JP2019133248A - 車両用制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】影響情報に基づき車両装備のための制御予定計画を立案する場合に、その車両単独で、適切な制御予定計画が立案されたかどうかを判定することが可能な車両用制御システムを提供する。【解決手段】車両用制御システムでは、判定部（Ｓ２３０〜Ｓ２７０）において、車両における実際の制御動作量の推移と、制御予定計画に基づく予定制御動作量の推移とを対比し、所定の基準値以上の乖離が生じているか否かに応じて、車両装備の制御予定計画が適切か、不適切かを判定するように構成される。従って、万一、不適切な制御予定計画が立案されたとしても、その車両単独で、立案された制御予定計画が不適切なものであることを判定することが可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載された車両装備のための制御予定計画を立案し、当該制御予定計画に従って車両装備の制御を可能とする車両用制御システムに関する。

例えば、特許文献１には、走行予定ルートが決定されると、走行予定ルートでの走行のために消費する消費電力量を推定した上で、車両バッテリの充電量に基づく供給電力量と対比し、供給電力量にて走行予定ルートを走行可能か否か推定する車両の目的地到達推定装置が開示されている。消費電力量の推定精度を高めるために、特許文献１の装置では、車速ごとに当該車速に達した際の加速度を順次取得し、速度・加速度ヒストグラムとして路面状況（坂道やカーブ）に応じてそれぞれ区分けして蓄積する。さらに、平坦路における各速度域とその速度域に達した際の加速度情報と関連つけて、実績値に基づく単位距離あたりの平坦路走行消費電力量を走行消費電力マップとして保存する。

そして、特許文献１の装置では、走行予定ルートが設定されると、まず、走行予定ルート全域を平坦路と見做して、平坦路用の速度・加速度ヒストグラムと走行消費電力マップとを用いて、単位距離あたりの平坦路走行相当分消費電力値を算出する。さらに、算出した単位距離あたりの平坦路走行相当分消費電力値に走行予定ルートの走行距離を乗算することにより、平坦路と見做した走行予定ルートの走行に必要な消費電力予測値を算出する。その上で、平坦路と見做した場合の消費電力予測値に、上り勾配情報に基づく、加算補整係数により補正した上り路消費電力量と、下り勾配情報に基づく、回生補正係数により補正した下り路回生電力量を加えて、全走行路での走行消費電力予測値を演算する。

特開２０１４−２０２６４３号公報

しかしながら、上述した特許文献１の目的地到達推定装置は、結局のところ、目的地までの走行予定ルートを走行するために消費される走行消費電力量の予測値と、車両バッテリの充電レベル情報から算出される供給可能電力量の予測値とを対比して、目的地まで到達可能であるかどうかを判断しているものにすぎない。

例えば、車両が目的地までの予定ルートをどのような速度あるいは加速度で走行するかを参酌して、エンジンやモータ等の車両装備（走行駆動源）のための制御予定計画を立案しようとした場合、当該車両の過去の走行時の実績を考慮するだけでは、精度の良い制御予定計画を立案することは困難である。つまり、車両が走行予定ルートを走行する場合、エンジンやモータ等の車両装備の制御は、走行予定ルートに含まれる各道路の交通量や、事故や工事による規制、あるいは降雨、降雪、気温などによる影響を受ける。従って、走行予定ルートに含まれる各道路の交通量に関する交通情報、事故や工事による規制に関する規制情報、天気や気温に関する天候情報などの影響情報を考慮しなければ、実際の状況に即した車両装備のための制御予定計画を立案することは困難である。

そのため、上述したような影響情報を取得し、取得した影響情報に基づいて車両装備のための制御予定計画を立案することが考えられる。しかし、例えば通信障害などにより、上述した影響情報が正しく取得できなかった場合、不適切な制御予定計画が立案されてしまう可能性も否定できない。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、影響情報に基づき車両装備のための制御予定計画を立案する場合に、その車両単独で、適切な制御予定計画が立案されたかどうかを判定することが可能な車両用制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による車両用制御システムは、
車両に搭載された車両装備の制御に影響を及ぼす事象に関する影響情報を取得する取得部（Ｓ１４０）と、
取得部によって取得された影響情報に基づいて、車両装備のための制御予定計画を立案する立案部（Ｓ１５０）と、
立案部によって立案された制御予定計画を車両の乗員に提示する、及び／又は制御予定計画に従いつつ、実際に車両が置かれた環境に適合するように車両装備を制御する制御予定計画活用部（Ｓ２１０、Ｓ２２０）と、
車両における実際の制御動作量の推移と、制御予定計画に基づく予定制御動作量の推移とを対比し、所定の基準値以上の乖離が生じているか否かに応じて、車両装備の制御予定計画が適切か、不適切かを判定する判定部（Ｓ２３０〜Ｓ２７０）と、を備える。

上述したように、本発明による車両用制御システムは、車両装備の制御に影響を及ぼす事象に関する影響情報を取得し、その影響情報に基づいて、車両装備の制御予定計画を立案する。従って、車両装備を実際に制御時の目標とすることが可能な、精度の高い制御予定計画を立案することができる。

ただし、取得部が影響情報を正しく取得できない場合などには、その影響情報に基づいて立案される制御予定計画も不適切なものとなる虞がある。その点、本発明による車両用制御システムでは、判定部において、車両における実際の制御動作量の推移と、制御予定計画に基づく予定制御動作量の推移とを対比し、所定の基準値以上の乖離が生じているか否かに応じて、車両装備の制御予定計画が適切か、不適切かを判定するように構成される。従って、万一、不適切な制御予定計画が立案されたとしても、その車両単独で、立案された制御予定計画が不適切なものであることを判定することが可能となる。

