JP7355179B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両の自動運転システムに適用される走行制御装置に関する。

電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車といった電動車両が、環境配慮の車両として普及している。電動車両は、二次電池やコンデンサといった蓄電装置を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する。電動車両に搭載される蓄電装置は２つ以上の場合があり、１つの蓄電装置に故障が発生しても他の蓄電装置から電力を供給することが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１１－４１３８６号公報

特許文献１では、電動車両を前提としている。特許文献１では、複数の蓄電装置の故障を検出し、検出された複数の蓄電装置の故障状態に応じて、駆動装置と複数の蓄電装置との間の接続状態を変更することが開示されている。より具体的には、蓄電装置の充放電を監視できない故障が発生した場合に、故障発生時の蓄電装置のＳＯＣに応じて、故障した蓄電装置を用いて走行を継続するものとしている。

特許文献１に記載の制御方法は、自動運転を考慮に入れたものではなく、運転者が運転している電動車両の走行性能を極力確保することを目的としている。従って、電動車両に限らず車両を自動運転するにあたって、自動運転に寄与する電源に故障が発生した場合にどのように対処するかについて、全く新たな解決手法を提供する必要がある。

本開示は、車両の自動運転システムに適用される走行制御装置であって、電源が複数設けられている場合に、電源に異常が発生しても自動運転を極力継続することができる走行制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、車両の自動運転システムに適用される走行制御装置であって、自動運転システムの電源として蓄電装置及び発電装置が合算して少なくとも３つ以上設けられており、それぞれについて正常状態であるか異常状態であるかを検出する状態検出部（１０１）と、状態検出部が電源の少なくとも１つが異常状態にあることを検出した場合に、異常状態にある電源の種類に対応したフェールオペレーションモードを設定するモード設定部（１０２）と、を備える。

本開示では、異常状態にある電源の種類に対応したフェールオペレーションモードを設定するので、電源に異常が発生しても自動運転を極力継続することができる。

本開示によれば、車両の自動運転システムに適用される走行制御装置であって、電源が複数設けられている場合に、電源に異常が発生しても自動運転を極力継続することができる走行制御装置を提供することができる。

図１は、走行制御装置の機能的な構成を説明するためのブロック構成図である。 図２は、走行制御装置が制御対象とする自動運転システムの一例を説明するための図である。 図３は、走行制御装置が制御対象とする自動運転システムの一例を説明するための図である。 図４は、走行制御装置が制御対象とする自動運転システムの一例を説明するための図である。 図５は、走行制御装置が制御対象とする自動運転システムの一例を説明するための図である。 図６は、走行制御装置が制御対象とする自動運転システムの一例を説明するための図である。 図７は、走行制御装置が制御対象とする自動運転システムの一例を説明するための図である。 図８は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図９は、フェールオペフェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。レーションモードを説明するためのフローチャートである。 図１０は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図１１は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図１２は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図１３は、道路内自車位置決定について説明するための図である。 図１４は、道路内自車位置決定について説明するための図である。 図１５は、道路内自車位置決定について説明するための図である。 図１６は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図１７は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図１８は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図１９は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図２０は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図２１は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図２２は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図２３は、フェールオペレーションモードを説明するための図である。 図２４は、フェールオペレーションモードを説明するための図である。 図２５は、フェールオペレーションモードを説明するための図である。 図２６は、フェールオペレーションモードを説明するための図である。 図２７は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図２８は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図２９は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図３０は、フェールオペレーションモードを説明するための図である。 図３１は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図３２は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図３３は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図３４は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図３５は、フェールオペレーションモードを説明するためのフローチャートである。 図３６は、フェールオペレーションモードを説明するための図である。 図３７は、フェールオペレーションモードを説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施形態の走行制御装置は、電動車両に搭載されるＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）であって、電動車両に搭載される他のＥＣＵと情報通信可能なように構成されている。走行制御装置は、ハードウェア的な構成要素として、ＣＰＵといった演算部、ＲＡＭやＲＯＭといった記憶部、データの授受を行うためのインターフェイス部を備えるコンピュータとして構成されている。

続いて、制御装置の機能的な構成要素について説明する。図１に示されるように、走行制御装置１０は、機能的な構成要素として、状態検出部１０１と、モード設定部１０２と、情報提供部１０３と、を備えている。

状態検出部１０１は、前記自動運転システムの電源として蓄電装置及び発電装置が合算して少なくとも３つ以上設けられており、それぞれについて正常状態であるか異常状態であるかを検出する部分である。モード設定部１０２は、状態検出部１０１が電源の少なくとも１つが異常状態にあることを検出した場合に、異常状態にある電源の種類に対応したフェールオペレーションモードを設定する部分である。フェールオペレーションモードとは、自動運転システムに異常が発生した場合に、自動運転を安全に継続するためのモードである。本実施形態では、異常状態にある電源の種類に対応したフェールオペレーションモードを設定するので、電源に異常が発生しても自動運転を極力継続することができる。

引き続いて、フェールオペレーションモード設定の具体的態様について説明する。フェールオペレーションモード設定の一つの態様として、状態検出部１０１が、電源の少なくとも１つが異常状態であり、１つ以上の蓄電装置及び１つ以上の発電装置が正常状態であることを検出した場合に、モード設定部１０２は、正常状態にある蓄電装置のＳＯＣが通常時よりも高くなるように正常状態にある発電装置を駆動させるフェールオペレーションモードを設定する。１つ以上の蓄電装置及び１つ以上の発電装置が正常状態である場合、他の電源に異常が発生していたとしても、自動運転を継続することは可能である。しかしながら、現在正常状態である蓄電装置及び発電装置が異常状態に遷移した場合、電力量不足で安全な自動運転の継続が困難になる恐れも想定される。そこで、蓄電装置のＳＯＣは通常では過充電とならないように一定レベル以下に維持されているところ、そのＳＯＣを通常よりも高い状態に保ちつつ、発電装置の駆動を継続することで、より安全な状態まで自動運転が継続するように電力を確保することができる。

