特開 2023-158906 車両制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023158906

(43)【公開日】2023-10-31

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20231024BHJP

   B60W 30/18 20120101ALI20231024BHJP

   B60W 60/00 20200101ALI20231024BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 C

B60W30/18

B60W60/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022068952

(22)【出願日】2022-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】玉木 智

【テーマコード（参考）】

3D241

5H181

【Ｆターム（参考）】

3D241BA51

3D241BC01

3D241CC01

3D241CD12

3D241CE04

3D241CE05

3D241DB01Z

3D241DB05Z

3D241DB20Z

3D241DC25Z

3D241DC31Z

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3D241DC35Z

3D241DC37Z

3D241DC39Z

3D241DC40Z

3D241DC42Z

3D241DC44Z

3D241DC50Z

5H181AA01

5H181BB13

5H181CC03

5H181CC04

5H181CC14

5H181CC27

5H181FF04

5H181FF22

5H181FF27

5H181FF33

5H181LL01

5H181LL02

5H181LL04

5H181LL09

(57)【要約】

【課題】人の運転操作に近い制御を行うことができる、車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両１が走行している走行路に関する情報を含む環境情報として、道路および地物の情報を含む地図情報を取得し、走行路に歩道が併設されていること、走行路の車線幅が閾値以上であること、走行路の上限車速が閾値以上であること、及び走行路の車線数が閾値以上であることをこの順に判定し、判定結果に基づいて車両１の加速度を設定する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両が走行している走行路に関する情報を含む環境情報を用いて判定される判定項目と、前記判定項目ごとに設定された優先度とを参照して、前記車両の加速度を設定する設定手段を含む、車両制御装置。

【請求項2】

前記判定項目は、前記走行路に歩道が併設されていること、前記走行路の車線幅が閾値以上であること、前記走行路の上限車速が閾値以上であること、及び前記走行路の車線数が閾値以上であることを含む、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記優先度は、前記走行路に歩道が併設されていること、前記走行路の車線幅が閾値以上であること、前記走行路の上限車速が閾値以上であること、前記走行路の車線数が閾値以上であることの順に高く設定されている、請求項２に記載の車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両を制御する車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両をユーザの運転操作によらずに走行させる自動運転について研究が進められている。

【0003】

人は、様々なシチュエーションに応じた運転操作を行うため、車両の加速や減速などの動きは、一様にはならない。車両の自動運転による動きを人の運転による動きに近づけるべく、自動運転の制御では、人の運転操作に近い制御が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１８／２３０６８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、手動で車両を加速させる場合には、車両が走行している走行路を含む周辺の環境に応じて加速度を変えて走行している。例えば、歩道のない住宅街では、加速度が過大にならないように歩行者等に配慮した運転が求められる。一方、車線幅や車線数、上限車速等が大きい大通りでは、ある程度加速度を大きくし、交通流を妨げない運転が求められる。

【0006】

本発明の目的は、人の運転操作に近い制御を行うことができる、車両制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る車両制御装置は、車両が走行している走行路に関する情報を含む環境情報を用いて判定される判定項目と、判定項目ごとに設定された優先度とを参照して車両の加速度を設定する設定手段を含む。

【0008】

この構成によれば、車両が走行している走行路に関する情報を含む環境情報を用いて判定される判定項目と、判定項目ごとに設定された優先度とを参照して加速させることができる。そのため、車両の加速の際に、人の運転操作に近い制御を行うことができる。

【0009】

判定項目は、走行路に歩道が併設されていること、走行路の車線幅が閾値以上であること、走行路の上限車速が閾値以上であること、及び走行路の車線数が閾値以上であることを含んでいてもよい。

【0010】

この構成では、たとえば、環境情報が、走行路に歩道が併設されていること、走行路の車線幅が閾値以上であること、走行路の上限車速が閾値以上であること、及び走行路の車線数が閾値以上であることを満たす場合に、環境情報に応じた加速度を設定することができる。

【0011】

優先度は、走行路に歩道が併設されていること、走行路の車線幅が閾値以上であること、走行路の上限車速が閾値以上であること、走行路の車線数が閾値以上であることの順に高く設定されていてもよい。

