JP7215307B2 - 車両制御インタフェースおよび車両システム - Google Patents

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Description

本発明は、車両の制御に関する。
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、車両の動力を管理する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と、車両の動力を司るＥＣＵ（例えばエンジンＥＣＵ）とでベンダが異なる場合、互換性の問題が生じうる。また、自動運転ＥＣＵが、車載ネットワークを流れる情報のうち、必要のない情報にまでアクセスできてしまうと、セキュリティ上の問題が生じうる。
本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、汎用性とセキュリティを両立した車両制御インタフェースを提供することを目的とする。
本発明に係る車両制御インタフェースは、
車両の走行制御を行う第一のコンピュータを含む車両プラットフォームと、前記車両の自動運転制御を行う第二のコンピュータを含む自動運転プラットフォームと、を接続する車両制御インタフェースであって、前記第二のコンピュータから、前記車両プラットフォームを制御するためのデータであって、加減速の指定に関する第一のデータと、走行軌跡の指定に関する第二のデータと、の少なくともいずれかを含む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に送信することと、を実行する制御部を有することを特徴とする。
また、本発明に係る車両システムは、
車両の走行制御を行う第一のコンピュータを含む車両プラットフォームと、前記車両プラットフォームと、前記車両の自動運転制御を行う第二のコンピュータを含む自動運転プラットフォームと、を接続する車両制御インタフェースと、を含む車両システムであって、前記車両制御インタフェースは、前記第二のコンピュータから、前記車両プラットフォームを制御するためのデータであって、加減速の指定に関する第一のデータと、走行軌跡の指定に関する第二のデータと、の少なくともいずれかを含む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に送信することと、を実行す
る制御部を有することを特徴とする。
また、本発明の他の態様は、上記の車両制御インタフェースが実行する情報処理方法、当該情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、または、該プログラムを非一時的に記憶したコンピュータ可読記憶媒体である。
本発明によれば、汎用性とセキュリティを両立した車両制御インタフェースを提供することができる。
第一の実施形態に係る車両システムの概要図である。 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が入出力するデータを説明する図である。 変換対象であるデータを示す図である。 第一の実施形態における処理のフローチャートである。 第一の実施形態における処理のフローチャートである。 車両の走行計画を説明する図である。 車両の物理制御量を説明する図である。
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。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。
一方、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、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。
さらに、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好ましくない。
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と自動運転プラットフォームとを、車両制御インタフェースを介して接続し、情報の中継を行う。図１は、本実施形態に係る車両システムの概要図である。
車両プラットフォーム１００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。また、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二のコンピュータ（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、車両プラットフォーム１００と自動運転プラットフ
ォーム２００とを接続し、互いが入出力する情報を中継する装置である。
具体的には、第二のコンピュータから、車両プラットフォームを制御するためのデータであって、加減速の指定に関する第一のデータと、走行軌跡の指定に関する第二のデータと、の少なくともいずれかを含む第一の制御指令を取得し、前記第一の制御指令を、前記第一のコンピュータに対する第二の制御指令に変換し、前記第二の制御指令を前記第一のコンピュータに送信する制御部を有して構成される。
第一のデータは、車両の加減速の指定に関するデータであり、第二のデータは、走行軌跡の指定に関するデータである。第一のデータは、例えば、単位時間あたりの速度変化量（加減速度）や、目標速度を指定するデータであってもよい。また、第二のデータは、例えば、操舵角を指定するデータであってもよい。また、走行軌跡そのものを指定するデータであってもよい。
第一の制御指令は、車両が有する第一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る。制御部は、第一の制御指令を、第一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。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。
