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JP7327230B2 - 制御装置を備える車両、方法、プログラム - Google Patents

制御装置を備える車両、方法、プログラム Download PDF

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JP7327230B2 JP2020048331A JP2020048331A JP7327230B2 JP 7327230 B2 JP7327230 B2 JP 7327230B2 JP 2020048331 A JP2020048331 A JP 2020048331A JP 2020048331 A JP2020048331 A JP 2020048331A JP 7327230 B2 JP7327230 B2 JP 7327230B2
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Description

本開示は、車両の運動を制御する車両制御装置等に関する。
車両には、車両の運転を支援するため、車両の運動を制御する制御指令を出力する運転支援装置が複数搭載されうる。このような、複数の運転支援装置からの制御指令を調停する車両制御装置が提案されている。例えば、特許文献１は、車両が障害物に衝突することを回避するようにユーザーの運転を支援する運転支援装置である衝突回避支援装置からの操舵指令と、車両が車線内を走行するようにユーザーの運転を支援する運転支援装置である車線逸脱回避支援装置からの操舵指令とを調停する車両制御装置を開示している。
特開２０１７－３０４７２号公報
運転支援装置が処理に用いる、舵角のような操舵に関する制御量において、車両が直進する状態に対応する制御値を表す中点は、ステアリング装置等を構成する各種部品のねじれ、たわみ等によって変化しうる。
運転支援装置においては、この変化に対応して中点を適宜更新して精度良く維持することが好ましい。中点は、例えば、車両の横方向の加速度を加速度センサー等によって検知し、検知結果に基づいて補正量を算出し、更新することができる。しかし、運転支援装置によっては、このように、中点の補正量を算出する機能を持たず、他の装置から中点を更新するための情報を取得して、これに基づいて中点を更新する。
運転支援装置のなかで、中点の更新を行うものと行わないものとが混在すると、車両の運転支援制御が、一の運転支援装置による制御から他の運転支援装置による制御に切り替わる際、中点の違いによって車両の挙動に違和感が生ずるおそれがある。
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、複数の運転支援装置が記憶しそれぞれの制御に用いる操舵の中点の更新を好適に実行できる車両制御装置等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、運転支援機能をそれぞれ実現する複数の運転支援装置と、前記複数の運転支援装置のうちの少なくとも１つの前記運転支援装置に備えられ、前記複数の運転支援装置の少なくとも一部の操舵制御における中点を更新するために用いる更新情報を生成する更新情報生成装置と、制御装置と、を備える車両であって、前記制御装置は、前記複数の運転支援装置の少なくとも一部における前記中点の更新可否を判定する判定部と、前記判定部が前記中点の更新が可能であると判定した場合、前記更新情報を用いた前記中点の更新処理を許可する通知を前記複数の運転支援装置へ発行する通知部と、を備え、前記中点の更新処理を許可する前記通知を取得した前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置は、前記更新情報生成装置において前記更新情報を生成し、前記更新情報を生成しない少なくとも一部の前記運転支援装置は、前記通知を取得したことに応じて、前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置から前記更新情報生成装置において生成した前記更新情報を取得する、車両である。
本開示の車両制御装置等によれば、運転支援装置間で制御の切り替えがあっても車両の挙動に違和感が生ずるおそれを抑制することができる。
一実施形態に係る車両制御装置とその周辺部の機能ブロック図 一実施形態に係る車両制御装置が実行する処理のシーケンス図
本開示に係る車両制御装置は、複数の運転支援装置が制御に用いる中点の更新を、車両の挙動への影響が少ないと考えられるタイミングで一律に実行させる。
（実施形態）
［構成］
図１は、一実施形態に係る車両制御装置２０とその周辺部の機能ブロック図である。図１に例示した機能ブロックは、複数の運転支援装置１１～１３と、車両制御装置２０と、パワートレイン制御部３１と、ブレーキ制御部３２と、ステアリング制御部３３と、アクチュエータ４１～４３とを備えている。これらの装置は、典型的にはＣＰＵ等のプロセッサ（制御部）とメモリとを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit）等のコンピューターによって実現され、例えばＣＡＮ（Controller Area Network：登録商標）やＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の車載ネットワークを介して通信可能に接続されている。
