JP5878430B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両駆動力を発生する駆動装置と、駆動装置の状態をユーザに知らせるためのランプとを備えた車両に関する。
車両の走行中に、エンジンなどを含む駆動装置を停止させる操作をユーザが誤って行なった場合には、ユーザがアクセルペダルを踏んでも駆動力を発生させることができない状態となってしまう。このような場合には、その後の走行を適切に行なうために、駆動装置の再起動を許容することが望まれる場合がある。
特開2004−92623号公報(特許文献1)は、車両走行中にエンジンが停止したときに変速機をニュートラル状態に自動的に切り換えてエンジンを再始動させる場合において、所定時間、アクセル開度を所定値以下に制限する技術を開示する。
特開2004−92623号公報 特開2007−23919号公報 特開2011−214485号公報 特開2004−169670号公報
駆動装置の停止後にユーザの再起動操作があっても再起動条件(たとえば車速が所定値未満であるという条件)が成立しないと駆動装置を再起動させない車両であると、ユーザの再起動操作から駆動装置が再起動するまでの間、ユーザが車両状態を把握できない可能性がある。
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って、その目的は、駆動装置の再起動前であっても、車両状態をユーザに知らせることである。
この発明に係る車両は、車両駆動力を発生する駆動装置と、駆動装置の状態をユーザに知らせるためのランプと、駆動装置およびランプの状態を制御する制御装置とを備える。制御装置は、駆動装置の停止中はランプを消灯させ、駆動装置の作動中はランプを点灯させ、駆動装置の起動準備中はランプを点滅させる。制御装置は、ランプの消灯中にユーザの起動操作があった場合にランプを点滅させ、ランプの点滅継続時間が所定時間を超える前は再起動条件が成立するまでランプの点滅を継続させ、点滅継続時間が所定時間を超えた後はランプを消灯させる。
好ましくは、制御装置は、点滅継続時間が所定時間を超える前に再起動条件が成立したときは、駆動装置を起動させてランプを点灯させる。
好ましくは、制御装置は、点滅継続時間が所定時間を超えた後にランプを消灯させた場合、再び起動操作がない限り駆動装置の起動を許容しない。
好ましくは、再起動条件は、車速がしきい車速未満であるという条件を含む。
好ましくは、駆動装置は、エンジンと、エンジンに結合されたモータと、モータとの間で電力を授受する電池とを備える。制御装置は、起動準備中にモータでエンジンをクランキングする。再起動条件は、電池の状態がモータによるクランキングが可能な状態であるという条件を含む。
本発明によれば、ランプの消灯中にユーザの起動操作があった場合にランプを点滅させ、点滅継続時間が所定時間を超えても再起動条件が成立しない場合はランプを消灯させる。そのため、駆動装置の再起動前であっても車両状態が再起動に適さない状態であることをユーザに知らせることができる。
車両の全体ブロック図である。 前進走行中にエンジンをクランキングする場合の共線図を示す図である。 再起動条件の一例を説明するための図である。 ECUの処理手順を示すフローチャートである。 Readyランプの状態変化の一例を示す図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
図1は、本実施の形態に従う車両1の全体ブロック図である。車両1は、駆動輪82を回転させて走行する。車両1は、車両駆動力を発生する駆動装置と、駆動装置を含む車両1の各機器を制御する電子制御装置(Electronic Control Unit、以下「ECU」という)1000とを備える。
車両1の駆動装置は、エンジン100と、第1MG(Motor Generator)200と、動力分割機構300と、第2MG400と、プロペラ軸(出力軸)560と、PCU(Power Control Unit)600と、バッテリ700と、SMR(System Main Relay)710とを含む。
エンジン100は、燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。エンジン100の動力は動力分割機構300に入力される。
動力分割機構300は、エンジン100から入力された動力を、出力軸560への動力と第1MG200への動力とに分割する。
