JP6186618B2 - 電動車両のストップランプ点灯制御装置 - Google Patents
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Description
電気式回生制動装置は、運転者がアクセルペダルの操作をやめアクセル開度が全閉になったときに、車輪の駆動力によりモータが回転し発電機として機能するように、回路切替をして制動力を発生するものである(例えば、特許文献1参照)。なお回生制動により発生した電力はバッテリに充電される。
減速度と点灯要件の関係は以下の通りである。
(1)減速度が−0.7m/s2以下の場合 :点灯禁止
(2)減速度が−0.7m/s2を上回り、−1.3m/s2以下の場合:点灯任意
(3)減速度が−1.3m/s2を上回る場合 :点灯義務
改正された法規は、平成26年1月30日以降に新たに型式の指定等を受ける自動車に適用される。
なお、本明細書では、減速度の数値にマイナス符号「−」を付し、減速度の大小を表すときには、減速度の絶対値が大きい方を、減速度が大きいとして表す。例えば、減速度−0・7m/s2に対して、減速度−1.3m/s2の方が、減速度が大きい。
これに合わせ、後述する回生トルクは、回生トルクの数値にマイナス符号「−」を付し、回生トルクの大小を表すときには、回生トルクの絶対値が大きい方を、回生トルクが大きいとして表す。例えば、回生トルク−20Nmに対して、回生トルク−60Nmの方が、回生トルクが大きい。
電気式回生制動装置を備えた電動車両のストップランプ点灯制御装置であって、
前記電動車両の重量が空車重量又は車両総重量であるとして演算をすることにより、予め規定されているストップランプ点灯減速度閾値又はストップランプ消灯減速度閾値を車速ごとのストップランプ点灯回生トルク閾値又はストップランプ消灯回生トルク閾値に換算する回生トルク閾値演算部と、
前記電動車両の走行状態から発せられる回生トルク信号で示す回生トルクの値を、そのときの車速に対応する前記ストップランプ点灯回生トルク閾値及び前記ストップランプ消灯回生トルク閾値と比較判定し、この比較判定結果に基づきストップランプの点灯又は消灯制御をするストップランプ点灯判定部と、
を有することを特徴とする。
前記回生トルク閾値演算部は、
車両重量が空車重量であるとして演算をすることにより、前記ストップランプ点灯減速度閾値を車速ごとの前記ストップランプ点灯回生トルク閾値に換算するストップランプ点灯回生トルク閾値演算部と、
車両重量が車両総重量であるとして演算をすることにより、前記ストップランプ消灯減速度閾値を車速ごとの前記ストップランプ消灯回生トルク閾値に換算するストップランプ消灯回生トルク閾値演算部と、から構成され、
前記ストップランプ点灯判定部は、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ点灯回生トルク閾値を上回るとストップランプを点灯し、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ消灯回生トルク閾値以下になると前記ストップランプを消灯する、
ことを特徴とする。
前記ストップランプ点灯判定部は、
前記ストップランプが点灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ点灯回生トルク閾値以下に推移した場合には、前記ストップランプの点灯状態を維持し、
前記ストップランプが消灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ消灯回生トルク閾値を上回るように推移した場合には、前記ストップランプの消灯状態を維持する、
ことを特徴とする。
したがって、上記の改正法規を空車重量から車両総重量までの全ての車重において遵守しつつ、後続車に対して適正に注意喚起ができるようにストップランプの点灯又は消灯制御をすることができる。
以下の実施例においては、電気式回生制動装置を備えている電気自動車を例示して説明するが、本発明は、電気式回生制動装置を備えているハイブリッド車やプラグインハイブリッド車にも適用可能である。
また、制御原理を先に説明し、その後に、この制御原理を適用した具体的な実施例を説明する。
先ず初めに、本実施例の制御原理を説明する。
改正された法規を示す図3のデータマップを基に点灯又は消灯制御をしようとした場合には、車速がどのようなものであっても、減速度が−1.3m/s2を上回るとストップランプを点灯させ、減速度が−0.7m/s2以下になるとストップランプを消灯させることになる。
更に走行時において車速と回生トルクを求め、その車速での回生トルクが、その車速におけるストップランプ点灯回生トルク閾値を上回るとストップランプを点灯させ、その車速におけるストップランプ消灯回生トルク閾値以下になるとストップランプを消灯するように制御するものである。
即ち、本実施例では、点灯又は消灯制御の判断基準を、減速度の値ではなく回生トルクの値を採用して点灯又は消灯制御をするようにした。
回生トルク=f(減速度、車速、走行抵抗係数、車両重量、ギア比、車輪半径)
という関係式が成立する。
また、「ストップランプ消灯減速度閾値」に対応する回生トルク値である「ストップランプ消灯回生トルク閾値」は、減速度であるストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)と、車速と、走行抵抗係数と、車両重量と、ギア比と、車輪半径が分れば決定できる。これにより、ストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)を、各車速における回生トルク値であるストップランプ消灯回生トルク閾値(Nm)に換算することができる。
・減速度・・・・・ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)またはストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)。
・車速・・・・・車輪速センサ7より得られる車輪速信号S2を基に車速演算部8により演算される値。
・走行抵抗係数・・試験によって予め計測した値。
・車両重量・・・・仕様によって規定されている空車重量(CW:curb weight)または車両総重量(GVW:gross vehicle weight)。
・ギア比・・・・・仕様によって規定されている値。
・車輪半径・・・仕様によって規定されている値。
なお車両重量は、乗員や荷物によって変動することを考慮し、ここでは、最小重量となる空車重量と、最大重量となる車両総重量を採用した。
ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)をストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図4に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONである。
ストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)をストップランプ消灯回生トルク閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ消灯回生トルク閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図4に示すストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLCOFFである。
ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCON及びストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLCOFFは、車速が増加していくにつれて次第に小さくなる。これは、車速、走行抵抗係数から決定される走行抵抗が、車速が速くなるにつれて大きくなるからである。
ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)をストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ点灯回生トルク閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図5に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLGONである。
ストップランプ消灯減速度閾値(−0.7m/s2)をストップランプ消灯回生トルク閾値(Nm)に換算し、各車速でのストップランプ消灯回生トルク閾値(Nm)を連続してつなげたものが、図5に示すストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLGOFFである。
ストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLGON及びストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLGOFFは、車速が増加していくにつれて次第に小さくなる。これは、車速、走行抵抗係数から決定される走行抵抗が、車速が速くなるにつれて大きくなるからである。なお、車速v、走行抵抗係数a,b、走行抵抗Rとすると、走行抵抗Rは次式から求められる。
R=a×v2+b
つまり、本実施例では、図6に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONとストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLGOFFを用いて、ストップランプの点灯又は消灯制御をする。
本実施例では、回生トルクがストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONを上回った場合に、ストップランプを点灯させるように制御をする。このようにすれば、車両重量が空車重量(CW)のときはもちろん車両総重量(GVW)のときでも、換言すると車両重量が空車重量(CW)から車両総重量(GVW)までのいかなる車両重量であっても、ストップランプを適正に点灯させることができる。
本実施例では、回生トルクがストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLGOFF以下になった場合に、ストップランプを消灯させるように制御をする。このようにすれば、車両重量が車両総重量(GVW)のときはもちろん空車重量(CW)のときでも、換言すると車両重量が車両総重量(GVW)から空車重量(CW)までのいかなる車両重量であっても、ストップランプを適正に消灯させることができる。
上述した制御原理を適用した具体的な実施例を、図1を参照しつつ説明する。
図1は、本実施例の電動車両のストップランプ点灯制御装置を搭載した電気自動車1である。この電気自動車1は、車輪2、ストップランプ3、駆動用のモータ4等を備えている。
アクセルペダル5にはアクセルポジションセンサ6が配置されており、アクセルポジションセンサ6はアクセルペダル開度を示すアクセル開度信号S1を出力する。車輪2には車輪速センサ7が配置されており、車輪速センサ7は車輪速を示す車輪速信号S2を出力する。車速演算部8は、車輪速信号S2を基に、車速を示す車速信号S3を出力する。
トルク演算部9が回生トルク信号Tgを出力するときには、アクセル開度信号S1で示すアクセル開度が全閉になっており、トルク演算部9は回生制動を行うために必要な回路切替のための制御を行う。
モータ4は、回生トルク信号Tgを受けると、回生トルク信号Tgで示す回生トルクを発生するように発電制動をし、車輪2に制動力を付与する。
・走行抵抗係数(試験によって予め計測した値)
・空車重量(仕様によって規定されているCW:curb weight)
・車両総重量(仕様によって規定されているGVW:gross vehicle weight)
・ギア比(仕様によって規定されている値)
・車輪半径(仕様によって規定されている値)
このようにして演算して求めたストップランプ点灯回生トルク閾値PONは、図6に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCON上の値であり、演算時点の車速(図6の横軸)に応じた所定の減速度を発生するために必要な回生トルク値(図6の縦軸)を表す。
このようにして演算して求めたストップランプ消灯回生トルク閾値POFFは、図6に示すストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLGOFF上の値であり、演算時点の車速(図6の横軸)に応じた所定の減速度を発生するために必要な回生トルク値(図6の縦軸)を表す。
このようにして取り込んだ、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値と、ストップランプ点灯回生トルク閾値PON及びストップランプ消灯回生トルク閾値POFFとを、予め決めた一定クロックごとに比較判定する。
また、ストップランプ点灯判定部13は、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が、ストップランプ消灯回生トルク閾値POFF以下になったら、ストップランプを消灯する制御をする。
