(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記デフォルト段変更部は、前記電動車のメインシステムが起動してから終了するまでを単位学習期間とし、次回の前記メインシステムの起動時に前記デフォルト段の変更を実施する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の回生制御装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した従来技術のように、運転者が回生制動力を好みの大きさを設定できる操作部を設けた電動車が広まっているが、多くの運転者は好みの回生制動力(回生レベル)が決まっており、回生による発電が見込める減速時には毎回同じ選択段に設定すると予想される。
特に、回生制動により可能な限りエネルギー効率を高めたいユーザ、または、高い回生制動力により大きな減速量を好むユーザは、巡航中は比較的小さい回生制動力の選択段を選択し、減速時には大きい回生制動力が得られる選択段を選択すると予測される。
しかしながら、上述したような回生操作部は、一般に1操作毎に1選択段ずつ変化するように設定されており、現在の選択段と希望する選択段とが離れているほど操作回数が多くなり、煩雑であるという課題がある。
また、現在の選択段と希望する選択段とが離れているほど操作時間が長くなるため、回生効率が高いタイミング(例えば高速からの減速)で所望の選択段に設定できていない状態となり、利便性が低い。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、運転者の希望する回生制動力への変更をより容易に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の目的を達成するため、
本発明にかかる回生制御装置は、電動車を駆動する電動機の回生制動力を制御する回生制御装置であって、運転者の操作によって、前記回生制動力の大きさを複数の選択段から段階的に選択可能とする回生操作部と、前記運転者の操作によって、前記回生制動力の大きさを前記複数の選択段のうちデフォルト段として設定されている選択段に変更するデフォルト操作部と、所定の学習期間中における前記回生操作部への操作状態を検出する検出部と、前記学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段が、現在前記デフォルト段として設定されている選択段と異なる場合に、前記デフォルト段として設定する選択段を変更するデフォルト段変更部と、
を備え、前記デフォルト段変更部は、前記デフォルト段を前記学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段に変更する、ことを特徴とする。
本発明にかかる回生制御装置は、電動車を駆動する電動機の回生制動力を制御する回生制御装置であって、運転者の操作によって、前記回生制動力の大きさを複数の選択段から段階的に選択可能とする回生操作部と、前記運転者の操作によって、前記回生制動力の大きさを前記複数の選択段のうちデフォルト段として設定されている選択段に変更するデフォルト操作部と、所定の学習期間中における前記回生操作部への操作状態を検出する検出部と、前記学習期間中に最も選択頻度が高かった
最頻選択段が、現在前記デフォルト段として設定されている選択段と異なる場合に、前記デフォルト段として設定する選択段を変更するデフォルト段変更部と、
備え、前記デフォルト段変更部は、前記最頻選択段における回生制動力が現在のデフォルト段における回生制動力よりも大きい場合には現在のデフォルト段における回生制動力よりも大きく前記最頻選択段における回生制動力よりも小さい回生制動力を有する選択段を前記デフォルト段とし、前記最頻選択段における回生制動力が現在のデフォルト段における回生制動力よりも小さい場合には現在のデフォルト段における回生制動力よりも小さく前記最頻選択段における回生制動力よりも大きい回生制動力を有する選択段を前記デフォルト段とし、現在のデフォルト段と前記最頻選択段が隣り合っている場合には前記最頻選択段を前記デフォルト段とする、ことを特徴とする。
本発明にかかる回生制御装置は、前記検出部は、前記電動車のアクセル開度が所定値以下となっている期間を前記学習期間とする、ことを特徴とする。
本発明にかかる回生制御装置は、前記デフォルト段変更部は、前記電動車が停止状態から走行を開始し、再度停止するまでを単位学習期間とし、次回の走行開始時に前記デフォルト段の変更を実施する、ことを特徴とする。
