JP7243465B2 - 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。
源と、前記高電圧電源よりも電圧が低い電源であって前記補機を作動可能で且つ前記駆動部を作動可能でない低電圧電源と、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三の制御部を含む自動運転プラットフォームと、前記車両プラットフォームと前記自動運転プラットフォームとを接続し、前記第三の制御部から、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を、前記第一の制御部または前記第二の制御部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制御部または前記第二の制御部に送信することと、を実行する車両制御インタフェースと、を備える車両を制御する車両制御方法であって、コンピュータが、電源モードを切り替える要求を受信することと、前記電源モードが、前記第一の制御部と、前記第二の制御部と、前記車両制御インタフェースとを停止状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、スリープモードのときに前記要求を受信した場合に、前記電源モードを、前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、ウェイクモードに切り替えることと、を実行する車両制御方法である。
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。
車両プラットフォーム100は、車両の走行に関係する制御を行う第一の制御部と車両の走行に関係しない制御を行う第二の制御部と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三の制御部(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、車両制御インタフェース300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、第一の制御指令を、第一の制御部及び第二の制御部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制御部及び第二の制御部に送信する制御部を有して構成される。
一方、低電圧電源は、車両の駆動に関係しない補機に給電する電源であり、低電圧電源からの給電があったとしても、高電圧電源からの給電がなければ車両を駆動することができない。補機は、例えば、施解錠装置、エアコンディショナーなどの車両の駆動に関係しない機器であって、低電圧電源からの給電により作動する機器である。第二の制御部は、車両の走行に関係しない制御を行うコンピュータであり、補機を制御する。なお、第一の制御部及び第二の制御部は、一つのコンピュータであってもよい。また、第一の制御部及び第二の制御部は、それぞれ、複数のコンピュータによって構成されていてもよい。
また、前記制御手段は、前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、ウェイクモードと、前記第一の制御部と、前記第二の制御部と、前記車両制御インタフェースとを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を行う、ドライビングモードと、を切り替えてもよい。
ドライビングモードは、高電圧電源から駆動部へ給電が行われており、第一の制御部も作動状態にあるため、車両を走行させることが可能なモードである。また、第二の制御部も作動しているため、補機の制御も可能なモードである。
スリープモードからドライビングモードに直接移行せず、ウェイクモードを介し移行することにより、車両の走行とは関係しない機器(補機)を、車両が走行可能でない状態のときに作動させることができる。
。
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であり、車両プラットフォーム100が解釈可能でない制御指令)とを相互に変換する。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)とを相互に変換する。
高圧ECU101及び低圧ECU102は、例えば、CPU(Central Processing Unit)によって構成される。
CU101は、車両の速度を制御することができる。この場合、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。
センサ、車速センサなどを含んで構成される。センサ群106に含まれるセンサが取得した情報は、高圧ECU101及び低圧ECU102に随時送信される。
起動ボタン110は、走行可能状態と走行不可能状態とを切り替えるボタンであり、乗員または遠隔操作によって押すことができる。遠隔操作は、通信部103を介して行われる。
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、通信部203を有して構成される。自動運転ECU201は、第三の制御部の一例である。
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。
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高圧ECU101及び低圧ECU102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、高圧ECU101及び低圧ECU102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。車両制御インタフェース300は、制御部301及び記憶部302を含む。
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、起動処理部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。
例えば、第一の制御指令に、電源モードを指定するデータが含まれていた場合、指定された電源モードを、高圧ECU101及び低圧ECU102が解釈可能な、電源モードを指示するデータに変換する。
