JP2016073061A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車輪のスリップ等を招くことなく、車両進行方向の反対方向への車両移動を迅速に抑制することができる電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】 この電気自動車の制御装置は、アクセル操作部１６およびブレーキ操作部１７の操作に応じて生成されるトルク指令に従って、モータ６をトルク制御する通常制御部３３と、車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制する移動抑制制御部３４とを有する。移動抑制制御部３４は、ブレーキ操作部１７のオフを検出した後、アクセル操作部１６のオンを検出する間に、シフト操作レバーＳＬが定められた位置であると検出し、且つ、回転角度センサ３６から定められた信号の変化があると、モータロータ６ａの回転角度を位置制御して車両移動を抑制する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、電気自動車の制御装置に関し、例えば、車両の登坂路での一時停止時に車両の後退を抑制できる技術に関する。

電気自動車の登坂路での停止時においては、車両が後退してしまうおそれがある。したがって、車両が後退しないで停止した状態を保つためには、ブレーキペダルを踏み続ける必要がある。しかし、ブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み換える間に、車両が後退してしまう可能性があり、例えば、後続車へ接近することも考えられる。

図８は、従来例の電気自動車の登坂時、ロールバック状態を説明する図である。
上り勾配の登坂路でシフト操作レバーが、例えば、通常走行位置である「Ｄ」レンジでブレーキ操作部をオンにして車両が停止中、ブレーキ操作部をオフにした場合、車両の質量をＭ、重力をｇ、水平方向に対する登坂路の傾きをΘ、前記「Ｄ」レンジでのクリープ力をＦとすると、Ｆ＜ＭｇｓｉｎΘを満たすとき、車両のロールバックが発生する。

従来技術１．
登坂路の逆進阻止のため、回転数検出手段の検出信号に基づき、電動モータが逆回転しているか否かを検出し、電動モータの駆動電流を増加調整する技術が提案されている（特許文献１）。

従来技術２．
エンジンつまり内燃機関で主駆動輪である前輪を駆動し、電動モータで後輪を補助駆動するようなスタンバイ型の４輪駆動車両において、車速信号を用い、ロールバックを検知する。前記ロールバックを検知した場合、ロールバックを検知していないときよりも、車両進行方向の駆動力を増加させる車両駆動技術が開示されている（特許文献２）。

特開平７−７５２１６号公報 特開２００６−３１１６４４号公報

上記の二つの従来技術は、いずれも、モータの回転数信号や車速信号を用い、ロールバックを検出する。ロールバックを検出した場合、電流制御またはトルク制御のＯＮ−ＯＦＦ信号にて、電動モータへの駆動力を増加させる。
上記の二つの従来技術については、回転数信号や車速信号を検出するのは、遅れ時間が生じるため、迅速に車両の後退を抑制できない問題がある。さらに、電流制御またはトルク制御のＯＮ−ＯＦＦ制御だけでは、車輪のスリップ等を招きやすいことが懸念される。

この発明の目的は、車輪のスリップ等を招くことなく、車両進行方向の反対方向への車両移動を迅速に抑制することができる電気自動車の制御装置を提供することである。

この発明の電気自動車の制御装置は、モータ６により車輪２を駆動する電気自動車を制御する制御装置であり、アクセル操作部１６およびブレーキ操作部１７の操作に応じて生成されるトルク指令に従って、前記モータ６をトルク制御する通常制御部３３を備えた電気自動車の制御装置において、
前記ブレーキ操作部１７をオフにした後前記アクセル操作部１６をオンにする間に、シフト操作レバーＳＬで決定される車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制する移動抑制制御部３４と、
前記モータ６のロータ６ａの回転角度を検出する回転角度センサ３６と、
前記シフト操作レバーＳＬの位置を検出するシフト操作レバー位置検出手段Ｓｃと、
前記ブレーキ操作部１７のオンオフを検出するブレーキセンサ１７ｂと、
前記アクセル操作部１６のオンオフを検出するアクセルセンサ１６ｂと、
を設け、
前記移動抑制制御部３４は、
前記ブレーキセンサ１７ｂにより前記ブレーキ操作部１７のオフを検出した後、前記アクセルセンサ１６ｂにより前記アクセル操作部１６のオンを検出する間に、前記シフト操作レバー位置検出手段Ｓｃにより前記シフト操作レバーＳＬが定められた位置であると検出し、且つ、前記回転角度センサ３６から定められた信号の変化があると、前記モータ６のロータ６ａの回転角度を位置制御して車両移動を抑制することを特徴とする。
前記定められた位置は、車両の操作者により、複数の走行モード位置の中から１つの位置（例えば、通常走行位置である「Ｄ」レンジ）が選択される。
前記定められた信号の変化は、例えば、試験やシミュレーション等の結果により定められる。

