(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
請求項1〜4のうちのいずれか一つに記載の出力変動抑制装置において、車両の駆動手段は内燃機関であり、前記一定出力制御手段は、前記内燃機関のスロットル開度を調整して前記一定の出力値を出力する
ことを特徴とする出力変動抑制装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この特許文献1の低負荷時車速保持用制御装置では、運転者にアクセル一定の要望があることを車速保持意思検知手段が判断しており、ここで演算されたアクセル一定量と運転者が一定にしたいと要求するアクセル一定量(踏込み量)との間にずれが生じやすい。このように運転者が要望するアクセル一定が確保されない場合には再度の設定を行うため、操作性、応答性が低下する。更に、スロットル開度の変更感度を低下させるようヒステリシスを付け、これによりアクセル操作のハンチングを抑制しているが、この制御を低速運転域以外の運転域で用いた場合、制御解除切換えの応答性を低下させてしまう。
【0006】
そこで、運転者の要求するアクセル一定量(踏込み量)の走行を有効化する指令を運転者が入力できるようにして無駄な再度の設定を排除する。その上で、アクセルペダル踏込み量(増加量)を一定とみなす踏込み量の増加側の許容幅と、踏込み量の減少側の許容幅とを調整可能とすることで、制御解除切換えの応答性を確保できると考えられる。
なお、上述の引用文献1は、上述の問題解決対策を開示していない。
【0007】
本発明は以上のような課題に基づきなされたもので、目的とするところは、アクセルペダル踏込み量の微調整を不要として燃費(電費)向上を図れ、しかも、運転者のアクセルペダル踏込み量一定の走行を有効化する指令を運転者が入力でき、制御解除の適正化をも図れるようにした出力変動抑制装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願請求項1の発明は、車両の駆動輪に駆動力を伝える駆動手段と、運転者のアクセルペダル踏込み量に基づいて算出された出力値を前記駆動手段で出力するアクセル出力制御を実行するアクセル出力制御手段と、運転者のアクセルペダル踏込み量が、所定のアクセルペダル踏込み量を挟んで設定されるアクセルペダル踏込み量増加側閾値とアクセルペダル踏込み量減少側閾値との範囲内にある際に、前記範囲内に対応した
一定の出力電流値に基づいて一定の出力値を前記駆動手段で出力する一定出力制御を実行する一定出力制御手段と、運転者の手動操作により、前記アクセル出力制御と前記一定出力制御とを切り替える切替手段と、前記切替手段により前記アクセル出力制御から前記一定出力制御に切り替えられた際の前記アクセルペダル踏込み量を前記所定のアクセル
ペダル踏込み量として前記一定の出力値を決定する決定手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
本願請求項2の発明は、請求項1に記載の出力変動抑制装置において、前記アクセルペダル踏込み量増加側閾値を設定する閾値設定手段を更に備え、前記閾値設定手段は、前記切替手段により前記アクセル出力制御から前記一定出力制御に切り替えられた際の前記車両の車速が高いほど前記アクセルペダル踏込み量増加側閾値を小さな値に設定することを特徴とする。
【0010】
本願請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の出力変動抑制装置において、前記一定出力制御手段は、前記車両のブレーキ操作が実行されている際は、前記一定出力制御を停止することを特徴とする。
【0011】
本願請求項4の発明は、請求項1〜3のうちのいずれか一つに記載の出力変動抑制装置において、前記出力制御手段は前記車速が所定の低車速値を下回ると前記一定出力制御から前記アクセル出力制御へ切り替えることを特徴とする。
【0012】
本願請求項5の発明は、請求項1〜4のうちのいずれか一つに記載の出力変動抑制装置において、車両の前記駆動手段は電動機であり、前記一定出力制御手段は、前記電動機に一定の電力を供給することで前記一定の出力値を出力することを特徴とする。
【0013】
本願請求項6の発明は、請求項1〜4のうちのいずれか一つに記載の出力変動抑制装置において、車両の駆動手段は内燃機関であり、前記一定出力制御手段は、前記内燃機関のスロットル開度を調整して前記一定の出力値を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1の発明によれば、一定出力制御の際に一定の出力値で駆動手段を駆動させることができるので、出力微調整を繰り返すといった無駄な出力操作を抑制でき、燃費の低下を防止できる。また、運転者の手動操作で切替手段により一定出力制御を選択できるので、運転者の要望に基づいて一定出力制御を実行することができる。
