(57)【要約】【課題】障害物に衝突可能性があると判断された場合に、早い応答性で、且つ、大きな制動力を発生させることにより、車両を減速可能な電動車両のブレーキアシスト装置を提供する。【解決手段】本願は、駆動又は回生制御可能なモータを走行用駆動源として利用する電動車両のブレーキアシスト装置に関する。モータは通常走行時に、出力トルクが最大トルク制限値以内であり、且つ、最大トルク変化量制限値以内となるように制御される。一方、ドライバの操作によって障害物への衝突が避けられないと判断された場合、モータは最大トルク制限値及びトルク変化量制限値を考慮することなく、回生制動力が発生されるように制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動又は回生制御可能なモータを走行用駆動源として利用する電動車両のブレーキアシスト装置であって、
通常走行時に、前記モータの出力トルクが所定の最大トルク制限値以内であり、且つ、所定時間における変化量が所定の最大トルク変化量制限値以内となるように、前記モータを制御するモータ制御手段と、
前記電動車両の障害物に対する衝突可能性を判断する衝突可能性判断手段と、
を備え、
前記衝突可能性判断手段によって前記電動車両のドライバの操作によって障害物への衝突が避けられないと判断された場合、前記モータ制御手段は、前記最大トルク制限値及び前記トルク変化量制限値を考慮することなく、前記モータにより回生制動力が発生されるように前記モータを制御する、電動車両のブレーキアシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、駆動又は回生制御可能なモータを走行用駆動源として利用する電動車両のブレーキアシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行中の車両が障害物に衝突する可能性がある場合、自動的にブレーキを作動させて制動力を発生させることで、車両を減速し、衝突回避や衝突時の被害軽減を行うブレーキアシスト装置を搭載する車両が知られている。この種のブレーキアシスト装置では、例えばミリ波、赤外線及び撮像カメラを用いて障害物を認識することにより衝突可能性を評価し、評価結果に応じてブレーキの自動制御が実施される。
【０００３】
ところで近年、走行用駆動源としてモータ（電動機）を搭載するハイブリッド車両や電気自動車のような電動車両の普及が進んでいる。このような電動車両においても、上述のブレーキアシスト装置を採用することで、衝突回避や衝突時の被害軽減が望まれている。例えば特許文献１には、電動車両に採用可能なブレーキアシスト装置の一例が開示されている。この文献では、衝突可能性があると判断された場合に、モータを回生駆動することで制動トルクを発生させている。モータの回生駆動によって得られる制動力は、一般的なブレーキに比べて良好な応答性を有するため、衝突回避や衝突時の被害軽減を効果的に行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２９８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動車両に用いられるモータは、一般的に、出力可能な最大トルクや所定時間における変化量に所定の制限値が設定されている。このような制限値は、例えば、半導体素子を含むモータ制御用のインバータの保護、バッテリの過充放電防止による長寿命化、或いは、急激な車両挙動の変化によるドライバフィーリングの悪化防止等を目的として設定されている。
【０００６】
このようなモータのトルク制限は通常走行時であれば、上述の目的達成のために効果的である。しかしながら、衝突回避や衝突時の被害軽減が望まれる状況下では、より大きな制動トルクをより迅速に発生させる必要があるが、上記特許文献１のような従来技術では、トルク制限によってモータが本来発揮可能な制動性能が不必要に制限されてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明の少なくとも１実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、障害物に衝突可能性があると判断された場合に、大きな制動力を迅速な応答性で発生させることで、車両を効果的に減速可能な電動車両のブレーキアシスト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】
