JP3581917B2 - 電気自動車のクリープ力発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリープ走行に求められるクリープトルクを発生させる電気自動車のクリープ発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関を走行の動力源としたＡＴ車（トルクコンバータと自動変速機とを組み合せた車両）は、トルクコンバータから発生するストールトルクにより、走行位置「Ｄ（ドライブ）ポジション」にシフト位置があるときは、アクセルペダルが踏まれていなくとも、極低速で走行する特性がある。このストールトルクによる走行をクリープ走行という。
【０００３】
このクリープ走行は、ブレーキ操作だけで容易に車両の速度調整が行なえるので、このクリープ走行を利用して、極低速での車両操作、例えば車庫入れや縦列駐車などの車の取り回しが行われている。
【０００４】
これ対して、一般にモータを走行の駆動源とした電気自動車は、無駄な電力消費を抑えるために、走行位置にあるとき、アクセルペダルを踏まない限り、モータにはトルクが発生させない制御が採用され、内燃機関を用いたＡＴ車のようなクリープ走行が行なえないようにしている。
【０００５】
このため、慣れ親しんだ内燃機関のＡＴ車から電気自動車に乗り換えると、クリープ走行ができないので、車庫入れ等といった車の取り回しの際、運転者に違和感をもたらせる。
【０００６】
そこで、近時、電気自動車では、特許第２７４１７３９号に示されるようにアクセルペダルおよびブレーキペダルが踏まれてなく、変速機が走行レンジに設定されているとき、車速がクリープ速度より小さいときにだけ、モータにクリープトルクを発生させる制御（ブレーキを踏んでいる限りモータは駆動されない制御）を行なって、クリープ走行を可能とする提案がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
クリープ走行を利用する頻度が高い後退動作からの車庫入れは、多くは車庫の入口において、一旦、車両を停止させて「Ｒ（リバース）ポジション」にシフトし、それからクリープ走行を用いて、車両を微速で後退させて車庫内へ進入させることで行われている。縦列駐車も、多くは駐車場所の間口で、一旦、車両を停止させて「Ｒ（リバース）ポジション」にシフトし、それからクリープ走行を用いて、車両を微速で後退させて駐車場所へ進入させることで行われている。
【０００８】
つまり、クリープ走行を利用する頻度が高い状況の多くは、通常の前進走行から減速して、一旦、停止させ、この後、「Ｒポジション」にシフトしてから、クリープ走行で後退や前進を繰り返して、車庫入れや縦列駐車を行なっている。
【０００９】
ところで、車庫入れや縦列駐車を行なう場所へ向かうときの減速は、ブレーキペダルを停止するまで踏み続けているだけでなく、多くはクリープ限界速度（クリープトルクの発生を規定する速度）内に入ってから停止するまでの間において、踏んだブレーキペダルを開放したり、再びブレーキペダルを踏むといった操作を繰り返して、車両位置を位置決めることが行われている。
【００１０】
ところが、先の特許は、クリープ限界速度より小さな速度まで減速された状態から、ブレーキペダルを開放すると、モータがクリープトルクを発生させるように駆動される。つまり、先の特許だと、車庫入れや縦列駐車のために、車両を車庫の入口や縦列駐車場所の間口の近くで停車するよう減速させる際、車両がクリープ限界速度より小さな極低速域にまで減速されてから、ブレーキペダルを開放すると、モータが駆動されてしまう。これでは、限られた電気自動車の電力が無駄に消費されてしまう。
【００１１】
電気自動車は、できるだけ無駄な電力消費を抑制したいので、こうした無駄なモータの作動なく車庫入れや縦列駐車などが行なえるようにした技術が望まれている。
【００１２】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、無駄なモータの電力消費を抑制して、利用頻度の高い使用状況に適したクリープ力の発生が行なえる電気自動車のクリープ力発生装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した電気自動車のクリープ力発生装置は、シフト位置検出手段が走行位置に設定され、ブレーキペダルの踏込み状態が所定値以下の状態で、車速検出手段による車速が略ゼロを検出してのちクリープ限界車速に至るまでの第１走行状態と車速がクリープ限界車速を越えたのち略ゼロとなるまでの第２走行状態とのいずれかを検出する走行状態検出手段と、第１走行状態のときモータをクリープ力が発生されるよう低トルクで作動させ、前記第２走行状態のときクリープの発生を禁止するモータ制御手段とを設けて、車両の減速時、車両が停止するまでは、ブレーキ操作にかかわらず、クリープ力を発生させず、車両が停止した後は、クリープ限界車速を越えるまで、ブレーキ操作（ブレーキペダル踏込み状態）が所定値以下の状態で、クリープ力を発生させるようにしたことにある。