【0015】
請求項2の発明によれば、切替手段による切り替え時の車速が高いほど出力調整量増加側閾値を小さな値とすることで高速時の出力調整量の一定出力制御を早めに解除して、安全性を高めることが出来る。
【0016】
請求項3の発明によれば、ブレーキ操作がなされている間は、一定出力制御を解除して、制動制御の応答性を高めることが出来る。
【0017】
請求項4の発明によれば、所定の低車速値を下回る場合である、例えば車両の走行停止時に、一定出力制御からアクセル出力制御に切り替えることで、無駄な制御継続を防止できる。
【0018】
請求項5の発明によれば、出力制御手段が電動機をモータ駆動回路を介して出力調整する際に、請求項1〜4の出力調整量保持での出力制御を行える。
【0019】
請求項6の発明によれば、出力制御手段が内燃機関のスロットル開度制御手段を介して出力調整する際に、請求項1〜4の出力調整量保持での出力制御を行える。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の第1の実施の形態である出力変動抑制装置について説明する。
本発明の出力変動抑制装置は車両に搭載され、定速走行継続時に継続指令(切替指令)を運転者が入力すると、アクセルペダル踏込み量の増減調整をすることなく一定出力で走行を継続する一定出力制御を可能として、燃費(電費)向上を図れるようにしたという特徴を有する。特に、運転者のアクセルペダル踏込み量一定の走行を続けることを有効化したい継続指令(切替指令)を運転者が容易に入力することが出来る。
【0022】
まず、本発明の第1実施形態としての出力変動抑制装置を搭載する電気自動車(以後単に車両と記す)C1を説明する。
図1には出力変動抑制装置を搭載する車両C1の制御装置のシステム構成を示す。
ここで、車両C1は制御装置10を備え、これにより、電源であるバッテリ1よりの電気エネルギーをインバータ2により交流電力に変換して三相交流同期モータ等の電動機3を駆動するよう制御する。電動機3の駆動により、電動機3に連結されたデファレンシャルギヤを含むファイナル装置4が駆動し、ドライブシャフト5を介して駆動輪6を駆動している。この車両C1の制動時には電動機3で回生制動し、電動機3で発電した電気エネルギーをインバータ2が直流に変換し、その直流電流をバッテリ1に蓄電するよう構成している。
【0023】
車両C1の制御装置10は、ドライバーによるアクセルペダル踏込み量θaを検出するアクセル開度センサ11、ファイナルドライブ装置4の入力回転速度を検出することにより車速Vcを検出する車速センサ12を接続する。更に、車両の制動操作時にブレーキ信号を出力するブレーキセンサ13、車両の電源側と制御装置10及び不図示の他の車載電装機器側との断続を行うメインスイッチ21、走行時出力一定運転の継続指示(出力継続制御指示)を行う有効化指示スイッチ14(出力継続指示手段)を接続する。
また、制御装置10はこれらセンサ及びスイッチ11〜14,21の各信号に基づいて電動機3の必要トルク(トルク指令値)を演算するCPU16と、後述の閾値演算用マップm1、m2等を記憶、又は設定するメモリ15(閾値設定手段)と、電流指令値算出部9とを備える。電流指令値算出部9は、CPU16で演算された出力値(トルク指令値)に基づいて電動機3への電流指令値を演算してインバータ2へ出力する。
【0024】
図1に示すように、制御装置10に接続のアクセル開度センサ11はトルク指令値算出手段19を介して接続される。このトルク指令値算出手段19により運転者のアクセルペダル踏込み量(
図2参照)に応じたアクセルペダル踏込み量θa相当の出力調整量(トルク指令値、出力値)をCPU16に出力する。これをCPU16のアクセル出力制御手段17で受け制御を実行する。
更に、制御装置10はその一定出力制御手段18において、有効化指示スイッチ(切替手段)14から切替信号を受ける。
有効化指示スイッチ14は運転席に取り付けられる。この有効化指示スイッチ14は、車両走行中であって、現走行状態で走行を続けることを有効化(設定)したい場合、つまりアクセルの踏み込み操作量に基づく運転制御(アクセル出力制御手段17の制御機能)から一定出力制御(一定出力制御手段18の制御機能)に切り替えたい場合に、運転者の手動操作によりオンされる。しかも、その時の出力調整量であるアクセルペダル踏込み量(アクセル踏込み量)θaを継続値(有効値)θar(
