(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第１制御装置と、
車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第２制御装置と、を備え、
前記第１制御装置は、前記第２制御装置の第２制御対象の異常の有無を監視し、
前記第２制御装置は、前記第１制御装置の第１制御対象の異常の有無を監視し、
前記第１制御装置が前記走行制御を行い、且つ前記第１制御装置の前記第１制御対象のうちいずれかの前記第１制御対象に異常が生じ、更に前記第１制御対象または前記第２制御装置の前記第２制御対象のうちいずれかの前記第２制御対象に異常が生じた場合において、
（Ａ）前記走行制御に必要な前記第１制御対象に異常が生じていない場合、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、
（Ｂ）前記走行制御に必要な前記第１制御対象に異常が生じ、且つ前記第２制御装置が制御の対象とする前記第２制御対象のうち、前記走行制御に必要な前記第２制御対象に異常が生じていない場合、前記第２制御装置が、前記第１制御装置に代わって前記走行制御を実行し、
（Ｃ）前記走行制御に必要な前記第１制御対象に異常が生じ、且つ前記走行制御に必要な前記第２制御対象に異常が生じた場合、前記第１制御装置および前記第２制御装置は前記走行制御を制限する、
車両制御システム。
【請求項２】
前記第１制御装置の制御の対象は、前記車両を動かす駆動力を制御する機能、乗員に前記走行制御に関する通知を行う機能、前記車両の周辺を認識する機能、操舵を制御するための機能、制動を行うための機能、および車両の停止状態を保持するための機能を有する装置である、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記走行制御に必要な前記第１制御対象は、操舵を制御するための機能および制動を行うための機能を有する装置であり、
前記走行制御に必要な前記第２制御対象は、操舵を制御するための機能および制動を行うための機能を有する装置である、
請求項２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記（Ａ）または前記（Ｂ）における走行制御は、前記車両を減速させつつ走行させて停止させる走行制御である、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記（Ｃ）の場合、前記第１制御装置および前記第２制御装置は、前記車両の乗員に手動運転を要求し、前記乗員が要求に応じない場合も、前記乗員に手動運転を行うことを要求する運転交代要求通知を出力部に出力させ続ける、
請求項４に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記第１制御装置は、前記第２制御対象に指示可能となっておらず、
前記第２制御装置は、前記第１制御対象に指示可能となっていない、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記第１制御装置は、前記第２制御対象のうち一部の前記第２制御対象に指示可能となっており、
前記第２制御装置は、前記第１制御対象のうち一部の前記第１制御対象に指示可能となっている、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項８】
車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第１制御装置と、
車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第２制御装置と、を備え、
前記第１制御装置は、前記第２制御装置の第２制御対象の異常の有無を監視し、
前記第２制御装置は、前記第１制御装置の第１制御対象の異常の有無を監視し、
（ａ）前記第１制御装置が前記走行制御を行っている際に前記第１制御装置の前記第１制御対象のうち、いずれかの前記第１制御対象に第１の異常が生じた場合において、
（ｂ）前記（ａ）において前記第１の異常の種別が第１基準を満たした場合、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、
（ｃ）前記（ａ）において前記第１の異常の種別が第１基準を満たさない場合、前記第１制御装置に代わり、前記第２制御装置が前記走行制御を実行し、
前記（ｂ）において、更に、前記第１の異常が生じた前記第１制御対象とは異なる第１制御対象に第２の異常が生じた場合に、
前記第２の異常の種別が第２基準を満たした場合に、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、
前記第２の異常の種別が第２基準を満たさない場合に、前記第１制御装置に代わり、前記第２制御装置が前記走行制御を実行する、
車両制御システム。
【請求項９】
車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第１制御装置と、
車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第２制御装置と、を備える車両制御システムにおいて、
前記第１制御装置が、前記第２制御装置の第２制御対象の異常の有無を監視し、
前記第２制御装置が、前記第１制御装置の第１制御対象の異常の有無を監視し、
前記第１制御装置が前記走行制御を行い、且つ前記第１制御装置の前記第１制御対象のうちいずれかの前記第１制御対象に異常が生じ、更に前記第１制御対象または前記第２制御装置の前記第２制御装置のうちいずれかの前記第２制御対象に異常が生じた場合において、
（Ａ）前記走行制御に必要な前記第１制御対象に異常が生じていない場合、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、
（Ｂ）前記走行制御に必要な前記第１制御対象に異常が生じ、且つ前記第２制御装置が制御の対象とする前記第２制御対象のうち、前記走行制御に必要な前記第２制御対象に異常が生じていない場合、前記第２制御装置が、前記第１制御装置に代わって前記走行制御を実行し、
（Ｃ）前記走行制御に必要な前記第１制御対象に異常が生じ、且つ前記走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じた場合、前記第１制御装置および前記第２制御装置は前記走行制御を制限する、
車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システム、および車両制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外界認識装置群及びアクチュエータ群を有し、車両の第１走行制御を行う第１走行制御手段が外界認識装置群と通信するための第１通信手段と、前記第１走行制御手段が前記アクチュエータ群と通信するための第２通信手段と、前記車両の第２走行制御を行う第２走行制御手段が前記外界認識装置群と通信するための第３通信手段と、前記第２走行制御手段が前記アクチュエータ群と通信するための第４通信手段とを備える車両の制御システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この制御システムは、前記第１通信手段、前記第２通信手段、前記第３通信手段、および前記第４通信手段の通信状況に基づいて前記車両の機能低下を検出した場合に、前記第１走行制御手段と前記第２走行制御手段とのうちの少なくとも一方が代替制御を行うこと。