【００１４】
これにより、例えば車庫入れや縦列駐車等を行なうとき、車両が車庫の入口や縦列駐車場所の間口の付近で停止するまで減速するときは、ブレーキ操作にかかわらず、クリープ力が発生しない。また停止後、クリープ限界車速以下の車速で、車庫入れや縦列駐車等の実行（後退や前進）をするときは、ブレーキペダルの踏込み状態を所定値以下にゆるめて、クリープ力を発生させて、クリープ走行を利用した車庫入れや縦列駐車等が行なえるようになる。
【００１５】
つまり、無駄なモータの電力消費を抑制しつつ、利用頻度の高い車庫入れや縦列駐車等に適したクリープ力の発生が行なえる。
【００１６】
請求項２に記載した電気自動車のクリープ力発生装置は、上記目的に加え、車両を停止するまでの区間で、より多くの運動エネルギーを回生するために、モータ制御手段に、第２走行状態のとき、モータを、運動エネルギーの回生を行なう発電機として作用させる機能を加えて、より多くの運動エネルギーの回生を可能としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１８】
図１は電気自動車の概略構成を示し、図中１は例えば後輪２，２間に配置された走行用モータ、３は同モータ１の出力部に連結されたトランスミッションである。
【００１９】
トランスミッション３の出力部は、例えばディファレンシャルギヤ３ａを介して、それぞれ後輪２，２に接続されていて、走行用モータ１を動力源として後輪２，２を駆動できるようにしてある。
【００２０】
車体（図示しない）の中央には、バッテリ４が搭載されている。そして、このバッテリ４の端子は、走行用モータ１の接続端子から延びている配線５に接続されていて、バッテリ４の電力を走行用モータ１へ供給できるようにしてある。
【００２１】
前輪６，６間には、発電ユニット７が搭載されている。発電ユニット７は、エンジン８と、このエンジン８の出力部に連結された発電機９とから構成されていて、エンジン８を駆動源として発電機９が駆動できるようにしている。
【００２２】
発電機９の出力端子は、配線５の延出端に接続されていて、配線５を通じて、発電機９で発電された電力をバッテリ４、走行用モータ１へ供給できるようにしてある。
【００２３】
一方、１０はコントローラ（モータ制御手段、走行状態検出手段に相当）である。コントローラ１０は、例えばマイクロコンピュータから構成してある。このコントローラ１０には、それぞれ走行用モータ１、バッテリ４に装着されている充電容量センサ４ａ、エンジン８、ディファレンシャルギヤ３ａに取付けた車速センサ１１（車速検出手段に相当）、シフト装置１２のシフト位置［走行状態（前進、後退）、非走行状態（ニュートラル、駐車など）］を検出するシフト位置センサ１３（シフト位置検出手段に相当）が接続してある。なお、ここでいう走行状態とは、図示しないアクセルペダルの操作により駆動力を発生して走行可能なシフトでの走行を指し、シフト位置がニュートラルで、惰性走行（惰性）するような場合は含まれない。
【００２４】
このコントローラ１０には、普段はバッテリ４だけの電力で走行させる機能、バッテリ４の電力が所定値以下に低下するとエンジンを始動させる機能、バッテリ４が所定の電力量まで充電されると、エンジン８の運転を停止する機能が設定してあり、バッテリ４の電力の走行、バッテリ４を充電しながらの走行が行われるようにしてある。なお、いずれの走行もアクセルペダル（図示しない）のペダル操作で行われる。さらにコントローラ１０には、ブレーキペダル１４の操作が行われると、走行用モータ１を発電機に切換える機能が設定されていて、減速時の運動エネルギーを該発電機（モータ１）から回生できるようにしてある。
【００２５】
このコントローラ１０、上記走行用モータ１、上記シフト位置センサ１３、さらにはブレーキペダル１４の踏込み量（踏込み状態）を検出する踏込量センサ１５（ブレーキペダル状態検出手段に相当）との組み合わせから、本実施形態の要部が構成されている。
【００２６】
本実施形態では、電気自動車が減速時、車速がクリープ限界車速を越えて略ゼロ、例えば停車（車速がゼロ）するまではクリープ力が発生させず、その後の停車してからクリープ限界車速に至るまでにおいてクリープ力を発生させるようにしている。
【００２７】