この構成によると、通常制御部３３は、アクセル操作部１６およびブレーキ操作部１７の操作に応じて生成されるトルク指令に従って、モータ６をトルク制御する。移動抑制制御部３４は、ブレーキ操作部１７をオフにした後アクセル操作部１６をオンにする間に、車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制する。前記車両進行方向はシフト操作レバーＳＬで決定される。電気自動車が、例えば、登坂路にてブレーキ操作部１７により一時停止した状態で、ブレーキ操作部１７からアクセル操作部１６に踏み換えて車両を再出発させるとき、移動抑制制御部３４は次のような制御を行う。

移動抑制制御部３４は、ブレーキ操作部１７のオフを検出した後アクセル操作部１６のオンを検出する間に、シフト操作レバーＳＬが定められた位置（例えば、Ｄレンジ）であると検出し、且つ、回転角度センサ３６から定められた信号の変化があると、モータ６のロータ６ａの回転角度を位置制御して車両移動を抑制する。このように回転角度センサ３６からの信号の変化を検出して、モータロータ６ａの回転角度を位置制御するため、車輪２がスリップすることを防止することができる。また、モータロータ６ａの回転角度を直接制御することで、車速信号等を検出する前述の従来技術よりも、迅速に、車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制することができる。

前記移動抑制制御部３４により制御を実行中、前記アクセルセンサ１６ｂにより前記アクセル操作部１６のオンを検出したとき、前記移動抑制制御部３４から前記通常制御部３３によるトルク制御に切り換えるものとしても良い。この場合、移動抑制制御部３４から通常制御部３３への切り換えを簡単化でき、制御装置の処理負荷を軽減し得るうえ、移動抑制制御部３４から通常制御部３３への切り換えを遅滞なくスムーズに行うことができる。

前記通常制御部３３は、トルク指令と前記モータ６の電流指令との関係を定めたトルク指令マップに従って、前記モータ６をトルク制御するものであり、
前記モータ６に印加する電流を検出する電流センサＳｂを設け、
前記移動抑制制御部３４により制御を実行中、前記アクセルセンサ１６ｂからのアクセル信号により前記トルク指令マップから取り出した電流値が、前記電流センサＳｂで検出される電流より上回ったとき、前記移動抑制制御部３４から前記通常制御部３３によるトルク制御に切り換えるものとしても良い。

この場合、モータ６に必要十分な電流が流れていることを確認したうえで、移動抑制制御部３４から通常制御部３３へ切り換えているため、この切り換え時に、車両進行方向の反対方向へ車両が不所望に移動することをより確実に防止することができる。

前記移動抑制制御部３４は、前記回転角度センサ３６から最初に取り込んだ回転角度を目標角度とし、前記回転角度センサ３６から次に取り込んだ回転角度との差を零にする位置制御を行うものとしても良い。この場合、モータ６へ流れ込む駆動電流を自動調整し得ることで、モータロータ６ａの回転角度を精度良く位置制御することが可能となる。

前記トルク指令を生成し出力するＥＣＵ２１と、
直流電力を交流電力に変換するインバータ３１を含むパワー回路部２８、および、前記ＥＣＵ２１から与えられるトルク指令に従って前記パワー回路部２８を介し前記モータ６をトルク制御するモータコントロール部２９を有するインバータ装置２２と、
を備え、
前記モータコントロール部２９に、通常制御部３３と移動抑制制御部３４とを設けても良い。
このように、モータコントロール部２９に、通常制御部３３と移動抑制制御部３４とを設けたため、移動抑制制御部３４と通常制御部３３との間の切り換えを迅速に行うことができる。

前記モータ６はインホイールモータ駆動装置８を構成するモータであって、このモータ６は、左右の前輪および左右の後輪のいずれか一方または両方に対して設けられたものであっても良い。

