JP2020152139A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、バッテリの不良により、走行中の車両において特定機能の作動が不能となることを防止した車両制御装置を提供することを目的とする。
ここで、「車両の停止」には、単純な走行の停止の他、イグニッションオフ等の車両の制御系の作動の停止も含まれる。
図1、図2を参照して、本発明の一実施形態における車両制御装置の構成について説明する。本実施形態の車両制御装置は、車両システム1に備えられた制御装置1Aと制御装置1Bとにより構成されている。車両システム1は、車両Vを制御する。図1及び図2には、車両Vの概略を平面図と側面図が示されている。
図1を参照して、制御装置1Aの構成について説明する。制御装置1Aは、ECU(Electronic Control Unit)群2Aを備えている。ECU群2Aは、複数のECU20A〜28Aを含む。各ECUは、CPUに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ECUはプロセッサ、記憶デバイス及びインタフェース等を複数備えていてもよい。なお、ECUの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。なお、図1及び図3においてはECU20A〜28Aの代表的な機能の名称を付している。例えば、ECU20Aには「自動運転ECU」と記載している。
図2を参照して制御装置1Bの構成について説明する。制御装置1Bは、ECU群(制御ユニット群)2Bを含む。ECU群2Bは、複数のECU21B〜26Bを含む。各ECUは、CPUに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ECUはプロセッサ、記憶デバイス及びインタフェース等を複数備えていてもよい。なお、ECUの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。なお、ECU群2Aと同様、図2および図3においてはECU21B〜26Bの代表的な機能の名称を付している。
ECU間を通信可能に接続する、車両システム1の通信回線の例について図3を参照して説明する。車両システム1は、有線の通信回線L1〜L5を含む。通信回線L1には、制御装置1Aの各ECU20A〜27Aが接続されている。なお、ECU28Aも通信回線L1に接続されてもよい。
車両システム1の電源について図3を参照して説明する。車両システム1は、大容量バッテリ6と、電源7Aと、電源7Bとを含む。大容量バッテリ6はモータMの駆動用バッテリであると共に、モータMにより充電されるバッテリである。
制御装置1Aと、制御装置1Bとが有する機能の共通性について説明する。同一機能を冗長化することで車両システム1の信頼性を向上できる。また、冗長化した一部の機能については、全く同じ機能を多重化したのではなく、異なる機能を発揮する。これは機能の冗長化によるコストアップを抑制する。
<操舵>
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41A及びこれを制御するECU22Aを有している。制御装置1Bもまた、電動パワーステアリング装置41B及びこれを制御するECU22Bを有している。
制御装置1Aは、油圧装置42A及びこれを制御するECU23Aを有している。制御装置1Bは、油圧装置42B及びこれを制御するECU23Bを有している。これらはいずれも車両Vの制動に利用可能である。一方、制御装置1Aの制動機構はブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を主要な機能としたものであるのに対し、制御装置1Bの制動機構は姿勢制御等を主要な機能としたものである。両者は制動という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、電動パーキングロック装置50a及びこれを制御するECU24Aを有している。制御装置1Bは、電動パーキングブレーキ装置52及びこれを制御するECU24Bを有している。これらはいずれも車両Vの停車を維持することに利用可能である。一方、電動パーキングロック装置50aは自動変速機TMのPレンジ選択時に機能する装置であるのに対し、電動パーキングブレーキ装置52は後輪をロックするものである。両者は車両Vの停止維持という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。
制御装置1Aは、情報出力装置43A及びこれを制御するECU25Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置44B及びこれを制御するECU25Bを有している。これらはいずれも運転者に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置43Aは例えばヘッドアップディスプレイであり、情報出力装置44Bは計器類などの表示装置である。両者は車内報知という点では共通するものの、互いに異なる表示装置を採用可能である。
制御装置1Aは、情報出力装置44A及びこれを制御するECU26Aを有している。制御装置1Bは、情報出力装置43B及びこれを制御するECU23Bを有している。これらはいずれも車外に情報を報知することに利用可能である。一方、情報出力装置43Aは方向指示器(ハザードランプ)であり、情報出力装置44Bはブレーキランプである。両者は車外報知という点では共通するものの、互いに異なる機能を発揮する。なお、制御装置1Bがハザードランプを制御し、制御装置1Aがブレーキランプを制御する形態も採用可能である。
