JP2021052461A

JP2021052461A - 電動車両の運転支援装置

Info

Publication number: JP2021052461A
Application number: JP2019172760A
Authority: JP
Inventors: 佳佑池田; Keisuke Ikeda
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2039-09-24
Also published as: JP7371413B2

Abstract

【課題】ワンペダル機能を有し協調回生制動を実装しない車両において、回生制動力が得られなくなったときのペダルの踏みかえ操作に伴う運転者の違和感を抑制させることができる電動車両の運転支援装置を提供すること。【解決手段】電動車両１の駆動源としてのモータ２と、電動車両１の電装部品へ電力を供給するバッテリ４と、各種情報を電動車両１の運転者に報知する報知部７と、アクセルペダル１５の操作状態に応じて、電動車両１の加減速から停止までを制御するＥＣＵ９と、を備え、ＥＣＵ９は、バッテリ４の充電状態から算出される回生上限量から、アクセルペダル１５の操作状態から算出される回生制動量を減算した差分が所定量未満となると、アクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえることを促す案内を報知部７により行なう。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の運転支援装置に関する。

特許文献１には、ハイブリッド車両において、ブレーキペダルの操作量に対応する回生量と、ブレーキペダルの操作で回生可能な上限値と、最適な速度の減少量を特定し、運転者に適切なブレーキペダルの操作量に関する案内を行なうことで、回生エネルギーを回収しながら、安全性に適したブレーキ操作量を運転者に案内することが記載されている。

特開２０１１−２４３５３号公報

しかしながら、内燃機関を搭載していない電気自動車において、ワンペダル機能による回生ブレーキとブレーキペダルによる摩擦ブレーキとの協調制御を行なわずに、それぞれ独立して回生ブレーキと摩擦ブレーキを制御するシステムを採用している場合は、アクセルペダルの操作による回生制動が回生上限量に達した場合に、それ以上制動力が得られなくなり、アクセルペダルからブレーキペダルへ踏みかえて、摩擦ブレーキにより制動力を得る必要がある。

このようなワンペダル機能による回生ブレーキとブレーキペダルによる摩擦ブレーキとの協調制御を行なわない車両に、特許文献１に記載の案内装置を適用すると、ペダルの踏みかえの必要性を運転者が認識し難いという課題があった。

そこで、本発明は、ワンペダル機能を有し協調回生制動を実装しない車両において、回生制動力が得られなくなったときのペダルの踏みかえ操作に伴う運転者の違和感を抑制させることができる電動車両の運転支援装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、車両の駆動源としての電動機と、前記車両の電装部品へ電力を供給する蓄電装置と、前記車両のブレーキペダルの操作量に応じて前記車両の制動を制御するブレーキと、前記車両のアクセルペダルの操作状態に応じて、前記車両の加減速から停止までを制御する制御部と、を備える電動車両の運転支援装置であって、各種情報を前記電動車両の運転者に報知する報知部を備え、前記制御部は、前記蓄電装置の充電状態から算出される前記蓄電装置で受け入れ可能な回生量である回生上限量から、前記アクセルペダルの操作状態から算出される回生制動量を減算した差分が所定量未満となると、前記アクセルペダルから前記ブレーキペダルへ操作を切り替えることを促す案内を前記報知部により行なうものである。

このように、本発明によれば、ワンペダル機能を有し協調回生制動を実装しない車両において、回生制動力が得られなくなったときのペダルの踏みかえ操作に伴う運転者の違和感を抑制させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係る電動車両の運転支援装置のブロック図である。図２は、本発明の一実施例に係る電動車両の運転支援装置のメータの回生状態の表示例を示す図であり、図２（ａ）は回生上限量が最も高い場合を示す図、図２（ｂ）は回生上限量と回生制動量の差を示す図である。図３は、本発明の一実施例に係る電動車両の運転支援装置のマークによる報知の例を示す図である。図４は、本発明の一実施例に係る電動車両の運転支援装置による回生制動量の変化を示すタイムチャートである。