なお、前記制御部は、前記第一の制御指令に、前記第一および第二のデータ以外のデータが含まれていた場合に、当該データを変換せず破棄してもよい。
かかる構成によると、車両プラットフォーム１００に送信すべきでないデータ（例えば、自動運転プラットフォームからのアクセスが想定されていない車両コンポーネントに対する指令）が送信された場合に、これを適切にフィルタリングすることが可能になる。
また、前記第一の制御指令と前記第二の制御指令とを変換するための規則である変換情報を記憶する記憶部をさらに有し、前記制御部は、前記変換情報に基づいて、前記第一の制御指令を前記第二の制御指令に変換することを特徴としてもよい。
例えば、記憶部が、第一の制御指令を第二の制御指令に変換するためのルール（車両に固有なルール）を予め記憶し、自動運転プラットフォームから送信されたデータに基づいて、車両プラットフォームへ送信する制御指令を生成する。かかる構成によると、メーカーや車種を問わずに自動運転プラットフォームを導入することが可能になる。
また、前記制御部は、前記車両プラットフォームから取得した情報に基づいて、前記第一のコンピュータに対して要求可能な加減速度の範囲または操舵角変化量の範囲を算出することを特徴としてもよい。
車両プラットフォームに対して要求可能な、単位時間あたりの速度変化（加減速度）の範囲や、単位時間あたりの操舵角変化（角速度等）の範囲は、車両の状況や走行の状況（例えば、道路状況、交通状況、エンジンの負荷状況、乗員の数等）によって異なる。よって、車両プラットフォームから取得した情報に基づいて、車両制御インタフェースがこれらを算出するようにしてもよい。かかる構成によると、自動運転プラットフォームから送信されたデータが適切であるか否かを判定できるようになる。また、適切な範囲を自動運転プラットフォームに対して通知できるようになる。
また、前記制御部は、前記第一のデータによって指定された加減速度が、前記第一のコンピュータに対して要求可能な範囲を超えている場合に、前記加減速度を所定の範囲内に修正することを特徴としてもよい。
また、前記制御部は、前記第二のデータによって指定された操舵角の変化量が、前記第一のコンピュータに対して要求可能な範囲を超えている場合に、前記操舵角の変化量を所定の範囲内に修正することを特徴としてもよい。
このように、適切でない加減速度や操舵角変化量が自動運転プラットフォームによって指定された場合、車両制御インタフェースが自動的に修正を行うようにしてもよい。かかる構成によると、安全を担保することが可能になる。
また、前記制御部は、前記第一のコンピュータに対して要求可能な加減速度の範囲または操舵角変化量の範囲を、前記第二のコンピュータに通知することを特徴としてもよい。
このように、自動運転の判断に必要な情報を自動運転プラットフォームに通知するようにしてもよい。
（第一の実施形態）
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、車両プラットフォーム１００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、を有して構成される。
車両プラットフォーム１００は、従来型の車両プラットフォームである。車両プラットフォーム１００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、車両プラットフォーム１００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、車両プラットフォーム１００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。
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、車両プラットフォーム１００、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が含まれており、各構成要素はバス４００によって通信可能に接続される。
車両プラットフォーム１００は、車両制御ＥＣＵ１０１、ブレーキ装置１０２、ステアリング装置１０３、舵角センサ１１１、車速センサ１１２を有して構成される。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、車両プラットフォーム１００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ＥＣＵ１０１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ＥＣＵ１０１は、複数のコンピュータの集合であってもよい。
車両制御ＥＣＵ１０１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ＥＣＵ１０１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ＥＣＵ１０１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、内燃車両と同様に、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、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、エンジンに対する制御と、モータに対する制御の双方を行うようにしてもよい。
