(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行車速を検知する車速センサと、
手動操作により定速走行させる速度を設定する手動設定部と、
設定された定速走行速度で車両を定速走行させる定速走行制御部とを有し、
該定速走行制御部は、車速センサで検知した走行車速が前記手動設定部により設定された手動設定速度より所定以上遅く、かつ定速走行制御部に設定されている定速走行速度より遅い場合には、走行車速を新たな定速走行速度として再設定する定速走行速度変更手段を備え、前記定速走行速度の初期値は前記手動設定速度であることを特徴とする車両用走行速度制御システム。
【請求項２】
車両の走行車速を検知する車速センサと、
手動操作により定速走行させる速度を設定する手動設定部と、
設定された定速走行速度で定速走行を行うために、走行用モータの出力トルクを制御するトルク指令値を出力する定速走行制御部と、
車両状態を検知する車両状態検知部と、
前記車両状態検知部で検知した車両状態に基づいて、出力トルク上限値を制限する出力トルク制御部とを有し、
前記定速走行制御部は、前記出力トルク制御部で出力トルクが制限され、かつ車速センサで検知した走行車速が前記手動設定部により設定された手動設定速度より所定以上遅く、さらに、定速走行制御部に設定されている定速走行速度より遅い場合には、走行車速を新たな定速走行速度として再設定する定速走行速度変更手段を備え、前記定速走行速度の初期値は前記手動設定速度であることを特徴とする車両用走行速度制御システム。
【請求項３】
前記車両状態検知部は、走行用モータの温度を検知するモータ温度検知部を有することを特徴とする請求項２記載の車両用走行速度制御システム。
【請求項４】
前記車両状態検知部は、走行用モータの駆動回路の温度を検知する駆動回路温度検知部を有することを特徴とする請求項２または３記載の車両用走行速度制御システム。
【請求項５】
前記車両状態検知部は、バッテリの温度を検知するバッテリ温度検知部を有することを特徴とする請求項２、３または４記載の車両用走行速度制御システム。
【請求項６】
前記車両状態検知部は、走行用モータに電力を供給するバッテリの容量を検知するバッテリ残容量検知部を有し、
前記出力トルク制御部は、バッテリ残容量検知部の検知結果と車速センサで検知した走行車速に基づいて、出力トルクを制御することを特徴とする請求項２、３、４または５記載の車両用走行速度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両を設定された速度で定速走行させる定速走行制御が可能な車両用走行速度制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、運転者が設定した速度で、車両を自動的に定速走行させる定速走行制御が可能な走行速度制御システムを搭載した車両が多くなっている。また車両制御部の電子制御化に伴い、車両コントローラに搭載された演算処理手段に走行速度制御システムの制御部が内蔵されるものも開発が進められている。
上記走行速度制御システムとしては、例えば、ガソリンエンジン車では、車速センサで計測した車速と運転者が設定した設定速度を比較し、エンジンのスロットル弁開度を制御して、定速走行を行えるようにしたものが知られている。
また、電気自動車では、設定速度を一定に保つために、走行用モータの出力トルクを制御している。
【０００３】
定速走行を設定すれば、アクセルペダルを踏み続ける必要がないため、特に高速道路を使用して長距離走行を行う場合などには、運転者の負担が軽減される。一般には、定速走行スイッチを押圧した時点での車速が設定速度として記憶されて、定速走行が行われ、定速走行スイッチがオフされたときや、ブレーキペダルが踏まれた場合には、定速走行は解除される。
また、これらの走行速度制御システムでは、車速が一時的に低下した場合でも、設定速度よりも所定速度低いアンダーカット車速所定速度以内であれば、定速走行状態が保持され、設定速度での走行を行うように制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、電気自動車では、バッテリを保護するために、バッテリ残容量が少なくなると、バッテリ出力の出力制限を実施する。
また走行用モータの温度が所定温度以上に上昇した場合等には、モータ保護のため、出力トルクを制限する。
このため、定速走行を行っているときに、出力制限やトルク制限がかかった場合には、設定速度を保つために必要な出力トルクの出力が不可能になり、車速が低下する。車速が、アンダーカット車速以下に低下した場合には、定速走行が解除される。
【０００５】
このように、ある程度設定速度を低く変更し、出力トルクが足りる車速で走行すれば、定速走行が可能である場合でも、定速走行は解除されてしまう。
