JP2010183654A - 車両用減速制御装置および車両用減速制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】減速燃料カット時に回生制動を行った場合に、極小踏み込みが行われると、燃料カットが終了して、燃費が悪化する。
【解決手段】車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、許容減速度の範囲内で回生制動を行う装置において、オルタネータ２の回生による回生制動中に、所定開度以下のアクセルペダルの踏み込みが所定時間以下行われる極小踏み込みが行われたことを検出すると、許容減速度を小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の減速時に回生制動を行う技術に関する。

従来、車両の減速時に、回生制動を行う技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、減速時に、回生制動による回生量を多くすると、車両の減速度が大きくなりすぎてしまうため、これを防ぐために、所定の許容減速度の範囲内で回生量を制御する。

特開２００７−１３１０９３号公報

しかしながら、許容減速度には個人差があるため、個人の許容減速度が所定の許容減速度よりも低い場合には、そのドライバが想定している以上に車両が減速してしまうため、アクセルペダルを少しだけ踏む極小踏み込みを行ってしまうことがある。この場合、極小踏み込みによって燃料カットが終了してしまうため、燃費が悪化するという問題があった。

本発明による車両用減速制御装置および車両用減速制御方法は、車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、許容減速度の範囲内で回生制動手段による回生制動を行うものであって、回生制動中に、所定開度以下のアクセルペダルの踏み込みが所定時間以下行われる極小踏み込みが行われたことを検出すると、許容減速度を小さくすることを特徴とする。

本発明によれば、回生制動による制動力が大きいと考えるドライバに対しては、許容減速度を小さくすることにより、回生制動による制動力を小さくして、極小踏み込みを抑制することができる。

一実施の形態における車両用減速制御装置のシステム構成図である。 ＥＣＭによって行われる処理内容を示すフローチャートである。 アクセルペダルの極小踏み込みが行われたと判断する条件を示す図である。 回生制動に起因する極小踏み込みが行われるシーンを含む車両の走行シーンの一例を示す図である。 許容減速度Ｇに基づいて、オルタネータ２の目標発電電圧を算出する処理手順を示すフローチャートである。 極小踏み込み頻度と、減速度調整係数Ｇｘとの関係の一例を示す図である。

図１は、一実施の形態における車両用減速制御装置のシステム構成図である。車両の駆動源であるエンジン１の出力側には、ロックアップ機構付きトルクコンバータ３（以下、トルクコンバータ３と呼ぶ）およびベルト式無段変速機４によって構成される変速機が接続されている。エンジン１から出力された駆動力は、無段変速機４で変速された後、ファイナルドライブ５を介して、左右の駆動輪６に伝達される。

補機であるオルタネータ（発電機）２は、ＵＳＭ２０からの指令に基づいて、エンジン１の動力により発電を行う。オルタネータ２は、また、トルクコンバータ３がロックアップ状態にあり、さらに、車両が減速状態で、かつ、燃料供給を停止している減速燃料カット時に、車両の運動エネルギーにより回生（回生発電）を行う。オルタネータ２の回生時には、車両に制動力が働く、いわゆる回生制動が生じる。ＵＳＭ２０は、回生制動時の減速度が所定の許容減速度の範囲内になるように、オルタネータ２の回生を制御する。

オルタネータ２によって発電された電力は、バッテリ７に蓄電される。電装負荷９は、バッテリ７から供給される電力により作動する。電流センサ８は、バッテリ７の充放電電流を検出する。

車間距離検出装置１１は、既知の方法により、自車両の前を走行している先行車両までの車間距離を検出する。車速センサ１２は、自車両の速度を検出する。ブレーキペダルセンサ１３は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。アクセルペダルセンサ１４は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。各装置およびセンサ１１〜１４の検出信号は、ＥＣＭ１０に出力される。