本発明の一実施の形態に係る電動車両の運転支援装置は、車両の駆動源としての電動機と、車両の電装部品へ電力を供給する蓄電装置と、車両のブレーキペダルの操作量に応じて車両の制動を制御するブレーキと、車両のアクセルペダルの操作状態に応じて、車両の加減速から停止までを制御する制御部と、を備える電動車両の運転支援装置であって、各種情報を電動車両の運転者に報知する報知部を備え、前記制御部は、蓄電装置の充電状態から算出される蓄電装置で受け入れ可能な回生量である回生上限量から、アクセルペダルの操作状態から算出される回生制動量を減算した差分が所定量未満となると、アクセルペダルからブレーキペダルへ操作を切り替えることを促す案内を報知部により行なうよう構成されている。

これにより、本発明の一実施の形態に係る電動車両の運転支援装置は、ワンペダル機能を有し協調回生制動を実装しない車両において、回生制動力が得られなくなったときのペダルの踏みかえ操作に伴う運転者の違和感を抑制させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る電動車両の運転支援装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施例に係る運転支援装置を搭載した電動車両１は、電動機としてのモータ２と、インバータ３と、蓄電装置としてのバッテリ４と、ブレーキ５と、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）８と、制御部としてのＥＣＵ９と、を含んで構成される。

モータ２は、例えば、複数の永久磁石が埋め込まれたロータと、ステータコイルが巻きつけられたステータと、を備えた同期型モータで構成される。モータ２は、ステータコイルに三相交流電圧が印加されることでステータに回転磁界が形成され、この回転磁界によりロータが回転して駆動力を生成する。

また、モータ２は、発電時における回転抵抗を電動車両１の制動に利用するように駆動される。これにより、モータ２は、回生によって発電できる機能を有する。

インバータ３は、ＥＣＵ９の制御により三相交流電力をモータ２に供給する。また、インバータ３は、モータ２が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ４を充電する。

バッテリ４は、例えば、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等からなり、複数のセルを直列に接続して構成されている。バッテリ４は、インバータ３を介してモータ２に電力を供給する。バッテリ４の各セルのセル電圧や、温度、充電電流及び放電電流はバッテリＥＣＵ８で検出できるようになっている。

ブレーキ５は、ブレーキペダル１２に入力された運転者の操作圧力（ペダル踏力）により車輪１１に機械的な制動力を働かせる。ブレーキペダル１２には、ブレーキセンサ１６が設けられている。ブレーキセンサ１６は、運転者のブレーキ操作を検出する。

バッテリＥＣＵ８及びＥＣＵ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによってそれぞれ構成されている。

これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをバッテリＥＣＵ８及びＥＣＵ９としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるバッテリＥＣＵ８及びＥＣＵ９としてそれぞれ機能する。

バッテリＥＣＵ８とＥＣＵ９は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行なう。

バッテリＥＣＵ８の入力ポートには、バッテリ４の各種センサ類が接続されている。

ＥＣＵ９の入力ポートには、アクセルセンサ１３、ワンペダルスイッチ１４、ブレーキセンサ１６を含む各種センサ類が接続されている。

アクセルセンサ１３は、運転者によるアクセルペダル１５の踏み込み量をアクセル開度として検出する。

ワンペダルスイッチ１４は、運転者の操作を受け付け、オン信号またはオフ信号を出力する。ＥＣＵ９は、ワンペダルスイッチ１４からオン信号が出力されていれば、アクセルペダル１５の操作のみで電動車両１の加減速の制御から停車までを行なうワンペダルドライブモードを使用する。また、ＥＣＵ９は、ワンペダルスイッチ１４からオフ信号が出力されていれば、ワンペダルドライブモードを使用しない。

ＥＣＵ９の出力ポートには、メータ６、報知部７を含む各種制御対象類が接続されている。

メータ６は、モータ２による回生状態を表示する。報知部７は、例えば、モニタ装置、スピーカ、ランプなどで構成され、視覚、聴覚などを通じて各種情報を運転者に報知する。

本実施例において、ＥＣＵ９は、ワンペダルスイッチ１４によりワンペダルドライブモードを使用することが選択されているとき、メータ６によりモータ２による回生状態として、例えば、バッテリ４の充電状態から算出されるバッテリ４で受け入れ可能な回生量である回生上限量と、アクセルセンサ１３が検出するアクセル開度（アクセルペダル１５の操作状態）から算出される現在の回生制動量と、を表示する。