特に、バッテリ残容量が低下してバッテリ出力の出力制限が実施された場合には、バッテリの残容量を効率良く使用するためには、走行可能な設定速度で定速走行を継続させることが望ましい。
【０００６】
従って、本発明は、定速走行中に走行車速が所定以上低下した場合でも、定速走行を解除せずに、走行車速を新たな定速走行させる速度として設定し直し、定速走行状態を持続させ、航続距離を向上させることのできる車両用走行速度制御システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、車両の走行車速を検知する車速センサと、手動操作により定速走行させる速度を設定する手動設定部と、設定された定速走行速度で車両を定速走行させる定速走行制御部とを有し、定速走行制御部は、車速センサで検知した走行車速が手動設定部により設定された手動設定速度より所定以上遅く、かつ定速走行制御部に設定されている定速走行速度より遅い場合には、走行車速を新たな定速走行速度として再設定する定速走行速度変更手段を備え、上記定速走行速度の初期値は手動設定速度とした。
【０００８】
車両の走行車速を検知する車速センサと、手動操作により定速走行させる速度を設定する手動設定部と、設定された定速走行速度で定速走行を行うために、走行用モータの出力トルクを制御するトルク指令値を出力する定速走行制御部と、車両状態を検知する車両状態検知部と、車両状態検知部で検知した車両状態に基づいて、出力トルク上限値を制限する出力トルク制御部とを有し、定速走行制御部は、出力トルク制御部で出力トルクが制限され、かつ車速センサで検知した走行車速が手動設定部により設定された手動設定速度より所定以上遅く、さらに、定速走行制御部に設定されている定速走行速度より遅い場合には、走行車速を新たな定速走行速度として再設定する定速走行速度変更手段を備え、上記定速走行速度の初期値は手動設定速度とすることもできる。
【０００９】
上記車両状態検知部は、走行用モータの温度を検知するモータ温度検知部を有することが好ましい。
また、車両状態検知部は、走行用モータの駆動回路の温度を検知する駆動回路温度検知部を有することもできる。
車両状態検知部は、バッテリの温度を検知するバッテリ温度検知部を有することもできる。
【００１０】
車両状態検知部は、走行用モータに電力を供給するバッテリの容量を検知するバッテリ残容量検知部を有し、出力トルク制御部は、バッテリ残容量検知部の検知結果と車速センサで検知した走行車速に基づいて、出力トルクを制御するものでもよい。
【００１１】
【作用】
通常の定速走行を行うための定速走行制御部に、定速走行速度変更手段を設けることにより、走行車速が定速走行中に走行車速が手動設定された手動設定速度での定速走行状態に復帰する下限速度であるアンダーカット車速を超えて低下した場合でも、走行車速を新たな定速走行させる速度として自動的に設定し直し、最初に手動設定した速度とは異なるが、定速走行を持続する。
この自動設定を繰り返す間は、走行車速が定速走行させる速度として現在設定されている定速走行速度より遅い場合に、再設定を行うことにより、走行車速がアンダーカット車速以下に低下した後の最も遅い走行車速が定速走行させる車速として設定され、固定される。
【００１２】
電気自動車においては、例えば、走行用モータや、モータ駆動回路や、走行用モータの電源であるバッテリの温度が所定以上上昇すると、安全のため出力トルクが制限される。
またバッテリの残容量が所定量以下に低下した場合には、バッテリの出力が制限される。
定速走行状態であっても、これらの制限のために、走行車速が低下してアンダーカット車速以下に低下した場合には、走行車速がアンダーカット車速以下に低下した後の最も遅い走行車速を定速走行する車速として設定し直す。
したがって、モータ等の温度上昇を抑制しながら定速走行が可能な走行車速か、あるいは、少ないバッテリの残容量でも定速走行が維持できる車速が、定速走行車速として再設定され、定速走行が行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は実施例の構成を示すブロック図である。
モータ１は電気自動車に搭載される走行用のモータであり、交流誘導電動機である。モータ１には図示しないトランスアクスルが連接され、このトランスアクスルからの駆動力が、左右の前輪軸を介して、図示しない両前輪に伝達されるようになっている。
モータ１はインシュレイテッド  ゲート  バイポーラ  トランジスタ（以下ＩＧＢＴと記載）２およびモータコントローラ３を介して走行速度制御部４に接続されている。またモータ１は、ＩＧＢＴ２を介して、走行駆動用の主電源であるバッテリ５と接続されている。
【００１４】