この発明の電気自動車の制御装置は、モータにより車輪を駆動する電気自動車を制御する制御装置であり、アクセル操作部およびブレーキ操作部の操作に応じて生成されるトルク指令に従って、前記モータをトルク制御する通常制御部を備えた電気自動車の制御装置において、前記ブレーキ操作部をオフにした後前記アクセル操作部をオンにする間に、シフト操作レバーで決定される車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制する移動抑制制御部と、前記モータのロータの回転角度を検出する回転角度センサと、前記シフト操作レバーの位置を検出するシフト操作レバー位置検出手段と、前記ブレーキ操作部のオンオフを検出するブレーキセンサと、前記アクセル操作部のオンオフを検出するアクセルセンサとを設ける。前記移動抑制制御部は、前記ブレーキセンサにより前記ブレーキ操作部のオフを検出した後、前記アクセルセンサにより前記アクセル操作部のオンを検出する間に、前記シフト操作レバー位置検出手段により前記シフト操作レバーが定められた位置であると検出し、且つ、前記回転角度センサから定められた信号の変化があると、前記モータのロータの回転角度を位置制御して車両移動を抑制する。このため、車輪のスリップ等を招くことなく、車両進行方向の反対方向への車両移動を迅速に抑制することができる。

この発明の実施形態に係る電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。 同電気自動車のインホイールモータ駆動装置の断面図である。 同電気自動車のインバータ装置等の概念構成のブロック図である。 同電気自動車のＩＰＭモータの概念構成図である。 同電気自動車を制御する制御装置のモータコントロール部の主要構成等を示すブロック図である。 同電気自動車の前進、停止、後退時におけるモータ回転センサ信号の変化を示す図である。 同制御装置のバック抑制制御を示すフローチャートである。 従来例の電気自動車の登坂時、ロールバック状態を説明する図である。

この発明の実施形態に係る電気自動車の制御装置を図１ないし図７と共に説明する。図１は、この電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。この電気自動車は、車体１の左右の後輪となる車輪２が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪３が従動輪の操舵輪とされた４輪の自動車である。駆動輪および従動輪となる車輪２，３は、いずれもタイヤを有し、それぞれ車輪用軸受４，５を介して車体１に回転支持されている。

車輪用軸受４，５は、図１にてハブベアリングの略称「Ｈ／Ｂ」を付してある。駆動輪となる左右の車輪２，２は、それぞれ独立の走行用のモータ６，６により駆動される。各モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４を介して車輪２に伝達される。これらモータ６、減速機７、および車輪用軸受４は、互いに一つの組立部品であるインホイールモータ駆動装置８を構成している。各車輪２，３には、電動式または液圧式のブレーキ９，１０が設けられている。また左右の前輪となる操舵輪である車輪３，３は、転舵機構１１を介して転舵可能であり、ハンドル等の操舵手段１２により操舵される。

図２は、インホイールモータ駆動装置の断面図である。各インホイールモータ駆動装置８は、それぞれ、モータ６、減速機７、および車輪用軸受４を有し、これらの一部または全体が車輪内に配置される。モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４を介して駆動輪２に伝達される。車輪用軸受４のハブ輪４ｂのフランジ部にはブレーキ９を構成するブレーキロータＢＲが固定され、同ブレーキロータＢＲは駆動輪２と一体に回転する。

モータ６は、例えば、ロータ６ａのコア部に永久磁石が内蔵された埋込磁石型同期モータである。このモータ６は、ハウジングＨＳに固定したステータ６ｂと、回転出力軸ＫＳに取り付けたロータ６ａとの間にラジアルギャップを設けたモータである。なお、図２ではラジアルギャップのモータを示したが、アキシャルギャップのモータを使用してもよい。

図３は、この電気自動車のインバータ装置等の概念構成のブロック図である。
この電気自動車は、自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＥＣＵ２１と、このＥＣＵ２１の加減速指令に従って走行用のモータ６の制御を行うインバータ装置２２とを有する。ＥＣＵ２１は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。ＥＣＵ２１は、トルク／回転数制御指令部２１ａと、力行・回生制御指令部２１ｂとを有する。

トルク／回転数制御指令部２１ａは、基本的には、トルク制御を行う手段であるが、永久磁石が減磁した場合の応急処置用の回転数制御を行うための回転数指令部（図示せず）を有する。トルク／回転数制御指令部２１ａは、アクセル操作部１６の出力する加速指令（駆動）と、ブレーキ操作部１７の出力する減速指令（回生）と、操舵手段１２の操舵角を検出する操舵角センサＳａの出力する旋回指令とから、左右輪の走行用のモータ６，６に与える加減速指令をトルク指令値として生成し、インバータ装置２２へ出力する。

