JP7768166B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両の技術分野に関する。

この種の車両として、例えば、車両に着脱可能な自動運転キットからの指示に従った制御指示が車両の機能部に出力されることによって、自動運転される車両が提案されている（特許文献１参照）。尚、車両の走行計画に基づいて目標トラジェクトリを生成する第１ユニットと、車両が目標トラジェクトリに追従するように車両走行制御を行う第２ユニットとを備える車両制御システムであって、第２ユニットは、車両と障害物との衝突を予防するように走行制御量への介入を行う車両制御システムが提案されている（特許文献２参照）。

特開２０２１－１２３１４６号公報 特開２０２１－０６２７８０号公報

自動運転キットにより自動運転される車両と障害物との間の距離が縮まっている場合、車両が備える機能により、車両と障害物との衝突を回避するための制御が自動的に行われることがある。車両の一の障害物（例えば、歩行者）への接近を避けるために、自動運転キットが、意図的に車両を他の障害物（例えば、塀）に近づける制御を行うことがある。この場合、車両が備える機能が自動運転キットによる制御に干渉しないように、自動運転キットが、車両が備える機能による制御をキャンセルするためのキャンセル指令を出力することがある。ところで、自動運転キットの機能に異常が生じる可能性がある。このため、自動運転キットから出力されるキャンセル指令が、車両が備える機能による制御よりも常に優先されることは、安全性の観点から問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、自動運転キットの機能に異常が生じている可能性がある場合に、キャンセル指令を抑制することができる車両を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る車両は、車両に着脱可能に構成された自動運転キットと通信可能に構成されるとともに、前記自動運転キットからの指示に基づいて、前記車両の各部に自動運転制御に係る制御指示を与えるインターフェース部と、前記車両の予防安全機能を実現する予防安全装置とを備える車両であって、前記予防安全装置は、前記自動運転キットの運転性能の評価を行う性能評価手段と、前記運転性能の評価に基づいて、前記予防安全機能をキャンセルするために前記自動運転キットから出力されるキャンセル信号を抑制する抑制手段と、を備えるというものである。

実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る予防安全装置の動作の一例を示すフローチャートである。

車両に係る実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。

（車両の構成）
図１において、車両１は、走行制御システム１０、駆動アクチュエータ１１、制動アクチュエータ１２、操舵アクチュエータ１３、認識センサ１４、走行状態センサ１５、外部環境センサ１６、車内環境センサ１７及び通信装置１８を備える。尚、車両１は、外部環境センサ１６及び車内環境センサ１７を備えていなくてもよい。

車両１には、自動運転装置２０が接続されている。自動運転装置２０は、車両１に対して着脱可能な、車両１から独立した装置である。自動運転装置２０は、着脱自在なコネクタによって走行制御システム１０と有線結合されていてよい。ここで、走行制御システム１０は車両１に固有のシステムである。走行制御システム１０は、車両１とともに自動車メーカから提供される。これに対して、自動運転装置２０は、走行制御システム１０とは別の主体によって設計・開発されることが多い。尚、自動運転装置２０は、自動運転キット（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｋｉｔ：ＡＤＫ）と称されてもよい。

走行制御システム１０と自動運転装置２０とによって、車両１を自動運転するための自動運転システムが構成されてよい。尚、「自動運転」は、例えばＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）のレベル定義におけるレベル３以上の自動運転を意味してよい。

走行制御システム１０は、一又は複数のプロセッサと、該プロセッサに結合されたメモリとを有していてよい。走行制御システム１０は、車載ネットワーク（例えば、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＣＡＮ）によって、車載アクチュエータ（例えば、駆動アクチュエータ１１、制動アクチュエータ１２及び操舵アクチュエータ１３）、車載センサ（例えば、認識センサ１４、走行状態センサ１５、外部環境センサ１６及び車内環境センサ１７）及び通信装置１８と電気的に結合されていてよい。

駆動アクチュエータ１１は、車両１を加速させるためのアクチュエータである。制動アクチュエータ１２は、車両１を減速又は停止させるためのアクチュエータである。操舵アクチュエータ１３は、車両１を操舵するためのアクチュエータである。

