JP7593282B2 - 車両、車両の制御方法および車両制御インターフェースボックス - Google Patents

Description

本開示は、自動運転中の車両の制御に関する。

近年、ユーザの操作を必要とせずに車両を走行させる自動運転システムの開発が進められている。自動運転システムは、たとえば、既存の車両に搭載可能にするためにインターフェースを介して車両とは別個に設けられる場合がある。

このような自動運転システムとして、たとえば、特開２０１８－１３２０１５号公報（特許文献１）には、車両の動力を管理するＥＣＵ（Electronic Control Unit）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技術が開示されている。

特開２０１８－１３２０１５号公報

ところで、車両の自動運転中においては、要求にしたがって操舵角を制御する場合において、操舵角の要求量の急増にともなって操舵角も急激に変化すると車両の安定性が悪化する場合がある。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、自動運転システムが搭載可能であって、自動運転中の操舵の安定性を向上させる車両、車両の制御方法および車両制御インターフェースボックスを提供することである。

本開示のある局面に係る車両は、自動運転システムを搭載可能な車両である。この車両は、自動運転システムからのコマンドに従って車両制御を実行する車両プラットフォームを備える。車両プラットフォームは、ベース車両と、自動運転システムとベース車両との間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックスとを含む。自動運転システムからベース車両へは、操舵輪の切れ角を要求するタイヤ切れ角コマンドが車両制御インターフェースボックスを介して送信される。ベース車両から自動運転システムへは、切れ角を示すシグナルが送信される。タイヤ切れ角コマンドによって要求される切れ角は、車両の速度を用いて設定される、切れ角の角速度の制限範囲を超えないように設定される。

このようにすると、操舵輪のタイヤ切れ角の要求量が急増した場合でも切れ角の角速度の制限範囲を超えないようにタイヤ切れ角コマンドが設定されるため、操舵角が急激に変化することが抑制される。そのため、車両の安定性の悪化を抑制することができる。

ある実施の形態においては、制限範囲は、車両の速度が第１速度である場合の角速度の上限値の大きさが、車両の速度が第１速度よりも低い第２速度である場合の角速度の上限値の大きさよりも低くなるように設定される。

このようにすると、車両の速度が高いほど切れ角の角速度の上限値の大きさが低くなるため、操舵角が急激に変化することが抑制される。そのため、車両の安定性の悪化を抑制することができる。

本開示の他の局面に係る車両の制御方法は、自動運転システムを搭載可能な車両の制御方法である。車両は、自動運転システムからのコマンドに従って車両制御を実行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、ベース車両と、自動運転システムとベース車両との間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックスとを含む。この制御方法は、自動運転システムからベース車両に対して、操舵輪の切れ角を要求するタイヤ切れ角コマンドが車両制御インターフェースボックスを介して送信するステップと、ベース車両から自動運転システムに対して、切れ角を示すシグナルを送信するステップと、車両の速度を用いて設定される、切れ角の角速度の制限範囲を超えないように、タイヤ切れ角コマンドによって要求される切れ角を設定するステップとを含む。

ある実施の形態においては、制限範囲は、車両の速度が第１速度である場合の角速度の上限値の大きさが、車両の速度が第１速度よりも低い第２速度である場合の角速度の上限値の大きさよりも低くなるように設定される。

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ボックスは、自動運転システムと、自動運転システムを搭載可能であって、かつ、自動運転システムからのコマンドに従って車両制御を実行する車両プラットフォームを備える車両との間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックスである。車両プラットフォームは、ベース車両を含む。車両制御インターフェースボックスは、自動運転システムからベース車両に対して、操舵輪の切れ角を要求するタイヤ切れ角コマンドを送信する。車両制御インターフェースボックスは、ベース車両から自動運転システムに対して、切れ角を示すシグナルを送信する。タイヤ切れ角コマンドによって要求される切れ角は、車両の速度を用いて設定される、切れ角の角速度の制限範囲を超えないように設定される。

ある実施の形態においては、制限範囲は、車両の速度が第１速度である場合の角速度の上限値の大きさが、車両の速度が第１速度よりも低い第２速度である場合の角速度の上限値の大きさよりも低くなるように設定される。

本開示によると、自動運転システムが搭載可能であって、自動運転中の操舵の安定性を向上させる車両、車両の制御方法および車両制御インターフェースボックスを提供することができる。

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の各構成を詳細に説明するための図である。 ＡＤＳで実行される、基準値を設定する処理の一例を示すフローチャートである。 自律モード中にＡＤＳで実行される処理の一例を示すフローチャートである。 車速とタイヤ切れ角の角速度の制限値との関係を表形式で示した図である。 車速とタイヤ切れ角の角速度の制限値との関係を示すマップである。 ＶＣＩＢで実行される処理の一例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。

図１は、本開示の実施の形態に係る車両１０の概要を示す図である。図１を参照して、車両１０は、自動運転キット（以下、「ＡＤＫ（Autonomous Driving Kit）」と表記する。）２００と、車両プラットフォーム（以下、「ＶＰ（Vehicle Platform）」と表記する。）１２０とを備える。ＡＤＫ２００とＶＰ１２０とは、車両制御インターフェースを介して相互で通信が可能に構成されている。

車両１０は、ＶＰ１２０に取り付けられたＡＤＫ２００からの制御要求（コマンド）に従って自動運転を行なうことができる。なお、図１では、ＶＰ１２０とＡＤＫ２００とが離れた位置に示されているが、ＡＤＫ２００は、実際には後述するベース車両１００のルーフトップ等に取り付けられる。なお、ＡＤＫ２００は、ＶＰ１２０から取り外すことも可能である。ＡＤＫ２００が取り外されている場合には、ＶＰ１２０は、ユーザの運転により走行することができる。この場合、ＶＰ１２０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。

