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、アクセルペダル、ブレーキペダル及びステアリングホイールに対する運転者の手動操作に従って、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号を生成する。このように、手動運転モードでは、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号が運転者の手動操作によって生成されるので、車両１の走行は運転者により制御される。

　次に、車両１の運転モードについて説明する。運転モードは、自動運転モードと手動運転モードとからなる。自動運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードとからなる。完全自動運転モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはない。高度運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはあるものの車両１を運転しない。運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御のうち一部の走行制御を自動的に行うと共に、車両システム２の運転支援の下で運転者が車両１を運転する。一方、手動運転モードでは、車両システム２が走行制御を自動的に行わないと共に、車両システム２の運転支援なしに運転者が車両１を運転する。

　また、車両１の運転モードは、運転モード切替スイッチを操作することで切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、運転モード切替スイッチに対する運転者の操作に応じて、車両１の運転モードを４つの運転モード（完全自動運転モード、高度運転支援モード、運転支援モード、手動運転モード）の間で切り替える。また、車両１の運転モードは、自動運転車が走行可能である走行可能区間や自動運転車の走行が禁止されている走行禁止区間についての情報または外部天候状態についての情報に基づいて自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、これらの情報に基づいて車両１の運転モードを切り替える。さらに、車両１の運転モードは、内部センサ５の着座センサや顔向きセンサ等を用いることで自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、着座センサや顔向きセンサからの出力信号に基づいて、車両１の運転モードを切り替える。

　図１に示したように、車両システム２はさらに、センサシステム２０を備えている。センサシステム２０は、外部センサ６（センサ）と、異常判定部２１と、車速制限設定部２２と、運転モード取得部２３と、クリーナ２４と、クリーナ制御部２５を備えている。

　外部センサ６は、自車両１の外部の情報を取得可能なセンサである。外部センサ６は、例えば、カメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ、ゲーティングカメラ等の少なくとも一つである。外部センサ６は、車両１の周辺環境（他車、歩行者、道路形状、交通標識、障害物等）を含む自車両の外部の情報を取得し、該情報を車両制御部３に出力するように構成されている。あるいは、外部センサ６は、天候状態を検出する天候センサや車両１の周辺環境の照度を検出する照度センサなどを備えていてもよい。外部センサ６は、車両１の前方、側方、後方の少なくとも一つの情報を取得するように構成されている。

　カメラは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）等の撮像素子３１を含むカメラである。カメラは、可視光を検出するカメラや、赤外線を検出する赤外線カメラ、ゲーティングカメラ（レンジゲートカメラ）である。
　レーダは、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ等である。
　ＬｉＤＡＲとは、Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇの略語である。ＬｉＤＡＲは、一般にその前方に非可視光を出射し、出射光と戻り光とに基づいて、物体までの距離、物体の形状、物体の材質、物体の色などの情報を取得するセンサである。
　なお、以降の説明ではカメラを外部センサ６の一例として取り上げて本実施形態を説明する。

　運転モード取得部２３は、車両制御部３から、車両１が自動運転モードで走行していることを示す自動運転信号を取得する。つまり、車両１が自動運転モードで走行していると、運転モード取得部２３は、車両制御部３から自動運転信号を取得する。

　クリーナ２４は、外部センサ６に付着した泥や埃などに空気や水などの洗浄媒体を吹き付けて外部センサ６の検出する部位を清浄にする装置、あるいは、ワイパを作動させて外部センサ６の検出する部位を清浄にする装置である。クリーナ制御部２５は、車速制限設定部２２の指令に基づきこのクリーナ２４の作動を制御する。

　図２は、カメラ６の断面図である。図２に示したようにカメラ６は、撮像素子３１と、撮像素子３１が搭載される基板３２と、外部の光を撮像素子３１に集光するインナレンズ３３と、アウタカバー３４と、ハウジング３５を備えている。アウタカバー３４は透明な部材であり、ハウジング３５とともに密閉空間を形成している。撮像素子３１、基板３２、インナレンズ３３はこの密閉空間内に収容されている。

