特開 2020-89044 電動車両、電動車両の制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-89044(P2020-89044A)

(43)【公開日】2020年6月4日

(54)【発明の名称】電動車両、電動車両の制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B60L 9/18 20060101AFI20200508BHJP

   B60L 7/24 20060101ALI20200508BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20200508BHJP

   B60T 7/12 20060101ALI20200508BHJP

   B60W 10/04 20060101ALI20200508BHJP

   B60W 10/18 20120101ALI20200508BHJP

   B60W 30/09 20120101ALI20200508BHJP

【ＦＩ】

   B60L9/18 J

   B60L7/24 D

   B60L15/20 J

   B60T7/12 C

   B60T7/12 Z

   B60W10/00 120

   B60W30/09

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-219600(P2018-219600)

(22)【出願日】2018年11月22日

(71)【出願人】

【識別番号】899000057

【氏名又は名称】学校法人日本大学

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(72)【発明者】

【氏名】加藤 修平

【テーマコード（参考）】

3D241

3D246

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D241AA23

3D241AB01

3D241AC26

3D241AD41

3D241BA01

3D241BA29

3D241BB01

3D241BB55

3D241BB56

3D241BC01

3D241CA08

3D241CC03

3D241CC08

3D241CC17

3D241CD26

3D241CE04

3D241CE05

3D241DA13Z

3D241DA18Z

3D241DA39Z

3D241DA52Z

3D241DB02Z

3D241DB05Z

3D241DB12Z

3D241DC31Z

3D241DC33Z

3D241DC34Z

3D241DC39Z

3D241DC50Z

3D241DC52Z

3D241DC53Z

3D241DC59Z

3D246AA08

3D246BA08

3D246DA01

3D246EA05

3D246GA20

3D246GB27

3D246GC16

3D246HA02A

3D246HA08A

3D246HA25A

3D246HA86A

3D246HA93A

3D246HB11A

3D246HB26A

3D246JA12

3D246JB11

3D246JB12

3D246JB43

5H125AA01

5H125AC12

5H125BA00

5H125BB00

5H125CA01

5H125CA11

5H125CB02

5H125CB07

5H125DD11

5H125EE41

5H125EE42

5H125EE44

5H125EE55

5H125EE61

5H125EE66

(57)【要約】

【課題】車両を一定速度で走行させてから所望の位置で停止させる場合に、エネルギー効率を改善できる電動車両を提供する。
【解決手段】電動車両は、モーターの駆動によって走行する電動車両であって、電動車両の進行方向の状態を検出する検出部と、電動車両を制御する制御部と、電動車両を制動させる制動部と、を備え、制御部は、電動車両を制動させる条件として予め決められた制動条件を検出部により検出された検出結果が満たす場合、制動部による電動車両の制動が行われる第１タイミング以前の第２タイミングにおいて、モーターの状態をニュートラル状態に変化させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーターの駆動によって走行する電動車両であって、
前記電動車両の進行方向の状態を検出する検出部と、
前記電動車両を制御する制御部と、
前記電動車両を制動させる制動部と、
を備え、
前記制御部は、前記電動車両を制動させる条件として予め決められた制動条件を前記検出部により検出された検出結果が満たす場合、前記制動部による前記電動車両の制動が行われる第１タイミング以前の第２タイミングにおいて、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させる、
電動車両。

【請求項2】

前記ニュートラル状態は、前記モーターの状態のうち前記電動車両を惰行させることが可能な状態のことである、
請求項１に記載の電動車両。

【請求項3】

前記電動車両を惰行させることが可能な状態は、前記電動車両の力行と前記電動車両の回生との両方を前記モーターが行わない状態のことである、
請求項２に記載の電動車両。

【請求項4】

前記制動条件には、前記電動車両が走行中の道路上に設けられている信号機が前記電動車両の減速指示又は停止指示を示す情報を表示している状態であることを前記検出結果が示すこと、が含まれている、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の電動車両。

【請求項5】

前記制動条件には、前記電動車両が走行中の道路上において前記電動車両と衝突する物体が位置している状態であることを前記検出結果が示すこと、が含まれている、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の電動車両。

【請求項6】

前記制動条件には、前記電動車両が走行中の道路上に設けられている標識が前記電動車両の減速指示又は停止指示を示す情報を表示している状態であることを前記検出結果が示すこと、が含まれている、
請求項１から５のうちいずれか一項に記載の電動車両。

【請求項7】

前記電動車両は、運転者から運転操作を受け付け、受け付けた前記運転操作に応じて走行する車両であり、
前記制御部は、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させた後、前記電動車両が前記運転者から前記運転操作を受け付けた場合、前記モーターの状態をニュートラル状態から他の状態に変化させる、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の電動車両。

【請求項8】

前記電動車両は、自動運転車両であり、
前記制御部は、
前記検出部により検出された検出結果に基づいて、前記電動車両の自動運転を行い、
前記制動条件を前記検出結果が満たす場合、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させ、その後、前記制動部によって前記電動車両を制動させる、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の電動車両。

