JP2012244751A

JP2012244751A - 駆動制御装置

Info

Publication number: JP2012244751A
Application number: JP2011111984A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiro Sugiyama; 経裕杉山
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】アクセルとブレーキとの同時操作の状態になる場合に、過剰な急減速でドライバに違和感や不快感を与えないようにして車両を減速する。
【解決手段】車両制御部３の制御処理部３１の判別手段がアクセルとブレーキとの同時操作を判別すると、制御処理部３１のブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量が所定量以上であって、ドライバがブレーキ操作を意図していると判断できることを条件に、制御処理部３１の駆動出力制御手段により、モータ２のモータ出力に基づく車両１の駆動出力をブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量に基づいて所定量減速した車速と釣り合う駆動出力に低減し、駆動出力をブレーキ操作量に応じて次第に減少し、車両１が過剰に急減速しないようして、駆動出力を絞りつつ、ブレーキ制御を優先して車両１を減速する。
【選択図】図１

Description

この発明は、アクセルとブレーキとの同時操作により駆動源（モータやエンジン）の駆動出力を制御する駆動制御装置に関する。

従来、車両の走行中や発進時等に、ドライバが意図してあるいは意図せずにアクセルペダルとブレーキペダルとを同時に踏込み、車両がアクセルとブレーキとの同時操作の状態になることがある。このような現象は、電気自動車、ハイブリッド車、ガソリン車等を問わず発生する。

アクセルとブレーキとの同時操作の状態になる場合、エンジンの出力を絞ってブレーキを優先する制御として、従来、所謂ブレーキオーバーライド制御が知られている。このブレーキオーバーライド制御は、アクセル、ブレーキのオンタイミング、車速、アクセル開度等が所定の条件を満たすことで実行される。

そして、運転者が間違えてアクセルペダルとブレーキペダルとを同時に踏込んだときの車両の暴走を回避するため、アクセルとブレーキとの同時操作の状態になる場合、ブレーキペダルの踏込量又はブレーキ操作量が所定値以上であれば、エンジンを強制的にアイドリング状態に低減することが提案さている（例えば、特許文献１参照）。

また、電動車両において、アクセルペダルとブレーキペダルとが同時に踏込まれる場合、走行駆動用のモータヘの給電を遮断することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２９１０３０号公報特開昭５７−３１３０１号公報

アクセルペダルとブレーキペダルとが同時に踏込まれて車両がアクセルとブレーキの同時操作の状態になる場合に、特許文献１、２に記載のように、エンジン出力を強制的に急にアイドリング状態に絞ったり、走行駆動用のモータヘの給電を遮断したりして、駆動出力を急激に極端に制限すると、ブレーキ操作量が所定値以上でドライバがブレーキ操作を意図しているとしても、車両が過剰に急減速してドライバに違和感や不快感を与える問題がある。

本発明は、ドライバが意図してアクセルとブレーキとの同時操作の状態になる場合に、過剰な急減速でドライバに違和感や不快感を与えないようにして車両を減速することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の駆動制御装置は、アクセルとブレーキとの同時操作か否かを判別する判別手段と、ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、前記判別手段によりアクセルとブレーキとの同時操作が判別される場合に、前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量が所定量以上であれば、前記駆動源の駆動出力を前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量に基づいて所定量減速した車速と釣り合うように低減する駆動出力制御手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の駆動制御装置においては、さらに、車速に応じた走行抵抗を取得する取得手段を備え、前記駆動出力制御手段が、前記判別手段によりアクセルとブレーキとの同時操作が判別される場合に、前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量が所定量以上であれば、前記駆動源の駆動出力を、前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量に基づいて所定量減速した車速と釣り合うように前記取得手段が取得する走行抵抗に対応する出力に低減することを特徴としている（請求項２）。

請求項１に係る本発明の駆動制御装置の場合、判別手段がアクセルとブレーキとの同時操作を判別すると、ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量が所定量以上であって、ドライバがブレーキ操作を意図していると判断できることを条件に、駆動出力制御手段により、駆動源の駆動出力をブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量に基づいて所定量減速した車速と釣り合う駆動出力に低減するため、アクセルとブレーキとの同時操作により駆動源の駆動出力を絞り、車両を減速する際に、駆動出力がブレーキ操作量に応じて減速したときの車速と釣り合いながら次第に減少し、車両が過剰に急減速することがなく、ドライバに違和感や不快感を与えることがない。

