JP5880500B2

JP5880500B2 - 車両

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Publication number: JP5880500B2
Application number: JP2013178151A
Authority: JP
Inventors: 国明新美
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: US9242577B2; CN104554262A; CN104554262B; US20150066269A1; JP2015047048A

Description

本発明は、車両に関し、特に、前方の物体までの距離が近くなったときにプリクラッシュ制御を実行する車両に関する。

従来から、先行する車両との車間距離が所定値以下となったときに警報を発するなどのプリクラッシュ制御を実行する車両が知られている。たとえば、特開２００７−２４５８３４号公報（特許文献１）に記載の車両の走行制御装置は、上記の所定値を車速によって変更することによって、車速に応じた車間距離で警報を発するようにしている。

特開２００７−２４５８３４号公報

ところで、電動機で走行する車両において、いわゆる回生レベルセレクタによって、アクセルオフ時の電動機の回生レベルを運転者が可変で設定できる車両が知られている。このような車両において、運転者がアクセルからブレーキへ踏み替える間の制動距離が、運転者によって設定された電動機の回生レベルによって変化する。そのため、特許文献１に記載のように車速によって警報を発する距離を変えたとしても、運転者は違和感を覚える。また、電動機で走行する車両では、コンベ車のパドルシフトとは異なり減速度の変化をエンジン音によって識別することができない。

それゆえに、本発明の目的は、電動機の回生レベルセレクタを備えた車両において、運転者にアクセルオフ時などに減速度の感触を伝えることができる車両を提供することである。

車用の駆動力源としての電動機と、車両の前方の物体までの距離を検出する検出部と、検出した距離が所定値以下となった場合に、プリクラッシュ制御を実行する制御部と、運転者の操作によって電動機の回生レベルを選択する選択部を備える。電動機は、選択された回生レベルが大きい場合は、小さい場合よりも、アクセルオフ時の回生制動力を大きくし、制御部は、選択された回生レベルが小さい場合は、大きい場合よりも、所定値を大きくする。

上記の構成によって、選択されている回生レベルに基づいて、プリクラッシュ制御を行なうときの車間距離が変わるので、運転者は、プリクラッシュ制御が行なわれた際に回生レベルの感触を得ることができる。

好ましくは、制御部は、アクセルオン時であっても、検出した距離が所定値以下となった場合に、プリクラッシュ制御を実行する。

アクセルオン時であっても、その後のアクセルオフ時の減速度が小さい状況を見越して、プリクラッシュ制御を行なうときの車間距離を設定しておくことで、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み替えにかかるタイムラグに対応することができる。

好ましくは、制御部は、プリクラッシュ制御として、運転者に警告を通知する。
車間距離が短くなったときに、運転者に警告を通知することによって、運転者は、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み替えを行なうことによって車両を減速させることができる。

好ましくは、制御部は、プリクラッシュ制御として、車両を減速させる。
これによって、車間距離が短くなったときに、車両を自動で減速させることができる。

好ましくは、制御部は、選択された回生レベルと、検出された車両の速度に基づいて、所定値を設定する。

これによって、選択された回生レベルとともに、車両の速度を用いることで、プリクラッシュ制御を行なうときの車間距離をより適切な値に設定することができる。

本発明の車両は、車用の駆動力源としての電動機と、車両の前方の物体までの距離を検出する検出部と、検出した距離が所定値となるように、プリクラッシュ制御としてアダプティブクルーズコントロールを実行する制御部と、運転者の操作によって電動機の回生レベルを選択する選択部とを備え、電動機は、選択された回生レベルが大きい場合は、小さい場合よりも、アダプティブクルーズコントロール中の減速時の回生制動力を大きくし、制御部は、選択された回生レベルが小さい場合は、大きい場合よりも、所定値を大きくする。

これによって、アダプティブクルーズコントロール中において、選択されている回生レベルに応じて維持する車間距離が変わるので、運転者は、減速時に回生レベルの感触を得ることができる。

本発明によれば、電動機の回生レベルセレクタを備えた車両において、運転者にアクセルオフ時の減速度の感触を伝えることができる。

本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。選択されている回生レベルと、危険通知距離との関係を定めたマップの例を表わす図である。第１の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。選択されている回生レベルおよび車両の速度と、危険通知距離との関係を定めたマップの例を表わす図である。第２の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。第３の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

