JP7334769B2 - 自動運転制御装置、車両および自動運転制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転制御に関する。

従来、二次電池やキャパシタといった充放電可能な蓄電装置（バッテリ）を搭載した車両が知られている。特許文献１には、補機に電力を供給し、また、オルタネータや回生制動力により生じた電気エネルギーを蓄電可能なバッテリを備えると共に、車両の自動運転を制御する自動運転制御装置を備える車両が開示されている。

国際公開２０１２－１３２４３５号公報

しかしながら、高出力アンプおよびヒーター等の消費電力の大きな負荷がバッテリに接続されると、バッテリの過放電や短時間での急激な電圧低下（以下、「瞬低」と呼ぶ）が発生するおそれがある。例えば、バッテリの充電・放電量を監視する電流センサよりも上流側（バッテリ側）に消費電力の大きな負荷を接続した場合、かかる負荷による放電量の増加分を検知できないために接続が維持され、バッテリの過放電や瞬低が突然生じるおそれがある。他方、電流センサよりも下流側に消費電力の大きな負荷を接続した場合であっても、車両設計時に想定された電流量よりも多くの電流量が消費されるため、バッテリの過放電や瞬低が突然生じるおそれがある。バッテリの過放電や瞬低が発生すると自動運転に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、バッテリに電気負荷が追加接続された場合におけるバッテリの過放電や瞬低の発生を抑制可能な技術が望まれている。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］バッテリ（１４０）を搭載した車両の自動運転を制御する自動運転制御装置（１０）であって、
前記バッテリに電気負荷（２００）が電気的に接続されたことを検出する負荷接続検出部（１７）と、
前記自動運転を実行するための自動駆動機能、自動制動機能および自動操舵機能が機能している状態において前記バッテリに前記電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に、前記バッテリから給電され、駆動機能、制動機能および操舵機能のうち、少なくとも一部の機能に制約を課した上で、前記自動駆動機能、前記自動制動機能及び前記自動操舵機能のうちの少なくとも一部を機能させた状態とする自動運転制御部（１０ｂ）と、
を備える、
自動運転制御装置。

本発明の一実施形態によれば、自動運転制御装置が提供される。この自動運転制御装置（１０）は、バッテリ（１４０）を搭載した車両の自動運転を制御する自動運転制御装置であって、前記バッテリに電気負荷（２００）が電気的に接続されたことを検出する負荷接続検出部（１７）と、前記自動運転を実行するための自動駆動機能、自動制動機能および自動操舵機能が機能している状態において前記バッテリに前記電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に、前記バッテリから給電され、前記自動駆動機能、前記自動制動機能および前記自動操舵機能のうち、少なくとも一部の機能に制約を課した上で、前記自動駆動機能、前記自動制動機能及び前記自動操舵機能のうちの少なくとも一部を機能させた状態とする自動運転制御部（１０ｂ）と、を備える。

この形態の自動運転制御装置によれば、バッテリに電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に、自動駆動機能、自動制動機能および自動操舵機能のうち、少なくとも一部の機能に制約を課した上で、自動駆動機能、自動制動機能及び自動操舵機能のうちの少なくとも一部を機能させた状態とするので、バッテリに電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に自動駆動機能、自動制動機能および自動操舵機能のうち、少なくとも一部の機能を制限しないで自動運転を実行させる構成に比べて、バッテリの消費電力を低下させることができる。このため、バッテリの過放電や瞬低の発生を抑制できる。

本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、自動運転制御方法、自動運転制御装置を搭載した車両、また、これらの装置や方法を実現するためのコンピュータプログラム等の形態で実現できる。

本発明の一実施形態としての自動運転制御装置の概略構成を示すブロック図。 自動運転制御処理の処理手順を示すフローチャート。 電気負荷検出処理の処理手順を示すフローチャート。 バッテリ電流およびバッテリ電圧の変化の様子を模式的に示すタイミングチャート。 開放端電圧に対する充電量の特性を示す説明図。 電気負荷検出処理の実行の様子を模式的に示すタイミングチャート。 第２実施形態における電気負荷検出処理の処理手順を示すフローチャート。 負荷電流とオルタネータ出力電流およびバッテリ電圧との特性を示す説明図。 第３実施形態における電気負荷検出処理の処理手順を示すフローチャート。 第３実施形態における電気負荷検出処理の実行の様子を模式的に示すタイミングチャート。 電源制御装置と電気負荷との電気的な接続の詳細を説明するための説明図。 第４実施形態における電気負荷検出処理の処理手順を示すフローチャート。 第４実施形態における電気負荷検出処理の実行の様子を模式的に示すタイミングチャート。 第５実施形態における電気負荷検出処理の処理手順を示すフローチャート。 第５実施形態における電気負荷検出処理の実行の様子を模式的に示すタイミングチャート。 第６実施形態における自動運転機能制限処理の処理手順を示すフローチャート。 各自動運転機能の機能制限の有無の組み合わせを示す説明図。 エンジン回転数とオルタネータ最大出力との関係を示す説明図。 負荷電流とオルタネータ出力電流およびバッテリ電圧との特性を示す説明図。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．自動運転制御装置の装置構成：
図１に示す第１実施形態における自動運転制御装置１０は、図示しない車両に搭載され、後述の自動運転制御処理を実行することにより、車両の走行を制御して車両の自動運転を実現させる。自動運転制御処理では、バッテリ（後述のバッテリ１４０）に接続が予定されていない電気負荷（後述の電気負荷２００）が電気的に接続されたことが検出された場合に、バッテリの過放電および瞬間的に電圧が低下する現象（以下、「瞬低」と呼ぶ）の発生を抑制するために、自動運転を実行するための自動運転機能のうち、少なくとも一部の機能を制限して自動運転を実行する。

自動運転制御装置１０は、電源制御装置１０ａと、自動運転制御部１０ｂとにより構成されている。電源制御装置１０ａは、バッテリ１４０の電力や、オルタネータ１３１による発電を制御する。電源制御装置１０ａは、アクセサリ系統電源ＡＣＣと、第１イグニッション系統電源ＩＧ１と、第２イグニッション系統電源ＩＧ２とを備える。アクセサリ系統電源ＡＣＣは、アクセサリ系統に接続された装置への給電のオンオフスイッチとして機能する。アクセサリ系統電源ＡＣＣには、図示しないリレー（後述のリレー４１）を介して電気負荷２００が接続されている。第１イグニッション系統電源ＩＧ１および第２イグニッション系統電源ＩＧ２は、エンジンスターター系統に接続された装置への給電のオンオフスイッチとして機能する。第１イグニッション系統電源ＩＧ１には、図示しないリレー（後述のリレー４２）を介してエンジン１３０の補機類が接続されている。第２イグニッション系統電源ＩＧ２には、図示しないリレー（後述のリレー４３）および自動運転制御部１０ｂを介して自動運転部１０ｃが接続されている。電源制御装置１０ａは、各電源系統ＡＣＣ、ＩＧ１およびＩＧ２に接続された図示しないリレーのオンとオフとを切り替えることにより、各電源系統に接続された装置への給電を制御する。リレーについての詳細は、第４実施形態において説明する。なお、図１では、電源線を太線で、信号線を細線で、それぞれ示している。

電源制御装置１０ａは、電圧センサ１５１を備える。電圧センサ１５１は、電源線Ｃｐ１を介してバッテリ１４０と接続されており、バッテリ１４０の端子電圧を測定する。

バッテリ１４０は、充放電可能な蓄電装置である。バッテリ１４０は、自動運転部１０ｃおよび車両に搭載される補機等に電力を供給する。本実施形態において、バッテリ１４０は、二次電池により構成されている。二次電池としては、鉛蓄電池およびリチウムイオン電池等を利用してもよい。なお、バッテリ１４０は、二次電池に代えて、キャパシタにより構成されてもよい。バッテリ１４０は、温度センサ１５３を備える。温度センサ１５３は、バッテリ１４０の温度を検出する。

電気負荷２００は、消費電力の比較的大きな電気負荷である。電気負荷２００は、ユーザにより後付けされており、車両および自動運転制御装置１０の設計時点では見込まれていない負荷である。本実施形態において、電気負荷２００は、高出力アンプにより構成されている。なお、電気負荷２００は、高出力アンプに代えて、ヒーター等の消費電力の比較的大きな電気負荷であってもよい。図１に示すように、電気負荷２００は、電源制御装置１０ａのアクセサリ系統電源ＡＣＣに電気的に接続されている。また、電気負荷２００は、バッテリ１４０と電流センサ１５２との間において電源線Ｃｐ１に接続されている。換言すると、電気負荷２００は、電源線Ｃｐ１において、電流センサ１５２よりもバッテリ１４０に近い位置に配置されている。本実施形態において、電源線Ｃｐ１は、請求項における電力経路の下位概念に相当する。

