JP7200829B2 - 車両システム - Google Patents

Description

本発明は、車両システムに関する。

車両の自動運転に関する研究が盛んに行われている。例えば、特許文献１には、エンジンＥＣＵとは別に、車両周辺のセンシング機能を有する自動運転ＥＣＵを車両に設け、車載ネットワークを介して、自動運転ＥＣＵがエンジンＥＣＵに対して命令を発行する車両システムが記載されている。

特許文献１に記載された発明のように、車両の走行を管理するＥＣＵと自動運転用のＥＣＵを独立させることで、既存の車両プラットフォームに大きな変更を加えることなく、自動運転機能を付加することができる。また、サードパーティによる自動運転機能の開発促進が期待できる。

特開２０１８－１３２０１５号公報

自動運転用のＥＣＵが、車両の走行を司るＥＣＵ（例えばエンジンＥＣＵ）を介さずに、車両の走行を直接制御可能になると、セキュリティ等の観点から望ましくない。つまり、自動運転中における車両の走行は、自動運転用のＥＣＵによって直接制御されるのではなく、車両の走行を司るＥＣＵを介して間接的に制御されることが望ましい。しかしながら、斯様な制御系統によると、車両の走行を司るＥＣＵの電源に異常が発生した場合等のように、車両の走行を司るＥＣＵが正常に動作することができなくなった場合に、自動運転用のＥＣＵによって車両を適切に停止させることが困難になる可能性がある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い車両システムを提供することを目的とする。

本発明に係る車両システムは、
第一の電源から供給される電力を利用して動作し且つ車両の走行制御を行う第一のコンピュータを含む、第一の車両プラットフォームと、
前記第一の電源とは異なる第二の電源から供給される電力を利用して動作し且つ前記車両の走行制御を行う第二のコンピュータを含む、第二の車両プラットフォームと、
前記第一の車両プラットフォームが正常であるときは前記車両を自動運転させるためのデータを含む制御指令を前記第一のコンピュータへ送信することで前記車両の自動運転制御を行う一方で、前記第一の車両プラットフォームが異常であるときは前記車両を自動停止させるためのデータを含む制御指令を前記第二のコンピュータへ送信することで前記車両の自動停止制御を行う第三のコンピュータを含む、自動運転プラットフォームと、
を備えるようにした。

本発明によれば、信頼性の高い車両システムを提供することができる。

実施形態に係る車両システムの概要図である。 車両システムが有する構成要素の一例を概略的に示したブロック図である。 車両制御インタフェースにおける制御部の機能構成を示すブロック図である。 車両制御インタフェースにおける制御部の機能構成の他の例を示すブロック図である。 変換対象であるデータを示す図である。 実施形態における自動運転プラットフォームによって行われる処理の流れを示すフローチャートである。

車両の動力を司るコンピュータを含む車両プラットフォームと、自動運転に関する判断を行う自動運転プラットフォームを独立させ、それぞれを車両システムに搭載する形態が考えられる。例えば、自動運転プラットフォームが、車両周辺のセンシングを実行し、センシング結果に基づいて既存の車両プラットフォームに対して制御指令を送信する。そして、車両プラットフォームが、自動運転プラットフォームからの制御指令に基づいて車両の加減速度や操舵角を制御する。このような形態によると、独立したベンダが各プラットフォームを開発することが可能になるため、サードパーティによる自動運転機能の開発を促進することができる。

ここで、車両プラットフォームの電源等に異常が発生すると、車両プラットフォームが自動運転プラットフォームからの制御指令を適切に処理することができなくなる可能性がある。その際、車両プラットフォームが一系統であると、自動運転プラットフォームによって車両を適切に停止させることが困難になる可能性がある。

そこで、本実施形態に係る車両システムでは、車両プラットフォームを、第一の電源から供給される電力を利用して動作する第一の車両プラットフォームと、第二の電源から供給される電力を利用して動作する第二の車両プラットフォームとの二系統で構成されるようにした。その際、第一の電源と第二の電源とは、互いに独立した電源で構成される。そして、自動運転プラットフォームは、二系統の車両プラットフォームの何れか一方と通信することで、車両を制御するようにした。例えば、第一の車両プラットフォームが正常である場合は、自動運転プラットフォームのコンピュータ（第三のコンピュータ）が、車両を自動運転させるためのデータを含む制御指令を、第一の車両プラットフォームのコンピュータ（第一のコンピュータ）へ送信することで、車両の自動運転制御を行う。また、第一の車両プラットフォームが異常である場合は、自動運転プラットフォームの第三のコンピュータが、車両を自動停止させるためのデータを含む制御指令を、第二の車両プラットフォームのコンピュータ（第二のコンピュータ）へ送信することで、車両の自動停止制御を行う。

上記したように構成される車両システムによれば、第一の電源の異常等によって第一の車両プラットフォームが正常に動作することができない状態に陥っても、自動運転プラットフォームが、第一の電源とは異なる第二の電源で動作可能な第二の車両プラットフォームを利用して、車両を制御することができる。その結果、第一の車両プラットフォームが正常に動作することができない状態に陥った場合であっても、車両を適切に停止させることが可能となる。よって、信頼性の高い車両システムを提供することができる。

