| 【発明の名称】 |
電気自動車のクリープ制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】堀井 裕介
【氏名】今井 貞雄
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| 【要約】 |
【課題】電気自動車におけるクリープ走行のフィーリング向上を可能にする。
【解決手段】車両の停車状態が停車検出手段２１で検出され、踏み込みセンサ１３によりブレーキペダル１２の踏み込みが解除したことが検出されると、車両が設定クリープ車速となるようにクリープ制御手段１６によりモータ１の出力が制御され、車両の状況に拘らず設定クリープ車速となるまでモータ１の出力を増加させ、登坂路発進時に車両が後退することなく安定した発進を可能にすると共に、走行抵抗が変化しても応答性良く安定したクリープ走行を行い、電気自動車におけるクリープ走行のフィーリング向上を可能にする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電力を充放電するバッテリと、同バッテリから供給された電力により車両の駆動系を駆動するモータと、上記車両の停車状態を検出する停車検出手段と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキペダル踏み込み状態検出手段と、上記停車検出手段により上記車両の停車状態が検出され上記ブレーキペダル踏み込み状態検出手段により上記ブレーキペダルの踏み込みが解除したことが検出されると上記車両が設定クリープ車速となるように上記モータの出力を制御するクリープ制御手段とを備えたことを特徴とする電気自動車のクリープ制御装置。
【請求項２】 電力を充放電するバッテリと、同バッテリから供給された電力により車両の駆動系を駆動するモータと、上記車両の車速を検出する車速検出手段と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキペダル踏み込み状態検出手段と、上記車速検出手段により上記車両の車速が所定値以下になったことが検出され上記ブレーキペダル踏み込み状態検出手段により上記ブレーキペダルの踏み込みが解除したことが検出されると上記車両が設定クリープ車速となるように上記モータの出力を制御するクリープ制御手段とを備えたことを特徴とする電気自動車のクリープ制御装置。
【請求項３】 請求項１もしくは請求項２において、上記クリープ制御手段には、上記ブレーキペダル踏み込み状態検出手段により検出されるブレーキペダルの踏み込み度合いに応じて、上記設定クリープ車速を可変にして上記モータの出力を制御する機能が備えられていることを特徴とする電気自動車のクリープ制御装置。
【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、実際のクリープ車速を検出する実クリープ車速検出手段を備え、上記クリープ制御手段には、上記設定クリープ車速と上記実クリープ車速検出手段で検出された実際のクリープ車速とに基づき上記モータの出力を比例積分制御する機能が備えられていることを特徴とする電気自動車のクリープ制御装置。
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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、モータにより駆動力を得る電気自動車のクリープ走行を制御するクリープ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス性能の向上や燃費向上、騒音低減等を図るために、モータにより駆動力を得る電気自動車が種々開発されている。モータの電力の製造効率は内燃機関（エンジン）の燃料の製造効率に比べて低いため、電力の製造効率を補うため、エンジンとモータとにより駆動力を得るハイブリッド電気自動車が種々開発され実用化されている。ハイブリッド電気自動車としては、モータにより駆動力を得ると共にエンジンによりモータの電源となる電力を発電する形式のものが知られている。また、モータとエンジンとを併用して駆動力を得るものも知られている。ハイブリッド電気自動車を含む電気自動車では、アクセルペダルとブレーキペダルの操作状況に応じてモータの出力を制御し、通常車と同等の運転操作性を確保している。
