(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を自動的に運転する自動運転用電装機器と、
該自動運転用電装機器以外の他の電装機器と、
前記自動運転用電装機器及び前記他の電装機器に電力を供給可能なバッテリと、
前記自動運転用電装機器、前記他の電装機器及び前記バッテリに電力を供給可能なオルタネータと、
を備え、
前記自動運転用電装機器による自動運転中に、前記オルタネータが故障したときは、車両の周辺情報を検出し、検出された周辺情報に応じた安全な場所に車両を停止するための計画に基づいて車両停止までに前記自動運転用電装機器が消費する電力を推定し、前記推定された電力が大きいほど前記バッテリから前記自動運転用電装機器以外の他の電装機器への電力供給量を小さくすることを特徴とする車両の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御方法において、
前記バッテリは、車両用の鉛蓄電池であることを特徴とする車両の制御方法。
【請求項３】
車両を自動的に運転する自動運転用電装機器と、
該自動運転用電装機器以外の他の電装機器と、
前記自動運転用電装機器及び前記他の電装機器に電力を供給可能なバッテリと、
前記自動運転用電装機器、前記他の電装機器及び前記バッテリに電力を供給可能なオルタネータと、
前記バッテリから前記自動運転用電装機器及び前記他の電装機器への電力供給量を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記自動運転用電装機器による自動運転中に
、前記オルタネータの故障を検出したときは、車両の周辺情報を検出し、検出された周辺情報に応じた安全な場所に車両を停止するための計画に基づいて車両停止までに前記自動運転用電装機器が消費する電力を推定し、前記推定された電力が大きいほど前記バッテリから前記自動運転用電装機器以外の他の電装品への電力供給量を小さくすることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
電動操舵機器を含み、車両を自動的に運転する自動運転用電装機器と、
該自動運転用電装機器以外の他の電装機器と、
前記自動運転用電装機器及び前記他の電装機器に電力を供給可能なバッテリと、
前記自動運転用電装機器、前記他の電装機器及び前記バッテリに電力を供給可能なオルタネータと、
を備え、
前記自動運転用電装機器による自動運転中に、前記オルタネータが故障したときは、車両の周辺情報を検出し、検出された周辺情報に応じた安全に車両を停止するための計画に基づいて、車両停止に適切な位置に向けて、車両停止までに前記自動運転用電装機器が消費する電力を推定し、前記推定された電力が大きいほど前記バッテリから前記自動運転用電装機器以外の他の電装機器への電力供給量を小さくすることを特徴とする車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動運転装置を備えた車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、オルタネータにより発電した電力をバッテリに蓄電するとともに、電力を用いて自動運転を行う自動運転用電装機器を備えた車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３９７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動運転用電装機器が作動しているときに、オルタネータが故障すると、自動運転用電装機器に十分な電力を供給できないおそれがあった。
本発明の目的は、自動運転制御中にオルタネータが故障したとしても、安全性を確保可能な車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の車両の制御方法では、自動運転用電装機器による自動運転中に、オルタネータが故障したときは、バッテリから他の電装機器への電力供給量を抑制することとした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、自動運転用電装機器で使用する電力を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の自動運転制御が適用された車両のシステム図である。
