JP2014111418A - 電気自動車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】降坂路での車両の走行時に変速制御及びモータの回生制御を適確に実行でき、もって運転者の感性に倣った適切な車速を維持できると共に、車両の運動エネルギを十分に発電電力として回収して燃費向上を達成できる電気自動車の走行制御装置を提供する。
【解決手段】車両１が降坂路を走行しているときの車速増加に起因する運転者の危険感を、車両１に生じている加加速度Ｓn（加速度の微分値）に対応してランク１〜４として予め設定する。さらに加加速度Ｓnが高くて運転者の危険感が高いほど大きな制動力が車両１に作用するように、各ランクに対応して変速機５の変速段及びモータ３の回生トルクを設定する。車両１の降坂路の走行中には加加速度Ｓnに基づきランクを選択し、ランクに対応する制御内容を実行することにより車速Ｖの増加を抑制して運転者の危険感を和らげる。
【選択図】図４

Description

本発明は電気自動車の走行制御装置に係り、詳しくは降坂路において変速機の変速制御及びモータの回生制御を適確に実行可能な走行制御装置に関する。

例えばエンジンを走行用動力源とするエンジン車両の変速制御は、アクセル操作量と車速とに対応する変速マップを予め設定し、その変速マップから決定した目標変速段に基づき実行している。しかしながら、変速マップでは、路面勾配などに起因する車両の走行抵抗が考慮されていないため、例えば車両が降坂路に侵入して運転者のアクセル操作が中止（アクセル操作量＝０）されると、車速に対応して一義的に目標変速段が決定されてしまう。このため、路面勾配による車速の増加を抑制するためにシフトダウンすべき状況であっても、シフトダウンを実行できないという問題がある。

このような不具合に着目した対策として、例えば特許文献１の技術が提案されている。当該特許文献１の技術では、予め平坦路用、登坂路用、降坂路用の３種の変速マップを設定しておき、車両の予想加速度と実加速度との差分に基づき、車両が走行中の路面勾配に応じた変速マップを選択している。これにより、例えば降坂路用の変速マップでは、シフトダウンを実行して降坂路での車速の増加を抑制可能としている。

一方で、近年では従来からのエンジン車両の効率を改善するために、エンジンに加えて走行用動力源として電動機を搭載したハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両は、例えば降坂路では、モータの回生制御により回生制動力を発生させて車速の増加を抑制ながら、車両の運動エネルギを発電電力として回収してバッテリに充電している。そして、登坂路のように運転者のアクセル踏込みに応じて要求トルクが増加する走行状況で、上記バッテリに充電した電力を利用してモータを力行制御し、これによりエンジンの負担を軽減して車両全体のエネルギ効率を高めている。
従って、このようなハイブリッド車両に上記特許文献１の変速制御を応用することが考えられる。

特開平５−７１６３５号公報

ところで、走行中の車両は種々の勾配の降坂路と遭遇するため、路面勾配に応じたきめ細かな車速調整が要求される。例えば急勾配の降坂路では、運転者はまずアクセル操作を中止して車速増加の抑制を図り、それでも車速が増加する場合にブレーキ操作を行う。このときの運転者は車速の増減状況からブレーキ操作すべきかを判断するが緊張を強いられるし、運転者にとってブレーキ操作自体が煩雑な運転操作である。このため、運転者にブレーキ操作を強いる以前の段階で、自動的なシフトダウンにより車速増加を抑制することが望ましい。

しかしながら、特許文献１の技術によれば、降坂路用の変速マップに基づき降坂路でのシフトダウンは可能になるものの、依然として車速に応じて目標変速段を決定するだけのため適確な変速制御は望めなかった。また、車速が変化した後でないと変速段に反映されないため、制御応答性の面でも良好とは言い難かった。
一方、ハイブリッド車両では、制動力の一部としてモータの回生トルクを利用可能であることから、降坂路で適切な車速を維持するには回生トルクを適確に制御することも要求される。しかしながら、上記のように降坂路では運転者のアクセル操作が中止されるため、従来のハイブリッド車両では、変速制御と同じくモータの回生トルクについても車速に応じて制御しているに過ぎない。結果として回生トルクを適確且つ応答性よく制御できず、降坂路での適切な車速の維持のためにモータの回生トルクを効果的に利用できなかった。

