(57)【要約】【課題】制限車速に到達するまでの加速感と共に制限車速付近での走行時の安定感を確保することができる車速制限装置を提供する。【解決手段】車両が予め設定された制限車速を超える場合は、車速及びアクセル開度に基づいて求めた要求トルクを０に設定すると共に、車両が制限車速に到達した後に制限車速以下となる場合は、車速に応じて減少するゲインに基づいて要求トルクの制限を行う制限モードにより要求トルクの制限を行う（Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両のアクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記車速と前記アクセル開度に基づき算出される要求トルクに基づいて前記車両の駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両が予め設定された制限車速を超える場合は前記要求トルクを０に設定すると共に、前記車両が前記制限車速に到達した後に前記制限車速以下となる場合は、前記車速に応じて減少するゲインに基づいて前記要求トルクの制限を行う制限モードにより前記要求トルクの制限を行う
ことを特徴とする車速制限装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車速制限装置において、
前記制御手段は、前記制限モードを実施しているときに、所定条件に基づき前記制限モードを解除する
ことを特徴とする車速制限装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車速制限装置において、
前記所定条件は、前記車速が前記制限車速より小さい所定車速以下である
ことを特徴とする車速制限装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車速制限装置において、
前記所定条件は、前記アクセル開度が予め規定した一定値以下である
ことを特徴とする車速制限装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車速制限装置において、
前記一定値を、前記要求トルクが０以下となる前記アクセル開度とする
ことを特徴とする車速制限装置。
【請求項６】
請求項４に記載の車速制限装置において、
前記一定値を０とする
ことを特徴とする車速制限装置。
【請求項７】
請求項２に記載の車速制限装置において、
前記所定条件は、前記車両が前進、かつ、前記要求トルクが０以下である
ことを特徴とする車速制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の速度を制限する車速制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定の速度以上はトルクを出力できないように制御可能な車速制限装置を有する車両が知られている。このような車両には、用途により、走行可能な車速の上限値、所謂、制限車速が一般的な車両よりも低く設定されている車両もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１０６９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような車速制限装置では、当該装置から内燃機関やモータ等の駆動系への要求トルクを制限することで車速を一定値に抑えようとしており、その場合、ドライバのアクセル操作等から演算される要求トルクに対して、車速に応じたゲインを乗じる方法が一般的である。このとき、車速に応じたゲインを線形的に求めるものとすると、車両が所定の制限速度に達するまでの加速感と制限速度付近で走行する際の安定感とは、トレードオフの関係となる。
【０００５】
例えば、図６に示すように、制限車速に達するまでの加速感をできるだけ持たせるため、制限車速のゲイン勾配を大きく設定するべく、制限車速の５０ｋｍ／ｈでゲインを１から０へ変化させると、５０ｋｍ／ｈでゲインが０となり、それより低い４９ｋｍ／ｈでゲインが１となるので、制限車速付近のゲインが急激に変化することになり、制限車速付近でトルクのハンチングが発生し、結果として、車両のがたつきが発生し、走行時の安定感が損なわれることになる。
【０００６】
一方、図７に示すように、走行時のトルクハンチングを回避するため、車速制限のゲイン勾配を小さく設定するべく、４０〜５０ｋｍ／ｈの速度域において、車速が大きくなるに従い、ゲインを小さくしていくと、車速制限を実施する速度域が広くなるので、その速度域での加速感が損なわれることになる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、制限車速に到達するまでの加速感と共に制限車速付近での走行時の安定感を確保することができる車速制限装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する第１の発明に係る車速制限装置は、
