JP2020150694A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行抵抗が大きい状況において車両が走行している場合に、車両が平地を走行している状況と比べて減速強調モードが解除される可能性が高くなることを抑制できる。【解決手段】車両の制御装置であって、車両のアクセルが踏み戻される時に車両の減速を行う減速走行モードについて、車両に備えられたモーターの回生制御で得られる回生制動力によって車両を減速させる通常モードと、通常モードよりも大きな減速力によって車両を減速させる減速強調モードと、のいずれかに設定するモード設定部と、車両の加速度を測定する加速度センサーと、を備え、モード設定部は、減速走行モードが減速強調モードであるとき、加速度が設定された閾値より小さい場合には、減速走行モードを減速強調モードに維持し、加速度が閾値以上である場合には、減速走行モードを減速強調モードから通常モードに移行する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

モーターを備えた車両において、車両のアクセルが踏み戻される時に、モーターの回生制御で得られる回生制動力によって車両を減速させるものがある。このような車両には、回生制動力による車両の減速に対してさらに他の減速力を加えることによって車両を減速させる減速強調モードを、運転手の操作によって選択させるものがある（特許文献１参照）。

特開２０１７−１５３３５４号公報

特許文献１には、減速強調モードが設定されている時に、アクセルの踏込量に応じて、減速強調モードの維持と解除とを切り替える車両について記載されている。特許文献１のような車両では、例えば、車両が登坂を走行しているといったような走行抵抗が大きい状況においては、車両が平地を走行している状況と比べて、運転手がアクセルの踏込量を増大させる傾向にある。このため、走行抵抗が大きい状況では、減速強調モードが解除される可能性が高い。このような問題を解決するために、走行抵抗が大きい状況において車両が走行している場合に、車両が平地を走行している状況と比べて減速強調モードが解除される可能性が高くなることを抑制できる技術が望まれている。

本発明は、上述の課題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。

（１）本発明の一形態によれば、車両の制御装置が提供される。この車両の制御装置は、前記車両のアクセルが踏み戻される時に前記車両の減速を行う減速走行モードについて、前記車両に備えられたモーターの回生制御で得られる回生制動力によって前記車両を減速させる通常モードと、前記通常モードよりも大きな減速力によって前記車両を減速させる減速強調モードと、のいずれかに設定するモード設定部と、前記車両の加速度を測定する加速度センサーと、を備え、前記モード設定部は、前記減速走行モードが前記減速強調モードであるとき、前記加速度が設定された閾値より小さい場合には、前記減速走行モードを前記減速強調モードに維持し、前記加速度が前記閾値以上である場合には、前記減速走行モードを前記減速強調モードから前記通常モードに移行する。このような形態とすれば、設定された閾値より加速度が小さい場合には、減速強調モードが維持される。よって、走行抵抗が大きい状況において車両が走行している場合に、車両が平地を走行している状況と比べて減速強調モードが解除される可能性が高くなることを抑制できる。

本発明は、車両の制御装置に限るものではなく、例えば、該制御装置を搭載した車両、車両の制御方法などの種々の形態に適用することも可能である。また、本開示は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。

車両の構成を模式的に示す説明図である。 モード設定処理を示すフローである。 モード解除処理を示すフローである。 閾値Ｇについて説明するための説明図である。

Ａ．第１実施形態：
図１は、車両１０の構成を模式的に示す説明図である。車両１０は、燃料電池１００と、制御部２００と、二次電池１３０と、補機群１３５と、分配コントローラ１４０と、駆動モーター１５０と、ドライブシャフト１６０と、分配ギア１７０と、前輪１８０Ｆと、後輪１８０Ｒと、前輪ブレーキ１９０Ｆと、後輪ブレーキ１９０Ｒとを備える。本実施形態の車両１０は、前輪駆動車両であることから、前輪１８０Ｆには駆動モーター１５０の駆動力がドライブシャフト１６０から伝達されるとともに、分配ギア１７０にて駆動力が前輪１８０Ｆの各々に分配される。前輪ブレーキ１９０Ｆと後輪ブレーキ１９０Ｒは、前後輪の各輪に設けられた油圧駆動式のディスクブレーキとして構成され、制御部２００の制御を受けて、車両１０の減速を図る。左右の後輪１８０Ｒは、それぞれ独立に懸架装置１９１Ｒｓにて懸架された従動輪である都合上、ドライブシャフト１６０を備えない。なお、前輪１８０Ｆにあっても、それぞれ図示しない懸架装置にて懸架されている。

