特許 7564954 電子制御装置及び車載システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】電子制御装置及び車載システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/50 20060101AFI20241002BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

G06F9/50 150D

G06F9/50 120A

B60R16/02 660B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023533052

(86)(22)【出願日】2022-02-04

(86)【国際出願番号】 JP2022004529

(87)【国際公開番号】W WO2023281784

(87)【国際公開日】2023-01-12

【審査請求日】2023-08-25

(31)【優先権主張番号】P 2021111229

(32)【優先日】2021-07-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001678

【氏名又は名称】藤央弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】前濱 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 浩朗

(72)【発明者】

【氏名】山田 剛

(72)【発明者】

【氏名】前田 功治

(72)【発明者】

【氏名】芹沢 一

【審査官】三坂 敏夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０３６４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８２８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２８３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１８３１４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ９／４５５－９／５４

Ｂ６０Ｒ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の動作を制御するための演算処理を実行する電子制御装置であって、
車両に設置されたセンサの情報に基づいて外界を認識する一又は複数の電子装置と接続され、前記電子装置から送信された外界認識情報に基づいて車両の動作を決定する判断部と、
前記電子制御装置の処理負荷が高いと判定されると、前記電子制御装置と前記電子装置の機能の変更の必要性を判定する機能境界変更判定部とを備え、
前記機能境界変更判定部は、地図情報及び測位情報に基づいて判定された自車両の走行状況に基づいて、前記電子制御装置の処理負荷を判定することを特徴とする電子制御装置。

【請求項2】

車両の動作を制御するための演算処理を実行する電子制御装置であって、
車両に設置されたセンサの情報に基づいて外界を認識する一又は複数の電子装置と接続され、前記電子装置から送信された外界認識情報に基づいて車両の動作を決定する判断部と、
前記電子制御装置の処理負荷が高いと判定されると、前記電子制御装置と前記電子装置の機能の変更の必要性を判定する機能境界変更判定部とを備え、
前記機能境界変更判定部は、前記センサが取得した外界の物標数、自車両の速度、及び自車両の加速度の少なくとも一つに基づいて、前記電子制御装置の処理負荷を判定することを特徴とする電子制御装置。

【請求項3】

車両の動作を制御するための演算処理を実行する電子制御装置であって、
車両に設置されたセンサの情報に基づいて外界を認識する一又は複数の電子装置と接続され、前記電子装置から送信された外界認識情報に基づいて車両の動作を決定する判断部と、
前記電子制御装置の処理負荷が高いと判定されると、前記電子制御装置と前記電子装置の機能の変更の必要性を判定する機能境界変更判定部とを備え、
前記機能境界変更判定部は、前記電子装置による処理の実行周期を前記電子制御装置による処理の実行周期の整数倍にして、前記電子制御装置の機能を前記電子装置に実行させることを特徴とする電子制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の電子制御装置であって、
前記機能境界変更判定部は、前記電子制御装置と前記電子装置の機能を変更すると判定すると、機能及びタスク周期の少なくとも一つの変更を前記電子装置へ指示することを特徴とする電子制御装置。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか一つに記載の電子制御装置であって、
前記機能境界変更判定部は、前記電子制御装置の処理負荷の時間変化に基づいて、前記電子制御装置の処理負荷を判定することを特徴とする電子制御装置。

【請求項6】

請求項１から３のいずれか一つに記載の電子制御装置であって、
前記機能境界変更判定部は、前記電子装置による処理の一部を休止して、前記電子制御装置の機能を前記電子装置に実行させることを特徴とする電子制御装置。

【請求項7】

請求項１から３のいずれか一つに記載の電子制御装置であって、
前記電子装置は、前記機能の変更によって、前記電子装置に配置された前記電子制御装置の処理を実行することを特徴とする電子制御装置。

【請求項8】

請求項７に記載の電子制御装置であって、
前記機能境界変更判定部は、現在の処理負荷が低い電子装置に前記電子制御装置の一部の処理を実行させることを特徴とする電子制御装置。

【請求項9】

請求項１から３のいずれか一つに記載の電子制御装置であって、
前記電子制御装置の処理負荷を判定する第１処理負荷判定部を備えることを特徴とする電子制御装置。

【請求項10】

請求項１から８のいずれか一つの電子制御装置と、一又は複数の前記電子装置とを備える車載システム。

【請求項11】

請求項１０に記載の車載システムであって、
前記電子装置は、前記電子制御装置の処理負荷を判定する第２処理負荷判定部を有することを特徴とする車載システム。

【請求項12】

請求項１１に記載の車載システムであって、
前記第２処理負荷判定部は、前記電子制御装置へ送信する外界認識情報によって、前記電子制御装置の負荷を判定することを特徴とする車載システム。

