CN111319441A - 自动驾驶车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动驾驶车辆，其课题为，在具备行驶用蓄电池及燃料罐的结构中，抑制由自动驾驶装置的搭载所导致的车内空间的狭小化，且降低车辆碰撞时的自动驾驶装置的损坏的风险。自动驾驶车辆(10)具备：主蓄电池(行驶用蓄电池)(20)，其被配置于后排座椅(18)的座部(18A)的下方；燃料罐(26)，其前部(26A)被配置于主蓄电池(20)的下方；以及，自动驾驶模块(28)，其使构成自动驾驶装置(30)的多个设备被模块化而构成，且在后排座椅(18)的后方且燃料罐(26)的后部(26B)的上方处被配置于行李空间(16)中。

Description

自动驾驶车辆
技术领域
本发明涉及一种具备自动驾驶装置的自动驾驶车辆。
背景技术
在日本特开2018-511515号公报中，公开了用于车辆的的驾驶辅助系统。该驾驶辅助系统具备：路径决定装置，其决定用于车辆的路径；以及自主驾驶装置(自动驾驶装置)，其在车辆的驾驶时辅助驾驶员。自动驾驶装置被设为，能够从由驾驶员来驾驶车辆的手动驾驶模式向由自动驾驶装置在驾驶员不介入的条件下驾驶车辆的自动驾驶模式进行转换。
发明内容
发明要解決的课题
上述的这种自动驾驶装置被构成为，除了包括控制自动驾驶的自动驾驶控制装置之外，还包括多个辅助设备。这样的自动驾驶装置由于消耗电力较大，因此一般来说被搭载在混合动力车、插电式混合动力车、电动车这样的具备大型行驶用蓄电池的车辆中。在这些车辆中，由于行驶用蓄电池要占用较大的搭载空间，因此在追加搭载自动驾驶装置的构成设备时，车内空间的狭小化会成为问题。特别是，在混合动力车或插电式混合动力车中，除了搭载行驶用蓄电池之外还搭载内燃机用的燃料罐，因此需求在追加搭载自动驾驶装置时的搭载布局方面下功夫。此外，自动驾驶装置需要搭载在车辆碰撞时难以损坏的位置。
本发明考虑上述事实，其目的在于，在具备行驶用蓄电池及燃料罐的构成中，得到一种能够抑制由于自动驾驶装置的搭载而导致的车内空间的狭小化，且能够降低车辆碰撞时自动驾驶装置损坏的风险的自动驾驶车辆。
用于解決课题的手段
技术方案1所述的发明涉及的的自动驾驶车辆具备：行驶用蓄电池，其被配置于后排座椅的座部的下方；燃料罐，其前部被配置于所述行驶用蓄电池的下方；以及自动驾驶模块，其由作为自动驾驶装置的构成设备的多个设备被模块化而构成，且在所述后排座椅的后方、且所述燃料罐的后部的上方处被配置于行李空间中。
根据技术方案1所述的自动驾驶车辆，在后排座椅的座部的下方处配置有行驶用蓄电池，在该行驶用蓄电池的下方配置有燃料罐的前部。此外，在后排座椅的后方、且燃料罐的后部的上方处，使自动驾驶模块被配置在行李空间中。该自动驾驶模块由作为自动驾驶装置的构成设备的多个设备被模块化而构成，因此与所述多个设备被独立地搭载于车内的情况相比，搭载的空间能够缩小。其结果为，能够抑制行李空间即车内空间的狭小化。而且，由于将上述的自动驾驶模块配置在，被搭载(配置)于一般来说在车辆碰撞时难以损坏的位置处的燃料罐的上方，因此能够降低车辆碰撞时自动驾驶装置损坏的风险。
技术方案2所述的发明所涉及的自动驾驶车辆为，在技术方案1中，具备利用相同冷却路径而对所述行驶用蓄电池和所述自动驾驶模块进行冷却的水冷式的冷却装置。
在技术方案2所述的自动驾驶车辆中，通过水冷式的冷却装置而使行驶用蓄电池和自动驾驶模块利用相同的冷却路径而被冷却。由此，能够使得后排座椅的落座乘客的舒适性不会由于被配置在后排座椅的周边的行驶用蓄电池及自动驾驶模块的发热而受损。而且，由于行驶用蓄电池和自动驾驶模块共用冷却装置，因此与在行驶用蓄电池和自动驾驶模块中分别设置各自的冷却装置的结构相比，能够实现搭载空间的省空间化及轻量化。