動力分割機構300は、サンギヤ(S)310と、リングギヤ(R)320と、サンギヤ(S)310とリングギヤ(R)320とに噛合するピニオンギヤ(P)340と、ピニオンギヤ(P)340を自転かつ公転自在に保持しているキャリア(C)330とを有する遊星歯車機構である。キャリア(C)330はエンジン100のクランクシャフトに連結される。サンギヤ(S)310は第1MG200のロータに連結される。リングギヤ(R)320は出力軸560に連結される。
動力分割機構300が上述のように構成されることによって、サンギヤ(S)310の回転速度(=第1MG回転速度Nm1)、キャリア(C)330の回転速度(=エンジン回転速度Ne)、リングギヤ(R)320の回転速度(=第2MG回転速度Nm2、すなわち車速V)は、動力分割機構300の共線図上で直線で結ばれる関係(いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)になる。
第1MG200および第2MG400は、交流の回転電機であって、電動機としても発電機としても機能する。第2MG400のロータは、出力軸560に連結される。
出力軸560は、動力分割機構300を介して伝達されるエンジン100の動力、および第2MG400の動力の少なくともいずれかの動力によって回転する。出力軸560の回転力は減速機81を介して左右の駆動輪82に伝達される。これにより、車両1が走行される。
PCU600は、バッテリ700から供給される高電圧の直流電力を交流電力に変換して第1MG200および/または第2MG400に出力する。これにより、第1MG200および/または第2MG400が駆動される。また、PCU600は、第1MG200および/または第2MG400によって発電される交流電力を直流電力に変換してバッテリ700へ出力する。これにより、バッテリ700が充電される。
バッテリ700は、第1MG200および/または第2MG400を駆動するための高電圧(たとえば200V程度)の直流電力を蓄える二次電池である。バッテリ700は、代表的にはニッケル水素やリチウムイオンを含んで構成される。なお、バッテリ700に代えて、大容量のキャパシタも採用可能である。
SMR710は、バッテリ700とPCU600を含む電気システムとの接続状態を切り替えるためのリレーである。
さらに、車両1には、エンジン回転速度センサ10、出力軸回転速度センサ15、レゾルバ21,22、アクセルポジションセンサ31が備えられる。エンジン回転速度センサ10は、エンジン回転速度Neを検出する。出力軸回転速度センサ15は、出力軸560の回転速度Npを車速Vとして検出する。レゾルバ21,22は、それぞれ第1MG回転速度Nm1、第2MG回転速度Nm2を検出する。アクセルポジションセンサ31は、ユーザによるアクセルペダル操作量Aを検出する。これらの各センサは検出結果をECU1000に出力する。
さらに、車両1には、スタートスイッチ35が備えられる。スタートスイッチ35は、駆動装置を含む車両1の制御システム(以下、単に「車両システム」という)の制御状態の切替をユーザが要求するためのスイッチである。スタートスイッチ35は、ユーザによって押された場合、その旨を示す信号RをECU1000に出力する。
さらに、車両1には、Readyランプ36が備えられる。Readyランプ36は、車両システムの制御状態をユーザに認識させるための装置である。Readyランプ36は、電球あるいは発行ダイオードなどを含んで構成される。Readyランプ36の状態は、後述するように、車両システムの制御状態に応じて点灯、点滅、消灯のいずれかの状態に切り替えられる。なお、図1では、Readyランプ36とスタートスイッチ35とが別々に示されているが、これらを一体的に設けるようにしてもよい。
さらに、車両1には、監視ユニット37が備えられる。監視ユニット37は、バッテリ700の電圧VB、電流IB、温度TBなどを監視し、監視結果をECU1000に出力する。
ECU1000は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行する。ECU1000は、演算処理の結果に基づいて車両1に搭載される各機器を制御する。
ECU1000は、車両システムの制御状態に応じて、Readyランプ36の状態を切り替える。
