| 【発明の名称】 |
電気自動車のモータ制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 忍
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| 【要約】 |
【課題】降坂路において、停止衝撃が無く違和感のないスムーズな停止動作を行うことのできる電気自動車のモータ制御方法を提供する。
【解決手段】メインＣＰＵ１４は、アクセル１２のＯＦＦと同時にＰＷＭ出力を所定の勾配に沿って低減させ、車速を低下させる。メインＣＰＵ１４は、ＰＷＭ出力がゼロになった時点で、エンコーダＡ２２、エンコーダＢ２４からのパルスに基づいて、モータ２０の回転速度（車速）が所定値以上か否かの判断を行い、所定値以上の場合、車両の進行方向とは逆方向にモータ２０を回転させる−ＰＷＭ出力をモータ駆動回路１６に供給し、車両の降坂路による加速を抑制する。メインＣＰＵ１４は、車速が所定速度未満になり、安全停止速度に達した時点で、−ＰＷＭ出力を遮断すると共に、ブレーキ制御回路２６にブレーキＯＮ信号を出力して電磁ブレーキ２８をＯＮして車両を停止させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 アクセル操作に基づいて発生させた進行方向モータ制御信号によって走行用モータの駆動を行い走行する電気自動車のモータ制御方法であって、進行方向モータ制御信号遮断後の車両の速度を検出するステップと、車速が所定速度以上あると判断された場合に車両の進行方向とは逆方向の逆方向モータ制御信号を出力するステップと、車両が所定速度未満になったことが確認された場合に、逆方向モータ制御信号を遮断してブレーキを操作するステップと、を含むことを特徴とする電気自動車のモータ制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車のモータ制御方法、特に降坂路における停止時にスムーズな停止動作を行うことのできる電気自動車のモータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自然環境等を考慮して、無公害の運送システムである電気自動車が実用化されている。この電気自動車は、ガソリン車のような排気ガスを放出すること無く、また、低騒音、低振動で走行可能である。そのため、従来のガソリン車より運転中の微妙な車両の挙動が浮き彫りにされる。そのため、発進動作や停止動作は、極端な加速や減速が生じないようにスムーズな車両制御が望まれる。特に、車両の停止動作時は、搭乗者に対して減速時の慣性によって座席から離れる方向の力が作用するためよりスムーズな減速動作が要求される。電気自動車の場合、減速動作を車両駆動用のモータを制御することによって行っている。すなわち、図４に示すように、運転者が車両を停止しようとして、アクセルをＯＦＦすると、図示しないモータ制御ＣＰＵは、それまで走行のため一定に制御していたモータ電圧を所定勾配に従って徐々に低下させる。車両の停止動作時の路面が平坦である場合、前記モータ電圧の低下に伴って車速も低下し、モータ電圧が『ゼロ』になった後、最終的に停止する（図４中ａ1−ｂ1−ｃ1間）。通常、モータ電圧が『ゼロ』になった後、車速が『ゼロ』になるのに十分な時間が経過した後にブレーキがＯＮされ、車両停止の補助（車速がある場合）または車両停止状態の維持が行われる。図４の場合、車速が『ゼロ』になった時点でブレーキがＯＮされる例を示している。このように、モータ電圧を徐々に低下させながら車速コントロールを行うことによって、違和感のないスムーズな停止動作を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、降坂路において、前述したような手順で停止動作を行うと、降坂路による下り加速が発生するため、図５に示すように、モータ電圧制御によって、徐々に低下させる車速の減速勾配が緩やかになってしまうと共に（図５中ａ2−ｂ2間）、モータ電圧が『ゼロ』になり動力が停止した後、再び車両進行方向に加速してしまう（図５中ｂ2−ｃ2間）。その後、所定時間経過して、ブレーキがＯＮされることになるが、車両は加速しているためブレーキ動作時に大きな衝撃が搭乗者に加わってしまうと共に、一度、モータ電圧制御による減速動作が行われた後の加速現象であるため運転者に違和感を与えてしまうという問題がある。