上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。

また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。

実施形態による車両用制御システムの全体構成をブロック図として示した構成図である。 各車両に搭載される車載ユニットの構成の一例を示す構成図である。 車載ユニットにおいて、制御予定計画を立案するために実行される処理を示すフローチャートである。 車載ユニットにおいて、制御予定計画が立案された場合に実行される処理を示すフローチャートである。 車載ユニットにおいて、立案した制御予定計画が適切であるか否かの確認を行う、制御予定計画の適否確認処理を示すフローチャートである。 実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との対比方法、及び双方の推移の乖離を示す指標の算出方法の一例を示すフローチャートである。 実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との対比方法、及び双方の推移の乖離を示す指標の算出方法の別例を示すフローチャートである 制御予定計画が適切と判定された後に、その制御予定計画に基づき、車両の移動を制御する制御系が正常に動作しているか、異常が生じているかを判定するために実行される処理を示すフローチャートである。 交通情報センターにおいて実行される処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態による車両用制御システムについて、図面を参照しつつ説明する。図１は、車両用制御システムの全体構成をブロック図として示した構成図である。

本実施形態による車両用制御システムは、図１に示すように、各車両１０、２０に搭載された車載ユニット１０ａ、２０ａと、交通情報センター１００とを有する。車載ユニット１０ａ、２０ａは、交通情報センター１００から、実際の交通状況、天気など、車両１０、２０における車両装備の制御に影響を及ぼす事象に関する影響情報を取得する。そして、車載ユニット１０ａ、２０ａは、取得した影響情報に基づき、車両１０、２０の車両装備を制御するための制御予定計画を立案し、その立案した制御予定計画を車両１０、２０の乗員に提示したり、当該制御予定計画に従って車両１０、２０の車両装備の制御を行ったりする。

以下においては、制御予定計画として、車両１０が目的地に達するための走行予定ルートを走行する際に、各種の車両装備によって車両の移動を制御するための制御予定計画を立案するケースについて説明する。

車両１０に搭載された車載ユニット１０ａは、通信ネットワーク１１０を介して、交通情報センター１００と通信可能に構成されている。通信ネットワーク１１０は、携帯電話網やインターネット等の電気通信事業者によって提供される公衆通信ネットワークなどを含む。

交通情報センター１００は、各道路の実際の交通量を示す情報を定期的に収集し、各道路に対応付けて保存する。この各道路の交通量は、新たな情報が取得される毎に更新される。また、交通情報センター１００は、各道路を網羅する範囲を複数のエリアに分割し、各エリアの天候情報（天気、気温、湿度など）も定期的に収集して保存する。この各エリアの天候情報も、新たな情報が取得される毎に更新される。さらに、交通情報センター１００は、車両１０、２０から送信された走行ルートを含む制御予定計画も、それぞれ保存する。ただし、交通情報センター１００が、影響情報として保存する情報は上述した情報だけに限られない。例えば、交通情報センター１００は、各道路における事故の発生情報、工事などによる規制情報なども、影響情報として保存しても良い。さらに、交通情報センター１００は、各道路に設置された信号機の切り替わり時間に関する情報を収集し、影響情報として、各車両に送信してもよい。また、単一の交通情報センター１００が、すべての影響情報を保存したり、送信したりするのではなく、複数種類の情報を含む影響情報を複数の情報センターに分散して保存したり、送信したりするようにしてもよい。

交通情報センター１００は、車両１０から送信された走行予定ルートを示す情報を受信すると、当該走行予定ルートに含まれる各道路の交通状況に基づき、当該走行予定ルートの通行の許可、禁止を判定する。例えば、交通情報センター１００は、走行予定ルートに含まれる各道路の交通量が閾値以上である場合、走行予定ルートの通行不可と判定してもよい。あるいは、交通情報センター１００は、実際の交通量に加えて、保存している制御予定計画も踏まえて、将来の交通量を予測し、その予測した交通量が閾値以上である場合、走行予定ルートの通行不可と判定してもよい。さらに、交通情報センター１００は、事故情報や規制情報を参照し、走行予定ルートが、事故が発生していたり、規制がかけられていたりする道路を含む場合には、走行予定ルートの通行不可と判定してもよい。交通情報センター１００は、走行予定ルートの通行可否に関する判定結果を、車両１０に返送する。

交通情報センター１００は、走行予定ルートの通行を許可する判定結果を車両１０に返送すると、引き続き、保存している影響情報を送信する。具体的には、交通情報センター１００は、影響情報として、保存している他車両の制御予定計画、交通量情報、天候情報などを送信する。ただし、交通情報センター１００は、保存しているすべての情報を送信するのではなく、各車両１０、２０の走行予定ルートに関連する情報だけを選別して送信する。例えば、交通量情報については、走行予定ルートに含まれる各道路の交通量だけが選別されて送信される。天候情報についても、走行予定ルートを含むエリアの天候情報だけが選別されて送信される。他車両の制御予定計画については、各車両１０、２０の走行予定ルートと少なくとも一部の区間において重複する走行予定ルートに対する他車両の制御予定計画だけが選別されて送信される。また、交通情報センター１００は、走行予定ルートに関連する影響情報が更新されると、その都度、更新された影響情報を送信するようにしてもよい。

影響情報が複数の情報センターに分散して保存される場合には、車両１０が必要な影響情報を取得する種々の形態が考えられる。例えば、走行予定ルートの通行可と判定した情報センターが、各情報センターに保存されている影響情報を取りまとめて車両１０へ送信してもよい。あるいは、走行予定ルートの通行可と判定した情報センターからの指示に応じて、各情報センターが、車両１０にそれぞれ影響情報を送信してもよい。さらに、走行予定ルートの通行可否を判定する情報センター以外の情報センターは、車両１０からのリクエストもしくは保存している情報の更新に応じて、随時、保存している影響情報の中で関連する影響情報を送信してもよい。

次に、車両１０に搭載される車載ユニット１０ａの構成の一例を、図２を参照して説明する。なお、図１に示す各車両１０、２０には、同一の構成を有する車載ユニット１０ａ、２０ａがそれぞれ搭載される。