ところで、異なるベンダが開発したプラットフォームを同一の車両システムに共存させる場合、すなわち、車両の動力システムと、当該動力システムに対して制御指令を発行する自動運転システムを同一の車載ネットワークに接続する場合、いくつかの問題が発生す
る。このような問題点の一つに、車両プラットフォームを制御するための命令がメーカーや車種で統一されていないという問題がある。例えば、エンジンＥＣＵの入出力はメーカーや車種によって異なるため、自動運転ＥＣＵを全ての車種に対応させるためにはコストがかかる。また、車載ネットワークには、車両を制御するための様々な情報が流れているため、これらの情報への無制限なアクセスを、（車両プラットフォームと直接の関係が無い第三者が製造する）自動運転プラットフォームに対して許容することは、セキュリティの観点から好ましくない。

そこで、本実施形態に係る車両システムは、第一の車両プラットフォームと自動運転プラットフォームとの間でやり取りされる情報、及び第二の車両プラットフォームと自動運転プラットフォームとの間でやり取りされる情報を中継するための、車両制御インタフェースを更に備えるようにしてもよい。

ここで、本実施形態に係る車両システムの概要図を図１に示す。図１に示すように、第一の車両プラットフォーム１００Ａは、車両の走行制御を行う第一のコンピュータ（例えば、エンジンＥＣＵ等）を含むプラットフォームである。第二の車両プラットフォーム１００Ｂは、第一の車両プラットフォーム１００Ａと同様に、車両の走行制御部を行う第二のコンピュータを含むプラットフォームである。自動運転プラットフォーム２００は、車両の自動運転制御を行う第三のコンピュータ（例えば、自動運転ＥＣＵ）を含むプラットフォームである。自動運転プラットフォーム２００は、車両周辺のセンシングを行う手段や、センシング結果に基づいて走行に関する計画を生成する手段を有していてもよい。車両制御インタフェース３００は、第一の車両プラットフォーム１００Ａと自動運転プラットフォーム２００とを接続するとともに、第二の車両プラットフォーム１００Ｂと自動運転プラットフォーム２００とを接続するように構成されてもよい。そして、車両制御インタフェース３００は、第一の車両プラットフォーム１００Ａと自動運転プラットフォーム２００との間で入出力される情報を中継するとともに、第二の車両プラットフォーム１００Ｂと自動運転プラットフォーム２００との間で入出力される情報を中継するように構成されてもよい。ここで、車両制御インタフェース３００は、例えば、自動運転プラットフォーム２００の第三のコンピュータから、第一の車両プラットフォーム１００Ａの第一コンピュータ又は第二の車両プラットフォーム１００Ｂの第二コンピュータを制御するためのデータを含む第一の制御指令を取得する。続いて、車両制御インタフェース３００は、前記第一の制御指令を、第一のコンピュータ又は第二のコンピュータに対する第二の制御指令に変換する。そして、車両制御インタフェース３００は、前記第二の制御指令を、第一のコンピュータ又は第二のコンピュータに送信する。斯様な機能を車両制御インタフェース３００に持たせることで、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ａのセキュリティを担保しつつ、自動運転プラットフォーム２００の汎用性を高めることができる。

なお、第一の制御指令は、車両が有する第一のコンピュータ及び第二のコンピュータに固有でない汎用の指令として生成されてもよい。そして、車両制御インタフェース３００は、第一の制御指令を、第一のコンピュータ及び第二のコンピュータに固有なデータである第二の制御指令に変換するように構成されてもよい。かかる構成によると、汎用の指令を、車種やメーカーに固有な指令に変換することが可能になる。

＜実施形態＞
第一の実施形態に係る車両システムの概要について説明する。図１に示したように、本実施形態に係る車両システムは、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂからなる二系統の車両プラットフォームと、自動運転プラットフォーム２００と、車両制御インタフェース３００と、を備える。

第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂは、従来型の車両プラットフォームである。第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂは、車両に固有な制御指令に基づいて動作し、当該車両に固有な車両情報を生成する。制御指令や車両情報は、例えば、車載ネットワークを流れるＣＡＮフレームによってカプセル化される。

自動運転プラットフォーム２００は、車両の周辺をセンシングする手段を有しており、車種やメーカーに固有でない制御指令を発行する。また、車種やメーカーに固有でない車両情報を取得する。

車両制御インタフェース３００は、車両に固有な制御指令（すなわち、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂが解釈可能な制御指令）と、車両に固有でない制御指令（すなわち、自動運転プラットフォーム２００によって生成された制御指令）を相互に変換する。また、車両に固有な車両情報（すなわち、第一の車両プラットフォーム１００Ａ又は第二の車両プラットフォーム１００Ｂが生成した車両情報）と、車両に非固有な車両情報（すなわち、自動運転プラットフォーム２００が解釈可能な車両情報）を相互に変換する。

（システム構成）
次に、システムの構成要素について、詳しく説明する。図２は、図１に示した車両システムの構成の一例を概略的に示したブロック図である。車両システムには、第一の車両プラットフォーム１００Ａ、第二の車両プラットフォーム１００Ｂ、自動運転プラットフォーム２００、車両制御インタフェース３００が含まれる。第一の車両プラットフォーム１００Ａは、メインバス４００を介して、自動運転プラットフォーム２００及び車両制御インタフェース３００と通信可能に接続される。第二の車両プラットフォーム１００Ｂは、サブバス４０１を介して、自動運転プラットフォーム２００及び車両制御インタフェース３００と通信可能に接続される。

