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公開番号2021123145
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210830
出願番号2020015725
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B60W 50/029 20120101AFI20210802BHJP(車両一般)
要約【課題】自動運転が行なわれる車両において、車両プラットフォームの電源の信頼性を高める。
【解決手段】車両10は、走行計画を作成するADK200と、ADK200からの各種コマンドに従って車両制御を実行するVP120と、VP120とADK200との間のインターフェースを行なう車両制御インターフェース110とを備える。ADK200の電源構成は、VP120の電源構成と独立して設けられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
走行計画を作成する自動運転システムと、
前記自動運転システムからの指令に従って車両制御を実行する車両プラットフォームと、
前記車両プラットフォームと前記自動運転システムとの間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックスとを備え、
前記自動運転システムの電源構成は、前記車両プラットフォームの電源構成と独立して設けられる、車両。
続きを表示(約 840 文字)【請求項2】
前記車両プラットフォームは、
高圧バッテリと、
前記高圧バッテリから電力の供給を受ける第1の一次電源系と、
前記車両プラットフォームの冗長電源としての第1の二次電源系とを含み、
前記自動運転システムは、
前記高圧バッテリから電力の供給を受ける第2の一次電源系と、
前記自動運転システムの冗長電源としての第2の二次電源系とを含む、請求項1に記載の車両。
【請求項3】
前記第1の二次電源系は、前記第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、一定の時間、前記車両プラットフォームを構成するシステムのうちの限定されたシステムへ給電を継続するように構成される、請求項2に記載の車両。
【請求項4】
前記限定されたシステムは、ブレーキシステムと、ステアリングシステムと、車両固定システムとを含む、請求項3に記載の車両。
【請求項5】
前記第1の二次電源系は、前記第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、前記車両制御インターフェースボックスへ給電を継続するように構成される、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の車両。
【請求項6】
前記第1の一次電源系は、
前記高圧バッテリからの電力を電圧変換するDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの出力側に設けられる補機バッテリとを含み、
前記第1の二次電源系は、
前記DC/DCコンバータの出力側に設けられるスイッチングDC/DCコンバータと、
前記スイッチングDC/DCコンバータの出力側に設けられる二次バッテリとを含み、
前記スイッチングDC/DCコンバータは、前記第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、前記二次バッテリを前記第1の一次電源系から電気的に切り離すように構成される、請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、自動運転システムを備える車両に関する。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
特開2018−132015号公報(特許文献1)は、自動運転システムを搭載した車両を開示する。この車両は、動力システムと、電源システムと、自動運転システムとを搭載している。動力システムは、車両の動力を統括的に管理する。電源システムは、車両に搭載されるバッテリの充放電電力や各種車載器の電力供給等を統括的に管理する。自動運転システムは、車両の自動運転制御を統括的に実行する。動力システムのエンジンECU、電源システムの電源ECU、及び自動運転システムの自動運転ECUは、車載ネットワークを通じて通信可能に接続されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
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】
【0004】
自動運転システムの事業者が開発した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、外付けされた自動運転システムからの指令に従って車両プラットフォーム(後述)が車両制御を実行することで自動運転が実現される。
【0005】
このような車両においては、外付けされる自動運転システムの電源をどのように構成するかは重要である。電源構成によっては、自動運転システムの電源系に生じた異常の影響を受けて車両本体の電源系の信頼性が低下する可能性もある。このような点について、上記の特許文献1では特に検討されていない。
【0006】
本開示は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、自動運転が行なわれる車両において、車両プラットフォームの電源の信頼性を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の車両は、走行計画を作成する自動運転システム(ADS、ADK)と、自動運転システムからの指令に従って車両制御を実行する車両プラットフォーム(VP)と、車両プラットフォームと自動運転システムとの間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックス(VCIB)とを備える。自動運転システムの電源構成は、車両プラットフォームの電源構成と独立して設けられる。
【0008】
この車両においては、自動運転システムの電源が、車両プラットフォームの電源から独立しているので、自動運転システムの電源に異常が生じた場合に、車両プラットフォームの電源は、自動運転システムの電源異常の影響を受けない。したがって、この車両によれば、車両プラットフォームの電源について信頼性を確保することができる。
【0009】
車両プラットフォームは、高圧バッテリと、高圧バッテリから電力の供給を受ける第1の一次電源系と、車両プラットフォームの冗長電源としての第1の二次電源系とを含んでもよい。自動運転システムは、高圧バッテリから電力の供給を受ける第2の一次電源系と、自動運転システムの冗長電源としての第2の二次電源系とを含んでもよい。
【0010】
この車両においては、車両プラットフォームの電源と自動運転システムの電源との各々に、冗長電源としての二次電源系が設けられており、冗長電源についても、自動運転システムと車両プラットフォームとで独立して設けられる。これにより、たとえば、自動運転システムにおいて、第2の一次電源系の給電機能が失陥して第2の二次電源系(冗長電源)による給電が行なわれる場合に、車両プラットフォームの第1の二次電源系(冗長電源)がその影響を受けることはない。したがって、この車両によれば、冗長電源についても信頼性を確保することができる。
【0011】
第1の二次電源系は、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、一定の時間、車両プラットフォームを構成するシステムのうちの限定されたシステムへ給電を継続するように構成されてもよい。
【0012】
