车辆控制系统以及具备该车辆控制系统的行为计划系统

摘要

本发明提供一种安全性较高的车辆控制系统以及行为计划系统。车辆控制系统由轨道生成判断部(603)与运动控制部(604)构成，其中，上述轨道生成判断部(603)具有计算在故障时使驾驶从系统切换为驾驶员之前的期间的紧急轨道的紧急轨道生成部(6032)，上述运动控制部(604)具有保持上述紧急轨道的轨道保持部(6042)与基于由故障检测部检测出的故障状态切换是否在被上述轨道保持部保持的紧急轨道行驶的轨道切换部(6041)。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车的车辆控制系统以及行为计划系统。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，存在日本特开2010-287093号公报(专利文献1)。该公报以“提供提高行驶效率，并且能够避免与其他物体的干扰，能够在实现兼顾行驶效率与避免干扰的同时评价移动体的前进道路的前进道路评价装置以及道路评价方法”为课题，作为解决手段，记载了“前进道路生成部11基于行驶信息生成多个本车辆的预测前进道路。由悲观前进道路生成部12针对多个预测前进道路生成悲观前进道路。行人接近行为计算部13基于从行驶信息取得部2发送来的行驶信息求得行人接近道路。悲观前进道路评价部14将多个悲观前进道路与行人接近前进道路进行比较，而生成针对各悲观前进道路的悲观评价值。前进道路评价部15将悲观评价值最高的预测前进道路决定为本车辆的前进道路。”。

另外，作为其他的背景技术，存在日本特开2010-211301号公报(专利文献2)。该公报以“例如，以提供预测可能发生与十字路口左拐时的通行者的碾压事故等对应，还考虑了过去的通行者以及车辆的通行路径履历的事故的区域的事故预测通知装置、事故预测通知系统以及车载器为目的。”为课题，作为解决手段，记载了“在进入十字路口的车辆到达指定点A1时，基于上述进入车辆的到达指定点A1时的十字路口附近的通行者信息、信号灯5的信号灯信息以及存储于存储部37的学习区域图，预测事故发生预测区域，并作为事故发生预测区域图发送至车载器61。车载器61将接收到的事故发生预测区域图显示于车载器61具有的液晶显示面板等，从而通知给搭载车载器61的车辆6。”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-287093号公报

专利文献2：日本特开2010-211301号公报

在专利文献1的前进道路制作中，针对确保了安全性的轨道的生成方法，特别记载了悲观地评价以确保安全性的方法，但未记载在识别装置、计划装置产生了故障的情况下的动作。

另外，在专利文献2中，虽记载了判定通信中断的情况下的危险位置，而产生警告的方法，但未记载在车辆搭载的识别装置、计划装置产生了故障的情况下确保安全性的轨道的生成方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全性较高的车辆控制系统以及行为计划系统。

为了解决上述课题，本发明的一实施方式只要使用例如权利要求书所记载的技术思想即可。

发明效果

根据本发明，能够提供一种安全性较高的车辆控制系统以及行为计划系统。

附图说明

图1是轨道生成部与运动控制部的内部结构例。

图2是系统的例子。

图3是车辆控制系统内部结构的例子。

图4是控制器的结构例。

图5是控制器的软件模型结构的例子。

图6是行为计划系统的结构例。

图7是车辆控制系统的行为计划系统的配置例。

图8是外界识别的例子。

图9是外界识别图的例子。

图10是外界识别图的目录式的例子。

图11是基于外界识别图信息的轨道生成的例子。

图12是轨道信息的例子。

图13是对轨道信息附加转移用的信息的例子。

图14是确认安全模式时的轨道生成部与运动控制部的内部结构例。

图15是通常轨道与紧急轨道具有相同的路径时的轨道信息例。

图16是计算代替的安全轨道时的轨道例。

图17是用于判定轨道的安全状态的轨道生成部与运动控制部的内部结构例。

图18是输出装置7的画面输出例。

图19是紧急轨道模式的通知信息。

具体实施方式

以下，对本发明所优选的实施方式的例子(实施例)进行说明。本实施例主要对车辆系统的车辆控制系统进行说明，虽对于车辆系统的实施较佳，但不妨碍向车辆系统以外的应用。

实施例1

＜车辆控制系统的结构＞

图2是具有本实施例的车辆控制系统的系统的概要。附图标记1表示在汽车等内部具有车辆控制系统的车辆系统，附图标记2表示由例如车载网络(CAN：Controller AreaNetwork，CANFD：CAN with Flexible Data-rate，Ethernet(注册商标)等)与控制器(ECU：Electronic Control Unit等)结构的车辆控制系统，附图标记3表示通信装置，实施与车辆系统1的外部进行无线通信(例如移动电话的通信、使用了无线LAN、WAN等的协议的通信)从而取得、发送外界(基础设施、其他车辆)的信息或者与本车相关的信息等的无线通信，或者具有诊断端子(OBD)、以太网(Ethernet)端子、外部记录介质(例如USB存储器、SD卡等)端子等进行有线连接而实施与车辆控制系统2的有线通信，附图标记4表示例如与附图标记2不同或者由使用了相同的协议的网络结构的车辆控制系统，附图标记5表示根据车辆控制系统2的控制进行控制车辆运动的机械以及电气装置(例如发动机、变速器、车轮、制动器、操舵装置等)的驱动的促动器等驱动装置，附图标记6表示由取得从外界输入的信息并生成后述的外界识别信息的照相机、雷达、激光雷达(LIDAR)、超声波传感器等外界传感器以及识别车辆系统1的状态(运动状态、位置信息等)的力学系传感器(加速度、车轮速度、GPS：Global Positioning System)结构的识别装置，附图标记7表示通过有线或者无线连接于网络系统，接收从网络系统送出的数据，显示或者输出消息信息(例如影像、声音)等必要的信息的液晶显示器、警告灯、扬声器等输出装置，附图标记8表示用于生成用户对车辆控制系统2输入操作的意图、指示的输入信号的例如方向盘、踏板、按钮、杆、触摸面板等输入装置，附图标记9表示车辆系统1用于对外界通知车辆的状态等的灯、LED、扬声器等通知装置。

