JP2005271618A - ハイブリッド電気自動車のアクセル反力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハイブリッド電気自動車に対して適用可能なアクセル反力制御装置を提供する。
【解決手段】 ハイブリッド電気自動車のアクセル反力制御装置は、車両運転状態が、車両駆動用モータ７により車両を駆動走行させるモータ走行領域と、エンジン６により車両を駆動走行させるエンジン走行領域とを有するものであって、アクセルペダル２の踏込反力を可変設定可能な踏込反力発生機構８と、車速と要求トルクに応じて車両運転状態がモータ走行領域及びエンジン走行領域のどちらの領域あるかを判定する走行領域判定マップ（走行領域判定手段）と、を有し、モータ走行領域からエンジン走行領域に移行する際には、アクセルペダル２の踏込反力が増加するよう踏込反力発生機構８を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド電気自動車のアクセル反力制御装置に関する。

特許文献１には、高回転高負荷側の第１運転方式と第１運転方式よりも燃費効率が高い低回転低負荷側の第２運転方式との間で運転方式の切り替えを実施するにあたり、第２運転方式から第１運転方式へ内燃機関の運転方式が切り替わる直前においてアクセルペダルの踏込反力を急激に増大させ、必要以上に高回転高負荷領域での運転にならないようにして燃料消費量を低減させるアクセル反力制御装置が開示されている。
特開平２００３−１２０３３９号公報

しかしながら、上述した特許文献１においては、第１運転方式と第２運転方式との切り分けを内燃機関の回転数と負荷に応じて行っているため、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に対して適用することができないという問題がある。

そこで、本発明におけるハイブリッド電気自動車のアクセル反力制御装置は、車両運転状態が、電動機により車両を駆動走行させる第１走行領域と、内燃機関により車両を駆動走行させる第２走行領域とを有するものであって、アクセルペダルの踏込反力を可変設定可能な踏込反力調整手段と、車速と要求トルクに応じて車両運転状態が第１走行領域及び第２走行領域のどちらの領域あるかを判定する走行領域判定手段と、を有し、第１走行領域から第２走行領域に移行する際には、アクセルペダルの踏込反力が増加するよう踏込反力調整手段を制御することを特徴としている。電動機による駆動走行を行う第１走行領域では、内燃機関による駆動走行を行う第２走行領域に比べ、低燃費・低騒音となる。

本発明によれば、第１走行領域と第２走行領域との切り分けが内燃機関の回転数に拠らず車速と要求トルクとによって行われているので、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に適用することが可能となる。また、ハイブリッド電気自動車において、車両が電動機による駆動走行から内燃機関による駆動走行に切り替わる際には、アクセルペダルの踏込反力が増加し運転者に知らせるので、運転者が低燃費・低騒音で走行したい場合に、運転者の意志に沿わない内燃機関による走行を回避することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、ハイブリッド電気自動車に適用されたアクセル反力制御装置のシステム構成の概略を示している。

エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）１には、アクセルペダル２の踏み込み量を検知するアクセル開度センサ３、車両速度を検知する車速センサ４、電動機としての車両駆動用モータ７に電力を供給するバッテリ（図示せず）の充電量を検知するバッテリコントローラ５、エアフローメータ（図示せず）、クランク角センサ（図示せず）等の各種センサ類からの各種検出信号が入力されており、各種センサ類からの各種検出信号に基づいて、内燃機関であるエンジン６及び車両駆動用モータ７及び踏込反力調整手段としての踏込反力発生機構８の運転を制御している。

車両の運転状態はアクセルペダル２の踏み込み量に基づく要求トルクと、車速とによって決定されている。そして、このように決定された車両運転状態が、車両を車両駆動用モータ７を用いて駆動走行させるモータ走行領域にあるのか、もしくは車両をエンジン６を用いて駆動走行させるエンジン走行領域であるのかを、図２に示す走行領域判定手段としての走行領域判定マップによって判定する。

この走行領域判定マップは、ＥＣＭ１内部のＲＯＭに予め記憶させてあるものであって、車両駆動用モータ７で車両を駆動走行させるモータ走行領域と、エンジン６で車両を駆動走行させるエンジン走行領域とが、走行領域境界線により切り分けられている。

すなわち、車両運転状態と走行領域判定マップを用いて、車両を車両駆動用モータ７もしくはエンジン６のどちらか一方で駆動走行させる。換言すれば、車両が低要求トルク・低速の状態では車両がモータ走行領域にあるため車両駆動用モータ７のみで車両を駆動走行させる第１運転方式を選択し、車両が高要求トルク・高速の状態では車両がエンジン走行領域にあるためエンジン６のみで車両を駆動走行させる第２運転方式を選択する。尚、モータ走行領域は第１走行領域に相当するものであり、エンジン走行領域は第２走行領域に相当するものである。また、図２に示すモータ走行領域は、図２におけるエンジン走行領域に比べ、相対的に低燃費・低騒音となっている。