技术方案3所述的发明所涉及的自动驾驶车辆为，在技术方案1或技术方案2中，所述多个设备中包括：自动驾驶控制装置，其对自动驾驶进行控制；辅助蓄电池，其成为所述自动驾驶装置的辅助电源；以及电压转换装置，其执行将所述自动驾驶装置的电源在所述行驶用蓄电池和所述辅助蓄电池之间进行切换的电源切换控制、以及所述辅助蓄电池的电压转换。
根据技术方案3所述的自动驾驶车辆，在后排座椅的后方处被配置于行李空间中的自动驾驶模块包括：构成自动驾驶装置的主要部分的所述的自动驾驶控制装置、辅助蓄电池及电压转换装置。由此，能够将自动驾驶装置的主要部分紧凑地配置于行李空间中。
技术方案4所述的发明所涉及的自动驾驶车辆为，在技术方案3中，所述多个设备中包括：位置信息获取装置，其通过地图信息及GPS信息来获取自车辆的位置信息；以及驾驶者信息获取装置，其获取表示驾驶者的状态的驾驶者信息。
根据技术方案4所述的自动驾驶车辆，在后排座椅的后方处被配置于行李空间中的自动驾驶模块除了所述的自动驾驶控制装置、辅助蓄电池及电压转换装置之外，还包括位置信息获取装置及驾驶者信息获取装置。由此，能够将包括位置信息获取装置及驾驶者信息获取装置的自动驾驶装置紧凑地配置于行李空间中。
技术方案5所述的发明所涉及的自动驾驶车辆为，在技术方案1至技术方案4的任一项中，所述燃料罐的上下方向的尺寸在所述前部侧相比于所述后部侧而被缩小。在如技术方案5所述的自动驾驶车辆中，在后排座椅的座部的下方配置有行驶用蓄电池，在该行驶用蓄电池的下方配置有燃料罐的前部。该燃料罐的上下方向的尺寸在前部侧相比于后部侧被缩小。由此，在所述的后部侧而确保燃料罐的内容积，且使得在行驶用蓄电池的下方的、上下较窄的空间内容易配置燃料罐的前部。
发明的效果
如以上所说明的那样，根据本发明涉及的自动驾驶车辆，在具备行驶用蓄电池及燃料罐的构成中，能够抑制由于自动驾驶装置的搭载而导致的车内空间的狭小化，并能够降低车辆碰撞时自动驾驶装置的损坏的风险。
附图说明
图1为从车辆左方侧对本发明的实施方式所涉及的自动驾驶车辆的后部进行观察的状态下所表示的局部剖视图。
图2为表示冷却装置的冷却路径的一例的概念图。
图3为表示自动驾驶模块的结构的一例的俯视图。
图4为表示自动驾驶模块的结构的一例的框图。
图5为表示自动驾驶装置的整体结构的一例的框图。
具体实施方式
以下，用图1至图5来对本发明的实施方式所涉及的自动驾驶车辆10进行说明。此外，在各图中适当标记的箭头FR、箭头UP、箭头LH分别表示车辆的前方(行进方向)、上方以及左方。以下设为，在仅用前后、左右、上下的方向来进行说明的情况下，只要没有无特别说明，则表示车辆前后方向的前后、车辆左右方向(车宽方向)的左右、车辆上下方向的上下。
(结构)
如图1及图2所示，本实施方式所涉及的自动驾驶车辆10(以下，仅称为“车辆10”)具备作为行驶用蓄电池的主蓄电池20、燃料罐26、自动驾驶模块28以及水冷式的冷却装置54。该车辆10能够在由驾驶者实施驾驶操作的手动驾驶模式和不需要驾驶者的驾驶操作的自动驾驶模式之间进行切换。此外，该车辆10被设为混合动力车或插电式混合动力车。在该车辆10的未图示的前部处，搭载有具备内燃机及电动机的动力单元。在该车辆10的后部处，除了所述的主蓄电池20、燃料罐26及自动驾驶模块28之外，还配置有后地板面板12、后排座椅18、后轮胎56、消声器58等。
