JP7466480B2

JP7466480B2 - 車両の制御装置、制御方法及びプログラム

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Publication number: JP7466480B2
Application number: JP2021027479A
Authority: JP
Inventors: 祥三栗谷
Original assignee: ウーブン・バイ・トヨタ株式会社
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2024-04-12
Anticipated expiration: 2041-02-24
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Description

本開示は、車両の制御装置、制御方法及びプログラムに関する。

従来から、ドライバによる車両の運転を支援するために又は車両を自律走行させるために、車両の走行状態を所望の制御目標に応じて制御するための制御装置が開発されている（特許文献１～３）。

特開２０２０－１００２４４号公報特開２０２０－９３７００号公報特開２０１５－５８７５２号公報

ところで、車両の走行に関する機器（例えば、ブレーキ、操舵装置）には、この機器を制御する機器制御装置が設けられる。したがって、車両の走行状態を制御する車両の制御装置は、車両の自動運転制御において車両に要求される各機器の制御目標値を含む制御要求信号を、各機器の機器制御装置へ出力する。各機器の機器制御装置は受信した制御要求信号に基づいて各機器への機器制御信号を出力し、各機器はこの機器制御信号に応じて動作する。

ところが、機器制御装置は、制御装置から受信した制御要求信号に含まれる制御目標値が所定の許容範囲外の値であるときには、この制御目標値に対応した機器制御信号を出力しない場合がある。また、車両の制御装置を取り替えたり後付けしたりすると、車両の運転状態によっては、車両の制御装置が斯かる許容範囲外の制御目標値を含む制御要求信号を機器制御装置に送信する場合がある。このように、車両の制御装置が斯かる許容範囲外の制御目標値を含む制御要求信号を送信すると、制御要求信号を受信した機器制御装置によって制御される機器は適切に作動しなくなってしまう。

そこで、本開示の目的は、車両の走行に関する機器を適切に作動させることができる車両の制御装置を提供することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）車両の走行に関する機器を制御する機器制御装置へ制御要求信号を出力する、車両の制御装置であって、
前記車両の自動運転制御において前記車両に要求される前記機器の制御要求値が第１基準値以下であるときには前記制御要求値を前記機器の制御目標値として設定すると共に、前記制御要求値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには前記第１基準値を前記制御目標値として設定する制御目標値設定部と、
設定された前記制御目標値を含む制御要求信号を通信部を介して前記機器制御装置へ出力する要求信号出力部と、を備え、
前記機器制御装置は、所定の条件を満たす前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値に対応する機器制御信号を出力すると共に前記所定の条件を満たさない前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値には対応しない前記機器制御信号を出力するように構成され、
前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値であり、
前記第２基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値である、車両の制御装置。
（２）前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値のうち最も大きい値である、上記（１）に記載の車両の制御装置。
（３）前記要求信号出力部は、前記車両のドライバの運転を支援するための運転支援用制御装置から前記通信部を介して受信した暫定制御要求信号に含まれる制御目標値を、前記制御目標値設定部によって設定された制御目標値に修正し、修正された前記制御目標値を含む制御要求信号を前記通信部を介して前記機器制御装置へ出力する、上記（１）又は（２）に記載の車両の制御装置。
（４）車両の走行に関する機器を制御する機器制御装置へ制御要求信号を出力する、車両の制御方法であって、
前記車両の自動運転制御において前記車両に要求される前記機器の制御要求値が第１基準値以下であるときには前記制御要求値を前記機器の制御目標値として設定すると共に、前記制御要求値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには前記第１基準値を前記制御目標値として設定し、
設定された前記制御目標値を含む制御要求信号を通信部を介して前記機器制御装置へ出力する、ことを含み、
前記機器制御装置は、所定の条件を満たす前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値に対応する機器制御信号を出力すると共に前記所定の条件を満たさない前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値には対応しない前記機器制御信号を出力するように構成され、
前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値であり、
前記第２基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値である、制御方法。
（５）車両の走行に関する機器を制御する機器制御装置へ制御要求信号を出力させる、車両のプログラムであって、
前記車両の自動運転制御において前記車両に要求される前記機器の制御要求値が第１基準値以下であるときには前記制御要求値を前記機器の制御目標値として設定すると共に、前記制御要求値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには前記第１基準値を前記制御目標値として設定し、
設定された前記制御目標値を含む制御要求信号を通信部を介して前記機器制御装置へ出力する、ことをコンピュータに実行させ、
前記機器制御装置は、所定の条件を満たす前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値に対応する機器制御信号を出力すると共に前記所定の条件を満たさない前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値には対応しない前記機器制御信号を出力するように構成され、
前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値であり、
前記第２基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値である、プログラム。

本開示によれば、車両の走行に関する機器を適切に作動させることができる車両の制御装置が提供される。

図１は、車載制御システムの概略的な構成図である。図２は、ＥＣＵのハードウェア構成図である。図３は、車両制御処理に関するプロセッサの機能ブロック図である。図４は、プロセッサの目標減速度設定部により実行される目標減速度設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図５は、プロセッサの目標減速度設定部により実行される減速最小制限値及び減速最大許容値の更新処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜車載制御システムの構成＞
まず、図１を参照して、一つの実施形態に係る車両１００の制御装置が実装される車載制御システム１の構成について説明する。車載制御システム１は、車両１００に搭載されると共に、車両１００の走行を制御する。

