(57)【要約】      （修正有）【課題】電気自動車の走行に係る消費電力をより低減することができ、航続距離の長距離化に寄与することができる電気自動車の制御装置を提供する。【解決手段】モータ２により駆動される電気自動車１の制御装置２０であって、電動自動車が発進する際のドライバーによるアクセルペダル２１の所定時間あたりの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段２２と、アクセルペダル踏込量検出手段により検出される所定時間あたりの踏込量が所定値以上か否かを判定する判定手段２０ａと、判定手段により所定時間あたりの踏込量が所定値以上である場合、ドライバーに報知する報知手段１８と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより駆動される電気自動車の制御装置であって、
前記電気自動車が発進する際のドライバーによるアクセルペダルの所定時間あたりの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段と、
前記アクセルペダル踏込量検出手段により検出される前記所定時間あたりの前記踏込量が所定値以上か否かを判定する判定手段と、
前記所定時間あたりの前記踏込量が所定値以上である場合、前記ドライバーに報知する報知手段と、を含む、電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記報知手段は、前記アクセルペダルに振動を与えることによって前記ドライバーに報知する請求項１に記載の電気自動車の制御装置。
【請求項３】
前記踏込量の所定値は、電気自動車の種類、積載物の重量、走行ルート、及びバッテリの残容量に応じて決定される請求項１又は２に記載の電気自動車の制御装置。
【請求項４】
前記アクセルペダル踏込量検出手段は、前記電気自動車の走行中における前記アクセルペダルの所定時間あたりの踏込量を更に検出し、
前記判定手段は、前記電気自動車の走行中における前記アクセルペダルの所定時間あたりの踏込量が所定値以上か否かを更に判定し、
前記報知手段は、前記電気自動車の走行中における前記アクセルペダルの所定時間あたりの踏込量が所定値以上である場合にも前記ドライバーに報知する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の制御装置に係り、詳しくは、電気自動車の発進時における制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関を有さず、搭載されたバッテリから供給される電力によって駆動する電気自動車や、発電用の内燃機関を備えるレンジエクステンダー等の電気自動車が知られている。また、電気自動車普及の観点から、このような電気自動車の航続距離を延ばすことが要求され、当該要求を満たすための開発及び研究がなされている。
【０００３】
近年においては、当該乗用車のみならず、トラック等を含めた商用車においても、電動商用車の開発及び研究が進められてきている。このような電動商用車の一例として、電気トラック及びハイブリッド電気トラックが、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２３９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した電動商用車においては、様々な物流事業者への導入及び普及の観点から、走行に係る消費電力をより低減し、航続距離をより長距離化することが一般的な電気自動車よりも強く求められることになる。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電気自動車の走行に係る消費電力をより低減することができ、航続距離の長距離化に寄与することができる電気自動車の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本適用例に係る電気自動車の制御装置は、モータにより駆動される電気自動車の制御装置であって、前記電気自動車が発進する際のドライバーによるアクセルペダルの所定時間あたりの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段と、前記アクセルペダル踏込量検出手段により検出される前記所定時間あたりの前記踏込量が所定値以上か否かを判定する判定手段と、前記所定時間あたりの前記踏込量が所定値以上である場合、前記ドライバーに報知する報知手段と、を含む。
【０００８】
本適用例に係る電気自動車の制御装置においては、上記のような構成により、電気自動車発進時におけるアクセルペダルの急な踏込を把握し、電気自動車の急発進・急加速を検出することができる。そして、このような急発進・急加速を検出すると、報知手段によって電費悪化となる走行をしていることがドライバーに注意喚起されるため、ドライバーによるアクセル操作の改善が見込まれ、電気自動車の電費改善が図られることになる。
