JP3884824B2 - 電気自動車の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する分野】
本発明は、特に登坂路で発進から微速走行する際の運転者の負担を軽減する電気自動車の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電気自動車の駆動伝達装置には、モータの平坦なトルク特性を生かしてモータの駆動力を減速機を介して直接駆動輪に伝達する形式のものや、ガソリンエンジン車と同様な運転操作にするため、クラッチ及びマニュアル変速機を搭載した形式のものがある。
【0003】
このような電気自動車は、トルクコンバータ付自動変速機を搭載した電気自動車に比べ、構造が簡単でしかも安価に製造することができる反面、発進から微速走行におけるモータ出力トルクが小さい状態においては、微妙なアクセル操作が要求される。特に勾配のある道路での発進時には、アクセルペダルの踏み込み不足によるずり落ちや、その反動による急発進のおそれがあり、これらに対処するためにはより微妙なアクセル操作が要求されるため、運転者の負担が増す原因となっていた。
【0004】
このため、従来から発進・微速走行を円滑に行うための電気自動車の制御装置について種々の提案がなされており、例えば特開平7−75216号公報には、シフトレバーの設定位置と回転数センサ等からモータが逆回転しているか否かを所定周期毎に検出し、モータの逆回転が検出されたときは、上記所定周期に応じて一定量のモータ電流を増加させることにより登坂路での逆進阻止制御を行う技術が示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術のように、モータの回転方向の正逆の検出だけでは、実際に車両に働いている力の方向が判断できず、そのため、車両に働く力を考慮した適切なモータトルクの制御は困難である。
【0006】
また、上記技術は予め設定された一定量のモータ電流を所定周期毎に増加させる制御であるため、設定された増加電流値が大きすぎると最適なモータトルクを超えてしまう虞があり、一方で、設定された増加電流値が小さすぎると最適なモータトルクに合わせるまでに時間を要する。さらに、制御周期を小さくし、小さな増加電流でモータトルクの最適化を図ると、車両の挙動の遅れを無視した制御になってしまう虞がある。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両に働く力及び挙動に対応したモータトルクの増減を適切に行い、勾配のある道路などでの逆進防止、スムースな発進、微速走行等を確実、かつ容易に行うことのできる電気自動車の制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
上記目的を達成するため請求項1記載の本発明による電気自動車の制御装置は、走行用モータの駆動制御部に対して指示トルク信号を設定出力し、駆動制御する電気自動車の制御装置において、上記走行用モータの回転方向と回転数を検出するモータ回転数検出手段と、運転者の希望進行方向を検出する希望進行方向検出手段と、ブレーキ状態か否かを判定するブレーキ判定手段と、アクセルペダルストロークからアクセルトルクを演算するアクセルトルク演算手段と、車両が高速走行か低速走行かを上記モータ回転数より判定する高速走行判定手段と、上記高速走行判定手段によって、車両の走行状態が低速走行であると判定された場合、上記モータ回転数の変化量を演算するモータ回転数変化量演算手段と、上記モータ回転数による領域を複数設定し、これら各領域毎に少なくとも上記モータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる自動トルクを設定する自動トルク設定手段と、車両が非ブレーキ状態の低速走行であって上記運転者の希望進行方向に対しての上記自動トルクと上記アクセルトルクとのうち、大きい方を指示トルクとして設定する指示トルク設定手段と、上記設定した指示トルクを指示トルク信号として上記駆動制御部に出力する指示トルク信号出力手段とを備えたものである。
【0011】
また、請求項2記載の本発明による電気自動車の制御装置は、請求項1記載の電気自動車の制御装置において、上記自動トルク設定手段は、上記複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つに、上記モータ回転数変化量がない場合は上記モータ回転数に応じて現在の指示トルクを補正する一方、上記モータ回転数変化量がある場合はこのモータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる上記自動トルクを設定する領域を有するものである。
【0012】
さらに、請求項3記載の本発明による電気自動車の制御装置は、請求項1記載の電気自動車の制御装置において、上記自動トルク設定手段は、上記複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つに、上記モータ回転数変化量がない場合は上記モータ回転数に応じて現在の指示トルクを補正する一方、上記モータ回転数変化量がある場合であってこのモータ回転数変化量が現在のモータ回転数を零に収束させるものである場合はこのモータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正し、また、上記モータ回転数変化量がある場合であってこのモータ回転数変化量が現在のモータ回転数をモータの回転順方向に発散させるものである場合はこのモータ回転数変化量と上記モータ回転数とに応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる上記自動トルクを設定する領域を有するものである。
