JP2009177967A - Vehicle and method of controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method thereof.
従来、この種の車両としては、モータからの動力を用いて走行するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、登坂路でアクセル開度を一定に保持しながら停止しているとき、すなわち、モータの各相コイルのうちの特定の一相にだけ電流が集中して流れる電流集中状態に車両があるときは、モータから出力するトルクを所定の割合で減少させて車両を後退させて電流集中状態から一旦離脱することによりモータやその駆動回路の発熱の抑制している。
このように、上述の車両では、車両が電流集中状態にあるときに、モータから出力するトルクを所定の割合で減少させて車両を後退させることによりモータやその駆動回路の発熱を抑制しているが、この場合、運転者に違和感を与えないように、より適正な速度で車両を後退させることが望まれる。 As described above, in the above-described vehicle, when the vehicle is in a current concentration state, the torque output from the motor is reduced at a predetermined rate to reverse the vehicle, thereby suppressing the heat generation of the motor and its drive circuit. However, in this case, it is desired to reverse the vehicle at a more appropriate speed so as not to give the driver a sense of incongruity.
本発明の車両およびその制御方法並びに駆動装置は、電動機の発熱や運転者に違和感を与えるのを抑制することを主目的とする。 The vehicle, the control method, and the drive device of the present invention are mainly intended to suppress the heat generation of the electric motor and the driver from feeling uncomfortable.
本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の車両は、
車軸側に動力を出力可能な電動機と、走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づくトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する制御手段と、を備える車両において、
前記制御手段は、前記車両が略停止した状態で所定のトルク減増条件が成立したとき、前記車両に所定の後退が生じるまで前記電動機から出力されるトルクが路面勾配および/または車重に基づく第1の変化程度をもって減少するよう前記電動機を制御し、前記所定の後退が生じた後は前記電動機から出力されるトルクが第2の変化程度をもって増加するよう前記電動機を制御する手段である、
ことを要旨とする。
The vehicle of the present invention
An electric motor capable of outputting power to the axle side, required driving force setting means for setting required driving force required for traveling, and the electric motor so that torque based on the set required driving force is output from the motor. And a control means for controlling the vehicle,
The control means is configured such that when a predetermined torque decrease / increase condition is satisfied with the vehicle substantially stopped, a torque output from the electric motor is based on a road surface gradient and / or a vehicle weight until a predetermined reverse movement occurs in the vehicle. The motor is controlled so as to decrease with a first change degree, and the motor is controlled so that a torque output from the motor increases with a second change degree after the predetermined backward movement has occurred.
This is the gist.
この本発明の車両では、走行に要求される要求駆動力に基づくトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御し、車両が略停止した状態で所定のトルク減増条件が成立したときには、車両に所定の後退が生じるまで電動機から出力されるトルクが路面勾配や車重に基づく第1の変化程度をもって減少するよう電動機を制御し、所定の後退が生じた後は電動機から出力されるトルクが第2の変化程度をもって増加するよう電動機を制御する。これにより、電動機の各相のうち特定の相に電流が集中して流れることによる電動機などの発熱を抑制することができる。また、路面勾配や車重を考慮して第1の変化程度をより適正なものとすれば、電動機から出力するトルクの減少に伴う車両の移動速度をより適正なものとすることができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。ここで、「所定の後退」には、シフトポジションに基づく進行方向とは反対方向、即ち、坂路を登坂走行するときにおける後方側への所定距離の移動が含まれる。また、「所定距離」には、電動機の各相のうちの電流が集中している相が切り替わるのに要する移動距離が含まれる。 In the vehicle according to the present invention, the electric motor is controlled so that torque based on the required driving force required for traveling is output from the electric motor, and when a predetermined torque decrease condition is satisfied with the vehicle substantially stopped, The motor is controlled so that the torque output from the motor decreases with a first change based on the road gradient and the vehicle weight until a predetermined reverse occurs, and after the predetermined reverse occurs, the torque output from the motor The motor is controlled so as to increase with a change of 2. Thereby, heat_generation | fever of an electric motor etc. by an electric current concentrating and flowing into a specific phase among each phase of an electric motor can be suppressed. In addition, if the first change degree is made more appropriate in consideration of the road surface gradient and the vehicle weight, the moving speed of the vehicle accompanying the decrease in torque output from the electric motor can be made more appropriate, and driving It can suppress giving a strange feeling to a person. Here, the “predetermined retreat” includes a movement of a predetermined distance in the direction opposite to the traveling direction based on the shift position, that is, when traveling uphill on a slope. Further, the “predetermined distance” includes a moving distance required for switching the phase in which the current is concentrated among the phases of the electric motor.