電流センサ１５２は、電源線Ｃｐ１に流れる電流（実測値）を検出する。具体的には、電源線Ｃｐ１において、電気負荷２００との接続点よりも下流側（電源制御装置１０ａ側）であって、自動運転部１０ｃとの接続点よりも上流側（バッテリ１４０側）における位置での電流を検出する。本実施形態において、電流センサ１５２は、請求項における電流検出部の下位概念に相当する。

エンジン１３０は、ガソリンや軽油などの燃料を燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関である。エンジン１３０の動力は、図示しない駆動機構を介してオルタネータ１３１に伝達される。

オルタネータ１３１は、エンジン１３０の動力の一部を用いて発電を行う。オルタネータ１３１によって発電された電力は、バッテリ１４０に蓄電される。

自動運転制御部１０ｂは、自動運転部１０ｃを制御して自動運転を実現する。自動運転部１０ｃは、バッテリ１４０からの給電を受け付ける。自動運転部１０ｃは、ＥＰＳ１１０と、ＥＣＢ１２０と、図示しないアクセルと、を備える。ＥＰＳ１１０は、電動パワーステアリングシステム（Ｅｌｅｌｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）であり、車両の車輪の舵角を制御する。ＥＣＢ１２０は、電子制御ブレーキシステム（Ｅｌｅｌｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＥＣＢ１２０は、車両の室内外に搭載された各種センサの検出結果を利用して車両の制動力を算出し、得られた制動力に基づきブレーキ油圧を制御することにより車速を制御する。

本実施形態において、自動運転制御装置１０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により構成されている。自動運転制御装置１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有する。かかるＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、開放端電圧推定部１１と、充電量推定部１２と、第１電圧変化量特定部１３と、第２電圧変化量特定部１４と、消費電流量推定部１５と、温度推定部１６と、負荷接続検出部１７と、自動運転制御部１０ｂとして機能する。

開放端電圧推定部１１は、バッテリ１４０の開放端電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）（以下、単に「ＯＣＶ」と呼ぶ場合がある）を推定する。充電量推定部１２は、推定された開放端電圧を利用して、バッテリ１４０の充電量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｇｅ）（以下、単に「ＳＯＣ」と呼ぶ場合がある）を推定する。第１電圧変化量特定部１３は、電圧センサ１５１により検出されるバッテリ１４０の電圧を利用して電圧変化量を特定する。第２電圧変化量特定部１４は、電流センサ１５２により検出される消費電流を利用してバッテリ１４０の電圧を算出して電圧変化量を特定する。

消費電流量推定部１５は、第２電圧変化量特定部１４により特定された電圧変化量と、バッテリ１４０の内部抵抗値とを利用して、電気負荷２００の消費電流量を推定する。

温度推定部１６は、外気温度および運転状態に基づいてバッテリ１４０の温度を推定する。例えば、車両が低速走行中である場合には、バッテリ１４０の充放電が行われやすいため、バッテリ１４０の温度は高温を維持していると推定する。また、例えば、車両が高速走行中である場合には、エンジンコンパートメント内に多量の風が入ってくることによりバッテリ１４０が冷却されるため、バッテリ１４０の温度は低下すると推定する。

負荷接続検出部１７は、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことを検出する。具体的には、負荷接続検出部１７は、バッテリ１４０に流れる電流、バッテリ１４０の開放端電圧およびバッテリ１４０の充電量等を利用して、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことを検出する。なお、具体的な検出方法については、後述する。

自動運転制御部１０ｂは、上述の自動運転部１０ｃを制御して、車両の自動運転を実現させる。「自動運転」とは、自動駆動、自動制動および自動操舵を行って車両の走行や停止を自動的に実行することを意味する。「自動駆動」とは、車両の加速度を制御することにより、車速を制御して車両を自動走行させることを意味する。「自動制動」とは、目標減速度と車速とに応じてＥＣＢ１２０を制御することにより、前方車両との間の距離を所定距離に保ちつつ、車両を自動走行させることを意味する。「自動操舵」とは、ＥＰＳ１１０を制御することにより車両の向き（舵角）を制御することを意味する。

車両に電気負荷２００が後付けされると、車両および自動運転制御装置１０の設計時点に想定された電流量よりも多くの電流量が消費されるため、バッテリ１４０の過放電や瞬低が突然生じて自動運転に悪影響を及ぼすおそれがある。しかし、後述の自動運転制御処理を実行することにより、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことが検出された場合に、自動運転機能のうち、少なくとも一部の機能を制限して自動運転を実行させるので、バッテリ１４０の過放電や瞬低の発生を抑制できる。

Ａ２．自動運転制御処理：
図２に示す自動運転制御処理は、車両の運転者が車両のエンジン１３０を始動させると、開始される。負荷接続検出部１７は、追加された電気負荷を検出する処理（以下、「電気負荷検出処理」と呼ぶ）を実行する（ステップＳ１００）。電気負荷検出処理とは、負荷接続検出部１７は、電流センサ１５２よりもバッテリ１４０に近い位置に電気負荷２００が電気的に接続されたか否かを検出する処理である。電気負荷検出処理についての詳細な説明は後述する。

ステップＳ１００の実行後、自動運転制御部１０ｂは、自動運転要求があるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。かかる自動運転要求は、車両の乗員が車両に搭載された自動運転開始を指示するボタンを押下することにより要求できる。なお、かかるボタンは、車両のインストルメントパネルや、シフトノブ近傍や、ハンドルなどの運転席近傍の場所に設けられた物理的なボタンの他、ディスプレイに表示されたメニュー画面上のソフトウエアボタンであってもよい。ディスプレイとしては、インストルメントパネルに限らず、車両に搭載されたナビゲーション装置の表示画面や、スマートフォンの表示画面であってもよい。また、車両の鍵等の車両の操作機器を利用してもよい。

自動運転要求があると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、負荷接続検出部１７は、ステップＳ１００の結果、電気負荷を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。電気負荷２００を検出したと判定された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、自動運転制御部１０ｂは、自動運転機能を制限して自動運転を行う（ステップＳ１１５）。「自動運転機能を制限する」とは、自動駆動、自動制動および自動操舵の各機能が所定の制約を受けながら自動運転を実行することや、各機能を実行しないことを意味する。本実施形態では、自動運転制御部１０ｂは、自動駆動、自動制動および自動操舵のすべての機能を実行しない。すなわち、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されていることが検出された場合、自動運転制御部１０ｂは、自動運転を実行しない。ステップＳ１１５の実行後、自動運転制御処理は終了する。

上述のステップＳ１１０において、電気負荷２００を検出していないと判定された場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、自動運転制御部１０ｂは、自動運転機能を制限しないで自動運転を行う（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０の実行後、自動運転制御処理は終了する。

上述のステップＳ１０５において、自動運転要求がないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、上述のステップＳ１１５およびステップＳ１２０の実行後と同様に、自動運転制御処理は終了する。

Ａ３．電気負荷検出処理の詳細：
先ず、図３に示す電気負荷検出処理の基本的な考え方を説明する。時間をおいて開放端電圧ＯＣＶから充電量ＳＯＣを２回推定した場合、その２回の推定値から求められる充電量ＳＯＣの変化量と、同じ時間における電流センサ１５２の示す電流値の積算値から求められる充電量ＳＯＣの変化量とは、通常であれば一致する。しかし、電気負荷２００が接続されている場合には、２回の推定値から求められる充電量ＳＯＣの変化量は、電流センサ１５２の示す電流値の積算値から求められる充電量ＳＯＣの変化量よりも大きくなる。そこで、本実施形態では、これら２種類の変化量の差が所定の閾値（後述のＫ）よりも小さい場合に、電気負荷２００が接続されていることを検出する。以下、詳細に説明する。

図３に示すように、電気負荷検出処理が開始されると、充電量推定部１２は、バッテリ１４０の開放端電圧ＯＣＶからバッテリ１４０の充電量ＳＯＣを推定する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００において充電量ＳＯＣの推定に用いられる開放端電圧ＯＣＶは、バッテリ電圧を測定することにより推定される。ステップＳ２００で推定するＯＣＶを説明の便宜上、ＯＣＶ_１と呼ぶ。同様に、ステップＳ２００で推定するＳＯＣを説明の便宜上、ＳＯＣ_１と呼ぶ。開放端電圧ＯＣＶから充電量ＳＯＣを推定する方法は、公知の方法により実行され、例えば、特開２００５－１４６３７号公報に記載の方法により実行されてもよい。かかる推定方法について、以下、簡潔に説明する。

