JP6652103B2 - 車両の自動運転制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、車両の自動運転制御システムに関する。
特許文献１には、アイドルストップ機能を有する車両が開示されている。この従来技術には、アイドルストップからの再始動の際の大電流による電圧降下を防ぐために、リレーでアース側の電流経路を切り替えることが記載されている。
特開２０１５−１８２７１１号公報
しかしながら、上述した従来技術では、自動運転の際に電源系統に故障や不具合が発生した場合の問題については何ら言及されいない。すなわち、従来は、自動運転の際に電源系統に故障や不具合が発生した場合に、自動運転をどのように許可すべきかについて、十分な工夫がなされていないのが実情であった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、車両（５０）の自動運転を実行する自動運転制御システム（１００）が提供される。この自動運転制御システムは、複数の電源（６２１，６２２）と、前記車両の特定補機（３２０，３３０，４１０，７１０）に対して電力をそれぞれ供給するために前記複数の電源にそれぞれ接続可能な複数系統の電源配線（６４１，６４２）と、前記複数の電源と前記複数系統の電源配線との間の接続状態を変更可能なリレー装置（６３０）と、を含む電源回路（６２０）と、前記リレー装置の故障状態を検出する故障検出装置（６５０）と、前記電源回路を制御する電源制御装置（６１０）と、前記自動運転の制御を行う自動運転制御部（２１０）と、を備える。前記自動運転制御部は、特定の故障パターンに該当する故障が前記リレー装置に生じていることが前記故障検出装置によって検出された場合に、前記特定の故障パターンに該当する故障が検出されない場合に比べて前記自動運転の制御機能の一部が制限される制限付き自動運転制御を実行する。
この形態の自動運転制御システムによれば、特定の故障パターンに該当する故障がリレー装置に生じている場合に、自動運転の制御機能の一部を制限するので、自動運転中に電源系統に故障や不具合が発生しても、自動運転によって不安定な車両挙動に陥る可能性を低減できる。
第１実施形態としての自動運転制御システムの構成を示す説明図。 第１実施形態における電源回路の構成を示す説明図。 自動運転のリレー状態確認処理の手順を示すフローチャート。 第１実施形態において自動運転を許可するリレー状態を示す説明図。 第２実施形態における電源回路の構成を示す説明図。 第３実施形態における電源回路の構成を示す説明図。 第３実施形態において自動運転を許可するリレー状態を示す説明図。 第４実施形態における電源回路の構成を示す説明図。 第４実施形態において自動運転を許可するリレー状態を示す説明図。 第５実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第６実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第７実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第８実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第９実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第１０実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第１１実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第１２実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。 第１３実施形態における電源回路の構成とリレー状態を示す説明図。
A. 第１実施形態：
図１に示すように、第１実施形態の車両５０は、自動運転制御システム１００を備える。自動運転制御システム１００は、自動運転ＥＣＵ２００（Electronic Control Unit）と、車両制御部３００と、支援情報取得部４００と、ドライバ警告部５００と、電源部６００とを備える。なお、本明細書において、車両５０を「自車両５０」とも呼ぶ。
自動運転ＥＣＵ２００は、ＣＰＵとメモリとを含む回路である。自動運転ＥＣＵ２００は、不揮発性記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムを実行することによって、車両５０の自動運転の制御を行う自動運転制御部２１０，及び、車両５０に関する状況を認知する状況認知部２２０として機能する。状況認知部２２０の機能については後述する。