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記電動機から出力されるトルクが前記路面勾配が大きいほど小さくなる傾向の前記第1の変化程度をもって減少するよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできるし、前記電動機から出力されるトルクが前記車重が大きいほど小さくなる傾向の前記第1の変化程度をもって減少するよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。これらの場合、電動機から出力するトルクの減少に伴う車両の移動速度をより適正なものとすることができる。 In such a vehicle of the present invention, the control means is a means for controlling the electric motor so that the torque output from the electric motor decreases with the first change degree that tends to decrease as the road surface gradient increases. It is also possible to use a means for controlling the electric motor so that the torque output from the electric motor decreases with the first change degree that tends to decrease as the vehicle weight increases. In these cases, the moving speed of the vehicle accompanying a decrease in torque output from the electric motor can be made more appropriate.
また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記所定の後退が生じた後は、前記電動機から出力されるトルクが前記路面勾配および/または前記車重に基づく前記第2の変化程度をもって増加するよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。 In the vehicle of the present invention, the control means increases the torque output from the electric motor with the degree of the second change based on the road surface gradient and / or the vehicle weight after the predetermined reverse occurs. It can also be a means for controlling the electric motor.
さらに、本発明の車両において、前記所定のトルク減増条件は、前記電動機から所定トルク以上のトルクが所定時間以上継続して出力されている条件であるものとすることもできる。 Furthermore, in the vehicle of the present invention, the predetermined torque decrease / increase condition may be a condition in which a torque equal to or greater than a predetermined torque is continuously output from the electric motor for a predetermined time or more.
あるいは、本発明の車両において、内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。 Alternatively, in the vehicle of the present invention, the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle are connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and input and output of electric power and power In addition, power motive power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft and the output shaft can be provided.
本発明の車両の制御方法は、
車軸側に動力を出力可能な電動機を備え、走行に要求される要求駆動力に基づくトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する車両の制御方法であって、
前記車両が略停止した状態で所定のトルク減増条件が成立したとき、前記車両に所定の後退が生じるまで前記電動機から出力されるトルクが路面勾配および/または車重に基づく第1の変化程度をもって減少するよう前記電動機を制御し、前記所定の後退が生じた後は前記電動機から出力されるトルクが第2の変化程度をもって増加するよう前記電動機を制御する、
ことを特徴とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
A vehicle control method comprising an electric motor capable of outputting power on the axle side, and controlling the electric motor so that torque based on a required driving force required for traveling is output from the electric motor,
When a predetermined torque increase condition is satisfied in a state where the vehicle is substantially stopped, the torque output from the electric motor is about a first change based on a road surface gradient and / or a vehicle weight until a predetermined reverse movement occurs in the vehicle. The motor is controlled so as to decrease, and after the predetermined retraction, the motor is controlled so that the torque output from the motor increases with a second change degree,
It is characterized by that.
