JP7444702B2 - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置および車両制御方法に関する。

従来、ハイブリッド車両や電気自動車に対して充電ケーブルを介して充電を行ういわゆるプラグイン充電が普及しつつある。かかるプラグイン充電においては、急速充電器を用いることで、充電時間の短縮を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。

また、近年では、ハイブリッド車両や電気自動車の普及に伴い、急速充電対応のプラグイン充電に関する技術がある。

特開２０１９－１５８８４０号公報

しかしながら、従来技術では、プラグイン充電時においても、車両の内部で各種演算処理を実行するため、演算処理を行う分だけ電力が消費されるため充電時間を短縮するうえで足かせとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の充電時間の短縮を図ることができる制御装置および演算方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る車両制御装置は、演算部と、通信部と、依頼部とを備える。演算部は、自車両の車両状態に関する演算処理を行う。前記通信部は、外部装置と通信を行う。前記依頼部は、充電設備から供給される電力によってバッテリが充電中である場合に、前記演算部が充電中に実行すべき前記演算処理を前記通信部を介して前記外部装置へ依頼する。

本発明によれば、車両の充電時間の短縮を図ることができる。

図１Ａは、モータシステムの概要を示す図である。 図１Ｂは、モータシステムの概要を示す図である。 図２は、ＥＣＵのブロック図である。 図３は、演算項目情報の一例を示す図である。 図４は、通信異常時の処理の一例を示す図である。 図５は、ＥＣＵが実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法について説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、図１Ａおよび図１Ｂを用いて、実施形態に係る車両制御装置および車両制御方法の概要について説明する。図１Ａおよび図１Ｂは、車両制御方法の概要を示す図である。なお、かかる車両制御方法は、図１Ａに示すＥＣＵ１０によって実行される。なお、ＥＣＵ１０は、車両制御装置の一例である。

図１Ａに示すように、実施形態に係るＥＣＵ１０は、自車両ＭＣおよび他車両Ｃにそれぞれ搭載される。自車両ＭＣおよび他車両Ｃは、それぞれ例えば、電動モータを動力源とするハイブリッド車両や電気自動車である。

また、図１Ａでは、自車両ＭＣが充電設備５０から給電される電力によってバッテリの充電中である場合を示す。なお、図１Ａでは、自車両ＭＣの充電方式が、自車両ＭＣと充電設備５０とがプラグで接続されたいわゆるプラグイン充電である場合を示しているが、非接触充電とすることにしてもよい。

ＥＣＵ１０は、車両情報に関する演算処理を行う電子制御装置である。ここで、車両情報に関する演算処理とは、自車両ＭＣの停車中あるいは充電中において、ＥＣＵ１０で実行すべき処理であり、バッテリの電池残量（ＳＯＣ；State Of Charge）の推定処理や、自車両ＭＣのセキュリティー等に関する各種処理などが含まれる。

しかしながら、自車両ＭＣの充電中にＥＣＵ１０で演算処理を行うと、ＥＣＵ１０によって電力が消費され、ＥＣＵ１０によって消費された電力分だけ、充電時間の遅延を招くことになる。

このため、実施形態に係る車両制御方法では、自車両ＭＣが充電中である場合に、ＥＣＵ１０で実行すべき演算処理を外部装置に依頼することとした。なお、以下では、外部装置が自車両ＭＣの周囲に存在する他車両ＣのＥＣＵ１０である場合について説明するが、外部装置は、自車両ＭＣへ給電する充電設備５０やサーバであってもよい。

ここで、図１Ａに示す例では、自車両ＭＣのＥＣＵ１０が自車両ＭＣの周辺に存在する他車両ＣのＥＣＵ１０へ演算処理の依頼を行い、他車両ＣのＥＣＵ１０から依頼を承認された場合を示す。

これにより、自車両ＭＣのＥＣＵ１０によって実行すべき演算処理をＥＣＵ１０で代替して行うことが可能となる。その後、自車両ＭＣのＥＣＵ１０は、最低限のハードウェアのみを起動させ、不要なハードウェアを休止させる。