车辆控制系统2与其他的车辆控制系统4、无线通信部3、驱动装置5、识别装置6、输出装置7、输入装置8、通知装置9等连接，而分别进行信息的收发。

图3示出了车辆控制系统2的H/W(Hardware)结构例。附图标记301表示连接车载网络上的网络装置的网络链路，例如CAN总线等网络链路，附图标记302表示连接于网络链路301以及驱动装置5、识别装置6、网络链路301以外的网络链路(包含专用线)，进行驱动装置5、识别装置6的控制以及信息取得、与网络的数据收发的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)，附图标记303表示连接多个网络链路301，进行与各个网络链路的数据的收发的网关(以下表示为GW)。

网络拓扑的例子如图3所示的例子那样，除了在两个总线连接多个ECU的总线型的例子以外，还存在多个ECU直接连接于GW的星型、ECU呈环状连接于一系列的链路的链路型，各个型混合且由多个网络构成的混合型等。GW303与ECU302分别存在具有GW功能的ECU或者具有ECU的功能的GW。

ECU302基于从网络接收到的数据，进行向驱动装置5输出控制信号、从识别装置6取得信息、向网络输出控制信号以及信息、变更内部状态等控制处理。

图4是本发明的网络装置亦即ECU302或者GW303的内部结构的一个例子。附图标记401表示具有缓存、寄存器等存储元件并执行控制的CPU等处理器，附图标记402表示对通过网络链路301或者网络、专用线连接的驱动装置5或者/以及识别装置6进行数据的收发的I/O(Input/Output)，附图标记403表示使用未图示的时钟等进行时间以及时刻的管理的计时器，附图标记404表示保存程序以及非易失性的数据的ROM(Read Only Memory)，附图标记405表示保存易失性的数据的RAM(Random Access Memory)，附图标记406表示ECU内部的通信所使用的内部总线。

接下来，通过处理器401进行动作的软件模型的结构示于图5。附图标记502表示管理通信I/F402的动作以及状态，并经由内部总线406向通信I/F402进行指示的通信管理部，附图标记503表示管理计时器403，并进行与时间相关的信息取得、控制的时间管理部，附图标记501表示进行从通信I/F402取得的数据的解析、软件模型整体的控制的控制部，附图标记504表示保持后述的外界识别图等的信息的数据表，附图标记505表示暂时确保数据的缓冲器。

这些图5的结构表示处理器401上的动作概念，进行如下动作，即动作时所需的信息从ROM404以及RAM405适当地取得或者适当地写入ROM404以及RAM405。

后述的车辆控制系统的各功能由控制部501执行。

＜车辆控制系统的功能结构例＞

车辆控制系统的功能结构例示于图6。

附图标记601表示本发明的行为计划系统整体。附图标记602表示综合识别部，其综合从多个识别装置6输出的外界识别信息，制作后述的外界识别图，以及具有后述的故障检测部608，制作后述的故障产生时的外界识别图，附图标记603表示轨道生成判断部，其根据由综合识别部602生成的外界识别图以及从用户输入部605输入的用户输入进行判定，而进行轨道生成、向运动控制部604指示运动控制、向输出管理部606指示输出以及向通知管理部607指示通知，附图标记604表示根据来自上述轨道生成判断部603的运动控制指示对多个驱动装置5进行控制的运动控制部，附图标记605表示根据来自输入装置8的输入生成用户的指示信息的用户输入部，附图标记606表示根据轨道生成判断部603的输出向输出装置7指示输出的输出管理部，附图标记607表示根据轨道生成判断部603的输出向通知装置9指示通知的通知管理部，附图标记608表示检测在识别装置6或者识别装置6与综合识别部602之间的通信路产生的故障的故障检测部。

将综合识别部602、轨道生成判断部603、运动控制部604、用户输入部605、输出管理部606、通知管理部607的全部或者任一的组合称为行为计划系统，并且有时在行为计划系统中包含有驱动装置5、识别装置6、输出装置7、输入装置8、通知装置9的一部分或者全部。

行为计划系统601由多个功能构成，针对图3所示的H/W的功能配置存在多个模式。配置的一个例子示于图7。功能的配置不限定于此，各个功能也可以配置于与记载不同的ECU。例如也可以将综合识别部602以及轨道生成判断部603配置于相同的ECU。在相同的ECU配置功能，从而功能之间的通信变得容易，进而能够实现高速的处理。另外，在其他的ECU配置功能，从而能够避开H/W故障所引起的共同原因故障的风险而守护各个功能，进而实现高信赖化。

轨道生成判断部603与运动控制部604由图1所述的多个功能构成。轨道生成判断部603具有通常轨道生成部6031与紧急轨道生成部6032。运动控制部604具有轨道切换部6041、轨道保持部6042以及轨道生成判断故障检测部6043。轨道生成判断故障检测部6043也可以配置于运动控制部以外。

后面对各个功能进行说明。

＜外界识别方法＞

识别装置6的种类如在上述车辆控制系统的结构中叙述的那样，根据与各个识别装置的种类对应的动作原理，取得后述的外界识别信息。主要是识别装置6具有的传感器取得外界的物理的测定值，对测定值应用特定的算法(例如，针对取得的图像的图像识别算法)，取得外界信息。

针对每个识别装置，分别预先决定能够测定的范围(例如若为照相机，则为基于拍摄方向与纵/横的角度、像素数的远距离的识别极限，若为雷达，则为电波的放射角度与接收角度、距离)或者对与环境对应的变化进行调整(校准)测定并决定可定测定范围。组合各个识别装置取得的外界信息，从而能够确认车辆系统2的外界的状况。

外界识别的例子示于图8。此处，示出了车辆系统1的四个方向的识别装置6取得外界信息的例子。根据从识别装置6输出的外界识别信息，综合识别部602能够确认在周边存在怎样的物体(object)。

