JP2003199205A - 電気自動車のモータトルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気自動車におけるＰＤＵの過熱防止とスム
ーズな坂道発進を図る。 【解決手段】 電気自動車が登坂時に停止したのち発進
するときに、アクセル開度から決定されるターゲットト
ルク２と、登坂可能最大勾配において停止保持可能なト
ルクから定まる最大勾配ホールド可能トルクと、登坂可
能最大勾配において登坂開始可能なトルクから定まる最
大勾配登坂開始トルク値と、ブレーキを踏みつつアクセ
ルペダルを踏んでいる際に出力可能なトルクから定まる
ブレーキ時許容最大トルク値と、を比較し、ターゲット
トルク２が最大勾配ホールド可能トルク値を越えてから
最大勾配登坂開始トルク値に達するまでは、ターゲット
トルク３を最大勾配ホールド可能トルク値に制限し、タ
ーゲットトルク２がブレーキ時許容最大トルク値以上に
なってからブレーキが解除されるまではターゲットトル
ク３をブレーキ時許容最大トルク値に制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気自動車のモ
ータトルク制御装置に関し、特に、ストール状態脱出時
のモータトルク制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動モータを駆動源として走行する電気
自動車は、エネルギーストレージ（バッテリーやキャパ
シタ等）やインバータ等からなるパワードライブユニッ
ト（以下、ＰＤＵと略す）によって走行用モータが制御
される。この場合に、ＰＤＵの過熱保護を目的としてト
ルク制限を設けることがある。この電気自動車では、ス
トール時のモータトルク制御を最適化することによりＰ
ＤＵの小型化が可能となる。つまり、ストール時におい
てモータに高トルクで連続出力可能にすると、放熱性な
どの関係からＰＤＵが大型化してしまうので、高トルク
での出力時間を制限する時間定格を設けるとともに、高
トルクを有効に使用するトルク制御を行うようにする
と、ＰＤＵの小型化が可能となる。ここで、電気自動車
におけるストールとは、車両停止状態でモータに電力が
供給されている状態を言い、例えば、ブレーキを作動さ
せた車両停止状態でアクセルペダルを踏み込んでいる時
や、登坂路において車両がずり下がる力とモータの駆動
力により車両が登坂路を登ろうとする力が平衡している
時などは、代表的なストール状態である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、登坂路
においてパーキングブレーキ（あるいはブレーキ）とア
クセルペダルを併用（両踏み）して坂道発進を行う場
合、運転者は通常、アクセルペダルを踏み込んでからパ
ーキングブレーキを開放する（または、ブレーキを離
す）操作を行う。しかし、このブレーキ開放までの間
に、モータは高トルクを連続して出力してしまうときが
あり、その場合にＰＤＵの小型化に伴い高トルク時の時
間定格が設定されていると、この時間定格は極めて短い
ので、パーキングブレーキを解除した（あるいはブレー
キを離した）時点では、ＰＤＵの過熱保護を目的とする
トルク制限が働いてしまい、その結果、電気自動車は充
分な駆動力を得られずに登坂できない場合がある。そこ
で、この発明は、ＰＤＵおよびモータの過熱防止を図り
つつ、スムーズな坂道発進を可能とする電気自動車のモ
ータトルク制御装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、モータ（例えば、後述
する実施の形態におけるモータ１）によって駆動され走
行する電気自動車に設けられ、該電気自動車が登坂時に
停止したのち発進するときに、アクセル開度から決定さ
れる前記モータの目標トルク（例えば、後述する実施の
形態におけるターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２））が
所定値（例えば、後述する実施の形態における最大勾配
ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬ）を越えた場合に、
前記モータに対する指令トルク（例えば、後述する実施
の形態におけるターゲットトルク３（ＱＴＭＡＰ３））
を前記所定値に制限する目標トルク補正手段（例えば、
後述する実施の形態における目標トルク補正手段２３）
を備えることを特徴とする電気自動車のモータトルク制
御装置である。このように構成することにより、坂道発
進時に、モータやこれを駆動するパワードライブユニッ
トが過熱するのを防止することが可能になる。

【０００５】請求項２に記載した発明は、請求項１に記
載の発明において、前記モータの回転方向および回転数
に基づいて、前記目標トルク補正手段によるトルク制限
が行われることを特徴とする。このように構成すること
により、ストール状態か否かの判別が確実にでき、スト
ール状態の時だけに限定してトルク制限を実行すること
が可能になる。

【０００６】請求項３に記載した発明は、請求項２に記
載の発明において、前記所定値は、前記電気自動車が登
坂可能な最大勾配において停止保持可能なトルクから定
まる第１のトルク値（例えば、後述する実施の形態にお
ける最大勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬ）であ
り、前記目標トルクが、前記電気自動車が登坂可能な最
大勾配において登坂開始可能なトルクから定まる第２の
トルク値（例えば、後述する実施の形態における最大勾
配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨ）以上になった場合
に、前記目標トルク補正手段によるトルク制限が解除さ
れることを特徴とする。このように構成することによ
り、モータやこれを駆動するパワードライブユニットが
過熱するのを防止しつつ、スムーズに坂道発進を行うこ
とが可能になる。