【0013】
さらに、請求項4記載の本発明による電気自動車の制御装置は、請求項1,請求項2又は請求項3記載の電気自動車の制御装置において、上記自動トルク設定手段は、上記複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つに現在の指示トルクをそのまま上記自動トルクとして設定する領域を有するものである。
【0017】
上記請求項1記載の電気自動車の制御装置は、モータ回転数検出手段で走行用モータの回転方向と回転数を検出し、希望進行方向検出手段で運転者の希望進行方向を検出し、ブレーキ判定手段でブレーキ状態か否かを判定し、また、アクセルトルク演算手段でアクセルペダルストロークから入力アクセルトルクを演算する。さらに、高速走行判定手段で車両が高速走行か低速走行かを上記モータ回転数より判定し、低速走行であると判定された場合、モータ回転数変化量演算手段で上記モータ回転数の変化量を演算する。そして、自動トルク設定手段で、上記モータ回転数による領域を複数設定し、これら各領域毎に少なくとも上記モータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる自動トルクを設定する。指示トルク設定手段は、車両が非ブレーキ状態の低速走行であって上記運転者の希望進行方向に対しての上記自動トルクと上記アクセルトルクとのうち、大きい方を指示トルクとして設定する。上記指示トルク設定手段で設定される指示トルクは、指示トルク信号出力手段により指示トルク信号として走行用モータの駆動制御部に対して設定出力される。
【0020】
上記請求項2記載の電気自動車の制御装置は、請求項1記載の電気自動車の制御装置において、上記自動トルク設定手段の、複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つは、上記モータ回転数変化量がない場合は上記モータ回転数に応じて現在の指示トルクを補正する一方、上記モータ回転数変化量がある場合はこのモータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる上記自動トルクを設定する。
【0021】
上記請求項3記載の本発明による電気自動車の制御装置は、請求項1記載の電気自動車の制御装置において、上記自動トルク設定手段は、上記複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つに上記モータ回転数変化量がない場合は上記モータ回転数に応じて現在の指示トルクを補正する一方、上記モータ回転数変化量がある場合であってこのモータ回転数変化量が現在のモータ回転数を零に収束させるものである場合はこのモータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正し、また、上記モータ回転数変化量がある場合であってこのモータ回転数変化量が現在のモータ回転数をモータの回転順方向に発散させるものである場合はこのモータ回転数変化量と上記モータ回転数とに応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる上記自動トルクを設定する。
【0022】
上記請求項4記載の電気自動車の制御装置は、請求項1,請求項2は請求項3記載の電気自動車の制御装置において、上記自動トルク設定手段の、複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つ、例えば、モータ回転数が小さい場合などの領域は、現在の指示トルクをそのまま上記自動トルクとして設定する。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1〜図11は本発明の実施の形態1を示し、図1は車両コントローラの機能ブロック図、図2はモータ制御系の概略構成を示す説明図、図3は指示トルク設定のフローチャート、図4は指示トルク設定のフローチャート、図5はモータ回転数設定の一例を示すフローチャート、図6はモータ回転数設定のさらに他の一例を示すフローチャート、図7はモータ指示トルク補正値設定のフローチャート、図8はモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図、図9は勾配路における車両の登坂抵抗を示す説明図、図10は数個のデータの平均値をモータ回転数RVMとして設定する制御の効果の説明図、図11は各制御タイミングを説明するタイムチャートである。
【0027】
図2において、符号1は電気自動車を示し、この電気自動車1には交流誘導電動機が走行用モータ2の一例として搭載されている。このモータ2には、減速機及びデファレンシャルギヤからなるトランスアクスル3が連設され、このトランスアクスル3からの駆動力が、左右の前輪軸4を介して両前輪5に伝達されるようになっている。
【0028】
また、上記モータ2には、走行駆動用の主電源であるメインバッテリ6からの直流電圧を所定の電圧の高周波に変換するインバータ等からなるモータ駆動回路7が接続され、このモータ駆動回路7に、モータの周波数、電圧、電流(すべり)を制御する駆動制御部としてのモータコントローラ8が接続され、さらに、このモータコントローラ8に、指示トルク信号を出力する車両コントローラ20が接続されている。
