WO2022168415A1 - 車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2022168415A1
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洋光 市川
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株式会社ブリヂストン
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    • B60W2555/60—Traffic rules, e.g. speed limits or right of way

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device and control method.
  • Patent Literature 1 discloses a device that detects a tire lateral force generated in a tire and controls the vehicle attitude using the tire lateral force.
  • a control device is a vehicle control device, and includes a communication unit that receives first information from a sensor installed on a tire and receives second information from a sensor installed on a vehicle body; a control unit that estimates a wheel load from the first information, estimates a vehicle weight from the second information, and controls the vehicle based on one of the wheel load and the vehicle weight.
  • a control method is a vehicle control method, comprising: receiving first information from a sensor installed on a tire; receiving second information from a sensor installed on a vehicle body; estimating a wheel weight from the first information; estimating a vehicle weight from the second information; controlling the vehicle based on one of the wheel weight and the vehicle weight; including.
  • the present invention it is possible to provide a vehicle control device and control method that can improve the usefulness of technology for controlling a vehicle using information from sensors installed on tires.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vehicle control system according to an embodiment of the invention
  • FIG. Fig. 2 is a schematic view schematically showing the vehicle shown in Fig. 1 from below
  • 2 is a functional block diagram schematically showing the configuration of a first acquisition device shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the first acquisition device
  • 2 is a functional block diagram schematically showing the configuration of a second acquisition device shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the second acquisition device
  • 2 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the control device shown in FIG. 1
  • FIG. It is a flow chart which shows operation of a control device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vehicle control system 1 according to one embodiment of the invention.
  • the vehicle control system 1 includes a first acquisition device 2, a second acquisition device 3, and a control device 4.
  • the vehicle control system 1 includes a first acquisition device 2, a second acquisition device 3, and a control device 4.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vehicle control system 1 according to one embodiment of the invention.
  • the vehicle control system 1 includes a first acquisition device 2, a second acquisition device 3, and a control device 4.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vehicle control system 1 according to one embodiment of the invention.
  • the vehicle control system 1 includes a first acquisition device 2, a second acquisition device 3, and a control device 4.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vehicle control system 1 according to one embodiment of the invention.
  • the vehicle control system 1 includes a first acquisition device 2, a second acquisition device 3, and a control device 4.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vehicle control system
  • the vehicle control system 1 is used to control the vehicle 5.
  • the control of the vehicle 5 is control aimed at fully or partially automatically driving the vehicle 5 .
  • the control of the vehicle 5 includes control for driving the vehicle 5, such as acceleration, deceleration, or steering of the vehicle 5, for example.
  • control of the vehicle 5 may include control for assisting driving of the vehicle 5, such as control of headlights, fog lamps, turn signals, or wipers.
  • the vehicle 5 is, for example, an automobile such as a passenger car, truck, bus, and two-wheeled vehicle. However, the vehicle 5 is not limited to an automobile, and may be any vehicle having tires 6 .
  • the vehicle 5 has an arbitrary level of automated driving.
  • the level of automation is, for example, one of level 1 to level 5 in the SAE (Society of Automotive Engineers) classification. However, the vehicle 5 may be entirely operable by the driver (equivalent to SAE level 0).
  • FIG. 2 is a schematic view, schematically showing the vehicle 5 shown in FIG. 1 from below.
  • front tires 6A and 6B are mounted on an axle 52A
  • rear tires 6C and 6D are mounted on an axle 52B.
  • the tires 6A to 6D are not particularly distinguished, they will simply be collectively referred to as tires 6.
  • the axles 52A and 52B are not particularly distinguished, they are simply referred to as axles 52 collectively.
  • the tire 6 is, for example, a pneumatic tire.
  • the tire 6 is mounted on the rim 71 of the wheel 7 and filled with air to a specified internal pressure.
  • the tire 6 is not limited to air, and may be filled with any fluid, including gas such as nitrogen, or liquid or gel-like substance, up to a specified internal pressure.
  • the tire 6 also includes the rim 71 of the wheel 7 when the tire 6 is mounted on the rim 71 of the wheel 7 .
  • the first acquiring device 2 acquires information about the tire 6.
  • the first acquisition device 2 is installed on the tire 6 .
  • the first acquisition device 2 is fixed to the inner peripheral surface of the tread portion 61 of the tire 6 so as to face the inner space of the tire 6 .
  • the position where the first acquisition device 2 is installed is not limited to the inner peripheral surface of the tread portion 61 , and may be installed at any position where information on the tire 6 can be acquired.
  • the first acquisition device 2 may be wholly or partially embedded in the rubber that makes up the tread portion 61 of the tire 6 .
  • the first acquisition device 2 may be installed on the rim 71 of the wheel 7 on which the tire 6 is mounted.
  • first acquisition device 2 is installed for each of the plurality of tires 6 of the vehicle 5 .
  • first acquisition devices 2A, 2B, 2C and 2D are installed on tires 6A, 6B, 6C and 6D respectively.
  • the first acquisition devices 2A to 2D are collectively referred to simply as the first acquisition device 2 unless otherwise distinguished.
  • the second acquisition device 3 acquires information about the vehicle 5.
  • the second acquisition device 3 is installed on the vehicle body 51 of the vehicle 5 .
  • a body 51 of the vehicle 5 includes any part of the vehicle 5 other than the tires 6 and wheels 7 .
  • the second acquisition device 3 is installed near the control device 4 of the vehicle 5 .
  • the position where the second acquisition device 3 is installed is not limited to the vicinity of the control device 4 of the vehicle 5 , and may be installed at any position where information on the vehicle 5 can be acquired.
  • the control device 4 controls the vehicle 5.
  • the control device 4 is installed on a vehicle body 51 of the vehicle 5 .
  • the control device 4 is, for example, an ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle 5 .
  • the control device 4 is not limited to the ECU, and may be any computer installed in the vehicle 5, such as a tire pressure monitoring system (TPMS).
  • TPMS tire pressure monitoring system
  • Control of the vehicle 5 by the control device 4 may be direct control of the vehicle 5 or indirect control of the vehicle 5 .
  • the control device 4 may directly control the vehicle 5 by transmitting control signals to the accelerator, brake, steering, or the like of the vehicle 5 .
  • the control device 4 is a TPMS
  • the control device 4 indirectly controls the vehicle 5 by transmitting a control signal for controlling the accelerator, brake, steering, or the like of the vehicle 5 to the ECU or the like of the vehicle 5. may be controlled.
  • the positions and numbers of the first acquisition device 2, the second acquisition device 3, the control device 4, the axles 52, the tires 6, and the wheels 7 in the vehicle 5 shown in FIGS. may be arbitrarily determined depending on the purpose of use.
  • the first acquisition device 2 may be installed on all the tires 6 provided on the vehicle 5 or may be installed on some of the tires 6 .
  • FIG. 3 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the first acquisition device 2.
  • the first acquisition device 2 includes an acquisition section 21 , a communication section 22 , a storage section 23 and a control section 24 .
  • the acquisition unit 21, the communication unit 22, the storage unit 23, and the control unit 24 are connected by wire or wirelessly so as to be able to communicate with each other.
  • the acquisition unit 21 includes one or more sensors. Thereby, the acquiring unit 21 acquires information about the tire 6 .
  • a sensor included in the acquisition unit 21 is, for example, a strain sensor. In such a case, the obtaining unit 21 obtains the strain value of the tire 6 as information about the tire 6 .
  • the sensor included in the acquisition unit 21 is not limited to the strain sensor, and may be any sensor such as an acceleration sensor, an angular velocity sensor, or a pressure sensor. In such a case, the acquiring unit 21 may acquire information such as the acceleration, angular velocity, frequency, or pressure of the tire 6 as information about the tire 6 in addition to/instead of the strain value of the tire 6 .
  • the information about the tire 6 is also called "first information".
  • the information about the tire 6 may be an instantaneous value, which is a physical quantity at a certain point in time, or may be a continuous value or a discrete value, which is a series of physical quantities for a certain period of time.
  • the information about the tire 6 may be waveform information indicating time-series changes in physical quantities.
  • the communication unit 22 includes one or more wireless communication modules.
  • the wireless communication module is, for example, a communication module compatible with communication standards such as wireless LAN (local area network) or Bluetooth (registered trademark). This allows the first acquisition device 2 to wirelessly communicate with the control device 4 and the like via the communication unit 22 .