この他、車両制御ＥＣＵ１０１は、後述するブレーキ装置１０２に含まれるアクチュエータ１０２１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ＥＣＵ１０１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１０２１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ＥＣＵ１０１は、後述するステアリング装置１０３に含まれるステアリングモータ１０３１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ＥＣＵ１０１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１０３１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車両プラットフォーム１００内で生成されたものであってもよいし、車両プラットフォーム１００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１０２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１０２は、インタフェース（ブレーキペダル等）、アクチュエータ１０２１、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１０２１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ＥＣＵ１０１から指令を受けたアクチュエータ１０２１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。
ステアリング装置１０３は、車両が有する操舵システムである。ステアリング装置１０３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１０３１、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１０３１は、操舵操作をアシストするための手段である。車両制御ＥＣＵ１０１から指令を受けたステアリングモータ１０３１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１０３１を駆動することで、乗員の操作によら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１１１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１１１によって得られた検出値は、車両制御ＥＣＵ１０１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１１２は、車両の速度を検出するセンサである。車速センサ１１２によって得られた検出値は、車両制御ＥＣＵ１０１に随時送信される。
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、当該計画に従って車両プラットフォーム１００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、車両プラットフ
ォーム１００と異なるメーカーまたはベンダによって開発されたものであってもよい。
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、車両プラットフォーム１００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および自動運転制御部２０１２の２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、車両の加減速度およ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を介して車両プラットフォーム１００（車両制御ＥＣＵ１０１）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と称する。加減速指令および操舵指令は、車種やメーカーに依存しない、共通な指令である。
本実施形態では、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。
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ＥＣＵ１０１が扱う制御指令は、車両およ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ＥＣＵ１０１と、自動運転ＥＣＵ２０１との間で交換されるデータを変換およ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ＥＣＵ１０１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（Ce
ntral 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、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から加減速指令を受信し、当該加減速指令を、車両制御ＥＣＵ１０１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、または、ブレーキ圧力を指示するデータに変換する。変換後の制御データは、車両プラットフォーム１００に固有なプロトコルないしフォーマットで送信される。
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。これについては後述する。
なお、本例では、制御データとしてスロットル開度およびブレーキ圧力を例示しているが、車両の加減速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。