【0012】

この構成では、たとえば、重要度の高い判定項目から優先的に判定して加速度を設定することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、車両の加速の際に、人の運転操作に近い制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両制御装置が搭載される車両の電気的構成を示すブロック図である。

【図2】自動運転ＥＣＵの機能的な構成を示すブロック図である。

【図3】加速設定処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】判定項目と優先度との一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0016】

＜車両の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置が搭載される車両１の電気的構成を示すブロック図である。

【0017】

車両１は、自動運転機能を搭載しており、ユーザの運転操作によらない自動運転による走行が可能である。

【0018】

車両１には、各部を制御するため、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が搭載されている。各ＥＣＵは、マイコン（マイクロコントローラユニット）を備えており、マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。

【0019】

複数のＥＣＵには、駆動ＥＣＵ１１、操舵ＥＣＵ１２、ブレーキＥＣＵ１３、メータＥＣＵ１４およびボデーＥＣＵ１５が含まれる。駆動ＥＣＵ１１、操舵ＥＣＵ１２、ブレーキＥＣＵ１３、メータＥＣＵ１４およびボデーＥＣＵ１５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる通信、つまりＣＡＮ通信が可能に接続されている。

【0020】

駆動ＥＣＵ１１は、車両１の駆動装置２１を制御する制御部である。駆動装置２１は、エンジンを駆動源として備える構成であってもよいし、モータを駆動源として備える構成であってもよいし、エンジンおよびモータの両方を駆動源として備える構成であってもよい。駆動装置２１には、必要に応じて、駆動源からの駆動力を変速して出力する変速機が含まれる。

【0021】

操舵ＥＣＵ１２は、車両１の操舵装置２２を制御する制御部である。操舵装置２２は、たとえば、電動モータのトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置である。ステアリング機構は、たとえば、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤを含み、電動モータのトルクによりラック軸が車幅方向に移動すると、そのラック軸の移動に伴って左右の操向輪が左右に転舵するように構成されている。

【0022】

ブレーキＥＣＵ１３は、車両１の制動装置２３を制御する制御部である。制動装置２３は、油圧式であってもよいし、電動式であってもよい。油圧式の制動装置２３は、ブレーキアクチュエータを備え、このブレーキアクチュエータの機能により、各車輪に設けられたブレーキのホイールシリンダに油圧が分配され、その油圧により各ブレーキから駆動輪を含む車輪に制動力が付与される。

【0023】

メータＥＣＵ１４は、車両１のメータパネル（図示せず）の各部を制御する制御部である。メータパネルには、車速やエンジン回転数を表示する計器類のほか、各種の情報を表示するための液晶ディスプレイなどの表示器が設けられている。また、メータＥＣＵ１４には、自動運転の緊急停止を指示するために操作される緊急停止スイッチ２４が接続されている。

【0024】

ボデーＥＣＵ１５は、車両１のイグニッションスイッチがオフの状態でも動作の必要がある各部、たとえば、左右の各ウインカやドアロックモータなどを制御する制御部である。

【0025】

また、複数のＥＣＵには、自動運転機能のための制御部として、自動運転ＥＣＵ３１、ライダＥＣＵ３２および単眼カメラＥＣＵ３３が含まれる。

【0026】

自動運転ＥＣＵ３１は、自動運転制御の制御中枢である。自動運転ＥＣＵ３１は、駆動ＥＣＵ１１、操舵ＥＣＵ１２、ブレーキＥＣＵ１３、メータＥＣＵ１４およびボデーＥＣＵ１５とＣＡＮ通信可能に接続されている。

【0027】

自動運転ＥＣＵ３１には、たとえば、イーサネット（登録商標）規格の通信ケーブルを介して、全方位ライダ（ＬｉＤＡＲ：Light Detection And Ranging）３４が接続されている。全方位ライダ３４は、３６０°全方位にレーザ光を照射し、探索範囲内に存在する物体からの反射光を光センサで受光して、その反射光に応じた検出信号を出力する。自動運転ＥＣＵ３１には、その全方位ライダ３４の検出信号が入力される。

