(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載されたモータの駆動力により走行する車両の制御装置において、
駆動装置の過熱を検知する検知手段と、
車両の走行抵抗を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された走行抵抗が予め設定された閾値以上であって、前記検知手段により駆動装置の過熱が検知され、駆動力の出力制限を即時に行う必要性はないときには、運転者に対して異常を知らせるための報知を前記車両の停止後に行う報知手段と、
を有することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記算出手段により算出された走行抵抗が予め設定された閾値以上であって、前記検知手段により駆動装置の過熱が検知され、駆動力の出力制限を即時に行う必要性はないときには、前記駆動装置の駆動力の出力制限を前記車両の停止後に行う駆動制御手段を有することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の制御装置において、
前記車両の停止は、運転者によるブレーキ操作によるものであることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記車両の前輪又は後輪の少なくとも一方は、内燃機関の駆動力で駆動することを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置、特にモータの駆動力により走行する車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのみ、またはモータと内燃機関などを併用した、いわゆるハイブリッドを動力源とする車両における走行用モータ及びそのシステムは、一般的に軽量化、小型化、電費向上のため、容量(出力、熱など)が、例えば砂地、泥濘地、深い新雪地など普通の舗装路と比べ走行抵抗が過大かつ摩擦係数が小さい、いわゆるオフロードの走行まで考慮した大きさになっていない。従って、このようなモータやシステムが過負荷状態となりやすい小容量の車両の取扱説明書などには、オフロード走行を禁じる記載がされている場合がある。
【０００３】
にもかかわらず、このような車両でオフロード路面を走行した場合、車載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｏｒｌ  Ｕｎｉｔ）は、走行中にモータやモータを駆動するためのシステムに過熱が検出されると、モータ等が過熱、焼損して走行不能になるのを未然に防止するために走行用モータの出力を制限すると共に、出力を制限したことを伝えるために過熱を運転者に報知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０５０８７０号公報
【特許文献２】特開平０７−２８０８２０号公報
【特許文献３】特開２００７−０５７０９３号公報
【特許文献４】特開２００２−２１８６０５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、オフロード走行中に過熱が検知された場合でも、状況によってはモータの出力制限を即座に行う必要がない状態である場合もあり得るが、そのような場合でも出力制限を即座に行い、そのタイミングで運転者に出力制限の報知をしてしまうと、運転者がその報知の内容を確認するために自分の意思でアクセルを緩めて車両を停止させてしまう場合があった。オフロードにおいては、車両をいったん停止させてしまうと、再発進が困難な場合が少なくないため、車両をオフロード路面から脱出させることができなくなってしまう、つまり走行不能の状況に陥ってしまうおそれがあった。特に、オフロード初心者は、報知に応じて車両をオフロード路面上で停止させてしまう傾向にある。
【０００６】
本発明は、普通の舗装路に比して走行抵抗が過大かつ摩擦係数が小さい路面を走行している場合、車両の停止後に異常を知らせる旨を報知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両の制御装置は、搭載されたモータの駆動力により走行する車両の制御装置において、駆動装置の過熱を検知する検知手段と、車両の走行抵抗を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された走行抵抗が予め設定された閾値以上であって、前記検知手段により駆動装置の過熱が検知され、駆動力の出力制限を即時に行う必要性はないときには、運転者に対して異常を知らせるための報知を前記車両の停止後に行う報知手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記算出手段により算出された走行抵抗が予め設定された閾値以上であって、前記検知手段により駆動装置の過熱が検知され、駆動力の出力制限を即時に行う必要性はないときには、前記駆動装置の駆動力の出力制限を前記車両の停止後に行う駆動制御手