上述的后地板面板12具有形成车厢14的地板部的面板前部12A、和形成行李空间16的地板部的面板后部12B。面板前部12A的前侧部分被设为沿车辆水平方向延伸的水平部12A1，面板前部12A的后侧部分被设为朝向车辆后方侧以上升坡度而倾斜的倾斜部12A2。在该倾斜部12A2的后端上一体地连接有面板后部12B的前端。在上述面板前部12A的上方配置有后排座椅18。该后排座椅18具有座部(坐垫)18A及靠背部(座椅靠背)18B。
主蓄电池20被配置于后排座椅18的座部18A的下方、且面板前部12A的水平部12A1的上方(后地板面板12的上侧)。该主蓄电池20是对所述的动力单元的电机供给电力的车辆驱动用蓄电池，并具备作为外壳的蓄电池壳22、和被收纳于蓄电池壳22的内部的多个电池堆(省略图示)。上述的多个电池堆通过使被层叠的多个电池单元例如被串联电连接而被模块化。各电池单元例如被设为锂离子二次电池。
所述的蓄电池壳22呈以车宽方向为长度方向的长条中空的长方体状，且被配置于面板前部12A的水平部12A1的上方，并经由未图示的托架而被固定于水平部12A1上。用于冷却上述多个电池堆的水套24(除图2以外省略图示)被收纳于该蓄电池壳22的内部。该水套24构成冷却装置54的一部分，例如被配置于所述多个电池堆的下侧或上下两侧。
燃料罐26被配置于后排座椅18的下方、且后地板面板12的下侧。燃料罐26的前部26A的上下方向的尺寸相比于燃料罐26的后部26B而被缩小，且被配置于面板前部12A的水平部12A1的下方(即主蓄电池20的下方)。燃料罐26的后部26B被配置于面板前部12A的倾斜部12A2的下方、且面板后部12B的前端部的下方，与倾斜部12A2对置的面以沿着倾斜部12A2的方式而倾斜。在该燃料罐26的后部26B的上方、且行李空间16的前端部处，配置有自动驾驶模块28。
自动驾驶模块28是作为自动驾驶装置30的构成设备的多个设备被模块化而构成的构件，且如图3所示，成为上述多个设备被收纳于作为外壳的模块壳32的内部的结构。模块壳32呈以车宽方向为长度方向的长条中空的长方体状，且被配置于行李空间16的前端部。该模块壳32经由未图示的托架而被固定于面板后部12B。该模块壳32被形成为小于蓄电池壳22，且被配置于靠近行李空间16的前端部处的车宽方向的一方(在本实施方式中靠近右方)。
被收纳于模块壳32内的所述多个设备包括：作为自动驾驶控制装置的自动驾驶控制ECU34、作为驾驶者信息获取装置的驾驶员监视器ECU36、作为位置信息获取装置的高精度地图信息ECU38、辅助蓄电池40、以及作为电压转换装置的低圧DC/DC转换器42。此外，图3中图示了模块壳32的上盖被拆下的状态。
自动驾驶控制ECU34、高精度地图信息ECU38、驾驶员监视器ECU36及低圧DC/DC转换器42具有沿上下方向呈扁平状的长方体状的外形，辅助蓄电池40具有与所述各ECU34、36、38及转换器42相比上下方向上的尺寸较大的长方体状的外形。辅助蓄电池40被配置于模块壳32内的较长方向一端部处，上述各ECU34、36、38及转换器42相对于辅助蓄电池40而被配置于模块壳32内的长度方向另一端侧。此外，自动驾驶控制ECU34被配置于高精度地图信息ECU38、驾驶员监视器ECU36及低圧DC/DC转换器42的上方。这些ECU34、36、38、转换器42及辅助蓄电池40经由未图示的托架而被固定于模块壳32上。此外，模块壳32内的上述各设备的配置仅仅是一例，能够适当进行变更。