図2参照)として決定手段22(制御装置10の機能部)により決定し、制御装置10の記憶部(不図示)に入力し、記憶保持し、更に継続(有効化)指令Srを発する。
制御装置10内のCPU16は、出力制御手段(アクセル出力制御手段)17と出力継続判定手段(一定出力制御手段)18との制御機能を備える。
【0025】
出力制御手段17は、運転者のアクセルペダル踏込み量相当の出力調整量に応じて電動機3(駆動手段)を駆動制御する。
更に、出力制御手段17は車両の制動操作時に、ブレーキセンサ13よりブレーキ信号を受けると、そのブレーキ操作が解除されるまで継続(有効化)指令Srの入力時であっても、継続値(有効値)θarに応じた出力制御を停止する。
この際、出力調整量の値をゼロとして出力制御する。即ち、ブレーキ信号を受けると、解除されるまで、アクセルペダル踏込み量θaをゼロと見做して出力制御を行い、無駄な電力を削除し、電費向上を図る。
更に、出力制御手段17は車速Vcが所定の低車速値VLを下回ると継続指令Srの入力時の出力制御を解除するよう機能する。
ここで、低車速値VLとは、車両の停車を判断する閾値でよく、例えば、4[km/h]に設定される。これにより、所定の低車速値VLを下回る場合で、車両の走行停止時には、継続(有効化)指令Sr入力時の出力制御を解除することができ、無駄な制御継続を防止できる。
【0026】
CPU16の出力継続判定手段(一定出力制御手段)18は運転者の要望で有効化指示スイッチ14がオンされ、かつ、その継続(有効化)指令Srの入力が継続し、継続指令解除(有効化指示スイッチ14がオフ)の指示がないことを確認する。その上で、継続指令Srの入力時の出力調整量である継続値(有効値)θarに対して、増加側のアクセルペダル踏込み量増加側閾値θaAと減少側のアクセルペダル踏込み量減少側閾値θaBとの両値の範囲内に現在のアクセルペダル踏込み量θaがあるか否か判断する。範囲内に現在のアクセルペダル踏込み量θaがあると出力継続制御時が継続中と判断し、一定値である継続値(有効値)θarの出力を継続し、継続指令Srの出力を継続するよう機能する。
ここで、出力継続判定手段18が継続指令Srを継続して出力される状態にある場合を判断していると、これに応じて出力制御手段17は継続値θarに応じた出力値Pwaを電流指令値算出部9に出力し、これに応じた電流値で電流指令値算出部9が電動機3を駆動し、出力一定の駆動制御が継続される。
【0027】
更に、出力継続判定手段18は、
図2に示すように、継続値θarに対して上側許容幅αaを加えた出力調整量増加側閾値θaA(=θar+αa)と下側許容幅αbを加えた出力調整量減少側閾値θaB(=θar―αb)とを車速Vcに応じて設定する。
ここで、
図3(a)の出力調整量増加側閾値マップm1に示すように、継続指令Sr入力時の車両の車速Vcが高いほど上側許容幅αa(
図2参照)を含む出力調整量増加側閾値θaAを小さな値に設定する。このように、継続指令Srの入力時の車速Vcが高いほど、出力調整量増加側閾値θaAを小さな値とすることで、高速時の出力調整量の現在値保持制御を早めに解除できるように設定する。これにより、高速側では現在値保持制御の解除を早め、加速応答性を確保し、安全性を高めることが出来る。
更に、
図3(b)の出力調整量減小側閾値マップm2に示すように、継続指令入力時の車両C1の車速Vcが低いほど下側許容幅αb(
図2参照)を含む出力調整量減小側閾値θaBを小さな値に設定する。これにより、低速時の速度切換え応答性を高めることができる。
【0028】
このような出力変動抑制装置を搭載の車両の走行時における挙動を
図4を参照して説明する。
車両のメインスイッチ21がオンで、車両C1の走行制御を行う不図示のメインルーチンの制御が進み、その途中で出力制御ルーチン(
図4参照)のステップs1に達するとする。ここで、車速センサ14の出力に応じて車速Vcを取り込む。その車速Vcが所定の低車速値VLを下回り、停車状態が判断されると、ステップs2,3で継続指令Srが入力していないことより、出力継続制御時のフラグFLG1をオフし、通常の停車時の電動機3の出力制御を行い、メインルーチンに戻る。
一方、走行時が判断されるとステップs1よりステップs4に達し、そこで運転者の要望で継続(有効化)指令Srの入力がなされているか否か、即ち、出力継続制御か通常制御かを判断される。通常制御時にはステップs2,3に進み、出力継続制御時のフラグFLG1をオフし、通常の走行時における電動機3の出力制御を行い、メインルーチンに戻る。
【0029】
