JP3520645B2 - 電気自動車制御装置 - Google Patents

電気自動車制御装置

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JP3520645B2
JP3520645B2 JP00331096A JP331096A JP3520645B2 JP 3520645 B2 JP3520645 B2 JP 3520645B2 JP 00331096 A JP00331096 A JP 00331096A JP 331096 A JP331096 A JP 331096A JP 3520645 B2 JP3520645 B2 JP 3520645B2
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喜徳 杉田
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】電気自動車では、バッテリの電力でモー
タを回転駆動させるが、モータ出力はモータ温度、イン
バータ温度が上昇しすぎることがないようにそれらの温
度がある値以上になれば出力制限をかけ、またバッテリ
保護の必要性からバッテリ電圧や電流がある基準値以下
まで低下し、あるいはバッテリ温度がある値以上となる
ならばバッテリ出力を制限することによってモータ出力
にも制限をかけるようにしている。(例えば、特開平6
−90507号公報には、モータコイルの冷却油の過熱
を避けるために冷却油の温度を監視し、所定値以上にな
れば温度条件によって最大トルク出力に対して制限をか
ける発明が開示されている。) また逆にモータに出力制限をしばらくかけることによっ
て、上述した制限をかける必要のある状態量(モータ温
度、インバータ温度、バッテリ電圧、バッテリ電流、バ
ッテリ温度など)がやがて制限値以内に回復すれば再び
モータ出力の制限を緩める制御を行うようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の電気自動車制御装置では、次のような問題点があ
った。上述のようなモータの出力制限を受けると、アク
セル開度を出力制限を受ける前と同じにしても同じ加速
性能を得ることができなくなり、ドライバはその操作感
の変化から出力制限を受けていることを感知することが
できるが、反面、出力制限を受けている状態で運転を継
続していて、その間に状態量が制限値以内に回復すれば
出力制限が緩められることによって、同じアクセル開度
のままでも加速されることになり、同じ速度を維持する
ためにはアクセル開度を緩める必要が出てきて操作感が
大きく変化することになる。
【0004】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、モータ出力制限が緩和されるときの操
作感の変化を小さく抑えることによって操作性を向上さ
せることができる電気自動車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】請求項1の発明の電気自
動車制御装置は、アクセル開度を検出するアクセル開度
検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、所定の制
限値を超過する上昇又は下降によってモータ出力を制限
する必要がある状態量を監視する状態量監視手段と、前
記アクセル開度検出手段が検出するアクセル開度と前記
車速検出手段が検出する車速とに応じてモータの最大出
力を演算する最大出力演算手段と、前記状態量監視手段
が監視する状態量が前記制限値を超過したときに前記最
大出力演算手段の与える最大出力に所定の制限をかける
最大出力制限手段と、前記最大出力制限手段が与える制
限最大出力で前記モータを駆動するモータ出力制御手段
と、前記状態量監視手段が与える状態量の変化が前記制
限値以内に回復する方向の変化である場合においては、
前記最大出力制限手段が行う最大出力の制限を緩める方
向の時間的な変化が所定の増加量許容値未満の場合に
は、この時間的な変化で前記最大出力を変化させ、前
記時間的な変化が前記増加量許容値以上である場合に
は、この時間的な変化を前記増加量許容値に規制して
前記最大出力を変化させる制御を行い、一方、前記状態
量監視手段が与える状態量の変化が、最大出力演算手段
の与える最大出力の制限がより強い制限を行う方向に変
化する場合においては、前記最大出力制限手段が行う最
大出力の制限の時間的な変化量に対して規制を行わない
制限規制手段とを備えたものである。
【0006】請求項1の発明の電気自動車制御装置で
は、最大出力演算手段がアクセル開度とモータ回転数に
対応する車速とに基づいてモータの最大出力を算出し、
モータ出力制御手段が通常、出力制限を受けない場合に
はこの最大出力に基づいてモータの出力制御を行う。
【0007】しかしながらいま、状態量監視手段が監視
する状態量が制限値を超過するような変化をしたときに
は、最大出力制限手段が最大出力演算手段の算出する最