相同地也能够从通信装置3取得外界识别信息。关于来自通信装置3的取得信息，与位置信息一同取得主要由上述识别装置6无法观测的、例如存在于隐蔽处等遮挡物的对置侧的物体的外界识别信息，从而能够确认物体的存在位置。

在外界识别中，识别装置6并非能够可靠地识别全部的物体，也存在存在怎样的物体不确定的区域(不确定区域)。在该情况下，以后述的存在概率，针对不确定性以及物体的存在的信赖度进行表现。

＜外界识别信息＞

外界识别信息成为表现存在于车辆系统的外部且由识别装置6观测到的物体的信息。作为外界识别信息的例子，能够列举物体种类(静止物体(墙壁、白线、信号、隔离带、树等)、动态物体(行人、车、二轮车、自转车等)、是否能够行驶(侵入区域)、其他属性信息)、物体的相对位置信息(方向·距离)、物体的绝对位置信息(坐标等)、物体的速度、朝向(移动方向、脸的朝向)、加速度、存在概率(可靠)、测定外界识别信息的时间、实施了测定的识别装置6的ID等。

作为存在概率的计算方法，除了识别装置6的物体判定的算法的可靠的运算结果之外，还存在反映时间序列的观测结果(短时间内，在相同的位置存在相同种类的物体)，在能够判定为可靠的情况下提高概率之类的方法。据此，能够提高能够根据观测到的外界识别信息正确地判定物体的可能性。

另外，保持测定外界识别信息的时间，从而能够制作多个外界识别信息时间同步的外界识别图。进一步在产生了故障的情况下，也能够掌握之后不存在外界识别信息的更新的情况下产生故障前的最后的状态(最终位置、最终观测时间)，从而能够预测之后的行为。另外，在判明识别装置6的故障产生时间的情况下，针对产生了上述故障的识别装置6制作的外界识别信息，也能够仅信赖产生故障前的外界识别信息。

另外，表示制作各个外界识别信息的识别装置6为任意的识别装置ID包含各外界识别信息，从而当在任意的识别装置产生了故障的情况下，能够确认哪个外界识别信息从产生了故障的识别装置6被输出。

＜外界识别图＞

综合识别部602制作综合了从多个识别装置6接受的外界识别信息的综合识别信息(例：外界识别图)。外界识别图的例子示于图9。此处，对于正交的坐标系(网格)(图9(a))，针对各个区域配置物体信息的例子示于图9(b)。物体信息是例如从上述外界识别信息的例子除去位置信息的内容，配置于各个网格。

在相同的网格存在多个物体信息的情况(例如多个识别装置6观测相同的网格的位置的情况)下，例如在能够从多个识别装置进行识别的情况下，提高存在概率，相反，在无法从观测相同的网格的多个识别装置进行识别的情况下，降低存在概率等，由此能够提高识别的精度。在信息不一致的情况下，使任意概率较高的外界识别信息优先，另一方面，使该网格的物体信息的概率降低。由此，在由多个识别装置识别到不同的信息的情况下，能够使概率降低，而降低信息的信赖度。

作为外界识别图的其他的表现，除了网格的表述之外，还存在针对识别的每个物体进行目录化的目录型方式。目录型表述的例子示于图10。附图标记1001表述通过目录显示的外界识别图整体。如上，以目录式保持外界识别图，从而与网格式相比能够减少数据量。

＜行为预测＞

外界识别图不仅使用全部当前观测到的外界识别信息，也能够根据过去的外界识别信息进行预测(行为预测)而制作。例如在经过一定时间后，若为静止物体，则存在于相同位置(不是与车辆的相对位置，而是路面上的相同位置)的可能性较高，另外，若为动态物体，则能够根据刚刚之前的位置、速度、加速度等，预测一定时间后的位置。通过使用如上预测的外界识别信息，能够预测当前无法观测的位置的信息。

对于行为预测而言，综合识别部602虽也能够基于外界识别图实施，但例如识别装置6也可以在外界识别信息附加今后的预测信息并将其发送，从而向综合识别部602进行通知。在该情况下，各识别装置6进行预测，从而能够减少与综合识别部602的行为预测相关的运算量。另外，在其他的方式中，轨道生成判断部603也可以根据当前的外界识别图，进行必要的物体的行为预测。据此，能够减少从综合识别部602向轨道生成判断部603的通信负荷，进而也能够仅对轨道生成以及判断所需的物体进行行为预测。

＜轨道生成＞

对基于外界识别图的轨道生成方法进行说明。轨道以满足车辆系统能够安全地行驶(例：与其他的障碍物碰撞的可能性较低)的安全性制约、车辆系统能够实现的加速度/减速度、偏航速率等的运动制约的方式而生成。

在图9(b)的例子的外界识别图中，使用图11对本车辆向右车道移动的轨道生成例进行说明。此处，示出了虽在右车道存在行驶车辆，但本车辆的速度较快，而能够变更车道的例子。首先，本车辆满足运动制约，从而制作向右车道移动的轨道。然后，针对所制作的轨道，根据其他的动态物体的预测轨道(例如以当前速度以及被假定的加速度的一定时间后的位置)与本车辆的轨道计算是否发生碰撞。在计算为不发生碰撞的情况下，基于上述本车辆的轨道进行车辆的控制。在计算为发生碰撞的情况下，等待一定时间后再计算，或者生成满足运动制约的其他的轨道，相同地计算安全性制约。

安全性制约的计算方法除了如上所述将根据动态物体的当前速度以及假定加减速度假定的区域设为禁止驶入区域的方法(禁止驶入区域法)之外，还存在根据各物体的种类/速度/行进方向计算各区域的风险，从而计算风险潜在性的潜在性图法。在使用潜在性图法的情况下，生成在所生成的潜在性图中，潜在性最低，且未进入一定值以上的潜在性区域的轨道，并且将满足本车辆的运动制约的轨道设为生成轨道。

关于禁止驶入区域，需要进行动态物体的行为预测。关于行为预测，存在将以当前的速度/加速度以及方向移动的点为中心的一定区域设为禁止驶入区域的方法。这样将一定区域设为禁止驶入区域，从而不需要基于复杂的预测的运算。