第一の車両プラットフォーム１００Ａは、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、ブレーキ装置１０２Ａ、ステアリング装置１０３Ａ、舵角センサ１１１Ａ、車速センサ１１２Ａを有し、それら各構成要素がメイン電源５００から供給される電力によって動作するように構成される。なお、本例ではエンジンを有する車両を例に挙げるが、対象の車両は電気自動車であってもよい。この場合、エンジンＥＣＵは、車両の動力を管理するＥＣＵに置き換えることができる。なお、第一の車両プラットフォーム１００Ａには、図示したもの以外のＥＣＵやセンサが備わっていてもよい。

車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、車両が有する構成要素（例えば、エンジン系統コンポーネント、パワートレイン系統コンポーネント、ブレーキ系統コンポーネント、電気系統コンポーネント、ボディ系統コンポーネント等）を制御するコンピュータである。車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、複数のコンピュータの集合であってもよい。

車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、例えば、燃料噴射制御を行うことで、エンジンの回転数を制御する。車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、例えば、乗員の操作（アクセルペダル操作等）によって生成される制御指令（例えば、スロットル開度を指定する指令）に基づいて、エンジンの回転数を制御することができる。

また、車両が電気自動車である場合、車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、駆動電圧や電流、駆動周波数等を制御することでモータの回転数を制御することができる。この場合も、エンジンを原動機とする車両と同様に、乗員の操作によって生成される制御指令に基づいて、モータの回転数を制御することができる。また、車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、ブレーキペ
ダルの踏力や、回生ブレーキの程度を示す制御指令に基づいて、回生電流を制御することができる。なお、車両がハイブリッド車両である場合、車両制御ＥＣＵ１０１Ａが、エンジンに対する制御と、モータに対する制御との双方を行うようにしてもよい。

このほか、車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、後述するブレーキ装置１０２Ａに含まれるアクチュエータ１０２１Ａを制御することで、機械ブレーキによる制動力を制御することができる。車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、例えば、乗員の操作（ブレーキペダル操作等）によって生成される制御指令（例えば、ブレーキペダルの踏力を表す指令）に基づいてアクチュエータ１０２１Ａを駆動することで、ブレーキ油圧を制御する。

また、車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、後述するステアリング装置１０３Ａに含まれるステアリングモータ１０３１Ａを制御することで、ステアリング角度ないし操舵輪の角度（操舵角）を制御することができる。車両制御ＥＣＵ１０１Ａは、例えば、乗員の操作（ステアリング操作等）によって生成される制御指令（例えば、ステアリング角度を表す指令）に基づいてステアリングモータ１０３１Ａを駆動することで、車両の操舵角を制御する。

なお、制御指令は、乗員の操作に基づいて第一の車両プラットフォーム１００Ａ内で生成されたものであってもよいし、第一の車両プラットフォーム１００Ａ外で（例えば、自動運転を制御する装置によって）生成されたものであってもよい。

ブレーキ装置１０２Ａは、車両が有する機械ブレーキシステムである。ブレーキ装置１０２Ａは、インタフェース（ブレーキペダル等）、アクチュエータ１０２１Ａ、油圧系統、ブレーキシリンダ等を含んで構成される。アクチュエータ１０２１Ａは、ブレーキ系統における油圧を制御するための手段である。車両制御ＥＣＵ１０１Ａから指令を受けたアクチュエータ１０２１Ａがブレーキ油圧を制御することで、機械ブレーキによる制動力を確保することができる。なお、ブレーキ装置１０２Ａは、上記したような機械ブレーキシステムに加え、車軸の回転がロックされるパーキングロック状態とパーキングロック状態が解除された非パーキングロック状態とを機械的に切り換え可能なパーキングロック装置、及びパーキングロック装置を駆動するためのアクチュエータを有するように構成されてもよい。その場合、車両制御ＥＣＵ１０１Ａから指令を受けたアクチュエータがパーキングロック装置のパーキングロック状態と非パーキングロック状態とを切り換えることで、車輪の回転がロックされた状態と車両の回転がロックされない状態とを切り換えることができる。

ステアリング装置１０３Ａは、車両が有する操舵システムである。ステアリング装置１０３Ａは、インタフェース（ステアリングホイール等）、ステアリングモータ１０３１Ａ、ギアボックス、ステアリングコラム等を含んで構成される。ステアリングモータ１０３１Ａは、操舵操作をアシストするための手段である。車両制御ＥＣＵ１０１Ａから指令を受けたステアリングモータ１０３１Ａが駆動することで、ステアリング操作に必要な力を軽減することができる。また、ステアリングモータ１０３１Ａを駆動することで、乗員の操作に依存しないステアリング操作の自動化も可能である。

舵角センサ１１１Ａは、ステアリング操作によって得られた操舵角を検出するセンサである。舵角センサ１１１Ａによって得られた検出値は、車両制御ＥＣＵ１０１Ａに随時送信される。なお、本実施形態では、操舵角として、タイヤの切れ角を直接表す数値を用いるが、タイヤの切れ角を間接的に表す値を用いてもよい。

車速センサ１１２Ａは、車両の速度を検出するセンサである。車速センサ１１２Ａによって得られた検出値は、車両制御ＥＣＵ１０１Ａに随時送信される。

第二の車両プラットフォーム１００Ｂは、車両制御ＥＣＵ１０１Ｂ、ブレーキ装置１０２Ｂ、ステアリング装置１０３Ｂ、舵角センサ１１１Ｂ、車速センサ１１２Ｂを有し、それら各構成要素がサブ電源５０１から供給される電力によって動作するように構成される。ブレーキ装置１０２Ｂは、アクチュエータ１０２１Ｂを含んで構成される。ステアリング装置１０３Ｂは、ステアリングモータ１０３１Ｂを含んで構成される。なお、本例では、車両制御ＥＣＵ１０１Ｂ、ブレーキ装置１０２Ｂ、アクチュエータ１０２１Ｂ、ステアリング装置１０３Ｂ、ステアリングモータ１０３１Ｂ、舵角センサ１１１Ｂ、及び車速センサ１１２Ｂの各々の機能は、第一の車両プラットフォーム１００Ａの車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、ブレーキ装置１０２Ａ、アクチュエータ１０２１Ａ、ステアリング装置１０３Ａ、ステアリングモータ１０３１Ａ、舵角センサ１１１Ａ、及び車速センサ１１２Ａと同様である。サブ電源５０１は、前述のメイン電源５００とは異なる電源である。