車両システムが停止している状態(以下「Ready−OFF状態」という)である場合、ECU1000は、Readyランプ36を消灯させる。なお、Ready−OFF状態では、ユーザがアクセルペダルを操作しても駆動装置から駆動力は発生されない。車両システムが作動している状態(以下「Ready−ON状態」という)である場合、ECU1000は、Readyランプ36を点灯させる。なお、Ready−ON状態では、アクセルペダル操作に応じて駆動装置から駆動力が発生される。車両システムの起動を準備している状態(以下、「移行準備状態」という)である場合、ECU1000は、Readyランプ36を点滅させる。ユーザは、Readyランプ36の状態(点灯、消灯、点滅)を確認することによって、車両システムの制御状態を認識することができる。
以下の説明では、Ready−ON状態での車両停止時にユーザがスタートスイッチ35を押す操作を「通常停止操作」と称し、Ready−ON状態での車両走行時にユーザがスタートスイッチ35を押す操作を「緊急停止操作」と称し、Ready−OFF状態でユーザがスタートスイッチ35を押す操作を「起動操作」と称する。なお、本実施の形態では、緊急停止操作、通常停止操作および起動操作が共通のスタートスイッチ35で行われるが、たとえば、各操作ごとに別々のスイッチを設けるようにしてもよいし、緊急停止操作のみ専用のスイッチを設けるようにしてもよい。
ECU1000は、Ready−OFF状態で起動操作があった場合に、車両システムの制御状態を移行準備状態に遷移させる。
移行準備状態では、ECU1000は、再起動条件の成否を判定する。「再起動条件」とは、車両1の状態が車両システムの起動(Ready−OFF状態からReady−ON状態への移行)に適した状態であるか否かを判定するための条件である。再起動条件については後に詳述する。
再起動条件が成立すると、ECU1000は、再起動処理を行なう。この再起動処理には、第1MG200から正方向のクランキングトルクを発生させてエンジン100をクランキングする処理が含まれる。
図2は、前進走行中にエンジン100をクランキングする場合の共線図を示す。図2に示すように、ECU1000は、第1MG200から正方向のクランキングトルクを発生させてエンジン100をクランキングする。この際、第1MG回転速度Nm1が正の値である場合は、ECU1000は、バッテリ700から放電させて第1MG200を力行状態に制御することで、第1MG200から正方向のクランキングトルクを発生させる。一方、第1MG回転速度Nm1が負の値である場合は、ECU1000は、第1MG200を回生状態に制御することで、第1MG200から正方向のクランキングトルクを発生させる。なお、第1MG200が発電した回生電力はバッテリ700に充電される。
クランキングによってエンジン100が始動すると、再起動処理が完了する。再起動処理が完了すると、ECU1000は、車両システムの制御状態を移行準備状態からReady−ON状態に遷移させる。これにより、Ready−ON状態への移行が完了する。このように、本実施の形態においては、Ready−OFF状態で起動操作があった場合、移行準備状態に遷移され、この移行準備状態での再起動処理が完了した後に、Ready−ON状態に移行される。
以上のような構成を有する車両1において、車両走行中に緊急停止操作によってReady−OFF状態となった場合、その後にユーザが起動操作をしても、車両1の状態によっては再起動条件が成立せず、直ぐにはReady−ON状態に移行させることができない場合がある。
図3は、再起動条件の一例を説明するための図である。車両走行中にReady−OFF状態となると、エンジン100が停止されエンジン回転速度Neが0に低下する。一方、車両1は惰性で走行するため、車速Vはしばらくの間は維持される。動力分割機構300の共線図の関係により、Ne=0である場合、車速Vが高いほど第1MG200およびピニオンギヤ(P)340の回転速度の絶対値が大きくなる。そして、図3に示すように、車速Vがしきい車速V0を超える状態では、第1MG200が過回転状態となり通常制御領域を超えてしまう。そのため、車速Vがしきい車速V0未満に低下してからでないと、第1MG200によるクランキングを実施することができない。この点を考慮し、本実施の形態における再起動条件には、車速Vがしきい車速V0未満であるという条件(以下「第1条件」ともいう)が含まれる。