運転支援装置１１～１３は、それぞれ、運転支援プログラムを実行することにより、自動運転や自動駐車、アダプティブクルーズコントロール、レーンキープアシスト、衝突軽減ブレーキ等の車両の運転支援機能を実現する。複数の運転支援装置１１～１３は、例えばそれぞれ異なる運転支援機能を実現し、同時に動作可能である。なお、車両に実装される運転支援装置の数は、図１に示した３つに限定されず、２つ以下又は４つ以上であってもよい。運転支援装置１１～１３は、アクチュエータ４１～４３の動作を要求するための制御指令を出力する。
運転支援装置１１～１３は、それぞれ、車両の「走る」「曲がる」「止まる」といった車両の運動に関する制御内容の一部または全部を、それぞれの運転支援機能に応じて決定し、制御指令として出力する。制御指令は、例えば「走る」「止まる」のための車両の進行方向の運動の要求値、「曲がる」のための車両の横方向の運動の要求値等である。進行方向の運動の要求値は、具体的には、例えば、進行方向の加速度を目標制御量として表現される。また、横方向の運動の要求値は、具体的には、例えば、運転支援プログラムの仕様に応じて横加速度、ヨーレート、ハンドル角等のいずれかを目標制御量として表現される。
運転支援装置１１～１３は、車両の速度、進行方向の加速度、横方向の加速度、車両の周辺の撮像データ等の情報を車両が備える図示しない各種センサーや、他のＥＣＵから取得し、これらの情報に基づいて、制御指令を生成する。運転支援装置１１～１３は、制御指令の生成処理の必要に応じて、操舵に関する制御量において、横方向の加速度が発生せず車両が直進する状態に対応する制御値、すなわち操舵の中心を表す中点の情報をそれぞれ記憶している。中点は、ステアリング装置等を構成する各種部品のねじれ、たわみ等によって変化しうる。運転支援装置１１～１３においては、この変化に対応して中点を適宜更新して精度良く維持することが好ましい。中点は、例えば、車両の横方向の加速度を加速度センサー等によって検知し、検知結果に基づいて補正量を算出し、更新することができる。
本実施形態では、運転支援装置１３が、更新情報生成装置５０を備えるものとする。更新情報生成装置５０は、上述の中点の補正量のような、中点を更新することができる情報である更新情報を生成する。また、運転支援装置１１～１３は、更新情報生成装置５０から更新情報を取得して、これに基づいて中点の算出を行うものとする。なお、更新情報生成装置５０は、運転支援装置１３に設けられなくてもよい。例えば、更新情報生成装置５０は、車両制御装置２０に設けられてもよく、ステアリング制御部３３のような他のＥＣＵに設けられてもよく、あるいは、独立的に設けられてもよい。なお、中点を記憶せず、制御指令の生成処理に中点を利用しない運転支援装置があってもよい。
車両制御装置２０は、運転支援装置１１～１３からの制御指令に基づいて車両の「走る」「曲がる」「止まる」といった車両の運動に関する制御内容を決定し、決定した制御内容に基づいて、パワートレイン制御部３１、ブレーキ制御部３２、及びステアリング制御部３３（さらにはシフトポジションを制御する図示しないシフト制御部等）に対して必要な指示を行って、車両の運動に関わるアクチュエータ４１～４３等を適切に制御する運動マネージャーとして、あるいは運動マネージャーの一部として機能し、車両の運動を制御する。車両制御装置２０は、あるいは専ら車両の横方向の運動を制御する装置であってもよい。この、車両制御装置２０は、調停部２１と、判定部２２、通知部２３とを備えている。
車両制御装置２０の調停部２１は、運転支援装置１１～１３が出力する制御指令を取得し、この取得した制御指令を調停する。
調停部２１は、調停処理として、例えば、複数の運転支援装置１１～１３から取得した複数の制御指令の中から所定の選択基準に基づいて１つの制御指令を選択したり、取得した複数の制御指令に基づいて新たな制御指令を生成したりする。この調停の結果は、調停部２１から各運転支援装置１１～１３にフィードバックされてもよい。また、調停部２１は、後述するパワートレイン制御部３１、ブレーキ制御部３２、及びステアリング制御部３３から通知されるアクチュエータ４１～４３の動作状態や現在の動作可能な性能範囲であるアベイラビリティを表す情報に基づいて、調停処理を行ってもよい。
車両制御装置２０の調停部２１は、調停により得られた制御指令に基づいて、運転支援プログラムによって要求される車両の運動に関する制御を、パワートレイン制御部３１、ブレーキ制御部３２、及びステアリング制御部３３の１つ又は２つ以上に指示することができる。車両の横方向の運動は、典型的にはステアリング装置の操舵を制御することによって実現できる。車両の進行方向の運動は、ブレーキ装置による制動力の発生、及びパワートレインによる駆動力又は制動力の発生を、単独又は組み合わせて制御することによって実現できる。
車両制御装置２０の判定部２２は、中点を記憶している運転支援装置１１～１３における中点の更新可否を判定する。