【請求項9】

前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させた後に、前記制動部による前記電動車両の制動が開始された場合、前記モーターの状態をニュートラル状態からドライブ状態に変化させる、
請求項７又は８に記載の電動車両。

【請求項10】

前記ドライブ状態は、前記モーターの状態のうち前記電動車両の力行又は前記電動車両の回生のいずれかを前記モーターが行う状態のことである、
請求項９に記載の電動車両。

【請求項11】

モーターの駆動によって走行する電動車両の制御方法であって、
前記電動車両を制動させる条件として予め決められた制動条件を、前記電動車両の進行方向の状態を検出する検出部により検出された検出結果が満たす場合、前記電動車両を制動させる制動部による前記電動車両の制動が行われる第１タイミング以前の第２タイミングにおいて、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させる、
電動車両の制御方法。

【請求項12】

モーターの駆動によって走行する電動車両が備える制御部に、
前記電動車両を制動させる条件として予め決められた制動条件を、前記電動車両の進行方向の状態を検出する検出部により検出された検出結果が満たす場合、前記電動車両を制動させる制動部による前記電動車両の制動が行われる第１タイミング以前の第２タイミングにおいて、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させるステップ、
を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車両、電動車両の制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

電動モーターを駆動源として利用する電動車両の開発が進められている（例えば特許文献１）。このような電動車両では、通常、運転者は、シフトレバーをドライブレンジに設定したまま、アクセルペダルとブレーキペダルを踏み分けて、車速を制御している。したがって、平坦路を一定速度で走行中に前方の信号機が赤色になり、車両を停止させる必要が生じた場合、運転者は、シフトレバーをドライブレンジに設定したまま、ブレーキングポイントに達するまでアクセルペダルを操作して車速を一定に保ち、ブレーキングポイントに達したら、ブレーキペダルを操作して、車両を停止させている。ここで、ブレーキングポイントは、電動車両の制動を開始する位置のことである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１１０１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

運転者の操作を必要とせず、自動で走行できる自動運転技術の開発が進められている。自動運転の場合、それまで、運転者がマニュアルで行っていた運転操作をそのまま自動化していくことが考えられる。上述のように、一定速度で走行中に車両を停止させる必要が生じた場合の通常の運転操作は、シフトレバーをドライブレンジに設定したまま、車速が一定となるようにアクセルペダルを操作し、適切なブレーキングポイントで、ブレーキペダルを操作して、車両を停止させるものである。したがって、自動運転の場合には、カメラ等により進行方向の状態を検出し、信号機が赤色である等車両を停止させる必要が検出された場合には、ブレーキングポイントまでドライブ状態で車速が一定となるように制御を行い、ブレーキングポイントに達したら、ブレーキ制御を行うことが考えられる。

【0005】

しかしながら、ブレーキングポイントまで車速が一定となるように制御を行ってから、ブレーキ制御を行うと、ブレーキングポイントに達する前に、車両を一定速度となるように維持する必要があり、そのためにエネルギーを消費するという課題が生じる。

【0006】

上述の課題を鑑み、本発明は、車両を一定速度で走行させてから所望の位置で停止させる場合に、エネルギー効率を改善できる電動車両、電動車両の制御方法、及びプログラム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】

【0007】

上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電動車両は、モーターの駆動によって走行する電動車両であって、前記電動車両の進行方向の状態を検出する検出部と、前記電動車両を制御する制御部と、前記電動車両を制動させる制動部と、を備え、前記制御部は、前記電動車両を制動させる条件として予め決められた制動条件を前記検出部により検出された検出結果が満たす場合、前記制動部による前記電動車両の制動が行われる第１タイミング以前の第２タイミングにおいて、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させるようにするものである。

【0008】

本発明の一態様に係る電動車両の制御方法は、モーターの駆動によって走行する電動車両の制御方法であって、前記電動車両を制動させる条件として予め決められた制動条件を、前記電動車両の進行方向の状態を検出する検出部により検出された検出結果が満たす場合、前記電動車両を制動させる制動部による前記電動車両の制動が行われる第１タイミング以前の第２タイミングにおいて、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させるようにするものである。

【0009】

本発明の一態様に係るプログラムは、モーターの駆動によって走行する電動車両が備える制御部に、前記電動車両を制動させる条件として予め決められた制動条件を、前記電動車両の進行方向の状態を検出する検出部により検出された検出結果が満たす場合、前記電動車両を制動させる制動部による前記電動車両の制動が行われる第１タイミング以前の第２タイミングにおいて、前記モーターの状態をニュートラル状態に変化させるステップ、を実行させるようにするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ブレーキングポイントとなる第１のタイミング以前の第２のタイミングにおいて、電動車両をニュートラル状態に設定して、惰力走行させる期間を設けている。これにより、車両を一定速度で走行させてから所望の位置で停止させる場合に、エネルギー効率を改善させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る電動車両の概要を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る電動車両における制動操作を説明するためのフローチャートである。