这样，基于车辆移动的方向、运动制约、安全性制约制作轨道，基于所生成的轨道，轨道生成判断部603向运动控制部604发送轨道信息，运动控制部604基于轨道信息控制驱动装置5，从而控制车辆系统的运动。

＜识别装置的故障判定＞

对识别装置6的故障产生的判定方法进行说明。综合识别部602与识别装置6经由网络或者专用线等通信路径进行通信，在通信中判定故障的有无。针对通信路径的故障，根据无法进行通信(通信处理错误响应、信号线的电位异常)、通信的信号值异常(例：CRC不整合、固定数据模式不一致)等，能够判定通信路径的故障。针对通信路径的故障，具有除此之外还发送上述外界识别信息的通信路径以外的通信路径，也能够从上述路径通知产生了发送外界识别信息的通信路径的故障。

另外，针对识别装置6的故障，能够列举在一定周期内被送出的数据未到达、延迟到达、无法接收固定的数据模式(起始比特始终为1、CRC不一致等)、请求数据发送且无响应等。

除了这些判定方法之外，还能够基于发送数据的动作(行为)判定故障。例如，针对外界识别信息，在物体实施假定外的动作(未假定为识别装置6的输出、例如以超过物体种类的物理极限的移动速度移动)、概率范围外的物体的产生、消失、规定外的参数等行为产生异常的情况下，也将输出了具有上述异常的行为的物体的外界识别信息的识别装置6处理为故障产生，而进行后述的故障范围的判定。

另外，识别装置6也存在将自身故障的情况通知给综合识别部602的情况。特别是，在产生了特定区域的识别功能的故障(传感器件的异常等)的情况下，且在识别装置6能够判定上述故障的情况下，也能够发送该特定区域故障的情况。在该情况下，能够将该特定区域用于后述的故障范围的判定。

根据这些故障判定结果，能够判定在任意的识别装置6是否产生故障，从而能够确定无法识别的故障产生范围。

特别是，在根据行为检测到产生了故障的情况下，故障产生时刻判断为在接收到上述行为异常的外界识别信息前产生了故障，此后的外界识别信息被放弃而不使用。由此，能够防止基于故障产生后的不正确的外界识别信息生成不正确的轨道。

另外，针对识别装置6的故障产生时刻，在设计时，也可以假定为在故障检测后一定时刻前产生来进行处理。例如通过上述故障判定方法(例如通信的中断)将以上产生的时刻设为T，将T-a(a为设计值：例如直至故障产生后通信中断的假定时间)设为故障产生时刻，将从此后产生了上述故障的识别装置6输出的外界识别信息全部放弃。由此，能够增加识别装置6从故障产生检测至通知的时间(故障检测处理负荷降低)，能够进一步防止综合识别部602基于错误的外界识别信息进行处理。

＜轨道生成判断部的故障判定＞

对作为轨道生成判断故障检测部6043的动作的轨道生成判断部603的故障判定方法进行说明。运动控制部604经由网络或者专用线等通信路径与轨道生成判断部603进行通信，在通信中判定故障的有无。针对通信路径的故障，能够根据无法进行通信(通信处理错误响应、信号线的电位异常)、通信的信号值异常(例：CRC不整合、固定数据模式不一致)等，判定通信路径的故障。针对通信路径的故障，除此之外还具有发送上述轨道信息的通信路径以外的通信路径，也能够从上述路径通知产生了发送轨道信息的通信路径的故障。

另外，针对轨道生成判断部603的故障，能够列举在一定周期内被送出的数据未到达、延迟到达、无法接收固定的数据模式(起始比特始终为1、CRC不一致等)、请求数据发送而无响应等。

除了这些判定方法之外，还能够基于发送数据的行为(变动)判定故障。例如，针对轨道信息，在物体实施假定外的动作(未假定为轨道生成判断部603的输出、例如以超过物体种类的物理极限的移动速度移动)、概率范围外的物体的产生、消失、规定外的参数等行为产生异常的情况下，也将输出了具有上述异常的行为的车辆的轨道信息的轨道计划判断部603处理为故障产生，而进行后述的故障范围的判定。

另外，轨道计划判断部603也存在将自身故障的情况通知给运动控制部604的情况。特别是，在产生了轨道计划判断部603的电路等的故障(传感器件的异常等)的情况下，且在轨道生成判断部603能够判定上述故障的情况下，也能够发送故障的情况。

根据这些故障判定结果，能够判定轨道计划判断部603是否产生故障。

另外，针对轨道计划判断部603的故障产生时刻，在设计时，也可以假定为在故障检测后一定时刻前产生来进行处理。例如通过上述故障判定方法(例如通信的中断)将以上产生的时刻设为T，将T-a(a为设计值：例如直至故障产生后通信中断的假定时间)设为故障产生时刻，将从此后产生了上述故障的轨道计划判断部603输出的轨道信息全部放弃。由此，能够增加轨道计划判断部603从故障产生检测至通知的时间(故障检测处理负荷降低)，进而能够防止运动控制部604基于错误的轨道信息进行处理。

＜识别判断部故障＞

在通过故障检测部604判定为识别装置6的故障时、通过轨道生成判断故障检测部6043中的轨道生成判断部603的故障判定而判定为故障时，车辆控制系统4无法进行行为预测、轨道生成。将该状态设为识别判断部的故障，将故障检测部604以及轨道生成判断故障检测部6043称为识别判断部故障检测部。

＜紧急轨道生成＞

对在识别判断部故障时、无法生成新的轨道时所使用的紧急轨道进行说明。轨道生成判断部603具有在轨道生成判断部603、外界识别部故障时，用于计算能够行驶一定时间的紧急轨道的紧急轨道生成部6032。

