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JP2023048390A - 自動運転システム、車両制御インターフェースおよび車両 - Google Patents

自動運転システム、車両制御インターフェースおよび車両 Download PDF

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Ikuma Suzuki
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Abstract

【課題】自動運転時に車両を安全に停車させる。【解決手段】ADS11は車両1に搭載可能である。車両1は、ADS11からの制御要求に従って車両1を制御するVP20を含む。VP20は、ブレーキホールドの作動と解除とを切替可能に構成されたEPBシステム341と、ADS11とVP20との間のインターフェースを行うVCIB40とを有する。VCIB40は、停止ステータス信号をADS11に出力するように構成されている。停止ステータス信号は、ブレーキホールドを作動させたことを示す適用値と、ブレーキホールドを解除したことを示す解除値とを含む。ADS11は、コンピュータ111と、VCIB40と通信可能に構成された通信モジュール111A,111Bとを備える。コンピュータ111は、ブレーキホールドの作動をVP20に要求する場合に、停止ステータス信号が解除値から適用値に切り替わるまでVP20に減速を要求する。【選択図】図8

Description

本開示は、自動運転システム、車両制御インターフェースおよび車両に関する。
近年、車両の自動運転技術の開発が進められている。たとえば特開2018-132015号公報(特許文献1)は、車両の自動運転制御を統括的に実行する自動運転システムを開示する。この自動運転システムは、カメラと、レーザ装置と、レーダ装置と、操作装置と、勾配センサと、自動運転機器と、自動運転ECU(Electronic Control Unit)とを備える。
特開2018-132015号公報
自動運転システムを車両本体に外付けすることが考えられる。この場合、車両プラットフォーム(後述)が自動運転システムからの制御要求に従って車両を制御することで自動運転が実現される。自動運転時には車両を安全に停車させることが求められる。
自動運転システムと車両プラットフォームとを適切に連携させるためには、自動運転システムと車両プラットフォームとの間に適切なインターフェースを設けることが望ましい。このようなインターフェースの重要性は、自動運転システムの開発者と車両プラットフォームの開発者とが異なる場合などには特に顕著になり得る。
本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、自動運転システムと車両プラットフォームとの間に適切なインターフェースを提供することで、自動運転時に車両を安全に停車させることである。
(1)本開示のある局面に係る自動運転システムは、車両に搭載可能である。車両は、自動運転システムからの制御要求に従って車両を制御する車両プラットフォームを含む。車両プラットフォームは、ブレーキホールドの作動と解除とを切替可能に構成された電動パーキングブレーキシステムと、自動運転システムと車両プラットフォームとの間のインターフェースを行う車両制御インターフェースとを有する。車両制御インターフェースは、停止ステータス信号を自動運転システムに出力するように構成されている。停止ステータス信号は、ブレーキホールドを作動させたことを示す適用値と、ブレーキホールドを解除したことを示す解除値とを含む。自動運転システムは、コンピュータと、車両制御インターフェースと通信可能に構成された通信モジュールとを備える。コンピュータは、ブレーキホールドの作動を車両プラットフォームに要求する場合に、停止ステータス信号が解除値から適用値に切り替わるまで車両プラットフォームに減速を要求する。
(2)コンピュータは、停止ステータス信号が適用値に切り替わった後、ブレーキホールドが作動している期間中も車両プラットフォームに減速を継続して要求する。
(3)コンピュータは、停止ステータス信号が適用値である場合に、車両プラットフォームに加速を要求することによって、車両プラットフォームに停止ステータス信号を適用値から解除値に切り替えさせる。
(4)本開示の他の局面に係る車両は、上記自動運転システムを備える。
(5)本開示のさらに他の局面に係る車両制御インターフェースは、自動運転システムと、自動運転システムからの制御要求に従って車両を制御する車両プラットフォームとの間のインターフェースを行う。車両プラットフォームは、ブレーキホールドの作動と解除とを切替可能に構成された電動パーキングブレーキシステムを含む。車両制御インターフェースは、プロセッサと、プロセッサによって実行可能なプログラムを記憶するメモリとを備える。プロセッサは、ブレーキホールドを作動させたことを示す適用値と、ブレーキホールドを解除したことを示す解除値とを含む停止ステータス信号を自動運転システムに出力する。プロセッサは、車両の停止時以降も停止ステータス信号が解除値から適用値に切り替わるまで自動運転システムから減速要求を受け付ける。