【0029】
上記モータコントローラ8は、例えば、上記車両コントローラ20からの指示トルク信号からモータの周波数、電圧、電流(すべり)を制御するためのPWM(パルス幅変調)信号を出力するPWMコントローラ等から構成され、上記車両コントローラ20は、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース等がバスを介して接続されたマイクロコンピュータ等から構成されている(以上図示せず)。そして、上記I/Oインターフェースを介して、アクセルペダルスイッチ11、アクセルセンサ12、シフトスイッチ13、モータ回転数センサ14、ブレーキペダルスイッチ15等のスイッチ・センサ類、及び上記モータコントローラ8が上記車両コントローラ20に接続されており、上記車両コントローラ20は各スイッチ・センサ類からの信号を処理し、上記走行用モータ2に対する指示トルクを設定して上記モータコントローラ8に出力するようになっている。
【0030】
上記アクセルペダルスイッチ11及びアクセルセンサ12は、電気自動車1の運転席の床面に設けたアクセルペダル16に連接されており、このアクセルペダル16の踏み始めの微小ストロークで上記アクセルペダルスイッチ11がONし、また、上記アクセルペダル16の踏み込み量(アクセルペダルストローク)に略比例したアクセル信号がアクセルセンサ12から出力されるようになっている。
【0031】
また、上記シフトスイッチ13は、シフトレバー17の基部に連接されてシフト位置を検出するスイッチで、上記シフトレバー17がニュートラルレンジ(Nレンジ)、ドライブレンジ(Dレンジ)、リバースレンジ(Rレンジ)等の走行レンジの位置にシフトされたときに、そのシフト位置を検出するようになっている。
【0032】
上記モータ回転数センサ14は、上記走行用モータ2に所定の間隔で取り付けられ、互いに位相の異なるパルス信号を発生するセンサであり、上記車両コントローラ20では異なる2相のパルス信号を比較することにより上記走行用モータ2の回転数と回転方向とを検出するようになっている。
【0033】
また、上記ブレーキペダルスイッチ15は、運転席の床面に設けたブレーキペダル18を取り付けたブラケットに共に設けられ、このブレーキペダル18の踏み込みによりブレーキ状態でONされるようになっており、ブレーキ判定手段を形成している。
【0034】
上記車両コントローラ20は、図1に示すように、シフト位置検出部21,アクセルトルク演算部22,モータ回転数設定部23,高速走行判定部24,モータ回転数変化量演算部25,モータ指示トルク補正値設定部26,自動トルク演算部27,指示トルク設定部28,指示トルク信号出力部29等から主に構成されている。
【0035】
上記シフト位置検出部21は、上記ブレーキペダルスイッチ15からの信号が入力されるとともに、上記シフトスイッチ13からの信号が入力され、車両のシフト位置を検出し、運転者がブレーキペダル18を踏まない状態での車両のシフト位置(D,R,Nレンジ等)を運転者が希望する進行方向(前進、後進、停止等)として上記モータ回転数設定部23及び上記指示トルク設定部28に出力するようになっており、上記シフトスイッチ13とともに希望進行方向検出手段として形成されている。
【0036】
ここで、運転者がブレーキペダル18を踏む状態は、車両を停止させようとしている状態か、減速させようとしている状態で、発進する状態ではない。このため、運転者がブレーキペダル18を踏まない状態での車両のシフト位置がDレンジの場合は前方向に発進あるいは走行する状態、運転者がブレーキペダル18を踏まない状態での車両のシフト位置がRレンジの場合は後方向に発進あるいは走行する状態、運転者がブレーキペダル18を踏まない状態での車両のシフト位置がNレンジ等の場合は停止の状態と判定できるようになっている。
【0037】
上記アクセルトルク演算部22は、上記アクセルペダルスイッチ11及び上記アクセルセンサ12からの信号が入力され、上記アクセルペダルスイッチ11がONし、また、上記アクセルセンサ12から上記アクセルペダル16の踏み込み量(アクセルペダルストローク)に略比例したアクセル信号が入力されると、例えば、このアクセルトルク演算部22に予め格納しておいたマップを参照してアクセルトルクTacc を演算し、上記指示トルク設定部28に出力するようになっており、上記アクセルペダルスイッチ11及び上記アクセルセンサ12とともにアクセルトルク演算手段を構成している。
【0038】
上記モータ回転数設定部23は、上記モータ回転数センサ14とともにモータ回転数検出手段を構成するもので、上記モータ回転数センサ14からの信号が入力され、上記走行用モータ2の回転数と回転方向(モータ回転数RVM)とを検出するようになっており、上記シフト位置検出部21から運転者がブレーキペダル18を踏まない状態での車両のシフト位置がDレンジの場合、あるいは、運転者がブレーキペダル18を踏まない状態での車両のシフト位置がRレンジの場合の信号で、上記モータ回転数RVMを上記高速走行判定部24,モータ回転数変化量演算部25および上記モータ指示トルク補正値設定部26に出力するようになっている。
【0039】
ここで、上記モータ回転数設定部23は、上記モータ回転数センサ14からの信号を、そのまま変換処理してモータ回転数RVMとして検出しても良いが、図5のフローチャートに示す如く、数個のデータの平均値をモータ回転数RVMとして設定する方が好ましい。