ＡＤＫ２００は、車両１０の自動運転を行なうための自動運転システム（以下、「ＡＤＳ（Autonomous Driving System）」と表記する。）２０２を含む。ＡＤＳ２０２は、たとえば、車両１０の走行計画を作成し、作成された走行計画に従って車両１０を走行させるための各種コマンド（制御要求）を、コマンド毎に定義されたＡＰＩ（Application Program Interface）に従ってＶＰ１２０へ出力する。また、ＡＤＳ２０２は、ＶＰ１２０の状態（車両状態）を示す各種信号を、信号毎に定義されたＡＰＩに従ってＶＰ１２０から受信し、受信した車両状態を走行計画の作成に反映する。ＡＤＳ２０２の詳細な構成については、後ほど説明する。

ＶＰ１２０は、ベース車両１００と、ベース車両１００内に設けられる車両制御インターフェースを実現する車両制御インターフェースボックス（以下、「ＶＣＩＢ（Vehicle Control Interface Box）」と表記する。）１１１を含む。

ＶＣＩＢ１１１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を通じてＡＤＫ２００と
通信可能である。ＶＣＩＢ１１１は、通信される信号毎に定義された所定のＡＰＩを実行することにより、ＡＤＫ２００から各種コマンドを受信し、また、ＶＰ１２０の状態をＡＤＫ２００へ出力する。すなわち、ＶＣＩＢ１１１は、ＡＤＫ２００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コマンドを統合制御マネージャ１１５を介して制御コマンドに対応するシステムへ出力する。また、ＶＣＩＢ１１１は、ベース車両１００の各種情報を各種システムから統合制御マネージャ１１５を介して取得し、ベース車両１００の状態を車両状態としてＡＤＫ２００へ出力する。

ＶＰ１２０は、ベース車両１００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。ＶＰ１２０がＡＤＫ２００（より具体的には、ＡＤＳ２０２）からの制御要求に従って各種車両制御を実行することにより、車両１０の自動運転が行われる。ＶＰ１２０は、たとえば、ブレーキシステム１２１と、ステアリングシステム１２２と、パワートレーンシステム１２３と、アクティブセーフティシステム１２５と、ボディシステム１２６とを含む。

ブレーキシステム１２１は、ベース車両１００の各車輪に設けられる複数の制動装置を制御可能に構成される。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を用いて動作するディスクブレーキシステムを含む。

ブレーキシステム１２１には、たとえば、車輪速センサ１２７Ａ，１２７Ｂが接続される。車輪速センサ１２７Ａは、たとえば、ベース車両１００の前輪に設けられ、前輪の回転速度を検出する。車輪速センサ１２７Ａは、前輪の回転速度をブレーキシステム１２１に出力する。車輪速センサ１２７Ｂは、たとえば、ベース車両１００の後輪に設けられ、後輪の回転速度を検出する。車輪速センサ１２７Ｂは、後輪の回転速度をブレーキシステム１２１に出力する。車輪速センサ１２７Ａ，１２７Ｂは、パルス信号を出力値（パルス値）として出力する。パルス信号のパルス数を用いて回転速度が算出され得る。ブレーキシステム１２１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ＶＣＩＢ１１１に出力する。

ブレーキシステム１２１は、ＡＤＫ２００からＶＣＩＢ１１１および統合制御マネージャ１１５を介して出力される所定の制御要求にしたがって制動装置に対する制動指令を生成し、生成された制動指令を用いて制動装置を制御する。

ステアリングシステム１２２は、車両１０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ＥＰＳ（Electric Power Steering）を含む。

ステアリングシステム１２２には、ピニオン角センサ１２８が接続される。ピニオン角センサ１２８は、操舵装置を構成する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）を検出する。ピニオン角センサ１２８は、検出したピニオン角をステアリングシステム１２２に出力する。ステアリングシステム１２２は、ピニオン角を車両状態に含まれる情報の一つとしてＶＣＩＢ１１１に出力する。

ステアリングシステム１２２は、ＡＤＫ２００からＶＣＩＢ１１１および統合制御マネージャ１１５を介して出力される所定の制御要求にしたが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１２２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１２３は、車両１０に設けられる複数の車輪のうちの少なくともいずれかに設けられるＥＰＢ（Electric Parking Brake）と、車両１０のトラッスミッションに設けられるＰ－Ｌｏｃｋ装置と、複数のシフトレンジのうちのいずれかのシフトレンジを選択可能に構成されるシフト装置と、車両１０の駆動源とを制御する。詳細な説明は後述する。

アクティブセーフティシステム１２５は、カメラ１２９Ａおよびレーダセンサ１２９Ｂ，１２９Ｃを用いて前方あるいは後方の障害物等（障害物や人）を検出し、障害物等との距離や車両１０の移動方向によって衝突の可能性があると判定する場合、統合制御マネージャ１１５を介して制動力が増加するようにブレーキシステム１２１に制動指令を出力する。

ボディシステム１２６は、たとえば、車両１０の走行状態あるいは走行環境等に応じて方向指示器、ホーンあるいはワイパー等の部品の制御が可能に構成される。ボディシステム１２６は、ＡＤＫ２００からＶＣＩＢ１１１および統合制御マネージャ１１５を介して出力される所定の制御要求にしたがって上述の部品を制御する。

