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公開番号2021123146
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210830
出願番号2020015726
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B62D 6/00 20060101AFI20210802BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】自動運転の指示を出し着脱可能なADKが車両本体を制御する場合に、このADKに操舵速度の制限値を予め記憶させておかなくても、操舵速度の制限値を車両本体に応じた適切な値とすること。
【解決手段】車両は、自動運転の指示を出し車両本体に着脱可能なADKと、車両本体の複数の所定機能をそれぞれ実行する複数の機能部を含むVPと、ADKからの指示にしたがって機能部に制御指示を出すVCIBとを備え、複数の機能部のうちの1つは、車両本体を操舵するためのステアリングシステムであり、ステアリングシステムは、所定基準にしたがって操舵速度の制限値を特定し(S112)、特定した制限値をVCIBを介してADKに送信し(S113)、ADKは、ステアリングシステムから受信した制限値を満たすように目標の操舵角を算出し(S214)、算出した操舵角の指示をVCIBを介してステアリングシステムに送信する(S215)。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
自動運転が可能に構成された車両であって、
自動運転の指示を出し車両に着脱可能な自動運転キットと、
前記車両の複数の所定機能をそれぞれ実行する複数の機能部を含む車両プラットフォームと、
前記自動運転キットと通信可能に構成され、前記自動運転キットからの指示にしたがって前記機能部に制御指示を出す車両インターフェースボックスとを備え、
複数の前記機能部のうちの1つは、前記車両を操舵するためのステアリングシステムであり、
前記ステアリングシステムは、
所定基準にしたがって操舵速度の制限値を特定し、
特定した制限値を前記車両インターフェースボックスを介して前記自動運転キットに送信し、
前記自動運転キットは、
前記ステアリングシステムから受信した制限値を満たすように目標の操舵角を算出し、
算出した操舵角の指示を前記車両インターフェースボックスを介して前記ステアリングシステムに送信する、車両。
続きを表示(約 450 文字)【請求項2】
前記所定基準は、車速に応じて切替えられる、請求項1に記載の車両。
【請求項3】
前記所定基準は、車速が所定速度未満の場合は、操舵速度の制限値は所定角速度であるとの基準である、請求項2に記載の車両。
【請求項4】
前記所定角速度は、0.4rad/sである、請求項3に記載の車両。
【請求項5】
前記所定基準は、車速が所定速度を超える場合は、操舵速度の制限値は、車速と操舵速度の制限値との予め定められた関係を満たすとの基準である、請求項2に記載の車両。
【請求項6】
前記所定速度は、10km/hである、請求項3から請求項5のいずれかに記載の車両。
【請求項7】
前記所定基準は、前記車両の横方向の加加速度が所定加加速度未満となるように予め定められる、請求項2に記載の車両。
【請求項8】
前記所定加加速度は、2.94m/s
3
である、請求項7に記載の車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この開示は、車両に関し、特に、自動運転が可能に構成された車両に関する。
続きを表示(約 6,300 文字)【背景技術】
【0002】
近年、車両の自動運転の技術の開発が進められている。たとえば、自動運転の指示を出す自動運転ECU(Electronic Control Unit)が自動運転を制御する車両がある(たとえば、特許文献1参照)。このような車両において、自動運転ECUに、予め車両側の操舵速度の制限値の基準を組み込んでおくことが考えられる。これにより、自動運転ECUは、車両に適合した操舵速度の制限値で車両を操舵することができる。
【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】
特許文献1の車両において、自動運転ECUのような自動運転の指示を出す自動運転装置が車両に着脱可能であり、他の仕様の自動運転装置に取り替え可能に構成することが考えられる。しかし、そのように構成した場合、車両に応じた適切な操舵速度の制限値を自動運転装置に予め組み込んでおかなければ、操舵速度の制限値を適切な値に制御できないといった問題が生じる。
【0005】
この開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、この開示の目的は、自動運転の指示を出し着脱可能な装置が車両を制御する場合に、この装置に操舵速度の制限値を予め記憶させておかなくても、操舵速度の制限値を車両に応じた適切な値とすることが可能な車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この開示に係る車両は、自動運転が可能に構成された車両であって、自動運転の指示を出し車両に着脱可能な自動運転キットと、車両の複数の所定機能をそれぞれ実行する複数の機能部を含む車両プラットフォームと、自動運転キットと通信可能に構成され、自動運転キットからの指示にしたがって機能部に制御指示を出す車両インターフェースボックスとを備える。複数の機能部のうちの1つは、車両を操舵するためのステアリングシステムである。ステアリングシステムは、所定基準にしたがって操舵速度の制限値を特定し、特定した制限値を車両インターフェースボックスを介して自動運転キットに送信する。自動運転キットは、ステアリングシステムから受信した制限値を満たすように目標の操舵角を算出し、算出した操舵角の指示を車両インターフェースボックスを介してステアリングシステムに送信する。
【0007】
このような構成によれば、目標の操舵角を算出するための操舵速度の制限値が車両プラットフォームの側から自動運転キットに伝達される。その結果、自動運転の指示を出し着脱可能な自動運転キットが車両を制御する場合に、この自動運転キットに操舵速度の制限値を予め記憶させておかなくても、操舵速度の制限値を車両に応じた適切な値とすることが可能な車両を提供することができる。
【0008】
好ましくは、所定基準は、車速に応じて切替えられる。さらに好ましくは、所定基準は、車速が所定速度未満の場合は、操舵速度の制限値は所定角速度であるとの基準である。さらに好ましくは、所定角速度は、0.4rad/sである。
【0009】
好ましくは、所定基準は、車速が所定速度を超える場合は、操舵速度の制限値は、車速と操舵速度の制限値との予め定められた関係を満たすとの基準である。さらに好ましくは、所定速度は、10km/hである。
