JP7051221B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システムに関する。

従来、車両を自動運転する技術がある。特許文献１には、運転者の運転操作を要さずに走行可能な自動運転又は運転者の運転操作を補助する自動運転を制御する走行制御装置の技術が開示されている。

特開２０１８－０４１３７９号公報

ここで、車両に搭載された装置に不具合が発生した場合、車両側において適切な処理を実行できることが望まれている。例えば、不要な電力消費を抑制することができれば、車両における電力不足の発生を未然に抑制し、車両制御システムの信頼性を向上させることができる。

本発明の目的は、信頼性の向上を図ることができる車両制御システムを提供することである。

本発明の車両制御システムは、車両に搭載された複数の装置群と前記車両に搭載された蓄電部とを接続し、かつ前記蓄電部と前記装置群との間に介在する切替手段を有する電力供給線と、前記切替手段を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記装置群の装置に不具合が発生した場合、不具合が発生した装置を含む前記装置群に対する電力供給を規制するように前記切替手段を制御することを特徴とする。

本発明に係る車両制御システムは、車両に搭載された複数の装置群と車両に搭載された蓄電部とを接続し、かつ蓄電部と装置群との間に介在する切替手段を有する電力供給線と、切替手段を制御する制御部と、を備える。制御部は、装置群の装置に不具合が発生した場合、不具合が発生した装置を含む装置群に対する電力供給を規制するように切替手段を制御する。

本発明に係る車両制御システムは、不具合が発生した装置を含む装置群に対する電力供給を規制することで、不要な電力消費を抑制する。よって、本発明に係る車両制御システムは、信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る車両制御システムのブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る通信系統のブロック図である。 図３は、第１実施形態に係る待避操作の説明図である。 図４は、第１実施形態の第一モードにおける電力供給を説明する図である。 図５は、第１実施形態の第二モードにおける電力供給を説明する図である。 図６は、第１実施形態の第三モードにおける電力供給を説明する図である。 図７は、第１実施形態のモード選択を説明する図である。 図８は、第２実施形態に係る電力供給のブロック図である。 図９は、第２実施形態の第一モードにおける電力供給を説明する図である。 図１０は、第３実施形態に係る電力供給のブロック図である。

以下に、本発明の実施形態に係る車両制御システムにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図７を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御システムに関する。図１は、第１実施形態に係る車両制御システムのブロック図、図２は、第１実施形態に係る通信系統のブロック図、図３は、第１実施形態に係る待避操作の説明図、図４は、第１実施形態の第一モードにおける電力供給を説明する図、図５は、第１実施形態の第二モードにおける電力供給を説明する図、図６は、第１実施形態の第三モードにおける電力供給を説明する図、図７は、第１実施形態のモード選択を説明する図である。

図１および図２に示すように、第１実施形態に係る車両制御システム１は、制御部１０、電力供給線２、および通信線３を有する。車両制御システム１は、車両１００に搭載され、車両１００を制御するシステムである。本実施形態に係る車両制御システム１は、車両１００を自動運転させる機能を有する。車両制御システム１は、ドライバの判断や操作によらずに車両１００を自動で走行させることができるように構成されている。例えば、車両制御システム１は、複数の運転モードを有する。運転モードごとに、運転操作や判断における車両制御システム１の分担度合いや介入度合い、責任の度合いが異なる。

車両制御システム１は、最も介入度合いが小さいモードでは、ドライバに対する警告を行う。車両制御システムは、例えば、車両１００が前方車両と接近した場合に、衝突を回避する操作を行うようドライバに警告する。また、車両制御システム１は、車両１００が現在の走行車線から逸脱しそうな場合に、逸脱を回避する操作を行うようドライバに警告する。

車両制御システム１は、ドライバによる運転操作をアシストするモードを有する。車両制御システム１は、例えば、ＡＣＣ制御（Adaptive Cruise Control）を実行する。ＡＣＣ制御は、ドライバの指令によって実行される。車両制御システム１は、ＡＣＣ制御において、前方車両と車両１００との車間距離を維持しつつ車両１００を定速走行させる。車両制御システム１は、例えば、ＬＫＡ（Lane Keeping Assistant）制御を実行する。ＬＫＡ制御において、車両制御システム１は、車両１００が現在の走行車線から逸脱しそうな場合に、逸脱を回避するように操舵操作をアシストする。車両制御システム１は、例えば、渋滞時等において車両１００を前方車両に追従して走行させる制御を実行する。

車両制御システム１は、車両制御システム１の責任において車両１００を走行させるモードを有する。本明細書では、車両制御システム１の責任において車両１００を走行させるモードを「自動運転モード」と称する。車両制御システム１は、自動運転モードにおいて、ドライバの運転操作や判断によることなく、車両１００の加速、制動、操舵等を制御する。

車両１００には、バッテリ１１、発電機１３、第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４が搭載されている。バッテリ１１は、第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂを有する。第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂは、蓄電部であり、例えば充電可能な二次電池である。第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂは、車両１００に搭載された補機に対して電力を供給する。なお、車両１００には、補機用の第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂとは別に、走行用のモータに対して電力を供給する走行用のバッテリが搭載されていてもよい。

発電機１３は、機械的な動力を電力に変換する。本実施形態の発電機１３は、車両１００に搭載されたエンジンと連結された発電機構である。発電機１３は、所謂オルタネータと称される発電機構であってもよい。発電機１３は、エンジンの回転軸と連結されており、回転軸から伝達される回転力によって駆動されて発電を行う。発電機１３は、例えば、エンジンの出力トルクによって発電を行う。発電機１３によって発電された電力は、第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂに蓄電される。また、発電機１３は、車両１００に搭載された補機に対して直接電力を供給できるように構成されていてもよい。