  • the communication unit 22 is not limited to a wireless communication module, and may include a wired communication module such as a wired LAN communication module.
  • the storage unit 23 is, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, or the like.
  • the storage unit 23 may function, for example, as a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 23 stores arbitrary information used for the operation of the first acquisition device 2 .
  • the storage unit 23 may store system programs, application programs, embedded software, or the like.
  • the control unit 24 includes one or more processors.
  • the processor may be, for example, a general-purpose processor such as a CPU (Central Processing Unit), or a dedicated processor specialized for specific processing.
  • Control unit 24 is not limited to a processor, and may include one or more dedicated circuits.
  • the dedicated circuit may be, for example, an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the control unit 24 controls components such as the acquisition unit 21, the communication unit 22, and the storage unit 23 in order to realize the functions of the first acquisition device 2 described above. Furthermore, as a function of the first acquisition device 2, the control unit 24 acquires the time when the process was performed, or implements a clocking function such as an RTC (real time clock) or a timer in order to perform the process at predetermined time intervals. I have.
  • a clocking function such as an RTC (real time clock) or a timer in order to perform the process at predetermined time intervals. I have.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the first acquisition device 2. As shown in FIG. This operation corresponds to the control method of the first acquisition device 2 .
  • the control unit 24 starts this process, for example, when the power of the first acquisition device 2 is turned on or when a control command for starting this process is received from the control device 4 .
  • step S101 the control unit 24 acquires information (first information) about the tire 6.
  • control unit 24 acquires the strain value of the tire 6 as information on the tire 6 by using the strain sensor included in the acquisition unit 21 .
  • the control unit 24 may store the obtained strain value of the tire 6 and the acquisition time in the storage unit 23 as information about the tire 6 .
  • step S102 the control unit 24 transmits the acquired information (first information) about the tire 6.
  • control unit 24 controls the communication unit 22 to transmit the acquired information regarding the tire 6 .
  • the control unit 24 may transmit a device ID (identifier) for uniquely identifying the first acquisition device 2 together with the information about the tire 6 .
  • the control unit 24 transmits information about the tire 6 each time information about the tire 6 is acquired.
  • the control unit 24 may collectively transmit the information regarding the plurality of tires 6 acquired during a predetermined period.
  • step S103 the control unit 24 determines whether or not to continue this process.
  • control unit 24 may determine to end this process (that is, not to continue this process) when receiving a control command to end this process from the control device 4 .
  • control unit 24 repeats the process from step S101 at predetermined time intervals.
  • control unit 24 determines not to continue this process (step S103-No) when the control unit 24 determines not to continue this process (step S103-No).
  • FIG. 5 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the second acquisition device 3.
  • the second acquisition device 3 includes an acquisition section 31, a communication section 32, a storage section 33, and a control section .
  • the acquisition unit 31, the communication unit 32, the storage unit 33, and the control unit 34 are connected by wire or wirelessly so as to be able to communicate with each other.
  • the acquisition unit 31 includes one or more sensors. Thereby, the acquisition unit 31 acquires information about the vehicle 5 .
  • a sensor included in the acquisition unit 31 is, for example, an acceleration sensor. In such a case, the acquiring unit 31 acquires the acceleration of the vehicle 5 as the information regarding the vehicle 5 .
  • the sensor included in the acquisition unit 31 is not limited to the acceleration sensor, and may be any sensor such as an angular velocity sensor. In such a case, the acquisition unit 31 may acquire information such as the angular velocity at the position where the second acquisition device 3 is installed as information about the vehicle 5 in addition to/in place of the acceleration of the vehicle 5 .
  • the information regarding the vehicle 5 is also called "second information".
  • the information about the vehicle 5 may be an instantaneous value, which is a physical quantity at a certain point in time, or may be a continuous value or a discrete value, which is a series of physical quantities for a certain period of time.
  • the information about the vehicle 5 may be waveform information indicating time-series changes in physical quantities.
  • the communication unit 32 includes one or more wireless communication modules.
  • the wireless communication module is, for example, a communication module compatible with communication standards such as wireless LAN or Bluetooth. This allows the second acquisition device 3 to wirelessly communicate with the control device 4 or the like via the communication unit 32 .
  • the communication unit 32 is not limited to a wireless communication module, and may include a wired communication module such as a wired LAN communication module.
  • the storage unit 33 is, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, or the like.
  • the storage unit 33 may function, for example, as a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 33 stores arbitrary information used for the operation of the second acquisition device 3 .
  • the storage unit 33 may store system programs, application programs, embedded software, or the like.
  • the control unit 34 includes one or more processors.
  • the processor may be, for example, a general-purpose processor such as a CPU, or a dedicated processor specialized for specific processing.
  • Control unit 34 is not limited to a processor, and may include one or more dedicated circuits.
  • a dedicated circuit may be, for example, an FPGA or an ASIC.
  • the control unit 34 controls components such as the acquisition unit 31, the communication unit 32, and the storage unit 33 in order to realize the functions of the second acquisition device 3 described above. Furthermore, as a function of the second acquisition device 3, the control unit 34 has a clocking function such as an RTC or a timer in order to acquire the time when the process was performed or to perform the process at predetermined time intervals.
  • a clocking function such as an RTC or a timer in order to acquire the time when the process was performed or to perform the process at predetermined time intervals.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the second acquisition device 3. As shown in FIG. This operation corresponds to the control method of the second acquisition device 3 .
  • the control unit 34 starts this process, for example, when the power of the second acquisition device 3 is turned on, or when a control command for starting this process is received from the control device 4 .
  • step S201 the control unit 34 acquires information (second information) about the vehicle 5.
  • control unit 34 acquires acceleration of the vehicle 5 as information on the vehicle 5 using an acceleration sensor included in the acquisition unit 31 .
  • the control unit 34 may store the acquired acceleration of the vehicle 5 and the acquired time in the storage unit 33 as information about the vehicle 5 .
  • step S202 the control unit 34 transmits the acquired information (second information) about the vehicle 5.
  • control unit 34 controls the communication unit 32 to transmit the acquired information about the vehicle 5 .
  • the control unit 34 may transmit a device ID for uniquely identifying the second acquisition device 3 together with the information about the vehicle 5 .
  • the control unit 34 transmits information about the vehicle 5 each time information about the vehicle 5 is acquired.
  • the control unit 34 may collectively transmit information about a plurality of vehicles 5 acquired during a predetermined period.
  • step S203 the control unit 34 determines whether or not to continue this process.
  • control unit 34 may determine to end this process (that is, not to continue this process) when receiving a control command to end this process from the control device 4 .
  • the control unit 34 repeats the process from step S201 at predetermined time intervals.
  • the control unit 34 determines not to continue this process (step S203-No) when the control unit 34 determines not to continue this process (step S203-No).
  • FIG. 7 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the control device 4.
  • the control device 4 includes a communication section 41 , a storage section 42 and a control section 43 .
  • the communication unit 41, the storage unit 42, and the control unit 43 are connected by wire or wirelessly so as to be able to communicate with each other.
  • the communication unit 41 includes one or more wireless communication modules.
  • the wireless communication module is, for example, a communication module compatible with communication standards such as wireless LAN or Bluetooth. Thereby, the control device 4 can wirelessly communicate with the first acquisition device 2 and the second acquisition device 3 through the communication unit 41 .
  • the communication unit 41 is not limited to a wireless communication module, and may include a wired communication module such as a wired LAN communication module.
  • the storage unit 42 is, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, or the like.
  • the storage unit 42 may function, for example, as a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 42 stores arbitrary information used for the operation of the control device 4 .
  • the storage unit 42 may store system programs, application programs, embedded software, or the like.
  • the control unit 43 includes one or more processors.
  • the processor may be, for example, a general-purpose processor such as a CPU, or a dedicated processor specialized for specific processing.
  • the control unit 43 is not limited to a processor, and may include one or more dedicated circuits.
  • a dedicated circuit may be, for example, an FPGA or an ASIC.
  • the control unit 43 controls components such as the communication unit 41 and the storage unit 42 in order to realize the functions of the control device 4 described above. Furthermore, as a function of the control device 4, the control unit 43 has a clocking function such as an RTC or a timer in order to obtain the time when the process was performed or to perform the process at predetermined time intervals.