【０００７】請求項４に記載した発明は、モータ（例え
ば、後述する実施の形態におけるモータ１）によって駆
動され走行する電気自動車に設けられ、該電気自動車が
登坂時に停止したのち発進するときに、アクセル開度か
ら決定される前記モータの目標トルク（例えば、後述す
る実施の形態におけるターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２））と、前記電気自動車が登坂可能な最大勾配におい
て停止保持可能なトルクから定まる第１のトルク値（例
えば、後述する実施の形態における最大勾配登坂開始ト
ルク値＃ＱＳＴＬＨ）と、前記電気自動車が登坂可能な
最大勾配において登坂開始可能なトルクから定まる第２
のトルク値（例えば、後述する実施の形態における最大
勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨ）と、前記電気自動
車のブレーキ作動時に発生可能なトルクから定まる第３
のトルク値（例えば、後述する実施の形態におけるブレ
ーキ時許容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫ）と、を比較
し、前記目標トルクが前記第１のトルク値を越えてから
第２のトルク値に達するまでは前記モータに対する指令
トルク（例えば、後述する実施の形態におけるターゲッ
トトルク３（ＱＴＭＡＰ３））を前記第１のトルク値に
制限し、前記目標トルクが前記第３のトルク値以上にな
ってから前記ブレーキの作動が解除されるまでは前記モ
ータに対する指令トルクを前記第３のトルク値に制限す
る目標トルク補正手段（例えば、後述する実施の形態に
おける目標トルク補正手段２３）を備えることを特徴と
する電気自動車のモータトルク制御装置である。このよ
うに構成することにより、目標トルクが第１のトルク値
から第２のトルク値の間にある場合にはモータに対する
指令トルクが第１のトルク値に制限され、目標トルクが
第３のトルク値を越えてブレーキが解除されるまではモ
ータに対する指令トルクが第３のトルク値に制限される
ので、坂道発進時に、モータやこれを駆動するパワード
ライブユニットが過熱するのを防止することが可能にな
り、また、ブレーキが解除された後、スムーズに坂道発
進を行うことが可能になる。

【０００８】請求項５に記載した発明は、請求項４に記
載の発明において、前記目標トルクが前記第３のトルク
値以上になってから所定時間が経過した場合は、前記モ
ータに対する指令トルクを前記第１のトルク値に制限す
ることを特徴とする。このように構成することにより、
長時間に亘る第３のトルク値でのモータ駆動によるモー
タやパワードライブユニットの過熱を防止することが可
能になる。

【０００９】請求項６に記載した発明は、請求項１から
請求項５のいずれかに記載の発明において、前記モータ
は燃料電池からの電力によって駆動されることを特徴と
する。このように構成することにより、パワードライブ
ユニットの小型化により燃料電池自動車への搭載性が向
上するとともに、坂道発進時における電力消費を抑える
ことが可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る電気自動車
のモータトルク制御装置の一実施の形態を図１から図８
の図面を参照して説明する。図１は、この発明に係るモ
ータトルク制御装置を備えた電気自動車の概略構成図で
ある。この電気自動車においては、交流の走行用モータ
１が駆動輪２に接続されていて、モータ１の駆動力が駆
動輪２に伝達され車両は走行する。燃料電池からなるエ
ネルギーストレージ３の直流はインバータ４によって交
流に変換されモータ１に供給され、モータ１の出力は、
モータＥＣＵ（以下、ＭＯＴ−ＥＣＵと略す）６からの
指令に基づき、インバータ４によって制御される。な
お、この実施の形態において、エネルギーストレージ
３、インバータ４、ＭＯＴ−ＥＣＵ６はパワードライブ
ユニット（ＰＤＵ）を構成する。

【００１１】ＭＯＴ−ＥＣＵ６には、モータ１の回転数
を検出する回転数検出手段１１からの信号と、ブレーキ
油圧を検出するブレーキ油圧検出手段１２からの信号
と、サイドブレーキの作動・非作動を検出するサイドブ
レーキ検出手段１３からの信号と、アクセル開度（すな
わち、車両に対する負荷要求）を検出するアクセル開度
検出手段１４からの信号と、車両のシフト位置を検出す
るシフト位置検出手段１５からの信号と、モータ１の実
回転方向を検出する実回転方向検出手段１６からの信号
と、モータ１の相電流を検出する相電流検出手段１７か
らの信号と、インバータ４の出力電圧を検出するインバ
ータ電圧検出手段１８からの信号、が入力される。