以上のように従来のハイブリッド車両は、降坂路での変速制御やモータの回生制御が不適確であり且つ応答性が良好でないため、運転者の感性に沿った適切な車速制御を実現できず、走行フィーリングの面で今一つ改善の余地があった。また、このことは降坂路で得られた車両の運動エネルギを効果的に発電電力として回収できないことを意味するため、モータの回生制御を燃費向上に十分に活用しているとは言い難かった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、降坂路での車両の走行時に変速制御及びモータの回生制御を適確に実行でき、もって運転者の感性に倣った適切な車速を維持できると共に、車両の運動エネルギを十分に発電電力として回収して燃費向上を達成することができる電気自動車の走行制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、モータを力行制御して発生させた力行トルクを変速機を介して駆動輪側に伝達して走行すると共に、降坂路の走行中にはモータを回生制御して回生電力をバッテリに充電する電気自動車において、車両が降坂路で走行中であることを判定する降坂路走行判定手段と、車両の走行中に該車両の加速度の微分値を算出する加速度微分値算出手段と、降坂路走行判定手段により降坂路での走行が判定されているときに、加速度微分値算出手段により算出される加速度の微分値が増加するほど、変速機の変速段を低ギヤ側に切り換えると共に、モータの回生トルクを増加させる制御手段とを備えたものである。

請求項２の発明は、請求項１において、車両が登坂路で走行中であることを判定する登坂路走行判定手段を備え、制御手段が、登坂路走行判定手段により登坂路での走行が判定されているときに、加速度微分値算出手段により算出される加速度の微分値が低下するほど、変速機の変速段を低ギヤ側に切り換えると共に、モータの力行トルクを増加させるものである。

以上説明したように請求項１の発明の電気自動車の走行制御装置によれば、車両の走行中に加速度の微分値を算出し、車両が降坂路を走行しているときに、加速度の微分値が増加するほど変速機の変速段を低ギヤ側に切り換え、モータの回生トルクを増加させるようにした。
従って、降坂路の走行中には車両に生じる加速度の微分値が増加するほど、変速段の低ギヤ側への切換や回生トルクの増加により車両に作用する制動力が増加方向に調整される。このため、降坂路に起因する車速の増加を自動的に抑制でき、意図しない車速の増加に起因する運転者の危険感を和らげて、運転者の感性に倣ったきめ細かな制御を実現できる。しかも、加速度の微分値はこれから先の車速変化を反映した指標のため制御応答性を向上でき、降坂路で得られる車両の運動エネルギを十分に発電電力として回収して燃費向上を達成することができる。

請求項２の発明の電気自動車の走行制御装置によれば、請求項１に加えて、車両が登坂路を走行しているときに、加速度の微分値が低下するほど変速機の変速段を低ギヤ側に切り換え、モータの力行トルクを増加させるようにした。
従って、登坂路の走行中には車両に生じる加速度の微分値が低下するほど、変速段の低ギヤ側への切換や力行トルクの増加により車両に作用する駆動力が増加方向に調整される。このため、登坂路に起因する車速の低下を自動的に抑制でき、意図しない車速低下に起因する運転者の不満感を和らげて、運転者の感性に倣ったきめ細かな制御を実現できる。

実施形態の走行制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。 車両ＥＣＵが実行するランク決定ルーチンを示すフローチャートである。 車両ＥＣＵが実行するランク決定ルーチンを示すフローチャートである。 車両の加加速度に応じたランク分けと各ランクに対応する制御内容を示す説明図である。

以下、本発明をハイブリッド型トラックの走行制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の走行制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
ハイブリッド型トラック１はいわゆるパラレル型ハイブリッド車両として構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。車両１には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ３が搭載されている。エンジン１の出力軸にはクラッチ４が連結され、クラッチ４にはモータ３の回転軸を介して自動変速機５の入力側が連結されている。自動変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。

自動変速機５は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進６速後退１速の変速段を有している。当然ながら、変速機５の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、２系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。

モータ３にはインバータ１０を介してバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ３に供給され（力行制御）、モータ３が発生した駆動力（力行トルク）は自動変速機５で変速された後に駆動輪９に伝達されて車両１を走行させる。また、例えば車両１の減速時には、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する（回生制御）。モータ３が発生した負側の駆動力（回生トルク）は制動力として駆動輪９側に伝達されると共に、モータ３が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される。

このようなモータ３が発生する駆動力は上記クラッチ４の断接状態に関わらず駆動輪９側に伝達され、これに対してエンジン２が発生する駆動力はクラッチ４の接続時に限って駆動輪９側に伝達される。従って、クラッチ４の切断時には、上記のようにモータ３が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪９側に伝達されて車両１が走行する。また、クラッチ４の接続時には、エンジン２及びモータ３の駆動力が駆動輪９側に伝達されたり、或いはエンジン２の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両１が走行する。