【図3】本発明の実施の形態に係る電動車両１における制動操作を説明するためのグラフである。

【図4A】電動車両をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とで走行状態を比較したグラフである。

【図4B】電動車両をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とで走行状態を比較したグラフである。

【図5A】電動車両をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とでエネルギー消費量を比較したグラフである。

【図5B】電動車両をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とでエネルギー消費量を比較したグラフである。

【図6A】電動車両をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とのエネルギー消費量を実験値で比較したグラフである。

【図6B】電動車両をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とのエネルギー消費量を実験値で比較したグラフである。

【図7】本発明の第２の実施の形態に係る電動車両における制動操作を説明するためのフローチャートである。

【図8】本発明の第２の実施形態に係る電動車両における表示の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電動車両１の概要を示すブロック図である。この例では、電動車両１は、運転者がアクセルペダルやブレーキペダルを操作することなく、車速の制御が自動的に行える自動運転の車両を想定している。勿論、電動車両１は、車速の制御だけでなく、ステアリング操作を自動的に行うようにしても良い。

【0013】

図１において、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０は、車両の各種の制御を総合的に行っている。ＥＣＵ１０には、アクセルペダルセンサ１１、ブレーキペダルセンサ１２、シフトレバーセンサ１３等、運転操作に基づく情報が入力される。アクセルペダルセンサ１１は、運転者がアクセルペダルに足を載せて操作している情報を検出している。ブレーキペダルセンサ１２は、運転者がブレーキペダルに足を載せて操作している情報を検出している。シフトレバーセンサ１３は、運転者が操作したシフトレバーの設定状態を検出している。シフトレバーの設定位置としては、通常走行時のＤ（ドライブ）レンジと、後退走行時のＲ（リバース）レンジと、Ｎ（ニュートラル）レンジと、Ｐ（パーキング）レンジ等がある。

【0014】

また、ＥＣＵ１０には、車速センサ１４、加速度センサ１５等、電動車両１に取り付けられた各種のセンサからの情報が入力される。車速センサ１４は、電動車両１の走行速度を検出している。加速度センサ１５は、３軸方向の加速度を検出している。なお、電動車両１は、加速度センサ１５の他にジャイロセンサを設けても良い。

【0015】

また、ＥＣＵ１０には、カメラ１６やレーダー１７から、道路や障害物等の外界の情報が入力される。カメラ１６は、電動車両１の前方の画像を撮像している。ＥＣＵ１０は、カメラ１６の撮像画像を解析することで、走行している道路の状態、障害物の検知等が行える。レーダー１７は、電動車両１の前方にある物体までの距離を検出している。

【0016】

また、ＥＣＵ１０には、ＧＰＳ（Global Positioning System）端末１８より取得された現在地情報や、地図情報１９が入力される。ＧＰＳ端末１８は、ＧＰＳ衛星を用いて電動車両１の現在位置を測位している。地図情報１９には、地図情報が格納されている。

【0017】

また、ＥＣＵ１０は、ステアリング２０や機械ブレーキ２１を制御できる。ステアリング２０は、電動車両１の走行方向を制御する。機械ブレーキ２１は、ドラムブレーキやディスクブレーキにより、車輪の制動を機械的に行う。

【0018】

また、ＥＣＵ１０は、ディスプレイ２２に各種の情報を表示させる。ディスプレイ２２は、速度計、距離計等、インストルメントパネルに配置された表示計や、バッテリーの残量、各種の警告灯を含む。

【0019】

また、ＥＣＵ１０は、通信部２３を介して、外部機器と通信を行うことができる。また、ＥＣＵ１０は、通信部２３により、車車間通信を行うことができる。

【0020】

また、ＥＣＵ１０は、インバーター３０に制御信号を供給する。インバーター３０は、バッテリ４０からの直流電源をアクセル開度に応じた周波数の交流電源に変換して、モーター５０に供給する（力行動作）。また、インバーター３０は、減速時にモーター５０で発電した交流電源を直流電源に変換して、バッテリ４０に充電する（回生動作）。回生動作では、電動車両１は、回生ブレーキにより制動される。ドライブ状態に設定されると、モーター５０の力行動作と回生動作とが行われ、運転者のアクセル操作やブレーキ操作に応じて、加速や減速が行われ、車速が制御される。ニュートラル状態に設定されると、モーター５０の力行動作と回生動作とは共に行われなくなり、モーター５０はフリーラン状態となる。

【0021】

モーター５０は車両駆動用のモーターである。モーター５０の回転軸は、ディファレンシャルギア６０を介して、駆動輪の車軸６１に接続されている。これにより、モーター５０の回転に伴って、車輪７０が回転される。

【0022】

このように、本発明の実施の形態に係る電動車両１は、モーター５０を駆動して走行する電気自動車の構成となっている。また、本発明の実施の形態に係る電動車両１は、ＥＣＵ１０の制御により、運転サポートや自動運転が可能である。