【請求項13】

請求項１２に記載の車載システムであって、
前記第２処理負荷判定部は、前記電子制御装置へ送信する外界認識情報に含まれる物標数によって、前記電子制御装置の負荷を判定することを特徴とする車載システム。

【請求項14】

車両の動作を制御するための演算処理を実行する電子制御装置と、車両に設置されたセンサの情報に基づいて外界を認識する一又は複数の電子装置とを備える車載システムであって、
前記電子制御装置は、
前記一又は複数の電子装置と接続され、
前記電子装置から送信された外界認識情報に基づいて車両の動作を決定する判断部と、
前記電子制御装置の処理負荷が高いと判定されると、前記電子制御装置と前記電子装置の機能の変更の必要性を判定する機能境界変更判定部とを有し、
前記電子装置は、前記電子制御装置へ送信する外界認識情報に含まれる物標数によって、前記電子制御装置の負荷を判定する第２処理負荷判定部を有することを特徴とする車載システム。

【発明の詳細な説明】

【参照による取り込み】

【0001】

本出願は、令和３年（２０２１年）７月５日に出願された日本出願である特願２０２１－１１１２２９の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。

【技術分野】

【0002】

本発明は車両に搭載される電子制御装置に関する。

【背景技術】

【0003】

車両には、外界認識センサが取得した情報に基づいて車両や歩行者などの物標を認識する電子制御装置や、物標の認識結果を統合して自動運転や運転支援のための演算を行う電子制御装置や、エンジンやアクチュエータの制御を行う電子制御装置等、多くの電子制御装置が搭載されている。搭載される電子制御装置の数を減らすため、一つの電子制御装置への機能が集約されるが、機能が集約された電子制御装置の処理負荷が高くなり、部品が高価になるという課題がある。電子制御装置の処理負荷増大を抑制する技術として、特開２００６－１３４２０３号公報（特許文献１）、特開２０１０－２６２４４４号公報（特許文献２）、特開２０１２－１８５５４１号公報（特許文献３）、特開２０１８－６７１３５号公報（特許文献４）、特開２０２０－２９１７４号公報（特許文献５）がある。

【0004】

特許文献１（特開２００６－１３４２０３号公報）には、ネットワークで接続された複数の制御装置が複数のタスクを分散して実行する分散制御システムであって、各制御装置は、自己が実行すべきタスクとして起動されたタスク管理リストを有し、各タスクは実行終了までの要求時間であるデッドラインまたはタスクが起動される周期の情報を含み、各制御装置は、前記タスク管理リスト内の全てのタスクが、前記デッドラインまたはタスク周期を満足できるか否かを判定して、満足できないと判定された場合には、前記タスク管理リストに含まれるタスクの中から、他の制御装置で前記デッドラインまたはタスク周期を満足して実行可能なタスクを選択して、他の制御装置にタスクの実行を依頼することを特徴とする分散制御システムが記載されている。

【0005】

特許文献２（特開２０１０－２６２４４４号公報）には、固有に定められた起動周期で起動される１または複数のタスクを有したＯＳが搭載されている車載装置であって、自車両の状態を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された自車両の状態に応じて、前記タスクについての前記起動周期を変更する起動周期変更手段と、を備えることを特徴とする車載装置が記載されている。

【0006】

特許文献３（特開２０１２－１８５５４１号公報）には、複数のタスクに対して順次実行権を付与することで、これらのタスクを並行して動作させる車載装置であって、自車両の状態を判別する判別手段と、前記判別手段により判別された前記自車両の状態に応じて、それぞれの前記タスクを動作させる頻度を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする車載装置が記載されている。

【0007】

特許文献４（特開２０１８－６７１３５号公報）には、車両の動作を制御する車両制御装置であって、前記車両の動作を制御する制御タスクを実行すべき演算装置を定義するタスクテーブルを格納する記憶部、前記タスクテーブルの定義にしたがって前記制御タスクを実行する第１および第２演算装置、前記車両制御装置が起動または終了するとき前記タスクテーブルを更新する更新部、を備えることを特徴とする車両制御装置が記載されている。

【0008】

特許文献５（特開２０２０－２９１７４号公報）には、制御タスクの演算負荷に関する指標データをもとに、リアルタイムに前記演算負荷を推定する演算負荷推定部と、前記演算負荷をもとに、車両の動作を制御するタスクテーブルを更新するタスクテーブル更新部と、を備えることを特徴とする車両制御装置が記載されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１、特許文献４、特許文献５に記載される技術では、複数の電子制御装置に割り当てるタスクテーブルを更新して、処理負荷が増大した場合に優先順位が高い機能が停止しないタスク配置を得る。しかし、これらタスクテーブルの更新によるタスク配置の変更は機能の順序性及び認識、認知、制御などの電子制御装置の本来の役割を考慮していない。また、特許文献２及び特許文献３に記載される技術では、タスクの実行周期を変更して処理負荷の増大を抑制する。タスクの実行周期の変更による処理負荷増大の抑制は、車載の電子制御装置が担う機能においては実行周期を変更できるタスクが限られ、許容できる実行周期が制限されるため、機能を集約する電子制御装置の処理負荷を低減する程度の処理負荷低減は困難である。