【0040】
まず、図5に示すフローチャートでは、ステップ(以下「S」と略称)201で上記モータ回転数センサ14からの信号からモータ回転数と回転方向を読み込み、S202に進み、読み込んだデータ数が予め設定しておいた数n未満であるならば再びS201に戻り、読み込んだデータ数が予め設定しておいた数nに達したならばS203に進み、全てのデータの平均値を算出してモータ回転数RVMとして設定し、
(RVM(1) +…+RVM(n) )/n=RVM …(1)
ルーチンを抜ける。
【0041】
すなわち、モータの制御は低回転域が一般に不安定であり、またモータ回転数センサも低回転域ではデータの信頼性が悪くなりやすい。このようにデータのばらつきがあると、算出されるトルク値が必要以上あるいは必要以下である可能性があり、このため、車両の収束性安定性が悪く、車両の動きが激しくなってしまう。そこで、平均値処理したモータ回転数RVMを利用することにより、モータ回転数データのばらつきを補正し、誤データの影響を小さくして精度の良い制御を行い、制御の安定性を向上させることができる。また、センサに必要以上に高価なものを用いる必要がなく低コストで構成することができる。図10に数個のデータの平均値をモータ回転数RVMとして設定する制御の効果を示す。図10(a)は平均値処理しない値をモータ回転数とした場合を示し、特に150rpm 以下の低回転域でモータ回転数が大きく変動して不安定になってしまう。これに対し図10(b)は平均値処理した値をモータ回転数とした場合を示し、低回転域であってもモータ回転数は安定した値が得られ、良好な結果になっている。
【0042】
また、上記モータ回転数設定部23は、図6のフローチャートに示す如く、数個のデータのうち前後のデータとの関係から誤りと考えられるデータは無視して平均値を求め、このデータをモータ回転数RVMとして設定する方がさらに好ましい。
【0043】
まず、図6に示すフローチャートでは、S301で上記モータ回転数センサ14からの信号からモータ回転数と回転方向を読み込み、S302に進み、読み込んだデータ数が予め設定しておいた数n未満であるならば再びS301に戻り、読み込んだデータ数が予め設定しておいた数nに達したならばS303に進む。
【0044】
上記S303では、上記n個のデータのうち、前後のデータとの関係から誤りと考えられるデータ(m個)を無視する。これは、例えば、上記n個のデータのうち、最大値と最小値を無視する処理(この場合、m=2)等である。
【0045】
その後、S304に進み、残ったデータの平均値を算出してモータ回転数RVMとし、
(RVM(1) +…+RVM(n-m) )/(n−m)=RVM …(2)
ルーチンを抜ける。
【0046】
このように、誤差を多く含むと推測されるデータを無視して平均値を求め、モータ回転数RVMとして設定するようにすれば、さらに精度の良い制御を行うことが可能になり、制御の安定性を向上させることができる。
【0047】
上記高速走行判定部24は、上記モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMデータが入力され、このモータ回転数RVMを基に車両が高速走行か低速走行かを予め設定しておいたしきい値の範囲で判定して上記モータ回転数変化量演算部25および上記指示トルク設定部28に出力する高速走行判定手段として構成されている。
【0048】
上記高速走行と低速走行のしきい値の範囲は、例えば、車速が約±10km/hに相当するときのモータ回転数RVMの範囲(RVMF1=−500rpm からRVMF2=+500rpm までの範囲)に設定されており、モータ回転数RVMが上記しきい値の範囲以内の場合は低速走行、モータ回転数RVMが上記しきい値の範囲より大きい場合は高速走行と判定する。尚、図1中の破線で示すように、運転者の希望進行方向が前方の場合と後方の場合とで上記しきい値の範囲は異なったものに設定することもできる。運転者の希望進行方向が後方の場合、判定するしきい値の範囲は、RVMR1からRVMR2までの範囲(RVMR1<RVMR2)とする。
【0049】
上記モータ回転数変化量演算部25は、上記モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMが入力され、上記高速走行判定部24から車両が低速走行状態の信号が入力されて、上記モータ回転数RVMを基にモータ回転数RVMの時間変化分の変化量(モータ回転数変化量ΔRVM)が演算されるモータ回転数変化量演算手段として形成されている。このモータ回転数変化量ΔRVMは、上記モータ指示トルク補正値設定部26に出力されるようになっている。
【0050】
上記モータ指示トルク補正値設定部26は、上記モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMが入力され、上記モータ回転数変化量演算部25からモータ回転数変化量ΔRVMが入力されて、後述するモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンに従って、モータ指示トルクTmpの補正値ΔTを設定し、上記自動トルク演算部27に出力するようになっている。
【0051】
