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公開番号2021123144
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210830
出願番号2020015724
出願日20200131
発明の名称車両
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人特許業務法人深見特許事務所
主分類B60T 8/00 20060101AFI20210802BHJP(車両一般)
要約【課題】自動運転システムと車両プラットフォームとの間に適切なインターフェースを提供する。
【解決手段】車両1は、自動運転キット(ADK)3を搭載可能な車両である。車両1は、ADK3からの指令に従って車両1を制御する車両プラットフォーム(VP)5と、ADK3とVP5との間のインターフェースを行う車両制御インターフェース4とを備える。VP5は、ドライバによるブレーキペダル50の操作量に応じたドライバ減速要求を受けるとともに、ADK3からのシステム減速要求を車両制御インターフェース4を介して受ける。VP5は、自動運転モード中には、ドライバ減速要求とシステム減速要求との加算値を車両1の目標減速度とする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
自動運転システムを搭載可能な車両であって、
前記自動運転システムからの指令に従って前記車両を制御する車両プラットフォームと、
前記自動運転システムと前記車両プラットフォームとの間のインターフェースを行う車両制御インターフェースとを備え、
前記車両プラットフォームは、
ドライバによるブレーキペダルの操作量に応じた第1の減速要求を受けるとともに、前記自動運転システムからの第2の減速要求を前記車両制御インターフェースを介して受け、
自動運転モード中には、前記第1の減速要求と前記第2の減速要求との加算値を前記車両の目標減速度とする、車両。
続きを表示(約 230 文字)【請求項2】
前記車両プラットフォームは、
前記自動運転モードとして、前記車両の自動運転が可能であるものの、前記ドライバが乗車した状態での制御モードであるVO(Vehicle Operation)モードと、前記車両の完全無人運転が可能な制御モードであるNVO(Non-Vehicle Operation)モードとを有し、
前記VOモードおよび前記NVOモードのいずれであっても前記加算値を前記目標減速度とする、請求項1に記載の車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、車両に関する。
続きを表示(約 5,600 文字)【背景技術】
【0002】
近年、車両の自動運転技術の開発が進められている。たとえば特開2018−132015号公報(特許文献1)は、車両の自動運転制御を統括的に実行する自動運転システムを開示する。この自動運転システムは、カメラと、レーザ装置と、レーダ装置と、操作装置と、勾配センサと、自動運転機器と、自動運転ECU(Electronic Control Unit)とを備える。
【0003】
特許文献1には、第2変形例において、自動運転機器における動力機能、制動機能および操舵機能の少なくとも一つの機能を制限することが開示されている(図7および図8参照)。このように自動制御が禁止された状態は、ドライバの手動操作に切り替えることも可能な状態である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2018−132015号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
自動運転システムを車両本体に外付けすることが考えられる。この場合、車両プラットフォーム(後述)が自動運転システムからの指令に従って車両を制御することで自動運転が実現される。
【0006】
自動運転システムと車両プラットフォームとを適切に連携させるためには、自動運転システムと車両プラットフォームとの間に適切なインターフェースを設けることが望ましい。このようなインターフェースの重要性は、自動運転システムの開発者と車両プラットフォームの開発者とが異なる場合などには特に顕著になり得る。
【0007】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、自動運転システムと車両プラットフォームとの間に適切なインターフェースを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(1)本開示のある局面に従う車両は、自動運転システムを搭載可能な車両である。車両は、自動運転システムからの指令に従って車両を制御する車両プラットフォームと、自動運転システムと車両プラットフォームとの間のインターフェースを行う車両制御インターフェースとを備える。車両プラットフォームは、ドライバによるブレーキペダルの操作量に応じた第1の減速要求を受けるとともに、自動運転システムからの第2の減速要求を車両制御インターフェースを介して受ける。車両プラットフォームは、自動運転モード中には、第1の減速要求と第2の減速要求との加算値を車両の目標減速度とする。