なお、車両１０は、ＭａａＳ（Mobility as a Service）システムの構成の一つとして採用され得る。ＭａａＳシステムは、車両１０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（以下、「ＭＳＰＦ（Mobility Service Platform）」と表記する。）と、自動運転関連のモビリティサービス（いずれも図示せず）とをさらに備える。

車両１０は、上述のデータサーバと無線通信するための通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）として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各種車両情報をデータサーバへ出力する。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１０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は、各種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の他、図示しない各種モビリティサービス（たとえば、ライドシェア事業者、カーシェア事業者、保険会社、レンタカー事業者、タクシー事業者等により提供される各種モビリティサービス）が接続される。モビリティサービスを含む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することができる。

自動運転関連のモビリティサービスは、車両１０を含む自動運転車両を用いたモビリティサービスを提供する。モビリティサービスは、ＭＳＰＦ上で公開されたＡＰＩを用いて、たとえば、データサーバと通信を行なう車両１０の運転制御データや、データサーバに蓄えられた情報等をＭＳＰＦから取得することができる。また、モビリティサービスは、上記ＡＰＩを用いて、たとえば、車両１０を含む自動運転車両を管理するためのデータ等をＭＳＰＦへ送信する。

なお、ＭＳＰＦは、ＡＤＳの開発に必要な車両状態及び車両制御の各種データを利用するためのＡＰＩを公開しており、ＡＤＳの事業者は、データサーバに蓄えられた、ＡＤＳの開発に必要な車両状態及び車両制御のデータを上記ＡＰＩとして利用することができる。

図２は、ＡＤＳ２０２、ＶＣＩＢ１１１およびＶＰ１２０の各構成を詳細に説明するための図である。図２に示すように、ＡＤＳ２０２は、コンピュータ２１０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）２３０と、認識用センサ２６０と、姿勢用センサ２７０と、センサクリーナ２９０とを含む。

コンピュータ２１０は、車両の自動運転時に後述する各種センサを用いて車両周辺の環境、車両の姿勢、挙動および位置を取得するとともに、後述するＶＰ１２０からＶＣＩＢ１１１を経由して車両状態を取得して、次の車両１０の動作（加速、減速あるいは曲がる等）を設定する。コンピュータ２１０は、設定した次の車両の動作を実現するための各種指令をＶＣＩＢ１１１に出力する。コンピュータ２１０は、通信モジュール２１０Ａ，２１０Ｂを含む。通信モジュール２１０Ａ，２１０Ｂの各々は、ＶＣＩＢ１１１と通信可能に構成される。

ＨＭＩ２３０は、自動運転時、ユーザの操作を要する運転時、あるいは、自動運転とユーザの操作を要する運転との間での移行時などにおいてユーザへの情報の提示や操作の受け付けを行なう。ＨＭＩ２３０は、たとえば、ベース車両１００に設けられるタッチパネルディスプレイや、表示装置および操作装置等の入出力装置と接続可能に構成される。

認識用センサ２６０は、車両１０の周辺の環境を認識するためのセンサを含み、たとえば、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および、カメラのうちの少なくともいずれかによって構成される。

ＬＩＤＡＲは、レーザ光（赤外線）をパルス状に照射し、対象物に反射して戻ってくるまでの時間によって距離を計測するための距離計測装置である。ミリ波レーダは、波長の短い電波を対象物に照射し、対象物から戻ってきた電波を検出して、対象物までの距離や方向を計測する距離計測装置である。カメラは、たとえば、車室内のルームミラーの裏側に配置されており、車両の前方の画像の撮影に用いられる。認識用センサ２６０によって取得された情報は、コンピュータ２１０に出力される。カメラによって撮影された画像や映像に対する人工知能（ＡＩ）や画像処理用プロセッサを用いた画像処理によって車両の前方にある他の車両、障害物あるいは人が認識可能となる。

姿勢用センサ２７０は、車両の姿勢、挙動あるいは位置を検出するセンサを含み、たとえば、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）やＧＰＳ（Global Positioning System）などによって構成される。

ＩＭＵは、たとえば、車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度や、車両のロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の角速度を検出する。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１０の位置を検出する。姿勢用センサ２７０によって取得された情報は、コンピュータ２１０に出力される。

センサクリーナ２９０は、各種センサにおいて車両の走行中に付着する汚れを除去するように構成される。センサクリーナ２９０は、たとえば、カメラのレンズ、レーザや電波の照射部等の汚れを洗浄液やワイパー等を用いて除去する。

ＶＣＩＢ１１１は、ＶＣＩＢ１１１Ａと、ＶＣＩＢ１１１Ｂとを含む。ＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂは、いずれも図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリ（たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む）を内蔵する。ＶＣＩＢ１１１Ａは、ＶＣＩＢ１１１Ｂと比較して、同等の機能を有しているが、ＶＰ１２０を構成する複数のシステムに対する接続先が一部異なっている。

ＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂは、コンピュータ２１０の通信モジュール２１０Ａおよび通信モジュール２１０Ｂにそれぞれ通信可能に接続されている。さらに、ＶＣＩＢ１１１ＡとＶＣＩＢ１１１Ｂとは、相互に通信可能に接続されている。

ＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂの各々は、ＡＤＳ２０２からの制御要求に対応する各種指令を中継して制御コマンドとしてＶＰ１２０の対応するシステムに出力する。より具体的には、ＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂの各々は、メモリに記憶されたプログラム等の情報（たとえば、ＡＰＩ）を用いてＡＤＳ２０２から出力される各種コマンド指令を用いてＶＰ１２０の対応するシステムの制御に用いられる制御コマンドを生成して対応するシステムに出力する。また、ＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂの各々は、ＶＰ１２０の各システムから出力される車両情報を中継して車両状態としてＡＤＳ２０２に出力する。なお、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、あるいは、車両情報からＡＤＳ２０２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。

