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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022011646
(43)【公開日】2022-01-17
(54)【発明の名称】自動運転車両
(51)【国際特許分類】
B60W 50/04 20060101AFI20220107BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220107BHJP
B60W 60/00 20200101ALI20220107BHJP
B60W 50/023 20120101ALI20220107BHJP
【ＦＩ】
B60W50/04
H02J7/00 L
B60W60/00
B60W50/023
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020112928
(22)【出願日】2020-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】中田 健一
【テーマコード（参考）】
3D241
5G503
【Ｆターム（参考）】
3D241BA29
3D241BA63
3D241CD07
3D241DA69Z
5G503AA01
5G503BA02
5G503BB02
5G503CA11
5G503DA16
5G503GB06
5G503GD03
5G503GD06
(57)【要約】
【課題】バックアップ電源を有効に活用すること。
【解決手段】自動運転車両Ｖｅ１は、自動運転の際に使用される第１電装品２１及び第３電装品２３と、第１電装品２１及び第３電装品２３に電力を供給する車両電源１３と、車両電源１３とは異なるバックアップ電源４０と、バックアップ電源４０を着脱可能な装着部３０と、車両側接続部３２と、を備える。バックアップ電源４０は、車両側接続部３２と接続される第１接続部４５と、第１接続部４５に接続された蓄電装置４１と、蓄電装置４１から供給される電力を変換する双方向インバータ５０と、双方向インバータ５０で変換された電力を外部機器７１へ出力する第２接続部４９と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】自動運転車両Ｖｅ１は、自動運転の際に使用される第１電装品２１及び第３電装品２３と、第１電装品２１及び第３電装品２３に電力を供給する車両電源１３と、車両電源１３とは異なるバックアップ電源４０と、バックアップ電源４０を着脱可能な装着部３０と、車両側接続部３２と、を備える。バックアップ電源４０は、車両側接続部３２と接続される第１接続部４５と、第１接続部４５に接続された蓄電装置４１と、蓄電装置４１から供給される電力を変換する双方向インバータ５０と、双方向インバータ５０で変換された電力を外部機器７１へ出力する第２接続部４９と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動運転の際に使用される電装品と、
前記電装品に電力を供給する車両電源と、
前記車両電源とは異なる電源であって前記電装品に電力を供給するバックアップ電源と、
前記バックアップ電源を着脱可能な装着部と、
前記装着部に前記バックアップ電源が装着されている状態で、前記バックアップ電源と前記電装品とを接続させる車両側接続部と、を備え、
前記バックアップ電源は、
前記車両側接続部と接続される第１接続部と、
前記第１接続部に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置から供給される電力を変換する電力変換器と、
前記電力変換器で変換された電力を外部機器へ出力する第２接続部と、を備える自動運転車両。
前記電装品に電力を供給する車両電源と、
前記車両電源とは異なる電源であって前記電装品に電力を供給するバックアップ電源と、
前記バックアップ電源を着脱可能な装着部と、
前記装着部に前記バックアップ電源が装着されている状態で、前記バックアップ電源と前記電装品とを接続させる車両側接続部と、を備え、
前記バックアップ電源は、
前記車両側接続部と接続される第１接続部と、
前記第１接続部に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置から供給される電力を変換する電力変換器と、
前記電力変換器で変換された電力を外部機器へ出力する第２接続部と、を備える自動運転車両。
【請求項2】
前記自動運転車両は、
前記車両側接続部と前記第１接続部とが接続されているか否かを判定する接続判定部と、
前記接続判定部が前記車両側接続部と前記第１接続部とが接続されていないと判定した場合、自動運転の禁止を行う制御部と、を備える請求項１に記載の自動運転車両。
前記車両側接続部と前記第１接続部とが接続されているか否かを判定する接続判定部と、
前記接続判定部が前記車両側接続部と前記第１接続部とが接続されていないと判定した場合、自動運転の禁止を行う制御部と、を備える請求項１に記載の自動運転車両。
【請求項3】
前記電力変換器は、双方向電力変換器である請求項１又は請求項２に記載の自動運転車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動運転車両に関する。
【背景技術】
【0002】
自動運転車両としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の自動運転車両は、電装品と、車両電源と、バックアップ電源と、を備える。バックアップ電源は、蓄電装置を備える。自動運転時に車両電源が失陥した場合、バックアップ電源装置によって電装品が駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－０６３００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、自動運転車両に搭載されるバックアップ電源の蓄電装置は、車両電源に異常が生じた場合等、緊急時に使用されるもので、使用される頻度が低いのが現状である。