また、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、例えば、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、高圧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3021を用いて行われる。
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。
例えば、車両制御インタフェース300を起動させる信号(以下、起動信号ともいう。)を起動処理部3013が受信した場合に、起動処理部3013が、制御指令処理部3011、車両情報処理部3012、記憶部302を含む車両制御インタフェース300のシステム全体が作動可能となるように、車両制御インタフェース300のシステム全体を起動させる。このときには、低圧バッテリ502から電力の供給を受ける。これにより、第一の制御指令を第二の制御指令に変換すること、及び、センサデータをフィードバックデータに変換することが可能となる。起動信号は、自動運転プラットフォーム200、または、車両プラットフォーム100の何れが送信してもよい。また、起動信号は、第一の制御指令として自動運転プラットフォーム200から送信されてもよい。
態のときに起動信号を受信してもその信号を無視する。
シャットダウン信号は、自動運転プラットフォーム200の自動運転ECU201が発信する。
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、高圧ECU101及び低圧ECU102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3021)が記憶される。変換情報3021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。
ウェイクモードM2のときに起動ボタン110が押された場合には、低圧ECU102が、DC/DCコンバータ503を起動させるための信号をDC/DCコンバータ503に送信すると共に、ドライビング要求を生成して高圧ECU101に送信する。高圧ECU101は、ドライビング要求を受信したことによって起動する。
また、ウェイクモードM2のときに自動運転プラットフォーム200から第一の制御指令としてドライビング要求が発行された場合には、車両制御インタフェース300によって第二の制御指令に変換されて、低圧ECU102に送信される。第二の制御指令を受信した低圧ECU102は、DC/DCコンバータ503を起動させるための信号をDC/DCコンバータ503に送信すると共に、ドライビング要求を生成して高圧ECU101に送信する。高圧ECU101は、ドライビング要求を受信したことによって起動する。
ドライビングモードM3のときに起動ボタン110が押された場合には、低圧ECU102がウェイク要求を生成して高圧ECU101に送信し、ウェイク要求を受信した高圧ECU101はシャットダウンする。
また、ドライビングモードM3のときに、自動運転プラットフォーム200が第一の指令としてウェイク要求を車両制御インタフェース300に送信すると、そのウェイク要求は第二の指令として高圧ECU101及び低圧ECU102に送信される。この第二の指令を受信した高圧ECU101はシャットダウンする。また、低圧ECU102は、ドライビングモードM3からウェイクモードM2に移行するときに、DC/DCコンバータ503を停止させる信号を生成してDC/DCコンバータ503に送信する。この信号をDC/DCコンバータ503が受信することにより、DC/DCコンバータ503が停止すると、高圧バッテリ501からの給電が停止する。
スリープモードM1のときに起動ボタン110が押されると、高圧ECU101及び低圧ECU102が起動する。この場合、まず低圧ECU102が起動して、その後に、低圧ECU102は、DC/DCコンバータ503を起動させるための信号をDC/DCコンバータ503に送信する。そして、低圧ECU102は、DC/DCコンバータ503を起動させた後に、高圧ECU101を起動させる。また、低圧ECU102は、起動信号を車両制御インタフェース300に送信する。この信号を起動処理部3013が受信すると、起動処理部3013によって車両制御インタフェース300が起動される。低圧ECU102は、スリープモードM1からドライビングモードM3への移行時にも、自動運転インタフェース200の認証が成功するまで、DC/DCコンバータ503の起動を保留してもよい。
定された場合にはステップS305へ進み、否定判定された場合にはドライビングモードM3に維持したまま本ルーチンを終了させる。
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・・・高圧ECU
102・・・低圧ECU
200・・・自動運転プラットフォーム
201・・・自動運転ECU
300・・・車両制御インタフェース
301・・・制御部
501・・・高圧バッテリ
502・・・低圧バッテリ
Claims (6)
- 車両を駆動する駆動部と、前記車両の駆動に関係しない補機と、前記駆動部に対して車両の走行に関係する制御を行う第一の制御部と、前記補機に対して車両の走行に関係しない制御を行う第二の制御部と、前記駆動部を作動可能な高電圧電源と、前記高電圧電源よりも電圧が低い電源であって前記補機を作動可能で且つ前記駆動部を作動可能でない低電圧電源と、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三の制御部を含む自動運転プラットフォームと、
前記車両プラットフォームと前記自動運転プラットフォームとを接続し、前記第三の制御部から、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を、前記第一の制御部または前記第二の制御部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制御部または前記第二の制御部に送信することと、を実行する車両制御インタフェースと、
を備える車両を制御する車両システムであって、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記第一の制御部と、前記第二の制御部と、前記車両制御インタフェースとを停止状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、スリープモードと、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、ウェイクモードと、
を切り替え、