【００１２】図２のブロック図に示すように、ＭＯＴ−
ＥＣＵ６は、モード判定手段２１と、目標トルク算出手
段２２と、目標トルク補正手段２３と、モータトルク制
御手段２４を備えている。モード判定手段２１は、回転
数検出手段１１の検出信号と、シフト位置検出手段１５
の検出信号と、実回転方向検出手段１６の検出信号か
ら、現時点のモードを判定する。目標トルク算出手段２
２は、モード判定手段２１の判定信号と、回転数検出手
段１１の検出信号と、アクセル開度検出手段１４の検出
信号から、モータ１の目標トルクを算出する。この目標
トルクは、後述するターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２）に対応する。目標トルク補正手段２３は、目標トル
ク算出手段２２の目標トルク信号と、回転数検出手段１
１の検出信号と、ブレーキ油圧検出手段１２の検出信号
と、サイドブレーキ検出手段１３の検出信号から、必要
に応じて目標トルクの補正を行う。モータトルク制御手
段２４は、目標トルク補正手段２３の補正後目標トルク
信号と、相電流検出手段１７の検出信号と、インバータ
電圧検出手段１８の検出信号に基づいて、インバータ４
への指令値を算出する。

【００１３】この電気自動車を坂道で停止させてストー
ル状態にした後、車両を発進させる時に、目標トルク補
正手段２３によって以下に詳述するモータトルク制御が
実行される。この実施の形態におけるストール時のモー
タトルク制御について、図３および図４のフローチャー
トと、図５および図６のタイムチャートに従って詳述す
る。図３および図４に示すフローチャートは、モータト
ルク制御ルーチンを示すものであり、このモータトルク
制御ルーチンは、ＭＯＴ−ＥＣＵ６によって一定時間
（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し実行される。

【００１４】ストール状態から坂道発進する場合、
（１）踏み込んでいたブレーキペダル（あるいは、パー
キングブレーキ）を開放した後に、アクセルペダルを踏
み込んでいく操作方法（以下、「ブレーキ・アクセル踏
み替え発進」と称す）と、（２）ブレーキペダルを踏み
込んだまま（あるいは、パーキングブレーキを作動させ
たまま）アクセルペダルを踏み込んでいき、その後ブレ
ーキペダル（あるいは、パーキングブレーキ）を開放し
ていく操作方法（以下、「ブレーキ・アクセル両踏み発
進」と称す）、の２つの操作方法が考えられる。図３お
よび図４に示すフローチャートには、これら２つの操作
方法による坂道発進時のモータトルク制御が記載されて
いるが、説明の都合上、それぞれの操作方法の場合に分
けて説明していく。なお、以下の説明では、パーキング
ブレーキを用いずにブレーキペダルを踏み込んで車両を
登坂路に停止させたのち、発進させる場合を想定してい
る。

【００１５】また、以下の説明において、ターゲットト
ルク２（ＱＴＭＡＰ２）は、アクセル開度から決定され
るモータ１の目標トルクであり、ターゲットトルク３
（ＱＴＭＡＰ３）は、実際にＭＯＴ−ＥＣＵ６からイン
バータ４を介してモータ１に指令される指令トルク（換
言すれば、補正後目標トルク）である。図７は、トルク
制限が行われない場合におけるストール時のアクセル開
度とモータトルクの関係を示しており、アクセル開度が
全閉でクリープトルクが発生し、所定開度に達するまで
アクセル開度の増大にしたがってモータトルクが一次関
数的に増大していき、前記所定開度に達した後は最大ト
ルクで一定となる。

【００１６】＜ブレーキ・アクセル踏み替え発進の場合
＞初めに、ブレーキ・アクセル踏み替え発進の場合のモ
ータトルク制御について説明する。ここでは、図５のタ
イムチャートに示すように、時刻ｔ１でブレーキペダル
を開放した後、時刻ｔ２からアクセルペダルを一定速度
で徐々に踏み込んでいく場合を想定する。この場合、時
刻ｔ１でブレーキを開放すると車両のずり下がりが発生
し、その結果、モータ１の回転方向は後転方向となり、
時刻ｔ２においてアクセルペダルが踏み込まれるまでの
間、後転方向のモータ回転数が増大していく。そして、
時刻ｔ２においてアクセルペダルが踏み込まれると、そ
れ以後は徐々に後転方向のモータ回転数が減少してい
く。

【００１７】まず、ステップＳ１０１において、モータ
移動平均回転数ＮＭＡＶＥがストール補正回転数値＃Ｎ
ＭＱＳＴＬ以上か否かを判定する。ここで、モータ移動
平均回転数ＮＭＡＶＥとは、車両が一定距離移動する間
のモータの平均回転数であり、モータ移動平均回転数Ｎ
ＭＡＶＥが、予め設定されたストール補正回転数値＃Ｎ
ＭＱＳＴＬよりも小さい場合にはストール状態であると
判断することができ、ストール補正回転数値＃ＮＭＱＳ
ＴＬ以上の場合には車両が十分に前進しているのでスト
ールではないと判断することができる。

