JP2018132015A - 自動運転制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<第1実施形態>
はじめに、自動運転制御装置の第1実施形態について説明する。まず、第1実施形態の自動運転制御装置が搭載される車両の概略構成について説明する。
動力システム20は、車両10の動力を統括的に管理する部分である。動力システム20は、エンジン21と、スタータモータ22と、オルタネータ23と、車速センサ24と、エンジンECU(Electronic Control Unit)25とを備えている。
スタータモータ22は、電源システム30のバッテリ31からの電力の供給に基づいてエンジン21をクランキング動作させることにより、エンジン21を始動させる。本実施形態では、スタータモータ22が始動機に相当する。
エンジンECU25は、エンジン21を統括的に制御するエンジン制御を実行する部分である。エンジンECU25は、CPUやROM、RAM等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。CPUは、エンジン制御に関する演算処理を実行する。ROMには、エンジン制御に関する各種プログラムやデータ等が記憶されている。RAMには、CPUの演算結果が一時的に記憶される。
バッテリ31は、充電及び放電の可能なリチウムイオン電池等の二次電池からなる。具体的には、バッテリ31は、オルタネータ23で発電された電力により充電される。また、バッテリ31は、スタータモータ22の他、車両10に搭載される各種車載器32に電力を供給する。
電流センサ33は、バッテリ31の出力電流Ibを検出するとともに、検出されたバッテリ31の出力電流Ibに応じた信号を出力する。電圧センサ34は、バッテリ31の出力電圧Vbを検出するとともに、検出されたバッテリ31の出力電圧Vbに応じた信号を出力する。
道路勾配検出部470は、勾配センサ45の出力信号に基づいて、車両10が現在位置している道路の勾配θを検出する。また、道路勾配検出部470は、車両10が将来走行する道路勾配θfの情報をカーナビゲーション装置60から取得することにより、将来の道路勾配θfを検出する。
自動運転制御部472は、自動運転制御を実行する部分である。具体的には、自動運転制御部472は、操作装置44の出力信号に基づいて、運転者により自動運転の開始操作が行われたことを検出すると、自動運転制御を開始する。本実施形態の自動運転制御部472は、自動運転制御として、エンジン21やトランスミッション等を含む車両10の動力系、電子制御ブレーキシステム461やブレーキ装置等を含む車両10の制動系、及び電動パワーステアリング装置460等を含む車両の操舵系を自動的に制御する。
図3に示されるように、自動運転制御部472は、まず、ステップS10の処理として、自動運転制御を実行しているか否かを判断する。自動運転制御部472は、ステップS10の処理で否定判断した場合には、すなわち自動運転制御を実行していない場合には、一連の処理を一旦終了する。
自動運転制御部472がステップS11で肯定判断した場合、すなわちエンジン21の始動要求がある場合には、余裕度判定部473が、ステップS12の処理として、道路勾配検出部470により検出される現在の道路勾配θが所定範囲内であるか否かを判定する。具体的には、余裕度判定部473は、現在の道路勾配の絶対値|θ|が所定値θth以下であるか否かを判定する。なお、所定値θthは、時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定することができるように予め実験等により求められており、自動運転ECU47のROMに記憶されている。本実施形態における時間的な余裕のある状況とは、登坂路を走行中の車両10において自動運転機器46の動作に支障が生じた場合でも、道路勾配θに起因して車両10が車両後方に向かってほとんど下がることなく自動運転機器46を復帰させることの可能な状況を意味する。あるいは、本実施形態における時間的な余裕のある状況とは、降板路を走行中の車両10において自動運転機器46の動作に支障が生じた場合でも、道路勾配θに起因して車両10が車両前方に向かってほとんど加速することなく自動運転機器46を復帰させることの可能な状況を意味する。
なお、所定時間Taとしては、例えば運転者がエンジン21を始動させずに待つことの可能な時間を感応評価により実験的に得た上で、その得られた時間が用いられる。また、所定時間Taとしては、バッテリ31のSOC値がエンジン21の始動に必要な電気エネルギを維持できる等の要件から実験的に求められた時間が用いられる。
(1)スタータモータ22を駆動させることにより自動運転機器46の動作に一時的な支障が生じた場合でも自動運転機器46が正常な状態に戻るだけの時間的な余裕が存在する状況でエンジン21の始動が許可される。これにより、仮にスタータモータ22の駆動に伴い自動運転機器46の動作に支障をきたした場合でも、支障の生じた自動運転機器46が正常な状態に戻るだけの時間的な余裕があるため、自動運転機器46を適切に復帰させることができる。よって、より的確に自動運転を維持することが可能となる。
(3)自動運転制御部472は、余裕度判定部473の判定結果により時間的な余裕が存在する状況でないと判定した場合には、車速Vを減少させた上でエンジン21の始動を許可する。これにより、仮にスタータモータ22の駆動により自動運転機器46の動作に支障が生じた場合でも、それが車両の走行に相対的に表れ難くなるため、運転者に不安感を与え難くなる。
次に、第1実施形態の自動運転ECU47の第1変形例について説明する。