図２に示すように、車載ユニット１０ａは、通信部３０、周辺監視部３１、地図データベース３２、センサ群３３、操作入力部３４、表示装置３５、駆動力制御装置３６、制動力制御装置３７、ステアリング制御装置３８、及びメインコントローラ３９を備える。通信部３０は、通信ネットワーク１１０を介して交通情報センター１００とデータ通信を行うためのものである。さらに、通信部３０は、他の車両に搭載された車載ユニットの通信部と、いわゆる車々間通信を行うことが可能に構成してもよい。周辺監視部３１は、車両１０の各所に設けられたセンサ（カメラ、ミリ波センサ、レーザセンサ、超音波センサなど）を含み、車両１０の周囲の障害物（自動車、二輪車、歩行者、その他の物体）を検出したり、車両１０の走行車線を検出したりする。さらに、周辺監視部３１は、前方車両、後方車両、側方車両などの、車両１０の近傍を走行する他車両を検出する。

地図データベース３２は、道路の形状、道幅、車線数、制限速度、一時停止線の位置、信号機の位置、道路の種類、各種の施設の場所、名称などを含む道路地図データを格納している。センサ群３３は、例えば、車両１０の現在位置に関する情報に加えて、走行速度、前後方向加速度、操舵角、横方向加速度など、車両１０の実際の挙動に関する情報を検出するものである。操作入力部３４は、車両１０の出発地、目的地、出発時間を設定するための入力や、その出発地から目的地に達する走行予定ルートを決定するための入力などを行うためのものである。

ここで、車両１０は、運転者による通常の手動運転に加えて、いわゆる自動運転を行うことが可能に構成されている。以下に、自動運転を可能とするための構成について説明する。

車載ユニット１０ａのメインコントローラ３９は、地図データベース３２及び操作入力部３４を利用して走行予定ルートを決定する。この走行予定ルートの通行が交通情報センター１００によって許可されると、メインコントローラ３９は、上述した影響情報に基づいて、走行予定ルートに沿って車両１０の移動を調節する車両装備を制御するための制御予定計画を立案する。この制御予定計画には、例えば、出発時間、走行予定ルート、走行予定ルートに含まれる各道路の目標走行速度、一時停止地点、一時停止する際の減速度、一時停止地点からの発進加速度、経由地点の通過時間、及び目的地到達時間などの情報が含まれる。各道路の目標走行速度は、影響情報に含まれる交通量情報及び天候情報、さらには、地図データベース３２に格納された道路地図データに基づいて決定される。

ただし、制御予定計画に含まれる情報は、これらの情報だけに限られず、他の情報を含んでもよい。例えば、制御予定計画は、走行予定ルートの各道路に設置された信号機の切り替わり時間を含んでいてもよい。制御予定計画に信号機の切り替わり時間が含まれていると、車載ユニット１０ａは、極力、車両１０が赤信号で停止しないように、制御予定計画を立案することができる。また、実際の車両１０の移動において、他車両の割り込みや路上駐車車両など種々の外乱によって、立案した制御予定計画から車両１０の移動がずれることもありえる。そのような場合、制御予定計画に信号機の切り替わり時間が含まれていると、車両１０が信号機で停止せずに通過できるように、制御予定計画を微修正することも可能となる。さらに、影響情報としての他車両の制御予定計画に基づき、例えば、高速道路などにおいて、群としてまとまって走行する車両群を形成する対象車両を決定し、この対象車両を特定する情報を制御予定計画に含めてもよい。その際、制御予定計画には、車両群を形成する対象車両との目標車間距離を含めてもよい。

メインコントローラ３９は、このようにして制御予定計画が立案されると、内蔵している揮発性又は不揮発性のメモリ４０に制御予定計画を保存する。そして、メインコントローラ３９は、メモリ４０に保存した制御予定計画に基づき、当該制御予定計画の概要を車両１０の乗員に提示したり、制御予定計画に従って車両１０を移動させるために、表示装置３５、駆動力制御装置３６、制動力制御装置３７、及びステアリング制御装置３８に制御信号を出力したりする。なお、交通情報センター１００において、車両１０の走行予定ルートに関連する影響情報が更新され、その更新された影響情報を受信したときに、メインコントローラ３９は、更新された影響情報に基づいて制御予定計画を修正しても良い。

表示装置３５は、メインコントローラ３９からの制御信号に基づいて、立案された制御予定計画の概要を表示したり、車両１０の周辺道路地図を表示したりする。

駆動力制御装置３６は、メインコントローラ３９からの制御信号に応じて、車両１０を走行させる駆動源の出力を制御する。例えば、駆動力制御装置３６は、車両１０の制御予定計画に含まれる目標走行速度にて車両１０を走行させるように指示する制御信号をメインコントローラ３９から受信したとき、車両１０の走行速度が目標走行速度に一致するように、駆動源の出力を制御する。また、駆動力制御装置３６は、目標加速度にて車両１０を加速するように指示する制御信号をメインコントローラ３９から受信したとき、車両１０の加速度が目標加速度に一致するように、駆動源の出力を制御する。なお、駆動源は、通常の内燃機関、電動機、あるいは内燃機関と電動機との組み合わせのいずれであってもよい。

制動力制御装置３７は、メインコントローラ３９からの制御信号に応じて、運転者によるブレーキペダルの操作に係わらず、ブレーキ装置を用いて車両に発生する制動力を制御する。例えば、制動力制御装置３７は、目標減速度にて車両１０を減速するように指示する制御信号をメインコントローラ３９から受信したとき、車両１０の減速度が目標減速度に一致するように、ブレーキ装置による制動力を制御する。ステアリング制御装置３８は、メインコントローラ３９からの制御信号に応じて、ステアリング装置のステアリングシャフトを回転させ、操舵輪の角度を制御する。例えば、制御予定計画において、走行予定ルートの道路が曲線路であるとき、車線変更や右左折を行うとき、さらには、突発的な障害物を回避する必要が生じたときなど、メインコントローラ３９は、ステアリング制御装置３８に対して、目標操舵角度及びその目標操舵角度まで操舵角を変化させる際の操舵角速度を指示する制御信号を出力する。ステアリング制御装置３８は、その制御信号に従ってステアリング装置の操舵角を制御する。

