JP6889241B2 - 車両用制御システム - Google Patents
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Description
車両を制御する第一の制御装置と、
前記車両を制御する第二の制御装置と、
電源と、
を備えた車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、
加速時の駆動源及び減速時の発電機として機能するモータを含み、前記車両を駆動する駆動手段と、
前記車両を制動する第一の制動手段と、
前記車両を操舵する第一の操舵手段と、
前記車両の周囲状況を検知する第一の検知手段と、
前記駆動手段、前記第一の制動手段及び前記第一の操舵手段を制御可能であり、かつ、前記第一の検知手段の検知結果に基づいて前記車両の駆動、制動および操舵を制御する自動運転制御を実行可能な第一の運転制御手段と、を含み、
前記第二の制御装置は、
前記車両を制動する第二の制動手段と、
前記車両を操舵する第二の操舵手段と、
前記車両の周囲状況を検知する第二の検知手段と、
前記第二の制動手段及び前記第二の操舵手段を制御可能であり、かつ、前記第二の検知手段の検知結果に基づいて前記車両の制動および操舵に関わる制御を実行可能な第二の運転制御手段と、を含み、
前記電源は、
前記第一の制御装置に電力を供給する第一の電源と、
前記第二の制御装置に電力を供給する第二の電源と、を含み、
前記第二の運転制御手段は、前記車両を駆動する手段を含まず、かつ、前記駆動手段は前記第二の運転制御手段の制御対象外であり、
前記第一の運転制御手段は、前記第一の制動手段による制動力と前記モータの回生制動による制動力との配分を制御可能であり、
前記第二の運転制御手段は、前記第二の制動手段により前記車両の姿勢を制御可能であり、
前記第一の運転制御手段と前記第二の運転制御手段とは、通信可能に接続され、
前記第二の運転制御手段は、前記第一の運転制御手段が前記自動運転制御を実行している場合、前記第一の運転制御手段から受信した信号の受信結果に応じて、前記第一の運転制御手段に代わって前記車両の制動および操舵に関わる制御を実行する、
ことを特徴とする車両用制御システムが提供される。
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〜28A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〜28Aの代表的な機能の名称を付している。例えば、ECU20Aには「自動運転ECU」と記載している。
図2を参照して制御装置1Bの構成について説明する。制御装置1Bは、ECU群(制御ユニット群)2Bを含む。ECU群2Bは、複数のECU21B〜25Bを含む。各ECUは、CPUに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ECUはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。なお、ECUの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合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〜L5を含む。通信回線L1には、制御装置1Aの各ECU20A〜27A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43Aは方向指示器(ハザードランプ)であり、情報出力装置44B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。なお、制御装置1Bがハザードランプを制御し、制御装置1Aがブレーキランプを制御する形態も採用可能である。
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に陥った場合であっても、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。制御装置1Bがパワープラント50を制御する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。
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の検知結果をゲートウェイGWを介さずに取得可能である。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にも設けてもよく、電動パワーステアリング装置41Aおよび41Bにおいて、モータの回転量を検知するセンサと操舵角センサ37の双方を、または、どちらか一方を冗長化してもよい。
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。
制御システム1の制御例について説明する。図4はECU20Aが実行する運転モードの切り替え処理を示すフローチャートである。
1.上記実施形態の車両用制御システム(例えば1)は、
車両を制御する第一の制御装置(例えば1A)と、
前記車両を制御する第二の制御装置(例えば1B)と、
電源(例えば6,7A,7B)と、
を備えた車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、
前記車両の周囲状況を検知する第一の検知手段(例えば31A,32A)と、
前記第一の検知手段の検知結果に基づいて前記車両の駆動、制動および操舵を制御する自動運転制御を実行可能な第一の運転制御手段(例えば20A)と、を含み、
前記第二の制御装置は、
前記車両の周囲状況を検知する第二の検知手段(例えば31B,32B)と、
