| 【発明の名称】 |
電気自動車の走行制御方法及び装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】横山 裕
【氏名】野本 大志
|
| 【要約】 |
【課題】クリープ制御とブレーキペダルのオン・オフによる回生トルクの切り換え制御とを組み合わせ、ブレーキペダルのオン時にも、簡単な制御でスムーズな減速感が得られる共に、回生エネルギーの回収効率を高めることができる電気自動車の走行制御方法を提供する。
【解決手段】ブレーキペダルがオフ時の第１の状態では、第１の回生トルクＴ１を第１の設定車速Ｖ１からそれよりも低速の第２の設定車速Ｖ２でゼロとなるように減少を開始させると共に、第２の設定車速Ｖ２以下の低速領域でクリープトルクを発生させ、ブレーキペダルがオン時の第２の状態では、第１の回生トルクＴ１よりも大きい第２に回生トルクＴ２を第１の設定車速Ｖ１よりも低速の第３の設定車速Ｖ３から減少を開始させると共に、クリープトルクの発生を制限する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 モ―タを駆動源として車輪を駆動する電気自動車の走行を制御する電気自動車の走行制御方法において、シフトポジションが走行レンジにあり、かつアクセルペダル及びブレーキペダルが踏み込まれていない第１の状態にあるときは、第１の設定車速を越える速度領域では上記モータから第１の回生トルクを発生させ、第１の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを第２の設定車速でゼロとなるように減少させると共に、第２の設定車速以下の低速領域でクリープトルクを発生させ、上記シフトポジションが走行レンジにあり、アクセルペダルが踏み込まれておらず、かつブレーキペダルが踏み込まれている第２の状態にあるときは、上記第１の設定車速よりも低速の第３の設定車速を越える速度領域では上記モータから上記第１の回生トルクよりも大きい第２の回生トルクを発生させ、第３の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを減少させると共に、クリープトルクの発生を制限することを特徴とする電気自動車の走行制御方法。
【請求項２】 上記第３の設定車速を、上記第１の設定車速と上記第２の設定車速との間に設定したことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の走行制御方法。
【請求項３】 上記第３の設定車速を、上記第２の設定車速よりも低速に設定したことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の走行制御方法。
【請求項４】 上記第１の状態では、上記第２の設定車速と上記第３の設定車速よりも低速の第４の設定車速との間で上記モータの発生トルクをゼロとし、上記第４の設定車速以下からクリープトルクを発生させることを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の走行制御方法。
【請求項５】 上記第２の状態では、クリープトルクをゼロに制限することを特徴とする請求項１〜４に記載の電気自動車の走行制御方法。
【請求項６】 モータを駆動源として車輪を駆動する電気自動車の走行制御装置において、上記モータを駆動するモータ駆動手段と、シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、ブレーキペダルの踏み込みの有無を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセルペダルの踏み込みの有無を検出するアクセル操作検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、上記シフトポジション検出手段、ブレーキ操作検出手段、アクセル操作検出手段及び車速検出手段の出力に基づいて、上記シフトポジションが走行レンジにあり、かつアクセルペダル及びブレーキペダルが踏み込まれていない第１の状態にあるときは、第１の設定車速を越える速度領域では上記モータから第１の回生トルクを発生させ、第１の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを第２の設定車速でゼロとなるように減少させると共に、第２の設定車速以下の低速領域でクリープトルクを発生させ、上記シフトポジションが走行レンジにあり、アクセルペダルが踏み込まれておらず、かつブレーキペダルが踏み込まれている第２の状態にあるときは、上記第１の設定車速よりも低速の第３の設定車速を越える速度領域では上記モータから上記第１の回生トルクよりも大きい第２の回生トルクを発生させ、第３の