ＥＣＭ１０は、各装置およびセンサ１１〜１４からの検出信号に基づいて、車両減速時の回生制動を制御するために、オルタネータ２の目標発電電圧を求める。具体的には、トルクコンバータ３がロックアップ状態で、減速燃料カットを行っている際に、許容減速度の基本値Ｇｂに、後述する減速度調整係数Ｇｘを乗じて算出される許容減速度Ｇに基づいて、オルタネータ２の目標発電電圧を求める。許容減速度の基本値Ｇｂは、所定の固定値としてもよいし、減速燃料カット開始時の車速や、減速燃料カットを開始する直前のアクセルペダル踏み込み量に応じて定まる変動値としてもよい。

ＵＳＭ２０は、ＥＣＭ１０で算出された目標発電電圧に基づいて、オルタネータ２の回生を制御する。

図２は、ＥＣＭ１０によって行われる処理内容を示すフローチャートである。車両が起動すると、ＥＣＭ１０は、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０からステップＳ５０の処理は、車両の状態が、減速燃料カット時に、ドライバが極小踏み込みを行うような状態であるか否かを判定する処理である。

ステップＳ１０では、車両が減速状態で、かつ、燃料供給を停止している減速燃料カット中であるか否かを判定する。車両が減速燃料カット中であると判定するとステップＳ２０に進み、減速燃料カット中ではないと判定すると、ステップＳ１０で待機する。

ステップＳ２０では、オルタネータ２による回生が行われているか否かを判定する。オルタネータ２による回生が行われていない場合、ドライバがアクセルペダルを少しだけ踏む極小踏み込みを行ったとしても、その極小踏み込みは、回生制動を原因とするものではない。従って、回生が行われていないと判定するとステップＳ１０に戻る。一方、回生が行われていると判定すると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、車間距離検出装置１１によって検出された車間距離が所定距離Ｄａ以上であるか否かを判定する。先行車両までの車間距離が所定距離Ｄａ未満の場合には、先行車両の影響により、ドライバがアクセルペダルを踏み込む場合がある。従って、先行車両までの車間距離が所定距離Ｄａ未満であると判定すると、ステップＳ１０に戻る。一方、先行車両までの車間距離が所定距離Ｄａ以上であると判定すると、ステップＳ４０に進む。なお、所定距離Ｄａは、アクセルペダルの極小踏み込みが回生制動に起因するものと判断するための距離を予め実験等により求めて設定しておく。

ステップＳ４０では、車速センサ１２によって検出された車速が所定車速Ｖａ以下であるか否かを判定する。一般的に、オルタネータ２の回生に起因する極小踏み込みは、ドライバが想定している減速度よりも実際の減速度が大きすぎて、目標とする停止位置に車両が届かないとドライバが判断したときに起こる。すなわち、極小踏み込みは、車速の低い状況下で起こるため、車速が所定車速Ｖａより高いと判定すると、ステップＳ１０に戻る。一方、車速が所定車速Ｖａ以下であると判定すると、ステップＳ５０に進む。なお、所定車速Ｖａは、アクセルペダルの極小踏み込みが回生制動に起因するものと判断するための車速を予め実験等により求めて設定しておく。

ステップＳ５０では、ブレーキオフを継続している時間が所定時間ＢＲＫＯＦＦｔ以上であるか否かを判定する。ブレーキオフの継続時間は、ブレーキペダルセンサ１３から入力される信号に基づいて算出する。ブレーキオフの継続時間が所定時間ＢＲＫＯＦＦｔ未満の場合には、極小踏み込みがブレーキペダルの踏み過ぎに起因するものか、または、オルタネータ２の回生に起因するものかを判別することができない。従って、ブレーキオフの継続時間が所定時間ＢＲＫＯＦＦｔ未満であると判定すると、ステップＳ１０に戻る。一方、ブレーキオフの継続時間が所定時間ＢＲＫＯＦＦｔ以上であると判定すると、ステップＳ６０に進む。なお、所定時間ＢＲＫＯＦＦｔは、アクセルペダルの極小踏み込みが回生制動に起因するものと判断するためのブレーキオフ継続時間を予め実験等により求めて設定しておく。