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１９／１１６４５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のシステムでは、車両の状態に応じた適切な制御が十分に実現することができない場合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両の状態に応じて車両をより適切に制御することができる車両制御システム、および車両制御方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両制御システム、および車両制御方法は、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様の車両制御システムは、車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第１制御装置と、車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第２制御装置と、を備え、前記第１制御装置が前記走行制御を行い、且つ前記第１制御装置の第１制御対象のうち、いずれかの第１制御対象に異常が生じ、更に前記第１制御対象または前記第２制御装置の第２制御対象のうちいずれかの第２制御対象に異常が生じた場合において、（Ａ）前記走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じていない場合、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、（Ｂ）前記走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ前記第２制御装置が制御の対象とする第２制御対象のうち、前記走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じていない場合、前記第２制御装置が、前記第１制御装置に代わって前記走行制御を実行し、（Ｃ）前記走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ前記走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じた場合、前記第１制御装置および前記第２制御装置は前記走行制御を制限する。
【０００７】
（２）：上記（１）の態様において、前記第１制御装置の制御の対象は、前記車両を動かす駆動力を制御する機能、乗員に走行制御に関する通知を行う機能、前記車両の周辺を認識する機能、操舵を制御するための機能、制動を行うための機能、および車両の停止状態を保持するための機能を有する装置である。
【０００８】
（３）：上記（２）の態様において、前記走行制御に必要な第１制御対象は、操舵を制御するための機能および制動を行うための機能を有する装置であり、前記走行制御に必要な第２制御対象は、操舵を制御するための機能および制動を行うための機能を有する装置である。
【０００９】
（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記（Ａ）または（Ｂ）における走行制御は、前記車両を減速させつつ走行させて停止させる走行制御である。
【００１０】
（５）：上記（４）の態様において、前記（Ｃ）の場合、前記第１制御装置および前記第２制御装置は、前記車両の乗員に手動運転を要求し、前記乗員が要求に応じない場合も、前記乗員に手動運転を行うことを要求する運転交代要求通知を出力部に出力させ続ける。
【００１１】
（６）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、前記第１制御装置は、前記第２制御対象に指示可能となっておらず、前記第２制御装置は、前記第１制御対象に指示可能となっていない。
【００１２】
（７）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、前記第１制御装置は、前記第２制御対象のうち一部の前記第２制御対象に指示可能となっており、前記第２制御装置は、前記第１制御対象のうち一部の前記第１制御対象に指示可能となっている。
【００１３】
（８）：上記（１）から（７）のいずれかの態様において、前記第１制御装置は、前記第２制御対象の異常の有無を監視し、前記第２制御装置は、前記第１制御対象の異常の有無を監視する。
【００１４】
（９）：この発明の他の一態様の車両制御システムは、車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第１制御装置と、車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第２制御装置と、を備え、（ａ）前記第１制御装置が前記走行制御を行っている際に前記第１制御装置の第１制御対象のうち、いずれかの第１制御対象に第１の異常が生じた場合において、（ｂ）前記（ａ）において前記第１の異常の種別が第１基準を満たした場合、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、（ｃ）前記（ａ）において前記第１の異常の種別が第１基準を満たさない場合、前記第１制御装置に代わり、前記第２制御装置が前記走行制御を実行し、前記（ｂ）において、更に、前記第１の異常が生じた前記第１制御対象とは異なる第１制御対象に第２の異常が生じた場合に、前記第２の異常の種別が第２基準を満たした場合に、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、前記第２の異常の種別が第２基準を満たさない場合に、前記第１制御装置に代わり、前記第２制御装置が前記走行制御を実行する。
【００１５】
（１０）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第１制御装置と、車両の操舵および加減速を制御して前記車両の走行制御を実行する第２制御装置と、を備える車両制御システムにおいて、前記第１制御装置が前記走行制御を行い、且つ前記第１制御装置の第１制御対象のうち、いずれかの第１制御対象に異常が生じ、更に前記第１制御対象または前記第２制御装置の第２制御装置のうちいずれかの第２制御対象に異常が生じた場合において、（Ａ）前記走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じていない場合、前記第１制御装置が前記走行制御を継続し、（Ｂ）前記走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ前記第２制御装置が制御の対象とする第２制御対象のうち、前記走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じていない場合、前記第２制御装置が、前記第１制御装置に代わって前記走行制御を実行し、（Ｃ）前記走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ前記走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じた場合、前記第１制御装置および前記第２制御装置は前記走行制御を制限する。
【発明の効果】
【００１６】
（１）−（１０）によれば、車両制御システムは、車両の状態に応じて車両をより適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。
【図２】第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。
【図３】運転モードと車両の制御状態、およびタスクの対応関係の一例を示す図である。
【図４】車両システム１を別の観点から示す図である。
【図５】第１グループに含まれる機能構成と、その機能構成に対応する対象とについて説明するための図である。
【図６】第２グループに含まれる機能と、その機能構成に対応する対象とについて説明するための図である。
【図７】車両システム１により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】フローチャートの処理と、異常が生じた対象とについて説明するための図（その１）である。
【図９】フローチャートの処理と、異常が生じた対象とについて説明するための図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、および車両制御方法の実施形態について説明する。
【００１９】
［全体構成］
図１は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。以下の説明では、車両は、四輪の内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両であるものとして説明する。
【００２０】
車両システム１は、後述する第１グループと第２グループとに車両を制御する機能が多重化または冗長化されている。これにより、車両システム１の信頼性が向上する。