本発明の目的は、バックアップ電源を有効に活用できる自動運転車両を提供することである。
本発明の目的は、バックアップ電源を有効に活用できる自動運転車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決する自動運転車両は、自動運転の際に使用される電装品と、前記電装品に電力を供給する車両電源と、前記車両電源とは異なる電源であって前記電装品に電力を供給するバックアップ電源と、前記バックアップ電源を着脱可能な装着部と、前記装着部に前記バックアップ電源が装着されている状態で、前記バックアップ電源と前記電装品とを接続させる車両側接続部と、を備え、前記バックアップ電源は、前記車両側接続部と接続される第１接続部と、前記第１接続部に接続された蓄電装置と、前記蓄電装置から供給される電力を変換する電力変換器と、前記電力変換器で変換された電力を外部機器へ出力する第２接続部と、を備える。
【0006】
バックアップ電源は、蓄電装置から供給される電力を、電力変換器を通じて第２接続部に出力する。第２接続部が外部機器と接続されているとき、バックアップ電源が出力する電力は、第２接続部に接続された外部機器に供給される。バックアップ電源を外部電源として利用できるため、バックアップ電源と有効に活用できる。
【0007】
上記自動運転車両について、前記車両側接続部と前記第１接続部とが接続されているか否かを検出する接続判定部と、前記接続判定部が前記車両接続部と前記第１接続部とが接続されていないと判定した場合、自動運転の禁止を行う制御部と、を備えていてもよい。
【0008】
上記自動運転車両について、前記電力変換器は、双方向電力変換器であってもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、バックアップ電源を有効に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、自動運転車両の一実施形態について説明する。なお、自動運転車両には、自動運転レベル３～自動運転レベル５の自動運転車両に限られず、自動運転レベル１及び自動運転レベル２の自動運転車両も含まれる。即ち、自動運転車両には、搭乗者による運転操作を必要とせずに運転が行われる自動運転車両に限られず、搭乗者による運転操作を主体とし、搭乗者に対する運転支援が行われる自動運転車両も含む。自動運転車両は、搭乗者の運転操作による手動運転が行われる手動運転モードと、運転支援を含む自動運転が行われる自動運転モードとを切り替えることが可能である。
【0012】
図１に示すように、自動運転車両Ｖｅ１は、車両電気系統１０と、バックアップ電源４０と、を備える。
車両電気系統１０は、スタートスイッチ１１と、操作部１２と、第１電装品２１と、第２電装品２２と、第３電装品２３と、第１配線Ｌ１と、第２配線Ｌ２と、第２配線Ｌ２に設けられる切替スイッチＳＷと、車両電源１３と、装着部３０と、車両側接続部３２と、昇圧部３６と、降圧部３８と、制御装置６０と、を備える。
車両電気系統１０は、スタートスイッチ１１と、操作部１２と、第１電装品２１と、第２電装品２２と、第３電装品２３と、第１配線Ｌ１と、第２配線Ｌ２と、第２配線Ｌ２に設けられる切替スイッチＳＷと、車両電源１３と、装着部３０と、車両側接続部３２と、昇圧部３６と、降圧部３８と、制御装置６０と、を備える。
【0013】
スタートスイッチ１１は、自動運転車両Ｖｅ１の起動状態と停止状態とを切り替えるためのスイッチである。スタートスイッチ１１は、例えば、自動運転車両Ｖｅ１の搭乗者により操作される。起動状態とは、自動運転車両Ｖｅ１の走行が可能な状態である。停止状態とは、自動運転車両Ｖｅ１の走行を行えない状態である。スタートスイッチ１１は、イグニッションスイッチやシステム起動スイッチ等と呼称されることもある。起動状態はイグニッションオン、停止状態はイグニッションオフと呼称されることもある。
【0014】
操作部１２は、自動運転車両Ｖｅ１を自動運転モードに遷移させるための部材である。操作部１２は、自動運転車両Ｖｅ１の搭乗者により操作される。スタートスイッチ１１により自動運転車両Ｖｅ１を起動状態とした後に、操作部１２を操作することで自動運転車両Ｖｅ１は自動運転モードに遷移する。
【0015】
第１電装品２１は、自動運転の際に使用される電装品である。第１電装品２１は、自動運転の際に使用される電装品のうち、自動運転車両Ｖｅ１の異常時に自動運転車両Ｖｅ１が退避走行を行うために必要となる電装品である。第１電装品２１としては、例えば、ブレーキやパワーステアリングを挙げることができる。第１電装品２１は、自動運転の際に使用されればよく、手動運転の際に使用されるものであっても、手動運転の際には使用されないものであってもよい。
【0016】
第２電装品２２は、自動運転車両Ｖｅ１の異常時に、必ずしも電力の供給を行わなくてもよい電装品である。第２電装品２２に電力供給が行われなくても、自動運転車両Ｖｅ１が退避走行を行うことができる。第２電装品２２としては、例えば、カーナビゲーションシステムやオーディオを挙げることができる。
【0017】
第３電装品２３は、第１電装品２１と同一又は類似する機能を備える電装品である。第１電装品２１及び第３電装品２３の少なくともいずれかに電力が供給されることで、自動運転車両Ｖｅ１は自動運転可能である。
【0018】
第１配線Ｌ１は、車両電源１３と第１電装品２１及び第２電装品２２とを接続する配線である。第１配線Ｌ１は、車両電源１３から供給された電力を第１電装品２１及び第２電装品２２に供給する。これにより、第１電装品２１及び第２電装品２２が駆動する。
【0019】
第２配線Ｌ２は、車両電源１３と第３電装品２３とを接続する配線である。第２配線Ｌ２は、車両電源１３から供給された電力を第３電装品２３に供給する。これにより、第３電装品２３が駆動する。