　異常判定部２１は、外部センサ６の検出結果に基づき傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する。
　具体的には、アウタカバー３４に泥や埃、木の葉や虫などが付着する。あるいは障害物や飛び石との接触や経年劣化などによりアウタカバー３４に傷や亀裂が生じることがある。あるいは、インナレンズ３３にも経年劣化などにより亀裂が生じることがある。あるいはインナレンズ３３の内面へくもりが生じたり、水滴が付着することがある。あるいは、温度変化や応力によりインナレンズ３３の内部に変形が生じ、この変形により偏光の影響が生じ、直線偏光であるレーザ光の出力が低下することがある。
　外部から撮像素子３１に入射する光は、アウタカバー３４やインナレンズ３３を通過する。これらアウタカバー３４やインナレンズ３３に傷や汚れが付いていると、カメラ６の検出結果に異常が生じてしまう。

　図３は、アウタカバー３４やインナレンズ３３に傷や埃が付いておらず、正常時のカメラ６が撮像した画像を示す。図４は、アウタカバー３４に泥が付着した異常時のカメラ６が撮像した画像を示す。なお図３および図４においては作図の都合上、画素４１を実際よりもかなり粗く描いている。

　図３および図４に示したように本実施形態では、カメラ６は複数の画素４１からなる画像４０を形成する。カメラ６は、車両１のカメラ６の画角内の所定領域を任意の微小要素に分解し、各々の微小要素から到来する光の波長（色）およびその波長の光の強度といった情報を各々の対応する撮像素子３１で収集する。一つの撮像素子３１が取得した微小要素の情報は画素４１として出力される。例えば画素４１は、撮像素子３１が取得した明るさや光の波長などに応じた輝度および色といった情報を含んでいる。カメラは、各々の撮像素子３１が出力する画素４１を統合して画像４０を生成し、生成した画像４０を車両制御部３へ出力する。

　さて、通常であれば車両１の走行中は、車両１の前方の様子が変わるので、カメラ６に入射する光の情報は次々に変化するはずである。しかし、例えばアウタカバー３４に泥が付着した場合には、特定の撮像素子３１に本来入射するはずの光が泥によって遮られてしまう。このため、車両１が走行していても該特定の撮像素子３１が出力する微小要素の情報は変化せず、該微小要素に対応する画素４１に変化が生じない。図４では、検出結果に異常が生じている画素を符号Ｄで示している。そこで異常判定部２１は、微小要素の検出結果に異常が生じているか否かを、車両１の走行中に所定時間に亘って微小要素の情報の変化が所定の閾値以下であるか否かによって判定する。本例では、車両１の走行中に所定時間に亘って微小要素の情報の変化（画素の変化）が所定の閾値以下である場合に、異常判定部２１は微小要素の検出結果に異常が生じていると判定する。

　なお異常判定部２１は、外部センサ６を構成する電気回路の異常などに起因する外部センサ６の異常は判定対象としない。ここで言う異常判定部２１は、外部センサ６を構成するアウタカバー３４やインナレンズ３３などの光学部材に傷、亀裂、埃、泥、砂、水、虫、木の葉などが付着したことに起因して生じる外部センサ６の異常を判定対象としている。

　なお、外部センサ６がＬｉＤＡＲである場合も同様である。ＬｉＤＡＲも、車両１の外部の画角内の所定領域を任意の微小要素に分解し、各々の微小要素にレーザを照射して得られた反射波の反射強度、周波数、戻り時間（ＴＯＦ（time of flight））といった情報を収集する。ＬｉＤＡＲは、レーザを発信する発信部と、ＬｉＤＡＲ前方の物体に当たって反射したレーザを受信する受信部と、発信部および受信部を収容するハウジングとアウタカバーとを備えている。このアウタカバーに泥や埃、傷などが付いてしまうと、車両１が走行していても特定の微小領域から得られた情報が変化しない。そこで異常判定部２１は、車両１が走行していても所定時間に亘って微小要素から得られた情報の変化が所定の閾値以下である場合に、該微小要素の検出結果に異常が生じていると判定する。