(6)プロセッサは、停止ステータス信号が適用値に切り替わった後、ブレーキホールドが作動している期間中も自動運転システムから減速の要求を継続して受け付ける。
(7)プロセッサは、停止ステータス信号が適用値である場合に、自動運転システムからの加速要求に応答して停止ステータス信号を適用値から解除値に切り替える。
(8)車両プラットフォームは、自動運転システムから車両プラットフォームに出力される停止指令が所定の適用値である場合に、ブレーキホールドの切替機能を有効にする。
(9)本開示のさらに他の局面に係る車両は、上記車両制御インターフェースを備える。
(10)車両は、上記自動運転システムをさらに備える。
本開示によれば、自動運転時に車両を安全に停車させることができる。
本開示の実施の形態に係る車両の概要を示す図である。 ADS、VCIBおよびVPの構成をより詳細に示す図である。 停止指令を説明するための図である。 停止ステータス信号を説明するための図である。 走行方向信号を説明するための図である。 車両のブレーキホールドに関する制御を示すタイムチャートである。 ブレーキホールド機能の使用条件に関する処理手順を示すフローチャートである。 ブレーキホールドの作動に関する制御の処理手順を示すフローチャートである。 ブレーキホールドの解除に関する制御の処理手順を示すフローチャートである。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
[実施の形態]
<全体構成>
図1は、本開示の実施の形態に係る車両の概要を示す図である。車両1は、自動運転キット(ADK:Autonomous Driving Kit)10と、車両プラットフォーム(VP:Vehicle Platform)20とを備える。ADK10は、VP20に取り付け可能(車両1に搭載可能)に構成されている。ADK10とVP20とは、車両制御インターフェース(後述するVCIB40)を介して相互に通信可能に構成されている。
VP20は、ADK10からの制御要求に従って自動運転を行うことができる。なお、図1では、ADK10がVP20から離れた位置に示されているが、ADK10は、実際にはVP20のルーフトップ等に取り付けられる。ADK10をVP20から取り外すことも可能である。ADK10が取り外されている場合には、VP20は、マニュアルモードによる走行制御(ユーザ操作に応じた走行制御)を実行する。
ADK10は、車両1の自動運転を行うための自動運転システム(ADS:Autonomous Driving System)11を含む。ADS11は、たとえば、車両1の走行計画を作成する。ADS11は、走行計画に従って車両1を走行させるための各種制御要求を、制御要求毎に定義されたAPI(Application Program Interface)に従ってVP20に出力する。また、ADS11は、車両状態(VP20の状態)を示す各種信号を、信号毎に定義されたAPIに従ってVP20から受ける。そして、ADS11は、車両状態を走行計画に反映する。ADS11の詳細な構成については図2にて説明する。
VP20は、ベース車両30と、車両制御インターフェースボックス(VCIB:Vehicle Control Interface Box)40とを含む。
ベース車両30は、ADK10(ADS11)からの制御要求に従って各種車両制御を実行する。ベース車両30は、ベース車両30を制御するための各種システムおよび各種センサを含む。より具体的には、ベース車両30は、統合制御マネージャ31と、ブレーキシステム32と、ステアリングシステム33と、パワートレーンシステム34と、アクティブセーフティシステム35と、ボディシステム36と、車輪速センサ51,52と、ピニオン角センサ53と、カメラ54と、レーダセンサ55,56とを含む。
統合制御マネージャ31は、プロセッサおよびメモリを含み、車両1の動作に関わる上記各システム(ブレーキシステム32、ステアリングシステム33、パワートレーンシステム34、アクティブセーフティシステム35、ボディシステム36)を統合して制御する。
ブレーキシステム32は、ベース車両30の各車輪に設けられた制動装置を制御するように構成されている。制動装置は、たとえば、アクチュエータによって調整される油圧に応じて動作するディスクブレーキシステム(図示せず)を含む。