図４において、横軸は、時間を示している。図４において、最上段は電圧を調整する際の目標電圧である調整電圧［Ｖ］を、上から２段目はバッテリ電圧［Ｖ］を、上から３段目はバッテリ電流［Ａ］を、それぞれ示している。バッテリ電流は、電流センサ１５２の示す電流値を二点鎖線で、実際の電流値を実線で、それぞれ示している。なお、「実際の電流値」とは、バッテリ１４０に電気負荷２００が接続されている場合におけるバッテリ１４０に流入・流出する電流値を意味する。

図４に示すように、時間Ｔ_０においてエンジン１３０が始動されると、オルタネータ１３１での発電が開始され、バッテリ電圧が増加するとともに、バッテリ電流が放電から充電へと遷移して充電電流が増加する。時間Ｔ_１でオルタネータ１３１での発電が安定した後、時間Ｔ_１から時間Ｔ_２までの間において、バッテリ１４０が充電されるに伴いバッテリ電流は徐々に減少している。時間Ｔ_２において、調整電圧が所定の電圧（例えば、１１．８Ｖ）に調整されると、バッテリ電圧は略一定となり、バッテリ１４０が放電状態に遷移した後の時間Ｔ_２と時間Ｔ_３との間でバッテリ１４０の内部状態が安定する。バッテリ１４０の内部状態が安定した後の時間Ｔ_３において、調整電圧を所定の電圧（１１．８Ｖ）から徐々に増加させる。なお、調整電圧を徐々に増加させるのは、バッテリ１４０の充放電量を急激に変化させないためである。時間Ｔ_４において、バッテリ電流は、二点鎖線に示すように、電流センサ１５２の示す電流値がゼロＡとなり、バッテリ１４０の充放電量は微少になる。したがって、時間Ｔ₄におけるバッテリ電圧は、バッテリ１４０の開放端子を物理的に開放した状態に近似する状態であるといえる。そこで、上述のステップＳ２００では、時間Ｔ_４におけるバッテリ電圧を測定し、測定されたバッテリ電圧をバッテリ１４０の開放端電圧ＯＣＶ_１と推定する。

時間Ｔ_５において、バッテリ電流（実際の値）は、実線で示すようにゼロＡとなる。ここで、電気負荷２００が電流センサ１５２の上流側（バッテリ１４０側）に接続されている場合、電流センサ１５２は電気負荷２００による放電量の増加分を検出できない。このため、開放端電圧ＯＣＶ自体を求める場合、電流センサ１５２の示す電流値がゼロＡとなる時間Ｔ_４ではなく、実際の電流値がゼロＡとなる時間Ｔ_５において開放端電圧ＯＣＶを推定することが好ましい。例えば、図４に示すように、時間Ｔ_４におけるバッテリ電圧と時間Ｔ_５におけるバッテリ電圧とは、差分ΔＶが存在するからである。しかし、時間をおいて推定した２回分の開放端電圧ＯＣＶから充電量ＳＯＣの変化量を算出する場合、かかる差分ΔＶはキャンセルされることとなる。そこで、本実施形態では、電流センサ１５２の示す電流値がゼロＡとなる時間Ｔ_４において、開放端電圧ＯＣＶ_１を推定する。

図５において、横軸は開放端電圧ＯＣＶの推定値を示し、縦軸は充電量ＳＯＣの実測値を示している。図５に示す特性は、予め自動運転制御装置１０に設定されている。図５に示すように、開放端電圧ＯＣＶが１１．８２Ｖのときに充電量ＳＯＣは０％であり、開放端電圧ＯＣＶが１２．７６Ｖのときに充電量ＳＯＣは１００％である。このような開放端電圧ＯＣＶと充電量ＳＯＣとの相対的な関係を利用することにより、上述の方法により推定されたバッテリ１４０の開放端電圧ＯＣＶからバッテリ１４０の充電量ＳＯＣを推定できる。

図３に示すように、ステップＳ２００の実行後、充電量推定部１２は、電流積算値からＳＯＣの変化量であるΔＳＯＣを算出する（ステップＳ２０５）。具体的には、まず、充電量推定部１２は、ステップＳ２００の実行後から所定時間を経過するまでの電流センサ１５２の示す電流値を時間積分することにより電流積算値を算出する。次に、下記式（１）を用いてΔＳＯＣを算出する。
ΔＳＯＣ［％］＝電流積算値［Ａｈ］／バッテリ１４０の容量［Ａｈ］・・・（１）

ステップＳ２０５の実行後、充電量推定部１２は、再びバッテリ１４０の開放端電圧ＯＣＶからＳＯＣを推定する（ステップＳ２１０）。説明の便宜上、ステップＳ２１０で推定するＯＣＶをステップＳ２００で推定するＯＣＶ_１と区別するために、ＯＣＶ_２と呼ぶ。同様に、ステップＳ２１０で推定するＳＯＣをステップＳ２００で推定するＳＯＣ_１と区別するために、ＳＯＣ_２と呼ぶ。ステップＳ２１０では、上述のステップＳ２００と同様の手順により、ステップＳ２００の実行後から所定時間経過後におけるＯＣＶ_２を推定し、推定されたＯＣＶ_２からＳＯＣ_２を推定する。なお、ステップＳ２１０が実行される際、電流センサ１５２の示す電流値がゼロＡである。また、ステップＳ２０５およびステップＳ２１０における所定時間は、同じ時間である。したがって、ステップＳ２０５とステップＳ２１０とは、略同時に実行される。

ステップＳ２１０の実行後、負荷接続検出部１７は、下記式（２）を満たすか否かを判定する。
ＳＯＣ_２＜ＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ－Ｋ・・・（２）
上記式（２）において、Ｋは、予め定められた閾値である。かかる閾値は、実験により算出できる。上記式（２）を満たす場合、実際のＳＯＣ（ＳＯＣ_２）が、電気負荷２００の消費電流を含んでいない場合に想定されるＳＯＣ（ＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ）から閾値（Ｋ）を差し引いた値よりも小さいことを意味する。これは、電気負荷２００によりバッテリ１４０の電流が消費されている場合に起こり得る。他方、上記式（２）を満たさない場合、実際のＳＯＣ（ＳＯＣ_２）が、想定されるＳＯＣ（ＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ）から閾値（Ｋ）を差し引いた値以上であることを意味し、電気負荷２００により電流が消費されていない場合に起こり得る。

上記式（２）を満たすと判定された場合（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、負荷接続検出部１７は、電気負荷２００が接続されていると検出する（ステップＳ２２０）。他方、上記式（２）を満たさない場合（ステップＳ２１５：ＮＯ）、負荷接続検出部１７は、電気負荷２００が接続されていないと検出する（ステップＳ２２５）。ステップＳ２２０またはステップＳ２２５の実行後、電気負荷検出処理は終了し、図２に示す自動運転制御処理に戻って、上述のステップＳ１０５が実行される。

上述の電気負荷検出処理の実行例を図６を用いて説明する。図６において、横軸は、時間を示している。図６において、最上段は調整電圧［Ｖ］を破線で示している。上から２段目は、バッテリ電圧［Ｖ］を実線で示している。上から３段目は、バッテリ電流［Ａ］を示している。バッテリ電流のうち、電流センサ１５２の示す電流値を二点鎖線で、実際の電流値を実線で、それぞれ示している。上から４段目は、ＳＯＣ［％］を示している。ＳＯＣのうち、電流積算値から算出されるＳＯＣを実線で、実際のバッテリ１４０のＳＯＣを一点鎖線で、それぞれ示している。

図６に示す時間Ｔ_０から時間Ｔ_５は、図４を用いて説明した内容と同様であるので、その詳細な説明を省略する。時間Ｔ_４において、上述のステップＳ２００が実行されて、バッテリ１４０の開放端電圧ＯＣＶ_１が推定されるとともに、推定されたＯＣＶ_１からＳＯＣ_１が推定される。

時間Ｔ_４から所定時間経過後である時間Ｔ_６において、上述のステップＳ２０５およびステップＳ２１０が実行され、ステップＳ２０５では、電流積算値が算出されてΔＳＯＣが算出される。図６に示すＳＯＣ_２ｅｓｔは、時間Ｔ_４におけるＳＯＣ_１にΔＳＯＣを加えた値である。かかるＳＯＣ_２ｅｓｔは、バッテリ１４０に電気負荷２００が接続されていない場合において、時間Ｔ_６で想定されるＳＯＣである。また、ステップＳ２１０では、バッテリ電圧の開放端電圧ＯＣＶ_２が推定されるとともに、推定されたＯＣＶ_２からＳＯＣ_２が推定される。

