JP6783696B2 - 自動車 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、２つのアクセルポジションセンサを有する自動車に関する。
従来、この種の自動車としては、メインとサブの２つのアクセルポジションセンサを有し、メインのアクセルポジションセンサに故障が生じているときにサブのアクセルポジションセンサが正常であるときには、アクセル開度の上限値として第１閾値を用いるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、メインのアクセルポジションセンサが故障しているときにサブのアクセルポジションセンサに異常が生じているときには、アクセル開度の上限値として第１閾値より小さい第２閾値を用いる。これにより、走行状態に応じた適切な退避走行を可能としている。
特開２０１２−１１７３７７号公報
しかしながら、上述の自動車では、メインのアクセルポジションセンサに故障が生じているときにサブのアクセルポジションセンサによるアクセル開度により走行する際、アクセル開度の上限値として第１閾値が用いられるため、アクセル開度が第１閾値のときの駆動力と走行抵抗が釣り合う車速になると、それ以上は加速できなくなってしまう。
本発明の自動車は、２つのアクセルポジションセンサのうちの一方に故障が生じているときでも、安定走行性を確保しつつ高車速で走行することができるようにすることを主目的とする。
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の自動車は、
アクセル開度を検出する２つのアクセルポジションセンサと、
前記２つのアクセルポジションセンサからのアクセル開度に基づいて駆動制御を行なう制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、前記２つのアクセルポジションセンサのうちの一方のアクセルポジションセンサに故障が生じているときには、前記２つのアクセルポジションセンサのうちの他方のアクセルポジションセンサからのアクセル開度に対して車速が大きいほど大きくなる傾向のアクセル開度上限による制限を課して前記駆動制御を行なう、
ことを要旨とする。
この本発明の自動車では、２つのアクセルポジションセンサのうちの一方のアクセルポジションセンサに故障が生じているときには、２つのアクセルポジションセンサのうちの他方のアクセルポジションセンサからのアクセル開度に対して車速が大きいほど大きくなる傾向のアクセル開度上限による制限を課し、得られるアクセル開度に基づいて駆動制御を行なう。アクセル開度上限による制限を課すことによって安定走行性を確保することができ、アクセル開度上限を車速が大きいほど大きくなる傾向とすることによって高車速により走行することができる。これらの結果、２つのアクセルポジションセンサのうちの一方に故障が生じているときでも、安定走行性を確保しつつ高車速で走行することができる。
こうした本発明の自動車において、前記アクセル開度上限は、少なくとも第１所定車速以上であって第２所定車速未満の比較的低車速では一定値であるものとしてもよい。こうすれば、比較的低車速における旋回時などの走行安定性をより確実に確保することができる。
また、本発明の自動車において、前記アクセル開度上限は、車速を検出する車速センサに故障が生じているときには、予め定められた最高車速以上の領域では値０であるものとしてもよい。こうすれば、車速センサの故障により車速が高車速であると誤検出したときに対処することができる。
本発明の自動車において、前記アクセル開度上限は、安全に加速することができる加速度の上限として予め定められた安全加速度限界に相当するアクセル開度以下であるものとしてもよい。こうすれば、安全加速度の範囲で走行することができる。ここで、安全に加速することができる加速度としては、故障判定がされていないアクセルポジションセンサにも異常が生じ、意図しないアクセル開度になったとしても、ドライバーが安全に対処できる範囲内の加速度を意図している。
本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット５０により実行されるアクセル開度設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 アクセル開度上限設定用マップの一例を示す説明図である。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図１に示すように、モータ３０と、インバータ４０と、バッテリ４２と、電子制御ユニット５０とを備える。
モータ３０は、例えば同期発電電動機として構成されており、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ４０は、モータ３０と接続されると共に電力ライン４４を介してバッテリ４２と接続されている。モータ３０は、電子制御ユニット５０によって、インバータ４０の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。バッテリ４２は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン４４を介してインバータ４０と接続されている。