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを減少させると共に、クリープトルクの発生を制限するように上記モータ駆動手段を制御するコントロール手段とを有することを特徴とする電気自動車の走行制御装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータを駆動源として車輪を駆動する電気自動車（モータと内燃機関とのハイブリッド車を含む）の走行を制御する方法及び装置に関し、特に、クリープ制御とブレーキペダルのオン・オフによる回生トルク制御とを行う電気自動車の走行制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気自動車として、例えば特開平６−７０４０６号公報には、ブレーキペダルの踏み込みの有無（オン・オフ）を検出すると共に、アクセルペダルの踏み込みの有無（オン・オフ）を検出し、走行中においてアクセルペダルがオフされたときは所定レベルの回生トルクを発生させて回生制動を行わせ、更にブレーキペダルがオンになった時は上記の所定レベルにさらに上乗せされた回生トルクを発生させて回生制動を行わせるようにしたものが開示されている。
【０００３】また、特開平６−７８４１６号公報には、電気自動車を内燃機関を用いたＡＴ車の走行フィーリングに近づけて、車庫入れや幅寄せ等の際における車両の取り回しを容易に行い得るようにするために、シフトポジションが走行レンジに設定され、アクセルペダル及びブレーキペダルがオフで、かつ車速が設定速度よりも低速のときに、一定の擬似クリープトルクを発生させて車両をクリープ走行させるようにしたものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のブレーキペダルのオン・オフによる回生トルクの切り換え制御と、車速が設定速度よりも低速のときにクリープトルクを発生させるクリープ制御とを組み合わせ、ブレーキペダルのオン時にも、ブレーキペダルのオフ時と同様に設定速度でクリープ領域へ移行させるようにすると、図５に車速とモータ発生トルクとの関係を示すように、ブレーキペダルのオン時はオフ時よりも回生トルクが大きいため、ブレーキペダルがオン時の回生トルクＴ２の減少開始速度Ｖonを、ブレーキペダルがオフ時の回生トルクＴ１の減少開始速度Ｖoff よりも高速に設定することになる。
【０００５】しかし、回生制動力が高い車速で低下することになるため、ブレーキの効き出しが遅れるような感じ、いわゆるブレーキ抜け感が生じ、スムーズな減速感が得られないと共に、回生エネルギーの回収効率も低下することになる。
【０００６】このような現象を回避する方法としては、例えば図６に示すように、ブレーキペダルがオン時の回生トルクＴ２の減少開始速度Ｖonを、ブレーキペダルがオフ時の回生トルクＴ１の減少開始速度Ｖoff と等しくして、速度ゼロでブレーキペダルがオフの時と同じクリープトルクを発生させるように制御することが考えられる。
【０００７】このようにすれば、ブレーキペダルがオン時でもオフ時と同じ車速から回生制動力が減少を開始することになるので、ブレーキ抜け感が生じるのを防止することができると共に、回生制動力がゼロとなる速度がブレーキペダルのオフ時よりも低速となるので、図６にハッチングを施して示す領域Ｅ１分だけ、回生エネルギーを増大することができる。
【０００８】しかし、この場合には、ブレーキペダルがオン時においてもオフ時と同じクリープトルクを発生させるようにしていることから、強い回生制動力を急激に減少させることになり、やはりスムーズな減速感が得られないと共に、制御も複雑になる。また、回生エネルギーの増大分も少なく、回収効率も十分とは言えない。
【０００９】従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の第１の目的は、クリープ制御とブレーキペダルのオン・オフによる回生トルクの切り換え制御とを組み合わせ、ブレーキペダルのオン時にも、簡単な制御でスムーズな減速感が得られる共に、回生エネルギーの回収効率を高めることができる電気自動車の走行制御方法を提供することにある。