【０００３】電気自動車では、クリープ走行のためのクリープ力もモータにより発生されるようになっている。電気自動車における従来のクリープ制御装置は、例えば、特許第2674258 号公報等に示されているように、走行速度が略零となった場合、アクセルペダルとブレーキペダルの操作状況や、路面の傾斜状況に応じて、一定のトルクをモータで発生させ、クリープ走行のためのクリープ力を得るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のクリープ制御装置は、登坂発進等の傾斜路では、傾斜計の検出状態に応じた設定トルクを与えて制御している。このため、傾斜計が必要となると共に、平坦路でのクリープ走行中に登坂路にさしかかった場合等では、設定トルクを変更する制御が必要になり、構成部品点数が増し制御が複雑になっていた。また、従来のクリープ制御装置は、傾斜計により道路勾配に対応することはできても、クリープトルクを一定にしているため、車両の乗員数や荷の積載量の変動に対応してクリープ走行させることができない。このため、車両の乗員数や荷の積載量が変動すると、同じ路面でもクリープ走行状況が変化してクリープ力が不足して車両が後退する等の問題があった。
【０００５】本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、車両の状況変動に拘らず安定したクリープ走行を可能にした電気自動車のクリープ制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため請求項１に係る本発明では、停車検出手段により車両の停車状態が検出されブレーキペダル踏み込み状態検出手段によりブレーキペダルの踏み込みが解除したことが検出されると、クリープ制御手段により車両が設定クリープ車速となるようにモータの出力を制御することで、車両の状況変動に拘らず一律のクリープ車速を得る。
【０００７】また、上記目的を達成するため請求項２に係る本発明では、車速検出手段により車両の車速が所定値以下になったことがが検出されブレーキペダル踏み込み状態検出手段によりブレーキペダルの踏み込みが解除したことが検出されると、クリープ制御手段により車両が設定クリープ車速となるようにモータの出力を制御することで、車両の状況変動に拘らず一律のクリープ車速を得る。
【０００８】そして、ブレーキペダル踏み込み状態検出手段により検出されるブレーキペダルの踏み込み度合いに応じて、設定車速を可変にしてモータの出力を制御し、ブレーキ操作に応じたクリープ車速調節を行なう。また、実際のクリープ車速を検出する実クリープ車速検出手段を備え、設定クリープ車速と実クリープ車速検出手段で検出された実際のクリープ車速とに基づきモータの出力を比例積分制御することで、設定クリープ車速に収束させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に係るクリープ制御装置を備えた電気自動車の概略構成、図２にはクリープ制御装置のブロック構成、図３にはクリープ制御装置のフローチャート、図４にはクリープ走行の車速条件を表すグラフ、図５にはクリープ車速とブレーキペダル踏み込み量との関係を表すグラフを示してある。
【００１０】図１に示すように、電気自動車は、車両の駆動系を駆動するための２台のモータ１と、発電専用のエンジン２とを備えたシリーズ式のものである。モータ１の駆動力はトランスミッション３から出力軸４に出力され、出力軸４からデフ５を介して駆動輪６に駆動力が伝達される。エンジン２には発電機７が接続され、エンジン２の駆動よって発電機７が発電して発電機７で発生した電力はバッテリ８に蓄積される。尚、本願発明は、シリーズ式の電気自動車だけでなくパラレル式の電気自動車にも適用可能である。また、モータ１の台数も２台に限らず、１台のモータ１を備えた電気自動車であってもよい。
【００１１】バッテリ走行時には、エンジン２の駆動による発電機７の発電（エンジン発電）は行わず、バッテリ８から供給される電力によりモータ１を駆動している。ハイブリッド走行時には、エンジン発電を行い、この発電電力によってバッテリ８を充電すると同時にモータ１を駆動している。また、減速時はモータ１が発電機として作動して発電（回生発電）し、モータ１側からバッテリ８側へと電力が回生され、この回生電力によってもバッテリ８が充電される。つまり、バッテリ８ではモータ１への駆動電力の放電と、発電機７の発電電力及びモータ１の回生電力による充電とが行われる。