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４，データを一時的に記憶するＲＡＭ５６，データを記憶保持する不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ５８，入出力ポート，通信ポートなどを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３０ａからのモータ３０の回転位置θｍや、モータ３０の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗなどを挙げることができる。また、バッテリ４２の端子間に設置された電圧センサからのバッテリ４２の電圧Ｖｂや、バッテリ４２の出力端子に取り付けられた電流センサからのバッテリ４２の電流Ｉｂなども挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。加えて、アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するメインアクセルペダルポジションセンサ６４ａ及びサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂからのアクセル開度Ａｃｃ（１），Ａｃｃ（２）、ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ６８からの車速Ｖなども挙げることができる。電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ４０の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などを挙げることができる。電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３０ａからのモータ３０のロータの回転位置θｍに基づいてモータ３０の角速度ωｍや回転数Ｎｍを演算したり、電流センサからのバッテリ４２の電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ４２の蓄電割合ＳＯＣを演算したりしている。なお、バッテリ４２の蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ４２の全容量に対するバッテリ４２から放電可能な電力の容量の割合である。
こうして構成された実施例の電気自動車２０は、電子制御ユニット５０により運転者の操作に基づいて駆動制御を実行することにより走行する。駆動制御は、基本的には、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｐ＊を設定し、設定した要求トルクＴｐ＊をモータ３０の最大許容出力Ｔｌｉｍで制限（上限ガード）してモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ４０の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なわれる。
実施例の電気自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃは図２に例示するアクセル開度設定ルーチンにより設定される。このルーチンは、電子制御ユニット５０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎や数十ｍｓｅｃ毎）に実行される。
アクセル開度設定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、メインアクセルペダルポジションセンサ６４ａやサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂに異常（故障）が生じているか否かを判定する（ステップＳ１００〜Ｓ１３０）。メインアクセルポジションセンサ６４ａやサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂに異常が生じているか否かの判定は、周知の異常診断（故障診断）による結果としての異常判定フラグの値を読み込むことにより行なうことができる。
ステップＳ１００，Ｓ１２０でメインアクセルペダルポジションセンサ６４ａにもサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂにも異常（故障）が生じていないと判定したときには、通常処理によりアクセル開度Ａｃｃを設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。通常処理としては、例えば、メインアクセルペダルポジションセンサ６４ａからのアクセル開度Ａｃｃ（１）とサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂからのアクセル開度Ａｃｃ（２）との平均値をアクセル開度Ａｃｃとして設定する処理や、メインアクセルペダルポジションセンサ６４ａからのアクセル開度Ａｃｃ（１）をアクセル開度Ａｃｃとして設定する処理などを挙げることができる。