ブレーキシステム32には車輪速センサ51,52が接続されている。車輪速センサ51は、ベース車両30の前輪の回転速度を検出し、検出された前輪の回転速度をブレーキシステム32に出力する。車輪速センサ52は、ベース車両30の後輪の回転速度を検出し、検出された後輪の回転速度をブレーキシステム32に出力する。ブレーキシステム32は、各車輪の回転速度を車両状態に含まれる情報の一つとしてVCIB40に出力する。また、ブレーキシステム32は、ADS11からVCIB40および統合制御マネージャ31を介して出力される所定の制御要求に従って、制動装置に対する制動指令を生成する。ブレーキシステム32は、生成された制動指令を用いて制動装置を制御する。なお、統合制御マネージャ31は、各車輪の回転速度に基づいて車両1の速度(車速)を算出できる。
ステアリングシステム33は、車両1の操舵輪の操舵角を操舵装置を用いて制御可能に構成されている。操舵装置は、たとえば、アクチュエータにより操舵角の調整が可能なラック&ピニオン式の電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)を含む。
ステアリングシステム33にはピニオン角センサ53が接続されている。ピニオン角センサ53は、アクチュエータの回転軸に連結されたピニオンギヤの回転角(ピニオン角)を検出し、検出されたピニオン角をステアリングシステム33に出力する。ステアリングシステム33は、ピニオン角を車両状態に含まれる情報の一つとしてVCIB40に出力する。また、ステアリングシステム33は、ADS11からVCIB40および統合制御マネージャ31を介して出力される所定の制御要求に従って、操舵装置に対する操舵指令を生成する。ステアリングシステム33は、生成された操舵指令を用いて操舵装置を制御する。
パワートレーンシステム34は、複数の車輪のうちの少なくとも1つに設けられた電動パーキングブレーキ(EPB:Electric Parking Brake)システム341と、車両1のトラッスミッションに設けられたパーキングロック(P-Lock)システム342と、シフトレンジを選択可能に構成されたシフト装置(図示せず)を含む推進システム343とを制御する。パワートレーンシステム34のより詳細な構成については図2にて説明する。
アクティブセーフティシステム35は、カメラ54およびレーダセンサ55,56を用いて前方または後方の障害物(歩行者、自転車、駐車車両、電柱など)を検出する。アクティブセーフティシステム35は、車両1と障害物との間の距離、および、車両1の移動方向に基づいて、車両1が障害物と衝突する可能性があるかどうかを判定する。アクティブセーフティシステム35は、衝突の可能性があると判定した場合、制動力が増加するように、統合制御マネージャ31を介してブレーキシステム32に制動指令を出力する。
ボディシステム36は、たとえば、車両1の走行状態または環境等に応じて、方向指示器、ホーン、ワイパー等の部品(いずれも図示せず)を制御するように構成されている。ボディシステム36は、ADS11からVCIB40および統合制御マネージャ31を介して出力される所定の制御要求に従って、上記の各部品を制御する。
VCIB40は、CAN(Controller Area Network)等を通じてADS11と通信可能に構成されている。VCIB40は、信号毎に定義された所定のAPIを実行することにより、ADS11から各種制御要求を受信したり、車両状態をADS11に出力したりする。VCIB40は、ADK202から制御要求を受信すると、その制御要求に対応する制御指令を統合制御マネージャ31を介して、その制御指令に対応するシステムに出力する。また、VCIB40は、ベース車両30の各種情報を各種システムから統合制御マネージャ31を介して取得し、ベース車両30の状態を車両状態としてADS11に出力する。
なお、車両1は、MaaS(Mobility as a Service)システムの構成の一つとして使用され得る。MaaSシステムは、車両1に加えて、たとえば、データサーバと、モビリティサービス・プラットフォーム(MSPF:Mobility Service Platform)(いずれも図示せず)とを備える。
MSPFとは、様々なモビリティサービスが接続される統一プラットフォームである。MSPFには、自動運転関連のモビリティサービスが接続される。MSPFには、自動運転関連のモビリティサービス以外にも、ライドシェア事業者、カーシェア事業者、レンタカー事業者、タクシー事業者、保険会社等により提供されるモビリティサービスが接続され得る。
車両1は、データサーバと無線通信が可能なDCM(Data Communication Module)(図示せず)をさらに備える。DCMは、たとえば、速度、位置、自動運転状態のような車両情報をデータサーバに出力する。また、DCMは、たとえば、自動運転関連のモビリティサービスにおいて車両1を含む自動運転車両の走行を管理するための各種データを、モビリティサービスからMSPFおよびデータサーバを通じて受信する。
MSPFにおいては、ADS11の開発に必要な車両状態および車両制御の各種データを利用するためのAPIが公開されている。各種モビリティサービスは、MSPF上で公開されたAPIを用いて、MSPFが提供する様々な機能をサービス内容に応じて利用できる。たとえば自動運転関連のモビリティサービスは、MSPF上で公開されたAPIを用いて、車両1の運転制御データ、データサーバに蓄えられた情報等をMSPFから取得できる。また、自動運転関連のモビリティサービスは、上記APIを用いて、車両1を含む自動運転車両を管理するためのデータ等をMSPFへ送信できる。
