(57)【要約】【課題】坂道発進時に車両が自重で移動することを防止しつつ、駆動源に過度の負荷がかかることを抑制することが可能な走行制御装置および車両を提供する。【解決手段】走行制御装置は、駆動源により走行可能な車両の走行制御装置であって、車両の停止時の路面勾配に応じた必要制動力を算出する制動力算出部と、車両の停止解除後に車両が自重で移動しないように駆動源を制御する制御部と、を備え、制御部は、車両にかかる制動力と、必要制動力とに基づいて、駆動タイミングを停止解除のタイミングよりも遅らせる。【選択図】図２
2020039224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により走行可能な車両の走行制御装置であって、
前記車両の停止時の路面勾配に応じた必要制動力を算出する制動力算出部と、
前記車両の停止解除後に前記車両が自重で移動しないように前記駆動源を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記車両にかかる制動力と、前記必要制動力とに基づいて、駆動タイミングを前記停止解除のタイミングよりも遅らせる、
走行制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記停止解除後、前記制動力が前記必要制動力に到達したタイミングで、前記駆動源の駆動を開始させる、
請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記駆動源の駆動を開始後、前記駆動源の駆動力と前記制動力との和が、前記必要制動力より大きくなるように、前記駆動源を制御する、
請求項１または請求項２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記制動力算出部は、車重と、前記路面勾配とに基づいて前記必要制動力を算出する、
請求項１〜３の何れか１項に記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記制動力がゼロに到達した後、前記車両が一定速度で走行するように、前記駆動源を制御する、
請求項１〜４の何れか１項に記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記車両のブレーキペダルが解放されたタイミングに基づいて、前記駆動タイミングを調整する、
請求項１〜５の何れか１項に記載の走行制御装置。
【請求項７】
前記必要制動力は、前記車両が路面に沿って自重で移動しない最小の制動力である、
請求項１〜６の何れか１項に記載の走行制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の走行制御装置を備える、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、走行制御装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車等において、坂道発進時に、運転者がブレーキペダルからアクセルペダルに踏み換えた時に、モータ（駆動源）に駆動トルクを出力させて、車両が自重で移動することを防止する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、ブレーキペダルの踏み込み解除のタイミングで、車両が一定の速度で走行するようにモータの出力が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７８８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ブレーキペダルの踏み込み解除のタイミングで、車両を動作させるための駆動トルクをモータに出力させると、モータに過度の負荷がかかるという問題が生じる。具体的には、停止時に車両にかかる制動力が、車両が自重で移動し始める程度まで下がりきるまでの期間では、車両が停止した状態、つまり、モータが回転しない状態が維持される。その期間において、モータを動作させようとすると、モータが回転不能であるにも関わらず、無理に回転しようとするため、モータに過度の負荷がかかってしまう。
【０００５】
特許文献１に記載の構成では、上記問題について考慮されていないため、車両が自重で移動することを防止する構成として限界のある構成となっていた。
【０００６】
本開示の目的は、坂道発進時に車両が自重で移動することを防止しつつ、駆動源に過度の負荷がかかることを抑制することが可能な走行制御装置および車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示にかかる走行制御装置は、
駆動源により走行可能な車両の走行制御装置であって、
前記車両の停止時の路面勾配に応じた必要制動力を算出する制動力算出部と、
前記車両の停止解除後に前記車両が自重で移動しないように前記駆動源を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記車両にかかる制動力と、前記必要制動力とに基づいて、駆動タイミングを前記停止解除のタイミングよりも遅らせる。
【０００８】
本開示にかかる車両は、