車両制御部３００は、車両５０の運転のための各種の制御を実行する部分であり、自動運転と手動運転のいずれの場合にも利用される。車両制御部３００は、駆動部制御装置３１０と、ブレーキ制御装置３２０と、操舵制御装置３３０と、一般センサ類３４０とを含む。駆動部制御装置３１０は、車両５０の車輪を駆動する駆動部（図示せず）を制御する機能を有する。車輪の駆動部としては、内燃機関と電動モータのうちの１つ以上の原動機を使用可能である。ブレーキ制御装置３２０は、車両５０のブレーキ制御を実行する。ブレーキ制御装置３２０は、例えば電子制御ブレーキシステム（ＥＣＢ）として構成される。操舵制御装置３３０は、車両５０の車輪の舵角を制御する。なお、本明細書において「舵角」とは、車両５０の２つの前輪の平均舵角を意味する。操舵制御装置３３０は、例えば電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）として構成される。一般センサ類３４０は、車速センサ３４２と舵角センサ３４４を含んでおり、車両５０の運転に必要とされる一般的なセンサ類である。一般センサ類３４０は、自動運転と手動運転のいずれの場合にも利用されるセンサを含んでいる。
支援情報取得部４００は、自動運転のための各種の支援情報を取得する。支援情報取得部４００は、前方検出装置４１０と、後方検出装置４２０と、ＧＰＳ装置４３０と、ナビゲーション装置４４０と、無線通信装置４５０とを含んでいる。ナビゲーション装置４４０は、目的地とＧＰＳ装置４３０で検出される自車位置とに基づいて、自動運転における走行予定経路を決定する機能を有する。走行予定経路の決定や修正のために、ＧＰＳ装置４３０に加えて、ジャイロ等の他のセンサを利用してもよい。前方検出装置４１０は、自車両５０の前方に存在する物体や道路設備（車線、交差点、信号機等）の状況に関する情報を取得する。後方検出装置４２０は、自車両５０の後方に存在する物体や道路設備に関する情報を取得する。前方検出装置４１０と後方検出装置４２０のそれぞれは、例えば、カメラや、レーザーレーダー、ミリ波レーダーなどの各種の検出器から選ばれた１つ以上の検出器を用いて実現可能である。無線通信装置４５０は、高度道路交通システム７０（Intelligent Transport System）との無線通信によって自車両５０の状況や周囲の状況に関する状況情報を交換することが可能であり、また、他車両６０との車車間通信や、道路設備に設置された路側無線機との路車間通信を行って状況情報を交換することも可能である。支援情報取得部４００は、このような無線通信を介して得られる状況情報を利用して、自車の走行状況に関する情報と、自車両５０の前方の状況に関する情報と、自車両５０の後方の状況に関する情報と、の一部を取得するようにしてもよい。支援情報取得部４００によって取得された各種の支援情報は、自動運転ＥＣＵ２００に送信される。
本明細書において「自動運転」とは、ドライバ（運転者）が運転操作を行うことなく、駆動部制御とブレーキ制御と操舵制御のすべてを自動で実行する運転を意味する。従って、自動運転では、駆動部の動作状態と、ブレーキ機構の動作状態と、前輪の舵角が、自動的に決定される。「手動運転」とは、駆動部制御のための操作（アクセルペダルの踏込）と、ブレーキ制御のための操作（ブレーキベダルの踏込）と、操舵制御のための操作（ステアリングホイールの回転）を、ドライバが実行する運転を意味する。
自動運転制御部２１０は、ナビゲーション装置４４０から与えられた走行予定経路と、状況認知部２２０で認知された各種の状況とに基づいて、自動運転を制御する。具体的には、自動運転制御部２１０は、駆動部（エンジンやモータ）の動作状態を示す駆動指示値を駆動部制御装置３１０に送信し、ブレーキ機構の動作状態を示すブレーキ指示値をブレーキ制御装置３２０に送信し、前輪の舵角を示す舵角指示値を操舵制御装置３３０に送信する。各制御装置３１０，３２０，３３０は、与えられた指示値に従ってそれぞれの制御対象機構の制御を実行する。なお、自動運転制御部２１０の各種の機能は、例えばディープラーニングなどの学習アルゴリズムを利用した人工知能により実現可能である。
ドライバ警告部５００は、ドライバ状態検出部５１０と、警告装置５２０とを含んでいる。ドライバ状態検出部５１０は、カメラ等の検出器（図示省略）を含んでおり、自車両５０のドライバの顔や頭の状態等を検出することによって、ドライバがどのような状態にあるかを検出する機能を有する。警告装置５２０は、車両５０の状況やドライバ状態検出部５１０の検出結果に応じて、ドライバに警告を発生する装置である。警告装置５２０は、例えば、音声発生装置（スピーカー）や、画像表示装置、車室内の物体（例えばステアリングホイール）に振動を発生させる振動発生装置などの１つ以上の装置を用いて構成することが可能である。なお、ドライバ警告部５００を省略してもよい。
電源部６００は、車両５０内の各部に電源を供給する部分であり、電源制御装置としての電源制御ＥＣＵ６１０と、電源回路６２０とを備える。電源回路６２０は、複数の電源６２１，６２２を有している。複数の電源６２１，６２２としては、例えば、２次電池や燃料電池を利用可能である。