［第１の実施形態］
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。二次電池を搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、二次電池ではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。また、二次電池である場合には、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。

ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０とを備える。

本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。

ハイブリッド車両には、さらに、駆動輪１６０に接続されるドライブシャフト４００に設けられるブレーキディスク４０２と、ブレーキ機構４０４と、油圧コントローラ４０６とを含む。ブレーキ機構４０４は、油圧コントローラ４０６からブレーキ油圧を受け、その受けたブレーキ油圧に応じてブレーキディスク４０２を挟み込んで摩擦制動力を発生して、車両を減速させる。油圧コントローラ４０６は、ＥＣＵ３１０からのブレーキ制御信号を受信し、ブレーキ制御信号に示される摩擦制動力（油圧ブレーキ）を発生させるためのブレーキ油圧を演算し、演算したブレーキ油圧をブレーキ機構４０４に出力する。

また、ハイブリッド車両は、エンジン１２０の動作状態を制御し、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０、走行用バッテリ２２０と、インバータ２４０等を制御するとともに、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＥＣＵ３２０を備える。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

距離センサ２０は、前方物体（車両）と自車との間の車間距離を検出する。距離センサ２０は、前方車両に対し、電波等を放射し、その反射を検出して車両間隔を検出する。また、この車両間隔の時間変化と、自車の車速とから、前方車の車速を算出することができる。

回生レベルセレクタ２３０は、ユーザの操作に従って、回生レベルを選択する。本発明の実施形態では、回生レベルは、たとえば０〜４の５段階とし、回生レベルが小さいほど、モータ１４０Ａによる回生制動力が小さいものとするが、回生レベルセレクタ２３０は、無段階スイッチのようなものであってもよい。

警告通知部２３２は、ＥＣＵ３２０からの指示に従って、プリクラッシュ制御の一形態として、運転者に危険を知らせるための警告音を発生させる。

速度センサ１２８は、車両の速度を検出する。ブレーキセンサ１２６は、ブレーキペダルの踏み込みおよび踏み込み量を検出する。アクセルセンサ１２５は、アクセルペダルの踏み込みおよび踏み込み量を検出する。クルーズコントロールボタン１２９は、クルーズコントロールのオン／オフを設定するボタンである。

ＥＣＵ３２０は、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了してから、運転者がブレーキペダルを踏み込むまでの間、回生レベルセレクタ２３０で選択された回生レベルでモータ１４０Ａによる回生ブレーキを作動させる。

ＥＣＵ３２０は、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいる間は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた制動力が発生するように、回生ブレーキとともに油圧ブレーキを作動させる。あるいは、ＥＣＵ３２０は、ブレーキペダルの踏み込み開始直後での回生制動力を回生レベルセレクタ２３０で選択された回生レベルに応じた大きさとし、その後、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた制動力が発生するように、回生ブレーキとともに油圧ブレーキを作動させるものとしてもよい。

ＥＣＵ３２０は、前方物体までの距離が危険通知距離以下のときには、警告通知部２３２を通じて警告音を発生させる。危険通知距離は、選択されている回生レベルに応じて変化する。図２は、選択されている回生レベルと、危険通知距離との関係を定めたマップの例を表わす図である。図２において、ｄ０＞ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４である。すなわち、このマップでは、回生レベルが小さいほど、回生ブレーキ作動時の移動距離が大きいため、危険通知距離が大きくなるような関係が定められている。

図３は、第１の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。
ステップＳ１００において、運転者がアクセルペダルを踏み込む操作をして（アクセルオン）車両を走行させる。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ３２０は、回生レベルセレクタ２３０で選択されている回生レベルを検出する。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ３２０は、図２に示すようなマップにしたがって、選択されている回生レベルに対応する危険通知距離を決定する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ３２０は、現在の前方物体までの距離が危険通知距離以下の場合には、処理をステップＳ１０４に進ませ、現在の前方物体までの距離が危険通知距離を超える場合には、処理をステップＳ１０１に戻らせる。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ３２０は、警告通知部２３２を通じて警告音を発生させる。

