特開 2023-102134 電源装置および制御方法

(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】P2023102134

(43)【公開日】2023-07-24

(54)【発明の名称】電源装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60W 50/04 20060101AFI20230714BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20230714BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20230714BHJP

   B60R 16/033 20060101ALI20230714BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20230714BHJP

   B60W 30/00 20060101ALI20230714BHJP

   B60W 60/00 20200101ALI20230714BHJP

【ＦＩ】

B60W50/04

H02J9/06

H02J7/34 G

B60R16/033 C

G01M17/007 J

B60W30/00

B60W60/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022002524

(22)【出願日】2022-01-11

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 健

【テーマコード（参考）】

3D241

5G015

5G503

【Ｆターム（参考）】

3D241BA60

3D241CC01

3D241CC08

3D241CC17

3D241CE01

3D241CE05

3D241DA68Z

3D241DA69Z

5G015GB05

5G015HA02

5G015HA12

5G015JA42

5G015JA53

5G015JA55

5G015JA59

5G015KA12

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503BB02

5G503BB05

5G503GB03

(57)【要約】

【課題】車両の自動運転が可能になる時期をユーザに通知することができる電源装置および制御方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係る電源装置は、バックアップ電源と、制御部とを備える。制御部は、車両の起動時におけるバックアップ電源の充電状態を検出し、車両の自動運転が可能な充電状態になるまでのバックアップ電源の充電時間を起動時における充電状態に基づいて算出し、ユーザに自動運転が可能となる時期を通知する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バックアップ電源と、
車両の起動時における前記バックアップ電源の充電状態を検出し、前記車両の自動運転が可能な充電状態になるまでの前記バックアップ電源の充電時間を前記起動時における充電状態に基づいて算出し、ユーザに前記自動運転が可能となる時期を通知する制御部と
を備える電源装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記自動運転が開始されるまでの予測時間を算出し、前記予測時間が前記充電時間未満であれば前記時期をユーザに通知し、前記予測時間が前記充電時間以上であれば前記時期の通知を禁止する
請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記車両の走行が開始される毎に計測する前記自動運転が開始されるまでの実測時間に基づいて、前記予測時間を学習する
請求項２に記載の電源装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記バックアップ電源の充電中は前記自動運転ができないことを前記ユーザに通知する
請求項１～３のいずれか一つに記載の電源装置。

【請求項5】

バックアップ電源を備える電源装置の制御部が、
車両の起動時における前記バックアップ電源の充電状態を検出し、前記車両の自動運転が可能な充電状態になるまでの前記バックアップ電源の充電時間を前記起動時における充電状態に基づいて算出し、ユーザに前記自動運転が可能となる時期を通知する
制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、電源装置および制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

主電源とバックアップ電源とを備え、主電源に異常が発生した場合に、バックアップ電源によって負荷への電力供給をバックアップする冗長電源システムがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

一方、自動運転機能を備える車両は、バックアップ電源が十分に充電されていない場合、安全性の観点から自動運転が可能な充電状態になるまでバックアップ電源を充電しなければ、自動運転を開始できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１８２３１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、車両のユーザは、バックアップ電源が充電される場合、いつから自動運転が可能になるのかを知ることができない。

【0006】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の自動運転が可能になる時期をユーザに通知することができる電源装置および制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の一態様に係る電源装置は、バックアップ電源と、制御部とを備える。制御部は、車両の起動時における前記バックアップ電源の充電状態を検出し、前記車両の自動運転が可能な充電状態になるまでの前記バックアップ電源の充電時間を前記起動時における充電状態に基づいて算出し、ユーザに前記自動運転が可能となる時期を通知する。

【発明の効果】

【0008】

実施形態の一態様に係る電源装置および制御方法は、車両の自動運転が可能になる時期をユーザに通知することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る電源装置の構成例を示す説明図である。

【図2】図２は、実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図3】図３は、実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図4】図４は、実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、電源装置および制御方法の実施形態を詳細に説明する。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。以下では、自動運転機能を備える車両に搭載されて負荷へ電力を供給する電源装置を例に挙げて説明するが、実施形態に係る電源装置は、自動運転機能を備えていない車両に搭載されてもよい。

【0011】

実施形態に係る電源装置は、電気自動車、ハイブリット自動車、または、内燃機関によって走行するエンジン自動車に搭載される。なお、実施形態に係る電源装置は、主電源とバックアップ電源とを備え、主電源に電源失陥が発生した場合に、バックアップ電源によって主電源をバックアップしてＦＯＰ（フェイルオペレーション）を実施する任意の装置に搭載されてもよい。

【0012】

［１．実施形態に係る電源装置の構成および動作］
図１は、実施形態に係る電源装置１の構成例を示す説明図である。図２は、実施形態に係る電源装置１の動作例を示す説明図である。