【０００９】
（２）本適用例に係る電気自動車の制御装置は、上記（１）において、前記報知手段は、前記アクセルペダルに振動を与えることによって前記ドライバーに報知してもよい。このような報知により、電気自動車のドライバーは驚くことになり、アクセルペダルから足を離すことになる。このため、アクセルペダルの操作が中止されることにより、電気自動車の急加速も抑制され、電費悪化を効率よく防止されることになる。
【００１０】
（３）本適用例に係る電気自動車の制御装置は、上記（１）又は（２）において、前記踏込量の所定値は、電気自動車の種類、積載物の重量、走行ルート、及びバッテリの残容量に応じて決定されてもよい。これにより、電気自動車の特性、使用環境、及び使用状況に応じて、電費が悪化するか否かをより高精度に判定することができる。
【００１１】
（４）本適用例に係る電気自動車の制御装置は、上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記アクセルペダル踏込量検出手段は、前記電気自動車の走行中における前記アクセルペダルの所定時間あたりの踏込量を更に検出し、前記判定手段は、前記電気自動車の走行中における前記アクセルペダルの所定時間あたりの踏込量が所定値以上か否かを更に判定し、前記報知手段は、前記電気自動車の走行中における前記アクセルペダルの所定時間あたりの踏込量が所定値以上である場合にも前記ドライバーに報知してもよい。これにより、電気自動車が高速道路を走行中において、他の車両を追い越す際におけるアクセルペダルの操作によって電費が悪化するか否かを判断し、ドライバーに対して高速道路走行中の電費悪化について注意喚起をすることができる。また、電気自動車を停車状態から発進させる際に、所定時間あたりのアクセルペダルの踏込量が段階的に変化する場合にも、電費が悪化するか否かを判断し、ドライバーに対して電費悪化についての注意喚起をすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記手段を用いる本発明によれば、電気自動車の走行に係る消費電力をより低減することができ、航続距離の長距離化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における制御装置を備える電気自動車のシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における制御装置によって実行される発進時における制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】発進直後におけるアクセルペダルの踏込量の変化を示すグラフである。
【図４】各種の抵抗と走行エネルギー比率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態における制御装置を備える電気自動車のシステム構成図であり、同図に基づき説明する。
【００１６】
図１に示す車両１は、走行駆動源としてのモータ２を備える電気自動車のトラックである。モータ２は例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能な電動機である。モータ２の出力軸はプロペラシャフト３を介して差動装置４が連結され、差動装置４には駆動軸５を介して左右の駆動輪６が連結されている。
【００１７】
モータ２にはインバータ１０及びジャンクションボックス１１を介して高電圧バッテリ１２が接続されている。高電圧バッテリ１２に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ２に供給され、モータ２が発生した駆動力は駆動輪６に伝達されて車両１を走行させる。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時（回生走行時）には、駆動輪６側からの逆駆動によりモータ２が発電機として作動する（回生運転）。モータ２が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪６側に伝達されると共に、モータ２が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されて、ジャンクションボックス１１を介して高電圧バッテリ１２に充電される。
【００１８】
高電圧バッテリ１２は、例えばリチウムイオンバッテリであり、駆動源であるモータ２等に用いる走行用のバッテリである。高電圧バッテリ１２は、性能を発揮するのに適正な所定の作動温度範囲を有している。なお、図１においては高電圧バッテリ１２を単体のブロックとして示しているが、実際には複数のセルを直列又は並列に接続して構成されている。
【００１９】