　外部センサ６がミリ波レーダである場合も同様である。ミリ波レーダも、車両１の外部の画角内の所定領域を任意の微小要素に分解し、各々の微小要素にミリ波を照射して得られた反射波の反射強度、周波数、戻り時間（ＴＯＦ）といった情報を収集する。ミリ波レーダは、ミリ波を発信する発信部と、ミリ波レーダ前方の物体に当たって反射したミリ波を受信する受信部と、発信部および受信部を収容するハウジングとアウタカバーとを備えている。このアウタカバーに泥や埃、傷などが付いてしまうと、車両１が走行していても特定の微小領域から得られた情報が変化しない。そこで異常判定部２１は、車両１が走行していても所定時間に亘って微小要素から得られた情報の変化が所定の閾値以下である場合に、該微小要素の検出結果に異常が生じていると判定する。

　車速制限設定部２２は、異常判定部２１の判定結果に応じて、車両１の車両制御部３に自動運転モード時の第一最大車速Ｖ１を示す第一最大車速信号を出力する。より具体的には、車速制限設定部２２は、図５に示した処理を実行する。図５は、車速制限設定部２２が実行する処理のフローチャートである。

　図５に示すように、まず車速制限設定部２２は、車両制御部３から自動運転信号を取得しているか否かを判定する（ステップＳ０１）。車速制限設定部２２が自動運転信号を取得していなければ（ステップＳ０１：Ｎｏ）、車速制限設定部２２は処理を終了する。

　車速制限設定部２２が自動運転信号を取得していれば（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ０２）。指標Ｓとは、異常判定部２１により検出結果に異常が生じているとされた微小要素の総和をＳｄとしたとき、所定領域をなす全ての微小要素の総数Ｓｍａｘに対する総和Ｓｄの占める割合を表す指標である。例えば指標Ｓは、Ｓ＝Ｓｄ／Ｓｍａｘで表すこともできるし、Ｓ＝Ｓｍａｘ／Ｓｄで表すことができる。以降では、指標Ｓ＝Ｓｄ／Ｓｍａｘであるものとして説明することとする。

　例えば、カメラ６が生成する画像が１０００万画素で構成されているものとする。この場合、Ｓｍａｘは１０００万である。また、異常判定部２１により検出結果に異状が生じているとされた微小要素の総和Ｓｄが２５万であるとする。また、第一所定値Ｔ１が０．１５に設定されているものとする。この場合、車速制限設定部２２は、指標Ｓ＝Ｓｄ／Ｓｍａｘ＝２５万／１０００万＝０．２５と算出する。この場合、車速制限設定部２２は、指標Ｓ：０．２５が第一所定値Ｔ１：０．１５以上と判定し（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ０３に進む。
　一方で、指標Ｓが第一所定値Ｔ１未満であった場合（ステップＳ０２：Ｎｏ）、処理を終了する。

　ステップＳ０３において車速制限設定部２２は、算出した指標Ｓが、第一所定値Ｔ１より大きな第二所定値Ｔ２以上であるか否かを判定する。ここでは、第二所定値Ｔ２として０．３５が設定されているものとする。算出した指標Ｓが０．２５であった場合は、車速制限設定部２２は指標Ｓが第二所定値Ｔ２以上ではないと判定し（ステップＳ０３：Ｎｏ）、自動運転モード時の第一最大車速Ｖ１を示す第一最大車速信号を車両制御部３へ出力し（ステップＳ０４）、処理を終了する。ここで、自動運転モード時の第一最大車速Ｖ１とは、車両１が自動運転モードで走行する際に設定される車両１の最大速度である。例えば、車速制限設定部２２は、最大車速として２０ｋｍ／ｈを示す第一最大車速信号を出力することができる。

　このように本実施形態に係るセンサシステム２０によれば、異常判定部２１の判定結果に応じて、車両１に自動運転モード時の第一最大車速Ｖ１を示す第一最大車速信号が出力される。
　車両制御部３は、カメラなどの外部センサ６の出力に基づいて自動運転モードを実行している。泥などにより外部センサ６の検出結果に異常が生じて外部センサ６の信頼性を担保できなくなった場合には、車両制御部３は自動運転モードを実行することが難しくなる。しかしながら、外部センサ６の検出結果を完全には信頼できないもののそれなりの検出結果が得られている場合には、車両制御部３は通常の速度で自動運転モードを実行することは困難であっても、通常の速度よりも低速であれば自動運転モードの実行に支障が無い場合がある。そこで本実施形態では、異常判定部２１が泥などによって外部センサ６の検出結果に異常が生じていると判定した場合には、車速制限設定部２２は車両制御部３に最大車速を出力し、車両制御部３は第一最大車速Ｖ１以下で自動運転モードを実行する。これにより、車両１が自動運転モードで走行できる距離を長く確保することができる。