車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両のアクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記車速と前記アクセル開度に基づき算出される要求トルクに基づいて前記車両の駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両が予め設定された制限車速を超える場合は前記要求トルクを０に設定すると共に、前記車両が前記制限車速に到達した後に前記制限車速以下となる場合は、前記車速に応じて減少するゲインに基づいて前記要求トルクの制限を行う制限モードにより前記要求トルクの制限を行う
ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第２の発明に係る車速制限装置は、
上記第１の発明に記載の車速制限装置において、
前記制御手段は、前記制限モードを実施しているときに、所定条件に基づき前記制限モードを解除する
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第３の発明に係る車速制限装置は、
上記第２の発明に記載の車速制限装置において、
前記所定条件は、前記車速が前記制限車速より小さい所定車速以下である
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第４の発明に係る車速制限装置は、
上記第２の発明に記載の車速制限装置において、
前記所定条件は、前記アクセル開度が予め規定した一定値以下である
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第５の発明に係る車速制限装置は、
上記第４の発明に記載の車速制限装置において、
前記一定値を、前記要求トルクが０以下となる前記アクセル開度とする
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第６の発明に係る車速制限装置は、
上記第４の発明に記載の車速制限装置において、
前記一定値を０とする
ことを特徴とする。
つまり、アクセル開度が０のとき、即ち、アクセルオフのときである。
【００１４】
上記課題を解決する第７の発明に係る車速制限装置は、
上記第２の発明に記載の車速制限装置において、
前記所定条件は、前記車両が前進、かつ、前記要求トルクが０以下である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、制限車速に到達するまでの加速感と共に制限車速付近での走行時の安定感を確保することができる
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る車速制限装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した車速制限装置で実施する制御内容の一例（実施例１）を説明するフローチャートである。
【図３】図２に示したフローチャートに基づく制御を説明する図である。
【図４】図１に示した車速制限装置で実施する制御内容の他の一例（実施例２）を説明するフローチャートである。
【図５】図４に示したフローチャートに基づく制御を説明する図である。
【図６】従来の車速制限装置において、車速制限のゲイン勾配を大きく設定した場合の問題を説明する図である。
【図７】従来の車速制限装置において、車速制限のゲイン勾配を小さく設定した場合の問題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１〜図５を参照して、本発明に係る車速制限装置の実施形態を説明する。なお、ここでは、車両として、駆動手段となるモータで駆動する電気自動車を例示するが、本発明は、駆動手段となるエンジン（内燃機関）で駆動する車両やエンジン及びモータで駆動するハイブリッド車等の車両にも適用可能である。
【００１８】
[実施例１]
図１は、本実施例の車速制限装置を示す概略構成図である。又、図２は、図１に示した車速制限装置で実施する本実施例の制御内容を説明するフローチャートである。又、図３は、図２に示したフローチャートに基づく制御を説明する図である。
【００１９】
本実施例の車速制限装置を備えた車両１０は、電気自動車であり、車両１０を駆動するための電力が蓄電された駆動用バッテリ１１と、駆動用バッテリ１１から供給された電力を駆動用電力に変換するインバータ１２と、後述する要求トルクに基づいて、インバータ１２から供給された駆動用電力により回転駆動されるモータ１３等を有しており、モータ１３の回転駆動力が、減速ギヤ、駆動軸を介して、駆動輪１５に伝達されて、車両１０を駆動することになる。
【００２０】
車両１０の駆動輪１５には、当該駆動輪１５の回転速度を検出する車輪速センサ１５ａ（車速検出手段）が設けられており、又、その操舵輪１６にも、当該操舵輪１６の回転速度を検出する車輪速センサ１６ａ（車速検出手段）が設けられている。車輪速センサ１５ａ、１６ａで検出された駆動輪１５、操舵輪１６の回転速度は、制御手段であるＥＣＵ（Electronics Control Unit）２０に入力され、車両１０の車速として演算されて、後述する制御が行われて、モータ１３が制御されることになる。
【００２１】
又、車両１０のアクセルペダル１７には、当該アクセルペダル１７のアクセル開度（アクセル踏み込み量）を検出するアクセル開度センサ１７ａ（アクセル開度検出手段）が設けられており、アクセル開度センサ１７ａで検出されたアクセルペダル１７の開度がＥＣＵ２０に入力されて、ドライバのアクセル踏み込み量として演算されて、後述する制御が行われて、モータ１３が制御されることになる。なお、要求トルクは、アクセル開度センサ１７ａに基づくアクセル踏み込み量及び車輪速センサ１５ａ、１６ａに基づく車速から演算される。
