JP2021110574A - Travel route setting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行経路設定装置に関する。 The present invention relates to a traveling route setting device.
従来、電気自動車が備える駆動モータに電力を供給するバッテリ(以下、「駆動用バッテリ」と示す)の効率低下を抑制したり、駆動用バッテリの劣化を抑制したりすることを目的として、駆動用バッテリの発熱を抑制する技術が考案されている。 Conventionally, for driving, for the purpose of suppressing a decrease in efficiency of a battery (hereinafter, referred to as "driving battery") for supplying electric power to a driving motor provided in an electric vehicle, or suppressing deterioration of the driving battery. A technique for suppressing the heat generation of the battery has been devised.
例えば、下記特許文献1には、ナビゲーション装置において、目的地までの案内経路を電気自動車が走行している場合、駆動用バッテリの温度変化を予測し、案内経路の次のノードに到達するまでに駆動用バッテリの温度が最大温度を超えると予測されると、駆動用バッテリの温度が最大温度を超えないように、電気自動車の走行プランを変更する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1 below, in a navigation device, when an electric vehicle is traveling on a guide path to a destination, the temperature change of the drive battery is predicted and before reaching the next node of the guide path. When the temperature of the drive battery is predicted to exceed the maximum temperature, a technique for changing the driving plan of the electric vehicle so that the temperature of the drive battery does not exceed the maximum temperature is disclosed.
しかしながら、実際には、車両の加減速に応じて、駆動用バッテリの温度や駆動モータの発熱量が変化する。それにも関わらず、上記特許文献1の技術は、電気自動車の加減速を考慮せずに駆動用バッテリの温度を予測するため、駆動用バッテリの温度を高精度に予測することができない。 However, in reality, the temperature of the drive battery and the amount of heat generated by the drive motor change according to the acceleration / deceleration of the vehicle. Nevertheless, the technique of Patent Document 1 predicts the temperature of the drive battery without considering the acceleration / deceleration of the electric vehicle, so that the temperature of the drive battery cannot be predicted with high accuracy.
なお、上記特許文献1の技術を応用して、自動運転の走行経路候補における駆動モータの発熱量を予測することも可能である。但し、この場合も、車両の加減速を考慮せずに駆動モータの発熱量を予測することになるため、駆動モータの発熱量予測の精度を高めることができない。 It is also possible to predict the amount of heat generated by the drive motor in the travel path candidate for automatic driving by applying the technique of Patent Document 1. However, also in this case, since the heat generation amount of the drive motor is predicted without considering the acceleration / deceleration of the vehicle, the accuracy of the heat generation amount prediction of the drive motor cannot be improved.
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、自動運転の走行経路候補における駆動モータの発熱量予測の精度を高めることができるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the accuracy of predicting the amount of heat generated by a drive motor in a traveling route candidate for automatic driving in order to solve the above-mentioned problems of the prior art.
本開示の一態様の走行経路設定装置は、車両が備える駆動モータの発熱量に基づいて、車両の自動運転の走行経路を設定する走行経路設定装置であって、自動運転の走行経路候補における各走行区間の目標速度を取得し、当該目標速度を実現するための加減速目標に基づいて、走行経路候補の走行に必要な、駆動モータの制駆動トルクの必要量を算出するトルク算出部と、トルク算出部によって算出された制駆動トルクの必要量に基づいて、駆動モータの発熱量を予測する発熱量予測部とを備える。 The travel route setting device of one aspect of the present disclosure is a travel route setting device that sets a travel route for automatic driving of a vehicle based on the amount of heat generated by a drive motor included in the vehicle, and is a travel route setting device for automatic driving. A torque calculation unit that acquires the target speed of the travel section and calculates the required amount of control drive torque of the drive motor required for traveling of the travel route candidate based on the acceleration / deceleration target for achieving the target speed. It is provided with a calorific value prediction unit that predicts the calorific value of the drive motor based on the required amount of control drive torque calculated by the torque calculation unit.