ステップＳ６０では、車両起動後にステップＳ１０から始まる処理を開始した後、ステップＳ６０に進んだのが初めてか否かを判定する。ステップＳ６０に進んだのが１回目であると判定するとステップＳ７０に進み、減速回数を示すパラメータＧＥＮを１つ増加して、ステップＳ８０に進む。この減速回数ＧＥＮは、極小踏み込みが発生し得る減速条件が整った場合に、１回カウントされるものであり、初期値は０である。算出した減速回数ＧＥＮは、図示しないメモリに格納される。一方、ステップＳ６０に進んだのが１回目ではないと判定すると、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０では、アクセルペダルセンサ１４から入力される信号に基づいて、ドライバによってアクセルペダルが踏まれたか否かを判定する。アクセルペダルが踏まれていないと判定するとステップＳ１０に戻り、アクセルペダルが踏まれたと判定すると、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、アクセルペダルが踏まれている時間（アクセルオン時間）を計測するためのタイマをスタートさせて、ステップＳ１００に進む。ここでは、タイマの計測時間をＡＣＣＴＩＭと表記する。ステップＳ１００では、アクセルペダルセンサ１４から入力される信号に基づいて、アクセルペダルが踏まれていないオフ状態となったか否かを判定する。アクセルペダルがオフとなっていないと判定すると、ステップＳ１４０に進んで、タイマの計測時間ＡＣＣＴＩＭのカウントアップを行う。

ステップＳ１４０に続くステップＳ１５０では、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル開度ＡＣＣがそれまでのアクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸより大きいか否かを判定する。例えば、ステップＳ８０でアクセルペダルが踏まれたと判定されてから、アクセル開度ＡＣＣが増加している間は、アクセル開度ＡＣＣがそれまでのアクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸより大きいと判定される。一方、ドライバがアクセルペダルを戻した場合には、アクセル開度ＡＣＣがそれまでのアクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸ以下と判定される。アクセル開度ＡＣＣがそれまでのアクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸ以下であると判定されるとステップＳ１００に戻り、それまでのアクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸより大きいと判定されると、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０では、それまでのアクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸより大きいと判定した時のアクセル開度ＡＣＣをアクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸに設定して、ステップＳ１００に戻る。

ステップＳ１００において、アクセルペダルがオフとなっていると判定されると、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、タイマの計測時間ＡＣＣＴＩＭ、すなわち、アクセルペダルが踏まれていた時間が所定時間Ｔａより長いか否かを判定する。所定時間Ｔａは、例えば、１秒である。タイマの計測時間ＡＣＣＴＩＭが所定時間Ｔａより長いと判定すると、極小踏み込みではないと判断して、ステップＳ１０に戻り、所定時間Ｔａ以下であると判定するとステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、アクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸが所定のアクセル開度ＡＣＭＸａより大きいか否かを判定する。所定のアクセル開度ＡＣＭＸａは、例えば、５度である。アクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸが所定のアクセル開度ＡＣＭＸａより大きいと判定すると、極小踏み込みではないと判断して、ステップＳ１０に戻り、所定のアクセル開度ＡＣＭＸａ以下であると判定すると、ステップＳ１３０に進む。

図３は、アクセルペダルの極小踏み込みが行われたと判断する条件を示す図である。図３に示す斜線部分の領域、すなわち、アクセルペダルがオンとなっていた時間ＡＣＣＴＩＭが所定時間Ｔａ以下であり、かつ、アクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸが所定のアクセル開度ＡＣＭＸａ以下である場合に、アクセルペダルの極小踏み込みが行われたと判断する。

ステップＳ１３０では、オルタネータ２の回生発電に起因する極小踏み込みが行われたと判断して、極小踏み込み回数ＧＥＮＡＣＣを１回増加して、ステップＳ１０に戻る。極小踏み込み回数ＧＥＮＡＣＣは、図示しないメモリに格納される。

