JP2018506461A - 自律準備車両 - Google Patents
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Abstract
Description
一実施形態では、車両10が自律または遠隔制御モードであるときに個別または多数の手動入力と自律または遠隔コントローラ12から受信する入力命令との間に矛盾が生じた場合、車両は、自律制御の手動オーバーライドで対応することができ、CIM14は、CANメッセージを送信し続ける間、命令を実行することなく遠隔の入力メッセージに注意し続けることができる。
一部の例では、入力が、矛盾しているまたは同時に発生する、有人メッセージおよび自律または遠隔メッセージを含む可能性がある。例えば、ブレーキ適用およびスロットル適用のためのコマンドが検知される場合、CIM14は、ブレーキ適用が優先されるように較正されることができる。さらに、プロファイルは、ペダルの配置が意図する動作であったか否かを決定することができる。その動作が意図されていなかった場合、車両はロックアウトモードに移行することができる。その動作が意図されていた場合、車両制御の応答は、予め選択された制限値に較正されることができる。
本開示のロックアウト機能は、有人モードと自律または遠隔のモードの両方を支持する車両10において実施される。有人モードでは、車両は普通に作動し、ペダル、ハンドル、およびシフトレバーを介して運転者からの入力を受信する。遠隔モードでは、車両10は、ゲートウェイ通信インターフェースモジュール14を介して通信する外部コントローラ12からコマンドを受信することによって作動し、ゲートウェイ通信インターフェースモジュール14は、車両のCANネットワークに対してコマンドを適応させて翻訳する。ロックアウト機能は、承認されたサードパーティにのみ、遠隔制御または自律モードにおける車両のゲートウェイを介してコマンドを送信することを許可する。車両10は、車両ゲートウェイ14と外部コントローラ12との間の通信の喪失または破損の発生時には既知の方法で挙動する。
認証されたサードパーティのみが遠隔モードにおいてゲートウェイモジュール14にアクセスしていることを保証するため、サードパーティの外部コントローラ12は、認証シーケンスを成功裏に完了しなければならない。例示の一例では、認証シーケンスは、J1939またはその他のシード鍵の交換に基づいている。例えば、少なくとも5分間に一回、認証シーケンスが開始されず、成功裏に完了しない場合、車両は、ロックアウトモードに移行する。さらに、外部モジュールから車両のゲートウェイに来る任意のメッセージにおける、チェックサム、メッセージカウンタ、またはその他の通信エラーを使用して保証され得る通信の完全性が損なわれる場合は、車両は、ロックアウトモードに移行する。
ゲートウェイ制御モジュール14は、外部コントローラ12から入力される任意のCANメッセージを無視することによってロックアウトモードを実行する。次に、モジュール14は、車両の内部CANネットワークを介してゼロのスロットルコマンドを送信し、ブレーキに車両10を停止するように命令し始める。使用される制動力は、車両速度およびステアリング角に依存する較正可能なマップによって決定される。車両が移動を停止すると、トランスミッションは、パーキングに切り替えるように命令され、エンジンが停止される。ゲートウェイモジュール14は、ロックアウトモードが終了するまで、外部コントローラ12から入力されるメッセージを無視し、エンジンを停止状態に維持し、トランスミッションをパーキングに切り替えた状態に維持し、ブレーキを踏み込んだ状態に維持する。
ロックアウトモードの終了は、手動のキーサイクルなどにより、再認証、すなわち、通信を再構築することによって行われることができる。一実施形態では、ロックアウトモードは、車両10が完全な制御された停止に至り、エンジンが停止され、かつトランスミッションがパーキングに切り替えられた後に終了する。別の実施形態では、ロックアウトモードは、シャットダウンシーケンス中(すなわち、完全な制御された停止が生じる前、エンジンが停止される前、またはトランスミッションがパーキングに切り替えられる前)に再認証すなわち再構築された通信が発生する場合は、そのシャットダウンシーケンス中に終了することができる。ロックアウトが通信の喪失または破壊された通信によって生じた場合は、ロックアウトモードは、通信が再構築されると終了する。ロックアウトモードが認証の失敗によって生じた場合は、ロックアウトモードは、認証シーケンスが成功裏に完了すると終了する。車両が停止、エンジンの停止、およびパーキングの途中にある間にロックアウトモードを終了する条件が満足された場合、ロックアウトモードは、車両が完全な停止に至り、エンジンを停止させ、パーキングに切り替えられたら終了する。