【0010】

本発明は、機能の順序性及び各電子制御装置の本来の役割を考慮しつつ、機能を集約させた電子制御装置の処理負荷を低減して車載システム全体の要求性能を低減する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、車両の動作を制御するための演算処理を実行する電子制御装置であって、車両に設置されたセンサの情報に基づいて外界を認識する一又は複数の電子装置と接続され、前記電子装置から送信された外界認識情報に基づいて車両の動作を決定する判断部と、前記電子制御装置の処理負荷が高いと判定されると、前記電子制御装置と前記電子装置の機能の変更の必要性を判定する機能境界変更判定部とを備え、前記機能境界変更判定部は、地図情報及び測位情報に基づいて判定された自車両の走行状況に基づいて、前記電子制御装置の処理負荷を判定することを特徴とする電子制御装置。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様によれば、電子制御装置のピーク時の処理負荷を低下できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【図2】実施例１の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【図3】実施例１における外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【図4】実施例１の外界認識電子装置と統合電子装置との間の処理を示すシーケンス図である。

【図5】実施例３の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【図6】実施例３における外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【図7】実施例４の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【図8】実施例４における外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【図9】実施例６の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【図10】実施例６における外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【図11】実施例７の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【図12】実施例７の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【図13】実施例８の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施例を図面を参照して説明する。

【0015】

＜実施例１＞
図１、図２は、本発明の実施例１の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図であり、図１は、処理負荷が低く統合電子装置１０００の認知部１００３が動作する通常時の動作状態を示し、図２は、外界認識電子装置１０１０の代替認知部１０１４が動作する動作状態を示す。

【0016】

図１に示すように、通常動作状態では、自動運転システムでは、複数の外界認識センサ１１０１～１１０６が複数の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０に接続され、複数の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０が単一の統合電子装置１０００に接続される。外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０では、接続された外界認識センサ１１０１～１１０６から得られた外界情報に基づいて、認識処理部１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２が車両、歩行者、標識、信号等の物標情報や、車線や横断歩道などの道路標示を認識し、外界認識結果を出力する。統合電子装置１０００では、入力された複数の外界認識結果を認知部１００３が統合し、統合された外界認識結果に基づいて判断部１００４が車両の挙動を決定し、制御部１００５が車両の挙動をブレーキ１１１１やアクセル１１１２のアクチュエータの制御指令値に変換して出力する。このような自動運転システムでは、統合電子装置１０００に機能が集約しており、統合電子装置１０００には高い演算性能が必要となる。

【0017】

本実施例の自動運転システムでは、図２に示すように、統合電子装置１０００は、処理負荷判定部１００１と機能境界変更判定部１００２を有し、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０は、それぞれ、負荷計測部１０１３、１０２３、１０３３と代替認知部１０１４、１０２４、１０３４を有する。処理負荷判定部１００１は、統合電子装置１０００の処理負荷が予め設定された閾値を超えるか否かを判定する。機能境界変更判定部１００２は、処理負荷判定部１００１の判定結果と各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷状況に応じて、統合電子装置１０００で実行する機能を代替的に実行する外界認識電子装置を決定する。また、負荷計測部１０１３、１０２３、１０３３は、各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷値（例えばＣＰＵ使用率）を計測又は予測する。代替認知部１０１４、１０２４、１０３４は、機能境界変更判定部１００２が認知処理の実行を外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０へ指示した場合に、認識結果統合処理を実行する。

【0018】

なお、図２に示すように、認知部１００３の全ての処理を代替認知部１０１４が実行するのではなく、認知部１００３の処理を部分的に代替認知部１０１４が実行してもよい。また、統合電子装置１０００の処理を外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０が代替するが、外界認識電子装置ではない他の電子装置が統合電子装置１０００の処理を代替してもよい。

【0019】

図３は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムにおける、外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【0020】

ステップ１００：各外界認識センサ１１０１～１１０６が外界情報を取得する。外界情報とは、自車両の周辺を各外界認識センサ１１０１～１１０６によって計測したセンサ情報であり、例えば外界認識センサ１１０１～１１０６のうち、カメラであれば画像データ、ＬｉＤＡＲであれば３次元位置を表す点の集合（３次元点群）である。

【0021】

ステップ１０１：各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０において、認識処理部１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２が外界情報を用いて、自車両周辺の物標や車線等を認識する。

【0022】

ステップ１０２：各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０において、負荷計測部１０１３、１０２３、１０３３が、各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷値を取得し、取得した負荷値を機能境界変更判定部１００２に送信する。本実施例において、負荷値はＣＰＵ使用率とする。本実施例においては、ＣＰＵ使用率を計測するが、外界情報からＣＰＵ使用率を予測してもよい。また、負荷値を取得するタイミングは後述のステップ１０３の後やステップ１０４中（前記統合電子装置の処理性能不足が判明したタイミング）でもよい。