【0023】

図２は、本発明の実施の形態に係る電動車両１における制動操作を説明するためのフローチャートである。この例では、電動車両１は、運転者の操作を必要とせず、ペダル操作やステアリング操作を自動で行う自動運転を想定している。また、ステップＳ１０１以前では、電動車両１は、ドライブレンジで、一定速度で走行を行っているとする。

【0024】

この実施形態は、このような電動車両１において、ＥＣＵ１０は、電動車両１を制動させる条件として予め決められた制動条件を満たす場合、電動車両１の制動が行われる第１のタイミング（ブレーキングポイント）以前の第２のタイミング（惰力走行開始ポイント）において、モーター５０の状態をニュートラル状態に変化させることで、自動運転を行う場合に、電動車両１のエネルギー効率を向上させるものである。

【0025】

（ステップＳ１０１）ＥＣＵ１０は、電動車両１の進行方向の状態を検出し、電動車両１を制動させる条件として予め決められた制動条件になったか否かを検出する。

【0026】

ここで、電動車両１の進行方向の状態は、電動車両１が走行を継続してもよい状態か、電動車両１を制動させなければならない状態かである。

【0027】

電動車両１を制動させる条件は、例えば、進行方向の先に信号機があり、その信号機が黄色又は赤色になっていること、進行方向の先に一時停止を示す標識が検出されたこと、又は進行方向において人若しくは人以外の物体が検出されたこと等がある。

【0028】

より詳細には、制動条件には、電動車両１が走行中の道路上に設けられている信号機が電動車両の減速指示又は停止指示を示す情報を表示している状態であることを電動車両１の進行方向の状態の検出結果が示すことが含まれている。例えば、進行方向の先の道路上に信号機があり、その信号機が黄色又は赤色になっているような場合である。

【0029】

また、制動条件には、電動車両１が走行中の道路上において、電動車両１と衝突する物体が位置している状態であることを電動車両１の進行方向の状態の検出結果が示すことが含まれている。例えば、進行方向の道路上に、停止中の車両があるような場合である。また、例えば、進行方向の道路上を人が横断しているような場合である。

【0030】

また、制動条件には、電動車両１が走行中の道路上に設けられている標識が電動車両の減速指示又は停止指示を示す情報を表示している状態であることを電動車両１の進行方向の状態の検出結果が示すことが含まれている。この制動条件は、例えば、進行方向の先の道路脇に、一時停止の標識が建てられている場合である。

【0031】

制動条件になったか否かを検出する検出部は、カメラ１６、レーダー１７等である。また、電動車両１を制御する制御部は、ＥＣＵ１０である。

【0032】

すなわち、ＥＣＵ１０は、カメラ１６の撮像画像を解析して、信号機や標識の存在、信号機の色、前方の車両の有無、歩行者の有無等を判定する。また、ＥＣＵ１０は、レーダー１７により、信号機や標識、前方の車両等までの距離を計測する。そして、ＥＣＵ１０は、例えば、進行方向に信号機が存在し、その信号機が赤色であると判定すると、電動車両１を制動させる制動条件になったことを検出する。また、通信部２３による車車間通信を、制動条件になったか否かを検出する検出部として用いても良い。

【0033】

（ステップＳ１０２）電動車両１を制動させる条件になったことが検出されたら、ＥＣＵ１０は、電動車両１の停車位置までの距離を計測する。停車位置までの距離は、例えばカメラ１６及びレーダー１７の情報から取得できる。また、停車位置までの距離をＧＰＳ端末１８の情報から取得しても良い。

【0034】

（ステップＳ１０３）次に、ＥＣＵ１０は、現在の電動車両１の速度を計測する。現在の電動車両１の速度は、例えば車速センサ１４により検出できる。また、現在の電動車両１の速度をＧＰＳ端末１８の情報から取得しても良い。

【0035】

（ステップＳ１０４）次に、ＥＣＵ１０は、車両の減速度を設定する。車両の減速度は、目的とする停車位置で停車するために制動するときの減速度である。

【0036】

（ステップＳ１０５）次に、ＥＣＵ１０は、惰力走行開始ポイント及びブレーキングポイントを算出する。ここで、惰力走行開始ポイントは、モーター５０をフリーラン状態とする制御を開始する位置である。ブレーキングポイントは、電動車両１の制動を開始する位置である。ブレーキングポイントは、停車位置と、減速度と、ブレーキングポイントでの速度とから算出できる。惰力走行開始ポイントは、停車位置までの距離と、現在の速度と、減速度とから、例えば以下のようにして算出できる。