一部のシステム（たとえば、ブレーキや操舵）の動作に関し同等の機能を有するＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂを備えることにより、ＡＤＳ２０２とＶＰ１２０との間の制御系統が冗長化されることになる。そのため、システムの一部に何らかの障害が発生したときに、適宜制御系統を切り替える、あるいは、障害が発生した制御系統を遮断することによってＶＰ１２０の機能（曲がる、止まるなど）を維持することができる。

ブレーキシステム１２１は、ブレーキシステム１２１Ａ，１２１Ｂを含む。ステアリングシステム１２２は、ステアリングシステム１２２Ａ，１２２Ｂを含む。パワートレーンシステム１２３は、ＥＰＢシステム１２３Ａと、Ｐ－Ｌｏｃｋシステム１２３Ｂと、推進システム１２４と含む。

ＶＣＩＢ１１１Ａと、ＶＰ１２０の複数のシステムのうちのブレーキシステム１２１Ａと、ステアリングシステム１２２Ａと、ＥＰＢシステム１２３Ａと、Ｐ－Ｌｏｃｋシステム１２３Ｂと、推進システム１２４と、ボディシステム１２６とは、通信バスを介して相互に通信可能に接続される。

また、ＶＣＩＢ１１１Ｂと、ＶＰ１２０の複数のシステムのうちのブレーキシステム１２１Ｂと、ステアリングシステム１２２Ｂと、Ｐ－Ｌｏｃｋ１２３Ｂとは、通信バスを介して相互に通信可能に接続される。

ブレーキシステム１２１Ａ，１２１Ｂは、いずれも車両の各車輪に設けられる複数の制動装置を制御可能に構成される。ブレーキシステム１２１Ａは、ブレーキシステム１２１Ｂと同等の機能を有するようにしてもよいし、たとえば、いずれか一方は、各車輪の車両走行時の制動力を独立して制御可能に構成され、他方は、車両走行時に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もよい。

ブレーキシステム１２１Ａ，１２１Ｂは、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂをそれぞれ介して出力される制御要求にしたがって制動装置に対する制動指令を生成する。また、ブレーキシステム１２１Ａ，１２１Ｂは、たとえば、いずれか一方のブレーキシステムにおいて生成された制動指令を用いて制動装置を制御し、いずれか一方のブレーキシステムに異常が発生する場合に他方のブレーキシステムにおいて生成された制動指令を用いて制動装置を制御する。

ステアリングシステム１２２Ａ，１２２Ｂは、いずれも車両１０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る。ステアリングシステム１２２Ａは、ステアリングシステム１２２Ｂと比較して同様の機能を有する。

ステアリングシステム１２２Ａ，１２２Ｂは、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１ＡおよびＶＣＩＢ１１１Ｂをそれぞれ介して出力される制御要求にしたがって操舵装置に対する操舵指令を生成する。また、ステアリングシステム１２２Ａ，１２２Ｂは、たとえば、いずれか一方のステアリングシステムにおいて生成された操舵指令を用いて操舵装置を制御し、いずれか一方のステアリングシステムに異常が発生する場合に他方のステアリングシステムにおいて生成された操舵指令を用いて操舵装置を制御する。

ＥＰＢシステム１２３Ａは、ＥＰＢを制御可能に構成される。ＥＰＢは、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、車両１０に設けられる複数の車輪のうちの一部に設けられる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１２１Ａ，１２１Ｂとは別に制動装置に供給される油圧を調整可能とする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。

ＥＰＢシステム１２３Ａは、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１Ａを介して出力される制御要求にしたがってＥＰＢを制御する。

Ｐ－Ｌｏｃｋシステム１２３Ｂは、Ｐ－Ｌｏｃｋ装置を制御可能に構成される。Ｐ－Ｌｏｃｋ装置は、車両１０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る歯車（ロックギヤ）の歯部に対して、アクチュエータにより位置が調整されるパーキングロックポールの先端に設けられる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を固定され、駆動輪の車輪の回転の固定（以下、「車輪の固定」とも称する）が行なわれる。

Ｐ－Ｌｏｃｋシステム１２３Ｂは、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１Ａを介して出力される制御要求にしたがってＰ－Ｌｏｃｋ装置を制御する。Ｐ－Ｌｏｃｋシステム１２３Ｂは、たとえば、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１Ａを介して出力される制御要求がシフトレンジをパーキングレンジ（以下、Ｐレンジと記載する）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。

推進システム１２４は、シフト装置を用いたシフトレンジの切り替えが可能であって、かつ、駆動源を用いた車両１０の移動方向に対する車両１０の駆動力を制御可能に構成される。切り替え可能なシフトレンジとしては、たとえば、Ｐレンジと、ニュートラルレンジ（以下、Ｎレンジと記載する）と、前進走行レンジ（以下、Ｄレンジと記載する）と、後進走行レンジ（以下、Ｒレンジと記載する）とを含む。駆動源は、たとえば、モータジェネレータやエンジンなどを含む。

推進システム１２４は、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１Ａを介して出力される制御要求にしたがってシフト装置と駆動源とを制御する。推進システム１２４は、たとえば、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１Ａを介して出力される制御要求がシフトレンジをＰレンジにする制御要求を含む場合に、シフトレンジがＰレンジになるようにシフト装置を制御する。

