JP2021084467A - 車両の制御装置および車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】運転者の意図通りに適切に減速させる。【解決手段】車両1の制御装置2は、操作部(パドルレバー20)と、操作部の操作量である操作部操作量を検出する操作部センサ(パドルストロークセンサ22)と、自車両を減速させるマイナス駆動力を発生可能なモータ10と、操作部操作量に従ったマイナス駆動力でモータ10に車輪12を駆動させる駆動力制御部50と、を備え、駆動力制御部50は、操作部の初期位置からの操作部操作量の単位時間当たりの変化量である初期時間変化量に応じてマイナス駆動力を導出する。【選択図】図1

Description

本発明は、モータを駆動源として含む車両の制御装置および車両に関する。
特許文献1には、パドルシフトスイッチのオンオフに従って回生レベルを段階的に変化させることが可能な車両が開示されている。
特開2015−104149号公報
しかし、特許文献1では、パドルシフトスイッチのオンに応じて減速度が階段状に変化するため、車両の減速度を運転者の意図通りに適切に変化させることができない場合がある。
そこで、本発明は、運転者の意図通りに適切に減速させることが可能な車両の制御装置および車両を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の車両の制御装置は、操作部と、操作部の操作量である操作部操作量を検出する操作部センサと、自車両を減速させるマイナス駆動力を発生可能なモータと、操作部操作量に従ったマイナス駆動力でモータに車輪を駆動させる駆動力制御部と、を備え、駆動力制御部は、操作部の初期位置からの操作部操作量の単位時間当たりの変化量である初期時間変化量に応じてマイナス駆動力を導出する。
また、駆動力制御部は、初期時間変化量が所定量未満の場合、操作部が初期位置に戻されるまで、操作部操作量に従ったマイナス駆動力を導出してもよい。
また、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量を検出するアクセルペダルセンサを備え、モータは、アクセル操作量に従って自車両を走行させるプラス駆動力を発生可能であり、駆動力制御部は、操作部操作量に従ったマイナス駆動力と、アクセル操作量に従ったプラス駆動力とを合計した総合駆動力でモータを駆動させてもよい。
また、駆動力制御部は、操作部操作量が増加された場合、増加開始時の操作部操作量と操作部操作量が最大となる最大操作部操作量との間の操作部操作量が、増加開始時のマイナス駆動力とマイナス駆動力の絶対値が最大となる最大マイナス駆動力との間のマイナス駆動力に割り当てられた増加時割当情報に基づいて、マイナス駆動力を導出してもよい。
また、駆動力制御部は、操作部操作量が減少された場合、減少開始時の操作部操作量と操作部が初期位置のときの操作部操作量との間の操作部操作量が、減少開始時のマイナス駆動力と操作部が初期位置のときのマイナス駆動力との間のマイナス駆動力に割り当てられた減少時割当情報に基づいて、マイナス駆動力を導出してもよい。
また、駆動力制御部は、初期時間変化量が所定量以上の場合、マイナス駆動力の絶対値を所定値分だけ階段状に増加させてもよい。
また、操作部は、ステアリングホイールの近傍に配置されるパドルレバーであってもよい。
上記課題を解決するために、本発明の車両は、操作部と、操作部の操作量である操作部操作量を検出する操作部センサと、自車両を減速させるマイナス駆動力を発生可能なモータと、操作部操作量に従ったマイナス駆動力でモータに車輪を駆動させる駆動力制御部と、を備え、駆動力制御部は、操作部の初期位置からの操作部操作量の単位時間当たりの変化量である初期時間変化量に応じてマイナス駆動力を導出する。
本発明によれば、運転者の意図通りに適切に減速させることが可能となる。
図1は、本実施形態による車両の構成を示す概略図である。 図2は、パドルレバーおよびパドルストロークセンサの一例を示す概略図である。図2Aは、パドルレバーが操作されていない場合を示す。図2Bは、パドル操作量が最大となっている場合を示す。 図3は、スイッチモードについて説明する図である。図3Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図3Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図3Cは、車両1の速度の時間推移を示す。 図4は、アナログモードについて説明する図である。図4Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図4Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図4Cは、車両1の速度の時間推移を示す。 図5は、スイッチモードにおけるパドル操作量とアクセル操作量との関係を説明する図である。図5Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図5Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図5Cは、アクセル操作量の時間推移を示す。図5Dは、プラス駆動力の時間推移を示す。図5Eは、総合駆動力の時間推移を示す。図5Fは、車両1の速度の時間推移を示す。 図6は、アナログモードにおけるパドル操作量とアクセル操作量との関係を説明する図である。図6Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図6Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図6Cは、アクセル操作量の時間推移を示す。図6Dは、プラス駆動力の時間推移を示す。図6Eは、総合駆動力の時間推移を示す。 図7は、スイッチモードとアナログモードとを組み合わせた場合の一例を説明する図である。図7Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図7Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。 図8は、スイッチモードとアナログモードとを組み合わせた場合の他の例を説明する図である。