この本発明の車両の制御方法では、走行に要求される要求駆動力に基づくトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御し、車両が略停止した状態で所定のトルク減増条件が成立したときには、車両に所定の後退が生じるまで電動機から出力されるトルクが路面勾配や車重に基づく第1の変化程度をもって減少するよう電動機を制御し、所定の後退が生じた後は電動機から出力されるトルクが第2の変化程度をもって増加するよう電動機を制御する。これにより、電動機の各相のうち特定の相に電流が集中して流れることによる電動機などの発熱を抑制することができる。また、路面勾配や車重を考慮して第1の変化程度をより適正なものとすれば、電動機から出力するトルクの減少に伴う車両の移動速度をより適正なものとすることができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。ここで、「所定の後退」には、シフトポジションに基づく進行方向とは反対方向、即ち、坂路を登坂走行するときにおける後方側への所定距離の移動が含まれる。また、「所定距離」には、電動機の各相のうちの電流が集中している相が切り替わるのに要する移動距離が含まれる。 In this vehicle control method of the present invention, the motor is controlled so that torque based on the required driving force required for traveling is output from the motor, and when a predetermined torque increase / decrease condition is satisfied with the vehicle substantially stopped. The motor is controlled so that the torque output from the motor decreases with a first change based on the road surface gradient and the vehicle weight until a predetermined reverse occurs in the vehicle, and is output from the electric motor after the predetermined reverse occurs. The motor is controlled so that the torque increases with the second change. Thereby, heat_generation | fever of an electric motor etc. by an electric current concentrating and flowing into a specific phase among each phase of an electric motor can be suppressed. In addition, if the first change degree is made more appropriate in consideration of the road surface gradient and the vehicle weight, the moving speed of the vehicle accompanying the decrease in torque output from the electric motor can be made more appropriate, and driving It can suppress giving a strange feeling to a person. Here, the “predetermined retreat” includes a movement of a predetermined distance in the direction opposite to the traveling direction based on the shift position, that is, when traveling uphill on a slope. Further, the “predetermined distance” includes a moving distance required for switching the phase in which the current is concentrated among the phases of the electric motor.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としての電気自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車20は、図示するように、駆動輪30a,30bにデファレンシャルギヤ31を介して連結された駆動軸32に動力を入出力可能なモータ22と、モータ22を駆動するインバータ24を介してモータ22と電力のやりとりを行なうバッテリ26と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット40と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an
モータ22は、外周面に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻回されたステータとを備えるPM型の同期発電電動機として構成されている。インバータ24は、6つのスイッチング素子により構成されており、バッテリ26から供給される直流電力を擬似的な三相交流電力に変換してモータ22に供給する。
The
電子制御ユニット40は、CPU42を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU42の他に処理プログラムを記憶するROM44と、データを一時的に記憶するRAM46と、図示しない入出力ポートと通信ポートとを備える。電子制御ユニット40には、モータ22のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ23からのロータの回転位置θm,バッテリ26の温度を検出する図示しない温度センサからのバッテリ温度,イグニッションスイッチ50からのイグニッション信号,シフトレバー51の操作位置を検出するシフトポジションセンサ52からのシフトポジションSP,アクセルペダル53の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ54からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル55の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ56からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ58からの車速V,勾配センサ59からの路面勾配αなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット40からは、モータ22を駆動制御するためのインバータ24のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、実施例の電気自動車20では、シフトポジションセンサ82により検出するシフトレバー81のポジションとしては、駐車ポジション(Pポジション)や中立ポジション(Nポジション),ドライブポジション(Dポジション),リバースポジション(Rポジション)などがある。