<詳細構成>
図2は、ADS11、VCIB40およびVP20の構成をより詳細に示す図である。図2に示すように、ADS11は、コンピュータ111と、HMI(Human Machine Interface)112と、認識用センサ113と、姿勢用センサ114と、センサクリーナ115とを含む。
コンピュータ111は、車両1の自動運転時に各種センサ(後述)を用いて車両1の環境、ならびに、車両1の姿勢、挙動および位置を取得するとともに、VP20からVCIB40を経由して車両状態を取得して車両1の次の動作(加速、減速、曲がる等)を設定する。コンピュータ111は、次の動作を実現するための各種指令をVCIB40に出力する。コンピュータ111は、通信モジュール111A,111Bを含む。通信モジュール111A,111Bの各々は、VCIB40と通信可能に構成されている。
HMI112は、自動運転時、ユーザ操作を要する運転時、自動運転とユーザ操作を要する運転との間の移行時などに、ユーザに情報を提示したりユーザ操作を受け付けたりする。HMI112は、たとえば、ベース車両30に設けられたタッチパネルディスプレイ等の入出力装置(図示せず)と接続されるように構成されている。
認識用センサ113は、車両1の環境を認識するためのセンサである。認識用センサ113は、たとえばLIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)と、ミリ波レーダと、カメラ(いずれも図示せず)とのうちの少なくとも1つを含む。LIDARは、たとえば赤外パルスのレーザ光を発し、そのレーザ光の対象物からの反射光を検出することによって対象物の距離および方向を計測する。ミリ波レーダは、ミリ波を発し、そのミリ波の対象物からの反射波を検出することによって対象物の距離および方向を計測する。カメラは、たとえばルームミラーの裏側に配置され、車両1の前方の画像を撮影する。
姿勢用センサ114は、車両1の姿勢、挙動、位置を検出するためのセンサである。姿勢用センサ114は、たとえば、IMU(Inertial Measurement Unit)と、GPS(Global Positioning System)(いずれも図示せず)とを含む。IMUは、たとえば、車両1の前後方向、左右方向および上下方向の加速度と、車両1のロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の角速度とを検出する。GPSは、地球の軌道上を周回する複数のGPS衛星から受信する情報を用いて車両1の位置を検出する。
センサクリーナ115は、洗浄液、ワイパー等を用いて、車両1の走行中に上記の各種センサ(カメラのレンズ、レーザ光の照射部など)に付着する汚れを除去するように構成される。
VCIB40は、VCIB41と、VCIB42とを含む。VCIB41,42の各々は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサと、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などのメモリとを含む。メモリは、プロセッサによって実行可能なプログラムを記憶する。VCIB41と通信モジュール111Aとは相互に通信可能に接続されている。VCIB42と通信モジュール111Bとは相互に通信可能に接続されている。さらに、VCIB41とVCIB42とは相互に通信可能に接続されている。
VCIB41,42の各々は、ADS11とVP20との間で制御要求および車両情報を中継する。より具体的には、VCIB41は、APIを用いて、ADS11からの制御要求から制御指令を生成する。ADS11からVCIB40に供給される制御要求に対応する制御指令は、たとえば、シフトレンジの切り替えを要求する推進方向指令と、EPBシステム341およびP-Lockシステム342の作動/作動解除を要求する不動指令と、車両1の加速または減速を要求する加速指令と、操舵輪のタイヤ切れ角を要求するタイヤ切れ角指令と、自律(Autonomus)モードとマニュアルモードとの切り替えを要求する自律化指令とを含む。そして、VCIB41は、生成された制御指令を、VP20に含まれる複数のシステムのうちの対応するシステムに出力する。また、VCIB41は、APIを用いて、VP20の各システムからの車両情報から車両状態を示す情報を生成する。車両状態を示す情報は、車両情報と同一の情報であってもよいし、車両情報からADS11で実行される処理に用いられる情報が抽出されたものであってもよい。VCIB41は、生成された車両状態を示す情報をADS11に出力する。VCIB42についても同様である。