【0028】

また、自動運転ＥＣＵ３１には、たとえば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格の通信ケーブルを介して、ＧＰＳ受信機３５が接続されている。ＧＰＳ受信機３５は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの測位信号を受信する受信機である。ＧＰＳ受信機３５が受信する測位信号は、ＧＰＳ受信機３５から自動運転ＥＣＵ３１に入力される。

【0029】

ライダＥＣＵ３２は、たとえば、イーサネット規格の通信ケーブルを介して、自動運転ＥＣＵ３１と通信可能に接続されている。ライダＥＣＵ３２には、６個のライダ３６が接続されている。ライダ３６は、探索範囲にレーザ光を照射し、その探索範囲内に存在する物体からの反射光を光センサで受光して、その反射光に応じた検出信号を出力する。ライダ３６は、たとえば、車両１のフロントバンパの左端、中央および右端ならびにリヤバンパの左端、中央および右端にそれぞれ配置されている。ライダＥＣＵ３２には、各ライダ３６から出力される検出信号が入力される。ライダＥＣＵ３２は、各ライダ３６から出力される検出信号を処理し、その処理により得られるデータを自動運転ＥＣＵ３１に送信する。

【0030】

単眼カメラＥＣＵ３３は、たとえば、ＵＳＢ規格の通信ケーブルを介して、自動運転ＥＣＵ３１と通信可能に接続されている。単眼カメラＥＣＵ３３には、単眼カメラ３７が接続されている。単眼カメラ３７は、車両１の前方の探索範囲の静止画を所定のフレームレートで連続して撮影可能なカメラである。単眼カメラＥＣＵ３３には、単眼カメラ３７から連続して出力される静止画の画信号が入力される。単眼カメラＥＣＵ３３は、単眼カメラ３７から入力される画信号を処理し、その処理により得られる画像データを自動運転ＥＣＵ３１に送信する。

【0031】

＜自動運転ＥＣＵ＞
図２は、自動運転ＥＣＵ３１の機能的な構成を示すブロック図である。

【0032】

自動運転ＥＣＵ３１は、物体認識部４１、自己位置推定部４２、周辺情報統合部４３、経路計画部４４および車両制御部４５を備えている。これらの機能処理部は、プログラム処理によってソフトウエア的に実現されるか、または、論理回路などのハードウェアにより実現される。

【0033】

物体認識部４１は、全方位ライダ３４の検出信号から取得される物体（車両、歩行者、建物、縁石などの障害物）までの距離の情報と、単眼カメラ３７により撮影された画像とから、車両１の周囲に存在する他の車両や歩行者などの物体を認識する。

【0034】

自己位置推定部４２は、全方位ライダ３４の検出信号から取得される点群データと、高精度地図のデータである高精度地図データ（点群データ）４６とをマッチングさせて、車両１の位置（自己位置）を推定する。高精度地図は、高精度三次元地図であり、高精度地図データ４６には、たとえば、道路の車線幅および勾配などの情報や、車線数、区画線、路肩の線、交差点、踏切、停止線、歩道、横断歩道、車速の上限を示す標識を含む各種標識などの地物の情報が含まれる。高精度地図データ４６は、自動運転ＥＣＵ３１のマイコンに内蔵された不揮発性メモリに記憶されていてもよいし、自動運転ＥＣＵ３１に接続されたＨＤＤ（Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ）などに記憶されていてもよい。また、自己位置推定部４２は、その点群データのマッチングにより推定された自己位置と、ＧＰＳ受信機３５が受信した測位信号に基づく自己位置とを統合させて、自己位置の推定精度を高める。

【0035】

周辺情報統合部４３には、物体認識部４１による物体の認識結果と、自己位置推定部４２による自己位置の推定結果と、ライダＥＣＵ３２（図１参照）で各ライダ３６から出力される検出信号を処理して得られるデータとが入力される。また、周辺情報統合部４３には、高精度地図データ４６が入力される。周辺情報統合部４３は、高精度地図上に車両１や車両１以外の車両および歩行者などの物体を配置した周辺情報統合地図データを作成する。そして、周辺情報統合部４３は、地図情報や物体の認識情報を車両１の車内に配設されたディスプレイなどのＨＭＩ（Human Machine Interface：ヒューマンマシンインターフェース）デバイス４７に出力する。