【0013】

図１に示すように、電源装置１は、主電源１０と、ＦＯＰ負荷１０１と、一般負荷１０２と、自動運転制御装置１１０と、通知装置１１１とに接続される。主電源１０は、例えば電源装置１がエンジン自動車に搭載される場合、発電機と、鉛バッテリとを含む。なお、主電源１０の電池は、鉛バッテリ以外の任意の２次電池であってもよい。

【0014】

発電機は、例えば、走行する車両の運動エネルギーを電気に変換して発電するオルタネータである。発電機は、発電した電力による鉛バッテリおよび後述するバックアップ電源の充電、ＦＯＰ負荷１０１、および一般負荷１０２への電力供給を行う。

【0015】

主電源１０は、電源装置１が電気自動車またはハイブリッド自動車に搭載される場合、ＤＣ／ＤＣコンバータと、鉛バッテリとを含む。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータは、発電機と、鉛バッテリよりも電圧が高い高圧バッテリとに接続され、発電機および高圧バッテリの電圧を降圧して電源装置１に出力する。高圧バッテリは、例えば、電気自動車やハイブリット自動車に搭載される車両駆動用のバッテリである。

【0016】

ＦＯＰ負荷１０１は、自動運転中に動作する負荷であり、ステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等である。一般負荷１０２は、例えば、ディスプレイ、エアコン、オーディオ、ビデオ、および各種ライト等を含む。自動運転制御装置１１０は、ＦＯＰ負荷１０１を動作させて、車両を自動運転制御する装置である。

【0017】

通知装置１１１は、例えば、車両のインストルメントパネルなどに設けられる液晶表示装置である。通知装置１１１は、車両の状態に関する情報を表示してユーザに通知する。通知装置１１１は、液晶表示装置に限定されるものではなく、ユーザに通知すべき情報を色などによって通知する通知ランプであってもよく、ユーザに通知すべき情報を音声などによって通知するスピーカであってもよい。

【0018】

電源装置１は、バックアップ電源２０を備える。バックアップ電源２０は、例えば、リチウムイオンバッテリを備える。なお、バックアップ電源２０が備える電池は、リチウムイオンバッテリ以外の２次電池であってもよい。バックアップ電源２０は、主電源１０による電力供給ができなくなった場合のバックアップ用電源である。

【0019】

電源装置１は、主電源１０の電力をＦＯＰ負荷１０１および一般負荷１０２に供給する第１系統１１と、バックアップ電源２０の電力をＦＯＰ負荷１０１および一般負荷１０２に供給する第２系統２１とを備える。

【0020】

さらに、電源装置１は、接続部２と、制御部３と、電池用スイッチ４と、第１電圧センサ５１と、第２電圧センサ５２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、「ＤＣ／ＤＣ６」と記載する）とを備える。第１電圧センサ５１は、第１系統１１の電圧を検出し、検出結果を制御部３に出力する。第２電圧センサ５２は、第２系統２１の電圧を検出し、検出結果を制御部３に出力する。

【0021】

接続部３１は、第１系統１１と第２系統２１とを導通および遮断可能に接続する。接続部２は、例えば、第１系統１１と第２系統２１とを接続する系統間スイッチである。接続部２は、制御部３による制御によって導通と遮断とが切り替えられる。

【0022】

なお、接続部２は、例えば、ＤＣ／ＤＣであってもよい。この場合、制御部３は、ＤＣ／ＤＣ動作させて第１系統１１と第２系統２１とを導通させ、ＤＣ／ＤＣの動作を停止させることによって、第１系統１１と第２系統２１とを遮断する。

【0023】

電池用スイッチ４は、バックアップ電源２０と第２系統２１とを導通および遮断可能に接続するスイッチである。電池用スイッチ４は、制御部３による制御によって導通と遮断とが切り替えられる。ＤＣ／ＤＣ６は、電池用スイッチ４と並列に接続される。ＤＣ／ＤＣ６は、例えば、バックアップ電源２０の充電が行われる場合に、第１系統１１の電圧を昇圧または降圧してバックアップ電源２０に供給する。

【0024】

制御部３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。なお、制御部３は、一部または全部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

【0025】

制御部３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することによって、接続部２、電池用スイッチ４、およびＤＣ／ＤＣ６を制御する。制御部３は、例えば、地絡などの電源失陥が発生していない通常時には、ＤＣ／ＤＣ６を停止させ、電池用スイッチ４を遮断し、接続部２を導通する。これにより、電源装置１は、図１に示すように、主電源１０からＦＯＰ負荷１０１および一般負荷１０２に電力を供給する。