第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４は、車両１００に搭載された補機である。第一装置４１および第二装置４２は、車両１００の自動運転に用いる装置（以下、単に「自動運転装置」と称する。）４０を構成する。自動運転装置４０は、更に、バッテリ１１、発電機１３、電力供給線２、および通信線３を含む。なお、自動運転装置４０は、第三装置４３および第四装置４４を含んでもよい。

第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４は、バッテリ１１から供給される電力によって作動する。第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４は、それぞれ一つ以上の装置を含む装置群である。各装置４１，４２，４３，４４は、後述するように、非常時用の制御モードに対応してグループ分けされた装置群である。

第一装置４１は、ブレーキアクチュエータ４１ａ、ハザードランプ４１ｂ、およびホーン４１ｃを含む。ブレーキアクチュエータ４１ａは、車両１００の制動機構を作動させるアクチュエータである。制動機構は、例えば、ブレーキパッド等の摩擦力によって車輪を制動する機械式ブレーキである。ブレーキアクチュエータ４１ａは、バッテリ１１から供給される電力によって制動力を発生させる。ブレーキアクチュエータ４１ａは、例えば、電力によって油圧を発生させる油圧ポンプと、制動機構に対する供給油圧を制御する電磁弁とを含んでいる。

ハザードランプ４１ｂは、車両１００に設けられた非常点滅表示灯である。ハザードランプ４１ｂは、点滅することで、他車両等に対して車両１００が正常な状態にないことを知らせる。ホーン４１ｃは、いわゆるクラクションであり、車両１００に設けられた警笛装置である。

第二装置４２は、操舵アクチュエータ４２ａ、センサ４２ｂ、およびアクセルアクチュエータ４２ｃを含む。操舵アクチュエータ４２ａは、車両１００の操舵装置を作動させるアクチュエータである。操舵アクチュエータ４２ａは、例えば、電動パワーステアリング装置である。操舵アクチュエータ４２ａは、バッテリ１１から供給される電力によって車両１００の車輪を転舵させる。

センサ４２ｂは、例えば、車両１００の周囲の状況を検出するセンサ類を含む。周囲の状況を検出するセンサは、例えば、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）や撮像装置等を含む。センサ４２ｂは、車両１００の状態を検出するセンサ類を含む。車両１００の状態を検出するセンサは、例えば、車両の走行速度や加速度を検出するセンサを含む。

アクセルアクチュエータ４２ｃは、車両１００の走行用駆動源を制御する。アクセルアクチュエータ４２ｃは、例えば、エンジンに対する燃料供給量を調節することで走行用の駆動力を制御する。車両１００に走行用のモータが搭載されている場合、アクセルアクチュエータ４２ｃは、走行用のモータに対する供給電力量を調節することで走行用の駆動力を制御する。

第三装置４３は、ヘッドランプ４３ａ、ワイパー４３ｂ、およびメータ４３ｃを含む。ヘッドランプ４３ａは、車両１００の前方に向けて光を照射するランプである。ワイパー４３ｂは、車両１００のフロントガラス等に設けられたワイパー装置である。メータ４３ｃは、車両１００の走行状態を表示するメータ装置であり、例えば、車両１００の走行速度を表示する。メータ４３ｃは、ドライバから視認可能な箇所に配置されている。

第四装置４４は、監視装置４４ａを含む。監視装置４４ａは、ドライバの状態を監視する装置である。監視装置４４ａは、例えば、ドライバを撮像する撮像装置を含む。監視装置４４ａは、撮像装置によって撮像されたドライバの画像に基づいて、ドライバの覚醒状態等を推定することができる。監視装置４４ａは、撮像された画像に基づいて、運転席にドライバが着座しているか否かを判定することもできる。

電力供給線２は、バッテリ１１と各装置４１，４２，４３，４４との間に配索されたワイヤハーネスである。電力供給線２は、電線、コネクタ、電気接続箱等を含む。電気接続箱は、電力分配機能を有し、例えば、ヒューズやリレー等を含む。電力供給線２は、切替手段２０を有する。切替手段２０は、第一の切替手段２１、第二の切替手段２２、第三の切替手段２３、および第四の切替手段２４を有する。電力供給線２は、切替手段２１，２２，２３，２４に対応する複数の電気接続箱を有していてもよい。

第一の切替手段２１は、バッテリ１１と、第一装置４１および第二の切替手段２２と、の間に介在している。第一の切替手段２１は、例えば、複数のリレーを有するリレーボックスである。第一の切替手段２１は、ブレーキアクチュエータ４１ａに対応するリレー２１ａ、ハザードランプ４１ｂに対応するリレー２１ｂ、およびホーン４１ｃに対応するリレー２１ｃを有する。リレー２１ａは、ブレーキアクチュエータ４１ａとバッテリ１１とを接続する状態（以下、単に「接続状態」と称する。）と、ブレーキアクチュエータ４１ａをバッテリ１１から遮断する状態（以下、単に「遮断状態」と称する。）とに切り替わる。同様に、リレー２１ｂ・リレー２１ｃは、バッテリ１１とハザードランプ４１ｂ・ホーン４１ｃとを接続する接続状態と、ハザードランプ４１ｂ・ホーン４１ｃをバッテリ１１から遮断する遮断状態とに切り替わる。

第二の切替手段２２は、第一の切替手段２１と、第二装置４２および第三の切替手段２３と、の間に介在している。第二の切替手段２２は、例えば、複数のリレーを有するリレーボックスである。第二の切替手段２２は、操舵アクチュエータ４２ａに対応するリレー２２ａ、センサ４２ｂに対応するリレー２２ｂ、およびアクセルアクチュエータ４２ｃに対応するリレー２２ｃを有する。リレー２２ａは、操舵アクチュエータ４２ａとバッテリ１１とを接続する接続状態と、操舵アクチュエータ４２ａをバッテリ１１から遮断する遮断状態とに切り替わる。同様に、リレー２２ｂ・２２ｃは、バッテリ１１とセンサ４２ｂ・アクセルアクチュエータ４２ｃとを接続する接続状態と、センサ４２ｂ・アクセルアクチュエータ４２ｃをバッテリ１１から遮断する遮断状態とに切り替わる。