フェールオペレーションモード設定の一つの態様として、状態検出部１０１が、自動運転に必要な機能群の少なくとも１つに電力を供給する正常状態の電源が蓄電装置又は発電装置のいずれかのみになったことを検出した場合に、モード設定部１０２は、正常状態の電源が蓄電装置のみである場合と、正常状態の電源が発電装置のみである場合とで、互いに異なるフェールオペレーションモードを設定する。蓄電装置は、機構的な不具合が発生し難いため電力を継続的に供給できるが、トレードオフとして供給できる電力量に限りがある。発電装置は、燃料を供給する限り電力を継続的に供給できるが、トレードオフとして高い負荷が加わることで発電停止や大きな電圧変動が生じる可能性がある。このような蓄電装置及び発電装置の特性に応じたフェールオペレーションモードを設定することで、自動運転を継続することができる。

フェールオペレーションモード設定の一つの態様として、状態検出部１０１が、自動運転に必要な機能群の少なくとも１つに電力を供給する正常状態の電源が蓄電装置のみになったことを検出した場合に、モード設定部１０２は、正常状態にある蓄電装置のＳＯＣに応じてフェールオペレーションモードを設定する。正常状態の電源が蓄電装置のみとなると、自動運転を継続することは可能であるものの、蓄電装置の蓄電量が無くなると自動運転を継続することが不可能となる。そのため、蓄電装置のＳＯＣに応じてフェールオペレーションモードを設定することで、自動運転を継続できる範囲内で適切な対応を施すことができる。

蓄電装置のＳＯＣに応じてフェールオペレーションモードを設定する一つの態様として、モード設定部１０２は、正常状態にある蓄電装置のＳＯＣが周囲の車両の状態から計画される車線変更に必要な電力量よりも大きい状態であって車線変更可能な状態であれば、車両を路肩寄りの車線に移動させる一方で、正常状態にある蓄電装置のＳＯＣが車線変更に必要な電力量よりも小さい状態であって車線変更不可能な状態であれば、車両をレーンキープさせる。この態様では、正常状態にある蓄電装置のＳＯＣが車線変更可能な状態であれば、車両を路肩寄りの車線に移動させるので、更に異常が発生した場合により安全な場所に車両を導くことができる。安全な場所の優先順位としては、安全な方から順に、停車帯、路肩、路肩寄りの車線、追い越し車線である。車両を路肩寄りの車線に移動させることで、安全な場所までの距離を短くすることができるので、安全を担保した磁土運転を継続することができる。

蓄電装置のＳＯＣに応じてフェールオペレーションモードを設定する一つの態様として、モード設定部１０２は、車両に搭載されているエンジンの始動を抑制する。正常状態の電源が蓄電装置のみとなるので、エンジンを始動しても発電装置による発電を行うことができない。一方、エンジンの始動には電力を消費するため、エンジンの始動を抑制することで、無駄な電力消費を抑制することができる。エンジンの始動を抑制する一つの態様としては、エンジンの始動を禁止することが挙げられる。エンジンの始動を抑制する別の態様としては、発電目的でのエンジン始動を禁止することが挙げられる。プラグインハイブリッド車両のように蓄電装置の容量が大きい場合は、エンジンの始動による電力消費を抑制するよりは、駆動力や暖房等のように発電目的以外でのエンジン始動を許可することで、安全な場所への移動や、視界・利便性を確保することができる。

蓄電装置のＳＯＣに応じてフェールオペレーションモードを設定する一つの態様として、モード設定部１０２は、自動運転による退避走行に不要な負荷への電力供給を停止する。エアコンやオーディオといった自動運転による退避走行に不要な負荷への電力供給を停止することで、自動運転による退避走行の走行距離を伸ばすことができる。

蓄電装置のＳＯＣに応じてフェールオペレーションモードを設定する一つの態様として、モード設定部１０２は、正常状態にある蓄電装置が１つのみ、又は正常状態にある蓄電装置のＳＯＣ合算量が所定量より少なくなった場合に、正常状態にある蓄電装置のＳＯＣから推定して移動可能であって安全が確保された場所に車両を停止させる。正常状態にある蓄電装置が１つのみとなると、冗長性が失われ、その蓄電装置が異常状態に遷移すると自動運転の継続ができなくなる。又、正常状態にある複数の蓄電装置のＳＯＣ合算量が自動運転の継続が不可能なほど低下すると、冗長性があっても自動運転ができなくなる。一方、蓄電装置は機構的な不具合が発生し難いため電力を継続的に供給できるので、一定条件下では自動運転を継続した方が好ましい。そこでこの態様では、正常状態にある蓄電装置のＳＯＣから推定して移動可能であって安全が確保された場所に車両を停止させるまでの自動運転を許容する、又は安全が確保された場所に車両を停止できるＳＯＣを保持できなくなる前に停車させる処置をする閾値を設けることで、より安全な場所に車両を導くことができる。