図8Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図8Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。 図9は、車両がカーブを通過するときの車両の位置および時刻の一例を示す図である。 図10は、図9の場合の駆動力制御部50の動作の一例を説明する図である。図10Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図10Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図10Cは、アクセル操作量の時間推移を示す。図10Dは、プラス駆動力の時間推移を示す。図10Eは、総合駆動力の時間推移を示す。図10Fは、車両の速度の時間推移を示す。 図11は、駆動力制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。 図12は、スイッチモードフラグに関する動作の流れを説明するフローチャートである。 図13は、アナログモードフラグに関する動作の流れを説明するフローチャートである。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
図1は、本実施形態による車両1の構成を示す概略図である。以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。
車両1は、車両1の制御に関連する制御装置2を含む。車両1の制御装置2は、モータ10、車輪12、インバータ14、バッテリ16、ステアリングホイール18、パドルレバー20、パドルストロークセンサ22、アクセルペダル24、アクセルペダルセンサ26および車両制御部28を含む。以下、車両1を自車両と呼ぶ場合がある。
車両1は、モータ10によって車輪12が駆動される電気自動車である。なお、車両1は、車輪12を駆動するエンジンがモータ10と並行して設けられるハイブリッド電気自動車であってもよい。
モータ10は、例えば、同期電動機や誘導電動機である。モータ10の回転軸は、不図示の変速機などを通じて車輪12に接続される。インバータ14は、ブリッジ接続された複数のスイッチング素子およびダイオードを含む。インバータ14は、スイッチング素子のオンオフによって、バッテリ16の直流電力を交流電力に変換してモータ10に供給する。モータ10は、インバータ14を通じて供給された電力を消費して回転軸を回転させる。その結果、回転軸に接続される車輪12が駆動される。
また、モータ10は、自車両の制動時において、車輪12の回転に従って発電するジェネレータとして機能する。この場合、インバータ14は、モータ10で生成された交流電力を直流電力に変換してバッテリ16に回生する。
ステアリングホイール18は、不図示の操舵機構を通じて車輪12に接続される。ステアリングホイール18は、運転者による操舵操作を受け付ける。ステアリングホイール18に操舵操作が行われると、車輪12の向きが変更される。
パドルレバー20は、ステアリングホイール18の近傍に配置される。近傍とは、例えば、ステアリングホイール18に添えられた運転者の手が届く程度の範囲である。パドルレバー20は、運転者(具体的には、運転者の手)による制動操作を受け付ける。パドルレバー20に制動操作が行われると、モータ10で生成された電力が回生されて、自車両は減速される。つまり、パドルレバー20は、制動操作を受け付ける操作部として機能し、ブレーキペダルとは独立して設けられる。
なお、本実施形態では、パドルレバー20が操作部であるとして説明するが、操作部の具体例は、パドルレバー20に限らない。例えば、操作部は、運転席の前方下方に設けられ、運転者の足による制動操作を受け付ける構成であってもよいし、運転席の側方に設けられ、運転者の手や腕による制動操作を受け付ける構成であってもよいし、コンソールなどに設けられてもよい。
パドルストロークセンサ22は、パドルレバー20の操作量であるパドル操作量を検出する。つまり、パドルストロークセンサ22は、操作部の操作量である操作部操作量を検出する操作部センサとして機能する。
図2は、パドルレバー20およびパドルストロークセンサ22の一例を示す概略図である。図2Aは、パドルレバー20が操作されていない場合を示す。図2Bは、パドル操作量が最大となっている場合を示す。
ステアリングホイール18は、操舵機構の一部として機能するステアリングシャフト30に連結されている。ステアリングシャフト30におけるステアリングホイール18の近傍の外周面には、パドル支持部32が連結される。図2Aおよび図2Bでは、パドル支持部32内を透視して示している。軸部34は、ステアリングシャフト30に対して交差する方向に延在しており、パドル支持部32に支持される。パドルレバー20は、軸部34を通じてパドル支持部32に揺動可能に支持される。また、パドルレバー20およびパドル支持部32は、ステアリングシャフト30およびステアリングホイール18の回転に同期して周方向に回転可能である。
パドルレバー20は、軸部34を間に挟んで作用点部36と力点部38とに区分される。作用点部36は、パドル支持部32内に収容される。力点部38は、パドル支持部32外に延びている。パドルレバー20への制動操作は、力点部38に行われる。
パドルレバー20は、ステアリングホイール18に近づく方向およびステアリングホイール18から離隔する方向(ステアリングシャフト30の延在方向)に揺動可能である。具体的には、力点部38がステアリングホイール18に近づく方向に揺動されると、作用点部36は、ステアリングホイール18から離隔する方向に揺動される。また、力点部38がステアリングホイール18から離隔する方向に揺動されると、作用点部36は、ステアリングホイール18に近づく方向に揺動される。
作用点部36には、付勢部40の一端が接続される。付勢部40は、例えば、スプリングである。付勢部40の他端は、パドル支持部32に接続される。付勢部40は、作用点部36をステアリングホイール18に近づける方向に付勢する。つまり、力点部38は、付勢部40によってステアリングホイール18から離隔する方向に付勢される。
図2Aで示すように、パドルレバー20が操作されていない場合、付勢部40の付勢力によって、力点部38は、ステアリングホイール18から最も離隔し、作用点部36は、ステアリングホイール18に最も接近する。この状態のパドルレバー20の位置を、初期位置とする。一点鎖線A10は、パドルレバー20が初期位置にあるときの力点部38の延在方向を例示している。