次にステップＳ２１５が実行されて、上記式（２）が満たされるか否かが判定される。図６に示す例では、ＳＯＣ_２＜ＳＯＣ_２ｅｓｔ－Ｋを満たすか否かが判定される。左記式を満たす場合、すなわち、時間Ｔ_４から所定時間経過後である時間Ｔ_６における開放端電圧ＯＣＶ_２から推定されたＳＯＣ_２が、当初想定したＳＯＣ_２ｅｓｔ（基準となるＳＯＣ_１に電流積算値ΔＳＯＣを加えた値）に比べて、所定の閾値Ｋよりも小さい場合には、バッテリ１４０に電気負荷２００が接続されていると判定される。

以上の構成を有する第１実施形態における自動運転制御装置１０によれば、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことが検出された場合に、自動運転部１０ｃにより実現される自動運転機能のすべてを制限して自動運転を実行しないので、バッテリ１４０の過放電や瞬低の発生を抑制できる。その結果、自動運転実行中における操舵不能、誤操舵および制動不能等の不具合の発生を防止できる。

また、負荷接続検出部１７は、バッテリ１４０の開放端電圧ＯＣＶから推定される充電量ＳＯＣの変化量と、電流センサ１５２により検出された電流の積算値により算出されるバッテリ１４０の充電量ＳＯＣと、の差が予め定められた閾値よりも大きい場合に、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことを検出するので、バッテリ１４０に電気負荷２００が接続されていることを容易に検出できる。

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態における自動運転制御装置１０は、図１に示す第１実施形態における自動運転制御装置１０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。第２実施形態における自動運転制御処理は、電気負荷検出処理の手順において第１実施形態における電気負荷検出処理と異なり、他の処理手順は第１実施形態と同じである。

図７に示す第２実施形態における電気負荷検出処理は、ステップＳ２００に代えてステップＳ２００ａを実行する点と、ステップＳ２０５およびステップＳ２１０を省略する点と、ステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ａを実行する点とにおいて、図３に示す第１実施形態の電気負荷検出処理と異なる。第２実施形態の電気負荷検出処理におけるその他の手順は、第１実施形態の電気負荷検出処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２実施形態の電気負荷検出処理では、車両に搭載された予め定められた装置の起動する前と起動した後とにおけるバッテリ１４０の電圧の変化量が予め定められた閾値よりも大きい場合に、電気負荷２００が接続されていることを検出する。以下、詳細に説明する。

図７に示すように、第１電圧変化量特定部１３は、消費電流の変化量が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２００ａ）。具体的には、第１電圧変化量特定部１３は、電流センサ１５２の示す電流値を利用して、バッテリ１４０の消費電流を所定時間の間繰り返し検出して消費電流の変化量を算出し、かかる変化量が予め実験により求めた閾値以上であるか否かを判定する。これは、バッテリ１４０の電圧変化量を特定する際に、消費電流の変化量が小さな場合と比べて、消費電流の変化量が大きな場合には、バッテリ１４０の電圧変化量を精度よく特定できるからである。例えば、ブレーキやパワーステアリングで用いられるアクチュエータのような消費電流の比較的大きな装置の起動前および起動後における消費電流を検出した場合には、消費電流の変化量が閾値以上となる。

消費電流の変化量が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２００ａ：ＹＥＳ）、第１電圧変化量特定部１３は、電圧変化量－予測値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１５ａ）。具体的には、まず、第１電圧変化量特定部１３は、消費電流の変化量が閾値以上となる前後におけるバッテリ１４０の電圧変化量を特定する。かかる電圧変化量は、ブレーキやパワーステアリングで用いられるアクチュエータが起動する前における電圧センサ１５１の示す電圧値と、かかるアクチュエータが起動した後における電圧センサ１５１の示す電圧値との差から算出できる。次に、第１電圧変化量特定部１３は、算出した電圧変化量と予測値とを比較する。かかる予測値は、例えば、バッテリ１４０に電気負荷２００が接続されていない場合におけるアクチュエータの起動する前と起動した後におけるバッテリ１４０の電圧変化量として設定される。

電圧変化量－予測値が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２１５ａ：ＹＥＳ）、上述のステップＳ２２０が実行されて、電気負荷２００が接続されていると検出される。他方、電圧変化量－予測値が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ２１５ａ：ＮＯ）、上述のステップＳ２２５が実行されて、電気負荷２００が接続されていないと検出される。

上述のステップＳ２００ａにおいて、消費電流の変化量が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ２００ａ：ＮＯ）、電気負荷検出処理は終了する。

図８において、上段は負荷電流［Ａ］とオルタネータ出力電流［Ａ］との特性を、下段は負荷電流［Ａ］とバッテリ電圧［Ｖ］との特性を、それぞれ示している。なお、「負荷電流」とは、バッテリ１４０に接続される全ての負荷で消費される電流の合計値を意味する。

図８上段に示すように、負荷電流が０からオルタネータ最大出力のＩ_１までの範囲では、オルタネータ出力電流と負荷電流との差分がバッテリ１４０に充電される。また、負荷電流がＩ_１を超えると、オルタネータ１３１では電力をまかないきれなくなり、バッテリ１４０が放電を行い、不足分の電流が負荷に供給される。

ここで、負荷電流が比較的小さなＩ_Ｂ１であるときに、消費電流がＩ_Ｌである電気負荷２００がバッテリ１４０に接続されると、負荷電流はＩ_Ｌ１となる。この場合、図８下段に示すように、電気負荷２００が接続される前と接続された後とのバッテリ電圧の差分は、比較的小さなΔＶである。他方、負荷電流が比較的大きなＩ_Ｂ２であるときに、電気負荷２００がバッテリ１４０に接続されると、負荷電流は比較的大きなＩ_Ｌ２となる。この場合、図８下段に示すように、電気負荷２００が接続される前と接続された後とのバッテリ電圧の差分は、比較的大きなΔＶ_２である。かかる差分ΔＶ_２は、ΔＶよりも大きい。このように、負荷電流の相違に起因してバッテリ電圧の変化量の検出精度が異なる。したがって、負荷電流の変化量の差が閾値以上である場合にもともと予定している負荷電流よりも多くの負荷電流が流れていること、つまり、電気負荷２００が接続されていることを精度よく検出できる。特に、ブレーキやパワーステアリングで用いられるアクチュエータのように消費電流が比較的大きな装置の起動前後のバッテリ電圧を検出することにより、バッテリ電圧の変化量を精度よく算出できる。

以上の構成を有する第２実施形態における自動運転制御装置１０によれば、負荷接続検出部１７は、ブレーキやパワーステアリングで用いられるアクチュエータの起動する前と、起動した後とにおけるバッテリ１４０の電圧変化量が予め定められた閾値よりも大きい場合に、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことを検出するので、ブレーキやパワーステアリングで用いられるアクチュエータの起動前および起動後を特定することにより、電気負荷２００を容易に検出できる。

Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態における自動運転制御装置１０は、図１に示す第１実施形態における自動運転制御装置１０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。第３実施形態における自動運転制御処理は、電気負荷検出処理の手順において第１実施形態における電気負荷検出処理と異なり、他の処理手順は第１実施形態と同じである。

図９に示す第３実施形態における電気負荷検出処理は、ステップＳ２００に代えてステップＳ２００ｂを実行する点と、ステップＳ２０５に代えてステップＳ２０５ｂを実行する点と、ステップＳ２１０を省略する点と、ステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ｂを実行する点とにおいて、図３に示す第１実施形態の電気負荷検出処理と異なる。第３実施形態の電気負荷検出処理におけるその他の手順は、第１実施形態の電気負荷検出処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第３実施形態の電気負荷検出処理では、車両の運転状態からバッテリ１４０の電圧変動幅の上限値を予測し、予測した上限値と実際の電圧変動幅とを比較することにより、電気負荷２００が接続されていることを検出する。以下、詳細に説明する。

図９に示すように、第１電圧変化量特定部１３は、現在の運転状態から電圧変動幅の予測上限値ΔＶ_ｅｓｔを算出する（ステップＳ２００ｂ）。具体的には、まず、第１電圧変化量特定部１３は、周期的に作動する負荷、例えば、イグナイタ等の点火装置の作動に伴い生じる電流の変化によるバッテリ電圧の最大値と最小値との差ΔＶ_１を求める。ΔＶ_１は、エンジン回転数や出力等のエンジンの運転状態に応じて変化するため、実験により求めることができる。ΔＶ_１に対して所定の閾値を加算した値を予測上限値ΔＶ_ｅｓｔとして算出する。ΔＶ_１に対して所定の閾値を加算するのは、誤判定を抑制するためである。