【0020】
切替スイッチＳＷは、第２配線Ｌ２に設けられている。切替スイッチＳＷのオンとオフとが切り替えられることで、車両電源１３から第３電装品２３への電力の供給と遮断とが切り替えられる。切替スイッチＳＷがオンの状態で、車両電源１３から第３電装品２３に電力が供給される。切替スイッチＳＷがオフの状態で、車両電源１３から第３電装品２３への電力の供給が遮断される。
【0021】
車両電源１３は、バッテリＢと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、鉛蓄電池１５と、を備える。
バッテリＢは、例えば、公称電圧が２００［Ｖ］のバッテリである。バッテリＢは、例えば、自動運転車両Ｖｅ１を走行させるモータの電力源となる。バッテリＢとしては、例えば、充放電可能な蓄電装置を複数接続したものが挙げられる。
バッテリＢは、例えば、公称電圧が２００［Ｖ］のバッテリである。バッテリＢは、例えば、自動運転車両Ｖｅ１を走行させるモータの電力源となる。バッテリＢとしては、例えば、充放電可能な蓄電装置を複数接続したものが挙げられる。
【0022】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、バッテリＢから入力された電圧を降圧させて出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧は、例えば、１２［Ｖ］である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、第１配線Ｌ１及び第２配線Ｌ２に接続されている。
【0023】
鉛蓄電池１５は、第１配線Ｌ１及び第２配線Ｌ２に接続されている。鉛蓄電池１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が駆動していない場合などに、第１電装品２１、第２電装品２２及び第３電装品２３に電力を供給する。鉛蓄電池１５の出力電圧は、例えば、１２［Ｖ］である。
【0024】
バックアップ電源４０は、蓄電装置４１と、ＢＭＳ４２と、第１接続部４５と、第２接続部４９と、電力変換器としての双方向インバータ５０と、を備える。バックアップ電源４０は、車両電源１３とは異なる電源である。
【0025】
蓄電装置４１としては、リチウムイオン蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池など充放電可能なものであれば、どのようなものを採用してもよい。蓄電装置４１は、単数であってもよいし、複数の蓄電装置を直列接続あるいは並列接続したユニットであってもよい。蓄電装置４１は、車両電源１３の出力電圧よりも低い電圧を出力する。蓄電装置４１は、例えば、７［Ｖ］の電圧を出力する。
【0026】
ＢＭＳ４２は、蓄電装置４１の状態を監視するためのバッテリマネジメントシステムである。ＢＭＳ４２は、蓄電装置４１の状態を検出するセンサ４３と、センサ４３の検出結果から蓄電装置４１の状態を監視する監視部４４とを備える。センサ４３は、少なくとも、蓄電装置４１の充放電電流を検出する電流センサ及び蓄電装置４１の端子間電圧を検出する電圧センサを含む。監視部４４としては、例えば、マイクロコンピュータを主体として構成される。監視部４４が実行する処理は、記憶部に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより行われてもよいし、専用の電子回路が実行するハードウェア処理を通じて行われてもよい。監視部４４は、センサ４３の検出した結果から蓄電装置４１の充電率を推定する。監視部４４は、蓄電装置４１の劣化判定を行う。劣化判定は、例えば、蓄電装置４１の内部抵抗を測定することで行うことができる。
【0027】
第１接続部４５は、第１電源端子４６と、第２電源端子４７と、電源通信端子４８と、を備える。第１電源端子４６は、蓄電装置４１の正極と接続されている。第２電源端子４７は、蓄電装置４１の負極と接続されている。電源通信端子４８は、監視部４４に接続されている。
【0028】
第２接続部４９は、外部機器７１に接続される。本実施形態の外部機器７１は、交流電力の入力によって駆動する機器である。第２接続部４９には、外部交流電源７２を接続することも可能である。外部交流電源７２は、第２接続部４９に対して交流電力を入力可能な電源である。外部交流電源７２としては、例えば、家庭用の交流電源を用いることができる。
【0029】
第２接続部４９が外部機器７１と接続されている場合、バックアップ電源４０は、第２接続部４９を介して外部機器７１に電力を出力する。第２接続部４９が外部交流電源７２と接続されている場合、外部交流電源７２は、第２接続部４９を介してバックアップ電源４０に電力を供給する。
【0030】
双方向インバータ５０は、第１ＤＣ入出力端子５１と、第２ＤＣ入出力端子５２と、第１ＡＣ入出力端子５３と、第２ＡＣ入出力端子５４と、変換部５５と、センサ５６と、インバータ制御部５７と、を備える。
【0031】
第１ＤＣ入出力端子５１は、蓄電装置４１の正極に接続されている。第２ＤＣ入出力端子５２は、蓄電装置４１の負極に接続されている。第１ＡＣ入出力端子５３及び第２ＡＣ入出力端子５４は、第２接続部４９に接続されている。
【0032】
変換部５５は、ＤＣ入出力端子５１，５２から入力された直流電力を交流電力に変換してＡＣ入出力端子５３，５４に出力することが可能であり、かつ、ＡＣ入出力端子５３，５４から入力された交流電力を直流電力に変換してＤＣ入出力端子５１，５２に出力することが可能である。
【0033】
センサ５６は、第２接続部４９が外部交流電源７２に接続されていることを検出するために設けられている。センサ５６としては、例えば、外部交流電源７２から第２接続部４９に加えられる電圧を検出する電圧センサや、外部交流電源７２から供給される電流を検出する電流センサが用いられる。
【0034】