燃料電池１００は、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて燃料と酸素との電気化学反応を起こし発電する。燃料電池１００へのガス供給量は、運転者のアクセル２０の踏込量に基づく出力要求に応じて制御部２００にて算出され、制御部２００は、この出力要求に基づいて、燃料電池１００と二次電池１３０の動作を制御する。車両１０は、燃料電池１００への燃料ガスの給排を行う燃料ガス供給系および燃料ガス排出系と、燃料電池１００への酸化ガスの給排を行う酸化ガス供給系および酸化ガス排出系と、燃料電池１００の冷却を図る冷却水循環系とを備えるが、これら構成は、本発明の要旨と直接関係しないので、その説明は省略する。なお、酸化ガス供給系に含まれるコンプレッサーや冷却水循環系に含まれる循環ポンプ等は、補機群１３５に含まれ、制御部２００の制御を受けて駆動する。

二次電池１３０は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等から構成され、充電電力を、分配コントローラ１４０を経て、駆動モーター１５０や補機群１３５の駆動電力として出力する。二次電池１３０への充電は、燃料電池１００の発電した発電電力を用いた直接充電が可能であるほか、運転者による図示しないブレーキペダルの踏込時やアクセル２０の踏み戻し時における車両減速の際の車両１０の運動エネルギーを駆動モーター１５０により回生して得た電力により充電することも可能である。分配コントローラ１４０は、燃料電池１００から駆動モーター１５０に引き出す電力量と、二次電池１３０から駆動モーター１５０に引き出す電力量、並びに補機群１３５の各補機に送る駆動電力量を分配制御する。また、分配コントローラ１４０は、車両１０の減速時には、駆動モーター１５０により回生された電力を二次電池１３０に送って、電池充電を図る。なお、駆動モーター１５０からの回生電力の生成、および、分配コントローラ１４０による既述した電力分配や電池充電は、制御部２００の制御下で行われる。また、分配コントローラ１４０は、図示しないＤＣ−ＤＣコンバーターの他、降圧機器を備え、駆動モーター１５０や補機群１３５には、各電動機器の駆動電圧に調整した上で、電力を分配する。

駆動モーター１５０は、燃料電池１００の発電電力によって駆動し、車両１０を動かすための電動機として機能する。また、駆動モーター１５０は、車両１０が減速するときには、制御部２００の制御下で、車両１０の運動エネルギーを電気エネルギーに回生する発電機として機能する。ドライブシャフト１６０は、駆動モーター１５０が発する駆動力を分配ギア１７０に伝達するための回転軸である。分配ギア１７０は、左右の前輪１８０Ｆへ駆動力を分配する。

制御部２００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成されている。そして、この制御部２００は、アクセル２０の踏込量を検知するアクセルセンサー入力、車両１０の速度を検出する車速センサー入力、車両１０の加速度を測定する３軸加速度センサー入力およびモード変更スイッチ３０のスイッチ入力等の車両情報を読み込むことによって、ガス給排に関与する図示しないインジェクターや上記の各種バルブの駆動制御、並びに駆動モーター１５０の回生制御、前輪ブレーキ１９０Ｆおよび後輪ブレーキ１９０Ｒの駆動制御といった車両１０の各種制御を司る。モード変更スイッチ３０は、図示しないシフト装置に設けることができるほか、車両１０のハンドルに設けた押しボタン式のスイッチとして構成できる。なお、モード変更スイッチ３０をシフト装置に設ける場合には、シフト装置は、シフトレバーがドライブレンジからブレーキレンジに操作された後にドライブレンジに自動復帰するよう構成される。