・ブレーキ:0%と解釈されるブレーキコマンド
・ステアリング:最後の有効な要求された角度に維持されるステアリング角
・トランスミッション:最後の有効な要求されたギアに維持される要求されたギア
・エンジン:0%と解釈されるペダルコマンド、エンジン停止と解釈されるエンジン始動/停止コマンド。
別の実施形態では、当該システムは、遠隔的に遠隔モードの選択および電源の入力を許可する。通信インターフェースモジュール14は、コントローラ12からのCANメッセージが受信されたときに起動する低電力モードを有する。モードの選択は、遠隔コントローラ12からのCANメッセージによって制御される(存在しない場合は、手動モードに戻る)。起動すると、通信インターフェースモジュール14は、遠隔モードの場合はキースイッチを迂回するために図4における回路を制御する。従来のワイヤハーネスは、図4に示すキースイッチコネクタの後方にインラインコネクタを追加することによって修正される。ECM28のための自動発信制御線は、既存のキースイッチ線によって5ピンコネクタにルーティングされる。また、図4は、自動/手動バイパス回路を介在させた新しいパススルーコネクタの両側を示している。
・感覚性融像
・GPS補正慣性航法または要求された精度で位置を決定することができるその他のシステムによるナビゲーション
・定位
・車線検出および車線逸脱
・リアルタイムまたは略リアルタイムの検出、予め記録されたマップおよび車線構造、計画された旅程および追跡された旅程、衝突回避システム(LIDAR、ビデオ、センサ)、並びに適応走行制御を使用する広範な地形および障害物の検出、回避およびデータベース特性評価
・コントローラ12からの通信がない場合は、車両は、完全自律モードで作動する能力を有する。
・ヨーレートモデル対ステアリングコマンドが、車両の制御レベルで使用される
・コマンドモードは、標準的および最大の変化率のプロファイルを備える目標条件および率を含む
・遠隔のダッシュボードメッセージ
・車両センサから運転プロファイルを作成すること
・停電モード
・赤外線(IR)モード
・二輪駆動、四輪駆動および芝土モードなどを含む運転モードを実行することによって駆動系制御を自動化すること
・CANを介して送信されるステータスメッセージは、コントローラの矛盾するコマンド、車両の健康データ、および車両のロックアウトモードのステータスおよび条件を含む。
12 自律または遠隔コントローラ
14 通信インターフェースモジュール(CIM)
16 モードスイッチ
18 システムオン/オフ機能
20 イグニッション中断機能
22 ディスプレイ
24 電子パワーステアリング制御装置
26 ステアリング配置機能
28 エンジン制御モジュール(ECM)
30 ペダル配置機能
32 エンジン始動/停止機能
34 車両制御モジュール
36 トランスミッション配置機能
38 ブレーキ配置機能
40 パーキングブレーキ配置機能
50 アクセサリ統合デバイス
52 CANポート
54 CANバス
56 アクセサリハードウェアプラットフォーム
58 ハードウェアCANトランシーバ
60 アクセサリソフトウェア
62 ハードウェアプラットフォームファームウェア
64 CANアクセサリAPIソフトウェア
66 サードパーティアプリケーションソフトウェア
70、72、74、76、78、80、82、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、700、710、720 ブロック
Claims (27)
- 複数の車両デバイスが結合される通信ネットワークと、
該通信ネットワークに結合され、車両の作動を実施するために該通信ネットワークを介して該複数の車両デバイスの第一のサブセットを制御することができる車両制御ユニットであって、該車両制御ユニットは、該通信ネットワークを介して該車両デバイスの第二のサブセットからの入力を受信するように、かつ車両デバイスの該第二のサブセットから受信した該入力に応答して該複数の車両デバイスの該第一のサブセットを制御するように動作可能であり、車両デバイスの該第二のサブセットからの入力は、該車両デバイスのうちの一つ以上とのオペレータの相互作用を示す車両制御ユニットと、
ネットワークインターフェースであって、該ネットワークインターフェースは、自律車両コントローラが、車両デバイスの該第二のサブセットからの入力とは無関係に車両デバイスの該第一のサブセットを介して車両の作動を実施することができるように該自律車両コントローラに結合するように動作可能であるネットワークインターフェースと