ステップＳ１０５において、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了する（アクセルオフ）と、処理がステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ３２０は、選択されている回生レベルで回生ブレーキを作動させる。

ステップＳ１０７において、運転者がブレーキペダルを踏み込む操作(ブレーキオン）をすると、処理がステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ３２０は、回生ブレーキとともに、油圧ブレーキとを作動させる。

以上のような第１の実施形態の制御によって、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了してから、運転者がブレーキペダルを踏み込むまでの間、選択された回生レベルで回生ブレーキが作動する。回生レベルが小さいほど回生ブレーキの制動力が小さいので車両の移動距離が長くなるため、危険通知距離を大きくして、衝突を回避できるとともに、運転者にアクセルオフ時の減速度の感触を伝えることができる。

［第２の実施形態］
本実施の形態は、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了してから、運転者がブレーキペダルを踏み込むまでの間、車両の速度が大きいほど、移動距離が長くなることを考慮して、選択されている回生レベルと車両の速度によって、危険通知距離を変える。

図５は、第２の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。
図５のフローチャートが、図１のフローチャートと相違する点は、ステップＳ１０１の後、ステップＳ２０１が実行されることと、ステップＳ１０２に代えてステップＳ２０２が実行されることである。

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ３２０は、速度センサ１２８で検出された車両の速度を取得する。

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ３２０は、図４に示すようなマップにしたがって、選択されている回生レベルおよび車両の速度に対応する危険通知距離を決定する。

図４は、選択されている回生レベルおよび車両の速度と、危険通知距離との関係を定めたマップの例を表わす図である。

図４において、ｄｘ０＜ｄｘ１＜ｄｘ２＜ｄｘ３＜ｄｘ４＜ｄｘ５＜ｄｘ６＜ｄｘ７である。ただし、ｘ＝０〜４である。すなわち、このマップでは、車両の速度が大きいほど、回生ブレーキ作動時の移動距離が大きいため、危険通知距離が大きくなるような関係が定められている。

また、図４において、ｄ０ｙ＞ｄ１ｙ＞ｄ２ｙ＞ｄ３ｙ＞ｄ４ｙである。ただｓ、ｙ＝１〜７である。すなわち、このマップでは、回生レベルが小さいほど、回生ブレーキ作動時の移動距離が大きいため、危険通知距離が大きくなるような関係が定められている。

以上のような第２の実施形態の制御によって、選択されている回生レベルとともに車両の速度に応じて危険通知距離を変えるので、より確実に衝突を回避できるともに、運転者にアクセルオフ時の減速度の感触を伝えることができる。

［第３の実施形態］
本実施の形態は、プリクラッシュ制御の一形態である先行車両との車間距離を一定に保つアダプティブクルーズコントロールにおいて、選択されている回生レベルに応じた車間距離を維持する方法について説明する。

図６は、第３の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。
ステップＳ３０１において、運転者が走行中、クルーズコントロールボタン１２９をオンにすると、処理がステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、ＥＣＵ３２０は、回生レベルセレクタ２３０で選択されている回生レベルを検出する。

ステップＳ３０３において、ＥＣＵ３２０は、マップにしたがって、選択されている回生レベルに対応する維持車間距離（Ｘ）を決定する。

ステップＳ３０４において、ＥＣＵ３２０がアダプティブクルーズコントロールを実行する。すなわち、前方の物体（車両）までの距離（車間距離）が選択されている回生レベルに対応する維持車間距離（Ｘ）となるように追従走行が行なわれる。ＥＣＵ３２０は、車間距離が維持車間距離Ｘよりも長い場合には、車両を加速させることによって、車間距離を維持車間距離Ｘに近づける。ＥＣＵ３２０は、車間距離が維持車間距離Ｘよりも短い場合には、車両を減速させることによって、車間距離を維持車間距離Ｘに近づける。車両の減速時は、ＥＣＵ３２０は、選択されている回生レベルで回生ブレーキを作動させる。

ステップＳ３０７において、運転者がブレーキペダルを踏み込む操作(ブレーキオン）をすると、処理がステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０８において、ＥＣＵ３２０は、回生ブレーキと、油圧ブレーキとを作動させる。