図２は、制御部２００が実行するモード設定処理を示すフローである。モード設定処理は、読み込まれる車両情報に応じて、後述する減速走行モードの設定を行うための処理である。モード設定処理は、車両１０に備えられた図示しないイグニッションスイッチがオンにされてからオフにされるまでの間、定期的に実行される。モード設定処理において、制御部２００は、課題を解決するための手段におけるモード設定部として機能する。

減速走行モードについて説明する。車両１０は、アクセル踏み戻し時の車両減速を図るに当たり、二つの減速走行モードにて走行する。第１の減速走行モードである通常モードでは、アクセル２０（図１参照）の踏み戻し時の車両減速を図る減速力を、制御部２００による駆動モーター１５０の回生制御で得られる回生制動力で賄って車両減速を図るモードである。第２の減速走行モードである減速強調モードは、アクセル２０の踏み戻し時の車両減速を図る減速力を、制御部２００による駆動モーター１５０の回生制御並びに前輪ブレーキ１９０Ｆや後輪ブレーキ１９０Ｒの駆動制御を経て、通常モードよりも大きな減速力として生成して減速を図るモードである。

モード設定処理が開始されると、制御部２００は、モード変更スイッチ３０がオンに操作されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。モード変更スイッチ３０がオンに操作されていないと判定される場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、制御部２００は、減速走行モードを通常モードに設定する（ステップＳ１４０）。その後、制御部２００は、モード設定処理を終了する。

モード変更スイッチ３０がオンに操作されたと判定される場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御部２００は、車両情報を読み込む（ステップＳ１２０）。このとき読み込まれる車両情報には、アクセル２０の踏込量、車両１０の速度および加速度が含まれる。

車両情報を読み込まれたのち（ステップＳ１２０）、制御部２００は、読み込まれた車両情報が設定条件を満たすか否か判定する（ステップＳ１３０）。設定条件とは、車両情報に含まれる各パラメータのうち少なくとも１つのパラメータについて設定される条件であって任意に設定されてよい。

読み込まれた車両情報が設定条件を満たさないと判定する場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部２００は、減速走行モードを通常モードに設定する（ステップＳ１４０）。その後、制御部２００は、モード設定処理を終了する。

読み込まれた車両情報が設定条件を満たすと判定する場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部２００は、減速走行モードを減速強調モードに設定する（ステップＳ１５０）。その後、制御部２００は、モード設定処理を終了する。

図３は、制御部２００が実行するモード解除処理を示すフローである。モード解除処理は、読み込まれる車両情報に応じて、減速強調モードの解除を行うための処理である。モード解除処理は、減速走行モードが減速強調モードに設定されている間、繰り返し実行される。モード解除処理において、制御部２００は、課題を解決するための手段におけるモード設定部として機能する。

モード設定処理が開始されると、制御部２００は、車両情報を読み込む（ステップＳ２１０）。このとき読み込まれる車両情報には、図２のステップＳ１２０のときと同様、アクセル２０の踏込量、車両１０の速度および加速度が含まれる。

車両情報を読み込まれたのち（ステップＳ２１０）、制御部２００は、読み込まれた車両情報のうち車両１０の加速度が設定された閾値Ｇ以上であるか否か判定する（ステップＳ２２０）。

図４は、閾値Ｇについて説明するための説明図である。図４のグラフは、横軸に車両１０の３軸加速度センサーが検出する加速度のうち左右方向の加速度をとる。ここでいう左右方向とは、車両１０の車幅方向のことである。図４のグラフは、縦軸に車両１０の３軸加速度センサーが検出する加速度のうち前後方向の加速度をとる。ここでいう前後方向とは、車両１０の車幅方向に直交する方向のことである。