大出力に所定幅の制限をかけてモータ出力制御手段に与
え、モータ出力を制限する。そして前記状態量が制限値
以内まで回復すれば前記最大出力制限手段は最大出力演
算手段の算出する最大出力に対する制限を緩和するが、
このとき、制限規制手段は最大出力制限手段が行う最大
出力の制限を緩める方向の時間的な変化を所定値以内に
規制する。
【0008】こうして、モータ出力制限が緩和されると
きの操作感の変化を小さく抑えることによって操作性を
向上させる。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の電気自動車
制御装置において、前記状態量監視手段が監視する前記
モータ出力を制限する必要がある状態量を、モータ温
度、インバータ温度、バッテリ温度、バッテリ電圧若し
くはバッテリ電流の1つあるいは複数としたものであ
る。
【0010】請求項2の発明の電気自動車制御装置で
は、これらのいずれか又は複数の状態量を監視し、出力
制限を行うときに、の制限緩和の時間的な変化に規制を
加えることによって操作感の変化を小さく抑え、操作性
を向上させる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。本発明の電気自動車制御装置は車載
のマイクロコンピュータによって実行されるソフトウェ
アプログラムによって実現されるが、機能構成について
示すと図1のようになる。
【0012】この実施の形態の電気自動車制御装置は、
外部から入力信号を与える要素として、モータの出力軸
に取付けられてモータの回転数を検出する回転数センサ
のようなモータ回転数検出手段(RMD )1、アクセルペ
ダルの踏込み量からアクセル開度を検出するアクセル開
度検出手段(ACD )2、シフトレバーのシフト位置を検
出するシフト位置検出手段(SHD )3、ブレーキペダル
の踏込み量を検出するブレーキ操作量検出手段(BKD )
4を備えている。外部からの入力信号を与える要素とし
てさらに、バッテリ状態量としてのバッテリ電圧を検出
するバッテリ電圧検出手段(VBD )5、バッテリ電流を
検出するバッテリ電流検出手段(CBD )6及びバッテリ
温度を検出するバッテリ温度検出手段(TBD )7を備え
ている。またインバータの冷却油の温度を検出するイン
バータ温度検出手段(TID )8、モータの冷却油の温度
を検出するモータ温度検出手段(TMD )9を備えてい
る。
【0013】マイクロコンピュータ内の構成要素として
は、モータ回転数検出手段(RMD )1から入力されるモ
ータ回転数検出信号に基づいてモータ回転数N を算出す
るモータ回転数演算手段(RMA )11、アクセル開度検
出手段(ACD )2からのアクセル開度検出信号に基づい
てアクセル開度ACO を算出するアクセル開度演算手段
(ACA )12、シフト位置検出手段(SHD )3からのシ
フト位置検出信号に基づいてシフトレンジSFを判定する
シフト位置判定手段(SHA )13、ブレーキ操作量検出
手段(BKD )4からのブレーキ操作量検出信号に基づい
てブレーキ操作量BKを算出するブレーキ操作量演算手段
(BKA )14を備えている。
【0014】またバッテリ状態量であるバッテリ電圧検
出手段(VBD )5からのバッテリ電圧検出信号に基づい
てバッテリ電圧VBを算出するバッテリ電圧演算手段(VB
A )15、バッテリ電流検出手段(CBD )6からのバッ
テリ電流検出信号に基づいてバッテリ電流CBを算出する
バッテリ電流演算手段(CBA )16及びバッテリ温度検
出手段(TBD )7からのバッテリ温度検出信号に基づい
てバッテリ温度TBを算出するバッテリ温度演算手段(TB
A )17を備えており、さらに、インバータ温度検出手
段(TID )8からのインバータ温度検出信号に基づいて
インバータ温度TIを算出するインバータ温度演算手段
(TIA )18、モータ温度検出手段(TMD)9からのモ
ータ温度検出信号に基づいてモータ温度TMを算出するモ
ータ温度演算手段(TMA )19を備えている。
【0015】マイクロコンピュータ内の構成要素として
さらに、モータ回転数演算手段(RMA )11からのモー
タ回転数N とアクセル開度演算手段(ACA)12からのア
クセル開度ACO とシフト位置判定手段(SHA )13から
のシフトレンジSFとに基づいて、前後進切替などの走行
モードMDを判断する走行モード判定手段(TMJD)21、
この走行モード判定手段(TMJD)21からの走行モード
MDと、モータ回転数Nとアクセル開度ACO とに基づい
て、内蔵する図7(a),(b)に示す特性グラフを参
照して、後述する基本最大トルク指令値BTMAX 、基本最
小トルク指令値BTMIN に対する比率ACOTを求めるトルク
指令値計算用アクセル開度演算手段(TRACA )22、走
行モードMDとモータ回転数N とに基づいて、内蔵する図
8の特性グラフを参照して基本最大トルク指令値BTMAX
を算出する基本最大トルク指令値演算手段(BTAXA )2
3、走行モードMDとモータ回転数N とに基づいて、内蔵