図１は、車載制御システム１の概略的な構成図である。図１に示したように、車載制御システム１は、情報供給機器１１～１４と、車両のドライバの運転を支援するための制御装置（以下、「運転支援用制御装置」という）２０と、車両１００の走行に関する機器を制御する機器制御装置の一例であるアクセル制御装置３０と、機器制御装置の一例であるブレーキ制御装置４０と、車両１００の制御装置の一例である電子制御装置（ＥＣＵ）５０とを有する。情報供給機器１１～１４と、運転支援用制御装置２０と、アクセル制御装置３０と、機器制御装置の一例であるブレーキ制御装置４０と、ＥＣＵ５０とは、互いに通信可能に接続される。本実施形態では、車載制御システム１は、情報供給機器として、車外カメラ１１、測距センサ１２、測位センサ１３及びストレージ装置１４を有する。

本実施形態では、ＥＣＵ５０は、例えば、運転支援用制御装置２０が実装された車両１００に対して、運転支援用制御装置２０とは別個に、後から車両１００に取り付けられる。ＥＣＵ５０は、運転支援用制御装置２０を利用して、車両を自動運転制御する。また、情報供給機器１１～１４は、その一部が、ＥＣＵ５０と共に車両１００に後付けされてもよい。

このようにＥＣＵ５０を車両１００に後付けすることにより、アクセル制御装置３０及びブレーキ制御装置４０へは、運転支援用制御装置２０から出力されていた制御要求信号の代わりに、ＥＣＵ５０から出力された制御要求信号が入力される。ＥＣＵ５０は、運転支援用制御装置２０から制御目標値（例えば、目標減速度、目標加減速度、等）を含む制御要求信号（暫定制御要求信号）を受信し、車両１００の自動運転制御中には、この制御要求信号に含まれる制御目標値を、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求される制御目標値に修正する。そして、ＥＣＵ５０は、修正された制御目標値を含む制御要求信号を、アクセル制御装置３０及びブレーキ制御装置４０へ出力する。したがって、アクセル制御装置３０及びブレーキ制御装置４０は、ＥＣＵ５０から受信した制御要求信号に含まれる制御目標値に基づいて、アクセル及びブレーキを制御する。

車外カメラ１１は、車両１００の周囲を撮影する機器である。車外カメラ１１は、車両１００の前方を向くように、例えば車両１００の車内に取り付けられる。車外カメラ１１は、所定の撮影周期ごとに車両１００の前方領域を撮影し、且つその前方領域が写った画像を生成する。車外カメラ１１は、画像を生成する度に、生成した画像を運転支援用制御装置２０及びＥＣＵ５０へ出力する。

測距センサ１２は、車両１００の周囲に存在する物体までの距離を測定するセンサである。測距センサ１２は、例えば、ライダー（ＬｉＤＡＲ）、ミリ波レーダ等のレーダ又はソナーである。本実施形態では、測距センサ１２は、所定の周期ごとに周囲の物体までの距離の測定結果を運転支援用制御装置２０及びＥＣＵ５０へ出力する。

測位センサ１３は、車両１００の自己位置を測定するセンサである。測位センサ１３は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機である。ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて車両１００の自己位置を測定する。本実施形態では、測位センサ１３は、所定の周期ごとに車両１００の自己位置の測定結果を運転支援用制御装置２０及びＥＣＵ５０へ出力する。

ストレージ装置１４は、例えば、ハードディスク装置または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置１４は、地図情報を記憶する。地図情報は、道路の所定の区間ごとに、その区間の位置、道路標示を表す情報（例えば、車線区画線または停止線）を含む。ストレージ装置１４は、運転支援用制御装置２０又はＥＣＵ５０からの地図情報の読出し要求に従って地図情報を読み出し、地図情報を運転支援用制御装置２０又はＥＣＵ５０へ送信する。

なお、車載制御システム１は、例えば、車両１００の走行予定ルートを探索するナビゲーション装置や、乗員からの入力を受け付けるＨＭＩ装置、車外の機器との通信装置など、上述した機器以外の情報供給機器を有していてもよい。これらナビゲーション装置及びＨＭＩ装置も、データを運転支援用制御装置２０及びＥＣＵ５０へ出力する。

また、本実施形態では、情報供給機器１１～１４の全てが運転支援用制御装置２０及びＥＣＵ５０の両方に接続されている。しかしながら、これら情報供給機器１１～１４のうちの一部又は全てが運転支援用制御装置２０に接続され、これら情報供給機器１１～１４のうちの別の一部又は全てがＥＣＵ５０に接続されてもよい。