トルク／回転数制御指令部２１ａは、前記の他に、出力する加減速指令を、各車輪２，３（図１）の例えば車輪用軸受４，５（図１）に設けられた回転センサ（図示せず）から得られるタイヤ回転数の情報や、車載の各センサの情報を用いて補正する機能を有していても良い。
力行・回生制御指令部２１ｂは、力行・回生の切換えを行うための指令フラグを、後述するモータコントロール部２９の通常制御部３３に与える。

アクセル操作部１６は、アクセルペダル１６ａと、このアクセルペダル１６ａの踏込み量を検出するアクセルセンサ１６ｂとを有する。このアクセルセンサ１６ｂは、アクセル操作部１６のオンオフも検出する。ブレーキ操作部１７は、ブレーキペダル１７ａと、このブレーキペダル１７ａの踏込み量を検出するブレーキセンサ１７ｂとを有する。このブレーキセンサ１７ｂは、ブレーキ操作部１７のオンオフも検出する。

インバータ装置２２は、各モータ６に対して設けられたパワー回路部２８と、このパワー回路部２８を制御するモータコントロール部２９とを有する。インバータ装置２２は、図示しないが、各モータ毎にそれぞれ設けられている。モータコントロール部２９は、各パワー回路部２８に対して共通して設けられていても、別々に設けられていても良い。モータコントロール部２９が各パワー回路部２８に対して共通して設けられた場合であっても、左右のモータ６，６のトルクが互いに異なるように独立して制御可能なものとされる。パワー回路部２８は、バッテリ１９の直流電力をモータ６の力行および回生に用いる３相の交流電力に変換するインバータ３１と、このインバータ３１を制御するＰＷＭドライバ３２とを有する。

モータ６は、３相の同期モータである。このモータ６には、同モータ６のロータの電気角としての回転角度を検出する回転角度センサ３６が設けられている。インバータ３１は、複数の半導体スイッチング素子で構成され、ＰＷＭドライバ３２は、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。

モータコントロール部２９は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部として通常制御部３３と、移動抑制制御部３４と、記憶手段３５とを有する。通常制御部３３は、上位制御手段であるＥＣＵ２１におけるトルク／回転数制御指令部２１ａから与えられるトルク指令による加減速指令、および、力行・回生制御指令部２１ｂから与えられる力行・回生制御の指令フラグにより、予め設定したトルク指令マップを用いて、モータ６への指令電流を生成する。

通常制御部３３は、力行制御手段３３ａと、回生制御手段３３ｂとを有する。力行・回生制御指令部２１ｂからの指令フラグにより、力行制御手段３３ａおよび回生制御手段３３ｂのいずれか一方が選択される。前記指令フラグにより、力行制御手段３３ａが選択された場合において、この力行制御手段３３ａは、アクセルペダル１６ａの踏込み量が大きくなる程、力行指令トルクを増加させる。前記指令フラグにより、回生制御手段３３ｂが選択された場合において、回生制御手段３３ｂは、ブレーキペダル１７ａの踏込み量が大きくなる程、回生指令トルクを増加させる。

前記トルク指令マップは、左右のモータ６毎に、加減速指令となるトルク指令に対して、モータ回転速度範囲毎に電流指令を定めたものである。前記電流指令は、モータ６に流す一次電流Ｉａと、回転磁界とロータ永久磁石間の電流進角βとを有する。さらにトルク指令マップは、モータ６の力行制御状態と回生制御状態とに分けてそれぞれ設けられている。モータコントロール部２９は、左右のモータ６毎で且つ力行制御状態・回生制御状態毎に設定されたトルク指令マップに従って、モータ６をトルク制御する。

トルク指令マップは、この例では、モータコントロール部２９内の記憶手段３５に書換え可能に記憶されている。記憶手段３５として、例えば、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）が適用される。なお、記憶手段３５は、インバータ装置２２内の他の箇所に設けても良いし、インバータ装置２２外に設けることも可能である。通常制御部３３は、モータ６に印加する駆動電流を電流センサＳｂで得た実際の検出値と、指令電流とを一致させるために、モータ６をＰＩ制御で制御する。