　また本実施形態に係るセンサシステム２０において、外部センサ６は信号を発する発信部および／または信号を受信する受信部を有する。受信部および／または発信部の表面に傷または汚れに起因する異常が生じていると異常判定部２１により判定された異常面積が閾値より大きいときに、車速制限設定部２２が第一最大車速信号を出力するように構成されている。

　図５のフローチャートに戻り、ステップＳ０３で指標Ｓが第二所定値Ｔ２以上であると判定された場合（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、さらに車速制限設定部２２は指標Ｓが第二所定値Ｔ２よりも大きな第三所定値Ｔ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ０５）。

　指標Ｓが第二所定値Ｔ２以上第三所定値Ｔ３未満であると判定された場合（ステップＳ０５：Ｎｏ）、車速制限設定部２２は、自動運転モード時の第二最大車速Ｖ２を示す第二最大車速信号を車両制御部３へ出力し（ステップＳ０６）、処理を終了する。ここで、第二最大車速Ｖ２は、第一最大車速Ｖ１よりも小さな値である。

　指標Ｓが第一所定値Ｔ１よりも大きい第二所定値Ｔ２以上であるということは、指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上第二所定値Ｔ２未満である場合に比べて、検出結果に異常が生じている微小要素が多いことを示している。つまりカメラ６の汚れの程度が大きいことを示している。そこでステップＳ０６において車速制限設定部２２は、第一最大車速Ｖ１よりも小さい第二最大車速Ｖ２を示す第二最大車速信号を車両制御部３に出力する。このようにして、指標Ｓが第二所定値Ｔ２以上第三所定値Ｔ３未満となり、指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上第二所定値Ｔ２未満の場合に比べて外部センサ６の信頼性が低下した場合には、車両制御部３がより低速で自動運転モードを実行することにより、自動運転モードの実行に支障をきたさないようにされている。このように結果に異常が生じている微小要素の数の増加に応じて段階的に最大車速を低下させていくことにより、検出結果に異常が生じている微小要素の数の所定値を超えたときに突然極端に低い最大車速が設定されることがない。このため、車両１の保有者や車両の運転者といったユーザの利便性が高められている。

　ステップＳ０５で指標Ｓが第三所定値Ｔ３以上であると判定した場合（ステップＳ０５：Ｙｅｓ）、車速制限設定部２２は、車両制御部３に現在設定されている目的地をキャンセルしてあらかじめ定められた所定の目的地に設定して処理を終了する。あらかじめ定められた目的地とは、例えば車両の整備工場、カーディーラー、ユーザの自宅などである。あらかじめ定められた目的地は、センサシステム２０の提供者、車両１の提供者（カーメーカー）、あるいは車両のユーザが定めることができるように構成されていてもよい。

　指標Ｓが第一所定値Ｔ１や第二所定値Ｔ２よりも大きい第三所定値Ｔ３以上であるということは、指標Ｓが第三所定値Ｔ３未満である場合に比べて、検出結果に異常が生じている微小要素が極めて多いことを示している。つまりカメラ６の汚れの程度がかなり大きいことを示している。そこでステップＳ０７において車速制限設定部２２は、外部センサ６の点検を受けるために車両１を所定の目的地へ移動させる。

　なお、ステップＳ０７において、車速制限設定部２２は、車両制御部３に所定の目的地を設定させるほかに、車両を停止させる信号を出力するように構成してもよい。外部センサ６の検出結果の信頼性が極めて低下した場合には、車両を停止させてその場で外部センサ６の点検を促す、あるいは、点検作業員を呼ぶといった行為を促すことができる。