【図２】実施例１の車両の電気系統を表す概略図である。
【図３】実施例１の緊急避難制御処理を表すフローチャートである。
【図４】実施例１の自車両の周囲の走行状況を表す概略図である。
【図５】実施例１の自車両の周囲の走行状況を表す概略図である。
【図６】実施例１の自車両の周囲の走行状況を表す概略図である。
【図７】実施例１の自車両の周囲の走行状況を表す概略図である。
【図８】実施例２の緊急避難制御処理を表すフローチャートである。
【図９】実施例２の自車両の周囲の走行状況に基づく避難計画を表す概略図である。
【図１０】実施例２の自車両の周囲の走行状況に基づく避難計画を表す概略図である。
【図１１】実施例２の自車両の周囲の走行状況に基づく避難計画を表す概略図である。
【図１２】実施例２の自車両の周囲の走行状況に基づく避難計画を表す概略図である。
【図１３】実施例２の自車両の周囲の走行状況に基づく避難計画を表す概略図である。
【符号の説明】
【０００８】
１    エンジン
２    クラッチ
３    ベルト式無段変速機
４    オイルポンプ
５    ブレーキペダル
６    マスターバック
７    マスタシリンダ
８    ブレーキ制御ユニット（ＶＤＣ）
９    ホイルシリンダ
１０    駆動輪
１１    オルタネータ（ＡＬＴ）
１２    バッテリユニット
１３    スロットルバルブ
３０    操舵輪
３２    電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）
ＣＵ    コントロールユニット
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔実施例１〕
図１は、実施例１の自動運転制御が適用された車両のシステム図である。内燃機関であるエンジン１から出力された回転は、クラッチ２を介してベルト式無段変速機３に入力される。ベルト式無段変速機３で変速された回転は、ファイナルギヤ等を介して駆動輪１０に伝達される。エンジン１には、クランク軸との間に巻回されたベルトを介して接続され、発電機として機能するオルタネータ１１（以下、ＡＬＴと記載する。）と、ギヤの噛合いによりクランキングするスタータモータ１１０と、スタータモータ１１０に電力を供給すると共にＡＬＴとの間で電力を送受するバッテリユニット１２と、エンジン１の吸入空気量を制御するスロットルバルブ１３と、を有する。エンジン１の出力軸にはオイルポンプ４が設けられ、オイルポンプ４の油圧によってベルト式無段変速機３が制御される。尚、電動オイルポンプ等を備えてもよく、特に限定しない。
【００１０】
ブレーキペダル５には、エンジン１の負圧を用いてブレーキペダル操作力をアシストするマスターバック６が接続されている。マスターバック６は、エンジン１のスロットルバルブ１３よりもシリンダ室側と配管により接続され、エンジン１のピストン運動に伴って生じる負圧をマスターバック６に供給する。マスターバック６にはホイルシリンダ圧を供給するマスタシリンダ７が接続されている。マスタシリンダ７は、アンチロックブレーキ制御や車両挙動安定化制御等を行うブレーキ制御ユニット８（以下、ＶＤＣとも記載する。）を介して各輪のホイルシリンダ９と接続されている。ブレーキ制御ユニット８は、ポンプ用モータと各種電磁弁を有し、運転者のブレーキペダル操作状態に関わらず、ポンプ用モータを駆動してホイルシリンダ９にブレーキ液圧を供給可能に構成されている。
【００１１】
ステアリングホイール３１には、ステアリングシャフト及びラック＆ピニオン機構を介して操舵輪３０が接続されている。ステアリングホイール３１と操舵輪３０との操舵力伝達経路の途中には、電動パワーステアリング装置３２（以下、ＥＰＳとも記載する。）が設けられ、運転者の操舵トルクや走行状態に応じて、操舵トルクに対するアシストトルクを付与する。尚、電動パワーステアリング装置３２は、コラムアシストタイプでもラックアシストタイプでもよく、特に限定しない。
【００１２】
車両には、車両周辺の路面状態や、他車両を含む障害物等の情報を取得する撮像素子及びレーダーを備えた情報取得装置３５を有する。この情報取得装置３５により、例えば、車両周辺の障害物（前方車両や歩行者等）を検知する。
【００１３】