図４は、車両の走行シーンの一例を示す図であり、上から順に、車速、燃料カットの有無、アクセル開度、アクセルオン時間、および、極小踏み込み回数ＧＥＮＡＣＣを示している。上述したように、減速燃料カット時にアクセルペダルが踏まれた場合でも、アクセルオン時間ＡＣＣＴＩＭが所定時間Ｔａより長い場合には、極小踏み込みではないと判定する。すなわち、図４に示すシーン１は、極小踏み込みではない。なお、アクセルオン時間ＡＣＣＴＩＭが所定時間Ｔａ以下であっても、シーン１に示すように、アクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸが所定のアクセル開度ＡＣＭＸａより大きい場合には、極小踏み込みではない。

一方、図４において、アクセルペダルが踏まれたシーン２は、アクセルオン時間ＡＣＣＴＩＭが所定時間Ｔａ以下であり、かつ、アクセル開度の最大値ＡＣＣＭＡＸが所定のアクセル開度ＡＣＭＸａ以下であるため、極小踏み込みであると判断する。この場合、上述したように、極小踏み込み回数ＧＥＮＡＣＣが１回増加する。

図５は、許容減速度Ｇに基づいて、オルタネータ２の目標発電電圧を算出する処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ５００から始まる処理は、ＥＣＭ１０によって行われる。

ステップＳ５００では、減速度調整係数Ｇｘを算出する。減速度調整係数Ｇｘは、図２のフローチャートのステップＳ１３０で算出した極小踏み込み回数ＧＥＮＡＣＣを、ステップＳ７０で算出した減速回数ＧＥＮで除算することにより求められる極小踏み込み頻度に基づいて算出する。

図６は、極小踏み込み頻度と、減速度調整係数Ｇｘとの関係の一例を示す図である。極小踏み込み頻度が所定頻度以下の場合には、減速度調整係数Ｇｘの値を１とし、極小踏み込み頻度が所定頻度より高くなると、頻度が高くなるにつれて、係数Ｇｘが小さくなるようにしている。すなわち、極小踏み込み頻度が所定頻度以下の場合には、減速燃料カット時の許容減速度を変更する必要がないため、減速度調整係数Ｇｘを１としている。また、極小踏み込み頻度が所定頻度より多くなると、車両の減速度を小さくするために、減速度調整係数Ｇｘを１より小さい値としている。

図５のステップＳ５１０では、許容減速度の基本値Ｇｂに、減速度調整係数Ｇｘを乗算することにより、許容減速度Ｇを算出する。上述したように、極小踏み込み頻度が高くなるほど、減速度調整係数Ｇｘの値を小さくすることによって、許容減速度Ｇを小さくするので、ドライバの極小踏み込みを効果的に抑制することができる。

ステップＳ５２０では、ステップＳ５１０で算出した許容減速度Ｇに基づいて、オルタネータ２の目標発電電圧を求める。ＵＳＭ２０は、ＥＣＭ１０によって求められた目標発電電圧に基づいて、オルタネータ２の回生を制御する。

一実施の形態における車両用減速制御装置によれば、減速燃料カット時に、許容減速度の範囲内で回生制動手段による回生制動を行う装置において、回生制動中に、所定開度以下のアクセルペダルの踏み込みが所定時間以下行われる極小踏み込みが行われたことを検出すると、許容減速度を小さくする。これにより、回生制動時の減速度が大きいと考えて、極小踏み込みを行うドライバに対して、許容減速度を小さくして、回生制動時の制動力を小さくすることができる。また、回生制動時の減速度が大きいと考えず、極小踏み込みを行わないドライバに対しては、許容減速度を小さくする制御を行わないので、通常の制動力を維持することができる。

また、極小踏み込み頻度を求め、求めた極小踏み込み頻度が高くなるほど、許容減速度を小さくするので、より効果的に回生制動時の制動力を制御することができる。

さらに、一実施の形態における車両用減速制御装置によれば、先行車両までの車間距離を検出し、検出した車間距離が所定距離以上の場合に、極小踏み込みを検出する。これにより、車間距離が所定距離未満であって、先行車両の影響により、ドライバがアクセルペダルを踏み込む状況を除外して、回生制動に起因する極小踏み込みを精度良く検出することができる。