運転支援用制御装置２０は、所定の状況下で車両１００のドライバの運転を支援するための車両１００の制御を実行する。本実施形態では、運転支援用制御装置２０は、所定の状況下で運転支援のために、少なくとも車両１００に要求される減速度及び加減速度を設定する。所定の状況は、例えば、車両１００の前方を走行する他の車両と車両１００との間の車間距離を一定に保つことが求められる状況であり、運転支援用制御装置２０は、アクティブクルーズコントロール用の制御装置である。或いは、所定の状況は、車両１００を駐車する状況であり、運転支援用制御装置２０は、車両１００を自動駐車するための制御装置である。

本実施形態では、車両１００の車室内に、運転支援処理を動作させるか否かを設定するためのスイッチが設けられ、運転支援用制御装置２０はこのスイッチを介して作動するように設定される。或いは、運転支援用制御装置２０は、ＥＣＵ５０により、車両１００が自動運転制御されている間、作動するように設定される。

運転支援用制御装置２０は、車両１００が自動運転制御されている間、所定の周期ごとに、車両１００の目標減速度を含む制動要求信号及び目標加減速度を含む加減速要求信号（これらをまとめて、「制御目標値を含む制御要求信号」という）を出力する。なお、車両１００が自動運転制御されている間、運転支援用制御装置２０が出力する制動要求信号に含まれる目標減速度及び加減速要求信号に含まれる目標加減速度は、ＥＣＵ５０において修正されるので、これら目標減速度及び目標加減速度は実際には車両１００の自動運転制御には利用されない。

アクセル制御装置３０は、ＥＣＵ５０から受信した加減速要求信号に従って、車両１００の加減速度が加減速要求信号に含まれる目標加減速度に近づくように車両１００のアクセルへアクセル制御信号を出力する。本実施形態では、車両１００がＥＣＵ５０により自動運転制御されている間、アクセル制御装置３０は、ＥＣＵ５０から受信した加減速要求信号に従って車両１００のアクセルを制御する。

例えば、アクセル制御装置３０は、目標加減速度とアクセル開度との対応関係を表す参照テーブルを記憶し、その参照テーブルを参照することで、目標加減速度に応じたアクセル開度を決定する。そして、アクセル制御装置３０は、決定したアクセル開度となるように、アクセルを制御する。このようにして制御されたアクセル開度に応じて、車両１００の内燃機関の燃料噴射量或いは吸入空気量、又は車両１００の駆動用モータへの電力供給量が制御される。

また、アクセル制御装置３０は、所定の条件を満たす目標加減速度を含む加減速要求信号を受信しているときには、この目標加減速度に対応するアクセル制御信号（機器制御信号）をアクセルへ出力する。アクセル制御装置３０は、アクセル制御信号をＥＣＵ５０へも出力してもよい。一方、アクセル制御装置３０は、所定の条件を満たさない目標加減速度を含む加減速要求信号を受信しているときには、この目標加減速度に対応するアクセル制御信号をアクセルへ出力しない。具体的には、アクセル制御装置３０は、運転支援用制御装置２０が出力しうる上限値以下の目標加減速度を含む加減速要求信号を受信しているときには、対応するアクセル制御信号をアクセルへ出力する。一方、アクセル制御装置３０は、上限値よりも大きい目標加減速度を含む加減速要求信号を受信しているときには、対応するアクセル制御信号をアクセルへ出力せずに、フェール信号をＥＣＵ５０へ出力する。

ブレーキ制御装置４０は、ＥＣＵ５０から受信した制動要求信号に従って、車両１００の減速度が制動要求信号に含まれる目標減速度に近づくように車両１００のブレーキへブレーキ制御信号を出力する。ブレーキ制御装置４０は、ブレーキ制御信号をＥＣＵ５０へも出力してもよい。本実施形態では、車両１００がＥＣＵ５０により自動運転制御されている間、ブレーキ制御装置４０は、ＥＣＵ５０から受信した制動要求信号に従って車両１００のブレーキを制御する。

例えば、ブレーキ制御装置４０は、目標減速度と制動力との対応関係を表す参照テーブルを記憶し、その参照テーブルを参照することで、目標減速度に応じた制動力を決定する。そして、ブレーキ制御装置４０は、決定した制動力となるように、ブレーキを制御する。

また、ブレーキ制御装置４０は、所定の条件を満たす目標減速度を含む制動要求信号を受信しているときには、この目標減速度に対応するブレーキ制御信号（機器制御信号）をブレーキへ出力する。一方、ブレーキ制御装置４０は、所定の条件を満たさない目標減速度を含む制動要求信号を受信しているときには、この目標減速度に対応するブレーキ制御信号をブレーキへ出力しない。具体的には、ブレーキ制御装置４０は、運転支援用制御装置２０が出力しうる上限値以下の目標減速度を含む制動要求信号を受信しているときには、対応するブレーキ制御信号をブレーキへ出力する。一方、ブレーキ制御装置４０は、上限値よりも大きい目標減速度を含む制動要求信号を受信しているときには、対応するブレーキ制御信号をブレーキへ出力せずに、フェール信号をＥＣＵ５０へ出力する。