　なお、上述した実施形態においては、指標Ｓを第一所定値Ｔ１と比較した後に、第二所定値Ｔ２や第三所定値Ｔ３と比較する例を説明したが、車速制限設定部２２は指標Ｓを第一所定値Ｔ１とのみ比較するように構成してもよい。また、車速制限設定部２２は指標Ｓを第一所定値Ｔ１と第二所定値Ｔ２と比較するように構成してもよい。あるいは、車速制限設定部２２は指標Ｓを第一所定値Ｔ１と第三所定値Ｔ３と比較するように構成してもよい。また、第三所定値Ｔ３は第二所定値Ｔ２よりも大きい例を説明したが、第三所定値Ｔ３は第二所定値Ｔ２よりも小さい値としてもよい。

　また、指標をＳ＝Ｓｄ／Ｓｍａｘとして算出し、検出結果に異常が生じている微小要素の数が多いほど指標Ｓが大きくなる態様を説明した。これとは異なり、指標をＳ＝Ｓｍａｘ／Ｓｄとして算出してもよい。この場合、上述した第一所定値Ｔ１、第二所定値Ｔ２、第三所定値Ｔ３はこの順に小さい値となる。

　また、車速制限設定部２２は図６に示した処理を実行するように構成してもよい。図６は、車速制限設定部２２が実行する本発明の変形例に係る方法のフローチャートである。図６に示したように、車速制限設定部２２は、車両制御部３から自動運転信号を取得したか否かを判定し（ステップＳ１１）、さらに指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。これらステップＳ１１、ステップＳ１２は上述したステップＳ０１、ステップＳ０２と同様であるため、説明は省略する。

　ステップＳ１２において、指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上であると判定された場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、車速制限設定部２２は、第一最大車速Ｖ１を車両制御部３へ出力し（ステップＳ１３）、さらにクリーナ制御部２５へ作動信号を出力してクリーナ２４を作動させる（ステップＳ１４）。クリーナは一回だけ作動させてもよいし、複数回作動させてもよい。

　車速制限設定部２２は、クリーナ２４の作動が完了したことを示す信号を取得すると（ステップＳ１５）、再び異常判定部２１から検出結果に異常が生じている微小要素の数を取得し、指標Ｓを算出し指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。

　クリーナ２４が作動した後に指標Ｓが第一所定値Ｔ１未満に低下したと判定されると（ステップＳ１６：Ｎｏ）、車速制限設定部２２は第一最大車速Ｖ１の設定を解除させる解除信号を車両制御部３に出力する（ステップＳ１６）。つまり、クリーナ２４が作動したことによりアウタカバー３４に付着した泥や埃が除去された場合は、自動運転モードにおける最大車速を制限することが不要になるので、解除信号を車両制御部３に出力し、車両制御部３は最大車速の制限なく自動運転モードを実行することができる。

　一方でクリーナ２４が作動した後でも指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上を維持したと判定されると（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、車速制限設定部２２は、車両制御部３に現在設定されている目的地をキャンセルしてあらかじめ定められた所定の目的地に設定して処理を終了する。つまり、クリーナ２４が作動しても検出結果に異常が生じている微小要素の数が減らない場合は、アウタカバー３４やインナレンズ３３に傷や亀裂が生じているといった事態が想定される。そこで本実施形態においては、クリーナ２４が作動した後でも指標Ｓが第一所定値Ｔ１以上を維持したと判定されると、車両１は整備工場などへ移動して点検を受けることができる。

　なお上述した実施形態では、センサシステム２０が車速制限設定部２２と異常判定部２１を有し、センサシステム２０の車速制限設定部２２が車両制御部３へ最大車速信号などを出力する構成を説明したが、本発明はこの例に限らない。

　図７は本発明の第一変形例に係る車両１Ａのシステムブロック図である。図７に示すように、車両１Ａは車両システム２Ａとセンサシステム２０Ａを有している。車両システム２Ａは車両制御部３と車速制限設定部２２Ａを有する。センサシステム２０Ａが外部センサ６と異常判定部２１とクリーナ２４とクリーナ制御部２５を有する。この場合、センサシステム２０Ａの異常判定部２１が検出結果に異常が生じている微小要素の数を車両システム２Ａに出力し、車両システム２Ａの車速制限設定部２２Ａが指標Ｓを算出して所定値と比較するように構成してもよい。