アクティブセーフティシステム１２５は、ブレーキシステム１２１Ａ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１２５は、上述したとおり、カメラ１２９Ａ，レーダセンサ１２９Ｂを用いて前方の障害物等（障害物や人）を検出し、障害物等との距離によって衝突の可能性があると判定する場合、制動力が増加するようにブレーキシステム１２１Ａに制動指令を出力する。

ボディシステム１２６は、ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１Ａを介して出力される制御要求にしたがって方向指示器、ホーンあるいはワイパー等の部品を制御する。

なお、上述した制動装置、操舵装置、ＥＰＢ、Ｐ－Ｌｏｃｋ装置、シフト装置、および、駆動源等についてユーザにより手動で操作可能な操作装置が別途設けられてもよい。

ＡＤＳ２０２からＶＣＩＢ１１１に出力される制御要求に対応する各種コマンドとしては、シフトレンジの切り替えを要求する推進方向コマンドと、ＥＰＢやＰ－Ｌｏｃｋ装置の作動または作動解除を要求する不動コマンドと、車両１０の加速または減速を要求する加速コマンドと、操舵輪のタイヤ切れ角を要求するタイヤ切れ角コマンドと、自律ステートを自律モードと、マニュアルモードとの状態の切り替えを要求する自律化コマンドと、車両の停車保持または停車保持の解除を要求する停止コマンドとを含む。

以上のような構成を有する車両１０において、たとえば、ユーザのＨＭＩ２３０に対する操作等によって自律ステートとして自律モードが選択されると、自動運転が実施される。上述したように、ＡＤＳ２０２は、自動運転中においては、まず、走行計画を作成する。走行計画としては、たとえば、直進を継続するという計画、予め定められた走行経路の途中にある所定の交差点で左折、あるいは、右折するという計画、あるいは、走行車線を自車が走行する車線と異なる車線に変更するという計画などの車両１０の動作に関する複数の計画を含む。

ＡＤＳ２０２は、作成された走行計画に沿って車両１０が動作するために必要な制御的な物理量（たとえば、加速度または減速度やタイヤ切れ角等）を抽出する。ＡＤＳ２０２は、ＡＰＩの実行周期毎の物理量を分割する。ＡＤＳ２０２は、分割された物理量を用いてＡＰＩを実行して、各種コマンドをＶＣＩＢ１１１に出力する。さらに、ＡＤＳ２０２は、ＶＰ１２０から車両状態（たとえば、車両１０の実際の移動方向や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、ＡＤＳ２０２は、車両１０の自動運転を可能とする。

車両１０の自動運転中においては、要求にしたがってタイヤ切れ角（操舵角）を制御する場合において、タイヤ切れ角の要求量の急増にともなって操舵角も急激に変化すると車両１０の安定性が悪化する場合がある。

そこで、本実施の形態においては、操舵輪である前輪のタイヤ切れ角を用いて設定されるタイヤ切れ角コマンドに従って操舵する場合において、車両１０の速度（以下、車速とも記載する）を用いて設定される、タイヤ切れ角の角速度の制限範囲を超えないようにタイヤ切れ角コマンドによって要求されるタイヤ切れ角が設定されるものとする。

このようにすると、操舵輪のタイヤ切れ角の要求量が急増した場合でも切れ角の角速度の制限範囲を超えないようにタイヤ切れ角コマンドが設定されるため、操舵角が急激に変化することが抑制される。そのため、車両１０の安定性の悪化を抑制することができる。

以下、図３を参照して、本実施の形態におけるＡＤＳ２０２（より詳細には、コンピュータ２１０）が実行する処理について説明する。図３は、ＡＤＳ２０２で実行される、基準値を設定する処理の一例を示すフローチャートである。ＡＤＳ２０２は、たとえば、予め定められた期間が経過する毎に以下のような処理を繰り返し実行する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１１にて、ＡＤＳ２０２は、車両１０が直進状態であるか否かを判定する。ＡＤＳ２０２は、たとえば、車両１０が走行する走行車線を示す白線が所定長さ以上の直線を示す場合に、車両１０が直進状態であると判定してもよいし、あるいは、ＧＰＳに基づく車両１０の移動履歴が所定長さ以上の直線を示す場合に車両１０が直進状態であると判定してもよい。車両１０が直進状態であると判定される場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、処理はＳ１２に移される。

Ｓ１２にて、ＡＤＳ２０２は、操舵輪である前輪のタイヤ切れ角を取得する。ＡＤＳ２０２は、ベース車両１００から車両制御インターフェースボックス１１１を経由して出力される車両状態から前輪のタイヤ切れ角を取得する。ベース車両１００（具体的には、ステアリングシステム１２２）は、ピニオン角センサ１２８の検出結果を用いてピニオン角を取得し、取得されたピニオン角を用いて前輪のタイヤ切れ角を算出する。ベース車両１００は、予め定められた期間が経過する毎に前輪のタイヤ切れ角を算出し、算出された前輪のタイヤ切れ角を車両状態に含まれる情報の一つとして車両制御インターフェースボックス１１１を経由してＡＤＳ２０２に出力する。

Ｓ１３にて、ＡＤＳ２０２は、基準値を設定する。ＡＤＳ２０２は、取得した前輪のタイヤ切れ角を示す値を基準値に設定する。なお、直進状態でないと判定される場合（Ｓ１１にてＮＯ）、この処理は終了される。

ＡＤＳ２０２は、たとえば、基準値の設定後に自律モードに切り替えられたときに、走行計画に従って設定される操舵角に対応するタイヤ切れ角コマンドの初期値を基準値に基づいて設定する。