車両ＥＣＵ１３は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ＥＣＵ１３には、アクセルペダル１４の操作量θaccを検出するアクセルセンサ１５（降坂路判定手段、登坂路判定手段）、ブレーキペダル１６の踏込操作を検出するブレーキスイッチ１７、車両１の速度Ｖを検出する車速センサ１８、エンジン２の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ１９、及びモータ３の回転速度Ｎtを検出するモータ回転速度センサ２０などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。
また、車両ＥＣＵ１３には、図示はしないがクラッチ４を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機５を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ２２、インバータ制御用のインバータＥＣＵ２３、及びバッテリ１１を管理するバッテリＥＣＵ２４が接続されている。

車両ＥＣＵ１３は、運転者によるアクセル操作量θaccなどに基づき車両１を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ１１のＳＯＣなどに基づき車両１の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン２の駆動力のみを用いるＥ/Ｇモード、モータ３の駆動力のみを用いるＥＶモード、及びエンジン２及びモータ３の駆動力を併用するＨＥＶモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ＥＣＵ１３が選択するようになっている。
車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン２やモータ３が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばＨＥＶモードでは要求トルクをエンジン２側及びモータ３側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン２及びモータ３のトルク指令値を算出する。また、Ｅ/Ｇモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン２へのトルク指令値に換算し、ＥＶモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ３へのトルク指令値に換算する。

そして、車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードを実行すべく、ＥＶモードでは上記クラッチ４を切断し、Ｅ/Ｇモード及びＨＥＶモードではクラッチ４を接続した上で、エンジンＥＣＵ２２及びインバータＥＣＵ２３にトルク指令値を適宜出力する。また、車両１の走行中において車両ＥＣＵ１３は、アクセル操作量θaccや車速Ｖなどに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ４の断接操作及び変速機５の変速段の切換操作を実行する。

一方、エンジンＥＣＵ２２は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばＥ/ＧモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン２に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、ＥＶモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン２を停止保持する。

また、インバータＥＣＵ２３は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ１０を駆動制御する。例えばＥＶモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ３を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ３を力行制御して負側の駆動力を発生させる。また、Ｅ/Ｇモードの場合には、モータ３の駆動力を０に制御する。
また、バッテリＥＣＵ２４は、バッテリ１１の温度、バッテリ１１の電圧、インバータ１０とバッテリ１１との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１１のＳＯＣを求め、このＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ１３に出力する。

基本的に車両ＥＣＵ１３による走行モードの切換は、要求トルクやバッテリＳＯＣなどからの要請に応じてＨＥＶモードやＥ/Ｇモードに切り換えられる。例えばＥＶモードによる走行中において、アクセル操作に応じて要求トルクが増加してモータ３の出力可能範囲を超えるとＨＥＶモードに切り換えられ、モータ駆動力の不足分がエンジン２の駆動力により補われる。また、ＨＥＶモードによる走行中において、アクセル操作に応じて要求トルクが低下してモータ３の出力可能範囲内に入るとＥＶモードに切り換えられ、クラッチ４が切断された上でエンジン２が停止される。

ところで、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、特許文献１に記載された３種の変速マップを切り換えて用いる変速制御をハイブリッド車両１に適用した場合には、降坂路での変速機５の変速制御やモータ３の回生制御が不適確であり且つ応答性が良好でなかった。このため、運転者の感性に沿った適切な車速制御を実現できないと共に、モータ３の回生制御を燃費向上に十分に活用できないという問題があった。

ここで、本発明者は、車両走行中の運転者の感性と相関する指標として、車両１の加加速度（加速度の微分値）に着目した。例えば手動式の変速機を備えた車両１を運転しているとき、運転者は加加速度、つまり加速度の変化により車両１の走行状態の変化を把握し、それに基づき変速操作を行っている。例えば急な降坂路では加速度が増加方向に急激に変化（加加速度が大）し、それを感じ取った運転者は車速Ｖの増加を抑制すべきと判断してシフトダウン操作を実行する。逆に、緩やかな降坂路では加速度の増加も緩やかになる（加加速度が小）ため、運転者は車速Ｖの抑制が不要であると判断して現段（現在の変速段）を保持する。

車速Ｖの２回微分値である加加速度は、現在の車速Ｖのみならずこれから先の車速変化も反映した指標と見なせ、運転者は無意識の内に加加速度を感じ取り、直後の車速変化を予想した変速操作を行っているのである。よって、加加速度に基づき自動的に変速制御を実行すれば、これからの車両１の走行状態の変化を先取りした変速制御を実現できる。これにより常に適確に変速制御できるだけでなく、車速変化をいち早く変速制御に反映できることから制御応答性も向上する。
また、モータ３の回生トルクも同様であり、加加速度に基づき回生制御を実行すれば、これからの車両１の走行状態の変化を先取りした回生制御、ひいては適確且つ応答性が良好な回生制御を実現できる。