また、図2Bで示すように、力点部38が付勢力に抗してステアリングホイール18に最も接近されると、作用点部36は、ステアリングホイール18から最も離隔する。この状態のパドルレバー20の位置を、最大位置とする。一点鎖線A12は、パドルレバー20が最大位置にあるときの力点部38の延在方向を例示している。矢印A14は、初期位置から最大位置までのパドルレバー20のストロークを示している。
パドルストロークセンサ22は、作用点部36とパドル支持部32との間に設けられる。パドルストロークセンサ22は、パドルレバー20の初期位置に対する移動量(揺動量)を示すパドル操作量を検知する。例えば、パドルストロークセンサ22は、シリンダおよびプランジャを含む。シリンダは、パドル支持部32に固定される。プランジャは、一端がシリンダ内に挿入され、他端が作用点部36に接続される。パドルレバー20が揺動すると、プランジャのシリンダへの挿入量が変化する。プランジャの挿入量は、パドルレバー20の揺動量に関連付けられる。パドルストロークセンサ22は、パドルレバー20の回転(揺動)変位を直線変位に変換してパドル操作量を検出する。
パドルストロークセンサ22は、初期位置に対応するオフおよび最大位置に対応するオンの2値に限らず、初期位置と最大位置との間のパドル操作量をアナログ的に細かく検知することができる。また、パドル操作量は、パドルレバー20がステアリングホイール18に近づく方向に引き込まれるに従って増加し、パドルレバー20がステアリングホイール18から離隔する方向に戻されるに従って減少する。
以後、パドルレバー20(操作部)が初期位置にあるときのパドル操作量(操作部操作量)を、初期パドル操作量(初期操作部操作量)と呼ぶ場合がある。また、パドルレバー20(操作部)が最大位置にあるときのパドル操作量(操作部操作量)を、最大パドル操作量(最大操作部操作量)と呼ぶ場合がある。
なお、図2では、パドルレバー20がステアリングホイール18に近づく方向に引き込まれるに従ってパドル操作量が増加する例を挙げていた。しかし、パドルレバー20は、ステアリングホイール18に最も接近する位置を初期位置とし、ステアリングホイール18から離隔する方向に押されるに従ってパドル操作量が増加するように構成されてもよい。
図1に戻って、アクセルペダル24は、運転者による加速操作を受け付ける。アクセルペダルセンサ26は、アクセルペダル24の操作量であるアクセル操作量、換言すると、アクセルペダル24の踏込み量を検出する。
車両制御部28は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路から構成される。車両制御部28は、プログラムを実行することで駆動力制御部50として機能する。
駆動力制御部50は、アクセルペダルセンサ26で検出されたアクセル操作量に基づいてプラス駆動力を導出する。プラス駆動力は、走行抵抗に抗して自車両を走行(加速)させる駆動力である。駆動力制御部50は、導出されたプラス駆動力となる駆動力指令値をインバータ14に送信する。インバータ14は、駆動力指令値に従ってモータ10に電力を供給する。これにより、モータ10は、アクセル操作量に基づいたプラス駆動力で車輪12を駆動する。換言すると、モータ10は、アクセル操作量に従ってプラス駆動力を発生可能である。
また、駆動力制御部50は、パドルストロークセンサ22で検出されたパドル操作量に基づいてマイナス駆動力を導出する。マイナス駆動力は、走行抵抗によって自車両が自然に減速される自然減速以上に、自車両を減速させる駆動力である。駆動力制御部50は、導出されたマイナス駆動力となる駆動力指令値をインバータ14に送信する。インバータ14は、駆動力指令値に従って電力を回生する。これにより、モータ10は、パドル操作量に基づいたマイナス駆動力で車輪12を制動する。換言すると、モータ10は、パドル操作量に従ってマイナス駆動力を発生可能である。
車両1では、パドルレバー20の制御に関して、スイッチモードとアナログモードとの2種類の制御モードがある。スイッチモードは、マイナス駆動力の絶対値を所定値分だけ階段状に増加させるモードである。アナログモードは、パドル操作量が増加するに従ってマイナス駆動力の絶対値を滑らかに漸増させるモードである。なお、アナログモードにおけるマイナス駆動力は、パドル操作量が増加するに従って比例的に漸増されてもよいし、例えば、2次関数のような曲線的に漸増されてもよい。
ここで、パドルレバー20(操作部)の初期位置からのパドル操作量(操作部操作量)の単位時間当たりの変化量を、初期時間変化量と呼ぶ場合がある。換言すると、初期時間変化量は、パドル操作量(操作部操作量)が初期パドル操作量(初期操作部操作量)から変化したときのパドル操作量(操作部操作量)の時間変化量である。
駆動力制御部50は、パドル操作量の初期時間変化量が所定量以上の場合、スイッチモードで制御する。一方、駆動力制御部50は、パドル操作量の初期時間変化量が所定量未満の場合、アナログモードで制御する。
所定量は、例えば、運転者のパドルレバー20の引き込み速度を考慮して設定される。例えば、パドルレバー20のストロークが30°であるとした場合、所定量の一例は、パドルレバー20を初期位置から最大位置まで0.4秒で引き込む速度(30°/0.4秒)とされる。
図3は、スイッチモードについて説明する図である。図3Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図3Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図3Cは、車両1の速度の時間推移を示す。図3Aでは、初期時間変化量の所定量を一点鎖線60で示している。時刻T10において、パドル操作量は初期パドル操作量となっており、マイナス駆動力は初期パドル操作量に対応する初期マイナス駆動力となっているとする。初期マイナス駆動力は、例えば、ゼロである。
時刻T10後の時刻T11において、図3Aで示すように、運転者は、パドル操作量の初期時間変化量が所定量以上となるように、パドルレバー20を初期位置から素早く引き込んだとする。以後、素早く引き込むとは、単位時間当たりのパドル操作量が所定量以上となる速度でパドルレバー20を引き込むことを示す。この場合、駆動力制御部50は、制御モードをスイッチモードとし、図3Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値を現在値から所定値だけ増加させ、増加後のマイナス駆動力を維持させる。