本発明にかかる回生制御装置は、前記デフォルト段変更部は、前記電動車のメインシステムが起動してから終了するまでを単位学習期間とし、次回の前記メインシステムの起動時に前記デフォルト段の変更を実施する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段が、現在デフォルト段として設定されている選択段と異なる場合に、デフォルト段として設定する選択段を変更するので、運転者による選択段の選択状況に合わせてデフォルト段を設定することができ、デフォルト操作部の利便性を向上させる上で有利となる。
本発明によれば、学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段にデフォルト段を変更するので、より少ない操作数で運転者が好むと予測される選択段を選択することができる。
本発明によれば、現在デフォルト段として設定されている選択段よりも最も選択頻度が高い選択段に近い選択段をデフォルト段とするので、デフォルト段の急激な変動による運転フィーリングの低下を防止する上で有利となる。
本発明によれば、電動機による回生が行われる減速中に学習を行うので、より正確に運転者の好む選択段を学習する上で有利となる。
本発明によれば、電動車が停止状態から走行を開始し、再度停止するまでを単位学習期間とするので、その時々の道路状況や交通状況をきめ細かく反映してデフォルト段を変更する上で有利となる。
本発明によれば、電動車のメインシステムが起動してから終了するまでを単位学習期間とするので、運転者の長期的な運転傾向に合わせてデフォルト段を変更する上で有利となる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる回生制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図1は、実施の形態にかかる回生制御装置10の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、走行用動力源としてモータ(電動機)22のみを搭載した電気自動車に回生制御装置10が搭載されているものとする。
なお、回生制御装置10を搭載する電動車は、電気自動車に限らず、モータ22とエンジンとを搭載したハイブリッド自動車であってもよい。すなわち、請求項における電動車には、電気自動車の他、ハイブリッド自動車も含まれる。
【0010】
回生制御装置10は、回生操作部12(パドルスイッチ122およびシフトレバー124)、デフォルト操作部14、アクセル開度センサ16、車輪速センサ18、起動スイッチ20、モータ22、インバータ24、バッテリ25、表示部26、ECU(Electronic Control Unit)30を含んで構成されている。
【0011】
ECU30は、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成されるマイクロコンピュータであり、電動車全体の制御を行う。
【0012】
モータ22は、バッテリ25から供給される電力で電動車の駆動輪を駆動するとともに、電動車の減速時には発電動作が可能である。すなわち、モータ22は、電動車の駆動輪の駆動および回生発電を行う。
より詳細には、ECU30がアクセル開度センサ16を介して運転者の駆動要求(アクセルペダルの踏み込み)を検知すると、バッテリ25に蓄積された電力をインバータ24で交流電流に変換し、モータ22へと供給する。モータ22は、インバータから供給された交流電流を用いて作動し、電動車の走行のための駆動トルク(走行駆動力)を駆動輪に出力する。
また、運転者がアクセルペダルを開放するとこれがアクセル開度センサ16により検知され、モータ22はジェネレータとして機能して発電動作を行う。すなわち、モータ22は駆動輪からの回転トルクを受けて回生発電し、この発電負荷を車両の制動力(回生制動力)として発揮する。回生発電で得られた電力は、インバータ24で直流に変換されて、バッテリ25に充電される。
【0013】
アクセル開度センサ16は、図示しないアクセルペダルへの操作状態を検出し、アクセル開度値としてECU30に出力する。
車輪速センサ18は、電動車の各車輪に設けられ、各車輪の回転速度を検出し、ECU30に出力する。ECU30では、各車輪速センサ18の検出値を用いて電動車の走行速度を算出する。