自動運転ＥＣＵ２００で実現される状況認知部２２０は、走行状況認知部２２２と、前方認知部２２４と、後方認知部２２６とを含んでいる。走行状況認知部２２２は、支援情報取得部４００及び一般センサ類３４０から提供される各種の情報や検出値を利用して、自車両５０の走行状況を認知する機能を有する。前方認知部２２４は、前方検出装置４１０から提供される情報を利用して、自車両５０の前方の物体や道路設備（車線、交差点、信号機等）の状況を認知する。後方認知部２２６は、自車両５０の後方の物体や道路設備に関する状況を認知する。例えば、前方認知部２２４や後方認知部２２６は、他の物体が自車両５０に近接する近接状況を認知可能である。なお、状況認知部２２０の機能の一部又は全部を、自動運転ＥＣＵ２００とは別個の１つ以上のＥＣＵによって実現するようにしてもよい。
自動運転制御システム１００は、自動運転ＥＣＵ２００を含む多数の電子機器を有している。これらの複数の電子機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークを介して互いに接続されている。なお、図１に示す自動運転制御システム１００の構成は、後述する他の実施形態においても使用可能である。
図２に示すように、電源回路６２０は、複数の電源６２１，６２２と、複数のリレー６３１〜６３５を含むリレー装置６３０と、複数系統の電源配線６４１，６４２とを有している。第１電源６２１の出力端子と第１電源配線６４１の間には、リレー６３２，６３１がこの順に接続されている。第２電源６２２の出力端子と第２電源配線６４２の間には、リレー６３４，６３３がこの順に接続されている。また、第１電源６２１側の２つのリレー６３１，６３２の間の節点と、第２電源６２２側の２つのリレー６３３，６３４の間の節点は、リレー６３５を介して接続されている。このリレー６３５は、２系統の電源配線６４１，６４２を並列接続するためのリレーなので、「並列接続リレー６３５」とも呼ぶ。
複数系統の電源配線６４１，６４２は、複数の特定補機に電力を供給する。ここでは、特定補機として、ブレーキ制御装置３２０と、操舵制御装置３３０と、前方検出装置４１０とが描かれている。前方検出装置４１０は、カメラ４１１とレーザーレーダー４１２とを含んでいる。特定補機は、例えば、自動運転の制御を行うために必要となる機器類のうちで特に重要な機器である。特定補機は、例えば、自動運転制御部２１０と、状況認知部２２０と、ブレーキ制御装置３２０と、操舵制御装置３３０と、前方検出装置４１０と、後方検出装置４２０と、電源制御ＥＣＵ６１０のうちの少なくとも一つを含むように構成することができる。なお、「補機」とは、車輪の駆動部（内燃機関や電動モータ）を用いて車両５０を走行させるために必要な機器類を意味する。特定補機以外の補機は、図２の電源系統に接続されていてもよく、他の電源系統に接続されていてもよい。なお、図２では、自動運転ＥＣＵ２００及び電源制御ＥＣＵ６１０と、電源配線６４１，６４２との接続は省略されている。電源回路６２０の通常接続状態では、図２に示すように、複数の電源６２１，６２２が複数の特定補機に並列に接続される。具体的には、通常接続状態において、リレー装置６３０に含まれるリレー６３１〜６３５のうち、リレー６３４はオフ状態であるが、他のリレー６３１〜６３３，６３５はオン状態である。なお、図２の例では、第１電源６２１が主電源、第２電源６２２が副電源であり、通常は第１電源６２１が主として各種の補機への電源供給に使用される。ここでは電源６２１，６２２の数を２つとしているが、３つ以上の電源を設けるようにしてもよい。電源配線６４１，６４２も同様である。この際、電源の数と同じ数の電源配線を設けることが好ましい。
ブレーキ制御装置３２０と操舵制御装置３３０は、第１電源配線６４１と第２電源配線６４２の両方に接続されている。従って、ブレーキ制御装置３２０と操舵制御装置３３０は、第１電源配線６４１と第２電源配線６４２の両方から電力の供給を受けることが可能である。前方検出装置４１０のカメラ４１１は第１電源配線６４１に接続されているが、第２電源配線６４２には接続されていない。一方、前方検出装置４１０のレーザーレーダー４１２は第２電源配線６４２に接続されているが、第１電源配線６４１には接続されていない。このように、特定補機としては、複数系統の電源配線６４１，６４２のいずれにも接続されている補機と、複数系統の電源配線６４１，６４２のうちの一つにのみ接続されている補機とを用いることが可能である。複数系統の電源配線６４１，６４２のいずれにも接続されている補機は、複数系統の電源配線６４１，６４２のいずれかから電源の供給を受けることができるので、一つの電源系統に故障や不具合が発生した場合にも、継続的に電力供給を受けることが可能である。一方、複数系統の電源配線６４１，６４２のうちの一つにのみ接続されている補機は、その系統に故障や不具合が発生した場合には、電力供給を受けることができなくなるため、動作不能となる。但し、本実施形態において、前方検出装置４１０が有するカメラ４１１とレーザーレーダー４１２は、異なる系統の電源配線６４１，６４２に接続されているので、これらの電源配線６４１，６４２の両方に故障や不具合が同時に発生しない限り、何れか一方の電源系統から電力の供給を受けることができ、前方検出装置４１０としての機能をある程度維持することが可能である。両系統が並列接続された状態（リレー６３５がON）で、電源回路６２０のどこかに地絡故障が発生した場合、すべての特定補機へ電力供給不可となる可能性がある。従って、地絡故障が発生した場合には、リレー６３５をOFFすることが好ましい。あるいは、地絡故障に備えて、通常接続状態においてリレー６３５をOFFしておくようにしてもよい。このように、自動運転の制御を行うために必要となる特定補機は、電気的に独立である、または独立にできる（リレー６３５が任意にOFFできる）複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続されているか、又は、類似の機能を有する他の特定補機とは異なる、電気的に独立である、または独立にできる系統の電源配線に接続されていることが好ましい。