【0023】

ステップ１０３：統合電子装置１０００における処理負荷判定部１００１が統合電子装置１０００の負荷値を取得する。本実施例において、負荷値はＣＰＵ使用率とする。本実施例においては、ＣＰＵ使用率を計測するが、実施例２に示すように、外界認識結果から処理負荷を予測してもよい。

【0024】

ステップ１０４：処理負荷判定部１００１が統合電子装置１０００の負荷値が予め設定した閾値を超えているか否か（すなわち、統合電子装置１０００の処理性能が十分か否か）を判定し、機能境界変更判定部１００２が、処理負荷判定部１００１の判定結果とステップ１０２の結果（各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷値）を用いて、認知処理を実行する外界認識電子装置を決定する。ここで、統合電子装置１０００が処理性能不足の場合、どの外界認識電子装置に認知処理を実行させるかは、例えば単純にステップ１０２で得られた負荷値が少ない外界認識電子装置を選択しても、予め処理を分散して実行するルールを定めておいてもよい。

【0025】

ステップ１０５：負荷値が閾値を超えていない場合（すなわち、統合電子装置１０００の性能が十分である場合）、図１に示すように、統合電子装置１０００において認知処理を実行する。

【0026】

ステップ１０６：負荷値が閾値を超えている場合（すなわち、統合電子装置１０００の性能が十分でない場合）、機能境界変更判定部１００２が、認知機能を代替する外界認識電子装置を選択し、選択された外界認識電子装置へ認知処理の実行を依頼する。そして、図２に示すように、統合電子装置１０００の認知部１００３は機能を停止し、機能境界変更判定部１００２が定めた外界認識電子装置（例えば、負荷が低く、性能に余裕のある外界認識電子装置）の代替認知部１０１４が認知処理を実行する。

【0027】

ステップ１０７：統合電子装置１０００の判断部１００４が、ステップ１０５又は１０６における認知処理の結果を用いて、判断処理を実行する。ここで判断部１００４の入力の切り替えは、例えば、常に全ての認知部１００３及び代替認知部１０１４、１０２４、１０３４から認知結果が出力されており、有効な値が含まれている入力を採用しても、図２に示すように、機能境界変更判定部１００２から認知処理を実行する電子装置からの入力を採用してもよい。

【0028】

ステップ１０８：統合電子装置１０００の制御部１００５が、判断部１００４の判断処理結果（車両の挙動情報）から制御指令値を生成して、出力する。

【0029】

図４は、本実施例の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０と統合電子装置１０００との間の処理を示すシーケンス図である。図４において図３と同じ処理には図３と同じ番号を付する。まず、各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０は、各外界認識センサから外界情報を受信し、認識処理部によって自車両周辺の物標や車線等の認識を行う（ステップ１０１）。

【0030】

また、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０は、認識処理部１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２の処理結果を統合電子装置１０００に送信し、自己の現在の処理負荷を算出し、算出結果を統合電子装置１０００へ送信する（ステップ１０２）。

【0031】

統合電子装置１０００の処理負荷判定部１００１は、統合電子装置１０００の負荷値を計算し（ステップ１０３、１０４）、負荷値が予め定めた閾値以下である場合、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０に通常タスクを実行するように通知して、統合電子装置１０００の認知部１００３が認知処理を実行する（ステップ１０５）。

【0032】

負荷値が閾値より大きい場合、機能境界変更判定部１００２が、認知機能を代替する外界認識電子装置を選択し、選択された外界認識電子装置へ認知処理の実行を依頼し、統合電子装置１０００の認知部１００３は機能を停止する。

【0033】

代替認知処理実行依頼を受け取った外界認識電子装置が認知処理を実行できない状況にある場合、当該外界認識電子装置は実行拒否応答を統合電子装置１０００へ送信する。統合電子装置１０００は実行拒否応答を受け取った場合、機能境界変更判定部１００２において認知処理を実行する外界認識電子装置を再度選択し、選択した外界認識電子装置へ代替認知処理の実行を依頼する。

【0034】

代替認知処理実行依頼を受け取った外界認識電子装置が認知処理を実行できる状況にある場合、当該外界認識電子装置は代替認知処理を実行し、認知処理結果を統合電子装置１０００へ送信する（ステップ１０６）。統合電子装置１０００の判断部１００４は、ステップ１０５又は１０６の結果に基づいて判断処理を実行し（ステップ１０７）、判断処理の結果から制御指令値を生成して、ブレーキ１１１１やアクセル１１１２等のアクチュエータへ制御指令値を出力する（ステップ１０８）。