ジャンクションボックス１１は、車両に搭載された各種電気機器と接続されている。当該ジャンクションボックス１１の内部には、電路の断接を行う各種コンタクタ（電磁接触器）が設けられており、当該コンタクタの断接を行うことで、各種電気機器への電力の供給及び遮断を制御可能である。
【００２０】
ジャンクションボックス１１には、クーラコンプレッサや、パワーステアリング装置のポンプ等の高電圧補機類１３も接続されている。高電圧補機類１３は高電圧バッテリ１２からの電力供給を受けることでそれぞれ作動する。
【００２１】
また、ジャンクションボックス１１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して低電圧バッテリ１５も接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、ジャンクションボックス１１を介して低電圧バッテリ１５に供給される電力の降圧を行う電圧変換器である。低電圧バッテリ１５は、例えば鉛バッテリであり、蓄えられる電力は高電圧バッテリ１２よりも低電圧である。当該低電圧バッテリ１５は、例えば後述するＥＣＵへの電源供給、コンタクタ等の制御電源等の電力供給に用いられる。
【００２２】
更に、ジャンクションボックス１１には、外部電源１６と接続可能であり、この外部電源１６から高電圧バッテリ１２の充電が可能な充電器１７（外部充電手段）が接続されている。外部電源１６は例えば家庭用の１００Ｖ、２００Ｖの普通充電や、急速充電、非接触給電等がある。本実施形態では１つの充電器１７を示しているが、充電器１７を外部電源１６に対応して複数設けてもよい。
【００２３】
そして、ＥＣＵ２０には、車両１の電費が悪化する走行をした場合に、ドライバーに対してその旨の報知を行う報知部（報知手段）１８が接続されている。特に、本実施形態における報知部１８は、車両１の発進時におけるドライバーのアクセルペダルの操作によって電費が悪化する場合に、注意喚起を目的として、電費が悪化する発進であることを当該ドライバーに対して報知する。報知部１８は、例えば、アクセルペダルに振動を与える触覚的な報知方法、又は音声若しくはランプ等の視覚的な報知方法によって、当該報知を行う。
【００２４】
車両１には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ２０が搭載されている。本実施形態におけるＥＣＵ２０は、車両全体を統括的に制御する制御回路である。特に、本実施形態におけるＥＣＵ２０は、車両１の発進時におけるドライバーのアクセル操作を監視し、必要に応じて報知部１８によるドライバーへの報知制御を行いつつ、電費改善を図るために機能する判定部（判定手段）２０ａを含んでいる。
【００２５】
また、ＥＣＵ２０には、アクセルペダル２１の操作量を検出するアクセルセンサ（アクセルペダル踏込量検出手段）２２、ブレーキペダル２３の踏込操作を検出するブレーキスイッチ２４、車両１の車速Ｖを検出する車速センサ２５が接続されている。ここで、アクセルセンサ２２は、アクセルペダル２１の操作量を常時検出しているため、所定時間あたりの踏込量を検出していることになる。なお、ＥＣＵ２０には、モータ２の回転速度を検出するモータ回転速度センサなどの各種センサ・スイッチ類（図示せず）が更に接続されている。
【００２６】
特に、ＥＣＵ２０の判定部２０ａは、アクセルセンサ２２で検出されたアクセルペダル２１の所定時間あたりの踏込量に関するデータをアクセルセンサ２２から受信する。また、判定部２０ａは、車速センサ２５で検出された車両１の車速Ｖに関するデータを車速センサ２５から受信している。更に、判定部２０ａは、当該所定時間あたりの踏込量及び車速Ｖに関する情報に基づき、当該所定時間あたりの踏込量が所定値以上であるか否かを判断する。そして、判定部２０ａは、当該所定時間あたりの踏込量が所定値以上である場合には、急発進・急加速によって電費が悪化すると判断し、報知部１８に制御信号を送信する。これにより、報知部１８が作動して、電費が悪化する発進であることが車両１のドライバーに報知される。
【００２７】
なお、本実施形態におけるＥＣＵ２０は、車両全体を統括的に制御するとともに、車両発進時における急加速を検出してドライバーに報知する制御も行っているが、車両１にはこの他にも種々のＥＣＵが設けられていてもよい。
【００２８】
以上のような構成により、本実施形態においては、上記のアクセルセンサ２２、判定部２０ａ、及び報知部１８から本発明に係る電気自動車の制御装置が構成されている。
【００２９】
次に、図１乃至図３を参照しつつ、車両１の制御装置であるＥＣＵ２０による車両１の発進時おける制御ルーチンについて説明する。ここで、図２は、車両１の制御装置によって実行される発進時における制御ルーチンを示すフローチャートである。また、図３は、発進直後におけるアクセルペダルの踏込量の変化を示すグラフである。
【００３０】