車両制御装置２０の通知部２３は、判定部２２が中点の更新が可能であると判定した場合、更新情報を用いて中点の更新処理を許可する通知を発行する。
パワートレイン制御部３１は、取得した制御指令に基づいて、パワートレインを構成するアクチュエータ４１を制御して、駆動力又は制動力を発生させる。
ブレーキ制御部３２は、取得した制御指令に基づいて、ブレーキ装置を構成するアクチュエータ４２を制御して、制動力を発生させる。
ステアリング制御部３３は、取得した制御指令に基づいて、ステアリング装置を構成するアクチュエータ４３を制御して、操舵角を発生させる。
［制御］
本実施形態に係る中点の更新処理を説明する。図２は、更新処理の一例を説明するシーケンス図である。一例に係る更新処理は、例えば、車両の電源オン（パワーオン、イグニッションオン、レディオン等）状態において繰り返し実行され得る。なお、更新処理は、上述の調停処理とは並列的に実行される。
（ステップＳ１０１）
車両制御装置２０の判定部２２は、中点の更新の実行可否を判定する。中点の更新は、例えば、車両の動作が安定しており、中点を更新しても車両の挙動への影響が小さい場合に行うことが好ましい。
判定部２２は、例えば、運転支援装置１１～１３の動作状態を取得し、すべての運転支援装置１１～１３が動作していない場合に、車両の挙動への影響がなく中点の更新が可能であると判定することができる。
あるいは、判定部２２は、車両の電源状態を取得し、電源オフ（パワーオフ、イグニッションオフ、レディオフ等）状態から電源オン（パワーオン、イグニッションオン、レディオン等）状態に変化した場合、すなわち車両制御装置２０や運転支援装置１１～１３の起動初期状態に、車両の挙動への影響がなく中点の更新が可能であると判定することができる。
あるいは、判定部２２は、車両が備える操舵角センサーから取得する操舵角、加速度センサーから取得する横方向の加速度、あるいは、調停部２１から取得する操舵に関する制御指令等に基づいて、車両の操舵量が第１の値以下、すなわち、操舵量が０か比較的小さく車両が略直進しており、とくに車両の横方向の変位の制御が要求されていない場合に、このような制御が要求されている場合に比べて、中点を更新しても比較的車両の挙動への影響が少なく中点の更新が可能であると判定することができる。
本ステップにおいて中点の更新が可能であると判定されると、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合は、中点の更新が可能であると判定されるまで本ステップの判定が繰り返される。
（ステップＳ１０２）
車両制御装置２０の通知部２３は、中点の更新処理を許可する通知を発行する。
（ステップＳ１０３）
中点の更新処理を許可する通知は、更新情報生成装置５０に取得される。更新情報生成装置５０は、これに応じて上述の更新情報を生成して発行する。
（ステップＳ１０４）
中点の更新処理を許可する通知および更新情報は、運転支援装置１１～１３に取得される。運転支援装置はこれらに応じて、自装置が記憶する中点の更新を実行する。なお、更新情報生成装置は２つ以上あってもよい。この場合、例えば２つ以上の更新情報生成装置は、更新情報の生成方法、精度、形式等が異なる。それぞれの運転支援装置は、仕様に応じて予め定められた最も適合性が高い更新情報生成装置が生成した更新情報を取得して、中点の更新に用いることができる。
なお、ネットワークの通信遅延が比較的大きい場合、更新情報生成装置５０が更新情報を生成する時刻と、ネットワーク経由で更新情報を取得した運転支援装置が中点を更新する時刻との差が大きくなり、その間に実際の中点が大きく変化し、更新処理によっても精度が向上しないおそれがある。そこで、例えば更新情報生成装置５０が複数回更新情報を生成して発行し、運転支援装置１１～１３は、連続して受信する複数の更新情報が表す中点の変動量が閾値以下で比較的中点が安定している場合に、更新処理を実行するようにしてもよい。以上で更新処理が終了する。
以上、構成および処理の一例を説明したが、好適なタイミングで運転支援装置の中点の更新ができれば、構成や処理は適宜変更可能である。例えば、車両制御装置２０の判定部２２、通知部２３の機能は、調停部２１とは異なるＥＣＵに実装されてもよい。例えば、判定部２２、通知部２３は、更新情報生成装置５０に設けられてもよく、例えば運転支援装置１１～１３のいずれかに設けられてもよく、あるいは独立的に設けられてもよい。また、更新情報生成装置５０による更新情報の生成および発行は、更新情報生成装置５０が更新許可通知を取得しなくても、周期的に行ってもよい。また、更新情報生成装置５０に、判定部２２、通知部２３の機能を設け、更新情報に更新許可通知の役割を含ませてもよい。
［作用・効果］
以上のように、本実施形態に係る車両制御装置は、複数の運転支援装置が制御に用いる中点の更新を、一律に実行できるので、運転支援装置間で制御の切り替えがあっても車両の挙動に違和感が生ずるおそれを抑制することができる。また、車両制御装置は、中点の更新を、車両の挙動への影響が少ないタイミングで実行することができ、これによっても車両の挙動に違和感が生ずるおそれを抑制することができる。