請求項２に係る本発明の駆動制御装置の場合、取得手段が車速に応じた走行抵抗を取得する。そして、判別手段がアクセルとブレーキとの同時操作を判別し、そのき、ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量が所定量以上であると、駆動出力制御手段により、駆動源の駆動出力が、ブレーキ操作量に基づいて所定量減速したときの車速の走行抵抗相当の出力に低減することができ、より実用的な手法で車両をブレーキ操作量に応じて減速したときの車速と釣り合いながら次第に減速し、過剰に急減速しないようにしてドライバに違和感や不快感を与えることなく車両を減速することができる。

本発明の一実施形態の駆動制御装置のブロック図である。図１の走行性能特性曲線の一例の特性図である。図１の駆動制御装置の動作説明用のフローチャートである。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図３を参照して詳述する。

図１は車両１が備える本実施形態の駆動制御装置を示す。車両１はモータ２を駆動源とする電気自動車またはハイブリッド車である。モータ２は例えばＩＰＭモータ（埋込磁石型同期モータ）である。

３はマイクロコンピュータ構成の制御ＥＣＵが形成する車両制御部であり、アクセルペダル４の時々刻々の踏込み量に応じたアクセル開度センサ５のアクセル開度、ブレーキペダル６の時々刻々の踏込み量に応じたブレーキシステム７のブレーキ液圧センサ８のブレーキ液圧、ブレーキシステム７のブースタ負圧センサ９のブレーキ負圧、ブレーキペダルのオン・オフを検出するブレーキスイッチ９ａ、車速センサ１０の車速、シフトレバー１１のシフトポジションスイッチ１２が検出するシフトポジション等の車両１の種々のセンサ信号やスイッチ信号がアクセル・ブレーキの制御処理部３１に入力される。

車両制御部３は、車両１のイグニッションオンのスイッチ操作が行なわれると起動され、イグニッションオフ操作が行なわれるまで動作する。そして、アクセルペダル４が踏まれてアクセルオンの状態になると、アクセル開度センサ５が検出するアクセルペダル４の踏込み量に応じたアクセル開度に基づき、制御処理部３１がモータトルク指示値を算出し、算出したモータトルク指示値をモータトルク指示出力部３２から駆動用モータインバータ１３に出力する。

このモータトルク指示値にしたがって、駆動用モータインバータ１３がバッテリ１４の直流電源をオンオフしてモータ２の駆動電流を指示されたトルク値の電流に制御する。この制御によりモータ２が回転して車両１の駆動出力が発生する。

一方、ブレーキペダル６が踏込まれると、その踏込み量（ブレーキ操作量）に応じたマスタシリンダ（図示せず）のブレーキ液圧がブレーキ液圧センサ８で検出され、検出されたブレーキ液圧が車両制御部３に入力される。その際、ドライバのブレーキペダル６の踏込みがブレーキブースタ（図示せず）によりアシストされ、そのブースタ負圧がブースタ負圧センサ９で検出され、検出されたブースタ負圧も車両制御部３に入力される。

ブースタ負圧は、所定の規定量より低下したときに、制御処理部３１がバキュームポンプリレー３３をオンしてブレーキシステム７のバキュームポンプ１５を駆動することで発生する。

つぎに、走行中や坂道発進等において、ドライバがブレーキ操作を意図して行ない、アクセルペダル４とブレーキペダル６とが同時に踏まれて車両１がアクセルとブレーキとの同時操作の状態になると、車両１が過剰に急減速してドライバに違和感や不快感を与えないようにするため、制御処理部３１は、設定された制御プログラムを実行して本発明の判別手段、ブレーキ操作量検出手段、駆動出力制御手段、取得手段を形成する。