移動抑制制御部３４は、車両のシフト操作レバーＳＬで決定される車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制する制御部である。シフト操作レバーＳＬは、車両の操作者によって、複数の走行モード位置の中から１つの位置（例えば、通常走行位置である「Ｄ」レンジ）が決定される。このシフト操作レバーＳＬの位置は、シフト操作レバー位置検出手段Ｓｃで検出される。移動抑制制御部３４は、シフト操作レバーＳＬが、例えば、通常走行位置である「Ｄ」レンジのとき、ブレーキセンサ１７ｂによりブレーキ操作部１７のオフを検出した後、アクセルセンサ１６ｂによりアクセル操作部１６のオンを検出する間に、回転角度センサ３６の信号により、モータ６のロータ６ａの回転角度を位置制御する。

移動抑制制御部３４は、判定部３４ａと、位置制御部３４ｂとを有する。判定部３４ａは、ブレーキセンサ１７ｂによりブレーキ操作部１７のオフを検出した後、アクセルセンサ１６ｂによりアクセル操作部１６のオンを検出する間に、シフト操作レバー位置検出手段Ｓｃによりシフト操作レバーＳＬが定められた位置であるか否かを検出する。さらに判定部３４ａは、回転角度センサ３６から定められた信号の変化（図６にて後述する）があるか否かを判定する。

ブレーキ操作部１７のオフ検出後、アクセル操作部１６のオン検出間にシフト操作レバーＳＬが定められた位置であり、回転角度センサ３６から定められた信号の変化があったと判定部３４ａで判定されると、位置制御部３４ｂは、モータロータ６ａの回転角度をベクトル制御で位置制御する。この位置制御部３４ｂは、回転角度センサ３６から最初に取り込んだ回転角度を目標角度とし、回転角度センサ３６から次に取り込んだ回転角度との差を零にする位置制御を行う。このとき位置制御部３４ｂは、通常制御部３３を介して、モータ６のロータ６ａの回転角度をベクトル制御する。

移動抑制制御部３４により制御を実行中、例えば、アクセルセンサ１６ｂによりアクセル操作部１６のオンを判定部３４ａで検出したとき、移動抑制制御部３４から通常制御部３３によるトルク制御に切り換える。または、移動抑制制御部３４により制御を実行中、アクセルセンサ１６ｂからのアクセル信号によりトルク指令マップから取り出した電流値が、電流センサＳｂで検出される電流より上回ったと判定部３４ａで判定されたとき、移動抑制制御部３４から通常制御部３３によるトルク制御に切り換える。

ここで図４は、この電気自動車のＩＰＭモータの概念構成図である。
図４（ａ）に示すように、車輪を駆動するモータがＩＰＭモータつまり埋込磁石型同期モータの場合は、磁石軸であるｄ軸方向よりそれと直交するｑ軸方向の磁気抵抗が小さくなるため、突極構造となり、ｄ軸インダクタンスＬｄよりｑ軸インダクタンスＬｑが大きくなる。
この突極性により、磁石トルクＴｍ以外にリラクタンストルクＴｒが併用でき、高トルクおよび高効率とすることもできる。
磁石トルクＴｍ：回転子の永久磁石による磁界と巻線による回転子磁界と吸引反発して発生するトルクである。
リラクタンストルクＴｒ：巻線による回転磁界に回転子の突極部が吸引されて発生するトルクである。

モータが発生する総トルクは下記のようになる。
Ｔ＝ｐ×｛Ｋｅ×Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ×Ｉｑ｝＝Ｔｍ＋Ｔｒ
ｐ：極対数
Ｌｄ：モータのｄ軸インダクタンス
Ｌｑ：モータのｑ軸インダクタンス
Ｋｅ：モータ誘起電圧定数実効値

図４（ｂ）に示すように、ＩＰＭモータに流す１次電流Ｉａを、トルク生成電流ｑ軸電流Ｉｑと、磁束生成電流ｄ軸電流Ｉｄとに分離し、それぞれ独立に制御できるベクトル制御手法が周知である。
Ｉｄ＝−Ｉａ×ｓｉｎβ
Ｉｑ＝Ｉａ×ｃｏｓβ
β：電流進角

図５は、モータコントロール部２９の主要構成等を示すブロック図である。
モータコントロール部２９は、モータ駆動電流を制御する手段であって、トルク指令部３７を含む。このトルク指令部３７は、モータコントロール部２９における通常制御部３３（図３）に設けられる。トルク指令部３７は、モータ６に印加する駆動電流を電流センサＳｂで検出した検出値と、ＥＣＵ２１におけるトルク／回転数制御指令部２１ａから与えられる加減速指令によるトルク指令を、前記トルク指令マップを用い、相応の指令電流を生成する。