所定値は、例えば、最大マイナス駆動力と初期マイナス駆動力との差分を所定分割数で分割した値に設定される。例えば、最大マイナス駆動力が−20Nであり、初期マイナス駆動力が0Nであり、分割数が4であるとした場合、所定値は、−5Nに設定される。また、最大マイナス駆動力は、車両1の速度に従って変化させてもよい。最大マイナス駆動力が変化した場合、変化後の最大マイナス駆動力に基づいて、上述の所定値を変化させてもよい。例えば、最大マイナス駆動力を−40Nにした場合、分割数を4とし、所定値を−10Nとしてもよい。
マイナス駆動力の絶対値が所定値だけ増加されると、図3Cで示すように、自然減速よりも減速度が大きくなるため、車両1の速度は、時刻T11で導出されるマイナス駆動力に従って低下する。
時刻T11後、図3Aで示すように、運転者は、パドルレバー20を初期位置に戻し、時刻T12において、再度、パドルレバー20を初期位置から素早く引き込んだとする。駆動力制御部50は、図3Bで示すように、再度、マイナス駆動力の絶対値を現在値から所定値だけ増加させ、増加後のマイナス駆動力を維持させる。つまり、マイナス駆動力の絶対値は、時刻T11で導出された値から、さらに所定値だけ増加される。そうすると、図3Cで示すように、車両1の速度は、時刻T12で導出されるマイナス駆動力(例えば、−10N)に従って低下する。
その後、さらに2回、パドルレバー20が初期位置から素早く引き込まれると、上述と同様にして、マイナス駆動力の絶対値がさらに2段階増加され、最大マイナス駆動力となる。最大マイナス駆動力となった後、さらにパドルレバー20が初期位置から素早く引き込まれた場合、駆動力制御部50は、最大マイナス駆動力を維持させる。
このように、パドルレバー20を初期位置から素早く引き込む操作が複数回繰り返されると、マイナス駆動力の絶対値が、最大マイナス駆動力の絶対値を上限として、段階的に増加していく。これにより、車両1の速度が段階的に低下していく。
図4は、アナログモードについて説明する図である。図4Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図4Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図4Cは、車両1の速度の時間推移を示す。図4Aでは、パドル操作量の所定量を一点鎖線60で示している。時刻T20において、パドル操作量は初期パドル操作量となっており、マイナス駆動力は初期マイナス駆動力となっているとする。
時刻T20後の時刻T21において、図4Aで示すように、運転者は、パドル操作量の初期時間変化量が所定量未満となるように、パドルレバー20を初期位置からゆっくりと引き込んだとする。以後、ゆっくりと引き込むとは、単位時間当たりのパドル操作量が所定量未満となる速度でパドルレバー20を引き込むことを示す。この場合、駆動力制御部50は、制御モードをアナログモードとし、図4Bで示すように、現在のパドル操作量に対応するマイナス駆動力を導出する。このため、図4Aで示すように、パドル操作量がゆっくりと増加された場合、図4Bで示すように、そのパドル操作量の推移に従ってマイナス駆動力の推移が曲線的に滑らかに変化する。そうすると、図4Cで示すように、車両1の減速度が滑らかに増加していく。
時刻T21後の時刻T22において、図4Aで示すように、パドル操作量が最大パドル操作量となったとする。このとき、図4Bで示すように、マイナス駆動力は、最大駆動力となる。また、パドル操作量が最大パドル操作量で維持されると、マイナス駆動力も最大駆動力で維持される。
時刻T22後の時刻T23において、図4Aで示すように、運転者は、パドルレバー20を最大位置からゆっくりと戻して、パドル操作量がゆっくりと減少されたとする。この場合、図4Bで示すように、そのパドル操作量の推移に従ってマイナス駆動力の推移が曲線的に滑らかに変化する。そうすると、図4Cで示すように、車両1の減速度が滑らかに減少していく。
時刻T23後の時刻T24において、図4Aで示すように、パドル操作量が初期操作量となったとする。このとき、図4Bで示すように、マイナス駆動力は、初期マイナス駆動力に戻る。
また、アナログモードは、パドルレバー20が初期位置に戻されるまで継続される。つまり、初期時間変化量が所定量未満と判断されてアナログモードでの制御が一旦開始されると、パドル操作量が初期パドル操作量に戻るまで、アナログモードが継続される。図4Aから図4Cの例では、時刻T21でアナログモードが開始され、時刻T24でアナログモードが終了される。
図5は、スイッチモードにおけるパドル操作量とアクセル操作量との関係を説明する図である。図5Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図5Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図5Cは、アクセル操作量の時間推移を示す。図5Dは、プラス駆動力の時間推移を示す。図5Eは、総合駆動力の時間推移を示す。図5Fは、車両1の速度の時間推移を示す。
図5Aで示すように、運転者は、時刻T31においてパドルレバー20を初期位置から素早く引き込み、パドルレバー20を初期位置に戻した後、時刻T32においてパドルレバー20を初期位置から素早く引き込んだとする。そうすると、図5Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値は、初期マイナス駆動力から2段階増加されて維持される。
時刻T32後の時刻T33において、図5Cで示すように、アクセルがオンされたとする。そうすると、図5Bで示すように、駆動力制御部50は、維持されていたマイナス駆動力を初期マイナス駆動力(ゼロ)にリセットする。これによりスイッチモードは終了される。
また、時刻T33後、図5Cで示すように、アクセル操作量が増加されると、駆動力制御部50は、図5Dで示すように、アクセル操作量に従ってプラス駆動力を増加させる。
ここで、マイナス駆動力とプラス駆動力とを合計した駆動力を、総合駆動力と呼ぶ場合がある。図5Eで示すように、スイッチモードで制御されている間(時刻T31から時刻T33までの間)、総合駆動力は、マイナス駆動力のみに相当する。また、アクセルがオンされることでスイッチモードが終了された後(時刻T33後)、総合駆動力は、プラス駆動力のみに相当する。このため、図5Fで示すように、車両1の速度は、マイナス駆動力に従って低下された後、プラス駆動力に従って上昇される。
