JP7226048B2 - 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
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。
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に対する複数の命令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含まれる複数の命令をフィルタリングすることによって、予め定められた所定タイプの命令に対応しないものを前記第一の制御指令から取り除くことと、前記フィルタリング後の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に対する複数の命令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含まれる複数の命令をフィルタリングすることによって、予め定められた所定タイプの命令に対応しないものを前記第一の制御指令から取り除くことと、前記フィルタリング後の前記
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、前記第一のコンピュータから、前記車両プラットフォーム内においてセンシングされた複数のセンサデータを含む第一の車両情報を取得することと、前記第一の車両情報に含まれる複数のセンサデータをフィルタリングすることによって、予め定められた所定タイプのセンサデータに対応しないものを前記第一の車両情報から取り除くことと、前記フィルタリング後の前記第一の車両情報を、前記第二のコンピュータに対する第二の車両情報に変換することと、前記第二の車両情報を前記第二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に対する複数の命令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含まれる複数の命令をフィルタリングすることによって、予め定められた所定タイプの命令に対応しないものを前記第一の制御指令から取り除くことと、前記フィルタリング後の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、前記第一のコンピュータから、前記車両プラットフォーム内においてセンシングされた複数のセンサデータを含む第一の車両情報を取得することと、前記第一の車両情報に含まれる複数のセンサデータをフィルタリングすることによって、予め定められた所定タイプのセンサデータに対応しないものを前記第一の車両情報から取り除くことと、前記フィルタリング後の前記第一の車両情報を、前記第二のコンピュータに対する第二の車両情報に変換することと、前記第二の車両情報を前記第二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。
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。
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。
具体的には、車両プラットフォームに対する複数の命令を含む第一の制御指令を取得し、第一の制御指令に含まれる複数の命令のうち、予め定められた所定タイプの命令に対応しないものをフィルタリングし、フィルタリング後の第一の制御指令を、第一のコンピュータに対する第二の制御指令に変換し、第二の制御指令を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。
またこの際、制御部は、第一の制御指令に含まれる複数の命令のうち、予め定められた所定タイプの命令に対応しないものをフィルタリングによって取り除く。例えば、加減速に関する命令と、操舵に関する命令のみを変換するという規則が定められていた場合、それ以外の命令(例えば、車両の施解錠を行う命令等)を変換せず破棄する。
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。さらに、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り、セキュリティを確保することができる。
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。
少なくとも車両の加減速を指示する命令と、車両の操舵を指示する命令を変換対象とすることで、車両の自動運転を実現することができるためである。
なお、第一の車両情報は、第一のコンピュータに固有なデータであり、第二の車両情報は、第一のコンピュータに固有でないデータであってもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
(1)加減速度を指定するデータ
(2)舵角を指定するデータ
(3)シフトレンジを指定するデータ
(4)パーキングブレーキの適用および解除要求
(5)電源モードの切り替え要求
舵角を指定するデータは、車両が有する操舵輪の切れ角を指定するデータである。当該データは、典型的には操舵輪であるタイヤの切れ角であるが、車両の操舵に関連するものであれば、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表すものであってもよい。また、車両の予定軌跡そのものであってもよい。
シフトレンジを指定するデータは、シフトポジション(例えば、パーキング、ドライブ、リバース、ニュートラル等)を指定するデータである。
パーキングブレーキの適用および解除要求は、機械的または電気的な駐車ブレーキを動作させるか否かを表すデータである。
電源モードの切り替え要求は、車両が有する複数の電源モードを指定するデータである。電源モードは、例えば、「スリープ(車両電源が遮断されている状態)」「スタンバイ(補機バッテリからの給電のみが行われている状態)」「走行(走行用バッテリからの給電が行われている状態)」等であるが、これらに限られない。
これらのデータを含む第一の制御指令は、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形式である。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、図3に示したように、制御指令処理部3011、車両情報処理部3012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、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。
例えば、第一の制御指令に、加減速度を指定するデータが含まれていた場合、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。変換によって得られた第二の制御指令は、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。
また、第一の制御指令に、舵角を指定するデータが含まれていた場合、指定された舵角(例えば、右10度)を、車両制御ECU101が解釈可能な、操舵角を指示するデータに変換する。
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。
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。
(1)ブレーキシステム状態
(2)パワートレーンシステム状態
(3)方向制御状態
ブレーキシステム状態は、車両のブレーキシステムに関するデータであり、例えば、車両の減速度、車輪のロック状態、ABSの動作状態などに関するデータを含む。