【００１８】ステップＳ１０１における判定結果が「Ｎ
Ｏ」（ＮＭＡＶＥ＜＃ＮＭＱＳＴＬ）である場合は、ス
トール状態であるとして、ステップＳ１０２に進み、タ
ーゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）が最大勾配登坂開始
トルク値＃ＱＳＴＬＨ（第２のトルク値）以上か否かを
判定する。ここで、最大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴ
ＬＨとは、登坂可能な最大勾配において登坂開始可能な
トルク値である。ステップＳ１０２における判定結果が
「ＮＯ」（ＱＴＭＡＰ２＜＃ＱＳＴＬＨ）である場合
は、ステップＳ１０３に進み、ターゲットトルク２（Ｑ
ＴＭＡＰ２）が最大勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴ
ＬＬ（第１のトルク値）より大きいか否かを判定する。
ここで、最大勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬと
は、登坂可能な最大勾配において車両停止保持（ホール
ド）可能なトルク値であり、この最大勾配ホールド可能
トルク値＃ＱＳＴＬＬは、インバータ４を過熱させるこ
となく連続出力可能なトルク値である。

【００１９】ステップＳ１０３における判定結果が「Ｎ
Ｏ」（ＱＴＭＡＰ２≦＃ＱＳＴＬＬ）である場合は、ホ
ールド前のずり下がり状態（時刻ｔ１〜ｔ３）であるの
で、ステップＳ１０４に進んで、ターゲットトルク２
（ＱＴＭＡＰ２）をターゲットトルク３（ＱＴＭＡＰ
３）とする。これにより、アクセルペダルの踏み込みを
開始してから時刻ｔ３に至るまで（ｔ２〜ｔ３）は、タ
ーゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）を指令トルクとして
トルク制御が実行される。ステップＳ１０４の処理を実
行した後、ステップＳ１０５に進み、ストールトルクＬ
ｏ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＬがストールトルクＬｏ
時間値＃ＣＴＱＳＴＬＢＲＫＬ以上か否かを判定する。
ステップＳ１０５における判定結果が「ＮＯ」（ｃｔＱ
ＳＴＬＢＬ＜＃ＣＴＱＳＴＬＢＲＫＬ）である場合は、
ステップＳ１０６に進み、ストールトルクＬｏ経過カウ
ンタｃｔＱＳＴＬＢＬを加算して、本ルーチンの実行を
一旦終了する。

【００２０】一方、ステップＳ１０３における判定結果
が「ＹＥＳ」である場合、すなわち、ターゲットトルク
２（ＱＴＭＡＰ２）が最大勾配ホールド可能トルク値＃
ＱＳＴＬＬより大きい（ＱＴＭＡＰ２＞＃ＱＳＴＬＬ）
場合は、図４のステップＳ１０７に進み、最大勾配ホー
ルド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬをターゲットトルク３
（ＱＴＭＡＰ３）として、ステップＳ１０５に進む。こ
れにより、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）が最大
勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬを越えた後は、
最大勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬを指令トル
クとしてトルク制御が実行される。

【００２１】そして、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２）が最大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨ以上にな
ると、ステップＳ１０２における判定結果が「ＹＥＳ」
（ＱＴＭＡＰ２≧＃ＱＳＴＬＨ）となるので、ステップ
Ｓ１０８に進み、ストールトルクＨｉ経過カウンタｃｔ
ＱＳＴＬＢＨがストールトルクＨｉ経過時間＃ＣＴＱＳ
ＴＬＢＲＫＨ以上か否かを判定する。ステップＳ１０８
における判定結果が「ＮＯ」（ｃｔＱＳＴＬＢＨ＜＃Ｃ
ＴＱＳＴＬＢＲＫＨ）である場合は、ステップＳ１０９
に進んで、ストールトルクＨｉ経過カウンタｃｔＱＳＴ
ＬＢＨを加算する。さらに、ステップＳ１１０に進み、
ブレーキ油圧ＰＢＲＫがブレーキＯＦＦ範囲か否かを判
定する。ブレーキ・アクセル踏み替え発進の場合には、
時刻ｔ１におおいて既にブレーキをＯＦＦにしているの
で、ステップＳ１１０における判定結果は「ＹＥＳ」
（ブレーキＯＦＦ）となり、その結果、ステップＳ１１
１に進む。