操舵指令処理部３０１２は、自動運転ＥＣＵ２０１から操舵指令を受信し、当該操舵指令を、変換情報を用いて、車両制御ＥＣＵ１０１が解釈可能な制御データに変換する。具体的には、車両プラットフォーム１００に固有な、操舵角を指示するデータに変換する。
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または間接的に表すものであってもよい。
車両情報処理部３０１３は、車両制御ＥＣＵ１０１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、車両プラットフォーム１００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１１１や車速センサ１１２が取得した情報に基づいたもので、車両制御ＥＣＵ１０１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。
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および操舵指令と、車両制御ＥＣＵ１０１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ＥＣＵ１０１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ＥＣＵ１０１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４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ＥＣＵ１０１へ向けたデータであることを示し、Outputは、車両制御ＥＣＵ１０１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ＥＣＵ１０１へは、加減速度および操舵角についての指令が送信され、車両制御ＥＣＵ１０１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。図４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。
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、車両プラットフォーム１００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。
次に、本実施形態に係る車両システムが行う処理について、処理フローチャートである図５および図６を参照しながら説明する。図５に示した処理は、所定の周期ごとに自動運転プラットフォーム２００によって実行される。
まず、ステップＳ１１で、自動運転ＥＣＵ２０１が、センサ群２０２から取得した情報に基づいて走行計画を生成する。走行計画とは、所定の周期における車両の挙動を示すデータである。例えば、図７に示したように、第一車線を走行中の車両が第二車線に移動するという走行計画を生成した場合、図示したような走行軌跡が生成される。走行計画は、車両の走行軌跡を含んでいてもよいし、車両の加減速に関する情報を含んでいてもよい。なお、走行計画は、例示した情報以外にさらに基づいて生成されてもよい。例えば、出発地、経由地、目的地、地図データ等に基づいて生成されてもよい。
次に、ステップＳ１２で、自動運転ＥＣＵ２０１が、走行計画を実現するための物理制御量を生成する。本実施形態では、加減速度についての物理制御量と、操舵角についての物理制御量の二種類を生成する。図８（Ａ）は、加減速度についての制御量を示したタイムチャートであり、図８（Ｂ）は、操舵角についての制御量を示したタイムチャートである。それぞれの値は、例えば、車速と最大操舵角との関係、走行環境と加減速度（操舵角）との関係、オペレーション（例えば車線変更）を完了すべき時間幅など、事前に設定されたパラメータに基づいて生成されてもよい。
次に、ステップＳ１３で、自動運転ＥＣＵ２０１が、生成した物理制御量のそれぞれを複数のタイムステップに分割する。タイムステップは、例えば、１００ミリ秒とすることができるが、この限りではない。図８（Ｃ）は、時刻ｔ1からｔ2までの間において、生成された物理制御量を７ステップに分割した場合の例である。
次に、ステップＳ１４で、自動運転ＥＣＵ２０１が、現タイムステップｔnから、次の
タイムステップｔn+1までの間における物理制御量の変化に基づいて、加減速指令および
操舵指令を発行する。例えば、１タイムステップが１００ミリ秒であって、加減速度として＋２．０ｋｍ／ｈ／ｓが指定された場合、１タイムステップあたり０．２ｋｍ／ｈの変化量を指定する加減速指令を生成する。また、例えば、２秒かけて操舵角を２０度まで変更することが指定された場合、１タイムステップあたり０．１度の変化量を指定する操舵指令を生成する。生成された加減速指令および操舵指令は、車両制御インタフェース３００の制御部３０１へ入力される。
次に、ステップＳ１５で、車両制御インタフェース３００（制御部３０１）が、取得した加減速指令および操舵指令を処理する。図６は、ステップＳ１５における処理を詳細に
示した図である。
まず、ステップＳ１５１にて、加減速指令処理部３０１１が、自動運転ＥＣＵ２０１から送信された加減速指令を取得する。同様に、ステップＳ１５２にて、操舵指令処理部３０１２が、自動運転ＥＣＵ２０１から送信された操舵指令を取得する。
次に、ステップＳ１５３で、制御部３０１がデータ変換を行う。
具体的には、加減速指令処理部３０１１が、記憶部３０２に記憶された変換情報に基づいて、加減速指令と制御データとの相互変換を行う。変換先となる制御データは、スロットル開度を指令するデータ、または、ブレーキ圧力を指定するデータである。
また、操舵指令処理部３０１２が、記憶部３０２に記憶された変換情報に基づいて、操舵指令と制御データとの相互変換を行う。変換先となる制御データは、操舵角（タイヤの切れ角）を指令するデータである。