図２は、ＥＣＵ５０のハードウェア構成図である。ＥＣＵ５０は、運転支援用制御装置２０を利用して、車両１００を自動運転制御する。そのために、ＥＣＵ５０は、通信インターフェース５１と、メモリ５２と、プロセッサ５３とを有する。なお、通信インターフェース５１、メモリ５２及びプロセッサ５３は、別個の回路であってもよく、又は一つの集積回路として構成されてもよい。

通信インターフェース５１は、通信部の一例であり、ＥＣＵ５０を、運転支援用制御装置２０、アクセル制御装置３０及びブレーキ制御装置４０に接続するためのインターフェース回路を有する。通信インターフェース５１は、運転支援用制御装置２０から加減速要求信号及び制動要求信号を受信する度に、受信した加減速要求信号及び制動要求信号をプロセッサ５３へ送る。また、通信インターフェース５１は、アクセル制御装置３０及びブレーキ制御装置４０から出力されたフェール信号を受信するごとに、受信したフェール信号をプロセッサ５３へ送る。加えて、通信インターフェース５１は、加減速要求信号をアクセル制御装置３０へ出力すると共に、制動要求信号をブレーキ制御装置４０へ出力する。

さらに、通信インターフェース５１は、車外カメラ１１から受信した車両１００の周囲を撮影した画像、測距センサ１２から受信した測距信号、測位センサ１３から受信した測位信号、ストレージ装置１４から読み込んだ地図情報、又はナビゲーション装置から受信した走行予定ルートなどをプロセッサ５３へ送る。

メモリ５２は、データを記憶する記憶装置である。メモリ５２は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ５２は、ＥＣＵ５０のプロセッサ５３により実行される車両制御処理のプログラムを記憶する。また、メモリ５２は、車外カメラ１１によって撮影された画像、ドライバによる操作情報、車両周囲の物体までの距離の測定結果、自己位置の測定結果、乗員の入力情報、及び車両制御処理において使用される各種のデータ等を記憶する。

プロセッサ５３は、１個または複数個のＣＰＵ（Central Processing Unit）及びその周辺回路を有する。プロセッサ５３は、論理演算ユニットまたは数値演算ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。

＜車両制御処理＞
ＥＣＵ５０のプロセッサ５３は、車両１００が自動運転制御されている間、車両制御処理を実行する。以下では、プロセッサ５３によって行われる車両制御処理について説明する。

図３は、車両制御処理に関するプロセッサ５３の機能ブロック図である。プロセッサ５３は、運転計画部５３１と、目標減速度設定部５３２と、制動要求信号出力部５３３と、目標加減速度設定部５３４と、加減速要求信号出力部５３５とを有する。プロセッサ５３が有するこれら各部は、例えば、プロセッサ５３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。また、プロセッサ５３が有するこれら各部は、専用の演算回路としてプロセッサ５３に実装されてもよい。

運転計画部５３１は、車両１００が自動運転制御されている間、車両１００の現在位置から所定距離（例えば、５００ｍ～１ｋｍ）先までの所定区間において車両１００が走行する予定の軌跡（以下、単に「走行予定軌跡」という）を設定する。そして、運転計画部５３１は、その走行予定軌跡に沿って車両１００が走行するための要求減速度及び要求加減速度（制御要求値）を算出する。走行予定軌跡は、例えば、所定区間を車両１００が走行する際の各時刻における車両１００の位置の集合として表される。

運転計画部５３１は、例えば、走行予定ルートに沿うように走行予定軌跡を設定する。例えば、運転計画部５３１は、直近の所定区間において走行予定ルート上で右折する地点及び左折する地点が無ければ車両１００が現在走行中の車線に沿って走行するよう、走行予定軌跡を設定する。一方、直近の所定区間において走行予定ルート上で右折する地点または左折する地点がある場合、運転計画部５３１は、その地点において車両１００が右折または左折できるように走行予定軌跡を設定する。その際、車両１００が右折または左折するために、車両１００が走行中の車線と異なる目標車線へ移動する必要がある場合には、運転計画部５３１は、車両１００が目標車線へ車線変更するよう、走行予定軌跡を設定する。なお、運転計画部５３１は、例えば、車両１００に設けられたカメラにより得られた車両１００の周囲の画像に表された地物と、地図情報に表された車両１００の周囲の地物とを照合することで、車両１００が現在走行中の車線、及び、車両１００の現在位置を特定する。

さらに、運転計画部５３１は、車両１００がその周囲に存在する物体（例えば、他の車両）と衝突しないように走行予定軌跡を設定する。そのために、運転計画部５３１は、車両１００に搭載された車外カメラ１１から直近の所定期間における時系列の一連の画像を取得する。そして、運転計画部５３１は、車両１００の周囲の物体を検出するように予め学習された識別器に、取得した一連の画像のそれぞれを入力することで、各画像から車両１００の周囲に存在する１以上の物体を検出する。或いは、運転計画部５３１は、測距センサ１２から直近の所定期間における時系列の一連の測距信号を取得する。そして、運転計画部５３１は、車両１００の周囲の物体を検出するように予め学習された識別器に、取得した一連の測距信号を入力することで、各測距信号から車両１００の周囲に存在する１以上の物体を検出する。