【００２２】
本実施例の車速制限装置は、車両が予め設定された制限車速を超える場合は要求トルクを０に設定する制御を行う速度制限機能を有するものであるが、制限車速に到達するまでの加速感と共に制限車速付近での走行時の安定感を確保するため、以下のような制御を行っている。本実施例で実施する制御について、図１と共に、図２及び図３を参照して、以下に説明する。
【００２３】
（ステップＳ１）
ドライバがアクセルペダル１７を踏み込むと、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１７ａによりアクセルペダル１７の開度を検出し、ドライバのアクセル踏み込み量を演算し、ステップＳ２へ進む。
【００２４】
（ステップＳ２）
ＥＣＵ２０は、車輪速センサ１５ａ、１６ａにより駆動輪１５、操舵輪１６の回転速度を検出し、車両１０の車速を演算すると共に、予め設定した制限車速に到達したかどうかを判定し、制限車速に到達していない場合はステップＳ３へ進み、制限車速に到達した場合はステップＳ４へ進む。なお、図３では、一例として、制限車速を５０ｋｍ／ｈとしているが、用途に応じて、任意の車速を設定可能である。
【００２５】
（ステップＳ３）
車両１０の車速が制限車速に到達していない場合には、通常の加速を行い、ステップＳ１へ戻る。通常の加速とは、要求トルク通りの加速のことであり、車速制限のゲインを１として、車速制限を行わない加速のことである（通常モード）。このように、制限車速に達するまでは、加速感をできるだけ持たせるため、ゲインを１としている。
【００２６】
（ステップＳ４）
車両１０の車速が制限車速に到達した後に制限車速以下となる場合には、車速に応じたゲインに基づいて、トルクを制限する（制限モード）。車速に応じたゲインとしては、例えば、図３中に点線で示すように、制限車速のときのゲインを０とし、予め規定した所定車速（＜制限車速）のときのゲインを１とする線形の負のゲイン勾配を有するものを用いる。従って、制限車速に達すると、ゲインが０となって、出力トルクが０となり、制限車速を超える加速は禁止されると共に、制限車速に達した後は、トルクハンチングを回避するため、車速に応じたゲインを用いて、要求トルクを制限するようにしている。
【００２７】
図３を参照して、具体的に説明すると、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達するまではゲインを１とし（矢印Ｐ１参照）、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達するとゲインを１から０へ変更し（矢印Ｐ２参照；ゲイン勾配大）、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達した後は、所定車速となる４０ｋｍ／ｈと制限車速の５０ｋｍ／ｈの間（制限速度域）において、車速が大きくなると、ゲインを１から０へ小さくしている（矢印Ｐ３参照；ゲイン勾配小）。
【００２８】
従って、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達するまではゲインを１としているので、制限車速に達するまでは大きな加速感を得ることができ、制限車速に達するとゲインを１から０へ変更して、それ以上の加速を禁止し、制限車速に達した後は、車速に応じたゲインに基づいて、トルクを制限するので、その制限速度域において、再加速する場合には、車速に応じてトルクを制限することになり、制限速度域の下限付近では大きな加速感を得ることができ、制限速度域の上限付近、つまり、制限車速付近ではトルクハンチングを回避して、走行時の安定感を確保することができる。
【００２９】
（ステップＳ５）
車速が所定車速以下かどうかを確認し、所定車速を超える場合にはステップＳ４へ戻り、所定車速以下の場合には、ステップＳ６へ進む。つまり、車速に応じたトルク制限は、所定車速以下になるまで続く。所定車速とは、制限速度域の下限であり、図３では、一例として、所定車速を４０ｋｍ／ｈとしているが、これも、用途に応じて、任意の車速を設定可能である。又、ゲイン勾配についても、用途に応じて、任意の勾配を設定可能である。
【００３０】
（ステップＳ６）
車速が所定車速以下になると、トルク制限を解除し、ステップＳ１へ戻る（リセット手段）。つまり、車速が所定車速以下と言う所定条件に基づいて、制限モードをリセットし、通常モードへ戻して、通常（ゲイン＝１）の加速を可能としている。
【００３１】
上述した制御により、走行時の加速感と安定感のトレードオフの関係は解消され、制限車速に到達するまでの加速感と共に制限車速付近での走行時の安定感を確保することができる。
【００３２】
[実施例２]
本実施例は、実施例１の図１に示した車速制限装置で実施する制御の他の一例である。ここでは、実施例１と重複する図１の説明は省略するが、図１を参照すると共に、図４、図５を参照して、本実施例の制御を説明する。ここで、図４は、図１に示した車速制限装置で実施する本実施例の制御内容を説明するフローチャートである。又、図５は、図４に示したフローチャートに基づく制御を説明する図である。