を含む車両。 - 車両デバイスの前記第一のサブセットは、ステアリングコントローラ、ブレーキ、トランスミッションシフトコントローラ、車両速度コントローラ、および車両オン/オフコントローラのうちの一つ以上を含む請求項1に記載の車両。
- 車両デバイスの前記第二のサブセットは、ブレーキペダル、ステアリングデバイス、シフトレバー、シフトボタン、アクセルペダル、およびオン/オフモードセレクタのうちの一つ以上を含む請求項1に記載の車両。
- プロセッサによって解釈されるときに、該プロセッサに、車両デバイスの前記第一のサブセットを制御するために前記ネットワークインターフェースを介して受信されたコマンドを再調査させる命令をさらに含み、該再調査は、該コマンドの実施により該車両が許容不可能な状態になる場合は該コマンドの実施を阻止するために該コマンドを一組の許容条件と比較する請求項1に記載の車両。
- モードスイッチをさらに含み、該モードスイッチは、車両デバイスの前記第一のサブセットが車両デバイスの前記第二のサブセットに応じて制御される第一の状態を有し、該モードスイッチは、車両デバイスの前記第一のサブセットが前記ネットワークインターフェースを介して受信されたコマンドに応じて制御される第二の状態を有する請求項1に記載の車両。
- 前記スイッチは、物理的操作および物理的操作を介して動作可能な物理的スイッチなしで状態を変えることができるソフトウェアスイッチの一つである請求項5に記載の車両。
- 前記車両制御ユニットは、前記複数の車両デバイスの前記第二のサブセットからの入力を受信し、前記ネットワークインターフェースからの入力を受信し、前記複数の車両デバイスの前記第一のサブセットを制御するためにどちらの入力を使用すべきかを決定する請求項1に記載の車両。
- 前記車両制御ユニットは、モードスイッチの状態の決定に応じてどちらの入力を使用すべきかを決定する請求項7に記載の車両。
- 車両デバイスの前記第二のサブセットはブレーキアクチュエータを含み、前記車両制御ユニットは、どちらの入力が該ブレーキアクチュエータの最も大きな作動を示しているかに基づいてどちらの入力を使用すべきかを決定する請求項7に記載の車両。
- 前記複数の車両デバイスは複数のセンサを含み、前記車両制御ユニットは、前記車両の一つ以上の操作上のエラー状態を決定するために該複数のセンサからの入力を受信するように動作可能であり、該車両制御ユニットは、該複数のセンサおよび車両デバイスの前記第一のサブセットのうちの少なくとも一つから受信された入力と前記ネットワークインターフェースを介して受信された入力との間の矛盾するコマンドを決定するようにさらに動作可能であり、矛盾するコマンドの検出は、一つ以上のエラー状態を決定するために使用され、該制御ユニットは、低下操作モードに移行することによって一つ以上のエラー状態の決定に応じる請求項1に記載の車両。
- プロセッサによって解釈されるときに、前記ネットワークインターフェースを介して受信されるコマンドが、認証されたソースから送信されているか否かを決定するための認証プロトコルを呼び出す命令をさらに含む請求項1に記載の車両。
- 前記ネットワークインターフェースを介して受信されるコマンドが認証されたソースからではないとの決定を受けて、前記車両コントローラは、車両デバイスの前記第二のサブセットを介して命令される操作およびシャットダウンモードを介する操作のうちの一方として車両の操作を命令する請求項11に記載の車両。
- 前記シャットダウンモードは、前記車両が移動しているときに該車両を停止させ、前記認証プロトコルが成功裏に完了されるような時間まで前記ネットワークインターフェースを介して命令を拒否する請求項12に記載の車両。
- 自律車両操作を提供する方法であって、
複数の車両操作デバイスが結合された通信ネットワークを車両に提供するステップであって、該複数の車両操作デバイスは、該車両を動作することができ、該複数の車両操作デバイスは、車両制御ユニットからの命令に基づいて作動する車両操作デバイスの第一のサブセットを含み、該複数の車両操作デバイスは、該車両制御ユニットへ入力を提供する車両操作デバイスの第二のサブセットを含み、該入力は、該車両操作デバイスのうちの一つ以上とのオペレータの相互作用を示すステップと、
該通信ネットワークへのインターフェースを提供するステップと、
該インターフェースを介して、自律車両コントローラからの入力を受信し、それによって、該自律車両コントローラが車両操作デバイスの該第二のサブセットからの入力とは無関係に車両操作デバイスの前記第一のサブセットを制御することを可能にするステップと