指令電流の方向は、ＥＣＵ２１における力行・回生制御指令部２１ｂから与えられる前記指令フラグにより切換えられる。通常制御部３３（図３）は、トルク指令値に応じて、インバータ内部に生成された指令電流値の偏差を無くすためのＰＩフィードバック制御を行う。

通常制御部３３（図３）は、モータ６のロータ６ａ（図２）の回転角を回転角度センサ３６から得て、ベクトル制御を行う。ここで車体の左右の後輪２，２（図１）に設けられたモータ６，６は、力行時と回生時とでトルク発生方向が互いに異なる。このモータ６をこの出力軸の方向から見ると、左側の後輪駆動用のモータ６はＣＷ方向のトルクを発生し、右側の後輪駆動用のモータ６はＣＣＷ方向のトルクが発生する（左、右側は車両後ろから見る方向で決定される）。左、右側のモータ６，６でそれぞれ発生したトルクは、減速機７および車輪用軸受４を介して、トルク方向を反転し、タイヤに伝達される。また、左、右タイヤのモータ６における回生時のトルク発生方向は、力行時のトルク発生方向と異なっている。

前記トルク指令マップに関しては、アクセル信号とモータ回転数とに応じて、最大トルク制御テーブルから、相応なトルク指令値を算出する。トルク指令部３７は、算出された前記トルク指令値に基づき、モータ６の１次電流（Ｉａ）と電流進角（β）を生成する。トルク指令部３７は、これら１次電流（Ｉａ）と電流進角（β）の値に基づき、ｄ軸電流（界磁成分）Ｏ＿Ｉｄと、ｑ軸電流(トルク成分)Ｏ＿Ｉｑの二つの指令電流を生成する。

電流ＰＩ制御部３８は、トルク指令部３７から出力されたｄ軸電流Ｏ＿Ｉｄ、ｑ軸電流Ｏ＿Ｉｑの値と、モータ電流および回転子角度から３相・２相変換部３９で計算された２相電流Ｉｄ，Ｉｑとから、ＰＩ制御による電圧値による制御量Ｖｄ，Ｖｑを算出する。３相・２相変換部３９では、電流センサＳｂで検出されたモータ６のｕ相電流（Ｉｕ）とｗ相電流（Ｉｗ）の検出値から、次式Ｉｖ＝−（Ｉｕ＋Ｉｗ）で求められるｖ相電流（Ｉｖ）を算出し、Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの３相電流からＩｄ，Ｉｑの２相電流に変換する。

この変換に使われるモータ６の回転子角度は、回転角度センサ３６から取得する。２相・３相変換部４０は、入力された２相の制御量Ｖｄ，Ｖｑと、回転子角度とから、３相のＰＷＭデューティーＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。電力変換部４１は、ＰＷＭデューティーＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗに従ってインバータをＰＷＭ制御し、モータ６を駆動する。

図６は、電気自動車の前進、停止、後退時におけるモータ回転センサ信号の変化を示す図である。図３と共に説明する。移動抑制制御部３４の判定部３４ａは、回転角度センサ３６から次のような定められた信号の変化があるか否かを判定する。
判定部３４ａに現在取り込んだ回転角度信号（センサ信号）：Θ１
判定部３４ａに前回取り込んだ回転角度信号（センサ信号）：Θ０
車両前進・停止・後退判定条件：
Θ１−Θ０＞０のとき車両前進
Θ１−Θ０＝０のとき車両停止
Θ１−Θ０＜０のとき車両後退

したがって、シフト操作レバーＳＬが例えば通常走行位置である「Ｄ」レンジのとき、現在取り込んだ回転角度信号Θ１から前回取り込んだ回転角度信号Θ０を除した値が、負であると判定部３４ａ（図３）で判定され、且つ、その他の条件を満足するとき、位置制御部３４ｂ（図３）は、回転角度センサ３６（図３）から前回取り込んだ回転角度信号Θ０を目標角度とし、回転角度センサ３６（図３）から次に取り込んだ回転角度Θ１との差を零にする位置制御を行う(前回取り込んだ回転角度信号Θ０を目標角度とし、Θ０は初期の回転角度センサ信号Θ*と見なす。次に取り込んだ回転角度Θ１は、一定のサンプリング間隔で取り込んで、更新される。)。