本発明の少なくとも１実施形態に係る電動車両のブレーキアシスト装置は上記課題を解決するために、駆動又は回生制御可能なモータを走行用駆動源として利用する電動車両のブレーキアシスト装置であって、通常走行時に、前記モータの出力トルクが所定の最大トルク制限値以内であり、且つ、所定時間における変化量が所定の最大トルク変化量制限値以内となるように、前記モータを制御するモータ制御手段と、前記電動車両の障害物に対する衝突可能性を判断する衝突可能性判断手段と、を備え、前記衝突可能性判断手段によって前記電動車両のドライバの操作によって障害物への衝突が避けられないと判断された場合、前記モータ制御手段は、前記最大トルク制限値及び前記トルク変化量制限値を考慮することなく、前記モータにより回生制動力が発生されるように前記モータを制御する。
【０００９】
上記構成によれば、走行用駆動源として搭載されたモータの出力トルクは、通常走行時には、所定の制限下（最大トルク制限値以下、且つ、最大トルク変化量制限値以下）で制御される。これにより、例えば、半導体素子を含むモータ制御用のインバータの保護、バッテリの過充放電防止による長寿命化、或いは、急激な車両挙動の変化によるドライバフィーリングの悪化防止等が達成されている。
【００１０】
一方、衝突可能性判断手段によって前記電動車両のドライバの操作によって障害物への衝突が避けられないと判断された場合、上述のトルク制限を考慮することなく、モータにより回生制動力が発生されるようにモータが制御される。すなわち、通常走行時に課されているトルク制限が解除される。その結果、トルク制限に縛られることなく、より大きな制動トルクをより迅速に発生させることが可能となり、衝突回避や衝突時の被害軽減を効果的に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の少なくとも１実施形態に係るブレーキアシスト装置を搭載した電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の電動車両で実施されるブレーキアシスト制御を工程毎に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１３】
図１は本発明の少なくとも１実施形態に係るブレーキアシスト装置を搭載した電動車両１の全体構成を概略的に示すブロック図である。電動車両１は、走行用動力源としてエンジン２及びモータ３（電動機）を備えるハイブリッド車両である。図１では特に、電動車両１としてパラレル型ハイブリッドのトラック車両が例示されているが、例えば走行用動力源として電動機のみを備える、いわゆる電気自動車であってもよい。
【００１４】
エンジン２及びモータ３間には、エンジン２の出力を断接可能なクラッチ４が設けられている。クラッチ４の入力側はエンジン２の出力軸に連結されており、クラッチ４の出力側はモータ３の回転軸に連結されている。またモータ３の回転軸は、変速機５の入力側にクラッチを介することなく直接連結されている。変速機５は、一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化した、いわゆるオートマチックトランスミッションである。
【００１５】
尚、モータ３及び変速機５は機械的に連結されていればよく、その連結形態は特に限定されない。また変速機５は例えばマニュアルトランスミッションでもよいし、２系統の動力伝達系を備えた、いわゆるデュアルクラッチ式の機械式トランスミッションであってもよい。
【００１６】
変速機５の出力側はプロペラシャフト６を介して差動装置７に連結されている。差動装置７は駆動軸８を介して左右の駆動輪９に連結されている。
【００１７】
モータ３はいわゆる三相モータであり、永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備えた同期発電電動機である。モータ３は、インバータ１０を介してモータ３を駆動するための電力を蓄電可能なバッテリ１１と接続されている。
【００１８】