図１Ｂに示す例では、ＥＣＵ１０がそれぞれ通信部１１とマイコンとを備える場合を示し、マイコンが複数のチップで構成される場合を示す。また、図１Ｂに示すように、自車両ＭＣのＥＣＵ１０は、他車両ＣのＥＣＵ１０で演算処理に必要となる演算入力情報を他車両ＣのＥＣＵ１０へ送信し、他車両ＣのＥＣＵ１０では、かかる演算入力情報に基づいて、代替処理が実行される。なお、代替処理とは、自車両ＭＣのＥＣＵ１０に代わって実行する処理を示す。

その後、他車両ＣのＥＣＵ１０は、代替処理の演算結果を示す演算結果情報を自車両ＭＣのＥＣＵ１０へ送信する。これにより、自車両ＭＣのＥＣＵ１０では、これらの一連の処理に必要なハードウェアのみを起動させておけばよく、不要なハードウェアを休止させることができる。

しがって、実施形態に係る車両制御方法では、ハードウェアを休止させる分だけ、充電中の消費電力を抑えることができるので、充電時間の短縮を図ることができる。なお、上述の例では、自車両ＭＣおよび他車両Ｃに搭載されるＥＣＵ１０がそれぞれ１つである場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、自車両ＭＣおよび他車両Ｃに搭載されるＥＣＵ１０は複数であってもよい。

次に、図２を用いて、実施形態に係るＥＣＵ１０の構成例について説明する。図２は、ＥＣＵ１０のブロック図である。なお、図２に示す例では、センサ群２０をあわせて示す。センサ群２０には、自車両ＭＣに関する各種状態を検出するセンサが含まれる。たとえば、センサ群２０には、バッテリの状態を検出するセンサ（電圧センサ、電流センサ、温度センサ等）や、自車両ＭＣの周囲状況を検出するセンサ（撮像センサ、測距センサ等）などが含まれる。センサ群２０による検出結果は、ＥＣＵ１０へ通知される。なお、センサ群２０をＥＣＵ１０内部に設けることにしてもよい。

図２に示すように、実施形態に係るＥＣＵ１０は、通信部１１と、記憶部１２と、制御部１３とを備える。なお、制御部１３は、図１Ｂに示したマイコンに対応する。通信部１１は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や、ＢＬＥ(Bluetooth Low Energy)等の通信規格に準じて外部装置との間で無線通信を行う通信モジュールである。なお、通信部１１は、例えば、図１Ａに示した充電設備５０と通信を行う場合には、充電ケーブルを介して充電設備５０との間で有線接続を行うことにしてもよい。

記憶部１２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）に対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、演算項目情報１２ａを記憶する。演算項目情報１２ａは、自車両ＭＣの充電中にＥＣＵ１０で演算すべき演算処理の項目に関する情報である。

ここで、図３を用いて、演算項目情報１２ａの一例について説明する。図３に示す例において、演算項目情報１２ａは、「機種」と、「演算項目」とを互いに対応付けた情報である。

「機種」は、演算処理を委託する外部装置の機種を示す。例えば、機種は、製造メーカ、型番、および、ＯＳ（Operating System）のバージョン、演算能力等で分類するとよい。「演算項目」は、自車両ＭＣの充電中（停車中を含む）にＥＣＵ１０で実行すべき演算処理の項目を示す。

図３に示す例では、演算項目に、「セキュリティー」や「ＳＯＣ」等が含まれる場合を示す。また、図３に示す例において、「○」や「×」は、対応する演算項目を外部装置で実行か否かを示す。具体的には、機種「Ａ１」については、セキュリティーおよびＳＯＣの双方の演算処理を実行可能であることを示す。なお、ＥＣＵ１０は、演算項目情報１２ａを予め記憶しておく必要はなく、外部装置へ演算処理を依頼する際に、外部装置へ演算処理が可能であるかを問い合わせ、その結果を受信して記憶することにしてもよい。