する図9の特性グラフを参照して基本最小トルク指令値
BTMIN を算出する基本最小トルク指令値演算手段(BTIN
A )24を備えている。
【0016】また、バッテリ状態量としてバッテリ電圧
演算手段(VBA )15からのバッテリ電圧VBとバッテリ
電流演算手段(CBA )16からのバッテリ電流CBとバッ
テリ温度演算手段(TBA )17からのバッテリ温度TBと
を入力し、これらに基づき、バッテリとして現在のバッ
テリ状態で自動車の駆動力を発生させるモータ及びイン
バータに供給できる電力の100%時に対する比率PXL
を算出する力行最大パワー用制限係数演算手段(PPAXL
)25、同じようにバッテリ電圧VBとバッテリ電流CB
とバッテリ温度TBとに基づき、バッテリとしてモータ及
びインバータから受入れることができる回生電力の10
0%に対する比率GXL を算出する回生最大パワー用制限
係数演算手段(RGPAXL)26を備えている。
【0017】またさらに、インバータ温度演算手段18
からのインバータ温度TIとモータ温度演算手段19から
のモータ温度TMとに基づいて、モータ及びインバータと
して可能な力行トルク値の100%時に対する比率PTXL
を算出する力行最大トルク用制限係数演算手段(PTAXL
)27、同じようにインバータ温度TIとモータ温度TM
とに基づいて、モータ及びインバータとして可能な回生
トルク値の100%時に対する比率GTXLを算出する回生
最大トルク用制限係数演算手段(RGTAXL)28を備えて
いる。
【0018】また各制限係数演算手段25〜28それぞ
れが算出する制限係数PXL ,GXL ,PTXL,GTXLに対し
て、これらの減少に対して制限を加えないが、これらの
増加に対して単位時間当りの変化量を規制し、急激な増
加(回復)に対しても緩やかに変化させるための制限係
数変化規制手段(PPL ,RGPL,PTL ,RGTL)29〜32
を備えている。ここで制限係数変化規制手段(PPL ,RG
PL,PTL ,RGTL)29〜32それぞれから出力される制
限係数をそれぞれPXL ′,GXL ′,PTXL′,GTXL′とす
る。
【0019】加えて、基本最大トルク指令値演算手段
(BTAXA )23からの基本最大トルク指令値BTMAX に対
して、制限係数変化規制手段(PPL ,RGPL,PTL ,RGT
L)29〜32それぞれによって規制を受けた制限係数P
XL ′,GXL ′,PTXL′,GTXL′のうちから適切な組合
わせを選択し、それらに基づいて最大トルク指令値TRMA
Xを算出する最大トルク指令値演算手段(TRAXA )3
3、基本最小トルク指令値演算手段(BTINA )24から
の基本最小トルク指令値BTMIN に対して、同じく制限係
数PXL ′,GXL ′,PTXL′,GTXL′のうちから適切な組
合わせを選択し、それらに基づいて最小トルク指令値TR
MIN を算出する最小トルク指令値演算手段(TRINA )3
4、前述のトルク指令値計算用アクセル開度演算手段
(TRACA )22からのトルク指令値計算用アクセル開度
ACOTとこれらの最大トルク指令値演算手段(TRAXA )3
3からの最大トルク指令値TRMAX と最小トルク指令値演
算手段(TRINA )34からの最小トルク指令値TRMIN と
に基づいて基本トルク指令値Tを算出する基本トルク指
令値演算手段(BTRA)35を備えている。
【0020】さらに加えて、基本最大トルク指令値演算
手段(BTAXA )23からの基本最大トルク指令値BTMAX
と最大トルク指令値演算手段(TRAXA )33からの最大
トルク指令値TRMAX との比率MAXR(0〜100%)を算
出する最大トルク指令値制限率演算手段(LMTAX )3
6、この最大トルク指令値制限率MAXRに応じて基本トル
ク指令値Tの増加、減少に対する変化幅許容値TDMAX ,
TUMAX を算出する基本トルク指令値変化幅制限許容値演
算手段(LBTRA )37、前述の基本トルク指令値演算手
段(BTRA)35からの基本トルク指令値Tと走行モード
判定手段(TMJD)21からの走行モードMDと前述の基本
トルク指令値の増加、減少に対する変化幅許容値TDMAX
,TUMAX とに基づいて基本トルク指令値Tの増加、減
少それぞれに対して、単位時間当りの変化量を規制する
基本トルク指令値変化幅規制手段(RLM )38、この基
本トルク指令値変化幅規制手段(RLM )38によって単
位時間当りの変化幅規制を受けた基本トルク指令値THに
対して走行モードMDに応じて符号を変換し、最終的なト
ルク指令値TRとして図示していないインバータ及びモー
タの制御部に出力するトルク指令値出力手段(TRO )3
9を備えている。
【0021】次に、上記構成の電気自動車制御装置の動
作について説明する。通常、電気自動車を運転する際、
停止状態でブレーキペダルを離し、アクセルペダルを踏
込むことによって発進させ、所望の速度になればその速
度が維持されるようにある程度アクセルペダルを踏込ん