フェールオペレーションモード設定の一つの態様として、状態検出部１０１が、自動運転に必要な機能群の少なくとも１つに電力を供給する正常状態の電源が発電装置のみになったことを検出した場合に、モード設定部１０２は、発電装置による発電を継続させつつ、車速を制限するか又は電気負荷の高い装置の作動を制限する。個別のコンポーネントに電力を供給するバックアップの蓄電装置を除き、自動運転に必要な機能群に電力を供給する全ての蓄電装置が異常状態となり、正常状態の電源が発電装置のみになった場合、自動運転は継続できるが、高い負荷が加わることで発電停止や大きな電圧変動が生じる可能性がある。そこで、車速を制限するか又は電気負荷の高い装置の作動を制限することで、電圧降下や発電停止といった事態に陥ることを抑制し、自動運転を継続することができる。

正常状態の電源が発電装置のみになった場合のフェールオペレーションモード設定の一つの態様として、状態検出部１０１が、自動運転に必要な機能の少なくとも１つに電力を供給する正常状態の電源が発電装置のみになったことを検出した場合に、モード設定部１０２は、発電装置による発電を継続させつつ、操舵角速度を制限するか、制動力を出力するための負荷発生が重ならないようにする。又、他の高負荷発生とも重ならないようにする。操舵や制動はモータ作動による負荷が高くなる可能性があるので、操舵や制動を制限することで、発電停止といった自体に陥ることを抑制し、自動運転を継続することができる。

フェールオペレーションモード設定の一つの態様として、状態検出部１０１及びモード設定部１０２は、自動運転開始時にそれぞれ所定の処理を実行する。手動運転中に電源異常が生じたとしても、自動運転開始時に上記説明した処理を実行することで、運転者がパニックに陥ったとしても円滑に自動運転に移行することができる。

情報提供部１０３は、状態検出部１０１が異常状態を検出した場合に、異常状態に応じた情報を提供する部分である。具体的には、異常が発生しても継続走行可能であれば、修理対応可能なディーラー等の店舗に関する情報を提供する。継続走行が難しく停車する場合は、レッカーサービスに関する情報を提供する。

続いて、図２、図３、図４を参照しながら、走行制御装置１０が制御対象とする自動運転システムにおける動力系構成の一例を説明する。図２、図３、図４は、自動運転システムに用いられる電源及び負荷の動力系構成例を説明するための図である。

図２に示される動力系構成２０は、蓄電装置２０１と、負荷２０２と、オルタネータ２０３と、スタータモータ２０４と、蓄電装置２０５と、を備えている。動力系構成２０は更に、電圧計２０６と、電流計２０７と、電流計２０８と、を備えている。動力系構成２０は、図示しないエンジンで駆動する車両に適用される。

図３に示される動力系構成２２は、蓄電装置２２１と、負荷２２２と、キャパシタ２２３と、蓄電装置２２４と、を備えている。動力系構成２２は更に、電圧計２２５と、電流計２２６と、電流計２２７と、を備えている。動力系構成２２は、図示しないモータで駆動する電動車両に適用される。

図４に示される動力系構成２４は、互いにＤＣ／ＤＣコンバータ２４４で繋がれた低圧側回路及び高圧側回路を含んでいる。低圧側回路は、蓄電装置２４１と、負荷２４２と、キャパシタ２４３と、電圧計２５４と、電流計２５５と、を備えている。高圧側回路は、蓄電装置２４５と、負荷２４６と、キャパシタ２４７と、インバータ２４８と、インバータ２４９と、電流計２５６と、電圧計２５７と、を備えている。

インバータ２４８には、発電装置であるモータジェネレータ２５０が繋がれている。モータジェネレータ２５０は、発電及び力行に用いられる。インバータ２４９には、モータジェネレータ２５１が繋がれている。モータジェネレータ２５１は、力行及び回生に用いられる。モータジェネレータ２５０及びモータジェネレータ２５１は、遊星歯車２５２を介してエンジン２５３と繋がれている。動力系構成２４は、ハイブリッド車両に適用される。

続いて、図５、図６、図７を参照しながら、走行制御装置１０が制御対象とるす、自動運転システムの一例を説明する。図５、図６、図７は、自動運転システムにおける電力供給において、複数の蓄電装置全てが異常であると判断する場合を説明するための図である。

図５に示される自動運転システム３０は、認知機能群３０１と、判断機能群３０２と、操作機能群３０３と、発電装置３０４と、蓄電装置３０５と、を備えている。認知機能群３０１、判断機能群３０２、及び操作機能群３０３は、自動運転に必要な機能群を構成している。

認知機能群３０１には、カメラ装置、ミリ波装置、ＬＩＤＡＲ装置、ソナー装置等が含まれる。認知機能群３０１が認知した情報は、判断機能群３０２に出力される。判断機能群３０２には、各種ＥＣＵが含まれる。判断機能群３０２によって判断された情報は、操作機能群３０３に出力される。操作機能群３０３には、電動ブレーキ装置、電動ステアリング装置、エンジン関係装置が含まれる。

認知機能群３０１、判断機能群３０２、及び操作機能群３０３には、複数の発電装置３０４及び複数の蓄電装置３０５から電力が供給されている。複数の蓄電装置３０５が全て異常状態となると、状態検出部１０１は、全ての蓄電装置が異常状態になったものと判断する。

図６に示される自動運転システム３２は、認知機能群３２１，３２２と、判断機能群３２３と、操作機能群３２４と、発電装置３２５と、蓄電装置３２６，３２７と、を備えている。認知機能群３２１，３２２、判断機能群３２３、及び操作機能群３２４は、自動運転に必要な機能群を構成している。

認知機能群３２１は、カメラ装置を含んでいる。認知機能群３２２には、ミリ波装置、ＬＩＤＡＲ装置、ソナー装置等が含まれる。認知機能群３２１，３２２が認知した情報は、判断機能群３２３に出力される。判断機能群３２３には、各種ＥＣＵが含まれる。判断機能群３２３によって判断された情報は、操作機能群３２４に出力される。操作機能群３２４には、電動ブレーキ装置、電動ステアリング装置、エンジン関係装置が含まれる。