【0037】

【数1】

【0038】

ここで、上記の式（１）に示したＴ１は、惰力走行開始ポイントを示す。また、式（１）に示したＬ１は、停車位置までの距離を示す。また、式（１）に示したＶ１は、現在の速度を示す。また、式（１）に示したＤ１は、減速度を示す。また、式（１）に示したΔＶは、惰力走行による速度の変化分を示す。惰力走行による速度の変化分ΔＶは、現在の速度Ｖ１に応じて算出される。例えば、ＥＣＵ１０は、現在の速度Ｖ１に予め決められた割合を乗じることによって、惰力走行による速度の変化分ΔＶを算出する。当該予め決められた割合は、例えば、１０％であるが、１０％より低い割合であってもよく、１０％より高い割合であってもよい。なお、ＥＣＵ１０は、当該予め決められた割合を、外部の環境変化（例えば、風向き、風速、気温等の変化）に応じて決められる構成であってもよい。また、ＥＣＵ１０は、現在の速度Ｖ１に応じた他の方法によって惰力走行による速度の変化分ΔＶを算出する構成であってもよい。

【0039】

また、惰力走行開始ポイントＴ１は、予め、停車位置までの距離Ｌ１、現在の速度Ｖ１、減速度Ｄ１等に対応する最適な惰力走行開始ポイントを実験により求めておき、この実験で求めた最適な惰力開始ポイントからルックアップテーブルを作成し、このルックアップテーブルを用いて算出しても良い。

【0040】

（ステップＳ１０６）ＥＣＵ１０は、惰力走行開始ポイントに達したか否かを判定し、惰力走行開始ポイントに達したら（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０７に進める。なお、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０５において算出した惰力走行開始ポイントが負の値である場合も、処理をステップＳ１０７に進める。当該場合、当該負の値は、車両がすでに惰力走行開始ポイントを通過していることを意味するからである。

【0041】

（ステップＳ１０７）ＥＣＵ１０は、インバーター３０に指令を与えて、ニュートラル状態に設定する。ここで、ニュートラル状態は、モーター５０の状態のうち電動車両１を惰行させることが可能な状態のことである。すなわち、ＥＣＵ１０は、モーター５０が力行動作も回生動作も行わず、フリーラン状態となるようにインバーター３０を制御する。

【0042】

（ステップＳ１０８）ＥＣＵ１０は、ブレーキングポイントに達したか否かを判定し、ブレーキングポイントに達したら（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０９に進める。

【0043】

（ステップＳ１０９）ＥＣＵ１０は、インバーター３０に指令を与えて、ドライブ状態に設定し、処理をステップＳ１１０に進める。すなわち、ＥＣＵ１０は、減速時にモーター５０が回生動作するように、インバーター３０を制御する。

【0044】

（ステップＳ１１０）ＥＣＵ１０は、目標位置で車両が停止するように、ブレーキ制御を行う。すなわち、ＥＣＵ１０は、目標位置で車両が停止するように、モーター５０を回生動作させるとともに、機械ブレーキ２１を制御する。モーター５０の回生動作による回生ブレーキと機械ブレーキ２１との少なくとも一方が、電動車両１を制動させる制動部となる。

【0045】

このように、本発明の第１の実施の形態に係る電動車両１では、ＥＣＵ１０は、前方の信号機が赤である等、電動車両１の進行方向に制動させる条件があるかを検出している（ステップＳ１０１）。そして、電動車両１を制動させる条件になったことを検出すると、ＥＣＵ１０は、停止位置までの距離と、速度と、減速度とから、惰力走行開始ポイントを算出している（ステップＳ１０５）。惰力走行開始ポイントに達したら（ステップＳ１０６）、ＥＣＵ１０は、電動車両１をニュートラル状態にして（ステップＳ１０７）、惰力走行させている。そして、ブレーキングポイントに達したら（ステップＳ１０８）、ＥＣＵ１０は、電動車両１をドライブ状態に設定して（ステップＳ１０９）、ブレーキ制御を行っている（ステップＳ１１０）。

【0046】

図３は、本発明の実施の形態に係る電動車両１における制動操作を説明するためのグラフである。

【0047】

図３において、位置Ｐ２は停止位置であり、電動車両１は、速度Ｖ１で定速で位置Ｐ１を通過するときに、停止位置Ｐ２を検出したとする。具体的には、停止位置Ｐ２は、例えば、赤色に点灯している信号機により車両が停止すべき位置である。この場合、ＥＣＵ１０は、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの距離Ｌ１と、位置Ｐ１での速度Ｖ１と、ブレーキ制御したときの減速度Ｄ１とから、惰力走行開始ポイントＴ１を算出する。

【0048】

電動車両１は、惰力走行開始ポイントＴ１に到達する前の区間ｔ１では、ドライブ状態で車速一定で走行しており、惰力走行開始ポイントＴ１に達すると、ニュートラル状態になり、惰力走行となる。惰力走行開始ポイントＴ１からブレーキングポイントＴ２までの区間ｔ２では、電動車両１は、惰力走行となり、車速は徐々に下降していく。ブレーキングポイントＴ２では、電動車両１の速度Ｖ２は、速度Ｖ１より僅かな速度ΔＶだけ低下した速度（Ｖ２＝Ｖ１−ΔＶ）となっている。

【0049】

ブレーキングポイントＴ２に到達すると、電動車両１はドライブ状態に設定され、モーター５０の回生動作と機械ブレーキ２１により、ブレーキ制御が行われる。これにより、ブレーキングポイントＴ２から後の期間ｔ３では、所定の減速度Ｄ１で電動車両１の速度は低下していき、停止位置Ｐ２で、電動車両１は停止する。