認識センサ１４は、カメラ（即ち、画像センサ）及びレーダセンサ（例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ）の少なくとも一方を含んでいてよい。認識センサ１４は、車両１の周辺に存在する物体（例えば、車両、歩行者、自転車、落下物）の検知と、該検知した物体の車両１に対する相対位置及び相対速度の計測に用いられる。認識センサ１４は、車両１の位置を検出する位置検出装置を含んでいてよい。尚、位置検出装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサであってよい。

走行状態センサ１５は、速度センサ、加速度センサ及びヨーレートセンサの少なくとも一つを含んでいてよい。走行状態センサ１５は、車両１の走行状態を示す物理量（例えば、速度、加速度、ヨーレート）及びパラメータの少なくとも一方の計測に用いられる。外部環境センサ１６は、車両１の外部環境に関する情報を取得するセンサである。外部環境センサ１６は、雨滴センサ及び温度センサの少なくとも一方を含んでいてよい。車内環境センサ１７は、車両１の車内環境に関する情報を取得するセンサである。車内環境センサ１７は、カメラ、温度センサ及び感圧センサの少なくとも一つを含んでいてよい。

通信装置１８は、車両１が外部とデータ通信を行うための装置である。通信装置１８は、無線通信によって、外部の通信ネットワークに接続されていてよい。従って、車両１は、いわゆるコネクテッドカーであってよい。

走行制御システム１０は、論理的に実現された機能ブロックとして、又は、物理的に実現された処理回路として、走行制御装置１０１、車両制御インターフェース１０２及び予防安全装置１０３を有する。尚、走行制御装置１０１、車両制御インターフェース１０２及び予防安全装置１０３についての説明は後述する。

自動運転装置２０は、ＡＤＫセンサ２１に電気的に結合されている。ＡＤＫセンサ２１は、自動運転装置２０と一体に構成されていてもよい。ＡＤＫセンサ２１は、自動運転装置２０又は車両１に着脱可能に取り付けられていてもよい。ＡＤＫセンサ２１は、自動運転装置２０が車両１を走行させるときに必要な情報を取得するためのセンサである。例えば、ＡＤＫセンサ２１は、カメラ、レーダセンサ及びＧＰＳセンサを含んでいてよい。

自動運転装置２０は、走行計画を立案する機能を有してよい。自動運転装置２０は、立案された走行計画と、ＡＤＫセンサ２１により取得された情報とに基づいて、車両１を走行させる目標軌道を計算してよい。例えば、目標軌道には、車両１の複数の目標位置を示す点列と、複数の目標位置各々における目標速度及び目標加速度の少なくとも一方と、が含まれてよい。自動運転装置２０は、計算された目標軌道を走行制御システム１０に送信する。尚、自動運転装置２０は、目標軌道の計算と、計算された目標軌道の走行制御システム１０への送信とを所定の周期で繰り返し行ってよい。

自動運転装置２０から送信された目標軌道は、走行制御システム１０の車両制御インターフェース１０２を介して、走行制御装置１０１に入力される。例えば、走行制御装置１０１は、目標軌道と、走行状態センサ１５の計測結果とに基づいて、駆動アクチュエータ１１に指示すべき駆動制御量、制動アクチュエータ１２に指示すべき制動制御量及び操舵アクチュエータ１３に指示すべき操舵制御量の少なくとも一つを計算する。

予防安全装置１０３は、車両１と物体との衝突を予防又は回避するように走行制御装置１０１への介入を行う装置である。車両１と物体との衝突を予防又は回避する制御として、車両１が車線から逸脱しないようにする制御（例えば、車線逸脱防止制御、車線維持支援制御）、車両１と先行車との間の車間距離を一定に保つための制御（例えば、車間距離制御）、及び、車両１と物体との衝突の可能性が高い場合に自動的に車両１に制動力を付与する制御（例えば、衝突被害軽減ブレーキ）が挙げられる。

予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入方法として、予防安全装置１０３が走行制御装置１０１に対して介入制御量を与える方法が挙げられる。この場合、介入制御量は、駆動制御量、制動制御量及び操舵制御量の少なくとも一つを含んでいてよい。予防安全装置１０３から走行制御装置１０１に介入制御量が与えられた場合、走行制御装置１０１は、目標軌道から計算された制御量（具体的には、駆動制御量、制動制御量及び操舵制御量の少なくとも一つ）よりも介入制御量を優先する。走行制御装置１０１は、介入制御量に従って、駆動アクチュエータ１１、制動アクチュエータ１２及び操舵アクチュエータ１３の少なくとも一つを制御する。