【００１２】上述した電気自動車には、アクセルペダル１０の踏み込み量を検出するアクセル踏み込みセンサ１１が設けられると共に、ブレーキペダル１２の踏み込み量（踏み込み状態）を検出するブレーキペダル踏み込み状態検出手段としての踏み込みセンサ１３が設けられている。また、トランスミッション３の出力軸４には出力軸４の回転数に基づき車両の車速を検出して車両の停車状態を検出する車速センサ１４が設けられている。
【００１３】アクセル踏み込みセンサ１１、踏み込みセンサ１３及び車速センサ１４の検出情報は制御装置（ＥＣＵ）１５に入力され、アクセルペダル１０やブレーキペダル１２の操作状況、及び車速の状況等に応じてモータ１の出力が制御され、通常車と同等の運転操作性を確保している。そして、ＥＣＵ１５のクリープ制御手段１６によりモータ１の出力を制御することにより、クリープ走行を可能としている。即ち、車両の停車状態が検出され、踏み込みセンサ１３によりブレーキペダル１２の踏み込みが解除したことが検出されると、車両が設定クリープ車速となるようにクリープ制御手段１６によりモータの出力が制御されるようになっている。
【００１４】図２に基づいてクリープ制御装置の構成を説明する。
【００１５】ＥＣＵ１５のクリープ制御手段１６には停車検出手段２１が設けられ、停車検出手段２１には車速センサ１４の検出情報が入力される。停車検出手段２１では、車速に応じて車両の停車状態、例えば、減速過程の低速走行状態や、車速が０になった後の低速走行状態等により車両の停車状態が検出され、車両の停車状態に基づいてクリープ走行を許可するか否かを判断する。また、クリープ制御手段１６には解除判定手段２２が設けられ、解除判定手段２２には踏み込みセンサ１３の検出情報が入力される。解除判定手段２２では、ブレーキペダル１２の踏み込み量が検出され、ブレーキペダル１２の踏み込み度合い及び踏み込みが解除されているか否かが検出される。
【００１６】解除判定手段２２からの情報は可変手段２３に入力され、可変手段２３には予め設定された設定クリープ車速が入力されている。可変手段２３は、解除判定手段２２から入力されたブレーキペダル１２の踏み込み量に応じて設定クリープ車速を変更して設定する機能を備えている。可変手段２３で設定された設定クリープ車速は、比較手段２４に入力される。
【００１７】一方、アクセル踏み込みセンサ１１の検出情報がトルク比較手段２６に入力され、トルク比較手段２６では、アクセル踏み込みセンサ１１の検出情報から求まるアクセルトルクと可変手段２３で設定された設定クリープ車速を維持するために必要なクリープトルクとが比較され、比較結果は比較手段２４に入力される。
【００１８】比較手段２４では、車速センサ１４（実クリープ車速検出手段）から入力される実クリープ車速と可変手段２３で設定された設定クリープ車速との偏差が求められ、偏差に応じたクリープトルクをモータ制御手段２５に出力する。つまり、実クリープ車速と設定クリープ車速とによりモータ１の出力が積分制御される。モータ制御手段２５によりモータ１の駆動が制御され、最終的に設定された設定車速となるようにモータ１の出力が制御される。
【００１９】図３乃至図５に基づいてクリープ制御装置の動作状況を説明する。
【００２０】図３に示すように、ステップＳ１でクリープ走行が許可される車速条件が成立したか否かが判断される。即ち、図４に示すように、減速時には車速が０になるまでクリープ走行が禁止され、一度車速が０になった後は車速がＨ（例えば10km/h）になるまでクリープ走行が許可される（停車検出手段２１）。つまり、一度車速が０になった後に車速がＨになるまでの間が、車両の停車状態とされ、クリープ走行が許可されるようになっている。
【００２１】ステップＳ１で車速条件が成立したと判断された場合、ステップＳ２で踏み込み解除条件が成立したか否かが判断される。即ち、図５に示すように、踏み込みセンサ１３で検出されるブレーキペダル１２の踏み込み量がｋ％（例えば50％）を越えた場合クリープ走行が禁止され、ブレーキペダル１２の踏み込み量が０％からｋ％までは、踏み込み量に応じたクリープ車速［最大ｈkm/h（設定クリープ車速）: 例えば４km/h］でクリープ走行が許可される（解除判定手段２２、可変手段２３）。つまり、ブレーキペダル１２の踏み込みが解除された場合に、設定クリープ車速（最大ｈkm/h）でクリープ走行が許可されるようになっている。また、ブレーキペダル１２の踏み込みが完全に解除されていない場合（踏み込み量がｋ％まで）であっても、踏み込み量に応じたクリープ車速でクリープ走行が許可されるようになっている。