【００１０】更に、本発明の第２の目的は、上記の走行制御方法を簡単に実施できる電気自動車の走行制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成する請求項１に記載の電気自動車の走行制御方法の発明は、モ―タを駆動源として変速機を介して車輪を駆動する電気自動車の走行を制御する電気自動車の走行制御方法において、シフトポジションが走行レンジにあり、かつアクセルペダル及びブレーキペダルが踏み込まれていない第１の状態にあるときは、第１の設定車速を越える速度領域では上記モータから第１の回生トルクを発生させ、第１の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを第２の設定車速でゼロとなるように減少させると共に、第２の設定車速以下の低速領域でクリープトルクを発生させ、上記シフトポジションが走行レンジにあり、アクセルペダルが踏み込まれておらず、かつブレーキペダルが踏み込まれている第２の状態にあるときは、上記第１の設定車速よりも低速の第３の設定車速を越える速度領域では上記モータから上記第１の回生トルクよりも大きい第２の回生トルクを発生させ、第３の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを減少させると共に、クリープトルクの発生を制限することを特徴とする。
【００１２】請求項１の発明によると、第２の状態では、ブレーキペダルがオフ時の第１の状態における第１の設定車速よりも低速の第３の設定車速から回生トルクが減少を開始すると共に、クリープトルクの発生が制限されるので、簡単な制御でスムーズな減速感が得られる共に、回生エネルギーの回収効率を高めることが可能となる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１の電気自動車の走行制御方法において、上記第３の設定車速を、上記第１の設定車速と上記第２の設定車速との間に設定したことを特徴とする。
【００１４】請求項２の発明によると、第２の状態では、第１の状態における回生トルクの減少開始速度である第１の設定車速と回生トルクがゼロとなる第２の設定車速との間の第３の設定車速から回生トルクが減少を開始することになるので、よりスムーズな減速感を得ることが可能となる。
【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１の電気自動車の走行制御方法において、上記第３の設定車速を、上記第２の設定車速よりも低速に設定したことを特徴とする。
【００１６】請求項３の発明によると、第２の状態では、第１の状態において回生トルクがゼロとなる第２の設定車速よりも低速の第３の設定車速から回生トルクが減少を開始することになるので、回生エネルギーの回収効率をより高めることが可能となる。
【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項３の電気自動車の走行制御方法において、上記第１の状態では、上記第２の設定車速と上記第３の設定車速よりも低速の第４の設定車速との間で上記モータの発生トルクをゼロとし、上記第４の設定車速以下からクリープトルクを発生させることを特徴とする。
【００１８】請求項４の発明によると、第１の状態において、回生トルクがゼロとなる第２の設定車速を第１の設定車速の近傍に設定することで、第２の状態での回生エネルギーの回収効率をより高めることが可能となる。
【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の電気自動車の走行制御方法において、上記第２の状態では、クリープトルクをゼロに制限することを特徴とする。
【００２０】この請求項５の発明によると、第２の状態ではクリープトルクを発生させないので、クリープトルクを発生させる場合に比べて、制御をより簡単にできると共に、回生エネルギーの回収効率も高めることが可能となり、更に無駄なエネルギー消費を無くすことができると共に、車両の停止状態を安定に維持することが可能となる。
【００２１】上記第２の目的を達成する請求項６に記載の発明は、モータを駆動源として車輪を駆動する電気自動車の走行制御装置において、上記モータを駆動するモータ駆動手段と、シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、ブレーキペダルの踏み込みの有無を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセルペダルの踏み込みの有無を検出するアクセル操作検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、上記シフトポジション検出手段、ブレーキ操作検出手段、アクセル操作検出手段及び車速検出手段の出力に基づいて、上記シフトポジションが走行レンジにあり、かつアクセルペダル及びブレーキペダルが踏み込まれていない第１の状態にあるときは、第１の設定車速を越える速度領域では上記モータから第１の回生トルクを発生させ、第１の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを第２の設定車速でゼロとなるように減少させると共に、第２の設定車速以下の低速領域でクリープトルクを発生させ、上記シフトポジションが走行レンジにあり、アクセルペダルが踏み込まれておらず、かつブレーキペダルが踏み込まれている第２の状態にあるときは、上記第１の設定車速よりも低速の第３の設定車速を越える速度領域では上記モータから上記第１の回生トルクよりも大きい第２の回生トルクを発生させ、第３の設定車速以下の低速領域では発生させる回生トルクを減少させると共に、クリープトルクの発生を制限するように上記モータ駆動手段を制御するコントロール手段とを有することを特徴とする。