【0050】

このような制御を行った場合、惰力走行開始ポイントＴ１に到達する前の区間ｔ１では、速度を一定にするために、エネルギーが消費される。ここで、エネルギーの消費は、バッテリ４０を放電して電力を消費することを意味する。惰力走行開始ポイントＴ１からブレーキングポイントＴ２までの区間ｔ２では、電動車両１は惰力走行となり、エネルギーは殆ど消費されない。ブレーキングポイントＴ２に達してから、電動車両１が停止するまでの期間ｔ３では、モーター５０の回生動作により、エネルギーが回収される。ここで、エネルギーの回収は、バッテリ４０を充電して電力を蓄積することを意味する。

【0051】

このように、本実施形態に係る電動車両１は、ブレーキングポイントＴ２の前に、惰力走行開始ポイントＴ１を設け、電動車両１をニュートラル状態に設定して、惰力走行させる期間を設けている。これにより、電動車両１は、自動運転を行う場合に、エネルギー効率を向上させることができる。このことについて、更に説明する。

【0052】

図４Ａ及び図４Ｂは、電動車両１をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とで、走行状態を比較したものである。

【0053】

図４Ａに示すように、電動車両１は一定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）で位置Ｐ１０１を走行しており、その進行方向に距離Ｌ１０１だけ離れた位置Ｐ１０２に、赤が点灯している信号機２があるとする。信号機２が赤であることから、電動車両１は、信号機２の位置Ｐ１０２で停止する必要がある。この場合、運転者が電動車両１を運転している場合、運転者は、通常、シフトレバーをＤレンジに設定したまま、ブレーキングポイントまで一定速度を維持して走行し、ブレーキングポイントとなる位置からブレーキ操作して、電動車両１を停止させる。電動車両１を自動運転させる場合も、運転者が行っている操作と同様に、電動車両１をドライブ状態に設定したまま、ブレーキングポイントまで一定速度を維持して走行し、ブレーキングポイントとなる位置から、所望の減速度となるように、ブレーキ制御して、電動車両１を停止させることが考えられる。

【0054】

図４Ａは、このように、電動車両１をドライブ状態からブレーキ操作を行って制動させる場合を示している。すなわち、図４Ａにおいて、区間ｔ１０１では、電動車両１はドライブ状態で一定速度で走行されている。電動車両１を自動停止させるために、所望の減速度（例えば−０．１Ｇである。ここで、Ｇは、重力加速度を示す）で電動車両１を位置Ｐ１０２で停車させるためのブレーキングポイントＴ１０１が設定され、このブレーキングポイントＴ１０１から、区間ｔ１０２の間、回生動作による回生ブレーキと機械ブレーキにより電動車両１が制動され、電動車両１は位置Ｐ１０２で停止される。

【0055】

これに対して、図４Ｂは、ニュートラル状態に設定してから、ブレーキ操作を行って制動させる場合を示している。すなわち、図４Ｂにおいて、電動車両１は一定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）で位置Ｐ１０１を走行しており、その進行方向に距離Ｌ１０１だけ離れた位置Ｐ１０２に、赤が点灯している信号機２があるとする。これは、図４Ａに示した電動車両１をドライブ状態から制動させた場合の条件と同様である。位置Ｐ１０１から区間ｔ２０１の間では、電動車両１はニュートラル状態となり、惰力で走行している。電動車両１が惰力走行であることから、電動車両１の速度は、それまでの速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）より僅かに低下していく。電動車両１を自動停止させるために、所望の減速度（例えば−０．１Ｇ）で電動車両１を位置Ｐ２０２で停車させるためのブレーキングポイントＴ２０１が設定され、このブレーキングポイントＴ２０１から、区間ｔ２０２の間、回生動作による回生ブレーキと機械ブレーキにより、電動車両１が制動され、電動車両１は位置Ｐ１０２で停止される。

【0056】

図５Ａ及び図５Ｂは、このように電動車両１をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とで、エネルギー消費量を比較したものである。

【0057】

図５Ａに示すように、電動車両１をドライブ状態から制動させた場合、ドライブ状態で走行している区間ｔ１０１では、一定速度を維持して電動車両１を走行させるために、エネルギーが消費される。この区間ｔ１０１でのエネルギー消費量をＥ１０１とする。そして、ブレーキ制御を行っている区間ｔ１０２では、回生動作によりエネルギーが回収される。このとき回収されるエネルギー回収量をＥ１０２とする。この場合、距離Ｌ１０１を走行するのに要したエネルギーＥａは、（Ｅａ＝Ｅ１０１−Ｅ１０２）となる。