【００２２】ステップＳ２で踏み込み解除条件が成立したと判断された場合、ステップＳ３でアクセルトルク条件が成立したか否かが判断される。即ち、アクセル踏み込みセンサ１１の検出情報から求まるアクセルトルクと、設定クリープ車速を維持するために必要なクリープトルクとが比較される。比較の結果、アクセルトルクがクリープトルク以上の場合クリープ走行が禁止され、アクセルトルクがクリープトルクに満たない場合クリープ走行が許可される（トルク比較手段２６）。つまり、アクセルペダル１０が踏み込みが小さい場合にクリープ走行が許可されるようになっている。
【００２３】ステップＳ１乃至ステップＳ３の条件が全て成立した場合、ステップＳ４で車速を一定にしたクリープ制御が実行される。即ち、実クリープ車速と可変手段２３で設定された設定クリープ車速との偏差（クリープ車速差）に応じたクリープトルクで、設定クリープ車速を維持するようにモータ１の出力が制御される（比較手段２４、モータ制御手段２５）。ステップＳ１乃至ステップＳ３の条件のいずれかが成立しない場合、ステップＳ５に移行してクリープ制御は実行されない。
【００２４】つまり、実クリープ車速と設定クリープ車速とに基づいてモータ１の出力が比例積分制御され、クリープ車速差に応じたクリープトルクで設定クリープ車速を維持するようになっている。これにより、登坂路では平坦路に比べてクリープ車速差が大きい時間が長く大きいクリープトルクが維持される。例えば、約15％の勾配であってもクリープ車速差が大きくなってクリープトルクも大きくなり、後退しない状態にすることが可能である。
【００２５】上述したクリープ制御装置を備えたことにより、車両の停車状態が検出され、踏み込みセンサ１３によりブレーキペダル１２の踏み込みが解除したことが検出されると（踏み込み量がｋ％までを含む）、車両が設定クリープ車速となるようにクリープ制御手段１６によりモータ１の出力が制御されるので、登坂路発進時や重量物を積載している時であっても設定クリープ車速となるまでモータ１の出力を増加させることができる。このため、登坂路発進時に車両が後退することなく安定した発進が可能になると共に、走行抵抗が変化しても応答性良く安定したクリープ走行が行え、クリープ走行のフィーリング向上が可能になる。
【００２６】また、車両が設定クリープ車速となるようにモータ１の出力が制御されるようになっているので、複数変速段を有する変速機を備えた場合においても、変速段に拘らず一律のクリープ車速が得られ、クリープ走行のフィーリング向上が可能となる。また、ブレーキペダル１２の踏み込み量に応じてクリープ車速を可変にしたので、ブレーキペダル１２の操作に応じて微妙なクリープ車速操作が可能になる。また、実クリープ車速と設定クリープ車速との偏差（クリープ車速差）に応じたクリープトルクで、設定クリープ車速を維持するようにモータ１の出力が制御されるようになっているので、走行抵抗に応じたクリープトルクを維持することができると共に設定クリープ車速へ収束しやすくなる。
【００２７】本発明の他の実施形態例に係るクリープ制御装置を備えた電気自動車を図６乃至図８に基づいて説明する。図６には他の実施形態例に係るクリープ制御装置のブロック構成、図７にはクリープ制御装置のフローチャート、図８にはクリープ走行の車速条件を表すグラフを示してある。尚、図６中で図２に示した部材（機能）と同一のものには同一符号を付して重複する説明は省略してある。また、図８中で図３に示したステップと同一ステップには同一ステップ番号を付して重複する説明は省略してある。
【００２８】図６に示すように、ＥＣＵ１５のクリープ制御手段１６には、図２における停車検出手段２１に代えて所定値比較手段３１が設けられ、所定値比較手段３１には車速検出手段としての車速センサ１４の検出情報が入力される。所定値比較手段３１では、車速に応じてクリープ走行が許可される車速になったか否かを判断する。つまり、車速が所定値以下になった場合に、クリープ走行を許可するようになっている。その他の構成は図２に示したクリープ制御装置と同一である。