電源制御ＥＣＵ６１０は、リレー装置６３０の接続状態を切り替える機能を有する。なお、図２の例では、リレー装置６３０は５つのリレー６３１〜６３５を含む構成を有するものとしたが、これ以外の様々な構成のリレー装置６３０を任意に採用可能である。一般には、リレー装置６３０は、電源回路６２０の接続状態を変更可能な複数のリレーを含む回路として構成可能である。このようなリレー装置６３０の各種の具体例については他の実施形態で説明する。
リレー装置６３０には、複数のリレー６３１〜６３５の故障状態を検出する故障検出装置６５０が設けられている。故障検出装置６５０は、個々のリレーが、「正常」、「ON固着」、「OFF固着」の３つのいずれの状態であるかを検査可能である。「ON固着」とは、リレーが閉状態で固着した状態を意味する。「OFF固着」とは、リレーが開状態で固着した状態を意味する。このようなリレーの状態の検出は、以下に説明するような様々な方法で行うことが可能である。
（１）リレーの両端電位差による故障検出：
電源制御ＥＣＵ６１０がリレーにON指令を発行した場合において、そのリレーの両端電位差が、リレーの抵抗に応じて決まる所定値以上のときには、「OFF固着」と判定する。また、電源制御ＥＣＵ６１０がリレーにOFF指令を発行した場合において、そのリレーの両端電位差が、リレーの抵抗に応じて決まる所定値未満のときには、「ON固着」と判定する。なお、両端電位差による故障検出方法において、特開２００１−０３５３３５号公報に記載されているように、差動増幅器を用いて両端電位差を増幅するようにしてもよい。
（２）リレー電流による故障検出：
電源制御ＥＣＵ６１０がリレーにOFF指令を発行した場合において、リレー電流が所定値以上であれば、「ON固着」と判定する。また、電源制御ＥＣＵ６１０がリレーにON指令を発行した場合において、リレー電流が所定値未満であれば、「OFF固着」と判定する。あるいは、負荷の抵抗を意図的に変化させたときに、リレー電流の変化量が所定値未満であれば「OFF固着」と判定する。
（３）ON／OFF時のリレー電流又は両端電位差の変化による故障検出：
リレーに対してON指令とOFF指令、又は、OFF指令とON指令を順に発行としたときのリレー電流の変化、若しくはリレー両端電位差の変化から、「OFF固着」と「ON固着」を判断する。
（４）負荷変化時のリレー電流又は両端電位差の変化による故障検出：
リレーのOFF指令状態及びON指令状態において負荷に変化が生じた時のそれぞれのリレー電流の変化、及び、リレー両端電位差の変化から、「OFF固着」と「ON固着」を判断する。
故障検出装置６５０によるリレーの故障検出方法は、上述した方法に限らず、これら以外の他の方法も採用可能である。また、図２の電源回路６２０において、ヒューズ等の過電流保護回路や、過電圧保護回路を設けてもよい。また、電源電圧の調整のために、ＤＣ−ＤＣコンバータを設けるようにしてもよい。
図３に示す自動運転のリレー状態確認処理は、自動運転制御部２１０によって車両５０の動作中に定期的に繰り返し実行される。ステップＳ１０では、自動運転の要求がドライバによりなされているか否かが判断される。自動運転の要求が無ければ図３の処理を終了する。自動運転の要求がなされていれば、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、自動運転のために、特定補機の電源経路を電源冗長化状態に切り替える。ここで、「電源冗長化状態」とは、複数の電源６２１，６２２と、複数の電源配線６４１，６４２と、電源配線６４１，６４２に接続されている負荷と、のいずれかの箇所で、短絡やON固着、OFF固着が発生した場合にも、少なくとも１つの電源から特定補機に電力を供給できる状態を意味する。図２の電源回路６２０の構成例では、電源冗長化状態は、５つのリレー６３１〜６３５をすべてオンとした状態である。この状態では、例えばリレー６３１〜６３５の一部に故障が発生した場合にも、２つの電源６２１，６２２の一方から特定補機に電力を供給できる。但し、ステップＳ２０を省略して、電源回路６２０の通常接続状態を維持するようにしてもよいし、あるいは、手動運転の時点から２つの電源６２１，６２２を繋いだ状態を維持し続けてもよい。このうちの前者（電源回路６２０の通常接続状態を維持する）の場合は、自動運転中に電源回路６２０のどこかに故障が発生したら電源冗長化状態に切り替えるようにしてもよい。後者（手動運転の時点から２つの電源６２１，６２２を繋いだ状態を維持し続ける）の場合は、自動運転であるか手動運転であるかに限らず、常に電源冗長化状態（例えば２電源２系統）を保持し、電源回路６２０のどこかに故障が発生したらリレー装置６３０により故障した系統を切り離すようにしてもよい。