上記の走行制御装置を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、坂道発進時に車両が自重で移動することを防止しつつ、駆動源に過度の負荷がかかることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態における車両の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る走行制御装置を示すブロック図である。
【図３】車両にかかる制動力およびモータの駆動力に関する力の時間変化を示す図である。
【図４】車両にかかる制動力およびモータの駆動力に関する力の時間変化を示す図である。
【図５】走行制御装置における走行制御の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本開示の実施の形態における車両１の構成を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、車両１は、電動車両であり、駆動源の一例としてのモータ１２、バッテリー１３、インバータ１４、トランスミッション１７、プロペラシャフト１８、ディファレンシャルギア１９および駆動輪２０を備える。また、車両１は、ブレーキセンサ２１、勾配センサ２２、速度センサ２３、トルクセンサ２４および走行制御装置１００を有する。
【００１３】
モータ１２は、バッテリー１３から供給される電力を用いて回転し、車両１を走行させるための駆動トルクを出力する。
【００１４】
バッテリー１３は、走行制御装置１００によりモータ１２の駆動が要求された場合に、モータ１２に対して電力を供給する。インバータ１４は、走行制御装置１００によりモータ１２の駆動が要求された場合に、バッテリー１３の直流電力を３相交流電力に変換してモータ１２に供給する。
【００１５】
モータ１２の出力は、トランスミッション１７を介してプロペラシャフト１８およびディファレンシャルギア１９を介して駆動輪２０に伝達される。
【００１６】
トランスミッション１７は、例えばオートマチックトランスミッション(Automatic Transmission)である。トランスミッション１７は、複数の内部クラッチおよび／または内部ブレーキを有する。
【００１７】
換言すれば、トランスミッション１７は、内部クラッチおよび／または内部ブレーキの組み合わせによりモータ１２の駆動軸とプロペラシャフト１８とを接続あるいは切断するクラッチ機構および変速機構を有する。車両１の走行中には、走行制御装置１００が車速や要求トルク等に基づいてトランスミッション１７のクラッチ機構および変速機構を動作させることにより、スムーズな走行が可能となっている。
【００１８】
ブレーキセンサ２１は、車両１におけるブレーキペダルの踏み込み状態を検出する。
【００１９】
勾配センサ２２は、車両１が走行している路面勾配を検出する。
【００２０】
速度センサ２３は、車両１の走行速度を検出する。
【００２１】
トルクセンサ２４は、車両１の駆動輪２０等から発生する駆動トルクを検出する。
【００２２】
走行制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力回路を備えており、予め設定されたプログラムに基づいて、車両１の走行を制御するように構成されている。図２は、本実施の形態に係る走行制御装置１００を示すブロック図である。
【００２３】
図２に示すように、走行制御装置１００は、車重推定部１１０と、勾配取得部１２０と、ブレーキ取得部１３０と、制動力算出部１４０と、制御部１５０とを有する。
【００２４】
車重推定部１１０は、速度センサ２３から車両１の走行速度の情報を取得する。また、車重推定部１１０は、トルクセンサ２４から車両１の駆動トルクの情報を取得する。車重推定部１１０は、走行速度の情報および駆動トルクの情報に基づいて車両１の重量（以下、車重という）を推定する。
【００２５】
具体的には、車重推定部１１０は、走行速度に基づいて、車両１の加速度を算出し、駆動トルク（駆動力）を当該加速度で除算することにより、車重を推定する。なお、車重推定部１１０は、別の方法で車重を推定しても良い。
【００２６】
勾配取得部１２０は、勾配センサ２２から、車両１が走行している路面勾配の情報を取得する。なお、勾配取得部１２０は、勾配センサ２２以外のセンサの出力値に基づいて、路面勾配の情報を検出または算出しても良い。
【００２７】
ブレーキ取得部１３０は、ブレーキセンサ２１から、車両１のブレーキペダルの踏み込み状態の情報を取得する。ブレーキペダルの踏み込み状態の情報は、ブレーキペダルが完全に踏まれた第１状態や、ブレーキペダルが踏まれてない第２状態等が含まれる。
【００２８】
制動力算出部１４０は、車両１にかかる制動力を算出する。具体的には、制動力算出部１４０は、図示しないセンサから、車両１のブレーキの液圧の情報等を取得して、車両１にかかる現在の制動力を算出する。なお、車両１にかかる現在の制動力は、公知の方法により算出され得る。
【００２９】
制動力算出部１４０は、車重推定部１１０によって推定された車重と、勾配取得部１２０によって取得された路面勾配とに基づいて、車両１の停止時の路面勾配に応じた必要制動力を算出する。
【００３０】
必要制動力は、坂道で停止した車両１が、路面に沿って自重で移動しない最小の制動力である。必要制動力は、勾配に基づく角度をθとしたとき、車重、重力加速度、および、ｓｉｎθ等の積に基づいて算出され得る。また、必要制動力は、車両１の走行中において路面勾配が変化したタイミングでその都度算出されても良いし、車両１が停止したタイミングで算出されても良い。
【００３１】