【0009】
(2)車両プラットフォームは、自動運転モードとして、車両の自動運転が可能であるものの、ドライバが乗車した状態での制御モードであるVO(Vehicle Operation)モードと、車両の完全無人運転が可能な制御モードであるNVO(Non-Vehicle Operation)モードとを有する。車両プラットフォームは、VOモードおよびNVOモードのいずれであっても加算値を目標減速度とする。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、自動運転システムと車両プラットフォームとの間に適切なインターフェースを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本開示の実施の形態に従う車両が用いられるMaaSシステムの概要を示す図である。
車両の構成をより詳細に示す図である。
車両におけるブレーキペダル制御に関する機能ブロック図である。
車両における自動運転モード中の制動制御を示すフローチャートである。
MaaSの全体構成図である。
MaaS車両のシステム構成図である。
自動運転システムの典型的なフローを示す図である。
MaaS車両の停止及び発進に関するAPIのタイミングチャートの一例を示す図である。
MaaS車両のシフト変更に関するAPIのタイミングチャートの一例を示す図である。
MaaS車両のホイールロックに関するAPIのタイミングチャートの一例を示す図である。
タイヤ切れ角の変化量の制限値を示す図である。
アクセルペダルの介入を説明する図である。
ブレーキペダルの介入を説明する図である。
MaaSの全体構成図である。
車両のシステム構成図である。
車両の電源供給構成を示す図である。
異常発生時に安全に車両を停止するまでの戦略を説明する図である。
車両の代表的な機能の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【0013】
以下の実施の形態では、自動運転キット(ADK:Autonomous Driving Kit)がMaaS車両(Mobility as a Service Vehicle)に搭載される例について説明する。自動運転キットとは、自動運転を実現するためのハードウェアおよびソフトウェア一式を集約したツールであり、自動運転システム(ADS:Autonomous Driving System)の一実施態様である。なお、自動運転キットを搭載可能な車両の種類はMaaS車両に限定されるものではない。自動運転キットは、自動運転を実装可能な車両全般に適用できる。
【0014】
[実施の形態]
<全体構成>
図1は、本開示の実施の形態に従う車両が用いられるMaaSシステムの概要を示す図である。図1を参照して、このMaaSシステムは、車両1を備える。車両1は、車両本体2と、自動運転キット(ADK)3とを備える。車両本体2は、車両制御インターフェース4と、車両プラットフォーム(VP:Vehicle Platform)5と、DCM(Data Communication Module)6とを備える。MaaSシステムは、車両1に加えて、データサーバ7と、モビリティサービス・プラットフォーム(MSPF:Mobility Service Platform)600と、自動運転関連のモビリティサービス9とを備える。
【0015】
車両1は、車両本体2に取り付けられたADK3からのコマンドに従って自動運転を行うことができる。図1では車両本体2とADK3とが離れた位置に示されているが、実際にはADK3は車両本体2のルーフトップ等に取り付けられる。
【0016】
なお、ADK3は、車両本体2から取り外すことも可能である。ADK3が取り外されている場合には、車両本体2は、ドライバの運転により走行することができる。この場合、VP100は、マニュアルモードによる走行制御(ドライバ操作に応じた走行制御)を実行する。
【0017】
車両制御インターフェース4は、CAN(Controller Area Network)等を通じてADK3と通信可能である。車両制御インターフェース4は、通信される信号毎に定義された所定のAPI(Application Program Interface)を実行することにより、ADK3から各種コマンドを受信し、また、車両本体2の状態をADK3へ出力する。
【0018】
車両制御インターフェース4は、ADK3からコマンドを受信すると、そのコマンドに対応する制御コマンドをVP5へ出力する。また、車両制御インターフェース4は、車両本体2の各種情報をVP5から取得し、車両本体2の状態をADK3へ出力する。車両制御インターフェース4の構成については後に詳細に説明する。
【0019】
VP5は、車両本体2を制御するための各種システムおよび各種センサを含む。VP5は、ADK3から車両制御インターフェース4を通じて指示されるコマンドに従って車両制御を実行する。すなわち、ADK3からのコマンドに従ってVP5が車両制御を実行することにより、車両1の自動運転が行われる。VP5の構成についても後に詳細に説明する。