【0026】

また、図２に示すように、制御部３は、第１電圧センサ５１または第２電圧センサ５２の検出結果に基づいて、第１系統１１における地絡２００の発生を検出すると、接続部２を遮断し、電池用スイッチ４を導通する。

【0027】

そして、電源装置１は、バックアップ電源２０からＦＯＰ負荷１０１および一般負荷１０２に電力を供給する。これにより、自動運転制御装置１１０は、自動運転中に第１系統１１に地絡２００が発生しても、バックアップ電源２０からＦＯＰ負荷１０１に供給される電力によりＦＯＰ負荷１０１を動作させ、車両を退避走行させて安全な場所に停車させることができる。

【0028】

なお、電源装置１は、バックアップ電源２０の電力を一般負荷１０２に供給せず、ＦＯＰ負荷１０１のみに供給してもよい。それにより、バックアップ電源２０による退避走行時間を長くすることができる。

【0029】

ただし、自動運転制御装置１１０は、バックアップ電源２０が十分に充電されていない場合、安全性の観点から自動運転を行うことができない。このため、制御部３は、バックアップ電源２０から充電状態を示す情報を取得し、バックアップ電源２０が十分に充電されているか否かを判定する。

【0030】

例えば、制御部３は、バックアップ電源２０から充電状態を示す情報としてバックアップ電源２０のＳＯＣ（State OF Charge）を取得し、ＳＯＣが８０％以上であれば、十分に充電されていると判定し、ＳＯＣが８０％未満であれば充電が不十分と判定する。

【0031】

制御部３は、充電状態を示す情報としてバックアップ電源２０の電圧を取得し、バックアップ電源２０の電圧が所定電圧以上であれば十分に充電されていると判定し、所定電圧未満であれば充電が不十分と判定する構成であってもよい。

【0032】

制御部３は、バックアップ電源２０の充電が不十分であると判定した場合、バックアップ電源２０を充電する。具体的には、図３に示すように、制御部３は、接続部２を接続状態に、電池用スイッチ４を遮断状態にしたままＤＣ／ＤＣ６を動作させ、第１電源からＤＣ／ＤＣ６を介してバックアップ電源２０に電力を供給し、バックアップ電源２０を充電する。

【0033】

自動運転制御装置１１０は、この期間、つまり、バックアップ電源２０の充電が完了するまでの期間、自動運転を開始することができない。しかしながら、ユーザは、いつから自動運転が可能になるのかを知ることができない。そこで、電源装置１は、車両の自動運転が可能になる時期をユーザに通知するように構成される。

【0034】

制御部３は、車両の起動時におけるバックアップ電源２０の充電状態を検出し、車両の自動運転が可能な充電状態になるまでのバックアップ電源２０の充電時間を起動時における充電状態に基づいて算出する。

【0035】

そして、制御部３は、算出した充電時間に基づいて、ユーザに自動運転が可能となる時期を通知する。これにより、電源装置１は、車両の自動運転が可能になる時期をユーザに通知することができる。したがって、ユーザは、起動時にいつ自動運転が可能になるかを知ることができる。

【0036】

具体的には、制御部３は、例えば、車両のイグニッションスイッチ（以下、「ＩＧ」と記載する）がオンされると、バックアップ電源２０の充電状態を検出する。そして、制御部３は、現在の充電状態が自動運転可能な充電状態か否かを判定する。

【0037】

制御部３は、自動運転可能な充電状態でないと判定した場合、バックアップ電源２０の充電を開始する。制御部３は、バックアップ電源２０の充電中は、自動運転ができないことをユーザに通知する。

【0038】

例えば、制御部３は、「充電中のため自動運転を開始できません。」などのメッセージを通知装置１１１によって表示させてユーザに通知する。また、制御部３は、通知装置１１１のタッチパネルに表示させる自動運転開始ボタンの背景を赤色にするなどして、自動運転ができない状態であることをユーザに通知してもよい。これにより、電源装置１は、現在自動運転が開始できない状態であることを、的確にユーザに認識させることができる。

【0039】

そして、制御部３は、起動時のバックアップ電源２０の充電状態に基づいて、自動運転が可能な充電状態になるまでのバックアップ電源２０の充電時間を算出する。さらに、制御部３は、自動運転が開始されるまでの予測時間を算出する。

【0040】

予測時間は、例えば、車両が新車で納車されて最初にＩＧがオンされる場合、デフォルト（初期値）として、５秒が設定される。ただし、ユーザによっては、ＩＧをオンした後に直に自動運転を開始させない場合がある。

【0041】

例えば、車両の駐車場の周囲が自動運転に適していないエリアである場合、ユーザは、そのエリアを出た後に、自動運転に切り替える場合がある。また、ユーザによっては、手動運転によって走行を開始させた後、自動車専用道路に入った後に自動運転に切り替える場合もある。このように、ＩＧがオンされてから自動運転が開始されるまでの時間は、ユーザによって様々である。