走行速度制御部４は、定速走行を行う場合にトルク指令値を算出する定速走行制御部６と、車両の状態に応じてトルク制限値を算出する出力制限部７とトルク制限部８と、トルク指令値またはトルク制限値をモータコントローラ３へ出力する出力トルク切換部９からから構成されている。
出力制限部７には、バッテリの残容量を検知するバッテリ残容量検知部１０とモータ１で駆動される車輪の回転から走行車速を検知する車速センサ１５が接続されている。
トルク制限部８には、モータ１の近傍に配置されモータ１の温度を検知するモータ温度検知部１１と、ＩＧＢＴ２の温度を検知するＩＧＢＴ温度検知部１２とバッテリの温度を検知するバッテリ温度検知部１３が接続されている。
【００１５】
定速走行制御部６には、車速センサ１５、シフトレバーのポジションから走行レンジを検知するシフト位置検知部１６、運転席近傍に設けられた定速走行用の定速走行スイッチ１７、およびブレーキスイッチ１８が接続されている。
ブレーキスイッチ１８は図示しないブレーキペダルに付設され、ブレーキペダルの踏み始めの微少ストロークでオンとなるスイッチである。
なお、出力制限部７、トルク制限部８および出力トルク切換部９は発明の出力トルク制御部を構成する。定速走行スイッチ１７は発明の手動設定部を構成し、ＩＧＢＴ温度検知部１２は駆動回路温度検知部を構成する。
【００１６】
次に定速走行を行う際の動作を説明する。
まず運転者は定速走行を実際に行う前にシフトレバーを操作して、ドライブレンジに設定する。
車速が所望の値となったところで、定速走行スイッチ１７をオンとする。
定速走行制御部６は、定速走行スイッチ１７がオンされると、まずシフト位置検知部１６で検知されたシフトポジションがドライブレンジであり、車速センサ１５で検知した走行車速が４０ｋｍ／ｈ〜１１０ｋｍ／ｈの範囲内であり、かつブレーキスイッチ１８がオフ状態であるか否かを判定し、これらの条件を満たしていれば、定速走行状態へ移行する。
【００１７】
定速走行状態へ移行すると、定速走行スイッチ１７がオンされたときの走行車速を定速走行速度として設定し、９６ｍｓ毎に、新たに車速センサ１５から入力された走行車速と設定された定速走行速度を比較して、定速走行速度で走行するために必要なトルク指令値を算出し、出力トルク切換部９へ出力する。
なお、走行車速が４０ｋｍ／ｈ以下に低下した場合には、定速走行状態を解除する。
また、定速走行制御部６では、上記のトルク指令値算出と平行して、運転者が定速走行を選択しているにも係らず、出力トルクが制限され、車速が低下した場合に、設定速度を変更する機能を有している。この機能に関しての詳細は後述する。
【００１８】
バッテリ残容量検知部１０はバッテリ５の残容量を常時監視し、検知結果を出力制限部７へ出力する。出力制限部７は、まずバッテリ残容量が所定量以下になると、バッテリの残容量を有効に使用するための出力制限値を算出する。
次に、車速センサ１５で検知した走行車速から、モータ回転数Ｎ（ｒｐｍ）を求め、次式からトルク制限値を算出する。なお出力Ｐ（ｋＷ）、トルクＴ（ｋｇｆ・ｍ）、定数Ａとした。
Ｐ＝Ｔ・Ｎ／Ａ
得られたトルク制限値を出力トルク切換部９へ出力する。
【００１９】
同様に、モータ温度検知部１１、ＩＧＢＴ温度検知部１２およびバッテリ温度検知部１３でも同様に、常時温度を監視し、検知結果をトルク制限部８へ出力する。
トルク制限部８は、検知部で検知した温度が所定温度を超えると、温度上昇を抑制するために必要なトルク制限値を算出し、出力トルク切換部９へ出力する。
【００２０】
出力トルク切換部９では、出力制限部７およびトルク制限部８からの出力を監視し、制限が行われていない場合には、定速走行制御部６から出力されたトルク指令値をモータコントローラ３へそのまま出力する。
出力制限部７またはトルク制限部８から制限値が入力されている場合には、入力されたトルク制限値とトルク指令値とを比較し、最も小さい値をモータコントローラ３へ出力する。また、トルク制限が行われた場合には、トルク制限値を定速走行制御部６へも出力する。
従って、運転者により定速走行が選択されていても、バッテリ５の残容量が少ない場合や、モータ１等の温度が上昇している場合には、定速走行制御部６で算出されたトルク指令値ではなく、トルク制限値が出力されるため、車速は低下する。
【００２１】
次に、トルク制限がかかり、車速が低下した場合の定速走行制御部６で行われる設定速度の変更のための動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。ステップ１０１では、まず定速走行中であるか否かを判定し、定速走行中であれば、ステップ１０２へ進み、定速走行中でなければ、ステップエンドへ進む。このステップは所定時間間隔で実行される。