第三の切替手段２３は、第二の切替手段２２と、第三装置４３および第四の切替手段２４と、の間に介在している。第三の切替手段２３は、例えば、複数のリレーを有するリレーボックスである。第三の切替手段２３は、ヘッドランプ４３ａに対応するリレー２３ａ、ワイパー４３ｂに対応するリレー２３ｂ、およびメータ４３ｃに対応するリレー２３ｃを有する。リレー２３ａは、ヘッドランプ４３ａとバッテリ１１とを接続する接続状態と、ヘッドランプ４３ａをバッテリ１１から遮断する遮断状態とに切り替わる。同様に、リレー２３ｂ・２３ｃは、ワイパー４３ｂ・メータ４３ｃとバッテリ１１とを接続する接続状態と、ワイパー４３ｂ・メータ４３ｃをバッテリ１１から遮断する遮断状態とに切り替わる。

第四の切替手段２４は、第三の切替手段２３と、第四装置４４と、の間に介在している。第四の切替手段２４は、例えば、複数のリレーを有するリレーボックスである。第四の切替手段２４は、監視装置４４ａに対応するリレー２４ａを有する。リレー２４ａは、監視装置４４ａとバッテリ１１とを接続する接続状態と、監視装置４４ａをバッテリ１１から遮断する遮断状態とに切り替わる。

本実施形態の制御部１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。制御部１０は、複数の運転モードを実行する自動運転ＥＣＵである。制御部１０は、図１に示すように、バッテリ１１と接続されており、バッテリ１１から供給される電力によって作動する。制御部１０は、通信線３によって第一の切替手段２１、第二の切替手段２２、第三の切替手段２３、および第四の切替手段２４と接続されている。制御部１０は、通信線３を介した通信によって各切替手段２１，２２，２３，２４を制御する。

制御部１０は、通信によってバッテリ１１および発電機１３の状態を取得する。制御部１０が取得するバッテリ１１の状態は、例えば、第一バッテリ１１Ａの充電残量および第二バッテリ１１Ｂの充電残量である。制御部１０が取得する発電機１３の状態は、例えば、発電機１３の発電電圧である。

図２に示すように、通信線３は、メイン通信線５、およびバックアップ通信線６を有する。メイン通信線５は、自動運転系通信バス５１，セントラルゲートウエイ５２、ボデー系通信バス５３、パワートレーン系通信バス５４、マルチメディア系通信バス５５、および外部接続系通信バス５６を有する。

自動運転系通信バス５１には、制御部１０、センサ４２ｂ、第四装置４４、およびセントラルゲートウエイ５２が接続されている。ボデー系通信バス５３には、ハザードランプ４１ｂ、ホーン４１ｃ、第三装置４３、およびセントラルゲートウエイ５２が接続されている。パワートレーン系通信バス５４には、ブレーキアクチュエータ４１ａ、操舵アクチュエータ４２ａ、アクセルアクチュエータ４２ｃ、およびセントラルゲートウエイ５２が接続されている。マルチメディア系通信バス５５には、車両１００に搭載されたマルチメディア機器３１およびセントラルゲートウエイ５２が接続されている。外部接続系通信バス５６には、車外と通信するための通信機３２およびセントラルゲートウエイ５２が接続されている。

セントラルゲートウエイ５２は、自動運転系通信バス５１、ボデー系通信バス５３、パワートレーン系通信バス５４、マルチメディア系通信バス５５、および外部接続系通信バス５６の相互の通信を制御する。セントラルゲートウエイ５２は、一つの通信バスと他の通信バスとの通信において、プロトコルを変換する機能やデータ形式を変換する機能を有している。制御部１０は、メイン通信線５を介して自動運転装置４０と通信する。また、メイン通信線５には、自動運転装置４０以外の装置も接続されている。制御部１０は、自動運転装置４０以外の装置とも通信可能に接続されている。

セントラルゲートウエイ５２は、各通信バス５１，５３，５４，５５，５６の断線を判定する機能を有していてもよい。例えば、セントラルゲートウエイ５２は、各通信バス５１，５３，５４，５５，５６に接続された装置との通信に異常が発生した場合や、通信が途絶した場合に断線が発生したと判断する。

制御部１０は、通信線３を介した通信によって、自動運転装置４０の状態、電力供給線２の状態、および通信線３の状態を取得する。制御部１０は、例えば、電力供給線２の断線を検出する検出部から電力供給線２の状態を取得する。制御部１０は、例えば、通信線３の断線を検出する検出部から通信線３の状態を取得する。

制御部１０は、自動運転に必要な各種情報を取得する。制御部１０は、例えば、センサ４２ｂから車両１００の周囲の状況や車両１００の状態を取得する。制御部１０は、インフラシステムとの無線通信によって道路状況、信号の状態、各種の規制情報等を取得してもよい。制御部１０は、他車両との無線通信によって道路状況や他車両の走行状況を取得してもよい。

バックアップ通信線６は、第一通信線６１、第二通信線６２、第三通信線６３、および第四通信線６４を有する。第一通信線６１は、ボデー系通信線６１ａおよびパワートレーン系通信線６１ｂを有する。ボデー系通信線６１ａには、制御部１０、ハザードランプ４１ｂ、およびホーン４１ｃが接続されている。パワートレーン系通信線６１ｂには、制御部１０およびブレーキアクチュエータ４１ａが接続されている。第二通信線６２には、操舵アクチュエータ４２ａ、センサ４２ｂ、およびアクセルアクチュエータ４２ｃが接続されている。第三通信線６３には、第三装置４３が接続されている。第四通信線６４には、第四装置４４が接続されている。