判別手段は、アクセル開度センサ５のアクセル開度、ブレーキ液圧センサ８のブレーキ液圧、ブレーキスイッチ９ａ等から、アクセルとブレーキとの同時操作か否かを判別する。ブレーキ操作量検出手段は、ブレーキ液圧センサ８のブレーキ液圧からブレーキ操作量を検出する。

駆動出力制御手段は、判別手段によりアクセルとブレーキとの同時操作が判別される場合に、ブレーキ操作量検出手段によりブレーキ液圧から検出するブレーキ操作量が、所定量以上のとき、モータトルク指示値を低減し、モータ２のトルク出力に基づく車両１の駆動出力をブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量（ブレーキ液圧）に基づいて減速したときの車速（現在の車速−所定車速）と釣り合うように低減する。この低減は、本実施形態の場合、取得手段が車速センサ１０の車速に応じた車両１の走行抵抗を取得し、モータ２のトルク出力を、ブレーキ液圧に応じてその走行抵抗相当の出力（走行抵抗に見合った出力）に低減することで実現する。

前記走行抵抗をＲ[Ｎ]とすると、走行抵抗Ｒは、例えば、周知のつぎの数１の（１）式の演算によって算出される。

なお、（１）式において、μｒは転がり抵抗係数、μａは空気抵抗係数、Ｗは車両重量［ｋｇ］、Ａは車両前面投影面積［ｍ^２］、Ｖは車両１の車速［ｋｍ／ｈ］、θは路面の勾配角度、ｇは重力加速度（＝９．８０５５）であり、係数μｒ、μａ及び重量Ｗは予め設定され、車速Ｖは車速センサ１０により検出され、勾配角度θは例えば傾斜センサ（図示せず）により検出される。なお、傾斜センサ（Ｇセンサ）を備えていない場合は、モータトルクと車速との関係から勾配角度θを推定することも可能である。

また、モータ２のトルク出力に基づく駆動力（駆動出力）をＦとすると、駆動力Ｆは、例えば、周知のつぎの数２の（２）式の演算によって算出される。

図２は、定常走行する車両１の路面勾配毎の走行抵抗と出力可能な最大駆動力を重ねた車両１の走行性能曲線図の一例を示す。図２の横軸は車速[ｋｍ／ｈ]、縦軸は走行抵抗[Ｎ]、勾配［％］であり、図中の実線がアクセルペダル４を１００％踏んで得られる最大駆動力の特性線であり、各破線は、各路面勾配においてその車速に維持される（加速しない）駆動力の特性線である。なお、路面勾配が負になる図２の−３％は下り坂である。また、走行抵抗が負になるときはモータ２が回生駆動されて駆動出力側もブレーキとして作用する。

図３のステップＳ１〜Ｓ１２はアクセルペダル４とブレーキペダル６とが同時に踏まれた状態になったときの制御処理部３１の処理手順例を示し、アクセルペダル４とブレーキペダル６とが同時に踏まれた状態になると、判別手段がそれを判別する（ステップＳ１のＹＥＳ）。

このとき、ブレーキペダル６がアクセルペダル４より先に踏まれている坂道発進等であれば（ステップＳ２のＮＯ）、駆動出力制御手段は車速が閾値以上であるか否かを判定する。そして、車速が閾値（例えば１０ｋｍ／ｈ）より低い場合（ステップＳ３のＮＯ）、駆動出力制御手段はブレーキ液圧が閾値以下（ブレーキペダル６を軽く踏んでいる）かつアクセル開度変化が正（加速している）になる上り坂等での発進、もしくは、モータの回転変化が負になるずり下がり等であれば、駆動出力の低減は禁止すべきであるので、ステップＳ４をＮＯで通過し、アクセルペダル４の踏込みに応じたモータトルクを発生して駆動出力を制限しない（ステップＳ５）。

ブレーキペダル６がアクセルペダル４より後に踏まれてステップＳ２がＹＥＳになる場合、車速が閾値以上であってステップＳ３がＹＥＳになる場合及び、ステップＳ４がＮＯになる場合には、駆動出力制御手段は、まず、ブースタ負圧が閾値以上か否かを判定する。

そして、ブースタ負圧が閾値より小さく、ブレーキアシストできない状態であれば（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ７により、直ちにモータトルク指示値をアイドリング状態の指示値に低減して駆動出力の制限を実施する。