【0058】

これに対して、図５Ｂに示すように、電動車両１をニュートラル状態から制動させた場合、ドライブ状態で走行している区間ｔ２０１では、エネルギーは殆ど消費されない。この区間ｔ２０１でのエネルギー消費量をＥ２０１とする。そして、区間ｔ２０２では、回生動作によりエネルギーが回収される。このとき回収されるエネルギー回収量をＥ２０２とする。この場合、距離Ｌ１０１を走行するのに要したエネルギーＥｂは、（Ｅｂ＝Ｅ２０１−Ｅ２０２）となる。

【0059】

電動車両１をドライブ状態から制動させた場合に要したエネルギーＥａと、ニュートラル状態から制動させた場合に要したエネルギーＥｂとを比較すると、車速を維持するためにエネルギーを消費することから、区間ｔ１０１でのエネルギー消費量Ｅ１０１は区間ｔ２０１でのエネルギー消費量Ｅ２０１より大きくなる（Ｅ１０１＞Ｅ２０１）。また、惰力走行の場合には車速が落ちることから、区間ｔ１０２で回収するエネルギー回収量Ｅ１０２は区間ｔ２０２で回収するエネルギー回収量Ｅ２０２より大きい（Ｅ１０２＞Ｅ２０２）。このように、電動車両１をドライブ状態から制動させた場合には、エネルギー消費量も大きいが、エネルギーの回収量も大きい。しかしながら、電動車両１をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とでは、エネルギーの消費量の差（Ｅ１０１−Ｅ２０１）は非常に大きいが、エネルギーの回収量の差（Ｅ１０２−Ｅ２０２）は僅かである。このことから、電動車両１をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とでエネルギー量を比較すると、電動車両１をニュートラル状態から制動させた場合の方が、ドライブ状態から制動させた場合より、同一距離走行するのに要するエネルギーが小さくなり（Ｅａ＞Ｅｂ）、エネルギー効率の向上が期待できる。

【0060】

図６Ａ及び図６Ｂは、電動車両１をドライブ状態から制動させた場合とニュートラル状態から制動させた場合とのエネルギー量を実験値で比較したものである。

【0061】

図６Ａにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は車速を示す。また、曲線１０１はドライブ状態から制動させた場合の車両の速度変化を示し、曲線１０２はニュートラル状態から制動させた場合の車両の速度変化を示している。

【0062】

曲線１０１で示すように、ドライブ状態から制動させた場合には、ブレーキングポイントまで、速度は一定となっている。ブレーキングポイントからは、所望の減速度で速度が減少していく。これに対して、曲線１０２で示すように、ニュートラル状態から制動させた場合には、ブレーキングポイントに達する前に、速度は僅かに低下する。そして、ブレーキングポイントからは、所望の減速度で速度が減少していく。

【0063】

図６Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。ここで、電力はプラスの側が電力の消費を示し、マイナス側が電力の回収を示す。また、曲線１１１はドライブ状態から制動させた場合の電力の変化を示し、曲線１１２はニュートラル状態から制動させた場合の電力の変化を示している。

【0064】

曲線１１１で示すように、ドライブ状態から制動させた場合には、ブレーキングポイントまで、速度を維持するための電力を消費している。この例では、このときの平均消費電力は３．２ｋＷであり、この間でのエネルギー消費量は、４８ｋＪである。ブレーキングポイントからは、回生動作により、電力を回収している。このときの平均発電電力は４．７ｋＷであり、この間でのエネルギー回収量は、６４ｋＪである。これに対して、曲線１１２で示すように、ニュートラル状態から制動させた場合には、惰力走行となるので、電力は殆ど消費しない。この例では、このときの平均消費電力は０．２８ｋＷであり、この間でのエネルギー消費量は、４ｋＪである。ブレーキングポイントからは、回生動作により、電力は回収される。このときの平均発電電力は３．８ｋＷであり、この間でのエネルギー回収量は、５０ｋＪである。

【0065】

電動車両１をニュートラル状態から制動させた場合の方が、ドライブ状態から制動させた場合より、同一距離走行するのに要するエネルギーが小さくなることは、図６Ａ及び図６Ｂに示す実験値からも明らかである。

【0066】

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る電動車両１では、電動車両１の進行方向の状態を検出し、電動車両１を制動させる条件になったことを検出すると、所定の惰力走行開始ポイントからニュートラル状態にして、惰力走行させた後、ブレーキ制御を行っている。これにより、電動車両１のエネルギー効率が向上される。

【0067】

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電動車両について説明する。前述の第１の実施形態では、電動車両１は、車速制御を自動で行う自動運転を想定している。これに対して、この第２の実施形態では、運転者から運転操作を受け付け、受け付けた運転操作に応じて走行する車両を想定している。すなわち、この第２の実施形態では、運転者がペダルやステアリングをマニュアルで操作して運転する。なお、電動車両１の基本構成は、図１に示した電動車両１と同様に構成できる。

【0068】

図７は、本発明の第２の実施の形態に係る電動車両における制動操作を説明するためのフローチャートである。なお、ステップＳ２０１以前では、電動車両１は、ドライブレンジで、一定速度で走行を行っているとする。