第一通信線６１、第二通信線６２、第三通信線６３、および第四通信線６４は、制御部１０と自動運転装置４０とを接続する専用線であってもよい。バックアップ通信線６は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等のバス形式の通信線であっても、Ethernetのような１対１の通信線であってもよい。バックアップ通信線６は、アナログ信号によって通信を行う通信線であってもよい。制御部１０は、アナログ入出力のポートや、画像入出力のポートを有していてもよい。

本実施形態の制御部１０は、自動運転モードにおいて自動運転装置４０に不具合が発生した場合、非常時用の複数の制御モードの何れかを実行する。非常時用の複数の制御モードは、第一モード、第二モード、および第三モードを含む。第一モードは、速やかに車両１００を停車させる制御モードである。制御部１０は、第一モードにおいて、操舵操作を行うことなく車両１００を停車させる。また、制御部１０は、第一モードにおいて車両１００を停車させる場合、ハザードランプ４１ｂを点滅させ、かつホーン４１ｃにより警笛を鳴らす。つまり、制御部１０は、第一モードでは第一装置４１を用い、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４を用いない。

第一モードにおいて、制御部１０は、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。具体的には、制御部１０は、第一モードにおいて、第一装置４１に対してバッテリ１１から電力を供給し、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対する電力供給を停止するように切替手段２０を制御する（図４）。

より詳しくは、制御部１０は、第一の切替手段２１に対して、第一装置４１とバッテリ１１とを接続する指令を行う。第一の切替手段２１は、制御部１０の指令に応じて、リレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃを接続状態とする。第一の切替手段２１は、例えば、第一バッテリ１１Ａまたは第二バッテリ１１Ｂを第一装置４１と接続する。制御部１０は、例えば、第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂの何れにも不具合が発生していない場合、第一バッテリ１１Ａから第一装置４１に電力を供給するように第一の切替手段２１を制御する。制御部１０は、第一バッテリ１１Ａに不具合が発生している場合、第二バッテリ１１Ｂから第一装置４１に電力を供給するように第一の切替手段２１を制御する。

制御部１０は、第二の切替手段２２に対して、第二装置４２をバッテリ１１から遮断する指令を行う。第二の切替手段２２は、制御部１０の指令に応じて、リレー２２ａ，２２ｂ，２２ｃを遮断状態とする。制御部１０は、同様にして、第三の切替手段２３および第四の切替手段２４に対して、第三装置４３および第四装置４４をバッテリ１１から遮断する指令を行う。第三の切替手段２３は、リレー２３ａ，２３ｂ，２３ｃを遮断状態とする。第四の切替手段２４は、リレー２４ａを遮断状態とする。

第二モードは、進路変更を伴う車両１００の待避操作を行って車両１００を停車させる制御モードである。第二モードにおいて、制御部１０は、第一装置４１および第二装置４２を用いて車両１００の待避操作を行う。制御部１０は、例えば、図３に示すように、道路２００の路側に設けられた待避箇所２０１まで車両１００を走行させ、待避箇所２０１で車両１００を停止させる。制御部１０は、車両１００を待避させて停車させる際に、ハザードランプ４１ｂを点滅させ、かつホーン４１ｃにより警笛を鳴らす。つまり、制御部１０は、第二モードでは第一装置４１および第二装置４２を用い、第三装置４３および第四装置４４を用いない。

第二モードにおいて、制御部１０は、第三装置４３および第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。具体的には、制御部１０は、第二モードにおいて、第一装置４１および第二装置４２に対してバッテリ１１から電力を供給し、第三装置４３および第四装置４４に対する電力供給を停止するように切替手段２０を制御する（図５）。

より詳しくは、制御部１０は、第一の切替手段２１および第二の切替手段２２に対して、第一装置４１および第二装置４２をバッテリ１１と接続する指令を行う。第一の切替手段２１は、制御部１０の指令に応じて、リレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃを接続状態とする。第二の切替手段２２は、制御部１０の指令に応じて、リレー２２ａ，２２ｂ，２２ｃを接続状態とする。制御部１０は、第三の切替手段２３および第四の切替手段２４に対して、第三装置４３および第四装置４４をバッテリ１１から遮断する指令を行う。第三の切替手段２３は、リレー２３ａ，２３ｂ，２３ｃを遮断状態とする。第四の切替手段２４は、リレー２４ａを遮断状態とする。

第三モードは、自動運転を実行しつつドライバに運転の権限を委譲するモードである。つまり、制御部１０は、第三モードにおいて、ドライバに対してドライバによる運転操作の開始を促す。制御部１０は、ドライバに対して、自動運転装置４０に不具合が発生していることを知らせ、ドライバによる運転操作を依頼する。制御部１０は、例えば、画像、音声、ランプ等の伝達手段により、車両制御システム１からドライバへの運転操作のハンドオーバーを依頼する。制御部１０は、第三モードでは、第一装置４１、第二装置４２、および第三装置４３を用い、第四装置４４を用いない。

第三モードにおいて、制御部１０は、第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。具体的には、制御部１０は、第三モードにおいて、第一装置４１、第二装置４２、および第三装置４３に対してバッテリ１１から電力を供給し、第四装置４４に対する電力供給を停止するように切替手段２０を制御する（図６）。

より詳しくは、制御部１０は、第一の切替手段２１、第二の切替手段２２、および第三の切替手段２３に対して、第一装置４１、第二装置４２、および第三装置４３とバッテリ１１とを接続する指令を行う。第一の切替手段２１は、制御部１０の指令に応じて、リレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃを接続状態とする。第二の切替手段２２は、制御部１０の指令に応じて、リレー２２ａ，２２ｂ，２２ｃを接続状態とする。第三の切替手段２３は、制御部１０の指令に応じて、リレー２３ａ，２３ｂ，２３ｃを接続状態とする。制御部１０は、第四の切替手段２４に対して、第四装置４４をバッテリ１１から遮断する指令を行う。第四の切替手段２４は、リレー２４ａを遮断状態とする。

