| 【発明の名称】 |
電気自動車のモータ制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】今井 貞雄
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目３３番８号 三菱自動車工業株式会社内
【氏名】堀井 裕介
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目３３番８号 三菱自動車工業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】勾配に拘らず後退速度を小さくして車両の後退を抑制する。
【解決手段】シフトレバー２２の操作信号により車両がＤレンジもしくはＬレンジであることが検出され且つ回転センサ１８により車両が後退状態にあることが検出されたときに、回転センサ１８で検出された後退車速に基づいて車両の後退を抑制するように後退車速制御手段２１によりモータ１１の出力を制御し、勾配に拘らず後退速度を小さくして車両の後退を抑制する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両走行用の電気モータを備えた電気自動車のモータ制御装置において、上記車両が前進走行モードにあるか後退走行モードにあるかを判定する前進後退判定手段と、上記車両の後退を検出する車両後退検出手段と、上記車両の後退車速を検出する後退車速検出手段と、上記車両が前進走行モードで且つ後退状態にあるときに上記後退車速検出手段により検出された後退車速に基づいて上記車両の後退を抑制するように上記電気モータの出力を制御する後退車速制御手段とを有することを特徴とする電気自動車のモータ制御装置。
【請求項２】 車両走行用の電気モータを備えた電気自動車のモータ制御装置において、上記車両が前進走行モードにあるか後退走行モードにあるかを判定する前進後退判定手段と、上記車両の後退を検出する車両後退検出手段と、上記車両の後退車速を検出する後退車速検出手段と、上記車両が前進走行モードで且つ後退状態にあるときに所定の後退車速を越えないように上記電気モータの出力を制御する後退車速制御手段とを有することを特徴とする電気自動車のモータ制御装置。
【請求項３】 請求項１もしくは請求項２において、ブレーキの踏み込み状態に応じてクリープトルクを発生させるクリープ制御手段を備え、上記ブレーキの踏み込み状態が所定値以上のときに上記後退車速制御手段による制御を選択し上記ブレーキの踏み込み状態が上記所定値未満のときに上記クリープ制御手段を選択する選択手段を有することを特徴とする電気自動車のモータ制御装置。
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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、電気モータにより駆動力を得る電気自動車のクリープ走行における電気モータの出力を制御する電気自動車のモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス性状や燃費向上、騒音低下等を図るために、電気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。この中には、電気モータにより駆動力を得、内燃機関（エンジン）により発電機を駆動して電気モータの電源となる電力を発電する、所謂シリーズ式ハイブリッド車や、電気モータとエンジンとを駆動源とし、両者を走行状態により切り換えて走行する、所謂パラレル式ハイブリッド車も含まれる。いずれも、電気モータ走行時には、主にアクセルペダルとブレーキペダルの操作状況に応じて電気モータの出力をモータ制御装置により制御して通常車と同等の運転操作を確保している。
【０００３】ところで、一般的に電気自動車には、停車中はモータ回転が止められるが、停車中でもトルクコンバータ式自動変速機を搭載した車両のようなクリープ力が欲しいとの要望もあり、近年ではこのクリープ力を付与する技術も開発されている。そして、クリープ走行時には、ブレーキペダルの踏み込み量により目標クリープ車速を演算し、これに応じて電気モータを制御する方法も考えられる。この場合、ブレーキペダルの踏み込み量が一定以上の場合には目標クリープ車速を０Km/h（クリープ禁止領域）とし、クリープトルクを発生させないようにすることが好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のモータ制御装置によるクリープトルクの制御は、ブレーキペダルの踏み込み量が一定以上の場合には目標クリープ車速を０Km/hとした場合、平坦路では問題ない。しかし、前進走行レンジの登坂路発進時に徐々にブレーキペダルを放した時、クリープ禁止領域ではクリープトルクが発生しないため、走行抵抗（主に勾配抵抗）がブレーキペダルの踏み込みによるブレーキ力よりも大きい領域では車両は速度を増しながら後退することになってしまう。
【０００５】このような時に、電気モータの出力を制御してクリープ車速が０Km/hになるように維持して全く後退しないようにすることも考えられる。しかし、クリープ車速が０Km/hになるように維持するためには、電気モータから所定値のトルク（クリープ車速を０Km/hに維持するトルク）を出力し続ける必要があり、一定の素子（インバータの素子）に電流が流れ続ける状態になる。このため、長時間にわたり車両が全く後退しないようにすると、電気モータ側の負担が大きくなり、素子の劣化につながることになる。