ブレーキシステム32は、ブレーキシステム321,322を含む。ステアリングシステム33は、ステアリングシステム331,332を含む。パワートレーンシステム34は、EPBシステム341と、P-Lockシステム342と、推進システム343とを含む。
VCIB41とVCIB42とは基本的には同等の機能を有するが、VCIB41とVCIB42との間では、VP20を含まれるシステムへの接続先が一部異なっている。具体的には、VCIB41と、ブレーキシステム321と、ステアリングシステム331と、EPBシステム341と、P-Lockシステム342と、推進システム343と、ボディシステム36とは、通信バスを介して相互に通信可能に接続されている。VCIB42と、ブレーキシステム322と、ステアリングシステム332と、P-Lockシステム342とは、通信バスを介して相互に通信可能に接続されている。
このように、一部システムの動作(ブレーキ、操舵など)に関して同等の機能を有するVCIB41,42をVCIB40が含むことにより、ADS11とVP20との間の制御系統が冗長化されている。したがって、当該システムに何らかの障害が発生した場合に、適宜、制御系統を切り替えたり障害が発生した制御系統を遮断したりすることによって、VP20の機能を維持できる。
ブレーキシステム321,322の各々は、制動装置を制御可能に構成されている。ブレーキシステム321は、ADS11からVCIB41を介して出力される制御要求に従って、制動装置に対する制動指令を生成する。ブレーキシステム322は、ADS11からVCIB42を介して出力される制御要求に従って、制動装置に対する制動指令を生成する。ブレーキシステム321とブレーキシステム322とは同等の機能を有していてもよい。あるいは、ブレーキシステム321,322のうちの一方は各車輪の制動力を独立して制御可能に構成され、他方は各車輪において同じ制動力が発生するように制御可能に構成されていてもよい。ブレーキシステム321,322は、たとえば、いずれか一方のブレーキシステムにより生成された制動指令を用いて制動装置を制御し、そのブレーキシステムに異常が発生した場合に他方のブレーキシステムにより生成された制動指令を用いて制動装置を制御してもよい。
ステアリングシステム331,332の各々は、車両1の操舵輪の操舵角を操舵装置を用いて制御可能に構成されいてる。ステアリングシステム331は、ADS11からVCIB41を介して出力される制御要求に従って、操舵装置に対する操舵指令を生成する。ステアリングシステム332は、ADS11からVCIB42を介して出力される制御要求に従って、操舵装置に対する操舵指令を生成する。ステアリングシステム331とステアリングシステム332とは同等の機能を有していてもよい。あるいは、ステアリングシステム331,332は、たとえば、いずれか一方のステアリングシステムにより生成された操舵指令を用いて操舵装置を制御し、そのステアリングシステムに異常が発生した場合に他方のステアリングシステムにより生成された操舵指令を用いて操舵装置を制御してもよい。
EPBシステム341は、ADS11からVCIB41を介して出力される制御要求に従ってEPBを制御する。EPBは、制動装置(ディスクブレーキシステムなど)とは別に設けられ、アクチュエータの動作によって車輪を固定する。EPBは、たとえば、複数の車輪のうちの一部に設けられたパーキングブレーキ用のドラムブレーキをアクチュエータを用いて作動させて車輪を固定したり、ブレーキシステム321,322とは別に制動装置に供給される油圧を調整可能なアクチュエータを用いて制動装置を作動させて車輪を固定したりする。
本実施の形態において、EPBシステム341は、ブレーキホールド機能を有し、ブレーキホールドの作動と解除とを切替可能に構成されている。EPBシステム341のブレーキホールド機能については図3~図5にて詳細に説明する。
P-Lockシステム342は、ADS11からVCIB41を介して出力される制御要求に従ってP-Lock装置を制御する。P-Lockシステム342は、たとえば、制御要求がシフトレンジをパーキングレンジ(Pレンジ)にする制御要求を含む場合にP-Lock装置を作動させ、制御要求がシフトレンジをPレンジ以外にする制御要求を含む場合にP-Lock装置の作動を解除する。P-Lock装置は、車両1のトランスミッション内の回転要素に連結して設けられた歯車(ロックギヤ)の歯部に対して、アクチュエータによる位置調整が可能なパーキングロックポールの先端の突起部を嵌合させる。これにより、トランスミッションの出力軸の回転が固定され、車輪が固定される。
推進システム343は、ADS11からVCIB41を介して出力される制御要求に従って、シフト装置のシフトレンジを切り替えたり、駆動源(モータジェネレータ、エンジンなど)からの駆動力を制御したりする。シフトレンジは、Pレンジに加えて、たとえば、ニュートラルレンジ(Nレンジ)と、前進走行レンジ(Dレンジ)と、後進走行レンジ(Rレンジ)とを含む。