段を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記車両の停止は、運転者によるブレーキ操作によるものであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記車両の前輪又は後輪の少なくとも一方は、内燃機関の駆動力で駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、走行抵抗が予め決められた閾値以上であるオフロードなどの路面の走行中に、駆動力の出力制限を即時に行う必要性が無いときには、車両が停止するのを待ってから異常を知らせるための報知を行うようにしたので、報知の内容を確認するために車両を上記路面上に停止させてしまうことがなくなる。このように、上記路面上で車両を停止させてしまう機会を削減できるため、上記路面上から再発進できなくなってしまうことを抑制することができる。
【００１２】
また、車両が停止した後に、駆動力の出力制限を行うようにしたので、出力制限後に車両を上記路面上で停止させてしまうことを抑制でき、これにより、上記路面上から再発進できなくなってしまうことを抑制することができる。
【００１３】
また、運転者が停車意思を持って車両を停止させた場合に報知や駆動力の出力制限を行うことができる。
【００１４】
また、モータ駆動による補助的なハイブリッド四輪駆動車両において、車両が上記路面上から再発進できなくなってしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る制御装置の一実施の形態を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】本実施の形態におけるＥＣＵのハードウェア構成図である。
【図３】本実施の形態におけるＥＣＵのブロック構成図である。
【図４Ａ】本実施の形態において過熱が検知された後に実施する処理を示したフローチャートである。
【図４Ｂ】本実施の形態において過熱が検知された後に実施する処理を示したフローチャートであって図４Ａに続くフローチャートである。
【図５】本発明に係る制御装置の一実施の形態を搭載した他の車両の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る制御装置の一実施の形態を搭載した車両の概略構成図である。本実施の形態の説明に用いない構成については、図１から省略している。図１には、モータと内燃機関であるエンジンを併用した、いわゆるハイブリッドを動力源とする車両２が示されている。本実施の形態における車両２は、前輪３を駆動するために走行用モータ（以下、単に「モータ」とも称する）４及びエンジン９が、後輪５を駆動するためにモータ６がそれぞれ設けられている。インバータ７は、バッテリ８に蓄積された直流電力を交流電力に変換してからモータ４，６に供給する。ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｏｒｌ  Ｕｎｉｔ）１０は、コンピュータにより実現され、各種センサ（図示せず）から検出されたデータや計算により求めたデータを用いて車両の走行制御を行うための車両走行制御手段等である。ＥＣＵ１０は、車両２に標準装備されている。
【００１８】
図２は、本実施の形態におけるＥＣＵ１０のハードウェア構成図である。ＥＣＵ１０は、コンピュータにより実現され、図２に示したようにＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４、通信手段として設けられたネットワークコントローラ１５を内部バス１６に接続して構成される。必要により、その他の構成も具備することは可能である。なお、ハードディスクドライブ１４は必須な構成ではない。
【００１９】
図３は、本実施の形態におけるＥＣＵ１０のブロック構成図である。なお、本実施の形態の説明に不要な機能は、図３から省略している。ＥＣＵ１０は、検知部２１、判断部２２、算出部２３、報知部２４、駆動制御部２５及び全体制御部２６を有している。検知部２１は、モータ４，６やモータ４，６を駆動するためのシステムなどの駆動装置の過熱を検知する。ここで、「過熱」というのは、駆動装置の温度、昇温速度、負荷状況などからこのまま走行し続けるとモータ４，６等に焼損等が発生し、その結果、車両２が走行不能になる可能性がある状態にあるということである。過熱は、過負荷状態である、若しくは過負荷状態が継続していたことに伴い発生する。過負荷状態は、例えば過度の加速や減速などからなる。なお、過熱を検知する対象とする部品は、モータ４，６等の駆動装置に限定する必要はなく、車両２が過熱により走行不能となる可能性のある部品についても検知の対象としてよい。ＥＣＵ１０は、過熱を検知するための温度等の指標データを、車載された図示しない温度センサ等の各種検出手段等から取得する。この過熱を検知すること自体は、従前と同様の手法を用いてよい。
【００２０】