第四モードは、一定の制限のもとで自動運転を継続する制御モードである。例えば、本実施形態の制御部１０は、第四モードでは、監視装置４４ａによるドライバの状態監視を行いつつ自動運転を実行する。制御部１０は、例えば、数秒程度の短時間の間にドライバに運転の権限を委譲できる状態であるか否かを判定する。短時間の間にドライバに運転の権限を委譲できない状態とは、例えば、ドライバが寝ている状態や、運転席にドライバが着座していない状態である。制御部１０は、自動運転装置４０に不具合が発生している状態で自動運転を実行していることをドライバに知らせる。制御部１０は、ドライバに対して、ハンドオーバーの依頼に短時間で対応できる体勢でいることを依頼する。制御部１０は、第四モードでは、第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４を用いる。

第四モードにおいて、制御部１０は、第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対してバッテリ１１から電力を供給するように切替手段２０を制御する。切替手段２０は、制御部１０の指令に応じて、自動運転装置４０に対応する全てのリレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２４ａを接続状態とする。

本実施形態の制御部１０は、自動運転装置４０に不具合が発生した場合に、バッテリ１１の充電残量に応じて、第一モード、第二モード、第三モード、および第四モードの何れかを実行する。制御部１０は、図７に示すように、バッテリ１１の充電残量および発電機１３による発電の有無に応じて、第一モードから第四モードの何れかを選択する。

図７において、縦軸は、バッテリ１１の充電残量［％］、横軸は、発電機１３による発電の有無を示す。バッテリ１１の充電残量（以下、単に「バッテリ残量」と称する。）は、バッテリ１１に充電可能な全容量のうち、実際に充電されている容量の割合である。バッテリ残量は、例えば、第一バッテリ１１Ａの充電残量および第二バッテリ１１Ｂの充電残量の合計値である。発電機１３が発電していない状態は、典型的には発電機１３に不具合が発生している状態である。

制御部１０は、発電機１３が発電していない場合、バッテリ残量に応じて第一モードから第三モードの何れかの制御モードを選択する。制御部１０は、バッテリ残量が第一閾値Ｂ１［％］以下である場合、第一モードを選択する。制御部１０は、バッテリ残量が第一閾値Ｂ１よりも多く、第二閾値Ｂ２［％］以下である場合、第二モードを選択する。制御部１０は、バッテリ残量が第二閾値Ｂ２よりも多い場合、第三モードを選択する。制御部１０は、発電機１３が発電している場合、第四モードを選択する。

このように、制御部１０は、バッテリ残量が少ない場合に車両１００を速やかに停車させることで安全を確保する。制御部１０は、バッテリ残量にある程度の余裕がある場合、進路変更を伴う車両１００の待避操作を行って車両１００を停車させる。その結果、より安全性が高い場所に車両１００を停車させることができる。制御部１０は、ドライバに運転権限を委譲できる程度のバッテリ残量がある場合、自動運転を継続しつつ、ドライバに対してドライバによる運転操作を依頼する。これにより、そのまま車両１００を走行させ続けるか否かをドライバの判断に委ねることができる。本実施形態の車両制御システム１は、バッテリ１１の充電残量に応じた非常時用の制御モードを実行することで、信頼性の向上を図ることができる。

制御部１０は、自動運転装置４０のうちどの装置において不具合が発生したかに応じて、非常時用の制御モードに移行するか否かを決定してもよい。制御部１０は、例えば、発電機１３、バッテリ１１、および電力供給線２を含む電源系に不具合が発生した場合に非常時用の制御モードを実行するように構成される。電源系の故障には、バッテリ１１の故障、発電機１３の故障、電源回路のショート・地絡が含まれる。制御部１０は、電源系またはアクチュエータ群に不具合が発生した場合に非常時用の制御モードを実行するように構成されてもよい。アクチュエータ群は、例えば、ブレーキアクチュエータ４１ａ、操舵アクチュエータ４２ａ、およびアクセルアクチュエータ４２ｃを含む。

制御部１０は、電源系、アクチュエータ群、またはセンサ４２ｂの少なくとも一つに不具合が発生した場合に非常時用の制御モードを実行するように構成されてもよい。制御部１０は、電源系または第一装置４１に不具合が発生した場合に非常時用の制御モードを実行するように構成されてもよい。制御部１０は、電源系または第二装置４２に不具合が発生した場合に非常時用の制御モードを実行するように構成されてもよい。

制御部１０は、不具合が発生した装置に応じて非常時用の複数の制御モードから実行する制御モードを選択してもよい。例えば、第二装置４２に含まれる装置に不具合が発生した場合、第二装置４２を用いない制御モードを選択してもよい。制御部１０は、第二装置４２に含まれる装置に不具合が発生した場合、第一モードを選択してもよい。このように制御モードの選択を行う場合、制御部１０は、不具合が発生した装置を含む装置群に対する電力供給を規制することになる。つまり、制御部１０は、第一モードを選択した結果として、第二装置４２に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。

なお、制御部１０は、自動運転モードを実行していない場合に、不具合が発生した装置群に対する電力供給を規制するようにしてもよい。例えば、制御部１０は、第四装置４４に不具合が発生した場合、第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。

なお、第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４は、冗長構成を有していることが好ましい。例えば、アクチュエータ群やセンサ４２ｂには、それぞれバックアップ装置が設けられていてもよい。例えば、ブレーキアクチュエータ４１ａに不具合が発生した場合、制御部１０は、バックアップ用のブレーキアクチュエータを用いて車両１００を制動する。

