JP7048353B2 - 走行制御装置、走行制御方法およびプログラム - Google Patents
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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やGPU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。
制御装置1Aと、制御装置1Bとが有する機能の共通性について説明する。同一機能を冗長化することで制御システム1の信頼性を向上できる。また、冗長化した一部の機能については、全く同じ機能を多重化したのではなく、異なる機能を発揮する。これは機能の冗長化によるコストアップを抑制する。
〇操舵
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41Aおよびこれを制御するECU22Aを有している。制御装置1Bもまた、電動パワーステアリング装置41Bおよびこれを制御するECU22Bを有している。
制御装置1Aは、油圧装置42Aおよびこれを制御するECU23Aを有している。制御装置1Bは、油圧装置42Bおよびこれを制御するECU23Bを有している。これらは、いずれも車両Vの制動に利用可能である。一方、制御装置1Aの制動機構は、ブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を主要な機能としたものであるのに対し、制御装置1Bの制動機構は、姿勢制御等を主要な機能としたものである。両者は制動という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、電動パーキングロック装置50aおよびこれを制御するECU24Aを有している。制御装置1Bは、電動パーキングブレーキ装置52およびこれを制御するECU24Bを有している。これらはいずれも車両Vの停車を維持することに利用可能である。一方、電動パーキングロック装置50aは、自動変速機TMのPレンジ選択時に機能する装置であるのに対し、電動パーキングブレーキ装置52は、後輪をロックするものである。両者は車両Vの停止維持という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、情報出力装置43Aおよびこれを制御するECU25Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置44Bおよびこれを制御するECU25Bを有している。これらは、いずれも運転者に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置43Aは、例えばヘッドアップディスプレイであり、情報出力装置44Bは、計器類などの表示装置である。両者は車内報知という点では共通するものの、互いに異なる表示装置を採用可能である。
制御装置1Aは、情報出力装置44Aおよびこれを制御するECU26Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置43B およびこれを制御するECU23Bを有している。これらはいずれも車外に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置44Aは、方向指示器(ハザードランプ)であり、情報出力装置43Bは、ブレーキランプである。両者は車外報知という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、パワープラント50を制御するECU27Aを有しているのに対し、制御装置1Bは、パワープラント50を制御する独自のECUは有していない。本実施形態の場合、制御装置1Aおよび1Bのいずれも、単独で、操舵、制動、停止維持が可能であり、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方が性能低下あるいは電源遮断もしくは通信遮断された場合であっても、車線の逸脱を抑制しつつ、減速して停止状態を維持することが可能である。また、上記のとおり、ECU21Bは、通信回線L2、ゲートウェイGWおよび通信回線L1を介してECU27Aに制御指令を出力可能であり、ECU21Bは、パワープラント50を制御することも可能である。制御装置1Bがパワープラント50を制御する独自のECUを備えないことで、コストアップを抑制することができるが、備えていてもよい。
〇周囲状況の検知
制御装置1Aは、検知ユニット31Aおよび32Aを有している。制御装置1Bは、検知ユニット31Bおよび32Bを有している。これらはいずれも車両Vの走行環境の認識に利用可能である。一方、検知ユニット32Aはライダであり、検知ユニット32Bはレーダである。ライダは、一般に形状の検知に有利である。また、レーダは、一般にライダよりもコスト面で有利である。特性が異なるこれらのセンサを併用することで、物標の認識性能の向上やコスト削減を図ることができる。検知ユニット31A、31Bは共にカメラであるが、特性が異なるカメラを用いてもよい。例えば、一方が他方よりも高解像度のカメラであってもよい。また、画角が互いに異なっていてもよい。
制御装置1Aは、回転数センサ39を有している。制御装置1Bは、車輪速センサ38を有している。これらはいずれも車速を検知することに利用可能である。一方、回転数センサ39は、自動変速機TMの出力軸の回転速度を検知するものであり、車輪速センサ38は、車輪の回転速度を検知するものである。両者は車速が検知可能という点では共通するものの、互いに検知対象が異なるセンサである。
制御装置1Aは、ジャイロ33Aを有している。制御装置1Bは、ヨーレートセンサ33Bを有している。これらはいずれも車両Vの鉛直軸周りの角速度を検知することに利用可能である。一方、ジャイロ33Aは、車両Vの進路判定に利用するものであり、ヨーレートセンサ33Bは、車両Vの姿勢制御等に利用するものである。両者は車両Vの角速度が検知可能という点では共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを有している。制御装置1Bは操舵角センサ37を有している。これらはいずれも前輪の操舵角を検知することに利用可能である。制御装置1Aにおいては、操舵角センサ37については増設せずに、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを利用することでコストアップを抑制できる。尤も、操舵角センサ37を増設して制御装置1Aにも設けてもよい。