図２の説明に戻り、制御部１３について説明する。制御部１３は、演算部１３ａと、依頼部１３ｂとを備える。制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１３の演算部１３ａおよび依頼部１３ｂとして機能する。また、制御部１３の演算部１３ａおよび依頼部１３ｂの少なくともいずれか一部または全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

演算部１３ａは、自車両ＭＣの車両状態に関する各種演算処理を実行する。例えば、演算部１３ａは、センサ群２０の検出結果に基づいて、セキュリティーやＳＯＣに関する演算を実行する。

なお、演算部１３ａは、演算処理の演算項目ごとに異なるハードウェアで構成されるものとし、演算処理が不要となった場合には、ハードウェアを停止するものとする。すなわち、外部装置へ依頼された演算項目の演算処理を実行するハードウェアは、外部装置で演算処理が実行される期間において停止する。

続いて、依頼部１３ｂについて説明する。依頼部１３ｂは、演算処理の依頼に関する一連の処理を実行する処理部である。依頼部１３ｂは、例えば、充電設備５０から供給される電力によって自車両ＭＣのバッテリが充電中である場合に、通信部１１を介して外部装置へ対して演算処理を依頼する。

例えば、依頼部１３ｂは、自車両ＭＣが充電中となった場合に、通信部１１を介して自車両ＭＣの周囲に存在する外部装置の探索を行う。例えば、かかる探索は、通信部１１から同報通信を用いてビーコン信号を送信し、送信したビーコン信号に対する応答の有無によって行われる。すなわち、通信部１１の通信エリア内に存在する外部装置を探索する。

例えば、同報通信により送信されるビーコン信号には、「外部装置を搭載した車両が停車中（例えば、ＩＧ－ＯＦＦ）であるか？」、「外部装置の「機種」は何か？」、「位置情報は？」などいった問いが含まれ、ビーコン信号を受信した外部装置は、上記の問いに対する返答を行う。

依頼部１３ｂは、ビーコン信号に対して外部装置から応答があった場合、通信部１１を介して応答があった外部装置と個別に通信を行い、演算処理の依頼等を行う。この際、例えば、依頼部１３ｂは、外部装置を搭載した他車両Ｃが走行中である場合には、依頼対象から除外する。これは、他車両Ｃが走行中である場合には、通信部１１の通信エリアから逸脱するためである。

また、依頼部１３ｂは、停車中の他車両Ｃに搭載された外部装置のうち、例えば、他車両Ｃが充電中である場合には、かかる外部装置を依頼対象から除外することにしてもよい。これは、演算処理を依頼することによる他車両Ｃの消費電力の増大を招くためである。すなわち、充電中の他車両Ｃに演算処理を依頼すると、他車両Ｃにおける充電時間の遅延に繋がるためである。

このように、依頼部１３ｂは、自車両ＭＣの周囲に存在する他車両Ｃ(あるいは充電設備５０)へ演算処理を依頼することで、比較的消費電力が低い短距離無線通信（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を用いて通信を行うことができるので、充電中の消費電力を抑制することができる。

依頼部１３ｂは、依頼対象を除外後に応答があった外部装置の中から、「機種」に基づいて、演算処理を依頼する外部装置を選択する。依頼部１３ｂは、演算項目情報１２ａを参照し、演算項目ごとに演算処理を実行可能な外部装置として選択する。

この際、依頼部１３ｂは、同一の外部装置で、複数の演算項目を実行である場合、かかる外部装置を優先的に選択する。言い換えれば、依頼部１３ｂは、できるだけ少ない外部装置へ演算処理を依頼するように外部装置の選択を行う。この際、演算部１３ａは、自装置（ＥＣＵ１０）と同一規格の外部装置を優先的に選択することが好ましい。

ここで、同一規格の外部装置とは、自車両ＭＣのＥＣＵ１０と、同一の機種、同一のプログラムを実行する外部装置、あるいは、自車両ＭＣのＥＣＵ１０と相互に互換性を有する外部装置を指す。

