JP2000115906A - 電気自動車のモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキオフ時の振動の発生を防止する。 【解決手段】 通常の状態（Ｓ１１）では、アクセルオ
フ時のトルクＴａ＋ブレーキ回生トルクＴｋの和によ
り、モータトルクを決定する。アクセルオフ時のトルク
Ｔａは、モータ回転数Ｎ２以下で、力行のクリープトル
ク発生となる。また、モータ回転数がＮ１より大きい時
にブレーキが踏まれていると、ブレーキ回生トルクＴｋ
は減速トルクを発生している。そこで、減速からクリー
プトルクに移行するとショックが発生する。ブレーキオ
ン状態で、モータ回転数ＮｅがＮ１＜Ｎｅ＜Ｎ２となっ
た場合に、クリープ禁止状態に移行する（Ｓ１２）。こ
の状態では、アクセルオフ時のトルクＴａを０にするこ
とで、クリープトルクの発生を防止してショックの発生
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの駆動によ
り走行する電気自動車の駆動用のモータを制御するモー
タ制御装置、特にブレーキオフ後の振動抑制に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、モータの駆動により走行する
電気自動車が知られており、アクセルの踏み込み量に応
じてモータの出力トルクを制御して走行する。一方、減
速時には、通常の機械ブレーキの他に回生制動が利用さ
れる。これはモータを発電機として作用させ、モータに
負のトルク（回生トルク）を発生させるものであり、発
電電力はバッテリの充電に用いられる。ブレーキペダル
が踏み込まれたときには、その踏み込み量に応じた減速
力が必要であり、回生トルクで不足する減速を機械的ブ
レーキによって補う。また、アクセルペダルのオフ時の
エンジンブレーキ相当の減速は回生トルクのみで行って
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、このような電
気自動車において、ブレーキを踏み込んで減速している
状態からブレーキを離したときに、振動が発生する場合
がある。これについて調査したところ、モータ回転数が
所定の低回転数であり、ブレーキを離した際にクリープ
モードによる力行トルクが発生し、トルクの向きが急激
に変化することが原因であることが分かった。

【０００４】本発明は、この振動を抑制できる電気自動
車のモータ制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータの駆動
により走行する電気自動車の駆動用のモータを制御する
モータ制御装置であって、ブレーキがオンからオフに変
化した時に、所定の期間力行トルクの発生を禁止するこ
とを特徴とする。このように、力行トルクの発生を禁止
することで振動の発生を防止できる。アクセルがオフの
時には、モータ回転数が所定値以上で、エンジンブレー
キ相当の回生トルクが発生し、所定回転数以下で小さな
力行トルクであるクリープトルクが発生する。ブレーキ
がオンの場合には、ブレーキ用の回生トルクを発生す
る。そこで、ブレーキがオンからオフに変わり、そのと
きのモータ回転数がクリープトルク発生の回転数であっ
た場合には、トルクの変化が大きくなり、振動が発生す
る。クリープトルクの発生を禁止することで、振動の発
生を防止できる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【０００６】図１は、本実施形態の制御装置が適用され
た電気自動車の要部を示すブロック図であり、バッテリ
１０には、インバータ１２を介しモータ１４が接続され
ている。このモータ１４は永久磁石モータや誘導モータ
で構成されており、バッテリ１０からの直流電力がイン
バータ１２によってトルク指令に応じた三相交流電流に
変換されモータ１４に供給される。

【０００７】インバータ１２には、コントローラ２０が
接続されており、このコントローラ２０がインバータ１
２の動作を制御する。モータ１４には、そのロータ位置
を検出する位置センサ２２が取り付けられている。位置
センサ２２はホール素子などで構成されている。また、
インバータ１２からモータ１４への電流経路には電流セ
ンサ２４が取り付けられている。そして、位置センサ２
２及び電流センサ２４の検出値がコントローラ２０に供
給されている。

【０００８】コントローラ２０には、アクセル、ブレー
キの操作状況についての信号が供給されており、コント
ローラ２０はこれら信号からモータの出力トルク指令を
決定する。そして、モータ１４の出力トルクが、決定さ
れた出力トルク指令に一致するように、インバータ１２
を制御してモータ１４への駆動電流を制御する。なお、
位置センサ２２の検出値に応じてモータ駆動電流の位相
を制御し、電流センサ２４の検出値によりモータ駆動電
流をフィードバック制御している。

【０００９】ここで、コントローラ２０において発生す
る出力トルクとモータ回転数の関係について、図２に示
す。まず、アクセルがオフの場合の出力トルク指令Ｔａ
は、所定の低回転数Ｎ２以下の場合に回転数が低くなる
に従って大きくなるクリープトルク（ゆっくり進む程度
のトルク）を発生するようになっている。また、回転数
Ｎ２以上では、回転数の増加に応じて大きくなるエンジ
ンブレーキ相当の回生トルクを発生する。従って、アク
セル及びブレーキをオフした状態では、モータ回転数Ｎ
２に対応した速度で、ゆっくり走行する。これは、通常
のＡＴ車と同様である。なお、クリープトルクとエンジ
ンブレーキ相当の回生トルクの傾きは、回転数Ｎ２の前
後で同一になっており、ここでショックが発生しないよ
うになっている。