判断部２２は、検知部２１により過熱が検知されたときに、その検知された駆動装置の駆動力の出力制限を即時に行う必要性の有無を判断する。駆動力の出力制限を即時に行う必要性が有る場合というのは、例えば、モータ４，６の温度が既知の限界温度に達している、若しくは限界温度に近い温度であったり、昇温速度の度合いが急激であったりするなど、過熱が有るという状況の中でも車両にかかっている負荷状況がより過酷であることから、車両２の耐久性からして即座に走行不能になる可能性がある場合ということである。ＥＣＵ１０は、駆動力の出力制限を即時に行う必要性が有るかどうかを判断するための温度等の指標データを、車載された図示しない温度センサ等の各種検出手段等から取得する。
【００２１】
算出部２３は、車両２の走行抵抗を算出する。走行抵抗は、駆動トルク値、指令トルク値、車体前後加速度、傾斜センサ等が検出する傾斜値等の指標値、若しくはこれらを組み合わせて算出する。報知部２４は、運転者に対して、過熱が検知されたときに異常を知らせるための報知を行う。特に、本実施の形態における報知部２４は、詳細は後述するように、算出部２３により算出された走行抵抗が予め設定された閾値以上であって、検知部２１により駆動装置の過熱が検知され、駆動力の出力制限を即時に行う必要性が無いときには報知を車両２の停止後に行う。本実施の形態では、車両２がオフロードを走行しているかどうかの判断基準として閾値を予め設定しておき、車両２の走行抵抗が予め設定された閾値以上である場合をオフロード走行とみなすようにした。オフロード走行かどうかの判断として走行抵抗以外の指標や条件、若しくはこれらを組み合わせて判断するようにしてもよい。
【００２２】
駆動制御部２５は、モータ４，６の駆動力の出力制限を行うなどモータ４，６及びエンジン９の駆動制御を行う。特に、本実施の形態における駆動制御部２５は、詳細は後述するように、算出部２３により算出された走行抵抗が予め設定された閾値以上、すなわちオフロード走行中と判断された場合であって、判断部２２により駆動力の出力制限を即時に行う必要性無しと判断されたときには過熱が検知されたモータ４，６の駆動力の出力制限を車両２の停止後に行う。全体制御部２６は、各構成要素２１〜２５と連携しながら車両２の駆動制御等各種制御を行う。
【００２３】
ＥＣＵ１０における各構成要素２１〜２６は、ＥＣＵ１０を形成するコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ１１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵ１１がプログラムを実行することで各種処理が実現される。
【００２４】
次に、本実施の形態における動作について説明する。本実施の形態では、過熱が検知されてからの処理に特徴があるので、過熱検知後の処理について図４Ａ，図４Ｂに示したフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
モータ４又はモータ６、あるいは双方のモータ４，６に過熱が検知された場合、ＥＣＵ１０における全体制御部２６は判断部２２を起動する。ＥＣＵ１０における判断部２２は、起動されると、その過熱が検知されたモータ４，６の駆動力の出力制限を即時に行う必要性の有無を判断する。ここで、出力制限を即時に行う必要性が有ると判断した場合（ステップ１０１でＹ）、ステップ１０７に移行する。一方、出力制限を即時に行う必要性が無いと判断した場合（ステップ１０１でＮ）、全体制御部２６は、走行抵抗の算出が可能かどうかを判断する。具体的には、走行抵抗算出可能車速（Ｖｒ）が予め設定されており、現在の車速（Ｖ）がＶｒ以上（Ｖ≧Ｖｒ）であれば（ステップ１０２でＹ）、走行抵抗の算出が可能と判断し、算出部２３を起動する。算出部２３は、起動されると、走行抵抗を算出する（ステップ１０３）。ＶがＶｒを下回っていれば（ステップ１０２でＮ）、走行抵抗の算出はできないと判断し、ステップ１０１に戻る。
【００２６】
走行抵抗が算出されると、ＥＣＵ１０は、現在、オフロード走行中かどうかを判断する。具体的には、予め設定されているオフロード走行中かどうかを判定するための判定閾値（Ｒｄｉｆ）を用いる。すなわち、砂地、泥濘地、深い新雪地などのいわゆるオフロードは、普通の舗装路と比べ走行抵抗が過大かつ摩擦係数が小さい。本実施の形態では、この現在走行中の道路が普通の舗装路かオフロードかを判別するための指標として走行抵抗を用い、そのために走行抵抗についての判定閾値（Ｒｄｉｆ）を予め設定している。そのため、ＥＣＵ１０は、ステップ１０３において走行抵抗（Ｒｒ）を算出し、その走行抵抗（Ｒｒ）と判定閾値（Ｒｄｉｆ）とを比較する。そして、ＲｒがＲｄｉｆ以上（Ｒｒ≧Ｒｄｉｆ）であればオフロード走行中と判断し（ステップ１０４でＹ）、ステップ１０５に移行する。一方、ＲｒがＲｄｉｆを下回っていればオフロード走行中でないと判断し（ステップ１０４でＮ）、ステップ１０７に移行する。なお、急坂登坂時においてステップ１０８で行う報知が誤報となることを防止するために、傾斜センサから得られる傾斜値から現在急坂登坂中と推定される場合には、ステップ１０４における判断は常に行わずにステップ１０７に移行するようにしてもよい。