認知機能群３２１，３２２、判断機能群３２３、及び操作機能群３２４には、複数の発電装置３２５及び複数の蓄電装置３２６から電力が供給されている。認知機能群３２１には、蓄電装置３２７からも電力が供給されている。蓄電装置３２７は、認知機能群３２１にのみ電力を供給するものであり、他の機能群には電力を供給することができない。この場合、複数の蓄電装置３２６が全て異常状態となると、状態検出部１０１は、全ての蓄電装置が異常状態になったものと判断する。

図７に示される自動運転システム３４は、認知機能群３４１と、判断機能群３４２と、操作機能群３４３と、発電装置３４４と、蓄電装置３４５と、発電装置３４６と、蓄電装置３４７と、を備えている。認知機能群３４１、判断機能群３４２、及び操作機能群３４３は、自動運転に必要な機能群を構成しており、図５を参照しながら説明した認知機能群３０１、判断機能群３０２、及び操作機能群３０３と機能的には同等であるので、個別の説明を省略する。

認知機能群３４１には、複数の発電装置３４４及び複数の蓄電装置３４５から電力が供給されている。判断機能群３４２及び操作機能群３４３には、複数の発電装置３４６及び複数の蓄電装置３４７から電力が供給されている。複数の発電装置３４４及び複数の蓄電装置３４５からの電力供給系統と、複数の発電装置３４６及び複数の蓄電装置３４７からの電力供給系統とは分かれており、それぞれが分担する機能群にのみ電力を供給している。この場合に、複数の蓄電装置３４５が全て異常状態となると、状態検出部１０１は、全ての蓄電装置が異常状態になったものと判断する。複数の蓄電装置３４７が正常状態であっても、認知機能群３４１には電力供給ができないため、認知機能群３４１は複数の発電装置３４４のみから電力供給を受けることになるためである。

続いて、図８を参照しながら、走行制御装置１０の制御処理について説明する。ステップＳ１０１では、状態検出部１０１が、電源の異常を検出する。ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２では、情報提供部１０３が、電源の異常を知らせるためミルを点灯する。

ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、状態検出部１０１が、電源の少なくとも１つが異常状態であり、１つ以上の蓄電装置及び１つ以上の発電装置が正常状態であるか否かを判断する。１つ以上の蓄電装置及び１つ以上の発電装置が正常状態であれば、ステップＳ１０４の処理に進む。１つ以上の蓄電装置及び１つ以上の発電装置が正常状態でなければ、ステップＳ１０５の処理に進む。

ステップＳ１０４では、蓄電・発電処理を実行する。ステップＳ１０４の蓄電・発電処理について、図９を参照しながら説明する。

ステップＳ１２１では、モード設定部１０２が、エンジンを始動状態とする。ステップＳ１２１に続くステップＳ１２２では、モード設定部１０２が、エンジンの停止を禁止する。

ステップＳ１２２に続くステップＳ１２３では、状態検出部１０１が、目標ＳＯＣを上昇させる。ステップＳ１２３に続くステップＳ１２４では、状態検出部１０１が、ＳＯＣを検出する。

ステップＳ１２４に続くステップＳ１２５では、状態検出部１０１が、目標ＳＯＣよりも検出ＳＯＣが下回っているか判断する。目標ＳＯＣよりも検出ＳＯＣが下回っていれば、ステップＳ１２６の処理に進む。目標ＳＯＣよりも検出ＳＯＣが下回っていなければ、処理を終了し図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ１２６では、モード設定部１０２が、発電装置を駆動して発電を行い、蓄電装置のＳＯＣを上昇させる。ステップＳ１２６の処理終了後、図８のフローチャートに戻る。

図８において、ステップＳ１０５では、状態検出部１０１が、正常電源が蓄電装置のみであるか否かを判断する。正常電源が蓄電装置のみであれば、ステップＳ１０６の処理に進む。正常電源が蓄電装置のみでなければ、ステップＳ１０９の処理に進む。

ステップＳ１０６では、状態検出部１０１が、２つ以上の蓄電装置が異常状態であるか否かを判断する。２つ以上の蓄電装置が異常状態であれば、ステップＳ１０７の処理に進む。２つ以上の蓄電装置が異常状態でなければ、ステップＳ１０８の処理に進む。

ステップＳ１０７では、多重異常蓄電処理を実行する。ステップＳ１０７の多重異常蓄電処理について、図１０を参照しながら説明する。多重異常蓄電処理を実行する状況では、発電装置が全て異常状態であり、蓄電装置は正常状態であるものも存在するものの、異常状態の蓄電装置が複数存在する。従って、正常状態の蓄電装置を有効に使った退避走行を行うことになる。

図１０のステップＳ１４１では、状態検出部１０１が、周囲状況を取得する。ステップＳ１４１に続くステップＳ１４２では、状態検出部１０１が正常状態にある蓄電装置のＳＯＣを検出する。ステップＳ１４２に続くステップＳ１４３では、モード設定部１０２が、検出ＳＯＣで移動可能な範囲で安全な位置に目的地を修正する。ステップＳ１４３の処理終了後、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ１０８では、蓄電処理を実行する。ステップＳ１０８の蓄電処理について、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９を参照しながら説明する。

図１１のステップＳ１６１では、状態検出部１０１が、周囲状況を取得する。ステップＳ１６１に続くステップＳ１６２では、路線状況取得処理を実行する。ステップＳ１６２の路線状況取得処理について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１３は、路線状況取得処理を実行するために必要な機能的構成要素を説明する図である。図１３に示されるように、走行制御装置１０が搭載されている車両には受信装置１３１及びナビゲーションシステム１３２が搭載されている。