上記モータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンは、図7に示すように、S401でモータ回転数変化量ΔRVMが0か否か判定され、ΔRVM≠0の場合はS402に進み、予め設定しておいたマップ1−1(図8(a))を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記S401でΔRVM=0の場合はS403に進み、予め設定しておいたマップ1−2(図8(b))を参照し、モータ回転数RVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定するものである。
【0052】
ここで、車両に前後力が働いているときのトルク補正制御について、図8、図9を基に具体例を説明する。
電気自動車1の重量;W=1800kgf ,質量;m=W/g=1800/9.8kg,最大駆動力=600kgf (フルトルク;T=24kgf-m )とし、図8(a),(b)中のN1 ,N2 ,ΔT1 ,ΔT2 の値を、それぞれ、N1 =6(rpm/8msec),N2 =500rpm ,ΔT1 =0.4(kgf-m) ,ΔT2 =0.1(kgf-m)とする。
【0053】
図9(a)に示すように、電気自動車1が傾斜角35%の坂道にさしかかったとき、この電気自動車1には、f=W・sinθ=1800×0.33=600kgfのずり落ち力が発生する。
【0054】
f=m・aとして、このとき車両に働く加速度を求めると、a=f/m=600×(9.8/1800)=3.27 m/sec/sec であり、これよりモータ回転数(rpm )の1秒間の変化量を求めると、784rpm/1secになる。
ここで、上記電気自動車1の回転数計測周波数を8(msec)とすると、この間のモータ回転数の変化量は、ΔRVM=6.3rpm/8msec となる。
【0055】
ここで仮に、走行用モータ2により車両にΔT=0.4kgf-m でトルクを増加し続けるとすると、フルトルクの24kgf-m (600kgf )となるまでには、24/0.4×8=480msecかかる。
【0056】
一方、トルク増加がないとして、480msec後の車速VはΔV×0.48=1.570m/sec であり、また、この間のずり落ち距離は、ΔV×0.48/2×0.48=0.377m である。
【0057】
実際は、図8(a)に示すマップ1−1にΔRVMを対応させたトルク補正制御により、ずり落ち力が漸減するので、車速増加がなくなるまでの間(480msec)のずり落ち距離はさらに半分の0.19m 程度である。
【0058】
次に、上記制御によりΔRVM=0となると、図9(b)に示すように、一定速度でのずり落ちの状態になる。これはずり落ち力に対し、駆動トルクとずり落ち抵抗との和が釣り合って定速走行状態になることによる(図9(b)において、T+F≒m・g・sinθ)。
【0059】
これを静止状態にするには、車速を検出してΔTを制御し、速度を漸減する。尚、この状態では、すでにトルクと走行抵抗とは拮抗しているので、大きなトルク増減は必要なく、有車速の走行抵抗から車速零の走行抵抗(静摩擦抵抗)にすればよい。
【0060】
タイヤ位置駆動力の差は、走行抵抗式(F=11.87+0.005574V2 )ではO.5 kgfであるが、これをV=0の静摩擦抵抗12kgf としても調整トルク幅は12×0.3/7.6181=0.47≒0.5kgf-m と計算できる。
【0061】
図8(b)に示すマップ1−2により、RVMに対するトルク補正を行うとすると、例えば、100rpm の一定速でずり落ちているとき、マップ1−2よりΔT=0.02kgf-m であるから、ずり落ち時間は0.5/0.02×8=200 msecで、ずり落ち距離は40cm/sec×200msec=8cmになる。
【0062】
このように、本発明の実施の形態1では、モータ回転数と、車両に働く力を示すモータ回転数変化量を用い、これらの値に応じて適切な補正量が設定できるようになっており、最適な制御を行えるようになっている。また、短時間で最適な補正値になるため、制御周期を極端に短くするような必要はない。そして、制御周期を極端に短くする必要がないため、車両の挙動遅れを制御に反映しやすく、安定して収束性の良い制御が行えるようになっている。
【0063】
上記自動トルク演算部27は、上記モータ指示トルク補正値設定部26からモータ指示トルク補正値ΔTが入力され、上記指示トルク設定部28から、現在、上記指示トルク信号出力部29に対して出力されている指示トルクTmpが入力されて、この現在出力している指示トルクTmpに上記モータ指示トルク補正値ΔTを加算して車両を静止させる自動トルクTaut として求め、上記指示トルク設定部28に出力するようになっている。
Taut =Tmp+ΔT …(3)
すなわち、上記モータ指示トルク補正値設定部26と上記自動トルク演算部27とで自動トルクを設定する自動トルク設定手段が形成されている。
【0064】
上記指示トルク設定部28は、上記ブレーキペダルスイッチ15,上記シフト位置検出部21,上記高速走行判定部24からの信号が入力されると共に、上記アクセルトルク演算部22からのアクセルトルクTacc の信号,上記自動トルク演算部27からの自動トルクTaut の信号が入力され、さらに予めこの指示トルク設定部28に記憶しておいた微小トルクTmin (予め車両諸元に基づき計算・実験等で求めておいた、車両が平地で微速走行可能な微小トルク;例えば0.6kgf-m )から、種々の設定条件における新たな指示トルクTmpを決定し、上記指示トルク信号出力部29に出力する指示トルク設定手段として形成されている。