【００２１】
車両システム１は、例えば、カメラ１０と、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）１４と、第１認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、ドライバモニタカメラ７０と、運転操作子８０と、第１制御装置１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。
【００２２】
更に、車両システム１は、例えば、カメラ３１０と、レーダ装置３１２と、第２制御装置３２０とを備える。
【００２３】
これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。図１、後述する図２および図４に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。また、図１、後述する図２および図４に示す通信線の接続態様はあくまで一例であり、接続態様は適宜変更されてもよい。更に、各機能構成は、統合されてもよいし、分散して設けられてもよい。車両システム１は、第１グループに含まれる機能構成と、第２グループに含まれる機能構成とに分類される。第１グループおよび第２グループの詳細については後述する（図２参照）。
【００２４】
カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、車両Ｍ）の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。
【００２５】
ＬＩＤＡＲ１４は、車両Ｍの周辺に光（或いは光に近い波長の電磁波）を照射し、散乱光を測定する。ＬＩＤＡＲ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ＬＩＤＡＲ１４は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。
【００２６】
第１認識装置１６は、カメラ１０、およびＬＩＤＡＲ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識し、認識結果を第１制御装置１００に出力する。第１認識装置１６は、カメラ１０、およびＬＩＤＡＲ１４の検出結果をそのまま第１制御装置１００に出力してよい。車両システム１から第１認識装置１６が省略されてもよい。第１認識装置１６は、レーダ装置３１２の検出結果を更に用いてセンサフュージョン処理を行ってもよい。
【００２７】
通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
【００２８】
ＨＭＩ３０は、車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。ＨＭＩ３０には、ステアリングホイールに設けられ、乗員のステアリングホイールの把持を促す所定の出力部や、ＨＵＤ（Head Up Display）が含まれていてもよい。
【００２９】
車両センサ４０は、車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等の車両の制御に用いられる種々のセンサを含む。
【００３０】
ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両Ｍの位置を特定する。車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
【００３１】
ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。また、ＭＰＵ６０は、不図示のジャイロセンサの検知結果や、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置等に基づいて、車両Ｍの位置を認識する。
【００３２】
第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。第２地図情報６２には、ゼブラゾーン（導流帯）の位置や範囲を示す情報が記憶されている。ゼブラゾーンは、車両の走行を誘導するための道路標示である。ゼブラゾーンは、例えば縞模様で表される標示である。
【００３３】
ドライバモニタカメラ７０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。ドライバモニタカメラ７０は、車両Ｍの運転席に着座した乗員（以下、運転者）の頭部を正面から（顔面を撮像する向きで）撮像可能な位置および向きで、車両Ｍにおける任意の箇所に取り付けられる。例えば、ドライバモニタカメラ７０は、車両Ｍのインストルメントパネルの中央部に設けられたディスプレイ装置の上部に取り付けられる。
【００３４】
運転操作子８０は、例えば、ステアリングホイール８２の他、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、その他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、第１制御装置１００、第２制御装置３２０、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一部または全部に出力される。ステアリングホイール８２には、ステアリング把持センサ８４が取り付けられている。ステアリング把持センサ８４は、静電容量センサなどにより実現され、運転者がステアリングホイール８２を把持している（力を加えられる状態で接していることをいう）か否かを検知可能な信号を第１制御装置１００または第２制御装置３２０に出力する。
【００３５】
第１制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０と、第１監視部１７０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め第１制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで第１制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
【００３６】
図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０と、モード決定部１５０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転（走行制御）の信頼性が担保される。
【００３７】
認識部１３０は、カメラ１０、およびＬＩＤＡＲ１４から第１認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。
【００３８】
認識部１３０は、例えば、車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
【００３９】
認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する車両Ｍの相対位置として認識してもよい。
【００４０】
行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、車両Ｍの周辺状況に対応できるように、車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
【００４１】
行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。
【００４２】
モード決定部１５０は、車両Ｍの運転モードを、運転者に課されるタスクが異なる複数の運転モードのいずれかに決定する。モード決定部１５０は、例えば、運転者状態判定部１５２と、モード変更処理部１５４とを備える。これらの個別の機能については後述する。
【００４３】
図３は、運転モードと車両Ｍの制御状態、およびタスクの対応関係の一例を示す図である。車両Ｍの運転モードには、例えば、モードＡからモードＥの５つのモードがある。制御状態すなわち車両Ｍの運転制御の自動化度合いは、モードＡが最も高く、次いでモードＢ、モードＣ、モードＤの順に低くなり、モードＥが最も低い。この逆に、運転者に課されるタスクは、モードＡが最も軽度であり、次いでモードＢ、モードＣ、モードＤの順に重度となり、モードＥが最も重度である。なお、モードＤおよびＥでは自動運転でない制御状態となるため、第１制御装置１００としては自動運転に係る制御を終了し、運転支援または手動運転に移行させるまでが責務である。以下、それぞれの運転モードの内容について例示する。