ステップＳ２００ｂの実行後、第１電圧変化量特定部１３は、実際の電圧変動幅ΔＶ_ｍｅｓを計測する（ステップＳ２０５ｂ）。具体的には、第１電圧変化量特定部１３は、電圧センサ１５１の検出結果を利用して、バッテリ１４０の実際の電圧の最大値および最小値を検出して、その差分を電圧変動幅ΔＶ_ｍｅｓとする。

ステップＳ２０５ｂの実行後、負荷接続検出部１７は、実際の電圧変動幅ΔＶ_ｍｅｓが電圧変動幅の予測上限値ΔＶ_ｅｓｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１５ｂ）。実際の電圧変動幅ΔＶ_ｍｅｓが電圧変動幅の予測上限値ΔＶ_ｅｓｔ以上であると判定された場合（ステップＳ２１５ｂ：ＹＥＳ）、上述のステップＳ２２０が実行されて、電気負荷２００が接続されていると検出される。他方、実際の電圧変動幅ΔＶ_ｍｅｓが電圧変動幅の予測上限値ΔＶ_ｅｓｔ以上でないと判定された場合（ステップＳ２１５ｂ：ＮＯ）、上述のステップＳ２２５が実行されて、電気負荷２００が接続されていないと検出される。

図１０において、横軸は、時間を示している。図１０において、最上段は電気負荷２００が接続されていない場合におけるバッテリ電圧［Ｖ］を実線で、上から２段目は電気負荷２００が接続されている場合におけるバッテリ電圧［Ｖ］を破線で、最下段はバッテリ電流［Ａ］を、それぞれ示している。図１０に示すように、バッテリ電流は、例えば、イグナイタの作動に合わせて周期的に変化している。また、バッテリ電圧は、実線および破線で示すように、バッテリ１４０に電流が流れる場合に電圧が下がり、バッテリ１４０に電流が流れない場合に電圧が上がっている。ここで、バッテリ電圧は、破線で示すように電気負荷２００が接続されている場合には、実線に示す電気負荷２００が接続されていない場合の電圧の変動幅と比べて、大きい。

図１０に示すように、時間Ｔ_１から所定時間Ｔ_ｍｏｎ経過後の時間Ｔ_２までの間の時間において、電気負荷２００が接続されていない場合におけるバッテリ電圧の変動幅は、ΔＶ_１となる。また、電気負荷２００が接続されている場合におけるバッテリ電圧の変動幅は、ΔＶ_ｍｅｓとなる。したがって、電圧変動幅の予測値ΔＶ_１と実際の電圧変動幅ΔＶ_ｍｅｓとを比較することにより、電気負荷２００が接続されていることを検出できる。なお、電圧変動幅は、所定時間Ｔ_ｍｏｎにおけるバッテリ電圧の最大値と最小値との差を使用してもよいし、所定時間Ｔ_ｍｏｎにおけるバッテリ電圧の各変動幅の平均値を使用してもよい。

以上の構成を有する第３実施形態における自動運転制御装置１０によれば、イグナイタの周期的な作動に応じて変化する電圧の変動幅が所定の閾値よりも大きい場合に、バッテリ１４０に電気負荷２００が接続されたことを検出するので、電圧の変動が小さな安定した運転状態においても、電気負荷２００が接続されていることを容易に検出できる。

Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態における自動運転制御装置１０は、図１に示す第１実施形態における自動運転制御装置１０と同様である。

図１１では、図１で省略されていたリレー（後述のリレー４１）を明示している。また、電気負荷２００の内部構造の詳細を明示している。図１１に示すように、電気負荷２００は、電源制御装置１０ａのアクセサリ系統電源ＡＣＣにリレー４１および第２電源経路を介して電気的に接続されている。また、電気負荷２００は、第１電源経路を介して電源制御装置１０ａと接続されている。第１電源経路は、電流センサ１５２の上流側（バッテリ１４０に近い側）において電源線Ｃｐ１に接続されている。

リレー４１は、アクセサリ系統電源ＡＣＣを制御するための電気回路である。リレー４１は、コイルｃ４１と、スイッチｓｗ４１とを備える。コイルｃ４１は、リレー４１のコイルであり、コイルｃ４１に電流を流すことで発生する磁力によりスイッチｗ４１を切り替える。スイッチｓｗ４１は、電気負荷２００の給電を切り替えるためのスイッチである。第１イグニッション系統電源ＩＧ１にはリレー４２が、第２イグニッション系統電源ＩＧ２にはリレー４３が、それぞれ接続されている。リレー４２およびリレー４３は、リレー４１と同様な構成を有するので、その詳細な説明は省略する。なお、図１１では、リレー４２およびリレー４３のそれぞれの下流側の装置の図示を省略している。

図１１に示すように、電気負荷２００は、リレー２４１と、内部回路２５０と、を備える。リレー２４１は、コイルｃ２４１と、スイッチｓｗ２４１とを備える。コイルｃ２４１は、上述のコイルｃ４１と同様な構成を有する。スイッチｓｗ２４１は、上述のスイッチｓｗ４１と同様な構成を有する。内部回路２５０は、リレー２４１と電気的に接続されており、電気負荷２００（高出力アンプ）の有する機能を実現する。内部回路２５０は、電気負荷２００における電気的負荷として働く。

アクセサリ系統電源ＡＣＣがオンしてコイルｃ４１に電力が供給されると、スイッチｓｗ４１がオンし、リレー４１はオフからオンに切り替わる。第２電源経路を介して電気負荷２００のコイルｃ２４１に電力が供給されると、スイッチｓｗ２４１がオンし、リレー２４１はオフからオンに切り替わる。そして、第１電源経路を介してバッテリ１４０から電気負荷２００の内部回路２５０に電力が供給される。また、アクセサリ系統電源ＡＣＣがオフしてコイルｃ４１に電力が供給されなくなると、スイッチｓｗ４１がオフし、リレー４１はオンからオフに切り替わる。第２電源経路を介して電気負荷２００のコイルｃ２４１に電力が供給されなくなると、スイッチｓｗ２４１がオフし、リレー２４１はオンからオフに切り替わる。そして、第１電源経路を介してバッテリ１４０から電気負荷２００の内部回路２５０への電力の供給が停止される。

上述のように、電気負荷２００は、消費電力の比較的大きな負荷であるため、アクセサリ系統電源ＡＣＣがオフの場合にバッテリ１４０の電力を消費しないように、リレー４１を介してアクセサリ系統電源ＡＣＣと接続され、リレー４１のオン／オフを切り替えることにより、バッテリ１４０からの電力の供給と停止とが制御される。

第４実施形態における自動運転制御処理は、電気負荷検出処理の手順において第１実施形態における電気負荷検出処理と異なり、他の処理手順は第１実施形態と同じである。

図１２に示す第４実施形態における電気負荷検出処理は、ステップＳ２００に代えてステップＳ２００ｃを実行する点と、ステップＳ２０５およびステップＳ２１０を省略する点と、ステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ｃを実行する点とにおいて、図３に示す第１実施形態の電気負荷検出処理と異なる。第４実施形態の電気負荷検出処理におけるその他の手順は、第１実施形態の電気負荷検出処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第４実施形態の電気負荷検出処理では、リレー４１がオンにされたときに電気負荷２００とバッテリ１４０とが電気的に接続されることを前提として、リレー４１がオンにされたときの電圧変化量と、電気負荷２００が接続されていない場合におけるリレー４１がオンにされたときの電圧変化量と、を比較することにより、電気負荷２００が接続されていることを検出する。以下、詳細に説明する。

図１２に示すように、第２電圧変化量特定部１４は、リレー４１がオンであるか否かを判定する（ステップＳ２００ｃ）。リレー４１がオンでないと判定された場合（ステップＳ２００ｃ：ＮＯ）、ステップＳ２００ｃの実行前に戻り、リレー４１がオンにされたと判定されるまで繰り返しステップＳ２００ｃを実行する。

上述のステップＳ２００ｃにおいて、リレー４１がオンであると判定された場合（ステップＳ２００ｃ：ＹＥＳ）、負荷接続検出部１７は、電圧変化量差分が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１５ｃ）。具体的には、まず、第２電圧変化量特定部１４は、リレー４１のオン前後における電流センサ１５２の示す電流値を利用して、バッテリ１４０の電圧変化量を特定する。次に、第２電圧変化量特定部１４は、特定された電圧変化量と、予めマップに記憶されている電気負荷２００が接続されていない場合におけるリレー４１がオンにされたときの電圧変化量と、の差分（以下、「電圧変化量差分」と呼ぶ）を算出する。負荷接続検出部１７は、かかる差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する。かかる差分が所定の閾値以上であることは、バッテリ１４０に予め想定しているよりも大きな電圧変動がある、すなわち、消費電流が多いことを意味する。