アクティブセーフティシステム35は、ブレーキシステム321と通信可能に接続されている。アクティブセーフティシステム35は、前述のとおり、カメラ54および/またはレーダセンサ55を用いて前方の障害物を検出し、衝突の可能性があると判定した場合に制動力が増加するようにブレーキシステム321に制動指令を出力する。
ボディシステム36は、ADS11からVCIB41を介して出力される制御要求に従って、方向指示器、ホーン、ワイパー等の部品を制御する。
車両1においては、たとえばユーザのHMI112に対する操作によって自律モードが選択された場合に自動運転が実行される。前述したように、ADS11は、自動運転中には、まず走行計画を作成する。走行計画の例としては、たとえば、直進を継続する計画、予め定められた走行経路の途中の所定の交差点で左折/右折する計画、走行車線を変更する計画などが挙げられる。ADS11は、作成された走行計画に従って、車両1が動作するために必要な制御的な物理量(加速度、減速度、タイヤ切れ角など)を算出する。ADS11は、APIの実行周期毎の物理量を分割する。ADS11は、APIを用いて、分割された物理量を表す制御要求をVCIB40に出力する。さらに、ADS11は、VP20から車両状態(車両1の実際の移動方向、車両の固定化の状態など)を取得し、取得された車両状態を反映した走行計画を再作成する。このようにして、ADS11は、車両1の自動運転を可能とする。
<ブレーキホールド>
続いて、EPBシステム341のブレーキホールドに関する車両1の停止シーケンスについて説明する。まず、ブレーキホールドの適用/解除時に用いられる各種指令および信号について説明する。
図3は、停止指令(Standstill Command)を説明するための図である。停止指令は、ADS11からVP20に出力される。停止指令は、自律モードが選択されている場合にのみ使用可能である。
停止指令は、0,1,2のうちのいずれか1つの値を取る。停止指令の値が0である場合、停止指令は、ADS11がVP20に対してブレーキホールドの適用/解除(言い換えると停車保持/解除)を要求していないことを表す。停止指令の値が1である場合、停止指令は、ADS11がVP20に対してブレーキホールドの適用を要求している(ブレーキホールド機能を使用可能である)ことを表す。停止指令の値が2である場合、停止指令は、ADS11がVP20に対してブレーキホールドの解除を要求していることを表す。
図4は、停止ステータス信号(Standstill Status)を説明するための図である。停止ステータス信号は、VP20からADS11に出力される。
停止ステータス信号は、0~3のうちのいずれか1つの値を取る。停止ステータス信号が0である場合、停止ステータス信号は、車両1の停止が解除されている(車両1が停止していない)ことを表す。停止ステータス信号が1である場合、停止ステータス信号は、車両1の停止が適用されている(車両1が停止している)ことを表す。停止ステータス信号=0が解除値(released)である。停止ステータス信号=1が適用値(applied)である。停止ステータス信号=2は予備値である。停止ステータス信号=3は無効値である。
図5は、走行方向信号(Traveling direction)を説明するための図である。走行方向信号は、VP20からADS11に出力される。
走行方向信号は、0~3のうちのいずれか1つの値を取る。走行方向信号が0である場合、走行方向信号は、車両1が前方に走行していることを表す。走行方向信号が1である場合、走行方向信号は、車両1が後方に走行していることを表す。走行方向信号が2である場合、走行方向信号は、車両1が停止していることを表す。走行方向信号=3は未定義である。走行方向信号は、車速が一定時間ゼロ(0)である場合に「停止」(値=3)になる。
図6は、車両1のブレーキホールドに関する制御を示すタイムチャートである。図6において、横軸は経過時間を表す。縦軸は、上から順に、車速、加速指令、停止指令、走行方向信号、停止ステータス信号を表す。
まず、ブレーキホールドを作動させるための制御について説明する。図4に示す例では、初期時刻t0において車速は正値である。走行方向信号は、車両1が前方に走行していることを表す。加速指令は0である。停止指令は、「適用」、すなわち、ブレーキホールドの適用が要求されていることを表す。停止ステータス信号は、「解除」、すなわち、車両1が停止していない状態を表す。
時刻t1において加速指令が減速を要求する値(負値)になり、車速の低下が始まる。時刻t2において車両1が停止する。ただし、ADS11は、それ以降も加速指令を負値に設定することで、車両1の減速を要求し続ける。車両1の停止時(時刻t2)から一定時間が経過した時刻t3において、走行方向信号が「前方」から「停止」に切り替わる。その後の時刻t4において、停止ステータス信号が「解除」から「適用」に切り替わる。これにより、ADS11は、ブレーキホールドが作動していることを把握できる。