だ状態でその位置からさらに踏込んだり緩めたりして加
減する。そして加速が必要になればアクセルペダルをさ
らに深く踏込み、逆に減速が必要であればアクセルペダ
ルを緩める操作を行う。
【0022】本発明ではバッテリ状態量、例えば、バッ
テリ電圧や電流が低下しあるいはバッテリ温度が上昇し
て来たときには、このようなアクセルペダルの踏込み操
作時の加速応答性をそれまでよりも遅くすることによっ
てバッテリの再充電を必要とする時期が近づいてきたこ
とをドライバが体感する操作感から認識させるように制
御する。
【0023】この制御方式について説明すると、次のよ
うになる。図1の機能ブロック図、図2〜図4のフロー
チャートに示すように、初期設定後(ステップS1)、
外部からの入力として、モータ回転数検出手段(RMD )
1からモータ回転数、アクセル開度検出手段(ACD )2
からアクセルペダルの踏込み量、シフト位置検出手段
(SHD )3からシフトレバーのシフト位置、ブレーキ操
作量検出手段(BKD )4からブレーキペダルの踏込み
量、バッテリ電圧検出手段(VBD )5からバッテリ電
圧、バッテリ電流検出手段(CBD )6からバッテリ電
流、バッテリ温度検出手段(TBD )7からバッテリ温
度、インバータ温度検出手段(TID )8からインバータ
温度、モータ温度検出手段(TMD )9からモータ温度そ
れぞれの検出信号が与えられる(ステップS2)。
【0024】そしてモータ回転数演算手段(RMA )11
はモータ回転数検出信号に基づいてモータ回転数N を算
出し(ステップS3)、アクセル開度演算手段(ACA )
12はアクセル開度検出信号に基づいてアクセル開度AC
O を算出し(ステップS4)、シフト位置判定手段(SH
A )13はシフト位置検出信号に基づいてシフトレンジ
SFを判定し(ステップS5)、ブレーキ操作量演算手段
(BKA )14はブレーキ操作量検出信号に基づいてブレ
ーキ操作量BKを算出する(ステップS6)。
【0025】また外部から与えられるバッテリ状態量で
あるバッテリ電圧検出信号、バッテリ電流検出信号、バ
ッテリ温度検出信号それぞれに基づいて、バッテリ電圧
演算手段(VBA )15はバッテリ電圧VBを算出し、バッ
テリ電流演算手段(CBA )16はバッテリ電流CBを算出
し、バツテリ温度演算手段(TBA )17はバッテリ温度
TBを算出する(ステップS7)。さらに、インバータ温
度演算手段(TIA )18はインバータ温度検出信号に基
づいてインバータ温度TIを算出し(ステップS8)、モ
ータ温度演算手段(TMA )19はモータ温度検出信号に
基づいてモータ温度TMを算出する(ステップS9)。そ
して走行モード判定手段(TMJD)21はモータ回転数N
とアクセル開度ACO とシフトレンジSFとに基づいて、前
後進切替などの走行モードMDを判断して出力する(ステ
ップS10)。
【0026】トルク指令値計算用アクセル開度演算手段
(TRACA )22はこの走行モード判定手段(TMJD)21
からの前進モード(Dレンジ)、後進モード(Rレン
ジ)の走行モードMDとモータ回転数N と実アクセル開度
ACO とに基づき、図7(a),(b)に示す特性グラフ
を参照して基本最大トルク指令値BTMAX 若しくは基本最
小トルク指令値BTMIN に対する比率、つまりトルク指令
値計算用アクセル開度ACOTを求める(ステップS1
1)。また基本最大トルク指令値演算手段(BTAXA )2
3は、走行モードMDとモータ回転数N とに基づいて、内
蔵する図8の特性グラフを参照して基本最大トルク指令
値BTMAX を算出し(ステップS12)、基本最小トルク
指令値演算手段(BTINA )24は走行モードMDとモータ
回転数N とに基づいて、内蔵する図9の特性グラフを参
照して基本最小トルク指令値BTMIN を算出する(ステッ
プS13)。
【0027】一方、力行最大パワー用制限係数演算手段
(PPAXL )25は、バッテリ電圧VB、バッテリ電流CB、
バッテリ温度TBなどのバッテリ状態量を基本にして、バ
ッテリとして現在のバッテリ状態で自動車の駆動力を発
生させるモータ及びインバータに供給できる電力の10
0%時に対する比率PXL を算出し(ステップS14)、
制限係数変化規制手段(PPL )29はこの制限係数PXL
の時間的な変化傾向を見て、減少傾向(つまり、制限を
強化する傾向)にあれば規制をしないが、増加傾向(つ
まり、制限を緩和する傾向)にあれば制限係数PXL の制
御サイクル当りの時間的な変化を規制した規制制限係数
PXL ′を生成し、急な増加(つまり、回復)に対して緩
やかに応答させ、後述するようにドライバの操作感に違
和感を与えないようにする(ステップS15)。
【0028】同じように回生最大パワー用制限係数演算
手段(RGPAXL)26は、バッテリ電圧VB、バッテリ電流
CB、バッテリ温度TBなどのバッテリ状態量を基本にし
て、バッテリとしてモータ及びインバータから受入れる
ことができる回生電力の100%に対する比率GXL を算