運転計画部５３１は、そのような識別器として、例えば、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）型のアーキテクチャを持つ、いわゆるディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ）を使用する。このような識別器は、検出対象となる物体が表された画像あるいは測距信号を多数用いて、誤差逆伝搬法といった学習手法に従って予め学習される。

運転計画部５３１は、各画像あるいは各測距信号から検出された個々の物体に対して所定の追跡処理を実行することで各物体を追跡して直近の所定期間における各物体の軌跡を求め、求めた軌跡に対して所定の予測処理を適用することで、物体ごとに、その物体が通ると想定される予測軌跡を推定する。そして運転計画部５３１は、追跡中の各物体の予測軌跡に基づいて、何れの物体についても所定時間先までの追跡中の物体のそれぞれと車両１００との間の距離の予測値が所定距離以上となるように、車両１００の走行予定軌跡を設定する。

さらに、運転計画部５３１は、車外カメラ１１により得られた画像から、車両１００の進行方向に位置する信号機の点灯状態を検出する。その際、運転計画部５３１は、例えば、上述したように、画像を識別器に入力することで、信号機の点灯状態を検出する。そして検出した信号機の点灯状態が赤信号である場合、運転計画部５３１は、車両１００を減速させ、その信号機が設けられた交差点の停止位置にて車両１００が一時停止するように走行予定軌跡を設定する。一方、運転計画部５３１は、車両１００が交差点にて赤信号により一時停止している場合において、信号機の点灯状態が赤信号から青信号に変わったことを検知すると、車両１００が発進して徐々に加速するように走行予定軌跡を設定する。

運転計画部５３１は、走行予定軌跡を設定すると、車両１００がその走行予定軌跡に沿って走行するように要求減速度及び要求加減速度を求める。すなわち、この要求減速度及び要求加減速度は、車両１００が自動運転制御されている場合において車両１００に要求される値となる。

例えば、運転計画部５３１は、所定の周期ごとに、走行予定軌跡、車両１００の現在位置、及び、車速センサ（図示せず）により測定された車両１００の現在の車速に従って、車両１００の要求減速度及び要求加減速度を算出する。特に、自動運転制御上の要求から車両１００を減速させる場合、運転計画部５３１は、要求加減速度を、減速を表す値にするとともに、要求加減速度に応じて要求減速度も算出する。

例えば、運転計画部５３１は、車両１００の減速時には、アクセル制御装置３０により調整可能な制動力（例えば、エンジンブレーキによる制動力）とブレーキによる制動力とが合成されて、走行予定軌跡に沿って車両１００が走行するための減速度を達成するように、要求減速度及び要求加減速度を算出する。特に、運転計画部５３１は、アクセル制御装置３０により調整可能な制動力の上限値以下となるように要求加減速度を設定し、設定された要求加減速度と要求減速度の合計が、走行予定軌跡に沿って車両１００が走行するための減速度となるように、要求減速度を設定する。

運転計画部５３１は、要求減速度及び要求制動力を算出する度に、算出した要求減速度を目標減速度設定部５３２へ送ると共に、算出した要求加減速度を目標加減速度設定部５３４へ送る。

目標減速度設定部５３２は、車両１００が自動運転制御されている間、ブレーキ制御装置４０へ送信される制動要求信号に含まれるべき目標減速度を設定する。

ところで、上述したように、ブレーキ制御装置４０は、上限値よりも大きい目標減速度（制御目標値）を含む制動要求信号（制御要求信号）を受信しているときには、対応するブレーキ制御信号をブレーキへ出力せず、特に本実施形態ではフェール信号をＥＣＵ５０へ出力する。この結果、車両１００の大きな減速が必要な場合に、車両１００が十分に減速しないか又は全く減速しなくなってしまう。そこで、目標減速度設定部５３２は、ブレーキ制御装置４０がフェール信号を出力するような大きな要求減速度が運転計画部５３１から送られてきたときには、目標減速度を、ブレーキ制御装置４０がこの目標減速度に対応するブレーキ制御信号を出力するような値（フェール信号を出力しないような値）に設定する。

図４は、プロセッサ５３の目標減速度設定部５３２により実行される目標減速度設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは、車両１００が自動運転制御されている間、所定の周期ごとに、プロセッサ５３の目標減速度設定部５３２により実行される。

目標減速度設定部５３２は、まず、運転計画部５３１から受信した要求減速度を取得する（ステップＳ１１）。次いで、目標減速度設定部５３２は、取得した要求減速度が減速最小制限値（第２基準値）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、減速最小制限値は、過去にブレーキ制御装置４０へ送信された制動要求信号に含まれていた目標減速度のうち、その制動要求信号が送信されてもブレーキ制御装置４０が対応するブレーキ制御信号を出力しなかった（フェール信号を出力した）目標減速度の中で最も小さい値である。したがって、減速最小制限値を目標減速度として含む制動要求信号が制動要求信号出力部５３３からブレーキ制御装置４０へ出力されると、ブレーキ制御装置４０は対応するブレーキ制御信号を出力せずにフェール信号を出力する。