在轨道生成判断部603等故障的情况下，无法更新运动控制部604所需的轨道信息，因此轨道生成判断部603需要计算直至紧急轨道结束的状态的安全的轨道。

关于安全的轨道，例如能够列举直至紧急轨道结束的状态与其他的车辆碰撞的可能性无限接近于零的路径。作为碰撞的可能性无限接近于零的路径的例子，能够列举预测在上述行为预测中使用的其他的车辆的轨道，且在其他的车辆不进入的行驶区域上行驶的路径。作为其他的碰撞的可能性无限接近于零的路径，例如有在全部的车辆按照道路交通法行驶时不进入的行驶区域上存在的路径。

另外，作为安全的轨道的其他的例子，该情况下存在自然减速的路径。使用后述的车辆状态的向用户的输出/向车外的通知功能进行减速，从而能够促使后方的车辆明确本车当前故障中，而进行避开车辆的驾驶。

另外，作为安全的轨道的其他的例子，存在朝向能够安全地停止的路边等安全停止区域行驶，而停止的路径。在不是本来行驶车道的区间进行减速以及停止，从而能够避免来自其他的车辆的碰撞。

另外，作为安全的轨道的其他的例子，能够列举急停。当在车辆产生了故障的情况下，认为不行驶是安全的，因此通过急停在最短时间内移至停止状态。但是，当在高速道路等其他的车辆高速移动的情况下，通过上述行为预测的方法预测不存在后续车辆，从而能够进行更加安全的停止。

另外，作为安全的轨道的其他的例子，存在维持车道继续行驶的路径。例如，该情况下即便在因自然减速等而使速度降低的情况下，且在继续前进行驶的情况下，若之后的车道为曲线，则存在脱离车道，而与例如墙壁面等碰撞的可能性。因此，边维持车道边继续行驶，能够避免与墙壁面的碰撞等脱离车道所引起的事故。

＜轨道保持部＞

对保持在外界识别功能、轨道生成判断部603等存在故障，无法生成新的轨道时所使用的紧急轨道的轨道保持方法进行说明。

运动控制部604在外界识别功能、轨道生成判断部603产生故障时，需要使用紧急轨道控制驱动部。因此，运动控制部604具有轨道保持部6042。

轨道保持部6042从运动控制部604依次接受紧急轨道的轨道信息，并将其保持。

轨道保持部将轨道信息保存于保存易失性的数据的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、能够改写的非易失性存储器的EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory：电可擦可编程只读存储器)等，能够实施轨道信息的读写。

＜轨道信息＞

图12表示轨道信息。图12(a)表示通常轨道与紧急轨道的例子。在本实施例中，具有通常时的通常轨道与在上述紧急轨道生成中生成的紧急轨道的两条以上的轨道。各轨道以任意的分辨率作为轨道信息(S1、S2)从识别生成判断部603被输送至运动控制部604。

图12(b)表示轨道信息的格式。轨道信息被插入运动控制部能够计算控制的信息。表示能够计算控制的信息的例子。作为控制信息，存在〔加速度、偏航速率〕。通过加速度指令向前后方向的加减速，通过偏航速率指示左右方向的加速。作为能够计算控制的信息的其他的例子，存在〔速度、操舵角〕。根据速度，根据当前速度计算目标速度，并计算加减速。根据操舵角指定成为目标的车体的方向，变更轮胎的角度。另外，作为其他的例子，存在〔坐标〕。作为坐标的例子，存在〔x坐标、y坐标〕、〔前10m、左5m〕之类的指定方法，并不限定于这些。运动控制部进行用于向坐标移动的前后方向与横向的计算，从而进行驱动装置的控制。使用坐标信息，从而能够进行使用了坐标信息的差值的控制。坐标信息的差值是因路面状态、横风等不按照指令值动作等在成为目标的控制引起偏差时所引起的、实际的坐标信息与被指定的坐标信息的差值。使用坐标信息的差值，从而在车辆获取与被计算的轨道不同的轨道的情况下，能够向被计算的轨道复原。

另外，作为能够计算控制的信息的其他的例子，存在〔每个驱动轮的指令值〕。作为每个驱动车轮的指令值的例子，也可以是加速度、速度或者除了加速度外还添加车轮角。驱动装置也能够以轮胎单位控制加速度、角度，因此运动控制部使各轮胎动作，从而能够进行车体的控制的计算。

另外，轨道信息具有编号信息，从而能够掌握接收到的轨道信息的顺序。在从通常轨道向紧急轨道切换时，确认编号信息，从而能够选择在时间上最接近之前的通常轨道的轨道信息的紧急轨道的轨道信息，因此能够以最小限度的控制的偏差进行转移。另外，通常轨道的轨道信息S1与紧急轨道的轨道信息S2也可以具有相同的指令值，但也可以具有不同的指令值。例如，在通常时的轨道信息中指定速度、加速度等控制值，从而运动控制部不需要进行使用了坐标的差值的控制，而能够减少处理负荷，在紧急轨道的轨道信息中使用坐标信息，从而运动控制部能够在轨道生成判断部故障时，实施使用了轨道的差值的控制，从而能够在轨道生成判断部故障后进行更加正确的控制。

另外，对于紧急轨道的轨道信息S2而言，如图12(c)那样使轨道保持部保持多个时间的轨道信息，因此具有能够确定各轨道信息的编号信息，从而能够进行各时间的运动控制。

＜轨道切换部＞

对在轨道生成判断部603等存在故障时，用于切换成从通常的轨道信息使用紧急轨道的轨道信息的控制的轨道切换部6041进行说明。

运动控制部604若从轨道生成判断部6043取得轨道生成判断部603的故障信息，则轨道切换部6041使用来自轨道保持部6042的轨道信息，因此向轨道保持部6042指示输出轨道信息。轨道保持部6042在接受来自轨道切换部6041的指示后，将保持的紧急轨道的轨道信息发送至轨道切换部6041。

另外，轨道切换部6041在存在后述的来自用户输入部606的由用户的操作输入的情况下，能够从使用了轨道信息的控制切换成使用了来自用户的操作输入的控制。

另外，在来自用户的操作输入是踩踏制动器马上离开等非常短的时间(例如1秒以内)的操作的情况下，若停止进行基于轨道信息的控制，则在不满足上述轨道生成的安全性制约的情况下，暂时忽略来自用户的操作输入，而实施基于轨道信息的控制。据此，根据不打算进行操纵的用户的操作，停止进行使用了轨道信息的控制的结果，能够避免与其他的障碍物碰撞等的危险。