　あるいは本発明は図８に示したように構成してもよい。図８は、本発明の第二変形例に係る車両１Ｂのシステムブロック図である。図８に示すように、車両１Ｂは車両システム２Ｂとセンサシステム２０Ｂを有している。車両システム２Ｂは車速制限設定部２２Ｂと異常判定部２１Ｂを有する。センサシステム２０Ｂが外部センサ６とクリーナ２４とクリーナ制御部２５を有する。この場合、センサシステム２０Ｂの外部センサ６の出力が車両システム２Ｂに出力され、車両システム２Ｂの異常判定部２１が検出結果に異常が生じている微小要素の数を算出し、車両システム２Ｂの車速制限設定部２２Ｂが指標Ｓを算出して所定値と比較するように構成してもよい。

　図７や図８で示したように、センサシステムではなく車両が異常判定部の判定結果に応じて、自動運転モード時の第一最大車速を設定するように構成してもよい。
　つまり本発明は、車両の外部の情報を取得するセンサと、センサの検出結果に傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部２１と、を含むセンサシステム２０を用いた、自動運転モードで走行可能な車両の制御方法であって、異常判定部２１の判定結果に応じて、自動運転モード時の第一最大車速が設定される、車両の制御方法としても表現できる。
　あるいは本発明は、自動運転可能な車両であって、自動運転モードで車両を走行させる自動運転実行部と、車両の外部の情報を取得するセンサと、センサの検出結果に傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部２１と、異常判定部２１の判定結果に応じて、自動運転モード時の第一最大車速を示す第一最大車速信号を生成する車速制限設定部２２と、を有する、車両としても表現できる。

＜種々の変形例＞
　以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

　本実施形態では、車両の運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードと、手動運転モードとを含むものとして説明したが、車両の運転モードは、これら４つのモードに限定されるべきではない。車両の運転モードは、これら４つのモードの少なくとも１つを含んでいてもよい。例えば、車両の運転モードは、いずれか一つのみを実行可能であってもよい。

　さらに、車両の運転モードの区分や表示形態は、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って適宜変更されてもよい。同様に、本実施形態の説明で記載された「完全自動運転モード」、「高度運転支援モード」、「運転支援モード」のそれぞれの定義はあくまでも一例であって、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って、これらの定義は適宜変更されてもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

　本出願は、２０２１年１月２２日出願の日本特許出願（特願２０２１-００８９５６）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明によれば、自動運転モードで走行できる距離を長く確保することができるセンサシステム、車両の制御方法、車両が提供される。

１，１Ａ，１Ｂ　車両
２，２Ａ，２Ｂ　車両システム
３　車両制御部
５　内部センサ
６　外部センサ（カメラ）
７　ランプ
１０　無線通信部
１１　地図情報記憶部
１２　ステアリングアクチュエータ
１３　ステアリング装置
１４　ブレーキアクチュエータ
１５　ブレーキ装置
１６　アクセルアクチュエータ
１７　アクセル装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ　センサシステム
２１，２１Ｂ　異常判定部
２２，２２Ａ，２２Ｂ　車速制限設定部
２３　運転モード取得部
２４　クリーナ
２５　クリーナ制御部
３１　撮像素子
３２　基板
３３　インナレンズ
３４　アウタカバー
３５　ハウジング
４０　画像
４１　画素