如图4所示，自动驾驶控制ECU34、高精度地图信息ECU38及驾驶员监视器ECU36与低圧DC/DC转换器42电连接。此外，在低圧DC/DC转换器42上，电连接有主蓄电池20及辅助蓄电池40。
自动驾驶控制ECU34为，执行车辆10的自动驾驶的控制或自动驾驶和手动驾驶的切换控制的构件。高精度地图信息ECU38为通过地图信息及GPS信息来获取车辆10(自车辆)的位置信息的构件。驾驶员监视器ECU36为获取表示驾驶者的状态的驾驶者信息的构件。这些ECU34、36、38均由包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)及ROM(Read Only Memory：只读存储器)的微型计算机，将预先存储于ROM的程序展开至RAM并由CPU来执行。高精度地图信息ECU38被构成为，包含形成地图数据库的硬盘或GPS接收器等(均省略图示)。驾驶员监视器ECU36成为，基于来自对驾驶者进行拍摄的车内摄像机或设置于驾驶员座等处的各种传感器(均省略图示)的信息来监视驾驶者的状态的结构。
辅助蓄电池40为，成为包含上述各ECU34、36、38的自动驾驶装置30的辅助电源的构件，其虽然被设为与主蓄电池20基本同样的结构，但与主蓄电池20相比被构成为足够小型。低圧DC/DC转换器42为执行将自动驾驶装置30的电源在主蓄电池20和辅助蓄电池40之间进行切换的电源切换控制、以及辅助蓄电池40的电压转换的构件。
如图5所示，在自动驾驶控制ECU34上连接有驾驶员监视器ECU36及高精度地图信息ECU38，且经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)等的车载网络而连接有外部传感器42、内部传感器44、致动器46、辅助设备48及HMI(Human Machine Interface：人机接口)50。
外部传感器42为对车辆10的周边信息进行检测的装置，其将车外摄像头的摄像信息或雷达的障碍物信息、激光成像检测与测距(LIDER：Laser Imaging Detection andRanging)的障碍物信息等进行检测以作为车辆10的周边信息。内部传感器44为检测车辆10的行驶状态的构件，其包括车速传感器、加速度传感器及横摆率传感器之中的至少一个。致动器46为对车辆10的加速器、制动器、转向等进行驱动的构件。辅助设备48包括车辆10的前照灯、制动灯、方向指示灯、刮水器装置等。HMI50包括用于在车辆10的乘客和自动驾驶装置30之间执行信息的输入输出的接口、显示器、话筒、触摸面板、语音输入装置等。
自动驾驶控制ECU34执行自动驾驶控制处理，该自动驾驶控制处理基于来自驾驶员监视器ECU36、高精度地图信息ECU38、外部传感器42、内部传感器44及HMI50的输出，而对致动器46及辅助设备48的工作进行控制。在该自动驾驶控制处理中，基于车辆10的周边信息和地图信息而生成沿着预先设定的目标路线的行驶计划，并根据所生成的行驶计划而对车辆10的驾驶进行控制，以使车辆10进行自动行驶。
上述结构的自动驾驶模块28以上述方式被配置于行李空间16的前端部处，且被配置于与被设定在车辆10的后端部处的缓冲区域(缓冲区)相比而靠前方侧处。上述的缓冲区域为，在车辆10的后面碰撞时通过在车辆前后方向上压溃而吸收碰撞的能量的区域。在该车辆10中成为如下的结构，即，在例如后面碰撞的速度为88km/h的情况下，碰撞对象的车辆将侵入至在图1中以双点划线VL来表示的位置为止。
在该自动驾驶模块28的模块壳32的内部，收纳有用于对收纳于该内部的所述多个设备进行冷却的水套52(除图2及图3以外省略图示)。该水套52构成冷却装置54的一部分，并被配置于例如所述多个设备的下侧或上下两侧。