図6は、アナログモードにおけるパドル操作量とアクセル操作量との関係を説明する図である。図6Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図6Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図6Cは、アクセル操作量の時間推移を示す。図6Dは、プラス駆動力の時間推移を示す。図6Eは、総合駆動力の時間推移を示す。
図6Aで示すように、時刻T41において、パドルレバー20が初期位置からゆっくりと引き込まれ、駆動力制御部50は、制御モードをアナログモードとしたとする。時刻T41後、図6Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値は、パドル操作量に従って徐々に増加される。
時刻T41後の時刻T42において、図6Cで示すように、アクセルがオンされたとする。しかし、図6Bで示すように、駆動力制御部50は、アナログモード中にアクセルがオンされたとしても、マイナス駆動力のリセットを行わず、アナログモードを終了しない。このため、図6Aおよび図6Bで示すように、パドル操作量が引き続き増加されると、マイナス駆動力の絶対値は、パドル操作量に従って引き続き増加する。
また、時刻T42後、図6Cで示すように、アクセル操作量が増加されると、駆動力制御部50は、図6Dで示すように、アクセル操作量に従ってプラス駆動力を増加させる。
時刻T42後、パドル操作とアクセル操作とが並行して行われ、マイナス駆動力とプラス駆動力とが並行して導出される。このため、図6Eで示すように、駆動力制御部50は、マイナス駆動力とプラス駆動力とを合計した総合駆動力を導出する。なお、図6Eでは、図6Dのプラス駆動力を破線62で示し、図6Bのマイナス駆動力を破線64で示し、総合駆動力を実線66で示している。
図6Eで示すように、総合駆動力は、マイナス駆動力の絶対値がプラス駆動力より大きい場合に滑らかに減少していき、プラス駆動力がマイナス駆動力の絶対値より大きい場合に滑らかに増加していく。また、図示は省略するが、車両1の速度は、総合駆動力に従って滑らかに変化する。
また、図6Bで示すように、時刻T43においてマイナス駆動力が最大マイナス駆動力に達したとする。そうすると、図6Eで示すように、総合駆動力は、プラス駆動力の増加に従って漸増することとなる。
図7は、スイッチモードとアナログモードとを組み合わせた場合の一例を説明する図である。図7Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図7Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。
図7Aで示すように、まず、運転者は、図5Aと同様に、パドルレバー20を2回素早く引き込んだとする。そうすると、図7Bで示すように、図5Bと同様に、マイナス駆動力の絶対値は、初期マイナス駆動力から2段階増加される。
その後、運転者は、アクセルをオンせずに、図7Aで示すように、時刻T53において、パドルレバー20を初期位置からゆっくりと引き込んだとする。このとき、パドル操作量の初期時間変化量が所定量未満であったとする。そうすると、駆動力制御部50は、図7Bで示すように、マイナス駆動力をゼロにリセットすることなく、スイッチモードからアナログモードに切り替わる。図7Bの例では、アナログモードに切り替わった時点のマイナス駆動力は、スイッチモードで2段階変化されて維持された値(例えば、−10N)となる。
図7Aで示すように、パドル操作量は、時刻T53後に徐々に増加され、時刻T54において最大パドル操作量となったとする。この場合、図7Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値は、アナログモードに切り替わった時点の値からパドル操作量に従って増加し、時刻T54において最大マイナス駆動力となる。
これを実現するために、駆動力制御部50は、パドル操作量が増加された場合(パドルレバー20が引き込まれた場合)、増加時割当情報に基づいてマイナス駆動力を導出する。増加時割当情報は、テーブルやマップであってもよいし、関係式であってもよい。増加時割当情報では、パドル操作量が増加開始されるときのパドル操作量(例えば、初期パドル操作量)と、最大パドル操作量との間のパドル操作量が、パドル操作量の増加開始時のマイナス駆動力と、最大マイナス駆動力との間のマイナス駆動力に割り当てられている。増加時割当情報は、例えば、パドル操作量の増加開始時のマイナス駆動力ごとに複数設定される。つまり、増加時割当情報では、パドル操作量の増加開始時のマイナス駆動力に基づいて、マイナス駆動力の絶対値の増加可能な範囲がパドルレバー20の可動範囲(ストローク)に対応付けられる。
また、図7Aで示すように、パドル操作量は、時刻T54後に徐々に減少され、時刻T55において初期パドル操作量となったとする。この場合、図7Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値は、パドル操作量が減少開始した時点の値(例えば、最大マイナス駆動力)からパドル操作量に従って減少し、時刻T55において初期マイナス駆動力となる。
これを実現するために、駆動力制御部50は、パドル操作量が減少された場合(パドルレバー20が戻された場合)、減少時割当情報に基づいてマイナス駆動力を導出する。減少時割当情報は、テーブルやマップであってもよいし、関係式であってもよい。減少時割当情報では、パドル操作量が減少開始されるときのパドル操作量(例えば、最大パドル操作量)と、初期パドル操作量との間のパドル操作量が、パドル操作量の減少開始時のマイナス駆動力と、初期マイナス駆動力との間のマイナス駆動力に割り当てられている。減少時割当情報は、例えば、パドル操作量の減少開始時のマイナス駆動力ごとに複数設定される。つまり、減少時割当情報では、パドル操作量の減少開始時のマイナス駆動力に基づいて、マイナス駆動力の絶対値の減少可能な範囲がパドルレバー20の可動範囲(ストローク)に対応付けられる。