踏込反力発生機構８は、アクセルペダル２の踏み込みに対してアクチュエータ等により発生させた摩擦力を反力として付与することで踏込反力を可変設定可能とするものであって、通常時には通常時踏込反力を発生させ、車両運転状態がモータ走行領域からエンジン走行領域に移行する際には通常時踏込反力よりも相対的に大きい増大時踏込反力を発生させるよう制御されている。詳述すると、車両運転状態がモータ走行領域からエンジン走行領域に移行する際には、モータ走行領域からエンジン走行領域に切り替わる直前にＥＣＭ１からの指令によって、踏込反力発生機構８は踏込反力を増大、つまり増大時踏込反力を発生させ、このままアクセルペダル２を戻さない（踏み込みを緩めない）でいると第１運転方式から第２運転方式に移行すること運転者に知らせている。

ここで、車両運転状態がモータ走行領域にある時刻Ｔ１にて運転者がアクセルペダル２を踏み込み、時刻Ｔ２に至って車両運転状態がエンジ走行領域にある状態を例にとり図２及び図３を用いて、踏込反力発生機構８の動作を具体的に説明する。

車両運転状態がモータ走行領域にある時刻Ｔ１において、運転者がアクセルペダル２を踏み込むと、アクセル開度及び要求トルクが上昇し、アクセル開度及び要求トルクの上昇の立ち上がりにやや遅れて車速が上がる。

そして、要求トルク＞Ｔｒとなるタイミング（Ｔ３）で踏込反力発生機構８は、増大時踏込反力を発生させる。詳述すると、要求トルクの増加に伴い車両運転状態が、図２におけるモータ走行領域側から走行領域境界線に接近し、かつ走行領域境界線に近接すると、踏込反力発生機構８は瞬間的に通常時踏込反力から増大時踏込反力までアクセルペダル２の踏込反力を増大させ、このままアクセルペダル２を踏み続けると車両運転状態がモータ走行領域からエンジン走行領域に移行することを運転者に知らせる。

そして、車両運転状態が、図２の走行領域境界線を越えてエンジン走行領域に移行すると、踏込反力発生機構は、増大時踏込反力を発生させるのを中止し、通常時踏込反力を発生させる。つまり、車両運転状態がモータ走行領域からエンジン走行領域に移ると、アクセルペダル２の踏込反力は以降徐々に低下し、最終的には通常時踏込反力まで低下する。

尚、車両運転状態がエンジン走行領域からモータ走行領域に移行する際に、踏込反力発生機構８は、アクセルペダル２の踏込反力を増大させることなく、通常時踏込反力を維持する。

図４は、上述した実施形態におけるアクセル反力制御装置の車両運転中の制御の流れを示すフローチャートである。

ステップ（以下単にＳと記す）１では、バッテリ充電量が所定値以上あるか否かを判定し、バッテリ充電量が所定値以上ある場合にはＳ２へ進み、バッテリ充電量が所定値未満の場合にはＳ９へ進む。すなわち、バッテリの充電量が少ない場合には、車両運転状態に関わらずエンジン６による車両の駆動走行を行いバッテリを充電する。

Ｓ２では、走行領域判定マップを用い、要求トルク及び車速から車両運転状態がモータ走行領域であるか否かを判定し、モータ走行領域である場合にはＳ３へ進み、モータ走行領域でない場合、すなわちエンジン走行領域である場合にはＳ９へ進む。尚、Ｓ２にて、車両運転状態が走行領域境界線上にある場合はＳ３へ進む。

Ｓ３では、車両駆動用モータ７により車両を駆動走行させる。尚、Ｓ３において、エンジン６が運転中の場合には、エンジン６を停止する。

Ｓ４では、走行領域判定マップを用い、要求トルク及び車速から車両運転状態が走行領域境界線上にあるか否かを判定し、運転状態が走行領域境界線上にある場合にはＳ５へ進み、運転状態が走行領域境界線上にない場合にはＳ６へ進む。

Ｓ５では、アクセルペダル２の踏込反力を増大させ、Ｓ７へ進む。すなわち、アクセルペダル２の踏込反力を通常時踏込反力から増大時踏込反力まで増大させる。

Ｓ７では、車両運転状態がエンジン走行領域であるか否かを判定し、エンジン走行領域である場合にはＳ８へ進み、エンジン走行領域でない場合にはＳ３へ進む。つまり、アクセルペダル２の踏込反力を増大させたにも関わらず、車両運転状態がモータ走行領域からエンジン走行領域に移行した場合に、Ｓ７からＳ８へ進む。