ところで、自動運転装置２０は、ＡＤＫセンサ２１により取得された情報に基づいて、車両１の周囲に存在する物体を検知する。そして、自動運転装置２０は、車両１が該検知された物体に衝突しないように目標軌道を計算する。このため、理論的には、自動運転装置２０により計算された目標軌道に従って、走行制御装置１０１が制御量（具体的には、駆動制御量、制動制御量及び操舵制御量の少なくとも一つ）を計算すれば、車両１と物体との衝突は起こらない。しかしながら、自動運転装置２０に何らかの異常が生じることによって、自動運転装置２０の運転性能が恒常的に又は一時的に低下する場合がある。このため、車両１と物体との衝突を予防又は回避する最後の手段として予防安全装置１０３が作動することがある。

その一方で、自動運転装置２０が、意図的に、車両１が物体に近づくように目標軌道を計算することがある。このとき、予防安全装置１０３が作動して走行制御装置１０１に介入すると、自動運転装置２０が計算した目標軌道に沿って車両１が走行できなくなる。予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入をキャンセルするために、自動運転装置２０は、キャンセル指令を含むキャンセル信号を出力可能である。尚、予防安全装置１０３が走行制御装置１０１に介入することを示す信号は、車両制御インターフェース１０１を介して、自動運転装置２０に送信されてよい。自動運転装置２０は、該信号に基づいて、予防安全装置１０３が走行制御装置１０１に介入することを認識してよい。

自動運転装置２０から出力されたキャンセル信号は、車両制御インターフェース１０２を介して、予防安全装置１０３に入力される。予防安全装置１０３にキャンセル信号が入力された場合、予防安全装置１０３は、予防安全装置１０３から走行制御装置１０１に与えられた介入制御量をキャンセルするための、介入停止制御信号を走行制御装置１０１に入力する。

（性能評価方法）
予防安全の観点から、予防安全装置１０３には、自動運転装置２０の運転性能を評価する性能評価装置としての機能が備えられている。つまり、自動運転装置２０に何らかの異常が生じる可能性がある。自動運転装置２０に何らかの異常が生じている場合に、自動運転装置２０から出力されたキャンセル信号に起因して、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入がキャンセルされることは適切ではない。そこで、予防安全装置１０３には、性能評価装置としての機能が備えられている。

予防安全装置１０３は、認識センサ１４、走行状態センサ１５、外部環境センサ１６及び車内環境センサ１７の少なくとも一つから得られる情報に基づいて、自動運転装置２０の運転性能の評価を行ってよい。

予防安全装置１０３が行う自動運転装置２０の運転性能の評価方法の一例について以下に説明する。尚、運転性能の評価方法は、以下に説明する方法に限定されない。以下では、自動運転装置２０の運転性能の評価が数値（即ち、評価値）で表されるものとする。

例えば、予防安全装置１０３の取得部１０３１は、認識センサ１４から得られる情報等に基づいて、車両１と、車両１の周辺に存在する物体との関係（例えば、相対位置、相対速度等）を示す情報を取得してよい。例えば、予防安全装置１０３の評価部１０３２は、取得部１０３により取得された情報に基づいて、車両１が一の物体に近づいている場合であって、車両１と一の物体との間の距離が所定距離より短くなった場合に、自動運転装置２０の運転性能に係る評価値を所定値だけ減らしてよい。

例えば、取得部１０３１は、走行状態センサ１５から得られる情報等に基づいて、車両１の現在の走行状態（例えば、速度、加速度、ジャーク等）を取得してよい。例えば、評価部１０３２は、車両１の速度が制限速度を超えている場合に、運転性能に係る評価値を所定値だけ減らしてよい。例えば、評価部１０３２は、車両１の加速度が所定加速度を超えている場合に、運転性能に係る評価値を所定値だけ減らしてよい。例えば、評価部１０３２は、車両１のジャークが所定ジャーク値を超えている場合に、運転性能に係る評価値を所定値だけ減らしてよい。

例えば、取得部１０３１は、外部環境センサ１６から得られる情報等に基づいて、気象に関する情報を取得してよい。例えば、車両１の速度に基づいて運転性能の評価が行われる場合、評価部１０３２は、晴天の場合と雨天の場合とで、車両１の速度と比較する基準値（例えば、制限速度）を変更してよい。