次に、自動運転プラットフォーム２００について説明する。自動運転プラットフォーム２００は、車両周辺のセンシングを行い、センシング結果に基づいて、走行に関する計画を生成し、当該計画に従って第一の車両プラットフォーム１００Ａ又は第二の車両プラットフォーム１００Ｂに対して指令を発行する装置である。自動運転プラットフォーム２００は、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂとは異なるメーカー又はベンダによって開発されたものであってもよい。斯様な自動運転プラットフォーム２００は、自動運転ＥＣＵ２０１、センサ群２０２を有して構成される。

自動運転ＥＣＵ２０１は、後述するセンサ群２０２から取得したデータに基づいて自動運転に関する判断を行い、第一の車両プラットフォーム１００Ａ又は第二の車両プラットフォーム１００Ｂと通信することで車両を制御するコンピュータである。自動運転ＥＣＵ２０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成される。自動運転
ＥＣＵ２０１は、状況認知部２０１１、自動運転制御部２０１２、及び通信制御部２０１３の３つの機能モジュールを有して構成される。各機能モジュールは、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段に記憶されたプログラムをＣＰＵによって実行することで実現してもよい。

状況認知部２０１１は、後述するセンサ群２０２に含まれるセンサによって取得されたデータに基づいて、車両周辺の環境を検出する。検出の対象は、例えば、車線の数や位置、自車両の周辺に存在する車両の数や位置、自車両の周辺に存在する障害物（例えば歩行者、自転車、構造物、建築物など）の数や位置、道路の構造、道路標識などであるが、これらに限られない。自律的な走行を行うために必要なものであれば、検出の対象はどのようなものであってもよい。状況認知部２０１１が検出した、環境に関するデータ（以下、環境データ）は、後述する自動運転制御部２０１２へ送信される。

自動運転制御部２０１２は、状況認知部２０１１が生成した環境データを用いて、自車両の走行を制御する。例えば、環境データに基づいて自車両の走行軌跡を生成し、当該走行軌跡に沿って走行するよう、車両の加減速度及び操舵角を決定する。自動運転制御部２０１２によって決定された情報は、後述する車両制御インタフェース３００を介して第一の車両プラットフォーム１００Ａ（車両制御ＥＣＵ１０１Ａ）又は第二の車両プラットフォーム１００Ｂ（車両制御ＥＣＵ１０１Ｂ）へ送信される。車両を自律走行させる方法については、公知の方法を採用することができる。

本実施形態では、自動運転制御部２０１２は、第一の制御指令として、車両の加減速に関する指令と、車両の操舵に関する指令と、パーキングロック装置のパーキングロック状態／非パーキングロック状態の切り換えに関する指令を生成する。ただし、第一の車両プラットフォーム１００Ａが正常である場合には、自動運転制御部２０１２は、車両の加減速に関する指令と車両の操舵に関する指令のみを生成する。以降、車両の加減速に関する
指令を加減速指令、車両の操舵に関する指令を操舵指令、パーキングロック装置のパーキングロック状態／非パーキングロック状態の切り換えに関する指令をパーキングロック切換指令と称する。加減速指令、操舵指令、及びパーキングロック切換指令は、車種やメーカーに依存しない、共通な指令である。本例における加減速指令は車両の加減速度を指定する情報であり、操舵指令は車両が有する操舵輪の操舵角を指定する情報である。

なお、本実施形態では、第一の車両プラットフォーム１００Ａを利用した車両の自動運転制御が行われているときに、メイン電源５００に異常の異常等に起因する第一の車両プラットフォーム１００Ａの異常が発生すると、自動運転制御部２０１２が、第二の車両プラットフォーム１００Ｂを利用した車両の自動停止制御を行う。例えば、自動運転制御部２０１２は、先ず、状況認知部２０１１が生成した環境データに基づいて、車両を停車可能な場所へ移動させるための走行軌跡を生成する。続いて、自動運転ＥＣＵ２０１は、生成された走行軌跡に沿って車両が走行し且つ前記停車可能場所で車両が停止するよう、車両の加減速度及び操舵角を決定する。斯様にして決定された加減速度及び操舵角を示す指令（加減速指令、及び操舵指令）は、後述の車両制御インタフェース３００を介して、第二の車両プラットフォーム１００Ｂ（車両制御ＥＣＵ１０１Ｂ）へ送信される。これにより、車両制御ＥＣＵ１０１Ｂが、車両を前記停車可能場所まで走行させることができるとともに該停車可能場所で車両を停止させることができる。そして、自動運転ＥＣＵ２０１は、状況認知部２０１１によって生成される環境データや第二の車両プラットフォーム１００Ｂから提供される車両の状態に関する情報等に基づいて、前記停車可能場所に車両が停止したことを検知すると、パーキングロック装置を非パーキングロック状態からパーキングロック状態へ切り換えるためのパーキングロック切換指令を生成する。斯様なパーキングロック切換指令は、後述の車両制御インタフェース３００を介して、第二の車両プラットフォーム１００Ｂ（車両制御ＥＣＵ１０１Ｂ）へ送信される。これにより、車両制御ＥＣＵ１０１Ｂが、第二の車両プラットフォーム１００Ｂのパーキングロック装置を非パーキングロック状態からパーキングロック情報へ切り換えることができる。その結果、車両が自重等によって前記停車可能場所から不用意に移動してしまうことが抑制される。