図７は、この制御装置のバック抑制制御（移動抑制制御）を示すフローチャートである。図３も適宜参照しつつ説明する。車両の登坂時、シフト操作レバーＳＬが「Ｄ」レンジに位置し、ブレーキ操作部１７をオフにした後、アクセル操作部１６がオンにする間に、判定部３４ａでモータ回転センサ信号の変化（図６）から後退判定条件であるΘ１−Θ０＜０（図６参照）の信号変化を検出した時点で、本制御が実行され、車両が後退することが抑制される。

図７のバック抑制制御（移動抑制制御）を示すフローチャートに沿って説明する。本処理開始後、判定部３４ａは、ブレーキセンサ１７ｂによりブレーキ操作部１７のオフを検出したか否かを判定する（ステップＳ１）。否との判定（ステップＳ１：ＮＯ）でステップＳ１に戻る。ブレーキ操作部１７のオフを検出すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、判定部３４ａは、アクセルセンサ１６ｂによりアクセル操作部１６のオフを検出したか否かを判定する（ステップＳ２）。否との判定（ステップＳ２：ＮＯ）でステップＳ１に戻る。

アクセル操作部１６のオフを検出すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、判定部３４ａは、シスト操作レバー位置検出手段Ｓｃによりシフト操作レバーＳＬが「Ｄ」レンジか否か判定する（ステップＳ３）。否との判定（ステップＳ３：ＮＯ）でステップＳ１に戻る。「Ｄ」レンジであると判定されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、判定部３４ａは、回転角度センサ３６から初期の回転角度センサ信号（Θ※）を取り込む（ステップＳ４）。

次に、判定部３４ａは、回転角度センサ３６から２回目以降の回転角度センサ信号（Θ）を取り込む（ステップＳ５）。判定部３４ａは、これら回転角度センサ信号から前記後退判定条件に従って、車両が後退しようとしているか否かを判定する（ステップＳ６）。否との判定でステップＳ５に戻る。車両が後退しようとしているとの判定で（ステップＳ６：ＹＥＳ）、位置制御部３４ｂは、回転角度センサ３６から最初に取り込んだ回転角度（Θ※）を目標角度とし、回転角度センサ３６から次に取り込んだ回転角度との差を零にする位置制御を行う（ステップＳ７）。その後本処理を終了する。

以上説明した電気自動車の制御装置によれば、移動抑制制御部３４は、ブレーキ操作部１７のオフを検出した後アクセル操作部１６のオンを検出する間に、シフト操作レバーＳＬが定められた位置（例えば、Ｄレンジ）であると検出し、且つ、回転角度センサ３６から定められた信号の変化があると、モータ６のロータ６ａの回転角度を位置制御して車両移動を抑制する。

このように回転角度センサ３６からの信号の変化を検出して、モータロータ６ａの回転角度を位置制御するため、車輪２，３がスリップすることを防止することができる。また、モータ６のロータ６ａの回転角度を直接制御することで、車速信号等を検出する前述の従来技術よりも、迅速に、車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制することができる。

移動抑制制御部３４により制御を実行中、アクセルセンサ１６ｂによりアクセル操作部１６のオンを検出したとき、移動抑制制御部３４から通常制御部３３によるトルク制御に切り換える場合、移動抑制制御部３４から通常制御部３３への切り換えを簡単化でき、制御装置の処理負荷を軽減し得るうえ、移動抑制制御部３４から通常制御部３３への切り換えを遅滞なくスムーズに行うことができる。

移動抑制制御部３４により制御を実行中、アクセルセンサ１６ｂからのアクセル信号により前記トルク指令マップから取り出した電流値が、電流センサＳｂで検出される電流より上回ったとき、移動抑制制御部３４から通常制御部３３によるトルク制御に切り換えるものとした場合、モータ６に必要十分な電流が流れていることを確認したうえで、移動抑制制御部３４から通常制御部３３へ切り換えているため、この切り換え時に、車両進行方向の反対方向へ車両が不所望に移動することをより確実に防止することができる。

他の実施形態について説明する。
シフト操作レバーの定められた位置は、Ｄレンジに限定されるものではない。例えば、リバース（Ｒ）レンジにしても良い。この場合、ブレーキ操作部１７をオフにした後、アクセル操作部１６がオンにする間に、判定部３４ａでモータ回転センサ信号の変化（図６）から車両前進判定条件であるΘ１−Θ０＞０（図６参照）の信号変化を検出した時点で、本制御（移動抑制制御）が実行され、車両が前進することが抑制される。