前記スリープモードから前記ウェイクモードへの切り替えをする要求が、前記第三の制御部から前記車両制御インタフェースに入力された場合に、前記スリープモードから前記ウェイクモードへの切り替えを実行する、
車両システム。 - 車両を駆動する駆動部と、前記車両の駆動に関係しない補機と、前記駆動部に対して車両の走行に関係する制御を行う第一の制御部と、前記補機に対して車両の走行に関係しない制御を行う第二の制御部と、前記駆動部を作動可能な高電圧電源と、前記高電圧電源よりも電圧が低い電源であって前記補機を作動可能で且つ前記駆動部を作動可能でない低電圧電源と、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三の制御部を含む自動運転プラットフォームと、
前記車両プラットフォームと前記自動運転プラットフォームとを接続し、前記第三の制御部から、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を、前記第一の制御部または前記第二の制御部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制御部または前記第二の制御部に送信することと、を実行する車両制御インタフェースと、
を備える車両を制御する車両システムであって、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記第一の制御部と、前記第二の制御部と、前記車両制御インタフェースとを停止状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、スリープモードと、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、ウェイクモードと、
を切り替え、
前記ウェイクモードから前記スリープモードへの切り替えをする要求が、前記第三の制御部から前記車両制御インタフェースに入力された場合に、前記ウェイクモードから前記スリープモードへの切り替えを実行する、
車両システム。 - 前記制御手段は、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、ウェイクモードと、
前記第一の制御部と、前記第二の制御部と、前記車両制御インタフェースとを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を行う、ドライビングモードと、
を切り替える、
請求項1または2に記載の車両システム。 - 車両を駆動する駆動部と、前記車両の駆動に関係しない補機と、前記駆動部に対して車両の走行に関係する制御を行う第一の制御部と、前記補機に対して車両の走行に関係しない制御を行う第二の制御部と、前記駆動部を作動可能な高電圧電源と、前記高電圧電源よりも電圧が低い電源であって前記補機を作動可能で且つ前記駆動部を作動可能でない低電圧電源と、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三の制御部を含む自動運転プラットフォームと、
前記車両プラットフォームと前記自動運転プラットフォームとを接続し、前記第三の制御部から、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を、前記第一の制御部または前記第二の制御部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制御部または前記第二の制御部に送信することと、を実行する車両制御インタフェースと、
を備える車両を制御する車両システムであって、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、ウェイクモードと、
前記第一の制御部と、前記第二の制御部と、前記車両制御インタフェースとを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を行う、ドライビングモードと、
を切り替え、
前記ウェイクモードから前記ドライビングモードへの切り替えをする要求が、前記第三の制御部から前記車両制御インタフェースに入力された場合に、前記ウェイクモードから前記ドライビングモードへの切り替えを実行する、
車両システム。 - 車両を駆動する駆動部と、前記車両の駆動に関係しない補機と、前記駆動部に対して車両の走行に関係する制御を行う第一の制御部と、前記補機に対して車両の走行に関係しない制御を行う第二の制御部と、前記駆動部を作動可能な高電圧電源と、前記高電圧電源よりも電圧が低い電源であって前記補機を作動可能で且つ前記駆動部を作動可能でない低電圧電源と、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三の制御部を含む自動運転プラットフォームと、
前記車両プラットフォームと前記自動運転プラットフォームとを接続し、前記第三の制御部から、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を、前記第一の制御部または前記第二の制御部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制御部または前記第二の制御部に送信することと、を実行する車両制御インタフェースと、
を備える車両を制御する車両システムであって、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記第二の制御部及び前記車両制御インタフェースを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を遮断する、ウェイクモードと、
前記第一の制御部と、前記第二の制御部と、前記車両制御インタフェースとを作動状態とし、且つ、前記高電圧電源から前記駆動部への給電を行う、ドライビングモードと、
を切り替え、
前記ドライビングモードから前記ウェイクモードへの切り替えをする要求が、前記第三の制御部から前記車両制御インタフェースに入力された場合に、前記ドライビングモードから前記ウェイクモードへの切り替えを実行する、
車両システム。 - 前記第一の制御指令は、前記車両が有する前記第一の制御部及び前記第二の制御部が解釈可能でないデータであり、
前記第二の制御指令は、前記第一の制御部及び前記第二の制御部が解釈可能なデータである、
請求項1から5の何れか1項に記載の車両システム。
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