また、クランキングによる第1MG200の発電量あるいは消費電力量がバッテリ700の充放電許容量を超えるような場合にも、第1MG200によるクランキングを実施することができない。バッテリ700の充放電許容量は、バッテリ700の残存容量SOCや温度TBに応じて変化する。この点を考慮し、本実施の形態における再起動条件には、上述の第1条件に加えて、バッテリ700の状態(残存容量SOCや温度TB)が第1MG200によるクランキングが可能な状態である(クランキングによる第1MG200の発電量あるいは消費電力量を授受可能な状態である)という条件(以下「第2条件」ともいう)が含まれる。したがって、第1条件および第2条件の双方が成立した場合に、再起動条件が成立する。なお、上述した第1条件、第2条件は、あくまで例示であって、必要に応じて修正、削除、追加するようにしてもよい。
このように、Ready−OFF状態で起動操作があっても、車両1の状態(車速V、残存容量SOC、温度TBなど)によっては再起動条件が成立しないため、移行準備状態(Readyランプ36の点滅状態)が継続されることになる。このような場合において、仮に再起動条件が成立した時点で自動的に再起動処理を行なってReady−ON状態に移行させるような仕様に設定すると、再起動条件が成立するまでReadyランプ36の点滅状態が継続されたままとなり、ユーザはReady−ON状態になるのを待ち続けることになる。Ready−ON状態になるのを待つ間、ユーザは、車両1の状態を把握することができない。
そこで、本実施の形態によるECU1000は、Readyランプ36の消灯中にユーザの起動操作があった場合、Readyランプ36を点滅させて移行準備状態に遷移させるとともに、Readyランプ36の点滅が継続している時間(以下、「点滅継続時間T」という)の計測を開始する。そして、ECU1000は、点滅継続時間Tが所定時間T0を超える前は再起動条件が成立するまでReadyランプ36の点滅を継続させ、点滅継続時間Tが所定時間T0を超えても再起動条件が成立しない場合にはReadyランプ36を消灯させてReady−OFF状態に戻す。Ready−OFF状態に戻った後は、再び起動操作がない限り再起動を行なわないようにする。
図4は、上述の制御を実現するためのECU1000の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
S10にて、ECU1000は、Readyランプ36が点灯しているか否か(すなわちReady−ON状態であるか否か)を判定する。また、S11にて、ECU1000は、Readyランプ36が消灯しているか否か(すなわちReady−OFF状態であるか否か)を判定する。
Readyランプ36が点灯している場合(S10にてYES)、ECU1000は、処理をS12に移し、Readyランプ36を点灯状態に維持する。
Readyランプ36が消灯している場合(S10にてNOかつS11にてYES)、ECU1000は、処理をS13に移し、起動操作の有無を判定する。起動操作がない場合(S13にてNO)、ECU1000は、処理をS14に移し、Readyランプ36を消灯状態に維持する。一方、起動操作があった場合(S13にてYES)、ECU1000は、処理をS14に移し、Readyランプ36を点滅させる。この際、車両システムの制御状態は移行準備状態に遷移される。
Readyランプ36が点滅している場合(S10にてNOかつS11にてNO)、ECU1000は、処理をS16に移し、点滅継続時間Tが所定時間T0を超えたか否かを判定する。
点滅継続時間Tが所定時間T0を超えていない場合(S16にてNO)、ECU1000は、処理をS17に移し、再起動条件の成否を判定する。再起動条件が成立していない場合(S17にてNO)、ECU1000は、処理をS15に移し、Readyランプ36を点滅状態に維持する。
再起動条件が成立した場合(S17にてYES)、ECU1000は、処理をS18に移し、再起動処理を行なう。この再起動処理でエンジン100のクランキングが行なわれる。その後、ECU1000は、処理をS19に移し、再起動処理が完了したか否かを判定する。
再起動処理が完了していない場合(S19にてNO)、ECU1000は、処理をS15に移し、Readyランプ36を点滅状態に維持する。再起動処理が完了した場合(S19にてYES)、ECU1000は、処理をS12に移し、Readyランプ36を点灯させる。
一方、点滅継続時間Tが所定時間T0を超えた場合(S16にてYES)、ECU1000は、処理をS20に移し、Readyランプ36を消灯させる。これにより、再び起動操作がない限り、自動での再起動は行なわれないようになる。
