JP3661562B2

JP3661562B2 - 電気自動車の駆動トルク制限装置

Info

Publication number: JP3661562B2
Application number: JP2000150114A
Authority: JP
Inventors: 誠緒方; 尚志梁▲瀬▼
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2020-05-22
Also published as: JP2001333503A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド電気自動車を含む電気自動車の駆動トルク制限装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用のブレーキ装置として、エア圧を制御圧として用いたサービスブレーキ（以下、エアオーバハイドロリック型ブレーキ又は単にエアブレーキという）が実用化されている。
以下、このようなエアブレーキの一例について簡単に説明すると、ブレーキ装置には、ブレーキペダルの操作に応じて所要圧力のブレーキ作動用エアを供給するブレーキ作動用エア供給系が設けられており、このエア供給系からのブレーキ作動用エアを受けて、ブレーキオイル供給系に接続されたマスタシリンダが作動して車両に制動力が作用するように構成されている。
【０００３】
ブレーキ作動用エア供給系は、エアを加圧するコンプレッサ、加圧されたエアを蓄えるエア圧力源としてのエアタンク、コンプレッサやエアタンク等に接続された配管等から構成されており、ドライバがブレーキペダルを踏むとエアタンクの下流に設けられたブレーキバルブが開いてエアタンク内の高圧エアが開放され、この高圧エアがマスタシリンダに作用する。
【０００４】
そして、マスタシリンダがこの高圧エアの作用を受けて作動することにより、ブレーキオイル供給系におけるブレーキオイルの圧力が高められて、ブレーキパッド等が作動し、制動力が発生するのである。
なお、このようなエアブレーキでは、エアタンクに所定の圧力のエアが蓄えられていないと十分な制動力が得られないので、エア圧が低下した場合には、例えば警報ブザーを鳴動させたり警報ランプを点灯させたりして、ドライバに注意を促すように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エア漏れ等によりエア圧が低下した場合には、さらなる安全性の向上を図るようにしたいという要望がある。
そこで、車両が走行する前にエアブレーキのフェイルを判定した場合には、以後の車両の走行を完全に禁止することが考えられる。しかしながら、車両の走行を完全に禁止すると、車両が立ち往生してしまい、却って周囲の交通の妨げとなって安全性を損なうことも考えられる。
【０００６】
ところで、車両の駆動力源として電動機（モータ）を用いる電気自動車においてもこのようなエアブレーキを適用することができる。電気自動車の場合、モータの出力トルクは、インバータからの電力供給により決定されるので、駆動力の制御が比較的容易であるという特徴がある。
そこで、このような観点から、電気自動車のブレーキフェイル時に、車両の走向を禁止することなく安全性の向上を図ることも考えられる。
【０００７】
なお、実公平４−４３４１４号公報には、エアブレーキに関する技術が開示されているが、上述のような要望に応えるようなものではなかった。
本発明は、このような観点から創案されたもので、ブレーキのフェイル時にも車両の安全性を確保しながら車両を走行させることができるようにした、電気自動車の駆動トルク制限装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の電気自動車の駆動トルク制限装置では、流体圧検出手段により車両のブレーキ用作動流体の圧力が所定値以下になったことが検出されると、制御手段により車両の駆動輪に接続された電動機の駆動トルクが低減される。これにより、ブレーキのフェイル時に車両の速度が制限されて、安全性が確保される。また、ブレーキのフェイル時でも車両を低速で走行させることができるので、緊急時にも車両の移動が可能となり、整備工場等まで自走することができる。さらには、車両の速度が制限されることで、ドライバに車両の異常を確実に知らせることができる。
【０００９】
なお、このようなブレーキのフェイル時には、作動流体の圧力が低下した状態で得られる制動力と、電動機の回生ブレーキによる制動力とで車両を安全に停止させることができる程度の車速になるように、駆動トルクを制限するのが望ましい。
また、車両の車速が高くなるほど上記電動機の駆動トルクの低減量が大きくなるので、低速走行時には、違和感なく車両を走行させることができるとともに、高速走行が禁止されることになる。したがって、車両の安全性を高めながら、最低限のドライバビリティを確保できる。
なお、作動流体の圧力が所定値以下になったことが検出されると、第１の所定速度まではアクセルペダルの踏み込み量に応じた駆動トルクが出力され、第１の所定速度から第１の所定速度よりも大きい第２の所定速度までの間において、車両の車速が高くなるほど該駆動トルク低減量が大きくなるように構成しても良い（請求項２）。