第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４を冗長構成とする場合、各装置４１，４２，４３，４４には、バックアップ装置群が設けられることが好ましい。例えば、第一装置４１は、通常用いるブレーキアクチュエータ４１ａ、ハザードランプ４１ｂ、およびホーン４１ｃの装置群（通常装置群）に加えて、バックアップ用のブレーキアクチュエータ４１ａ、ハザードランプ４１ｂ、およびホーン４１ｃの装置群（バックアップ装置群）を有する。

切替手段２０は、通常装置群に対して電力を供給し、かつバックアップ装置群に対する電力供給を規制する状態と、通常装置群に対する電力供給を規制し、かつバックアップ装置群に対して電力を供給する状態とに切り替わる。制御部１０は、通常装置群の装置に不具合が発生した場合、通常装置群に対する電力供給を規制し、バックアップ装置群に対して電力供給を行うように切替手段２０を制御する。

以上説明したように、本実施形態の車両制御システム１は、電力供給線２と、制御部１０と、を有する。電力供給線２は、車両１００に搭載された複数の装置群と車両１００に搭載されたバッテリ１１とを接続し、かつバッテリ１１と装置群との間に介在する切替手段２０を有する。本実施形態の複数の装置群は、第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４を含む。制御部１０は、装置群の装置に不具合が発生した場合、不具合が発生した装置を含む装置群に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。本実施形態の車両制御システム１は、不要な電力消費を抑制することができる。よって、本実施形態の車両制御システム１は、信頼性の向上を図ることができる。

本実施形態において、複数の装置群の少なくとも一つおよびバッテリ１１は、車両１００の自動運転に用いる自動運転装置４０である。車両１００は、自動運転装置４０に不具合が発生した場合、非常時用の複数の制御モードのうち一つに移行する。制御部１０は、車両１００が非常時用の制御モードに移行する場合、非常時用の制御モードにおいて用いない装置群に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。例えば、制御部１０は、車両１００が第一モードに移行する場合、第一モードにおいて用いない第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２０を制御する。本実施形態の車両制御システム１は、実行する制御モードにおいて用いない装置群に対する電力供給を規制し、不要な電力消費を抑制することができる。よって、本実施形態の車両制御システム１は、信頼性の向上を図ることができる。

本実施形態の非常時用の複数の制御モードは、第一モードおよび第二モードを含む。複数の装置群は、第一モードで用いられ、かつ第二モードで用いられない第一装置４１と、第一モードおよび第二モードの両方で用いられる第二装置４２と、を含む。切替手段２０は、第一装置４１をバッテリ１１と接続し、かつ第二装置４２をバッテリ１１から遮断する第一状態と、第一装置４１および第二装置４２をバッテリ１１と接続する第二状態とに切り替わるように構成されている。

切替手段２０の第一状態は、図４に示されている。第一状態では、第一の切替手段２１のリレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃが接続状態であり、第二の切替手段２２のリレー２２ａ，２２ｂ，２２ｃが遮断状態である。第一状態および第二状態への切り替えは、制御部１０によってなされる。

バッテリ１１は、第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂを含む。制御部１０は、第一バッテリ１１Ａの状態および第二バッテリ１１Ｂの状態に応じて切替手段２０を制御し、自動運転装置４０を第一バッテリ１１Ａまたは第二バッテリ１１Ｂと接続する。互いに独立した二つのバッテリ１１Ａ，１１Ｂを有することで、冗長性が向上する。

本実施形態の車両制御システム１は、制御部１０と複数の装置群とを通信可能に接続する、互いに独立した二系統の通信線を有する。二系統の通信線の一方は、メイン通信線５であり、他方はバックアップ通信線６である。車両制御システム１が独立した二系統の通信線５，６を有することで、冗長性が確保され、車両制御システム１の信頼性が向上する。

本実施形態のバックアップ通信線６は、制御部１０と第一装置４１とを接続する第一通信線６１と、制御部１０と第二装置４２とを接続する第二通信線６２と、を有する。非常時用の制御モードに応じてバックアップ通信線６が切り分けられていることで、信頼性が向上する。例えば、第二通信線６２に不具合が発生したとしても、第一モードは実行可能である。

バックアップ通信線６は、制御部１０と自動運転装置４０とを接続する専用線であってもよい。専用線とすることで、バックアップ通信線６に必要な通信容量を抑えることができる。また、バックアップ通信線６を専用線とすることで、バックアップ通信線６によって非常時用の制御モードを実行する場合の通信負荷を低減することができる。

［第２実施形態］
図８および図９を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図８は、第２実施形態に係る電力供給のブロック図、図９は、第２実施形態の第一モードにおける電力供給を説明する図である。第２実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、例えば、各装置４１，４２，４３，４４に対する供給線が並列に接続されている点である。

図８に示すように、第２実施形態に係る電力供給線２は、第一供給線２Ａ、第二供給線２Ｂ、第三供給線２Ｃ、および第四供給線２Ｄを有する。第一供給線２Ａ、第二供給線２Ｂ、第三供給線２Ｃ、および第四供給線２Ｄは、一つの切替手段２５に接続されている。第一供給線２Ａ、第二供給線２Ｂ、第三供給線２Ｃ、および第四供給線２Ｄは、互いに電気的に独立している。

切替手段２５は、バッテリ１１と、第一供給線２Ａ、第二供給線２Ｂ、第三供給線２Ｃ、および第四供給線２Ｄと、の間に介在している。切替手段２５は、バッテリ１１から第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対する電力供給を制御する。