ステップ１０２では、トルク制限がかかり、出力制限部７またはトルク制限部８からトルク制限値が入力されているか否かを判定する。トルク制限値が入力されていなければ、ステップエンドに進む。入力されていれば、ステップ１０３へ進む。
【００２２】
ステップ１０３では、算出したトルク指令値がトルク制限値より大きいか否かを判定する。トルク指令値がトルク制限値より大きくなければ、ステップエンドへ進む。トルク制限値より大きければ、ステップ１０４へ進む。
ステップ１０４では、定速走行スイッチ１７で定速走行させる速度として手動設定された手動設定速度より１０ｋｍ／ｈ遅いアンダーカット車速と、車速センサ１５で検知された走行車速とを比較し、走行車速がアンダーカット車速より遅い場合には、ステップ１０５へ進む。遅くない場合には、ステップエンドへ進む。
【００２３】
ステップ１０５では、走行車速が現在定速走行制御部６に設定されている定速走行車速より遅いか否かを判定する。
走行車速が定速走行車速より遅い場合には、ステップ１０６へ進む。遅くない場合には、ステップエンドへ進む。
上記定速走行車速は、定速走行スイッチ１７をオンさせた当初は、手動設定速度である。その後、トルク制限がかかり、本フローチャートに記載されている動作がステップ１０６まで実施され、再設定された場合には、次のフローでは、当該設定された速度値となる。
ステップ１０６では、走行車速を定速走行速度として設定する。
【００２４】
上記のような動作により、トルク制限がかかり走行車速がアンダーカット車速より低下した場合には、定速走行速度が自動的に変更される。
なお、上記アンダーカット車速は最初に定速走行スイッチにより設定された手動設定速度に対応して設定され、固定される。
また、図２に示すフローチャートのステップ１０１からステップ１０６は発明の定速走行速度変更手段を構成する。
【００２５】
次に、図３および図４を用いて、モータ１が過熱してトルク制限がかかった時の、動作例を説明する。
図３の（ａ）はトルク制限値と出力トルク切換部出力の関係を示し、（ｂ）は定速走行させる速度として設定される設定速度と走行車速の関係を示す。
時刻ａ１にモータ１が過熱し、モータ温度検知部１１で温度上昇が検知され、トルク制限部８からトルク制限値が出力される。
トルク制限値がトルク指令値より大きい、時刻ａ１から時刻ａ２の間は、通常の定速走行状態と同様に、出力トルク切換部９からトルク指令値がモータコントローラ３へ出力され、走行車速は定速走行スイッチ１７で手動設定された７０ｋｍ／ｈを保つ。
【００２６】
時刻ａ２になると、モータ１の温度がさらに上昇し、トルク制限値が下がり、トルク指令値より小さくなる。
出力トルク切換部９からの出力はトルク制限値に切り換わり、走行車速は低下する。
しかし走行車速がアンダーカット車速である６０ｋｍ／ｈまで低下しないうちに、モータ１の温度が下がり、時刻ａ３には、トルク制限値が上昇を始めたため、図２に示すフローチャートのステップ１０４からステップ１０５へ進むことはなく、定速走行速度は、最初に運転者により手動設定された手動設定速度のまま維持される。
時刻ａ４にはトルク制限値がトルク指令値より大きくなったため、出力トルク切換部６の出力も通常の定速走行を行う際のトルク指令値に戻り、走行車速も手動設定速度まで上昇したのち、維持される。
【００２７】
次に、図４を用いて、設定速度を自動的に変更する場合の動作を説明する。
図３と同様に、（ａ）はトルク制限値と出力トルク切換部出力の関係を示し、（ｂ）は設定速度と走行車速の関係を示す。
時刻ｂ１にトルク制限がかかり、時刻ｂ２には、トルク制限値がトルク指令値より小さくなり、出力トルク切換部９の出力はトルク制限値となり、走行車速も低下する。
時刻ｂ３で走行車速がアンダーカット車速である６０ｋｍ／ｈ以下になると、フローチャートのステップ１０４からステップ１０５へ進み、ステップ１０５では、走行車速が定速走行速度よりちいさいので、ステップ１０６へ進み、走行車速を定速走行速度として設定する。
時刻ｂ３から時刻ｂ４の間では、トルク制限値が減少を続けているので、ステップ１０１からステップ１０６までを繰り返し、定速走行速度も低下を続け、時刻ｂ４には、５５ｋｍ／ｈまで低下している。
【００２８】
時刻ｂ４を過ぎると、走行車速が低下した結果、モータ１の温度が低下して、トルク制限が緩和され、トルク制限値は上昇する。定速走行速度は５５ｋｍ／ｈに設定されている。
このため、フローチャートのステップ１０３からステップエンドへ進み、設定速度が変更されることはなくなる。設定速度は時刻ｂ４の時の走行車速５５ｋｍ／ｈに固定され、定速走行制御部６からは、５５ｋｍ／ｈ定速走行を行うためのトルク指令値が出力され、定速走行が維持される。
【００２９】