電圧変化量差分が閾値以上であると判定されると（ステップＳ２１５ｃ：ＹＥＳ）、上述のステップＳ２２０が実行されて、電気負荷２００が接続されていると検出される。他方、電圧変化量差分が閾値以上でないと判定されると（ステップＳ２１５ｃ：ＮＯ）、上述のステップＳ２２５が実行されて、電気負荷２００が接続されていないと検出される。

図１３において、横軸は、時間を示している。図１３において、最上段はアクセサリ系統電源ＡＣＣのオン／オフの状態を示している。上から２段目は第１イグニッション系統電源ＩＧ１のオン／オフの状態を、上から３段目は第２イグニッション系統電源ＩＧ２のオン／オフの状態を、それぞれ示している。上から４段目は、バッテリ電流［Ａ］を示しており、実際の電流値を一点鎖線で、電流センサ１５２の示す値を実線で、それぞれ示している。上から５段目は、バッテリ電圧［Ｖ］を示しており、電流センサ１５２の示す電流値から推定される電圧を二点鎖線で、電圧センサ１５１の示す電圧を実線で、それぞれ示している。最下段は、電圧変化量差分を示している。

図１３に示すように、時間Ｔ_１において、アクセサリ系統電源ＡＣＣがオフの状態からオンの状態になると、バッテリ電流は、増加する。また、バッテリ電圧は、バッテリ電流の消費分（放電分）だけ低下する。時間Ｔ_１において、上述のステップＳ２１５ｃが実行されて、バッテリ電圧が検出される。ここで、電気負荷２００が接続されている場合、電流センサ１５２は電気負荷２００の消費電流を検出できないため、実線で示す電圧センサ１５１の示すバッテリ電圧は、二点鎖線で示す電流センサ１５２の示す電流値から推定される電圧に比べて大きい。この２つの電圧の差が電圧変化量差分ΔＶとして算出される。上述のステップＳ２１５ｃでは、かかる電圧変化量差分ΔＶが所定の閾値以上である場合、電気負荷２００が接続されたことが検出される。

その後、時間Ｔ_２において第１イグニッション系統電源ＩＧ１がオンにされると、バッテリの電流はさらに増加するとともに、バッテリ電圧はさらに低下する。その後、時間Ｔ_３において第２イグニッション系統電源ＩＧ２がオンにされると、バッテリの電流はさらに増加するとともに、バッテリ電圧はさらに低下する。但し、第１イグニッション系統電源ＩＧ１、第２イグニッション系統電源ＩＧ２がオンしたときの電圧変化量差分ΔＶは、アクセサリ系統電源ＡＣＣがオンしたときの電圧変化量差分ΔＶから変化していない。

以上の構成を有する第４実施形態における自動運転制御装置１０によれば、負荷接続検出部１７は、リレー４１がオフからオンに切り替わる際の、電圧センサ１５１により検出されるバッテリの電圧変化量と、第２電圧変化量特定部１４により特定された電圧変化量との差である電圧変化量差分が、予め定められた変化量よりも大きい場合に、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことを検出するので、リレー４１がオフからオンに切り替わる際、すなわち、車両のエンジンが始動する際に電気負荷２００が接続されたことを検出できる。このため、車両の走行中に電気負荷２００が接続されたことを検出する構成に比べて、より早いタイミングで電気負荷２００が接続されたことを検出できるので、バッテリ１４０の過放電や瞬低の発生をより早いタイミングから抑制できる。

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態における自動運転制御装置１０は、図１に示す第１実施形態における自動運転制御装置１０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。第５実施形態における自動運転制御処理は、電気負荷検出処理の手順において第１実施形態における電気負荷検出処理と異なり、他の処理手順は第１実施形態と同じである。

図１４に示す第５実施形態における電気負荷検出処理は、ステップＳ２００に代えてステップＳ２００ｄを実行する点と、ステップＳ２０５およびステップＳ２１０を省略する点と、ステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ｄを実行する点とにおいて、図３に示す第１実施形態の電気負荷検出処理と異なる。第５実施形態の電気負荷検出処理におけるその他の手順は、第１実施形態の電気負荷検出処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第５実施形態の電気負荷検出処理では、バッテリ１４０の充放電電流量の増加に伴ってバッテリ１４０の発熱量が増加するためにバッテリ１４０の温度が上昇するという特性を利用して、車両の走行開始時から所定時間の間におけるバッテリ１４０の温度を検出し、検出した温度と、外気温度や運転状態から推定されるバッテリ１４０の温度とを比較することにより、電気負荷２００が接続されていることを検出する。以下、詳細に説明する。

図１４に示すように、温度推定部１６は、外気温度および運転状態に基づき、車両の走行開始時から所定時間の間におけるバッテリ温度を推定する（ステップＳ２００ｄ）。例えば、低速走行では風による冷却が少なくバッテリ温度は上昇する。また、外気温度が高いとバッテリ温度は上昇する。このような外気温度や運転状態に応じたバッテリ温度を予めマップに記憶しておき、かかるマップを参照して特定された外気温度や運転状態に対応するバッテリ温度を推定する。ステップＳ２００ｄの実行後、負荷接続検出部１７は、温度センサ１５３により検出される実際のバッテリ温度とステップＳ２００ｄにおいて推定されたバッテリ温度との差が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１５ｄ）。かかる差が所定の閾値以上であることは、予め想定される電流量よりも多くの放電が行われたことによりバッテリ１４０の発熱量が増加したことを意味する。

実際のバッテリ温度と推定したバッテリ温度との差が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２１５ｄ：ＹＥＳ）、上述のステップＳ２２０が実行されて、電気負荷２００が接続されていると検出される。他方、実際のバッテリ温度と推定したバッテリ温度との差が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ２１５ｄ：ＮＯ）、上述のステップＳ２２５が実行されて、電気負荷２００が接続されていないと検出される。

図１５において、横軸は、時間を示している。図１５において、最上段はバッテリ温度［℃］を、上から２段目はバッテリ充電量ＳＯＣ［％］を、上から３段目はバッテリ電流［Ａ］を、上から４段目はエンジン回転数［ｒｐｍ］を、最下段は車速［ｋｍ／ｈ］を、それぞれ示している。バッテリ温度、バッテリＳＯＣおよびバッテリ電流は、電気負荷２００が接続されている場合を実線で、電気負荷２００が接続されていない場合を１点鎖線で、それぞれ示している。

時間Ｔ_０において車両は停車状態である。なお、このとき、車両は、アイドリングストップ状態である。したがって、車速は０ｋｍ／ｈであり、エンジン回転数は０ｒｐｍである。車両の停車状態（時間Ｔ_０～時間Ｔ_１）では、アイドリングストップによりエンジン１３０が停止状態であるためにオルタネータ１３１が発電できず、バッテリ１４０から電力をまかなう。このとき、例えば、車両に搭載されたナビゲーション装置等の機器の負荷により、バッテリ１４０から放電が行われる。したがって、図１５に示すように、バッテリＳＯＣは徐々に低下している。バッテリ温度は、バッテリ１４０からの放電に伴う発熱により、徐々に上昇している。

時間Ｔ_１においてアイドリングストップが解除されてエンジンが始動され車両の走行が開始されると、エンジン回転数は上昇して車速が増加する。エンジン回転数の上昇に伴いオルタネータ１３１での発電量が増加して、オルタネータ１３１によって発電された電力がバッテリ１４０に充電されて、バッテリＳＯＣは増加している。

電気負荷２００が接続されていない場合は、一点鎖線に示すように、時間Ｔ_２においてバッテリＳＯＣの充電が完了し、バッテリＳＯＣは略一定となる。他方、電気負荷２００が接続されている場合、実線で示すように、時間Ｔ_２よりも遅い時間Ｔ_３においてバッテリＳＯＣの充電が完了する。すなわち、電気負荷２００が接続されている場合、バッテリ１４０の充電に要する時間が長くなり、その分、バッテリ１４０での発熱量が増加するため、図１５に示すように、バッテリ温度の上昇量が増加する。したがって、時間Ｔ_１から時間Ｔ_３におけるバッテリ温度を検出して、所定の閾値と比較することにより、電気負荷２００が接続されていることを検出できる。

以上の構成を有する第５実施形態における自動運転制御装置１０によれば、負荷接続検出部１７は、車両の走行開始時から予め定められた時間の間における温度センサ１５３の示すバッテリ１４０の実測温度が推定温度よりも予め定められた閾値以上大きい場合に、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことを検出する。このため、車両に予め搭載された温度センサ１５３を利用して電気負荷２００が接続されたことを検出でき、かかる検出に要するコストを抑えることができる。