前記第二の検知手段の検知結果に基づいて前記車両の制動および操舵に関わる制御を実行可能な第二の運転制御手段(例えば21B)と、を含み、
前記電源は、
前記第一の制御装置に電力を供給する第一の電源(例えば7A)と、
前記第二の制御装置に電力を供給する第二の電源(例えば7B)と、を含む。
前記第一の制御装置は、
前記車両を駆動する駆動手段(例えば50,27A)と、
前記車両を制動する第一の制動手段(例えば51,42A,23A)と、
前記車両を操舵する第一の操舵手段(例えば41A,22A)と、を含み、
前記第一の運転制御手段は、前記駆動手段、前記第一の制動手段および前記第一の操舵手段を制御可能であり、
前記第二の制御装置は、
前記車両を制動する第二の制動手段(例えば51,42B,23B)と、
前記車両を操舵する第二の操舵手段(例えば41B,22B)と、を含み、
前記第二の運転制御手段は、前記第二の制動手段および前記第二の操舵手段を制御可能である。
前記第一の制御装置は、
前記車両の走行状態を検知する第一の走行状態検知手段(例えば39)、
運転者に対する報知を行う第一の車内報知手段(例えば43A,25A)、
車外への報知を行う第一の車外報知手段(例えば44A,26A)、または
前記車両の停止を維持する第一の停止維持手段(例えば50a,24A)、の少なくともいずれか一つを含み、
前記第二の制御装置は、
前記車両の走行状態を検知する第二の走行状態検知手段(例えば38)、
運転者に対する報知を行う第二の車内報知手段(例えば44B,25B)、
車外への報知を行う第二の車外報知手段(例えば43B,23B)、または
前記車両の停止を維持する第二の停止維持手段(例えば52,24B)、の少なくともいずれか一つを含む。
前記第一の運転制御手段と前記第二の運転制御手段とは、通信可能に接続され(例えばL3)、
前記第二の運転制御手段は、
前記第一の運転制御手段が前記自動運転制御を実行している場合、前記第一の運転制御手段から受信した信号の受信結果に応じて、前記第一の運転制御手段に代わって前記車両の制動および操舵に関わる制御を実行する(例えばS63)。
前記第一の制御装置は、前記第一の検知手段の検知結果に基づいて、前記車両の周囲に存在する物標に関する第一のデータを生成する第一のデータ生成手段(例えば21A,S13)を備え、
前記第二の制御装置は、前記第二の検知手段の検知結果に基づいて、前記車両の周囲に存在する物標に関する第二のデータを生成する第二のデータ生成手段(例えば21B,S23)を備え、
前記第一の制御装置は、前記第一のデータと前記第二のデータとを統合した物標データ
を生成する物標データ生成手段(例えば20A,S32)を備える。
前記第一の制御装置は、
前記第一の運転制御手段と、
前記駆動手段、前記第一の制動手段および前記第一の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第一の通信回線(例えばL1)を備え、
前記第二の制御装置は、
前記第二の運転制御手段と、
前記第二の制動手段および前記第二の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第二の通信回線(例えばL2)を備える。
前記第一の制御装置は、前記第一の通信回線と前記第二の通信回線とを中継する中継手段(例えばGW)を備える。
前記第一の電源は、第一のバッテリ(例えば72A)を含み、
前記第二の電源は、第二のバッテリ(例えば72B)を含む。
前記第一の制動手段と、前記第二の制動手段とは、異なる制動制御を実行可能である。
前記第一の検知手段は、
複数のライダ(例えば32A)と、
第一のカメラ(例えば31A)と、を含み、
前記第二の検知手段は、
複数のレーダ(例えば32B)と、
第二のカメラ(例えば31B)と、を含む。
前記車両用制御システムは、自動運転モードと手動運転モードとを選択可能であり(例えば図4)、
前記第一の運転制御手段は、前記自動運転モードが選択されている場合に、前記自動運転制御を実行する。
前記車両用制御システムは、自動運転モードと手動運転モードとを選択可能であり(例えば図4)、
前記第一の運転制御手段は、前記手動運転モードが選択されている場合に、前記自動運転制御を実行しない。
前記車両用制御システムは、自動運転モードと手動運転モードとを選択可能であり(例えば図4)、
前記第二の運転制御手段は、前記手動運転モードが選択されている場合に、運転者の運転操作を支援するように前記車両の制動および操舵に関わる制御を実行する。
前記第一の運転制御手段と前記第二の運転制御手段とは、通信可能に接続され(例えばL3)、
前記第二の運転制御手段は、
前記第一の運転制御手段が前記自動運転制御を実行している場合、前記第一の運転制御手段から受信した信号の受信結果に応じて、前記車両を停止させる制御を実行する(例えばS63)。
前記第一の運転制御手段と前記第二の運転制御手段とは、通信可能に接続され(例えばL3)、
前記第一の運転制御手段は、
前記第一の運転制御手段が前記自動運転制御を実行している場合、前記第二の運転制御手段から受信した信号の受信結果に応じて、代替制御を実行する(例えばS73)。
前記第一の制御装置は、
前記第一の運転制御手段と、
前記駆動手段、前記第一の制動手段および前記第一の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第一の通信回線(例えばL1)を備え、
前記第一の運転制御手段は、通信により、前記各制御手段の状態を確認する処理を実行する。
前記第二の制御装置は、
前記第二の運転制御手段と、
前記第二の制動手段および前記第二の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第二の通信回線(例えばL2)を備え、