このように、メインコントローラ３９が、制御予定計画に基づき、駆動力制御装置３６、制動力制御装置３７、ステアリング制御装置３８を制御することにより、車両１０が自動運転される。なお、車両１０が自動運転される際には、周辺監視部３１によって車両１０の周囲の物体が監視されるとともに、地図データベース３２に格納された道路地図データとセンサ群３３の位置検出センサによって検出される車両位置とに基づき、車両１０の現在位置や、周囲の物体との相対位置が把握される。そして、メインコントローラ３９は、周囲の物体と接触する可能性が高い等の理由により、制御予定計画通りに車両１０を移動させることができないと判断した場合には、制御予定計画に優先して、そのときの状況に対応するように車両１０の移動を制御する。

ただし、車載ユニット１０ａは、車両１０を自動運転するのではなく、単に、表示装置３５により制御予定計画の概要を乗員に提示するものであってもよい。この場合、車両１０の運転者が、提示された制御予定計画に従うように車両１０を移動させればよい。あるいは、車載ユニット１０ａが車両１０を自動運転する場合、必ずしも運転者を含む乗員に制御予定計画を提示しなくともよい。

次に、車載ユニット１０ａ及び交通情報センター１００において実行される具体的な処理の一例を図３〜９のフローチャートを参照して説明する。図３〜８のフローチャートは車載ユニット１０ａにおいて実行される処理を示し、図９のフローチャートは交通情報センター１００において実行される処理を示している。ただし、図３のフローチャートに示す処理は、車載ユニット１０ａではなく、車両１０の乗員が保有する携帯端末などで処理し、立案した制御予定計画を車載ユニット１０ａに転送するようにしてもよい。

図３のステップＳ１００において、車両１０の乗員が、出発地、目的地、出発時間を設定するための入力を行うと、メインコントローラ３９は、地図データベース３２の道路地図データを参照して、走行予定ルートの候補を選択して乗員に提示する。乗員が提示された走行予定ルートを承認することにより、車両１０の走行予定ルートが設定される。なお、乗員によって出発地の設定入力が行われない場合、出発地は現在地に設定され、出発時間の設定が行われない場合、出発時間は現在の時刻に設定される。

続くステップＳ１１０では、設定した走行予定ルートを交通情報センター１００に送信する。そして、ステップＳ１２０では、交通情報センター１００からの応答（通行可否の判定結果）を受信する。ステップＳ１３０では、受信した判定結果が、走行予定ルートの通行許可であるか通行不可であるかを判定する。通行許可の場合、ステップＳ１４０の処理に進む。通行不可の場合、ステップＳ１７０の処理に進む。

ステップＳ１４０では、交通情報センター１００から、走行予定ルートにおける車両１０の移動のための制御に影響を及ぼす影響情報を受信する。ステップＳ１５０では、受信した影響情報に基づき、制御予定計画を立案する。影響情報には、上述したように、実際の交通量や天候などの情報に加え、他車両の制御予定計画も含まれている。従って、車両１０の移動時の実際の交通量や天候に加えて、他車両の状況も考慮した上で制御予定計画を立案することができる。その結果、車両１０が、実際に移動時の目標とすることが可能な、精度の高い制御予定計画を立案することができる。

ステップＳ１６０では、車載ユニット１０ａは、立案した制御予定計画を交通情報センター１００に送信する。これにより、交通情報センター１００は、他の車両が走行予定ルートを送信してきたときに、影響情報として、今回、立案した制御予定計画を利用することが可能となる。

一方、交通情報センター１００から走行予定ルートの通行不可との判定結果を受信した場合に実行されるステップＳ１７０では、出発地から目的地へ達する別ルートが設定可能かどうかを判定する。例えば、乗員に対して、設定した走行予定ルートとは異なる１以上の別ルートを提示し、乗員によっていずれかの別ルートが承認された場合、別ルートの設定可と判定し、承認されなかった場合、別ルートの設定不可と判定することができる。別ルートの設定可と判定するとステップＳ１８０の処理に進み、別ルートの設定不可と判定するとステップＳ１９０の処理に進む。

ステップＳ１８０では、乗員によって承認された別ルートを走行予定ルートに設定し、その後、ステップＳ１１０からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ１９０では、所定時間待機した後、ステップＳ１１０に進み、通行不可と判定された走行予定ルートを再度送信する。

図４のフローチャートは、図３のフローチャートのステップＳ１５０において、制御予定計画が立案された場合に実行される処理を示している。

最初のステップＳ２００では、走行を開始すべきタイミングであるか否かが判定される。上述したように、制御予定計画では、出発時間が設定されている。現在の時刻が出発時間に一致するか過ぎていると、走行を開始すべきタイミングであると判定され、現在の時刻が出発時間前であると、走行を開始すべきタイミングではないと判定される。走行を開始すべきタイミングと判定されるとステップＳ２１０の処理に進む。

ステップＳ２１０では、車載ユニット１０ａのメインコントローラ３９が、表示装置３５に制御予定計画の提示を指示する。すなわち、メインコントローラ３９は、制御予定計画の概要を提示するためのデータを表示装置３５に送信する。表示装置３５に制御予定計画の概要を提示することにより、車両１０の乗員は、車両１０が各道路で予定している走行速度、目的地への到達時間、経由地の通過時間などを把握することができる。ステップＳ２２０では、メインコントローラ３９は、制御予定計画に従って、車両１０の移動を制御する。すなわち、車両１０は、原則として制御予定計画通りに移動するように、車載ユニット１０ａにより自動運転される。