ステップＳ３０では、故障検出装置６５０によって、リレー装置６３０に故障があるか否かが検出される。図２の例では、リレー装置６３０に含まれる複数のリレー６３１〜６３５のうちの少なくとも１つにON固着又はOFF固着が検出された場合には、リレー装置６３０に故障があるものと判定される。リレー装置６３０に故障がなければステップＳ６０へ進み、自動運転を許可する。リレー装置６３０に故障がある場合には、ステップＳ４０に進む。なお、リレー装置６３０の故障検出はこのタイミングに限らず、車両５０の運転中の任意のタイミングで行うようにしてもよい。
ステップＳ４０では、リレー装置６３０の故障が、自動運転の機能を制限すべき特定の故障パターンに該当するか否かが判断される。リレー装置６３０の故障が、特定の故障パターンに該当しない場合には、ステップＳ６０に進み、自動運転が許可される。一方、特定の故障パターンに該当する場合には、ステップＳ５０に進み、自動運転機能の一部が制限される。リレー装置６３０の状態が特定の故障パターンに該当しない例（制御機能制限の無い自動運転が許可されるパターン）は、図４に示されている。
図４に示す２０個のパターンは、自動運転の機能を制限することなく、自動運転を許可できるリレー装置６３０の状態である。これらのパターンでは、電源系統のいずれかの箇所で一次故障が発生したとしても、少なくとも１つの電源から特定補機に電力を供給できるので、自動運転の制限をすること無く、完全な自動運転（機能制限無しの自動運転）を許可することが可能である。
以下のような故障パターンは、自動運転の機能を制限すべき「特定の故障パターン」に該当する。
（１）リレー装置６３０の出力端のリレー６３１，６３３の少なくとも一方にOFF固着が発生している場合には、電源冗長化状態ではなく、動作中の負荷側の回路に故障が発生したときに特定補機に電力を供給できなくなるので、「特定の故障パターン」となる。なお、この場合には、そもそも車両５０の走行が不可能となる可能性がある。
（２）電源６２１，６２２の出力端のリレー６３２，６３４の少なくとも一方にOFF固着が発生している場合にも、電源冗長化状態ではなく、動作中の電源に故障が発生したときに特定補機に電力を供給できなくなるので、「特定の故障パターン」となる。
（３）並列接続リレー６３５にON固着が発生している場合には、特定補機や電源配線のいずれかの箇所で地絡が発生したときに、２系統の電源配線６４１，６４２を切り離せず、システムダウンが発生してしまうので、「特定の故障パターン」となる。
なお、図４において、以下のようなパターンは自動運転を許可できるパターンであるが、図示を省略している。
（１）図２のリレー６３１〜６３５の故障が左右対称なパターン
例えば、パターンＮｏ．３は（正常、正常、正常、ON固着、正常）であり、これと左右対称のパターンは（正常、ON固着、正常、正常、正常）であるが、図示が省略されている。
（２）リレーの機能が重複するパターン等、機能が等価なパターン
例えば、パターンＮｏ．１０は（正常、ON固着、正常、ON固着、OFF固着）であり、これと機能が等価なパターン（正常、正常、ON固着、正常、OFF固着）は、図示が省略されている。
機能制限無しの自動運転が許可されるパターンは、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。逆に言えば、自動運転の機能を制限すべき「特定の故障パターン」は、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の少なくとも一方を行うことができないパターンであると考えることができる。このような「特定の故障パターン」に該当する場合には、電源回路６２０のどこかで異常が発生すると特定補機に電力を供給できなくなる可能性があるため、自動運転の機能の一部を予め制限しておくことが好ましい。
ステップＳ５０では、自動運転の機能の一部が制限される。自動運転の機能制限としては、例えば、（ａ）自動運転の制御機能の一部をドライバによる操作に委譲することと、及び、（ｂ）自動運転中における車速の上限値を自動運転の通常状態（機能制限の無い状態）よりも減少させること、のうちの少なくとも一部を含むように設定することができる。このうち、（ａ）によれば、委譲した制御機能のための特定補機に電力が供給されない場合であってもドライバの操作により不安定な車両挙動に陥ることを未然に防止できる。また、（ｂ）によれば、仮に自動運転中に電源系統の故障、不具合が発生しても乗員の安全性を高めることができる。なお、ドライバに委譲する自動運転の制御機能は、例えば、駆動部制御と、操舵制御、ブレーキ制御のうちの一部とすることができる。なお、ドライバに委譲する自動運転の制御機能をどう選択するかについては、安全性、電力消費、燃費等の観点から適切に判断される。