  • a clocking function such as an RTC or a timer in order to obtain the time when the process was performed or to perform the process at predetermined time intervals.
  • FIG. 8 is a flow chart showing the operation of the control device 4. As shown in FIG. This operation corresponds to the control method of the control device 4 .
  • control unit 43 performs a first estimation process of estimating the wheel load from the information (first information) on the tire 6.
  • step S301 the control unit 43 receives information (first information) about the tire 6.
  • control unit 43 receives information on the tires 6A to 6D from the first acquisition devices 2A to 2D via the communication unit 41, respectively.
  • the control unit 43 stores in the storage unit 42 the strain values of the tires 6A to 6D and their acquisition times included in the information on the tires 6A to 6D.
  • the control unit 43 may store the information regarding the tires 6A to 6D in the storage unit 42 as time-series data.
  • step S302 the control unit 43 estimates the wheel load from the information (first information) on the tire 6.
  • the wheel load of the tire 6 is the weight applied from the tire 6 to the road surface with which the tire 6 contacts. That is, the wheel load of the tire 6 is the weight supported by the tire 6 out of the total weight of the vehicle 5 .
  • control unit 43 may store in the storage unit 42 in advance an estimation algorithm that inputs the strain value of the tire 6 included in the information about the tire 6 and outputs the wheel load of the tire 6 .
  • the control unit 43 uses an estimation algorithm to estimate the wheel loads of the tires 6A to 6D from the strain values of the tires 6A to 6D.
  • an estimation algorithm capable of estimating the wheel load of the tires 6 may be used according to the information about the tires 6 that is input. good. For example, if the information about the tire 6 includes the acceleration or frequency at the location where the first acquisition device 2 is installed, an estimation algorithm that estimates the wheel load of the tire 6 from the acceleration or frequency may be used.
  • control unit 43 performs a second estimation process of estimating the vehicle weight from the information (second information) on the vehicle 5.
  • step S303 the control unit 43 receives information (second information) about the vehicle 5.
  • control unit 43 receives information about the vehicle 5 from the second acquisition device 3 via the communication unit 41 .
  • the control unit 43 stores the acceleration of the vehicle 5 and its acquisition time included in the information about the vehicle 5 in the storage unit 42 .
  • the control unit 43 may store information about the vehicle 5 in the storage unit 42 as time-series data.
  • step S304 the control unit 43 estimates the vehicle weight from the information (second information) on the vehicle 5.
  • the vehicle weight is the gross weight of the vehicle 5 .
  • the total weight of the vehicle 5 includes the weight of the vehicle body 51 , the tires 6 , and the wheels 7 , as well as the weights of passengers and luggage mounted on the vehicle 5 .
  • the control unit 43 estimates the vehicle weight from the information (second information) on the vehicle 5 using the vehicle model.
  • the vehicle model is a physical model including functions, formulas, algorithms, etc. that represent the motion or state of the vehicle 5 .
  • the vehicle model may be composed of the equation of motion, the equation of state, or the like of the vehicle 5 .
  • the vehicle model may be configured by an observer model, statistical model, neural network, or the like.
  • the control unit 43 may implement learning of the vehicle model. Specifically, the control unit 43 performs machine learning, deep learning, parameter identification, or the like based on time-series data such as information representing the motion or state of the vehicle 5 or control information of the vehicle 5. By doing so, parameters used in the vehicle model are set or tuned, and the vehicle model is constructed or updated.
  • the vehicle model is, for example, an observer model.
  • the vehicle model may be an observer model representing the relationship between the acceleration of the vehicle 5 and the output of the engine.
  • the control unit 43 uses the vehicle model to estimate the vehicle weight of the vehicle 5 from the relationship between the acceleration of the vehicle 5 and the current output of the engine included in the information about the vehicle 5 .
  • the vehicle model may be an observer model representing the relationship between the acceleration of the vehicle 5 and the degree of rotation of the steering shaft. In such a case, the control unit 43 uses the vehicle model to estimate the vehicle weight of the vehicle 5 from the relationship between the acceleration of the vehicle 5 and the current degree of rotation of the steering shaft included in the information about the vehicle 5 .
  • the control unit 43 may use the wheel load estimated by the first estimation process for learning the vehicle model.
  • the vehicle model is an observer model
  • the vehicle weight calculated from the wheel load estimated by the first estimation process can be used as the initial value of the vehicle weight of the vehicle 5 estimated by the vehicle model. can.
  • the convergence of the observer model can be hastened, and the time required from the start of learning of the vehicle model to the stabilization of the output of the vehicle model can be shortened.
  • the information (second information) about the vehicle 5 includes information other than the acceleration, a vehicle model capable of estimating the weight of the vehicle 5 may be used according to the input information about the vehicle 5. .
  • control unit 43 controls the vehicle 5 based on either the wheel weight or the vehicle weight.
  • the control unit 43 selects a predetermined weight A calculated using the wheel load and a predetermined weight B calculated using the vehicle weight. is within a predetermined difference range.
  • Predetermined weight A and predetermined weight B are, for example, the vehicle weight of vehicle 5 .
  • the control unit 43 sets the predetermined weight A as the sum of the wheel loads of the tires 6A to 6D estimated by the first estimation process. Further, the control unit 43 sets the vehicle weight of the vehicle 5 estimated by the second estimation process as the predetermined weight B as it is.
  • the control unit 43 determines whether or not the predetermined weight A and the predetermined weight B are within a predetermined difference range.
  • Whether or not the predetermined weight A and the predetermined weight B are within the predetermined difference range can be determined, for example, by using one of the predetermined weight A and the predetermined weight B as a reference, and the other value being above or below it. It may be determined whether or not it is within the range of 10%. However, the method of determining whether or not the predetermined weight A and the predetermined weight B are within the predetermined difference range is not limited to this. Moreover, the predetermined weight A and the predetermined weight B are not limited to the vehicle weight, and may be any weight related to the vehicle 5, such as axle weight or wheel weight.
  • the control unit 43 controls the vehicle 5 based on the wheel load estimated by the first estimation process. Specifically, the control unit 43 may automatically drive the vehicle 5 using the wheel loads of the tires 6A to 6D. When the predetermined weight A and the predetermined weight B are within a predetermined difference range, the control unit 43 can determine that the estimated wheel load and vehicle weight have approximately the same accuracy. In such a case, the controller 43 uses the wheel load, which is more detailed information, to control the vehicle 5 .
  • the control unit 43 controls the vehicle 5 based on the vehicle weight estimated by the second estimation process. do. Specifically, the control unit 43 may automatically drive the vehicle 5 using the vehicle weight of the vehicle 5 . If the predetermined weight A and the predetermined weight B are not within the predetermined difference range, the control unit 43 can determine that the estimated wheel load and vehicle weight have different accuracies. In such a case, the controller 43 uses a more reliable vehicle weight for controlling the vehicle 5 . This is because the first acquisition device 2 installed on the tire 6 is easily affected by unevenness of the road surface, or the first acquisition device 2 is farther from the control device 4 than the second acquisition device 3 is.
  • the control unit 43 can select a weight more suitable for controlling the vehicle 5 from the estimated wheel weight and vehicle weight, and use it for controlling the vehicle 5 .
  • Vehicle control when the control unit 43 controls the vehicle 5 based on one of the wheel weight and the vehicle weight, if it is considered that the reliability of the control of the vehicle 5 is not sufficient, Vehicle control may be performed.
  • Limited vehicle control is, for example, automatic driving with a speed limit. In such a case, the control unit 43 may accelerate, decelerate, or steer the vehicle 5 so as not to exceed a predetermined speed.
  • restricted vehicle control may be automated driving with restrictions on lane changes, overtaking, and the like. Limited vehicle control may be to reduce the level of automated driving in the SEA described above.
  • the control unit 43 may perform limited vehicle control for a predetermined period after starting learning of the vehicle model.
  • the control unit 43 may learn the vehicle model at the timing when the parking brake is released, for example, so that the stopped vehicle 5 may start traveling again.
  • it may take a predetermined period of time from when the learning of the vehicle model is started until the output of the vehicle model is stabilized. Therefore, the control unit 43 performs limited vehicle control for a predetermined period after the start of learning of the vehicle model. 5 control safety can be improved.
  • the predetermined period may be a period of 1 minute or more and 5 minutes or less.