以上の知見の下に、本実施形態では加加速度に基づき変速機５の変速制御及びモータ３の回生制御を実行しており、以下に詳細を説明する。
車両ＥＣＵ１３は、車両１の走行中に図２，３に示すランク決定ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。本ルーチンは走行中の車両１に生じている加加速度に応じて車両１の走行状態、ひいては走行状態から抱く運転者の感性（以下に述べる危険感及び不満感）をランク分けするものである。そして、後述するようにランク分けに応じて変速段の切換や回生トルクの増減補正或いはクラッチ４の断接を適宜実行することにより、運転者の感性を反映した制御を実現している。

車両１の走行状態のランク分けをより具体的に述べると、降坂路を走行中の運転者はアクセル操作を中止し、その後の車速Ｖの増減状況からブレーキ操作すべきかを判断して緊張を強いられている。このときの運転者は急降坂に起因して車両１の加速度が急増している場合ほど緊張し、且つ降坂路による車速Ｖの増加を抑制する必要性を感じている。
この運転者が抱く感性を「危険感」と定義し、以下に述べるように運転者の危険感を和らげるように、危険感と対応する４段階のランク分けに応じた制御内容で、降坂路での車速Ｖの増加を抑制する方向に変速制御及びモータ３の回生制御が実行される。危険感に応じて各ランクはランク１〜４に分けられ、ランク１が最も危険感が高く、ランク４が最も危険感が低いものとする。

また、本実施形態では、降坂路のみならず登坂路においても走行状態のランク分けに応じた制御を実行している。登坂路を走行中の運転者はアクセル操作を行っているが、それにも拘わらず車両１の加速度が急減している場合ほどもどかしさを感じると共に、登坂路による車速Ｖの低下を抑制する必要性を感じる。より具体的には、自身のアクセル操作に対して実際の車速Ｖの増減状況が不足（車速Ｖの増加が鈍い、或いは車速Ｖが低下してしまうなど）するほど、運転者はもどかしさを感じ易くなる。
このとき運転者が抱く感性を「不満感」と定義し、以下に述べるよう運転者の不満感を和らげるように、不満感と対応する４段階のランク分け（ランク６〜９）に応じた制御内容で、登坂路での車速Ｖの低下を抑制する方向に変速制御及びモータ３の回生制御が実行される。不満感に応じて各ランクはランク６〜９に分けられ、ランク９が最も不満感が高く、ランク６が最も不満感が低いものとする。

まず、車両ＥＣＵ１３は、ステップＳ２で次式(1)に従って現在の車両１の加速度Ｄnを算出し、さらに次式(2)に従って加速度Ｄnから車両１の加加速度Ｓnを算出する（加速度微分値算出手段）。

ここに、Ｖnは今回の制御周期の車速、Ｖn-1は前回の制御周期の車速、Ｔsは制御周期である。

ここに、Ｄnは今回の制御周期の車両１の加速度、Ｄn-1は前回の制御周期の車両１の加速度である。

従って、式(2)に基づき、車両１の加速度が増加方向に急激に変化しているときほど加加速度Ｓnが正側の大きな値として算出され、車両１の加速度が低下方向に急激に変化しているときほど加加速度Ｓnが負側の大きな値として算出される。また、車両１の加速度が変化しないときには加加速度Ｓnが０の値に算出される。
そして、このような加加速度Ｓnに基づき危険感及び不満感に応じたランク分けを行うために、予め正側に第１判定値Ｓ1及び第２判定値Ｓ2が設定されると共に、負側に第３判定値Ｓ3及び第４判定値Ｓ4が設定され（Ｓ1＞Ｓ2＞０＞Ｓ3＞Ｓ4）、それぞれ車両ＥＣＵ１３に記憶されている。

続くステップＳ４では、アクセル操作量θaccの単位時間当たりの変化率Δθsccが０であるか否かを判定する。判定がＮoのときにはステップＳ６に移行してアクセル操作量θaccが０であるか否かを判定し、判定がＹesのときにはステップＳ８に移行する（降坂路走行判定手段）。このときの車両１は降坂路を走行中であり、モータ３を回生制御中と推測できる。
ステップＳ８では加加速度Ｓnが第１判定値Ｓ1を上回っているか否かを判定し、判定がＹesのときにはステップＳ１０でクラッチ４が接続されているか否かを判定する。ステップＳ１０の判定がＮoのときには一旦ルーチンを終了し、判定がＹesのときにはステップＳ１２で運転者の危険感がランク１に相当すると判定し、ランク１に対応して予め設定された制御内容に基づき変速制御及びモータ３の回生制御を実行する（制御手段）。