【0065】
すなわち、ブレーキON状態の場合(車両を停止させようとしている状態か、減速させようとしている状態で、発進する状態ではない)、ブレーキOFFであっても高速走行状態の場合(発進する状態ではない)、ブレーキOFFで低速走行状態の場合であってもアクセルトルクTacc が最も大きいトルク値の場合(運転者による指示トルクが発進する状態であってもずり落ちを生じるトルク値ではない)は、アクセルトルクTacc を新たな指示トルクTmpとして決定し、上記指示トルク信号出力部29に出力する。この場合、算出した自動トルクTaut も、微小トルクにリセット(例えば、0.6kgf-m )しておく。
【0066】
また、ブレーキOFFで低速走行状態の場合で微小トルクTmin が最も大きいトルク値の場合、この微小トルクTmin を自動トルクTaut とするとともに、新たな指示トルクTmpとして決定し、上記指示トルク信号出力部29に出力する。
【0067】
さらに、ブレーキOFFであっても車両のシフト位置がNレンジ等の場合(車両の状態が停止の状態)は新たな指示トルクTmpは0とし、上記指示トルク信号出力部29に出力して自動トルクTaut も、微小トルクにリセット(例えば、0.6kgf-m )しておく。
【0068】
このように、上記指示トルク設定部28により、種々の設定条件における新たな指示トルクTmpの設定・出力が行われることにより勾配のある道路などでの逆進防止、スムースな発進、微速走行等が確実に、かつ容易に行うことができるようになっている。
【0069】
特に、上記指示トルク設定部28に微小トルクが設定されているため、トルクコンバータ付自動変速機を搭載した車両と略同様の運転感覚(特にトルクコンバータによるクリープ現象による微速走行感覚)の車両を実現できるとともに、発進後の制御による車速の収束が早く、逆進距離をより短くすることが可能になっている。
【0070】
また、アクセルペダルを踏んだ状態でも、その踏み込み方が十分でなければ、登坂路の傾きの斜度によって逆進する虞があるが、車両が非ブレーキ状態の低速走行の際に上記アクセルトルクと上記自動トルクと上記微小トルクとを比較して上記運転者の希望進行方向に対してのトルク値が最も大きいトルクを指示トルクとして設定するようになっているため、このような逆進を有効に阻止することができる。また、運転者の意志による走行へ移る際の走行フィーリングを良好に保つことができる。
【0071】
上記指示トルク信号出力部29は、上記指示トルク設定部28で設定した指示トルクTmpを、上記モータコントローラ8に出力する指示トルク信号出力手段として形成されている。
【0072】
次に、本発明の実施の形態1の作用を図3,図4に示す指示トルク設定のフローチャートで説明する。尚、後述するが、この制御のフローチャートは予め設定しておいた遅延時間で実行されるようになっている。
【0073】
まず、S101で、シフトスイッチ13からの信号に基づくシフト位置(D,R,Nレンジ等)の検出、ブレーキペダルスイッチ15からの信号に基づくブレーキのON/OFFの検出、アクセルトルク演算部22で演算したアクセルトルクTacc の読み込み、指示トルク設定部28から指示トルク信号出力部29に出力している現在の指示トルクTmpの読み込みが行われる。
【0074】
次いでS102に進み、ブレーキ状態の判定が行われ、ブレーキON状態であればS103に進み、新たな指示トルクTmpにアクセルトルクTacc が設定される(Tmp=Tacc )とともに、自動トルクTaut が微小トルクにリセット(例えば、0.6kgf-m )されて、上記指示トルク設定部28から指示トルク信号出力部29に上記新たな指示トルクTmpが出力され、この指示トルク信号出力部29から上記指示トルクTmpが上記モータコントローラ8に出力されプログラムを終了する。
【0075】
また、上記S102で、ブレーキOFF状態であればS104に進み、上記シフトスイッチ13からの信号に基づくシフト位置がDレンジ、すなわち前進モードであるか否かの判定が行われ、シフト位置がDレンジではない場合は、S105へ進み、シフト位置がRレンジ、すなわち後進モードであるか否かの判定が行われ、シフト位置がRレンジではない場合(シフト位置がNレンジ等)の場合(車両停止)はS106へ進み、新たな指示トルクTmpは0とする(Tmp=0)とともに、自動トルクTaut も、微小トルクにリセット(例えば、0.6kgf-m )されて、上記指示トルク設定部28から上記指示トルク信号出力部29に上記新たな指示トルクTmp(「0」)が出力され、この指示トルク信号出力部29から上記指示トルクTmp(「0」)が上記モータコントローラ8に出力されプログラムを終了する。
【0076】
上記S104で、シフト位置がDレンジで前進モードであると判定した場合、S107へ進み、モータ回転数設定部23でモータ回転数RVMの設定を行う。本発明の実施の形態1では、前述した図5に示すフローチャートによる平均値処理でモータ回転数RVMを設定するものとし、例えば、モータ回転数センサ14からの信号から1つのモータ回転数と回転方向を読み込む時間を2msec要し、4つのデータから1つのモータ回転数RVMを設定するものとする(図5中、n=4)。このため、1つのモータ回転数RVMデータを得るために8msec要することになる。
【0077】