  • All or part of the functions or processes described as the functions of the control device 4 in the above-described embodiment can be implemented by a program.
  • the program can be recorded in a computer-readable non-transitory recording medium.
  • a computer-readable non-transitory recording medium is, for example, a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, or a semiconductor memory.
  • Program distribution is performed by, for example, selling, assigning, or lending a portable recording medium such as a DVD (digital versatile disc) or CD-ROM (compact disc read only memory) on which the program is recorded.
  • the program can be distributed by storing the program in the storage of a predetermined server and transferring the program from the predetermined server to another computer.
  • a program may be provided as a program product.
  • the processor of the computer for example, once stores in memory the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the predetermined server.
  • the processor then reads the program stored in the memory and executes processing according to the read program.
  • the program includes information that is provided for processing by the processor and that conforms to the program. For example, data that is not a direct command to a processor but has the property of prescribing the processing of the processor corresponds to "corresponding to a program".
  • the control device 4 is the control device 4 for the vehicle 5 and includes the communication section 41 and the control section 43 .
  • the communication unit 41 receives first information (information about the tire 6 acquired by the first acquisition device 2) from the sensor installed on the tire 6, and receives second information from the sensor installed on the vehicle body 51 (information on the tire 6 acquired by the first acquisition device 2). 2 information about the vehicle 5 acquired by the acquisition device 3) is received.
  • the control unit 43 estimates the wheel weight from the first information, estimates the vehicle weight from the second information, and controls the vehicle 5 based on either one of the wheel weight and the vehicle weight.
  • the control device 4 can control the vehicle 5 based on the information from the sensors installed on the vehicle body 51 even when the vehicle 5 cannot be controlled based on the information from the sensors installed on the tires 6 . can be controlled. Thereby, the control device 4 can improve the usefulness of the technique of controlling the vehicle 5 using the information from the sensors installed on the tires 6 .
  • the control unit 43 controls the predetermined difference range between the predetermined weight A calculated using the wheel load and the predetermined weight B calculated using the vehicle weight. If it is determined that it is within the predetermined difference range, the vehicle 5 is controlled based on the wheel load, and if it is determined that it is not within the predetermined difference range. preferably controls the vehicle 5 based on the vehicle weight. According to such a configuration, the control unit 43 uses the wheel load, which is more detailed information than the vehicle weight, to control the vehicle 5 when the estimated wheel load and vehicle weight have the same degree of accuracy. If it is determined that the estimated wheel and vehicle weights have different accuracies, the more reliable vehicle weight can be used to control the vehicle 5 . Thereby, the control device 4 can select a weight more suitable for controlling the vehicle 5 from the estimated wheel weight and vehicle weight, and use it for controlling the vehicle 5 .
  • control unit 43 preferably estimates the vehicle weight from the second information using the vehicle model and learns the vehicle model. With such a configuration, the control device 4 can improve the accuracy of the vehicle weight estimated from the second information.
  • the vehicle model is an observer model
  • the control unit 43 preferably uses the wheel load for learning the vehicle model.
  • the control device 4 can hasten the convergence of the observer model, and can shorten the time required from the start of learning of the vehicle model to the stabilization of the output of the vehicle model.
  • control unit 43 preferably performs restricted vehicle control for a predetermined period after starting learning of the vehicle model. According to such a configuration, the control device 4 can improve the safety of the control of the vehicle 5 during a period when the accuracy of the vehicle weight estimated using the vehicle model is insufficient.
  • the restricted vehicle control is preferably automatic driving with a speed limit.
  • the control device 4 can improve the safety of automatic driving of the vehicle 5 .
  • a control method is a control method for the vehicle 5 .
  • the control method is to receive first information (information about the tire 6 acquired by the first acquisition device 2) from the sensor installed on the tire 6, and second information from the sensor installed on the vehicle body 51 (information about the vehicle 5 acquired by the second acquisition device 3); estimating the wheel load from the first information; estimating the vehicle weight from the second information; and controlling the vehicle 5 based on either one.