轨道切换部6041切换成来自用户的驾驶，因此能够基于来自用户输入部605的输入计算驱动装置的动作。

根据轨道切换部6041，能够在轨道生成判断部603等存在故障时使用紧急轨道的轨道信息。

＜车辆状态的向用户的输出/向车外的通知＞

车辆控制系统3针对当前的车辆的状态，或者针对识别装置6的故障判定，经由轨道生成判断部的输出装置7向用户输出，或者经由通知装置9或者通信装置3向车辆的外部输出。例如当在车辆系统1的任意部分产生故障的情况下，经由输出装置7对于用户实施警告等的点亮或基于声音的警告、由振动装置进行的警告。另外，输出装置7将上述紧急轨道的剩余时间输出为时间信息，而向用户通知安全动作的剩余时间。

或者，经由通知装置9或者通信装置3实施向车辆外部的由灯进行的警告状态的输出、由扬声器发出的警告声、与故障相关的信息等的输出等。

＜来自用户的操作输入＞

车辆控制系统3从输入装置8接受来自车辆的驾驶员、乘客的操作，而向用户输入部603交接操作信息。当在本实施例所使用的来自用户的操作输入中，输入装置8例如存在手柄、制动踏板、加速器踏板、离合器踏板、副制动器的杆、开关、变速杆等变速装置的杆、开关、操作主电源等的开关。驾驶员使用输入装置8，进行使车辆的行为(操舵角的变更、加速、减速、变速装置的变更等)变化的来自用户的操作输入。

以上，如说明的那样，即便在车辆系统的识别装置6、行为计划系统产生了故障的情况下，车辆系统也能够进行安全的行为。特别是，即使在行为计划系统产生故障而无法计算行驶计划，也沿着预先安全动作的路径运动，从而能够使用户交接、停止操作。

实施例2

对本发明的第2实施例的车辆控制系统进行说明。与第1实施例不同的点是能够减少通信量这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

在轨道信息附加有图13所示的用于从通常轨道的轨道信息向紧急轨道的轨道信息转移的转移用的信息。而且，轨道生成判断部对紧急轨道的轨道信息是否安全进行判定，并向运动控制部发送。假设，在判断为轨道信息不安全时，计算新的紧急轨道。紧急轨道安全是紧急轨道满足上述紧急轨道生成处理所记载的安全的轨道的状态的情况。

作为转移用的信息的例子，存在在轨道信息附加应该实施控制的实际时间的方法。例如，如图13那样，在通常轨道的轨道信息附加当前的时间，在紧急轨道的轨道信息附加将来的时间。运动控制部604在轨道生成判断部603产生故障时，参照之前刚刚接收的或处理的通常轨道的轨道信息的时间信息，从轨道保持部6042选择最接近所参照的时间的未来的时间信息或者具有最接近参照的时间的时间信息的紧急轨道的轨道信息，并用于控制。另外，作为使用实际时间的其他的例子，存在仅在紧急轨道的轨道信息附加时间信息的方法。运动控制部604在轨道生成判断部603产生故障时，选择具有最接近当前的时间的时间信息的紧急轨道的轨道信息，并用于控制。作为转移用的信息的其他的例子，对轨道信息附加编号。例如，在将紧急轨道划分成50个区间并发送轨道信息的情况下，使用0～49的编号进行表现。此时，轨道生成判断部603在作为通常轨道发送轨道信息时，标注用于通知相当于紧急轨道的哪个区间的编号。运动控制部604在轨道生成判断部603产生故障时，选择具有与之前刚刚接收或者处理的轨道信息的编号最接近的编号的紧急轨道的轨道信息，并用于控制。

紧急轨道生成部始终或每隔一定周期或在任意的时间将紧急轨道是安全的判断结果发送至轨道保持部。轨道保持部在接收到紧急轨道是安全的判定结果的情况下，继续使用轨道保持部的紧急轨道。

紧急轨道生成部在判断为紧急轨道不安全时，计算新的紧急轨道，将紧急轨道的轨道信息马上或在当前的发送周期向轨道保持部发送。轨道保持部接收轨道信息，并更新所保持的轨道信息。

这样，对轨道信息附加转移用的信息，通过轨道生成判断部始终判断紧急轨道的轨道信息的安全性，从而紧急轨道的轨道信息的发送次数变少，因此能够以更少的发送量发送轨道信息。

另外，紧急轨道准备一定的时间，因此轨道保持部的紧急轨道存在多个，因此切换部需要选择适于切换时的时间的紧急轨道，因此使用转移用的信息，从而能够防止使用紧急轨道信息，进而进行更加安全的轨道信息的切换。假设在不具有转移用的信息的情况下，存在使用接近紧急轨道的终端的轨道信息、数秒前的轨道信息的可能性，存在在与假定的时间轴不同的轨道行驶的可能。

实施例3

对本发明的第3实施例的车辆控制系统进行说明。与第1实施例不同的点是能够始终使用紧急轨道生成部计算紧急轨道的时刻的轨道信息这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

在本实施例中，轨道生成判断部603的紧急轨道生成部在由运动控制部计算的控制成立的最低限度的周期(100μs～10ms)或始终计算紧急轨道的轨道信息，并向运动控制部发送。

运动控制部604在接收到紧急轨道时马上更新。或者，运动控制部向紧急轨道生成部发送紧急轨道发送请求，在紧急轨道生成部接受到紧急轨道发送请求后，将紧急轨道的轨道信息发送至轨道保持部，轨道保持部接受紧急轨道信息并更新。轨道切换部在切换成紧急轨道时，从轨道保持部的起始的轨道信息开始按顺序使用。