インバータ１０は、電力変換器であって、バッテリ１１とモータ３との間に配置され、バッテリ１１に蓄電された電力の直流及び交流の変換を行う。インバータ１０は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のようなスイッチング素子（半導体素子）を含む電気回路を有する。具体的に言えば、インバータ１０は、モータ３の三相コイルと接続された一相につき一対のスイッチング素子（半導体素子）を備えており、これらスイッチング素子は三相ブリッジ回路を構成することにより、直流電流と三相交流電流との変換、あるいは、バッテリ１１からモータ３に供給する電力の電圧変換が可能になっている。
【００１９】
インバータ１０は、バッテリ１１に蓄積される直流電力を三相交流電力に変換してモータ３に供給可能であるとともに、モータ３で回生発電された三相交流電力を整流してバッテリ１１へ供給可能である。このように電動車両１は、モータ３、インバータ１０、及びバッテリ１１から構成される電力供給回路が備えられている。
【００２０】
電動車両１は、コントロールユニットとして、互いに通信可能な車両ＥＣＵ１１０、モータ制御ＥＣＵ１２０、及び、衝突被害軽減ブレーキＥＣＵ１３０を備える。
【００２１】
車両ＥＣＵ１１０は、車両全体の動作を制御するメインコントロールユニットである。車両ＥＣＵ１１０は、電動車両１の各部に対して制御信号を送信することにより動作制御を実施するが、モータ３に関しては、車両ＥＣＵ１１０と独立に設けられたモータ制御ＥＣＵ１２０にて動作制御の実施が行われるようになっている。モータ３に対する動作要求を行う場合には、まず車両ＥＣＵ１１０はモータ動作要求信号をモータ制御ＥＣＵ１２０に送信し、モータ制御ＥＣＵ１２０は車両ＥＣＵ１１０からモータ動作要求信号を取得する。そして、モータ制御ＥＣＵ１２０は、取得したモータ動作要求信号に対応するモータ制御信号を生成し、インバータ１０に送信しスイッチング素子を駆動することによりモータ制御を実施する。
【００２２】
ここでモータ制御ＥＣＵ１２０は、メモリ等の記憶手段を備えており、当該記憶手段には、モータ３の出力トルクに関する制限情報である出力トルク制限情報が予め記憶されている。出力トルク制限情報には、通常走行時において、モータ３の出力トルクが所定の最大トルク制限値以内であり、且つ、所定時間における変化量が所定の最大トルク変化量制限値以内となるように、予め規定されたトルク制限に関する情報が含まれている。具体的には、出力トルク制限情報には、例えば、半導体素子を含むモータ制御用のインバータ１０の保護、バッテリ１１の過充放電防止による長寿命化、或いは、急激な車両挙動の変化によるドライバフィーリングの悪化防止等を目的として設定された制限値が規定されている。
【００２３】
モータ制御ＥＣＵ１２０は、車両側ＥＣＵ１１０から取得したモータ動作要求信号に対応する出力トルクを、出力トルク制限情報で規定される制限範囲内で出力するようにモータ制御を実施する。これにより、通常走行時には、上記目的が達成されるようなモータ制御が可能になっている。
【００２４】
尚、出力トルク制限情報の内容については、これらは一例であり、他の目的を意図した制限であっても構わない。
【００２５】
衝突被害軽減ブレーキＥＣＵ１３０は、衝突検知手段５０の検知結果に基づいて電動車両１の障害物に対する衝突可能性を判断する衝突可能性判断手段として機能するとともに、判断結果に応じて、電動車両１の制動機構を自動的に制御することにより、ブレーキアシストを実施するコントロールユニットである。本実施形態では特に、衝突被害軽減ブレーキＥＣＵ１３０は、衝突可能性があると判断された際に、モータ３を回生駆動することにより制動力を自動的に発生させるようにブレーキアシストがなされる。このようなモータ３の回生駆動による制動制御は、従来のブレーキを利用したアシスト制御に比べて制動力の立ち上がりに優れており（応答性がよく）、制動距離の短縮に有利である。
【００２６】
尚、衝突被害軽減ブレーキＥＣＵ１３０は、このようなモータ３の回生駆動に加えて、ブレーキによる制動制御を行ったり、シートベルトの巻き上げ等の衝突に備えた予備動作を実施するようにしてもよい。また衝突が不可避と判断する以前に、前方車両への接近や障害物を感知すると音声などで警告を発するような報知制御を行ってもよい。
【００２７】