起動スイッチ20は、電動車のメインシステムの起動または終了を指示する操作入力を受け付ける。
表示部26は、運転席のインストルメントパネル周辺に設けられており、電動車の各種設定状態を運転者に視認可能に表示する。本実施の形態では、例えば現在設定されている回生レベルや、デフォルト段として設定されている回生レベルを表示する。
【0014】
回生操作部12は、運転者の操作によって、モータ22(電動機)の回生制動力の大きさ(回生レベル)を複数の選択段から選択可能とする。
本実施の形態では、回生操作部12は、回生制動力増方向および回生制動力減方向に調整可能なパドルスイッチ122と、電動車の回生レベルを初期設定に対して増方向に調整可能なシフトレバー124とを含んで構成される。
【0015】
図2は、ステアリングホイール13に設けられたパドルスイッチ122の周辺構成を示す模式図である。
パドルスイッチ122は、回生制動力を増加方向に段階的に切り換え可能なプラススイッチ122Aと回生制動力を減少方向に段階的に切り換え可能なマイナススイッチ122Bとを備えており、運転手がステアリングホイール13を握った状態でプラススイッチ122Aまたはマイナススイッチ122Bを運転者側(車両後方側)に移動させることによって操作可能に構成されている。
運転手がプラススイッチ122Aまたはマイナススイッチ122Bを操作した後に同スイッチを開放すると、同スイッチは自動的にホームポジションに自動復帰するように構成されており、各スイッチの操作回数に応じて回生制動力が増方向または減方向にシフトするようになっている。
【0016】
図3は、運転席に設けられたシフトレバー124の周辺構成を真上側から示す模式図である。
シフトレバー124は、運転手の操作によって走行モードを切り換え可能とする操作部であり、電動車の運転席に設けられている。
シフトレバー124は、初期状態として図示のホームポジションに設定されており、運転手が矢印に沿って前後左右にシフトポジションを変更することにより、対応する走行モードに切り換え可能になっている。
ここで、Nポジションはモータ22の動力を駆動輪に伝達しないニュートラルモードであり、Dポジションは前進走行を行う通常走行モードであり、Rポジションは後退走行を行う後退モードを示している。
【0017】
Dポジションを選択することで通常走行モードにある場合、シフトレバー124をBポジションに操作することによって、モータ22の回生制動力を段階的にシフトできる。運転手がシフトレバー124をBポジションに操作した後にシフトレバー124を開放すると、シフトレバー124は自動的にホームポジションに復帰するように構成されており、Bポジションへの操作回数に応じて回生制動力が増方向にシフトするようになっている。
【0018】
図4は、パドルスイッチ122およびシフトレバー124によって設定可能な回生制動力を示す概念図である。
モータ22の回生制動力は、その大きさによって例えばB0〜B5の6段階の回生レベルが設定されている。すなわち、請求項における「選択段」とは、
図4に示す回生レベルに対応する。回生制動力はB0からB5に向かうに従って相対的に強くなり、運転手の減速フィーリングや回生発電量(回生トルク)が増大するようになっている。
【0019】
シフトレバー124によって選択可能な回生レベルは、シフト段D、B、BLから構成されている。シフト段Dはシフトレバー124をDポジションに操作することによって選択可能であり、回生レベルはB2に相当している。シフト段Bにはシフトレバー124をDポジションからBポジションに一回操作することにより移行し、シフト段Dより回生制動力が強いB3に設定されている。シフト段BLにはシフトレバー124をさらに一回Bポジションに操作することにより移行し、シフト段Bより回生制動力が強いB5に設定されている。なお、シフト段BLの状態でさらにシフトレバー124を一回Bポジションに操作すると、シフト段Dに移行する。
【0020】
また、パドルスイッチ122によって選択可能な回生レベルはB0、B1、B2、B3、B4、B5であり、プラススイッチ122Aおよびマイナススイッチ122Bの操作回数に応じて移行できるようになっている。なお、電動車の起動時には、回生レベルが後述するデフォルト段に初期化される。
パドルスイッチ122はシフトレバー124に比べてシフト段数が多くなっており、所定回生レベルを設定するための操作回数が多くなるように設定されていることからも、きめ細やかな回生制動力の制御に適している。