例えば、取得部１０３１は、車内環境センサ１７から得られる情報等に基づいて、車両１に乗車している乗員に関する情報を取得してよい。例えば、評価部１０３２は、乗員が険しい表情又は緊張した表情をしている場合に、運転性能に係る評価値を所定値だけ減らしてよい。尚、乗員の表情は、乗員を撮像した画像に対して画像処理を施すことにより認識されてよい。

例えば、評価部１０３２は、予防安全装置１０３が、走行制御装置１０１に介入した頻度に基づいて、運転性能の評価を行ってよい。例えば、評価部１０３２は、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入としての、車線逸脱防止制御の実行頻度が所定頻度を超えている場合に、運転性能に係る評価値を所定値だけ減らしてよい。

予防安全装置１０３、上述した自動運転装置２０の運転性能の評価と並行して、図２のフローチャートにより示される動作を行う。図２において、閾値Ａは閾値Ｂより小さく、閾値Ｂは閾値Ｃより小さいものとする（即ち、閾値Ａ＜閾値Ｂ＜閾値Ｃ）。図２において、「抑制１」、「抑制２」及び「抑制３」各々は、自動運転装置２０からキャンセル信号が出力した場合の、予防安全装置１０３の対応を示している。

具体的には、「抑制１」は、予防安全装置１０３がキャンセル信号を受信してから、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入がキャンセルされるまでに要する時間を長くすることであってよい。ここで、自動運転装置２０は、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入がキャンセルされるまで、キャンセル信号を出力し続けるものとする。例えば、通常時に、予防安全装置１０３がキャンセル信号を受信してから、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入がキャンセルされるまでに要する時間が２秒であるとする（即ち、自動運転装置２０は、少なくとも２秒、キャンセル信号を出力し続ける）。この場合、「抑制１」では、介入がキャンセルされるまでに要する時間が５秒にされてよい（即ち、自動運転装置２０は、少なくとも５秒、キャンセル信号を出力し続ける）。

「抑制２」は、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入に係る介入制御量（具体的には、駆動制御量、制動制御量及び操舵制御量の少なくとも一つ）を抑制することであってよい。つまり、「抑制２」では、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入はキャンセルされないが、その介入の程度が抑制される。「抑制３」は、自動運転装置２０からのキャンセル信号を破棄して（言い換えれば、無視して）、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入を実行又は継続することであってよい。

「抑制１」、「抑制２」及び「抑制３」を比較する。「抑制１」では、キャンセル信号によって、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入がキャンセルされるので、キャンセル信号の抑制の程度は最も弱いと言える。「抑制３」では、キャンセル信号が破棄されるので、キャンセル信号の抑制の程度は最も強いと言える。「抑制２」では、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入はキャンセルされないが、その介入の程度が抑制されるので、キャンセル信号の抑制の程度は中程度であると言える。

図２において、予防安全装置１０３の抑制部１０３３は、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ａより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の処理において、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ａより小さいと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、抑制部１０３３は、自動運転装置２０から出力されたキャンセル信号の抑制態様を「抑制３」に設定する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０１の処理において、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ａ以上であると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、抑制部１０３３は、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ｂより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理において、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ｂより小さいと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、抑制部１０３３は、自動運転装置２０から出力されたキャンセル信号の抑制態様を「抑制２」に設定する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０２の処理において、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ｂ以上であると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、抑制部１０３３は、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ｃより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理において、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ｃより小さいと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、抑制部１０３３は、自動運転装置２０から出力されたキャンセル信号の抑制態様を「抑制１」に設定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０３の処理において、自動運転装置２０に係る評価値が閾値Ｃ以上であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、図２のフローチャートにより示される動作は終了される。その後、ステップＳ１０１の処理が行われてもよい。この場合、自動運転装置２０からキャンセル信号が出力された場合、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入はキャンセルされる。

キャンセル信号の抑制態様が「抑制１」、「抑制２」又は「抑制３」であるとき、抑制部１０３３は、自動運転装置２０からキャンセル信号が出力された場合に、抑制態様で定められた対応を行う。キャンセル信号の抑制の程度は、「抑制１」が最も弱く、「抑制２」が中程度であり、「抑制３」が最も強い。図２において「閾値Ａ＜閾値Ｂ＜閾値Ｃ」であるので、評価値により表される自動運転装置２０の運転性能の評価が低いほど、キャンセル信号の抑制の程度が強くなる、と言える。