図１２のステップＳ１８１では、受信装置１３１が衛星１３３から送信される電波を受信する。ステップＳ１８１に続くステップＳ１８２では、受信装置１３１が現在の場所を決定する。ステップＳ１８２に続くステップＳ１８３では、ナビゲーションシステム１３２が、地図情報を取得する。地図情報には、車線の位置情報、車線の用途情報が含まれる。ステップＳ１８３に続くステップＳ１８４では、道路内の自車位置を決定する。ステップＳ１８４の処理が終了すると、図１１のフローチャートに戻る。

路線状況取得処理は、図１２及び図１３を参照しながら説明した態様に限られるものではない。図１４に示されるように、車両に搭載されるカメラ１４１で、「バスレーン」といった車線用途情報１４３を取得したり、標識１４２の情報を検出したりすることができる。この場合も、道路内の自車位置を決定することができる。また、図１５に示されるように、道路に埋め込まれた情報送信装置１５２から送信される道路情報を、車両に搭載される受信装置１５１によって受信し、道路内の自車位置を決定することも可能である。

図１１のステップＳ１６３では、モード設定部１０２が、路肩側の車線にいるか否かを判断する。路肩側の車線にいれば処理を終了し、図８のフローチャートに戻る。路肩側の車線にいなければステップＳ１６４の処理に進む。

ステップＳ１６４では、モード設定部１０２が、車線変更可否判断処理を実行する。ステップＳ１６４の車線変更可否判断処理について、図１６を参照しながら説明する。

図１６のステップＳ２０１では、路線情報取得処理を実行する。路線情報取得処理は、図１２から図１５を参照しながら説明したものと同様の処理であるのでその説明を省略する。

ステップＳ２０１に続くステップＳ２０２では、周囲の車両情報を取得する。車内のカメラ、ソナー、ミリ波センサ、ＬＩＤＡＲ等、車外の情報、車外のインフラからの他車両の情報等から、全周囲の車両の位置を認識する。

ステップＳ２０２に続くステップＳ２０３では、状態検出部１０１が正常な蓄電装置のＳＯＣを取得する。ステップＳ２０３に続くステップＳ２０４では、モード設定部１０２が、路線変更の計画を決定する。ステップＳ２０４に続くステップＳ２０５では、モード設定部１０２が、計画実行に必要な電力量を算出する。この場合、エンジンの始動を禁止する場合は、駆動力が足りるか否かも算出する。

ステップＳ２０５に続くステップＳ２０６では、モード設定部１０２が、計画実行に必要な電力量が検出したＳＯＣ未満であるか否かを判断する。計画実行に必要な電力量が検出したＳＯＣ未満であれば、ステップＳ２０７の処理に進む。計画実行に必要な電力量が検出したＳＯＣ未満でなければ、ステップＳ２０８の処理に進む。

ステップＳ２０７では、車線変更可能と決定し、図１１のフローチャートに戻る。ステップＳ２０８では、車線変更不可と決定し、図１１のフローチャートに戻る。

図１１のステップＳ１６５では、車線変更可能か否かを判断する。車線変更可能であれば、ステップＳ１６６の処理に進む。車線変更不可であれば処理を終了し、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ１６６では、モード設定部１０２が、路肩側に車線変更を行い、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ１０８の蓄電処理の別例について、図１７を参照しながら説明する。ステップＳ２２１では、モード設定部１０２がエンジンの始動を禁止する。ステップＳ２２１の処理が終了すると図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ１０８の蓄電処理の別例について、図１８を参照しながら説明する。ステップＳ２４１では、エンジン始動要求を取得する。ステップＳ２４２では、エンジン始動要求がＳＯＣ増加を目的とするものか否かを判断する。エンジン始動要求がＳＯＣ増加を目的とするものであれば、ステップＳ２４３の処理に進む。エンジン始動要求がＳＯＣ増加を目的とするものでなければ、ステップＳ２４４の処理に進む。

ステップＳ２４３では、エンジンの始動を禁止し、図８のフローチャートに戻る。ステップＳ２４４では、エンジンを始動し、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ１０８の蓄電処理の別例について、図１９を参照しながら説明する。ステップＳ２６１では、エンジン始動禁止処理を実行する。エンジン始動禁止処理としては、図１７を参照しながら説明した処理又は図１８を参照しながら説明した処理が行われる。

ステップＳ２６１に続くステップＳ２６２では、車線変更処理を実行する。車線変更処理として、図１１を参照しながら説明した処理が行われる。ステップＳ２６２の処理が終了すると、図８のフローチャートに戻る。

図８において、ステップＳ１０９では、状態検出部１０１が、正常電源が発電装置のみであるか否かを判断する。正常電源が発電装置のみであれば、ステップＳ１１０の処理に進む。正常電源が発電装置のみでなければ、ステップＳ１１３の処理に進む。

ステップＳ１１０では、状態検出部１０１が、２つ以上の発電装置が異常状態であるか否かを判断する。２つ以上の発電装置が異常状態であれば、ステップＳ１１１の処理に進む。２つ以上の発電装置が異常状態でなければ、ステップＳ１１２の処理に進む。

ステップＳ１１１では、多重異常発電処理を実行する。ステップＳ１１１の多重異常発電処理について、図２０、図２１、図２２を参照しながら説明する。多重異常発電処理を実行する状況では、蓄電装置が全て異常状態であり、発電装置は正常状態であるものも存在するものの、異常状態の発電装置が複数存在する。従って、正常状態の発電装置を有効に使った退避走行を行うことになる。