【0021】
図1の説明に戻り、デフォルト操作部14は、モータ22(電動機)の回生制動力の大きさをデフォルト段として設定されている選択段に変更する操作を受け付ける。
ここで、上述した回生操作部12により選択可能な複数の選択段(回生レベル)には、基準となるデフォルト段が設定されている。
デフォルト段は、後述するデフォルト段変更部306により、運転者の回生操作部12への操作状態(各選択段の選択頻度)に応じて決定される。
なお、納車時など電動車が初期化された状態では、デフォルト段は例えばB2に設定されている。
デフォルト操作部14は、例えばステアリングホイール13やインストルメントパネル周辺に設けられたボタンなどとして実装する。
【0022】
上記ECU30は、上記CPUが制御プログラムを実行することにより、検出部302、回生制御部304、デフォルト段変更部306を実現する。
検出部302は、回生操作部12およびデフォルト操作部14への操作状態を検出する。なお、本実施の形態では、検出部302は、常時回生操作部12およびデフォルト操作部14への操作状態を検出し、検出結果を回生制御部304に提供するものとするが、デフォルト段変更部306における処理に限れば、少なくとも後述する所定の学習期間中における回生操作部12への操作状態を検出すれば足りる。
【0023】
回生制御部304は、回生操作部12への操作またはデフォルト操作部14への操作に基づいて、モータ22の回生制動力の大きさを設定する。
例えば、現在の回生レベル(選択段)がB2、デフォルト段がB5である場合を例にすると、プラススイッチ122Aが1回操作された場合には、回生レベルをB3に変更する。また、マイナススイッチ122Bが1回操作された場合には、回生レベルをB1に変更する。また、デフォルト操作部14が操作された場合には、回生レベルをB5に変更する。
【0024】
このように、例えば現在の回生レベル(選択段)がB2の時に、回生レベルをB5に変更したい場合、回生操作部12を用いた場合にはマイナススイッチ122Bを3回操作しなければならないが、デフォルト操作部14を用いた場合には1回の操作で済む。
よって、デフォルト操作部14を用いることにより、運転者は迅速に回生制動力を好みの大きさに変更することができる。
【0025】
デフォルト段変更部306は、学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段(以下、「最頻選択段」という)が、複数の選択段のうちデフォルト段として設定されている選択段と異なる場合に、デフォルト段として設定されている選択段を変更する。
ここで、学習期間とは、例えば電動車のアクセル開度が所定値以下となっている期間とする。すなわち、電動車のアクセル開度が所定値以下となっている期間は、車両が惰性走行または減速している期間であり、モータ22の回生が実施される可能性がある期間である。検出部302は、アクセル開度センサ16の検出値をモニタすることにより、学習期間か否かを判断する。
【0026】
デフォルト段変更部306は、学習期間中に各選択段が選択されていた時間を積算し、積算時間が最も長い選択段を最頻選択段とする。
デフォルト段変更部306は、例えばデフォルト段として設定されている選択段が回生レベルB2である場合に、学習期間中の最頻選択段がB2以外であった場合にはデフォルト段として設定する選択段を変更する。
【0027】
この場合、デフォルト段変更部306は、例えば以下の2通りの方法のいずれかでデフォルト段として設定する選択段を変更する。
<方法1>
学習期間中の最頻選択段をデフォルト段とする。
例えば、現在のデフォルト段がB2であり、最頻選択段がB5である場合、デフォルト段をB5に変更する方法である。
<方法2>
現在デフォルト段として設定されている選択段よりも最頻選択段に近い選択段にデフォルト段を変更する。
例えば、現在のデフォルト段がB2であり、最頻選択段がB5である場合、すなわち現在のデフォルト段よりも回生制動力を大きくすることを運転者が望んでいる場合、B2よりもB5に近い、すなわち回生制動力が大きいB3またはB4にデフォルト段を変更する方法である。
方法2の場合、最頻選択段側に向かって何段目の選択段にデフォルト段を変更するかを予め定めておく。
なお、方法2を採る場合であっても、現在デフォルト段として設定されている選択段と最頻選択段とが隣り合っている場合(例えば現在デフォルト段がB3、最頻選択段がB4)には、最頻選択段をデフォルト段とすることになる。