【0035】

車両の運転状態や周辺環境によって機能境界変更判定部１００２が統合電子装置１０００の処理性能を判定する閾値を変更してもよい。車両の運転状態は、例えば、一般道路走行中か高速道路走行中か自動駐車中かなどであり、周辺環境は、交差点、歩道の有無、道路幅、車線数、可視範囲の信号機の有無などである。

【0036】

＜実施例２＞
本発明の実施例２では、実施例１のステップ１００において統合電子装置１０００の負荷値を直接計測する代わりに、外界認識結果より統合電子装置１０００の負荷値を予測する。実施例２において、自動運転システムの構成は実施例１と同じなのでその説明は省略する。また、自動運転システムの処理は以下の点において実施例１と異なる。

【0037】

ステップ１０２において、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０から出力される認識結果から外界認識電子装置の負荷を推定する。例えば、認識処理は、認識物標数が多くなると処理負荷が増大するため、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０から出力される外界認識結果に含まれる認識物標数から外界認識電子装置の負荷を推定できる。そして、ステップ１０５において、外界認識電子装置から送信された外界認識結果に含まれる物標数が予め設定した閾値以下である外界認識電子装置を、認知処理を実行する外界認識電子装置に選択する。

【0038】

＜実施例３＞
本発明の実施例３では、実施例１のステップ１００において統合電子装置１０００の負荷値を直接計測する代わりに、地図情報及び測位情報から現在の自車両の走行道路の道路種別を判別し、道路種別に応じて機能境界変更判定部１００２が機能配置を変更する。実施例３において、自動運転システムの構成及び処理について、実施例１と同じ部分の説明は省略し、相違点を主に説明する。

【0039】

図５は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【0040】

実施例３において、統合電子装置１０００の処理負荷判定部１００１は、測位情報センサ１１２１から取得した測位情報及び地図情報管理装置１１２２から取得した地図情報を用いて現在の自車両の走行道路の道路種別を判別する。測位情報センサ１１２１には人工衛星からの信号を受信して、位置を測定するＧＮＳＳ受信機を使用できる。道路種別に応じて認知すべき物標数が異なるので、機能境界変更判定部１００２が認知処理の配置を変更する。例えば、高速道路より一般道路の方が認識する物標数が多くなるため、統合電子装置１０００の処理負荷が増大することから、一般道路走行時は外界認識電子装置で処理の一部を代替する。また、車速によって認識する物標数が変わることから、車速によって機能境界変更判定部１００２が認知処理の配置を変更してもよい。また、認識する物標数は、加速中は少なく、減速中は多いことから、加速度によって機能境界変更判定部１００２が認知処理の配置を変更してもよい。

【0041】

さらに、車両の運転状態や周辺環境によって機能境界変更判定部１００２が認知処理の配置を変更してもよい。例えば、自動運転中か自動駐車中かによって認識する物標数が変わり、統合電子装置１０００の処理負荷が変わることから、機能境界変更判定部１００２が認知処理の配置を変更してもよい。車両の運転状態は、自動運転中か自動駐車中かなどであり、周辺環境は、交差点、歩道の有無、道路幅、車線数、可視範囲の信号機の有無などである。

【0042】

図６は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムにおける、外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【0043】

ステップ３００：処理負荷判定部１００１が、地図情報管理装置１１２２から地図情報を取得する。

【0044】

ステップ３０１：処理負荷判定部１００１が、測位情報センサ１１２１から測位情報を取得し、現在位置を求める。

【0045】

ステップ３０２：処理負荷判定部１００１が、車両が高速道路上か否か（すなわち、自動運転を実施するために必要な物標が多いか否か）を判定し、機能境界変更判定部１００２が、処理負荷判定部１００１の判定結果を用いて、認知処理を実行する外界認識電子装置を決定する。

【0046】

ステップ３０３：車両が高速道路上である場合（すなわち、認知部１００３が認知すべき物標が少ない場合）、統合電子装置１０００で認知処理を実行する。

【0047】

ステップ３０４：車両が高速道路上でない場合（すなわち、認知部１００３が認知すべき物標が多い一般道上である場合）、各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０において、負荷計測部１０１３、１０２３、１０３３が、それぞれ外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷値を取得する。本実施例において、負荷値はＣＰＵ使用率とする。本実施例においては、ＣＰＵ使用率を計測するが、外界情報からＣＰＵ使用率を予測してもよい。また、負荷値を取得するタイミングはステップ３０２の前でもよい。

【0048】

ステップ３０５：機能境界変更判定部１００２が、処理性能に最も余裕のある外界認識電子装置を認知機能を代替する外界認識電子装置に選択し、選択された外界認識電子装置へ認知処理の実行を依頼する。

【0049】

ステップ３０６：そして、統合電子装置１０００の認知部１００３は機能を停止し、機能境界変更判定部１００２が定めた、処理性能に余裕がある外界認識電子装置の代替認知部１０１４が認知処理を実行する。なお、どの外界認識電子装置に認知処理を実行させるかは、予め処理を分散して実行するルールを定める方法でもよい。