衝突検知手段５０は、電動車両１の衝突可能性を判断するための情報を検知するデバイスである。具体的には、衝突検知手段５０は、例えば、ミリ波を照射して障害物からの反射波を取得することで距離を計測するミリ波レーダ方式、ステレオカメラやシングルカメラ等の光学カメラを利用して形状認識により距離を計測する撮像方式、赤外線レーザを照射して障害物からの反射光を取得することで距離を計測する赤外線レーザ方式等を採用できる。衝突被害軽減ブレーキＥＣＵ１３０は、衝突検知手段５０の検知結果と、車両ＥＣＵ１１０から得られる電動車両１の走行状態と総合的に評価することにより、衝突可能性を判断する。
【００２８】
続いて上記構成を有する電動車両１で実施されるブレーキアシスト制御の内容について説明する。図２は図１の電動車両１で実施されるブレーキアシスト制御を工程毎に示すフローチャートである。
【００２９】
電動車両１は、初期状態として通常走行を行っている（ステップＳ１）。このとき、モータ制御ＥＣＵ１２０では、車両側ＥＣＵ１１０からのモータ動作要求信号に基づいて、出力トルク制限情報で課される制限下で、モータ３のトルク制御がなされている。これにより、通常走行時には、半導体素子を含むモータ制御用のインバータ１０の保護、バッテリ１１の過充放電防止による長寿命化、或いは、急激な車両挙動の変化によるドライバフィーリングの悪化防止等のような各種目的が達成されている。
【００３０】
衝突被害軽減ブレーキＥＣＵ１３０は、衝突検知手段５０の検知結果をモニタリングし（ステップＳ２）、ドライバの操作では障害物への衝突が避けられない状況が発生したか否か（衝突可能性が有るか否か）を判断する（ステップＳ３）。衝突可能性があると判断した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、モータ制御ＥＣＵ１２０は、モータ３への制御信号を生成する際に出力トルク制限情報の考慮を中止する（ステップＳ４）。すなわち、通常走行時に課されていたトルク制限が解除される。
【００３１】
そしてモータ制御ＥＣＵ１２０は、モータ３から非常用制動トルクに対応するトルクが出力されるように制御信号を生成し（ステップＳ５）、当該制御信号をモータ３に出力することにより、ブレーキアシスト制御を実施する（ステップＳ６）。上述したようにトルク制限が解除されているため、この非常用制動トルクは出力トルク制限情報に規定される制限に縛られることなく出力することが可能である。つまり、非常用制動トルクは出力トルク制限情報に規定される最大トルク制限値より大きく、且つ、最大トルク変化量制限値より迅速に出力できる。これにより、トルク制限に縛られることなく、より大きな制動トルクをより迅速に発生させることが可能となり、衝突回避や衝突時の被害軽減を効果的に達成することができる。
【００３２】
非常用制動トルクは、例えば、電動車両１で出力可能な最大制動トルクである。この最大制動トルクは、モータ３のトルクカーブのほか、制動トルクを出力する際に関連する構成を考慮して決定されるとよい。例えば、モータ３を制動駆動する際に動作するインバータ１０が破損しない範囲で最大の制動トルクとして決定される。つまり、モータ３の回生駆動を用いたブレーキアシスト制御が適切に実施可能な範囲で、最大の制動トルクとして決定されるとよい。これによりインバータ１０等が破損することによって制動トルクが発生できないような事態を回避し、的確なブレーキアシスト制御が実施できる。
【００３３】
尚、非常用制動トルクを決定する際には、バッテリ１１に関しては仮に破損したとしても比較的交換や修理が容易であるため、考慮しなくてもよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、障害物に衝突可能性があると判断された場合に、大きな制動力を迅速な応答性で発生させることで、車両を効果的に減速可能な電動車両のブレーキアシスト装置を提供できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  電動車両
２  エンジン
３  モータ
４  クラッチ
５  変速機
６  プロペラシャフト
７  差動装置
８  駆動軸
９  駆動輪
１０  インバータ
１１  バッテリ
５０  衝突検知手段
１１０  車両ＥＣＵ
１２０  モータ制御ＥＣＵ
１３０  衝突被害軽減ブレーキＥＣＵ
【図１】
2017216771.tif 000003
【図２】
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