通信制御部２０１３は、第一の制御指令の指令先を切り換える。本例では、第一の車両プラットフォーム１００Ａが正常である場合は、通信制御部２０１３は、第一の制御指令の指令先が第一の車両プラットフォーム１００Ａとなるように、第一の制御指令の送信を行う。具体的には、通信制御部２０１３は、第一の制御指令をメインバス４００へ出力する。その場合、後述の車両制御インタフェース３００は、メインバス４００を介して受信した第一の制御例を第一の車両プラットフォーム１００Ａ（車両制御ＥＣＵ１０１Ａ）が解釈可能な第二の制御指令に変換する。そして、車両制御インタフェース３００は、変換後の第二の制御指令を、メインバス４００を介して第一の車両プラットフォーム１００Ａへ送信する。これにより、第一の車両プラットフォーム１００Ａの車両制御ＥＣＵ１０１Ａによって車両が制御されることで、車両が自動運転される。また、メイン電源５００の異常等に起因する第一の車両プラットフォーム１００Ａの異常が発生した場合には、通信制御部２０１３は、第一の制御指令の送信先が第二の車両プラットフォーム１００Ｂとなるように、第一の制御指令を送信する。具体的には、通信制御部２０１３は、第一の制御指令をサブバス４０１へ出力する。その場合、後述の車両制御インタフェース３００は、サブバス４０１を介して受信した第一の制御例を第二の車両プラットフォーム１００Ｂ（車両制御ＥＣＵ１０１Ｂ）が解釈可能な第二の制御指令に変換する。そして、車両制御インタフェース３００は、変換後の第二の制御指令を、サブバス４０１を介して第二の車両プラットフォーム１００Ｂへ送信する。これにより、第二の車両プラットフォーム１００Ｂの車両制御ＥＣＵ１０１Ｂによって車両が制御されることで、車両が自動停止される。

センサ群２０２は、車両周辺のセンシングを行う手段であり、典型的には、単眼カメラ、ステレオカメラ、レーダ、ＬＩＤＡＲ、レーザスキャナなどを含んで構成される。セン
サ群２０２には、車両周辺をセンシングする手段のほか、車両の現在位置を取得する手段（ＧＰＳモジュール等）などが含まれていてもよい。センサ群２０２に含まれるセンサが取得した情報は、自動運転ＥＣＵ２０１（状況認知部２０１１）に随時送信される。

次に、車両制御インタフェース３００について説明する。本実施形態における車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂが扱う制御指令（第一の制御指令）は、車両及びメーカーに固有なものである。一方、自動運転プラットフォーム２００は、サードパーティによって開発され、様々なメーカーの多様な車種に搭載が想定された装置である。すなわち、双方を同一の車載ネットワークに接続するためにはコストがかかる。そこで、本実施形態では、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂと自動運転ＥＣＵ２０１との間で交換されるデータを変換及び中継する装置として、車両制御インタフェース３００を利用する。

制御部３０１は、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂが扱う制御指令と、自動運転ＥＣＵ２０１が扱う制御指令を相互に変換するコンピュータである。制御部３０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成される。制御部３０１は、図３に示
したように、加減速指令処理部３０１１、操舵指令処理部３０１２、及び車両情報処理部３０１３の３つの機能モジュールを有して構成される。各機能モジュールは、後述する記憶部３０２に記憶されたプログラムをＣＰＵによって実行することで実現してもよい。

加減速指令処理部３０１１は、自動運転ＥＣＵ２０１から加減速指令（第一の制御指令）を受信し、当該加減速指令を、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂが解釈可能なデータ（第二の制御指令。以下、制御データ）に変換する。具体的には、加減速指令によって指定された加減速度（例えば、＋３．０ｋｍ／ｈ／ｓ）を、スロットル開度を指示するデータ、ブレーキ圧力を指示するデータ、パーキングロック装置のパーキングロック状態又は非パーキングロック状態を指示するデータに変換する。加減速指令の変換処理は、後述する記憶部３０２に記憶される変換情報を用いて行われる。なお、本例では、制御データとしてスロットル開度、ブレーキ圧力、パーキングロック状態／非パーキングロック状態を例示しているが、車両の加減速や、車輪の回転のロック／非ロック等に関連するものであれば、制御データはこれ以外であってもよい。例えば、モータの目標回転速度や電流値などであってもよい。また、変換後の制御データは、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂに固有なプロトコルないしフォーマットで送信される。その際、自動運転ＥＣＵ２０１からの加減速指令がメインバス４００を介して送信されたものであれば、変換後の制御データがメインバス４００を介して第一の車両プラットフォーム１００Ａへ送信される。一方、自動運転ＥＣＵ２０１からの加減速指令がサブバス４０１を介して送信されたものであれば、変換後の制御データがサブバス４０１を介して第二の車両プラットフォーム１００Ｂへ送信される。