を含む方法。 - 車両操作デバイスの前記第一のサブセットは、ステアリングコントローラ、ブレーキ、トランスミッションシフトコントローラ、車両速度コントローラ、および車両オン/オフコントローラのうちの一つ以上を含む請求項14に記載の方法。
- 車両操作デバイスの前記第二のサブセットは、ブレーキペダル、ステアリングデバイス、シフトレバー、シフトボタン、アクセルペダル、およびオン/オフモードセレクタのうちの一つ以上を含む請求項14に記載の方法。
- 車両操作デバイスの前記第一のサブセットを制御するために前記ネットワークインターフェースを介して受信されるコマンドを再調査するステップをさらに含み、該再調査するステップは、該コマンドの実施により前記車両が許容不可能な状態になる場合は該コマンドの実施を阻止するために該コマンドを一組の許容条件と比較するステップを含む請求項14に記載の方法。
- モードスイッチの状態を検出するステップをさらに含み、該モードスイッチは、車両操作デバイスの前記第一のサブセットが車両操作デバイスの前記第二のサブセットに応じて制御される第一の状態を有し、該モードスイッチは、車両操作デバイスの前記第一のサブセットが前記ネットワークインターフェースを介して受信されたコマンドに応じて制御される第二の状態を有する請求項14に記載の方法。
- 前記スイッチは、物理的操作および物理的操作を介して動作可能な物理的スイッチなしで状態を変えることができるソフトウェアスイッチの一つである請求項18に記載の方法。
- 前記車両制御ユニットによって、前記複数の車両操作デバイスの前記第二のサブセットからの入力を受信するステップと、
前記車両制御ユニットによって、前記ネットワークインターフェースからの入力を受信するステップと、
前記複数の車両操作デバイスの前記第一のサブセットを制御するためにどちらの入力を使用すべきかを決定するステップと
をさらに含む請求項14に記載の方法。 - 前記決定するステップは、モードスイッチの状態の決定に応じて前記車両制御ユニットによって行われる請求項20に記載の方法。
- 車両操作デバイスの前記第二のサブセットはブレーキアクチュエータを含み、前記車両制御ユニットは、どちらの入力が該ブレーキアクチュエータの最も大きな作動を示しているかに基づいてどちらの入力を使用すべきかを決定する請求項20に記載の方法。
- 前記複数の車両操作デバイスは複数のセンサを含み、
該複数のセンサから前記車両制御ユニットによって入力を受信し、該入力に応じて前記車両の操作上の一つ以上のエラー状態を決定するステップと、
該制御ユニットによって、該複数のセンサおよび車両操作デバイスの第一のサブセットのうちの少なくとも一つから受信された入力と前記ネットワークインターフェースを介して受信された入力との間の矛盾するコマンドを決定するステップと、
矛盾するコマンドの検出に応じて、一つ以上のエラー状態を決定するステップと、
該一つ以上のエラー状態の存在の決定に応じて、低下操作モードに移行するステップと
をさらに含む請求項14に記載の方法。 - 前記ネットワークインターフェースを介して受信されたコマンドが、認証されたソースから送信されているか否かを決定するための認証プロトコルを呼び出すステップをさらに含む請求項14に記載の方法。
- 前記ネットワークインターフェースを介して受信されるコマンドが認証されたソースからではないと決定し、それを受けて、車両操作デバイスの前記第二のサブセットを介して命令された操作およびシャットダウンモードを介する操作のうちの一方として前記車両の操作を命令するステップをさらに含む請求項24に記載の方法。
- 前記シャットダウンモードを介した操作は、前記車両が移動しているときに該車両を停止させ、前記認証プロトコルが成功裏に完了されるような時間まで前記ネットワークインターフェースを介して命令を拒否する請求項25に記載の方法。
- 非一時的な命令を有するコンピュータ可読媒体であって、該非一時的な命令は、プロセッサによって解釈されるときに、該プロセッサに、
車両を操作することができ、車両通信ネットワークを介して提供される車両制御ユニットからの命令に基づいて作動する、車両デバイスの第一のサブセットに対して命令を提供させ、
車両デバイスの第二のサブセットから、該車両デバイスのうちの一つ以上とのオペレータの相互作用を示す入力を、該通信ネットワークを介して受信させ、
該通信ネットワークへのインターフェースを介して、自律車両コントローラからの入力を受信させ、それにより、該自律車両コントローラが、車両デバイスの該第二のサブセットからの入力とは無関係に車両デバイスの該第一のサブセットを制御することを可能にするコンピュータ可読媒体。
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