ステップＳ２３０では、車両の走行に対する外乱が発生したか否かを判定する。例えば、隣接車線から他車両が割り込んできたり、車両の前方に停車車両等の障害物があり、その障害物を回避するために車線変更を行ったりするとき、外乱が発生したと判定することができる。ただし、外乱はこのような例に限定されず、車両の走行を妨げるすべての事象が外乱となりえる。外乱が発生したか否かは、周辺監視部３１の監視結果に基づいて判定してもよいし、車両装備の実際の制御動作量の推移が、制御予定計画に基づく予定制御動作量の推移に対して一時的に逸脱したことをもって外乱の発生と判定してもよい。

外乱は発生していないと判定した場合、ステップＳ２４０の処理に進み、車両装備の実際の制御動作量を記憶する。例えば、車両装備が走行駆動源の場合、制御動作量として、車両の実際の走行速度や走行加速度を記憶する。あるいは、走行駆動源の制御動作量として、実際の駆動トルクを記憶してもよい。車両装備がブレーキ装置の場合、制御動作量として、車両の実際の走行減速度を記憶する。あるいは、ブレーキ装置の制御動作量として、実際の制動油圧や制動トルクを記憶してもよい。車両装備がステアリング装置の場合、制御動作量として、実際の操舵角度や、操舵によって発生した実際の横方向加速度を記憶してもよい。また、車両の移動を制御する車両装備全体の実際の走行動作量として、出発時間からの時間経過に対する、車両１０の走行位置や走行距離を記憶してもよい。

一方、外乱が発生したと判定した場合、ステップＳ２５０の処理に進む。ステップＳ２５０では、制御動作量における外乱による変動成分を特定し、その変動成分を除去した制御動作量を記憶する。これにより、車両装備の実際の制御動作量として、外乱の影響を除去した制御動作量を記憶することができる。なお、出発時間からの時間経過に対する車両１０の走行位置や走行距離などの累積値を、制御作動量として採用する場合には、外乱の影響による累積値のずれを補うことで、外乱の影響を除去することができる。あるいは、同じく累積値としての制御予定作動量に対して、外乱の影響分を増減補正してもよい。

そして、ステップＳ２６０では、メインコントローラ３９は、立案した制御予定計画が適切であるか否かの確認を行う。この制御予定計画の適否確認処理は、後に、図５のフローチャートに基づき詳細に説明する。ステップＳ２７０では、ステップＳ２６０の確認結果に基づいて、制御予定計画が適切であるか否かを判定する。適切であると判定すると、ステップＳ２８０の処理に進み、不適切であると判定すると、ステップＳ２９０の処理に進む。

制御予定計画が適切である場合に実行されるステップＳ２８０では、車両１０が目的地に到達し、制御予定計画が完了したか否かを判定する。まだ制御予定計画が完了していなければ、ステップＳ２１０の処理に戻る。一方、制御予定計画が完了した場合、図４のフローチャートに示す処理を終了する。

また、制御予定計画が不適切である場合に実行されるステップＳ２９０では、車両の乗員への制御予定計画の提示を中止するとともに、制御予定計画に従う車両１０の移動制御を中止する。この場合、新たな制御予定計画を立案して、自動運転を再開するか、もしくは、ドライバーによる手動運転に切り換えられる。

ここで、車両１０の車載ユニット１０ａが、複数の影響情報を外部の交通情報センター１００などから通信によって取得する場合、例えば、車両１０における通信部３０の不具合や、一部の影響情報の通信における通信障害など種々の要因によって、複数の影響情報を正しく取得することができない可能性が生じる。影響情報を正しく受信できない場合、その影響情報に基づいて立案される制御予定計画も不適切なものとなる虞がある。

そこで、本実施形態では、図５のフローチャートに示す制御予定計画の適否確認処理を行って、立案した運行予定計画が適切なものであるか否かを確認することとした。特に、本実施形態では、車両１０が、単独で走行している場合であっても、制御予定計画の適否を確認できる点に特徴がある。以下、図５のフローチャートを参照して、制御予定計画の適否確認処理について詳しく説明する。

最初のステップＳ３００では、対応する期間における、車両装備の実際の制御動作量の推移と制御予定計画に基づく予定制御動作量の推移とを対比する。そして、ステップＳ３１０において、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との間に、所定の基準値以上の乖離が生じているか否かを判定する。所定の基準値以上の乖離がある場合、制御予定計画は車両１０の現実の環境に適用していないとみなせるので、そのような制御予定計画は不適切であると判定することができる。実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との対比方法、及び双方の推移の乖離を示す指標の算出方法として、種々の方法が考えられる。以下に、いくつかの具体的な方法について説明する。

まず、対比方法及び指標算出方法に関する第１の方法について説明する。この第１の方法では、最新の時点から過去のある時点までの期間に渡って、メモリ４０に記憶された実際の制御動作量を読み出す。そして、その読み出した期間に対応する期間における予定制御動作量との差分を個別に算出することで、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移とを対比する。さらに、個別に算出した差分の絶対値を積算することにより、双方の推移の乖離を示す指標を算出する。この指標としての積算値が所定の基準値以上となった場合、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との間に、所定の基準値以上の乖離が生じていると判定する。逆に、積算値が所定の基準値に満たない場合、所定の基準値以上の乖離は生じていないと判定する。

次に、対比方法及び指標算出方法に関する第２の方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。この第２の方法では、図６に示すように、最初のステップＳ４００において、過去のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離を算出する。ステップＳ４００で算出される実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離は、予定制御動作量を基準とする乖離率として算出することができる。あるいは、実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離は、実際の制御動作量と予定制御動作量との差分に相当する乖離幅として算出しても良い。

続くステップＳ４１０では、現時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離を算出する。このステップＳ４１０では、実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離が、ステップＳ４００にて算出された乖離を示す指標と同様の指標として算出される。すなわち、ステップＳ４００にて乖離率が算出された場合、ステップＳ４１０でも乖離率が算出され、ステップＳ４００にて乖離幅が算出された場合、ステップＳ４１０でも乖離幅が算出される。