図２０のステップＳ２８１では、目的地を修正し、停車場所を決定する。ステップＳ２８１に続くステップＳ２８２では、停車場所に停車するため、操舵角速度及び制動力を決定する。所定の時間で所定の操舵角を動かすことを決めればよいので、操舵角速度に代えて操舵角を設定してもよい。

ステップＳ２８２に続くステップＳ２８３では、制動圧の情報を取得する。制動圧とは、ブレーキの制動力を作るために必要な油圧又は負圧である。制動力に対する制動圧は、例えば図２３に例示されるようなマップに基づいて算出する。

ステップＳ２８３に続くステップＳ２８４では、電源電圧を取得する。ステップＳ２８４に続くステップＳ２８５では、マップに基づいて算出した制動圧よりも、計測された制動圧が下回っているか判断する。マップに基づいて算出した制動圧よりも、計測された制動圧が下回っていれば、ステップＳ２８６の処理に進む。マップに基づいて算出した制動圧よりも、計測された制動圧が下回っていなければ、図２１のステップＳ２９１の処理に進む。

ステップＳ２８６では、操舵後電圧推定値が閾値１を下回っているか判断する。操舵後電圧推定値は、図２４に例示されるようなマップに基づいて操舵角速度と電圧降下幅との関係から求められる電圧降下幅Δ∨と、ステップＳ２８４において取得した電源電圧との差分から算出される。閾値１は、自動運転に必要な機能が停止又は瞬停する電圧として設定される（図２５参照）。自動運転に必要な機能とは、操舵等の機能である。操舵後電圧推定値が閾値１を下回っていれば、ステップＳ２８７の処理に進む。操舵後電圧推定値が閾値１を下回っていなければ、図２２のステップＳ３０１の処理に進む。

ステップＳ２８７では、操舵角速度を制限する。操舵角速度に基づいて算出される操舵後電圧推定値が、閾値１を下回らないように操舵角速度を制限する。ステップＳ２８７に続くステップＳ２８８では、制動圧の増加を禁止する。

図２１のステップＳ２９１では、制動圧の増加を許可する。これは、図２０のステップＳ２８５において、マップに基づいて算出した制動圧よりも、計測された制動圧が下回っていると判断されたため、制動圧の確保を優先させるためである。

ステップＳ２９１に続くステップＳ２９２では、閾値２を算出する。図２５に示されるように、閾値２は、閾値１に制動圧増加時の電圧降下幅Δ∨ｐを加えたものである。

ステップＳ２９２に続くステップＳ２９３では、操舵後電圧推定値が閾値２を下回っているか判断する。操舵後電圧推定値が閾値２を下回っていれば、ステップＳ２９４の処理に進む。操舵後電圧推定値が閾値２を下回っていなければ、処理を終了し、図２０のステップＳ２８９の処理に進む。

ステップＳ２９４では、操舵角速度を制限する。操舵角速度に基づいて算出される操舵後電圧推定値が、閾値２を下回らないように操舵角速度を制限する。ステップＳ２９４の処理が終了すると、図２０のステップＳ２８９の処理に進む。

図２２のステップＳ３０１では、制動圧が閾値３を上回っているか判断する。閾値３は、図２６に示されるように、圧力を回復させるためポンプを作動させる圧力である。図２６における目標圧力は、正常時に構えておく圧力である。制動圧が閾値３を上回っていれば、処理を終了し、図２０のステップＳ２８９の処理に進む。制動圧が閾値３を上回っていなければ、ステップＳ３０２の処理に進む。

ステップＳ３０２では、閾値２を算出する。閾値２の算出は、図２１のステップＳ２９２と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ３０２に続くステップＳ３０３では、操舵後電圧推定値が閾値２を下回っているか判断する。操舵後電圧推定値が閾値２を下回っていれば、ステップＳ３０４の処理に進む。操舵後電圧推定値が閾値２を下回っていなければ、ステップＳ３０５の処理に進む。

ステップＳ３０４では、制動圧の増加を禁止する。ステップＳ３０５では、制動圧の増加を許可する。ステップＳ３０４及びステップＳ３０５の処理が終了すると、図２０のステップＳ２８９の処理に進む。

図２０のステップＳ２８９では、操舵及び制動以外の残余の負荷作動開始を禁止する。尚、必ずしも操舵及び制動以外の負荷全ての作動開始を禁止しなくてもよい場合もある。例えば、機能停止を起こす可能性のある高負荷な、デフォッガやＨＩＤランプといったもののみの作動開始を禁止してもよい。また、操舵及び制動後の電圧から高負荷作動時の電圧降下幅を差し引いた値が閾値１を上回っていれば、操舵及び制動以外の残余の負荷の作動開始を禁止しなくてもよい。ステップＳ２８９の処理が終了すると、図８のフローチャートに戻る。

続いて、ステップＳ１１１の多重異常発電処理の別例について、図２７、図２８、図２９を参照しながら説明する。ステップＳ３２１では、操舵フラグがＯＮになっているか判断する。操舵フラグがＯＮになっていれば、ステップＳ３２２の処理に進む。操舵フラグがＯＮになっていなければ、ステップＳ３２７の処理に進む。