図４を参照して、自律モード中にＡＤＳ２０２が実行する処理について説明する。図４は、自律モード中にＡＤＳ２０２で実行される処理の一例を示すフローチャートである。

Ｓ２１にて、ＡＤＳ２０２は、自律ステートが自律モードであるか否かを判定する。ＡＤＳ２０２は、たとえば、自律モードであることを示すフラグの状態に基づいて自律ステートが自律モードであるか否かを判定する。自律モードであることを示すフラグは、たとえば、ユーザによるＨＭＩ２３０に対して自動運転を実施するための操作を受け付けたときにオン状態にされ、ユーザによる操作または運転状況に応じて自律モードが解除されてマニュアルモードに切り替わるときにオフ状態にされる。自律ステートが自律モードであると判定される場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、処理はＳ２２に移される。

Ｓ２２にて、ＡＤＳ２０２は、タイヤ切れ角コマンドの初期値を設定する。ＡＤＳ２０２は、走行計画に従ってタイヤ切れ角コマンドの初期値を設定する。ＡＤＳ２０２は、たとえば、走行計画が直進する走行計画である場合には、タイヤ切れ角の現在値と基準値との相対値をタイヤ切れ角コマンドの初期値として設定する。ＡＤＳ２０２は、たとえば、走行計画が予め定められた操舵角で左折する走行計画である場合には、タイヤ切れ角の現在値と、予め定められた操舵角に対応した値を基準値に加算した値との相対値をタイヤ切れ角コマンドの初期値として設定する。さらに、ＡＤＳ２０２は、たとえば、走行計画が予め定められた操舵角で右折する走行計画である場合にはタイヤ切れ角の現在値と、基準値から予め定められた操舵角に対応する値を減算した値との相対値をタイヤ切れ角コマンドの初期値として設定する。

Ｓ２３にて、ＡＤＳ２０２は、操舵輪である前輪のタイヤ切れ角の角速度の制限値を取得する。ＡＤＳ２０２は、図５および図６に示すような車速とタイヤ切れ角の角速度の制限値との関係からタイヤ切れ角の角速度の制限値を設定する。図５は、車速とタイヤ切れ角の角速度の制限値との関係を表形式で示した図である。図６は、車速とタイヤ切れ角の角速度の制限値との関係を示すマップである。

図５には、車速がゼロ、３６ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈ、６７ｋｍ／ｈおよび８４ｋｍ／ｈである場合のそれぞれのタイヤ切れ角の角速度の制限値が示されている。さらに、図６には、車速がゼロから８０ｋｍ／ｈまでの範囲において車速に応じて設定されるタイヤ切れ角の角速度の制限値が示されている。

たとえば、図５および図６には、たとえば、車速がゼロから３６ｋｍ／ｈまでの範囲である場合には、０．７５１［ｒａｄ／ｓｅｃ］がタイヤ切れ角の角速度の制限値として設定されることが示される。さらに、図５および図６には、たとえば、車速が４０ｋｍ／ｈであるときに、０．４６９［ｒａｄ／ｓｅｃ］がタイヤ切れ角の角速度の制限値として設定されることが示される。さらに、図５および図６には、車速が３６ｋｍ／ｈと４０ｋｍ／ｈとの間で変化する場合には、０．７５１［ｒａｄ／ｓｅｃ］と０．４６９［ｒａｄ／ｓｅｃ］との間で車速の変化に対して線形で変化する（たとえば、車速が増加すれば増加量に比例した分だけ制限値が低下する）ようにタイヤ切れ角の角速度の制限値が設定されることが示される。さらに、図５および図６には、たとえば、車速が６７ｋｍ／ｈであるときに、０．２８７［ｒａｄ／ｓｅｃ］がタイヤ切れ角の角速度の制限値として設定されることが示される。さらに、図５および図６には、車速が４０ｋｍ／ｈと６７ｋｍ／ｈとの間で変化する場合には、０．４６９［ｒａｄ／ｓｅｃ］と０．２８７［ｒａｄ／ｓｅｃ］との間で車速の変化に対して線形で変化するようにタイヤ切れ角の角速度の制限値が設定されることが示される。さらに、図５および図６には、車速が８４ｋｍ／ｈであるときに、０．２５３［ｒａｄ／ｓｅｃ］がタイヤ切れ角の角速度の制限値として設定されることが示される。さらに、図５および図６には、車速が６７ｋｍ／ｈと８４ｋｍ／ｈとの間で変化する場合には、０．２８７［ｒａｄ／ｓｅｃ］と０．２５３［ｒａｄ／ｓｅｃ］との間で車速の変化に対して線形で変化するようにタイヤ切れ角の角速度の制限値が設定される。なお、図５および図６に示した車速に対応した角速度の制限値は、実験等によって適合された予め定められた値である。

ＡＤＳ２０２は、車両１０の車速についての情報を車両状態としてＶＰ１２０から取得する。ＡＤＳ２０２は、たとえば、車輪速センサ１２７Ａまたは車輪速センサ１２７Ｂによって取得される車輪速を用いて算出される車両１０の速度（車両１０の進行方向の速度）についての情報が車両状態としてベース車両１００からＶＣＩＢ１１１を介してＡＤＳ２０２に出力される。ＡＤＳ２０２は、取得した車速と、図５および図６で示した上述の車速とタイヤ切れ角の角速度の制限値との関係とを用いてタイヤ切れ角の角速度の制限値を取得する。