【００２７】
なお、走行抵抗算出可能車速（Ｖｒ）及び判定閾値（Ｒｄｉｆ）の各パラメータ値は、プログラムの中に予め組み込まれてもよいし、ＨＤＤ１４に登録されていて、使用時に読み出すようにしてもよい。
【００２８】
オフロード走行中と判断した場合、続いて、ＥＣＵ１０は、現在、車両２が停止してるかどうかを判断する。ここでは、車速が０Ｋｍ／ｈ以下となった場合に停止と判断する。車両２が停止していない場合（ステップ１０５でＮ）、全体制御部２６は、判断部２２を起動して、過熱が検知されたモータ４，６の駆動力の出力制限を即時に行う必要性の有無を判断する。この処理の内容は、ステップ１０１と同じでよい。出力制限を即時に行う必要性が無いと判断した場合（ステップ１０６でＮ）、車両２が停止してるかどうかを判断するステップ１０５に戻る。つまり、ここでは、車両２が停止するのを待機している状態にある。車両２の停止は、運転者の意思によるブレーキ操作によるものを想定しているが、これに限る必要はない。一方、出力制限を即時に行う必要性が有ると判断した場合（ステップ１０６でＹ）、ステップ１０７に移行する。このステップ１０６における処理は、車両２の停止を待っている間に、出力制限を即時に行う必要性が無い状態から有る状態に変化した場合に対処するためである。本実施の形態においては、このように車両２の停止を待ってからステップ１０７以降の処理に移行するようにしている。
【００２９】
図４Ｂにおいて、オフロード走行中に（ステップ１０４でＹ）、出力制限を即時に行う必要性が無いときに（ステップ１０６でＹ）、車両２が停止した場合（ステップ１０５でＹ）、ＥＣＵ１０の全体制御部２６は、駆動制御部２５に指示することによって、過熱が検知されたモータ（モータ４、モータ６、あるいは双方のモータ４，６）に対する駆動力の出力制限を実行させる（ステップ１０７）。これにより、過負荷状態を回避することによって今以上の温度上昇を阻止し、ひいては過熱の状態からの脱出を期待する。なお、複数の走行用モータが搭載されている場合、出力制限の対象は、過熱が検知された走行用モータに特定せず、全ての走行用モータとしてもよい。駆動力の出力制限をする手法としては、モータ出力値の上限を下方に設定するなどして駆動力を制限するもののほか、例えば特許文献４に記載されているように、モータと駆動軸との間のクラッチを切断して駆動力の伝達を遮断する、すなわち駆動力＝０としてもよい。
【００３０】
全体制御部２６はまたこれと同時に、報知部２４を起動し、運転者に対する部品保護に関する報知、過熱が検知された報知、あるいは出力制限を行う旨の報知等異常を知らせるための報知を実行させる（ステップ１０８）。報知部２４は、報知として、その旨のテキストメッセージを表示手段としてのカーナビゲーションシステムのディスプレイに表示したり、その旨の音声メッセージを音出力手段としてのスピーカから出力したりする。メッセージの内容としては、例えば、このままオフロード走行を続けると車両が故障するなど、走行不能な状況にいたるおそれがある旨や、オフロード走行に適した車両ではないため、速やかに安全な路面へ退出する旨などである。なお、運転者を含む搭乗者に限定せず、予め登録しておいた、ネットワークを介して通信可能な外部のコンピュータや携帯機器等にも報知するようにしてもよい。
【００３１】
本実施の形態においては、以上説明したようにオフロード走行中に出力制限を即時に行う必要性が無いときには、車両２が停止するのを待ってから異常を知らせるための報知を行うようにした。これにより、オフロード走行中に報知の内容を確認しようとして車両２を停止させてしまうことがなくなる。車両２の停止位置は、オフロード路面上かオフロードから退出した安全な路面上かは定かではないが、報知の内容の確認のための停止はなくすことができるので、従来に比してオフロード路面上で車両２を停止させてしまう機会を削減できる。これにより、オフロードから再発進できなくなってしまうことを抑制することができる。
【００３２】
また、出力制限を即時に行う必要性が有る場合（ステップ１０１，１０６でＹ）、及びオフロード走行中でない場合（ステップ１０４でＮ）も上記と同様にモータに対する駆動力の出力制限及び報知を行う。なお、ステップ１０７とステップ１０８とは、逆の順番でもまた同時に実行してもよい。あるいは、出力制限又は報知の一方を行うようにしてもよい。
【００３３】
その後、ＥＣＵ１０は、過熱が検知されなくなるまで常時監視する（ステップ１０９）。ここでの状態では、モータの駆動力の出力制限がされているので、過負荷状態が解消された状態が続き、いずれ過熱が検知されなくなるはずである。そして、過熱が検知されなくなった場合（ステップ１０９でＹ）、続いて、ステップ１０４においてオフロード走行中と判断されていなかった場合には（ステップ１１０でＮ）、ステップ１１４に移行する。一方、ステップ１０４においてオフロード走行中と判断されていた場合（ステップ１１０でＹ）、ＥＣＵ１０は、ステップ１０２，１０３と同様に処理することで走行抵抗を算出する（ステップ１１１でＹ、１１２）。