ステップＳ１２において要求減速度が減速最小制限値未満であると判定されると、目標減速度設定部５３２は目標減速度を，運転計画部５３１から受信した要求減速度に設定する（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２において要求減速度が減速最小制限値以上であると判定されると、すなわち要求減速度が過去にブレーキ制御装置４０からフェール信号が出力されるような値であると判定されると、目標減速度設定部５３２は目標減速度を要求減速度よりも小さい減速最大許容値（第２基準値）に設定する（ステップＳ１４）。

ここで、減速最大許容値は、過去にブレーキ制御装置４０へ送信された制動要求信号に含まれていた目標減速度のうち、その制動要求信号が送信されるとブレーキ制御装置４０が対応するブレーキ制御信号を出力した目標減速度の中で最も大きい値である。したがって、減速最大許容値を目標減速度として含む制動要求信号が制動要求信号出力部５３３からブレーキ制御装置４０へ出力されると、ブレーキ制御装置４０は対応するブレーキ制御信号を出力する。なお、本実施形態では、目標減速度設定部５３２はステップＳ１４において目標減速度を減速最大許容値に設定しているが、過去にブレーキ制御装置４０へ送信された制動要求信号に含まれていた目標減速度のうち、その制動要求信号が送信されるとブレーキ制御装置４０が対応するブレーキ制御信号を出力した目標減速度であれば、目標減速度を減速最大許容値以外の値に設定してもよい。

ステップＳ１３又はステップＳ１４において目標減速度が設定されると、目標減速度設定部５３２は、設定された目標減速度を制動要求信号出力部５３３へ送る（ステップＳ１５）。

以上より、目標減速度設定部５３２は、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求されるブレーキへの要求減速度（制御要求値）が減速最小制限値（第２基準値）よりも小さいときには目標減速度（制御目標値）をこの要求減速度に設定すると共に、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求される要求減速度が減速最小制限値（第２基準値）以上であるときには、目標減速度を、減速最小制限値よりも小さい減速最大許容値（第１基準値）に設定する。

また、目標減速度設定部５３２は、このようにして設定された目標減速度を含む制動要求信号が制動要求信号出力部５３３からブレーキ制御装置４０へ送信されたときのブレーキ制御装置４０からの出力に基づいて、減速最小制限値又は減速最大許容値を更新する。図５は、プロセッサ５３の目標減速度設定部５３２により実行される減速最小制限値及び減速最大許容値の更新処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは、車両１００が自動運転制御されている間、所定の周期ごとに、プロセッサ５３の目標減速度設定部５３２により実行される。

目標減速度設定部５３２は、まず、ブレーキ制御装置４０から出力された制御信号が、ブレーキ制御装置４０へ送信された制動要求信号に含まれた目標減速度に対応しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。本実施形態では、ブレーキ制御装置４０は、上限値未満の目標減速度を含む制動要求信号を受信しているときには、対応するブレーキ制御信号をブレーキへ出力し、よって目標減速度設定部５３２はブレーキ制御装置４０から制御信号を受信しない。したがって、本実施形態では、目標減速度設定部５３２は、ブレーキ制御装置４０から制御信号を受信していないときには、ブレーキ制御装置４０から出力された制御信号は目標減速度に対応していたと判断する。一方、本実施形態では、ブレーキ制御装置４０は、上限値以上の目標減速度を含む減速度要求信号を受信しているときには、フェール信号をＥＣＵ５３に、特にＥＣＵ５３の目標減速度設定部５３２に送信する。したがって、本実施形態では、目標減速度設定部５３２は、ブレーキ制御装置４０からフェール信号を受信しているときには、ブレーキ制御装置４０から出力された制御信号は目標減速度に対応していないと判断する。なお、ブレーキ制御装置４０から、ブレーキ制御信号がＥＣＵ５０へも出力されているときには、目標減速度設定部５３２は受信したブレーキ制御信号が目標減速度に対応しているかを直接判断してもよい。

ステップＳ２１においてブレーキ制御装置４０から出力された制御信号が目標減速度に対応していないと判定された場合には、目標減速度設定部５３２は、減速最小制限値を今回の制動要求信号に含まれていた目標減速度に設定する（ステップＳ２２）。これにより、減速最小制限値が、ブレーキ制御装置４０からフェール信号が出力される、より小さい値に更新されることになる。したがって、減速最小制限値は、過去にその値を目標減速度として含む制動要求信号が制動要求信号出力部５３３からブレーキ制御装置４０へ送信されたときにブレーキ制御装置４０が対応するブレーキ制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値であるといえる。

一方、ステップＳ２１においてブレーキ制御装置４０から出力された制御信号が目標減速度に対応していると判定された場合には、目標減速度設定部５３２は、今回の制動要求信号に含まれていた目標減速度が減速最大許容値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２３において目標減速度が減速最大許容値以下であると判定された場合には、目標減速度設定部５３２は減速最小制限値及び減速最大許容値の更新を行わない。一方、ステップＳ２３において目標減速度が減速最大許容値よりも大きいと判定された場合には、目標減速度設定部５３２は、減速最大許容値を今回の制動要求信号に含まれていた制動目標値に設定する（ステップＳ２４）。これにより、減速最大許容値が、ブレーキ制御装置４０からフェール信号が出力されない、より大きい値に更新されることになる。したがって、減速最大許容値は、過去にその値を目標減速度として含む制動要求信号が制動要求信号出力部５３３からブレーキ制御装置４０へ送信されたときにブレーキ制御装置４０が対応するブレーキ制御信号を出力した値のうち最も大きい値であるといえる。