Ｓ２４にて、ＡＤＳ２０２は、タイヤ切れ角コマンドの初期値の大きさが、タイヤ切れ角の制限値よりも大きいか否かを判定する。ＡＤＳ２０２は、たとえば、タイヤ切れ角コマンドの初期値の絶対値をタイヤ切れ角コマンドの初期値の大きさとして取得する。ＡＤＳ２０２は、タイヤ切れ角の角速度の制限値からタイヤ切れ角の制限値を算出する。ＡＤＳ２０２は、たとえば、タイヤ切れ角度の角速度の制限値に制御周期（演算周期）に相当する値を乗算することによってタイヤ切れ角の制限値を算出する。タイヤ切れ角コマンドの初期値の大きさが、タイヤ切れ角の制限値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２４にてＹＥＳ）、処理はＳ２５に移される。

Ｓ２５にて、ＡＤＳ２０２は、タイヤ切れ角の制限値を用いてタイヤ切れ角コマンドを設定する。すなわち、ＡＤＳ２０２は、タイヤ切れ角コマンドの符号は維持しつつ、初期値の大きさのみをタイヤ切れ角の制限値に変更して、変更された値をタイヤ切れ角コマンドとして設定する。なお、タイヤ切れ角コマンドの初期値の大きさが、タイヤ切れ角の制限値以下であると判定される場合（Ｓ２４にてＮＯ）、処理はＳ２６に移される。

Ｓ２６にて、ＡＤＳ２０２は、設定されたタイヤ切れ角コマンドをＶＣＩＢ１１１に送信する。

次に、図７を参照して、ＶＣＩＢ１１１（より詳細には、ＶＣＩＢ１１１ＡまたはＶＣＩＢ１１１Ｂ）が実行する処理について説明する。図７は、ＶＣＩＢ１１１で実行される処理の一例を示すフローチャートである。

Ｓ３１にて、ＶＣＩＢ１１１は、ＡＤＳ２０２からタイヤ切れ角コマンドを受信するか否かを判定する。タイヤ切れ角コマンドを受信すると判定される場合（Ｓ３１にてＹＥＳ）、処理はＳ３２に移される。

Ｓ３２にて、ＶＣＩＢ１１１は、操舵装置の制御を実行する。ＶＣＩＢ１１１は、受信したタイヤ切れ角コマンドにしたがって操舵装置を制御する。すなわち、ＶＣＩＢ１１１は、タイヤ切れ角コマンドに示す操舵角の相対値だけ操舵するように操舵装置を制御する。

Ｓ３３にて、ＶＣＩＢ１１１は、前輪のタイヤ切れ角を取得する。Ｓ３４にて、ＶＣＩＢ１１１は、取得したタイヤ切れ角を車両状態のうちの一つの情報としてＡＤＳ２０２に送信する。

以上のような構造およびフローチャートに基づくＡＤＳ２０２の動作について説明する。

たとえば、車両１０が直進状態になる場合には（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ベース車両１００から前輪のタイヤ切れ角が取得され（Ｓ１２）、取得された前輪のタイヤ切れ角を示す値が基準値として設定される（Ｓ１３）。

そして、たとえば、自律ステートとして自律モードが設定されている場合には（Ｓ２１にてＹＥＳ）、走行計画に従ってタイヤ切れ角コマンドの初期値が設定される（Ｓ２２）。このとき、タイヤ切れ角の現在値から走行計画に従った操舵角に相当する値までの相対値がタイヤ切れ角コマンドの初期値が設定される。

その後に、車速を用いてタイヤ切れ角の角速度の制限値が取得される（Ｓ２３）。具体的には、ベース車両１００から車速を取得し、取得した車速と、図５および図６に示す車速と制限値との関係とからタイヤ切れ角の角速度の制限値が取得される。設定された初期値の大きさが、タイヤ切れ角の角速度の制限値を用いて算出されるタイヤ切れ角の制限値よりも大きい場合には（Ｓ２４にてＹＥＳ）、タイヤ切れ角の制限値がタイヤ切れ角コマンドとして設定され（Ｓ２５）、設定されたタイヤ切れ角コマンドがＶＣＩＢ１１１に送信される（Ｓ２６）。一方、設定された初期値の大きさが、タイヤ切れ角の制限値以下である場合には（Ｓ２４にてＮＯ）、タイヤ切れ角の初期値がタイヤ切れ角コマンドとしてＶＣＩＢ１１１に送信される（Ｓ２６）。

ＶＣＩＢ１１１でタイヤ切れ角コマンドが受信されると（Ｓ３１にてＹＥＳ）、ベース車両１００の操舵装置の制御が実行される（Ｓ３２）。その後にタイヤ切れ角が取得され（Ｓ３３）、タイヤ切れ角がＡＤＳ２０２に送信される（Ｓ３４）。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両１０によると、操舵輪である前輪のタイヤ切れ角の要求量が急増した場合でも切れ角の角速度の制限範囲を超えないようにタイヤ切れ角コマンドが設定されるため、操舵角が急激に変化することが抑制される。そのため、車両１０の安定性の悪化を抑制することができる。したがって、自動運転システムが搭載可能であって、自動運転中の操舵の安定性を向上させる車両、車両の制御方法および車両制御インターフェースボックスを提供することができる。

さらに、車速が高いほどタイヤ切れ角の角速度の上限値の大きさが低くなるため、操舵角が急激に変化することが抑制される。そのため、車両の安定性の悪化を抑制することができる。