ＥＣＵ９は、例えば、図２に示すように、モータ２の回生状態をメータ６に表示させる。図２（ａ）に示すように、扇型の外周部分にモータ２のトルク量を示す帯状の領域が設けられている。図中Ａで示す位置は、モータ２のトルクがゼロで惰行走行している状態である。現在の実際に出力されているトルクは矢印で示される。

図２（ａ）において、Ａで示す線の左側部分は、回生領域となる。回生領域の左端の位置が回生上限量を示す。図２（ａ）では、回生上限量が最も高い場合を示している。すなわち、バッテリ４の受け入れ可能な回生量が多い、バッテリ４の充電量が少ない場合を示している。

図２（ｂ）は、バッテリ４の充電量が多くなった場合を示している。図２（ｂ）に示すように、Ｂで示す回生上限量を示す線が右側に寄り、回生上限量が下がってきて、回生領域が狭くなっている。

図２（ｂ）において、矢印で示す現在の回生制動量（回生トルク）と、Ｂで示す回生上限量との差Ｃがゼロになると（矢印がＢで示す線上にくると）回生トルクが制限されるため、アクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえて、ブレーキ５により制動力を得る必要がある。

このようにすることで、運転者は、「現在出力している回生トルク」と「回生トルクの上限」との差分を見ることで、「ワンペダルドライブモード可能状態」を把握でき、「ワンペダルドライブモードの解除がいつ起こるのか」を把握できるため、ブレーキペダル１２での制動へ切り替える準備が可能となる。

ＥＣＵ９は、回生上限量から現在の回生制動量を減算した差分が所定量未満となると、アクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえるよう促す案内を報知部７により運転者に報知する。

ＥＣＵ９は、例えば、報知部７のランプを点灯させてアクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえるよう促す案内を運転者に報知する。

ＥＣＵ９は、例えば、報知部７のモニタ装置に「ブレーキを踏んでください」などの文字情報を表示させてアクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえるよう促す案内を運転者に報知する。

ＥＣＵ９は、例えば、報知部７のモニタ装置に図３に示すようなマークを表示させてアクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえるよう促す案内を運転者に報知する。

ＥＣＵ９は、現在の回生制動量が上限回生量に近づいたことを示す第１所定量と、第１所定量よりも現在の回生制動量が上限回生量に近づいたことを示す第２所定量と、を有し、回生上限量から現在の回生制動量を減算した差分が第１所定量より小さく第２所定量以上の場合と、第２所定量より小さい場合と、で報知部７による報知方法を変更する。

ＥＣＵ９は、例えば、回生上限量から現在の回生制動量を減算した差分が第１所定量より小さく第２所定量以上の場合に報知部７のランプを点灯させ、第２所定量より小さい場合に報知部７のランプを点滅させる。

ＥＣＵ９は、例えば、回生上限量から現在の回生制動量を減算した差分が第１所定量より小さく第２所定量以上の場合と、第２所定量より小さい場合と、で報知部７のモニタ装置に表示させるマークの色を変える。

ＥＣＵ９は、ワンペダルスイッチ１４によりワンペダルドライブモードを使用することが選択され、アクセルペダル１５の操作によりモータ２が回生制動状態であるときに、アクセルペダル１５から足が離されアクセル開度がゼロになってから、アクセルペダル１５及びブレーキペダル１２ともに踏み込みが無い場合、所定時間の間、モータ２の回生制動量をアクセルペダル１５から足が離される直前の状態を保持させる。

以上のように構成された本実施例に係る電動車両の運転支援装置による動作について図４参照して説明する。

図４に示すように、時刻ｔ１において、アクセル開度が小さくなると、モータ２による回生制動量が大きくなる。

回生制動量が上がり、回生上限量との差が所定量より小さくなると、報知部７によりアクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえるよう運転者に報知され、時刻ｔ２において、アクセルペダル１５から足が離され、アクセルペダル１５及びブレーキペダル１２ともに踏み込みが無いため、所定時間の間はモータ２による回生制動量がアクセルペダル１５から足が離される直前の量に維持される。

所定時間が経過する前の時刻ｔ３において、ブレーキペダル１２が踏み込まれると、回生制動量は減少される。

これにより、アクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえを行なう際に、電動車両１の制動力が一時的に失われてしまい、ドライバビリティが変化することを抑制することができる。