切替手段２５は、第一装置４１を構成する装置（ブレーキアクチュエータ４１ａ、ハザードランプ４１ｂ、ホーン４１ｃ）に対応するリレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有する。また、切替手段２５は、第二装置４２を構成する装置（操舵アクチュエータ４２ａ、センサ４２ｂ、アクセルアクチュエータ４２ｃ）に対応するリレー２２ａ，２２ｂ，２２ｃを有する。また、切替手段２５は、第三装置４３を構成する装置（ヘッドランプ４３ａ、ワイパー４３ｂ、メータ４３ｃ）に対応するリレー２３ａ，２３ｂ，２３ｃを有する。また、切替手段２５は、第四装置４４を構成する装置（監視装置４４ａ）に対応するリレー２４ａを有する。

制御部１０は、通信線３を介して切替手段２５および自動運転装置４０と接続されている。制御部１０は、上記第１実施形態の制御部１０と同様に、自動運転モードにおいて自動運転装置４０に不具合が発生した場合、非常時用の複数の制御モードの何れかを実行する。

制御部１０は、第一モードを実行する場合、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２５を制御する。具体的には、制御部１０は、第一装置４１に対してバッテリ１１から電力を供給し、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対する電力供給を停止するように切替手段２５を制御する。切替手段２５は、制御部１０の指令に応じて、図９に示すように、第一装置４１に対応するリレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃを接続状態とする。また、切替手段２５は、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対応するリレー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２４ａを遮断状態とする。

制御部１０は、第二モードを実行する場合、第一装置４１および第二装置４２に対してバッテリ１１の電力を供給し、かつ第三装置４３および第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２５を制御する。切替手段２５は、制御部１０の指令に応じて、第一装置４１および第二装置４２に対応するリレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃを接続状態とする。一方、切替手段２５は、第三装置４３および第四装置４４に対応するリレー２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２４ａを遮断状態とする。

制御部１０は、第三モードを実行する場合、第一装置４１、第二装置４２、および第三装置４３に対してバッテリ１１の電力を供給し、かつ第四装置４４に対する電力供給を規制するように切替手段２５を制御する。切替手段２５は、制御部１０の指令に応じて、第一装置４１、第二装置４２、および第三装置４３に対応するリレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃを接続状態とする。一方、切替手段２５は、第四装置４４に対応するリレー２４ａを遮断状態とする。

制御部１０は、第四モードを実行する場合、第一装置４１、第二装置４２、第三装置４３、および第四装置４４に対してバッテリ１１から電力を供給するように切替手段２５を制御する。切替手段２５は、制御部１０の指令に応じて、自動運転装置４０に対応する全てのリレー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２４ａを接続状態とする。

制御部１０は、バッテリ１１の状態等に応じて、自動運転装置４０に対して電力を供給する電力源を切り替えてもよい。制御部１０は、例えば、第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂの何れにも不具合が生じていない場合、第一バッテリ１１Ａを電力源として自動運転装置４０に対して電力を供給する。制御部１０は、第一バッテリ１１Ａに不具合が発生した場合、自動運転装置４０に対する電力源を第一バッテリ１１Ａから第二バッテリ１１Ｂに切り替える。制御部１０は、第一バッテリ１１Ａの充電残量が低下した場合に、自動運転装置４０に対する電力源を第一バッテリ１１Ａから第二バッテリ１１Ｂに切り替えてもよい。

［第３実施形態］
図１０を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記第１実施形態および第２実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１０は、第３実施形態に係る電力供給のブロック図である。第３実施形態において、上記第２実施形態と異なる点は、例えば、電力供給線２が冗長構成を有する点である。

図１０に示すように、電力供給線２は、第一供給線２Ａ、第二供給線２Ｂ、第三供給線２Ｃ、および第四供給線２Ｄに加えて、第五供給線２Ｅ、第六供給線２Ｆ、第七供給線２Ｇ、および第八供給線２Ｈを有する。第五供給線２Ｅ、第六供給線２Ｆ、第七供給線２Ｇ、および第八供給線２Ｈは、バックアップ用の供給線である。具体的には、第五供給線２Ｅは、第一供給線２Ａをバックアップする。第六供給線２Ｆは、第二供給線２Ｂをバックアップする。第七供給線２Ｇは、第三供給線２Ｃをバックアップする。第八供給線２Ｈは、第四供給線２Ｄをバックアップする。

第一供給線２Ａ、第二供給線２Ｂ、第三供給線２Ｃ、および第四供給線２Ｄは、切替手段２５を介して第一バッテリ１１Ａと接続されている。第五供給線２Ｅ、第六供給線２Ｆ、第七供給線２Ｇ、および第八供給線２Ｈは、切替手段２６を介して第二バッテリ１１Ｂと接続されている。つまり、第一バッテリ１１Ａから自動運転装置４０への電力供給系統と、第二バッテリ１１Ｂから自動運転装置４０への電力供給系統とが並列に設けられている。言い換えるならば、電力供給線２は、供給線２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄおよび切替手段２５を含む第一系統２Ｘと、供給線２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈおよび切替手段２６を含む第二系統２Ｙとが互いに独立している。

第一供給線２Ａおよび第五供給線２Ｅは、第一装置４１に対して接続されている。第二供給線２Ｂおよび第六供給線２Ｆは、第二装置４２に対して接続されている。第三供給線２Ｃおよび第七供給線２Ｇは、第三装置４３に対して接続されている。第四供給線２Ｄおよび第八供給線２Ｈは、第四装置４４に対して接続されている。

制御部１０は、例えば、第一系統２Ｘおよび第二系統２Ｙの何れにも不具合が発生していない場合、第一系統２Ｘによって自動運転装置４０への電力供給を行う。一方、制御部１０は、第一系統２Ｘに不具合が発生している場合、第二系統２Ｙによって自動運転装置４０への電力供給を行う。