以下、変形例について記載する。

上述の実施の形態では、ＶＣＩＢ１１１ＡまたはＶＣＩＢ１１１Ｂが図５のフローチャートに示す処理を実行するものとして説明したが、たとえば、ＶＣＩＢ１１１ＡとＶＣＩＢ１１１Ｂとが連携して上述の処理を実行してもよい。

さらに、上述の実施の形態では、車両制御インターフェースボックス１１１が図５のフローチャートに示す処理を実行するものとして説明したが、たとえば、上述の処理の一部または全部についてＶＰ１２０の制御対象となるシステム（具体的には、ステアリングシステム１２２Ａまたはステアリングシステム１２２Ｂ）において実行されてもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。

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。本発明の範囲は上記した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。

１０ 車両、１００ ベース車両、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ ＶＣＩＢ、１１５ 統合制御マネージャ、１２０ ＶＰ、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ ブレーキシステム、１２２，１２２Ａ，１２２Ｂ ステアリングシステム、１２３ パワートレーンシステム、１２３Ａ ＥＰＢシステム、１２３Ｂ Ｐ－Ｌｏｃｋシステム、１２４ 推進システム、１２５ アクティブセーフティシステム、１２６ ボディシステム、１２７Ａ，１２７Ｂ 車輪速センサ、１２８ ピニオン角センサ、１２９Ａ カメラ、１２９Ｂ，１２９Ｃ レーダセンサ、２００ ＡＤＫ、２０２ ＡＤＳ、２１０ コンピュータ、２１０Ａ，２１０Ｂ 通信モジュール、２６０ 認識用センサ、２７０ 姿勢用センサ、２９０ センサクリーナ。

Claims (6)

1. 自動運転システムを搭載可能な車両であって、
   前記自動運転システムからのコマンドに従って車両制御を実行する車両プラットフォームを備え、
   前記車両プラットフォームは、ベース車両と、前記自動運転システムと前記ベース車両との間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックスとを含み、
   前記自動運転システムから前記ベース車両へは、操舵輪の切れ角を要求するタイヤ切れ角コマンドが前記車両制御インターフェースボックスを介して送信され、
   前記ベース車両から前記自動運転システムへは、前記切れ角を示すシグナルが送信され、
   前記自動運転システムは、
   前記車両が直進状態である場合の前記切れ角を示す値を基準値に設定し、
   前記切れ角の現在値と、自動運転の走行計画によって定められた操舵角に対応した前記切れ角を前記基準値に加算または前記基準値から減算することによって算出される値との相対値を算出し、
   前記車両の速度を用いて設定される、前記切れ角の角速度の制限範囲を超えないように、前記タイヤ切れ角コマンドによって要求される前記切れ角を、前記相対値を用いて設定する、車両。
2. 前記制限範囲は、前記車両の速度が第１速度である場合の前記角速度の上限値の大きさが、前記車両の速度が前記第１速度よりも低い第２速度である場合の前記角速度の上限値の大きさよりも低くなるように設定される、請求項１に記載の車両。
3. 自動運転システムを搭載可能な車両の制御方法であって、前記車両は、前記自動運転システムからのコマンドに従って車両制御を実行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、ベース車両と、前記自動運転システムと前記ベース車両との間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックスとを含み、
   前記自動運転システムから前記ベース車両に対して、操舵輪の切れ角を要求するタイヤ切れ角コマンドが前記車両制御インターフェースボックスを介して送信するステップと、
   前記ベース車両から前記自動運転システムに対して、前記切れ角を示すシグナルを送信するステップと、
   前記車両が直進状態である場合の前記切れ角を示す値を基準値に設定するステップと、
   前記切れ角の現在値と、自動運転の走行計画によって定められた操舵角に対応した前記切れ角を前記基準値に加算または前記基準値から減算することによって算出される値との相対値を算出するステップと、
   前記車両の速度を用いて設定される、前記切れ角の角速度の制限範囲を超えないように、前記タイヤ切れ角コマンドによって要求される前記切れ角を、前記相対値を用いて設定するステップとを含む、車両の制御方法。
4. 前記制限範囲は、前記車両の速度が第１速度である場合の前記角速度の上限値の大きさが、前記車両の速度が前記第１速度よりも低い第２速度である場合の前記角速度の上限値の大きさよりも低くなるように設定される、請求項３に記載の車両の制御方法。
5. 自動運転システムと、前記自動運転システムを搭載可能であって、かつ、前記自動運転システムからのコマンドに従って車両制御を実行する車両プラットフォームを備える車両との間のインターフェースを行なう車両制御インターフェースボックスであって、前記車両プラットフォームは、ベース車両を含み、
   前記車両制御インターフェースボックスは、
   前記自動運転システムから前記ベース車両に対して、操舵輪の切れ角を要求するタイヤ切れ角コマンドを送信し、
   前記ベース車両から前記自動運転システムに対して、前記切れ角を示すシグナルを送信し、
   前記車両が直進状態である場合の前記切れ角を示す値が基準値に設定され、
   前記切れ角の現在値と、自動運転の走行計画によって定められた操舵角に対応した前記切れ角を前記基準値に加算または前記基準値から減算することによって算出される値との相対値が算出され、
   前記タイヤ切れ角コマンドによって要求される前記切れ角は、前記車両の速度を用いて設定される、前記切れ角の角速度の制限範囲を超えないように前記相対値を用いて設定される、車両制御インターフェースボックス。
6. 前記制限範囲は、前記車両の速度が第１速度である場合の前記角速度の上限値の大きさが、前記車両の速度が前記第１速度よりも低い第２速度である場合の前記角速度の上限値の大きさよりも低くなるように設定される、請求項５に記載の車両制御インターフェースボックス。

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