【００１０】また、ブレーキがオンの時には、ブレーキ
回生トルクＴｋを発生する。これは、モータ回転数が所
定値以下では、Ｎ１の時に０になるように回転数が低く
なるに従って、ブレーキ回生トルクが小さくなるように
なっている。回生トルクは、モータ回転数が小さくなる
と必然的に小さくなるため、このような特性になってお
り、停止の際の減速力などは機械的ブレーキによって得
ている。

【００１１】機械的ブレーキの減速トルクを無視した、
モータ１４における出力トルク指令ＴＣＯは、上述のア
クセルオフ時のトルクＴａとブレーキ回生トルクＴｋの
和（ＴＣＯ＝Ｔａ＋Ｔｋ）になる。

【００１２】ここで、ブレーキが踏み込まれている状態
で、モータ回転数がＮ１とＮ２の間に入り、ここでブレ
ーキが離されると、ブレーキ回生トルクが発生していた
状態からクリープトルク発生の状態に変化する。

【００１３】ここで、ブレーキペダルを踏み込んだ場
合、ブレーキオイルの配管系に油圧が発生し、この油圧
に応じて、減速トルク指令を発生するようになってい
る。そこで、ブレーキペダルをオフした後も所定時間
（時間ｔ）は、油圧が残留し、瞬時に減速トルク指令が
０になるわけではない。

【００１４】このため、ブレーキをオフした後、時間ｔ
でそのときの回転数に応じたクリープトルクに移行す
る。しかし、この変化は、エンジンブレーキ相当の回生
トルクからクリープトルクへの移行に比べ急峻であり、
ここでショック（振動）が発生する。

【００１５】本実施形態では、クリープを禁止すること
によって、このようなショックの発生を防止する。この
制御の状態遷移を図３に示す。まず、通常状態では、ト
ルク指令ＴＣＯ＝Ｔａ＋Ｔｋとする（Ｓ１１）。そし
て、ブレーキオン、モータ回転数ＮｅがＮ１＜Ｎｅ＜Ｎ
２、Ｔｋ＜０というショックが発生する状態に入った場
合には、クリープ禁止状態に入る（Ｓ１２）。このクリ
ープ禁止状態では、ＴＣＯ＝Ｔｋとして、クリープトル
クの発生を禁止する。そして、このクリープ禁止状態
は、ブレーキのオフ後時間ｔは継続する。

【００１６】ブレーキオフ後時間ｔを経過した場合に
は、クリープ許可状態に移行する（Ｓ１３）。このクリ
ープ許可状態は、ＴＣＯ＝Ｔａ^*＋Ｔｋというトルク指
令を発生する。このＴａ^*は、上述のＴａより小さい値
であり、時間に従ってＴａに近づく。例えば、Ｔａ^*＝
α（ｔ）・Ｔａであり、α（ｔ）が０．５程度から１に
向けて変化する変数とする。これによって、クリープ許
可状態において、出力トルク指令ＴＣＯを徐々に変化さ
せることができ、ショックの発生を防止することができ
る。

【００１７】また、Ｓ１２のクリープ禁止状態またはＳ
１３のクリープ許可状態において、モータ回転数Ｎｅが
Ｎ１以下またはＮ２以上（Ｎｅ≦Ｎ１ｏｒＮｅ≧Ｎ２）
になった場合には、ショック発生のおそれはないため、
Ｓ１１の通常状態に移行する。さらに、ブレーキオフの
状態で、モータ回転数ＮｅがＮ１＜Ｎｅ＜Ｎ２になった
場合にも、Ｓ１３のクリープ許可状態に移り、クリープ
トルクを徐々に変化する制御を行う。これによって、減
速過程におけるクリープトルクを徐々に変化するように
して、より適切なモータ駆動制御を行うことができる。

【００１８】図４に、モータトルク指令ＴＣＯの時間変
化を示す。従来の制御では、ブレーキオフの時点から、
時間ｔ経過の間にそのときのモータ回転数に応じてクリ
ープトルクの発生に移る。このため、トルクの変化が急
峻になる。一方、本実施形態では、時間ｔが経過するま
での間、アクセルオフ時のトルクＴａが０になるため、
クリープトルクは発生しない。従って、モータトルク指
令ＴＣＯは速やかに０に移行し、０の状態を保つ。そし
て、時間ｔ経過後も徐々にクリープトルクが発生される
ため、ショックの発生を効果的に防止することができ
る。

【００１９】なお、上述の例では、クリープ禁止状態に
おける時間ｔの経過後、クリープ許可状態に移行した
が、必ずしもクリープ許可状態を設ける必要はなく、モ
ータ回転数が（Ｎｅ≦Ｎ１ｏｒＮｅ≧Ｎ２）になったと
きに通常状態に戻るだけでもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブレーキのオンからオフへの変化時において、力行トル
クの発生を禁止することで、ブレーキトルクからクリー
プトルクへの急激なトルク変化の発生を防止し、振動の
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の装置が適用された電気自動車の要
部を示すブロック図である。

【図２】 モータ回転数とモータトルク指令の関係を示
す図である。

【図３】 制御の状態遷移を示す図である。

【図４】 ブレーキオフ時のモータトルクの時間変化を
示す図である。

【符号の説明】

１０ バッテリ、１２ インバータ、１４ モータ、２
０ コントローラ、２２ 位置センサ、２４ 電流セン
サ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの駆動により走行する電気自動車
   の駆動用のモータを制御するモータ制御装置であって、 ブレーキペダルがオンからオフに変化した時に、所定の
   期間力行トルクの発生を禁止することを特徴とする電気
   自動車のモータ制御装置。