制動要求信号出力部５３３は、通信インターフェース５１を介して運転支援用制御装置２０から制動要求信号を受信する。また、制動要求信号出力部５３３には、目標減速度設定部５３２から目標減速度が送られる。

制動要求信号出力部５３３は、車両１００が自動運転制御されている間、運転支援用制御装置２０から受信した制動要求信号に含まれる目標減速度を、目標減速度設定部５３２により設定された目標減速度に修正する。そして、制動要求信号出力部５３３は、修正した制動要求信号を、通信インターフェース５１を介してブレーキ制御装置４０へ出力する。一方、制動要求信号出力部５３３は、車両１００が自動運転制御されていないときには、運転支援用制御装置２０から受信した制動要求信号をそのままブレーキ制御装置４０へ出力する。

目標加減速度設定部５３４は、目標減速度設定部５３２と同様に、車両１００が自動運転制御されている間、アクセル制御装置３０へ送信される加減速要求信号に含まれるべき目標加減速度を設定する。

目標加減速度設定部５３４は、目標減速度設定部５３２と同様に、アクセル制御装置３０がフェール信号を出すような大きな要求加速度が運転計画部５３１から送られてきたときには、目標加減速度を、アクセル制御装置３０がこの目標加減速度に対応するアクセル制御信号を出力するような値（フェール信号を出力しないような値）に設定する。

具体的には、目標加減速度設定部５３４は、目標減速度設定部５３２と同様に、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求されるアクセルへの要求加減速度（制御要求値）が加減速最小制限値（第２基準値）よりも小さいときには目標加減速度（制御目標値）をこの要求加減速度に設定すると共に、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求される要求加減速度が加減速最小制限値（第２基準値）以上であるときには、目標加減速度を、加減速最小制限値よりも小さい加減速最大許容値（第１基準値）に設定する。

また、目標加減速度設定部５３４は、目標減速度設定部５３２と同様に、このようにして設定された目標加減速度を含む加減速要求信号が加減速要求信号出力部５３５からアクセル制御装置３０へ送信されたときのアクセル制御装置３０からの出力に基づいて、加減速最小制限値又は加減速最大許容値を更新する。

この結果、加減速最小制限値は、過去にその値を目標加減速度として含む加減速要求信号が加減速要求信号出力部５３５からアクセル制御装置３０へ送信されたときにアクセル制御装置３０が対応するアクセル制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値とされる。また、加減速最大許容値は、過去にその値を目標加減速度として含む加減速要求信号が加減速要求信号出力部５３５からアクセル制御装置３０へ送信されたときにアクセル制御装置３０が対応するアクセル制御信号を出力した値のうち最も大きい値とされる。

加減速要求信号出力部５３５は、通信インターフェース５１を介して運転支援用制御装置２０から加減速要求信号を受信する。また、加減速要求信号出力部５３５には、目標加減速度設定部５３４から目標加減速度が送られる。

加減速要求信号出力部５３５は、車両１００が自動運転制御されている間、運転支援用制御装置２０から受信した加減速要求信号に含まれる目標加減速度を、目標加減速度設定部５３４により設定された目標加減速度に修正する。そして、加減速要求信号出力部５３５は、修正した加減速要求信号を、通信インターフェース５１を介してアクセル制御装置３０へ出力する。一方、加減速要求信号出力部５３５は、車両１００が自動運転制御されていないときには、運転支援用制御装置２０から受信した加減速要求信号をそのままアクセル制御装置３０へ出力する。

＜効果・変形例＞
以上説明したように、本実施形態に係る車両の制御装置は、車両の自動運転制御において車両に要求される機器の制御要求値が第１基準値以下であるときには制御要求値を機器の制御目標値として設定すると共に、制御要求値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには第１基準値を制御目標値として設定する。このため、機器制御装置には、所定の条件を満たさない制御目標値を含む制御要求信号が入力されにくくなり、よって機器制御装置によって制御される機器が適切に作動しなくなることが抑制され、斯かる機器を適切に作動させることができるようになる。

なお、上記実施形態では、制御目標値設定部は、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求される制御要求値が第２基準値よりも小さいときには制御目標値をこの要求減速度に設定すると共に、制御要求値が第２基準値以上であるときには、目標減速度を第１基準値に設定している。しかしながら、制御目標値設定部は、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求される制御要求値が第１基準値以下であるときには制御目標値をこの要求減速度に設定すると共に、制御要求値が第２基準値よりも大きいときには、目標減速度を第１基準値に設定してもよい。したがって、制御目標値設定部は、車両１００の自動運転制御において車両１００に要求される制御要求値が第１基準値以下であるときには制御目標値をこの要求減速度に設定すると共に、制御要求値が第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには、目標減速度を第１基準値に設定しているといる。