操舵指令処理部３０１２は、自動運転ＥＣＵ２０１から操舵指令（第一の制御指令）を受信し、当該操舵指令を、変換情報を用いて、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂが解釈可能な制御データに変換する。具体的には、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂに固有な、操舵角を指示するデータに変換する。操舵指令の変換処理は、後述する記憶部３０２に記憶される変換情報を用いて行われる。なお、本例では、操舵角としてタイヤの切れ角を例示しているが、車両の操舵に関連する指令であれば、制御データはこれ以外であってもよい。例えば、ステアリングホイールの角度や、最大切れ角に対するパーセンテージ等を直接的又は間接的に表すものであってもよい。また、変換後の制御データは、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂに固有なプロトコルないしフォーマットで送信される。その際、自動運転ＥＣＵ２０１からの操舵指令がメインバス４００を介して送信されたものであれば、変換後の制御データがメインバス４００を介して第一の車両プラットフォーム１００Ａへ送信される。一方、自動運転ＥＣＵ２０１からの操舵指令がサブバス４０１を介して
送信されたものであれば、変換後の制御データがサブバス４０１を介して第二の車両プラットフォーム１００Ｂへ送信される。

車両情報処理部３０１３は、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂから車両の状態に関する情報を受信し、当該情報を、自動運転ＥＣＵ２０１が解釈可能な情報（車種に固有でない情報）に変換する。具体的には、第一の車両プラットフォーム１００Ａ及び第二の車両プラットフォーム１００Ｂに固有なプロトコルないしフォーマットで送信された情報を、共通形式の情報（以下、フィードバックデータ）に変換する。以降、車両の状態に関する情報をセンサデータと称する。センサデータは、例えば、舵角センサ１１１Ａ、１１１Ｂや車速センサ１１２Ａ、１１２Ｂが取得した情報に基づいたもので、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂによって車載ネットワークに送信される。センサデータは、例えば、車速情報、タイヤの切れ角に関する情報、ステアリング角度に関する情報など、自動運転ＥＣＵ２０１に対するフィードバックが可能なものであれば、どのようなものであってもよい。本実施形態では、車両情報処理部３０１３は、現在の車速と、操舵角の状態に関するセンサデータを変換する。

ここで、図３に示す例では、加減速指令処理部３０１１、操舵指令処理部３０１２、及び車両情報処理部３０１３が一系統の機能モジュールで構成されているが、図４に示すように、メインバス４００用の機能モジュール（加減速指令処理部３０１１ａ、操舵指令処理部３０１２ａ、車両情報処理部３０１３ａ）と、サブバス４０１用の機能モジュール（加減速指令処理部３０１１ｂ、操舵指令処理部３０１２ｂ、車両情報処理部３０１３ｂ）との二系統で構成されてもよい。すなわち、車両制御インタフェース３００において、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂと自動運転ＥＣＵ２０１との間で交換されるデータを変換及び中継する機能モジュールは、第一の車両プラットフォーム１００Ａ（車両制御ＥＣＵ１０１Ａ）用と第二の車両プラットフォーム１００Ｂ（車両制御ＥＣＵ１０１Ｂ）用との二系統で構成されてもよい。これにより、第一の車両プラットフォーム１００Ａ用の機能モジュールと第二の車両プラットフォーム１００Ｂ用の機能モジュールとを１つのコンピュータで実現することもできる。

記憶部３０２は、情報を記憶する手段であり、ＲＡＭ、磁気ディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体により構成される。記憶部３０２には、自動運転ＥＣＵ２０１（自動運転制御部２０１２）によって生成された加減速指令及び操舵指令と、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂが解釈可能な制御データを相互変換するための情報（以下、変換情報）が記憶される。変換情報には、さらに、車両に固有なセンサデータをフィードバックデータに変換するための情報が含まれる。

変換情報は、例えば、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂに対して入出力される制御データの構成、そのパラメータ、入力値をパラメータに変換するためのテーブルや数式などからなる。また、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂから出力されるセンサデータの構成、そのパラメータ、パラメータを物理値に変換するためのテーブルや数式などからなる。

図５は、変換情報によって変換されるデータの種類を示した図である。図中のInputは
、自動運転ＥＣＵ２０１から車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂへ向けたデータであることを示し、Outputは、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂから自動運転ＥＣＵ２０１へ向けたデータであることを示す。前述したように、自動運転ＥＣＵ２０１から車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂへは、加減速度及び操舵角についての指令が送信され、車両制御ＥＣＵ１０１Ａ、１０１Ｂから自動運転ＥＣＵ２０１へは、現在の車速と、操舵角の状態についてのデータが送信される。なお、図５に示したもの以外のデータが車両制御インタフェース３００に送信された場合、当該データは破棄されるようにしてもよい。

本実施形態に係る車両システムでは、以上に説明した構成により、第一の車両プラットフォーム１００Ａ又は第二の車両プラットフォーム１００Ｂと自動運転プラットフォーム２００との間での通信が行われる。

（処理の流れ）
次に、本実施形態に係る車両システムにおいて、自動運転プラットフォーム２００で行われる処理について、図６を参照しながら説明する。図６は、自動運転プラットフォーム２００が第一の車両プラットフォーム１００Ａを利用して車両の自動運転制御を行っているときに、自動運転ＥＣＵ２０１によって所定の周期毎に実行される処理の流れを示すフローチャートである。