这样，通过轨道生成判断部始终更新轨道信息，通过运动控制部更新轨道信息，从而轨道保持部的轨道信息能够保持紧急轨道生成部在最近的时间内计算的安全的轨道。由于存在因时间的经过旧的紧急轨道在最新的行为预测中成为与其他的障碍物碰撞的路径的可能，所以根据本实施例使用旧的紧急轨道的结果，能够大幅度地减少与其他的障碍物碰撞的危险性。

实施例4

对本发明的第4实施例的车辆控制系统进行说明。与第1实施例不同的点是能够减少轨道生成判断部603与运动控制部604之间的通信量这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

本实施例的紧急轨道生成部603保持多个紧急轨道模式。

例如作为紧急轨道模式的例子，能够列举通过上述紧急轨道生成而生成的自然减速的路径、固定直至刚刚之前的行驶速度与操舵角的路径等。各紧急轨道模式由图18(a)所示的多个轨道信息表示。在紧急轨道模式的轨道信息中具有紧急轨道模式确定信息1901、转移用的顺序信息1902、轨道信息的控制信息1903。具有能够唯一地指定紧急轨道模式的信息，从而轨道选择部能够选择轨道保持部保持的任意的轨道模式。

在本实施例中，上述紧急轨道模式在系统轨道时被发送至运动控制部604，并被轨道保持部6042保持。或者，运动控制部也可以从系统轨道前保持这些紧急轨道模式。

在本实施例中，图14所示的安全模式确认部6033始终或每隔一定时间评价紧急轨道生成部6032具有的紧急轨道模式。轨道生成判定部能够将不存在紧急轨道模式所包含的轨道与其他车辆等碰撞的可能，或非常低时不动作，或在紧急轨道模式丝毫不存在问题的信息发送至运动控制部604。另外，在存在紧急轨道模式所包含的轨道内的一个与其他车辆等碰撞的可能，或非常高的情况下，向运动控制部604发送用于使存在碰撞的可能的紧急轨道模式禁用的信息。图19(b)表示轨道生成判断部判603发送的用于使紧急轨道模式禁用的信息。在用于使紧急轨道模式禁用的信息中包含有紧急轨道模式确定信息1904与紧急轨道模式禁用判定结果1905的信息。

另外，在存在紧急轨道模式所包含的轨道内的全部与其他的车辆等碰撞的可能，或非常高的情况下，计算紧急轨道模式中没有的紧急轨道，并向运动控制部604发送。运动控制部604接受的紧急轨道由轨道保持部6042保持。

这样，轨道生成判定部首先发送轨道不变化的轨道模式，仅发送其安全性的判定结果，从而与始终发送轨道信息时相比，通信信息的总量减少。

另外，若在运动控制部604从系统轨道前保持紧急轨道模式的情况下，则即使不从轨道生成判定部发送紧急轨道计划，也能够基于紧急轨道的轨道信息控制驱动装置。

紧急轨道的轨道信息也存在具有非常大的数据量的情况，因此存在全部的数据发送在发送过程中因通信路的故障等而不结束的可能。通过轨道保持部预先保持紧急轨道模式，从而即使在通信路产生故障，运动控制部也使轨道保持部保持安全的轨道，因此能够切换成紧急轨道。

实施例5

对本发明的第5实施例的车辆控制系统进行说明。与第1实施例不同的点是减少紧急轨道的计算量这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

本实施例的轨道生成判定部计算的紧急轨道的路径如图15那样直至中途与通常的轨道的路径一致。即使是通常的轨道，也充分地计算安全的路径，因此在存在根据数秒前的情况而可能引起与其他的车辆、障碍物的碰撞的预测的情况下，计算作为分支的紧急轨道。

轨道生成判断部为了从通常轨道向紧急轨道转移，而对轨道信息附加上述转移用的信息。接下来，轨道生成判断部603将通常的轨道的轨道信息与紧急轨道的轨道信息分别发送至运动控制部604。接下来，轨道生成判断部603在通常轨道变更，或紧急轨道变更，或越过紧急轨道与通常轨道的分支点等时，计算新的紧急轨道，或预先计算新的紧急轨道，将轨道信息向运动控制部604发送。运动控制部604接受紧急轨道的轨道信息并通过轨道保持部6042保持轨道信息。根据本实施例，紧急轨道生成部计算的紧急轨道与为了在中途计算与通常轨道生成部相同的轨道，而分别计算紧急轨道与通常轨道的情况相比，能够减少轨道重叠的部分的距离或与时间相应的计算量。另外，与始终发送通常轨道与紧急轨道的实施方法相比，紧急轨道与通常轨道的轨道信息的总量减少，因此能够减少通信量。

实施例6

对本发明的第6实施例的车辆控制系统进行说明。与第1实施例不同的点是扩大紧急轨道的通信间隔这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

在为了控制驱动装置而在充分短的周期(例如10ms周期)内未进行轨道计算的情况下，导致在图16(a)那样的轨道计算后与图16(b)那样的下一轨道计算前，能够行驶的时间不同。因此，在轨道计算后，且下一轨道计算前，从之前的轨道的终端使用图16(c)那样的代替的安全轨道。作为代替的安全轨道的例子，存在不取得从轨道的终端向微减速且车道变更等的前进方向以外的轨道，或取得边微减速边维持车道的轨道，或边靠近路边边减速之类的轨道。紧急轨道生成部6042评价代替的安全轨道，并将可否使用发送至运动控制部604。运动控制部604在系统轨道时刻从轨道生成判断部603接受上述的代替路径的轨道信息，并由轨道保持部保持。

运动控制部604在全部使用紧急轨道的轨道信息后，根据保持于轨道保持部6042的代替轨道，进行驱动装置的控制。

根据本实施例，隔开紧急轨道的更新间隔，在轨道生成判断部故障后，轨道保持部不保持充分的时间间隔的轨道信息，从而在用户交接前，仅在短时间内安全地控制，在存在安全的轨道后与其他的障碍物碰撞等可能的情况下，运动控制部也能够计算不足的轨道信息，从而在轨道生成判断部故障后直至交接给用户前能够始终进行使用充分的时间间隔的轨道信息的控制，进而能够防止在紧急轨道结束后与其他的障碍物碰撞的可能。