自動運転の走行経路候補における駆動モータの発熱量予測の精度を高めることができる。 It is possible to improve the accuracy of predicting the calorific value of the drive motor in the travel route candidate for automatic driving.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の自動運転システムについて説明する。 Hereinafter, the automatic driving system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(自動運転システム10のシステム構成)
図1は、実施形態に係る自動運転システム10のシステム構成を示す図である。図1に示す自動運転システム10は、自動運転可能、且つ、駆動モータの発生する駆動トルクによる走行が可能な車両(例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等)に搭載されるシステムである。図1に示すように、自動運転システム10は、センサ群20、自動運転コントローラ30、駆動モータ41、駆動用バッテリ42、電動パワーステアリング43、ブレーキ44、および、走行経路設定装置100を備える。
(System configuration of automatic driving system 10)
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of the
センサ群20は、複数のセンサを備えて構成されており、当該複数のセンサによって、車両に関する車両情報、および、車両周辺に関する車両周辺情報を取得する。センサ群20によって取得される車両情報としては、例えば、車速、駆動モータ41の回転数、駆動モータ41の温度、駆動用バッテリ42の電圧、駆動用バッテリ42の電力残量、駆動用バッテリ42の温度、車両の現在位置等が挙げられる。また、センサ群20によって取得される車両周辺情報としては、例えば、外気温、障害物情報、車間距離、車両周辺画像等が挙げられる。
The
自動運転コントローラ30は、車両の自動運転を制御する。自動運転コントローラ30は、走行プラン生成部31および自動運転制御部32を備える。
The
走行プラン生成部31は、公知の経路探索方法を用いて、ユーザが任意に設定した目的地までの走行経路候補を探索し、当該走行経路候補と、当該走行経路候補における各走行区間の目標速度と、当該目標速度を実現するための加減速目標とを含む走行プランを生成する。この際、走行プラン生成部31は、走行経路候補における各走行区間の勾配、車両が備える駆動用バッテリ42の電力残量等に基づいて、走行プランを生成する。
The travel
自動運転制御部32は、走行プラン生成部31によって生成された走行プランに従って、車両に搭載された各種アクチュエータ(駆動モータ41、駆動用バッテリ42、電動パワーステアリング43、およびブレーキ44等)を制御することにより、目的地まで車両を自動運転させる。
The automatic
例えば、自動運転制御部32は、車両の自動運転走行中、駆動モータ41(具体的には、駆動モータ41に交流電力を供給するインバータ)を制御することにより、駆動モータ41の駆動トルク、車速等を制御する。また、例えば、自動運転制御部32は、車両の自動運転走行中、電動パワーステアリング43を制御することにより、車両の右左折、車線変更等を制御する。また、例えば、自動運転制御部32は、車両の自動運転走行中、ブレーキ44を制御することにより、車両の減速および停止を制御する。また、例えば、自動運転制御部32は、車両の自動運転走行中、駆動用バッテリ42が備える冷却ファンの動作を制御することにより、当該冷却ファンによる駆動用バッテリ42の冷却を制御する。
For example, the automatic
なお、自動運転コントローラ30は、車両の自動運転走行中、センサ群20から各種センサ情報を取得することにより、車両および車両周辺の状態をモニタリングし、車両および車両周辺の状態(例えば、車速、走行車線、車間距離、障害物、信号機、標識等)を、車両の自動運転制御にリアルタイムに反映させる。
The
走行経路設定装置100は、車両の自動運転の走行経路を設定する装置である。図1に示すように、走行経路設定装置100は、走行プラン取得部101、温度取得部102、トルク算出部103、発熱量予測部104、実行可否判定部105、およびリプラン要求部106を備える。
The travel
走行プラン取得部101は、自動運転コントローラ30によって生成された走行プランを、自動運転コントローラ30から取得する。走行プラン取得部101によって取得される走行プランは、目的地までの走行経路候補と、当該走行経路候補における各走行区間の目標速度と、当該目標速度を実現するための加減速目標とを含む。
The travel
温度取得部102は、駆動モータ41の現在の温度を表す温度情報を取得する。例えば、温度取得部102は、駆動モータ41の現在の温度を検出する温度センサから、駆動モータ41の現在の温度を表す温度情報を取得する。
The
トルク算出部103は、走行プラン取得部101によって取得された走行プランに基づいて、当該走行プランの実行(すなわち、走行経路候補の自動運転による走行)に必要な、駆動モータ41の制駆動トルクの必要量を算出する。例えば、トルク算出部103は、走行プランに含まれている走行経路候補における、各走行区間の勾配および距離に基づいて、各走行区間の制駆動トルクを算出する。また、例えば、トルク算出部103は、走行プランに含まれている各走行区間の目標速度を取得し、当該目標速度を実現するための加減速目標に基づいて、各走行区間の制駆動トルクを算出する。そして、トルク算出部103は、各走行区間の勾配および距離に基づく制駆動トルクと、各走行区間の加減速目標に基づく制駆動トルクとに基づいて、走行プランの実行に必要な、駆動モータ41の制駆動トルクの必要量を算出する。
The
発熱量予測部104は、トルク算出部103によって算出された駆動モータ41の制駆動トルクの必要量に基づいて、駆動モータ41に入出力される電流量を算出し、駆動モータ41の発熱量を予測する。そして、発熱量予測部104は、予測された駆動モータ41の発熱量と、温度取得部102によって取得された駆動モータ41の現在の温度とに基づいて、走行プラン取得部101によって取得された走行プランを実行した場合の、車両の自動運転中における駆動モータ41の温度を予測する。
The calorific