  • first information information about the tire 6 acquired by the first acquisition device 2
  • second information from the sensor installed on the vehicle body 51 information about the vehicle 5 acquired by the second acquisition device 3
  • estimating the wheel load from the first information estimating the vehicle weight from the second information
  • controlling the vehicle 5 based on either one.
  • the control method can improve the usefulness of technology for controlling the vehicle 5 using information from the sensors installed on the tires 6 .
  • all or part of the functions or processes described as the functions or processes of the control device 4 may be realized as the functions or processes of the first acquisition device 2 or the second acquisition device 3.
  • a program describing the functions or processes of the control device 4 according to the embodiment is stored in a memory or the like included in the first acquisition device 2 or the second acquisition device 3, and the first acquisition device 2 or the second acquisition device 3
  • the program may be read and executed by a processor or the like.
  • all or part of the functions or processes described as the functions or processes of the control device 4 may be realized as the functions or processes of a server installed outside the vehicle 5.
  • the server may provide all or part of the functions or processing of the control device 4 as a service such as SaaS (Software as a Service).
  • SaaS Software as a Service
  • a server installed outside the vehicle 5 performs all or part of the above-described processing as the control device 4, and transmits the processing result to the ECU of the vehicle 5, thereby indirectly controlling the vehicle 5. may be controlled.
  • learning of the vehicle model for estimating the vehicle weight from the information (second information) on the vehicle 5 is performed.
  • learning of an estimation algorithm for estimating the wheel load from the information (first information) on the tire 6 is not limited to the learning of the vehicle model.
  • parameters used in the estimation algorithm are set or tuned by performing machine learning, deep learning, parameter identification, etc. based on time-series data such as information about the tire 6. may be used to build or update the estimation algorithm.

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Abstract

本発明に係る制御装置は、車両の制御装置であって、タイヤに設置されたセンサからの第１情報を受信し、車体に設置されたセンサからの第２情報を受信する、通信部と、第１情報から輪重を推定し、第２情報から車重を推定し、輪重及び車重のいずれか一方に基づいて、前記車両を制御する、制御部と、を備える。

Description

車両の制御装置及び制御方法
　本発明は、車両の制御装置及び制御方法に関するものである。
　従来から、タイヤに設置されたセンサからの情報を用いて車両を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、タイヤに発生するタイヤ横力を検出し、タイヤ横力を用いて車両姿勢を制御する装置が開示されている。
特開２０１０－７６７３９号公報
　しかしながら、近年、タイヤに設置されたセンサからの情報を用いて車両を制御する技術の、更なる有用性の向上が望まれている。例えば、タイヤに設置されたセンサからの情報を使用できないような場合であっても、車両の制御を継続することが望まれている。
　かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、タイヤに設置されたセンサからの情報を用いて車両を制御する技術の有用性を向上させることができる、車両の制御装置及び制御方法を提供することにある。
　本発明に係る制御装置は、車両の制御装置であって、タイヤに設置されたセンサからの第１情報を受信し、車体に設置されたセンサからの第２情報を受信する、通信部と、前記第１情報から輪重を推定し、前記第２情報から車重を推定し、前記輪重及び前記車重のいずれか一方に基づいて、前記車両を制御する、制御部と、を備える。
　本発明に係る制御方法は、車両の制御方法であって、タイヤに設置されたセンサからの第１情報を受信することと、車体に設置されたセンサからの第２情報を受信することと、前記第１情報から輪重を推定することと、前記第２情報から車重を推定することと、前記輪重及び前記車重のいずれか一方に基づいて、前記車両を制御することと、
を含む。
　本発明によれば、タイヤに設置されたセンサからの情報を用いて車両を制御する技術の有用性を向上させることができる、車両の制御装置及び制御方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る車両制御システムを概略的に示す、概略図である。 図１に示される車両を下側から概略的に示す、概略図である。 図１に示される第１取得装置の構成を概略的に示す、機能ブロック図である。 第１取得装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示される第２取得装置の構成を概略的に示す、機能ブロック図である。 第２取得装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示される制御装置の構成を概略的に示す、機能ブロック図である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。
　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。
（車両制御システムの構成）
　図１及び図２を参照して、本実施形態に係る車両制御システム１の概要について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御システム１を概略的に示す、概略図である。図１に示されるように、車両制御システム１には、第１取得装置２と、第２取得装置３と、制御装置４とが含まれる。
　車両制御システム１は、車両５の制御を実施するために用いられる。本実施形態において、車両５の制御は、車両５の完全又は部分的な自動運転を目的とする制御である。車両５の制御には、例えば、車両５の加速、減速、又は操舵など、車両５を運転するための制御が含まれる。ただし、車両５の制御には、ヘッドライト、フォグランプ、ウインカー、又はワイパーの制御など、車両５の運転を支援するための制御が含まれてもよい。
　車両５は、例えば、乗用車、トラック、バス、及び二輪車等の自動車である。ただし、車両５は、自動車に限られず、タイヤ６を有する任意の車両であってもよい。車両５は、任意のレベルで運転が自動化されている。自動化のレベルは、例えば、ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）のレベル分けにおけるレベル１からレベル５のいずれかである。ただし、車両５は、運転手が全てを操作して運転すること（ＳＡＥのレベル０に相当）が可能であってもよい。
　図２に示されるように、車両５は、４つのタイヤ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、及び６Ｄを有する。図２は、図１に示される車両５を下側から概略的に示す、概略図である。車両５において、それぞれ前輪であるタイヤ６Ａ及び６Ｂは、互いに車軸５２Ａに取り付けられ、それぞれ後輪であるタイヤ６Ｃ及び６Ｄは、互いに車軸５２Ｂに取り付けられている。以降の説明において、タイヤ６Ａ～６Ｄを特に区別しない場合、単に、タイヤ６と総称する。また、車軸５２Ａ及び５２Ｂを特に区別しない場合、単に、車軸５２と総称する。
　再び図１を参照して、タイヤ６は、例えば、空気入りタイヤである。かかる場合、タイヤ６は、ホイール７のリム７１に装着され、規定内圧まで空気が充填される。ただし、タイヤ６には、空気に限られず、窒素等の気体、或いは液体又はゲル状物質等を含む、任意の流体が規定内圧まで充填されてもよい。本明細書では、タイヤ６がホイール７のリム７１に装着された状態である場合、タイヤ６には、ホイール７のリム７１も含まれるものとする。
　第１取得装置２は、タイヤ６に関する情報を取得する。第１取得装置２は、タイヤ６に設置されている。本実施形態では、第１取得装置２は、タイヤ６の内部空間に面するように、タイヤ６のトレッド部６１の内周面に固定される。ただし、第１取得装置２が設置される位置は、トレッド部６１の内周面に限られず、タイヤ６に関する情報を取得可能な任意の位置に設置されてもよい。例えば、第１取得装置２は、タイヤ６のトレッド部６１を構成するゴムの中に、全体的に又は部分的に埋め込まれてもよい。或いは、第１取得装置２は、タイヤ６が装着されたホイール７のリム７１に設置されていてもよい。