図４は車両の加加速度Ｓnに応じたランク分けと各ランクに対応する制御内容を示す説明図である。このときの車両１は降坂路をＨＥＶモードで走行しており、図４に示すようにアクセルオフに応じてモータ３の回生制御により回生制動力を発生させると共に、クラッチ４の接続によりエンジンブレーキを発生させている。そして、これらの制動力が車両１に作用しているにも拘わらず、例えば緩降坂から急降坂に移行したときの勾配変化などに起因して車両１の加速度が急激に増加しており（Ｓn＞Ｓ1）、この意図しない加速度の急増を受けて運転者は強く危険感を抱いている。
よって、運転者の危険感を和らげると共に、運転者がブレーキ操作を行う以前の段階で自動的に車速Ｖの増加を抑制する必要があり、そのために制動力の増加が要求される状況にあると見なせる。

ランク１では、変速段を現在の変速段よりも１段低ギヤ側に切り換える（シフトダウン）と共に、モータ３の回生トルクを所定の補正量だけ増加させる。回生トルクの補正量として大、中、小の３段階の値が予め設定されており、このランク１ではトルク補正処理に最大の補正量が適用される。シフトダウン及び回生トルクの増加により車両１に作用する制動力は増加し、車両１の加加速度Ｓnは次第に低下する。
また、車両ＥＣＵ１３は、上記ステップＳ８でＮoの判定を下した場合には、ステップＳ１４に移行して加加速度Ｓnが第２判定値Ｓ2を上回っているか否かを判定し、判定がＹesのときにはステップＳ１６でクラッチ４が接続されているか否かを判定する。ステップＳ１６の判定がＮoのときには一旦ルーチンを終了し、判定がＹesのときにはステップＳ１８で危険感がランク２に相当すると判定し、ランク２に対応して予め設定された制御を実行する（制御手段）。

このときの車両１は、ランク１と同様に降坂路をＨＥＶモードで走行している。但し、例えば中降坂から急降坂への移行のようにランク１ほどは勾配変化が急でないなどの理由により、車両１の加速度の増加がランク１よりは緩やかである（Ｓ1≧Ｓn＞Ｓ2）。このため運転者が抱く危険感もランク１よりは低く、車速増加の抑制のために要求される制動力もランク１よりは小さいと判断できる。

このような制動力の要求に応じてランク２では、表１に示すようにシフトダウンを行うことなく現変速段を維持してモータ３の回生トルクの増加補正だけで対処しており、且つトルク補正処理には中位の補正量が適用される。
また、車両ＥＣＵ１３は、上記ステップＳ１４でＮoの判定を下した場合には、ステップＳ２０に移行してクラッチ４が接続されているか否かを判定する。ステップＳ２０の判定がＹesのときにはステップＳ２２で危険感がランク３に相当すると判定し、ランク３に対応して予め設定された制御を実行する（制御手段）。

このときの車両１はランク１，２と同様に降坂路をＨＥＶモードで走行している。但し、例えば緩降坂から中降坂への移行のようにランク２ほどは勾配変化が急でないなどの理由により、車両１の加速度の増加がランク２よりは緩やかである（Ｓ2≧Ｓn＞０）。このため運転者が抱く危険感もランク２よりもさらに低く、車速増加の抑制のために要求される制動力もランク２よりは小さいと判断できる。
このような制動力の要求に応じてランク３では、表１に示すようにランク２と同じくモータ３の回生トルクの増加補正だけで対処しており、且つトルク補正処理には最小の補正量が適用される。

また、車両ＥＣＵ１３は、クラッチ４が切断されているとして上記ステップＳ２０でＮoの判定を下した場合には、ステップＳ２４で危険感がランク４に相当すると判定し、ランク４に対応して予め設定された制御を実行する（制御手段）。
このときの車両１はＥＶモードで走行しており、クラッチ４の切断によりエンジンブレーキが作用していない点が相違する。そして、例えば緩降坂の領域内で勾配が僅かに増加した場合などのように、車両１の加速度の増加がランク３よりさらに緩やかである（Ｓ2≧Ｓn＞０）。このため運転者が抱く危険感もランク３よりもさらに低く、車速増加の抑制のために要求される制動力もランク３よりも小さいと判断できる。このような制動力の要求に応じてランク４では、ランク３と同一の制御で対応している。