【００３３】
本実施例の車速制限装置も、車両が予め設定された制限車速を超える場合は要求トルクを０に設定する制御を行う速度制限機能を有するものである。実施例１に示した車速制限装置の制御では、制限車速に到達するまでの加速感と共に制限車速付近での走行時の安定感を確保することができるが、一度、制限車速に到達すると、その後は、所定車速以下になるまで、制限モードでの加速となるので、制限車速に到達するまでの通常モードでの加速と、制限車速に到達した後の制限モードでの加速とで、加速感が異なることになる。
【００３４】
例えば、前述した図３を参照すると、通常モード時に加速するときには、ゲインは１であり、要求トルク通りに加速することになるが（矢印Ｐ１参照）、制限モード時に加速（再加速）するときには、点線で示すゲイン勾配に従い、車速に応じたゲインをかけた要求トルクを用いて、加速することになり（矢印Ｐ４参照）、加速感が異なることになる。
【００３５】
そこで、本実施例では、制限車速に到達した後の制限モードにおいて、所定速度以下になる前に所定の条件が成立すると、制限モードをリセットして、通常モードへ戻すようにしている。本実施例で実施する制御について、図１と共に、図４及び図５を参照して、以下に説明する。
【００３６】
（ステップＳ１１）
ドライバがアクセルペダル１７を踏み込むと、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１７ａによりアクセルペダル１７の開度を検出し、そのアクセル踏み込み量を演算し、ステップＳ１２へ進む。
【００３７】
（ステップＳ１２）
ＥＣＵ２０は、車輪速センサ１５ａ、１６ａにより駆動輪１５、操舵輪１６の回転速度を検出し、車両１０の車速を演算すると共に、予め設定した制限車速に到達したかどうかを判定し、制限車速に到達していない場合はステップＳ１３へ進み、制限車速に到達した場合はステップＳ１４へ進む。なお、図５でも、一例として、制限車速を５０ｋｍ／ｈとしているが、用途に応じて、任意の車速を設定可能である。
【００３８】
（ステップＳ１３）
車両１０の車速が制限車速に到達していない場合には、通常の加速を行い、ステップＳ１１へ戻る。通常の加速とは、要求トルク通りの加速のことであり、車速制限のゲインを１として、車速制限を行わない加速のことである（通常モード）。このように、制限車速に達するまでは、加速感をできるだけ持たせるため、ゲインを１としている。
【００３９】
（ステップＳ１４）
車両１０の車速が制限車速に到達した後に制限車速以下となる場合には、車速に応じたゲインに基づいて、トルクを制限する（制限モード）。車速に応じたゲインとしては、例えば、図５中に点線で示すように、制限車速のときのゲインを０とし、予め規定した所定車速（＜制限車速）のときのゲインを１とする線形の負のゲイン勾配を有するものを用いる。従って、制限車速に達すると、ゲインが０となって、出力トルクが０となり、制限車速を超える加速は禁止されると共に、制限車速に達した後は、トルクハンチングを回避するため、車速に応じたゲインを用いて、要求トルクを制限するようにしている。
【００４０】
図５を参照して、具体的に説明すると、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達するまではゲインを１とし（矢印Ｐ１参照）、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達するとゲインを１から０へ変更し（矢印Ｐ２参照；ゲイン勾配大）、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達した後は、所定車速となる４０ｋｍ／ｈと制限車速の５０ｋｍ／ｈの間（制限速度域）において、車速が大きくなると、ゲインを１から０へ小さくしている（矢印Ｐ３参照；ゲイン勾配小）。
【００４１】
従って、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達するまではゲインを１としているので、制限車速に達するまでは大きな加速感を得ることができ、制限車速に達するとゲインを１から０へ変更して、それ以上の加速を禁止し、制限車速に達した後は、車速に応じたゲインに基づいて、トルクを制限するので、その制限速度域において、再加速する場合には、車速に応じてトルクを制限することになり、制限速度域の下限付近では大きな加速感を得ることができ、制限速度域の上限付近、つまり、制限車速付近ではトルクハンチングを回避して、走行時の安定感を確保することができる。
【００４２】
（ステップＳ１５）
アクセルペダル１７の踏み込み量が予め規定した一定値以下かどうかを確認し、一定値を超える場合にはステップＳ１６へ進み、一定値以下の場合には、ステップＳ１７へ進む。ここでは、上述したように、アクセル開度センサ１７ａに基づいてアクセル踏み込み量を演算し、演算したアクセル踏み込み量が予め規定した一定値以下かどうかを確認すればよい。
【００４３】
ここで、「一定値以下」とは、ドライバに加速の意志がないことを判断する任意の値である。アクセルペダル１７の踏み込みを緩めて、予め規定した一定値以下のアクセル踏み込み量となったときに、「一定値以下」の条件に該当して、後述するトルク制限の解除が行われることになるが、「一定値」としては、例えば、要求トルクが０以下となるアクセル踏み込み量を設定すれば良い。なお、「一定値」として、アクセル踏み込み量（アクセル開度）＝０を設定した場合には、アクセルペダル１７を踏んでいないときのみ、つまり、アクセルオフのときのみ、「一定値以下」の条件に該当することになり、後述するトルク制限の解除が行われることになる。