一方、ブースタ負圧が閾値以上でブレーキアシストできる状態であって（ステップＳ６のＹＥＳ）、ドライバが車両１の減速を意図してブレーキペダル６を踏んでいると、本発明の制御を実行するため、駆動出力制御手段は、まず、液圧協調ブレーキ（回生ブレーキ）の制御をオフして、ブレーキシステム７のみによる機械式ブレーキの制御に切り替える。この切替を行なうのは、本発明の制御を実現して車両１を確実に減速させるためである。

つぎに、ブレーキ液圧が閾値より小さく、ドライバがブレーキペダル６を軽く踏んでいるのであれば（ステップＳ８のＮＯ）、ドライバの操作を優先し、アクセルペダル４の踏込み量に応じたモータ２のトルク出力を発生して駆動出力は制限しない（ステップＳ９）。ブレーキ液圧が閾値以上で、ドライバがブレーキペダル６をある程度強く踏んでいると（ステップＳ８のＹＥＳ）、ブレーキシステム７のブレーキ制御を優先し、ブレーキ液圧に基づくブレーキ制御には変更を加えずに、車両１が過剰に急減速してドライバに違和感や不快感を与えないようにして、駆動出力を絞って車両１を減速させるため、駆動出力制御手段は、本発明の駆動出力の制限を実施する（ステップＳ１０）。

駆動出力制御手段によるステップＳ１０の出力制限は、アクセルペダル４の踏込み量より算出されるモータ２のトルク（加速トルク）等から駆動出力を直ちに０に低減（遮断）したりするのではなく、現状の駆動出力を車両１の走行抵抗相当の出力に低減する制限であり、この制限をくり返すことで、ブレーキシステム７のブレーキ制御を優先しつつ、モータ２の駆動出力が次第に絞られて滑らかに減少し、車両１は過剰に急減速してドライバに違和感や不快感を与えることを防止する。

そのため、駆動出力制御手段は、まず、現状の車速等に基づき、（１）式の演算から現状の走行抵抗を算出する。また、制限前の現状のアクセル開度及び車速に基づき、（２）式から現状の駆動出力（現状出力）を算出する。そして、現状出力＞走行抵抗であれば、現状出力で車両１が加速されることになるので、現状の走行抵抗相当の出力（走行抵抗に釣り合う出力）を上限としてモータ２のトルク出力を低減し、車両１の駆動出力を制限する。なお、現状出力≦走行抵抗であれば、駆動出力を制限しなくても現状出力で車両１が減速するので、駆動出力の制限は行なわない。

現状の駆動出力を車両１の走行抵抗相当の出力に低減する制限は、具体的には、（１）式から算出される現状の走行抵抗（例えば図２の×印の走行抵抗）が、現状の路面勾配、車速に基づく釣り合いの走行抵抗よりブレーキ液圧に応じて設定した車速（例えば５ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈ等）減速した走行抵抗（例えば図２の▲印の走行抵抗）に小さくなるように、駆動出力を図２のΔだけ低減する制限であり、実際には、図１のメモリ３４に、例えば路面勾配毎に、ブレーキ液圧（より正確には、ブレーキ液圧、ブースタ負圧、車速）を変数として、各車速のブレーキ液圧に減速する車速のマップと、例えば図２の特性曲線とを予め保持する。そして、算出した現状の走行抵抗及び検出した現状の車速、ブレーキ液圧に基づき、現状の路面勾配に対してメモリ３４のマップから選択した減速車速と図２の特性曲線とにより、現状の走行抵抗からブレーキ液圧に応じて所定車速減速した車速での走行抵抗相当の駆動出力を算出し、対応するモータトルク指示値を設定して実現される。すなわち、現在の車速から、ブレーキ操作量に応じて減速したときの車速の走行抵抗と釣り合う駆動出力にされる。

なお、メモリ３４のマップは、実験等により、路面勾配毎に、各車速において車両１が過剰に急減速してドライバに違和感や不快感を与えない減速の車速等を確かめて予め補充される。