如图2所示，冷却装置54具备：水配管56、58，其被连接于主蓄电池20的水套24和自动驾驶模块28的水套52；散热器60及水泵64(在图1中省略图示)，其被配置(连接)于水配管56的中途；以及未图示的水罐，其被连接于所述的水配管56、58中的一方。散热器60例如被配置于后地板面板12的下方、且燃料罐26的后方。在该散热器60中设置有散热器风扇62。由此，该冷却装置54中成为如下的结构，即，通过在相同(共通)的冷却路径中流动的冷却水而对主蓄电池20和自动驾驶模块28进行冷却。此外，图2所示的冷却装置54的结构仅为一例，能够进行适当改变。此外，冷却装置也可以是风冷式。在采用风冷式的情况下，成为例如在蓄电池壳22内及模块壳32内分别设置有冷却用的鼓风机的结构。
(作用及效果)
接下来，对于本实施方式的作用及效果进行说明。
在上述结构的车辆10中，在后排座椅18的座部18A的下方配置有主蓄电池20，且在该主蓄电池20的下方配置有燃料罐26的前部26A。此外，在后排座椅18的后方、且燃料罐26的后部26B的上方处，在行李空间16中配置有自动驾驶模块28。由于该自动驾驶模块28通过作为自动驾驶装置30的构成设备的多个设备被模块化而构成，因此与上述多个设备被独立地搭载于车内的情况相比，能够实现搭载空间的缩小。其结果为，能够抑制行李空间16即车内空间的狭小化。
而且，由于在搭载(配置)于车辆碰撞时难以损坏的位置处的燃料罐26的上方配置有自动驾驶模块28，因此能够降低车辆碰撞时自动驾驶装置30损坏的风险。特别是，在辅助蓄电池40的电池单元为锂离子二次电池的情况下，虽然当由于车辆碰撞时的损坏而导致内部短路发生时，所积蓄的电能会在短时间内被放出，但在本实施方式中，能够有效地保护辅助蓄电池40免受碰撞损坏。
而且，本实施方式中，通过水冷式的冷却装置54，从而利用同一冷却路径来对主蓄电池20和自动驾驶模块28进行冷却。由此，能够使得后排座椅18的落座乘客的舒适性不会由于来自配置于后排座椅18的周边的主蓄电池20及自动驾驶模块28的发热而受损。而且，由于冷却装置54(散热器60、散热器风扇62、水泵64、水罐等)在主蓄电池20和自动驾驶模块间被共用，因此与在主蓄电池20和自动驾驶模块中分别设置冷却装置的结构相比，能够实现搭载空间的省空间化及轻量化。
此外，本实施方式中，在后排座椅18的后方处被配置于行李空间16中的自动驾驶模块28包括：构成自动驾驶装置30的主要部分的自动驾驶控制ECU34、辅助蓄电池40以及低圧DC/DC转换器42。由此，能够使自动驾驶装置30的主要部分紧凑地搭载于行李空间16中。
而且，上述的自动驾驶模块28除了自动驾驶控制ECU34、辅助蓄电池40及低圧DC/DC转换器42之外，还包括高精度地图信息ECU38及驾驶员监视器ECU36。由此，能够将包括高精度地图信息ECU38及驾驶员监视器ECU36的自动驾驶装置30紧凑地搭载于行李空间16中。
此外，本实施方式中，在后排座椅18的座部18A的下方配置有主蓄电池20，且在该主蓄电池20的下方配置有燃料罐26的前部26A。该燃料罐26的上下方向的尺寸在前部26A侧相比于后部26B侧而被缩小。由此，在上述的后部26B侧确保了燃料罐26的内容积的同时，易于将燃料罐26的前部26A配置于主蓄电池20的下方处的上下较窄的空间内。
实施方式的补充说明