ステップＳ７０では、自動運転制御部２１０によって自動運転が開始される。なお、自動運転が終了した場合には、電源系統を通常の接続状態に復帰させることが好ましい。
以上のように、第１実施形態では、特定の故障パターンに該当する故障がリレー装置６３０に生じている場合に、自動運転の制御機能の一部を制限するので、自動運転中に電源系統に故障や不具合が発生しても、自動運転によって不安定な車両挙動に陥る可能性を低減できる。なお、本実施形態では自動運転の開始前にリレー故障判定および自動運転機能制限付与を行っていたが、この場合に限らず、自動運転実行中にリレー故障判定および自動運転機能制限付与を実施しても良い。
B. 他の実施形態：
図５に示すように、第２実施形態の電源系統では、内燃機関７２０の始動機７１０が特定補機、すなわち自動運転に必要な補機として追加されている。車両５０の他の構成や図３の処理フローは第１実施形態と同一である。以下の説明において、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。この点は、後述する他の実施形態も同様である。
始動機７１０は、第１電源配線６４１に接続されている。車両５０がアイドルストップ機能（アイドルリダクション機能）を有し、この機能をも自動運転の対象としている場合には、始動機７１０は、アイドルストップ機能による内燃機関７２０の停止後に内燃機関７２０を再起動するために必要なので、自動運転に必要な特定補機となる。また、アイドルストップ機能も自動運転の制御機能の一部を構成する。このような構成では、始動機７１０が接続されていない第２電源配線６４２の電圧低下保護を行えない故障パターン（特定の故障パターン）が発生した場合に、自動運転中のアイドルストップ機能（自動運転の制御機能の一部）を禁止しても良い。この場合にはブレーキ制御装置３２０によるブレーキ制御、操舵制御装置３３０による操舵制御は禁止されない。この状態が自動運転の制御機能の一部が制限される制限付き自動運転制御である。このため、走行安全に関わる自動運転制御はドライバによる操作に委譲せず、走行安全に関わらないアイドルストップ制御については自動運転の対象から一時的に外すことで、他の自動運転制御に必要な特定補機が自動運転で使われる状態を維持することができる。例えば、前述した図４に示したパターンであれば、始動機７１０の作動時に並列接続リレー６３５をオフ状態とすれば、始動機７１０に接続されていない第２電源配線６４２に電圧低下が発生せず、この電源配線６４２から他の特定補機に電力を供給できるため、自動運転中のアイドルストップを許可してもよい。一方、並列接続リレー６３５をオフ状態にできない故障パターン（リレー６３５がON固着であるパターン）では、第２電源配線６４２に大きな電圧低下が発生するので、アイドリングストップ機能を禁止することが好ましい。
なお、アイドルストップ機能の禁止を図３のステップＳ５０で直ちに行う代わりに、アイドルストップ後の再始動で電源系統やその負荷に問題が発生した場合にのみアイドルストップを禁止するようにしてもよい。例えば、車両５０の現在のトリップにおいて、始動機７１０が始動した履歴がなければ、アイドルストップを禁止することなく始動機７１０を一度始動し、問題なく始動することを確認できた場合には、自動運転中のアイドルストップを許可しても良い。なお、上述のようなリレー装置６３０の故障によるアイドルストップ機能の禁止は、自動運転中に限らず、手動運転中に実施しても良い。
上述した第１実施形態と第２実施形態とを併せて考えると、リレー装置６３０の故障による制限付き自動運転制御は、（ａ）自動運転の制御機能の一部をドライバーによる操作に委譲すること、（ｂ）自動運転中における車速の上限値を自動運転の通常状態よりも減少させること、及び、（ｃ）車両のアイドルストップを禁止すること、のうちの少なくとも一つを含むものとすることができる。このような制限付き自動運転制御を実行するようにすれば、自動運転中に電源系統に故障や不具合が発生しても、自動運転によって不安定な車両挙動に陥る可能性を低減できる。
図６に示すように、第３実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の１つのリレー６３４を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。但し、第３実施形態における特定補機としては、第１実施形態の図２に示したような始動機７１０を含まない構成を採用してもよい。この点は後述する他の実施形態も同様である。