具体的には、コントローラ１０は、各センサ（車速センサ１１、シフト位置センサ１３、踏込量センサ１５）の出力から、電気自動車の減速時、クリープ限界車速αを検出してから停車（車速がゼロ）を検出するまでの走行状態Ａ（第２走行状態に相当）を検出する機能と、この停止（車速がゼロ）を検出してからブレーキペダル１４の踏込み状態が所定値以下（クリープ走行をもたらすブレーキ踏込み）でクリープ限界車速αを検出するまでの走行状態Ｂ（第１走行状態に相当）を検出する機能とを備えている。またコントローラ１０は、走行状態Ａのときは、モータ１にはクリープトルクの発生を禁止する機能、走行状態Ｂのときは、モータ１からクリープ力を発生（モータ１を低トルクで作動）させる機能が設定されている。
【００２８】
またコントローラ１０は、走行状態Ａのとき、走行用モータ４を発電機として作用させるモータ／発電機の切換も行い、走行状態Ａのとき、減速時の運動エネルギーを回生できるようにしている。
【００２９】
そして、こうした制御により、無駄なモータ電力消費を抑えて、利用頻度の高い車庫入れや縦列駐車等といった際、有効にクリープ力が発生されるようにしている。
【００３０】
この制御の一例が図２のフローチャートに示されている。
【００３１】
このフローチャートにもとづきクリープ力の発生について説明すれば、今、例えば車庫入れを行なうべく、バッテリ４の電力で市街を前進走行（シフト装置１２がＤポジション）している電気自動車を車庫の入口近くで位置決め停止させるとする。
【００３２】
このときには、まず、電気自動車は、ブレーキペダルを踏込んで減速しながら車庫の入口へ向かう。
【００３３】
ここで、電気自動車の当初の車速は、車速がクリープ限界車速αを越える車速であるから、コントローラ１０は、停止したか否かを判定するステップＳ１，車速がクリープ限界車速α以下か否かを判定するステップＳ２を経て、ステップＳ３へ進み、クリープ限界車速αを越える速度から減速であることを示すフラグ１を付与する。続いて、クリープ走行を禁止するステップＳ４へ至り、ブレーキ操作にかかわらず、走行用モータ１の作動を禁止させる（クリープ走行：無）。なお、この減速中、走行用モータ１を発電機として切換え、該発電機から運動エネルギーを回生する。
【００３４】
ついで、電気自動車はクリープ限界車速α以下にまで減速され、車両を位置決めながら、車庫の入口付近で停止させるとする。
【００３５】
このときには、フラグは「１」であるから、ステップ１から、ステップＳ２、クリープ走行を行なうか否かを判定するステップ５、クリープ限界車速αを越える車速からの減速であるか否かを判定するステップＳ６を経て、クリープ走行を禁止するステップＳ４へと進む。このクリープ走行を禁止する処理が、ブレーキ操作にかかわらず、電気自動車が停止（車速がゼロ）するまでの間、継続する。
【００３６】
つまり、コントローラ１０は、例えば図３中に示されるようにクリープ限界車速αから停車（車速がゼロ）までに至る走行状態Ａを検出すること、およびこの走行状態Ａのときには、ブレーキペダルの踏込量にかかわらず、走行用モータ１を作動させない、すなわちクリープ力が発生しないようにする制御を実行する。
【００３７】
これにより、減速時、クリープ限界車速αを越えてから車庫の入口付近に停止するまでの間は、ブレーキペダルの踏込量を小さくしたり、ブレーキペダルを開放させたり、再びブレーキペダルを踏込む等といった操作を繰り返しても、クリープ力は発生しない。このときにも、走行用モータ１は発電機として継続して機能していて、該発電機から運動エネルギーを回生している。
【００３８】
ついで、車庫の入口付近において、電気自動車が車庫内に進入しやすい向きで、一旦、停止したら、シフト装置１２を「Ｒポジション」に切換え、クリープ走行（微速）の後退や前進を繰り返して、車両をリアから車庫内へ進入させる。
【００３９】
このときには、コントローラ１０は、車速ゼロの判定により、ステップＳ１からステップＳ８に至り、一旦、停止したことを示すフラグ「０」に戻してから、ステップＳ２，ステップＳ５，ステップＳ６を経て、ステップＳ７へ進み、車速がクリープ限界車速αを越えない、あるいはクリープ走行を規定する所定値を越えるまでブレーキペダルを所定値より大きく踏み込まない限り、走行用モータ１を低トルクで作動させてクリープ力を発生させる。なお、クリープ限界車速αを越えると、ステップＳ２からステップＳ３へ進み、フラグは「１」に切り換わり、先に述べた減速時のクリープ無の制御に備える。
【００４０】