制御装置1Aは、パワープラント50を制御するECU27Aを有しているのに対し、制御装置1Bは、パワープラント50を制御するECUは有していない。本実施形態の場合、制御装置1Aおよび1Bのいずれも、単独で、操舵、制動、停止維持が可能であり、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方が性能低下あるいは電源遮断もしくは通信遮断に陥った場合であっても、車線の逸脱を抑制しつつ、減速して停止状態を維持することが可能である。制御装置1Bがパワープラント50を制御するECUを備えないことで、コストアップを抑制することができる。
<周囲状況の検知>
制御装置1Aは、検知ユニット31A及び32Aを有している。制御装置1Bは、検知ユニット31B及び32Bを有している。これらはいずれも車両Vの走行環境の認識に利用可能である。一方、検知ユニット32Aはライダであり、検知ユニット32Bはレーダである。ライダは一般に形状の検知に有利である。また、レーダは一般にライダよりもコスト面で有利である。特性が異なるこれらのセンサを併用することで、物標の認識性能の向上やコスト削減を図ることができる。検知ユニット31A、31Bは共にカメラであるが、特性が異なるカメラを用いてもよい。例えば、一方が他方よりも高解像度のカメラであってもよい。また、画角が互いに異なっていてもよい。
制御装置1Aは、回転数センサ39を有している。制御装置1Bは、車輪速センサ38を有している。これらはいずれも車速を検知することに利用可能である。一方、回転数センサ39は自動変速機TMの出力軸の回転速度を検知するものであり、車輪速センサ38は車輪の回転速度を検知するものである。両者は車速が検知可能という点では共通するものの、互いに検知対象が異なるセンサである。
制御装置1Aは、ジャイロ33Aを有している。制御装置1Bはヨーレートセンサ33Bを有している。これらはいずれも車両Vの鉛直軸周りの角速度を検知することに利用可能である。一方、ジャイロ33Aは車両Vの進路判定に利用するものであり、ヨーレートセンサ33Bは車両Vの姿勢制御等に利用するものである。両者は車両Vの角速度が検知可能という点では共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを有している。制御装置1Bは操舵角センサ37の検知結果をゲートウェイGWを介さずに取得可能である。これらはいずれも前輪の操舵角を検知することに利用可能である。制御装置1Aにおいては、操舵角センサ37については増設せずに、電動パワーステアリング装置41Aのモータの回転量を検知するセンサを利用することでコストアップを抑制できる。もっとも、操舵角センサ37を増設して制御装置1Aにも設けてもよく、電動パワーステアリング装置41Aおよび41Bにおいて、モータの回転量を検知するセンサと操舵角センサ37の双方を、または、どちらか一方を冗長化してもよい。
制御装置1Aは、操作検知センサ34bを有している。制御装置1Bは、圧力センサ35を有している。これらはいずれも、運転者の制動操作量を検知することに利用可能である。一方、操作検知センサ34bは4つのブレーキ装置51による制動力と、モータMの回生制動による制動力との配分を制御するために用いられ、圧力センサ35は姿勢制御等に用いられる。両者は制動操作量を検知する点で共通するものの、互いに利用目的が異なるセンサである。
制御装置1Aは電源7Aからの供給電力により作動し、制御装置1Bは電源7Bからの供給電力により作動しする。電源7Aまたは電源7Bのいずれかの電力供給が遮断あるいは低下した場合でも、制御装置1Aまたは制御装置1Bのいずれか一方には電力が供給されるので、電源をより確実に確保して車両システム1の信頼性を向上することができる。電源7Aの電力供給が遮断あるいは低下した場合、制御装置1Aに設けたゲートウェイGWが介在したECU間の通信は困難となる。しかし、制御装置1Bにおいて、ECU21Bは、通信回線L2を介してECU22B〜24B、44Bと通信可能である。
次に、図5〜図8を参照して、バッテリ管理ユニット26Bにより実行されるバッテリ72Bの放電性能の判定と、その判定結果に基づく自動運転の禁止処理について説明する。上述したように、自動運転中に自動運転ユニット20Aが規定状態でないと判断されると、走行支援ユニット21Bによる代替制御が実行されて、車両Vを減速させて停止させる制御(車両停止制御)が実行される。
図6を参照して、バッテリ管理ECU26Bは、CPU100、メモリ110等を備えて構成された電子回路ユニットである。メモリ110には、バッテリ管理ECU26Bの制御用プログラム111、各種の判定値データ112等が保存されている。
・省略条件1…放電性能判定部101による前回の放電性能判定により、バッテリ72Bから所定電流量の放電が可能であると判定された時点からの経過時間である第1経過時間が、第2判定時間未満である。第1経過時間は、第1経過時間測定部104により測定される。
・省略条件2…車両Vの今回の停止状態が始まった時点からのバッテリ72Bの放電量である停車中放電量が、判定電流量未満である。停車中放電量は、停車中放電量測定部106により測定される。停車中放電量測定部106は、車両Vの今回の停止状態が始まった時点から、電流センサ200により検出されるバッテリ72Bからの放電電流(暗放電による電流)を積算して、停車中放電量を算出する。
・省略条件3…車両Vの今回の停止状態が始まった時点からの経過時間である第2経過時間が、第3判定時間未満である。第2経過時間は、第2経過時間測定部105により測定される。
図8に示したフローチャートに従って、バッテリ管理ユニット26Bにより実行されるバッテリ72Bの放電性能判定に基づく自動運転の制限の一連の処理について説明する。