【０００６】本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、登坂路等の発進時に車両の後退を検出した場合に後退を抑制するトルクを電気モータに発生させることができる電気自動車のモータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、前進後退判定手段により車両が前進走行モードであることが検出され且つ前進後退判定手段により車両が後退状態にあるときに、後退車速検出手段により検出された後退車速に基づいて車両の後退を抑制するように後退車速制御手段により電気モータの出力を制御し、勾配に拘らず後退速度を小さくして車両の後退を抑制できるようにしたものである。
【０００８】上記目的を達成するため請求項２に係る本発明では、前進後退判定手段により車両が前進走行モードであることが検出され且つ前進後退判定手段により車両が後退状態にあるときに、所定の後退車速を越えないように電気モータの出力を制御し、ある程度の後退を許容した状態で車両の後退を抑制できるようにして電気モータの負荷を低減するようにしたものである。
【０００９】この場合、後退車速が大きくなるにしたがって電気モータのトルクを増加させることで、車両の後退が抑制される。トルクの増加は、後退車速に比例して直線状に増加させてもよいし、二次曲線状に後退車速が大きい領域で増加割合を増してもよい。
【００１０】そして、請求項３に係る本発明では、ブレーキの踏み込み状態に応じてクリープトルクを発生させるクリープ制御手段を備え、選択手段により、ブレーキの踏み込み状態が所定値以上のときに後退車速制御手段による制御を選択しブレーキの踏み込み状態が所定値未満のときにクリープ制御手段を選択し、クリープ制御と後退を抑制する制御とを両立させるようにしたものである。
【００１１】
【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モータ制御装置を備えた電気自動車の概略構成、図２にはモータ制御装置のブロック構成、図３にはブレーキペダル踏み込み量と目標車速との関係、図４にはモータ回転速度とモータトルクとの関係、図５には後退抑制制御のフローチャートを示してある。
【００１２】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台の電気モータ（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。
【００１３】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。
【００１４】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。また、モータ１の回転状況を検出する車両後退検出手段及び後退車速検出手段としての回転センサ（レゾルバ）１８が設けられ、モータ１の回転速度及び回転方向が検出される。
【００１５】図２に示すように、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。
【００１６】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１の出力が制御されるようになっている。
【００１７】クリープ制御手段１６では、ブレーキペダル１２の踏み込み量に応じて目標クリープ車速が設定されている。即ち、図３に示すように、所定の踏み込み量まで一定の目標クリープ車速が設定され、ある踏み込み量以上で目標クリープ車速が徐々に減少し、所定の踏み込み量以上でクリープ車速が０Km/hになる（クリープ禁止領域）ように、ブレーキペダル１２の踏み込み量と目標車速との関係が設定されてマップ化されている。
【００１８】また、図２に示すように、回転センサ１８の検出信号及び前進後退判定手段としてのシフトレバー２２の操作信号がＥＣＵ１５に入力され、回転センサ１８の検出信号により車両の後退が検出されると共に後退車速が検出され、シフトレバー２２の操作信号により車両が前進走行モード（ＤレンジもしくはＬレンジ）にあるか後退走行モード（Ｒレンジ）にあるかが判定される。
【００１９】また、図２に示すように、ＥＣＵ１５には後退車速制御手段２１が備えられ、後退車速制御手段２１では、車両が前進走行モードで且つ後退状態にあるときに後退車速に基づいて車両の後退を抑制するようにモータ１の出力が制御される。車両の後退を抑制する場合、所定の後退車速を越えないようにモータ１の出力が制御される。即ち、図４に示すように、モータ回転速度に応じてモータトルクが設定され、前進側ではモータトルクは０にされ、後退側で回転速度（後退車速）が大きくなるのに比例してモータトルクが増加するようにモータ回転速度とモータトルクとの関係が設定されてマップ化されている。
【００２０】尚、モータトルクの増加は、後退車速に比例して直線状に増加させるだけでなく、後退車速が大きい領域で二次曲線状に増加割合を増してもよい。二次曲線状に増加割合を増すことで、大きな勾配に対しても確実に車両の後退を抑制することができる。
【００２１】このため、勾配に拘らず後退速度を小さくして車両の後退が抑制され、ある程度の後退を許容した状態で車両の後退を抑制してモータ１の負荷を低減することができる。つまり、クリープ車速が０Km/hになるように維持するために、モータ１から所定値のトルクを出力し続ける必要がなくなり、一定の素子（インバータの素子）に電流が流れ続ける状態になることをなくし、モータ１側の負担が大きくなって素子の劣化につながることがない。
【００２２】更に、図２に示すように、ＥＣＵ１５には選択手段２４が設けられ、選択手段２４では、ブレーキペダル１２の踏み込み量が所定値以上、即ち、クリープ禁止領域の踏み込み量のときに後退車速制御手段２１での制御を選択し、ブレーキペダル１２の踏み込み量が所定値未満、即ち、クリープ禁止領域に至るまでの踏み込み量のときにクリープ制御手段１６での制御を選択する。このため、クリープ制御と車両の後退を抑制する制御とを両立させることができる。
【００２３】図５に基づいてＥＣＵ１５における後退制御の処理状況を説明する。