そして、ステップＳ４２０では、ステップＳ４００で算出された過去のある時点での乖離と、ステップＳ４１０で算出された現時点での乖離とに基づいて、将来のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離（乖離率又は乖離幅）を推定する。より具体的には、将来のある時点における乖離は、過去のある時点における乖離と現時点における乖離とから比例計算によって算出することができる。

この第２の方法では、上述したようにして、過去のある時点での乖離と現時点での乖離とに基づいて将来のある時点における乖離を算出することにより、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移とを対比する。そして、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との乖離を示す指標として、将来のある時点において発生することが推定される乖離を用いる。すなわち、推定した将来の乖離と所定の基準値とを比較し、推定した将来の乖離が、所定の基準値以下の基準範囲内に収まっているか否かを判定する。このように、将来のある時点における乖離を用いて、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との乖離の程度を判定することで、基準値以上の乖離が発生することを早期に判定することができる。

次に、対比方法及び指標算出方法に関する第３の方法について、図７のフローチャートを用いて説明する。この第３の方法では、図７に示すように、最初のステップＳ５００において、過去のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離を算出する。ステップＳ５００で算出される実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離は、前述した第２の方法と同様に、予定制御動作量を基準とする乖離率として算出してもよいし、実際の制御動作量と予定制御動作量との差分に相当する乖離幅として算出しても良い。

続くステップＳ５１０では、過去のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離に基づいて、現時点における、予定制御計画に基づく予定制御動作量を修正する。具体的には、過去のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離が、累積的に現時点における乖離に影響することを防止するために、過去のある時点における乖離の影響を排除するように、現時点における制御予定動作量を修正する。この第３の方法は、例えば、車両装備の制御動作量として、過去の乖離が現在の乖離に影響を及ぼすような車両の走行位置や走行距離などの指標を用いる場合に有効である。そして、ステップＳ５２０では、ステップＳ５１０で算出した、現時点の修正予定制御動作量と、現時点の実際の制御動作量とを対比して、双方の乖離を示す指標を算出する。

この第３の方法では、上述したように、過去のある時点での乖離に基づき修正した、現時点の修正予定制御動作量と実際の制御動作量との乖離を算出することにより、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移とを対比する。そして、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との乖離を示す指標としては、現時点の修正予定制御動作量と実際の制御動作量との乖離を用いる。すなわち、現時点の修正予定制御動作量と実際の制御動作量との乖離と所定の基準値とを比較し、算出した乖離が、所定の基準値以下の基準範囲内に収まっているか否かを判定する。従って、第３の方法によれば、過去のある時点における乖離の影響を抑制しつつ、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との乖離の程度を判定することができる。

再び図５のフローチャートに戻り、説明を続ける。ステップＳ３１０の判定処理において、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との間に、所定の基準値以上の乖離が生じていると判定した場合、ステップＳ３２０の処理に進む。一方、ステップＳ３１０の判定処理において、所定の基準値未満の乖離しか生じていないと判定した場合、ステップＳ３３０の処理に進む。ステップＳ３２０では、車両１０における車両装備の制御のための制御予定計画は適切であると判定する。一方、ステップＳ３３０では、車両装備の制御のための制御予定計画は不適切と判定する。

次に、車載ユニット１０ａのメインコントローラ３９が、上述した制御予定計画の適否確認処理により制御予定計画は適切と判定した後に、車両１０の移動を制御する車両装備又はその制御系（センサ群３３、メインコントローラ３９、駆動力制御装置３６、制動力制御装置３７、ステアリング制御装置３８など）が正常に動作しているか、それとも異常が生じているかを判定するために実行する処理について図８のフローチャートを参照して説明する。

最初のステップ６００では、現時点における車両装備の実際の制御動作量を検出する。なお、この実際の制御動作量の検出では、上述したように、外乱が発生したか否かを判定するとともに、外乱の発生時には、制御動作量における外乱による変動成分を特定し、その変動成分を除去した制御動作量を検出することが好ましい。次のステップＳ６１０では、現時点における、制御予定計画に基づく制御予定動作量を取得する。そして、ステップＳ６２０において、実際の制御動作量と予定制御動作量とのずれが、所定の許容値内に収まっているかどうかを判定する。

ステップＳ６２０の判定処理において、実際の制御動作量と予定制御動作量とのずれが所定の許容値内に収まっていれば、車両の移動は、適切と判定された制御予定計画に従って制御されているとみなすことができる。そのため、この場合、車載ユニット１０ａのメインコントローラ３９は、ステップＳ６３０の処理に進み、車両１０の移動を制御する車両装備は正常であり、かつ、その制御系による制御は正常に行われていると判定する。

逆に、実際の制御動作量と予定制御動作量とのずれが所定の許容値内に収まっていない場合、制御予定計画は適切と判定されているので、制御異常の原因は、車両１０の移動を制御する車両装備、又はその制御系にあるとみなすことができる。そのため、メインコントローラ３９は、ステップＳ６４０の処理に進み、例えば、車両装備が指示通りに動作していないなど、車両装備や車両装備の制御系になんらかの異常が発生したと判定する。そして、車両装備やその制御系になんらかの異常が発生した場合には、代替制御が可能であれば（例えば、走行駆動源としてエンジンとモータを備え、いずれか一方に異常が発生した場合など）、正常な車両装備による代替制御を実行する。

なお、代替制御が可能な場合のように、制御予定計画に基づく予定制御動作量が複数の車両装備の制御によって達成される場合、車載ユニット１０ａのメインコントローラ３９によって、車両装備もしくは車両装備を制御する制御系の異常が判定されたときに、例えば、以下に説明する手法を採用して、複数の車両装備のいずれの制御に異常が生じているのかを判別してもよい。