この車両によれば、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、第1の二次電源系から給電を継続するシステムを限定しているので、第1の二次電源系から一定の時間の給電を継続させることができる。
【0013】
上記の限定されたシステムは、ブレーキシステムと、ステアリングシステムと、車両固定システムとを含んでもよい。
【0014】
この車両によれば、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、第1の二次電源系から給電を継続するシステムを上記の限定されたシステムとすることで、少なくとも車両の操舵及び停止機能を確保することができる。
【0015】
第1の二次電源系は、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、車両制御インターフェースボックスへ給電を継続するように構成されてもよい。
【0016】
これにより、第1の一次電源系の給電機能が失陥しても、車両制御インターフェースボックスにより、車両プラットフォームと自動運転システムとの間のインターフェースを継続することができる。
【0017】
第1の一次電源系は、高圧バッテリからの電力を電圧変換するDC/DCコンバータと、DC/DCコンバータの出力側に設けられる補機バッテリとを含んでもよい。第1の二次電源系は、DC/DCコンバータの出力側に設けられるスイッチングDC/DCコンバータと、スイッチングDC/DCコンバータの出力側に設けられる二次バッテリとを含んでもよい。そして、スイッチングDC/DCコンバータは、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、二次バッテリを第1の一次電源系から電気的に切り離すように構成されてもよい。
【0018】
この車両においては、車両プラットフォームにおいて、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、スイッチングDC/DCコンバータにより二次バッテリが第1の一次電源系から電気的に切り離される。これにより、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合に、機械的なリレー装置を用いて第1の一次電源系から二次バッテリを電気的に切り離す構成よりも、短時間で二次バッテリを切り離すことができる。したがって、この車両によれば、第1の一次電源系の給電機能が失陥した場合の第2の二次電源系への影響を抑えることができる。
【発明の効果】
【0019】
本開示によれば、自動運転が行なわれる車両において、車両プラットフォームの電源の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
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に示す車両の詳細な構成を示す図である。
車両の電源構成を説明する図である。
VPのスイッチングDC/DCコンバータの動作を説明する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】
【0021】
以下、本開示の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、図中同一又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。
【0022】
図1は、本開示の実施の形態に従う車両が用いられるMaaS(Mobility as a Service)システムの概要を示す図である。
【0023】
図1を参照して、このMaaSシステムは、車両10と、データサーバ500と、モビリティサービス・プラットフォーム(以下、「MSPF(Mobility Service Platform)」と表記する。)600と、自動運転関連のモビリティサービス700とを備える。
【0024】
車両10は、車両本体100と、自動運転キット(以下、「ADK(Autonomous Driving Kit)」と表記する。)200とを備える。車両本体100は、車両制御インターフェース110と、車両プラットフォーム(以下、「VP(Vehicle Platform)」と表記する。)120と、DCM(Data Communication Module)190とを備える。
【0025】
車両10は、車両本体100に取り付けられたADK200からのコマンドに従って自動運転を行なうことができる。なお、図1では、車両本体100とADK200とが離れた位置に示されているが、ADK200は、実際には車両本体100のルーフトップ等に取り付けられる。なお、ADK200は、車両本体100から取り外すことも可能である。ADK200が取り外されている場合には、車両本体100は、ユーザの運転により走行することができる。この場合、VP120は、マニュアルモードによる走行制御(ユーザ操作に応じた走行制御)を実行する。
【0026】
車両制御インターフェース110は、CAN(Controller Area Network)等を通じてADK200と通信可能である。車両制御インターフェース110は、通信される信号毎に定義された所定のAPI(Application Programming Interface)を実行することにより、ADK200から各種コマンドを受信し、また、車両本体100の状態をADK200へ出力する。
【0027】
車両制御インターフェース110は、ADK200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VP120へ出力する。また、車両制御インターフェース110は、車両本体100の各種情報をVP120から取得し、車両本体100の状態をADK200へ出力する。車両制御インターフェース110の構成については、後ほど詳しく説明する。
【0028】
VP120は、車両本体100を制御するための各種システム及び各種センサを含む。VP120は、ADK200から車両制御インターフェース110を通じて指示されるコマンドに従って各種車両制御を実行する。すなわち、ADK200からのコマンドに従ってVP120が各種車両制御を実行することにより、車両10の自動運転が行なわれる。VP120の構成についても、後ほど詳しく説明する。
【0029】
ADK200は、車両10の自動運転を行なうための自動運転システム(以下、「ADS(Autonomous Driving System)」と表記する。)を含む。ADK200は、車両10の走行計画を作成し、作成された走行計画に従って車両10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110へ出力する。また、ADK200は、車両本体100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110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。ADK200(ADS)の構成についても、後ほど説明する。
【0030】
DCM190は、車両本体100がデータサーバ500と無線通信するための通信I/F(インターフェース)を含む。DCM190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500へ出力する。また、DCM190は、たとえば、自動運転関連のモビリティサービス700において車両10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700からMSPF600及びデータサーバ500を通じて受信する。
(【0031】以降は省略されています)

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