その後、S108に進むと、高速走行判定部24で、モータ回転数RVMを基に車両が高速走行か低速走行かを予め設定しておいたしきい値の範囲で判定され、RVMF1≦RVM≦RVMF2(;RVMF1=−500rpm ,RVMF2=+500rpm )ならば低速走行状態と判定してS109に進み、それ以外(RVM<RVMF1あるいはRVM>RVMF2)であれば高速走行状態と判定し、上記S103に進んでプログラムを終了する。
【0078】
上記S108で、RVMF1≦RVM≦RVMF2であって低速走行状態と判定してS109に進むと、モータ回転数変化量演算部25で上記モータ回転数設定部23からのモータ回転数RVMを基にモータ回転数変化量ΔRVMが演算される。
【0079】
次いで、S110に進むと、上記モータ指示トルク補正値設定部26で、前述した図7に示すモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンにより、モータ回転数RVM、モータ回転数変化量ΔRVMに基づくモータ指示トルク補正値ΔTの設定が行われ、S111に進み、自動トルク演算部27で、上記指示トルク設定部28から、現在、上記指示トルク信号出力部29に対して出力されている指示トルクTmpに上記モータ指示トルク補正値ΔTが加算されて車両を静止させる自動トルクTaut が演算される(Taut =Tmp+ΔT)。
【0080】
その後、S112へ進み、自動トルクTaut と指示トルク設定部28に記憶しておいた微小トルクTmin との比較を行い、自動トルクTaut が微小トルクTmin 以下(Taut ≦Tmin )であればS113へ進んで自動トルクTaut を微小トルクTmin に更新(Taut =Tmin )した後、S114へ進み、また、自動トルクTaut が微小トルクTmin より大きい(Taut >Tmin )のであれば、そのままS114へ進む。
【0081】
上記S114では、自動トルクTaut とアクセルトルクTacc との比較が行われ、自動トルクTaut がアクセルトルクTacc 以下(Taut ≦Tacc )であれば上記S103へ進んでプログラムを終了する。また、自動トルクTaut がアクセルトルクTacc より大きい(Taut >Tacc )のであれば、S115へ進み、新たな指示トルクTmpに自動トルクTaut が設定されて(Tmp=Taut )、上記指示トルク設定部28から指示トルク信号出力部29に上記新たな指示トルクTmpが出力され、この指示トルク信号出力部29から上記指示トルクTmpが上記モータコントローラ8に出力されプログラムを終了する。
【0082】
一方、前記S104からS105に進み、シフト位置がRレンジで後進モードであると判定した場合、S116以下のステップへ進む。尚、このS116〜S124のステップは、前述のS107〜S115の前進モードでのステップに略対応するものである。
【0083】
上記S116では、上記モータ回転数設定部23でモータ回転数RVMの設定を行ない(上記S107で説明した手順でモータ回転数RVMを設定)、S117へ進む。
【0084】
上記S117では、上記高速走行判定部24で、モータ回転数RVMを基に車両が高速走行か低速走行かを予め設定しておいたしきい値の範囲で判定され、RVMR1≦RVM≦RVMR2(;RVMR1=RVMF1=−500rpm ,RVMR2=RVMF2=+500rpm )ならば低速走行状態と判定してS118に進み、それ以外(RVM<RVMR1あるいはRVM>RVMR2)であれば高速走行状態と判定し、上記S103に進んでプログラムを終了する。
【0085】
上記S118に進むと上記S109と同じく、上記モータ回転数変化量演算部25で上記モータ回転数設定部23からのモータ回転数RVMを基にモータ回転数変化量ΔRVMが演算される。
【0086】
次いで、S119へ進み、上記S110と同様、上記モータ指示トルク補正値設定部26で、前述した図7に示すモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンにより、モータ回転数RVM、モータ回転数変化量ΔRVMに基づくモータ指示トルク補正値ΔTの設定が行われ、S120に進み、自動トルク演算部27で、上記指示トルク設定部28から、現在、上記指示トルク信号出力部29に対して出力されている指示トルクTmpに上記モータ指示トルク補正値ΔTが加算されて車両を静止させる自動トルクTaut が演算される(Taut =Tmp+ΔT;上記S111に対応)。
【0087】
その後、S121へ進み、自動トルクTaut と指示トルク設定部28に記憶しておいた微小トルク(−Tmin )との比較を行い、自動トルクTaut が微小トルク(−Tmin )以上(Taut ≧−Tmin )であればS122へ進んで自動トルクTaut を微小トルク(−Tmin )に更新(Taut =−Tmin )した後、S123へ進み、また、自動トルクTaut が微小トルクTmin より小さい(Taut <−Tmin )のであれば、そのままS123へ進む(上記S121は上記S112と、上記S122は上記S113と、上記S123は上記S114とそれぞれ対応する)。
【0088】
上記S123では、自動トルクTaut とアクセルトルクTacc との比較が行われ、自動トルクTaut がアクセルトルクTacc 以上(Taut ≧Tacc )であれば上記S103へ進んでプログラムを終了する。また、自動トルクTaut がアクセルトルクTacc より小さい(Taut <Tacc )のであれば、S124(S115と対応)へ進み、新たな指示トルクTmpに自動トルクTaut が設定されて(Tmp=Taut )、上記指示トルク設定部28から指示トルク信号出力部29に上記新たな指示トルクTmpが出力され、この指示トルク信号出力部29から上記指示トルクTmpが上記モータコントローラ8に出力されプログラムを終了する。