【0050】

ステップ３０７：ステップ３０３又は３０６における認知処理の結果を用いて、統合電子装置１０００の判断部１００４が判断処理を実行する。ここで判断部１００４の入力の切り替えは、例えば、常に全ての認知部１００３及び代替認知部１０１４、１０２４、１０３４から認知結果が出力されており、有効な値が含まれている入力を採用しても、機能境界変更判定部１００２から認知処理を実行する電子装置からの入力を採用してもよい。

【0051】

そして、統合電子装置１０００の制御部１００５が、判断部１００４の判断処理結果（車両の挙動情報）から制御指令値を生成して、出力する。

【0052】

＜実施例４＞
本発明の実施例４では、実施例１のステップ１０３及び実施例３のステップ３０４において外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷値を直接計測する代わりに、統合電子装置１０００に入力された認識結果によって外界認識電子装置の負荷値を予測する。実施例４において、自動運転システムの構成及び処理について、実施例３と同じ部分の説明は省略し、相違点を主に説明する。

【0053】

図７は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【0054】

実施例４の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０は、負荷計測部を有さず、機能境界変更判定部１００２が、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷を推定し、統合電子装置１０００が行っている認知処理を代替する外界認識電子装置を選定する。

【0055】

図８は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムにおける、外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【0056】

図８に示すフローチャートは、ステップ４０４において図６に示すフローチャートと異なる。すなわち、ステップ４００～４０３及びステップ４０５～４０７は、図６のステップ３００～３０３及びステップ３０５～３０７と同じである。

【0057】

ステップ４０４：車両が高速道路上でない場合（すなわち、認知部１００３が認知すべき物標が多い一般道上である場合）、機能境界変更判定部１００２は、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０から出力される認識結果から外界認識電子装置の負荷を推定し、統合電子装置１０００が行っている認知処理を代替する外界認識電子装置を選定する。例えば、認識処理は認識物標数が多くなると処理負荷が増大するため、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０から出力される外界認識結果に含まれる認識物標数から外界認識電子装置の負荷を推定できる。本実施例において、負荷値はＣＰＵ使用率とする。また、負荷値を取得するタイミングもステップ３０２の前に実施してもよい。

【0058】

＜実施例５＞
本発明の実施例５では、前述した全ての実施例において、機能境界変更判定部１００２が処理を代替させる外界認識電子装置を選定する際に（ステップ１０３、ステップ３０４、ステップ４０４）、外界認識電子装置の一部の処理を休止又は処理周期を変更する。また、統合電子装置１０００と一部の処理を入れ替えるリソースを確保する。実施例５において、自動運転システムの構成は実施例１～４と同じなのでその説明は省略する。また、自動運転システムの処理は以下の点において実施例１～４と異なる。

【0059】

例えば、通常時は、統合電子装置１０００の認知部１００３による認知処理の実行周期と、各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の認識処理部による認識処理の実行周期を等しく設定しておき、外界認識電子装置による認知処理の代替時に、統合電子装置１０００の認知処理を代替する外界認識電子装置の認識処理部による認識処理の実行周期を、統合電子装置１０００の認知部１００３による認知処理の実行周期の整数倍（整数は２以上）に長く設定して、認知処理を実行するためのリソースを確保する条件において、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の処理負荷を計算して、認知処理を代替する外界認識電子装置を選択する。

【0060】

そして、選択された外界認識電子装置の認識処理部は、認識処理の実行周期を認知部１００３による認知処理の実行周期の整数倍（整数は２以上）に設定して、実行周期を長くすることによって、空いたリソースによって、統合電子装置１０００の認知処理を代替する。

【0061】

＜実施例６＞
本発明の実施例６では、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０が、処理負荷判定部１００１及び機能境界変更判定部１００２を有する。実施例６において、自動運転システムの構成及び処理について、実施例１と同じ部分の説明は省略し、相違点を主に説明する。

【0062】

図９は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図である。

【0063】

実施例６では、複数の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０が単一の統合電子装置１０００に接続される。外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０では、接続された外界認識センサ１１０１～１１０６から得られた外界情報に基づいて、認識処理部１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２が車両、歩行者、標識、信号等の物標情報や、車線や横断歩道などの道路標示を認識し、外界認識結果を出力する。処理負荷判定部１０１５、１０２５、１０３５は、統合電子装置１０００の処理負荷が予め設定された閾値を超えるか否かを判定する。機能境界変更判定部１０１６、１０２６、１０３６は、処理負荷判定部１００１の判定結果と各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷状況に応じて、統合電子装置１０００で実行する機能を代替的に実行する外界認識電子装置を決定する。代替認知部１０１４、１０２４、１０３４は、機能境界変更判定部１０１６、１０２６、１０３６が認知処理の実行を決定した場合、認識結果統合処理を実行する。