【0028】
また、デフォルト段変更部306による学習結果の反映タイミング、すなわち単位学習期間は、例えば以下のように設定することができる。
<期間1>
電動車が停止状態から走行を開始し、再度停止するまでを単位学習期間とする。
例えば、電動車を起動して走行を開始(発進)し、1つ目の信号で停車するまでを1つ目の単位学習期間、1つめの信号が青になり発進し2つ目の信号で停車するまでを2つ目の単位学習期間、というように、電動車が発進してから停車するまでを単位学習期間とする方法である。
この場合、例えば次回の走行開始時に学習結果を反映、すなわちデフォルト段の変更を実施する。
この方法によれば、運転者による回生操作部12への操作状態を迅速にデフォルト段に反映させることができる。
<期間2>
電動車のメインシステムが起動してから終了するまでを単位学習期間とする。
例えば、電動車の起動スイッチ20が押されてメインシステムが起動し、その後走行が開始され、電動車が目的地点に到達して起動スイッチ20が再度押されてメインシステムが終了するまでを単位学習期間とする方法である。
この場合、例えば次回のメインシステムの起動時にデフォルト段の変更を実施する。
この方法によれば、交通状態や道路状態などの短期的な要因に因らない、運転者の長期的な運転傾向をデフォルト段に反映させることができる。
この他、例えば単位学習期間を時間単位で区切ったり、直近の複数回の単位学習期間における最頻選択段を統計的に処理(平均値や最頻値、中央値など)して変更後のデフォルト段を決定するようにしてもよい。
【0029】
図7は、回生制御部304による回生制動力変更処理を示すフローチャートである。
図7の処理は、電動車の起動中常時行われている。なお、選択中の回生レベル(選択段)をV0、変更後の回生レベル(選択段)をV1、デフォルト段をVXとする。
回生制御部304は、プラススイッチ122Aが操作された場合には(ステップS700:Yes)、モータ22の回生レベルを現在の回生レベル+1に変更する(ステップS702)。すなわち、V1=V0+1とする。また、マイナススイッチ122Bが操作された場合には(ステップS704:Yes)、モータ22の回生レベルを現在の回生レベル−1に変更する(ステップS706)。すなわち、V1=V0−1とする。
また、シフトレバー124がBレンジに操作された場合には(ステップS708:Yes)、その操作回数に応じてモータ22の回生レベルをB3(1回目)、BL(2回目)、B2(3回目)のように変更する(ステップS710)。
また、デフォルト操作部14が操作された場合には(ステップS712:Yes)、モータ22の回生レベルをデフォルト段に変更する(ステップS714)。すなわち、V1=VXとする。
【0030】
図5は、デフォルト段変更部306によるデフォルト段変更処理を示すフローチャートである。
図5の処理は、
図7の処理と並行して電動車の起動中常時行われている。また、
図5では、単位学習期間を上記期間1(発進から停車まで)としている。
デフォルト段変更部306は、電動車が発進すると(ステップS500:Yes)、アクセル開度センサ16の検出値を参照し、アクセル開度が所定値以下か否かを判断する(ステップS502)。アクセル開度が所定値以下でない場合は、学習を行わずそのまま走行を継続する(ステップS502:Noのループ)。
一方、アクセル開度が所定値以下になると(ステップS502:Yes)、回生操作部12で選択された選択段の学習を開始する(ステップS504)。すなわち、検出部302で検出された回生操作部12への操作状態(選択されている回生レベル(選択段))および当該操作状態の継続時間を、デフォルト段変更部306が記録する。
電動車が停車するまでは(ステップS506:No)、ステップS502に戻り、以降の処理をくり返す。
【0031】
電動車が停車すると(ステップS506:Yes)、単位学習期間が終了する。
デフォルト段変更部306は、学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段、すなわち最も長い時間選択されていた回生レベル(選択段)を最頻選択段として特定する(ステップS508)。
そして、現在のデフォルト段が最頻選択段と同一の選択段であるか否かを判断する(ステップS510)。現在のデフォルト段が最頻選択段と同一の選択段である場合は(ステップS510:Yes)、デフォルト段の変更は行わず、そのままステップS500に戻り、以降の処理をくり返す。