このように、本実施例では、ワンペダルスイッチ１４によりワンペダルドライブモードを使用することが選択されているとき、アクセルペダル１５の操作量により回生制動状態となっている場合、バッテリ４の充電状態から算出されるバッテリ４で受け入れ可能な回生量である回生上限量から、アクセルペダル１５の操作状態から算出される回生制動量を減算した差分が所定量未満となると、アクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえるよう報知部７により運転者に報知する。

これにより、アクセルペダル操作に伴って発生する回生制動量が回生上限量に近づき、十分な回生制動が得られなくなる前に、アクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえ操作を運転者に対して案内することができる。その結果、アクセル操作に伴う回生制動が失われることによる電動車両１の減速量の変化（ドライバビリティの変化）により運転者が感じる違和感を抑制させることができる。

また、現在の回生制動量が上限回生量に近づいたことを示す第１所定量と、第１所定量よりも現在の回生制動量が上限回生量に近づいたことを示す第２所定量と、を有し、現在の回生制動量と、回生上限量との差が第１所定量より小さく第２所定量以上の場合と、第２所定量より小さい場合と、で報知部７による報知方法を変更する。

これにより、現在の回生制動量が回生上限量に近づくにつれて、報知部７による報知方法が変わり、運転者にアクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえるタイミングが近づいていることを知らせることができる。

また、アクセルペダル１５の操作によりモータ２が回生制動状態であるときに、アクセルペダル１５から足が離されアクセル開度がゼロになってから、アクセルペダル１５及びブレーキペダル１２ともに踏み込みが無い場合、所定時間の間、モータ２の回生制動量をアクセルペダル１５から足が離される直前の状態を保持させる。

これにより、アクセルペダル１５の操作による回生制動が得られなくなることを報知部７の報知により運転者が気付いた後、アクセルペダル１５からブレーキペダル１２へ踏みかえを行なう際に、電動車両１の制動力が一時的に失われてしまい、ドライバビリティが変化することを抑制することができる。

なお、本実施例においては、メータ６と報知部７とを別構成としたが、メータ６の一部にランプや表示装置を設け、踏みかえの案内を表示させるようにしてもよい。

本実施例では、各種センサ情報に基づきＥＣＵ９が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、電動車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１電動車両
２モータ（電動機）
４バッテリ（蓄電装置）
５ブレーキ
６メータ
７報知部
８バッテリＥＣＵ
９ＥＣＵ（制御部）
１２ブレーキペダル
１３アクセルセンサ
１４ワンペダルスイッチ
１５アクセルペダル
１６ブレーキセンサ

Claims

車両の駆動源としての電動機と、
前記車両の電装部品へ電力を供給する蓄電装置と、
前記車両のブレーキペダルの操作量に応じて前記車両の制動を制御するブレーキと、
前記車両のアクセルペダルの操作状態に応じて、前記車両の加減速から停止までを制御する制御部と、を備える電動車両の運転支援装置であって、
各種情報を前記電動車両の運転者に報知する報知部を備え、
前記制御部は、前記蓄電装置の充電状態から算出される前記蓄電装置で受け入れ可能な回生量である回生上限量から、前記アクセルペダルの操作状態から算出される回生制動量を減算した差分が所定量未満となると、前記アクセルペダルから前記ブレーキペダルへ操作を切り替えることを促す案内を前記報知部により行なう電動車両の運転支援装置。
前記制御部は、前記回生制動量が前記回生上限量に近づいたことを示す第１所定量と、前記第１所定量よりも前記回生制動量が前記回生上限量に近づいたことを示す第２所定量と、を有し、前記回生上限量から前記回生制動量を減算した差分が前記第１所定量より小さく前記第２所定量以上の場合と、前記第２所定量より小さい場合と、で前記報知部による報知方法を変更する請求項１に記載の電動車両の運転支援装置。
前記制御部は、前記アクセルペダルの操作により前記電動機が回生制動状態であるときに、前記アクセルペダルが操作されなくなってから、前記アクセルペダル及び前記ブレーキペダルが操作されていない場合に、所定時間の間は前記電動機の前記回生制動量を前記アクセルペダルが操作されなくなる直前の状態に保持させる請求項１または請求項２に記載の電動車両の運転支援装置。