なお、制御部１０は、バッテリ１１の状態等に応じて、自動運転装置４０に対して電力を供給する系統を切り替えてもよい。制御部１０は、例えば、第一バッテリ１１Ａおよび第二バッテリ１１Ｂの何れにも不具合が生じていない場合、第一系統２Ｘによって第一バッテリ１１Ａから自動運転装置４０に対して電力を供給する。制御部１０は、第一バッテリ１１Ａに不具合が発生した場合、自動運転装置４０に対して電力を供給する系統を第一系統２Ｘから第二系統２Ｙに切り替える。制御部１０は、第一バッテリ１１Ａの充電残量が低下した場合に、自動運転装置４０に対して電力を供給する系統を第一系統２Ｘから第二系統２Ｙに切り替えてもよい。

［実施形態の変形例］
上記第１実施形態から第３実施形態の変形例について説明する。自動運転装置４０の不具合には、自動運転装置４０の故障以外に、性能限界、ミスユース、セキュリティ侵害等が含まれる。制御部１０は、ドライバに異常が発生した場合に、非常時用の複数の制御モードを実行してもよい。制御部１０は、ドライバへのハンドオーバーが困難、あるいはハンドオーバーが不可能である場合、第一モードまたは第二モードを実行してもよい。

制御部１０において、自動運転を行うＥＣＵと、電力供給線２を制御するＥＣＵとが別であってもよい。例えば、制御部１０は、電力供給線２を制御するＥＣＵとして、電源ＥＣＵを含んでもよい。制御部１０は、ＡＤＡＳ（先進運転支援システム）のＥＣＵ等を含んでもよい。

蓄電部は、バッテリ１１には限定されない。蓄電部は、例えば、キャパシタ等であってもよい。非常時用の複数の制御モードの個数や内容は、実施形態において例示した個数や内容には限定されない。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 車両制御システム
２ 電力供給線
２Ａ 第一供給線
２Ｂ 第二供給線
２Ｃ 第三供給線
２Ｄ 第四供給線
２Ｅ 第五供給線
２Ｆ 第六供給線
２Ｇ 第七供給線
２Ｈ 第八供給線
２Ｘ 第一系統
２Ｙ 第二系統
３ 通信線
５ メイン通信線
６ バックアップ通信線
１０ 制御部
１１ バッテリ
１１Ａ 第一バッテリ
１１Ｂ 第二バッテリ
１３ 発電機
２０ 切替手段
２１ 第一の切替手段
２２ 第二の切替手段
２３ 第三の切替手段
２４ 第四の切替手段
２５，２６ 切替手段
３１ マルチメディア機器
３２ 通信機
４０ 自動運転装置
４１ 第一装置
４１ａ ブレーキアクチュエータ
４１ｂ ハザードランプ
４１ｃ ホーン
４２ 第二装置
４２ａ 操舵アクチュエータ
４２ｂ センサ
４２ｃ アクセルアクチュエータ
４３ 第三装置
４３ａ ヘッドランプ
４３ｂ ワイパー
４３ｃ メータ
４４ 第四装置
４４ａ 監視装置
５１ 自動運転系通信バス
５２ セントラルゲートウエイ
５３ ボデー系通信バス
５４ パワートレーン系通信バス
５５ マルチメディア系通信バス
５６ 外部接続系通信バス
６１ 第一通信線
６１ａ ボデー系通信線
６１ｂ パワートレーン系通信線
６２ 第二通信線
６３ 第三通信線
６４ 第四通信線
１００ 車両

Claims (6)

1. 車両に搭載された複数の装置群と前記車両に搭載された蓄電部とを接続し、かつ前記蓄電部と前記装置群との間に介在する切替手段を有する電力供給線と、
   前記切替手段を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記装置群の装置に不具合が発生した場合、不具合が発生した装置を含む前記装置群に対する電力供給を規制するように前記切替手段を制御し、
   前記車両は、前記車両の自動運転に用いる装置に不具合が発生した場合、非常時用の複数の制御モードのうち一つに移行し、
   前記非常時用の複数の制御モードは、第一モードおよび第二モードを含み、
   前記装置群は、前記第二モードで用いられ、かつ前記第一モードで用いられない第二装置と、前記第一モードおよび前記第二モードの両方で用いられる第一装置と、を含み、
   前記切替手段は、第一の切替手段および第二の切替手段を有し、
   前記第二の切替手段は、前記第二装置を前記蓄電部に対して接続あるいは遮断し、
   前記第一の切替手段は、前記電力供給線において前記第二の切替手段と前記蓄電部との間に配置されており、前記第一装置を前記蓄電部に対して接続あるいは遮断する
   ことを特徴とする車両制御システム。
2. 前記非常時用の複数の制御モードは、第三モードを含み、
   前記装置群は、前記第三モードで用いられ、かつ前記第一モードおよび前記第二モードで用いられない第三装置を含み、
   前記切替手段は、前記第三装置を前記蓄電部に対して接続あるいは遮断する第三の切替手段を有し、
   前記第二の切替手段は、前記電力供給線において前記第一の切替手段と前記第三の切替手段との間に配置されている
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記第一装置は、前記車両の制動機構を作動させるブレーキアクチュエータを含み、
   前記第二装置は、前記車両の操舵装置を作動させる操舵アクチュエータ、および前記車両の走行用駆動源を制御するアクセルアクチュエータを含み、
   前記第一モードが選択される場合の前記蓄電部の残量は、前記第二モードが選択される場合の前記蓄電部の残量よりも少ない
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記制御部と複数の前記装置群とを通信可能に接続する、互いに独立した二系統の通信線を備える
   請求項１から３の何れか１項に記載の車両制御システム。
5. 前記二系統の通信線の一方であるバックアップ通信線は、前記制御部と前記第一装置とを接続する第一通信線と、前記制御部と前記第二装置とを接続する第二通信線と、を有する
   請求項４に記載の車両制御システム。
6. 前記バックアップ通信線は、前記制御部と前記装置群とを接続する専用線である
   請求項５に記載の車両制御システム。
   

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