【0020】
ADK3は、車両1の自動運転を行うための自動運転システム(ADS)の一種である。ADK3は、たとえば、車両1の走行計画を作成し、作成された走行計画に従って車両1を走行させるための各種コマンドを、コマンド毎に定義されたAPIに従って車両制御インターフェース4へ出力する。また、ADK3は、車両本体2の状態を示す各種信号を、信号毎に定義されたAPIに従って車両制御インターフェース4から受信し、受信した車両状態を走行計画の作成に反映する。ADK3(ADS)の構成についても後に説明する。
【0021】
DCM6は、車両本体2がデータサーバ7と無線通信するための通信インターフェースを含む。DCM6は、たとえば、速度、位置、自動運転状態のような各種車両情報をデータサーバ7へ出力する。また、DCM6は、たとえば、自動運転関連のモビリティサービス9において車両1を含む自動運転車両の走行を管理するための各種データを、モビリティサービス9からMSPF8およびデータサーバ7を通じて受信する。
【0022】
データサーバ7は、車両1を含む様々な自動運転車両との無線通信が可能に構成されているとともに、MSPF8とも通信するように構成されている。データサーバ7は、自動運転車両の走行を管理するための各種データ(車両状態および車両制御のデータ)を蓄える。
【0023】
MSPF8は、各種モビリティサービスが接続される統一プラットフォームである。MSPF8には、自動運転関連のモビリティサービス9の他、図示しない各種モビリティサービス(たとえば、ライドシェア事業者、カーシェア事業者、保険会社、レンタカー事業者、タクシー事業者等により提供される各種モビリティサービス)が接続され得る。モビリティサービス9を含む各種モビリティサービスは、MSPF8上で公開されたAPIを用いて、MSPF8が提供する様々な機能をサービス内容に応じて利用できる。
【0024】
自動運転関連のモビリティサービス9は、車両1を含む自動運転車両を用いたモビリティサービスを提供する。モビリティサービス9は、MSPF8上で公開されたAPIを用いて、たとえば、データサーバ7と通信を行う車両1の運転制御データ、および/または、データサーバ7に蓄えられた情報等をMSPF8から取得できる。また、モビリティサービス9は、上記APIを用いて、たとえば、車両1を含む自動運転車両を管理するためのデータ等をMSPF8へ送信する。
【0025】
なお、MSPF8は、ADSの開発に必要な車両状態および車両制御の各種データを利用するためのAPIを公開している。ADSの事業者は、データサーバ7に蓄えられた、ADSの開発に必要な車両状態および車両制御のデータを上記APIとして利用できる。
【0026】
<車両構成>
図2は、車両1の構成をより詳細に示す図である。図2を参照して、ADK3は、コンピュータ31と、認識用センサ32と、姿勢用センサ33と、HMI(Human Machine Interface)34と、センサクリーナ35とを含む。
【0027】
コンピュータ31は、車両1の自動運転時に各種センサ(後述)を用いて車両周辺の環境、車両1の姿勢、挙動および位置を取得する。また、コンピュータ31は、VP5から車両制御インターフェース4を経由して車両1の状態を取得し、車両1の次の動作(減速する、減速する、曲がる等)を設定する。コンピュータ31は、設定した次の動作を実現するためのコマンドを車両制御インターフェース4に出力する。
【0028】
認識用センサ32は、車両周辺の環境を認識する。具体的には、認識用センサ32は、たとえば、LIDAR(Light Detection and Ranging)、ミリ波レーダおよびカメラのうちの少なくとも1つを含む。
【0029】
LIDARは、赤外のパルスレーザ光を照射し、その照射光が対象物(人、他の車両または障害物等)に反射して戻ってくるまでの時間によって対象物までの距離を計測する。ミリ波レーダは、ミリ波を対象物に照射し、対象物により反射したミリ電波を検出して、対象物までの距離および/または対象物の方向を計測する。カメラは、たとえば車室内のルームミラーの裏側に配置され、車両1の前方の画像を撮影する。カメラによって撮影された画像に対しては、人工知能(AI:Artificial Intelligence)が搭載された画像処理プロセッサを用いて画像処理を施すことができる。認識用センサ32によって取得された情報はコンピュータ31に出力される。
【0030】
姿勢用センサ33は、車両1の姿勢、挙動および位置を検出する。具体的には、姿勢用センサ33は、たとえば慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)およびGPS(Global Positioning System)を含み得る。
(【0031】以降は省略されています)

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