（技術的効果）
自動運転装置２０の運転性能の評価が低下傾向にある場合には、自動運転装置２０に異常が生じる兆しがある、又は、自動運転装置２０に異常が生じている可能性があると考えられる。このような場合に、自動運転装置２０から出力されたキャンセル信号によって、予防安全装置１０３の走行制御装置１０１への介入がキャンセルされることは適切ではない。本実施形態では、自動運転装置２０の運転性能の評価に応じて、自動運転装置２０から出力されたキャンセル信号が抑制される。このため、自動運転装置２０に異常が生じる兆しがある、又は、自動運転装置２０に異常が生じている可能性がある場合に、予防安全装置１０３が走行制御装置１０１に対して介入を行うことによって、車両１の安全を担保することができる。つまり、本実施形態によれば、自動運転装置２０に異常が生じる兆しがある、又は、自動運転装置２０に異常が生じている可能性がある場合に、キャンセル信号を抑制することができる。

以上に説明した実施形態から導き出される発明の態様を以下に説明する。

発明の一態様に係る車両は、車両に着脱可能に構成された自動運転キットと通信可能に構成されるとともに、前記自動運転キットからの指示に基づいて、前記車両の各部に自動運転制御に係る制御指示を与えるインターフェース部と、前記車両の予防安全機能を実現する予防安全装置とを備える車両であって、前記予防安全装置は、前記自動運転キットの運転性能の評価を行う性能評価手段と、前記運転性能の評価に基づいて、前記予防安全機能をキャンセルするために前記自動運転キットから出力されるキャンセル信号を抑制する抑制手段と、を備えるというものである。

上述の実施形態においては、「自動運転装置２０」が「自動運転キット」の一例に相当し、「車両制御インターフェース１０２」が「インターフェース部」の一例に相当し、「評価部１０３２」が「性能評価手段」の一例に相当し、「抑制部１０３３」が「抑制手段」の一例に相当する。

前記抑制手段による前記キャンセル信号の抑制は、前記キャンセル信号を破棄して、前記予防安全機能を実行させることを含んでよい。前記抑制手段による前記キャンセル信号の抑制は、前記予防安全装置が前記キャンセル信号を受信してから、前記予防安全機能がキャンセルされるまでに要する時間を長くすることを含んでよい。前記抑制手段による前記キャンセル信号の抑制は、前記予防安全機能をキャンセルすることに代えて、前記予防安全機能を抑制することを含んでよい。前記抑制手段は、前記運転性能の評価が低いほど、前記キャンセル信号の抑制の程度を強くしてよい。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…車両、１０…走行制御システム、２０…自動運転装置、１０１…走行制御装置、１０２…車両制御インターフェース、１０３…予防安全装置、１０３１…取得部、１０３２…評価部、１０３３…抑制部

Claims (5)

1. 車両に着脱可能に構成された自動運転キットと通信可能に構成されるとともに、前記自動運転キットからの指示に基づいて、前記車両の各部に自動運転制御に係る制御指示を与えるインターフェース部と、前記車両の予防安全機能を実現する予防安全装置とを備える車両であって、
   前記予防安全装置は、
   前記自動運転キットの運転性能の評価を行う性能評価手段と、
   前記運転性能の評価に基づいて、前記予防安全機能をキャンセルするために前記自動運転キットから出力されるキャンセル信号を抑制する抑制手段と、
   を備える
   ことを特徴とする車両。
2. 前記抑制手段による前記キャンセル信号の抑制は、前記キャンセル信号を破棄して、前記予防安全機能を実行させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記抑制手段による前記キャンセル信号の抑制は、前記予防安全装置が前記キャンセル信号を受信してから、前記予防安全機能がキャンセルされるまでに要する時間を長くすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両。
4. 前記抑制手段による前記キャンセル信号の抑制は、前記予防安全機能をキャンセルすることに代えて、前記予防安全機能を抑制することを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両。
5. 前記抑制手段は、前記運転性能の評価が低いほど、前記キャンセル信号の抑制の程度を強くすることを特徴とする請求項１に記載の車両。