JP6186619B2 - 電動車両のストップランプ点灯制御装置 - Google Patents
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Description
電気式回生制動装置は、運転者がアクセルペダルの操作をやめアクセル開度が全閉になったときに、車輪の駆動力によりモータが回転し発電機として機能するように、回路切替をして制動力を発生するものである(例えば、特許文献1参照)。なお回生制動により発生した電力はバッテリに充電される。
減速度と点灯要件の関係は以下の通りである。
(1)減速度が−0.7m/s2以下の場合 :点灯禁止
(2)減速度が−0.7m/s2を上回り、−1.3m/s2以下の場合:点灯任意
(3)減速度が−1.3m/s2を上回る場合 :点灯義務
改正された法規は、平成26年1月30日以降に新たに型式の指定等を受ける自動車に適用される。
なお、本明細書では、減速度の数値にマイナス符号「−」を付し、減速度の大小を表すときには、減速度の絶対値が大きい方を、減速度が大きいとして表す。例えば、減速度−0・7m/s2に対して、減速度−1.3m/s2の方が、減速度が大きい。
これに合わせ、後述する回生トルクは、回生トルクの数値にマイナス符号「−」を付し、回生トルクの大小を表すときには、回生トルクの絶対値が大きい方を、回生トルクが大きいとして表す。例えば、回生トルク−20Nmに対して、回生トルク−60Nmの方が、回生トルクが大きい。
電気式回生制動装置を備えた電動車両のストップランプ点灯制御装置であって、
前記電動車両の重量が空車重量であるとして演算をすることにより、予め規定されているストップランプ点灯減速度閾値を車速ごとのストップランプ点灯回生トルク閾値に換算するストップランプ点灯回生トルク閾値演算部と、
前記電動車両の重量が車両総重量であるとして演算をすることにより、予め規定されているストップランプ消灯減速度閾値を車速ごとのストップランプ消灯回生トルク第1閾値に換算するストップランプ消灯回生トルク第1閾値演算部と、
換算された前記ストップランプ点灯回生トルク閾値及び前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値を基に、前記ストップランプ点灯回生トルク閾値よりも小さく且つ前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値よりも大きいストップランプ消灯回生トルク第2閾値を演算するストップランプ消灯回生トルク第2閾値演算部と、
前記電動車両の走行状態から発せられる回生トルク信号で示す回生トルクの値がそのときの車速に対応する前記ストップランプ点灯回生トルク閾値を上回るとストップランプを点灯し、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値がそのときの車速に対応する前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値以下になると前記ストップランプを消灯し、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値がそのときの車速に対応する前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値以下になった状態が予め決めた一定時間を上回って継続すると前記ストップランプを消灯する制御をするストップランプ点灯判定部と、
を有することを特徴とする。
前記ストップランプ点灯回生トルク閾値と前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値の差の絶対値は、前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値と前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値の差の絶対値よりも小さいことを特徴とする。
前記ストップランプ点灯判定部は、
前記ストップランプが点灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ点灯回生トルク閾値以下に推移した場合には、前記ストップランプの点灯状態を維持し、
前記ストップランプが消灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値を上回るように推移した場合には、前記ストップランプの消灯状態を維持する、
ことを特徴とする。
前記一定時間は車速に応じて可変となっていることを特徴とする。
前記ストップランプ点灯回生トルク閾値と前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値の差の絶対値は、車速に応じて可変となっていることを特徴とする。
したがって、上記の改正法規を遵守しつつ、後続車に対して煩わしさを感じさせることなく充分な注意喚起ができるようにストップランプの点灯又は消灯制御をすることができる。
以下の実施例においては、電気式回生制動装置を備えている電気自動車を例示して説明するが、本発明は、電気式回生制動装置を備えているハイブリッド車やプラグインハイブリッド車にも適用可能である。
また、制御原理を先に説明し、その後に、この制御原理を適用した具体的な実施例を説明する。
先ず初めに、本実施例の制御原理を説明する。
改正された法規を示す図3のデータマップを基に点灯又は消灯制御をしようとした場合には、車速がどのようなものであっても、減速度が−1.3m/s2を上回るとストップランプを点灯させ、減速度が−0.7m/s2以下になるとストップランプを消灯させることになる。
更に走行時において車速と回生トルクを求め、その車速での回生トルクが、その車速におけるストップランプ点灯回生トルク閾値を上回るとストップランプを直ちに点灯させ、その車速におけるストップランプ消灯回生トルク第1閾値以下になるとストップランプを直ちに消灯し、その車速におけるストップランプ消灯回生トルク第2閾値以下になった状態が一定時間を越えて継続するとストップランプを消灯するように制御するものである。
即ち、本実施例では、点灯又は消灯制御の判断基準を、減速度の値ではなく回生トルクの値を採用して点灯又は消灯制御をするようにした。
回生トルク=f(減速度、車速、走行抵抗係数、車両重量、ギア比、車輪半径)
という関係式が成立する。
また、「ストップランプ消灯減速度閾値」に対応する回生トルク値である「ストップランプ消灯回生トルク第1閾値」は、減速度であるストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)と、車速と、走行抵抗係数と、車両重量と、ギア比と、車輪半径が分れば決定できる。これにより、ストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)を、各車速における回生トルク値であるストップランプ消灯回生トルク第1閾値(Nm)に換算することができる。