ステップＳ１００，Ｓ１１０でメインアクセルペダルポジションセンサ６４ａにもサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂにも異常（故障）が生じていると判定したときには、アクセルレス走行処理に移行し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。アクセルレス走行処理としては、例えば、所定車速（例えば車速が数ｋｍ／ｈ）で走行する処理などを挙げることができる。
ステップＳ１００〜Ｓ１２０でメインアクセルペダルポジションセンサ６４ａには異常（故障）は生じていないがサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂには異常（故障）が生じていると判定したときには、メインアクセルペダルポジションセンサ６４ａからのアクセル開度Ａｃｃ（１）をアクセル開度Ａｃｃに設定する（ステップＳ１５０）。逆に、メインアクセルペダルポジションセンサ６４ａには異常（故障）が生じているがサブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂには異常（故障）が生じていないと判定したときには、サブアクセルペダルポジションセンサ６４ｂからのアクセル開度Ａｃｃ（２）をアクセル開度Ａｃｃに設定する（ステップＳ１６０）。
続いて、設定したアクセル開度Ａｃｃから前回このルーチンが実行されたときに設定されたアクセル開度Ａｃｃ（以下、前回アクセル開度Ａｃｃという。）を減じてアクセル開度変化量ΔＡｃｃを計算し（ステップＳ１７０）、アクセル開度変化量ΔＡｃｃがレート値Ａｒｔより大きいか否かを判定する（ステップＳ１８０）。レート値Ａｒｔは、このルーチンを繰り返し実行する時間間隔でアクセル開度Ａｃｃを増加する際の上限値として予め設定されるものである。アクセル開度変化量ΔＡｃｃがレート値Ａｒｔより大きいときには、前回アクセル開度Ａｃｃにレート値Ａｒｔを加えたものをアクセル開度Ａｃｃとするように調整し（ステップＳ１９０）、アクセル開度変化量ΔＡｃｃがレート値Ａｒｔ以下のときにはこうしたアクセル開度Ａｃｃの調整は行なわない。
そして、車速Ｖに基づいてアクセル開度Ａｃｃの上限値制限としてのアクセル開度上限Ａｌｉｍを設定し（ステップＳ２００）、設定したアクセル開度上限Ａｌｉｍでアクセル開度Ａｃｃを制限して（ステップＳ２１０，Ｓ２２０）、本ルーチンを終了する。アクセル開度Ａｃｃの制限は、具体的には、アクセル開度Ａｃｃがアクセル開度上限Ａｌｉｍより大きいときには、アクセル開度上限Ａｌｉｍをアクセル開度Ａｃｃとすることによって行なわれる。アクセル開度上限Ａｌｉｍは、実施例では、車速Ｖとアクセル開度上限Ａｌｉｍとの関係を予め定めてアクセル開度上限設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、車速Ｖが与えられるとマップから対応するアクセル開度上限Ａｌｉｍを導出することによって設定するものとした。アクセル開度上限設定用マップの一例を図３に示す。図中、実線はアクセル開度上限Ａｌｉｍを示し、破線は安全加速度相当アクセル開度を示す。安全加速度は、故障判定がされていないアクセルポジションセンサにも異常が生じ、意図しないアクセル開度になったとしても、ドライバーが安全に対処できる範囲内の加速度を意図しており、安全加速度相当のアクセル開度は、安全加速度を得るアクセル開度Ａｃｃである。
実施例では、図示するように、アクセル開度上限Ａｌｉｍは、安全加速度相当のアクセル開度以下となるように、且つ、全体として車速Ｖが大きいほど大きくなるように設定されている。詳細に説明すると、アクセル開度上限Ａｌｉｍは、車速Ｖ２（例えば、３０ｋｍ／ｈや４０ｋｍ／ｈ，５０ｋｍ／ｈ）以下の範囲では、旋回時の安定走行性等を考慮し、基本的に一定になるように設定される。安全加速度相当のアクセル開度がこの値を下回るときには、安全加速度相当のアクセル開度が優先され、安全加速度相当のアクセル開度以下の値に設定される。なお、図３では、車速Ｖ１（例えば１０ｋｍ／ｈなど）以下において、安全加速度相当のアクセル開度が低車速領域における一定値を下回った例を示しており、車速Ｖ１以下の範囲では、マップ点を少なくするためにリニアにしている。このように、比較的低車速でアクセル開度上限Ａｌｉｍを一定値とすることにより、旋回などによっても安定走行性を確保することができる。また、アクセル開度上限Ａｌｉｍは、車速Ｖ２から車速Ｖ３（例えば、１３０ｋｍ／ｈや１４０ｋｍ／ｈ，１５０ｋｍ／ｈなど）の範囲で車速Ｖに対してリニアに大きくなり、車速Ｖ３から車速Ｖ４（最高車速）までは一定値となるように設定される。最高車速は、車両に対して予め定められた車速である。このように、車速Ｖが大きくなるほどアクセル開度上限Ａｌｉｍを大きく設定することにより、２つのアクセルペダルポジションセンサ６４ａ，６４ｂの一方に異常が生じているときでも比較的高車速で走行することができる。更に、アクセル開度上限Ａｌｉｍは、最高車速（車速Ｖ４）以上では値０に設定される。これにより、車速センサ８８に異常（故障）が生じていることにより車速Ｖが高車速であると誤検出したときにも対処することができる。