【００４４】
モードＡでは、自動運転の状態となり、運転者には前方監視、ステアリングホイール８２の把持（図ではステアリング把持）のいずれも課されない。但し、モードＡであっても運転者は、第１制御装置１００を中心としたシステムからの要求に応じて速やかに手動運転に移行できる体勢であることが要求される。ここで言う自動運転とは、操舵、加減速のいずれも運転者の操作に依らずに制御されることをいう。前方とは、フロントウインドシールドを介して視認される車両Ｍの進行方向の空間を意味する。モードＡは、例えば、高速道路などの自動車専用道路において、所定速度（例えば５０［ｋｍ／ｈ］程度）以下で車両Ｍが走行しており、追従対象の前走車両が存在するなどの条件が満たされる場合に実行可能な運転モードであり、ＴＪＰ（Traffic Jam Pilot）と称される場合もある。この条件が満たされなくなった場合、モード決定部１５０は、モードＢに車両Ｍの運転モードを変更する。
【００４５】
モードＢでは、運転支援の状態となり、運転者には車両Ｍの前方を監視するタスク（以下、前方監視）が課されるが、ステアリングホイール８２を把持するタスクは課されない。モードＣでは、運転支援の状態となり、運転者には前方監視のタスクと、ステアリングホイール８２を把持するタスクが課される。モードＤは、車両Ｍの操舵と加減速のうち少なくとも一方に関して、ある程度の運転者による運転操作が必要な運転モードである。例えば、モードＤでは、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System）といった運転支援が行われる。モードＥでは、操舵、加減速ともに運転者による運転操作が必要な手動運転の状態となる。モードＤ、モードＥともに、当然ながら運転者には車両Ｍの前方を監視するタスクが課される。
【００４６】
モード決定部１５０は、決定した運転モード（以下、現運転モード）に係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに車両Ｍの運転モードを変更する。
【００４７】
例えば、モードＡにおいて運転者が、システムからの要求に応じて手動運転に移行できない体勢である場合（例えば許容エリア外の脇見を継続している場合や、運転困難となる予兆が検出された場合）、モード決定部１５０は、ＨＭＩ３０や乗員のステアリングホイールの把持を促す所定の出力部を用いて運転者に手動運転への移行を促し、運転者が応じなければ車両Ｍを路肩に寄せて徐々に停止させ、自動運転を停止する、といった制御を行う。自動運転を停止した後は、車両はモードＤまたはＥの状態になり、運転者の手動操作によって車両Ｍを発進させることが可能となる。以下、「自動運転を停止」に関して同様である。モードＢにおいて運転者が前方を監視していない場合、モード決定部１５０は、ＨＭＩ３０や所定の出力部を用いて運転者に前方監視を促し、運転者が応じなければ車両Ｍを路肩に寄せて徐々に停止させ、自動運転を停止する、といった制御を行う。モードＣにおいて運転者が前方を監視していない場合、或いはステアリングホイール８２を把持していない場合、モード決定部１５０は、ＨＭＩ３０や所定の出力部を用いて運転者に前方監視を、および／またはステアリングホイール８２を把持するように促し、運転者が応じなければ車両Ｍを路肩に寄せて徐々に停止させ、自動運転を停止する、といった制御を行う。
【００４８】
運転者状態判定部１５２は、上記のモード変更のために運転者の状態を監視し、運転者の状態がタスクに応じた状態であるか否かを判定する。例えば、運転者状態判定部１５２は、ドライバモニタカメラ７０が撮像した画像を解析して姿勢推定処理を行い、運転者が、システムからの要求に応じて手動運転に移行できない体勢であるか否かを判定する。運転者状態判定部１５２は、ドライバモニタカメラ７０が撮像した画像を解析して視線推定処理を行い、運転者が前方を監視しているか否かを判定する。
【００４９】
モード変更処理部１５４は、モード変更のための各種処理を行う。例えば、モード変更処理部１５４は、行動計画生成部１４０に路肩停止のための目標軌道を生成するように指示したり、運転支援装置（不図示）に作動指示をしたり、運転者に行動を促すためにＨＭＩ３０の制御をしたりする。
【００５０】
図２の説明に戻る。第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。
【００５１】
第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、後述する駆動ＥＣＵ２５２を介して走行駆動力出力装置２００を制御し、制動ＥＣＵ（２６０または３６２）を介してブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、操舵ＥＣＵ（２５０または３５０）を介して、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。なお、上記の速度制御部１６４は、駆動ＥＣＵ２５２または制動ＥＣＵに統合されてもよい。上記の操舵制御部１６６は、操舵ＥＣＵに統合されてもよい。
【００５２】
第１監視部１７０は、第２グループに含まれる機能構成の状態を監視する。第１監視部１７０の処理の詳細については後述する。
【００５３】
走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせである。
【００５４】
ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータとを備える。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
【００５５】
ステアリング装置２２０は、例えば、電動モータを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。
【００５６】
カメラ３１０は、例えば、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ３１０は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。カメラ３１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。
【００５７】
レーダ装置３１２は、車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置３１２は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置３１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
【００５８】
第２制御装置３２０は、例えば、第２認識部３３０と、車両制御部３４０と、第２監視部３４２とを備える。第２認識部３３０と、車両制御部３４０と、第２監視部３４２とは、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め第２制御装置３２０のＨＤＤやフラッシュメモリなどの装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで第２制御装置３２０のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
【００５９】
第２認識部３３０は、カメラ３１０、およびレーダ装置３１２のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。
【００６０】
車両制御部３４０は、第１制御部１２０および第２制御部１６０と同様の処理を実行して、車両Ｍの自動運転を実行する。ただし、第１制御部１２０および第２制御部１６０（第１制御装置１００）の処理性能は、車両制御部３４０（第２制御装置３２０）の処理性能よりも高い。第１制御部１２０および第２制御部１６０の処理性能は、車両制御部３４０の信頼性よりも高い。このため、第１制御部１２０および第２制御部１６０による自動運転は、車両制御部３４０による自動運転よりも滑らかである。
【００６１】