ストップランプ消灯回生トルク第2閾値(Nm)は、上記のようにして換算演算して求めたストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)とストップランプ消灯回生トルク第1閾値(Nm)を基に、演算して求めることができる。
・減速度・・・・・ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)またはストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)。
・車速・・・・・車輪速センサ7より得られる車輪速信号S2を基に車速演算部8により演算される値。
・走行抵抗係数・・試験によって予め計測した値。
・車両重量・・・・仕様によって規定されている空車重量(CW:curb weight)または車両総重量(GVW:gross vehicle weight)。
・ギア比・・・・・仕様によって規定されている値。
・車輪半径・・・仕様によって規定されている値。
なお車両重量は、乗員や荷物によって変動することを考慮し、ここでは、最小重量となる空車重量と、最大重量となる車両総重量を採用した。
ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)をストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図4に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONである。
ストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)をストップランプ消灯回生トルク第1閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ消灯回生トルク第1閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図4に示すストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLCOFFである。
ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCON及びストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLCOFFは、車速が増加していくにつれて次第に小さくなる。これは、車速、走行抵抗係数から決定される走行抵抗が、車速が速くなるにつれて大きくなるからである。
ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)をストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図5に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLGONである。
ストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)をストップランプ消灯回生トルク第1閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ消灯回生トルク第1閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図5に示すストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFFである。
ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLGON及びストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFFは、車速が増加していくにつれて次第に小さくなる。これは、車速、走行抵抗係数から決定される走行抵抗が、車速が速くなるにつれて大きくなるからである。なお、車速v、走行抵抗係数a,b、走行抵抗Rとすると、走行抵抗Rは次式から求められる。
R=a×v2+b
更に本実施例では、ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONよりも小さく且つストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFFよりも大きい、ストップランプ消灯回生トルク第2閾値ラインLOFF2を設定している。
つまり、本実施例では、図6に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONとストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFF及びストップランプ消灯回生トルク第2閾値ラインLOFF2を用いて、ストップランプの点灯又は消灯制御をする。
本実施例では、回生トルクがストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONを上回った場合に、ストップランプを直ちに点灯させるように制御をする。このようにすれば、車両重量が空車重量(CW)のときはもちろん車両総重量(GVW)のときでも、換言すると車両重量が空車重量(CW)から車両総重量(GVW)までのいかなる車両重量であっても、法規を遵守しつつストップランプを適正に点灯させることができる。
本実施例では、回生トルクがストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFF以下になった場合に、ストップランプを直ちに消灯させるように制御をする。このようにすれば、車両重量が車両総重量(GVW)のときはもちろん空車重量(CW)のときでも、換言すると車両重量が車両総重量(GVW)から空車重量(CW)までのいかなる車両重量であっても、法規を遵守しつつストップランプを適正に消灯させることができる。
上述した制御原理を適用した具体的な実施例を、図1を参照しつつ説明する。
図1は、本実施例の電動車両のストップランプ点灯制御装置を搭載した電気自動車1である。この電気自動車1は、車輪2、ストップランプ3、駆動用のモータ4等を備えている。
アクセルペダル5にはアクセルポジションセンサ6が配置されており、アクセルポジションセンサ6はアクセルペダル開度を示すアクセル開度信号S1を出力する。車輪2には車輪速センサ7が配置されており、車輪速センサ7は車輪速を示す車輪速信号S2を出力する。車速演算部8は、車輪速信号S2を基に、車速を示す車速信号S3を出力する。
トルク演算部9が回生トルク信号Tgを出力するときには、アクセル開度信号S1で示すアクセル開度が全閉になっており、トルク演算部9は回生制動を行うために必要な回路切替のための制御を行う。
モータ4は、回生トルク信号Tgを受けると、回生トルク信号Tgで示す回生トルクを発生するように発電制動をし、車輪2に制動力を付与する。アクセル全閉によってモータ4から発生される回生トルクは、ガソリンエンジンのエンジンブレーキに相当するように設定されているため、基本的には車速が小さくなるにしたがって減少する。
・走行抵抗係数(試験によって予め計測した値)