【0036】

経路計画部４４には、周辺情報統合部４３から周辺情報統合地図データが入力される。経路計画部４４は、その周辺情報統合地図データから、車両１の目的地までの移動経路を計画する。その計画には、移動経路上の各地点での目標車速が含まれる。また、移動経路の計画には、加速の設定が含まれる。加速の設定については、後述する。そして、経路計画部４４は、その計画した目標車速および減速区間を含む移動経路の経路データをＨＭＩデバイス４７に出力する。

【0037】

車両制御部４５には、経路計画部４４から経路データが入力される。車両制御部４５は、経路データに基づいて、車両１が自動運転により移動経路に沿って走行するように、駆動ＥＣＵ１１、操舵ＥＣＵ１２およびブレーキＥＣＵ１３など、車両１の各部の動作を制御するＥＣＵに指令を出力する。

【0038】

＜加速設定＞
図３は、加速設定処理の流れを示すフローチャートである。図４は、判定項目と優先度との一例を示す図である。

【0039】

たとえば、ＨＭＩデバイス４７上で車両１の目的地が入力された後、ＨＭＩデバイス４７に表示される自動運転開始ボタンが押操作されることにより、ＨＭＩデバイス４７から自動運転ＥＣＵ３１に自動運転開始の指示が入力される。自動運転ＥＣＵ３１に自動運転開始の指示が入力されると、経路計画部４４により、車両１の目的地までの移動経路が計画される。移動経路は、自動運転による車両１の走行中、所定の周期で再計画される。そして、自動運転では、最も新しく計画された移動経路に従って、車両１が移動経路上の各地点を地点ごとの目標車速で走行する。自動運転は、たとえば、車両１が目的地に到着するか、または、緊急停止スイッチ２４が押操作されて、メータＥＣＵ１４から自動運転ＥＣＵ３１に自動運転停止の指示が入力されると終了となる。

【0040】

移動経路の計画および再計画の際には、経路計画部４４により、図３に示される加速設定処理が行われる。

【0041】

加速設定処理では、車両１が走行している走行路に関する情報を含む環境情報が取得される（ステップＳ１１）。周辺情報統合地図データに含まれる高精度地図データ４６から、移動経路上に存在する地物のうち、車両１の現在位置から進行方向に所定の探索範囲内における歩道、車線幅、上限車速、車線数等の情報を含む環境情報が取得される。

【0042】

自動運転ＥＣＵ３１のマイコンに内蔵された不揮発性メモリには、環境情報である高精度地図データ４６を用いて判定される判定項目と判定項目ごとに設定された優先度との関係が記憶されている。その判定項目と優先度との関係は、たとえば、判定テーブルとして、テーブルの形式で記憶されている。

【0043】

判定項目の優先度は、判定項目ごとに優先度を示す順位が設定されていてもよいし、判定項目ごとに優先度を示す数値が設定されていてもよい。判定項目ごとに優先度を示す順位が設定されている場合、優先度が高い方から所定の判定結果が得られるまで判定を実行し、その後の判定を省略することにより、判定の処理を簡略化してもよい。また、判定項目ごとに優先度を示す数値が設定されている場合、条件を満たした判定項目の数値を加算してもよい。

【0044】

判定に必要な環境情報が取得されると、判定テーブルに従って、各判定項目が満たされるか否かの判定が実行される（ステップＳ１２）。

【0045】

環境情報に対しては、判定項目ごとに、車両１の近くを歩く歩行者等が車両１の加速度が過大だと感じることを防止するように、車両１の加速度が設定されている。そして、判定テーブルでは、歩行者等が車両１の加速度が過大だと感じやすい状況ほど、優先的に判定されるように判定項目と優先度との関係が対応づけられている。

【0046】

たとえば、図４に示されるように、走行路に歩道が併設されている場合、歩道を歩いている歩行者は車両１の加速度が過大だと感じる可能性は小さいので加速度を大きく設定できる。また、走行路の車線幅が閾値以上である場合、歩行者と車両１との距離を十分とることができるため、歩行者は車両１の加速度が過大だと感じる可能性は小さいので加速度を大きく設定できる。また、走行路の上限車速が閾値以上である場合、車両１の車速が大きくても歩行者の安全が確保されると考えられるため、歩行者は車両１の加速度が過大だと感じる可能性は小さいので加速度を大きく設定できる。また、走行路の車線数が閾値以上である場合、歩行者と車両１との距離を十分とることができるため、歩行者は車両１の加速度が過大だと感じる可能性は小さいので加速度を大きく設定できる。