まず、複数の車両装備（例えば、エンジンと駆動用モータ）による実際の制御動作量（例えば、エンジントルクとモータトルク）をそれぞれ検出する。そして、各車両装備の実際の制御動作量の変化の傾向と、予定制御動作量の変化の傾向とが相違するか否かを判定する。例えば、車両が平坦路を走行しているときに、予定制御動作量としての目標走行速度が一定であるのに対し、エンジントルクはほぼ一定、モータトルクは減少している場合、予定制御動作量の変化の傾向と、エンジンの制御動作量の変化の傾向は同じであるが、電動モータの制御動作量の変化の傾向は異なると判定することができる。従って、この場合、電動モータ又はその制御系に異常発生の原因があると特定することができる。このように、制御動作量の変化の傾向を用いることで、簡易に、異常発生の原因となった車両装備を特定することが可能となる。

なお、代替制御が不可能である場合には、車載ユニット１０ａは、例えば、所定の上限速度以下に車両速度を抑えるなど、車両１０は退避走行のみ可能となるように制御することが考えられる。

次に、交通情報センター１００において実行される処理を、図９のフローチャートを参照して説明する。

最初のステップＳ７００では、交通情報センター１００は、各車両の車載ユニットから送信された走行予定ルートを示す情報を受信したか否かを判定する。走行予定ルートを示す情報を受信したと判定すると、ステップＳ７１０の処理に進む。ステップＳ７１０では、受信した走行予定ルートに含まれる各道路の交通状況を確認する、そして、ステップＳ７２０では、その確認結果に基づいて、走行予定ルートに含まれる各道路の交通量が閾値以上であるか否かを判定する。そして、走行予定ルートに含まれる各道路の交通量が閾値以上であると判定した場合、ステップＳ７６０の処理に進み、車載ユニットへ走行予定ルートは通行不可である旨を送信する。一方、交通量が閾値未満であると判定した場合には、ステップＳ７３０の処理に進む。なお、上述したように、交通情報センター１００は、実際の交通量に加えて、保存している制御予定計画も踏まえて、将来の交通量を予測し、その予測した交通量が閾値以上である場合、走行予定ルートの通行不可と判定してもよい。さらに、交通情報センター１００は、事故情報や規制情報を参照し、走行予定ルートが、事故が発生していたり、規制がかけられていたりする道路を含む場合には、走行予定ルートの通行不可と判定してもよい。

ステップＳ７３０では、交通情報センター１００は、車載ユニットへ走行予定ルートの通行を許可する旨を送信する。続くステップＳ７４０では、保存している影響情報を送信する。具体的には、交通情報センター１００は、影響情報として、交通量情報、天候情報、他車両の制御予定計画などを送信する。送信される影響情報には、各情報を更新した時間帯を示す時間帯情報も含まれる。ただし、交通情報センター１００は、保存しているすべての情報を送信するのではなく、各車両の走行予定ルートに関連する情報だけを選別して送信する。また、交通情報センター１００は、走行予定ルートに関連する情報が更新された場合、その更新情報を該当する車両の車載ユニットに送信してもよい。最後に、ステップＳ７５０において、交通情報センター１００は、車載ユニットから、立案された運行予定計画を受信し、影響情報の一部として保存する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能なものである。

例えば、上述した実施形態では、制御予定計画は、出発時間、走行予定ルート、走行予定ルートに含まれる各道路の目標走行速度、一時停止地点、一時停止する際の減速度、一時停止地点からの発進加速度、経由地点の通過時間、及び目的地到達時間などの情報を含み、車両１０の移動させる車両装備を制御するためのものであった。しかしながら、制御予定計画の内容や、制御対象となる車両装備は、上述した例に限定されない。

例えば、制御対象となる車両装備を電力を発電するジェネレータとし、制御予定計画は、車両が走行予定ルートを走行するときに、各種の車両装備によって消費される電力を賄うように立案される、ジェネレータによる発電計画であっても良い。この場合も、影響情報として、交通情報や天候情報が取得される。そして、交通情報に基づき、車両１０の走行時間や走行速度などが推定され、天候情報に基づいて、動作する車両装備（灯火類、ウインカ、ワイパ、エアコンなど）による消費電力が算出される。制御予定計画としての発電計画は、バッテリの残電力を考慮しつつ、各車両装備による消費電力を供給できるように立案される。

また、車両１０が走行駆動源としてエンジン及び駆動用モータを備え、かつ自動運転される場合、エンジン及び駆動用モータを含む走行駆動源を制御対象とし、制御予定計画として、走行駆動源が発生する駆動力に関する制御計画を立案しても良い。これにより、車載ユニット１０ａは、制御計画に基づき、走行予定ルートの形状、勾配、制限速度、交通状況等に見合った駆動力を効率良く発生させることができるように、走行駆動源を制御することが可能になる。この場合、走行予定ルート上において、割込車両や路上駐車車両等の突発的な外乱が生じた場合には、車載ユニット１０ａは、その外乱に対応すべく、駆動力を制御する。例えば、割込車両が発生した場合、その割込車両との車間距離を確保するように駆動力を制御する。また、路上駐車車両が存在している場合には、安全を確認しつつ隣接車線に車線変更したり、路上駐車車両を迂回するように一時的に対向車線を走行したりするように、走行駆動源による駆動力やステアリング装置による操舵量を制御する。割込車両との車間が確保できたり、路上駐車車両を迂回したりした後に、制御計画に従う制御に復帰させることが可能な状況となると、車載ユニット１０ａは、制御計画に従う駆動力制御を再開する。

また、車載ユニット１０ａは、エアコンを制御対象として、エアコンの制御に関する制御予定計画を立案し、その立案した制御予定計画に従って、エアコンを制御しても良い。走行予定ルート全体に渡る気温や天気に関する天候情報を外部サーバなどから入手することで、エアコンの制御状態が、走行する予定ルートの状況に適した状態となるように制御予定計画を立案することができる。そして、立案した制御予定計画に従ってエアコンを制御することにより、走行予定ルート上の各地点で温度や天気の変化があっても、乗員の手を煩わせることなく、乗員に快適な車室環境を提供することができる。

そして、エアコンの制御に関しても、例えば天候の急変やトンネル内などでの一時的な温度変化などの突発的な外乱が生じた場合には、車載ユニット１０ａは、その外乱に対応すべく、エアコンを制御する。例えば、ゲリラ豪雨のような天候の急変に対しては、外気温の低下や湿度の上昇に対応するように、エアコンを制御する。