・空車重量(仕様によって規定されているCW:curb weight)
・車両総重量(仕様によって規定されているGVW:gross vehicle weight)
・ギア比(仕様によって規定されている値)
・車輪半径(仕様によって規定されている値)
このようにして演算して求めたストップランプ点灯回生トルク閾値PONは、図6に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCON上の値であり、演算時点の車速(図6の横軸)に応じた所定の減速度を発生するために必要な回生トルク値(図6の縦軸)を表す。
このようにして演算して求めたストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1は、図6に示すストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFF上の値であり、演算時点の車速(図6の横軸)に応じた所定の減速度を発生するために必要な回生トルク値(図6の縦軸)を表す。
ストップランプ消灯回生トルク第2閾値演算部12bは、予め決めた一定クロックごとに、入力されたストップランプ点灯回生トルク閾値PONとストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1を基に、ストップランプ点灯回生トルク閾値PONよりも小さくストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1よりも大きいストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2を演算する。この場合、ストップランプ点灯回生トルク閾値PONとストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2との差の絶対値が、ストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1とストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2との差の絶対値よりも小さくなるような演算(例えば演算関数を用いた演算)をする。
このようにして取り込んだ、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値と、ストップランプ点灯回生トルク閾値PON,ストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1及びストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2とを、予め決めた一定クロックごとに比較判定する。
また、ストップランプ点灯判定部13には、予め決めた「一定時間」が設定されている。
また、ストップランプ点灯判定部13は、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値がストップランプ点灯回生トルク閾値PONを上回ってストップランプ3が一旦点灯した状態で、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1以下になってストップランプ3が消灯した後に、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が増加してきてストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1を上回るよう推移したときには、ストップランプ3の消灯状態を維持する。
回生トルクの値が、ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONを上回って点灯状態になった後に、運転者がアクセルペダルを踏んで電気自動車1を加速走行させた場合、回生トルクの値は短時間でストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFF以下になる。
このような場合には、第1の消灯制御により、回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFF以下になった時点でストップランプ3を直ちに消灯させることができる。このような運転状態では、運転者の加速意思に応じて、ストップランプ3を消灯することができ、法規を遵守した消灯制御を行うことができる。
回生トルクの値が、ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONを上回って点灯状態になった後に、回生トルクの値が減少してきて、ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCON以下になったときに、運転者がアクセルペダルを踏まないまま電気自動車1を惰性走行させた場合、回生トルクの値はなかなかストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFF以下にならない。
このような状態のとき、仮に第2の消灯制御を行わないとすると、ストップランプ3が点灯した状態が長時間にわたり継続し、後続車の運転者が、煩わしさを感じてしまう恐れがある。
そこで、第2の消灯制御を行い、回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク第2閾値ラインLOFF2以下になった状態が予め決めた一定時間を越えて継続したら、ストップランプ3を消灯させている。これにより、後続車に対して煩わしさを感じさせることなく、且つ、法規を遵守して、消灯制御をすることができる。
また、ストップランプ点灯回生トルク閾値PONとストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2との差の絶対値が、ストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1とストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2との差の絶対値よりも小さくなるように演算されることから、ストップランプ3が点灯状態になってから第2の消灯制御を行うタイミングをより早めることができ、後続車が感じる煩わしさをより低減できる。
・回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が、図6に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONを上回ったら、ストップランプ3を直ちに点灯し、
・回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が、図6に示すストップランプ消灯回生トルク第1閾値ラインLGOFF以下になったら、ストップランプ3を直ちに消灯し、
・回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が図6に示すストップランプ消灯回生トルク第2閾値ラインLOFF2以下になった状態が、予め決めた一定時間を越えて継続すると、ストップランプ3を消灯する。