インバータ制御部５７は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶部と、を備える。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、すなわち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。インバータ制御部５７は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路であるインバータ制御部５７は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
【0035】
インバータ制御部５７は、センサ５６の検出結果から第２接続部４９が外部交流電源７２に接続されていることの検出を行う。
インバータ制御部５７は、変換部５５を制御することで電力変換を行う。インバータ制御部５７は、第２接続部４９に外部交流電源７２が接続されているか外部機器７１が接続されているかによって、変換部５５の制御を変える。インバータ制御部５７は、第２接続部４９に外部機器７１が接続されていると判定した場合、ＤＣ入出力端子５１，５２から入力された直流電力を交流電力に変換するように変換部５５を制御する。ＤＣ入出力端子５１，５２から変換部５５に蓄電装置４１からの直流電力が入力され、ＡＣ入出力端子５３，５４から交流電力が出力される。変換部５５から出力された交流電力は第２接続部４９を介して外部機器７１に供給される。インバータ制御部５７は、第２接続部４９に外部交流電源７２が接続されていると判定した場合、ＡＣ入出力端子５３，５４から入力された交流電力を直流電力に変換するように変換部５５を制御する。ＡＣ入出力端子５３，５４から変換部５５に外部交流電源７２からの交流電力が入力され、ＤＣ入出力端子５１，５２から直流電力が出力される。この直流電力は、蓄電装置４１に供給される。このように、変換部５５は、ＤＣ入出力端子５１，５２に入力された電力をＡＣ入出力端子５３，５４から出力することが可能であり、かつ、ＡＣ入出力端子５３，５４に入力された電力をＤＣ入出力端子５１，５２から出力することが可能である。双方向インバータ５０は、蓄電装置４１から入力された電力を変換して出力することが可能であり、かつ、第２接続部４９から入力された電力を変換して蓄電装置４１に出力することも可能な双方向電力変換器といえる。
インバータ制御部５７は、変換部５５を制御することで電力変換を行う。インバータ制御部５７は、第２接続部４９に外部交流電源７２が接続されているか外部機器７１が接続されているかによって、変換部５５の制御を変える。インバータ制御部５７は、第２接続部４９に外部機器７１が接続されていると判定した場合、ＤＣ入出力端子５１，５２から入力された直流電力を交流電力に変換するように変換部５５を制御する。ＤＣ入出力端子５１，５２から変換部５５に蓄電装置４１からの直流電力が入力され、ＡＣ入出力端子５３，５４から交流電力が出力される。変換部５５から出力された交流電力は第２接続部４９を介して外部機器７１に供給される。インバータ制御部５７は、第２接続部４９に外部交流電源７２が接続されていると判定した場合、ＡＣ入出力端子５３，５４から入力された交流電力を直流電力に変換するように変換部５５を制御する。ＡＣ入出力端子５３，５４から変換部５５に外部交流電源７２からの交流電力が入力され、ＤＣ入出力端子５１，５２から直流電力が出力される。この直流電力は、蓄電装置４１に供給される。このように、変換部５５は、ＤＣ入出力端子５１，５２に入力された電力をＡＣ入出力端子５３，５４から出力することが可能であり、かつ、ＡＣ入出力端子５３，５４に入力された電力をＤＣ入出力端子５１，５２から出力することが可能である。双方向インバータ５０は、蓄電装置４１から入力された電力を変換して出力することが可能であり、かつ、第２接続部４９から入力された電力を変換して蓄電装置４１に出力することも可能な双方向電力変換器といえる。
【0036】
装着部３０は、バックアップ電源４０を着脱可能に構成されている。装着部３０は、例えば、車室内に露出した状態で設けられる。装着部３０は、ロック機構３１を備える。ロック機構３１により、バックアップ電源４０がロックされている状態では、装着部３０からバックアップ電源４０を取り外すことが禁止される。ロック機構３１により、バックアップ電源４０がロックされていない状態では、装着部３０からバックアップ電源４０を取り外すことが許容される。以下の説明において、バックアップ電源４０がロック機構３１によりロックされている状態をロック状態、バックアップ電源４０がロックされていない状態をアンロック状態と称する。ロック機構３１は、例えば、ソレノイドロックによりバックアップ電源４０をロックする装置である。
【0037】
車両側接続部３２は、第１車両端子３３と、第２車両端子３４と、車両通信端子３５と、を備える。第２車両端子３４は、グランドに接続されている。装着部３０にバックアップ電源４０が装着されている状態で、車両側接続部３２には第１接続部４５が装着される。装着部３０からバックアップ電源４０が取り外されている状態で、車両側接続部３２からは第１接続部４５が取り外されている。
【0038】
車両側接続部３２に第１接続部４５が装着されている状態で、第１車両端子３３は、第１接続部４５の第１電源端子４６に接続される。車両側接続部３２に第１接続部４５が装着されている状態で、第２車両端子３４は、第１接続部４５の第２電源端子４７に接続される。車両通信端子３５は、制御装置６０に接続されている。車両側接続部３２に第１接続部４５が装着されている状態で、電源通信端子４８に接続される。
【0039】
昇圧部３６は、昇圧スイッチング素子３７を備える。昇圧部３６は、昇圧スイッチング素子３７のスイッチング動作により、第１車両端子３３から入力される直流電圧を昇圧して出力する昇圧回路である。昇圧部３６は、入力端から入力された直流電圧を昇圧させて出力端から出力する。昇圧部３６の入力端は、第１車両端子３３に接続されている。昇圧部３６の出力端は、第２配線Ｌ２に接続されている。昇圧部３６は、車両電源１３の出力電圧よりも低い電圧であり、かつ、第１電装品２１、第２電装品２２及び第３電装品２３を駆動できる電圧を出力する。昇圧部３６は、例えば、１０［Ｖ］～１１［Ｖ］の電圧を出力する。