次に、ステップＳ１５４で、生成した制御データを車両制御ＥＣＵ１０１に送信する。本ステップでは、例えば、ステップＳ１５３で生成した制御データを、車載ネットワークにおいて送受信されるデータフレームにカプセル化し、車両制御ＥＣＵ１０１を宛先として送信する。
なお、ステップＳ１５において、車両制御インタフェース３００が、図４に示したもの以外のデータを受信した場合、当該データは破棄される。
図５に戻り、説明を続ける。
ステップＳ１６は、自動運転ＥＣＵ２０１が、制御データを送信した後の車両状態をセンシングするステップである。本ステップでは、車両制御ＥＣＵ１０１から送信されたセンサデータを、車両制御インタフェース３００が、変換情報に基づいて変換したうえで自動運転ＥＣＵ２０１に中継し、これを受信した自動運転ＥＣＵ２０１が、車両が所望の状態となっているか否かを判定する。
車両の挙動は、現在のエンジンの負荷や、道路の状況（例えば勾配）等に影響されるため、本実施形態では、自動運転ＥＣＵ２０１が、センサデータのフィードバックを受けることで、所望の物理制御量が得られているか否かを判定する。センサデータは、車両情報処理部３０１３によって取得され、フィードバックデータ（現在の車速および操舵角を示すデータ）に変換されたうえで、自動運転ＥＣＵ２０１へ送信される。なお、図３および図４では、フィードバックデータとして、現在の車速および操舵角を示すデータを例示しているが、フィードバックデータはこれに限られない。例えば、タイヤ切れ角やステアリング角度の角速度、エンジンの負荷、道路の勾配（傾き）、乗員の数、積載量、道路の状況に関するデータ、交通状況に関するデータなど、車両の挙動に影響を与える要素に関するデータを含んでいてもよい。
次に、ステップＳ１７で、自動運転ＥＣＵ２０１が、受信したフィードバックデータに基づいて走行計画を修正する。例えば、フィードバックデータが、エンジンへの負荷が高く、要求された加速度が得られない旨を示していた場合、より高い加速度が得られるよう、走行計画を修正する。なお、本例では走行計画を修正する例を挙げたが、走行計画は変更せず、当該走行計画を実現するための物理制御量を修正してもよい。
第一の実施形態に係る車両システムでは、以上に説明した処理を行うことで、車両の状況に応じて適切な車両の走行制御を行うことが可能になる。特に、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り、他の指令をフィルタリングすることで、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。また、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２００を様々な車種に適用することが可能になる。
なお、本実施形態の説明では、自動運転ＥＣＵ２０１が、フィードバックデータに基づいて車両の理想状態と実状態との差異を補正する動作を行ったが、当該補正は、車両制御インタフェース３００が実行してもよい。例えば、車両情報処理部３０１３が生成したフィードバックデータを、加減速指令処理部３０１１（操舵指令処理部３０１２）へ入力し、加減速指令処理部３０１１（操舵指令処理部３０１２）が自動的に制御データを補正するようにしてもよい。
また、自動運転ＥＣＵ２０１が、加減速指令および操舵指令とは別に、補正を行う量を指定するデータを生成し、車両制御インタフェース３００へ送信するようにしてもよい。
また、本実施形態の説明では、自動運転ＥＣＵ２０１が、加減速指令と操舵指令の二種類を車両制御インタフェース３００に送信したが、それ以外の情報を追加情報として送信してもよい。また、車両制御インタフェース３００は、追加情報にさらに基づいて、車両制御ＥＣＵ１０１に送信する制御データを生成してもよい。
また、実施形態の説明では、操舵指令として操舵角（タイヤの切れ角）を用いたが、操舵指令は、車両の軌道そのものに関する情報であってもよい。
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、車両制御インタフェース３００が、記憶部３０２に記憶された変換情報に基づいてデータの相互変換を行った。しかし、車両の状態によっては、自動運転プラットフォーム２００から送信された指令をそのまま変換することが適切でないケースが存在する。第二の実施形態は、これに対応するため、加減速度および操舵角の範囲に制限を設ける実施形態である。
第二の実施形態に係る車両システムの構成は、第一の実施形態と同様であるが、車両制御インタフェース３００（車両情報処理部３０１３）が、車両プラットフォーム側から取得したセンサデータに基づいて、指定可能な加減速度の範囲および操舵角の範囲に関する情報（以下、範囲情報）を生成し、自動運転プラットフォーム側へ通知する機能を有するという点において第一の実施形態と相違する。
第二の実施形態では、車両情報処理部３０１３は、取得したセンサデータに基づいて、指定可能な加減速度の範囲、および、操舵角の範囲を算出し、自動運転ＥＣＵ２０１に通知する。例えば、実現可能な車両の加減速度は、乗員の数、積載量、エンジンの負荷状況、路面の状況などによって変化しうる。また、実現可能な操舵角の範囲は、車速、道路状況、交通状況などによって変化しうる。これらの範囲を算出し、範囲データとして自動運転ＥＣＵ２０１に通知することで、適切な制御を行うことが可能になる。
通知される範囲情報には、例えば、以下のようなものが挙げられる。
（１）指定可能な加減速度の範囲（下限値および上限値）
（２）指定可能な操舵角の範囲（左側角度および右側角度）
（３）指定可能な操舵角変化量（角速度）の範囲
（４）横加速度または横加々速度の範囲
これらの情報は、センサデータに基づいて推定され、生成される。範囲情報を生成するためのルールは、記憶部３０２に予め記憶される。