図5は、Ready−OFF状態での車両走行中にユーザが起動操作を行なった場合のReadyランプ36の状態変化の一例を示す図である。
時刻t1以前は、Ready−OFF状態であり、Readyランプ36は消灯状態となる。
時刻t1にて起動操作があると、Readyランプ36は点滅し始めるとともに、点滅継続時間Tの計測が開始される。
時刻t1以降、車速Vが徐々に低下しているが、点滅継続時間Tが所定時間T0となる時刻t2までの間に車速Vがしきい車速V0未満となることはなく、再起動条件は成立しない。そのため、時刻t1から時刻t2までの間、Readyランプ36は点滅状態に維持される。
そして、点滅継続時間Tが所定時間T0となる時刻t2にて、Readyランプ36は消灯される。これにより、再起動条件が成立していないこと(車速Vがしきい車速V0よりも高く車両システムの再起動に適していないこと)をユーザに知らせることができる。
その後は、ユーザの起動操作で再起動が行なわれる。すなわち、その後の時刻t3にて、車速Vがしきい車速V0まで低下して再起動条件が成立したとしても、ユーザが再び起動操作をしない限り、Ready−ON状態に移行されることはない。
なお、図5に示す比較例では、再起動条件が成立する時刻t3までReadyランプ36の点滅を継続させ、再起動条件が成立する時刻t3にて自動で再起動処理を行なってReady−ON状態に移行させ、Readyランプ36を点灯させている。このような仕様に設定すると、再起動条件が成立する時刻t3までReadyランプ36の点滅状態が継続されたままとなり、ユーザはReady−ON状態になるのを待ち続けることになってしまう。本発明では、このような問題を解消することができる。
以上のように、本実施の形態によるECU1000は、Readyランプの消灯中に起動操作があった場合、Readyランプを所定時間T0だけ点滅させ、所定時間T0を超えても再起動条件が成立していない場合はReadyランプを消灯させる。そのため、車両システムの再起動前であっても、再起動条件が成立していないこと(車両1の状態が再起動に適さない状態であること)をユーザに知らせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 車両、10 エンジン回転速度センサ、15 出力軸回転速度センサ、21,22 レゾルバ、31 アクセルポジションセンサ、35 スタートスイッチ、36 Readyランプ、37 監視ユニット、81 減速機、82 駆動輪、100 エンジン、200 第1MG、300 動力分割機構、400 第2MG、560 出力軸、700 バッテリ、1000 ECU。

Claims (4)

  1. 車両駆動力を発生する駆動装置と、
    前記駆動装置の状態をユーザに知らせるためのランプと、
    前記駆動装置および前記ランプの状態を制御する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記駆動装置の停止中は前記ランプを消灯させ、前記駆動装置の作動中は前記ランプを点灯させ、前記駆動装置の起動準備中は前記ランプを点滅させ、
    前記制御装置は、前記ランプの消灯中にユーザの起動操作があった場合に前記ランプを点滅させ、前記ランプの点滅継続時間が所定時間を超える前は再起動条件が成立するまで前記ランプの点滅を継続させ、前記点滅継続時間が前記所定時間を超えた後は前記ランプを消灯させ
    前記制御装置は、前記点滅継続時間が前記所定時間を超えた後に前記ランプを消灯させた場合、再び前記起動操作がない限り前記駆動装置の起動を許容しない、車両。
  2. 前記制御装置は、前記点滅継続時間が前記所定時間を超える前に前記再起動条件が成立したときは、前記駆動装置を起動させて前記ランプを点灯させる、請求項1に記載の車両。
  3. 前記再起動条件は、車速がしきい車速未満であるという条件を含む、請求項1または2に記載の車両。
  4. 前記駆動装置は、
    エンジンと、
    前記エンジンに結合されたモータと、
    前記モータとの間で電力を授受する電池とを備え、
    前記制御装置は、前記起動準備中に前記モータで前記エンジンをクランキングし、
    前記再起動条件は、前記電池の状態が前記モータによる前記クランキングが可能な状態であるという条件を含む、請求項1または2に記載の車両。
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