Ｓ８では、アクセルペダル２の踏込反力を通常に戻し、Ｓ９へ進む。すなわち、アクセルペダル２の踏込反力を増大時踏込反力から通常時踏込反力に減少させる。

そして、Ｓ９では、エンジン６により車両の駆動走行させる。尚、Ｓ９において、車両駆動用モータ７が運転中の場合には、車両駆動用モータ７の駆動を停止する。

一方、Ｓ４からＳ６へ進んだ場合、Ｓ６にてアクセルペダル２の踏込反力を通常時踏込反力に戻し、Ｓ３へ進む。ここで、Ｓ４からＳ６に進む場合は、アクセルペダル２の踏込反力を増大させている場合、つまりＳ７からＳ３へ経てＳ４に至ている状況も考えられるため、アクセルペダル２の踏込反力を通常時踏込反力を戻している。これは、アクセルペダル２の踏込反力が増大したことを運転者が知り、運転者が車両運転状態をモータ走行領域に保ちたいがためにアクセルペダル２の踏み込みを緩めた場合を考慮しているのである。

このようなアクセル反力制御装置は、第１走行領域と第２走行領域との切り分けがエンジンの回転数に拠らず車速と要求トルクとによって行われているので、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に適用することが可能となり、かつ車両が車両駆動用モータ７による駆動走行からエンジン６による駆動走行に移行する際には、アクセルペダル２の踏込反力が増加し運転者に知らせるので、運転者が低燃費・低騒音で走行したい場合に、運転者の意志に沿わないエンジン６による駆動走行を回避することができる。

また、バッテリ充電量が所定値以下の場合には、車両運転状態に関わらずエンジン６により車両の駆動走行が行われるので、バッテリが上がってしまう（充電量がゼロとなる）ことを確実に防止することができる。

上述した実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１） アクセル反力制御装置は、車両運転状態が、電動機により車両を駆動走行させる第１走行領域と、内燃機関により車両を駆動走行させる第２走行領域とを有するハイブリッド電気自動車であって、電動機に電力を供給する充放電可能なバッテリと、アクセルペダルの踏込反力を可変設定可能な踏込反力調整手段と、車速と要求トルクに応じて車両運転状態が第１走行領域及び第２走行領域のどちらの領域あるかを判定する走行領域判定手段と、を有し、第１走行領域から第２走行領域に移行する際には、アクセルペダルの踏込反力が増加するよう踏込反力調整手段を制御する。これによって、第１走行領域と第２走行領域との切り分けが内燃機関の回転数に拠らず車速と要求トルクとによって行われているので、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に適用することが可能となる。また、ハイブリッド電気自動車において、車両が電動機による駆動走行から内燃機関による駆動走行に切り替わる際には、アクセルペダルの踏込反力が増加し運転者に知らせるので、運転者が低燃費・低騒音で走行したい場合に、運転者の意志に沿わない内燃機関による走行を回避することができる。

（２） 上記（１）に記載のハイブリッド電気自動車のアクセル反力制御装置は、バッテリの充電量を検知するバッテリ充電量検出手段を有し、バッテリ充電量が所定値以下の場合に内燃機関により車両を駆動走行する。これによって、バッテリが上がってしまう（充電量がゼロとなる）ことを確実に防止することができる。

本発明に係るアクセル反力制御装置のシステム構成の概略を示す説明図。 本発明に係るアクセル反力制御装置に用いる走行領域判定マップ。 車両運転状態がモータ走行領域からエンジン走行領域に移行する際のアクセル開度、要求トルク、車速及びアクセルペダルの踏込反力の変化を示すタイミングチャート。 アクセル反力制御装置の車両運転中の制御の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１…エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）
２…アクセルペダル
３…アクセル開度センサ
４…車速センサ
５…バッテリコントローラ
６…エンジン（内燃機関）
７…車両駆動用モータ（電動機）
８…踏込反力発生機構（踏込反力調整手段）

Claims (2)

1. 車両運転状態が、電動機により車両を駆動走行させる第１走行領域と、内燃機関により車両を駆動走行させる第２走行領域とを有するハイブリッド電気自動車であって、
   電動機に電力を供給する充放電可能なバッテリと、
   アクセルペダルの踏込反力を可変設定可能な踏込反力調整手段と、
   車速と要求トルクに応じて車両運転状態が第１走行領域及び第２走行領域のどちらの領域あるかを判定する走行領域判定手段と、を有し、
   第１走行領域から第２走行領域に移行する際には、アクセルペダルの踏込反力が増加するよう踏込反力調整手段を制御することを特徴とするハイブリッド電気自動車のアクセル反力制御装置。
2. バッテリの充電量を検知するバッテリ充電量検出手段を有し、バッテリ充電量が所定値以下の場合に内燃機関により車両を駆動走行することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車のアクセル反力制御装置。

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