【0040】
装着部３０にバックアップ電源４０が装着されている状態で、車両側接続部３２はバックアップ電源４０と昇圧部３６とを接続している。車両側接続部３２は、昇圧部３６を介してバックアップ電源４０と第３電装品２３とを接続させているといえる。
【0041】
降圧部３８は、降圧スイッチング素子３９を備える。降圧部３８は、降圧スイッチング素子３９のスイッチング動作により、車両電源１３から入力される直流電圧を降圧して出力する降圧回路である。降圧部３８は、入力端から入力された直流電圧を降圧させて出力端から出力する。降圧部３８の入力端は、第２配線Ｌ２に接続されている。降圧部３８の出力端は、第１車両端子３３に接続されている。降圧部３８は、蓄電装置４１の端子間電圧よりも高い電圧を出力する。
【0042】
制御装置６０は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶部と、を備える。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、すなわち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置６０は、ASICやFPGA等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置６０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
【0043】
制御装置６０は、自動運転車両Ｖｅ１が起動状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を駆動させることで第１電装品２１、第２電装品２２及び第３電装品２３に電力を供給する。これにより、第１電装品２１、第２電装品２２及び第３電装品２３が駆動する。第１電装品２１及び第３電装品２３で機能冗長を図っているため、自動運転車両Ｖｅ１が自動運転モードの場合に第１電装品２１及び第３電装品２３のいずれかに不具合が生じた場合であっても、自動運転を継続することができる。なお、本実施形態では、車両電源１３に異常等が発生して、車両電源１３から第１電装品２１、第２電装品２２及び第３電装品２３に電力が供給できなくなった場合、切替スイッチＳＷをオフする。
【0044】
また、制御装置６０は、自動運転車両Ｖｅ１が停止状態から起動状態に遷移した場合に以下の起動時制御を行う。
図２に示すように、ステップＳ１において、制御装置６０は、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されているか否か判定する。本実施形態において、制御装置６０は、監視部４４との通信が確立しているか否かを判定することで、第１接続部４５と車両側接続部３２との接続状態を判定する。バックアップ電源４０が装着部３０に正常に装着されている場合、電源通信端子４８と車両通信端子３５とが接続される。一方で、バックアップ電源４０が装着部３０から取り外されている場合や、バックアップ電源４０が正常に装着部３０に装着されていない場合、電源通信端子４８と車両通信端子３５とが接続されない。従って、制御装置６０は、監視部４４から情報を取得できるか否かにより、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されているか否か判定することができる。制御装置６０は、電源通信端子４８及び車両通信端子３５を介して監視部４４から蓄電装置４１に関する情報を取得できる場合、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されていると判定する。一方、制御装置６０は、監視部４４から情報を取得できない場合、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されていないと判定する。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御装置６０はステップＳ２の制御を行う。一方で、ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御装置６０はステップＳ３の制御を行う。
図２に示すように、ステップＳ１において、制御装置６０は、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されているか否か判定する。本実施形態において、制御装置６０は、監視部４４との通信が確立しているか否かを判定することで、第１接続部４５と車両側接続部３２との接続状態を判定する。バックアップ電源４０が装着部３０に正常に装着されている場合、電源通信端子４８と車両通信端子３５とが接続される。一方で、バックアップ電源４０が装着部３０から取り外されている場合や、バックアップ電源４０が正常に装着部３０に装着されていない場合、電源通信端子４８と車両通信端子３５とが接続されない。従って、制御装置６０は、監視部４４から情報を取得できるか否かにより、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されているか否か判定することができる。制御装置６０は、電源通信端子４８及び車両通信端子３５を介して監視部４４から蓄電装置４１に関する情報を取得できる場合、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されていると判定する。一方、制御装置６０は、監視部４４から情報を取得できない場合、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されていないと判定する。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御装置６０はステップＳ２の制御を行う。一方で、ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御装置６０はステップＳ３の制御を行う。