上記実施形態では、車両Vの自動運転機能を対象として、放電性能判定部101は、自動運転中の車両停止処理の実行に必要な所定電流量の放電が可能か否かを判定したが、自動運転機能以外の機能について、所定電流量の放電が可能か否かを判定してもよい。例えば、アイドリングストップ機能、発電機からの発電電力の供給不能に対処する機能等を対象として、これらの機能を有効とする前に、これらの機能或いはこれらの機能をサポートする機能を作用させるために必要な所定電流量の放電が可能であるか否かを判定してもよい。
Claims (10)
- バッテリと、前記バッテリからの供給電力を使用する車両システムとを備えた車両の作動を制御する車両制御装置であって、
前記車両システムの所定機能を作用させる所定機能制御を実行する制御部と、
前記制御部による前記所定機能制御の開始前に、前記所定機能に応じた所定電流量を前記バッテリから放電することができるか否かを判定する放電性能判定部と、
前記放電性能判定部により前記バッテリからの前記所定電流量の放電が可能であると判定されたときは、前記制御部による前記所定機能制御の実行を許可し、前記放電性能判定部により前記バッテリからの前記所定電流量の放電が不能であると判定されたときには、前記制御部による前記所定機能制御の実行を禁止する実行可否判定部と
を備えた車両制御装置。 - 前記所定機能は自動運転機能であり、
前記所定電流量は、前記自動運転機能による前記車両の自動運転走行中に、所定の運転停止条件が成立したときに、前記車両システムにより前記車両を停止させる車両停止制御の実行に必要な電流量であり、
前記バッテリは、前記車両停止制御を実行するために前記車両に備えられている
請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記車両の運転に必要な電力を供給する電力供給源の状態を認識する電力供給源状態認識部を備え、
前記運転停止条件として、前記電力供給源状態認識部により、前記電力供給源からの電力供給の継続不能が認識されること、又は前記電力供給源状態認識部による前記電力供給源の状態の認識が不能である状況が第1判定時間以上継続することが設定されている
請求項2に記載の車両制御装置。 - 前記放電性能判定部は、実際に前記バッテリを放電させる放電試験を行って、前記所定電流量を前記バッテリから放電することが可能であるか否かを判定する
請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。 - 前記実行可否判定部は、前記放電性能判定部により前記バッテリからの前記所定電流量の放電が可能であると判断されたときに、残容量が第1所定残容量以上となるまで前記バッテリを充電してから、前記所定機能制御の実行を許可する
請求項4に記載の車両制御装置。 - 前記放電性能判定部は、前記車両が起動した時に前記バッテリの第2所定残容量までの充電を開始し、前記バッテリの前記第2所定残容量までの充電が完了した後に、前記所定電流量を前記バッテリから放電することができるか否かの判定を開始する
請求項4又は請求項5に記載の車両制御装置。 - 前記放電性能判定部により前記所定電流量を前記バッテリから放電することが可能であると判定された時からの経過時間である第1経過時間を測定する第1経過時間測定部を備え、
前記実行可否判定部は、前記第1経過時間が第2判定時間未満であるときは、前記放電性能判定部による前記所定電流量を前記バッテリから放電することが可能であるか否かの判定を行うことなく、前記制御部による前記所定機能制御の実行を許可し、前記第1経過時間が前記第2判定時間以上であるときには、前記放電性能判定部による前記所定電流量を前記バッテリから放電することが可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記制御部による前記所定機能制御の実行を許可するか否かを判定する
請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。 - 前記車両が停止したときに、前記車両が停止した時点からの前記バッテリの放電量である停車中放電量を測定する停車中放電量測定部を備え、
前記実行可否判定部は、前記停車中放電量が判定電流量未満であるときは、前記放電性能判定部による前記所定電流量を前記バッテリから放電することが可能であるか否かの判定を行うことなく、前記制御部による前記所定機能制御の実行を許可し、前記停車中放電量が前記判定電流量以上であるときには、前記放電性能判定部による前記所定電流量を前記バッテリから放電することが可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記制御部による前記所定機能制御の実行を許可するか否かを判定する
請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。 - 前記車両が停止したときに、前記車両が停止した時点からの経過時間である第2経過時間を測定する第2経過時間測定部を備え、
前記実行可否判定部は、前記第2経過時間が第3判定時間未満であるときは、前記放電性能判定部による前記所定電流量を前記バッテリから放電することが可能であるか否かの判定を行うことなく、前記制御部による前記所定機能制御の実行を許可し、前記第2経過時間が前記第3判定時間以上であるときには、前記放電性能判定部による前記所定電流量を前記バッテリから放電することができるか否かの判定結果に基づいて、前記制御部による前記所定機能制御の実行を許可するか否かを判定する
請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。 - 前記自動運転は、前記車両の運転者が前記車両の操舵操作部から手を離した状態で行われるレベルの自動運転である
請求項2に記載の車両制御装置。
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