コントロールユニットＣＵは、クラッチ２の締結状態、ベルト式無段変速機３の変速状態、エンジン１の運転状態、スタータモータ１１０やＡＬＴの作動状態、ブレーキ制御ユニット８の作動状態、電動パワーステアリング装置３２の作動状態を制御すると共に、情報取得装置３５により取得した車両周辺情報に基づいて、車両を自動的に運転する自動運転制御（以下、ＡＤとも記載する。）を行う自動運転制御部１０１と、自動運転制御中にＡＬＴが故障した場合に車両停止に向けて緊急避難制御を行う緊急避難制御部１０２と、を有する。
【００１４】
次に、自動運転制御について説明する。自動運転制御部１０１は、運転者が設定した目的地情報や、走行路条件等に基づいて目標走行路を決定し、情報取得装置３５により車両周辺の情報を検知して障害物等を回避しながら目標走行路に沿って走行する制御である。このとき、エンジン１のスロットルバルブ１３を自動制御することで車両の駆動力を制御し、ＶＤＣを自動制御することで車両の制動力を制御し、ＥＰＳを自動制御することで車両の進行方向を制御する。これにより、自動運転制御部１０１は、目標走行路に沿って自動的に車両を運転する。
【００１５】
次に、緊急避難制御について説明する。緊急避難制御部１０２は、ＡＬＴの故障を検出し、自動運転制御中にＡＬＴが故障していると判断したときは、安全に車両を停止するための緊急避難制御を行う。具体的には、情報取得装置３５により車両周辺の障害物を検知し、避難計画を立てる。そして、避難計画に基づいて、ブレーキ制御ユニット８を作動させ、障害物との衝突を回避しつつ車両停止するのに必要なブレーキ制御を行うと共に、ＥＰＳを作動させ、障害物を回避しつつ車両停止に適切な位置に向けて自動操舵制御を行う。
【００１６】
図２は、実施例１の車両の電気系統を表す概略図である。バッテリユニット１２は、定格１２Ｖの鉛蓄電池であるメインバッテリ１２１と、定格１２Ｖの鉛蓄電池であるサブバッテリ１２２とを有する。バッテリユニット１２には、ＡＬＴと、自動運転用電装機器１００と、他の電装機器２００とが並列に接続されている。自動運転用電装機器１００とは、情報取得装置３５，ＥＰＳ及びＶＤＣが備えられている。他の電装機器２００とは、スタータモータ１１０，オーディオシステム，ナビゲーションシステム，エアコンシステム，ヘッドライトやワイパーモータ等が挙げられる。ＡＬＴが正常な状態では、自動運転用電装機器１００や他の電装機器２００に向けて、ＡＬＴ及びバッテリユニット１２から電力を供給可能である。一方、自動運転制御中にＡＬＴが故障した状態では、ＡＬＴから電力を供給できないため、緊急停止制御を行う。よって、緊急停止制御は、バッテリユニット１２から自動運転用電装機器１００に電力を供給する一方、バッテリユニット１２から他の電装機器２００に供給する電力を走行状態に応じて制限する。
【００１７】
すなわち、自動運転制御を車両で実行可能とした場合、消費電力の増大に対応するため、通常の鉛蓄電池に加えて、予備のサブバッテリを搭載することが考えられる。このとき、鉛蓄電池をサブバッテリとして搭載することで、リチウムイオン電池やキャパシタ等の電池を搭載する場合に比べてコストを抑制できる。しかしながら、鉛蓄電池は、電力を確保できるが、単位時間あたりに出力できる電力であるパワーが限られる。具体的には、大きな電流を供給すると、電圧降下が大きくなりやすい。このとき、ＡＬＴが故障すると、電圧降下が大きくなることで、電装機器に対して十分な電力供給を確保することが困難となる。そこで、ＡＤ中にＡＬＴが故障した場合は、ＡＤの継続を優先し、オーディオシステムやエアコンシステムといった車両の安全と関連性の低い電装機器への電力供給を抑制することとした。
【００１８】
図３は、実施例１の緊急避難制御処理を表すフローチャートである。このフローは、ＡＤ中にＡＬＴの故障を検知した後に行われる処理である。
ステップＳ１では、運転者にＡＤの終了を促す。ＡＤが終了すれば、電力消費量が抑制されるからである。
ステップＳ２では、情報取得装置３５により周囲の走行状況を確認するとともに、自車両が路肩等の安全な場所に停止する避難計画を決定する。そして、自車両の周囲の他車両や障害物等の状況に応じた周囲検知レベルを「低」、」「中」、「高」に設定する。この周囲検知レベルは、避難時にＡＤの電力消費量と相関を有し、周囲検知レベルが高いほどＡＤの電力消費量が大きい。この周囲検知レベルについては、後で詳述する。
【００１９】
ステップＳ３では、周囲検知レベルが「低」か否かを判断し、「低」のときはステップＳ４に進み、それ以外の場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ４では、そのままＡＤを継続し、避難計画に基づいて避難する。