これにより、車速が大きくなるほどストップランプ3の点灯状態が維持されにくい傾向となり、高速域においてユーザーが違和感を覚えない範囲内で、後続車にストップランプ3の点灯による煩わしさを感じさせることなく注意を促すことができる。
これにより、車速が大きくなるほどストップランプ3が点灯状態になってから第2の消灯制御を行うタイミングを早めることができるので、ストップランプ3の点灯状態が維持されにくい傾向となり、高速域においてユーザーが違和感を覚えない範囲内で、後続車にストップランプ3の点灯による煩わしさを感じさせることなく注意を促すことができる。
このとき、回生トルクの値がストップランプ点灯回生トルク閾値PONを上回るか否かを判定する(ステップ2)。なお、ストップランプ点灯回生トルク閾値PONは、車両重量が空車重量であるとして、ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)を換算演算して求めたものである。
ステップ2において、回生トルクの値がストップランプ点灯回生トルク閾値PONを上回らない場合には、ステップ1に戻る。
車両が減速することに応じて、回生トルクが減少してくる(ステップ5)。
ステップ8において、回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1以下にならない場合には、ステップ4またはステップ9に戻る。
例えば、上述した実施形態では、ストップランプ消灯減速度閾値を−0.7m/s2、ストップランプ点灯減速度閾値を−1.3m/s2として説明したが、これらの値は用途に応じて変更してもよい。
また例えば、上述した実施形態では、ストップランプ点灯回生トルク閾値PONとストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2との差の絶対値が、ストップランプ消灯回生トルク第1閾値POFF1とストップランプ消灯回生トルク第2閾値POFF2との差の絶対値よりも小さくなるように演算されるものとしたが、これに限られず、これらの差の絶対値の大小は用途に応じて変更してもよい。
2 車輪
3 ストップランプ
4 モータ
5 アクセルペダル
6 アクセルポジションセンサ
7 車輪速センサ
8 車速演算部
9 トルク演算部
10 記憶部
11 ストップランプ点灯回生トルク閾値演算部
12a ストップランプ消灯回生トルク第1閾値演算部
12b ストップランプ消灯回生トルク第2閾値演算部
13 ストップランプ点灯判定部
S1 アクセル開度信号
S2 車輪速信号
S3 車速信号
Td 要求トルク信号
Tg 回生トルク信号
PON ストップランプ点灯回生トルク閾値
POFF1 ストップランプ消灯回生トルク第1閾値
POFF2 ストップランプ消灯回生トルク第2閾値
LCON,LGON ストップランプ点灯回生トルク閾値ライン
LCOFF,LGOFF ストップランプ消灯回生トルク第1閾値ライン
LOFF2 ストップランプ消灯回生トルク第2閾値ライン
Claims (5)
- 電気式回生制動装置を備えた電動車両のストップランプ点灯制御装置であって、
前記電動車両の重量が空車重量であるとして演算をすることにより、予め規定されているストップランプ点灯減速度閾値を車速ごとのストップランプ点灯回生トルク閾値に換算するストップランプ点灯回生トルク閾値演算部と、
前記電動車両の重量が車両総重量であるとして演算をすることにより、予め規定されているストップランプ消灯減速度閾値を車速ごとのストップランプ消灯回生トルク第1閾値に換算するストップランプ消灯回生トルク第1閾値演算部と、
換算された前記ストップランプ点灯回生トルク閾値及び前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値を基に、前記ストップランプ点灯回生トルク閾値よりも小さく且つ前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値よりも大きいストップランプ消灯回生トルク第2閾値を演算するストップランプ消灯回生トルク第2閾値演算部と、
前記電動車両の走行状態から発せられる回生トルク信号で示す回生トルクの値がそのときの車速に対応する前記ストップランプ点灯回生トルク閾値を上回るとストップランプを点灯し、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値がそのときの車速に対応する前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値以下になると前記ストップランプを消灯し、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値がそのときの車速に対応する前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値以下になった状態が予め決めた一定時間を越えて継続すると前記ストップランプを消灯する制御をするストップランプ点灯判定部と、
を有することを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。 - 請求項1において、
前記ストップランプ点灯回生トルク閾値と前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値の差の絶対値は、前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値と前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値の差の絶対値よりも小さいことを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記ストップランプ点灯判定部は、
前記ストップランプが点灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ点灯回生トルク閾値以下に推移した場合には、前記ストップランプの点灯状態を維持し、
前記ストップランプが消灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ消灯回生トルク第1閾値を上回るように推移した場合には、前記ストップランプの消灯状態を維持する、
ことを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項において、
前記一定時間は車速に応じて可変となっていることを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。 - 請求項2から請求項4のいずれか一項において、
前記ストップランプ点灯回生トルク閾値と前記ストップランプ消灯回生トルク第2閾値の差の絶対値は、車速に応じて可変となっていることを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。
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