車両1の停止(車速=0への低下)に伴って加速指令を0に設定し、車両1への減速要求を停止することも考えられる。しかしながら、その場合、減速要求の停止から実際にブレーキホールドが作動するまでのわずかな期間に車両1が動く可能性がある。本実施の形態においては、車両1の停止時以降(すなわち、車速=0になった時刻t2から停止ステータス信号が「適用」に切り替わる時刻t4までの期間)も加速指令は常に負値であり、車両1の減速が要求され続けている。これにより、加速指令を0に設定する場合と比べて、より確実に、ブレーキホールドが作動するまでの期間中にも車両1を停止した状態に維持できる。よって、本実施の形態によれば、自律モードにおいて車両1を安全に停車させることができる。
続いて、ブレーキホールドを解除させるための制御について説明する。時刻t5において加速指令が負値から正値に切り替わり、車両1の加速が要求される。時刻t6において、停止ステータス信号が「適用」から「解除」に切り替わる。これにより、ADS11は、ブレーキホールドが解除されたことを把握できる。その後の時刻t7において、車速の上昇が始まるとともに、走行方向信号が「停止」から「前方」に切り替わる。
<処理フロー>
図7は、ブレーキホールド機能の使用条件に関する処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件成立時または所定の演算周期毎にメインルーチン(図示せず)から呼び出されて実行される。図7ならびに後述する図8および図9に示すフローチャートに含まれる各ステップは、ADS11またはVP20(統合制御マネージャ31またはVCIB40)によるソフトウェア処理により実現されるが、ADS11またはVP20内に配置されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。以下、ステップをSと略す。
S11において、VP20は、車両1が自律モードであるかどうかを判定する。車両モード状態は、たとえばユーザのHMI112に対する操作によって選択される。車両1がマニュアルモードである場合(S11においてNO)には以降の処理は実行されない。車両1が自律モードである場合(S11においてYES)、VP20は、処理をS12に進める。
S12において、VP20は、ADS11から受けた停止指令の内容を判定する。停止指令が「適用」である場合、VP20は、ブレーキホールド機能を使用可能にする(S13)。一方、停止指令が「解除」である場合、VP20は、ブレーキホールド機能を使用不可にする(S14)。
図8は、ブレーキホールドの作動に関する制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、停止指令が「適用」であってブレーキホールド機能を使用可能である場合に実行される。図中、ACS11により実行される処理を左側に示し、VP20におり実行される一連の処理を右側に示す。後述する図9についても同様である。
S21において、ACS11は、VP20に対して減速要求を継続的に出力する。VP20は、ACS11からの減速要求を受けている間(S31においてYES)、以降の処理を実行する。
S32において、VP20は、車両1が一定時間停止しているか(一定時間、車速=0であるか)どうかを判定する。VP20は、車速が0になってから一定時間が経過するまでは待機し(S32においてNO)、一定時間が経過すると(S32においてYES)、処理をS33に進める。
S33において、VP20は、走行方向信号を「停止」に切り替え、「停止」を表す走行方向信号をACS11に出力する。さらに、VP20は、EPBシステム341のブレーキホールドを作動させる(S34)。なお、S33,S34の処理の順序は入れ替え可能である。
S35において、VP20は、停止ステータス信号を「適用」に切り替え、「適用」を表す停止ステータス信号をACS11に出力する。
図9は、ブレーキホールドの解除に関する制御の処理手順を示すフローチャートである。S41において、ACS11は、VP20に対して加速要求を出力する。VP20は、ブレーキホールドの作動中にACS11から加速要求を受けると(S51においてYES)、以降の処理を実行する。
S52において、VP20は、EPBシステム341のブレーキホールドを解除する。さらに、VP20は、停止ステータス信号を「解除」に切り替え、「解除」を表す停止ステータス信号をACS11に出力する(S53)。なお、S52,S53の処理の順序は入れ替え可能である。
S54において、VP20は、走行方向信号を「前方」に切り替え、「前方」を表す走行方向信号をACS11に出力する。
以上のように、本実施の形態においては、車速=0になった時刻t2以降、ブレーキホールドが作動して停止ステータス信号が「適用」に切り替わるまでの間も加速指令が負値に維持され、車両1の減速が要求され続ける。これにより、車両1が確実に停止状態を維持していることが保証される。よって、本実施の形態によれば、自律モードにおいて車両1を安全に停車させることができる。また、ブレーキホールドの作動中(時刻t4以降)も加速指令が負値に維持されるので、車両1の一層確実な停止維持を保証できる。