また、現在のデフォルト段が最頻選択段と異なる場合は(ステップS510:No)、デフォルト段の変更を変更する(ステップS512)。例えば上記方法1を採れば、最頻選択段をデフォルト段とするように変更し、方法2を採れば、現在のフォルト段として設定されている選択段よりも最頻選択段に近い選択段にデフォルト段を変更する。
その後、ステップS500に戻り、以降の処理をくり返す。
【0032】
図6は、デフォルト段変更部306による処理の具体例を示すタイミングチャートである。
図5でも、単位学習期間を上記期間1(発進から停車まで)としている。また、デフォルト段の変更方法は、上記方法2(現在デフォルト段よりも最頻選択段に近い選択段にデフォルト段を変更する)としている。
図6は、上から順に車速、アクセル開度、学習可否、学習期間における各選択段の選択頻度およびデフォルト段を示している。
初期時刻T0では、車速はV0、アクセル開度はA0、学習可否は否、デフォルト段はB2となっている。
【0033】
初期時刻T0以降、運転者がアクセルペダルを開放すると、時刻T1にアクセル開度が所定値以下となり、これと同時に第1の学習期間が開始される(学習:可)。
また、時刻T0以降、アクセルペダルの開放に伴って車速は低下していき、時刻T2には車両が停止(車速ゼロ)する。車両が停止すると、第1の学習期間が終了し(学習:否)、今回の学習期間における最頻選択段が特定される。
図6の例では、第1の学習期間では回生レベルB0〜B5のうちB0が最大頻度選択段となっている。この場合、現在のデフォルト段はB2なので、現在のデフォルト段と最大頻度選択段とが異なる。よって、デフォルト段変更部306は、デフォルト段の変更を行う。
具体的には、現在デフォルト段(B2)よりも最頻選択段(B0)に近い選択段であるB1にデフォルト段を変更する。
【0034】
その後、アクセルペダルが踏み込まれるとアクセル開度が上昇し、車速も上昇する。そして、時刻T3以降、再度アクセルペダルが開放され、時刻T4にアクセル開度が所定値以下となり、これと同時に第2の学習期間が開始される(学習:可)。
また、アクセルペダルの開放に伴って車速が低下していき、時刻T5には車両が停止(車速ゼロ)する。車両が停止すると、第2の学習期間が終了し(学習:否)、今回の学習期間における最頻選択段が特定される。
図6の例では、第2の学習期間では回生レベルB0〜B5のうちB5が最大頻度選択段となっている。この場合、現在のデフォルト段はB1なので、現在のデフォルト段と最大頻度選択段とが異なる。よって、デフォルト段変更部306は、デフォルト段の変更を行う。
具体的には、現在デフォルト段(B1)よりも最頻選択段(B5)に近い選択段であるB2にデフォルト段を変更する。
なお、第2の学習期間のように、現在デフォルト段と最頻選択段とが大きく異なる場合には、最頻選択段に複数段近づけるようにしてもよい。
【0035】
以上説明したように、実施の形態にかかる回生制御装置10は、学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段が、現在デフォルト段として設定されている選択段と異なる場合に、デフォルト段として設定する選択段を変更するので、運転者による選択段の選択状況に合わせてデフォルト段を設定することができ、デフォルト操作部14の利便性を向上させる上で有利となる。
また、回生制御装置10において、学習期間中に最も選択頻度が高かった選択段にデフォルト段を変更するようにすれば(上記方法1)、より少ない操作数で運転者が好むと予測される選択段を選択することができる。
また、回生制御装置10において、現在デフォルト段として設定されている選択段よりも最も選択頻度が高い選択段に近い選択段をデフォルト段とするようにすれば(上記方法2)、デフォルト段の急激な変動による運転フィーリングの低下を防止する上で有利となる。
また、回生制御装置10は、モータ22による回生が行われる減速中に学習を行うので、より正確に運転者の好む選択段を学習する上で有利となる。
また、回生制御装置10において、電動車が停止状態から走行を開始し、再度停止するまでを単位学習期間とすれば(上記期間1)、その時々の道路状況や交通状況をきめ細かく反映してデフォルト段を変更する上で有利となる。
また、回生制御装置10において、電動車のメインシステムが起動してから終了するまでを単位学習期間とすれば(上記期間2)、運転者の長期的な運転傾向に合わせてデフォルト段を変更する上で有利となる。