制御部１５０は、車両１の停止解除後に車両１が自重で移動しないようにモータ１２を制御する。制御部１５０は、ブレーキ取得部１３０により取得されたブレーキペダルの踏み込み状態の情報から、車両１のブレーキが解放されたタイミングをもって車両１の停止解除を判定する。
【００３２】
ブレーキが解放されたタイミングは、例えば、上記の第１状態から第２状態に遷移するタイミングであっても良いし、第１状態、つまり、ブレーキペダルが完全に踏まれた状態から、ブレーキペダルの踏み込みが浅くなった状態に遷移したタイミングであっても良い。
【００３３】
そして、制御部１５０は、車両１のブレーキが解放された後、車両１にかかる制動力と、必要制動力とに基づいて、モータ１２にかかる負荷が低減されるように、モータ１２の駆動タイミングを調整する。具体的には、制御部１５０は、モータ１２の駆動タイミングを車両１の停止解除のタイミングよりも遅らせる。より詳細には、制御部１５０は、停止解除後、制動力が必要制動力に到達したタイミングで、モータ１２の駆動を開始させる。具体的には、制御部１５０は、停止解除後、制動力算出部１４０により算出される制動力を逐次取得し、当該制動力が必要制動力に到達したタイミングで、モータ１２の駆動を開始させる。
【００３４】
図３は、車両１にかかる制動力およびモータ１２の駆動力に関する力の時間変化を示す図である。図３におけるＢは、車両１にかかる制動力を示し、Ｔは、モータ１２の駆動力を示している。また、図３では、時刻ｔ０において、車両１が坂道において、路面勾配に応じた必要制動力より大きな制動力により停止した後、時刻ｔ１で、車両１のブレーキが解放されたときの様子を示している。
【００３５】
図３に示すように、車両１にかかる制動力は、ブレーキが解放された後（時刻ｔ１）、徐々に低下し、時刻ｔ２で必要制動力に到達する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では、制動力は低下しているものの、当該制動力は必要制動力以上である。そのため、当該期間においては、車両１の停止状態が維持される。つまり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、モータ１２が回転しない状態となっている。
【００３６】
ここで、車両１の停止解除のタイミングで、車両１が路面に沿って自重で移動しないようにモータ１２の駆動力を出力させると、車両１を前進させるための電力がモータ１２に供給される。その結果、モータ１２が回転しない状態であるにも関わらず、無理矢理回転しようとするため、モータ１２に過度の負荷がかかってしまい、ひいてはモータ１２が故障するおそれがある。
【００３７】
しかし、本実施の形態では、制御部１５０が、停止解除後、制動力が必要制動力に到達する時刻ｔ２で、モータ１２の駆動を開始させる。このようにすることで、車両１の停止状態が維持される時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間において、モータ１２に車両１を前進させようとする電力が供給されない。その結果、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間において、モータ１２に過度の負荷がかかることを抑制することができ、ひいてはモータ１２が故障することを抑制することができる。
【００３８】
制御部１５０は、モータ１２の駆動を開始させた後（時刻ｔ２）、車両１の制動力がゼロに到達するまで（時刻ｔ３）の間、少なくとも車両１が自重で移動しないように、モータ１２の駆動を制御する。具体的には、制御部１５０は、制動力とモータ１２の駆動力との和が、少なくとも必要制動力に等しくなるようにモータ１２を制御する。
【００３９】
このようにすることで、車両１の制動力が低下し続けても、必要制動力相当の制動作用が車両１にかかっているため、車両１が自重により移動することが防止される。
【００４０】
また、制御部１５０は、制動力がゼロに到達した後、車両１が一定速度で走行するようにモータ１２を制御する。なお、ここでいう一定速度は、例えば徐行のような直ちに車両１が停止できるような速度である。
【００４１】
具体的には、制御部１５０は、必要制動力よりも大きい目標駆動力になるように、モータ１２を制御する。このようにすることで、時刻ｔ３以降、車両１がモータ１２の駆動力によって移動する。
【００４２】
車両１を時刻ｔ３以降もモータ１２の駆動力によって停止させたままにすると、回転しない状態のモータ１２に、車両１を前進させようとする電力が供給されるので、モータ１２に負荷がかかる可能性がある。
【００４３】
しかし、本実施の形態では、車両１が、制動力がゼロに到達した後、車両１が一定速度で走行するようにモータ１２が制御されるので、モータ１２の駆動力によって停止させたままにする構成と比較して、モータ１２に過度の負荷がかかることを防止することができる。
【００４４】
ところで、図３に示すようにモータ１２を制御した場合、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、モータ１２が回転しない状態となる。この場合、回転しない状態のモータ１２に、車両１を前進させようとする電力が供給されることとなるので、モータ１２に多少の負荷がかかる可能性がある。
【００４５】
そのため、図４に示すように、制御部１５０は、モータ１２の駆動を開始後、モータ１２の駆動力と制動力の和が、必要制動力より大きくなるように、モータ１２を制御するようにすることが好ましい。
【００４６】