【００２２】ステップＳ１１１ではターゲットトルク２
（ＱＴＭＡＰ２）をターゲットトルク３（ＱＴＭＡＰ
３）とし、次に、ステップＳ１１２に進んで、ストール
トルクＬｏ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＬをクリアして
本ルーチンの実行を一旦終了する。この結果、時刻ｔ４
以後は、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）を指令ト
ルクとしてモータ１のトルク制御が実行される。その
後、モータ移動平均回転数ＮＭＡＶＥがストール補正回
転数値＃ＮＭＱＳＴＬ以上になってストール状態から脱
出すると、ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥ
Ｓ」となるので、ステップＳ１１３に進み、ストールト
ルクＨｉ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＨをクリアして、
その後、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２の処理を
実行して、本ルーチンの実行を一旦終了する。

【００２３】以上のように、ブレーキ・アクセル踏み替
え発進の場合には、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２）が、最大勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬか
ら最大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨにある間は、
モータ１に対する指令トルクを最大勾配ホールド可能ト
ルク値＃ＱＳＴＬＬに制限しているので、この間にモー
タ１やインバータ４などが過熱するのを防止することが
でき、さらに、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）が
最大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨ以上になった時
にトルク制限を解除するので、その後、車両はスムーズ
に坂道発進することができる。

【００２４】＜ブレーキ・アクセル両踏み発進＞次に、
ブレーキ・アクセル両踏み発進の時のモータトルク制御
について説明する。ここでは、図６のタイムチャートに
示すように、時刻ｔ１１まではブレーキペダルを踏み込
むと同時にアクセルペダルを開放状態にしており、時刻
１１からブレーキペダルを踏み込んだままアクセルペダ
ルを一定速度で徐々に踏み込んでいき、時刻ｔ１５でア
クセル開度が全開となり、時刻ｔ１６でブレーキペダル
を開放する場合を想定する。

【００２５】この場合には、時刻ｔ１６まではブレーキ
ペダルが踏み込まれたままであるので、その間はアクセ
ルペダルを踏み込んでいてもモータ１の回転数は「０」
であり、すなわちモータ１は回転を停止している。この
点を除いて、アクセル・ブレーキ両踏み発進における時
刻ｔ１１〜ｔ１３は、アクセル・ブレーキ踏み替え発進
におけるｔ２〜ｔ４に対応し、その間の制御ステップ
は、アクセル・ブレーキ踏み替え発進の場合のステップ
Ｓ１０１〜Ｓ１０９と同じである。

【００２６】まず、ステップＳ１０１において、モータ
移動平均回転数ＮＭＡＶＥがストール補正回転数値＃Ｎ
ＭＱＳＴＬ以上か否かを判定し、ステップＳ１０１にお
ける判定結果が「ＮＯ」（ＮＭＡＶＥ＜＃ＮＭＱＳＴ
Ｌ）である場合は、ストール状態であるとして、ステッ
プＳ１０２に進み、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２）が最大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨ以上か否
かを判定する。ステップＳ１０２における判定結果が
「ＮＯ」（ＱＴＭＡＰ２＜＃ＱＳＴＬＨ）である場合
は、ステップＳ１０３に進み、ターゲットトルク２（Ｑ
ＴＭＡＰ２）が最大勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴ
ＬＬより大きいか否かを判定する。

【００２７】ステップＳ１０３における判定結果が「Ｎ
Ｏ」（ＱＴＭＡＰ２≦＃ＱＳＴＬＬ）である場合は、ス
テップＳ１０４に進んで、ターゲットトルク２（ＱＴＭ
ＡＰ２）をターゲットトルク３（ＱＴＭＡＰ３）とす
る。これにより、アクセルペダルの踏み込みを開始（時
刻ｔ１１）してから時刻ｔ１２に至るまでは、ターゲッ
トトルク２（ＱＴＭＡＰ２）を指令トルクとしてトルク
制御が実行される。ステップＳ１０４の処理を実行した
後、ステップＳ１０５に進み、ストールトルクＬｏ経過
カウンタｃｔＱＳＴＬＢＬがストールトルクＬｏ時間値
＃ＣＴＱＳＴＬＢＲＫＬ以上か否かを判定する。ステッ
プＳ１０５における判定結果が「ＮＯ」（ｃｔＱＳＴＬ
ＢＬ＜＃ＣＴＱＳＴＬＢＲＫＬ）である場合は、ステッ
プＳ１０６に進み、ストールトルクＬｏ経過カウンタｃ
ｔＱＳＴＬＢＬを加算して、本ルーチンの実行を一旦終
了する。

【００２８】一方、ステップＳ１０３における判定結果
が「ＹＥＳ」（ＱＴＭＡＰ２＞＃ＱＳＴＬＬ）である場
合、ステップＳ１０７に進み、最大勾配ホールド可能ト
ルク値＃ＱＳＴＬＬをターゲットトルク３（ＱＴＭＡＰ
３）として、ステップＳ１０５に進む。これにより、タ
ーゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）が最大勾配ホールド
可能トルク値＃ＱＳＴＬＬを越えた後は、最大勾配ホー
ルド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬを指令トルクとしてトル
ク制御が実行される。