ステップＳ５では、周囲検知レベルが「中」か否かを判断し、「中」のときはステップＳ６に進み、それ以外の場合は周囲検知レベルが「高」と判断してステップＳ７に進む。
ステップＳ６では、高負荷の電装機器をＯＦＦし、ＡＤを継続し、避難計画に基づいて避難する。ここで、高負荷の電装機器としては、他の電装機器２００のうち、エアコンシステムやオーディオシステムが挙げられる。
ステップＳ７では、自動運転用電装機器１００及び他の電装機器２００のうち安全に関わる電装機器以外の電装機器をＯＦＦとし、ＡＤを継続し、避難計画に基づいて避難する。ここで、安全に関わる電装機器としては、ヘッドライトや、ワイパーモータ、ハザードランプ等が挙げられる。
【００２０】
図４から図７は、自車両の周囲の走行状況を表す概略図である。図４に示すように、走行路に自車両しかおらず、周囲に車両が検出されない場合、急ブレーキや急操舵が必要なく、また、誘導に必要な手順も少ない。この場合、推定されるＡＤの消費電力は低い。
【００２１】
図５に示すように、周囲に他車両や障害物が検出され、自車両が路肩に避難する際に、加減速やレーンチェンジが必要となる場合、推定されるＡＤの消費電力は中程度である。図６に示すように、周囲に車両や障害物が検出され、かつ、自車両前方の周囲車両のブレーキランプ点灯が検出されたときに、自車両が路肩に避難する際は、自車両に緊急回避に伴う急ブレーキが必要となり、推定されるＡＤの消費電力は高い。同様に、図７に示すように、周囲に車両や障害物が検出され、自車両前方に周囲車両が割り込みしている場合には、自車両に緊急回避に伴う急ブレーキや急操舵が必要となり、推定されるＡＤの消費電力は高い。
【００２２】
以上、図４から図７に示す自車両の周囲の走行状況に基づいて推定されるＡＤの電力消費量に基づいて、総合的に周囲検知レベルを「低」、「中」、「高」に設定する。そして、周囲検知レベルに応じて他の電装機器２００に供給する電力を抑制することで、ＡＤによる避難を安定的に実行することができる。
【００２３】
以上説明したように、実施例１にあっては下記の作用効果が得られる。
（１）車両を自動的に運転する自動運転用電装機器１００と、他の電装機器２００と、自動運転用電装機器１００及び他の電装機器１００に電力を供給可能なバッテリユニット１２（バッテリ）と、自動運転用電装機器１００、他の電装機器２００及びバッテリユニット１２に電力を供給可能なオルタネータ１１と、を備え、自動運転用電装機器１００による走行中に、ＡＬＴが故障したときは、バッテリユニット１２から他の電装機器２００への電力供給量を抑制する。ここで、「抑制する」とは、他の電装機器２００から要求される電力供給量よりも小さな電力供給量とすることを表す。
よって、ＡＤで使用する電力を確保することができ、安全性を向上できる。
【００２４】
（２）車両の周辺情報を検出し、検出された周辺情報に基づいて車両停止までに自動運転用電装機器１００が消費する電力を推定し、推定された電力が大きいほど他の電装機器２００への電力供給量を小さくする。
よって、ＡＤの消費電力が小さいときは、他の電装機器２００への電力供給量を確保することができ、搭乗者の快適性を確保できる。
【００２５】
（３）バッテリユニット１２は、車両用の鉛蓄電池である。鉛蓄電池は、現在最も普及しているバッテリであり、汎用性が高く、コストも抑制できる。ただし、鉛蓄電池は、電力消費に伴う電圧降下が大きいが、事前に電力消費量を抑制することで、ＡＤに対する電力供給の安定性を確保できる。
【００２６】
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。実施例１では、自車両の周囲の状況に基づいて電力消費量を推定した。これに対し、実施例２では、避難計画に基づく電力消費量を推定する点が異なる。図８は、実施例２の緊急避難制御処理を表すフローチャートである。このフローは、ＡＤ中にＡＬＴの故障を検知した後に行われる処理である。
ステップＳ１１では、運転者にＡＤの終了を促す。ＡＤが終了すれば、電力消費量が抑制されるからである。
ステップＳ１２では、情報取得装置３５により周囲の走行状況を確認するとともに、自車両が路肩等の安全な場所に停止する避難計画を決定する。このとき、ＡＤにとって避難に必要な電力を推定演算し、決定する。
【００２７】