【００２９】上述したクリープ制御手段１６の動作を説明する。図７に示すように、ステップＳ１１で車速が所定値以下になったか否かが判断される。即ち、図８に示すように、車速が所定値Ｈ（例えば10km/h）以下の場合にクリープ走行が許可され、車速が所定値Ｈを越えている場合にクリープ走行が禁止される。つまり、走行状況に拘らず車速が所定値Ｈ（例えば10km/h）以下の場合にクリープ走行が許可されるようになっている。ステップＳ１１で車速が所定値以下になったと判断された場合、ステップＳ２に移行して図３で説明した動作と同じ制御が実施される。
【００３０】上述したクリープ制御装置を備えたことにより、所定車速以下の状態が検出され、踏み込みセンサ１３によりブレーキペダル１２の踏み込みが解除したことが検出されると、車両が設定クリープ車速となるようにクリープ制御手段１６によりモータ１の出力が制御されるので、前述した実施形態例と同様に、登坂路発進時や重量物を積載している時であっても設定クリープ車速となるまでモータ１の出力を増加させることができる。このため、登坂路発進時に車両が後退することなく安定した発進が可能になると共に、走行抵抗が変化しても応答性良く安定したクリープ走行が行え、また、渋滞走行時等のように連続して低速走行する場合であっても、車両を停止させない状態でクリープ走行を実施することができ、クリープ走行のフィーリング向上が可能になる。
【００３１】
【発明の効果】請求項１に係る本発明では、停車検出手段により車両の停車状態が検出されブレーキペダル踏み込み状態検出手段によりブレーキペダルの踏み込みが解除したことが検出されると、クリープ制御手段により車両が設定クリープ車速となるようにモータの出力を制御するようにしたので、車両の状況変動に拘らず一律のクリープ車速を得ることができる。この結果、登坂路発進時や重量物を積載している時であっても設定クリープ車速となるまでモータの出力を増加させることができ、登坂路発進時に車両が後退することなく安定した発進が可能になると共に、走行抵抗が変化しても応答性良く安定したクリープ走行が行え、クリープ走行のフィーリング向上が可能になる。
【００３２】請求項２に係る本発明では、車速検出手段により車両の車速が所定値以下になったことがが検出されブレーキペダル踏み込み状態検出手段によりブレーキペダルの踏み込みが解除したことが検出されると、クリープ制御手段により車両が設定クリープ車速となるようにモータの出力を制御するようにしたので、車両の状況変動に拘らず一律のクリープ車速を得ることができる。この結果、登坂路発進時や重量物を積載している時であっても設定クリープ車速となるまでモータの出力を増加させることができ、登坂路発進時に車両が後退することなく安定した発進が可能になると共に、走行抵抗が変化しても応答性良く安定したクリープ走行が行え、また、渋滞走行時等のように連続して低速走行する場合であっても、車両を停止させない状態でクリープ走行を実施することができ、クリープ走行のフィーリング向上が可能になる。
【００３３】また、請求項３に係る発明では、ブレーキペダル踏み込み状態検出手段により検出されるブレーキペダルの踏み込み度合いに応じて、設定車速を可変にしてモータの出力を制御するようにしたので、ブレーキ操作に応じて微妙なクリープ車速調節が可能になる。
【００３４】また、請求項４に係る発明では、設定クリープ車速と実際のクリープ車速とに基づきモータの出力を比例積分制御するようにしたので、走行抵抗に応じたクリープトルクを維持することができると共に、設定クリープ車速に収束しやすくすることが可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月２５日（１９９９．３．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８４９９
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２７８８１５（Ｐ２０００−２７８８１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月６日（２０００．１０．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８０７９９ |
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