例えば、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値がストップランプ点灯回生トルク閾値PONを上回ってストップランプ3が一旦点灯した後に、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が減少してきてストップランプ点灯回生トルク閾値PON以下に推移したときには、ストップランプ3の点灯状態を維持する。
また、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値がストップランプ点灯回生トルク閾値PONを上回ってストップランプ3が一旦点灯した状態で、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク閾値POFF以下になってストップランプ3が消灯した後に、回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が増加してきてストップランプ消灯回生トルク閾値POFFを上回るように推移したときには、ストップランプ3の消灯状態を維持する。
・回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が、図6に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCONを上回ったら、ストップランプ3を点灯し、
・回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が、図6に示すストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLGOFF以下になったら、ストップランプ3を消灯し、
・回生トルク信号Tgで示す回生トルクの値が、図6に示すストップランプ点灯回生トルク閾値ラインLCON以下で、且つ、ストップランプ消灯回生トルク閾値ラインLGOFFを上回る場合には、ストップランプ3の状態を、それより前の状態のまま維持する。
このとき、回生トルクの値がストップランプ点灯回生トルク閾値PONを上回るか否かを判定する(ステップ2)。なお、ストップランプ点灯回生トルク閾値PONは、車両重量が空車重量であるとして、ストップランプ点灯減速度閾値(−1.3m/s2)を換算演算して求めたものである。
ステップ2において、回生トルクの値がストップランプ点灯回生トルク閾値PONを上回らない場合には、ステップ1に戻る。
車両が減速することに応じて、回生トルクが減少してくる(ステップ5)。
ステップ6において、回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク閾値POFF以下にならない場合には、ステップ4またはステップ8に戻る。
ステップ9の後、ステップ6の判定に移り、回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク閾値POFF以下になるか否かを判定し、回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク閾値POFF以下になる場合には、ストップランプ3を消灯し(ステップ7)、回生トルクの値がストップランプ消灯回生トルク閾値POFF以下にならない場合には、ステップ4またはステップ8に戻る。
2 車輪
3 ストップランプ
4 モータ
5 アクセルペダル
6 アクセルポジションセンサ
7 車輪速センサ
8 車速演算部
9 トルク演算部
10 記憶部
11 ストップランプ点灯回生トルク閾値演算部
12 ストップランプ消灯回生トルク閾値演算部
13 ストップランプ点灯判定部
S1 アクセル開度信号
S2 車輪速信号
S3 車速信号
Td 要求トルク信号
Tg 回生トルク信号
PON ストップランプ点灯回生トルク閾値
POFF ストップランプ消灯回生トルク閾値
LCON,LGON ストップランプ点灯回生トルク閾値ライン
LCOFF,LGOFF ストップランプ消灯回生トルク閾値ライン
Claims (3)
- 電気式回生制動装置を備えた電動車両のストップランプ点灯制御装置であって、
前記電動車両の重量が空車重量又は車両総重量であるとして演算をすることにより、予め規定されているストップランプ点灯減速度閾値又はストップランプ消灯減速度閾値を車速ごとのストップランプ点灯回生トルク閾値又はストップランプ消灯回生トルク閾値に換算する回生トルク閾値演算部と、
前記電動車両の走行状態から発せられる回生トルク信号で示す回生トルクの値を、そのときの車速に対応する前記ストップランプ点灯回生トルク閾値及び前記ストップランプ消灯回生トルク閾値と比較判定し、この比較判定結果に基づきストップランプの点灯又は消灯制御をするストップランプ点灯判定部と、
を有することを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。 - 請求項1において、
前記回生トルク閾値演算部は、
車両重量が空車重量であるとして演算をすることにより、前記ストップランプ点灯減速度閾値を車速ごとの前記ストップランプ点灯回生トルク閾値に換算するストップランプ点灯回生トルク閾値演算部と、
車両重量が車両総重量であるとして演算をすることにより、前記ストップランプ消灯減速度閾値を車速ごとの前記ストップランプ消灯回生トルク閾値に換算するストップランプ消灯回生トルク閾値演算部と、から構成され、
前記ストップランプ点灯判定部は、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ点灯回生トルク閾値を上回るとストップランプを点灯し、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ消灯回生トルク閾値以下になると前記ストップランプを消灯する、
ことを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記ストップランプ点灯判定部は、
前記ストップランプが点灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ点灯回生トルク閾値以下に推移した場合には、前記ストップランプの点灯状態を維持し、
前記ストップランプが消灯状態になっていたときに、前記回生トルク信号で示す前記回生トルクの値が前記ストップランプ消灯回生トルク閾値を上回るように推移した場合には、前記ストップランプの消灯状態を維持する、
ことを特徴とする電動車両のストップランプ点灯制御装置。
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