The
次に、こうして構成された実施例の電気自動車20の動作、特に、登坂路でアクセルペダル53が踏み込まれた状態で車両が停止している際の動作について説明する。図2は、電子制御ユニット40により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット40のCPU42は、まず、アクセルペダルポジションセンサ54からのアクセル開度Accや車速センサ58からの車速V,回転位置検出センサ23からのモータ22のロータの回転位置θm,勾配センサ59からの路面勾配αなど制御に必要なデータを入力し(ステップS100)、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTd*を設定する(ステップS110)。ここで、要求トルクTd*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTd*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTd*を導出して設定するものとした。図3に要求トルク設定用マップの一例を示す。
When the drive control routine is executed, the
続いて、モータ22のトルク指令Tm*を一旦減少させてその後に増加させるトルク減増処理(図4に例示するトルク指令設定処理によりトルク指令Tm*を設定する処理)を実行している最中であるか否かを示すトルク減増処理フラグF1の値を調べる(ステップS120)。ここで、トルク減増処理フラグF1は、トルク減増処理の実行を開始するときに値1が設定され、トルク減増処理を実行していないときや終了したときに値0が設定されるフラグである。
Subsequently, while the torque command Tm * of the
トルク減増処理フラグF1が値0のときには、車速Vの絶対値を閾値Vrefと比較すると共に(ステップS130)、前回このルーチンが実行されたときに設定されたモータ22のトルク指令(前回Tm*)を閾値Tmrefと比較する(ステップS140)。ここで、閾値Vrefは、車両が略停止しているか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、2km/hや3km/hなどを用いることができる。また、閾値Tmrefは、モータ22からある程度のトルクが出力されるか否かを判定するために用いられる閾値であり、モータ22の特性などにより定められる。いま、登坂路でアクセルペダル63が踏み込まれて保持されている状態で車両が停止しているとき(モータ22のロータが回転停止しているとき)を考える。このとき、モータ22のロータが回転停止しているにも拘わらずモータ22から比較的大きいトルクが出力されると、モータ22の三相コイルのうち特定の相にだけ大きな電流が流れるため、モータ22やインバータ24の温度上昇が促進されやすい。ステップS130の車速Vの絶対値と閾値Vrefとの比較やステップS140のモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)と閾値Tmrefとの比較は、こうした温度上昇が促進されやすい状態であるか否かを判定する処理である。
When the torque decrease / increase processing flag F1 is 0, the absolute value of the vehicle speed V is compared with the threshold value Vref (step S130), and the torque command (previous Tm *) set when the routine was executed last time. ) Is compared with a threshold value Tmref (step S140). Here, the threshold value Vref is used to determine whether or not the vehicle is substantially stopped. For example, 2 km / h, 3 km / h, or the like can be used. The threshold value Tmref is a threshold value used for determining whether or not a certain amount of torque is output from the
車速Vの絶対値が閾値Vrefより大きいときや、モータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref未満のときには、モータ22やインバータ24の温度上昇が促進されやすい状態ではないと判断し、トルク減増処理フラグF1に値0を設定すると共に(ステップS150)、要求トルクTd*をモータ22のトルク指令Tm*に設定し(ステップS160)、トルク指令Tm*に基づいてモータ22を駆動制御して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。モータ22の駆動制御は、具体的には、トルク指令Tm*でモータ22が駆動されるようインバータ24のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なう。このようにして要求トルクTd*に対応するトルクが駆動軸32に出力される。
When the absolute value of the vehicle speed V is greater than the threshold value Vref, or when the previous torque command (previous Tm *) of the
一方、車速Vの絶対値が閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上のときには、モータ22やインバータ24の温度上昇が促進されやすい状態であると判断し、この状態が開始されてからの時間である温度上昇促進時間tの計時が開始されていないときにはこの計時を開始し(ステップS170,S180)、温度上昇促進時間tを閾値Tmrefと比較し(ステップS190)、温度上昇促進時間tが閾値Tmref未満のときには、トルク減増処理フラグF1に値0を設定すると共に(ステップS150)、要求トルクTd*をモータ22のトルク指令Tm*に設定し(ステップS160)、トルク指令Tm*に基づいてモータ22を駆動制御して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、閾値Tmrefは、モータ22やインバータ24の温度上昇が促進されやすい状態がある程度の時間に亘って継続したか否かを判定するために用いられるものであり、モータ22やインバータ24の発熱を許容できる時間を設定することができる。例えば、平坦地で車両が発進するときなどにアクセルペダル63が大きく踏み込まれたときなどにも、車速Vの絶対値Vrefが閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上となることがあるが、この場合、この状態は比較的短時間であるため、モータ22やインバータ24に過度の温度上昇が生じるとは考えにくい。ステップS190の温度上昇促進時間tと閾値Tmrefとの比較は、この場合に後述のトルク減増処理を実行しないようにするためのものである。