図６に示すように、自動運転ＥＣＵ２０１が、メイン電源５００が正常であるかを判別する（ステップＳ１０１）。ここで、メイン電源５００が正常であれば（ステップＳ１０１で肯定判定）、自動運転ＥＣＵ２０１は、自動運転制御の実行を継続する（ステップＳ１０２）。自動運転制御では、前述したように、自動運転制御部２０１２が、状況認知部２０１１が生成した環境データを用いて、自車両の走行を制御する。すなわち、自動運転制御部２０１２は、環境データに基づいて自車両の走行軌跡を生成し、当該走行軌跡に沿って走行するよう、車両の加減速度及び操舵角を決定する。そして、自動運転制御部２０１２は、決定された加減速度を示す加減速指令、及び決定された操舵角を示す操舵指令を生成する。自動運転制御部２０１２によって生成された加減速指令及び操舵指令は、通信制御部２０１３によって車両制御インタフェース３００へ送信される。その際、通信制御部２０１３は、前記加減速指令及び前記操舵指令を、メインバス４００を介して車両制御インタフェース３００へ送信する。自動運転プラットフォーム２００からメインバス４００を介して車両制御インタフェース３００へ送信された前記加減速指令は、加減速指令処理部３０１１によって第一の車両プラットフォーム１００Ａが解釈可能な制御データに変換される。また、自動運転プラットフォーム２００からメインバス４００を介して車両制御インタフェース３００へ送信された前記操舵指令は、操舵指令処理部３０１２によって第一の車両プラットフォーム１００Ａが解釈可能な制御データに変換される。そして、変換後の各制御データは、メインバス４００を介して第一の車両プラットフォーム１００Ａへ送信される。これにより、第一の車両プラットフォーム１００Ａの車両制御ＥＣＵ１０１Ａが、車両制御インタフェース３００から送信された制御指令に従って、車両の原動機、ブレーキ装置１０２Ａ、ステアリング装置１０３Ａを制御することで、自動運転プラットフォーム２００で生成された走行軌跡に沿って車両が自律走行する。

また、前記ステップＳ１０１においてメイン電源５００が異常であると判定された場合（ステップＳ１０１で否定判定）は、自動運転ＥＣＵ２０１は、ステップＳ１０３へ進み、自動停止制御を実行する。ここでいう「メイン電源５００の異常」は、第一の車両プラットフォーム１００Ａの各構成要素を動作させる上で過不足のない電力を、メイン電源５００から第一の車両プラットフォーム１００Ａの各構成要素へ供給することができなくなる状態である。斯様な異常としては、メイン電源５００自体の故障や、メイン電源５００と第一の車両プラットフォーム１００Ａの各構成要素とを接続する電源線の断線等を例示することができる。なお、上記したような異常を検出する方法としては、公知の方法を採用することができる。

自動停止制御では、前述したように、自動運転制御部２０１２が、先ず、状況認知部２０１１が生成した環境データに基づいて、車両を停車可能な場所へ移動させるための走行軌跡を生成する。続いて、自動運転ＥＣＵ２０１は、生成された走行軌跡に沿って車両が走行し且つ前記停車可能場所で車両が停止するよう、車両の加減速度及び操舵角を決定する。そして、自動運転制御部２０１２は、決定された加減速度を示す加減速指令、及び決定された操舵角を示す操舵指令を生成する。自動運転制御部２０１２によって生成された
加減速指令及び操舵指令は、通信制御部２０１３によって車両制御インタフェース３００へ送信される。その際、通信制御部２０１３は、前記加減速指令及び前記操舵指令を、サブバス４０１を介して車両制御インタフェース３００へ送信する。自動運転プラットフォーム２００からサブバス４０１を介して車両制御インタフェース３００へ送信された前記加減速指令は、加減速指令処理部３０１１によって第二の車両プラットフォーム１００Ｂが解釈可能な制御データに変換される。また、自動運転プラットフォーム２００からサブバス４０１を介して車両制御インタフェース３００へ送信された前記操舵指令は、操舵指令処理部３０１２によって第二の車両プラットフォーム１００Ｂが解釈可能な制御データに変換される。そして、変換後の各制御データは、サブバス４０１を介して第二の車両プラットフォーム１００Ｂへ送信される。これにより、第二の車両プラットフォーム１００Ｂの車両制御ＥＣＵ１０１Ｂが、車両制御インタフェース３００から送信された制御指令に従って、車両の原動機、ブレーキ装置１０２Ａ、ステアリング装置１０３Ａを制御することで、自動運転プラットフォーム２００で生成された走行軌跡に沿って車両が前記停車可能場所まで自律走行した後、該停車可能場所で車両が自動的に停止する。

自動運転ＥＣＵ２０１は、ステップＳ１０３の処理を実行し終えると、車両が前記停車可能場所で停止したかを判別する。斯様な判別は、前述したように、状況認知部２０１１によって生成される環境データや第二の車両プラットフォーム１００Ｂから提供される車両の状態に関する情報等から得られる車両の位置及び速度に基づいて行われる。つまり、車両の位置が前記停車可能場所であり且つ車両の速度が零であれば、車両が前記停車可能場所に停止していると判定する。ここで、車両が前記停車可能場所で停止していなければ（ステップＳ１０４で否定判定）、自動運転ＥＣＵ２０１は、ステップＳ１０３へ戻る。一方、車両が前記停車可能場所に停止していれば（ステップＳ１０４で肯定判定）、自動運転ＥＣＵ２０１は、ステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５では、自動運転ＥＣＵ２０１は、第二の車両プラットフォーム１００Ｂのパーキングロック装置を非パーキングロック状態からパーキングロック状態へ切り換えるためのパーキングロック切換指令を生成する。斯様にして生成されたパーキングロック切換信号は、サブバス４０１を介して車両制御インタフェース３００へ送信される（ステップＳ１０６）。自動運転プラットフォーム２００からサブバス４０１を介して車両制御インタフェース３００へ送信された前記パーキングロック切換指令は、加減速指令処理部３０１１によって第二の車両プラットフォーム１００Ｂが解釈可能な制御データに変換される。そして、変換後の制御データは、サブバス４０１を介して第二の車両プラットフォーム１００Ｂへ送信される。これにより、第二の車両プラットフォーム１００Ｂの車両制御ＥＣＵ１０１Ｂが、車両制御インタフェース３００から送信された制御指令に従って、パーキングロック装置のアクチュエータを制御することで、パーキングロック装置が非パーキングロック状態からパーキングロック状態へ切り換えられる。その結果、車両の車輪が回転不能にロックされるため、車両が自重等によって不用意に移動することが抑制される。