一方、出力継続制御時(継続(有効化)指令Srの入力時)にステップs5、6に達すると、出力継続制御時のフラグFLG1がオンされていない場合、オンされ、ステップs7に進む。
ステップs7では、走行中であって、例えば、平坦路走行が続き、その途中において、運転者の要望で有効化指示スイッチ14がオンされる時点となる前はステップs2,3に進み、通常走行時の電動機3の出力制御を行う。有効化指示スイッチ14がオンで、継続(有効化)指令Srが入力されるとステップs8に達する。
ステップs8では、継続指令Srの入力時の継続値(有効値)θar(
図2参照)を記憶処理する。更に、同時点の車速Vc相当の上側許容幅αaを含む出力調整量増加側閾値θaA及び下側許容幅αbを含む出力調整量減少側閾値θaBを継続値θarに基づき算出し、これらを記憶処理する。
【0030】
次いで、ステップs9では今回のアクセルペダル踏込み量θaが出力調整量増加側閾値θaAと出力調整量減少側閾値θaBの範囲内を離脱しているか否か判断し、離脱するとステップs12で継続指令Srの信号をオフし、ステップs2,3に進み、通常走行時の電動機3の出力制御を行い、メインルーチンに戻る。
出力継続制御時にありステップs9よりステップs10に進むと、ここでは車速Vcが低車速値VLを下回るか否か判断し、下回ると車両の走行停止時にあると見做し、ステップs12で継続指令Sr信号をオフし、通常の停車時の電動機3の出力制御を行い、メインルーチンに戻る。これにより、継続指令Sr入力時の出力制御を解除して、無駄な制御継続を防止できる。
【0031】
一方、出力継続制御時にありステップs11に達すると、ここでは、継続指令Sr入力時の継続値(有効値)θarを今回の出力値と見做し、継続値θar相当の出力Pwaを演算し、同値を電流指令値算出部9に出力する。これに応じた出力電流値を電流指令値算出部9が算出し、その出力電流値をインバータ2に入力し、電動機3を駆動し、電動機3に連結された駆動輪6を駆動して、車両を一定出力により走行させ、メインルーチンに戻る。
このように、継続指令Srが発せられている運転域にあると、出力制御手段17は継続指令Sr入力時の出力調整量である継続値θarをそのまま継続保持し、変動させない一定出力状態で出力制御する。このため、運転者が出力一定を保持するようアクセルの操作料を微調整し、出力微調整を繰り返すといった無駄な出力調整操作を抑制でき、燃費の低下を防止できる。
【0032】
次に、
図5に沿って、道路状況の変化に応じた車両C1の走行挙動を比較例と対比して説明する。ここで、車両C1の運転者の要望で有効化指示スイッチ14がオンされ継続指令Srが発せられる場合(出力一定の実線A)と、比較例である車速一定走行を不図示の車速一定運転制御装置で行った場合(車速一定の2点鎖線B)とを対比して説明する。
図5に示すように、車両C1が停車より発進し、時点t1よりt2の間で平坦路走行を行ったとする。
出力一定の実線Aで走行の場合、時点t1で継続指令Srが発せられるとする。その時点t1での出力調整量の継続値θar相当の出力PwaがCPU16より電流指令値算出部9に出力され、これに応じて電流指令値算出部9が出力Pwa相当の出力電流値でインバータ2を介して電動機3を駆動し、駆動輪6を駆動して車両を一定出力走行させる。この際、継続指令Srが発せられている限り、出力Pwa相当の出力電流値が一定であり、
図5に示すように、直状の実線Aのような出力状態PAとなる。
【0033】
これに対し、平坦路で車速一定運転制御装置による運転が不図示の車両で行われ、車速一定の2点鎖線Bに沿って走行がなされたとする。
この場合、路面抵抗の変動を受け、車速を一定にするような運転制御を行うので、これによる運転者のアクセルペダル踏込み量の増減変位の影響で、出力される出力電流値が変動し、時点t1〜t2の実線Bで示すような出力増減変動PBを繰り返す状態となる。
これより明らかなように、平坦路で車速一定の2点鎖線Bで走行し電流値が増減変動する場合に対し、出力一定の実線Aで走行し、出力電流値PAが直状で示される場合の方が、出力微調整を繰り返すといった無駄な出力操作を抑制でき、燃費の低下を防止できる点が明らかである。
【0034】
次いで、登り坂に時点t2より時点t3の間で入るとする。
出力一定の実線Aで走行の場合、登り坂に入り車速が減少するが、出力PA一定の状態で登り坂を登坂走行する。
一方、車速一定の2点鎖線Bで走行の場合、登り坂に入り車速減少に応じ、設定車速となるようにトルク増加を図るべく、時点t2〜t3では出力PB増が図られ、車速一定運転が継続される。この場合、一定車速確保のため出力を高めて大きな出力PBでの走行がなされるため、燃費の悪化を招くという問題が発生するが、出力PA一定の実線で走行の場合、これを抑制できる。