図４に示す例では、モータ１２の駆動力が時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間で立ち上がる際の傾きが図２に示す例（破線）よりも大きくなるように、モータ１２が制御される。
【００４７】
このようにすることで、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間において、モータ１２が回転する状態となり、車両１がモータ１２の駆動力によって移動するので、モータ１２に過度の負荷がかかることを防止することができる。
【００４８】
以上のように構成された走行制御装置１００における走行制御の動作例について説明する。図５は、走行制御装置１００における走行制御の動作例を示すフローチャートである。図５における処理は、例えば、車両１が坂道で停止した際に実行される。なお、必要制動力は、車両１が停止した際等、適宜算出されているものとする。
【００４９】
図５に示すように、制御部１５０は、車両１のブレーキが解放されたか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、ブレーキが解放されていない場合（ステップＳ１０１、ＮＯ）、ステップＳ１０１の処理が繰り返される。
【００５０】
一方、ブレーキが解放された場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、制御部１５０は、車両１の制動力が必要制動力以下であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、制動力が必要制動力より大きい場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）、ステップＳ１０２の処理が繰り返される。
【００５１】
一方、制動力が必要制動力以下である場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部１５０は、モータ１２の駆動を開始させる（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の後、本制御は終了する。
【００５２】
なお、制御部１５０は、モータ１２の駆動開始後、制動力とモータ１２の駆動力との和が、必要制動力より大きくなるように、モータ１２を制御する。また、制御部１５０は、制動力がゼロに到達した後、モータ１２の駆動力が目標駆動力まで到達して以降、当該目標駆動力で維持されるように、モータ１２を制御する。
【００５３】
以上のように構成された本実施の形態によれば、車両１にかかる制動力と必要制動力とに基づいて、モータ１２にかかる負荷が低減するように、モータ１２の駆動タイミングを調整する。その結果、坂道発進時に車両１が自重で移動することを防止しつつ、モータ１２に過度の負荷がかかることを抑制することができる。
【００５４】
また、制動力算出部１４０が、車重と路面勾配とに基づいて必要制動力を算出するので、車重を考慮した必要制動力を算出することができる。車重は積み荷に応じて変動するため、車重を考慮した必要制動力を算出することにより、モータ１２の駆動タイミングの調整をより正確に行うことができる。
【００５５】
また、制動力がゼロに到達した後、モータ１２の駆動力により車両１が一定速度で走行するので、アクセルペダルによる車両１の走行にスムーズに移行させやすくすることができ、ひいてはドライバビリティを向上させることができる。
【００５６】
なお、上記実施の形態では、停止解除後、制動力が必要制動力に到達したタイミングでモータ１２の駆動を開始させていたが、本開示はこれに限定されない。モータ１２にかかる負荷が過度なレベルでない限り、当該タイミングよりも若干早いタイミングでモータ１２の駆動が開始されても良い。
【００５７】
また、上記実施の形態では、ブレーキペダルが解放されたタイミングに基づいて、モータ１２の駆動タイミングの調整、つまり、制動力と必要制動力との比較を開始していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、図３における時刻ｔ０から時刻ｔ３までの間、常時制動力と必要制動力との比較を開始するようにしても良いし、算出される制動力が変化し始めたタイミングに基づいて、制動力と必要制動力との比較を開始するようにしても良い。
【００５８】
その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本開示の走行制御装置は、坂道発進時に車両が自重で移動することを防止しつつ、駆動源に過度の負荷がかかることを抑制することが可能な走行制御装置および車両として有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１  車両
１２  モータ
１３  バッテリー
１４  インバータ
１７  トランスミッション
１８  プロペラシャフト
１９  ディファレンシャルギア
２０  駆動輪
２１  ブレーキセンサ
２２  勾配センサ
２３  速度センサ
２４  トルクセンサ
１００  走行制御装置
１１０  車重推定部
１２０  勾配取得部
１３０  ブレーキ取得部
１４０  制動力算出部
１５０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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