出し(ステップS16)、制限係数変化規制手段(RGP
L)30はこの制限係数GXL の時間的な変化傾向を見
て、増加傾向にあれば制限係数GXL の制御サイクル当り
の時間的な変化を規制する規制制限係数GXL ′を生成し
て出力する(ステップS17)。
【0029】また、力行最大トルク用制限係数演算手段
(PTAXL )27はインバータ温度TIとモータ温度TMを基
本にして、モータ及びインバータとして可能な力行トル
ク値の100%時に対する比率PTXLを算出し(ステップ
S18)、制限係数変化規制手段(PTL )31はこの制
限係数PTXLの時間的な変化傾向を見て、減少傾向(つま
り、制限を強化する傾向)にあれば規制をしないが、増
加傾向(つまり、制限を緩和する傾向)にあれば制限係
数PTXLの制御サイクル当りの時間的な変化を規制する規
制制限係数PTXL′を生成し、急な増加(つまり、回復)
に対して緩やかに応答させるようにする(ステップS1
9)。
【0030】同じように、回生最大トルク用制限係数演
算手段(RGTAXL)28はインバータ温度TIとモータ温度
TMとに基づいて、モータ及びインバータとして可能な回
生トルク値の100%時に対する比率GTXLを算出し(ス
テップS20)、制限係数変化規制手段(RGTL)32は
この制限係数GTXLの時間的な変化傾向を見て、増加傾向
にあれば制限係数GTXLの制御サイクル当りの時間的な変
化を規制する規制制限係数GTXL′を生成して出力する
(ステップS21)。
【0031】この制限係数の時間変化量の規制について
図5のフローチャートに基づいて、さらに説明する。い
ま規制前の制限係数PXL ,GXL ,PTXL,GTXLをKnとし、
規制後の制限係数PXL ′,GXL ′,PTXL′,GTXL′をKo
とし、あらかじめ設定されている増加量許容値をKmaxと
して一般的に説明すると、制限係数変化規制手段(PPL
,RGPL,PTL ,RGTL)29〜32それぞれにおいて、
規制前制限係数Knと規制後制限係数Koとを比較し(ステ
ップS31)、制限係数Knが減少する傾向、つまりより
強い制限を行う方向に変化していれば制限係数Knの単位
時間当りの変化量を規制せず、規制後制限係数Ko=Knと
する(ステップS34)。
【0032】また制限係数Knが増加する傾向、つまり制
限を緩和する方向に変化していても、1回の制御サイク
ル中に変化した制限係数の大きさ(=Kn−Ko)を増加量
許容値Kmaxと比較し(ステップS32)、増加量許容範
囲内であれば新たに与えられた制限係数Knをそのまま用
いるべく、規制後制限係数Ko=Knとする(ステップS3
4)。
【0033】しかしながら、制限係数Knが増加する傾
向、つまり制限を緩和する方向に変化していて、1回の
制御サイクル中に変化した制限係数の緩和の幅(=Kn−
Ko)が増加量許容値Kmaxと比較して大きい場合(ステッ
プS32)、制限係数の変化規制を行うために、前回の
制御サイクルの制限係数Koに対して増加量許容値Kmaxを
加えた値までしか今回の制御サイクルにおける制限係数
Koを増加させないように規制する。つまり、Ko=Ko+Km
axと制限するのである(ステップS33)。
【0034】これによって、図10に示すように、例え
ばインバータ温度TIの高低変化により許容最大出力が制
限を受ける場合、タイミングt0〜t1の間の温度上昇の間
はバッテリの許容最大出力がより強く制限を受ける方向
であるために温度上昇に応じてリニアに許容最大出力の
制限を行う。ところが、タイミングt2〜t3のようにイン
バータ温度TIが急激に低下し、許容最大出力の制限係数
Knも急激に緩和されることになる。しかしながら、許容
最大出力の制限が急激に緩和されるとすると、一定のア
クセル踏込み量において許容最大出力の制限が緩和され
たと同時に加速されることになり、ドライバの操作感に
違和感を呼び起すことになる。そこで、このような場合
にはタイミングt2〜t4に示すように許容最大出力の制限
緩和幅をKmaxまでとする規制をかけ、ドライバの操作感
に及す違和感を少なくするのである。同じことは、バッ
テリ状態量やモータ温度など、バッテリの許容最大出力
に制限をかけるパラメータ各々について適用することが
できる。
【0035】図2〜図4のフローチャートに戻って、次
に、最大トルク指令値演算手段(TRAXA )33が、図8
に示した特性グラフにおいて基本最大トルク指令値BTMA
X の存在する象限に応じて、制限係数変化規制手段(PP
L ,RGPL,PTL ,RGTL)29〜32からの規制制限係数
PXL ′,GXL ′,PTXL′,GTXL′のうちから適切な組合
わせを選択し、各々の制限係数に対応した2つのトルク
指令値(パワー用制限係数の場合にはパワーを計算して
トルクに換算する)を計算し、これらの2つのトルク指
令値と最大トルク指令値TRMAX とのうちでもっとも0N
・mに近い値を最大トルク指令値TRMAX とする演算を行う
(ステップS22)。また最小トルク指令値演算手段
(TRINA )34が、図9に示した特性グラフにおいて基