Claims

　自動運転モードで走行可能な車両に搭載されるセンサシステムであって
　車両の外部の情報を取得するセンサと、
　前記センサの検出結果に基づき傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部と、
　前記異常判定部の判定結果に応じて、前記車両に前記自動運転モード時の第一最大車速を示す第一最大車速信号を出力する車速制限設定部と、を有する、センサシステム。
　前記センサは、信号を発する発信部および／または信号を受信する受信部を有し、
　前記受信部および／または前記発信部の表面に傷または汚れに起因する異常が生じていると前記異常判定部により判定された異常面積が閾値より大きいときに、前記車速制限設定部が前記第一最大車速信号を出力する、請求項１に記載のセンサシステム。
　前記センサは、前記車両の外部の所定領域が任意の微小要素に分解されており、各々の前記微小要素の情報を収集して前記所定領域の情報を取得し、
　前記異常判定部は、各々の前記微小要素ごとに前記検出結果の異常が生じているか否かを判定可能であり、
　前記車速制限設定部は、前記異常判定部により前記検出結果に異常が生じているとされた前記微小要素の総和をＳｄとしたとき、前記所定領域をなす全ての微小要素の総数Ｓｍａｘに対する総和Ｓｄの占める割合を表す指標Ｓが、第一所定値Ｔ１以上となったときに、前記第一最大車速信号を出力する、請求項１に記載のセンサシステム。
　前記車両が自動運転モードで走行していることを示す自動運転信号を取得する運転モード取得部を有し、
　前記車速制限設定部は、前記運転モード取得部が前記自動運転信号を取得し、かつ、前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１以上となったときに、前記第一最大車速信号を出力する、請求項３に記載のセンサシステム。
　前記車速制限設定部は、前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１よりも大きな第二所定値Ｔ２以上となったときに、前記車両に前記第一最大車速より小さい第二最大車速を示す第二最大車速信号を前記車両に出力する、請求項３に記載のセンサシステム。
　前記車速制限設定部は、前記指標Ｓが、前記第一所定値Ｔ１より大きな第三所定値Ｔ３以上となった時に、ユーザが予め設定した場所あるいは自動車整備工場を設定させる、請求項３に記載のセンサシステム。
　前記センサを洗浄可能なクリーナと、
　前記クリーナを制御するクリーナ制御部と、を有し、
　前記クリーナ制御部は、前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１以上となったときに前記クリーナを作動させ、
　前記車速制限設定部は、前記クリーナを作動させた後に前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１未満となったら、前記第一最大車速の設定を解除させる解除信号を出力する、請求項３に記載のセンサシステム。
　前記車速制限設定部は、前記クリーナを作動させた後に前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１とならなかったら、前記第一最大車速より小さい第二最大車速を示す第二最大車速信号、または、前記車両を停止させる停止信号を前記車両に出力する、請求項７に記載のセンサシステム。
　前記車速制限設定部は、前記クリーナを作動させた後に前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１以下とならなかったら、ユーザが予め設定した場所あるいは自動車整備工場を、前記車両の目的地として設定させる、請求項７に記載のセンサシステム。
　前記センサを洗浄可能なクリーナと、
　前記クリーナを制御するクリーナ制御部と、を有し、
　前記クリーナ制御部は、前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１以上となったときに前記クリーナを作動させ、
　前記車速制限設定部は、前記クリーナを作動させた後に前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１未満とならなかったら、前記第一最大車速より小さい第二最大車速を示す第二最大車速信号、または、前記車両を停止させる停止信号を前記車両に出力する、請求項３に記載のセンサシステム。
　前記センサを洗浄可能なクリーナと、
　前記クリーナを制御するクリーナ制御部と、を有し、
　前記クリーナ制御部は、前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１以上となったときに前記クリーナを作動させ、
　前記車速制限設定部は、前記クリーナを作動させた後に前記指標Ｓが前記第一所定値Ｔ１未満とならなかったら、ユーザが予め設定した場所あるいは自動車整備工場を、前記車両の目的地として設定させる、請求項３に記載のセンサシステム。
　車両の外部の情報を取得するセンサと、前記センサの検出結果に傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部と、を含むセンサシステムを用いた、自動運転モードで走行可能な車両の制御方法であって、
　前記異常判定部の判定結果に応じて、自動運転モード時の第一最大車速が設定される、車両の制御方法。
　自動運転可能な車両であって、
　自動運転モードで車両を走行させる自動運転実行部と、
　車両の外部の情報を取得するセンサと、
　前記センサの検出結果に傷または汚れに起因する異常が生じていることを判定する異常判定部と、
　前記異常判定部の判定結果に応じて、自動運転モード時の第一最大車速を示す第一最大車速信号を生成する車速制限設定部と、を有する、車両。