【0069】

（ステップＳ２０１）ＥＣＵ１０は、電動車両１の進行方向の状態を検出し、電動車両１を制動させる条件になったことを検出する。

【0070】

（ステップＳ２０２）電動車両１を制動させる条件になったことが検出されたら、ＥＣＵ１０は、電動車両１の停車位置までの距離を計測する。

【0071】

（ステップＳ２０３）次に、ＥＣＵ１０は、現在の電動車両１の速度を計測する。

【0072】

（ステップＳ２０４）次に、ＥＣＵ１０は、車両の減速度を設定する。

【0073】

（ステップＳ２０５）次に、ＥＣＵ１０は、電動車両１の停車位置までの距離と、現在の速度と、減速度の情報から、惰力走行開始ポイントを算出する。

【0074】

（ステップＳ２０６）ＥＣＵ１０は、惰力走行開始ポイントに達したか否かを判定し、惰力走行開始ポイントに達したら（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０７に進める。

【0075】

（ステップＳ２０７）ＥＣＵ１０は、ディスプレイ２２にニュートラル指示の表示を行う。すなわち、図８は、本発明の第２の実施形態に係る電動車両における表示の一例である。この例では、ディスプレイ２２は、インストルメントパネルであり、速度表示８１等を行っている。このディスプレイ２２に、ニュートラルレンジに設定することを促すニュートラル指示８２の表示が行われる。

【0076】

（ステップＳ２０８）ＥＣＵ１０は、運転者がシフトレバーをニュートラルレンジに設定したか否かを判定する。ニュートラルレンジに設定したら（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０９に進め、ニュートラルレンジに設定していなければ（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、処理をステップＳ２１４に進める。

【0077】

（ステップＳ２０９）ステップＳ２０８で、ニュートラルレンジに設定されていれば（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ニュートラル状態に設定し、処理をステップＳ２１０に進める。

【0078】

（ステップＳ２１０）ＥＣＵ１０は、運転者がブレーキペダルを操作したか否かを判定する。ブレーキペダルを操作していたら（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２１１に進める。

【0079】

（ステップＳ２１１）ＥＣＵ１０は、ニュートラル指示の表示を消灯して、処理をステップＳ２１２に進める。

【0080】

（ステップＳ２１２）ＥＣＵ１０は、ドライブ状態に設定し、処理をステップＳ２１３に進める。

【0081】

（ステップＳ２１３）ＥＣＵ１０は、運転者のブレーキ操作に応じて、モーター５０を回生動作させるとともに、機械ブレーキ２１を制御する。

【0082】

（ステップＳ２１４）ステップＳ２０８で、ニュートラルレンジに設定されていなければ（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、運転者がブレーキペダルを操作したか否かを判定する。ブレーキペダルを操作していなければ（ステップＳ２１４：Ｎｏ）、処理をステップＳ２０８に戻し、ブレーキペダルを操作していたら（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２１５に進める。

【0083】

（ステップＳ２１５）ＥＣＵ１０は、ニュートラル指示の表示を消灯して、処理をステップＳ２１３に進め、ブレーキ制御を行う。

【0084】

このように、本発明の第２の実施の形態に係る電動車両では、ＥＣＵ１０は、前方の信号機が赤である等、電動車両１の進行方向に制動させる条件があるかを検出し（ステップＳ２０１）、電動車両１を制動させる条件になったことを検出すると、停止位置までの距離と、速度と、減速度とから、惰力走行開始ポイントを算出している（ステップＳ２０５）。そして、ＥＣＵ１０は、惰力走行開始ポイントに達したら（ステップＳ２０６）、ニュートラルに設定した方がエネルギー効率が向上することを促すニュートラル指示を表示している（ステップＳ２０７）。そして、ＥＣＵ１０は、運転者がニュートラルに操作した場合には（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ニュートラル状態に設定して電動車両１を惰力走行させ（ステップＳ２０９）、ブレーキングポイントに達して運転者がブレーキ操作を行うと（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、電動車両１をドライブ状態に設定して（ステップＳ２１２、ブレーキ制御を行っている（ステップＳ２１３）。

【0085】

なお、ステップＳ２０７でニュートラル指示を表示しても、運転者がニュートラルに設定しない場合には（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、ブレーキングポイントに達して運転者がブレーキ操作を行うと（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、そのままブレーキ制御を行うようにしている（ステップＳ２１３）。

【0086】

このように、本実施形態では、運転者がブレーキ操作する場合でも、ブレーキ制御の前に惰力走行が行われることから、電動車両１のエネルギー効率を向上させることができる。

【0087】

なお、上述の例では、惰力走行開始ポイントに達したら、ニュートラル指示を表示し、ニュートラルに設定することを運転者に促しているが、運転者がブレーキ操作する場合でも、惰力走行開始ポイントに達したら、ＥＣＵ１０の制御により、ニュートラル状態に自動的に設定するようにしても良い。

【0088】

上述した実施形態における電動車両１の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0089】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0090】

１ 電動車両，１０…ＥＣＵ，３０…インバーター，４０…バッテリ，５０…モーター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】