車両制御インタフェース３００によって生成された範囲情報は、自動運転ＥＣＵ２０１へ送信され、ステップＳ１１ないしＳ１２で利用される。例えば、加減速度、操舵角、操舵角の角速度が、通知された範囲内となるように、ステップＳ１２で物理制御量を生成する。または、ステップＳ１１で、物理制御量が範囲外とならないような走行計画を生成する。
また、第二の実施形態は、自動運転ＥＣＵ２０１が生成した加減速指令および操舵指令が、前述した範囲を超えるものであった場合に、これを補正する。例えば、自動運転ＥＣＵ２０１が生成した加減速指令および操舵指令が、上限値（下限値）を超える値を含んでいた場合、上限値（下限値）が指定されたものとみなして制御データを生成する。これにより、車両側が安全とみなした範囲内でのみ車両の制御を行うことが可能となる。
なお、範囲情報に基づいて補正が発生した場合、その旨を、自動運転ＥＣＵ２０１に送信されるフィードバックデータに含ませてもよい。これにより、自動運転ＥＣＵ２０１が、走行計画の再生成を行うようにしてもよい。
また、本実施形態の説明では、車両情報処理部３０１３が、範囲データとして車速および操舵角に関する情報を生成したが、他の情報を付随させてもよい。例えば、スロットル全閉時における加減速度の推定値などを、範囲データに付随させてもよい。
（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。
１００・・・車両プラットフォーム
１０１・・・車両制御ＥＣＵ
１０２・・・ブレーキ装置
１０３・・・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
２０２・・・センサ群
３００・・・車両制御インタフェース
３０１・・・制御部
３０２・・・記憶部

Claims (8)

  1. 車両の走行制御を行う第一のコンピュータを含む車両プラットフォームと、前記車両の自動運転制御を行う第二のコンピュータを含む自動運転プラットフォームと、を接続する車両制御インタフェースであって、
    前記第二のコンピュータから、前記車両プラットフォームを制御するためのデータであって、加減速の指定に関する第一のデータと、走行軌跡の指定に関する第二のデータと、の少なくともいずれかを含む第一の制御指令を取得することと、
    前記第一の制御指令に、前記第一および第二のデータ以外のデータである前記自動運転プラットフォームからのアクセスが想定されていない車両コンポーネントに対する指令に関するデータが含まれていた場合に、当該データを破棄することと、
    前記車両プラットフォームから取得した情報に基づいて、前記第一のコンピュータに対して要求可能な加減速度の範囲または操舵角変化量の範囲を算出することと、
    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に送信することと、
    を実行する制御部を有する、車両制御インタフェース。
  2. 前記第一の制御指令は、前記車両が有する前記第一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に固有なデータである、
    請求項１に記載の車両制御インタフェース。
  3. 前記第一の制御指令と前記第二の制御指令とを変換するための規則である変換情報を記憶する記憶部をさらに有し、
    前記制御部は、前記変換情報に基づいて、前記第一の制御指令を前記第二の制御指令に変換する、
    請求項１または２に記載の車両制御インタフェース。
  4. 前記第一のデータは、加減速度を指定するデータであり、
    前記第二のデータは、操舵角を指定するデータである、
    請求項１から３のいずれかに記載の車両制御インタフェース。
  5. 前記制御部は、前記第一のデータによって指定された加減速度が、前記第一のコンピュータに対して要求可能な範囲を超えている場合に、前記加減速度を所定の範囲内に修正する、
    請求項４に記載の車両制御インタフェース。
  6. 前記制御部は、前記第二のデータによって指定された操舵角の変化量が、前記第一のコンピュータに対して要求可能な範囲を超えている場合に、前記操舵角の変化量を所定の範囲内に修正する、
    請求項４に記載の車両制御インタフェース。
  7. 前記制御部は、前記第一のコンピュータに対して要求可能な加減速度の範囲または操舵角変化量の範囲を、前記第二のコンピュータに通知する、
    請求項１から６のいずれかに記載の車両制御インタフェース。
  8. 車両の走行制御を行う第一のコンピュータを含む車両プラットフォームと、
    前記車両プラットフォームと、前記車両の自動運転制御を行う第二のコンピュータを含む自動運転プラットフォームとを接続する車両制御インタフェースと、を含む車両システムであって、
    前記車両制御インタフェースは、
    前記第二のコンピュータから、前記車両プラットフォームを制御するためのデータであって、加減速の指定に関する第一のデータと、走行軌跡の指定に関する第二のデータと、の少なくともいずれかを含む第一の制御指令を取得することと、
    前記第一の制御指令に、前記第一および第二のデータ以外のデータである前記自動運転プラットフォームからのアクセスが想定されていない車両コンポーネントに対する指令に関するデータが含まれていた場合に、当該データを破棄することと、
    前記車両プラットフォームから取得した情報に基づいて、前記第一のコンピュータに対して要求可能な加減速度の範囲または操舵角変化量の範囲を算出することと、
    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に送信することと、
    を実行する制御部を有する、
    車両システム。
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