JPWO2019003295A1 - 走行制御システムおよび車両の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
周辺を走行する他車両および周辺の環境情報を検知する検知手段と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、自車両が走行する車線の範囲を取得する取得手段と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、周辺を走行する他車両が、前記取得手段にて取得した自車両が走行する車線への接近を判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段にて前記他車両による接近が行われると判定された場合、自車両と前記他車両との距離が開くように走行制御を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記走行制御として、前記他車両の側とは異なる横方向へ自車両の走行位置を移動させる。
まず、本願発明を適用可能な自動運転に関する車両の制御システムの構成例について説明する。
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〜29Aを含む。各ECUは、CPU(Central Processing Unit)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、統合したり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、統合したり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。
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。
以下、本願発明に係る制御について説明を行う。上述したように、本願発明では、雪道など、ある車両が現在走行中の車線から隣接する車線へ車線変更(カットイン)を行う際に雪が巻き上げられ、その巻き上げられた雪が、車線変更を行った車両に並走もしくは近隣を走行していた別の車両に影響を与えることを考慮する。より具体的には、自動運転に対応した車両では、上記のように複数の検知手段を備えており、これらの検知手段の特性によっては、巻き上げられた雪により検知精度が低下してしまう。特に、巻き上げられた雪が大量である場合には、検知手段による検知が全く機能しなくなってしまい、自動運転そのものが不可能となってしまう場合がある。
本実施形態に係る制御フローについて、図4、図5を用いて説明を行う。なお、本処理は、ECUが所定のプログラムに基づいて実行し、上述した各制御部と連携を行うことで、実現される。また、本実施形態に係る車両は、自動運転と通常運転(手動運転)を切り替え可能であり、ここでは、自動運転がなされている状態にて制御が行われていることを想定して説明を行う。なお、以下に示す制御は、制御装置1A、1Bのいずれかによる制御に限定されるものでは無いため、ここでは、処理の主体を、包括的に制御装置1と記載して説明を行う。
図5を用いて、図4のS405における、他車両の情報および路面情報に基づくカットイン判定処理について説明する。
ここで、図4のS407にて行われる代替制御について説明を行う。上述したように、本願発明では、雪道などにおいて、自車両が走行している車線内に他車両がカットインしてくる際に路面等の雪が巻き上げられることで、その雪による検知手段への影響を抑制するものである。本実施形態では、他車両によるカットインが行われる際の自車両の自動運転制御として代替制御を行う。
・自車両の減速
・他車両側とは反対方向への移動(オフセット走行)
・車線変更(他車両側とは反対方向に更に車線がある場合)
・運転モードの切り替え
−自動運転から通常運転(手動運転)への切り替え
−自動運転のレベルの変更(例えば、レベル3からレベル2への変更)
上記の実施形態では、雪道を想定した処理について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、雪道以外でもカットインを予測して代替制御を行ってもよい。この場合には、雪の巻き上げは発生しないため、雪道に比べ、代替制御の程度を低くするように制御してもよい。これにより、自動運転時における、カットインに対する搭乗者の安心感を維持することができる。
1.上記実施形態の走行制御システム(例えば、1)は、
周辺を走行する他車両および周辺の環境情報を検知する検知手段(例えば、31A、31B、32A、32B)と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、自車両が走行する車線の範囲を取得する取得手段(例えば、1A、1B)と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、周辺を走行する他車両が、前記取得手段にて取得した自車両が走行する車線への接近を判定する第1の判定手段(例えば、1A、1B)と、
前記第1の判定手段にて前記他車両による接近が行われると判定された場合、自車両と前記他車両との距離が開くように走行制御を行わせる制御手段(例えば、1A、1B)と、
を備え、
前記制御手段は、前記走行制御として、前記他車両の側とは異なる横方向へ自車両の走行位置を移動させることを特徴とする。
前記制御手段は、前記走行制御として、自車両の走行速度を減速するように制御することを特徴とする。
前記検知手段にて検知した情報に基づき、路面の状態が積雪した状態か否かを判定する第2の判定手段(例えば、1A、1B)を更に備え、
前記第2の判定手段にて路面の状態が積雪した状態であると判定された場合、前記第1の判定手段および前記制御手段による処理を行うことを特徴とする。