本変形例の自動運転制御部472は、図3に示されるステップS14の制限始動処理として、図6に示される処理を実行する。すなわち、自動運転制御部472は、まず、ステップS143の処理として、電力供給制限処理を実行する。電力供給制限処理は、一乃至複数の電気負荷への電力供給を制限する処理である。電力供給を制限することの可能な電気負荷としては、例えばエンジン21の始動期間に電力供給を一時的に制限しても自動運転制御に支障のない電気負荷が選択される。このような電力供給の制限対象となる電気負荷には、エアコン装置320やファン装置321、デフォッガ322、触媒用ヒータ323、及びセンサ用ヒータ324等が含まれる。なお、「電力供給の制限」には、電力供給量を通常よりも小さくすること、及び電力供給を遮断することが含まれる。
このような構成によれば、一乃至複数の電気負荷への電力供給が制限されることにより、スタータモータ22を始動させた際に自動運転機器46の動作に支障をきたす可能性の低い状況を意図的に作り出すことができる。よって、エンジン21を始動させる際に、より的確に自動運転機器の動作を確保することが可能となる。
次に、第1実施形態の自動運転ECU47の第2変形例について説明する。
本変形例の自動運転制御部472は、図3に示されるステップS14の制限始動処理として、図7に示される処理を実行する。すなわち、自動運転制御部472は、まず、ステップS146の処理として、自動運転機器46の少なくとも一部の機能を制限する。
次に、第1実施形態の自動運転ECU47の第3変形例について説明する。
本変形例の自動運転制御部472は、図3に示されるステップS12の処理において、図9に示されるマップを用いることにより、道路勾配検出部470により検出される現在の道路勾配θが所定範囲内であるか否かを判定する。図9に示されるマップでは、道路勾配θに対する2つの判定値θth1,θth2と車速Vとの関係、及び車両の登坂能力限界値θmaxと車速Vとの関係が示されている。判定値θth1は、車速Vが零であるときに正の値に設定されるとともに、車速Vが速くなるほど、その値が増加するように設定されている。判定値θth2は、車速Vが零であるときに負の値に設定されるとともに、車速Vが速くなるほど、その値が増加するように設定されている。このマップでは、「θth2≦θ≦min(θth1,θmax)」を満たす範囲、すなわち図中のマップにおいてハッチングが付されている範囲が始動の許可される範囲に設定されている。換言すれば、図9に示されるマップにおいてハッチングが付されている範囲が、ステップS12の処理で肯定判定される範囲として設定されている。
このような構成によれば、図3に示されるステップS12の処理及びステップS13の処理の判定精度を向上させることができる。
次に、自動運転ECU47の第2実施形態について説明する。以下、第2実施形態の自動運転ECU47との相違点を中心に説明する。
図1に破線で示されるように、本実施形態の自動運転ECU47は、横加速度センサ48を更に有している。横加速度センサ48は、車両10の横加速度を検出するとともに、検出された横加速度に応じた信号を自動運転ECU47に出力する。
以上説明した本実施形態の自動運転ECU47によれば、第1実施形態の自動運転ECU47による(2)の作用及び効果に代わり、以下の(4)に示される作用及び効果を得ることができる。
<第3実施形態>
次に、自動運転ECU47の第3実施形態について説明する。以下、第3実施形態の自動運転ECU47との相違点を中心に説明する。
図11に示されるように、本実施形態の自動運転ECU47では、自動運転制御部472がステップS11で肯定判定した場合、すなわちエンジン21の始動要求がある場合には、余裕度判定部473が、ステップS30の処理として、障害物検出部475の検出結果に基づいて、車両10の現在地の周囲に障害物が存在するか否かを判定する。本実施形態における時間的な余裕のある状況とは、走行中の車両10において自動運転機器46の動作に支障が生じた場合でも、障害物に接触することなく自動運転機器46を復帰させることの可能な状況を意味する。
以上説明した本実施形態の自動運転ECU47によれば、第1実施形態の自動運転ECU47による(2)の作用及び効果に代わり、以下の(5)に示される作用及び効果を得ることができる。
<第4実施形態>
次に、自動運転ECU47の第4実施形態について説明する。以下、第3実施形態の自動運転ECU47との相違点を中心に説明する。
以上説明した本実施形態の自動運転ECU47によれば、第3実施形態の自動運転ECU47による(5)の作用及び効果に代わり、以下の(6)に示される作用及び効果を得ることができる。
<第5実施形態>
次に、自動運転ECU47の第5実施形態について説明する。以下、第3実施形態の自動運転ECU47との相違点を中心に説明する。
以上説明した本実施形態の自動運転ECU47によれば、第1実施形態の自動運転ECU47による(5)の作用及び効果に代わり、以下の(7)に示される作用及び効果を得ることができる。
<第6実施形態>
次に、自動運転ECU47の第6実施形態について説明する。以下、第3実施形態の自動運転ECU47との相違点を中心に説明する。
図2に示されるように、自動運転ECU47は、気象状態検出部477を更に有している。気象状態検出部477は、日射センサ51により検出される日射量、外気温センサ52により検出される外気温、及びレインセンサ53により検出される雨滴量のそれぞれと閾値との比較に基づいて、車両10の現在地の気象状態を検出する。また、気象状態検出部477は、クラウド装置70との通信により、車両10が将来走行する地点における気象状態を得ることもできる。