第２監視部３４２は、第１グループに含まれる機能構成の状態を監視する。第２監視部３４２の処理の詳細については後述する。
【００６２】
［第１グループおよび第２グループ］
図４は、車両システム１を別の観点から示す図である。図４を参照して、第１グループおよび第２グループについて説明する。図１、図２で説明した機能構成については説明を省略する。
【００６３】
（第１グループ）
カメラ１０、ＬＩＤＡＲ１４、第１認識装置１６、ＭＰＵ６０、第１制御装置１００、操舵ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５０、駆動ＥＣＵ２５２、制動ＥＣＵ２６０、停止保持ＥＣＵ２６２、第１通知ＥＣＵ２６４、外部通知ＥＣＵ２６６、ＨＵＤ２７０、およびＧＷ２８０は、例えば、第１グループに含まれる。第１グループに含まれる機能構成を有する装置は、第１制御装置１００の制御によって自動運転が実行される際に、稼働する、または第１制御装置１００と連携する。例えば、上記の各ＥＣＵは、第１制御装置１００の処理結果に基づいて、各ＥＣＵの制御対象を制御する。
【００６４】
操舵ＥＣＵ２５０は、第１制御装置１００と連携してステアリング装置２２０を制御する。操舵ＥＣＵ２５０は、第２制御部１６０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。操舵ＥＣＵ２５０は、ステアリングホイールに対する運転者の操作に応じて操舵を制御する。操舵ＥＣＵ２５０は、操舵のための駆動力を出力する電動機や、電動機の回転量を検知するセンサ、操舵トルクを検知するトルクセンサから入力された情報を用いて操舵を制御したり、これらの情報を第２制御部１６０に提供したりする。
【００６５】
駆動ＥＣＵ２５２は、第１制御装置１００と連携して走行駆動力出力装置２００を制御する。駆動ＥＣＵ２５２は、運転操作子８０に設けられたセンサから入力される情報に従って、走行駆動力出力装置２００を制御する。駆動ＥＣＵ２５２は、例えば、アクセルペダルの操作量や、ブレーキペダルの操作量、車速を検知するセンサから入力された情報に基づいて、内燃機関または電動機を制御したり、自動変速機の変速段を切り替えたりする。駆動ＥＣＵ２５２は、「車両Ｍを動かす駆動力を制御する機能」の一例である。
【００６６】
制動ＥＣＵ２６０は、第１制御装置１００と連携してブレーキ装置２１０を制御する。制動ＥＣＵ２６０は、第２制御部１６０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。制動ＥＣＵ２６０とブレーキ装置２１０とは、例えば、電動サーボブレーキ（ＥＳＢ）として機能する。制動ＥＣＵ２６０は、例えば、ブレーキ装置２１０による制動力と、電動機の回生制動による制動力との配分を制御する。
【００６７】
停止保持ＥＣＵ２６２は、自動変速機に設けられている電動パーキングロック装置を制御する。電動パーキングロック装置は、例えば、Ｐレンジ（パーキングレンジ）が選択された場合に自動変速機の内部機構をロックする。
【００６８】
第１通知ＥＣＵ２６４は、車内に情報を通知する車内出力部を制御する。車内出力部は、例えば、ステアリングホイールに設けられた出力部を含む。この出力部は、例えば、車両Ｍの乗員がステアリングホイールを把持する必要がある場合に点灯する。また、車内出力部は、シートベルトを振動させて、乗員にステアリングホイールの把持や、所定の動作を促す機構も含む。
【００６９】
外部通知ＥＣＵ２６６は、車外に情報を通知する車外出力部を制御する。車外出力部は、例えば、方向指示器である。外部通知ＥＣＵ２６６は、方向指示器を制御して、車外に対して車両Ｍの進行方向を通知したり、非常時点滅表示灯（ハザードランプ）を点灯させたりする。
【００７０】
ＨＵＤ２７０は、例えば、運転席前方のフロントウインドシールドの一部に画像を投影することで、運転席に着座した乗員の眼に虚像を視認させる。ＨＵＤは、例えば、運転を支援するための情報を乗員に視認させる。運転を支援するための情報とは、例えば、車速や目的地の方向である。ＨＵＤ２７０は、不図示の制御装置または第１制御装置１００により制御される。
【００７１】
ＧＷ２８０は、通信線ＣＬ−Ａと通信線ＣＬ−Ｂとを中継する。通信線ＣＬ−Ａには、例えば、カメラ１０、第１認識装置１６、第１制御装置１００、駆動ＥＣＵ２５２、制動ＥＣＵ２６０、停止保持ＥＣＵ２６２、第１通知ＥＣＵ２６４、外部通知ＥＣＵ２６６が接続されている。通信線ＣＬ−Ｂには、例えば、カメラ３１０、レーダ装置３１２、第２制御装置３２０、制動ＥＣＵ３６２、停止保持ＥＣＵ３６４、および第２通知ＥＣＵ３６６が接続されている。このように、ＧＷ２８０を介して第１グループの機能構成を有する装置と第２グループの機能構成を有する装置とは通信可能であるため、第１監視部１７０は第２グループに含まれる機能構成を監視可能であり、第２監視部３４２は第１グループに含まれる機能構成を有する装置を監視可能である。
【００７２】
（第２グループ）
カメラ３１０、ＬＩＤＡＲ３１２、第２制御装置３２０、操舵ＥＣＵ３５０、制動ＥＣＵ３６２、停止保持ＥＣＵ３６４、および第２通知ＥＣＵ３６６は、例えば、第２グループに含まれる。第２グループに含まれる機能構成を有する装置は、第２制御装置３２０の制御によって自動運転が実行される際に、稼働する、または第２制御装置３００と連携する。例えば、上記の各ＥＣＵは、第２制御装置３００の処理結果に基づいて、各ＥＣＵの制御対象を制御する。
【００７３】
操舵ＥＣＵ３５０は、第２制御装置３００と連携してステアリング装置２２０を制御する。操舵ＥＣＵ３５０は、車両制御部３４０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。操舵ＥＣＵ２５０は、ステアリングホイールに対する運転者の操作に応じて操舵を制御する。操舵ＥＣＵ２５０は、操舵のための駆動力を出力する電動機や、電動機の回転量を検知するセンサ、操舵トルクを検知するトルクセンサから入力された情報を用いて操舵を制御する。
【００７４】
制動ＥＣＵ３６２は、第２制御装置３００と連携してブレーキ装置２１０を制御する。制動ＥＣＵ３６２は、車両制御部３４０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。制動ＥＣＵ３６２は、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）を実現する。制動ＥＣＵ３６２は、ヨーレートセンサや、加速度センサの検知結果に基づいて、急ブレーキや低摩擦路においてブレーキをかけたときに車輪がロックして滑走が生じるのを抑制したり、発進時や停止時に車輪の空転を抑制したり、更に、旋回時に車両Ｍの姿勢を制御して横滑りが生じるのを抑制したりする。
【００７５】
停止保持ＥＣＵ３６４は、電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）を制御して車両Ｍの停止を維持させる。電動パーキングブレーキは後輪をロックする機構を有する。停止保持ＥＣＵ３６４は、電動パーキングブレーキを制御して後輪をロックしたり、ロックを解除したりする。
【００７６】
第２通知ＥＣＵ３６６は、計器を制御する。計器は、運転席の前方に設けられた車速や、燃費等の各種の情報を表示する計器である。
【００７７】
［第１監視部および第２監視部］
第１監視部１７０は、ＧＷ２８０を介して接続されている第２グループに含まれる機能構成（機能構成を有する装置）の一部または全部の状態を監視する。第１監視部１７０は、例えば、通信先の装置により送信された情報を取得し、取得した情報に基づいて通信先の装置に異常が存在するか否かを判定する。異常が存在するとは、例えば、第２制御装置３２０が意図する状態に通信先の装置を制御できない状態である。異常が存在するとは、例えば、装置の欠陥や、装置の機能の欠陥、機能の低下、装置との通信が基準の通信状態とは異なる状態であること等を含む。通信先の装置により送信された情報は、接続先の装置の自己診断の結果や接続先の装置から送信される所定のフラグである。例えば、第１監視部１７０は、接続先の装置から異常を示す自己診断結果や異常を示すフラグを含む情報が送信された場合、通信先の装置に異常が存在すると判定する。また、第１監視部１７０は、接続先の装置と通信できない状態や、通信が遅延している状態である場合、通信先の装置に異常があるとみなしてもよい。
【００７８】
