JP6990732B2 - 電力供給装置及び車両 - Google Patents
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Description
<A-1.構成>
[A-1-1.走行制御のための構成]
(A-1-1-1.全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る車両10において走行制御を行う構成を示すブロック図である。車両10は、第1走行制御を行う第1走行制御系20と、第2走行制御を行う第2走行制御系22とを有する。第1・第2走行制御は、車両10の加速、減速、操舵及び変速の少なくとも1つを自動で行う(詳細は後述する)。
(A-1-1-2-1.第1走行制御系20の概要)
図1に示すように、第1走行制御系20は、第1センサ群30を有する。第1走行制御系20は、第1走行電子制御装置、すなわち、第1走行ECU32をさらに有する。第1走行制御系20は、第1制御対象部34をさらに有する。第1センサ群30は、第1走行制御に必要なセンサ値を取得する複数の第1群センサ36を有する。
第1群センサ36としては、例えば、現在位置センサと、車両周辺センサと、車体挙動センサと、運転操作センサと、ヒューマン・マシン・インタフェース(以下「HMI」という。)とが含まれる。現在位置センサは、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)等を用いて車両10の現在位置を検出する。現在位置の検出に際しては、図示しないナビゲーションシステムの地図データベースを用いてもよい。
第1制御対象部34は、第1走行ECU32の制御対象を含む部位である。第1制御対象部34は、第1駆動電子制御装置、すなわち、第1駆動ECU50を含む。第1制御対象部34は、第1制動電子制御装置、すなわち、第1制動ECU52をさらに含む。第1制御対象部34は、第1電動パワーステアリング電子制御装置、すなわち、第1EPS ECU54をさらに含む。
第1走行ECU32は、車両10の走行に関する各種制御を実行するコンピュータであり、例えば、中央処理装置(CPU)を含む。第1走行ECU32が実行する制御には第1走行制御(後述)が含まれる。
(A-1-1-3-1.第2走行制御系22の概要)
第2走行制御系22は、第2センサ群80を有する。第2走行制御系22は、第2走行電子制御装置、すなわち、第2走行ECU82をさらに有する。第2走行制御系22は、第2制御対象部84をさらに有する。第2センサ群80は、第2走行制御に必要なセンサ値を取得する複数の第2群センサ86を有する。
第2走行ECU82は、車両10の走行に関する各種制御を実行するコンピュータであり、例えば、中央処理装置(CPU)を含む。第2走行ECU82が実行する制御には第2走行制御(後述)が含まれる。
(A-1-2-1.概要)
図2は、電力供給装置120及びその周辺を簡略的に示す電気回路図である。電力供給装置120は、車両10内に配置されて車両10の各部に電力を供給する。図2に示すように、電力供給装置120は、第1バッテリ150の電力を用いる第1電力系統130と、第2バッテリ220の電力を用いる第2電力系統132とを含む。図2における一点鎖線は、第1電力系統130と第2電力系統132の大まかな境界線を示している。
(A-1-2-2-1.第1電力系統130の概要)
第1電力系統130は、第1バッテリ150に加えて、始動スイッチ(起動スイッチ、操作スイッチ)152を有する。第1電力系統130は、イモビライザ電子制御装置、すなわち、イモビライザECU154をさらに有する。第1電力系統130は、第1スイッチ156をさらに有する。後述する第3スイッチ224の一部及び/又はスイッチ制御回路226の一部も第1電力系統130に含まれるものと位置付けてもよい。
第1バッテリ150(第1電源)は、第1電力系統130内で電力を供給する。第1バッテリ150の電力は、例えば、第1センサ群30(第1群センサ36)、第1走行ECU32及び第1制御対象部34に供給される(図2では、一部が省略されている。)。第1バッテリ150は、低電圧(例えば12V)を出力する。第1バッテリ150は、例えば鉛バッテリである。第1バッテリ150は、図示しない別電源からの電力に基づいて充電することができる。前記別電源としては、例えば図示しないオルタネータである。
始動スイッチ152(以下「SSSW152」ともいう。SSSW:Start/Stop SWitch)は、乗員によって操作され得る。始動スイッチ152は、車両10の始動及び停止を制御するためのものである。始動スイッチ152は、いわゆる押圧スイッチである。始動スイッチ152を押すと、車両10の状態が変化する。