　本実施形態では、第１取得装置２は、車両５が有する複数のタイヤ６のそれぞれに１つずつ設置される。図２に示されるように、第１取得装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び２Ｄが、それぞれタイヤ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄに設置されている。以降の説明において、第１取得装置２Ａ～２Ｄを特に区別しない場合、単に、第１取得装置２と総称する。
　再び図１を参照して、第２取得装置３は、車両５に関する情報を取得する。第２取得装置３は、車両５の車体５１に設置されている。車両５の車体５１は、タイヤ６及びホイール７以外の、車両５の任意の部分を含む。本実施形態では、第２取得装置３は、車両５の制御装置４の近傍に設置されている。ただし、第２取得装置３が設置される位置は、車両５の制御装置４の近傍に限られず、車両５に関する情報を取得可能な任意の位置に設置されてもよい。
　制御装置４は、車両５を制御する。制御装置４は、車両５の車体５１に設置されている。制御装置４は、例えば、車両５のＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。しかしながら、制御装置４は、ＥＣＵに限られず、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）等の、車両５に設置された任意のコンピュータであってもよい。制御装置４による車両５の制御は、車両５を直接的に制御することであってもよく、或いは車両５を間接的に制御することであってもよい。例えば、制御装置４がＥＣＵである場合、制御装置４は、車両５のアクセル、ブレーキ、又はステアリング等に制御信号を送信して、車両５を直接的に制御してもよい。制御装置４がＴＰＭＳである場合、制御装置４は、車両５のアクセル、ブレーキ、又はステアリング等を制御するための制御信号を、車両５のＥＣＵ等に送信することで、車両５を間接的に制御してもよい。
　なお、図１及び図２に示される車両５における、第１取得装置２、第２取得装置３、制御装置４、車軸５２、タイヤ６、及びホイール７の位置及び数は一例であって、それらの用途等に応じて、それぞれ任意に定められてもよい。例えば、第１取得装置２は、車両５が備える全てのタイヤ６に設置されてもよく、或いは、一部のタイヤ６に設置されてもよい。
　次に、車両制御システム１の第１取得装置２、第２取得装置３、及び制御装置４について、詳細に説明する。
（第１取得装置の構成）
　図３を参照して、本実施形態に係る第１取得装置２の構成を説明する。図３は、第１取得装置２の構成を概略的に示す、機能ブロック図である。図３に示されるように、第１取得装置２は、取得部２１と、通信部２２と、記憶部２３と、制御部２４と、を備える。取得部２１、通信部２２、記憶部２３、及び制御部２４は、有線又は無線により互いに通信可能に接続されている。
　取得部２１は、１つ以上のセンサを含む。これにより、取得部２１は、タイヤ６に関する情報を取得する。取得部２１に含まれるセンサは、例えば、ひずみセンサである。かかる場合、取得部２１は、タイヤ６に関する情報として、タイヤ６のひずみ値を取得する。ただし、取得部２１に含まれるセンサは、ひずみセンサに限られず、加速度センサ、角速度センサ又は圧力センサ等、任意のセンサとされてもよい。かかる場合、取得部２１は、タイヤ６の加速度、角速度、振動数、又は圧力等の情報を、タイヤ６のひずみ値に加えて／代えて、タイヤ６に関する情報として取得してもよい。以降の説明において、タイヤ６に関する情報は、「第１情報」とも称される。なお、タイヤ６に関する情報は、ある時点における物理量である瞬間値あってもよく、或いは、ある期間における一連の物理量である連続値又は離散値であってもよい。タイヤ６に関する情報が連続値又は離散値である場合、タイヤ６に関する情報は、物理量の時系列変化を示す波形情報であってもよい。
　通信部２２は、１つ以上の無線通信モジュールを含む。無線通信モジュールは、例えば、無線ＬＡＮ（local area network）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信規格に対応した通信モジュールである。これにより、第１取得装置２は、通信部２２を介して、制御装置４等と無線通信することができる。通信部２２は、無線通信モジュールに限られず、有線ＬＡＮ通信モジュール等の有線通信モジュールを含んでもよい。
　記憶部２３は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等である。記憶部２３は、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部２３は、第１取得装置２の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部２３は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、又は組み込みソフトウェア等を記憶してもよい。
　制御部２４は、１つ以上のプロセッサを含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサ等であってもよい。制御部２４は、プロセッサに限られず、１つ以上の専用回路を含んでもよい。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であってもよい。
　制御部２４は、上述した、第１取得装置２の機能を実現させるために、取得部２１、通信部２２、及び記憶部２３等の構成要素を制御する。更に、制御部２４は、第１取得装置２の機能として、処理を実施した時刻を取得し、或いは所定の時間間隔で処理を実施するために、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）又はタイマ等の計時機能を備えている。
　図４を参照して、制御部２４により第１取得装置２の各機能を制御して実現される、第１取得装置２の動作について、説明する。図４は、第１取得装置２の動作を示すフローチャートである。本動作は、第１取得装置２の制御方法に相当する。制御部２４は、例えば、第１取得装置２の電源がオンにされた場合、或いは制御装置４から本処理を開始する制御命令を受信した場合に、本処理を開始する。
　ステップＳ１０１において、制御部２４は、タイヤ６に関する情報（第１情報）を取得する。
　本実施形態では、制御部２４は、取得部２１に含まれるひずみセンサにより、タイヤ６に関する情報としてタイヤ６のひずみ値を取得する。制御部２４は、取得したタイヤ６のひずみ値及びその取得時刻をタイヤ６に関する情報として記憶部２３に記憶してもよい。
　ステップＳ１０２において、制御部２４は、取得したタイヤ６に関する情報（第１情報）を送信する。
　具体的には、制御部２４は、通信部２２を制御して、取得したタイヤ６に関する情報を送信する。制御部２４は、タイヤ６に関する情報とともに、第１取得装置２を一意に識別するための装置ＩＤ（identifier）を送信してもよい。本実施形態では、制御部２４は、タイヤ６に関する情報が取得されるたびに、タイヤ６に関する情報を送信するものとする。ただし、制御部２４は、所定の期間において取得された複数のタイヤ６に関する情報をまとめて送信してもよい。
　ステップＳ１０３において、制御部２４は、本処理を継続するか否かを判定する。
　例えば、制御部２４は、制御装置４から本処理を終了する制御命令を受信した場合に、本処理を終了する（即ち、本処理を継続しない）と判定してもよい。制御部２４は、本処理を継続すると判定した場合（ステップＳ１０３－Ｙｅｓ）、所定の時間間隔で、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。一方で、制御部２４は、本処理を継続しないと判定した場合（ステップＳ１０３－Ｎｏ）、本処理を終了する。
（第２取得装置の構成）
　図５を参照して、本実施形態に係る第２取得装置３の構成を説明する。図５は、第２取得装置３の構成を概略的に示す、機能ブロック図である。図５に示されるように、第２取得装置３は、取得部３１と、通信部３２と、記憶部３３と、制御部３４と、を備える。取得部３１、通信部３２、記憶部３３、及び制御部３４は、有線又は無線により互いに通信可能に接続されている。
　取得部３１は、１つ以上のセンサを含む。これにより、取得部３１は、車両５に関する情報を取得する。取得部３１に含まれるセンサは、例えば、加速度センサである。かかる場合、取得部３１は、車両５に関する情報として、車両５の加速度を取得する。ただし、取得部３１に含まれるセンサは、加速度センサに限られず、角速度センサ等、任意のセンサとされてもよい。かかる場合、取得部３１は、第２取得装置３が設置された位置における角速度等の情報を、車両５の加速度に加えて／代えて、車両５に関する情報として取得してもよい。以降の説明において、車両５に関する情報は、「第２情報」とも称される。なお、車両５に関する情報は、ある時点における物理量である瞬間値あってもよく、或いは、ある期間における一連の物理量である連続値又は離散値であってもよい。車両５に関する情報が連続値又は離散値である場合、車両５に関する情報は、物理量の時系列変化を示す波形情報であってもよい。
　通信部３２は、１つ以上の無線通信モジュールを含む。無線通信モジュールは、例えば、無線ＬＡＮ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信規格に対応した通信モジュールである。これにより、第２取得装置３は、通信部３２を介して、制御装置４等と無線通信することができる。通信部３２は、無線通信モジュールに限られず、有線ＬＡＮ通信モジュール等の有線通信モジュールを含んでもよい。
　記憶部３３は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等である。記憶部３３は、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部３３は、第２取得装置３の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部３３は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、又は組み込みソフトウェア等を記憶してもよい。
　制御部３４は、１つ以上のプロセッサを含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ等の汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサ等であってもよい。制御部３４は、プロセッサに限られず、１つ以上の専用回路を含んでもよい。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣであってもよい。
　制御部３４は、上述した、第２取得装置３の機能を実現させるために、取得部３１、通信部３２、及び記憶部３３等の構成要素を制御する。更に、制御部３４は、第２取得装置３の機能として、処理を実施した時刻を取得し、或いは所定の時間間隔で処理を実施するために、ＲＴＣ又はタイマ等の計時機能を備えている。
　図６を参照して、制御部３４により第２取得装置３の各機能を制御して実現される、第２取得装置３の動作について、説明する。図６は、第２取得装置３の動作を示すフローチャートである。本動作は、第２取得装置３の制御方法に相当する。制御部３４は、例えば、第２取得装置３の電源がオンにされた場合、或いは制御装置４から本処理を開始する制御命令を受信した場合に、本処理を開始する。
　ステップＳ２０１において、制御部３４は、車両５に関する情報（第２情報）を取得する。
　本実施形態では、制御部３４は、取得部３１に含まれる加速度センサにより、車両５に関する情報として車両５の加速度を取得する。制御部３４は、取得した車両５の加速度及びその取得時刻を車両５に関する情報として記憶部３３に記憶してもよい。