図8は、スイッチモードとアナログモードとを組み合わせた場合の他の例を説明する図である。図8Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図8Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。
図8Aで示すように、運転者は、パドルレバー20を2回素早く引き込んだ後、アクセルをオンせずに、時刻T53において、パドルレバー20を初期位置からゆっくりと引き込んだとする。これにより、時刻T53において、スイッチモードからアナログモードに切り替わったとする。そして、パドル操作量は、時刻T53後に徐々に増加されたとする。
図8Aで示すように、運転者は、パドル操作量が初期パドル操作量と最大パドル操作量との大凡中間に位置する時刻T64において、パドルレバー20を素早く引き込んだとする。アナログモードは、パドル操作量が初期パドル操作量となるまで継続されるため、時刻T64の時点では、アナログモードが継続される。このため、図8Bで示すように、時刻T64後のマイナス駆動力の絶対値は、パドル操作量に従って変化することとなる。なお、時刻T64後、時刻T65においてパドル操作量が最大パドル操作量から減少し、時刻T66において、パドル操作量が初期パドル操作量となったとする。この場合、マイナス駆動力の絶対値は、最大マイナス駆動力から初期マイナス駆動力まで減少し、アナログモードは、時刻T66において終了される。
図9は、車両1がカーブ70を通過するときの車両1の位置および時刻の一例を示す図である。図10は、図9の場合の駆動力制御部50の動作の一例を説明する図である。図10Aは、パドル操作量の時間推移を示す。図10Bは、マイナス駆動力の時間推移を示す。図10Cは、アクセル操作量の時間推移を示す。図10Dは、プラス駆動力の時間推移を示す。図10Eは、総合駆動力の時間推移を示す。図10Fは、車両1の速度の時間推移を示す。図9における時刻T71〜時刻T76は、図10A〜図10Fの時刻T71〜時刻T76に各々対応する。
図9で示すように、車両1がカーブ70に近づく時刻T71において、運転者は、図10Aで示すように、カーブ70に備えて、パドルレバー20を素早く1回引く。そうすると、図10Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値が1段階増加する。
図9で示すように、車両1がカーブ70に入る直前の時刻T72において、運転者は、図10Aで示すように、カーブ70に突入する速度を調整するために、パドルレバー20をさらに1回素早く引く。そうすると、図10Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値は、さらに1段階増加し、合計2段階増加される。
図9で示すように、車両1がカーブ70を曲がり始めた時刻T73において、運転者は、図10Aで示すように、カーブ70を曲がる際の速度を徐々に下げるべく、パドルレバー20をゆっくり引き込んでいく。そうすると、図10Bで示すように、マイナス駆動力の絶対値が徐々に大きくなっていく。これにより、図10Fで示すように、カーブを曲がる際の車両1の速度が滑らかに変化する。
図9で示すように、カーブ70の中間に位置する時刻T74において、運転者は、図10Aで示すように、パドルレバー20をゆっくり引き込みつつ、カーブ70から出ることに備えて、図10Cで示すように、アクセルペダルを踏み込み始める。そうすると、図10Eで示すように、総合駆動力の減少量が徐々に少なくなる。これにより、図10Fで示すように、車両1の速度の減少量が緩やかになる。
図9で示すように、カーブ70の出口付近の時刻T75において、運転者は、図10Cで示すように、アクセル操作量を増加しつつ、図10Aで示すように、パドルレバー20を比較的素早く戻す。そうすると、図10Eで示すように、総合駆動力が比較的急激に増加していく。そして、図10Fで示すように、総合駆動力がマイナスからプラスに切り替わった時点で、車両1は、減速から加速に転じる。
図9で示すように、カーブ70の出口を通過した時刻T76において、運転者は、図10Cで示すように、アクセル操作量を増加しつつ、図10Aで示すように、パドルレバー20を初期位置に戻す。そうすると、図10Eで示すように、総合駆動力は、アクセル操作量に従って増加していき、図10Fで示すように、車両1は、総合駆動力に従って加速される。
このように、運転者は、パドルレバー20およびアクセルペダルを駆使することで、スポーツドライビングのようにダイナミックに車両1を運転することができる。また、パドルレバー20で制動操作することで、ブレーキペダルで制動操作する態様に比べ、ダイナミックに車両1を運転することを容易に行うことができる。
図11は、駆動力制御部50の動作の流れを説明するフローチャートである。駆動力制御部50は、所定制御周期の割り込み制御として図11の一連の処理を繰り返す。割り込み制御の開始タイミングとなると、駆動力制御部50は、パドルストロークセンサ22からパドル操作量を取得する(S100)。
次に、駆動力制御部50は、パドル操作量が初期パドル操作量から変化したか否かを判断する(S110)。例えば、駆動力制御部50は、前回のパドル操作量が初期パドル操作量であり、今回のパドル操作量が初期パドル操作量ではない場合、パドル操作量が初期パドル操作量から変化したと判断する。
パドル操作量が初期パドル操作量から変化していない場合(S110におけるNO)、駆動力制御部50は、一連の処理を終了する。パドル操作量が初期パドル操作量から変化した場合(S110におけるYES)、駆動力制御部50は、初期時間変化量を導出する(S120)。例えば、駆動力制御部50は、今回のパドル操作量から初期パドル操作量を減算して初期時間変化量を導出する。
次に、駆動力制御部50は、初期時間変化量が所定量以上であるか否かを判断する(S130)。初期時間変化量が所定量以上である場合(S130におけるYES)、駆動力制御部50は、制御モードをスイッチモードとし、現在のマイナス駆動力が最大マイナス駆動力であるか否かを判断する(S140)。
現在のマイナス駆動力が最大マイナス駆動力ではない場合(S140におけるNO)、駆動力制御部50は、マイナス駆動力の絶対値を現在のマイナス駆動力から所定値だけ階段状に増加させ(S150)、ステップS170の処理に進む。この場合、駆動力制御部50は、ステップS150において絶対値が増加されたマイナス駆動力で、モータ10に車輪12を駆動させる。