本最小トルク指令値BTMIN の存在する象限に応じて、規
制を受けた制限係数PXL ′,GXL ′,PTXL′,GTXL′の
うちから適切な組合わせを選択し、各々の制限係数に対
応した2つのトルク指令値を計算し、これらの2つのト
ルク指令値と最小トルク指令値TRMIN とのうちでもっと
も0N ・mに近い値を最小トルク指令値TRMIN とする演算
を行い(ステップS23)、さらに、基本トルク指令値
演算手段(BTRA)35が、トルク指令値計算用アクセル
開度演算手段(TRACA )22からのトルク指令値計算用
アクセル開度ACOTとこれらの最大トルク指令値TRMAX と
最小トルク指令値TRMIN とに基づいて基本トルク指令値
Tを算出する(ステップS24)。
【0036】続いて、最大トルク指令値制限率演算手段
(LMTAX )36が基本最大トルク指令値演算手段(BTAX
A )23からの基本最大トルク指令値BTMAX と最大トル
ク指令値TRMAX との比率を最大トルク指令値制限率MAXR
(0〜100%)として算出し(ステップS25)、さ
らに基本トルク指令値変化幅制限許容値演算手段(LBTR
A )37がこの最大トルク指令値制限率MAXRに応じて基
本トルク指令値Tの増加、減少に対する変化幅許容値TD
MAX ,TUMAX を算出する(ステップS26)。そして基
本トルク指令値変化幅規制手段(RLM )38が、基本ト
ルク指令値演算手段(BTRA)35からの基本トルク指令
値Tと走行モード判定手段(TMJD)21からの走行モー
ドMDとステップ26で得た基本トルク指令値変化幅許容
値TDMAX,TUMAX とに基づいて、基本トル指令値演算手
段35からの基本トルク指令値Tの増加、減少それぞれ
に対して、単位時間当りの変化量を規制する(ステップ
S27)。
【0037】そしてトルク指令値出力手段(TRO )39
は、基本トルク指令値変化幅規制手段(RLM )38によ
って単位時間当りの変化幅規制を受けた基本トルク指令
値TH に対して走行モードMDに応じて符号を変換し、最
終的なトルク指令値TRとして図示していないインバータ
及びモータの制御部に出力し、モータのトルク、回転速
度を制御する(ステップS28)。
【0038】基本トルク指令値変化幅規制手段38によ
るステップS27の基本トルク指令値変化幅規制につい
て、図6にフローチャートに基づいて詳しく説明する。
まず走行モードMDを判定し、前進(Dレンジ)であれば
規制後基本トルク指令値THの符号はそのままにし(ステ
ップS41)、後進(Rレンジ)であれば規制後基本ト
ルク指令値THの符号を反転(TH=−TH)させる(ステッ
プS42)。そして新たに入力される規制前基本トルク
指令値Tと前回の制御サイクルで規制処理された規制後
基本トルク指令値THとを比較する(ステップS43)。
【0039】新たに入力された基本トルク指令値Tが前
回値THよりも増加していれば、その増加幅が増加量許容
値TUMAX よりも大きいかどうか判断し(ステップS4
4)、許容値を超過していれば基本トルク指令値の増加
量を許容値TUMAX の範囲に抑える処理(TH=TH+TUMAX
)を行う(ステップS45)。しかしながら基本トル
ク指令値Tの前回からの増加量が許容値TUMAX を超えて
いなければ、新たに入力された基本トルク指令値Tを今
回の制御サイクルにおける基本トルク指令値THとして出
力する(ステップS46)。
【0040】逆にステップS43の比較において、後進
モードであるために、新たに入力された基本トルク指令
値Tが前回値THよりも減少していれば、その減少幅が減
少量許容値TDMAX を超過しているかどうか判断し(ステ
ップS47)、許容値を超過していれば基本トルク指令
値の減少量を許容値TDMAX の範囲に抑える処理(TH=|
TH−TDMAX |)を行う(ステップS48)。しかしなが
ら基本トルク指令値Tの前回からの減少量が許容値TDMA
X を超えていなければ、新たに入力された基本トルク指
令値Tの絶対値|T|を今回の制御サイクルにおける基
本トルク指令値THとして出力する(ステップS49)。
【0041】こうして行われる基本トルク指令値の変化
量の規制処理は、特にバッテリ状態量である電圧VBや電
流CBが放電のために低下し、あるいはバッテリ温度TBが
上昇して出力パワー制限が必要な状態になった場合に、
停止状態からアクセルペダルを踏込んで発進加速すると
きに、それまでのアクセル操作で得られていた加速性能
が同じ踏込み量だけアクセルペダルを踏込んでも出せな
いように規制し、ゆっくりとしか発進加速できないよう
にしてドライバにバッテリ性能が低下しているために再
充電の時期が近づいていることを発進時の操作感から体
感させるのである。
【0042】この理由は次による。すなわち、インバー
タ温度やモータ温度によって受けるトルク制限曲線は図
11に示すようなものであり、最大出力トルクに対して
モータの低回転数の領域からトルク制限を受けるので制
限を受ける前と同じ踏込み量だけアクセルペダルを踏込