【0064】

統合電子装置１０００に入力される認識物標数が大きくなると統合電子装置１０００の認知処理の負荷が増大するため、各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０において、各外界認識センサ１１０１～１１０６からの外界情報による認識物標を出力するのではなく、接続されている外界認識センサ１１０１～１１０６からの外界情報による認識物標を統合して出力して、統合電子装置１０００が受け取る認識物標数を少なくし、認知処理の負荷を低減できる。

【0065】

統合電子装置１０００では、入力された複数の外界認識結果を認知部１００３が統合し、統合された外界認識結果に基づいて判断部１００４が車両の挙動を決定し、制御部１００５が車両の挙動をブレーキ１１１１やアクセル１１１２のアクチュエータの制御指令値に変換して出力する。統合電子装置１０００は、認知部１００３内に簡略認知部１００６を有する。簡略認知部１００６は、いずれかの外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の代替認知部１０１４、１０２４、１０３４の動作時に、入力された外界認識結果又は認知処理結果に基づいて、認知処理を実行する。

【0066】

図１０は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムにおける、外界認識から制御指令値出力までの処理のフローチャートである。

【0067】

ステップ６００：認識処理部１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２が、外界認識センサ１１０１～１１０６から得られた外界情報を認識する。

【0068】

ステップ６０１：処理負荷判定部１０１５、１０２５、１０３５が、認識処理部１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２による外界情報の認識結果から物標数を計測する。

【0069】

ステップ６０２：処理負荷判定部１０１５、１０２５、１０３５が、計測した物標数から統合電子装置１０００の処理負荷を予測する。

【0070】

ステップ６０３：処理負荷判定部１０１５、１０２５、１０３５が、処理負荷が予め設定した閾値を超えるか否か（統合電子装置１０００の性能が十分か否か）を判定する。

【0071】

ステップ６０４：処理負荷判定部１０１５、１０２５、１０３５が、処理負荷が閾値を超えると判定した場合、機能境界変更判定部１０１６、１０２６、１０３６が統合電子装置１０００で実行する認知処理を代替的に実行する外界認識電子装置を選定し、選定された外界認識電子装置が認知処理を実行する。このとき、実施例５と同様に、機能境界変更判定部１０１６、１０２６、１０３６が外界認識電子装置の一部機能の休止や処理周期を変更して、外界認識電子装置の処理リソースを確保してもよい。

【0072】

ステップ６０５：統合電子装置１０００の認知部１００３又は簡略認知部１００６が、入力された外界認識結果又は認知処理結果に基づいて、認知処理を実行する。

【0073】

ステップ６０６：前記統合電子装置１０００の判断部１００４が、ステップ６０５における認知処理の結果を用いて、判断処理を実行する。その後、制御部１００５が、判断部１００４の判断処理結果（車両の挙動情報）から制御指令値を生成して、出力する。

【0074】

＜実施例７＞
本発明の実施例７では、統合電子装置１０００の処理負荷が増大した場合に、判断部１００４の機能を外界認識電子装置に代替させる。実施例７において、自動運転システムの構成及び処理について、実施例１と同じ部分の説明は省略し、相違点を主に説明する。

【0075】

図１１及び図１２は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムの機能ブロック図であり、図１１は、処理負荷が低く統合電子装置１０００の判断部１００４が動作する通常時の動作状態を示し、図１２は、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の代替判断部１０１７、１０２７、１０３７が動作する動作状態を示す。

【0076】

図１１に示すように、通常動作状態では、自動運転システムでは、複数の外界認識センサ１１０１～１１０６が複数の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０に接続され、複数の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０が単一の統合電子装置１０００に接続される。外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０では、接続された外界認識センサ１１０１～１１０６から得られた外界情報に基づいて、認識処理部１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２が車両、歩行者、標識、信号等の物標情報や、車線や横断歩道などの道路標示を認識し、外界認識結果を出力する。統合電子装置１０００では、入力された複数の外界認識結果を認知部１００３が統合し、統合された外界認識結果に基づいて判断部１００４が車両の挙動を決定し、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０に送る。外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０では、制御部１０１８、１０２８、１０３８が、車両の挙動を、ブレーキ１１１１、アクセル１１１２、ステアリング１１１３のアクチュエータの制御指令値や、警告装置１１１４、表示装置１１１５の動作指令に変換して出力する。このような自動運転システムでは、制御部１０１８、１０２８、１０３８の機能分担に合わせて、判断部１００４の機能を、車両の加減速に関わる機能、車両の操舵に関わる機能、ドライバへの警告や表示機能に分けることができる。