　ステップＳ２０２において、制御部３４は、取得した車両５に関する情報（第２情報）を送信する。
　具体的には、制御部３４は、通信部３２を制御して、取得した車両５に関する情報を送信する。制御部３４は、車両５に関する情報とともに、第２取得装置３を一意に識別するための装置ＩＤを送信してもよい。本実施形態では、制御部３４は、車両５に関する情報が取得されるたびに、車両５に関する情報を送信するものとする。ただし、制御部３４は、所定の期間において取得された複数の車両５に関する情報をまとめて送信してもよい。
　ステップＳ２０３において、制御部３４は、本処理を継続するか否かを判定する。
　例えば、制御部３４は、制御装置４から本処理を終了する制御命令を受信した場合に、本処理を終了する（即ち、本処理を継続しない）と判定してもよい。制御部３４は、本処理を継続すると判定した場合（ステップＳ２０３－Ｙｅｓ）、所定の時間間隔で、ステップＳ２０１からの処理を繰り返す。一方で、制御部３４は、本処理を継続しないと判定した場合（ステップＳ２０３－Ｎｏ）、本処理を終了する。
（制御装置の構成）
　図７を参照して、本実施形態に係る制御装置４の構成を説明する。図７は、制御装置４の構成を概略的に示す、機能ブロック図である。図７に示されるように、制御装置４は、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３と、を備える。通信部４１、記憶部４２、及び制御部４３は、有線又は無線により互いに通信可能に接続されている。
　通信部４１は、１つ以上の無線通信モジュールを含む。無線通信モジュールは、例えば、無線ＬＡＮ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信規格に対応した通信モジュールである。これにより、制御装置４は、通信部４１を介して、第１取得装置２及び第２取得装置３等と無線通信することができる。通信部４１は、無線通信モジュールに限らず、有線ＬＡＮ通信モジュール等の有線通信モジュールを含んでよい。
　記憶部４２は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等である。記憶部４２は、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部４２は、制御装置４の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部４２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、又は組み込みソフトウェア等を記憶してもよい。
　制御部４３は、１つ以上のプロセッサを含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ等の汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサ等であってもよい。制御部４３は、プロセッサに限られず、１つ以上の専用回路を含んでもよい。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣであってもよい。
　制御部４３は、上述した、制御装置４の機能を実現させるために、通信部４１及び記憶部４２等の構成要素を制御する。更に、制御部４３は、制御装置４の機能として、処理を実施した時刻を取得し、或いは所定の時間間隔で処理を実施するために、ＲＴＣ又はタイマ等の計時機能を備えている。
　図８を参照して、制御部４３により制御装置４の各機能を制御して実現される、制御装置４の動作について、説明する。図８は、制御装置４の動作を示すフローチャートである。本動作は、制御装置４の制御方法に相当する。
　制御部４３は、ステップＳ３０１～ステップＳ３０２において、タイヤ６に関する情報（第１情報）から輪重を推定する第１推定処理を実施する。
　ステップＳ３０１において、制御部４３は、タイヤ６に関する情報（第１情報）を受信する。
　具体的には、制御部４３は、通信部４１を介して、第１取得装置２Ａ～２Ｄから、それぞれタイヤ６Ａ～６Ｄに関する情報を受信する。制御部４３は、タイヤ６Ａ～６Ｄに関する情報に含まれる、タイヤ６Ａ～６Ｄのひずみ値及びその取得時刻を記憶部４２に記憶する。制御部４３は、タイヤ６Ａ～６Ｄに関する情報を時系列データとして記憶部４２に記憶してもよい。
　ステップＳ３０２において、制御部４３は、タイヤ６に関する情報（第１情報）から輪重を推定する。ここで、タイヤ６の輪重は、タイヤ６が接する路面に対してタイヤ６から掛かる重量である。すなわち、タイヤ６の輪重は、車両５の総重量のうち、そのタイヤ６によって支えられている重量である。
　具体的には、制御部４３は、タイヤ６に関する情報に含まれるタイヤ６のひずみ値を入力として、タイヤ６の輪重を出力とする推定アルゴリズムを記憶部４２に予め記憶していてもよい。制御部４３は、推定アルゴリズムを用いて、タイヤ６Ａ～６Ｄのひずみ値から、それぞれタイヤ６Ａ～６Ｄの輪重を推定する。ただし、タイヤ６に関する情報（第１情報）がひずみ値以外の情報を含む場合には、入力されるタイヤ６に関する情報に応じて、タイヤ６の輪重を推定可能な推定アルゴリズムが使用されてもよい。例えば、タイヤ６に関する情報が、第１取得装置２が設置された位置における加速度又は振動数を含む場合、加速度又は振動数からタイヤ６の輪重を推定する推定アルゴリズムが使用されてもよい。
　制御部４３は、ステップＳ３０３～ステップＳ３０４において、車両５に関する情報（第２情報）から車重を推定する第２推定処理を実施する。
　ステップＳ３０３において、制御部４３は、車両５に関する情報（第２情報）を受信する。
　具体的には、制御部４３は、通信部４１を介して、第２取得装置３から、車両５に関する情報を受信する。制御部４３は、車両５に関する情報に含まれる、車両５の加速度及びその取得時刻を記憶部４２に記憶する。制御部４３は、車両５に関する情報を時系列データとして記憶部４２に記憶してもよい。
　ステップＳ３０４において、制御部４３は、車両５に関する情報（第２情報）から車重を推定する。ここで、車重は、車両５の総重量である。車両５の総重量には、車体５１、タイヤ６、及びホイール７の重量に加え、車両５に搭載された乗員及び荷物の重量も含まれる。
　具体的には、制御部４３は、車両モデルを用いて車両５に関する情報（第２情報）から車重を推定する。車両モデルは、車両５の運動又は状態を表す関数、数式、又はアルゴリズム等からなる物理モデルである。車両モデルは、車両５の運動方程式又は状態方程式等により構成されてもよい。或いは、車両モデルは、オブザーバモデル、統計モデル、又はニューラルネットワーク等により構成されてもよい。
　制御部４３は、車両モデルの学習を実施してもよい。具体的には、制御部４３は、車両５の運動又は状態表わす情報、或いは車両５の制御情報などの時系列データに基づいて、機械学習、深層学習（ディープラーニング）、又はパラメータ同定等を実施することにより、車両モデルで用いられるパラメータの設定又はチューニング等を実施して、車両モデルを構築又は更新する。
　本実施形態では、車両モデルは、例えば、オブザーバモデルである。一例として、車両モデルは、車両５の加速度と、エンジンの出力との関係を表したオブザーバモデルであってもよい。かかる場合、制御部４３は、車両モデルを用いて、車両５に関する情報に含まれる車両５の加速度と現在のエンジンの出力との関係から、車両５の車重を推定する。他の例として、車両モデルは、車両５の加速度と、ステアリングシャフトの回転度合いとの関係を表したオブザーバモデルであってもよい。かかる場合、制御部４３は、車両モデルを用いて、車両５に関する情報に含まれる車両５の加速度と現在のステアリングシャフトの回転度合いとの関係から、車両５の車重を推定する。
　制御部４３は、車両モデルの学習に、第１推定処理により推定された輪重を用いてもよい。具体的には、車両モデルがオブザーバモデルである場合、車両モデルで推定する車両５の車重の初期値として、第１推定処理により推定された輪重から算出された車重を使用することができる。これによって、オブザーバモデルの収束を早めることができ、車両モデルの学習を開始してから車両モデルの出力が安定するまでに要する時間を短くすることができる。ただし、車両５に関する情報（第２情報）が加速度以外の情報を含む場合には、入力される車両５に関する情報に応じて、車両５の車重を推定可能な車両モデルが使用されてもよい。
　ステップＳ３０５において、制御部４３は、輪重及び車重のいずれか一方に基づいて、車両５を制御する。
　具体的には、制御部４３は、車両５の制御に用いる情報を選択するために、輪重を用いて算出された所定の重量Ａと、車重を用いて算出された所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にあるか否かを判定してもよい。所定の重量Ａ及び所定の重量Ｂは、例えば、車両５の車重である。かかる場合、制御部４３は、第１推定処理によって推定された、タイヤ６Ａ～６Ｄの輪重を合計した値を所定の重量Ａとする。また、制御部４３は、第２推定処理によって推定された、車両５の車重をそのまま所定の重量Ｂとする。制御部４３は、所定の重量Ａと所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にあるか否かを判定する。所定の重量Ａと所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にあるか否かは、例えば、所定の重量Ａ又は所定の重量Ｂのいずれか一方の値を基準として、他方の値がその上下１０％以内の範囲に入っているか否かで判定されてもよい。ただし、所定の重量Ａと所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にあるか否かの判定方法は、これに限られない。また、所定の重量Ａ及び所定の重量Ｂは、車重に限られず、軸重又は輪重など、車両５に関する任意の重量とされてもよい。
　所定の重量Ａと所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にあると判定された場合、制御部４３は、第１推定処理により推定された輪重に基づいて、車両５を制御する。具体的には、制御部４３は、タイヤ６Ａ～６Ｄの輪重を用いて、車両５の自動運転を行ってもよい。所定の重量Ａと所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にある場合には、制御部４３は、推定された輪重及び車重の精度が同程度であると判定することができる。かかる場合、制御部４３は、より詳細な情報である輪重を車両５の制御に使用する。
　一方で、所定の重量Ａと所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にないと判定された場合、制御部４３は、第２推定処理により推定された車重に基づいて、車両５を制御する。具体的には、制御部４３は、車両５の車重を用いて、車両５の自動運転を行ってもよい。所定の重量Ａと所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にない場合には、制御部４３は、推定された輪重及び車重の精度が異なると判定することができる。かかる場合、制御部４３は、より信頼性の高い車重を車両５の制御に使用する。これは、タイヤ６に設置された第１取得装置２が路面の凹凸による影響を受けやすいこと、或いは、第２取得装置３に比べて制御装置４との距離が離れている第１取得装置２の方が制御装置４との通信が不安定になりやすいことから、第２情報に比べて第１情報に精度低下又はデータ欠損が生じやすく、ひいては、車重に比べて輪重の信頼性が低くなるという前提に基づくものである。このように、制御部４３は、推定された輪重及び車重のうち、より車両５の制御に適したものを選択して、車両５の制御に使用することができる。