んでも同じ加速性能が得られず、トルク制限を受けてい
ることを発進の最初から容易に体感できる。これに対し
て、バッテリ状態量に基づく出力トルク制限は、図12
に示すように最大トルク曲線、最小トルク曲線が与えら
れているときに、トルク制限曲線A(50%制限),B
(25%制限)というように設定されるために、従来で
あれば、発進時の低回転領域Cではこれらの制限曲線に
触れることがなく、したがって、出力トルク制限を受け
る前と同じ加速性能が得られるためにドライバには発進
時に出力トルク制限を受けていることが体感されない。
そして、ある程度まで加速され、モータ回転数が上がっ
た後になって制限曲線にかかるようになり、アクセル踏
込み量を制限を受ける前と同じにしても、同じ加速性能
が得られなくなり、その時点ではじめて出力トルク制限
を受けていることを認識するようになり、操作感の変化
により出力トルク制限を受けていることを体感できるタ
イミングが遅くなっていた。
【0043】これに対して、上述したようにバッテリ状
態量に基づく基本トルク指令値の変化量の規制処理を行
うことにより、図13に示すように、停止状態からアク
セルペダルを踏込んで発進加速するときに、t00 〜t01
の間にアクセル開度が基準開度まで踏込まれるとして、
あるトルク制限a%(例えば、50%に設定することが
できる)がかけられるまではトルク制限を受けない10
0%の時に同じレートでトルク指令を変化させ、t00 〜
t02 の時間でアクセル開度αに対応したトルク指令値β
に達するが、a%を下回るようなトルク制限を受けるよ
うになると、それまでのアクセル操作で得られていた加
速性能が同じ踏込み量だけアクセルペダルを踏込んでも
出せないように規制するためにt00 〜t03 の時間でトル
ク指令値βに到達するゆっくりとしか加速を行うように
して、ドライバにバッテリ性能が低下しているために再
充電の時期が近づいていることを発進時の操作感から体
感させるのである。
【0044】なお、トルク制限が行われていても減速性
能は元のまま維持するために、アクセルを基準開度αか
ら戻す場合にはトルク指令値を規制しない。また、上記
の実施の形態における種々の設定値は車種ごとに実験に
よってふさわしい値に決定することができるものであ
り、特に限定されない。
【0045】また本発明の第2の実施の形態として、図
1の機能ブロック図において、最大トルク制限率演算手
段(LMTAX )36、基本トルク指令値変化幅許容値演算
手段(LBTRA )37及び基本トルク指令値変化幅規制手
段(RLM )38は必要に応じて採用することができる機
能であり、構成をシンプルなものとするためにこれらを
省略してもよい。そしてその場合には、基本トルク指令
値演算手段35の出力Tがトルク指令値TRとしてトルク
指令値出力手段(TRO )39からモータ及びインバータ
に出力されることになる。
【0046】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、状態量監視手
段が監視する状態量が制限値を超過するような変化をし
たときには、最大出力制限手段が最大出力演算手段が算
出する最大出力に所定幅の制限をかけてモータ出力を制
限し、前記状態量が制限値以内まで回復すれば最大出力
演算手段の算出する最大出力に対する制限を緩和する
が、このとき、制限規制手段は最大出力制限手段が行う
最大出力の制限を緩める方向の時間的な変化を所定値以
内に規制するようにしているので、モータの出力制限が
緩和されるときの操作感の変化を小さく抑えることによ
って操作性を向上させることができる。
【0047】請求項2の発明によれば、モータ温度、イ
ンバータ温度、バッテリ温度、バッテリ電圧若しくはバ
ッテリ電流の1つあるいは複数の状態量を監視し、出力
制限後にその制限緩和を行うときの時間的な変化に規制
を加えることによって操作感の変化を小さく抑え、操作
性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1つの実施の形態の機能ブロック図。
【図2】上記の実施の形態におけるトルク指令値の演算
処理の前半部のフローチャート。
【図3】上記の実施の形態におけるトルク指令値の演算
処理の中間部のフローチャート。
【図4】上記の実施の形態におけるトルク指令値の演算
処理の後半部のフローチャート。
【図5】上記の実施の形態における制限係数変化規制処
理のフローチャート。
【図6】上記の実施の形態における基本トルク指令値変
化幅規制処理のフローチャート。
【図7】上記の実施の形態においてトルク指令値計算用
アクセル開度演算手段(TRACA)が用いる特性グラフ。
【図8】上記の実施の形態において基本最大トルク指令
値演算手段(BTAXA )が用いる特性グラフ。
【図9】上記の実施の形態において基本最小トルク指令
値演算手段(BTINA )が用いる特性グラフ。
【図10】上記の実施の形態において制限係数変化規制
手段による制限係数変化規制を示すタイミングチャー
ト。