すなわち、依頼部１３ｂは、同一規格の外部装置を優先的に選択することで、外部装置で依頼された演算処理をスムーズに実行することが可能となる。また、依頼部１３ｂは、同じ演算項目を演算可能な外部装置が複数存在した場合には、外部装置との通信状態に応じて外部装置を選択することにしてもよい。例えば、依頼部１３ｂは、最も自車両ＭＣに近い外部装置あるいは、通信の信号強度が最も強い外部装置を選択することにしてもよい。

依頼部１３ｂは、外部装置の選択を終えると、演算項目を設定したうえで、選択した外部装置に対して演算処理の依頼を実行する。その後、外部装置から演算処理の依頼に対する承認を受領した場合に、演算部１３ａを休止させるとともに、演算入力情報の送信、演算結果情報の受信に関する一連の処理を実行する。

例えば、演算入力情報は、センサ群２０の検出結果に関する情報、ＲＡＭに記憶されたＲＡＭ値に関する情報が含まれる。外部装置では、これら演算入力情報に基づいて、依頼された演算項目の演算処理を実行する。

このように、依頼部１３ｂは、外部装置ごとに演算項目を選択することで、演算部１３ａおよび外部装置によって、自車両ＭＣの充電中に実行すべき演算処理の全てを停止させることなく、実行することができる。

ところ、外部装置との間で、通信異常が発生する場合や、外部装置を搭載した他車両が自車両ＭＣの充電が完了するよりも早く動き出す場合も想定される。このため、依頼部１３ｂは、演算処理の依頼を行った外部装置との通信状態を監視し、通信異常が発生した場合には、演算処理の依頼を中止し、演算部１３ａを停止状態から起動させる。

図４は、通信異常時の処理の一例を示す図である。図４には、自車両ＭＣのＥＣＵ１０と、他車両ＣのＥＣＵ１０との間で通信異常が発生した場合を示す。この場合、自車両ＭＣのＥＣＵ１０から他車両ＣのＥＣＵ１０へ演算入力情報の送信を行うことができず、他車両ＣのＥＣＵ１０から自車両ＭＣのＥＣＵ１０へ演算結果情報を送信することもできない。

そのため、通信異常が発生した場合には、演算部１３ａによる演算を開始し、外部装置に依頼していた演算処理を実行する。言い換えれば、通信異常が生じた場合には、外部装置へ依頼していた演算処理を自車両ＭＣのＥＣＵ１０で引き継いで実行する。具体的には、自車両ＭＣのＥＣＵ１０から他車両ＣのＥＣＵ１０へ演算入力情報の送信を行った後、他車両ＣのＥＣＵ１０から演算結果情報を受信する前に通信異常が発生した場合は、自車両ＭＣのＥＣＵ１０は、当該演算入力情報に基づく演算から引き継ぐ。一方、他車両ＣのＥＣＵ１０から演算結果情報を受信し、次の演算入力情報を他車両ＣのＥＣＵ１０に送信する前に通信異常が発生した場合は、自車両ＭＣのＥＣＵ１０は、当該次の演算入力情報に基づく演算から引き継ぐ。

これにより、通信異常が生じた場合であっても、演算処理を継続して行うことが可能となる。なお、ここでは、通信異常が生じた場合に、自車両ＭＣのＥＣＵ１０で演算処理を実行する場合について、これに限定されるものではない。すなわち、自車両ＭＣの周辺に存在するその他の外部装置へ演算処理の依頼を行うことにしてもよい。また、ここでは、通信異常が生じた場合について説明したが、例えば、駐車していた他車両Ｃが自車両ＭＣより先に走行を開始した場合についても同様である。

次に、図５を用いて、実施形態に係るＥＣＵ１０が実行する処理手順について説明する。図５は、ＥＣＵ１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、以下に示す処理手順は、自車両ＭＣのＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。

図５に示すように、ＥＣＵ１０は、自車両ＭＣのバッテリが充電中か否かを判定し（ステップＳ１０１）、充電中である場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、演算処理を依頼可能な外部装置があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０２の判定において、依頼可能な外部装置が存在していた場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、外部装置に対して依頼する演算項目を選択し（ステップＳ１０３）、演算項目を実行していた不要な機能を停止させる（ステップＳ１０４）。