【0045】
ステップＳ２において、制御装置６０は、自動運転を禁止する。制御装置６０は、操作部１２が操作されても、自動運転モードに遷移しないようにすることで、自動運転を禁止する。なお、制御装置６０は、第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されていないと判定した場合、第１接続部４５と車両側接続部３２、即ち、バックアップ電源４０と車両電気系統１０とが接続されていないことを搭乗者に警告するようにしてもよい。例えば、制御装置６０は、搭乗者が視認可能な位置に配置された表示部に、バックアップ電源４０と車両電気系統１０とが接続されていないことを警告する表示を行う。また、音や光による警告を行ってもよい。制御装置６０は、ステップＳ２の処理を終えると、起動時制御を終了する。この場合、制御装置６０は、手動運転モードによる手動運転を許容してもよい。
【0046】
ステップＳ３において、制御装置６０は、自動運転を許容する。ステップＳ３の処理を終えると、制御装置６０は起動時制御を終了する。操作部１２が操作されることで、自動運転車両Ｖｅ１は自動運転モードに遷移し、自動運転が行われることになる。起動時制御は、自動運転車両Ｖｅ１の起動時に所定の制御周期で繰り返し行われてもよいし、自動運転車両Ｖｅ１の起動時に１回のみ行われてもよい。ステップＳ１の処理を行うことで、制御装置６０は、接続判定部として機能している。ステップＳ２の処理を行うことで、制御装置６０は、制御部として機能している。
【0047】
次に、自動運転車両Ｖｅ１が自動運転モードに遷移した後に制御装置６０が行う制御について説明する。上記したように、自動運転モードの際には、バックアップ電源４０が装着部３０に装着されており、バックアップ電源４０から車両電気系統１０への電力の供給が可能な状態である。
【0048】
自動運転車両Ｖｅ１が自動運転モードに遷移すると、制御装置６０はロック機構３１を制御することで、バックアップ電源４０をロック状態にする。これにより、自動運転モード中にバックアップ電源４０が装着部３０から取り外されることが禁止される。
【0049】
自動運転車両Ｖｅ１が自動運転モードに遷移すると、制御装置６０は、昇圧部３６を駆動させる。第１接続部４５と車両側接続部３２とが接続されている状態では、蓄電装置４１と昇圧部３６とが接続されることで、蓄電装置４１の電力が昇圧部３６に入力される。この状態で、昇圧部３６が駆動することで、昇圧部３６は蓄電装置４１の電圧を昇圧させて第２配線Ｌ２に出力する。昇圧部３６から出力される電圧は、車両電源１３の電圧よりも低いため、車両電源１３からの電力が第２配線Ｌ２に出力されている状態では、昇圧部３６から出力される電力は第３電装品２３に供給されない。
【0050】
制御装置６０は、車両電源１３に異常が生じた場合、切替スイッチＳＷをオフにすることで、車両電源１３から第２配線Ｌ２への電力の供給を遮断する。切替スイッチＳＷがオフされることで、第３電装品２３への車両電源１３からの電力は失陥する。車両電源１３から第２配線Ｌ２に電力が供給されなくなることで、昇圧部３６から出力される電力が第２配線Ｌ２に加わる。これにより、車両電源１３から第３電装品２３に電力が供給されなくなっても第３電装品２３は昇圧部３６から供給される電力によって継続して駆動する。従って、自動運転車両Ｖｅ１の自動運転が継続されることになる。なお、切替スイッチＳＷのオフに限らず、車両電源１３に異常が生じることで、車両電源１３の電力が第３電装品２３に供給不能となった場合であっても同様のことがいえる。このように、バックアップ電源４０は、車両電源１３が失陥した場合にも自動運転を継続させるためのバックアップとして機能している。なお、制御装置６０は、自動運転車両Ｖｅ１が自動運転モードの際にバックアップ機能を発揮させることができればよい。従って、制御装置６０は、自動運転車両Ｖｅ１が停止状態から起動状態になった際に昇圧部３６を駆動させるようにしてもよい。
【0051】
制御装置６０は、ＢＭＳ４２から蓄電装置４１の充電率を示す情報を取得することで、蓄電装置４１の充電率を把握可能である。制御装置６０は、蓄電装置４１の充電率が予め定められた閾値を下回っている場合、降圧部３８を制御することで蓄電装置４１に電力を供給する。これにより、蓄電装置４１は充電される。
【0052】
自動運転車両Ｖｅ１の自動運転モードが解除されると、制御装置６０は、ロック機構３１をアンロック状態にする。これにより、自動運転車両Ｖｅ１が自動運転モードではない場合、バックアップ電源４０を装着部３０から取り外すことができる。
【0053】
本実施形態の作用について説明する。
第２接続部４９に外部機器７１が接続されると、バックアップ電源４０は、蓄電装置４１から供給される電力を、双方向インバータ５０を通じて第２接続部４９に出力する。これにより、バックアップ電源４０を外部電源として用いて外部機器７１を駆動させることができる。バックアップ電源４０は、装着部３０に装着されている場合であっても、装着部３０から外されている場合であっても外部機器７１に電力を供給可能である。バックアップ電源４０が装着部３０に装着されている場合、蓄電装置４１の電力を外部機器７１に供給するようにしてもよいし、降圧部３８を駆動させることで、車両電源１３の電力を外部機器７１に供給しつつ、同時に蓄電装置４１を充電することも可能である。