【0077】

本実施例の自動運転システムでは、図１２に示すように、統合電子装置１０００は、処理負荷判定部１００１と機能境界変更判定部１００２を有し、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０は、それぞれ、代替判断部１０１７、１０２７、１０３７を有する。処理負荷判定部１００１は、統合電子装置１０００の処理負荷が予め設定された閾値を超えるか否かを判定する。また、処理負荷判定部１００１は、統合電子装置１０００から出力される認識結果から、各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の処理負荷を推測する。機能境界変更判定部１００２は、統合電子装置１０００の処理負荷と各外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の負荷状況に応じて、統合電子装置１０００で実行される判断部１００４の機能を代替的に実行する外界認識電子装置を決定する。代替判断部１０１７、１０２７、１０３７は、機能境界変更判定部１００２が判断処理の実行を外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０へ指示した場合に、判断処理を実行する。すなわち、統合電子装置１０００の処理負荷が増大した際、認知処理ではなく、加減速に関わる判断機能を外界認識電子装置１０１０の代替判断部１０１７で実行し、操舵に関わる判断機能を外界認識電子装置１０２０の代替判断部１０２７で実行し、ドライバへの警告や表示機能を外界認識電子装置１０３０の代替判断部１０３７で実行することによって、統合電子装置１０００の処理負荷を低減できる。各代替判断部１０１７、１０２７、１０３７による機能の代替は、図１２に図示したように判断部１００４の全ての機能を代替えても、判断部１００４の一部の機能を代替えてもよい。

【0078】

＜実施例８＞
本発明の実施例８では、複数の外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０は、互いに接続されている。実施例８において、自動運転システムの構成及び処理について、前述した実施例と同じ部分の説明は省略し、相違点を主に説明する。

【0079】

図１３は、本実施例の電子制御装置負荷分散システムが適用された自動運転システムのブロック図であり、自動運転システムを構成する電子装置の接続を示す。本実施例において前記複数の外界認識電子装置は互いに接続されている。本実施例では、処理負荷判定部１００１及び機能境界変更判定部１００２の少なくとも一方を、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０の少なくともいずれか一つに配置してよい。

【0080】

＜実施例９＞
本発明の実施例９では、実施例８の接続形態において、いずれかの外界認識電子装置の処理負荷が増大した場合、他の外界認識電子装置で処理を代替する。実施例９において、自動運転システムの構成及び処理について、前述した実施例と同じ部分の説明は省略し、相違点を主に説明する。

【0081】

本実施例では、統合電子装置１０００の処理負荷を前記外界認識電子装置で代替せずに、外界認識電子装置の処理負荷が増大した場合に、他の外界認識電子装置で処理を代替させる。例えば、車両に前方認識センサ用、右側方認識センサ用、左側方認識センサ用、後方認識センサ用の四つの外界認識電子装置が搭載されている場合、前方は物標数が多く、後方は物標数が少ない場合がある。このような場合に、前方認識センサ用外界認識電子装置の認識処理の一部を、後方認識センサ用外界認識電子装置に代替させるとよい。

【0082】

＜実施例１０＞
本発明の実施例１０では、複数の統合電子装置１０００が設けられる。複数の統合電子装置１０００間で処理を代替えてもよい。

【0083】

＜実施例１１＞
本発明の実施例１１では、将来の負荷を予測する。例えば、処理負荷判定部１００１は、現在の負荷値（ＣＰＵ使用率や認識物標数など）から将来的の負荷値を予測する。実施例９で前述した四つの外界認識電子装置では、車両が前進している場合、前記前方認識センサ用外界認識電子装置の認識物標数が増加した後に、右側方認識センサ用外界認識電子装置又は左側方認識センサ用外界認識電子装置の認識物標数の増加が予測できる。

【0084】

＜実施例１２＞
本発明の実施例１２では、過去の走行データを学習して、将来の負荷を予測する。例えば、時間によって変化するＣＰＵ使用率を外挿して将来の不可知を予測してもよい。また、実施例１１の処理負荷判定部１００１において、過去の走行データにおける認識物標数の変化を教師データとして学習したＤＮＮを用いて、数秒前から現在の認識物標数の変化から将来の認識物標数を予測できる。そして予測した認識物標数を用いて各電子装置の処理負荷を予測できる。

【0085】

前述した実施例では、統合電子装置１０００の処理を外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０で代替したり、外界認識電子装置１０１０、１０２０、１０３０同士で処理を代替するが、他の電子制御装置の処理を他の電子制御装置で代替する形態であれば、どの電子制御装置にも適用可能である。

【0086】

以上に説明したように本発明の実施例の統合電子装置１０００によると、ピーク時の処理負荷を低減でき、統合電子装置１０００への要求性能を低減できる。また、既存の他の電子装置のリソースを利用して、統合電子装置１０００の処理を代替するので、別に電子装置を設けず、統合電子装置１０００のピーク時の処理負荷を低減できる。

【0087】

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

【0088】

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウエアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウエアで実現してもよい。

【0089】

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

【0090】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】