[実施例]
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今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 車両、10 自動運転キット(ADK)、11 自動運転システム(ADS)、111 コンピュータ、111A,111B 通信モジュール、113 認識用センサ、114 姿勢用センサ、115 センサクリーナ、20 車両プラットフォーム(VP)、30 ベース車両、31 統合制御マネージャ、32,321,322 ブレーキシステム、33,331,332 ステアリングシステム、34 パワートレーンシステム、341 EPB、342 P-Lockシステム、343 推進システム、35 アクティブセーフティシステム、36 ボディシステム、40~42 車両制御インターフェースボックス(VCIB)、51,52 車輪速センサ、53 ピニオン角センサ、54 カメラ、55,56 レーダセンサ。

Claims (10)

  1. 車両に搭載可能な自動運転システムであって、
    前記車両は、前記自動運転システムからの制御要求に従って前記車両を制御する車両プラットフォームを含み、
    前記車両プラットフォームは、
    ブレーキホールドの作動と解除とを切替可能に構成された電動パーキングブレーキシステムと、
    前記自動運転システムと前記車両プラットフォームとの間のインターフェースを行う車両制御インターフェースとを有し、
    前記車両制御インターフェースは、停止ステータス信号を前記自動運転システムに出力するように構成され、
    前記停止ステータス信号は、前記ブレーキホールドを作動させたことを示す適用値と、前記ブレーキホールドを解除したことを示す解除値とを含み、
    前記自動運転システムは、
    コンピュータと、
    前記車両制御インターフェースと通信可能に構成された通信モジュールとを備え、
    前記コンピュータは、前記ブレーキホールドの作動を前記車両プラットフォームに要求する場合に、前記停止ステータス信号が前記解除値から前記適用値に切り替わるまで前記車両プラットフォームに減速を要求する、自動運転システム。
  2. 前記コンピュータは、前記停止ステータス信号が前記適用値に切り替わった後、前記ブレーキホールドが作動している期間中も前記車両プラットフォームに減速を継続して要求する、請求項1に記載の自動運転システム。
  3. 前記コンピュータは、前記停止ステータス信号が前記適用値である場合に、前記車両プラットフォームに加速を要求することによって、前記車両プラットフォームに前記停止ステータス信号を前記適用値から前記解除値に切り替えさせる、請求項1または2に記載の自動運転システム。
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の自動運転システムを備える、車両。
  5. 自動運転システムと、前記自動運転システムからの制御要求に従って車両を制御する車両プラットフォームとの間のインターフェースを行う車両制御インターフェースであって、
    前記車両プラットフォームは、ブレーキホールドの作動と解除とを切替可能に構成された電動パーキングブレーキシステムを含み、
    前記車両制御インターフェースは、
    プロセッサと、
    前記プロセッサによって実行可能なプログラムを記憶するメモリとを備え、
    前記プロセッサは、
    前記ブレーキホールドを作動させたことを示す適用値と、前記ブレーキホールドを解除したことを示す解除値とを含む停止ステータス信号を前記自動運転システムに出力し、
    前記車両の停止時以降も前記停止ステータス信号が前記解除値から前記適用値に切り替わるまで前記自動運転システムから減速要求を受け付ける、車両制御インターフェース。
  6. 前記プロセッサは、前記停止ステータス信号が前記適用値に切り替わった後、前記ブレーキホールドが作動している期間中も前記自動運転システムから減速の要求を継続して受け付ける、請求項5に記載の車両制御インターフェース。
  7. 前記プロセッサは、前記停止ステータス信号が前記適用値である場合に、前記自動運転システムからの加速要求に応答して前記停止ステータス信号を前記適用値から前記解除値に切り替える、請求項5または6に記載の車両制御インターフェース。
  8. 前記車両プラットフォームは、前記自動運転システムから前記車両プラットフォームに出力される停止指令が所定の適用値である場合に、前記ブレーキホールドの切替機能を有効にする、請求項5~7のいずれか1項に記載の車両制御インターフェース。
  9. 請求項5~8のいずれか1項に記載の車両制御インターフェースを備える、車両。
  10. 前記自動運転システムをさらに備える、請求項9に記載の車両。
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