第２接続部４９に外部機器７１が接続されると、バックアップ電源４０は、蓄電装置４１から供給される電力を、双方向インバータ５０を通じて第２接続部４９に出力する。これにより、バックアップ電源４０を外部電源として用いて外部機器７１を駆動させることができる。バックアップ電源４０は、装着部３０に装着されている場合であっても、装着部３０から外されている場合であっても外部機器７１に電力を供給可能である。バックアップ電源４０が装着部３０に装着されている場合、蓄電装置４１の電力を外部機器７１に供給するようにしてもよいし、降圧部３８を駆動させることで、車両電源１３の電力を外部機器７１に供給しつつ、同時に蓄電装置４１を充電することも可能である。
【0054】
バックアップ電源４０は、蓄電装置４１と双方向インバータ５０とをユニット化したものであるため、バックアップ電源４０を装着部３０から取り外した状態であっても外部機器７１に電力を供給可能である。バックアップ電源４０を着脱可能とせず、第２接続部４９を車室内に露出させることでバックアップ電源４０から外部機器７１に電力を供給することも考えられる。しかしながら、この場合には、バックアップ電源４０を車室外に移動させることができないため、バックアップ電源４０を外部電源として使用することに位置的な制限が加わる。第２接続部４９を移動可能に設けた場合であっても、第２接続部４９と双方向インバータ５０を接続するケーブルの長さにより、第２接続部４９の移動は制限されるため同様の課題が生じ得る。
【0055】
これに対し、本実施形態のように、バックアップ電源４０を装着部３０から取り外した状態であっても外部機器７１に電力を供給可能にすることで、自動運転車両Ｖｅ１から離れた位置であってもバックアップ電源４０を外部電源として使用することができる。
【0056】
本実施形態の効果について説明する。
（１）バックアップ電源４０は、蓄電装置４１から供給される電力を、双方向インバータ５０を通じて第２接続部４９に出力する。これにより、バックアップ電源４０を外部電源として利用できるため、バックアップ電源４０を有効に活用できる。
（１）バックアップ電源４０は、蓄電装置４１から供給される電力を、双方向インバータ５０を通じて第２接続部４９に出力する。これにより、バックアップ電源４０を外部電源として利用できるため、バックアップ電源４０を有効に活用できる。
【0057】
（２）制御装置６０は、車両側接続部３２と第１接続部４５とが接続されているか否かを判定している。制御装置６０は、車両側接続部３２と第１接続部４５とが接続されていないと判定した場合、自動運転を禁止する。これにより、自動運転時に適切にバックアップ機能を発揮させることができる。
【0058】
（３）電力変換器として、双方向インバータ５０を用いている。第２接続部４９に外部交流電源７２が接続された場合には、外部交流電源７２によって蓄電装置４１を充電することができる。鉛蓄電池１５及び蓄電装置４１の両方の充電が不足した場合、第１電装品２１、第２電装品２２及び第３電装品２３に電力を供給できず、自動運転車両Ｖｅ１を起動状態にすることができないおそれがある。この際、外部交流電源７２を用いて蓄電装置４１を充電することで、蓄電装置４１の電力を用いて第１電装品２１、第２電装品２２及び第３電装品２３に電力を供給することができる。
【0059】
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○電力変換器としては、蓄電装置４１の電力を第２接続部４９から外部機器７１に供給できるものであればよく、第２接続部４９に接続された外部交流電源７２により蓄電装置４１を充電できなくてもよい。即ち、電力変換器は、蓄電装置４１を放電させることのみが可能なものでもよい。
○電力変換器としては、蓄電装置４１の電力を第２接続部４９から外部機器７１に供給できるものであればよく、第２接続部４９に接続された外部交流電源７２により蓄電装置４１を充電できなくてもよい。即ち、電力変換器は、蓄電装置４１を放電させることのみが可能なものでもよい。
【0060】
○電力変換器としては、蓄電装置４１から入力された直流電力を異なる電圧の直流電力に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。
○双方向電力変換器としては、双方向コンバータを用いてもよい。双方向電力変換器として双方向コンバータを用いる場合、第２接続部４９には直流電力の供給によって駆動する外部機器が接続される。また、第２接続部４９には外部直流電源が接続可能である。変換部５５は蓄電装置４１から入力された直流電力を異なる電圧の直流電力に変換して第２接続部４９に出力する。変換部５５は第２接続部４９に接続された外部直流電源から入力された直流電力を異なる電圧の直流電力に変換して蓄電装置４１に出力する。
○双方向電力変換器としては、双方向コンバータを用いてもよい。双方向電力変換器として双方向コンバータを用いる場合、第２接続部４９には直流電力の供給によって駆動する外部機器が接続される。また、第２接続部４９には外部直流電源が接続可能である。変換部５５は蓄電装置４１から入力された直流電力を異なる電圧の直流電力に変換して第２接続部４９に出力する。変換部５５は第２接続部４９に接続された外部直流電源から入力された直流電力を異なる電圧の直流電力に変換して蓄電装置４１に出力する。
【0061】
○車両側接続部３２と第１接続部４５とが接続されているか否かは、接触抵抗によって判定してもよい。例えば、制御装置６０は、起動時制御において、降圧部３８を制御することで、降圧部３８からバックアップ電源４０に電圧を出力させる。車両側接続部３２と第１接続部４５とが接続されていれば、第１電源端子４６と第１車両端子３３との接触抵抗により電圧降下が生じる。ＢＭＳ４２のセンサ４３によって電圧降下が生じているか否かを確認することで、ＢＭＳ４２の監視部４４は車両側接続部３２と第１接続部４５とが接続されているか否かを判定することができる。制御装置６０は、監視部４４から判定結果を示す情報を取得することで、車両側接続部３２と第１接続部４５とが接続されているか否かは判定することができる。
【0062】
○バックアップ電源４０は、第２接続部４９を複数備えていてもよい。これによれば、複数の外部機器７１に対してバックアップ電源４０から電力を供給することができる。