先ず、判定部２０ａは、車速センサ２５から供給される車速Ｖに関する情報に基づき、車両１が停車中（車速Ｖ＝０）であるか否かを判断する（図２：ステップＳ１）。本実施形態においては、車両１が発進する際のアクセルペダルの踏込量に起因する電費悪化を防止するため、車両１が走行中の場合は制御対象外であり、車速Ｖ＞０（ステップＳ１のＮｏ）の場合には対象外となり、制御ルーチンが終了する。
【００３１】
次に、上記ステップＳ１で車両１が停車中と判断された場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、判定部２０ａは、車両１が発進開始したか否かを判断する（図２：ステップＳ２）。具体的に、判定部２０ａは、本制御ルーチン開始後において最初のアクセルペダルの踏込量に係る情報を受信して、車両１が発進したと判断する場合（ステップＳ２のＹｅｓ）にはステップＳ３に進む。一方、判定部２０ａは、最初のアクセルペダルの踏込量に係る情報を受信しない場合（ステップＳ２のＮｏ）には、ステップＳ２を繰り返すことになる。すなわち、判定部２０ａは、ドライバーによる踏込をアクセルセンサ２２が検知したことを知らせる信号を受信するまでは次のステップに進まないことになる。
【００３２】
次に、上記ステップＳ２で車両１が発進開始したと判断された場合に、アクセルセンサ２２によって所定時間あたりのアクセルペダルの踏込量を検出する（ステップＳ３）。具体的に、アクセルセンサ２２がアクセルペダル２１の踏込量を常時検出しており、アクセルセンサ２２から判定部２０ａに対して、アクセルペダル２１の踏込量が逐次供給される。そして、判定部２０ａは、所定時間内に供給されるアクセルペダル２１の踏込量に関する情報に基づき、所定時間あたりのアクセルペダルの踏込量を把握することになる。ここで、所定時間とは、例えば１〜５秒としてもよいが、車両１の種類、積載物の重量、走行ルート、及びバッテリの残容量等に応じて適宜変更してもよく、急加速による電費悪化を判定しやすい範囲内で調整することが好ましい。
【００３３】
次に、判定部２０ａは、検出した所定時間あたりの踏込量が所定値以上であるか否かを判定する（図２：ステップＳ４）。ここで、所定値とは、図３に示す判定境界直線の傾きの数値である。そして、当該所定値を決定する図３の判定境界直線は、車両１の種類、積載物の重量、走行ルート、及びバッテリの残容量等に応じて決定される。従って、当該所定値も、車両１の種類、積載物の重量、走行ルート、及びバッテリの残容量等に応じて決定されることになる。このような決定により、車両１の特性、使用環境、及び使用状況に応じて、電費が悪化するか否かをより高精度に判定することができる。
【００３４】
より具体的に、本実施形態においては、判定部２０ａは、各所定時間において判定境界直線よりも上方となるアクセルペダル２１の所定時間あたりの踏込量が上記所定値以上の踏込量として判定することになる。換言すると、本実施形態においては、判定境界直線の傾きよりも大きい傾きで変動するアクセルペダル２１の踏込を、電費悪化をもたらす操作として検知することになる。
【００３５】
例えば、図３に示すように、低加速の場合（図３における破線グラフ）においては、単位時間あたりのアクセルペダル２１の踏込量の増加も小さく、グラフの傾きも小さくなっている。また、低加速の場合には、判定境界直線に沿うようにアクセルペダルを踏み込んで最大踏込に到達する時間では、アクセルペダルの最大踏込に到達することがない。このような判定境界直線よりも下方となるアクセルペダル２１の踏込量については、電費悪化をもたらす操作として検知されることはない。
【００３６】
一方、図３に示すように、高加速の場合（図３における一点鎖線グラフ）においては、単位時間あたりのアクセルペダル２１の踏込量の増加も大きく、グラフの傾きも大きくなっている。また、高加速の場合には、判定境界直線に沿うようにアクセルペダルを踏み込んで最大踏込に到達する前に、アクセルペダルの最大踏込に到達することになる。このような判定境界直線よりも上方となるアクセルペダル２１の踏込量については、電費悪化をもたらす操作として検知されることになる。
【００３７】
次に、検出した所定時間あたりの踏込量が所定値未満である場合（ステップＳ４のＮｏ）には、適正な加速操作として判断され、ドライバーへの注意喚起はなされない。一方、検出した所定時間あたりの踏込量が所定値以上である場合（ステップＳ４のＹｅｓ）には、電費悪化をもたらす操作として判断され、報知部１８による注意喚起がドライバーに対してなされる（ステップＳ５）。
【００３８】
報知部１８による注意喚起は、上述したような触覚的な方法及び視覚的な方法から選択又は組み合わせて行うことができる。特に、本制御ルーチンにおける注意喚起は、アクセルペダルに振動を与えることによって行われることが好ましい。これは、アクセルペダル２１に振動を与えると、車両１のドライバーは驚くことになり、アクセルペダル２１から足を離すことになる。このため、アクセルペダル２１の操作が中止されることにより、車両１の急加速も抑制され、電費悪化を効率よく防止することができるからである。
【００３９】