ところで、ステップＳ１０での出力制限中に、ブースタ負圧が閾値以上でブレーキアシストが可能であって、ブレーキペダル６の踏込み量が減少するか、ブレーキペダル６が踏込まれなくなってブレーキがオフすると（ステップＳ１１のＹＥＳ）、出力制限を解除する。

したがって、前記実施形態の場合、モータ２を駆動源として走行する電気自動車やハイブリッド車等の車両１において、アクセルとブレーキとの同時操作によりモータ２の駆動出力を絞り、ブレーキ制御を優先して車両を減速する際に、制御処理部３１のブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量としてのブレーキ液圧が所定以上であることを条件に、制御処理部３１の駆動出力制御手段により、モータ２のトルク出力を制限して車両１の駆動出力をブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ液圧に基づいて減速した車速と釣り合う駆動出力（走行抵抗相当）に低減することをくり返すことにより、車両１がブレーキ操作量に応じて減速したときの車速（現在の車速−α車速）と釣り合いながら次第に減速して過剰に急減速することがなく、ドライバに違和感や不快感を与えることなく車両１を減速することができる。

その際、制御処理部３１は、メモリ３４のマップを用いて、（１）式から算出される車両１の走行抵抗相当の駆動出力、すなわち、現状の走行抵抗よりブレーキ液圧に応じた車速だけ低い車速の走行抵抗相当の駆動出力に低減することをくり返すことにより、より実用的な手法で車両１を次第に減速し、過剰に急減速しないようにしてドライバに違和感や不快感を与えることなく車両１をブレーキ優先の制御で減速することができる。

さらに、駆動出力を走行抵抗相当の出力に低減する構成であるので、路面勾配が負になる下り坂においては、図２の走行抵抗が負になる領域での駆動出力の制御により、駆動源がモータである場合、モータ２は負の駆動出力を発生するように回生駆動される。その結果、下り坂の走行中にアクセルとブレーキとの同時操作が発生すると、回生駆動によって車両１はアクセル側からもブレーキがかかり、一層迅速に減速するようになる利点がある。

また、図３のステップＳ３の判断により、車速が例えば１０ｋｍ／ｈより小さく、本発明の効果がほとんど発揮されないときには、ステップＳ４の判断に基づく一定の条件下、出力制限を行なわないようにして、ドライバの意図に沿った駆動出力を確保できる。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、前記実施形態においては、駆動源がモータ２で形成され、そのトルク制御で車両１の駆動制御が精度よく行なえる電気自動車やハイブリッド車の場合に適用したが、本発明は、駆動源がエンジン（内燃機関）で形成されるガソリン車等にも同様に適用することができる。

つぎに、駆動制御装置の内部構成や制御手順は図１、図３と異なっていてもよいのは勿論である。

さらに、前記実施形態においては、走行抵抗を（１）式から算出し、駆動出力を（２）式から算出するとしたが、走行抵抗や駆動出力の算出式は（１）式、（２）式に限るものではなく、例えば走行抵抗はＣＤ（ＣｏｎｓｔａｎｔＤｒａｇ）値を用いた式から算出してもよい。

そして、本発明は、種々の車両のアクセルとブレーキとの同時操作の状態になるときの駆動制御に適用することができる。

１車両
２モータ
３車両制御部
４アクセルペダル
６ブレーキペダル
３１制御処理部

Claims

アクセルとブレーキとの同時操作か否かを判別する判別手段と、
ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、
前記判別手段によりアクセルとブレーキとの同時操作が判別される場合に、前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量が所定量以上であれば、前記駆動源の駆動出力を前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量に基づいて所定量減速した車速と釣り合うように低減する駆動出力制御手段とを備えたことを特徴とする駆動制御装置。
請求項１に記載の駆動制御装置において、
車速に応じた走行抵抗を取得する取得手段を備え、
前記駆動出力制御手段は、前記判別手段によりアクセルとブレーキの同時操作が判別される場合に、前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量が所定量以上であれば、前記駆動源の駆動出力を、前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブレーキ操作量に基づいて所定量減速した車速と釣り合うように前記取得手段が取得する走行抵抗に対応する出力に低減することを特徴とする駆動制御装置。