Ｆ．第６実施形態：
第６実施形態における自動運転制御装置１０は、図１に示す第１実施形態における自動運転制御装置１０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。第６実施形態における自動運転制御処理は、自動運転機能を制限して自動運転を行う際に（上述のステップＳ１１５）、制限する自動運転機能を決定する処理（以下、「自動運転機能制限処理」と呼ぶ）を追加して実行する点において、第１実施形態における自動運転制御処理と異なる。

図１６に示す第６実施形態における自動運転機能制限処理の概要を説明する。電気負荷２００が接続されていることを検出した場合に、第１実施形態ではすべての自動運転機能が所定の制約を受けながら自動運転を実行し、かかる所定の制約とは、各機能を全く実行しないという制約であった。これに対して、第６実施形態では、「所定の制約を受けながら自動運転を実行する」とは、自動運転機能の段階を下げて自動運転を実行することを意味する。自動運転機能の段階を下げる際、電圧変化量の差分と、バッテリ１４０の内部抵抗値とを利用して、自動運転の機能制限レベルを決定する。以下、詳細に説明する。

図１６に示すように、第２電圧変化量特定部１４は、電圧変化量差分ΔＶを検出する（ステップＳ３００）。具体的には、上述のステップＳ２１５ｃと同様に、リレー４１のオンの前後におけるバッテリ１４０の電圧変化量の差分を検出する。

ステップＳ３００の実行後、第２電圧変化量特定部１４は、算出した電圧変化量差分ΔＶとバッテリ１４０の内部抵抗値とを利用して電気負荷２００の消費電流Ｉ_ａｄｄを算出する（ステップＳ３０５）。具体的には、第２電圧変化量特定部１４は、下記式（３）を用いて、電気負荷２００の消費電流Ｉ_ａｄｄを算出する。
Ｉ_ａｄｄ＝ΔＶ／Ｒｉ・・・（３）
上記式（３）において、Ｒｉは、バッテリ１４０の内部抵抗値である。

ここで、内部抵抗値Ｒｉは、公知の方法により求めることができ、例えば、特開２００７－２２３５３０号公報に記載の方法により求めてもよい。具体的には、バッテリ１４０の電圧および電流のペアを所定のタイミングにて複数サンプリングし、サンプリングした電圧および電流の複数のペア群を利用して内部抵抗値Ｒｉを算出する。より具体的には、サンプリングした電圧および電流を二次元プロットして回帰直線を求め、かかる回帰直線の傾きを内部抵抗値Ｒｉとして算出する。

ステップＳ３０５の実行後、自動運転制御部１０ｂは、算出した消費電流Ｉ_ａｄｄから自動運転の機能制限レベルを決定する（ステップＳ３１０）。具体的には、予め消費電流の値に応じて電圧変動が大きくなりやすいと想定される装置とを対応づけておき、算出した消費電流Ｉ_ａｄｄに基づいて、電圧変動が大きくなりやすいと想定される装置により実現される自動運転機能を制限する。例えば、算出された消費電流Ｉ_ａｄｄが所定の閾値よりも大きい場合に電圧変動が大きくなりやすいと予め想定される自動運転部１０ｃとしてＥＰＳ１１０が特定された場合には、自動運転制御部１０ｂは、自動操舵の機能を制限する。また、算出された消費電流Ｉ_ａｄｄが所定の閾値よりも大きい場合に電圧変動が大きくなりやすいと予め想定される自動運転部１０ｃとしてＥＣＢ１２０が特定された場合には、自動運転制御部１０ｂは、自動制動の機能を制限してもよい。また、算出された消費電流Ｉ_ａｄｄが所定の閾値よりも大きい場合には、自動運転制御部１０ｂは、自動駆動用の装置の動作を制限してもよい。この場合、例えば、エンジン回転数を高く維持することで制限される電圧を下回らない場合、エンジン回転数の下限を制限してもよい。

ステップＳ３１０の実行後、自動運転機能制限処理は終了し、決定された機能制限レベルに応じて自動運転機能が制限されて自動運転が実行される。

なお、第６実施形態における電気負荷検出処理は、図３に示す第１実施形態における電気負荷検出処理と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

以上の構成を有する第６実施形態における自動運転制御装置１０によれば、電圧変化量差分ΔＶとバッテリ１４０の内部抵抗値Ｒｉとを利用して電気負荷２００の消費電流Ｉ_ａｄｄを算出し、算出された消費電流Ｉ_ａｄｄに応じて自動運転機能の機能制限レベルを決定するので、消費電流Ｉ_ａｄｄがより大きい場合に自動運転機能をより制限することができる。このため、消費電流Ｉ_ａｄｄが大きいために電圧変動が大きくなることによる自動運転への悪影響を低減できる。

Ｇ．変形例：
Ｇ１．変形例１：
上記第１実施形態において、電気負荷２００が接続されていることを検出された場合にすべての自動運転機能を制限して自動運転を実行していなかったが、本発明はこれに限定されない。

図１７に示す各自動運転機能の機能制限の有無の組み合わせには、自動駆動、自動制動および自動操舵のいずれも機能制限がない第１状態と、自動駆動、自動制動および自動操舵のうちの少なくとも１つに機能制限がある第２状態とがある。第１状態は、電気負荷２００が接続されていないことを検出された場合における自動運転の実行状態である。第２状態は、電気負荷２００が接続されていることを検出された場合における自動運転の実行状態である。

本変形例において、「機能制限がある」（図１７における「×」）とは、自動駆動、自動制動および自動操舵の各機能が所定の制約を受けながら実行することを意味する。例えば、自動駆動の機能制限があるとは、車速が時速５０ｋｍを超えないように制御されることであってもよい。また、例えば、自動制動の機能制限があるとは、前方車両との車間距離を機能制限がない場合と比べて大きくすることであってもよい。このように自動制動の機能制限が設けられるのは、減速度が小さくなるように制限されるからである。また、例えば、自動操舵の機能制限があるとは、ハンドルをきることができる角度が所定の範囲内に制限されることであってもよい。このように自動操舵の機能制限が設けられるのは、ＥＰＳ１１０の備えるモータの出力が制限されるからである。なお、機能制限の例は、上述の例に限られず、各機能に対して所定の制約をして実行することにより車両が安定して走行できる構成であれば、他の任意の機能制限を設けてもよい。

図１７に示すように、第２状態は、例えば、自動駆動および自動制動は「機能制限なし」（○）であり、かつ、自動操舵は「機能制限あり」（×）である場合や、自動駆動および自動操舵は「機能制限なし」（○）であり、かつ、自動制動は「機能制限あり」（×）である場合や、自動駆動は「機能制限なし」（○）であり、自動制動および自動操舵は「機能制限あり」（×）である場合等が該当する。本変形例では、電気負荷２００が接続されていることが検出された場合に、第２状態のいずれかの態様で自動運転が実行される構成であれば、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。すなわち、一般には、バッテリ１４０に電気負荷２００が電気的に接続されたことが検出された場合に、自動運転部１０ｃにより実現される自動運転機能のうち、少なくとも一部の機能を制限して実行させる構成であれば、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。なお、第２状態に掲げる機能制限の有無の組み合わせのうち、いずれの実行状態で自動運転を実行するかは、例えば、上記第６実施形態で述べたように、電圧変化量差分ΔＶとバッテリ１４０の内部抵抗値Ｒｉとを利用して決定してもよい。

Ｇ２．変形例２：
上記各実施形態において、自動運転部１０ｃの動作電圧を考慮せずに自動運転機能の機能制限の有無を決定していたが、本発明はこれに限定されない。

図１８において、横軸はエンジン回転数［ｒｐｍ］を、縦軸はオルタネータ最大出力［Ａ］を、それぞれ示している。図１８に示すように、エンジン回転数がアイドル回転数であるときに、オルタネータ最大出力は最小である。エンジン回転数が増加するにつれて、オルタネータ最大出力も増加する。したがって、オルタネータ最大出力は、オルタネータ１３１の性能と、エンジン回転数とで決定されると言える。本変形例では、このようなオルタネータ最大出力の特性を利用することにより消費電流を特定して、電気負荷２００が接続された場合に動作に影響がある装置の稼働を停止する。以下、詳細に説明する。