【００２９】そして、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２）が最大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨ以上にな
ると、ステップＳ１０２における判定結果が「ＹＥＳ」
（ＱＴＭＡＰ２≧＃ＱＳＴＬＨ）となるので、ステップ
Ｓ１０８に進み、ストールトルクＨｉ経過カウンタｃｔ
ＱＳＴＬＢＨがストールトルクＨｉ経過時間＃ＣＴＱＳ
ＴＬＢＲＫＨ以上か否かを判定する。ステップＳ１０８
における判定結果が「ＮＯ」（ｃｔＱＳＴＬＢＨ＜＃Ｃ
ＴＱＳＴＬＢＲＫＨ）である場合は、ステップＳ１０９
に進んで、ストールトルクＨｉ経過カウンタｃｔＱＳＴ
ＬＢＨを加算する。ここまでは、アクセル・ブレーキ踏
み替え発進の場合と同じであり、これ以降がアクセル・
ブレーキ両踏み発進の場合に特有のステップとなる。

【００３０】すなわち、ブレーキ・アクセル両踏み発進
の場合には、時刻ｔ１３では未だブレーキペダルの踏み
込みを継続しているのでブレーキはＯＮ状態にあり、ス
テップＳ１１０における判定結果は「ＮＯ」（ブレーキ
ＯＮ）となる。したがって、ステップＳ１１０からステ
ップＳ１１４に進み、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２）がブレーキ時許容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫ
（第３のトルク値）よりも小さいか否かを判定する。こ
こで、ブレーキ時許容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫと
は、ブレーキを踏みつつアクセルペダルを踏んでいる際
に出力可能なモータトルクの最大値である。

【００３１】ステップＳ１１４における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（ＱＴＭＡＰ２＜＃ＱＳＴＬＢＲＫ）である場合
は、ステップＳ１１１に進み、ターゲットトルク２（Ｑ
ＴＭＡＰ２）をターゲットトルク３（ＱＴＭＡＰ３）と
し、さらに、ステップＳ１１２に進んで、ストールトル
クＬｏ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＬをクリアして、本
ルーチンの実行を一旦終了する。したがって、時刻ｔ１
４においてターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）がブレ
ーキ時許容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫに達するまで
の間（ｔ１３〜ｔ１４）は、ターゲットトルク２（ＱＴ
ＭＡＰ２）を指令トルクとしてトルク制御が実行され
る。

【００３２】そして、ステップＳ１１４における判定結
果が「ＮＯ」である場合、すなわち、ターゲットトルク
２（ＱＴＭＡＰ２）がブレーキ時許容最大トルク値＃Ｑ
ＳＴＬＢＲＫ以上である場合（ＱＴＭＡＰ２≧＃ＱＳＴ
ＬＢＲＫ）は、ステップＳ１１５に進み、ブレーキ時許
容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫをターゲットトルク３
（ＱＴＭＡＰ３）とし、さらにステップＳ１１２に進ん
でストールトルクＬｏ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＬを
クリアして、本ルーチンの実行を一旦終了する。したが
って、時刻ｔ１６においてブレーキペダルが開放されブ
レーキＯＦＦとなるまでの間（ｔ１４〜ｔ１６）は、ブ
レーキ時許容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫを指令トル
クとしてトルク制御が実行される。

【００３３】そして、ステップＳ１１０における判定結
果が「ＹＥＳ」（ブレーキＯＦＦ）である場合は、ター
ゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）をターゲットトルク３
（ＱＴＭＡＰ３）とし、さらに、ステップＳ１１２に進
んで、ストールトルクＬｏ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢ
Ｌをクリアして、本ルーチンの実行を一旦終了する。但
し、この場合、既に時刻ｔ１５においてアクセル開度が
全開になっているので、時刻ｔ１６以降はモータ１はア
クセル全開状態に対応するモータトルクを指令トルクと
してトルク制御される。

【００３４】その後、モータ移動平均回転数ＮＭＡＶＥ
がストール補正回転数値＃ＮＭＱＳＴＬ以上になってス
トール状態から脱出すると、ステップＳ１０１における
判定結果が「ＹＥＳ」となるので、ステップＳ１１３に
進み、ストールトルクＨｉ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢ
Ｈをクリアして、その後、ステップＳ１１１、ステップ
Ｓ１１２の処理を実行して、本ルーチンの実行を一旦終
了する。

【００３５】なお、ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」判定
され、ステップＳ１０８以降の処理を実行している時
に、ストールトルクＨｉ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＨ
がストールトルクＨｉ経過時間＃ＣＴＱＳＴＬＢＲＫＨ
に達したことで、ステップＳ１０８における判定結果が
「ＹＥＳ」（ｃｔＱＳＴＬＢＨ≧＃ＣＴＱＳＴＬＢＲＫ
Ｈ）となった場合には、ステップＳ１０７に進み、最大
勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬをターゲットト
ルク３（ＱＴＭＡＰ３）とし、さらにステップＳ１０５
以降の処理を実行する。