【００３４】
走行抵抗が算出されると、ＥＣＵ１０は、現在、オフロード走行中かどうかを判断する。具体的には、ステップ１０４と同様に処理し、算出された走行抵抗（Ｒｒ）が判定閾値（Ｒｄｉｆ）以上であればオフロード走行中と判断し（ステップ１０４でＹ）、ステップ１１１に戻る。すなわち、この処理では、車両２がオフロードから退出したかどうかを判定している。ここで、ＲｒがＲｄｉｆを下回っていればオフロードから退出したと判断し（ステップ１１３でＮ）、ＥＣＵ１０における全体制御部２６は、駆動制御部２５に指示することによって、ステップ１０７においてした駆動力の出力制限を解除させる（ステップ１１４）。また、ステップ１０８から継続して実施されていた報知を停止する（ステップ１１５）。ステップ１０４においてオフロード走行中と判断されていなかった場合（ステップ１１０でＮ）、この場合も同様に駆動力の出力制限を解除し（ステップ１１４）、また報知を停止する（ステップ１１５）。なお、ステップ１１４とステップ１１５とは、逆の順番でもまた同時に実行してもよい。
【００３５】
本実施の形態では、以上説明したようにオフロード走行中に出力制限を即時に行う必要性が無いときには、車両２が停止するのを待ってから異常を知らせるための報知を行うようにしたので、報知の内容を確認する目的で車両２をオフロード路面上で停止させてしまうことがなくなる。これにより、オフロード路面上で車両２を停止させたことにより再発進できなくなることを抑制することができる。
【００３６】
ところで、前述した本実施の形態では、オフロード路面にいないことを確認してから出力制限を解除するようにした。ただ、例えば、「当車両はオフロード走行に適しておらず、オフロード走行が原因で発生した故障については保証の対象にならない。」という旨のメッセージを報知すると共に、このメッセージの内容に同意したときに選択するためのＥＮＴＥＲボタンをカーナビゲーションシステムのディスプレイに表示し、運転者が当該ボタンを選択した場合にはオフロード走行中であっても出力制限を解除するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態においては、過熱が検知されてから図４に示した処理を実行するようにしたが、過熱の検知の有無に関係なく単にオフロード走行と判定された場合において停車したのを待って運転者への報知及びモータの駆動力の出力制限を行うことで、オフロード走行の続行を運転者に断念させるようにしてもよい。
【００３８】
また、ステップ２０８において報知をした際、その報知の意味がわからずに、あるいはその報知の内容を確認するために、運転者が意図せずアクセルを緩めてしまった結果として停車させてしまわないよう、駆動制御部２５は、運転者がアクセルペダルを緩めてもブレーキペダルを踏まない限りは減速せず車速を維持するよう必要なトルクを出力し続けるように駆動制御してもよい。あるいは、車速が０Ｋｍ／ｈとならない車速で走行させるように駆動制御してもよい。
【００３９】
また、この車両２でオフロード走行はできないことを運転者に喚起するために、イグニッションキーをオンするたびにカーナビゲーションシステムのディスプレイへの表示や音声などで案内するようにしてもよい。あるいは、注意文が記載されたサンバイザーを取り付けたり、記載されたタグが取り付けられたシフトレバーなどを設けるようにしてもよい。
【００４０】
本発明は、モータのみ、またはモータと内燃機関などを併用した、いわゆるハイブリッドを動力源とする車両への適用を想定している。本実施の形態においては、図１に例示したように前輪３をモータ４及びエンジン９で駆動し、また後輪５を小容量のモータ６で駆動する、モータによる補助的な四輪駆動車で走破性の高くないハイブリッド四輪駆動車であって、例えば特許文献３に記載されている２軸式トランクアスクル（図１０）を採用した車両を前提として説明した。ただし、本発明が適用可能な車両は、これに限定するものではなく、例えば図５に例示したようにモータ４にて前輪３を駆動する電気自動車にも適用することが可能である。更に、例えば特許文献３に記載されている３軸式トランクアスクル（図６）を採用した車両や四輪駆動電気自動車やハイブリッド二輪自動車に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２  車両、３  前輪、４，６  モータ、５  後輪、７  インバータ、８  バッテリ、９  エンジン、１０  ＥＣＵ、１１  ＣＰＵ、１２  ＲＯＭ、１３  ＲＡＭ、１４  ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、１５  ネットワークコントローラ、１６  内部バス、２１  検知部、２２  判断部、２３  算出部、２４  報知部、２５  駆動制御部、２６  全体制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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