第２監視部３４２は、ＧＷ２８０を介して接続されている第２グループに含まれる機能構成の一部または全部の状態を監視する。第２監視部３４２は、通信先の装置により送信された情報を取得し、取得した情報に基づいて通信先の装置に異常が存在するか否かを判定する。異常が存在するとは、例えば、第１制御装置１００が意図する状態に通信先の装置を制御できない状態である。異常が存在するとは、例えば、装置の欠陥や、装置の機能の欠陥、機能の低下、装置との通信が基準の通信状態とは異なる状態であること等を含む。通信先の装置が異常であるとは、例えば、第１監視部１７０の説明で説明した状態と同様の状態を含む。
【００７９】
［電源］
更に、車両システム１は、例えば、大容量バッテリ４００、第１電源部４１０、第１バッテリ４２０、第２電源部４３０、および第２バッテリ４４０を備える。
【００８０】
大容量バッテリ４００は、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能なバッテリである。駆動用の電動機は、大容量バッテリ４００により供給された電力により駆動する。大容量バッテリ４００には電動機よって生成された回生電力が充電される。
【００８１】
第１電源部４１０は、大容量バッテリ４００の出力電圧を降圧して、大容量バッテリ４００の電力を第１グループの各機能構成に供給する。第１バッテリ４２０は、例えば、１２Ｖの鉛バッテリである。第１バッテリ４２０の電力は、例えば、大容量バッテリ４００から第１グループの機能構成に電力が供給されていない場合、第１グループの機能構成に供給する。また、第１バッテリ４２０は、ナビゲーション装置５０や、通信装置２０、ドライバモニタカメラ７０、車両センサ４０に含まれる一部のセンサに電力を供給する。
【００８２】
第２電源部４３０は、大容量バッテリ４００の出力電圧を降圧して、大容量バッテリ４００の電力を第２グループの各機能構成に供給する。第２バッテリ４４０は、例えば、１２Ｖの鉛バッテリである。第２バッテリ４４０の電力は、例えば、大容量バッテリ４００から第２グループの機能構成に電力が供給されていない場合、第２グループの機能構成に供給する。また、第２バッテリ４４０は、ステアリング把持センサ８４や、車両センサ４０に含まれる一部のセンサに電力を供給する。
【００８３】
図５は、第１グループに含まれる機能構成と、その機能構成に対応する対象とについて説明するための図である。第１グループに含まれる機能構成を有する装置は、５つの機能構成を有する装置に分類される。５つの機能構成は、例えば、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、「保持する」である。「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」または「保持する」を要素と称する場合がある。
【００８４】
「伝える」の機能構成を有する装置は、例えば、第１通知ＥＣＵ２６４、および外部通知ＥＣＵ２６６である。「知る」の機能構成を有する装置は、例えば、カメラ１０、ＬＩＤＡＲ１４、および第１認識装置１６である。「曲がる」の機能構成を有する装置は、例えば、操舵ＥＣＵ２５０である。「止まる」の機能構成を有する装置は、例えば、制動ＥＣＵ２６０である。「保持する」の機能構成を有する装置は、例えば、停止維持ＥＣＵ２６２である。要素に対応する上記の機能構成を有する装置に異常が存在する場合、第１制御装置１００は、その要素を実現することができない（例えば、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、または「保持する」を行うことができない）。例えば、操舵ＥＣＵ２５０が、操舵の舵角を保持することが要求されたが、または要求したが、要求されたまたは要求した操舵の舵角を保持することができない場合、操舵ＥＣＵ２５０は異常が存在する。なお、第１グループに含まれる機能構成を有する装置には、上記に加え、「走る」の機能が含まれる。「走る」の機能構成を有する装置は、例えば、駆動ＥＣＵ２５２である。
【００８５】
図６は、第２グループに含まれる機能と、その機能構成に対応する対象とについて説明するための図である。第２グループに含まれる機能構成を有する装置は、５つの機能構成を有する装置に分類される。５つの機能構成は、例えば、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、「保持する」である。
【００８６】
「伝える」の機能構成を有する装置は、例えば、第２通知ＥＣＵ３６６である。「知る」の機能構成を有する装置は、例えば、カメラ３１０、レーダ装置３１２、および第２認識部３３０である。「曲がる」の機能構成を有する装置は、例えば、操舵ＥＣＵ３５０である。「止まる」の機能構成を有する装置は、例えば、制動ＥＣＵ３６２である。「保持する」の機能構成を有する装置は、例えば、停止維持ＥＣＵ３６６である。要素に対応する上記の機能構成を有する装置に異常が存在する場合、第２制御装置３００は、その要素を実現することができない（例えば、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、または「保持する」を行うことができない）。例えば、操舵ＥＣＵ３５０が、操舵の舵角を保持することが要求されたが、または要求したが、要求されたまたは要求した操舵の舵角を保持することができない場合、操舵ＥＣＵ３５０は異常が存在する。
【００８７】
上記のように、第１制御装置１００は、第２グループに含まれる装置等に指示可能となっておらず、第２制御装置３２０は、第１グループに含まれる装置等に指示可能となっていない。上記のうち、全て機能構成を有する装置が自動運転に必要な制御対象の一例であってもよい。また、上記のうち一部（任意の組み合わせ）の機能構成を有する装置が自動運転に必要な制御対象とされてもよい。例えば、「曲がる」および「止まる」の機能構成が、自動運転に必要な制御対象とされてもよい。なお、第１制御装置１００は、第２グループに含まれる装置等のうち一部の装置等に指示可能となっており、第２制御装置３００は、第１グループに含まれる装置等のうち一部の装置等に指示可能となっていてもよい。
【００８８】
上述した第１グループまたは第２グループにおける各要素の機能構成を有する装置には、各ＥＣＵが制御の対象とする機器や装置、それらの状態に関する情報を取得する機能構成を有する装置（例えばセンサなど）、各ＥＣＵが制御に用いる情報を取得する機能構成（例えばセンサ）を有する装置が含まれてもよい。
【００８９】
上記の機能構成において、例えば、第１制御装置１００が自動運転を行い、且つ第１制御装置１００の対象（第１制御対象）のうち、いずれかの第１制御対象に異常が生じ、更に第１制御対象または第２制御装置３２０の第２制御対象のうちいずれかの第２制御対象に異常が生じた場合において、（Ａ）自動運転に必要な第１制御対象に異常が生じていない場合、第１制御装置１００が自動運転を継続し、（Ｂ）自動運転に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ第２制御装置３２０が制御の対象とする第２制御対象のうち、自動運転に必要な第２制御対象に異常が生じていない場合、第２制御装置３２０が、第１制御装置１００に代わって自動運転を実行し、（Ｃ）自動運転に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ自動運転に必要な第２制御対象に異常が生じた場合、第１制御装置１００および第２制御装置３２０は自動運転を実行しない、または自動運転を制限する。（Ｃ）の「自動運転を制限する」とは、例えば、通常の自動運転や上記（Ｂ）の場合の自動運転よりも制御が制限された自動運転（制御の度合が低い自動運転）を実行することや、車両Ｍの乗員に運転を交代する要求を通知し、要求に応じない場合も要求を継続することである。また、下記のフローチャートに従って処理が行われてもよい。
【００９０】
［フローチャート］
図７は、車両システム１により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、第２制御装置３２０が、第１グループにおいて機能構成に異常が存在するか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００９１】