　制御部４３は、上述のとおり、輪重及び車重のいずれか一方に基づいて、車両５を制御する際に、車両５の制御の信頼性が十分ではないと考えられる場合には、制限付き車両制御を行ってもよい。制限付き車両制御は、例えば、速度制限を設けた自動運転である。かかる場合、制御部４３は、所定の速度を超えないように、車両５の加速、減速、又は操舵を行ってもよい。或いは、制限付き車両制御は、車線変更、追い越し等の実施に制限を設けた自動運転であってもよい。制限付き車両制御は、上述したＳＥＡにおける自動運転のレベルを下げることであってもよい。
　例えば、制御部４３は、車両モデルの学習を開始してから所定の期間、制限付き車両制御を実施してもよい。ここで、車両５の車重は、車両５の停車中に、乗員の乗り降り又は荷物の積み下ろしが行われた際に変化することが考えられる。そのため、制御部４３は、例えば、停車した車両５が再び走行を開始するために、サイドブレーキが解除されたタイミングで、車両モデルの学習を実施してもよい。この時、上述のとおり、車両モデルの学習を開始してから車両モデルの出力が安定するまでに所定の期間を要する場合がある。そのため、制御部４３は、車両モデルの学習を開始してから所定の期間、制限付き車両制御を実施することで、車両モデルを用いて推定される車重の精度が十分ではない期間における、車両５の制御の安全性を向上させることができる。例えば、所定の期間は、１分以上５分以下の期間とされてもよい。
　上述した実施形態において、制御装置４の機能として説明された機能又は処理の全部又は一部は、プログラムにより実現され得る。プログラムは、コンピュータで読取り可能な非一時的記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読取り可能な非一時的記録媒体は、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、又は半導体メモリである。プログラムの流通は、例えば、プログラムを記録したＤＶＤ（digital versatile disc）又はＣＤ－ＲＯＭ（compact disc read only memory）などの可搬型記録媒体を販売、譲渡、又は貸与することにより行われる。或いは、プログラムを所定のサーバのストレージに格納しておき、所定のサーバから他のコンピュータにプログラムを転送することにより、プログラムを流通させることができる。プログラムはプログラムプロダクトとして提供されてもよい。
　コンピュータのプロセッサは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又は所定のサーバから転送されたプログラムを、一旦、メモリに格納する。そして、プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。プログラムには、プロセッサによる処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるものが含まれる。例えば、プロセッサに対する直接の指令ではないがプロセッサの処理を規定する性質を有するデータは、「プログラムに準ずるもの」に該当する。
　以上述べたように、本発明の一実施形態に係る制御装置４は、車両５の制御装置４であって、通信部４１と、制御部４３と、を備える。通信部４１は、タイヤ６に設置されたセンサからの第１情報（第１取得装置２で取得されたタイヤ６に関する情報）を受信し、車体５１に設置されたセンサからの第２情報（第２取得装置３で取得された車両５に関する情報）を受信する。制御部４３は、第１情報から輪重を推定し、第２情報から車重を推定し、輪重及び車重のいずれか一方に基づいて、車両５を制御する。かかる構成によれば、制御装置４は、タイヤ６に設置されたセンサからの情報に基づいて車両５を制御できない場合であっても、車体５１に設置されたセンサからの情報に基づいて車両５を制御することができる。これにより、制御装置４は、タイヤ６に設置されたセンサからの情報を用いて車両５を制御する技術の有用性を向上させることができる。
　本発明の一実施形態に係る制御装置４では、制御部４３は、輪重を用いて算出された所定の重量Ａと、車重を用いて算出された所定の重量Ｂとが所定の差異範囲内にあるか否かを判定し、所定の差異範囲内にあると判定された場合には、輪重に基づいて、車両５を制御し、所定の差異範囲内にないと判定された場合には、車重に基づいて、車両５を制御することが好ましい。かかる構成によれば、制御部４３は、推定された輪重及び車重の精度が同程度である場合には、車重よりも詳細な情報である輪重を車両５の制御に使用し、推定された輪重及び車重の精度が異なると判定された場合には、より信頼性の高い車重を車両５の制御に使用することができる。これにより、制御装置４は、推定された輪重及び車重のうち、より車両５の制御に適したものを選択して、車両５の制御に使用することができる。
　本発明の一実施形態に係る制御装置４では、制御部４３は、車両モデルを用いて第２情報から車重を推定し、車両モデルの学習を実施することが好ましい。かかる構成によれば、制御装置４は、第２情報から推定される車重の精度を向上させることができる。
　本発明の一実施形態に係る制御装置４では、車両モデルは、オブザーバモデルであって、制御部４３は、車両モデルの学習に輪重を用いることが好ましい。かかる構成によれば、制御装置４は、オブザーバモデルの収束を早めることができ、車両モデルの学習を開始してから車両モデルの出力が安定するまでに要する時間を短くすることができる。
　本発明の一実施形態に係る制御装置４では、制御部４３は、車両モデルの学習を開始してから所定の期間、制限付き車両制御を実施することが好ましい。かかる構成によれば、制御装置４は、車両モデルを用いて推定される車重の精度が十分ではない期間における、車両５の制御の安全性を向上させることができる。
　本発明の一実施形態に係る制御装置４では、制限付き車両制御は、速度制限を設けた自動運転であることが好ましい。かかる構成によれば、制御装置４は、車両５の自動運転の安全性を向上させることができる。
　本発明の一実施形態に係る制御方法は、車両５の制御方法である。制御方法は、タイヤ６に設置されたセンサからの第１情報（第１取得装置２で取得されたタイヤ６に関する情報）を受信することと、車体５１に設置されたセンサからの第２情報（第２取得装置３で取得された車両５に関する情報）を受信することと、第１情報から輪重を推定することと、第２情報から車重を推定することと、輪重及び車重のいずれか一方に基づいて、車両５を制御することと、を含む。かかる制御方法によれば、タイヤ６に設置されたセンサからの情報に基づいて車両５を制御できない場合であっても、車体５１に設置されたセンサからの情報に基づいて車両５を制御することができる。これにより、当該制御方法は、タイヤ６に設置されたセンサからの情報を用いて車両５を制御する技術の有用性を向上させることができる。
　本発明を諸図面及び実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本発明に基づき種々の変形及び修正を行うことが可能であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各実施形態又は各実施例に含まれる構成又は機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能である。また、各実施形態に含まれる構成又は機能等は、他の実施形態又は他の実施例に組み合わせて用いることができ、複数の構成又は機能等を１つに組み合わせたり、分割したり、或いは一部を省略したりすることが可能である。
　例えば、上述した実施形態において、制御装置４の機能又は処理として説明された機能又は処理の全部又は一部が、第１取得装置２又は第２取得装置３の機能又は処理として実現されてもよい。かかる場合、実施形態に係る制御装置４の機能又は処理を記述したプログラムを、第１取得装置２又は第２取得装置３が備えるメモリ等に記憶させ、第１取得装置２又は第２取得装置３のプロセッサ等によって当該プログラムを読み出して実行させてもよい。
　また、上述した実施形態において、制御装置４の機能又は処理として説明された機能又は処理の全部又は一部が、車両５の外部に設置されたサーバの機能又は処理として実現されてもよい。かかる場合、当該サーバが、ＳａａＳ（Software as a Service）等のサービスとして制御装置４の機能又は処理の全部または一部を提供してもよい。例えば、車両５の外部に設置されたサーバが、制御装置４として、上述した処理の全部又は一部を実施して、処理結果を車両５のＥＣＵに送信することで、車両５を間接的に制御してもよい。
　また、上述した実施形態において、車両５に関する情報（第２情報）から車重を推定するための車両モデルの学習が実施されるものとして説明した。しかしながら、車両モデルの学習に限られず、タイヤ６に関する情報（第１情報）から輪重を推定するための推定アルゴリズムの学習も実施されてもよい。かかる場合、タイヤ６に関する情報などの時系列データに基づいて、機械学習、深層学習（ディープラーニング）、又はパラメータ同定等を実施することにより、推定アルゴリズムで用いられるパラメータの設定又はチューニング等を実施して、推定アルゴリズムを構築又は更新してもよい。
　１：車両制御システム、　２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ）：第１取得装置、　２１：取得部、　２２：通信部、　２３：記憶部、　２４：制御部、　３：第２取得装置、　３１：取得部、　３２：通信部、　３３：記憶部、　３４：制御部、　４：制御装置、　４１：通信部、　４２：記憶部、　４３：制御部、　５：車両、　５１：車体、　５２（５２Ａ、５２Ｂ）：車軸、　６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）：タイヤ、　６Ａ：トレッド部、　７：ホイール、　７Ａ：リム

Claims (7)

  1. 　車両の制御装置であって、
    　タイヤに設置されたセンサからの第１情報を受信し、
    　車体に設置されたセンサからの第２情報を受信する、通信部と、
    　前記第１情報から輪重を推定し、
    　前記第２情報から車重を推定し、
    　前記輪重及び前記車重のいずれか一方に基づいて、前記車両を制御する、制御部と、
    を備える、制御装置。
  2. 　前記制御部は、
    　　前記輪重を用いて算出された所定の重量と、前記車重を用いて算出された前記所定の重量とが所定の差異範囲内にあるか否かを判定し、
    　　所定の差異範囲内にあると判定された場合には、前記輪重に基づいて、前記車両を制御し、
    　　所定の差異範囲内にないと判定された場合には、前記車重に基づいて、前記車両を制御する、請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記制御部は、
    　　車両モデルを用いて前記第２情報から前記車重を推定し、
    　　前記車両モデルの学習を実施する、請求項１又は２に記載の制御装置。
  4. 　前記車両モデルは、オブザーバモデルであって、
    　前記制御部は、前記車両モデルの学習に前記輪重を用いる、請求項３に記載の制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記車両モデルの学習を開始してから所定の期間、制限付き車両制御を実施する、請求項３又は４に記載の制御装置。
  6. 　前記制限付き車両制御は、速度制限を設けた自動運転である、請求項５に記載の制御装置。
  7. 　車両の制御方法であって、
    　タイヤに設置されたセンサからの第１情報を受信することと、
    　車体に設置されたセンサからの第２情報を受信することと、
    　前記第１情報から輪重を推定することと、
    　前記第２情報から車重を推定することと、
    　前記輪重及び前記車重のいずれか一方に基づいて、前記車両を制御することと、
    を含む、制御方法。
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