【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、降坂路において、スムーズな違和感のない停止動作を行うことのできる電気自動車のモータ制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成するために、本発明は、アクセル操作に基づいて発生させた進行方向モータ制御信号によって走行用モータの駆動を行い走行する電気自動車のモータ制御方法であって、進行方向モータ制御信号遮断後の車両の速度を検出するステップと、車速が所定速度以上あると判断された場合に車両の進行方向とは逆方向の逆方向モータ制御信号を出力するステップと、車両が所定速度未満になったことが確認された場合に、逆方向モータ制御信号を遮断してブレーキを操作するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００６】この構成によれば、進行方向モータ制御信号遮断後、車両の所定速度以上の走行が確認された場合に、走行方向とは逆方向にモータを駆動する逆方向モータ制御信号を出力して、逆方向へ走行させる駆動力を強制的に働かせるため、降坂路における車両自重による加速を抑制し、車両の安全停止速度を確保した上でブレーキをＯＮすることが可能になり、スムーズな停止動作を行うことができる。なお、前記逆方向モータ制御信号の出力判断を行う所定速度と、逆方向モータ制御信号の遮断を判断する所定速度は、同じでもよいし、異なってもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。図１は、本実施形態の電気自動車用モータの制御方法を実現する制御装置１０の構成ブロック図である。
【０００８】運転者が操作するアクセル１２の開度に応じた出力がメインＣＰＵ１４に提供される。当該メインＣＰＵ１４は、前記アクセル１２から提供される出力に応じたパルス幅変調（ＰＷＭ）出力をモータ駆動回路１６に提供する。また、進行方向制御回路１８は、前記メインＣＰＵ１４から出力される信号（シフトレバー等の操作に基づく信号や進行方向を示す信号等）に基づいて、モータ駆動回路１６の正転制御または逆転制御を決定する回転方向信号を出力する。前記モータ駆動回路１６は、入力された前記ＰＷＭ出力と回転方向信号に応じた電圧をモータ２０に加えて、当該モータ２０を所望の方向に所望の回転数で回転させて、車両を動かすための所望のトルクを発生させる。
【０００９】また、前記モータ２０には、エンコーダＡ２２とエンコーダＢ２４とが取り付けられ、モータ２０の回転方向と回転数に応じた方形パルスを出力し、前記メインＣＰＵ１４に供給している。前記エンコーダＡ２２とエンコーダＢ２４は常に位相のずれたパルスを出力するように配置され、前記メインＣＰＵ１４は前記エンコーダＡ２２及びエンコーダＢ２４からのパルスが入力される順番でモータ２０の回転方向を検出している。また、前記エンコーダＡ２２及びエンコーダＢ２４ともにモータ２０の１回転あたりの出力パルス数が決まっているため、前記メインＣＰＵ１４は単位時間当たりのパルス数をカウントすることによりモータ２０の回転数、すなわち車速を算出することができる。
【００１０】また、前記メインＣＰＵ１４は前記ＰＷＭ出力の出力状態に応じて、ブレーキ制御回路２６に制御信号を出力し、ＰＷＭ出力のタイミングに合わせて前記モータ２０に内蔵された電磁ブレーキ２８を動作させている。
【００１１】次に、本実施形態の電気自動車用モータの制御手順を図２のフローチャート及び図３のタイミングチャートを用いて説明する。
【００１２】まず、車両を減速停止させようとして、運転者がアクセル１２をＯＦＦすると、メインＣＰＵ１４はＰＷＭ出力を所定量ずつ順次ダウンする（Ｓ１００；図３中ａ3−ｂ3間）。メインＣＰＵ１４は、ＰＷＭ出力のダウン動作の間、常時、当該ＰＷＭ出力が『ゼロ』になったか否かの監視を行う（Ｓ１０１；図３中ａ3−ｅ3間）。ＰＷＭ出力が『ゼロ』でない場合、（Ｓ１００）に戻ってさらにＰＷＭ出力のダウン動作を継続する。