【図11】一般的な電気自動車のモータ、インバータ温
度によるトルク制限曲線を示すグラフ。
【図12】一般的な電気自動車のバッテリ状態量による
トルク制限曲線を示すグラフ。
【図13】上記の実施の形態において基本トルク指令値
変化幅規制手段(RLM )による基本トルク指令値変化幅
規制を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
1 モータ回転数検出手段(RMD ) 2 アクセル開度検出手段(ACD ) 3 シフト位置検出手段(SHD ) 4 ブレーキ操作量検出手段(BKD ) 5 バッテリ電圧検出手段(VBD ) 6 バッテリ電流検出手段(CBD ) 7 バッテリ温度検出手段(TBD ) 8 インバータ温度検出手段(TID ) 9 モータ温度検出手段(TMD ) 11 モータ回転数演算手段(RMA ) 12 アクセル開度演算手段(ACA ) 13 シフト位置判定手段(SHA ) 14 ブレーキ操作量演算手段(BKA ) 15 バッテリ電圧演算手段(VBA ) 16 バッテリ電流演算手段(CBA ) 17 バッテリ温度演算手段(TBA ) 18 インバータ温度演算手段(TIA ) 19 モータ温度演算手段(TMA ) 21 走行モード判定手段(TMJD) 22 トルク指令値計算用アクセル開度演算手段(TRAC
A ) 23 基本最小トルク指令値演算手段(BTINA ) 25 力行最大パワー用制限係数演算手段(PPAXL ) 26 回生最大パワー用制限係数演算手段(RGPAXL) 27 力行最大トルク用制限係数演算手段(PTAXL ) 28 回生最大トルク用制限係数演算手段(RGTAXL) 29 制限係数変化規制手段(PPL ) 30 制限係数変化規制手段(RGPL) 31 制限係数変化規制手段(PTL ) 32 制限係数変化規制手段(RGTL) 33 最大トルク指令値演算手段(TRAXA ) 34 最小トルク指令値演算手段(TRINA ) 35 基本トルク指令値演算手段(BTRA) 36 基本トルク指令値変化幅制限許容値演算手段(LB
TRA ) 38 基本トルク指令値変化幅規制手段(RLM ) 39 トルク指令値出力手段(TRO )
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01M 10/48 301 H01M 10/48 301 H02P 5/41 302 H02P 5/41 302J (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 9/00 B60L 3/00 B60L 15/00 - 15/38 B60L 9/00 - 9/32 G01R 31/36 H01M 10/48 H01M 10/48 301 H02P 5/41 302

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクセル開度を検出するアクセル開度検
    出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 所定の制限値を超過する上昇又は下降によってモータ出
    力を制限する必要がある状態量を監視する状態量監視手
    段と、 前記アクセル開度検出手段が検出するアクセル開度と前
    記車速検出手段が検出する車速とに応じてモータの最大
    出力を演算する最大出力演算手段と、 前記状態量監視手段が監視する状態量が前記制限値を超
    過したときに前記最大出力演算手段の与える最大出力に
    所定の制限をかける最大出力制限手段と、 前記最大出力制限手段が与える制限最大出力で前記モー
    タを駆動するモータ出力制御手段と、 前記状態量監視手段が与える状態量の変化が前記制限値
    以内に回復する方向の変化である場合においては、前記
    最大出力制限手段が行う最大出力の制限を緩める方向の
    時間的な変化が所定の増加量許容値未満の場合には、
    この時間的な変化で前記最大出力を変化させ、前記時
    間的な変化が前記増加量許容値以上である場合には、
    この時間的な変化を前記増加量許容値に規制して前記
    最大出力を変化させる制御を行い、 一方、前記状態量監視手段が与える状態量の変化が、最
    大出力演算手段の与える最大出力の制限がより強い制限
    を行う方向に変化する場合においては、前記最大出力制
    限手段が行う最大出力の制限の時間的な変化量に対して
    規制を行わない 制限規制手段とを備えて成る電気自動車
    制御装置。
  2. 【請求項2】 前記状態量監視手段が監視する前記モー
    タ出力を制限する必要がある状態量として、モータ温
    度、インバータ温度、バッテリ温度、バッテリ電圧若し
    くはバッテリ電流の1つあるいは複数としたことを特徴
    とする請求項1記載の電気自動車制御装置。
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