ステップＳ３２２では、制動圧の回復を禁止する。ステップＳ３２２に続くステップＳ３２３では、高負荷の作動を禁止する。

ステップＳ３２３に続くステップＳ３２４では、カウントＡが閾値Ａを上回っているか判断する。カウントＡは、操舵の作動タイミングを測るためのカウントである。閾値Ａは、操舵作動直後の瞬間的な電圧降下が収まるまでの時間を表すものである。カウントＡが閾値Ａを上回っていれば、操舵作動直後の瞬間的な電圧降下が収まっているものと判断し、ステップＳ３２５の処理に進む。カウントＡが閾値Ａを上回っていなければ、処理を終了し、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ３２５では、操舵フラグをＯＦＦにする。ステップＳ３２５に続くステップＳ３２６では、カウントＡをリセットする。ステップＳ３２６の処理が終了すると、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ３２７では、制動圧回復フラグがＯＮになっているか判断する。制動圧回復フラグがＯＮになっていれば、ステップＳ３２８の処理に進む。制動圧回復フラグがＯＮになっていなければ、ステップＳ３３３の処理に進む。

ステップＳ３２８では、操舵を禁止する。ステップＳ３２８に続くステップＳ３２９では、高負荷の作動を禁止する。

ステップＳ３２９に続くステップＳ３３０では、カウントＢが閾値Ｂを上回っているか判断する。カウントＢは、制動の作動タイミングを測るためのカウントである。閾値Ｂは、制動作動直後の瞬間的な電圧降下が収まるまでの時間を表すものである。カウントＢが閾値Ｂを上回っていれば、制動作動直後の瞬間的な電圧降下が収まっているものと判断し、ステップＳ３３１の処理に進む。カウントＢが閾値Ｂを上回っていなければ、処理を終了し、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ３３１では、制動圧回復フラグをＯＦＦにする。ステップＳ３３１に続くステップＳ３３２では、カウントＢをリセットする。ステップＳ３３２の処理が終了すると、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ３３３では、負荷作動フラグがＯＮになっているか判断する。負荷作動フラグがＯＮになっていれば、ステップＳ３３４の処理に進む。負荷作動フラグがＯＮになっていなければ、図２８のステップＳ３４１の処理に進む。

ステップＳ３３４では、操舵を禁止する。ステップＳ３３４に続くステップＳ３３５では、制動圧の回復を禁止する。

ステップＳ３３５に続くステップＳ３３６では、カウントＣが閾値Ｃを上回っているか判断する。カウントＣは、負荷の作動タイミングを測るためのカウントである。閾値Ｃは、負荷作動直後の瞬間的な電圧降下が収まるまでの時間を表すものである。カウントＣが閾値Ｃを上回っていれば、負荷作動直後の瞬間的な電圧降下が収まっているものと判断し、ステップＳ３３７の処理に進む。カウントＣが閾値Ｃを上回っていなければ、処理を終了し、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ３３７では、負荷作動フラグをＯＦＦにする。ステップＳ３３７に続くステップＳ３３８では、カウントＣをリセットする。ステップＳ３３８の処理が終了すると、図８のフローチャートに戻る。

図２８のステップＳ３４１では、目的地を修正し、停車場所を決定する。ステップＳ３４１に続くステップＳ３４２では、停車場所に停車するため、操舵角速度及び制動力を決定する。所定の時間で所定の操舵角を動かすことを決めればよいので、操舵角速度に代えて操舵角を設定してもよい。

ステップＳ３４２に続くステップＳ３４３では、操舵角速度が閾値１Ａを上回っているか判断する。この場合の閾値１Ａは、図３０に示されるように、電源電圧に対して、操舵しても自動運転に必要な機能が停止又は瞬停しないように、操舵角速度のマップから設定される。尚、操舵角速度は操舵角でもよい。操舵角速度が閾値１Ａを上回っていれば、自動運転に必要な機能を停止させるものと判断し、ステップＳ３４４の処理に進む。操舵角速度が閾値１Ａを上回っていなければ、ステップＳ３４８の処理に進む。

ステップＳ３４４では、操舵角速度を制限する。ステップＳ３４４に続くステップS３４５では、制動圧の回復を禁止する。ステップＳ３４５に続くステップＳ３４６では、操舵フラグをＯＮにする。ステップＳ３４６に続くステップＳ３４７では、カウントＡをアップする。ステップＳ３４７の処理が終了すると、図２７のフローチャートに戻る。

ステップＳ３４８では、操舵角速度が閾値２Ａを上回っているか判断する。この場合の閾値２Ａは、図３０に示されるように、電源電圧に対して、操舵及び制動圧の回復をしても自動運転に必要な機能が停止又は瞬停しないか、その他負荷を作動しても自動運転に必要な機能が停止又は瞬停しないように、操舵角速度のマップから設定される。操舵角速度が閾値２Ａを上回っていれば、ステップＳ３４５の処理に進む。操舵角速度が閾値２Ａを上回っていなければ、ステップＳ３４９の処理に進む。

ステップＳ３４９では、制動圧が閾値３Ａを下回っているか判断する。閾値３Ａは、図２６を参照しながら説明した閾値３と同様に、圧力を回復させるためポンプを作動させる圧力である。図２６における目標圧力は、正常時に構えておく圧力である。制動圧が閾値３Ａを下回っていれば、ステップＳ３５０の処理に進む。制動圧が閾値３Ａを下回っていなければ、図２９のステップＳ３５３の処理に進む。

ステップＳ３５０では、制動圧を回復する。ステップＳ３５０に続くステップＳ３５１では、制動圧回復フラグをＯＮにする。ステップＳ３５１に続くステップＳ３５２では、カウントＢをアップする。ステップＳ３５２の処理が終了すると、図２７のフローチャートに戻る。

図２９のステップＳ３５３では、負荷作動要求を取得する。ステップＳ３５３に続くステップＳ３５４では、負荷作動要求があったか否かを判断する。負荷作動要求があれば、ステップＳ３５５の処理に進む。負荷作動要求がなければ、図２８のフローチャートに戻る。