パワートレーンシステム状態は、車両のパワートレーンシステムに関するデータであり、例えば、車速、車両の加速度、車輪のスリップ状態、トラクションコントロールの状態などに関するデータを含む。
方向制御状態は、車両の方向制御システムに関するデータであり、例えば、タイヤの切れ角、ステアリングアングル、車両の進行方向、車両にかかっている横Gなどに関するデータを含む。
これらのデータを含むフィードバックデータは、車種やメーカーに依存しない、共通なデータである。
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第一の制御指令と、車両制御ECU101が解釈可能な第二の制御指令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。
、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。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。
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、第一の制御指令を
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の速度変化を指定する指令を生成する。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度の舵角変化を指定する指令を生成する。生成された第一の制御指令は、車両制御インタフェース300の制御部301へ入力される。
なお、第一の制御指令には、走行計画に応じてこれ以外のデータを含ませてもよい。例えば、シフトレンジを指定するデータ、パーキングブレーキの状態を指定するデータを含ませてもよい。
まず、ステップS151にて、制御指令処理部3011が、自動運転ECU201から
送信された第一の制御指令を取得する。
具体的には、制御指令処理部3011が、記憶部302に記憶された変換情報に基づいて、第一の制御指令と第二の制御指令との相互変換を行う。
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。
ステップS16は、自動運転ECU201が、第二の制御指令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。
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。
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。
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 (9)
- 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に対する複数の命令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含まれる複数の命令をフィルタリングすることによって、前記第一のコンピュータに送信するように予め定められた第一の所定タイプの命令に対応しないものを前記第一の制御指令から取り除くことと、
前記フィルタリング後の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。 - 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。 - 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。 - 前記第一の所定タイプの命令は、前記車両の加減速を指示する命令と、前記車両の操舵を指示する命令と、を少なくとも含む、
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。 - 前記制御部は、前記第一のコンピュータから、前記車両プラットフォーム内においてセンシングされた複数のセンサデータを含む第一の車両情報を取得し、
前記第一の車両情報に含まれる複数のセンサデータをフィルタリングすることによって、前記第二のコンピュータに送信するように予め定められた第二の所定タイプのセンサデータに対応しないものを前記第一の車両情報から取り除き、
前記フィルタリング後の前記第一の車両情報を、前記第二のコンピュータに対する第二の車両情報に変換し、
前記第二の車両情報を前記第二のコンピュータに送信する、
請求項1から4のいずれかに記載の車両制御インタフェース。 - 前記第一の車両情報は、前記車両が有する前記第一のコンピュータに固有なデータであり、
前記第二の車両情報は、前記第一のコンピュータに固有でないデータである、
請求項5に記載の車両制御インタフェース。 - 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に対する複数の命令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含まれる複数の命令をフィルタリングすることによって、前記第一のコンピュータに送信するように予め定められた所定タイプの命令に対応しないものを前記第一の制御指令から取り除くことと、
前記フィルタリング後の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。 - 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、
前記第一のコンピュータから、前記車両プラットフォーム内においてセンシングされた複数のセンサデータを含む第一の車両情報を取得することと、
前記第一の車両情報に含まれる複数のセンサデータをフィルタリングすることによって、前記第二のコンピュータに送信するように予め定められた所定タイプのセンサデータに対応しないセンサデータであって、前記自動運転プラットフォームに対するフィードバックが可能なセンサデータ以外のセンサデータを前記第一の車両情報から取り除くことと、
前記フィルタリング後の前記第一の車両情報を、前記第二のコンピュータに対する第二の車両情報に変換することと、
前記第二の車両情報を前記第二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。 - 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に対する複数の命令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含まれる複数の命令をフィルタリングすることによって、前記第
一のコンピュータに送信するように予め定められた第一の所定タイプの命令に対応しないものを前記第一の制御指令から取り除くことと、
前記フィルタリング後の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、
前記第一のコンピュータから、前記車両プラットフォーム内においてセンシングされた複数のセンサデータを含む第一の車両情報を取得することと、
前記第一の車両情報に含まれる複数のセンサデータをフィルタリングすることによって、前記第二のコンピュータに送信するように予め定められた第二の所定タイプのセンサデータに対応しないものを前記第一の車両情報から取り除くことと、
前記フィルタリング後の前記第一の車両情報を、前記第二のコンピュータに対する第二の車両情報に変換することと、
前記第二の車両情報を前記第二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。
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