また、車速が所定車速以下の場合に、極小踏み込みを検出するので、回生制動に起因しない踏み込みを除外することができる。

さらに、ブレーキオフ継続時間が所定時間以上の場合に、極小踏み込みを検出するので、ブレーキペダルの踏みすぎに起因する踏み込みを除外して、回生制動に起因する極小踏み込みを精度良く検出することができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、減速燃料カット時に、オルタネータ２の回生により、回生制動を行う例を挙げて説明したが、例えば、電動機の回生による回生制動を行う車両に本発明を適用することもできる。また、エアコンコンプレッサの回生による回生制動を行う車両に本発明を適用することもできる。すなわち、回生制動手段は、オルタネータ２に限定されることはない。

極小踏み込み頻度に対する減速度調整係数Ｇｘの関係は、図６に示す関係に限定されることはない。また、極小踏み込み頻度ではなく、極小踏み込みの検出回数に基づいて、減速度調整係数Ｇｘを定めるようにしてもよい。

図２に示すフローチャートでは、車両の起動後に、ステップＳ６０に進んだのが１回目であれば、減速回数を示すパラメータＧＥＮに１を追加し、その後は、車両のエンジンがオフとなるまで、減速回数ＧＥＮは変化しない。しかし、減速燃料カットが終了して、車速が０となり、その後の走行において、再びステップＳ６０に進んだ場合には、減速回数を示すパラメータＧＥＮに１を追加するようにしてもよい。

１…エンジン
２…オルタネータ
３…ロックアップ機構付きトルクコンバータ
４…ベルト式無段変速機
６…駆動輪
１０…ＥＣＭ
１１…車間距離検出装置
１２…車速センサ
１３…ブレーキペダルセンサ
１４…アクセルペダルセンサ
２０…ＵＳＭ
図２のＳ８０〜Ｓ１２０…極小踏み込み検出手段
図５のＳ５００〜Ｓ５１０…許容減速度変更手段

Claims (6)

1. 車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、許容減速度の範囲内で回生制動手段による回生制動を行う車両用減速制御装置であって、
   前記回生制動中に、所定開度以下のアクセルペダルの踏み込みが所定時間以下行われる極小踏み込みが行われたことを検出する極小踏み込み検出手段と、
   前記極小踏み込み検出手段によって極小踏み込みが検出されると、前記許容減速度を小さくする許容減速度変更手段と、
   を備えることを特徴とする車両用減速制御装置。
2. 前記極小踏み込みが行われる頻度を算出する極小踏み込み頻度算出手段をさらに備え、
   前記許容減速度変更手段は、前記極小踏み込み頻度算出手段によって算出される極小踏み込み頻度が高くなるほど、前記許容減速度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用減速制御装置。
3. 自車両の前方を走行する先行車両までの車間距離を検出する車間距離検出手段をさらに備え、
   前記極小踏み込み検出手段は、前記車間距離検出手段によって検出される車間距離が所定距離以上の場合に、前記極小踏み込みを検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用減速制御装置。
4. 車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
   前記極小踏み込み検出手段は、前記車速検出手段によって検出される車速が所定車速以下の場合に、前記極小踏み込みを検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用減速制御装置。
5. ブレーキがオフとなっているブレーキオフ継続時間を検出するブレーキオフ継続時間検出手段をさらに備え、
   前記極小踏み込み検出手段は、前記ブレーキオフ継続時間が所定時間以上の場合に、前記極小踏み込みを検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用減速制御装置。
6. 車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、許容減速度の範囲内で回生制動手段による回生制動を行う車両用減速制御方法であって、
   前記回生制動中に、所定開度以下のアクセルペダルの踏み込みが所定時間以下行われる極小踏み込みが行われたことを検出し、
   前記極小踏み込みが検出されると、前記許容減速度を小さくする、
   ことを特徴とする車両用減速制御方法。

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