【0042】

そこで、制御部３は、車両の走行が開始される毎に計測する自動運転が開始されるまでの実測時間に基づいて、起動から自動運転が開始されるまでの予測時間を、例えば、ＡＩ（人工知能）等によって機械学習する。これにより、制御部３は、ＩＧがオンされてから自動運転が開始されるまでの各ユーザに応じた信頼性が高い予測時間を算出することができる。

【0043】

そして、制御部３は、自動運転開始までの予測時間を算出し、算出した予測時間と、算出した自動運転可能になるまでの充電時間とを比較する。制御部３は、予測時間が充電時間未満であれば、自動運転が可能になる時期をユーザに通知する。これにより、電源装置１は、自動運転が可能になる時期をユーザに通知することができる。

【0044】

例えば、制御部３は、「○○分後に、自動運転の開始が可能になります。」などのメッセージを通知装置１１１によって表示させてユーザに通知する。また、制御部３は、例えば、自動運転が可能になるまでの時間をカウントダウン形式で通知装置１１１に表示させてもよい。

【0045】

また、制御部３は、例えば、自動運転が可能になるまでの充電時間が１０分以上である場合に自動運転開始ボタンの背景を赤色にし、充電時間が１０分未満である場合に背景を黄色にし、自動運転が可能になると背景を緑色にしてもよい。

【0046】

また、制御部３は、自動運転が開始される予測時間が充電時間以上であれば自動運転が可能になる時期の通知を禁止する。これにより、電源装置１は、自動運転に切り替えようとしてないユーザに対して、毎回不必要な通知を行うことでユーザに煩わしさを感じさせることを防止することができる。

【0047】

［２．実施形態に係るの制御部が実行する処理］
次に、図４を参照して、実施形態に係る制御部３が実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御部３は、車両のＩＧがオンされると、図４に示す処理を実行する。

【0048】

図４に示すように、制御部３は、ＩＧがオンされると、まず、バックアップ電源２０の充電状態を検出する（ステップＳ１０１）。そして、制御部３は、取得した充電状態が車両の自動運転が可能な充電状態か否かを判定する（ステップＳ１０２）。

【0049】

制御部３は、充電状態が車両の自動運転が可能な充電状態であると判定した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１０に移す。制御部３は、充電状態が車両の自動運転が可能な充電状態でないと判定した場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、バックアップ電源２０を充電する（ステップＳ１０３）。

【0050】

その後、制御部３は、自動運転が不可能であることをユーザに通知し（ステップＳ１０４）、自動運転が可能な充電状態になるまでのバックアップ電源２０の充電時間を起動（ＩＧオン）時における充電状態に基づいて算出する（ステップＳ１０５）。

【0051】

そして、制御部３は、自動運転開始までの予測時間がステップＳ１０５で算出した充電時間未満か否かを判定する（ステップＳ１０６）。制御部３は、予測時間が充電時間未満であると判定した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、自動運転可能となる時期をユーザに通知し（ステップＳ１０７）、処理をステップＳ１０９へ移す。

【0052】

また、制御部３は、予測時間が充電時間未満でないと判定した場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、自動運転可能となる時期の通知を禁止し（ステップＳ１０８）、処理をステップＳ１０９へ移す。ステップＳ１０９において、制御部３は、自動運転が可能な充電状態になるまでの充電が完了したか否かを判定する。

【0053】

制御部３は、充電が完了していないと判定した場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０３に移す。制御部３は、充電が完了したと判定した場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、自動運転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。制御部３は、自動運転が開始されていないと判定した場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、自動運転が開始されるまでステップＳ１１０の判定処理を繰り返す。

【0054】

そして、制御部３は、自動運転が開始されたと判定した場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、起動から自動運転が開始されるまでの予測時間を学習し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。その後、制御部３は、再度ステップＳ１０１から処理を開始する。

【0055】

なお、図４において、Ｓ１０６とＳ１０８を削除し、Ｓ１０７にて自動運転可能となる時期を毎回通知するようにしてもよい。その場合、自動運転可能となる時期までは自動運転が不可能であることを示しているため、Ｓ１０４の通知をなくしてもよい。

【0056】

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。

【符号の説明】

【0057】

１ 電源装置
２ 接続部
３ 制御部
４ 電池用スイッチ
５１ 第１電圧センサ
５２ 第２電圧センサ
６ ＤＣ／ＤＣ
１０ 主電源
２０ バックアップ電源
１１ 第１系統
２１ 第２系統
１１０ 自動運転制御装置
１１１ 通知装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】