上述した実施形態や変形例では、走行予定ルートが決定された場合に、その走行予定ルートの状況に応じて車両装備の制御予定計画を立案する例について説明した。しかしながら、走行予定ルートが決定されなくとも、車両の使用予定内容が決定された場合には、特定の車両装備に対する制御予定計画を立案することが可能である。例えば、車中泊を行うことや、車両のバッテリを非常用電源として使用することを使用予定内容として決定することも可能である。そして、車中泊が使用予定内容として決定された場合には、例えば、車中泊を行う時間帯に渡って車室内の環境を車中泊に適した環境となるように、エアコンの制御予定計画を立案するとともに、そのエアコンの動作電源の確保のため、エンジン及び発電用モータの制御予定計画を立案することができる。また、車両のバッテリを非常用電源として用いることが使用予定内容として決定された場合には、非常用電源の使用期間に渡って、バッテリから電源が供給できるように、エンジン及び発電用モータの制御予定計画を立案することができる。

そして、走行予定ルートではない使用予定内容に応じて車両装備の制御予定計画を立案する場合も、外部から取得した最新の状況に応じて制御予定計画を立案する。具体的には、外部から、天候情報として車中泊中の外気温の変化の予測データを取得し、エアコンの制御予定計画を立案する。また、車両のバッテリを非常用電源として使用する場合、車載ユニット１０ａに使用する電気機器の消費電力や使用時間に関するデータを入力し、その入力データに基づき、エンジン及び発電用モータの制御予定計画を立案する。

１０：第１車両、１０ａ：車載ユニット、２０：第２車両、２０ａ：車載ユニット、３０：通信部、３１：周辺監視部、３２：地図データベース、３３：センサ群、３４：操作入力部、３５：表示装置、３６：駆動力制御装置、３７：制動力制御装置、３８：ステアリング制御装置、３９：メインコントローラ、４０：メモリ、１００：交通情報センター、１１０：通信ネットワーク

Claims (10)

1. 車両に搭載された車両装備の制御に影響を及ぼす事象に関する影響情報を取得する取得部（Ｓ１４０）と、
   前記取得部によって取得された前記影響情報に基づいて、前記車両装備のための制御予定計画を立案する立案部（Ｓ１５０）と、
   前記立案部によって立案された制御予定計画を前記車両の乗員に提示する、及び／又は制御予定計画に従いつつ、実際に前記車両が置かれた環境に適合するように前記車両装備を制御する制御予定計画活用部（Ｓ２１０、Ｓ２２０）と、
   前記車両における実際の制御動作量の推移と、制御予定計画に基づく予定制御動作量の推移とを対比し、所定の基準値以上の乖離が生じているか否かに応じて、前記車両装備の制御予定計画が適切か、不適切かを判定する判定部（Ｓ２３０〜Ｓ２７０）と、を備える車両用制御システム。
2. 前記取得部、前記立案部、前記制御予定計画活用部、及び前記判定部は、前記車両に設けられた車載ユニット（１０ａ）によって構成され、当該車載ユニットの前記取得部は、前記影響情報を前記車両の外部から通信により取得するものである請求項１に記載の車両用制御システム。
3. 前記判定部によって前記車両の制御予定計画が不適切と判定されると、制御予定計画の提示、及び／又は制御予定計画に基づく前記車両装備の制御を禁止する禁止部（Ｓ２９０）をさらに備える請求項１に記載の車両用制御システム。
4. 前記判定部は、過去のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離と、現在の実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離とから、将来のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離を推定し、推定した将来の乖離が所定の基準範囲内に収まっている場合、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との間に所定の基準値以上の乖離は生じていないとみなして、前記車両装備の制御予定計画は適切と判定し、収まっていない場合、所定の基準値以上の乖離が生じているとみなして、前記車両装備の制御予定計画は不適切と判定する請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用制御システム。
5. 前記判定部は、過去のある時点における実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離に基づいて現在の予定制御動作量を修正し、この修正した現在の予定制御動作量と実際の制御動作量との乖離が所定の基準範囲内に収まっている場合、実際の制御動作量の推移と予定制御動作量の推移との間に所定の基準値以上の乖離は生じていないとみなして、前記車両装備の制御予定計画は適切と判定し、収まっていない場合、所定の基準値以上の乖離が生じているとみなして、前記車両装備の制御予定計画は不適切と判定する請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用制御システム。
6. 実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離は、予定制御動作量を基準とする乖離率として算出される請求項４又は５に記載の車両用制御システム。
7. 実際の制御動作量と予定制御動作量との乖離は、実際の制御動作量と予定制御動作量との差分に相当する乖離幅として算出される請求項４又は５に記載の車両用制御システム。
8. 前記判定部は、外乱によって実際の制御動作量の推移が予定制御動作量の推移に対して一時的に逸脱した場合、実際の制御動作量の推移として、外乱による変動成分を除去した制御動作量の推移を用いる請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用制御システム。
9. 前記判定部によって前記車両装備の制御予定計画が適切と判定された後に、実際の制御動作量と予定制御動作量との不一致状態が検出されると、前記車両装備もしくは前記車両装備を制御する制御系に異常が生じていることを判定する異常判定部（Ｓ６００〜Ｓ６４０）をさらに備える請求項１乃至８のいずれかに記載の車両用制御システム。
10. 前記制御予定計画に対応する予定制御動作量が複数の前記車両装備の制御によって達成される場合に、前記異常判定部により前記車両装備もしくは前記車両装備を制御する制御系の異常が判定されると、複数の前記車両装備による実際の制御動作量をそれぞれ算出し、それら実際の制御動作量の変化の傾向と、予定制御動作量の変化の傾向とが相違するか否かに基づき、異常発生の原因となった前記車両装備を特定する装備特定部をさらに備える請求項９に記載の車両用制御システム。

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