以上のように、本実施形態における車両１の制御装置は、車両１が発進する際のドライバーによるアクセルペダル２１の所定時間あたりの踏込量を検出するアクセルセンサ２２と、当該アクセルセンサ２２により検出される当該所定時間あたりの踏込量が所定値以上か否かを判定する判定部２０ａと、判定部２０ａにより当該所定時間あたりの踏込量が所定値以上である場合、ドライバーに報知する報知部１８と、を含んでいる。このような車両１の制御装置の構成により、車両発進時におけるアクセルペダル２１の急な踏込を把握し、車両１の急発進・急加速を検出することができる。そして、このような急発進・急加速を検出すると、報知部１８によって電費悪化となる走行をしていることがドライバーに注意喚起されるため、ドライバーによるアクセル操作の改善が見込まれ、車両１の電費改善が図られることになる。
【００４０】
次に、図４を参照しつつ、本実施形態における車両１の制御装置によって、車両１の電費改善が効率よく図られる理由を説明する。ここで、図４は、トラック等の商業車を配送に使用した場合における、各抵抗と走行エネルギー比率の関係を示すグラフである。より具体的に、図４には、ころがり抵抗、空気抵抗、及び加速抵抗の走行エネルギーの比率が示されている。そして、図４における走行エネルギーとは、比率が高い項目ほどエネルギー消費が大きいことになる。
【００４１】
図４に示すように、加速抵抗の走行エネルギー比率が７０％で最も大きく、ころがり抵抗の走行エネルギー比率が２５％で次に大きく、空気抵抗の走行エネルギー比率が５％で最も小さい。特に、加速抵抗の走行エネルギー比率は、他の２つの項目と比較して３倍又は１４倍であることから、走行中の抵抗によるエネルギー消費は、加速抵抗にほとんど起因していることがわかる。すなわち、加速抵抗を低減することができれば、車両走行中のエネルギー消費を効率的に低減することが可能になる。従って、本実施形態のように、加速抵抗にスポットを当てて、車両発進時におけるアクセルペダルの踏込過ぎによる車両１の急発進・急加速を防止又は改善することにより、より効率的な電費改善が図られることになる。
【００４２】
以上のように、本実施形態における車両１の制御装置は、車両１の走行に係る消費電力をより低減することができ、更には車両１の航続距離の長距離化に寄与することが可能になっている。
【００４３】
なお、本実施形態においては、車両１の停車状態から発進した直後のアクセルペダル２１の踏込量を検出対象としていたが、車両１が走行中（車速Ｖ＞０）におけるアクセルペダル２１の踏込量を検出対象として更に追加してもよい。これにより、例えば、車両１が高速道路を走行中において、他の車両を追い越す際におけるアクセルペダル２１の操作によって電費が悪化するか否かを判断し、ドライバーに対して高速道路走行中の電費悪化について注意喚起をすることができる。
【００４４】
また、このような検出対象の追加により、車両１を停車状態から発進させる際に、所定時間あたりのアクセルペダル２１の踏込量が段階的に変化する場合にも、電費が悪化するか否かを判断し、ドライバーに対して電費悪化についての注意喚起をすることができる。具体的には、図３において停車時から一定時間は判定境界直線の下方においてアクセルペダル２１の踏込量が変化（すなわち、判定境界直線の傾きよりも小さい傾きでアクセルペダル２１の踏込量が変化）するものの、当該一定時間経過後に、アクセルペダル２１の踏込量が急激に増加して、判定境界直線よりも上方にアクセルペダル２１の踏込量が到達するようなアクセルペダル２１の操作に対しても注意喚起をすることが可能になる。
【００４５】
そして、このような高速道路走行中の追い越しに係る電費悪化について注意喚起、及び車両停車状態からの段階的なアクセルペダル２１の踏込による電費悪化について注意喚起を選択的に行う場合には、車両１の車速Ｖに応じて、判定部２０ａによる判定実施の可否を決定してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１    車両（電気自動車）
２    モータ
３    プロペラシャフト
４    差動装置
５    駆動軸
６    駆動輪
１０    インバータ
１１    ジャンクションボックス
１２    高電圧バッテリ
１３    高電圧補機類
１４    ＤＣ−ＤＣコンバータ
１５    低電圧バッテリ
１６    外部電源
１７    充電器
１８    報知部（報知手段）
２０    ＥＣＵ
２０ａ    判定部（判定手段）
２１    アクセルペダル（アクセルペダル踏込量検出手段）
２２    アクセルセンサ
２３    ブレーキペダル
２４    ブレーキスイッチ
２５    車速センサ
【図１】
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【図２】
2018107935.tif 000004
【図３】
2018107935.tif 000005
【図４】
2018107935.tif 000006