例えば、発熱量予測部104は、下記(1)〜(3)に基づいて、車両の自動運転中における駆動モータ41の温度を予測する。
For example, the calorific
(1)トルク算出部103によって算出された制駆動トルクの必要量に基づく、駆動モータ41の発熱量
(2)諸条件(駆動モータ41の冷却性能、外気温、走行風等)に基づく、駆動モータ41の放熱量
(3)温度取得部102によって取得された駆動モータ41の現在の温度
(1) Heat generation amount of the drive motor 41 based on the required amount of control drive torque calculated by the torque calculation unit 103 (2) Drive based on various conditions (cooling performance of the drive motor 41, outside air temperature, running wind, etc.) Heat dissipation of motor 41 (3) Current temperature of drive motor 41 acquired by
したがって、発熱量予測部104によって予測される駆動モータ41の温度は、駆動モータ41の現在の温度を起点として、上記発熱量が上記放熱量を上回る走行区間については、駆動モータ41の温度が上昇し、上記発熱量が上記放熱量を下回る走行区間については、駆動モータ41の温度が下降するものとなる。
Therefore, the temperature of the drive motor 41 predicted by the calorific
実行可否判定部105は、発熱量予測部104によって予測された駆動モータ41の温度に基づいて、走行プラン取得部101によって取得された走行プランの実行可否を判定する。例えば、実行可否判定部105は、発熱量予測部104によって予測された駆動モータ41の温度が、駆動モータ41の保護制御が開始される所定の温度閾値以上の場合、走行プラン取得部101によって取得された走行プランの実行不可と判定する。反対に、実行可否判定部105は、発熱量予測部104によって予測された駆動モータ41の温度が、駆動モータ41の保護制御が開始される所定の温度閾値未満の場合、走行プラン取得部101によって取得された走行プランの実行可能と判定する。
The
リプラン要求部106は、実行可否判定部105によって走行プランの実行不可と判定された場合、自動運転コントローラ30に対して、走行プランのリプランを要求する。
When the
自動運転コントローラ30の走行プラン生成部31は、リプラン要求部106からの要求に応じて、走行プランを再生成する。この際、走行プラン生成部31は、駆動モータ41の発熱量の予測値が低くなるように、走行プランを再生成する。
The travel
例えば、走行プラン生成部31は、走行経路候補に勾配が小さい走行区間を含めたり、走行経路候補に目標速度が低い走行区間を含めたりすることによって、駆動モータ41の制駆動トルクの必要量を低めることにより、駆動モータ41の発熱量の予測値が低くなるように、走行プランを再生成する。
For example, the travel
また、例えば、走行プラン生成部31は、走行経路候補に目標速度が高い走行区間を含めることによって、駆動モータ41に当たる走行風を増やし、駆動モータ41の放熱量を高めることにより、駆動モータ41の発熱量の予測値が低くなるように、走行プランを再生成する。
Further, for example, the traveling
なお、走行経路設定装置100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えて構成されている。上記した走行経路設定装置100の各機能は、例えば、走行経路設定装置100において、ROMに記憶されているプログラムを、CPUが実行することによって実現される。
The traveling
また、走行経路設定装置100の機能の一部または全部は、自動運転コントローラ30に設けられてもよく、車両が備えるその他の装置(例えば、ECU(Electronic Control Unit)等)に設けられてもよい。
Further, a part or all of the functions of the traveling
(走行経路設定装置100による処理の手順)
図2は、実施形態に係る走行経路設定装置100による処理の手順を示すフローチャートである。図2に示す処理は、例えば、自動運転コントローラ30によって走行プランが生成されたタイミングで、走行経路設定装置100によって実行される。
(Procedure of processing by the traveling route setting device 100)
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure by the traveling
まず、走行プラン取得部101が、自動運転コントローラ30によって生成された走行プランを、自動運転コントローラ30から取得する(ステップS201)。
First, the driving
次に、温度取得部102が、駆動モータ41の現在の温度を表す温度情報を取得する(ステップS202)。
Next, the
次に、トルク算出部103が、ステップS201で取得された走行プランに基づいて、当該走行プランの実行に必要な、駆動モータ41の制駆動トルクの必要量を算出する(ステップS203)。
Next, the
次に、発熱量予測部104が、ステップS203で算出された駆動モータ41の制駆動トルクの必要量に基づいて、駆動モータ41の発熱量を予測する(ステップS204)。
Next, the heat generation
次に、発熱量予測部104が、ステップS204で予測された駆動モータ41の発熱量と、ステップS202で取得された駆動モータ41の現在の温度とに基づいて、ステップS201で取得された走行プランを実行した場合の、駆動モータ41の温度を予測する(ステップS205)。
Next, the calorific
次に、実行可否判定部105が、ステップS205で予測された駆動モータ41の温度に基づいて、ステップS201で取得された走行プランの実行可否を判定する(ステップS206)。
Next, the
ステップS206において、走行プランの実行可能と判定された場合(ステップS206:Yes)、走行経路設定装置100は、ステップS201で取得された走行プランによる自動運転制御を、自動運転コントローラ30に継続させる(ステップS208)。そして、走行経路設定装置100は、図2に示す一連の処理を終了する。