○ＢＭＳ４２は、車両電気系統１０が備えていてもよい。
○ＢＭＳ４２は、車両電気系統１０が備えていてもよい。
【0063】
○車両電源１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４及び鉛蓄電池１５のうちいずれかを備えていればよい。
○制御装置６０は、起動時制御において、蓄電装置４１の劣化状態に応じて自動運転モードへの遷移を許容するか否かを判定してもよい。制御装置６０は、ＢＭＳ４２から蓄電装置４１の劣化状態を示す情報を取得する。制御装置６０は、蓄電装置４１の劣化状態からバックアップ電源４０としての機能を発揮させることができるか否かを判定する。制御装置６０は、バックアップ電源４０としての機能を発揮させることができると判定した場合には、自動運転モードへの遷移を許容する。制御装置６０は、バックアップ電源４０としての機能を発揮させることができないと判定した場合には、自動運転モードへの遷移を禁止する。
○制御装置６０は、起動時制御において、蓄電装置４１の劣化状態に応じて自動運転モードへの遷移を許容するか否かを判定してもよい。制御装置６０は、ＢＭＳ４２から蓄電装置４１の劣化状態を示す情報を取得する。制御装置６０は、蓄電装置４１の劣化状態からバックアップ電源４０としての機能を発揮させることができるか否かを判定する。制御装置６０は、バックアップ電源４０としての機能を発揮させることができると判定した場合には、自動運転モードへの遷移を許容する。制御装置６０は、バックアップ電源４０としての機能を発揮させることができないと判定した場合には、自動運転モードへの遷移を禁止する。
【0064】
○装着部３０のロック機構３１は、ソレノイドロックでなくともよい。例えば、メカニカルロックであってもよい。
○装着部３０はロック機構３１を備えていなくてもよい。
○装着部３０はロック機構３１を備えていなくてもよい。
【0065】
○鉛蓄電池１５に代えて、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池などの蓄電池を採用してもよい。
○自動運転車両Ｖｅ１は、第３電装品２３を備えていなくてもよい。即ち、自動運転車両Ｖｅ１は、機能冗長を図っていなくてもよい。この場合、バックアップ電源４０は、車両電源１３の失陥時には第１電装品２１及び第２電装品２２に電力を供給する。車両電源１３が失陥した際に、切替スイッチＳＷがオンであれば、バックアップ電源４０から第１電装品２１及び第２電装品２２に電力が供給される。また、この場合、車両電気系統１０は切替スイッチＳＷを備えていなくてもよい。
○自動運転車両Ｖｅ１は、第３電装品２３を備えていなくてもよい。即ち、自動運転車両Ｖｅ１は、機能冗長を図っていなくてもよい。この場合、バックアップ電源４０は、車両電源１３の失陥時には第１電装品２１及び第２電装品２２に電力を供給する。車両電源１３が失陥した際に、切替スイッチＳＷがオンであれば、バックアップ電源４０から第１電装品２１及び第２電装品２２に電力が供給される。また、この場合、車両電気系統１０は切替スイッチＳＷを備えていなくてもよい。
【0066】
○第１接続部４５及び第２接続部４９は個別に設けられていなくてもよく、自動運転車両Ｖｅ１は、第１接続部４５の機能及び第２接続部４９の機能を備える単一の接続部を備えていてもよい。接続部は、蓄電装置４１から車両電気系統１０に電力を入力可能であり、かつ、双方向インバータ５０の出力する電力を外部機器７１に出力可能といえる。この場合、双方向インバータ５０のＤＣ入出力端子５１，５２と、ＡＣ入出力端子５３，５４とは接続部に接続される。バックアップ電源４０は、リレーを備え、リレーによってＤＣ入出力端子５１，５２が接続部に接続されるか、ＡＣ入出力端子５３，５４が接続部に接続されるかを切り替える。バックアップ電源４０が装着部３０に装着されている状態では接続部は車両側接続部３２に接続される。バックアップ電源４０が装着部３０から取り外されている状態では接続部は外部機器７１に接続される。
【0067】
○装着部３０は車室内に露出していなくてもよく、車外に露出して設けられていてもよい。
○バックアップ電源４０は、装着部３０から取り外されている場合にのみ外部機器７１に電力を供給可能にしてもよい。
○バックアップ電源４０は、装着部３０から取り外されている場合にのみ外部機器７１に電力を供給可能にしてもよい。
【0068】
○制御装置６０は、車両電源１３に異常が生じたタイミングで昇圧部３６を駆動させてもよい。この場合、制御装置６０は、車両電源１３に異常が生じたことを検出する機能を備える。制御装置６０は、車両電源１３に異常が生じたことを検出すると、昇圧部３６を駆動させる。
【0069】
○切替スイッチＳＷは、第１配線Ｌ１に設けられていてもよい。例えば、切替スイッチＳＷは、第１配線Ｌ１において、第２配線Ｌ２との交点と車両電源１３との間に設けられていてもよい。切替スイッチＳＷは、車両電源１３の異常時にオフされる。この場合、切替スイッチＳＷがオフにされた場合であっても、バックアップ電源４０の電力を第１電装品２１及び第３電装品２３の両方に供給することができる。
【0070】
○自動運転車両Ｖｅ１は、第２電装品２２への電力の供給を遮断できるスイッチを備えていてもよい。スイッチは、例えば、第１配線Ｌ１において第１電装品２１と第２電装品２２との間に設けられる。スイッチは、車両電源１３の異常時にオフされる。これにより、バックアップ電源４０の電力が第２電装品２２に供給されることを抑制できる。
【符号の説明】
【0071】
Ｖｅ１…自動運転車両、１３…車両電源、２１…電装品としての第１電装品、２３…電装品としての第３電装品、３０…装着部、３２…車両側接続部、４０…バックアップ電源、４１…蓄電装置、４５…第１接続部、４９…第２接続部、５０…電力変換器及び双方向電力変換器としての双方向インバータ、６０…接続判定部及び制御部としての制御装置、７１…外部機器。
【図1】
【図2】