【００１３】一方、ＰＷＭ出力が『ゼロ』になった場合、メインＣＰＵ１４は前記エンコーダＡ２２及びエンコーダＢ２４から提供されるパルスに基づいて、モータ２０の回転方向及び回転速度、つまり車速を算出する（図３中ｂ3−ｅ3間）。そして、メインＣＰＵ１４は車速が所定速度以上か否かの判断を行う。ここで、前記所定速度とは、車両が安全停止可能な速度、例えば、０．３Ｋｍ／ｈである。そして、車速が所定速度以上でない場合、つまり、車速が０．３Ｋｍ／ｈ未満になり安全停止速度に達した場合、メインＣＰＵ１４は、車両が平坦路で停止動作を行い、予定された減速勾配によって減速が行われたと判断して、ブレーキ制御回路２６にブレーキＯＮ信号を提供し、当該ブレーキ制御回路２６はモータ２０に内蔵された電磁ブレーキ２８を動作させる（Ｓ１０３）。この時、車両は走行状態にあるが、極低速であるため大きな衝撃を伴わずスムーズな停止を行うことができる。また、停止後は、車両の車輪に接続されたモータを電磁ブレーキでロックするので、車両の停止状態を維持することができる。
【００１４】一方、（Ｓ１０２）で車速が所定速度以上、例えば０．３Ｋｍ／ｈ以上であると判断された場合には、メインＣＰＵ１４は車両が降坂路において停止動作を行っていると判断して、前記エンコーダＡ２２及びエンコーダＢ２４から提供されるパルスに基づいて判断される現在のモータ２０の回転方向とは逆方向の回転を発生させる逆方向モータ制御信号をモータ駆動回路１６に供給する（Ｓ１０４）。すなわち、今まで出力していた＋ＰＷＭ出力に代わって、−ＰＷＭ出力をアップさせる（Ｓ１０５；図３中ｅ3−ｆ3間）。−ＰＷＭ出力をアップさせることによって、モータ２０には、車両走行方向とは逆向きのトルクが発生し、所定速度以上で走行を継続または加速しようとする車両の速度を低下させる。つまり、車両が降坂路を下ることによって発生する加速を効率的に抑制することができる。
【００１５】メインＣＰＵ１４は、前記エンコーダＡ２２及びエンコーダＢ２４から提供されるパルスに基づいてモータ２０の回転速度、つまり車速を算出し、所定速度（本実施形態では、０．３Ｋｍ／ｈ）未満になったか否かの判断を行う（Ｓ１０６）。メインＣＰＵ１４は、車速が所定速度未満でない場合、（Ｓ１０５）に戻ってさらに−ＰＷＭ出力のアップ動作を継続し車両の速度を低下させる。また、車速が所定速度未満になった場合、メインＣＰＵ１４は、車両を安全に停止させる準備ができたと判断して、−ＰＷＭ出力を遮断して（Ｓ１０３）に移行する。その後、ブレーキ制御回路２６にブレーキＯＮ信号を提供し、当該ブレーキ制御回路２６はモータ２０に内蔵された電磁ブレーキ２８を動作させて、車両を停止させる。
【００１６】このように、逆方向モータ制御信号によって、モータ２０に走行方向とは逆方向に回転しようとするトルクを発生させることによって、車両の速度を強制的かつ滑らかに安全停止速度まで低下させる。その結果、電磁ブレーキ２８の動作による車両停止時の大きな衝撃が防止され、滑らかな違和感の無い車両停止動作を行うことができる。
【００１７】なお、図３に示した例では、逆方向モータ制御信号の出力判断を行う所定速度と、逆方向モータ制御信号の遮断を判断する所定速度を同じにする例を示したが、異なっても同様の効果を得ることができる。
【００１８】また、逆方向モータ制御信号の出力判断を行う所定速度や逆方向モータ制御信号の遮断を判断する所定速度（安全停止速度）は、電気自動車の重量等によって、任意に選択することが望ましく、安全停止が確保できる範囲内で設定することが可能である。また、（Ｓ１００）及び（Ｓ１０５）のＰＷＭ出力のアップ・ダウン調整は、電気自動車の走行フィーリングや安全性に影響しない範囲内で任意に変更可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、進行方向モータ制御信号遮断後、車両の所定速度以上の走行が確認された場合に、走行方向とは逆方向にモータを駆動する逆方向モータ制御信号を出力して、逆方向へ走行する駆動力を強制的に働かせるため、降坂路における車両自重による加速を抑制し、安全停止速度を確保した上でブレーキをＯＮすることが可能になり、停止衝撃が無くまた違和感のないスムーズな停止動作を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１８５６１７
【氏名又は名称】小島プレス工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 研二 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０５９１５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６８９３ |
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