【００２４】ステップＳ１でブレーキペダル１２の踏み込み量に応じてクリープ禁止領域か否かが判断され、クリープ禁止領域ではないと判断された場合、ステップＳ２に移行してクリープ制御手段１６によりクリープ制御が実施され、リターンとなる。つまり、図３のマップに基づいて目標クリープ車速が導出され、目標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。
【００２５】ステップＳ１でクリープ禁止領域であると判断された場合、ステップＳ３で車両の後退が検知される。つまり、ステップＳ３では、クリープ禁止領域の時に、登坂路発進等、シフトレバー２２の位置がＤレンジもしくはＬレンジで、回転センサ１８の検出信号により車両の後退が検出されたか否かが判断される。ステップＳ３で車両の後退が検知されると、ステップＳ４に移行して後退制御手段２１により後退を抑制する制御が実施され、リターンとなる。ステップＳ３で車両の後退が検知されない場合、そのままリターンとなる。
【００２６】ステップＳ４では、回転センサ１８の検出信号により後退車速が検出され、図４のマップに基づいてモータトルクが導出され、後退車速に応じたモータトルクによりモータ１の出力が制御される。モータトルクは後退車速が大きくなるにしたがって増加するようになっているので、ある一定以上に後退車速が大きくならないように車両の後退が抑制される。つまり、後退車速が大きくなるにしたがってモータトルクが増加するマップに基づいてモータ１の出力を制御しているため、所定の後退車速を越えない状態で車両の後退が抑制されるように、車両の後退が抑制される。
【００２７】このため、登坂路発進等でシフトレバー２２の位置がＤレンジもしくはＬレンジの時に車両が後退し始めても、車速に応じたモータトルクと走行抵抗（主に勾配抵抗）からブレーキペダル１２の踏み込みによるブレーキ力を減じた力が釣り合った時点車速が安定し、後退車速が増すことがない。この時、ブレーキペダル１２を踏み増すことにより、走行抵抗（主に勾配抵抗）とブレーキペダル１２の踏み込みによるブレーキ力とが等しくなった時点で車両は停止する。
【００２８】従って、勾配に拘らず後退速度を小さくして車両の後退が抑制され、ある程度の後退を許容した状態で車両の後退を抑制してモータ１の負荷を低減することができる。クリープ車速が０Km/hになるように維持するために、モータ１から所定値のトルクを出力し続ける必要がなくなり、一定の素子（インバータの素子）に電流が流れ続ける状態になることをなくし、モータ１側の負担が大きくなって素子の劣化につながることがない。
【００２９】車両が前進するまでのクリープトルクを発生させると、目標車速が０Km/hの領域で車両が前進することになり、フィーリングが悪化するが、ある程度の後退を許容した状態で車両の後退を抑制しているので、フィーリングが悪化する虞がない。また、車両が前進するまでのクリープトルクを発生させた時に車両を停止させるには、モータトルク以上のブレーキ力が得られるまでブレーキペダル１２を踏み込む必要があるが、ある程度の後退を許容しているので、モータトルク以上のブレーキ力が得られるまでブレーキペダル１２を踏み込む必要がない。
【００３０】
【発明の効果】請求項１に係る本発明では、前進後退判定手段により車両が前進走行モードであることが検出され且つ前進後退判定手段により車両が後退状態にあるときに、後退車速検出手段により検出された後退車速に基づいて車両の後退を抑制するように後退車速制御手段により電気モータの出力を制御するようにしたので、勾配に拘らず後退速度を小さくして車両の後退を抑制することができる。この結果、登坂路等の発進時における運転フィーリングを向上させることが可能となる。
【００３１】請求項２に係る本発明では、前進後退判定手段により車両が前進走行モードであることが検出され且つ前進後退判定手段により車両が後退状態にあるときに、所定の後退車速を越えないように電気モータの出力を制御するようにしたので、ある程度の後退を許容した状態で車両の後退を抑制できるようにして電気モータの負荷を低減することができる。この結果、電気モータの劣化を抑制して登坂路等の発進時における運転フィーリングを向上させることが可能となる。
【００３２】請求項３に係る本発明では、ブレーキの踏み込み状態に応じてクリープトルクを発生させるクリープ制御手段を備え、選択手段により、ブレーキの踏み込み状態が所定値以上のときに後退車速制御手段による制御を選択しブレーキの踏み込み状態が所定値未満のときにクリープ制御手段を選択するようにしたので、クリープ制御と後退を抑制する制御とを両立させることができる。
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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
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目３３番８号
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| 【出願日】 |
平成１３年８月１０日（２００１．８．１０） |
| 【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２００３−６１２０５（Ｐ２００３−６１２０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年２月２８日（２００３．２．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２４３１４７（Ｐ２００１−２４３１４７） |
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