ステップＳ１３では、現在使用中の電装機器において消費される電力を確認する。
ステップＳ１４では、ＡＤと現在使用中の電装機器の両方で消費される電力が、現状の使用状態を継続しても供給できるか否かを判断し、供給可能と判断したときはステップＳ１５に進み、供給できないと判断したときはステップＳ１６に進む。
ステップＳ１５では、そのままＡＤを継続し、避難計画に基づいて避難する。
ステップＳ１５では、ＡＤを継続し、ＡＤに対して電力供給が可能となるまで、それ以外の電装機器を順次ＯＦＦとし、避難計画に基づいて避難する。他の電装機器２００のうち、ＯＦＦとする具体的な順序としては、オーディオシステム、エアコンシステム、ハザードランプ、ヘッドライト、ワイパーモータの順が挙げられる。
【００２８】
図９から図１３は、自車両の周囲の走行状況に基づく避難計画を表す概略図である。図中、自車両から伸びる太い矢印が、避難経路である。図９に示すように、走行路に自車両しかいない場合は、ゆったりと操舵しつつ、ゆっくりと減速して路肩等に誘導する避難経路を取ることができる。この場合、推定されるＡＤの消費電力は低い。
【００２９】
図１０に示すように、走行路に並走している周囲車両が存在する場合、周囲車両を追い越すために加速し、その後、レーンチェンジを行うため、路肩等に誘導する際に加速、比較的大きな操舵、そして減速する避難経路を取る。また、図１１に示すように、自車両の斜め前方に周囲車両が存在する場合、減速して周囲車両を先行させ、レーンチェンジを行う避難経路を取る。この場合、推定されるＡＤの電力消費量は中程度である。
【００３０】
図１２に示すように、自車両前方に周囲車両が存在し、かつ、ブレーキランプが点灯していることから減速していると考えられる。さらに自車両斜め前方に周囲車両が存在し、かつ、ブレーキランプが点灯していることから減速していると考えられる。この場合は、図１１の場合よりも更に急減速して周囲車両を先行させ、レーンチェンジを行う避難経路を取る。また、図１３に示すように、自車両前方に周囲車両が存在し、かつ、ブレーキランプが点灯していることから減速していると考えられる。さらに自車両に並走する周囲車両が存在すると、レーンチェンジによる前方車両の回避動作を行うことができない。この場合は、図１２の場合よりも更に急減速する必要がある。これらの場合、推定されるＡＤの消費電力は高い。
【００３１】
以上、図９から図１３に示す自車両の避難経路に基づいて推定されるＡＤの電力消費量に基づいて、他の電装品２００のうち、避難中に電力を供給する優先度が低い順に電力供給をＯＦＦとすることで、ＡＤに対する電力供給の安定性を確保できる。よって、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００３２】
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。実施例では、ＥＰＳを備えた構成としたが、ステアバイワイヤシステムを搭載した車両に適用してもよい。また、実施例では、ＡＬＴを備えた車両を例に説明したが、電動機として機能するとともに、発電機としても機能するスタータジェネレータを搭載した車両に適用してもよい。また、実施例では、動力源としてエンジンのみを備えた例を示したが、動力源としてモータを備えたハイブリッド車両に適用してもよい。
【００３３】
また、実施例では、メインバッテリ１２１とサブバッテリ１２２の両方を鉛蓄電池として構成したが、メインバッテリ１２１を鉛蓄電池とし、サブバッテリとして鉛蓄電池以外のバッテリ、例えばリチウムイオン電池や、空気亜鉛電池等の次世代型電池を搭載してもよい。
【図１】
0006551610.tif 000002
【図２】
0006551610.tif 000003
【図３】
0006551610.tif 000004
【図４】
0006551610.tif 000005
【図５】
0006551610.tif 000006
【図６】
0006551610.tif 000007
【図７】
0006551610.tif 000008
【図８】
0006551610.tif 000009
【図９】
0006551610.tif 000010
【図１０】
0006551610.tif 000011
【図１１】
0006551610.tif 000012
【図１２】
0006551610.tif 000013
【図１３】
0006551610.tif 000014