以上、本開示技術の一実施形態を説明したが、本開示技術は、車両制御装置、プロセッサとメモリとを備えた車両制御装置のコンピューターが実行する車両制御方法、車両制御方法を実行するための車両制御プログラム、車両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記憶媒体、及び車両制御装置と運転支援装置とアクチュエータ制御部とアクチュエータとを含めたシステム、あるいは車両制御装置を搭載した車両として捉えることが可能である。
本発明は、車両の運動を制御する車両制御装置に利用可能である。
１１、１２、１３ 運転支援装置
２０ 車両制御装置
２１ 調停部
２２ 判定部
２３ 通知部
３１ パワートレイン制御部
３２ ブレーキ制御部
３３ ステアリング制御部
４１、４２、４３ アクチュエータ
５０ 更新情報生成装置

Claims (6)

  1. 運転支援機能をそれぞれ実現する複数の運転支援装置と、
    前記複数の運転支援装置のうちの少なくとも１つの前記運転支援装置に備えられ、前記複数の運転支援装置の少なくとも一部の操舵制御における中点を更新するために用いる更新情報を生成する更新情報生成装置と、
    制御装置と、
    を備える車両であって、
    前記制御装置は、
    前記複数の運転支援装置の少なくとも一部における前記中点の更新可否を判定する判定部と、
    前記判定部が前記中点の更新が可能であると判定した場合、前記更新情報を用いた前記中点の更新処理を許可する通知を前記複数の運転支援装置へ発行する通知部と、を備え、
    前記中点の更新処理を許可する前記通知を取得した前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置は、前記更新情報生成装置において前記更新情報を生成し、
    前記更新情報を生成しない少なくとも一部の前記運転支援装置は、前記通知を取得したことに応じて、前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置から前記更新情報生成装置において生成した前記更新情報を取得する、車両。
  2. 前記判定部は、前記複数の運転支援装置の全てが動作を停止している場合、前記中点の更新が可能であると判定する、請求項１に記載の車両。
  3. 前記判定部は、前記車両の電源がオフ状態からオン状態に変化した場合、前記中点の更新が可能であると判定する、請求項１に記載の車両。
  4. 前記判定部は、前記車両の操舵量が第１の値以下であることを検知した場合、前記中点の更新が可能であると判定する、請求項１に記載の車両。
  5. 運転支援機能をそれぞれ実現する複数の運転支援装置と、少なくとも一部の前記運転支援装置がそれぞれの操舵制御における中点を更新するのに用いる更新情報を生成する更新情報生成装置と、制御装置と、を備える車両において、各前記装置のコンピューターが実行する方法であって、
    前記制御装置が、前記複数の運転支援装置の少なくとも一部における前記中点の更新可否を判定する判定ステップと、
    前記制御装置が、前記判定ステップにおいて前記中点の更新可と判定した場合、前記更新情報を用いた前記中点の更新処理を許可する通知を前記複数の運転支援装置へ発行する通知ステップと、
    前記中点の更新処理を許可する前記通知を取得した前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置が、前記更新情報生成装置において前記更新情報を生成するステップと、
    前記更新情報を生成しない少なくとも一部の前記運転支援装置が、前記通知を取得したことに応じて、前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置から前記更新情報生成装置において生成した前記更新情報を取得するステップと、を含む、方法。
  6. 運転支援機能をそれぞれ実現する複数の運転支援装置と、少なくとも一部の前記運転支援装置がそれぞれの操舵制御における中点を更新するのに用いる更新情報を生成する更新情報生成装置と、制御装置と、を備える車両において、各前記装置のコンピューターに実行させるプログラムであって、
    前記制御装置が、前記複数の運転支援装置の少なくとも一部における前記中点の更新可否を判定する判定ステップと、
    前記制御装置が、前記判定ステップにおいて前記中点の更新可と判定した場合、前記更新情報を用いた前記中点の更新処理を許可する通知を前記複数の運転支援装置へ発行する通知ステップと、
    前記中点の更新処理を許可する前記通知を取得した前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置が、前記更新情報生成装置において前記更新情報を生成するステップと、
    前記更新情報を生成しない少なくとも一部の前記運転支援装置が、前記通知を取得したことに応じて、前記更新情報生成装置を備える前記運転支援装置から前記更新情報生成装置において生成した前記更新情報を取得するステップと、を含む、プログラム。
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