異常が存在する場合、第２制御装置３２０は、第１制御装置１００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。第１制御装置１００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能である場合、第１制御装置１００が、ＦＯＦ（Fail Operation Function）モード（縮退制御モード）で車両Ｍを制御する（ステップＳ１０４）。
【００９２】
ＦＯＦモードとは、車両システム１が、運転者に車両Ｍを手動で操作するように要求すると共に、車両Ｍが路外に逸脱せず、且つ周辺の車両Ｍに過度に近づかないように制御するモードである。所定時間、手動による操作がされなかった場合、車両システム１は、車両を減速させて、そのまま車両Ｍを停止させたり、停車可能な位置に車両Ｍを停止させたりする。なお、運転者に車両Ｍを手動で操作する要求は省略されてもよい。
【００９３】
次に、第２制御装置３２０は、第１制御装置１００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。第１制御装置１００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能である場合、ステップＳ１０４に進み、第１制御装置１００が、ＦＯＦモードで車両Ｍを制御することを継続する。
【００９４】
例えば、ステップＳ１０４と、ステップＳ１０６との間で、第１グループまたは第２グループにおける新たな機能構成の異常が生じたが、第１制御装置１００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能である場合、ステップＳ１０４に進み、第１制御装置１００が、ＦＯＦモードで車両Ｍを制御することを継続する。また、例えば、ステップＳ１０４と、ステップＳ１０６との間で、新たな機能構成の異常が生じていない場合も、ステップＳ１０６の処理結果は肯定的となるため、ステップＳ１０４の処理が継続する。
【００９５】
ステップＳ１０６で第１制御装置１００が「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能でない場合、第２制御装置３００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」および「保持する」ことが可能であるか否を判定する（ステップＳ１０８）。第２制御装置３００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能である場合、ステップＳ１１４に進み、第２制御装置３００が、ＦＯＦモードで車両Ｍを制御する（ステップＳ１１４）。
【００９６】
例えば、ステップＳ１０４と、ステップＳ１０６との間で、第１グループまたは第２グループにおける機能構成の異常が生じ、第１制御装置１００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能でなく、これらを第２制御装置３２０が行うことが可能である場合、ステップＳ１１４に進む。
【００９７】
第２制御装置３２０が「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能でない場合、第２制御装置３２０は、第１制御装置１００が「曲がる」および「止まる」を行うことが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。第１制御装置１００が、「曲がる」および「止まる」を行うことが可能である場合、ステップＳ１０４の処理に進む。
【００９８】
第１制御装置１００が「曲がる」および「止まる」を行うことが可能でない場合、車両システム１は、ＦＯＦモードを停止する（ステップＳ１１２）。この場合、車両システム１は、車両Ｍの乗員に手動運転を要求し、乗員が要求に応じない場合も、乗員に手動運転を行うことを要求する運転交代要求通知を出力部（例えばＨＭＩ３０やＨＵＤ２７０、ステアリングホイールの把持を促す所定の出力部など）に出力させ続ける（自動運転が制限される）。この場合、例えば、車両システム１は、現状で可能な制御を行って車両Ｍを制御してもよい。例えば、車両システム１は、車両Ｍを減速させたり、車両Ｍを停車させたりしてもよい。
【００９９】
ステップＳ１０２において、第１制御装置１００が「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、および「保持する」を行うことが可能でない場合、第２制御装置３００が、ＦＯＦモードで車両Ｍを制御する（ステップＳ１１４）。次に、第１制御装置１００は、第２制御装置３００が「曲がる」および「止まる」を行うことが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。第２制御装置３００が、「曲がる」および「止まる」を行うことが可能である場合、ステップＳ１１４の処理に進む。第２制御装置３００が、「曲がる」および「止まる」を行うことが可能でない場合、車両システム１は、ＦＯＦモードを停止する。
【０１００】
例えば、ステップＳ１１４と、ステップＳ１１６との間で、第１グループまたは第２グループにおける新たな機能構成の異常が生じたが、第２制御装置３２０が「曲がる」および「止まる」を行うことが可能である場合、ステップＳ１１４に進み、第２制御装置３２０が、ＦＯＦモードで車両Ｍを制御することを継続する。また、例えば、ステップＳ１１４と、ステップＳ１１６との間で、新たな機能構成の異常が生じていない場合も、ステップＳ１１６の処理結果は肯定的となるため、ステップＳ１１４の処理が継続する。これにより本フローチャートの処理が終了する。
【０１０１】
上記のステップＳ１０４は、「（ｂ）」の一例であり、上記のステップＳ１１４は、「（ｃ）」の一例であり、ステップＳ１０６で肯定的な判定は「第２の異常の種別が第２基準を満たした」の一例であり、ステップＳ１０８で肯定的な判定は「第２の異常の種別が第２基準を満たさない」の一例である。
【０１０２】
上記の例では、ステップＳ１０２、ステップＳ１０６、ステップＳ１１０において、第１制御装置１００が「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、または「保持する」を行うことが可能であるか否かを、第２制御装置３２０が判定するものとしたが、第１制御装置１００が、この判定を行ってもよい。
【０１０３】
上記の例では、ステップＳ１０８、ステップＳ１１６において、第２制御装置３００が「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、または「保持する」を行うことが可能であるか否かを、第１制御装置１００が判定するものとしたが、第２制御装置３００が、この判定を行ってもよい。
【０１０４】
上記の例において、第１制御装置１００の不具合により、第１制御装置１００が第１グループの所定の機能構成を実現できない場合も、第１グループにおいて所定の機能構成（機能構成を有する装置）に異常が存在すると判定され、各判定処理において所定の機能構成について実現できないと判定される。例えば、第１制御装置１００の不具合とは、対象の装置等から受信するはずの信号を取得することができない場合や、対象の装置等に送信するはずの信号を送信できない場合、第１制御装置１００の処理に遅延や不具合が生じた場合などである。この考え方は、第２制御装置３２０においても同様である。
【０１０５】
上記のフローチャートにおいて、第１制御装置１００が、「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、または「保持する」を行うことができる場合、第２制御装置３２０より優先して、第１制御装置１００が車両Ｍを制御する。第１制御装置１００は、第２制御装置３２０よりも高性能に処理を行うことができる機能構成を有しているため、より滑らかに車両Ｍを制御することができる。例えば、第１制御装置１００が「伝える」または「知る」を行うことができず、第２制御装置３２０が「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、または「保持する」を行うことができる場合、車両Ｍの制御よりも各機能を実現することを優先して、第２制御装置３２０が「伝える」、「知る」、「曲がる」、「止まる」、または「保持する」を行う。これにより、車両Ｍは、第１制御装置１００で実現することができなくなった機能構成を、第２制御装置３２０を利用して実現することができる。