虽然在上述实施方式中构成为，在燃料罐26的前部26A的上方配置有主蓄电池20(行驶用蓄电池)，且在燃料罐26的后部26B的上方配置有自动驾驶模块28，但不需要严格地规定燃料罐的前部及后部的位置。即，行驶用蓄电池只需被配置在相对于燃料罐的车辆前方侧的部位(前部)而在车辆俯视观察时至少一部分重叠的位置处即可，自动驾驶模块只需配置在相对于燃料罐的车辆后方侧的部位(后部)在车辆俯视观察时至少一部分重叠的位置处即可。
此外，虽然上述实施方式的燃料罐26被设为上下方向的尺寸在前部26A侧相比于后部26B侧而被缩小的结构，但并不限于此，燃料罐的形状也能够适当改变。
此外，本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种改变而实施。此外，本发明的权利范围当然也不限于上述实施方式。

Claims (10)

1.一种自动驾驶车辆，具备：
行驶用蓄电池，其被配置于后排座椅的座部的下方；
燃料罐，其前部被配置于所述行驶用蓄电池的下方；以及
自动驾驶模块，其由作为自动驾驶装置的构成设备的多个设备被模块化而构成，并且在所述后排座椅的后方且所述燃料罐的后部的上方处被配置于行李空间中。
2.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其中，
具备利用相同的冷却路径而对所述行驶用蓄电池和所述自动驾驶模块进行冷却的水冷式的冷却装置。
3.如权利要求1或权利要求2所述的自动驾驶车辆，其中，
在所述多个设备中包括：
自动驾驶控制装置，其对自动驾驶进行控制；
辅助蓄电池，其成为所述自动驾驶装置的辅助电源；以及
电压转换装置，其执行将所述自动驾驶装置的电源在所述行驶用蓄电池和所述辅助蓄电池之间进行切换的电源切换控制、以及所述辅助蓄电池的电压转换。
4.如权利要求3所述的自动驾驶车辆，其中，
在所述多个设备中包括：
位置信息获取装置，其通过地图信息及GPS信息而获取自车辆的位置信息；以及
驾驶者信息获取装置，其获取表示驾驶者的状态的驾驶者信息。
5.如权利要求1至权利要求4的任一项所述的自动驾驶车辆，其中，
所述燃料罐的上下方向的尺寸在所述前部侧相比于所述后部侧而被缩小。
6.如权利要求5所述的自动驾驶车辆，其中，
所述行驶用蓄电池及所述自动驾驶模块被配置于后地板面板的上侧，所述燃料罐配置于所述后地板面板的下侧，
所述后地板面板具有形成车厢的地板部的面板前部、以及形成所述行李空间的地板部的面板后部，
所述面板前部的前侧部分被设为沿车辆水平方向延伸的水平部，所述面板前部的后侧部分被设为朝向车辆后方侧以上升坡度而倾斜的倾斜部，
所述燃料罐的与所述倾斜部对置的面以沿着所述倾斜部的方式而倾斜。
7.如权利要求3所述的自动驾驶车辆，其中，
所述辅助蓄电池为锂离子二次电池。
8.如权利要求2所述的自动驾驶车辆，其中，
所述冷却装置具备：
被收纳于成为所述行驶用蓄电池的外壳的蓄电池壳内的水套；
被收纳于成为所述自动驾驶模块的外壳的模块壳的内部的水套；
被连接在各个所述水套上的水配管；
被配置于所述水配管的中途处的散热器及水泵；以及
被连接在所述水配管上的未图示的水罐。
9.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其中，
具备对所述自动驾驶模块进行冷却的风冷式的冷却装置。
10.如权利要求1至权利要求9的任一项所述的自动驾驶车辆，其中，
所述自动驾驶车辆为动力单元被搭载于前部的混合动力车或插电式混合动力车，所述动力单元具备内燃机及电动机。
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