イモビライザECU154は、車両10の盗難防止機能等を有する(詳細は後述する。)。
第1スイッチ156は、第1バッテリ150から第1走行ECU32等への電力供給のオンオフを切り替える。第1スイッチ156は、ノーマルオープン型の電磁リレーであり、コイル200(制御入力部)と接点部202とを有する。コイル200に通電すると、接点部202がオンし、コイル200が通電されていないと、接点部202がオフする。第1スイッチ156は、その他の素子(例えば半導体スイッチ)により構成してもよい。図2及び後述の図5では、第1スイッチ156を「SW1」として示している。
(A-1-2-3-1.第2電力系統132の概要)
第2電力系統132は、第2バッテリ220に加えて、第2スイッチ222と、第3スイッチ224と、スイッチ制御回路226とを有する。
第2バッテリ220は、第2電力系統132内で電力を供給する。第2バッテリ220の電力は、例えば、第2センサ群80(第2群センサ86)、第2走行ECU82及び第2制御対象部84に供給される(図2では、一部が省略されている。)。第2バッテリ220は、第1バッテリ150と同様の電源を用いることができる。
第2スイッチ222は、第2バッテリ220から第2走行ECU82等への電力供給のオンオフを切り替える。第2スイッチ222は、ノーマルオープン型の電磁リレーであり、コイル250(制御入力部)と接点部252(導通部)とを有する。コイル250に通電すると、接点部252がオンし、第2バッテリ220からの電流Ibat2が第2走行ECU82等に供給される。コイル250が通電されていないと、接点部252がオフし、電流Ibat2は、第2走行ECU82等に供給されない。第2スイッチ222は、その他の素子(例えば半導体スイッチ)により構成してもよい。図2及び後述の図5では、第2スイッチ222を「SW2」として示している。
第3スイッチ224は、第2スイッチ222への第1駆動信号S1のオンオフを切り替える。第3スイッチ224は、第1スイッチ156がオンするとオンし、第1スイッチ156がオフするとオフする。換言すると、第1スイッチ156及び第3スイッチ224は、始動スイッチ152に対する操作(乗員による共通操作)によりオンする。
スイッチ制御回路226は、所定条件の成立時に第2スイッチ222のコイル250への第2駆動信号S2を出力する。ここにいう所定条件は、第2バッテリ220からメイン電力線230を介してスイッチ制御回路226のIG端子に電源が供給され、スイッチ制御回路226がスリープ状態から動作状態に移行した場合とすることができる。或いは、所定条件は、エンジン56が作動状態であることを用いることができる。その場合、エンジン56が起動すると第2駆動信号S2の出力を開始し、エンジン56が停止すると第2駆動信号S2の出力を終了する。或いは、所定条件は、第1走行ECU32による第1走行制御の実行中であることを用いてもよい。その場合、第1走行制御を開始すると第2駆動信号S2の出力を開始し、第1走行制御が終了すると第2駆動信号S2の出力を終了する。或いは、所定条件は、第2走行ECU82による第2走行制御の実行中であることを用いてもよい。その場合、第2走行制御を開始すると第2駆動信号S2の出力を開始し、第2走行制御が終了すると第2駆動信号S2の出力を終了する。
[A-2-1.第1走行ECU32]
第1走行ECU32は、第2走行ECU82と連携することで、第1走行制御を実行する。第1走行制御は、車両10の加速、減速、操舵及び変速の少なくとも1つを自動で行う自動運転を行う。ここでの自動運転には、例えば、オートパイロット制御、レーン・キープ・アシスト制御及び自動レーン変更制御を含む。
第2走行ECU82は、第1走行ECU32と連携することで、第1走行制御を実行する一方、第2走行制御を実行する。第2走行制御は、車両10の加速、減速、操舵及び変速の少なくとも1つを自動で行う自動運転を行う。第2走行制御は、第1走行制御のフェールセーフとしての位置付けである。すなわち、第2走行ECU82は、第1走行ECU32又は第1電力系統130に異常が生じたときに第2走行制御を行う。第2走行制御が行う自動運転は、第1走行制御が行う自動運転と同じであってもよく、相違してもよい。図1に示す例においては、第2走行ECU82がエンジン56に接続されていないため、第2走行制御は、第2制動ECU92と第2EPS ECU94とを用いて行われる。この場合、第2走行制御が行う自動運転は、車両10を路側帯に停車させる制御とすることができる。
図2に示すように、イモビライザECU154は、第1バッテリ150と直接(何らのスイッチも介さずに)接続されている。このため、イモビライザECU154は、車両10がオフ状態にあるときも作動することが可能である。