【０１０６】
上記のフローチャートのステップＳ１０８またはステップＳ１１６の判定が肯定的な判定結果である場合、或いはステップＳ１１６の判定が否定的な判定結果である場合、第２制御装置３２０は、第１制御装置１００が「曲がる」および「止まる」が可能であるか否かを判定してもよい。第１制御装置１００が「曲がる」および「止まる」が可能である場合、第１制御装置１００が、ＦＯＦモードで車両Ｍを制御してもよい。
【０１０７】
［具体例］
図８および図９は、フローチャートの処理と、異常が生じた対象とについて説明するための図である。図８および図９は、あくまでも一例を示したものである。適宜、判断基準は変更されてもよい。
【０１０８】
（１）の経路；ＨＵＤ２７０に異常が生じ、駆動ＥＣＵ２５２に異常が生じた場合、第１制御装置１００によってＦＯＦモードが実行される（ステップＳ１００「ＹＥＳ」→ステップＳ１０２「ＹＥＳ」）→（ステップＳ１０６「ＹＥＳ」）。
【０１０９】
（２）の経路；制動ＥＣＵ２６０に異常が生じ、操舵ＥＣＵ２５０に異常が生じた場合、第２制御装置３００によってＦＯＦモードが実行される（ステップＳ１００「ＹＥＳ」→ステップＳ１０２「ＮＯ」→ステップＳ１１６「ＹＥＳ」）。
【０１１０】
（３）の経路；制動ＥＣＵ２６０に異常が生じ、停止保持ＥＣＵ３６４に異常が生じた場合、ＦＯＦモードが停止される（ステップＳ１００「ＹＥＳ」→ステップＳ１０２「ＮＯ」→ステップＳ１１６「ＮＯ」）。例えば、ＦＯＦモードにおいて車両Ｍが停止した場合、制動ＥＣＵ３６２は、長時間、車両Ｍを保持することができない。このため、停止保持ＥＣＵ３６４は、保持する機能であるが、停止保持ＥＣＵ３６４に異常が生じた場合、「止まる」ができないとみなしてＦＯＦモードが停止される。また、制動ＥＣＵ２６０に異常が生じ、操舵ＥＣＵ３５０に異常が生じた場合、ＦＯＦモードが停止される。
【０１１１】
（４）の経路；停止保持ＥＣＵ３６４に異常が生じ、操舵ＥＣＵ２５０に異常が生じた場合、ＦＯＦモードが停止される（ステップＳ１００「ＹＥＳ」→ステップＳ１０８「ＮＯ」→ステップＳ１１０「ＮＯ」→ステップＳ１１２）。切り替えの煩雑さを抑制するために、図８および図９の例では、操舵ＥＣＵ２５０または操舵ＥＣＵ３５０のうち一方の操舵ＥＣＵに異常が生じた場合、他方の操舵ＥＣＵに切り替える制御は行われないものとする。また、レーダ装置３１２に異常が生じ、操舵ＥＣＵ２５０に異常が生じた場合、ＦＯＦモードが停止される。
【０１１２】
（５）の経路；第１認識装置１６に異常が生じ、操舵ＥＣＵ２５０に異常が生じた場合、第２制御装置３００によってＦＯＦモードが実行される（ステップＳ１００「ＹＥＳ」→ステップＳ１０２「ＹＥＳ」→ステップＳ１０６「ＮＯ」→ステップＳ１０８「ＹＥＳ」）。第１認識装置１６に異常が生じた場合であっても、第１制御装置１００は、例えば、カメラ１０により撮像された画像、カメラ１０により撮像された画像およびレーダ装置３１２から得られた情報、第２認識部３３０に認識された情報に基づいて「知る」機能を実現することができる。例えば、「知る」機能のうち、他の機能で「知る」機能が補完可能である場合、第１制御装置１００において「知る」機能は実現することができると判定されてもよい。なお、上記のように第１認識装置１６に異常が生じた場合は、他方の操舵ＥＣＵに切り替えて、「知る」機能を実現できる第２制御装置３２０が制御を行う。このように、異常の種別によって判定基準は変更されてもよい。
【０１１３】
（６）の経路；停止保持ＥＣＵ３６４に異常が生じ、保持ＥＣＵ２６２に異常が生じた場合、第１制御装置１００によってＦＯＦモードが実行される（ステップＳ１００「ＹＥＳ」→ステップＳ１０２「ＹＥＳ」→ステップＳ１０６「ＮＯ」→ステップＳ１０８「ＮＯ」→ステップＳ１１０「ＹＥＳ」）。第１認識装置１６に異常が生じ、レーダ装置３１２に異常が生じた場合、第１制御装置１００によってＦＯＦモードが実行される。
【０１１４】
上記（１）または上記（６）の経路は「（Ａ）」の一例であり、上記（２）または上記（５）の経路は「（Ｂ）」の経路の一例であり、上記（３）または（４）の経路は「（Ｃ）」の経路の一例である。
【０１１５】
上記のように、多重の失陥が生じた場合に、車両システム１は、上記のように欠陥に応じた制御を行うことにより、車両Ｍを安定させることができる。例えば、多重故障に対応するために三重、四重の構成にすると、システムが肥大化してしまう。
【０１１６】
本実施形態の車両システム１は、上記のように、多重の欠陥の種別によって第１制御装置１００または第２制御装置３２０が制御を行うことにより、車両Ｍの状態に応じて車両Ｍをより適切に制御することができる。
【０１１７】
以上説明した実施形態によれば、第１制御装置１００が走行制御を行い、且つ第１制御装置１００の対象（第１制御対象）のうち、いずれかの第１制御対象に異常が生じ、更に第１制御対象または第２制御装置３２０の第２制御対象のうちいずれかの第２制御対象に異常が生じた場合において、（Ａ）走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じていない場合、第１制御装置１００が走行制御を継続し、（Ｂ）走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ第２制御装置３２０が制御の対象とする第２制御対象のうち、走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じていない場合、第２制御装置３２０が、第１制御装置１００に代わって走行制御を実行し、（Ｃ）走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じた場合、第１制御装置１００および第２制御装置３２０は走行制御を実行しないことにより、車両Ｍの状態に応じて車両Ｍをより適切に制御する。
【０１１８】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１‥車両システム、１０‥カメラ、１６‥第１認識装置、２０‥通信装置、４０‥車両センサ、５０‥ナビゲーション装置、７０‥ドライバモニタカメラ、８０‥運転操作子、８２‥ステアリングホイール、８４‥ステアリング把持センサ、１００‥第１制御装置、１２０‥第１制御部、１３０‥認識部、１４０‥行動計画生成部、１５０‥モード決定部、１５２‥運転者状態判定部、１５４‥モード変更処理部、１６０‥第２制御部、１６２‥取得部、１６４‥速度制御部、１６６‥操舵制御部、１７０‥第１監視部、２００‥走行駆動力出力装置、２１０‥ブレーキ装置、２２０‥ステアリング装置、２５０‥操舵ＥＣＵ、２５２‥駆動ＥＣＵ、２６０‥制動ＥＣＵ、２６２‥停止保持ＥＣＵ、２６４‥第１通知ＥＣＵ、２６６‥外部通知ＥＣＵ、２７０‥ＨＵＤ、３００‥第２制御装置、３１０‥カメラ、３１２‥レーダ装置、３２０‥第２制御装置、３３０‥第２認識部、３４０‥車両制御部、３４２‥第２監視部、３５０‥操舵ＥＣＵ、３５０‥操舵ＥＣＵ、３６２‥制動ＥＣＵ、３６４‥停止保持ＥＣＵ、３６６‥第２通知ＥＣＵ、４００‥大容量バッテリ、４１０‥第１電源部、４２０‥第１バッテリ、４３０‥第２電源部、４４０‥第２バッテリ
【要約】
【課題】車両の状態に応じて車両をより適切に制御すること。
【解決手段】車両制御システムは、第１制御装置が走行制御を行い、且つ第１制御対象に異常が生じ、更に第１制御対象または第２制御対象に異常が生じた場合において、（Ａ）走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じていない場合、第１制御装置が走行制御を継続し、（Ｂ）走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ走行制御に必要な第２制御対象を第２制御装置に異常が生じていない場合、第２制御装置が走行制御を実行し、（Ｃ）走行制御に必要な第１制御対象に異常が生じ、且つ走行制御に必要な第２制御対象に異常が生じた場合、走行制御を制限する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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