On the other hand, when the absolute value of the vehicle speed V is equal to or lower than the threshold value Vref and the previous torque command (previous Tm *) of the
車速Vの絶対値が閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上で温度上昇促進時間tが閾値Tmref以上になったときには、トルク減増処理フラグF1に値1を設定し(ステップS200)、図4に例示するトルク指令設定処理によりモータ22のトルク指令Tm*を設定し(ステップS210)、トルク指令Tm*に基づいてモータ22を駆動制御して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。こうしてトルク減増処理フラグF1に値1が設定されると、次回以降に駆動制御ルーチンが実行されるときに、後述の図4のトルク指令設定処理のステップS440でトルク減増フラグフラグF1が値0にリセットされるまではステップS120でトルク減増処理フラグF1が値1であり、図4に例示するトルク指令設定処理によりモータ22のトルク指令Tm*を設定し(ステップS210)、トルク指令Tm*に基づいてモータ22を駆動制御して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。なお、図4のトルク指令設定処理では、詳細は後述するが、モータ22のトルク指令Tm*を一旦減少させてその後に増加させる。このため、これをトルク減増処理という。
When the absolute value of the vehicle speed V is equal to or less than the threshold value Vref, the previous torque command (previous Tm *) of the
次に、図4に例示するトルク指令設定処理について説明する。トルク指令設定処理では、まず、初期値として値0が設定されると共に後述のトルク減少レート値RT1などを設定したときに値1が設定されるトルク減少レート値設定フラグF2の値を調べる(ステップS300)。そして、トルク減少レート値設定フラグF2が値0のときには、アクセル開度Accを条件成立時アクセル開度Accsetに設定すると共に(ステップS310)、モータ22のロータの回転位置θmを条件成立時回転位置θmsetに設定し(ステップS320)、モータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)に換算係数kを乗じて得られる現在の走行用の駆動力である現在駆動力Fと加速度aと重力加速度gと路面勾配αとを用いて次式(1)により車重Mを計算する(ステップS330)。ここで、換算係数kは、駆動軸32に作用するトルクを現在駆動力Fに換算するための係数である。また、加速度aは、車速Vの変化に基づいて計算したり、図示しない加速度センサから入力される値を用いたりすることができる。車両が登坂路にあるときの現在駆動力F(=前回Tm*・k)と車重Mに対する車両前後方向の分力である車重分力Fm(=M・g・sinα)との関係を図5に示す。式(1)は、図5から得られる運動方程式を解くことにより容易に導くことができる。このように車重Mを計算することにより、乗員の重量や燃料の量などをより適正に反映した車重Mを計算することができる。
Next, the torque command setting process illustrated in FIG. 4 will be described. In the torque command setting process, first, a
M=前回Tm*・k/(a+g・sinα) (1) M = previous Tm * ・ k / (a + g ・ sinα) (1)
そして、路面勾配αと車重Mとに基づいてモータ22のトルク指令Tm*を減少させるときのレート値であるトルク減少レート値RT1を設定し(ステップS340)、トルク減少レート値設定フラグF2に値1を設定する(ステップS350)。ここで、トルク減少レート値RT1は、実施例では、路面勾配αと車重Mとトルク減少レート値RT1との関係を予め定めてトルク減少レート値設定用マップとしてROM44に記憶しておき、路面勾配αと車重Mとが与えられると記憶したマップから対応するトルク減少レート値RT1を導出して設定するものとした。トルク減少レート値設定用マップの一例を図6に示す。トルク減少レート値RT1は、図示するように、路面勾配αが大きいほど小さくなる傾向で、車重Mが大きいほど小さくなる傾向に設定するものとした。このように、トルク減少レート値RT1を設定する理由については後述する。こうしてトルク減少レート値設定フラグF2に値1が設定されると、次回以降に図4のトルク設定処理が実行されたときには、ステップS310〜S350の処理は実行されない。即ち、条件成立時アクセル開度Accsetや条件成立時回転位置θmset,トルク減少レート値RT1は保持される。
Then, based on the road surface gradient α and the vehicle weight M, a torque decrease rate value RT1 that is a rate value for decreasing the torque command Tm * of the
次に、アクセル開度Accから条件成立時アクセル開度Accsetを減じたものの絶対値をアクセル偏差ΔAccに設定すると共に(ステップS360)、設定したアクセル偏差ΔAccを閾値Arefと比較する(ステップS370)。ここで、閾値Arefは、運転者による駆動要求が変化したか否かを判定するために用いられるものであり、車両の仕様などにより定められる。アクセル開度偏差ΔAccが閾値Arefより大きいときには、運転者による駆動要求が変化したと判断し、要求トルクTd*をモータ22のトルク指令Tm*に設定すると共に(ステップS430)、前述のトルク減増処理フラグF1とトルク減少レート値設定フラグF2と温度上昇促進時間tとを値0にリセットして(ステップS440)、トルク指令設定処理を終了する。こうしてトルク減増処理フラグF1が値0にリセットされると、次回に図2の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップS120でトルク減増処理フラグF1が値0であり、ステップS130以降の処理が実行される。