現在のマイナス駆動力が最大マイナス駆動力である場合(S140におけるYES)、駆動力制御部50は、マイナス駆動力を最大マイナス駆動力で維持させ(S160)、ステップS170の処理に進む。この場合、駆動力制御部50は、ステップS160において維持された最大マイナス駆動力で、モータ10に車輪12を駆動させる。
ステップS170において、駆動力制御部50は、スイッチモードフラグをオンにさせ(S170)、一連の処理を終了する。スイッチモードフラグは、オフされるまでオン状態で維持される。スイッチモードフラグは、後述するが、絶対値が階段状に増加されたマイナス駆動力をリセットするか否かを判断するために利用される。
また、初期時間変化量が所定量以上ではない場合(S130におけるNO)、駆動力制御部50は、スイッチモードフラグをオフさせる(S200)。次に、駆動力制御部50は、パドル操作量が初期パドル操作量から増加したため、割当情報を、初期パドル操作量に基づいた増加時割当情報に設定する(S210)。次に、駆動力制御部50は、設定された増加時割当情報に現在のパドル操作量を適用してマイナス駆動力を導出する(S220)。
次に、駆動力制御部50は、アクセルペダルセンサ26からアクセル操作量を取得する(S230)。次に、駆動力制御部50は、アクセル操作量に基づいてプラス駆動力を導出する(S240)。例えば、駆動力制御部50は、アクセル操作量とプラス駆動力とが関連付けられたテーブルや関係式を用いてプラス駆動力を導出する。
次に、駆動力制御部50は、導出されたマイナス駆動力とプラス駆動力とを合計して総合駆動力を導出する(S250)。この場合、駆動力制御部50は、導出された総合駆動力で、モータ10に車輪12を駆動させる。
次に、駆動力制御部50は、アナログモードフラグをオンにし(S260)、一連の処理を終了する。アナログモードフラグは、オフされるまでオン状態で維持される。アナログモードフラグは、後述するが、アナログモードが継続されているか否かを判断するために利用される。
図12は、スイッチモードフラグに関する動作の流れを説明するフローチャートである。駆動力制御部50は、所定制御周期の割り込み制御として図12の一連の処理を繰り返す。割り込み制御の開始タイミングとなると、駆動力制御部50は、スイッチモードフラグがオンであるか否かを判断する(S300)。
スイッチモードフラグがオンではない場合(S300におけるNO)、駆動力制御部50は、一連の処理を終了する。スイッチモードフラグがオンである場合(S300におけるYES)、駆動力制御部50は、アクセルがオンであるか否かを判断する(S310)。例えば、駆動力制御部50は、アクセル操作量がゼロでなければ、アクセルがオンであると判断する。
アクセルがオンではない場合(S310におけるNO)、駆動力制御部50は、一連の処理を終了する。この場合、マイナス駆動力がリセットされない。アクセルがオンである場合(S310におけるYES)、駆動力制御部50は、マイナス駆動力を初期マイナス駆動力(ゼロ)にリセットする(S320)。そして、駆動力制御部50は、スイッチモードフラグをオフにし(S330)、一連の処理を終了する。
図13は、アナログモードフラグに関する動作の流れを説明するフローチャートである。駆動力制御部50は、所定制御周期の割り込み制御として図13の一連の処理を繰り返す。割り込み制御の開始タイミングとなると、駆動力制御部50は、アナログモードフラグがオンであるか否かを判断する(S400)。
アナログモードフラグがオンではない場合(S400におけるNO)、駆動力制御部50は、一連の処理を終了する。アナログモードフラグがオンである場合(S400におけるYES)、駆動力制御部50は、パドルストロークセンサ22からパドル操作量を取得する(S410)。
次に、駆動力制御部50は、パドル操作量が初期パドル操作量であるか否かを判断する(S420)。パドル操作量が初期パドル操作量である場合(S420におけるYES)、駆動力制御部50は、アナログモードフラグをオフにし(S430)、一連の処理を終了する。この場合、アナログモードが終了される。
パドル操作量が初期パドル操作量ではない場合(S420におけるNO)、駆動力制御部50は、パドル操作量の時間変化量(パドル変化量)を導出する(S440)。例えば、駆動力制御部50は、今回のパドル操作量から前回のパドル操作量を減算してパドル変化量を導出する。
次に、駆動力制御部50は、パドル操作量が減少開始したか否かを判断する(S450)。例えば、駆動力制御部50は、前回のパドル変化量が正値であり、今回のパドル変化量が負値であれば、パドル操作量が減少開始したと判断する。パドル操作量が減少開始した場合(S450におけるYES)、駆動力制御部50は、割当情報を、減少開始時(現在)のパドル操作量に基づいた減少時割当情報に設定し(S460)、ステップS490の処理に進む。
パドル操作量が減少開始していない場合(S450におけるNO)、駆動力制御部50は、パドル操作量が増加開始したか否かを判断する(S470)。例えば、駆動力制御部50は、前回のパドル変化量が負値であり、今回のパドル変化量が正値であれば、パドル操作量が増加開始したと判断する。パドル操作量が増加開始した場合(S470におけるYES)、駆動力制御部50は、割当情報を、増加開始時(現在)のパドル操作量に基づいた増加時割当情報に設定し(S480)、ステップS490の処理に進む。
パドル操作量が増加開始していない場合(S470におけるNO)、駆動力制御部50は、ステップS490の処理に進む。例えば、前回のパドル操作量および今回のパドル操作量が共に負値である場合、パドル操作量の減少が継続されているため、前回の減少時割当情報が維持される。また、前回のパドル操作量および今回のパドル操作量が共に正値である場合、パドル操作量の増加が継続されているため、前回の増加時割当情報が維持される。
ステップS490において、駆動力制御部50は、現在のパドル操作量を現在の割当情報に適用してマイナス駆動力を導出する(S490)。つまり、駆動力制御部50は、パドル操作量が増加開始した場合やパドル操作量の増加が継続されている場合には、増加時割当情報を用いてマイナス駆動力を導出する。また、駆動力制御部50は、パドル操作量が減少開始した場合やパドル操作量の減少が継続されている場合には、減少時割当情報を用いてマイナス駆動力を導出する。