【００３６】この場合、ストールトルクＬｏ経過カウン
タｃｔＱＳＴＬＢＬは既にクリアされているので、ステ
ップＳ１０５からステップＳ１０６に進み、ストールト
ルクＬｏ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＬの加算が開始さ
れる。そして、次回このルーチンの実行時には、ステッ
プＳ１０１で「ＮＯ」判定、ステップＳ１０２で「ＹＥ
Ｓ」判定、ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」判定されて、
ステップＳ１０７を経て、再びステップＳ１０５に進
み、ステップＳ１０５で「ＮＯ」判定されて、ステップ
Ｓ１０６でストールトルクＬｏ経過カウンタｃｔＱＳＴ
ＬＢＬを加算する。

【００３７】そして、Ｓ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０８→
Ｓ１０７→Ｓ１０５→Ｓ１０６の処理を繰り返している
間に、ストールトルクＬｏ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢ
ＬがストールトルクＬｏ時間値＃ＣＴＱＳＴＬＢＲＫＬ
以上になると、ステップＳ１０５における判定結果が
「ＹＥＳ」となって、ステップＳ１１６に進む。ステッ
プＳ１１６において、ストールトルクＨｉ経過カウンタ
ｃｔＱＳＴＬＢＨをクリアして、本ルーチンの実行を一
旦終了する。その結果、次回このルーチンの実行時に、
ステップＳ１０１で「ＮＯ」判定、ステップＳ１０２で
「ＹＥＳ」判定されてステップＳ１０８に進むと、前回
このルーチン実行時にステップＳ１１６でストールトル
クＨｉ経過カウンタｃｔＱＳＴＬＢＨをクリアしている
ので、ステップＳ１０８で「ＮＯ」判定されて、再び、
ステップＳ１０９以降の処理を実行することとなる。こ
のようにすることで、ブレーキ時許容最大トルク値＃Ｑ
ＳＴＬＢＲＫでの長時間に亘るモータ駆動に起因して、
モータ１やインバータ４が過熱するのを防止することが
できるとともに、坂道発進を自動的に再実行することが
できる。

【００３８】以上のように、ブレーキ・アクセル両踏み
発進の場合にも、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ２）
が、最大勾配ホールド可能トルク値＃ＱＳＴＬＬから最
大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨにある間は、モー
タ１に対する指令トルクを最大勾配ホールド可能トルク
値＃ＱＳＴＬＬに制限しているので、この間にモータ１
やインバータ４などが過熱するのを防止することができ
る。

【００３９】さらに、ターゲットトルク２（ＱＴＭＡＰ
２）が最大勾配登坂開始トルク値＃ＱＳＴＬＨ以上にな
った時にトルク制限を一旦解除し、その後、ターゲット
トルク２（ＱＴＭＡＰ２）がブレーキ時許容最大トルク
値＃ＱＳＴＬＢＲＫ以上になった時にはブレーキが解除
されるまでの間、モータ１に対する指令トルクをブレー
キ時許容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫに制限している
ので、この間もモータ１やインバータ４などが過熱する
のを防止することができ、その後、ブレーキが解除され
た時にトルク制限が解除されるので、車両はスムーズに
坂道発進することができる。

【００４０】さらに、モータ１に対する指令トルクをブ
レーキ時許容最大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫに制限して
いる期間が所定時間（ストールトルクＨｉ経過時間＃Ｃ
ＴＱＳＴＬＢＲＫＨ）を越えた時には、モータに対する
指令トルクを一旦、最大勾配ホールド可能トルク値＃Ｑ
ＳＴＬＬに戻すようにしているので、ブレーキ時許容最
大トルク値＃ＱＳＴＬＢＲＫでの長時間に亘るモータ駆
動に起因して、モータ１やインバータ４などが過熱する
のを確実に防止することができる。

【００４１】図８は、登坂可能最大勾配におけるストー
ル時のモータトルクと、モータ１やインバータ４などを
過熱させることなく連続出力が可能な時間（出力可能時
間）と、該モータトルクでモータ駆動した場合の１秒後
の車速の関係を示す図であり、出力可能時間について
は、モータトルクが小さい方がモータトルクが大きい場
合よりも長くなるが、１秒後の車速については、モータ
トルクが大きい方がモータトルクが小さい場合よりも大
きくなる。なお、車速の符号で「＋」（プラス）は前進
を意味し、「−」（マイナス）は後退を意味する。