前記検知手段にて検知した情報に基づき、前記他車両の接近により生じる雪の巻き上げの範囲を検出する検出手段(例えば、1A、1B)を更に有し、
前記制御手段は、前記検出手段にて検出した雪の巻き上げの範囲に応じて、前記走行制御における制御量を決定することを特徴とする。
前記制御手段は、前記検出手段にて検出した雪の巻き上げの範囲が大きいほど、前記走行制御における制御量を大きくすることを特徴とする。
前記取得手段は更に、前記検知手段にて検知した情報に基づき、路面の積雪量を取得し、
前記制御手段は、前記積雪量に応じて、前記走行制御における制御量を決定することを特徴とする。
前記制御手段は、接近を行うと判定された前記他車両のサイズ、前記他車両と自車両との位置関係、車両間の速度差に応じて、前記走行制御における制御量を決定することを特徴とする。
前記取得手段は更に、前記検知手段にて検知した情報に基づき、自車両が走行している車線内に形成された輪だちの範囲を取得し、
前記制御手段は、前記取得手段にて取得した輪だちの範囲にて前記走行制御を行うように制御量を決定することを特徴とする。
周辺を走行する他車両および周辺の環境情報を検知する検知手段を備える車両の制御方法であって、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、自車両が走行する車線の範囲を取得する取得工程と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、周辺を走行する他車両が、前記取得工程にて取得した自車両が走行する車線への接近を判定する判定工程と、
前記判定工程にて前記他車両による接近が行われると判定された場合、自車両と前記他車両との距離が開くように走行制御を行わせる制御工程と、
を有し、
前記制御工程において、前記走行制御として、前記他車両の側とは異なる横方向へ自車両の走行位置を移動させる。
Claims (9)
- 周辺を走行する他車両および周辺の環境情報を検知する検知手段と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、自車両が走行する車線の範囲を取得する取得手段と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、周辺を走行する他車両が、前記取得手段にて取得した自車両が走行する車線への接近を判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段にて前記他車両による接近が行われると判定された場合、自車両と前記他車両との距離が開くように走行制御を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記走行制御として、前記他車両の側とは異なる横方向へ自車両の走行位置を移動させることを特徴とする走行制御システム。 - 前記制御手段は、前記走行制御として、自車両の走行速度を減速するように制御することを特徴とする請求項1に記載の走行制御システム。
- 前記検知手段にて検知した情報に基づき、路面の状態が積雪した状態か否かを判定する第2の判定手段を更に備え、
前記第2の判定手段にて路面の状態が積雪した状態であると判定された場合、前記第1の判定手段および前記制御手段による処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の走行制御システム。 - 前記検知手段にて検知した情報に基づき、前記他車両の接近により生じる雪の巻き上げの範囲を検出する検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記検出手段にて検出した雪の巻き上げの範囲に応じて、前記走行制御における制御量を決定することを特徴とする請求項3に記載の走行制御システム。 - 前記制御手段は、前記検出手段にて検出した雪の巻き上げの範囲が大きいほど、前記走行制御における制御量を大きくすることを特徴とする請求項4に記載の走行制御システム。
- 前記取得手段は更に、前記検知手段にて検知した情報に基づき、路面の積雪量を取得し、
前記制御手段は、前記積雪量に応じて、前記走行制御における制御量を決定することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の走行制御システム。 - 前記制御手段は、接近を行うと判定された前記他車両のサイズ、前記他車両と自車両との位置関係、車両間の速度差に応じて、前記走行制御における制御量を決定することを特徴とする請求項3乃至6のいずれか一項に記載の走行制御システム。
- 前記取得手段は更に、前記検知手段にて検知した情報に基づき、自車両が走行している車線内に形成された輪だちの範囲を取得し、
前記制御手段は、前記取得手段にて取得した輪だちの範囲にて前記走行制御を行うように制御量を決定することを特徴とする請求項3乃至7のいずれか一項に記載の走行制御システム。 - 周辺を走行する他車両および周辺の環境情報を検知する検知手段を備える車両の制御方法であって、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、自車両が走行する車線の範囲を取得する取得工程と、
前記検知手段にて検知した情報に基づき、周辺を走行する他車両が、前記取得工程にて取得した自車両が走行する車線への接近を判定する判定工程と、
前記判定工程にて前記他車両による接近が行われると判定された場合、自車両と前記他車両との距離が開くように走行制御を行わせる制御工程と、
を有し、
前記制御工程において、前記走行制御として、前記他車両の側とは異なる横方向へ自車両の走行位置を移動させることを特徴とする制御方法。
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