制御装置1Aは、操作検知センサ34bを有している。制御装置1Bは、圧力センサ35を有している。これらはいずれも、運転者の制動操作量を検知することに利用可能である。一方、操作検知センサ34bは、4つのブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を制御するために用いられ、圧力センサ35は、姿勢制御等に用いられる。両者は制動操作量を検知する点で共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは、電源7Aから電力の供給を受け、制御装置1Bは、電源7Bから電力の供給を受ける。電源7Aまたは電源7Bのいずれかの電力供給が遮断あるいは低下した場合でも、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方には電力が供給されるので、電源をより確実に確保して制御システム1の信頼性を向上することができる。電源7Aの電力供給が遮断あるいは低下した場合、制御装置1Aに設けたゲートウェイGWが介在したECU間の通信は困難となる。しかし、制御装置1Bにおいて、ECU21Bは、通信回線L2を介してECU22B~24B、44Bと通信可能である。
制御装置1Aは、自動運転制御を行うECU20Aと、走行支援制御を行うECU29Aとを備えており、走行制御を行う制御ユニットを二つ備えている。
制御装置1Aまたは1Bで実行可能な制御機能は、車両Vの駆動、制動、操舵の制御に関わる走行関連機能と、運転者に対する情報の報知に関わる報知機能と、を含む。
図5は、本実施形態におけるカメラの切替えによる運転制御の切替えの処理を示すフローチャートである。図5は、自動運転制御が行われている場合に実行される。また、カメラ31Aのみが道路形状の認識用に用いられているとする。
図5では、カメラの切替えが行われた後、S108で道路形状を認識していないと判断された場合、S109で機能制限を行うとして説明した。しかしながら、道路形状の認識のためのデバイスの切り替えを行った時点では機能制限を行わず、運転制御を継続するようにしても良い。以下、そのような構成について説明する。
図5及び図10では、カメラ31Aの動作が不安定となった場合、カメラ31Aからカメラ31Bに切り替えることを説明した。しかしながら、運転制御中に、カメラ31A、カメラ31B、位置特定デバイスのいずれかの動作が不安定となったことを検出した場合に、運転制御を切り替えるようにしても良い。
上記各実施形態の走行制御装置は、車両の走行を制御する走行制御装置であって、第1のカメラ若しくは第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する取得手段と(S101、S106)、前記車両の位置を特定する特定手段と(GPS28b)、前記取得手段により取得された前記外界情報と、前記特定手段により特定された前記車両の位置とに基づいて、前記車両の走行を制御する走行制御手段と(S105)、を備え、前記取得手段が前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合に、前記走行制御手段は、前記取得手段が前記第1のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合よりもドライバの運転への関与の度合いを高くするよう前記車両の走行を制御する(S105)ことを特徴とする。
Claims (18)
- 車両の走行を制御する走行制御装置であって、
地図情報を取得する第1取得手段と、
第1のカメラ若しくは第2のカメラを用いて外界情報を取得する第2取得手段と、
前記車両の位置を特定する特定手段と、
前記第2取得手段により取得された前記外界情報と、前記特定手段により特定された前記車両の位置とに基づいて、前記車両の走行を制御する走行制御手段と、
前記走行制御手段が前記第1のカメラから取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行を制御している場合に、該外界情報と前記地図情報から得られる情報とが一致するか否かを判定する第1判定手段と、を備え、
前記第1判定手段により一致しないと判定された場合、前記走行制御手段は、前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラから取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行制御を行い、前記第2取得手段が前記第1のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合よりもドライバの運転関与が大きくなるよう前記車両の走行を制御する、
ことを特徴とする走行制御装置。 - 前記第2取得手段が前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合に、前記走行制御手段は、前記ドライバの運転関与として、前記ドライバに運転環境の監視を要求することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
- 前記第2取得手段が前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合に、前記走行制御手段は、前記ドライバの運転関与として、前記ドライバにハンドルの把持を要求することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
- 前記第2取得手段が前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合に、前記走行制御手段は、ハンドルの把持を要さない走行制御から、当該ハンドルの把持を要する走行制御に切り替えることを特徴とする請求項3に記載の走行制御装置。
- 前記第2取得手段が前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合に、前記走行制御手段は、前記車両を車線に追従させる走行制御から、前記車両の車線からの逸脱を防止する走行制御に切り替えることを特徴とする請求項3又は4に記載の走行制御装置。
- 前記第2取得手段が前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合に、前記走行制御手段は、前記ドライバに対する運転支援の支援量を低減することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
- 前記第1判定手段により一致しないと判定された場合に、前記第1のカメラの動作は正常であるか否かを判定する第2判定手段、をさらに備え、