【0047】

そして、各判定項目の優先度は、走行路に歩道が併設されていること、走行路の車線幅が閾値以上であること、走行路の上限車速が閾値以上であること、走行路の車線数が閾値以上であることの順に高く設定されており、この順に判定される。その結果、車両１の近くを歩く歩行者が車両１の加速度が過大だと感じやすい状況から順に判定を行うことができる。

【0048】

環境情報を用いて各判定項目が判定された後、判定結果に応じて加速度が設定される（ステップＳ１３）。

【0049】

その後、設定された加速度に従って車両１が走行するよう加速処理が行われる（ステップＳ１４）。車両１が設定された加速度で走行するように、駆動ＥＣＵ１１を介して、車両１の駆動装置２１が制御される。

【0050】

＜自動運転制御の具体例＞
たとえば、判定項目が、走行路に歩道が併設されていること、走行路の車線幅が閾値以上であること、走行路の上限車速が閾値以上であること、走行路の車線数が閾値以上であることを含み、この順に１～４の優先度が設定されているものとする。そして、走行路に歩道が併設されており、かつ走行路の車線幅が閾値以上である場合を想定する。

【0051】

加速設定処理では、環境情報として取得された高精度地図データ４６を用いて、優先度が１の「走行路に歩道が併設されているか否か」が判定される。この判定で走行路に歩道が併設されていると判定された場合、優先度が２の「走行路の車線幅が閾値以上であるか否か」が判定される。この判定で走行路の車線幅が閾値以上であると判定された場合、優先度が３の「走行路の上限車速が閾値以上であるか否か」が判定される。この判定では、走行路の上限車速が閾値より小さいと判定されたとする。この場合、優先度２に対応する加速度が設定され、設定された加速度に従って車両１が走行するよう、駆動ＥＣＵ１１を介して、車両１の駆動装置２１が制御される。

【0052】

＜作用効果＞
以上のように、車両１が走行している走行路に関する情報を含む環境情報に応じて、車両の加速度を設定される。そして、環境情報を用いて、走行路に歩道が併設されていること、走行路の車線幅が閾値以上であること、走行路の上限車速が閾値以上であること、走行路の車線数が閾値以上であることをこの順に判定し、判定結果に応じて加速度を設定し、その加速度に従って車両１が加速される。これにより、車両１の加速の際に、人の運転操作に近い制御を行うことができる。

【0053】

加速度の設定には、高精度地図データ４６が使用される。したがって、高精度地図データ４６の更新により、最新の地物の情報に基づいて、加速度を設定することができる。

【0054】

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

【0055】

たとえば、前述の実施形態では、環境情報を高精度地図データ４６から取得する例を説明したが、環境情報を単眼カメラ３７によって取得してもよい。この場合、単眼カメラ３７が撮像した画像に歩道が映っている場合、「走行路に歩道が併設されている」と判定することができる。他の判定項目も同様に単眼カメラ３７が撮像した画像に映る車線幅、車線数、上限車速を示す標識の数値等を参照することにより、加速度を設定することが可能となる。

【0056】

また、前述の実施形態では、ＨＭＩデバイス４７から自動運転ＥＣＵ３１に自動運転開始の指示が入力されるとしたが、移動体無線データ通信などのデータ通信により、車両１の外部のサーバからゲートウェイＥＣＵを介して自動運転ＥＣＵ３１に自動運転開始の指示が入力されてもよい。また、車両１が移動経路上に設定された自動運転開始地点に到達したことを以て、自動運転ＥＣＵ３１への自動運転開始の指示の入力とされてもよい。

【0057】

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0058】

１：車両
１１：駆動ＥＣＵ（車両制御装置）
３１：自動運転ＥＣＵ（車両制御装置、設定手段）
４６：高精度地図データ（地図情報）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】