Next, an absolute value obtained by subtracting the accelerator opening Accset when the condition is satisfied from the accelerator opening Acc is set as an accelerator deviation ΔAcc (step S360), and the set accelerator deviation ΔAcc is compared with a threshold value Aref (step S370). Here, the threshold value Aref is used to determine whether or not the driving request by the driver has changed, and is determined by the specification of the vehicle. When the accelerator opening deviation ΔAcc is larger than the threshold value Aref, it is determined that the driver's drive request has changed, the required torque Td * is set to the torque command Tm * of the motor 22 (step S430), and the torque decrease and increase described above. The processing flag F1, the torque decrease rate value setting flag F2, and the temperature increase promotion time t are reset to 0 (step S440), and the torque command setting process is terminated. When the torque decrease / increase processing flag F1 is reset to the
アクセル偏差ΔAccが閾値ΔAref以下のときには、運転者による駆動要求が変化していないと判断し、モータ22のロータの回転位置θmから条件成立時回転位置θmsetを減じたものの絶対値を回転位置偏差Δθmに設定すると共に(ステップS380)、設定した回転位置偏差Δθmを閾値Δθmrefと比較する(ステップS390)。ここで、閾値θmrefは、モータ22の三相コイルのうち電流が集中している相がトルク減増処理フラグF1に値1が設定されたときから切り替わったか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、電気角(2π/3)に相当する値などを用いることができる。なお、電気角(2π/3)は、モータ22の相電流の一位相分に相当する電気角である。
When the accelerator deviation ΔAcc is equal to or smaller than the threshold value ΔAref, it is determined that the driver's driving request has not changed, and the absolute value of the rotational position θmset obtained by subtracting the rotational position θmset when the condition is satisfied from the rotational position θm of the rotor of the
回転位置偏差Δθmが閾値Δθmref未満のときには、未だモータ22の三相コイルのうち電流が集中している相が切り替わっていないと判断し、モータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)からトルク減少レート値RT1を減じることによりモータ22のトルク指令Tm*を計算し(ステップS400)、トルク指令設定処理を終了する。こうしてモータ22のトルク指令Tm*は図2の駆動制御ルーチンが実行される毎に(図4のトルク設定処理が実行される毎に)トルク減少レート値RT1ずつ小さくなっていく。そして、モータ22から出力されるトルクの減少により、登坂路にある車両は、モータ22のロータの回転を伴って後退する。なお、後退とは、シフトポジションSPに基づく進行方向とは反対方向に車両が移動することをいう。
When the rotational position deviation Δθm is less than the threshold value Δθmref, it is determined that the current-concentrated phase of the three-phase coils of the
ステップS390で回転位置偏差Δθmが閾値Δθmref以上のときには、モータ22の三相コイルのうち電流が集中している相が切り替わったと判断し、モータ22のトルク指令Tm*を増加させるときのレート値であるトルク増加レート値RT2をモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)に加えることによりモータ22のトルク指令Tm*を計算すると共に(ステップS410)、計算したモータ22のトルク指令Tm*を要求トルクTd*と比較し(ステップS420)、モータ22のトルク指令Tm*が要求トルクTd*以下のときには、そのままトルク設定処理を終了する。ここで、トルク増加レート値RT2は、実施例では、固定値を用いるものとした。こうしてモータ22のトルク指令Tm*は図2の駆動制御ルーチンが実行される毎に(図4のトルク設定処理が実行される毎に)トルク増加レート値RT2ずつ大きくなっていく。そして、ステップS420でモータ22のトルク指令Tm*が要求トルクTd*より大きくなると、要求トルクTd*をモータ22のトルク指令Tm*に再設定すると共に(ステップS430)、トルク減少増加処理フラグFとトルク減少レート値設定フラグF2と温度上昇促進時間tとを値0にリセットして(ステップS440)、トルク指令設定処理を終了する。このようにしてモータ22の三相コイルのうち電流が集中している相を切り替えることにより、モータ22やインバータ24の温度上昇を抑制することができる。こうしてトルク減増処理フラグF1が値0にリセットされると、次回に図2の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップS120でトルク減増処理フラグF1が値0であり、ステップS130以降の処理が実行される。
When the rotational position deviation Δθm is greater than or equal to the threshold value Δθmref in step S390, it is determined that the phase in which the current is concentrated among the three-phase coils of the
次に、路面勾配αや車重Mを考慮してトルク減少レート値RT1を設定する理由について説明する。いま、登坂路でアクセルペダル63が踏み込まれて保持されている状態で車両が停止しているとき(モータ22のロータが回転停止しているとき)を考える。このとき、車重分力Fmは、前述の図5から明らかなように、路面勾配αと車重Mとが大きいほど大きくなる。したがって、トルク減少レート値RT1を固定値とすると、路面勾配αや車重Mが大きいほどモータ22から出力するトルクを減少させていくことによる車両の後退速度は大きくなる。実施例では、こうした不都合を解消するために、路面勾配αや車重Mが大きいほど小さくなる傾向にトルク減少レート値RT1を設定するものとした。これにより、路面勾配αや車重Mによって車両の後退速度が異なるのを抑制することができ、より適正な速度(運転者に違和感を与えるのを抑制可能な速度)で車両を後退させることができる。
Next, the reason why the torque reduction rate value RT1 is set in consideration of the road surface gradient α and the vehicle weight M will be described. Consider a case where the vehicle is stopped while the accelerator pedal 63 is depressed and held on an uphill road (when the rotor of the