また、車両ＥＣＵ１３は、上記ステップＳ４でＹesの判定を下した場合には、ステップＳ２６に移行して加加速度Ｓnが０であるか否かを判定し、Ｎoのときにはルーチンを終了する。また、ステップＳ２６の判定がＹesのときにはステップＳ２８で危険感がランク５に相当すると判定する。
このときの車両１は、走行モードについても走行路面の勾配についても判らないが、何れにしても車両１の加速度がほとんど変化せず（Ｓn＝０）、運転者のアクセル操作量θaccもほとんど変化していない。このことは、運転者が降坂路での加速度の増加に起因する危険感、及び登坂路での加速度の低下に起因する不満感を共に感じていないことを意味し、現状の走行状態を継続することが妥当と判断できる。このためランク５では、表１に示すように現状の車両状態を継続すべく、現変速段を維持すると共に現状のモータ３の回生トルクを維持する。

以上のように車両１が降坂路を走行中の場合には、加加速度Ｓnが大きくて運転者が抱く危険感が高いときほど、シフトダウンや回生トルクの増加補正により車両１に作用する制動力が増加方向に調整される。このため、例えば降坂路の走行中に勾配変化により車両１の加加速度Ｓnが増加すると、それに応じて高制動側のランク（ランク１側）に切り換えられて車両１に作用する制動力が高められる。結果として車両１の加加速度Ｓnが低下し始め、それに応じて順次ランクが低制動側（ランク４側）に切り換えられて制動力が低下する。
このように降坂路では、車両１の加加速度Ｓnの増減に応じて常に適切な制動力を車両１に作用させている。このため、運転者がブレーキ操作を行う以前の段階で降坂路に起因する車速Ｖの増加を自動的に抑制でき、加速度の増加に起因する運転者の危険感を和らげることができる。結果として、降坂路においても運転者の感性（危険感）に倣ったきめ細かな変速制御及びモータ３の回生制御を実現して適切な車速Ｖを維持することができる。

しかも、これから先の車速変化を反映した加加速度Ｓnを指標としているため、車両１の走行状態の変化を先取りした変速制御及びモータ３の回生制御、換言すれば応答性の良好な制御を実現できる。例えば降坂路の走行中に路面勾配が急増したときには、車速増加を抑制するためにいち早く制動力を増加する必要がある。加加速度Ｓnを指標とすることで、この先も暫く車速Ｖの急増が継続することを前提として、制動力を急激に増加させて迅速に車速増加を抑制できる。このような制御応答性の向上により、降坂路で得られる車両１の運動エネルギを無駄なく発電電力として回収して燃費向上を達成することができる。

また、図４の制御内容の設定では、加加速度Ｓnの増加に応じてランク４、３、２の順にモータ３の回生トルクを増加させ、それでも加加速度Ｓnの増加を抑制できない場合にランク１でシフトダウンを追加している。換言すれば、降坂路での車両１の運動エネルギを利用して可能な限りモータ３の回生制御により発電を行い、制動力の不足分があった場合に限ってシフトダウンで補っている。よって、車両１の運動エネルギをより効率よく発電電力として回収することができる。

一方、図２，３から明らかなように、車両ＥＣＵ１３の処理としては、車両１の加加速度Ｓnを算出して現在の運転者の感性をランク分けし、そのランクに対応して設定された変速制御及びモータ３の回生制御を実行するだけである、このため、開発段階では各ランクに応じた制御内容をマッチングするだけでよく、例えば３種の変速マップのマッチングを要する特許文献１の技術などに比較すると、開発コストを大幅に低減できる。また、結果として車両ＥＣＵ１３の演算処理の負担を軽減でき、降坂路や登坂路での車両１の走行状態を迅速に制御に反映させることができる。例えばファジィ制御などの複雑な演算処理を要する手法では、演算時間が長引いて制御応答性が悪化してしまうが、このような不具合を未然に防止できることになる。

ところで、降坂路での勾配変化が非常に急な場合には、ランク１によるシフトダウン及び回生トルクの増加を繰り返しても車両１の加加速度Ｓnの増加を抑制できない場合もあり得る。そこで、ランク１として変速制御及びモータ３の回生制御に加えて、車両１の装備されている既存の制動手段、例えば排気ブレーキ、エンジン２の圧縮開放ブレーキ、或いはリターダなどの作動を追加してもよい。