また、上記実施形態では、運転支援用制御装置２０が制動要求信号及び加減速要求信号を生成している。しかしながら、運転支援用制御装置２０が加減速要求信号を生成してアクセル制御装置３０へ送信し、アクセル制御装置３０が加減速要求信号に基づいて制動要求信号を生成してブレーキ制御装置へ送信してもよい。この場合、アクセル制御装置３０は、運転支援用制御装置２０又はＥＣＵ５０から受信した加減速要求信号に基づいてアクセルの制御を行い、ブレーキ制御装置４０は、アクセル制御装置３０又はＥＣＵ５０から受信した制動要求信号に基づいてブレーキの制御をおこなう。

さらに、上記実施形態では、機器制御装置がアクセル制御装置３０及びブレーキ制御装置４０である例を示したが、機器制御装置は車両の走行に関する他の機器、例えば操舵制御装置であってもよい。この場合、操舵制御装置は、運転支援用制御装置２０が出力しうる上限値以下の操舵角度変更速度を含む操舵要求信号を受信しているときには、対応する操舵制御信号を操舵機器に出力せずに、フェール信号をＥＣＵ５０へ出力する。そして、運転支援用制御装置２０は、目標操舵角度変更速度を含む操舵要求信号を出力する。さらに、ＥＣＵ５０の運転計画部５３１は、車両１００が走行予定軌跡に沿って走行するように車両１００のステアリングの目標操舵角変更速度を算出する。そして、ＥＣＵ５０の目標操舵角変更速度設定部（制御目標値設定部）及び操舵要求信号出力部（要求信号出力部）は、運転支援用制御装置２０から入力された操舵要求信号及び運転計画部５３１から送られた目標操舵角変更速度に基づいて、操舵要求信号を操舵制御装置に出力する。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

１車載制御システム
２０運転支援用制御装置
３０アクセル制御装置
４０ブレーキ制御装置
５０電子制御装置
５１通信インターフェース
５２メモリ
５３プロセッサ
５３１運転計画部
５３２目標減速度設定部
５３３制動要求信号出力部
５３４目標加減速度設定部
５３５加減速要求信号出力部

Claims

車両の走行に関する機器を制御する機器制御装置へ制御要求信号を出力する、車両の制御装置であって、
前記車両の自動運転制御において前記車両に要求される前記機器の制御要求値が第１基準値以下であるときには前記制御要求値を前記機器の制御目標値として設定すると共に、前記制御要求値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには前記第１基準値を前記制御目標値として設定する制御目標値設定部と、
設定された前記制御目標値を含む制御要求信号を通信部を介して前記機器制御装置へ出力する要求信号出力部と、を備え、
前記機器制御装置は、所定の条件を満たす前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値に対応する機器制御信号を出力すると共に前記所定の条件を満たさない前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値には対応しない前記機器制御信号を出力するように構成され、
前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値であり、
前記第２基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値である、車両の制御装置。
前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記要求信号出力部から前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値のうち最も大きい値である、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記要求信号出力部は、前記車両のドライバの運転を支援するための運転支援用制御装置から前記通信部を介して受信した暫定制御要求信号に含まれる制御目標値を、前記制御目標値設定部によって設定された制御目標値に修正し、修正された前記制御目標値を含む制御要求信号を前記通信部を介して前記機器制御装置へ出力する、請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
車両の走行に関する機器を制御する機器制御装置へ制御要求信号を出力する、車両の制御方法であって、
プロセッサが、前記車両の自動運転制御において前記車両に要求される前記機器の制御要求値が第１基準値以下であるときには前記制御要求値を前記機器の制御目標値として設定すると共に、前記制御要求値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには前記第１基準値を前記制御目標値として設定し、
前記プロセッサが、設定された前記制御目標値を含む制御要求信号を通信部を介して前記機器制御装置へ出力する、ことを含み、
前記機器制御装置は、所定の条件を満たす前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値に対応する機器制御信号を出力すると共に前記所定の条件を満たさない前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値には対応しない前記機器制御信号を出力するように構成され、
前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値であり、
前記第２基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値である、制御方法。
車両の走行に関する機器を制御する機器制御装置へ制御要求信号を出力させる、車両のプログラムであって、
前記車両の自動運転制御において前記車両に要求される前記機器の制御要求値が第１基準値以下であるときには前記制御要求値を前記機器の制御目標値として設定すると共に、前記制御要求値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値以上であるときには前記第１基準値を前記制御目標値として設定し、
設定された前記制御目標値を含む制御要求信号を通信部を介して前記機器制御装置へ出力する、ことをコンピュータに実行させ、
前記機器制御装置は、所定の条件を満たす前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値に対応する機器制御信号を出力すると共に前記所定の条件を満たさない前記制御目標値を含む前記制御要求信号を受信すると該制御目標値には対応しない前記機器制御信号を出力するように構成され、
前記第１基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力した値であり、
前記第２基準値は、その値を前記制御目標値として含む前記制御要求信号が前記機器制御装置へ送信されたときに前記機器制御装置が対応する機器制御信号を出力しなかった値のうち最も小さい値である、プログラム。