スイッチ制御回路226(端子+B2)は、第2バッテリ220と直接(何らのスイッチも介さずに)接続されている。このため、スイッチ制御回路226は、車両10がオフ状態にあるときも作動することが可能である。但し、スイッチ制御回路226の起動は、第2スイッチ222がオンになり、メイン電力線230を介して第2バッテリ220からの電流Ibat2がスイッチ制御回路226のIG端子に供給された際に行われる。
以上のような本実施形態によれば、第1走行ECU32(第1制御装置)に対しては第1バッテリ150(第1電源)から電力を供給し、第2走行ECU82(第2制御装置)に対しては第2バッテリ220(第2電源)から電力を供給する(図2)。そのため、異なる電源系統(第1電力系統130及び第2電力系統132)を用いて第1走行ECU32及び第2走行ECU82に電力を供給する。従って、一方の電力系統に異常が生じた場合でも、他方の電力系統を用いて第1走行ECU32又は第2走行ECU82による車両10の制御を継続することが可能となる。しかも、本実施形態によれば、始動スイッチ152が第1バッテリ150と第2バッテリ220とに接続されている。始動スイッチ152が操作された際には、第1バッテリ150と第2バッテリ220とのうちの少なくともいずれかから始動スイッチ152に電力が供給され得る。このため、第1バッテリ150と第2バッテリ220とのうちの一方に異常が生じた場合であっても、第1バッテリ150と第2バッテリ220とのうちの他方から始動スイッチ152に電力が供給され得る。このため、第1バッテリ150と第2バッテリ220とのうちの一方に異常が生じた場合であっても、始動スイッチ152が操作された際には、始動スイッチ152に電圧変化が確実に生じ得る。従って、このような構成によれば、始動スイッチ152の操作に基づいて車両10を確実に始動又は停止させ得る。すなわち、このような構成によれば、2つの電力系統を有する構成に電力供給装置120を好適に用いることが可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
[B-1-1.全体構成]
上記実施形態では、第1走行制御系20と第2走行制御系22とを分離して構成した(図1)。しかしながら、例えば、第2走行ECU82のオンオフ制御のために少なくとも第2スイッチ222及び第3スイッチ224を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、第1センサ群30の一部又は全部と第2センサ群80の一部又は全部を共通のものとしてもよい。同様に、第1制御対象部34の一部又は全部と第2制御対象部84の一部又は全部を共通のものとすることも可能である。
上記実施形態では、第1電力系統130用の第1電源として、鉛バッテリである第1バッテリ150を用いた(図2)。しかしながら、例えば、第1電力系統130に電力を供給する観点からすれば、第1バッテリ150に加えて又はこれに代えて、別の電源を用いることができる。そのような別の電源として、例えば、リチウムイオンバッテリ、キャパシタ、オルタネータ等を用いることができる。その場合、必要に応じて電圧変換器を併せて用いてもよい。第2バッテリ220についても同様である。
上記実施形態において、第1スイッチ156は、コイル200と接点部202を有する電磁リレーであった(図2)。しかし、第1電力系統130のコイル290(信号入力部)及び第2電力系統132の接点部292(導通部)を有する第3スイッチ224と、スイッチ制御回路226からの信号線260とを用いて第2走行ECU82をオンオフする観点では、これに限らない。
上記実施形態では、スイッチ制御回路226を第2走行ECU82の一部とした。しかしながら、例えば、第2駆動信号S2を用いて第2スイッチ222を制御する観点からすれば、これに限らず、スイッチ制御回路226を第2走行ECU82とは別体としてもよい。
上記実施形態では、第1走行制御及び第2走行制御は、車両10の加速、減速、操舵及び変速の少なくとも1つを自動で行うものであった。しかし、第1電力系統130のコイル290(信号入力部)及び第2電力系統132の接点部292(導通部)を有する第3スイッチ224と、スイッチ制御回路226からの信号線260とを用いて電力供給のオンオフを制御する観点からは、これに限らない。例えば、第1走行制御又は第2走行制御は、車両10の加速、減速、操舵及び変速の少なくとも1つを自動で行う制御以外の制御としてもよい。
上記実施形態では、図4に示すフローでスイッチ制御回路226を動作させた。しかしながら、例えば、本発明の効果を得られる場合、フローの内容(各ステップの順番)は、これに限らない。例えば、ステップS22とS23の順番を入れ替えることが可能である。