实施例7

对本发明的第5实施例的车辆控制系统进行说明。与第1实施例不同的点是在用户交接驾驶时能够更加安全地交接驾驶这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

轨道生成判断部603以使紧急轨道的最终状态成为向用户安全地交付的状态的方式进行计算。向用户安全地交付的状态是指手柄的操纵角度、车体的操舵角度为一定以下时。例如，当在前进状态交接的情况下，若紧接着前进状态的轨道区间存在因急转弯、障碍物等理由而手柄的操纵角度、车体的操舵角度成为一定角度以上的区间，则用户在交接时之后，需要紧急的手柄操作，从而存在与其他的车辆、障碍物碰撞的可能。因此，向用户容易交付的状态是指在交付时的轨道与其后的轨道中，手柄的操纵角度、车体的操舵角度为一定角度以下。另外，对向用户安全地交付的状态的其他的例子进行说明。在紧急轨道时的安全轨道需要减速的情况下，存在用户操作制动器，从而必要的减速指令被解除，而处于危险的可能。因此，向用户容易交付的状态的其他的例子在交付时的轨道与其后的轨道中，是不需要一定力以上的制动器的制动的状态。

图17所示的运动控制部604具有的安全状态判定部6045判定在紧急轨道上动作过程中，轨道保持部6042具有的轨道是否是安全的状态。在是安全的轨道时，安全状态判定部6045向输出装置7通知是在安全的轨道中。如图18所示，输出装置7利用显示消息来通知是否也可以驾驶的画面输出1302、或使用符号显示来通知是否也可以驾驶的画面输出1303向用户通知。除此之外，还存在若具有向用户通知信息的灯则从表示紧急轨道行驶中的点亮切换成表示向用户容易交付的状态的点亮的方法、若为扬声器等声音的输出装置则在向用户容易交付的状态时使用声音、警告声通知向用户容易交付的方法、使用振动装置向用户通知的方法。这样，根据紧急轨道的轨道信息计算向用户安全地交付的状态，从而能够使用输出装置7通知向用户安全地交付的状态，进而能够判断是否是用户也可以驾驶的状态。因此，在用户交接驾驶时且在更加安全的状态下开始用户的驾驶。

实施例8

对本发明的第8实施例的车辆控制系统进行说明。与第1实施例不同的点是能够通知用户能够安全地交接驾驶的时机这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

图17所示的运动控制部604具有的安全状态判定部6045在紧急轨道上动作过程中，或在通常轨道上动作过程中，计算轨道保持部6042具有的轨道信息中的具有安全的状态的轨道区间。轨道保持部6042将紧急轨道的轨道信息发送至输出装置7，安全状态判定部6045将具有安全的状态的轨道区间发送至输出装置7。如图18中1301所示，输出装置7显示本车位置与本车进入的轨道，本车进入的轨道显示具有安全的状态的轨道1301A与不具有安全的状态的轨道1301B。1301A通过闪烁、荧光色、较强的光等来强调。在输出装置7的其他的输出例中，使用直至到达具有安全的状态的轨道的剩余时间，使用扬声器等输出声音的装置朗读剩余时间，或者使用显示装置1300显示剩余时间1304。由此，存在于紧急轨道上的用户安全地判定交接驾驶的区间，通过输出装置7输出，从而能够理解直至用户在安全的状态下交接驾驶的轨道的时机，因此能够在安全的状态下开始驾驶。

实施例9

对本发明的第9实施例的车辆控制系统进行说明。与第9实施例不同的点是在用户交接驾驶时能够更加安全地进行驾驶这点。此外，对与之前说明的实施例相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

在本实施例中，与第5实施例相同地，运动控制部604在紧急轨道上动作过程中，相同地判定轨道保持部6042具有的轨道是否是上述紧急轨道生成处理中记载的安全的状态。在判定为不是安全的状态时，轨道切换部6041禁止来自用户的操纵的输入(手柄的旋转、加速器踏板、制动踏板的踏入)，而实施仅紧急轨道的动作。因此，本实施例的轨道切换部6041如图17所示那样取得来自用户输入部605的输入。

驾驶交接的禁止即便在紧急轨道时以外也能够应用。例如，如实施例3那样，在紧急轨道与通常轨道局部一致的情况下，在使用通常轨道的轨道信息进行控制时，也能够判定轨道保持部6042具有的轨道是否是安全的状态。在判定为不是安全的状态时，轨道切换部6041禁止来自用户的操纵的输入(手柄的旋转、加速器踏板、制动踏板的踏入)，而仅实施基于轨道信息的控制。

根据本实施例，在运动控制部604判定为不是安全的状态时，能够忽略来自用户的输入，从而在用户驾驶的情况下可能引起事故的危险的驾驶的可能性非常低，因此能够实现安全的驾驶交接。

附图标记的说明

1、车辆系统，

2、车辆控制系统，

3、通信装置，

4、车辆控制系统，

5、驱动装置，

6、识别装置，

7、输出装置，

8、输入装置，

9、通知装置，

301、网络链路，

302、ECU，

303、GW，

401、处理器，

402、I/O，

403、计时器，

404、ROM，

405、RAM，

406、内部总线，

501、控制部，

502、通信管理部，

503、时间管理部，

504、数据表，

505、缓冲器，

601、行为计划系统，

602、综合识别部，

603、轨道生成判断部，

604、运动控制部，

605、用户输入部，

606、输出管理部，

607、通知管理部，

608、故障检测部，

1001、外界识别图，

1300、显示装置，

1301、状况显示，

1302、道路显示，

1303、故障位置显示，

S1、通常轨道信息，

S2、紧急轨道信息，

6031、通常轨道生成部，

6032、紧急轨道生成部，

6033、安全模式确认部，

6041、轨道切换部，

6042、轨道保持部，

6043、轨道生成判断故障检测部，

6045、安全状态判定部，

1901、紧急轨道模式确定信息，

1902、移动用的顺序信息，

1903、轨道信息的控制信息，

1904、紧急轨道模式确定信息，

1905、紧急轨道模式禁用判定结果。