図４に示された線分Ｇ１は、ステップＳ２２０の判定の基準となる閾値Ｇの変動を示している。閾値Ｇは、図４に示されているように、前後方向の加速度および左右方向の加速度の２つのパラメータにて規定される値である。車両１０の前後方向および左右方向の加速度が、閾値Ｇ（線分Ｇ１）を下回る場合、すなわち領域Ｌに含まれる場合には、制御部２００は、車両１０の前後方向および左右方向の加速度が閾値Ｇ以上ではないと判定する（ステップＳ２２０：ＮＯ）。車両１０の前後方向および左右方向の加速度が、閾値Ｇ（線分Ｇ１）以上である場合、すなわち領域Ｈに含まれる場合には、制御部２００は、車両１０の加速度が閾値Ｇ以上であると判定する（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）。

図３の説明に戻り、車両１０の加速度が閾値Ｇ以上ではないと判定した場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、制御部２００は、減速走行モードを減速強調モードのまま維持する（ステップＳ２４０）。

車両１０の加速度が閾値Ｇ以上であると判定した場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、制御部２００は、読み込まれた車両情報のうちアクセル２０の踏込量が設定された閾値Ａ以上であるか否か判定する（ステップＳ２３０）。

アクセル２０の踏込量が閾値Ａ以上ではないと判定した場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）、制御部２００は、減速走行モードを減速強調モードのまま維持する（ステップＳ２４０）。

アクセル２０の踏込量が閾値Ａ以上であると判定した場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、制御部２００は、減速走行モードを減速強調モードから通常モードに移行する（ステップＳ２５０）。その後、制御部２００は、モード解除処理を終了する。

以上説明した実施形態によれば、減速走行モードが減速強調モードであるときに、車両１０の加速度が設定された閾値Ｇより小さい場合には、減速走行モードは減速強調モードに維持される。

本実施形態と比較するための比較例を用いて、本実施形態の効果をより詳しく説明する。比較例の車両の制御装置は、減速強調モードが設定されている時に、アクセルの踏込量に応じて、減速強調モードの維持と解除とを切り替えるものであるとする。このような制御装置を搭載した車両では、例えば、車両が登坂を走行しているといったような走行抵抗が大きい状況においては、車両が平地を走行している状況と比べて、平地と同じ速度を出すために、運転手がアクセルの踏込量を平地と比べて増大させる傾向にある。このような傾向から、比較例の制御装置を搭載した車両では、平地を走行している状況と比べて、走行抵抗が大きい状況において走行する場合には、減速強調モードが解除される可能性が高くなる。

一方、本実施形態では、減速強調モードの解除は、アクセル２０の踏込量に加えて車両１０の加速度に応じて決定される。このため、アクセル２０の踏込量が増大しても車両１０の加速度が閾値Ｇ以上にならない限り、減速強調モードは維持される。したがって、走行抵抗が大きい状況において車両１０が走行している場合に、車両１０が平地を走行している状況と比べて減速強調モードが解除される可能性が高くなることを抑制できる。

Ｂ．他の実施形態
上述した実施形態では、モード解除処理において、減速強調モードの解除は、アクセル２０の踏込量および車両１０の加速度に応じて決定されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、減速強調モードの解除は、車両１０の加速度のみに応じて決定されてもよい。

本発明は、上述の実施形態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中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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…車両、２０…アクセル、３０…モード変更スイッチ、１００…燃料電池、１３０…二次電池、１３５…補機群、１４０…分配コントローラ、１５０…駆動モーター、１６０…ドライブシャフト、１７０…分配ギア、２００…制御部

Claims (1)

1. 車両の制御装置であって、
   前記車両のアクセルが踏み戻される時に前記車両の減速を行う減速走行モードについて、前記車両に備えられたモーターの回生制御で得られる回生制動力によって前記車両を減速させる通常モードと、前記通常モードよりも大きな減速力によって前記車両を減速させる減速強調モードと、のいずれかに設定するモード設定部と、
   前記車両の加速度を測定する加速度センサーと、を備え、
   前記モード設定部は、前記減速走行モードが前記減速強調モードであるとき、
   前記加速度が設定された閾値より小さい場合には、前記減速走行モードを前記減速強調モードに維持し、
   前記加速度が前記閾値以上である場合には、前記減速走行モードを前記減速強調モードから前記通常モードに移行する、車両の制御装置。

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