また、例えば、加加速度ＳnがＳ1を超えてランク１が選択された当初は変速制御及びモータ３の回生制御で対処し、その状態が所定時間継続した時点、或いはランク１の制御が繰り返されて変速段が最低ギヤ段に達し且つ回生トルクが最大値に達した時点で、排気ブレーキを順次閉側に制御する。それにも拘わらず加加速度Ｓnがランク２まで低下しないときには、まず圧縮開放ブレーキを作動させ、次いでリターダを作動させるようにしてもよい。
このような対策により、車両１に装備された既存の装備を有効に利用して、降坂路に起因する車速Ｖの増加をより確実に抑制することができる。

一方、図２のステップＳ６でアクセル操作量θaccが０でないとしてＮoの判定を下したときには、図３のステップＳ３０に移行する（登坂路判定手段）。ステップＳ３０では現在のモータトルクが０以上、即ち力行側であるか否かを判定し、Ｎoのときにはルーチンを終了する。また、ステップＳ３０の判定がＹesのときにはステップＳ３２に移行する。このときの車両１は登坂路を走行中であり、モータ３を力行制御中と推測できる。

ステップＳ３２では、車両１の加加速度Ｓnが０未満で且つ第３判定値Ｓ3以上であるか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップＳ３４でクラッチ４が接続されているか否かを判定し、ＮoのときはステップＳ３６でバッテリ１１のＳＯＣが予め設定された判定値ＳＯＣ0以上であるか否かを判定する。判定がＮoのときにはルーチンを終了し、ＹesのときにはステップＳ３８に移行して運転者の不満感がランク６に相当すると判定し、ランク６に対応して予め設定された制御を実行する（制御手段）。

このときの車両１は登坂路をＥＶモードで走行しており、図４に示すようにアクセルオンに応じてモータ３の力行制御により力行トルクを発生させると共に、クラッチ４の切断によりエンジン２がアイドル運転或いは運転停止の状態にある。そして、モータ３の力行トルクが車両１に作用しているにも拘わらず、例えば緩登坂の領域内で勾配が僅かに増加するなどの理由により、車両１の加速度が低下方向に変化している（０＞Ｓn≧Ｓ3）。
このときの加速度の低下は僅かであるものの、運転者は意図しない加速度の低下を受けてもどかしさを感じており多少ではあるが不満感を抱いている。よって、運転者の不満感を和らげると共に、自動的に車速Ｖの低下を抑制する必要があり、そのために駆動力の増加が要求される状況にあると見なせる。

ランク６では、モータ３の力行トルクを所定の補正量だけ増加させる。力行トルクの補正量として大、中、小の３段階の値が予め設定されており、このランク６ではトルク補正処理に最小の補正量が適用される。この力行トルクの増加により車両１に作用する駆動力は増加し、車両１の加加速度Ｓnは次第に増加する。

また、車両ＥＣＵ１３は、上記ステップＳ３４でＹesの判定を下した場合には、ステップＳ４０で不満感がランク７に相当すると判定し、ランク７に対応して予め設定された制御を実行する（制御手段）。
このときの車両１は登坂路をＨＥＶモードで走行しており、モータ３の力行トルクに加えてエンジン２の駆動力も車両１に作用しているが、それにも拘わらず車両１の加速度が低下方向に変化している（０＞Ｓn≧Ｓ3）。よって、運転者は多少の不満感を抱いており、駆動力の増加が要求される状況である。
ランク７の制御内容はランク６の場合と同様であり、最小の補正量によりモータ３の力行トルクを増加させている。

また、車両ＥＣＵ１３は、上記ステップＳ３２でＮoの判定を下した場合には、ステップＳ４２で加加速度Ｓnが第４判定値Ｓ4以上であるか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップＳ４４でクラッチ４が接続されているか否かを判定し、Ｎoのときはルーチンを終了する。また、ステップＳ４４の判定がＹesのときにはステップＳ４６に移行して不満感がランク８に相当すると判定し、ランク８に対応して予め設定された制御を実行する（制御手段）。

このときの車両１はランク７と同様に登坂路をＨＥＶモードで走行している。但し、例えば緩登坂から中登坂への移行のようにランク７よりも勾配変化が急であるなどの理由により、車両１の加速度の低下がランク７よりも急である（Ｓ3＞Ｓn≧Ｓ4）。このため運転者が抱く不満感もランク７よりも高く、車速低下の抑制のために要求される駆動力もランク７よりは大きいと判断できる。
ランク８では、変速段を現在の変速段よりも１段低ギヤ側に切り換える（シフトダウン）と共に、モータ３の力行トルクを中位の補正量に基づき増加させる。