本実施形態に係る車両システムによれば、メイン電源５００の異常によって第一の車両プラットフォーム１００Ａが正常に動作することができない状態に陥っても、メイン電源５００とは異なるサブ電源５０１で動作する第二の車両プラットフォーム１００Ｂを利用して、車両を自動停止させることができる。これにより、車両システムの信頼性を高めることができる。

また、本実施形態に係る車両システムでは、第一の車両プラットフォーム１００Ａが正常に動作可能な場合に、車両制御インタフェース３００が中継するデータを、加減速に関する指令と、操舵に関する指令に絞ることで、不必要な車両機能へのアクセスを防ぎ、安全性を担保することが可能になる。さらに、変換情報を用意するだけで、同一の自動運転
プラットフォームを様々な車種に適用することが可能になる。よって、車両プラットフォームのセキュリティを確保しつつ、自動運転プラットフォームの汎用性を高めることができる。

なお、本実施形態では、第一の車両プラットフォーム１００Ａが正常に動作することができなくなる場合として、メイン電源５００の異常を例示したが、これに限定されるものではなく、メイン電源５００以外の異常によって第一の車両プラットフォーム１００Ａが正常に動作することができない場合においても、本発明を適用することができる。

＜他の実施形態＞
前述の実施形態では、車両システムが車両制御インタフェースを備える構成を例示したが、第一及び第二の車両プラットフォームと自動運転プラットフォームとが直接データのやり取りを行うようにしてもよい。自動運転プラットフォームの自動運転ＥＣＵが、第一の車両プラットフォームの車両制御ＥＣＵ及び第二の車両プラットフォームの車両制御ＥＣＵによって解釈可能なデータを生成可能に構成される場合には、第一及び第二の車両プラットフォームと自動運転プラットフォームとが車両制御インタフェースを介さずにデータのやり取りを行うように、車両システムが構成されてもよい。

＜変形例＞
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。
例えば、本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

また、１つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、１つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成（サーバ構成）によって実現するかは柔軟に変更可能である。

本発明は、上記の実施形態で説明した機能を実装したコンピュータプログラムをコンピュータに供給し、当該コンピュータが有する１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な非一時的なコンピュータ可読記憶媒体によってコンピュータに提供されてもよいし、ネットワークを介してコンピュータに提供されてもよい。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスク・ブルーレイディスク等）など任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード、フラッシュメモリ、光学式カード、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体を含む。

１００Ａ・・第一の車両プラットフォーム
１００Ｂ・・第二の車両プラットフォーム
１０１Ａ、１０１Ｂ・・車両制御ＥＣＵ
１０２Ａ、１０２Ｂ・・ブレーキ装置
１０３Ａ、１０３Ｂ・・ステアリング装置
２００・・自動運転プラットフォーム
２０１・・自動運転ＥＣＵ
２０１２・・自動運転制御部
２０１３・・通信制御部
２０２・・センサ群
３００・・車両制御インタフェース
３０１・・制御部
５００・・メイン電源
５０１・・サブ電源

Claims (2)

1. 第一の電源から供給される電力を利用して動作し且つ車両の走行制御を行う第一のコンピュータを含む、第一の車両プラットフォームと、
   前記第一の電源とは異なる第二の電源から供給される電力を利用して動作し且つ前記車両の走行制御を行う第二のコンピュータを含む、第二の車両プラットフォームと、
   前記第一の車両プラットフォームが正常であるときは前記車両を自動運転させるためのデータを含む制御指令を前記第一のコンピュータへ送信することで前記車両の自動運転制御を行う一方で、前記第一の車両プラットフォームが異常であるときは前記車両を自動停止させるためのデータを含む制御指令を前記第二のコンピュータへ送信することで前記車両の自動停止制御を行う第三のコンピュータを含む、自動運転プラットフォームと、
   前記第三のコンピュータから前記第一のコンピュータ又は前記第二のコンピュータへ向けて送信される制御指令である第一の制御指令を取得することと、
   前記第一の制御指令を、前記第一のコンピュータ又は前記第二のコンピュータに対する第二の制御指令に変換することと、
   前記第二の制御指令を前記第一のコンピュータ又は前記第二のコンピュータに送信することと、
   を実行する、
   車両制御インタフェースと、
   を備える、
   車両システム。
2. 前記第一の制御指令は、前記第一のコンピュータ及び前記第二のコンピュータに固有でないデータであり、
   前記第二の制御指令は、前記第一のコンピュータ及び前記第二のコンピュータに固有なデータである、
   請求項１に記載の車両システム。

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