図７に示すように、第３実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図８に示すように、第４実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の１つのリレー６３３を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。第４実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例は、図９に示されている。第４実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１０に示すように、第５実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の２つのリレー６３３，６３４を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。図１０では、電源回路６２０以外の構成は図示が省略されている。この点は図１１以降の他の実施形態も同様である。図１０には、第５実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第５実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１１に示すように、第６実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の２つのリレー６３２，６３３を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。図１１には、第６実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第６実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１２に示すように、第７実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の２つのリレー６３１，６３３を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。図１２には、第７実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第７実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１３に示すように、第８実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の２つのリレー６３２，６３４を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。図１３には、第８実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第８実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１４に示すように、第９実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の３つのリレー６３２，６３３，６３４を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。図１４には、第９実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第９実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１５に示すように、第１０実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の３つのリレー６３１，６３３，６３４を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。図１５には、第１０実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第１０実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１６に示すように、第１１実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の３つのリレー６３２，６３４，６３５を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。なお、第１１実施形態では、並列接続リレー６３５が省略されている点で、上述した第１〜第１０実施形態と異なっている。図１６には、第１１実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第１１実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、複数の電源６２１，６２２から複数系統の電源配線６４１，６４２に電力を供給できること、を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、複数系統の電源配線６４１，６４２の少なくとも一方に電力を供給できないパターンである。