その後、ＥＣＵ１０は、外部装置に対して演算入力情報の送信を開始するとともに（ステップＳ１０５）、演算結果情報の受信を開始する（ステップＳ１０６）。続いて、ＥＣＵ１０は、外部装置との間で通信異常が発生したか否かを判定し（ステップＳ１０７）、通信異常が発生していない場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、バッテリの充電が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０８の判定において、バッテリの充電が終了した場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、処理を終了し、バッテリの充電が終了していない場合には（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理へ移行する。

また、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０１の判定において、充電中でない場合、ステップＳ１０２の判定において、依頼可能な外部装置が存在しない場合、あるいは、ステップＳ１０７の判定において、通信異常が生じた場合（ステップＳ１０１／ステップＳ１０２／ステップＳ１０７，Ｎｏ）、通常制御を実行した後に（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０８の処理へ移行する。

上述したように、実施形態に係るＥＣＵ１０（車両制御装置の一例）は、演算部１３ａと、通信部１１と、依頼部１３ｂとを備える。演算部１３ａは、自車両ＭＣの車両状態に関する演算処理を行う。通信部１１は、外部装置と通信を行う。依頼部１３ｂは、充電設備５０から供給される電力によってバッテリが充電中である場合に、演算部１３ａが充電中に実行すべき演算処理を通信部１１を介して外部装置へ依頼する。したがって、実施形態に係る車両制御装置によれば、充電時間の短縮を図ることができる。

ところで、上述した実施形態では、外部装置が他車両ＣのＥＣＵ１０である場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、外部装置は、サーバ装置であってもよい。例えば、ＥＣＵ１０は、自車両ＭＣの充電中である場合、サーバ装置と所定のネットワークを介して通信を行い、演算処理を依頼する。また、この際、ＥＣＵ１０は、例えば、充電設備５０を介してサーバ装置と情報の送受信を行うことにしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１０ ＥＣＵ（車両制御装置の一例）
１１ 通信部
１２ 記憶部
１２ａ 演算項目情報
１３ 制御部
１３ａ 演算部
１３ｂ 依頼部
ＭＣ 自車両

Claims (6)

1. 自車両の車両状態に関する演算処理を行う演算部と、
   外部装置と通信を行う通信部と、
   充電設備から供給される電力によってバッテリが充電中である場合に、前記演算部が充電中に実行すべき前記演算処理を前記通信部を介して前記外部装置へ依頼する依頼部と
   を備え、
   前記演算部は、
   前記演算処理の演算項目ごとに異なるハードウェアで構成され、前記依頼部による依頼の結果、前記演算処理が不要となる前記演算項目の前記ハードウェアを停止する
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記依頼部は、
   前記充電設備または前記自車両の周囲に停車中の他車両に対して前記演算処理を依頼すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記依頼部は、
   前記外部装置で実行可能な演算項目の前記演算処理を前記外部装置へ依頼し、
   前記演算部は、
   前記外部装置へ依頼されなかった演算項目の前記演算処理を充電中に行うこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記依頼部は、
   同一規格の前記外部装置へ前記演算処理を依頼すること
   を特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の車両制御装置。
5. 前記演算部は、
   前記演算処理を依頼した前記外部装置との通信状態に異常が発生した場合、当該外部装置へ依頼した前記演算処理を実行すること
   を特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の車両制御装置。
6. 自車両の車両状態に関する演算処理を行う演算工程と、
   外部装置と通信を行う通信工程と、
   充電設備から給電される電力によってバッテリが充電中である場合に、前記演算工程が充電中に実行すべき前記演算処理を前記通信工程を介して前記外部装置へ依頼する依頼工程と
   を含み、
   前記演算工程は、
   前記演算処理の演算項目ごとに異なるハードウェアで構成され、前記依頼工程による依頼の結果、前記演算処理が不要となる前記演算項目の前記ハードウェアを停止する
   ことを特徴とする車両制御方法。

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