図１９において、上段は負荷電流［Ａ］とオルタネータ出力電流［Ａ］との特性を、下段は負荷電流［Ａ］とバッテリ電圧［Ｖ］との特性を、それぞれ示している。まず、バッテリ１４０に接続される全ての負荷でそれぞれ予め定められている負荷電流に基づいて、バッテリ１４０に接続される全ての負荷の負荷電流の最大値Ｉ_ｍを算出する。図１９上段および下段には、算出された負荷電流の最大値Ｉ_ｍを示している。上述のように、オルタネータ最大出力は、エンジン回転数により決定されるので、図１８に示す特性を利用することにより、図１９上段に示すオルタネータ最大出力Ａｌｔ_ｍが決定する。ここで、負荷電流Ｉ_αは、オルタネータ最大出力Ａｌｔ_ｍと同じ値である。負荷電流Ｉ_αは、図８に示す負荷電流Ｉ_１と同様に、バッテリ１４０の充電から放電に切り替えられる負荷電流である。

一般に、バッテリ１４０の電圧は、充電から放電に切り替えられる際に低下することから、図１９下段に示すような関係が得られる。このとき、バッテリ１４０に接続される全ての負荷の負荷電流の最大値Ｉ_ｍに対応するバッテリ電圧Ｖ_αを求めることができる。そして、例えば、ＥＰＳ１１０のポンプの動作電圧や、ＥＣＢ１２０のモータの動作電圧が、算出されたバッテリ電圧Ｖ_αよりも下回っている場合に、自動駆動や自動操舵の機能を制限してもよい。したがって、このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。

Ｇ３．変形例３：
上記各実施形態において、自動運転制御装置１０はガソリンを燃料とする車両に搭載されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、自動運転制御装置１０は、燃料電池車両に搭載されてもよい。また、例えば、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載されてもよい。この構成では、オルタネータ１３１に代えて、ＤＣ／ＤＣコンバータを備えることにより、上記各実施形態と同様な効果を奏する。

Ｇ４．変形例４：
上記第３実施形態において、電圧変動幅の予測上限値ΔＶ_ｅｓｔは電圧変動幅ΔＶ_１に所定の閾値を加算した値であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、電圧変動幅ΔＶ_１を予測上限値ΔＶ_ｅｓｔとしてもよい。このような構成においても、上記第３実施形態と同様な効果を奏する。

Ｇ５．変形例５：
上記各実施形態において、電気負荷検出処理（ステップＳ１００）は自動運転制御処理において一度実行された後、再び実行されなかったが、本発明はこれに限定されない。例えば、所定時間経過ごとに実行してもよい。また、例えば、車両のエンジンが稼働している間、繰り返し自動運転制御処理を実行することにより、電気負荷検出処理を繰り返し実行してもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。

Ｇ６．変形例６：
上記第２実施形態において、ステップＳ２００ａは消費電流の変化量が閾値以上であると判定された場合に実行されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、自動運転制御装置１０が、ブレーキやパワーステアリングで用いられるアクチュエータが起動した旨の通知を自動運転部１０ｃから受信可能な構成においては、かかる通知を受信したことを契機としてステップＳ２１５ａを実行してもよい。このような構成においても、上記第２実施形態と同様な効果を奏する。加えて、消費電流の変化量が閾値以上であるか否かを判定する処理（ステップＳ２００ａ）を省略できるので、電気負荷検出処理に要する時間および処理負荷を削減できる。

Ｇ７．変形例７：
実施形態および各変形例において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いてもよい。また、本発明の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。すなわち、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、データパケットを一時的ではなく固定可能な任意の記録媒体を含む広い意味を有している。

Ｇ８．変形例８：
上記第４実施形態において、電気負荷２００はアクセサリ系統電源ＡＣＣに接続されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、電気負荷２００は、第１イグニッション系統電源ＩＧ１に接続されていてもよい。この構成では、リレー４２がオフからオンに切り替わる際の電圧変化量差分が予め定められた変化量よりも大きい場合に、電気負荷２００が接続されたことを検出できる。また、例えば、電気負荷２００は、第２イグニッション系統電源ＩＧ２に接続されていてもよい。この構成では、リレー４３がオフからオンに切り替わる際の電圧変化量差分が予め定められた変化量よりも大きい場合に、電気負荷２００が接続されたことを検出できる。このような構成においても、上記第４実施形態と同様な効果を奏する。

Ｇ９．変形例９：
上記第４実施形態および変形例８において、各電源系統ＡＣＣ、ＩＧ１およびＩＧ２の起動はリレー４１、４２、４３のオンとオフとを切り替えることにより行っていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、リレーを用いない構成においては、キーシリンダによるメカニカルなスイッチを用いることにより、各電源系統を起動してもよい。このような構成においても、上記第４実施形態および変形例８と同様な効果を奏する。

Ｇ１０．変形例１０：
上記第１実施形態において、開放端電圧ＯＣＶから推定した２回分の充電量ＳＯＣ（ＳＯＣ_１、ＳＯＣ_２）の変化量は求めず、上記式（２）の演算を行うことにより、電気負荷２００が接続されていることを検出していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、推定した２回分の充電量ＳＯＣ（ＳＯＣ_１、ＳＯＣ_２）の変化量を求めて、電気負荷２００が接続されていることを検出してもよい。具体的には、推定した２回分の充電量ＳＯＣ（ＳＯＣ_１、ＳＯＣ_２）から充電量ＳＯＣの変化量を求める。また、電流センサ１５２の示す電流値の積算値からバッテリ１４０の充電量ＳＯＣの変化量を求める。これら２つの充電量ＳＯＣの変化量の差が所定の閾値（上述のＫ）よりも小さい場合に、電気負荷２００が接続されていることを検出してもよい。このような構成においても、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。

本発明は、上述の実施形態および変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…自動運転制御装置、１０ｂ…自動運転制御部、１０ｃ…自動運転部、１７…負荷接続検出部、１４０…バッテリ、２００…電気負荷

Claims (7)

1. バッテリ（１４０）を搭載した車両の自動運転を制御する自動運転制御装置（１０）であって、
   前記バッテリに電気負荷（２００）が電気的に接続されたことを検出する負荷接続検出部（１７）と、
   前記自動運転を実行するための自動駆動機能、自動制動機能および自動操舵機能が機能している状態において前記バッテリに前記電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に、前記バッテリから給電され、駆動機能、制動機能および操舵機能のうち、少なくとも一部の機能に制約を課した上で、前記自動駆動機能、前記自動制動機能及び前記自動操舵機能のうちの少なくとも一部を機能させた状態とする自動運転制御部（１０ｂ）と、
   を備える、
   自動運転制御装置。
2. 請求項１に記載の自動運転制御装置であって、
   前記自動運転制御部は、前記自動駆動機能、前記自動制動機能および前記自動操舵機能が機能している状態において前記バッテリに前記電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に、前記バッテリから給電され、前記駆動機能、前記制動機能および前記操舵機能のうちの全ての機能に制約を課した上で、前記自動駆動機能、前記自動制動機能及び前記自動操舵機能のうちの全てを機能させた状態とする、自動運転制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の自動運転制御装置であって、
   前記駆動機能の制約は、前記車両の走行速度が予め定められた閾値速度を超えないことを含む、自動運転制御装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の自動運転制御装置であって、
   前記制動機能の制約は、前記車両の減速度が予め定められた閾値減速度を超えないことを含む、自動運転制御装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の自動運転制御装置であって、
   前記操舵機能の制約は、前記車両の操舵角が予め定められた閾値角度を超えないことを含む、自動運転制御装置。
6. 車両であって、
   バッテリ（１４０）と、
   前記車両の自動運転を制御する自動運転制御装置（１０）と、
   を備え、
   前記自動運転制御装置は、
   前記バッテリに電気負荷（２００）が電気的に接続されたことを検出する負荷接続検出部（１７）と、
   前記自動運転を実行するための自動駆動機能、自動制動機能および自動操舵機能が機能している状態において前記バッテリに前記電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に、前記バッテリから給電され、駆動機能、制動機能および操舵機能のうち、少なくとも一部の機能に制約を課した上で、前記自動駆動機能、前記自動制動機能及び前記自動操舵機能のうちの少なくとも一部を機能させた状態とする自動運転制御部（１０ｂ）と、
   を有する、車両。
7. バッテリと、前記バッテリから給電され自動運転を実行するための自動運転部とを有する車両における自動運転制御方法であって、
   前記自動運転部を制御して前記自動運転を実現する自動運転制御装置により、前記バッテリに電気負荷が電気的に接続されたことを検出する工程と、
   前記自動運転制御装置により、前記自動運転部において、前記自動運転を実行するための自動駆動機能、自動制動機能および自動操舵機能が機能している状態において前記バッテリに前記電気負荷が電気的に接続されたことが検出された場合に、前記バッテリから給電され、駆動機能、制動機能および操舵機能のうち、少なくとも一部の機能に制約を課した上で、前記自動駆動機能、前記自動制動機能及び前記自動操舵機能のうちの少なくとも一部を機能させた状態とする工程と、
   を備える、
   自動運転制御方法。

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