以上のように、本実施の形態では、前方車両との車間距離を所定値（維持車間距離）に保つアダプティブクルーズコントロールにおいて、回生レベルが小さい場合には、大きい場合よりも回生ブレーキの制動力が小さいので、維持する車間距離を大きくする。これによって、運転者は、減速時に回生レベルの感触を得ることができる。また、先行車両が急に大きく減速したときなどに車間距離が極端に短くなるような場合に発生する可能性のある危険を回避できる。

（変形例）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例も含む。

（１）走行用バッテリ２２０の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）
車両を減速させるための制動には、上述した回生制動（回生ブレーキ）および摩擦制動（油圧ブレーキ）に加えて、機関制動（エンジンブレーキ）がある。機関制動は、ジェネレータ１４０Ｂをモータとして駆動するように制御することによりエンジンを被駆動状態として、エンジンフリクションやポンピングロス等により制動力を発生して、車両を減速させる。機関制動はエンジン１２０への燃料噴射量を少なくすることにより発生し、エンジンストールしない範囲で燃料噴射を停止することでより大きな制動力が発生する。機関制動力は、動力分割機構２００の動力分配が変化しない場合、エンジン１２０のエンジン回転数ＮＥが高いほど大きくなる。

走行用バッテリ２２０のＳＯＣによって、次のように制御を切り替えることとしてもよい。たとえば、ＥＣＵ３２０は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定値以下のときに、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了してから、運転者がブレーキペダルを踏み込むまでの間、選択された回生レベルで回生ブレーキを作動させる。ＥＣＵ３２０は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定値を超えるときには、エンジンブレーキを作動させる。

（２）プリクラッシュ制御
本発明の第１および第２の実施形態では、現在の前方物体までの距離が危険通知距離以下の場合には、ＥＣＵ３２０は、プリクラッシュ制御として、警告音を発することにしたが、これに限定するものではない。ＥＣＵ３２０は、回生ブレーキおよび／またはエンジンブレーキなどを用いて車両を減速させるものとしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され
、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

２０距離センサ、１２０エンジン、１２５アクセルセンサ、１２６ブレーキセンサ、１２８速度センサ、１２９クルーズコントロールボタン、１４０モータジェネレータ、１４０Ａモータ、１４０Ｂジェネレータ、１６０駆動輪、１８０減速機、２００動力分割機構、２２０走行用バッテリ、２３０回生レベルセレクタ、２３２警告通知部、２４０インバータ、２４２昇圧コンバータ、３２０ＥＣＵ、４００ドライブシャフト、４０２ブレーキディスク、４０４ブレーキ機構、４０６油圧コントローラ、５００制御装置。

Claims

車用の駆動力源としての電動機と、
車両の前方の物体までの距離を検出する検出部と、
前記検出した距離が所定値以下となった場合に、プリクラッシュ制御を実行する制御部と、
運転者の操作によって前記電動機の回生レベルを選択する選択部とを備え、
前記電動機は、前記選択された回生レベルが大きい場合は、小さい場合よりも、アクセルオフ時の回生制動力を大きくし、
前記制御部は、前記選択された回生レベルが小さい場合は、大きい場合よりも、前記所定値を大きくする、車両。
前記制御部は、アクセルオン時であっても、前記検出した距離が所定値以下となった場合に、プリクラッシュ制御を実行する、請求項１記載の車両。
前記制御部は、前記プリクラッシュ制御として、運転者に警告を通知する、請求項１記載の車両。
前記制御部は、前記プリクラッシュ制御として、前記車両を減速させる、請求項１記載の車両。
前記制御部は、前記選択された回生レベルと、前記検出された車両の速度に基づいて、前記所定値を設定する、請求項１記載の車両。
車用の駆動力源としての電動機と、
車両の前方の物体までの距離を検出する検出部と、
前記検出した距離が所定値となるように、プリクラッシュ制御としてアダプティブクルーズコントロールを実行する制御部と、
運転者の操作によって前記電動機の回生レベルを選択する選択部とを備え、
前記電動機は、前記選択された回生レベルが大きい場合は、小さい場合よりも、前記アダプティブクルーズコントロール中の減速時の回生制動力を大きくし、
前記制御部は、前記選択された回生レベルが小さい場合は、大きい場合よりも、前記所定値を大きくする、車両。