また、該第２の所定速度以上では、該電動機の駆動トルクを０に設定するのが好ましい（請求項３）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる電気自動車の駆動トルク制限装置について説明すると、図１はその機能に着目して全体構成を示す模式的なブロック図、図2はその特性を示す図である。
図１に示すように、電気自動車にはバッテリ１が搭載され、バッテリ１はインバータ２を介して電動機（モータ）３に電気的に接続されている。モータ３は車両の駆動輪４，４にドライブシャフト５，５を介して連結されており、モータ３の駆動力により電気自動車が走行するようになっている。
【００１１】
また、インバータ２には、モータ３への電力供給状態を制御する制御手段としてのインバータコントローラ（以下、単にコントローラという）６が接続されており、このコントローラ６からの制御信号により、モータ３の出力トルクが設定されるようになっている。
一方、この車両には、ブレーキ装置として従来の技術で説明したようなエアブレーキがそなえられている。このエアブレーキには、ブレーキ用作動流体としてのエアを所定圧力まで加圧するコンプレッサ（図示省略）が設けられており、加圧されたエアは、図１に示すエア圧力源としてのエアタンク７に蓄えられるようになっている。
【００１２】
そして、ドライバがブレーキペダルを踏むとエアタンク７の下流に設けられたブレーキバルブ（図示省略）が開いてエアタンク７内の高圧エアが開放され、この高圧エアが配管８を介して図示しないマスタシリンダに供給されるようになっている。
ところで、この配管８上にはエアの圧力を検出する流体圧検出手段（空気圧センサ）９が設けられており、この空気圧センサ９は、ローエアプレッシャスイッチ１０を介してコントローラ６に接続されている。
【００１３】
そして、空気圧センサ９からの情報に基づいてエア漏れ等により配管８のエア圧が所定圧力よりも低下したことが検出されると、上記ローエアプレッシャスイッチ１０がオフからオンに切り換るようになっており、このようにローエアプレッシャスイッチ１０が切り換ることにより、コントローラ６でエア圧の低下（すなわち、ブレーキのフェイル）が判定されるようになっている。
【００１４】
また、コントローラ２内には、図２に示すようなマップが格納されており、コントローラ６内でエア圧が所定圧力よりも低下したと判定されると、このマップにしたがってモータ３の駆動トルクが制限されるようになっている。
すなわち、エア漏れ等によりエアブレーキがフェイルした場合には、図２に示すような特性でモータ３の出力トルクを制限することにより、車両が加速しないように車速を制限するようになっているのである。特に、本実施形態では、モータ３の駆動トルクが車速Ｖに応じて設定されるようになっており、車速が高くなるほど駆動トルクの低減量が大きくなるような特性に設定されている。
【００１５】
具体的には、エア圧が所定圧力よりも低下すると、第１の所定速度Ｖ₁ までは、出力トルクは低減されることなく１００％の値に設定されるようになっている。なお、出力トルク１００％とは、通常走行時にアクセルペダル踏み込み量等から設定される出力トルクである。したがって、この第１の所定速度Ｖ₁ までの速度域では、ドライバのアクセルペダル踏み込み量に応じた駆動力が得られるようになっている。
【００１６】
また、上記第１の所定速度Ｖ₁ 以上になると、車速Ｖの上昇に応じて徐々にモータ３の出力トルクが低減され、第２の所定速度Ｖ₂ に達すると、モータ３の出力トルクが０％に設定されるようになっている。つまり、車速がＶ₂ になると出力トルクが０％になるため、加速することができなくなり、これ以上の車速での走行が禁止されるのである。なお、この第１の所定速度Ｖ₂ は、例えばエア圧が低下した状態で得られる制動力とモータ３の回生ブレーキによる制動力とで安全且つ確実に車両を停止させることができるような速度に設定されている。
【００１７】
ところで、走行中にブレーキがフェイルすることは通常は考えられず、エア漏れ等が起きるのは車両の停止中がほとんどである。この場合、安全性を最優先すると車両を走行させないようにするのが望ましいが、完全に車両の走行を禁止すると車両が立ち往生してしまい、却って周囲の交通の妨げとなって安全性を損なうことも考えられる。
【００１８】
そこで、本発明では、エア圧の低下時にも、第１の所定速度Ｖ₁ まではアクセルペダル踏み込み量に応じたトルクを出力するとともに、第２の所定速度Ｖ₂ までは車速Ｖに応じて出力トルクを低減することにより、ブレーキのフェイル時のような緊急時にも安全な速度範囲で車両の移動が可能となり、周囲の交通の妨げることなく速やかに移動させることができるのである。また、ブレーキのフェイル時に自走可能とすることにより修理工場等にも早期に持ち込むことができるのである。
【００１９】
また、このマップには、図示するようにヒステリシスが設定されており、これによりモータ３の出力トルクのハンチングが防止されるようになっている。すなわち、車速がＶ₂ まで上昇したあとに車速Ｖが低下に転じても、第３の所定車速Ｖ₃ （＜Ｖ₂ ）までは、モータ３の出力トルクが０％に保持されるようになっている。また、第４の車速Ｖ₄ （＜Ｖ₁ ）まで車速が低下すると出力トルクが１００％に設定され、車速がＶ₄ まで低下した後もＶ₁ に上昇するまでは出力トルクが１００％に保持されるようになっている。
【００２０】
なお、上述のトルク制限に加えて、従来の技術と同様にエア圧が所定値以下になると警報音が鳴動したり警報ランプが点灯したりするように構成されているが、これについては詳細な説明を省略する。
