JP2003061205A - 電気自動車のモータ制御装置 - Google Patents

電気自動車のモータ制御装置

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JP2003061205A
JP2003061205A JP2001243147A JP2001243147A JP2003061205A JP 2003061205 A JP2003061205 A JP 2003061205A JP 2001243147 A JP2001243147 A JP 2001243147A JP 2001243147 A JP2001243147 A JP 2001243147A JP 2003061205 A JP2003061205 A JP 2003061205A
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motor
creep
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Sadao Imai
貞雄 今井
Yusuke Horii
裕介 堀井
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Abstract

(57)【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。

Description

【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１
１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）１
８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１
６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１
８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２
１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Ｓ
２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２
２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１
２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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】モータ制御装置のブロック構成図。
【図３】ブレーキペダル踏み込み量と目標車速との関係
を表すマップ。
【図４】モータ回転速度とモータトルクとの関係を表す
マップ。
【図５】後退抑制制御のフローチャート。
【符号の説明】 １ 電気モータ（モータ） ２ エンジン ７ 発電機 ８ バッテリ １３ 踏み込みセンサ １４ 車速センサ １５ 制御装置（ＥＣＵ） １６ クリープ制御装置 １８ 回転センサ ２１ 後退制御手段 ２２ シフトレバー ２３ 選択手段
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO06 PO09 PU08 PU24 PU26 PV09 QE01 QE04 QH06 QI04 QN03 RB21 SE04 TB01 TO01 TO21 TO23 TO30

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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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