【００２２】この請求項６の発明によると、シフトポジション検出手段、ブレーキ操作検出手段、アクセル操作検出手段及び車速検出手段は、電気自動車に通常搭載され、またコントロール手段も通常搭載されている電子制御ユニットをロジック変更することで容易に対処することができるので、部品の追加を伴うことなく、簡単に実施することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明による電気自動車の走行制御方法及び装置の実施の形態を図１乃至図４によって詳細に説明する。
【００２４】（第１実施の形態）図１及び図２は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１は電気自動車の走行制御装置のブロック図、図２は車速とモータ発生トルクとの関係を示す図である。
【００２５】図１において、電気自動車の駆動源としてのモータ１は、例えば３相ＡＣ誘導電動機からなり、バッテリ２を電源としてモータ駆動手段を構成するインバータ３によりコントローラ４による制御のもとに駆動されるようになっている。本実施の形態では、シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段５、ブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段６、アクセルペダルの操作の有無を検出するアクセル操作検出手段７及び車速を検出する車速検出手段８を設け、それらの出力に基づいてコントローラ４によりインバータ３を制御してモータ１から図２に示すようなトルクを発生させるようにする。
【００２６】ここで、シフトポジション検出手段５は、公知の構成により、パーキングポジション「Ｐ」、ニュートラルポジション「Ｎ」、リバースポジション「Ｒ」、ドライブポジション「Ｄ」等を検出するようにする。
【００２７】ブレーキ操作検出手段６は、ブレーキスイッチにより検出したり、ブレーキ経路の油圧を検出する油圧センサやブレーキペダルの踏み込み量を検出するストロークセンサの出力に基づいて検出して、ブレーキペダルが踏み込まれている場合にブレーキオン信号を、踏み込まれていない場合にブレーキオフ信号をコントローラ４に供給するようにする。
【００２８】アクセル操作検出手段７は、例えばアクセルペダルが踏み込まれたか否かをスイッチにより検出して、アクセルペダルが踏み込まれている場合にアクセルオン信号を、踏み込まれていない場合にアクセルオフ信号をコントローラ４に供給するようにする。
【００２９】車速検出手段８は、例えば車輪或いはモータ１の回転数をエンコーダ等により検出して車速を算出するように構成する。
【００３０】即ち、本実施の形態では、図２に示すように、シフトポジション検出手段５により走行レンジにあることが検出され、ブレーキ操作検出手段６からブレーキオフ信号が供給され、かつアクセル操作検出手段７からアクセルオフ信号が供給されている第１の状態にあるときは、第１の設定車速Ｖ１を越える速度領域ではモータ１から第１の回生トルクＴ１を発生させ、第１の設定車速Ｖ１からそれよりも低速の第２の設定車速Ｖ２までの低速領域では、発生させる回生トルクを第２の設定車速Ｖ２でゼロとなるように車速の減速に比例して減少させ、更に、第２の設定車速Ｖ２から車速ゼロの低速領域でクリープトルクを発生させるように制御する。
【００３１】これに対し、シフトポジション検出手段５により走行レンジにあることが検出され、アクセル操作検出手段７からアクセルオフ信号が供給され、かつブレーキ操作検出手段６からブレーキオン信号が供給されている第２の状態にあるときは、第１の設定車速Ｖ１と第２の設定車速Ｖ２との間の第３の設定車速Ｖ３を越える速度領域ではモータ１から第１の回生トルクＴ１よりも大きい第２の回生トルクＴ２を発生させ、第３の設定車速Ｖ３から車速ゼロまでの低速領域では、発生させる回生トルクを車速ゼロでゼロとなるように車速の減速に比例して減少させて、クリープトルクを発生しないように制御する。
【００３２】なお、上記第１，第２の回生トルクＴ１、Ｔ２及び第１〜第３の設定車速Ｖ１〜Ｖ３は、コントローラ４内のメモリに予め格納しておく。