次に、駆動力制御部50は、アクセルペダルセンサ26から現在のアクセル操作量を取得する(S500)。次に、駆動力制御部50は、アクセル操作量に基づいてプラス駆動力を導出する(S510)。
次に、駆動力制御部50は、導出されたマイナス駆動力とプラス駆動力とを合計して総合駆動力を導出し(S520)、一連の処理を終了する。この場合、駆動力制御部50は、導出された総合駆動力で、モータ10に車輪12を駆動させる。
以上のように、本実施形態による車両1の制御装置2の駆動力制御部50は、パドル操作量(操作部操作量)に従ったマイナス駆動力でモータ10を駆動させる。そして、駆動力制御部50は、初期時間変化量が所定量未満の場合、パドル操作量(操作部操作量)に従ったマイナス駆動力を導出する。これにより、本実施形態の車両1の制御装置2では、パドル操作量(操作部操作量)に従ってマイナス駆動力を曲線的に滑らかに変化させることができ、自車両の減速度を滑らかに変化させることができる。
したがって、本実施形態の車両1の制御装置2および車両1によれば、運転者の意図通りに適切に減速させることが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、パドル操作量の初期時間変化量が所定量未満のときアナログモードとし、パドル操作量の初期時間変化量が所定値以上のときスイッチモードとしていた。しかし、パドル操作量の初期時間変化量に依らずアナログモードで動作させてもよい。
また、上記実施形態において、スイッチモードおよびアナログモードの判断基準である初期時間変化量の所定量については、学習によって設定されてもよい。具体的には、まず、運転者にブレーキペダルを踏み込ませ、車両1の速度を所定速度以下(例えば、1km/h以下)とさせる。この状態において、運転者にパドルレバー20をスイッチモードとして学習させたい速度で引かせ、所定時間保持させた後に初期位置に戻させる。これを、数回繰り返させ、駆動力制御部50は、パドルレバー20の引き込み速度のサンプルを複数取得する。駆動力制御部50は、複数のサンプルの平均値を導出し、導出された平均値に基づいて初期時間変化量の所定量を設定する。なお、駆動力制御部は、このような学習中にブレーキペダルの踏込みおよび車両1の速度の条件が不成立となった場合や取得されたサンプルが所定範囲から外れた場合には、今回の学習を無効とし、前回の所定量を維持させてもよい。
また、上記実施形態において、スイッチモード時にアクセルがオンされた場合、マイナス駆動力を急激にリセットする態様に限らず、マイナス駆動力の時間変化が緩やかになるように徐々にリセットさせてもよい。
また、上記実施形態において、操作部として機能するパドルレバー20は、ブレーキペダルと並行して設けられてもよいし、ブレーキペダルに代えて設けられてもよい。
1 車両
10 モータ
12 車輪
18 ステアリングホイール
20 パドルレバー
22 パドルストロークセンサ
24 アクセルペダル
26 アクセルペダルセンサ
50 駆動力制御部

Claims (8)

  1. 操作部と、
    前記操作部の操作量である操作部操作量を検出する操作部センサと、
    自車両を減速させるマイナス駆動力を発生可能なモータと、
    前記操作部操作量に従った前記マイナス駆動力で前記モータに車輪を駆動させる駆動力制御部と、
    を備え、
    前記駆動力制御部は、前記操作部の初期位置からの前記操作部操作量の単位時間当たりの変化量である初期時間変化量に応じて前記マイナス駆動力を導出する車両の制御装置。
  2. 前記駆動力制御部は、前記初期時間変化量が所定量未満の場合、前記操作部が初期位置に戻されるまで、前記操作部操作量に従った前記マイナス駆動力を導出する請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量を検出するアクセルペダルセンサを備え、
    前記モータは、前記アクセル操作量に従って自車両を走行させるプラス駆動力を発生可能であり、
    前記駆動力制御部は、前記操作部操作量に従った前記マイナス駆動力と、前記アクセル操作量に従った前記プラス駆動力とを合計した総合駆動力で前記モータを駆動させる請求項1または2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記駆動力制御部は、前記操作部操作量が増加された場合、増加開始時の前記操作部操作量と前記操作部操作量が最大となる最大操作部操作量との間の前記操作部操作量が、増加開始時の前記マイナス駆動力と前記マイナス駆動力の絶対値が最大となる最大マイナス駆動力との間の前記マイナス駆動力に割り当てられた増加時割当情報に基づいて、前記マイナス駆動力を導出する請求項1から3のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  5. 前記駆動力制御部は、前記操作部操作量が減少された場合、減少開始時の前記操作部操作量と前記操作部が初期位置のときの前記操作部操作量との間の前記操作部操作量が、減少開始時の前記マイナス駆動力と前記操作部が初期位置のときの前記マイナス駆動力との間の前記マイナス駆動力に割り当てられた減少時割当情報に基づいて、前記マイナス駆動力を導出する請求項1から4のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  6. 前記駆動力制御部は、前記初期時間変化量が所定量以上の場合、前記マイナス駆動力の絶対値を所定値分だけ階段状に増加させる請求項1から5のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  7. 前記操作部は、ステアリングホイールの近傍に配置されるパドルレバーである請求項1から6のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  8. 操作部と、
    前記操作部の操作量である操作部操作量を検出する操作部センサと、
    自車両を減速させるマイナス駆動力を発生可能なモータと、
    前記操作部操作量に従った前記マイナス駆動力で前記モータに車輪を駆動させる駆動力制御部と、
    を備え、
    前記駆動力制御部は、前記操作部の初期位置からの前記操作部操作量の単位時間当たりの変化量である初期時間変化量に応じて前記マイナス駆動力を導出する車両。
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