前記第二の運転制御手段は、通信により、前記各制御手段の状態を確認する処理を実行する。
Claims (8)
- 車両を制御する第一の制御装置と、
前記車両を制御する第二の制御装置と、
電源と、
を備えた車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、
加速時の駆動源及び減速時の発電機として機能するモータを含み、前記車両を駆動する駆動手段と、
前記車両を制動する第一の制動手段と、
前記車両を操舵する第一の操舵手段と、
前記車両の周囲状況を検知する第一の検知手段と、
前記駆動手段、前記第一の制動手段及び前記第一の操舵手段を制御可能であり、かつ、前記第一の検知手段の検知結果に基づいて前記車両の駆動、制動および操舵を制御する自動運転制御を実行可能な第一の運転制御手段と、を含み、
前記第二の制御装置は、
前記車両を制動する第二の制動手段と、
前記車両を操舵する第二の操舵手段と、
前記車両の周囲状況を検知する第二の検知手段と、
前記第二の制動手段及び前記第二の操舵手段を制御可能であり、かつ、前記第二の検知手段の検知結果に基づいて前記車両の制動および操舵に関わる制御を実行可能な第二の運転制御手段と、を含み、
前記電源は、
前記第一の制御装置に電力を供給する第一の電源と、
前記第二の制御装置に電力を供給する第二の電源と、を含み、
前記第二の運転制御手段は、前記車両を駆動する手段を含まず、かつ、前記駆動手段は前記第二の運転制御手段の制御対象外であり、
前記第一の運転制御手段は、前記第一の制動手段による制動力と前記モータの回生制動による制動力との配分を制御可能であり、
前記第二の運転制御手段は、前記第二の制動手段により前記車両の姿勢を制御可能であり、
前記第一の運転制御手段と前記第二の運転制御手段とは、通信可能に接続され、
前記第二の運転制御手段は、前記第一の運転制御手段が前記自動運転制御を実行している場合、前記第一の運転制御手段から受信した信号の受信結果に応じて、前記第一の運転制御手段に代わって前記車両の制動および操舵に関わる制御を実行する、
ことを特徴とする車両用制御システム。 - 請求項1に記載の車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、
前記車両の走行状態を検知する第一の走行状態検知手段、
運転者に対する報知を行う第一の車内報知手段、
車外への報知を行う第一の車外報知手段、または
前記車両の停止を維持する第一の停止維持手段、の少なくともいずれか一つを含み、
前記第二の制御装置は、
前記車両の走行状態を検知する第二の走行状態検知手段、
運転者に対する報知を行う第二の車内報知手段、
車外への報知を行う第二の車外報知手段、または
前記車両の停止を維持する第二の停止維持手段、の少なくともいずれか一つを含む、
ことを特徴とする車両用制御システム。 - 請求項1に記載の車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、前記第一の検知手段の検知結果に基づいて、前記車両の周囲に存在する物標に関する第一のデータを生成する第一のデータ生成手段を備え、
前記第二の制御装置は、前記第二の検知手段の検知結果に基づいて、前記車両の周囲に存在する物標に関する第二のデータを生成する第二のデータ生成手段を備え、
前記第一の制御装置は、前記第一のデータと前記第二のデータとを統合した物標データを生成する物標データ生成手段を備える、
ことを特徴とする車両用制御システム。 - 請求項1に記載の車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、
前記第一の運転制御手段と、前記駆動手段、前記第一の制動手段および前記第一の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第一の通信回線を備え、
前記第二の制御装置は、
前記第二の運転制御手段と、前記第二の制動手段および前記第二の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第二の通信回線を備える、
ことを特徴とする車両用制御システム。 - 請求項4に記載の車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、前記第一の通信回線と前記第二の通信回線とを中継する中継手段を備える、
ことを特徴とする車両用制御システム。 - 請求項1に記載の車両用制御システムであって、
前記第一の運転制御手段は、
前記第一の運転制御手段が前記自動運転制御を実行している場合、前記第二の運転制御手段から受信した信号の受信結果に応じて、代替制御を実行する、
ことを特徴とする車両用制御システム。 - 請求項1に記載の車両用制御システムであって、
前記第一の制御装置は、
前記第一の運転制御手段と、前記駆動手段、前記第一の制動手段および前記第一の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第一の通信回線を備え、
前記第一の運転制御手段は、通信により、前記各制御手段の状態を確認する処理を実行する、
ことを特徴とする車両用制御システム。 - 請求項1に記載の車両用制御システムであって、
前記第二の制御装置は、
前記第二の運転制御手段と、前記第二の制動手段および前記第二の操舵手段の各制御手段と、を通信可能に接続する第二の通信回線を備え、
前記第二の運転制御手段は、通信により、前記各制御手段の状態を確認する処理を実行する、
ことを特徴とする車両用制御システム。
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