【００４２】

【発明の効果】以上説明するように、請求項１に記載し
た発明によれば、坂道発進時に、モータやこれを駆動す
るパワードライブユニットが過熱するのを防止すること
が可能になり、パワードライブユニットを小型化するこ
とができるという優れた効果が奏される。請求項２に記
載した発明によれば、ストール状態か否かの判別が確実
にでき、ストール状態の時だけに限定してトルク制限を
実行することが可能になるという効果がある。請求項３
に記載した発明によれば、モータやこれを駆動するパワ
ードライブユニットが過熱するのを防止しつつ、スムー
ズに坂道発進を行うことができるという優れた効果が奏
される。

【００４３】請求項４に記載した発明によれば、パワー
ドライブユニットの小型化を図ることができるととも
に、モータやこれを駆動するパワードライブユニットが
過熱するのを防止しつつ、スムーズに坂道発進を行うこ
とができるという優れた効果が奏される。請求項５に記
載した発明によれば、長時間に亘る第３のトルク値での
モータ駆動によるモータやパワードライブユニットの過
熱を防止することが可能になるという効果がある。請求
項６に記載した発明によれば、パワードライブユニット
の小型化により燃料電池自動車への搭載性が向上し、ま
た、坂道発進時における電力消費を抑制することができ
ることから、燃料電池の燃料補給サイクルを長くするこ
とができるという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るモータトルク制御装置を備え
た電気自動車の第１の実施の形態における概略構成図で
ある。

【図２】 前記第１の実施の形態におけるモータトルク
制御装置のブロック図である。

【図３】 前記第１の実施の形態におけるモータトルク
制御のフローチャート（その１）である。

【図４】 前記第１の実施の形態におけるモータトルク
制御のフローチャート（その２）である。

【図５】 前記第１の実施の形態におけるブレーキ・ア
クセル踏み替え発進の場合のタイムチャートである。

【図６】 前記第１の実施の形態におけるブレーキ・ア
クセル両踏み発進の場合のタイムチャートである。

【図７】 ストール時のアクセル開度とモータトルクの
関係を示す図である。

【図８】 登坂可能最大勾配におけるストール時のモー
タトルクと出力可能時間の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ モータ ２３ 目標トルク補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 悟 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 木村 顕一郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 上野臺 浅雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H115 PA01 PA08 PA11 PC06 PG04 PI18 PI29 PU08 PV09 QE04 QH05 QN02 QN12 QN27 RB21 SE03 SJ12 TO21 UI13 UI23

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによって駆動され走行する電気自
   動車に設けられ、該電気自動車が登坂時に停止したのち
   発進するときに、アクセル開度から決定される前記モー
   タの目標トルクが所定値を越えた場合に、前記モータに
   対する指令トルクを前記所定値に制限する目標トルク補
   正手段を備えることを特徴とする電気自動車のモータト
   ルク制御装置。
2. 【請求項２】 前記モータの回転方向および回転数に基
   づいて、前記目標トルク補正手段によるトルク制限が行
   われることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の
   モータトルク制御装置。
3. 【請求項３】 前記所定値は、前記電気自動車が登坂可
   能な最大勾配において停止保持可能なトルクから定まる
   第１のトルク値であり、 前記目標トルクが、前記電気自動車が登坂可能な最大勾
   配において登坂開始可能なトルクから定まる第２のトル
   ク値以上になった場合に、前記目標トルク補正手段によ
   るトルク制限が解除されることを特徴とする請求項２に
   記載の電気自動車のモータトルク制御装置。
4. 【請求項４】 モータによって駆動され走行する電気自
   動車に設けられ、該電気自動車が登坂時に停止したのち
   発進するときに、 アクセル開度から決定される前記モータの目標トルク
   と、 前記電気自動車が登坂可能な最大勾配において停止保持
   可能なトルクから定まる第１のトルク値と、 前記電気自動車が登坂可能な最大勾配において登坂開始
   可能なトルクから定まる第２のトルク値と、 前記電気自動車のブレーキ作動時に発生可能なトルクか
   ら定まる第３のトルク値と、 を比較し、前記目標トルクが前記第１のトルク値を越え
   てから第２のトルク値に達するまでは前記モータに対す
   る指令トルクを前記第１のトルク値に制限し、前記目標
   トルクが前記第３のトルク値以上になってから前記ブレ
   ーキの作動が解除されるまでは前記モータに対する指令
   トルクを前記第３のトルク値に制限する目標トルク補正
   手段を備えることを特徴とする電気自動車のモータトル
   ク制御装置。
5. 【請求項５】 前記目標トルクが前記第３のトルク値以
   上になってから所定時間が経過した場合は、前記モータ
   に対する指令トルクを前記第１のトルク値に制限するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の電気自動車のモータト
   ルク制御装置。
6. 【請求項６】 前記モータは燃料電池からの電力によっ
   て駆動されることを特徴とする請求項１から請求項５の
   いずれかに記載の電気自動車のモータトルク制御装置。