車両は、左右のモータがそれぞれ車体に搭載されるオンボード式の車両であっても良い。車体に搭載された左右のモータはそれぞれドライブシャフトを介して車輪用軸受に連結されて、モータの回転を駆動輪に伝達する。ドライブシャフトは車体がバウンド/リバウンドしても等速に回転を駆動輪に伝達できるように、その両端に等速ジョイントを備えている。

車両として、左右の前輪２輪を独立して駆動する２輪独立駆動車を適用しても良い。また車両として、左右の前輪２輪を独立して駆動し、左右の後輪２輪を独立して駆動する４輪独立駆動車を適用しても良い。
インホイールモータ駆動装置においては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、２軸並行減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。

２…車輪
６…モータ
８…インホイールモータ駆動装置
１６…アクセル操作部
１６ｂ…アクセルセンサ
１７…ブレーキ操作部
１７ｂ…ブレーキセンサ
２１…ＥＣＵ
２２…インバータ装置
２８…パワー回路部
２９…モータコントロール部
３１…インバータ
３３…通常制御部
３４…移動抑制制御部
３６…回転角度センサ
Ｓｂ…電流センサ
Ｓｃ…シフト操作レバー位置検出手段
ＳＬ…シフト操作レバー

Claims (6)

1. モータにより車輪を駆動する電気自動車を制御する制御装置であり、アクセル操作部およびブレーキ操作部の操作に応じて生成されるトルク指令に従って、前記モータをトルク制御する通常制御部を備えた電気自動車の制御装置において、
   前記ブレーキ操作部をオフにした後前記アクセル操作部をオンにする間に、シフト操作レバーで決定される車両進行方向の反対方向への車両移動を抑制する移動抑制制御部と、
   前記モータのロータの回転角度を検出する回転角度センサと、
   前記シフト操作レバーの位置を検出するシフト操作レバー位置検出手段と、
   前記ブレーキ操作部のオンオフを検出するブレーキセンサと、
   前記アクセル操作部のオンオフを検出するアクセルセンサと、
   を設け、
   前記移動抑制制御部は、
   前記ブレーキセンサにより前記ブレーキ操作部のオフを検出した後、前記アクセルセンサにより前記アクセル操作部のオンを検出する間に、前記シフト操作レバー位置検出手段により前記シフト操作レバーが定められた位置であると検出し、且つ、前記回転角度センサから定められた信号の変化があると、前記モータのロータの回転角度を位置制御して車両移動を抑制することを特徴とする電気自動車の制御装置。
2. 請求項１に記載の電気自動車の制御装置において、前記移動抑制制御部により制御を実行中、前記アクセルセンサにより前記アクセル操作部のオンを検出したとき、前記移動抑制制御部から前記通常制御部によるトルク制御に切り換える電気自動車の制御装置。
3. 請求項１に記載の電気自動車の制御装置において、前記通常制御部は、トルク指令と前記モータの電流指令との関係を定めたトルク指令マップに従って、前記モータをトルク制御するものであり、
   前記モータに印加する電流を検出する電流センサを設け、
   前記移動抑制制御部により制御を実行中、前記アクセルセンサからのアクセル信号により前記トルク指令マップから取り出した電流値が、前記電流センサで検出される電流より上回ったとき、前記移動抑制制御部から前記通常制御部によるトルク制御に切り換える電気自動車の制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、
   前記移動抑制制御部は、前記回転角度センサから最初に取り込んだ回転角度を目標角度とし、前記回転角度センサから次に取り込んだ回転角度との差を零にする位置制御を行う電気自動車の制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、前記トルク指令を生成し出力するＥＣＵと、
   直流電力を交流電力に変換するインバータを含むパワー回路部、および、前記ＥＣＵから与えられるトルク指令に従って前記パワー回路部を介し前記モータをトルク制御するモータコントロール部を有するインバータ装置と、
   を備え、
   前記モータコントロール部に、通常制御部と移動抑制制御部とを設けた電気自動車の制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、前記モータはインホイールモータ駆動装置を構成するモータであって、このモータは、左右の前輪および左右の後輪のいずれか一方または両方に対して設けられた電気自動車の制御装置。
   

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