このようにクリープ限界車速αを越えた車速から減速してから停止するまでは、クリープ力の発生を禁止し、停止後、クリープ限界車速αを越える車速までは、クリープ走行を行なったので、車両が減速をしている最中、走行用モータ１が作動されるという、無駄な走行用モータ１の電力消費を解消できる。これは、車庫入れだけでなく、この他、縦列駐車といったクリープ走行で車両を誘導するときでも同様である。
【００４１】
それ故、利用頻度の高い車庫入れや縦列駐車等を行なうのに適したクリープ力を発生させることができる。しかも、停止するまでの減速は、走行用モータ１が作動することはないので、減速に抗して前方へ車両を進めるような流れ感の発生もない。そのうえ、車庫入れや縦列駐車等を実行する際は、常にクリープ力が作用しているので、ブレーキ操作だけで必要な速度の加減調整が滑らかに行なえる利点がある。
【００４２】
また減速時、停止するまでの区間では、走行用モータ１を発電機として切換え、該発電機で減速時の車両の運動エネルギーを回生するようにしたので、より多くの運動エネルギーを回生することができ、電気自動車の効率の向上が図れる。
【００４３】
なお、上述した一実施形態では、車両の停止でなく、極めて低車速となるときを境として、クリープ力の発生の有無を制御してもよい。要は、車速が略ゼロを境としてクリープ力の発生の有無を制御すればよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、車両の減速時、車両が停止するまでは、ブレーキ操作にかかわらず、クリープ力を発生させず、車両が停止した後は、クリープ限界車速を越えるまで、ブレーキ操作（ブレーキペダル踏込み状態）が所定値以下の状態で、クリープ力を発生させるので、例えば車庫入れや縦列駐車等を行なうとき、車両が車庫の入口や縦列駐車場所の間口の付近で停止するまで減速するときは、ブレーキ操作にかかわらず、クリープ力が発生せず、停止後、クリープ限界車速以下の車速で、車庫入れや縦列駐車等の実行（後退や前進）をするときは、ブレーキペダルの踏込み状態を所定値以下にゆるめて、クリープ力を発生させて、クリープ走行を利用した車庫入れや縦列駐車等が行なえる。
【００４５】
したがって、無駄なモータの電力消費を抑制しつつ、利用頻度の高い車庫入れや縦列駐車等に適したクリープ力の発生を行なうことができる。しかも、停止するまでの減速では、モータが作動しないので、車両を進めるような流れ感の発生もない。そのうえ、車庫入れや縦列駐車等を実行する際は、常にクリープ力が作用しているので、ブレーキ操作だけで必要な速度の加減調整が行なえる。
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、車両を停止するまでの区間を利用して、より多くの運動エネルギーを回生することができ、電気自動車の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車のクリープ力発生装置を説明するための図。
【図２】同クリープ力発生装置におけるクリープ力の発生制御を説明するためのフローチャート。
【図３】同クリープ発生装置におけるクリープ限界車速付近でのクリープの有無を示す線図。
【符号の説明】
１…走行用モータ（モータ）
４…バッテリ
７…発電ユニット
１０…コントローラ（モータ制御手段、走行状態検出手段）
１１…車速センサ（車速検出センサ）
１３…シフト位置センサ（シフト位置検出手段）
１５…踏込量センサ（ブレーキペダル状態検出手段）。

Claims (2)

1. 電気自動車を走行駆動させるモータと、
   前記電気自動車が走行状態にあるかを検出するシフト位置検出手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   ブレーキペダルの踏込み状態を検出するブレーキぺダル状態検出手段と、
   前記シフト位置検出手段が走行位置に設定され、前記ブレーキペダルの踏込み状態が所定値以下の状態で、前記車速検出手段による車速が略ゼロを検出してのちクリープ限界車速に至るまでの第１走行状態と、前記車速がクリープ限界車速を越えたのち略ゼロとなるまでの第２走行状態とのいずれかを検出する走行状態検出手段と、
   前記第１走行状態のとき前記モータを低トルクで作動させてクリープ力を発生させ、前記第２走行状態のときクリープの発生を禁止するモータ制御手段と
   を有することを特徴とする電気自動車クリープ力発生装置。
2. 前記モータ制御手段は、前記第２走行状態のとき前記モータを、運動エネルギーの回生を行なう発電機として作用させる機能を有していることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のクリープ力発生装置。

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