以上説明した実施例の電気自動車２０では、２つのアクセルペダルポジションセンサ６４ａ，６４ｂの一方に異常が生じているときには、異常が生じていないアクセルペダルポジションセンサからの検出値をアクセル開度Ａｃｃとして設定する。そして、車速Ｖが大きいほど大きくなるようにアクセル開度上限Ａｌｉｍを設定し、設定したアクセル開度上限Ａｌｉｍによってアクセル開度Ａｃｃを制限する。これにより、安定走行性を確保しつつ高車速で走行することができる。しかも、比較的低車速でアクセル開度上限Ａｌｉｍを一定値とするから、旋回などによっても安定走行性をより確実に確保することができる。また、アクセル開度上限Ａｌｉｍは安全加速度相当アクセル開度以下となるように設定されるから、安定走行性をより確実に確保することができる。さらに、アクセル開度上限Ａｌｉｍは最高車速（車速Ｖ４）以上では値０に設定されるから、車速センサ８８に異常（故障）が生じていることにより車速Ｖが高車速であると誤検出したときにも対処することができる。
実施例の電気自動車２０では、２つのアクセルペダルポジションセンサ６４ａ，６４ｂの一方に異常が生じているときには、車速Ｖ１から車速Ｖ２までの範囲の比較的低車速では、アクセル開度上限Ａｌｉｍに一定値を設定するものとした。しかし、車速Ｖ１から車速Ｖ２までの範囲の比較的低車速でも、車速Ｖが大きくなるほど大きな値をアクセル開度上限Ａｌｉｍに設定するものとしてもよい。
実施例では、本発明を駆動用の１つのモータ３０を有する電気自動車２０に適用したが、駆動用の２つ以上のモータを有する電気自動車に適用してもよいし、駆動用のモータの他にエンジンを搭載するハイブリッド自動車に適用してもよいし、駆動用のエンジンは搭載するが駆動用のモータは搭載しない自動車に適用してもよい。即ち、アクセル開度を検出する２つのアクセルポジションセンサと、この２つのアクセルポジションセンサからのアクセル開度に基づいて駆動制御を行なう制御装置とを搭載する自動車であれば、如何なる構成の自動車としてもよいのである。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
２０ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３０ モータ、３０ａ 回転位置検出センサ、４０ インバータ、４２ バッテリ、４４ 電力ライン、５０ 電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、５８ フラッシュメモリ、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ａ メインアクセルペダルポジションセンサ、６４ｂ サブアクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ。

Claims (3)

  1. アクセル開度を検出する２つのアクセルポジションセンサと、
    前記２つのアクセルポジションセンサからのアクセル開度に基づいて駆動制御を行なう制御装置と、
    を備える自動車であって、
    前記制御装置は、前記２つのアクセルポジションセンサのうちの一方のアクセルポジションセンサに故障が生じているときには、前記２つのアクセルポジションセンサのうちの他方のアクセルポジションセンサからのアクセル開度に対して車速が大きいほど大きくなる傾向のアクセル開度上限による制限を課して前記駆動制御を行なう装置であり、
    前記アクセル開度上限は、第１所定車速未満では車速に対してリニアに増加し、前記第１所定車速以上であって第２所定車速未満の比較的低車速では車速に対して一定値であり、前記第２所定車速以上であって最高車速より小さい第３所定車速未満では車速に対してリニアに増加し、前記第３所定車速以上であって前記最高車速未満では車速に対して一定値である、
    自動車。
  2. 請求項１記載の自動車であって、
    前記アクセル開度上限は、車速を検出する車速センサに故障が生じているときには、予め定められた最高車速以上の領域では値０である、
    自動車。
  3. 請求項１または２記載の自動車であって、
    前記アクセル開度上限は、安全に加速することができる加速度の上限として予め定められた安全加速度限界に相当するアクセル開度以下である、
    自動車。
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