【0035】
次いで、登り坂を上りきり、上部の平坦路走行に時点t3より時点t4の間に入るとする。
出力一定の実線Aで走行の場合、登り坂で低下していた車速が上昇して戻り時点t1よりt2の間の平坦路走行時の車速に戻る。一方、車速一定の2点鎖線Bで走行の場合、時点t1よりt2の平坦路走行と同様に、出力微調整を繰り返すといった無駄な出力操作が続き、燃費の低下を招きやすい。
次いで、下り坂走行に時点t4より時点t5の間に入るとする。
出力一定の実線Aで走行の場合、下り坂に入り車速が増加するが、出力PAが一定のため過度の車速増は防止されるし、高速走行時であると、出力調整量増加側閾値θaAを小さな値としているので、高速時の更なる増速は早めに解除され、通常制御に戻り、ブレーキ操作(制動操作)が促される。この場合、通常制御に戻るので、安全性を確保できる。特に、ブレーキ操作があると、継続指令が解除されるまでは、継続値θar相当の出力Pwaの出力を停止して、ゼロとする。これにより、燃費の低下を防止できるし、この車両制動時には電動機3で回生制動が働き、この点でも過度の増速を抑制でき、しかも、電動機3で発電した電気エネルギーをインバータ2で直流に変換し、バッテリ1に蓄電できる。
【0036】
一方、車速一定の2点鎖線Bで走行の場合、時点t4よりt5の下り坂走行において、一定車速保持のため車速抑制のためのトルク減少制御を断続的に継続することとなる。
このように、車速一定の2点鎖線Bで走行の場合、走行路面抵抗の変化に応じて車速一定のための出力操作が続き、燃費の低下を招きやすい。これに対し、出力一定の実線Aで走行の場合、出力微調整を繰り返すといった無駄な出力操作を抑制でき、燃費の低下を防止できる点が明らかである。
【0037】
上述の第1実施形態では、車両の駆動手段は電動機3であったが、これに代えて駆動手段を内燃機関としてもよい。ここでは、出力変動抑制装置を備えるガソリンエンジン30を搭載する車両C2(以後単に車両C2)を説明する。
図6には、第2実施形態としての出力変動抑制装置を備えた車両C2における制御装置10aのシステム構成図を示す。ここで車両C2は制御装置10aを備え、この制御装置10aはガソリンエンジン30をエンジンコントローラ31、アクチュエータ32を介してスロットル弁33を開度操作する。このスロットル弁33をアクチュエータ32を介して開閉制御することにより、燃料タンク34を有する燃料供給系35からの燃料と、吸気系36の吸気の混合比を操作して出力調整するよう構成される。
【0038】
第2実施形態では、ガソリンエンジン30(駆動手段)の駆動により、これに連結された変速機37、ファイナル装置4a、ドライブシャフト5a、駆動輪6aを駆動している。この車両C2の車両制動時には不図示のブレーキ装置が操作され、制動操作され、スロットル弁32の全閉によるエンジンブレーキによる制動作動も行われる。
【0039】
車両C2の制御装置10aは、第1実施形態と比較して同様の出力制御手段(アクセル出力制御手段)17aや出力継続判定手段(一定出力制御手段)18aの制御機能を備える。ここでは、これらからの継続値θarに応じた出力値Pwaが電流指令値算出部9(
図1参照)ではなく、エンジンコントローラ31に出力される点で相違するのみである。このため、ここでは制御装置10aの説明を略す。
【0040】
この第2実施形態の出力変動抑制装置の場合も、第1実施形態の場合と同様に、運転者の要望で有効化指示スイッチ14がオンされ、継続指令Srの入力があると、これに応じて制御装置10aは駆動する。しかも、アクセルペダル踏込み量増加側閾値θaAとアクセルペダル踏込み量減少側閾値θaBとの両値の範囲内に現在のアクセルペダル踏込み量θaがある間は、出力継続制御時が継続中と判断し、一定値である継続値(有効値)θarに対応した出力値Pwaをエンジンコントローラ31に出力する。これに応じてエンジンコントローラ31が同出力値相当のスロットル開度を確保するよう、スロットル弁33を調整し、燃料供給系35からの燃料供給量を調整制御する。これにより、制御装置10aはガソリンエンジン30(駆動手段)を出力一定で駆動制御する。
この第2実施形態の出力変動抑制装置の場合、駆動手段であるガソリンエンジン30やエンジンコントローラ31が相違するのみで、制御装置10aは第1実施形態の制御装置10と同様の構成、制御機能を備え、第1実施形態の場合と同様の作用効果が得られ、内燃機関搭載車両に本発明を容易に適用できる。
【0041】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。