以上説明した実施例の電気自動車20によれば、車速Vの絶対値が閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上で温度上昇促進時間tが閾値Tmref以上のときには、路面勾配αが大きいほど小さくなる傾向で車重Mが大きいほど小さくなる傾向のトルク減少レート値RT1を用いてモータ22から出力するトルクを小さくしていくから、車両をより適正な速度で後退させることができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。また、車両の後退によってモータ22のロータが回転するから、モータ22の三相コイルのうち特定の相にだけ電流が集中することによるモータ22やインバータ24の温度上昇を抑制することができる。
According to the
実施例の電気自動車20では、車速Vの絶対値が閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上で温度上昇促進時間tが閾値Tmref以上のときに、モータ22から出力するトルクを路面勾配αと車重Mとに基づくトルク減少レート値RT1をもって減少させるものとしたが、車速Vの絶対値が閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上の状態でモータ22やインバータ24の温度が所定温度を超えたときに、モータ22から出力するトルクを路面勾配αと車重Mとに基づくトルク減少レート値RT1をもって減少させるものとしてもよい。ここで、所定温度は、モータ22やインバータ24の許容温度よりも若干低い温度などを用いることができる。
In the
実施例の電気自動車20では、路面勾配αと車重Mとに基づいてトルク減少レート値RT1を設定するものとしたが、路面勾配αと車重Mとのうちいずれか一方だけに基づいてトルク減少レート値RT1を設定するものとしてもよい。
In the
実施例の電気自動車20では、モータ22の三相コイルのうち電流が集中している相がトルク減増処理フラグF1に値1が設定されたときから切り替わったか否かを判定するために、回転位置偏差Δθmを閾値Δθmrefと比較するものとしたが、これに限られず、例えば、モータ22の三相コイルのうち比較的大きな電流が流れていた相の電流が値0を含む比較的小さい所定範囲内になったか否かを調べるものとしてもよい。
In the
実施例の電気自動車20では、トルク増加レート値RT2には固定値を用いるものとしたが、路面勾配αと車重Mとのうち少なくとも一方に基づいて設定されるトルク増加レート値RT2を用いるものとしてもよい。この場合、例えば、路面勾配αが大きいほど小さくなる傾向で車重Mが大きいほど小さくなる傾向に設定されるトルク増加レート値RT2を用いるものとしてもよい。
In the
実施例の電気自動車20では、車重Mは、モータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)を用いて計算したものを用いるとしたが、図示しない車重センサにより検出されたものを用いるものとしてもよい。なお、車重センサ59は、例えば、車両本体の重量に加えて、乗員の重量や、積載物があるときや牽引物があるときには積載物の重量や牽引物の重量など車両に関連する重量を含めた総重量として車重Mを検出することができるものを用いることができる。
In the
実施例では、駆動軸32に動力を出力するモータ22を備える電気自動車20について説明したが、図7の変形例の電気自動車120に例示するように、駆動軸32に遊星歯車機構126を介してエンジン122とモータ124とを接続した電気自動車120に適用するものとしてもよいし、図8の変形例の電気自動車220に例示するように、エンジン222と、エンジン222のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と駆動輪30a,30bに連結された駆動軸32に接続されたアウターロータ234とを有しエンジン222の動力の一部を駆動軸32に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230と、を備える電気自動車220に適用するものとしてもよい。
In the embodiment, the
また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a motor vehicle, It is good also as forms of vehicles other than motor vehicles, such as a train. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a vehicle.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ22が「電動機」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTd*を設定する電子制御ユニット40が「要求駆動力設定手段」に相当し、要求トルクTd*に基づいてモータ22のトルク指令Tm*を設定してモータ22を駆動制御し、車速Vの絶対値が閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上で温度上昇促進時間tが閾値Tmref以上になったときに、路面勾配αと車重Mとに基づいて設定されるトルク減少レート値RT1をもって小さくなるようモータ22のトルク指令Tm*を設定してモータ22を駆動制御し、回転位置偏差Δθmが閾値Δθmref以上になった後はトルク増加レート値RT2をもって大きくなるようモータ22のトルク指令Tm*を設定してモータ22を駆動制御する電子制御ユニット40が「制御手段」に相当する。また、エンジン122が「内燃機関」に相当し、モータ124と遊星歯車機構126との組み合わせや対ロータ電動機230が「電力動力入出力手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータ22に限定されるものではなく、車軸側に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、要求トルクTd*に基づいてモータ22のトルク指令Tm*を設定してモータ22を駆動制御し、車速Vの絶対値が閾値Vref以下でモータ22の前回のトルク指令(前回Tm*)が閾値Tmref以上で温度上昇促進時間tが閾値Tmref以上になったときに、路面勾配αと車重Mとに基づいて設定されるトルク減少レート値RT1をもって小さくなるようモータ22のトルク指令Tm*を設定してモータ22を駆動制御し、回転位置偏差Δθmが閾値Δθmref以上になった後はトルク増加レート値RT2をもって大きくなるようモータ22のトルク指令Tm*を設定してモータ22を駆動制御するものに限定されるものではなく、要求駆動力に基づくトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御し、車両が略停止した状態で所定のトルク減増条件が成立したとき、車両に所定の後退が生じるまで電動機から出力されるトルクが路面勾配および/または車重に基づく第1の変化程度をもって減少するよう電動機を制御し、所定の後退が生じた後は電動機から出力されるトルクが第2の変化程度をもって増加するよう電動機を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、モータ124と遊星歯車機構126とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Here, the “motor” is not limited to the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 電気自動車、22 モータ、23 回転位置検出センサ、24