以上説明した本実施形態の自動運転ECU47によれば、第1実施形態の自動運転ECU47による(5)の作用及び効果に代わり、以下の(7)に示される作用及び効果を得ることができる。
<他の実施形態>
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・オルタネータ23は、エンジン21をクランキング動作させることによりエンジン21を始動させることの可能な機能を有するものであってもよい。このようなエンジン始動機能をオルタネータ23が有している場合には、オルタネータ23も始動機に相当する。したがって、各実施形態の実施にあたって、オルタネータ23の駆動に伴うバッテリ31の電圧降下を考慮する必要があることは言うまでもない。
・自動運転ECU47が提供する手段及び/又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えば自動運転ECU47がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により提供することができる。
470:道路勾配検出部
471:車速検出部
472:自動運転制御部
473:余裕度判定部
474:道路曲率検出部
475:障害物検出部
476:運転者判定部
477:気象状態検出部
Claims (13)
- 車両の自動運転制御を実行すべく、前記車両の自動運転機器を制御する自動運転制御部(472)と、
前記車両のエンジンを始動させる始動機を駆動させることにより前記自動運転機器の動作に一時的な支障が生じた場合でも前記自動運転機器が正常な状態に戻るだけの時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定する余裕度判定部(473)と、を備え、
前記自動運転制御部は、前記自動運転制御において前記エンジンを始動させる際に、前記余裕度判定部の判定結果により前記時間的な余裕が存在する状況であると判定されることに基づいて、前記エンジンの始動を許可する
自動運転制御装置。 - 前記車両が走行する道路の勾配を検出する道路勾配検出部(470)を更に備え、
前記余裕度判定部は、前記道路の勾配に基づいて、前記時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定する
請求項1に記載の自動運転制御装置。 - 前記車両が走行する道路の曲率を検出する道路曲率検出部(474)を更に備え、
前記余裕度判定部は、前記道路の曲率に基づいて、前記時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定する
請求項1に記載の自動運転制御装置。 - 前記車両の周囲の障害物の有無を検出する障害物検出部(475)を更に備え、
前記余裕度判定部は、前記車両の周辺の障害物の有無に基づいて、前記時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定する
請求項1に記載の自動運転制御装置。 - 前記車両の走行速度を検出する車速検出部(471)を更に備え、
前記余裕度判定部は、前記車両の走行速度に基づいて、前記時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定する
請求項1に記載の自動運転制御装置。 - 運転者が前記車両を手動操作できる状態であるか否かを判定する運転者判定部(476)を更に備え、
前記余裕度判定部は、前記運転者判定部の判定結果に基づいて、前記時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定する
請求項1に記載の自動運転制御装置。 - 前記車両の周囲の気象状態を検出する気象状態検出部(477)を更に備え、
前記余裕度判定部は、前記気象状態に基づいて、前記時間的な余裕が存在する状況であるか否かを判定する
請求項1に記載の自動運転制御装置。 - 前記自動運転制御部は、前記余裕度判定部の判定結果により前記時間的な余裕が存在する状況でないと判定した場合には、前記車両の走行速度を減少させた上で前記エンジンの始動を許可する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の自動運転制御装置。 - 前記自動運転制御部は、前記余裕度判定部の判定結果により前記時間的な余裕が存在する状況でないと判定した場合には、前記始動機を除く一乃至複数の電気負荷への電力供給制限した上で前記エンジンの始動を許可する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の自動運転制御装置。 - 電力供給の制限対象となる前記電気負荷は、前記エンジンの始動期間に電力供給を一時的に制限した場合でも前記自動運転制御に支障のない電気負荷である
請求項9に記載の自動運転制御装置。 - 前記自動運転制御部は、前記エンジンの始動を許可した後に前記電気負荷への電力供給の制限を解除する
請求項10に記載の自動運転制御装置。 - 前記自動運転制御部は、前記余裕度判定部の判定結果により前記時間的な余裕が存在する状況でないと判定した場合には、前記自動運転機器の少なくとも一部の機能を制限した上で前記エンジンの始動を許可する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の自動運転制御装置。 - 前記自動運転制御部は、前記エンジンの始動を許可した後に前記自動運転機器の機能の制限を解除する
請求項12に記載の自動運転制御装置。
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