【００４４】
（ステップＳ１６）
アクセルペダル１７の踏み込み量が一定値を超える場合には、車両が前進、かつ、要求トルクが０以下かどうかを確認し、車両が前進し、かつ、要求トルクが０以下の場合にはステップＳ１７へ進み、車両が前進しておらず、又は、要求トルクが０以下でない場合には、つまり、車両が停止或いは後進、又は、要求トルクが０より大きい場合には、ステップＳ１４へ戻る。ここでは、車輪速センサ１５ａ、１６ａに基づく車速により、車両の進行方向を確認すると共に、車輪速センサ１５ａ、１６ａに基づく車速及びアクセル開度センサ１７ａに基づくアクセル踏み込み量により求めた要求トルクにより、その大きさを確認すればよい。
【００４５】
ここで、「車両が前進、かつ、要求トルクが０以下」とは、アクセルペダル１７の踏み込み量が一定値を超える場合であっても、ドライバに加速の意志がないことを判断する条件である。例えば、アクセルペダル１７の踏み込みを緩めたときに、当該条件に該当する場合があり、この場合には、後述するトルク制限の解除が行われることになる。又、電気自動車である車両１０においては、ブレーキペダルを踏んで、駆動用バッテリ１１への回生を行っているときは、当該条件に該当し、この場合にも、後述するトルク制限の解除が行われることになる。
【００４６】
（ステップＳ１７）
アクセルペダル１７の踏み込み量が一定値以下、又は、車両が前進、かつ、要求トルクが０以下の場合には、トルク制限を解除し、ステップＳ１１へ戻る（リセット手段）。つまり、アクセルペダル１７の踏み込み量が一定値以下と言う所定条件、又は、車両が前進、かつ、要求トルクが０以下と言う所定条件に基づいて、制限モードをリセットし、通常モードへ戻して、通常（ゲイン＝１）の加速を可能としている。
【００４７】
図５を参照して、具体的に説明すると、制限車速の５０ｋｍ／ｈに達した後は、制限モードがリセットされるまでは、点線で示すゲイン勾配に従い、車速に応じたゲインをかけた要求トルクを用いて、加速（再加速）することになるが（矢印Ｐ４参照）、速度変更域において、上記条件が成立すると、制限モードをリセットし、通常モードへ戻して（矢印Ｒ参照）、通常（ゲイン＝１）の加速（再加速）を可能としている。
【００４８】
本実施例も、制限モードがリセットされなければ、実施例１と同じく、車速に応じたトルク制限が、所定車速以下になるまで続くことになるが、通常は、所定車速以下になるまでに、制限モードをリセットする条件（上記ステップＳ１５又は１６の条件）を満たすことになるので、これらの条件を満たすまで、車速に応じたトルク制限が続くことになる。そして、上記条件を満たすと、制限モードをリセットし、通常モードへ戻しているので、制限車速到達後に再加速したい場合には、上記条件を満たせば、通常の加速を行うことになる。なお、制限モードをリセットして、通常モードへ戻すとき、そのときのトルク変動が予め規定した許容変動値より大きい場合には、通常モードへ戻す際、トルクが緩やかに変動するように制御しても良い。
【００４９】
上述した制御により、走行時の加速感と安定感のトレードオフの関係は解消され、制限車速に到達するまでの加速感と共に制限車速付近での走行時の安定感を確保することができる。加えて、制限車速の到達後であっても、所定の条件を満たした場合には、通常の加速を行うことができ、一定の加速感を得ることができる。
【００５０】
なお、本実施例では、制限モードの車速に応じたゲインとして、制限車速のときのゲインを０とし、予め規定した所定車速（＜制限車速）のときのゲインを１とする線形の負のゲイン勾配を有するものを示したが、ゲインは線形勾配を持つものに限られない。例えば、所定車速のときのゲイン１から制限車速のときのゲイン０まで曲線状に減少するゲイン設定であってもよい。また、所定車速のときのゲイン１から制限車速のときのゲイン０間で、ゲイン勾配の緩急を変化させてもよい。このように、用途に応じたゲイン設定が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、速度制限機能を有する車両であれば、どのような車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  車両
１１  駆動用バッテリ
１２  インバータ
１３  モータ
１５  駆動輪
１５ａ  車輪速センサ（車速検出手段）
１６  操舵輪
１６ａ  車輪速センサ（車速検出手段）
１７  アクセルペダル
１７ａ  アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
２０  ＥＣＵ（制御手段）
【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】
2015100225.tif 000007
【図６】
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【図７】
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