図１７に示すように、第１２実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の４つのリレー６３１，６３２，６３３，６３４を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。図１６には、第１２実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第１２実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、（ｉ）並列接続リレー６３５をオフ状態にできること、及び、（ｉｉ）複数の電源６２１，６２２を複数系統の電源配線６４１，６４２に並列に接続できること、の両方を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、上記（ｉ）、（ｉｉ）の少なくとも一方を行うことができないパターンである。
図１８に示すように、第１３実施形態は、第２実施形態の図５の構成からリレー装置６３０の４つのリレー６３２，６３３，６３４，６３５を省略したものであり、他の構成及び図３の処理フローは第２実施形態と同一である。なお、第１３実施形態では、並列接続リレー６３５が省略されている点で、上述した第１１実施形態（図１６）と共通している。図１８には、第１３実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態の例も示されている。第１３実施形態において機能制限無しの自動運転が許可されるリレー状態は、複数の電源６２１，６２２から複数系統の電源配線６４１，６４２に電力を供給できること、を満足するパターンである。また、自動運転の機能が制限される故障パターンは、複数系統の電源配線６４１，６４２の少なくとも一方に電力を供給できないパターンである。
C. 変形例
本発明は上述した実施形態やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
（１）上記各実施形態で説明した構成の一部を適宜省略したり、変更したりしてもよい。また、図３のステップの一部を適宜省略したり、実行順序を変更したりすることが可能である。
５０…自車両、５２…前輪、６０…他車両、７０…高度道路交通システム、１００…自動運転制御システム、２００…自動運転ＥＣＵ、２１０…自動運転制御部、２２０…状況認知部、２２２…走行状況認知部、２２４…前方認知部、２２６…後方認知部、３００…車両制御部、３１０…駆動部制御装置、３２０…ブレーキ制御装置、３３０…操舵制御装置、３４０…一般センサ類、３４２…車速センサ、３４４…舵角センサ、４００…支援情報取得部、４１０…前方検出装置、４１１…カメラ、４１２…レーザーレーダー、４２０…後方検出装置、４３０…ＧＰＳ装置、４４０…ナビゲーション装置、４５０…無線通信装置、５００…ドライバ警告部、５１０…ドライバ状態検出部、５２０…警告装置、６００…電源部、６１０…電源制御ＥＣＵ、６２０…電源回路、６２１…第１電源，６２２…第２電源、６３０…リレー装置、６３１〜６３５…リレー、６４１…第１電源配線、６４２…第２電源配線、６５０…故障検出装置、７１０…始動機、７２０…内燃機関

Claims (3)

  1. 車両（５０）の自動運転を実行する自動運転制御システム（１００）であって、
    複数の電源（６２１，６２２）と、前記車両の特定補機（３２０，３３０，４１０，７１０）に対して電力をそれぞれ供給するために前記複数の電源にそれぞれ接続可能な複数系統の電源配線（６４１，６４２）と、前記複数の電源と前記複数系統の電源配線との間の接続状態を変更可能なリレー装置（６３０）と、を含む電源回路（６２０）と、
    前記リレー装置の故障状態を検出する故障検出装置（６５０）と、
    前記電源回路を制御する電源制御装置（６１０）と、
    前記自動運転の制御を行う自動運転制御部（２１０）と、
    を備え、
    前記自動運転制御部は、特定の故障パターンに該当する故障が前記リレー装置に生じていることが前記故障検出装置によって検出された場合に、前記特定の故障パターンに該当する故障が検出されない場合に比べて前記自動運転の制御機能の一部が制限される制限付き自動運転制御を実行する、自動運転制御システム。
  2. 請求項１に記載の自動運転制御システムにおいて、
    前記制限付き自動運転制御は、
    （ａ）前記自動運転の制御機能の一部をドライバーによる操作に委譲すること、
    （ｂ）前記自動運転中における車速の上限値を前記自動運転の通常状態よりも減少させること、及び、
    （ｃ）前記車両のアイドルストップを禁止すること、
    のうちの少なくとも一つを含む、自動運転制御システム。
  3. 請求項１又は２に記載の自動運転制御システムにおいて、
    前記リレー装置は、前記複数の電源を前記複数系統の電源配線に並列接続するための並列接続リレー（６３５）を含み、
    前記特定の故障パターンは、
    （ｉ）前記並列接続リレーをオフ状態にできること、及び、
    （ｉｉ）前記複数の電源を前記複数系統の電源配線に並列に接続できること、
    の少なくとも一方を行うことができないパターンである、自動運転制御システム。
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