【0010】
好ましくは、所定基準は、車両の横方向の加加速度が所定加加速度未満となるように予め定められる。所定加加速度は、2.94m/s
3
である。
【0011】
この開示の他の局面によれば、自動運転キットは、車両の自動運転の指示を出し車両に着脱可能な自動運転キットであって、車両は、車両の複数の所定機能をそれぞれ実行する複数の機能部を含み、自動運転キットからの指示にしたがって機能部が制御される。複数の機能部のうちの1つは、車両を操舵するためのステアリングシステムである。自動運転キットは、ステアリングシステムによって所定基準にしたがって特定された操舵速度の制限値を満たすように目標の操舵角を算出し、算出した操舵角の指示を車両インターフェースボックスを介してステアリングシステムに送信する。
【0012】
このような構成によれば、自動運転の指示を出し着脱可能な自動運転キットが車両を制御する場合に、この自動運転キットに操舵速度の制限値を予め記憶させておかなくても、操舵速度の制限値を車両に応じた適切な値とすることが可能な自動運転キットを提供することができる。
【0013】
この開示のさらに他の局面によれば、車両は、自動運転が可能に構成された車両であって、車両の複数の所定機能をそれぞれ実行する複数の機能部を含む車両プラットフォームと、自動運転の指示を出し車両に着脱可能な自動運転キットと通信可能に構成され、自動運転キットからの指示にしたがって機能部に制御指示を出す車両インターフェースボックスとを備える。複数の機能部のうちの1つは、車両を操舵するためのステアリングシステムである。ステアリングシステムは、所定基準にしたがって操舵速度の制限値を特定し、特定した制限値を車両インターフェースボックスを介して自動運転キットに送信し、自動運転キットによって、ステアリングシステムから受信された制限値を満たすように算出された目標の操舵角の指示にしたがって操舵角を制御する。
【0014】
このような構成によれば、自動運転の指示を出し着脱可能な自動運転キットが車両を制御する場合に、この自動運転キットに操舵速度の制限値を予め記憶させておかなくても、操舵速度の制限値を車両に応じた適切な値とすることが可能な車両を提供することができる。
【発明の効果】
【0015】
この開示によれば、自動運転の指示を出し着脱可能な自動運転キットが車両を制御する場合に、この自動運転キットに操舵速度の制限値を予め記憶させておかなくても、操舵速度の制限値を車両に応じた適切な値とすることが可能な車両および自動運転キットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
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。
この実施の形態の車両の構成の概要を示す図である。
この実施の形態における操舵角の制御に関する処理の流れを示すフローチャートである。
この実施の形態における車速と操舵速度の制限値との関係のマップを示す図である。
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】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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 Program 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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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、たとえば、車両10の走行計画を作成し、作成し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。
【0025】
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。
【0026】
MSPF600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。MSPF600には、自動運転関連のモビリティサービス700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)が接続される。モビリティサービス700を含む各種モビリティサービスは、MSPF600上で公開されたAPIを用いて、MSPF600が提供する様々な機能をサービス内容に応じて利用することができる。
【0027】
自動運転関連のモビリティサービス700は、車両10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700は、MSPF600上で公開されたAPIを用いて、たとえば、データサーバ500と通信を行なう車両10の運転制御データや、データサーバ500に蓄えられた情報等をMSPF600から取得することができる。また、モビリティサービス700は、上記APIを用いて、たとえば、車両10を含む自動運転車両を管理するためのデータ等をMSPF600へ送信する。
【0028】
なお、MSPF600は、ADSの開発に必要な車両状態及び車両制御の各種データを利用するためのAPIを公開しており、ADSの事業者は、データサーバ500に蓄えられた、ADSの開発に必要な車両状態及び車両制御のデータを上記APIとして利用することができる。
【0029】
図2は、この実施の形態の車両の構成の概要を示す図である。図2に示すように、ADK200は、コンピュータ210と、HMI(Human Machine Interface)230と、認識用センサ260と、姿勢用センサ270と、センサクリーナ290とを含む。
【0030】
コンピュータ210は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリ(たとえば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を含む)を内蔵する。コンピュータ210は、車両10の自動運転時に後述する各種センサを用いて車両周辺の環境、車両10の姿勢、挙動および位置を取得するとともに、後述するVP120から車両制御インターフェース110を経由して車両10の状態にを取得して、車両10の次の動作(加速、減速あるいは曲がる等)を設定する。コンピュータ210は、設定した車両10の次の動作を実現するための各種指令を車両制御インターフェース110に出力する。
(【0031】以降は省略されています)

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