また、車両ＥＣＵ１３は、上記ステップＳ４２でＮoの判定を下した場合には、ステップＳ４８でクラッチ４が接続されているか否かを判定し、Ｎoのときはルーチンを終了する。また、ステップＳ４８の判定がＹesのときにはステップＳ５０に移行して不満感がランク９に相当すると判定し、ランク９に対応して予め設定された制御を実行する（制御手段）。

このときの車両１はランク７と同様に登坂路をＨＥＶモードで走行している。但し、例えば緩登坂から急登坂への移行のようにランク７よりも勾配変化が急であるなどの理由により、車両１の加速度の低下がランク７よりも急である（Ｓ4＞Ｓn）。このため運転者が抱く不満感もランク８よりもさらに高く、車速低下の抑制のために要求される駆動力もランク８よりも大きいと判断できる。
ランク９では、変速段を現在の変速段よりも２段低ギヤ側に切り換える（スキップシフトダウン）と共に、モータ３の力行トルクを最大の補正量に基づき増加させる。

以上のように車両１が登坂路を走行中の場合には、加加速度Ｓnが小さくて運転者が抱く不満感が高いときほど、シフトダウンや力行トルクの増加補正により車両１に作用する駆動力が増加方向に調整される。このため、例えば登坂路の走行中に勾配変化により車両１の加加速度Ｓnが低下すると、それに応じて高駆動側のランク（ランク９側）に切り換えられて車両１に作用する駆動力が高められる。結果として車両１の加加速度Ｓnが増加し始め、それに応じて順次ランクが低駆動側（ランク６側）に切り換えられて駆動力が次第に低下する。

このように登坂路では、車両１の加加速度Ｓnの増減に応じて常に適切な駆動力を車両１に作用させている。このため、登坂路に起因する車速Ｖの増加を自動的に抑制して運転者のアクセル操作の不足が補われることから、加速度の低下に起因する運転者の不満感を和らげることができる。結果として、登坂路においても運転者の感性（不満感）に倣ったきめ細かな変速制御及びモータ３の回生制御を実現して適切な車速Ｖを維持することができる。
しかも、これから先の車速変化を反映した加加速度Ｓnを指標とすることにより、登坂路でも降坂路の場合と同様に良好な制御応答性を実現できる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、エンジン１に加えて走行用動力源としてモータ３を搭載したハイブリッド型トラックに具体化したが、モータ３のみを搭載した電気自動車に具体化してもよいし、バスや乗用車に具体化してもよい。
また上記実施形態では、降坂路及び登坂路において車両１に発生している加加速度Ｓn（＝危険感、不満感）をランク分けし、ランクに対応して予め設定された制御内容を実行するようにした。しかし、本発明はこれに限るものではない。例えば加加速度Ｓnをランク分けすることなく、降坂路において加加速度Ｓnが予め設定した閾値を超えたときにシフトダウンを実行したり、或いは加加速度Ｓnの増加に応じて連続的にモータ３の回生トルクを増加補正したりしてもよい。登坂路の場合も同様である。さらに、登坂路では加加速度Ｓnに基づく制御を実行することなく、降坂路の場合のみ加加速度Ｓnに基づく制御を実行してもよい。

３ モータ
５ 変速機
９ 駆動輪
１１ バッテリ
１３ 車両ＥＣＵ
（降坂路走行判定手段、登坂路走行判定手段、加速度微分値算出手段、制御手段）
１５ アクセルセンサ（降坂路判定手段、登坂路判定手段）

Claims (2)

1. モータを力行制御して発生させた力行トルクを変速機を介して駆動輪側に伝達して走行すると共に、降坂路の走行中には上記モータを回生制御して回生電力をバッテリに充電する電気自動車において、
   上記車両が降坂路で走行中であることを判定する降坂路走行判定手段と、
   上記車両の走行中に該車両の加速度の微分値を算出する加速度微分値算出手段と、
   上記降坂路走行判定手段により降坂路での走行が判定されているときに、上記加速度微分値算出手段により算出される加速度の微分値が増加するほど、上記変速機の変速段を低ギヤ側に切り換えると共に、上記モータの回生トルクを増加させる制御手段と
   を備えたことを特徴とする電気自動車の走行制御装置。
2. 上記車両が登坂路で走行中であることを判定する登坂路走行判定手段を備え、
   上記制御手段は、上記登坂路走行判定手段により登坂路での走行が判定されているときに、上記加速度微分値算出手段により算出される加速度の微分値が低下するほど、上記変速機の変速段を低ギヤ側に切り換えると共に、上記モータの力行トルクを増加させることを特徴とする請求項１記載の電気自動車の走行制御装置。

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