【００３３】このように、本実施の形態では、第２の状態における第２の回生トルクＴ２の減少開始速度である第３の設定車速Ｖ３を、第１の状態における第１の回生トルクＴ１の減少開始速度である第１の設定車速Ｖ１よりも低速で、かつ回生トルクがゼロとなる第２の設定車速Ｖ２よりも高速としたので、ブレーキ抜け感を生じることなくスムーズな減速感を得ることができる。また、第２の状態では、車速ゼロで回生トルクがゼロとなるようにして、クリープトルクを発生させないようにしたので、図５の場合に比べて図２にハッチングを施して示す領域Ｅ２分、回生エネルギーを増大することができ、簡単な制御で回生エネルギーの回収効率を高めることができると共に、無駄なエネルギー消費を無くして、車両の停止状態を安定に維持することができる。
【００３４】（第２実施の形態）図３は、本発明の第２実施の形態を説明するための車速とモータ発生トルクとの関係を示す図である。
【００３５】この第２実施の形態は、図１に示した構成において、第２の状態における第２の回生トルクＴ２の減少開始速度である第３の設定車速Ｖ３を、第１の状態において回生トルクがゼロとなる第２の設定車速Ｖ２よりも低速に設定したもので、その他の制御は第１実施の形態と同様である。
【００３６】従って、第２の実施の形態によれば、回生エネルギーの増大分が図３にハッチングを施して示す領域Ｅ３となるので、第１実施の形態の場合よりも回生エネルギーの回収効率を高めることができる。
【００３７】（第３実施の形態）図４は、本発明の第３実施の形態を説明するための車速とモータ発生トルクとの関係を示す図である。
【００３８】この第３実施の形態は、図１に示した構成において、第１の状態では第２の設定車速Ｖ２で回生トルクをゼロとした後、その回生トルクがゼロの状態を第３の設定車速Ｖ３よりも低速の第４の設定車速Ｖ４まで維持し、第４の設定車速Ｖ４からの低速領域でクリープトルクを発生させるようにしたもので、その他の制御は第２実施の形態と同様である。なお、第４の設定車速Ｖ４は、第１、第２の回生トルクＴ１、Ｔ２及び第１〜第３の設定車速Ｖ１〜Ｖ３と同様に、コントローラ４内のメモリに予め格納しておく。
【００３９】従って、第３の実施の形態によれば、回生エネルギーの増大分が図４にハッチングを施して示す領域Ｅ４となるので、第１の状態において、回生トルクがゼロとなる第２の設定車速Ｖ２を第１の設定車速Ｖ１の近傍に設定することで、第２の状態での回生エネルギーの回収効率をより高めることができる。
【００４０】本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記各実施の形態においては、第２の状態では車速ゼロで回生トルクをゼロとして、クリープトルクを発生させないようにしたが、車速ゼロの近傍の所定の低速で回生トルクをゼロとし、その所定の低速から車速ゼロの間で、第１の状態の場合よりも制限されたクリープトルクを発生させるように制御することもできる。また、本発明は、モータ１として３相ＡＣ誘導電動機を用いるものに限らず、ブラシレスＤＣモータ等の公知のモータを用いる電気自動車にも有効に適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明した本発明の電気自動車の走行制御方法によると、クリープ制御とブレーキペダルのオン・オフによる回生トルクの切り換え制御とを組み合わせ、ブレーキペダルがオン時の第２の状態では、ブレーキペダルがオフ時の第１の状態における回生トルクの減少開始速度である第１の設定車速よりも低速の第３の設定車速から回生トルクが減少を開始すると共に、クリープトルクの発生が制限されるので、簡単な制御で、スムーズな減速感が得られる共に、回生エネルギーの回収効率を高めることができる。
【００４２】更に、本発明の電気自動車の走行制御装置によると、シフトポジション検出手段、ブレーキ操作検出手段、アクセル操作検出手段及び車速検出手段は、電気自動車に通常搭載されているものを利用でき、またコントロール手段も通常搭載されている電子制御ユニットをロジック変更することで容易に対処することができるので、部品の追加を伴うことなく、簡単に実施することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３４８
【氏名又は名称】富士重工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１２年１月３１日（２０００．１．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１００３５４
【弁理士】
【氏名又は名称】江藤 聡明
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−２１８３０３（Ｐ２００１−２１８３０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月１０日（２００１．８．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２１１５７（Ｐ２０００−２１１５７） |
|