When it is determined in step S206 that the travel plan can be executed (step S206: Yes), the travel
一方、ステップS206において、走行プランの実行不可と判定された場合(ステップS206:No)、リプラン要求部106が、自動運転コントローラ30に対して、走行プランのリプランを要求する(ステップS207)。そして、走行経路設定装置100は、図2に示す一連の処理を終了する。
On the other hand, when it is determined in step S206 that the travel plan cannot be executed (step S206: No), the
但し、走行経路設定装置100は、自動運転コントローラ30によって走行プランが再生成された場合、再生成された走行プランの適否を判定するために、図2に示す一連の処理を再度実行する。
However, when the traveling plan is regenerated by the
また、走行経路設定装置100は、車両の自動運転走行中も、車両および車両周辺の状態の変化が走行プランに反映されるように、図2に示す一連の処理を繰り返し実行する。
Further, the traveling
以上説明したように、実施形態に係る走行経路設定装置100は、自動運転の走行経路候補における各走行区間の目標速度を取得し、当該目標速度を実現するための加減速目標に基づいて、前記走行経路候補の走行に必要な、駆動モータ41の制駆動トルクの必要量を算出するトルク算出部103と、トルク算出部103によって算出された制駆動トルクの必要量に基づいて、駆動モータ41の発熱量を予測する発熱量予測部104とを備える。これにより、実施形態に係る走行経路設定装置100は、自動運転の走行経路候補における駆動モータ41の発熱量予測の精度を高めることができる。
As described above, the travel
また、実施形態に係る走行経路設定装置100は、発熱量予測部104によって予測された駆動モータ41の温度が、駆動モータ41の保護制御が開始される所定の温度閾値以上の場合、自動運転コントローラ30に対して、走行プランのリプランを要求するリプラン要求部106をさらに備える。これにより、実施形態に係る走行経路設定装置100は、車両の自動運転中に、駆動モータ41の保護制御が作動して車両の自動運転が中断されてしまわないように、自動運転コントローラ30に走行プランを再生成させることができる。
Further, the traveling
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications or modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
例えば、車両が複数の駆動モータ41を備える場合、走行経路設定装置100は、複数の駆動モータ41の各々の発熱量および温度を予測して、少なくともいずれか一つの駆動モータ41の温度の予測値が、所定の温度閾値以上となる場合、自動運転コントローラ30に対して、走行プランのリプランを要求するようにしてもよい。
For example, when the vehicle includes a plurality of drive motors 41, the travel
また、例えば、走行経路設定装置100は、自動運転コントローラ30に対して、走行プランのリプランを要求する際に、駆動モータ41の温度が所定の温度閾値以上となる走行区間を自動運転コントローラ30に通知することで、この走行区間を回避するような走行プランを、自動運転コントローラ30に再生成させるようにしてもよい。
Further, for example, when the traveling
10 自動運転システム
20 センサ群
30 自動運転コントローラ
31 走行プラン生成部
32 自動運転制御部
41 駆動モータ
42 駆動用バッテリ
43 電動パワーステアリング
44 ブレーキ
100 走行経路設定装置
101 走行プラン取得部
102 温度取得部
103 トルク算出部
104 発熱量予測部
105 実行可否判定部
106 リプラン要求部
10
Claims (1)
前記自動運転の走行経路候補における各走行区間の目標速度を取得し、当該目標速度を実現するための加減速目標に基づいて、前記走行経路候補の走行に必要な、前記駆動モータの制駆動トルクの必要量を算出するトルク算出部と、
前記トルク算出部によって算出された前記制駆動トルクの必要量に基づいて、前記駆動モータの発熱量を予測する発熱量予測部と
を備える走行経路設定装置。 A travel route setting device that sets a travel route for automatic driving of the vehicle based on the amount of heat generated by the drive motor of the vehicle.
The control torque of the drive motor required for traveling of the travel route candidate based on the acceleration / deceleration target for acquiring the target speed of each travel section in the travel route candidate of the automatic driving and realizing the target speed. Torque calculation unit that calculates the required amount of
A traveling route setting device including a calorific value prediction unit that predicts a calorific value of the drive motor based on a required amount of the control drive torque calculated by the torque calculation unit.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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