インバータ、26 バッテリ、30a,30b 駆動輪、31 デファレンシャルギヤ、32 駆動軸、40 電子制御ユニット、42 CPU、44 ROM、46 RAM、50 イグニッションスイッチ、51 シフトレバー、52 シフトポジションセンサ、53 アクセルペダル、54 アクセルペダルポジションセンサ、55 ブレーキペダル、56 ブレーキペダルポジションセンサ、58 車速センサ、59 勾配センサ、122,222 エンジン、124 モータ、126 遊星歯車機構、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ。
20, 120, 220 Electric vehicle, 22 motor, 23 rotational position detection sensor, 24
Inverter, 26 battery, 30a, 30b drive wheel, 31 differential gear, 32 drive shaft, 40 electronic control unit, 42 CPU, 44 ROM, 46 RAM, 50 ignition switch, 51 shift lever, 52 shift position sensor, 53 accelerator pedal, 54 accelerator pedal position sensor, 55 brake pedal, 56 brake pedal position sensor, 58 vehicle speed sensor, 59 gradient sensor, 122, 222 engine, 124 motor, 126 planetary gear mechanism, 230 rotor motor, 232 inner rotor, 234 outer rotor.
Claims (7)
前記制御手段は、前記車両が略停止した状態で所定のトルク減増条件が成立したとき、前記車両に所定の後退が生じるまで前記電動機から出力されるトルクが路面勾配および/または車重に基づく第1の変化程度をもって減少するよう前記電動機を制御し、前記所定の後退が生じた後は前記電動機から出力されるトルクが第2の変化程度をもって増加するよう前記電動機を制御する手段である、
ことを特徴とする車両。 An electric motor capable of outputting power to the axle side, required driving force setting means for setting required driving force required for traveling, and the electric motor so that torque based on the set required driving force is output from the motor. And a control means for controlling the vehicle,
The control means is configured such that when a predetermined torque decrease / increase condition is satisfied with the vehicle substantially stopped, a torque output from the electric motor is based on a road surface gradient and / or a vehicle weight until a predetermined reverse movement occurs in the vehicle. The motor is controlled so as to decrease with a first change degree, and the motor is controlled so that a torque output from the motor increases with a second change degree after the predetermined backward movement has occurred.
A vehicle characterized by that.
内燃機関と、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
を備える車両。 A vehicle according to any one of claims 1 to 5,
An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of power input / output;
A vehicle comprising:
前記車両が略停止した状態で所定のトルク減増条件が成立したとき、前記車両に所定の後退が生じるまで前記電動機から出力されるトルクが路面勾配および/または車重に基づく第1の変化程度をもって減少するよう前記電動機を制御し、前記所定の後退が生じた後は前記電動機から出力されるトルクが第2の変化程度をもって増加するよう前記電動機を制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。 A vehicle control method comprising an electric motor capable of outputting power on the axle side, and controlling the electric motor so that torque based on a required driving force required for traveling is output from the electric motor,
When a predetermined torque increase condition is satisfied in a state where the vehicle is substantially stopped, the torque output from the electric motor is about a first change based on a road surface gradient and / or a vehicle weight until a predetermined reverse movement occurs in the vehicle. The motor is controlled so as to decrease, and after the predetermined retraction, the motor is controlled so that the torque output from the motor increases with a second change degree,
A method for controlling a vehicle.
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