このように、定速走行状態であっても、モータ１、ＩＧＢＴ２あるいはバッテリ５が過熱し、トルク制御部８からトルク制限値が出力され、またはバッテリ残容量が少なくなり、出力制限部７からトルク制限値が出力され、出力トルク切換部９で出力トルクが制限され、走行車速がアンダーカット車速以下に低下した場合でも、定速走行が自動解除されることはなく、走行車速がアンダーカット車速以下に低下した後の最も遅い走行車速を定速走行車速として設定し直す。
【００３０】
したがって、バッテリの残容量が少なくなり出力制限が行われ、走行車速が低下した場合には、目標車速を下げて定速走行を継続するので、バッテリの残容量を効率よく使用でき、航続距離を向上させることができる。
また、モータ等の温度上昇のためトルク制限が行われたために、走行車速が低下した場合にも同様に、目標車速を下げて定速走行を継続するので、温度上昇を抑制しながら走行可能な車速で定速走行を継続でき、車両状態が完全に良好な状態でなくとも、定速走行を行うことができ、長距離ドライブを行う際等の利便性が向上する。
また、運転者は、定速走行する速度の低下幅から、例えばモータの過熱状態が軽微なものなのか、重態なものなのか等の車両状態を把握することができ、車両走行の安全性が向上する。
【００３１】
なお、本実施例においては、定速走行させる速度から１０ｋｍ／ｈ低下した速度をアンダーカット車速としたがこれに限られるものではなく、運転者が車速の低下を顕著に感じることがない低下幅であればよく、一定幅、または車速に応じた一定割合、例えば１０％であれば、時速９０ｋｍ／ｈのときには、アンダーカット車速を８１ｋｍ／ｈとし、時速６０ｋｍ／ｈのときには、アンダーカット車速を５４ｋｍ／ｈとすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両用定速走行制御システムでは、通常の定速走行を行うための定速走行制御部に、定速走行速度変更手段を設けることにより、走行車速が所定以上低下した場合でも、定速走行を解除せず、走行車速を新たな定速走行速度として自動的に設定し直すので、最初に設定した速度とは異なるが、定速走行が持続され、長距離ドライブを行う際等の利便性が向上する。なお、この自動的に再設定を繰り返す間、走行車速が定速制御部に設定されている定速走行速度より遅い場合に、再設定を行なう。したがって、走行車速が所定以上低下した後の最も遅い走行車速が定速走行車速として設定されて、定速走行が持続されるので、安定した定速走行状態が得られる。
【００３３】
電気自動車においては、例えば、バッテリの残容量が少なくなりバッテリの出力が制限されたために、走行車速が所定以上低下した場合には、目標速度を下げて定速走行を継続するので、バッテリの残容量を効率よく使用でき、航続距離が向上する。
また、モータ等の温度上昇のためトルク制限が行われ、走行車速が低下した場合にも同様に、目標車速を下げて定速走行を継続するため、温度上昇を抑制しながら走行可能な車速で定速走行を継続できるので、車両状態が完全に良好な状態でなくとも、定速走行を行うことができ、長距離ドライブを行う際等の利便性が良くなる。
また、運転者は、定速走行する速度の低下幅から、車両状態を把握することができ、車両走行の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例における動作を説明するフローチャートである。
【図３】トルク制限が行われた場合の動作を説明する図である。
【図４】トルク制限が行われた場合の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１                  モータ
２                  ＩＧＢＴ
３                  モータコントローラ
４                  走行速度制御部
５                  バッテリ
６                  定速走行制御部
７                  出力制御部
８                  トルク制限部
９                  出力トルク切換部
１０                バッテリ残容量検知部
１１                モータ温度検知部
１２                ＩＧＢＴ温度検知部
１３                バッテリ温度検知部
１５                車速センサ
１６                シフト位置検知部
１７                定速走行スイッチ
１８                ブレーキスイッチ
【図１】
0004000670.tif 000002
【図２】
0004000670.tif 000003
【図３】
0004000670.tif 000004
【図４】
0004000670.tif 000005