ステップＳ３５５では、負荷を作動させる。ステップＳ３５５に続くステップＳ３５６では、負荷作動フラグをＯＮにする。ステップＳ３５６に続くステップＳ３５７では、カウントＣをアップする。ステップＳ３５７の処理が終了すると、図２８のフローチャートに戻る。

図８のステップＳ１１２では、発電処理を実行する。ステップＳ１１２の発電処理の一例について、図３１を参照しながら説明する。ステップＳ３６１では、車速を制限する。ステップＳ３６１の処理が終了すると、図８のフローチャートに戻る。

ステップＳ１１２の発電処理の別例について、図３２を参照しながら説明する。ステップＳ３８１では、車速を制限する。ステップＳ３８１に続くステップＳ３８２では、高負荷の作動を制限する。ステップＳ３８２の処理が終了すると、図８のフローチャートに戻る。

図８のステップＳ１１３では、電源喪失と判断する。ステップＳ１１３に続くステップＳ１１４では、自動運転を不可状態にし、処理を終了する。

ステップＳ１０４、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２に続くステップＳ１１５では、自動運転によるフェールオペレーションを実行する。

図８を参照しながら説明したフェールオペレーションは、特定条件下で実行してもよい。図３３に示されるように、ステップＳ４０１では、自動運転開始指示があったか否かを判断する。自動運転開始指示があれば、ステップＳ４０２の処理に進む。自動運転開始指示がなければ、処理を終了する。ステップＳ４０２では、図８を参照しながら説明したフェールオペレーションを実行する。

図８を参照しながら説明したフェールオペレーションに、異常時における処置案内を組み込むことも可能である。図３４にその一例を示す。図３４においては、図８と同じ参照番号の処理は、既に説明済みであるのでその説明を省略する。

ステップＳ１０４に続くステップＳ４２１では、ディーラーといった修理可能店舗を案内する。ステップＳ４２１の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１０７及びステップＳ１０８に続くステップＳ４２２では、レッカーサービスを案内する。ステップＳ４２２の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１１１に続くステップＳ４２３では、レッカーサービスを案内する。ステップＳ４２３の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１１２に続くステップＳ４２４では、ディーラーといった修理可能店舗を案内する。ステップＳ４２４では、レッカーサービスを案内してもよい。ステップＳ４２４の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１１３に続くステップＳ４２５では、レッカーサービスを案内する。ステップＳ４２５の処理が終了すると、ステップＳ１１４の処理に進む。

図８を参照しながら説明したフェールオペレーションに、更に制限を加えることも可能である。図３５にその一例を示す。図３４においては、図８と同じ参照番号の処理は、既に説明済みであるのでその説明を省略する。

ステップＳ１０２に続くステップＳ４４１では、制限Ａを実行する。制限Ａの具体例は、図３６及び図３７に示す。ステップＳ４４１の処理が終了すると、ステップＳ１０３の処理に進む。

ステップＳ１０４に続くステップＳ４４２では、制限Ｂを実行する。制限Ａの具体例は、図３６及び図３７に示す。ステップＳ４４２の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１０７に続くステップＳ４４３では、制限Ｃを実行する。制限Ｃの具体例は、図３６及び図３７に示す。ステップＳ４４３の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１０８に続くステップＳ４４４では、制限Ｄを実行する。制限Ｄの具体例は、図３６及び図３７に示す。ステップＳ４４４の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１１１に続くステップＳ４４５では、制限Ｅを実行する。制限Ｅの具体例は、図３６及び図３７に示す。ステップＳ４４５の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１１２に続くステップＳ４４６では、制限Ｆを実行する。制限Ｆの具体例は、図３６及び図３７に示す。ステップＳ４４６の処理が終了すると、ステップＳ１１５の処理に進む。

ステップＳ１１３に続くステップＳ４４７では、制限Ｇを実行する。制限Ｇの具体例は、図３６及び図３７に示す。ステップＳ４４７の処理が終了すると、ステップＳ１１４の処理に進む。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：走行制御装置
１０１：状態検出部
１０２：モード設定部
１０３：情報提供部

Claims (4)

1. 車両の自動運転システムに適用される走行制御装置であって、自動運転システムの電源として蓄電装置及び発電装置が合算して少なくとも３つ以上設けられており、それぞれについて正常状態であるか異常状態であるかを検出する状態検出部（１０１）と、状態検出部が電源の少なくとも１つが異常状態にあることを検出した場合に、異常状態にある電源の種類に対応して機能群を制限するモード設定部（１０２）と、を備え、
   前記状態検出部が、前記機能群の内、自動運転に必要な機能群の少なくとも１つに電力を供給する正常状態の電源が蓄電装置のみになったことを検出した場合に、
   前記モード設定部は、
   正常状態にある蓄電装置のＳＯＣに応じて前記機能群を制限し、
   正常状態にある蓄電装置のＳＯＣが周囲の車両の状態から計画される車線変更に必要な電力量よりも大きい状態であって車線変更可能な状態であれば、車両を路肩寄りの車線に移動させる、走行制御装置。
2. 請求項１に記載の走行制御装置であって、
   前記モード設定部は、
   正常状態にある蓄電装置のＳＯＣが前記車線変更に必要な電力量よりも小さい状態であって車線変更不可能な状態であれば、車両をレーンキープさせる走行制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の走行制御装置であって、
   前記モード設定部は、車両に搭載されているエンジンの始動を抑制する、走行制御装置。
4. 請求項１又は２に記載の走行制御装置であって、
   前記モード設定部は、自動運転による退避走行に不要な負荷への電力供給を停止する、走行制御装置。

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