本発明の一実施形態にかかる本発明の電気自動車の駆動トルク制限装置は、上述のように構成されているので、エア圧が低下するとこれが空気圧センサ９により検出されてローエアプレッシャスイッチ１０がオンとなり、これにより、コントローラ６でエアブレーキのフェイルが判定される。
【００２１】
そして、エアブレーキのフェイルが判定されると、コントローラ６により車両が加速しないように車速が制限される。具体的には、図２に示すマップにより、車速に応じてモータ３の出力トルクが制限される。
すなわち、第１の所定速度Ｖ₁ までは、出力トルクは低減されることなく１００％の値に設定され、第１の所定速度Ｖ₁ 以上になると、車速Ｖの上昇に応じて徐々にモータ３の出力トルクが低減される。また、第２の所定速度Ｖ₂に達すると、モータ３の出力トルクが０％に設定されて、車両は加速することができなくなり、これ以上の車速での走行が禁止される。
【００２２】
これにより、ブレーキのフェイル時のような緊急時にも安全な速度範囲で車両の移動が可能となり、周囲の交通の妨げることなく速やかに移動させることができるのである。また、ブレーキのフェイル時に自走可能とすることにより修理工場等にも早期に持ち込むことができる。
また、第２の所定速度Ｖ₂ 以上での走行ができなくなるので、これにより、ドライバは車両の異常を確実に認識することができるという利点もあるほか、上記のマップには、図示するようにヒステリシスが設定されているので、モータ３の出力トルクのハンチングを防止することができる利点がある。
【００２３】
なお、本発明の電気自動車の駆動トルク制限装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本発明は、上述の実施形態のような構成の電気自動車以外にも、内燃機関（エンジン）と電動機（モータ）とを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド電気自動車にも当然適用可能である。また、エアブレーキ以外のブレーキ装置にも適用することができる。
【００２４】
また、モータ３のトルクを制限するマップは、図２に示すような線形の特性のものに限定されるものではなく、少なくとも車速が高くなるほど出力トルクが低減されるような設定であれば、非線形の特性に設定してもよい。また、例えばアクセルペダルの踏み込み量等、車速以外のパラメータ応じてモータ３の出力トルクを低減するように構成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る本発明の電気自動車の駆動トルク制限装置によれば、ブレーキのフェイル時に電動機の出力トルクが低減され、これにより車両の速度が制限されるので、安全性を確保しながら車両を走行させることができる利点がある。また、ブレーキのフェイル時でも車両を安全な低速で走行させることができるので、ブレーキのフェイル時のような緊急時にも車両の移動が可能となり、整備工場等まで自走することができる。さらには、電動機の出力トルクが制限されることで、ドライバが車両の異常を確実に認識することができる。
【００２６】
また、車両の車速が高くなるほど電動機の駆動トルクの低減量が大きくなるので、低速走行時には、違和感なく車両を走行させることができるとともに、高速走行が禁止されるので、車両の安全性を確実に高めることができる。
また、請求項２記載の電気自動車の駆動トルク制限装置によれば、第１の所定速度までは、通常状態と同様の走行が可能となるという利点がある。
また、請求項３記載の電気自動車の駆動トルク制限装置によれば、第２の所定速度以上での走行が確実に禁止され、車両の安全性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かかる電気自動車の駆動トルク制限装置の機能に着目して全体構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電気自動車の駆動トルク制限装置の特性を示す図である。
【符号の説明】
３電動機（モータ）
４駆動輪
６制御手段（インバータコントローラ）
９流体圧検出手段（空気圧センサ）

Claims

車両の駆動輪に接続された電動機と、
該車両のブレーキ用作動流体の圧力を検出する流体圧検出手段と、
該電動機の駆動トルクを制御する制御手段とをそなえ、
該流体圧検出手段により該作動流体の圧力が所定値以下になったことが検出されると、制御手段により該電動機の駆動トルクが低減されるように構成されるとともに、該電動機の駆動トルクの低減量が、該車両の車速が高くなるほど大きくなるように設定されていることを特徴とする、電気自動車の駆動トルク制限装置。
該流体圧検出手段により該作動流体の圧力が所定値以下になったことが検出されると、第１の所定速度まではアクセルペダルの踏み込み量に応じた駆動トルクが出力され、該第１の所定速度から該第１の所定速度よりも大きい第２の所定速度までは該車両の車速が高くなるほど該駆動トルク低減量が大きくなるように設定されている
ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車の駆動トルク制限装置。
該第２の所定速度以上では、該電動機の駆動トルクが０に設定されることを特徴とする、請求項２記載の電気自動車の駆動トルク制限装置。