32…第1走行ECU(第1制御装置) 56…エンジン(駆動源)
82…第2走行ECU(第2制御装置)
130…第1電力系統 132…第2電力系統
150…第1バッテリ(第1電源) 152…始動スイッチ
156…第1スイッチ
166…第3分岐電力線(第3スイッチの信号入力部に接続された信号線)
220…第2バッテリ(第2電源) 222…第2スイッチ
224…第3スイッチ
226…スイッチ制御回路(スイッチ制御装置)
270…第1専用信号線 272…第2専用信号線
274…共用信号線
290…第3スイッチのコイル(信号入力部)
D1、D2…ダイオード
S1…第1駆動信号 S2…第2駆動信号
Claims (8)
- 車両を制御する第1制御装置に電力を供給する第1電源と、
前記車両を制御する第2制御装置に電力を供給する第2電源と、
前記第1電源から前記第1制御装置への電力供給のオンオフを切り替える第1スイッチと、
前記第2電源から前記第2制御装置への電力供給のオンオフを切り替える第2スイッチと、
前記第2スイッチへの第1駆動信号のオンオフを切り替える第3スイッチと、
乗員によって操作され得る始動スイッチと、
前記始動スイッチが操作された際の前記始動スイッチの電圧変化に基づいて前記車両を始動又は停止させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第2スイッチへの第2駆動信号を出力し、
前記第1スイッチ及び前記第3スイッチは、前記乗員による前記始動スイッチの操作によりオンし、
前記第2スイッチは、前記第1駆動信号又は前記第2駆動信号の入力に伴ってオンし、前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号の入力がないときにオフし、
前記始動スイッチは、前記第1電源と前記第2電源とに接続されており、
前記始動スイッチが操作された際に、前記第1電源と前記第2電源とのうちの少なくともいずれかから前記始動スイッチに電力が供給される、電力供給装置。 - 請求項1に記載の電力供給装置において、
前記制御部が前記第2駆動信号により前記第2スイッチをオンし続けている状態で、通信の途絶又は指令の送信の停止である異常が前記第1制御装置に発生した場合、前記第2制御装置は、前記第2制御装置による運転支援を実行する、電力供給装置。 - 請求項1又は2に記載の電力供給装置において、
前記制御部は、前記車両の駆動源が始動したことを契機として、又は、前記乗員から前記第1制御装置若しくは前記第2制御装置による運転支援の開始指令があったことを契機として、前記第2駆動信号の出力を開始する、電力供給装置。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の電力供給装置において、
前記第2制御装置は、前記制御部を含み、
前記第2スイッチのオンに伴って前記第2電源から前記第2制御装置に電力が供給された後、前記制御部が前記第2駆動信号により前記第2スイッチをオンし続けている状態で、通信の途絶又は指令の送信の停止である異常が前記第1制御装置に発生した場合、前記第2制御装置は、前記第2制御装置による運転支援を実行する、電力供給装置。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の電力供給装置において、
前記制御部は、前記車両の前記始動スイッチがオフされたとき、又は前記第1制御装置及び前記第2制御装置による運転支援が停止したとき、前記第2駆動信号の出力を停止する、電力供給装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の電力供給装置において、
前記第1制御装置は、前記車両の加速、減速、操舵及び変速の少なくとも1つを自動で行う第1走行制御を実行し、
前記第2制御装置は、前記車両の加速、減速、操舵及び変速の少なくとも1つを自動で行う第2走行制御を実行する、電力供給装置。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の電力供給装置において、
前記第1制御装置も前記第2制御装置も運転支援が可能であり、
前記第1制御装置による運転支援中に、通信の途絶又は指令の送信の停止である異常が前記第1制御装置に発生した場合、前記第2制御装置は、前記第1制御装置による運転支援のフェールセーフとして前記第2制御装置による運転支援を実行する、電力供給装置。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の電力供給装置を有する、車両。
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