前記第2判定手段の結果、前記第1のカメラの動作は正常であると判定された場合、前記走行制御手段は、前記第1のカメラから取得された外界情報に基づく前記車両の走行制御を継続する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の走行制御装置。 - 前記第2判定手段は、前記第1のカメラの自己診断を行うことにより、前記第1のカメラの動作は正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項7に記載の走行制御装置。
- 前記第2判定手段の結果、前記第1のカメラの動作は正常でないと判定された場合、前記第2取得手段は、前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得することを特徴とする請求項7又は8に記載の走行制御装置。
- 前記第1判定手段は、前記走行制御手段が前記第2のカメラから取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行を制御している場合、該外界情報が前記地図情報から得られる情報に一致するか否かを判定し、
前記第1判定手段により一致しないと判定された場合、前記走行制御手段は、前記車両の走行を制限することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の走行制御装置。 - 前記走行制御手段は、手動運転制御に切り替えることを特徴とする請求項10に記載の走行制御装置。
- 前記走行制御手段は、運転支援機能を停止することを特徴とする請求項10に記載の走行制御装置。
- 車両の走行を制御する走行制御装置であって、
地図情報を取得する第1取得手段と、
第1のカメラ若しくは第2のカメラを用いて外界情報を取得する第2取得手段と、
前記車両の位置を特定するデバイスと、
前記第2取得手段により取得された前記外界情報と、前記デバイスにより特定された前記車両の位置とに基づいて、前記車両の走行を制御する走行制御手段と、
前記走行制御手段が前記第2取得手段により取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行を制御している場合に、該外界情報と前記地図情報から得られる情報とが一致するか否かを判定する第1判定手段と、を備え、
前記第1のカメラと前記第2のカメラと前記デバイスのうち、少なくともいずれかが動作可能でない状態となった場合に、
前記走行制御手段は、前記第1のカメラと前記第2のカメラと前記デバイスが動作可能である場合よりもドライバの運転関与が大きくなるよう前記車両の走行を制御し、
前記第1のカメラが動作可能でない状態と前記第2のカメラが動作可能でない状態はそれぞれ、前記第1判定手段により一致しないと判定される状態を含む、
ことを特徴とする走行制御装置。 - 車両の走行を制御する走行制御装置において実行される走行制御方法であって、
地図情報を取得する第1取得工程と、
第1のカメラ若しくは第2のカメラを用いて外界情報を取得する第2取得工程と、
前記車両の位置を特定する特定工程と、
前記第2取得工程において取得された前記外界情報と、前記特定工程において特定された前記車両の位置とに基づいて、前記車両の走行を制御する走行制御工程と、
前記走行制御工程で前記第1のカメラから取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行を制御している場合に、該外界情報と前記地図情報から得られる情報とが一致するか否かを判定する第1判定工程と、を有し、
前記第1判定工程で一致しないと判定された場合、前記走行制御工程では、前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラから取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行制御を行い、前記第2取得工程で前記第1のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合よりもドライバの運転関与が大きくなるよう前記車両の走行を制御する、
ことを特徴とする走行制御方法。 - 車両の走行を制御する走行制御装置であって、
地図情報を取得する第1取得工程と、
第1のカメラ若しくは第2のカメラを用いて外界情報を取得する第2取得工程と、
前記車両の位置を特定するためのデバイスにより前記車両の位置を特定する特定工程と、
前記第2取得工程において取得された前記外界情報と、前記特定工程において特定された前記車両の位置とに基づいて、前記車両の走行を制御する走行制御工程と、
前記走行制御工程で前記第2取得工程において取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行を制御している場合に、該外界情報と前記地図情報から得られる情報とが一致するか否かを判定する第1判定工程と、を有し、
前記第1のカメラと前記第2のカメラと前記デバイスのうち、少なくともいずれかが動作可能でない状態となった場合に、
前記走行制御工程では、前記第1のカメラと前記第2のカメラと前記デバイスが動作可能である場合よりもドライバの運転関与が大きくなるよう前記車両の走行を制御し、
前記第1のカメラが動作可能でない状態と前記第2のカメラが動作可能でない状態はそれぞれ、前記第1判定工程で一致しないと判定される状態を含む、
ことを特徴とする走行制御方法。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の走行制御装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 請求項13に記載の走行制御装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 車両の走行を制御する走行制御装置であって、
車両前方を撮影可能であり外界情報を取得するための第1のカメラおよび第2のカメラと、
前記第1のカメラ若しくは前記第2のカメラを用いて前記外界情報を取得する取得手段と、
前記車両の位置を特定する特定手段と、
前記取得手段により取得された前記外界情報と、前記特定手段により特定された前記車両の位置とに基づいて、前記車両の走行を制御する走行制御手段と、を備え、
前記走行制御手段は、前記第1のカメラから取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行を制御している状態で、前記第1のカメラから取得された前記外界情報と、前記車両の位置から推定される情報とが一致しない場合、前記第1のカメラの代わりに前記第2のカメラから取得された前記外界情報に基づいて前記車両の走行制御を行い、前記取得手段が前記第1のカメラを用いて前記外界情報を取得する場合よりもドライバの運転関与が大きくなるよう前記車両の走行を制御する、
ことを特徴とする走行制御装置。
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