【0089】
上記プログラムを実行して行う制御のタイミングを図11で説明する。
一般に車両では、ある入力値が反映されて安定した走行状態となるためには、車両諸元に依存する過渡時間を要する。特に電気自動車では、出力したモータ指示トルクが走行に反映されるまで、走行用モータ、ギヤ、シャフト、サスペンション、タイヤ等に依存する過渡時間を有する。ここでは、仮にこの過渡時間を23msecとして説明する。
【0090】
上述したように、モータ回転数センサ14から2msec毎にモータ回転数と回転方向を読み込み、4つのデータの平均からモータ回転数RVMを設定するとすると、t1〜t8の各時間でモータ回転数RVMの設定が行われることになる(時刻t0では何らかの指示トルク出力が行われたものとする)。
【0091】
時刻t1、時刻t2のモータ回転数RVMは、過渡状態でのモータ回転数RVMであり、時刻t3でのモータ回転数RVMは、過渡状態と安定状態でのモータ回転数センサ14からの入力値の平均であって、やはり正確なモータ回転数RVMではない。車両が時刻t0での指示トルク出力を反映して安定した走行を行うのは、過渡時間t2a(t0から23msec)以降であるから、過渡時間t2a以降でモータ回転数RVMを取り込む時刻t4で、このモータ回転数RVMを用いて演算し、新しい指示トルクを出力するように制御装置の遅延時間が設定されている(プログラムの実行に必要な演算時間等は図中では省略)。
【0092】
時刻t4で指示トルクの出力が行われると、同様に、時刻t5、時刻t6のモータ回転数RVMは、過渡状態でのモータ回転数RVMであり、時刻t7でのモータ回転数RVMは、過渡状態と安定状態でのモータ回転数センサ14からの入力値の平均であって、やはり正確なモータ回転数RVMではない。車両が時刻t4での指示トルク出力を反映して安定した走行を行うのは、過渡時間t6a(t4から23msec)以降であるから、過渡時間t6a以降でモータ回転数RVMを取り込む時刻t8で、このモータ回転数RVMを用いて演算し、新しい指示トルクを出力する。
【0093】
このように、プログラムを実行するための遅延時間が予め設定されており、車両の挙動が安定してからのデータを読み込み制御を行うことで、車両の挙動を十分に反映して安定した制御が行え、また、車両挙動が過渡状態での、不用意な補正を行わずにすみ、収束性が向上する。特に電気自動車は、ガソリン自動車等、他の車両に比べ、一般に重量が重いため、遅延時間を考慮する必要があり、このようなタイミングで制御することにより、制御の安定性、収束性改善に大きな効果が発揮される。
【0094】
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図12は本発明の実施の形態2によるモータ指示トルク補正値設定のフローチャートである。尚、本発明の実施の形態2は前記発明の実施の形態1とモータ指示トルク補正値設定の手順が異なるのみで、他の部分は前記発明の実施の形態1と同様である。
【0095】
すなわち、本発明の実施の形態2によるモータ指示トルク補正値設定部26は、モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMが入力され、モータ回転数変化量演算部25からモータ回転数変化量ΔRVMが入力されて、図12に示すモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンに従って、モータ指示トルクTmpの補正値ΔTを設定し、自動トルク演算部27に出力するようになっている。
【0096】
上記モータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンでは、S501で、モータ回転数RVMが予め設定しておいたしきい値範囲(モータ回転数による領域範囲;RVMd1<RVM<RVMd2)であるか判定する。ここで、RVMd1,RVMd2は、例えば、0rpm ,30rpm であって小さな値に設定されている。
【0097】
上記S501で、モータ回転数RVMがRVMd1<RVM<RVMd2の小さな領域の値の場合には、S502に進み、モータ指示トルク補正値ΔTを「0」とし、ルーチンを抜け、モータ回転数RVMがRVMd1≧RVMあるいはRVMd2≦RVMの場合は、S503へ進む。
【0098】
上記S503は、前記発明の実施の形態1におけるモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンのS401に対応するもので、モータ回転数変化量ΔRVMが0か否か判定され、ΔRVM≠0の場合はS504(同S402に対応)に進み、予め設定しておいたマップ1−1(図8(a))を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記S503でΔRVM=0の場合はS505(同S403に対応)に進み、予め設定しておいたマップ1−2(図8(b))を参照し、モータ回転数RVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定するものである。
【0099】
前記発明の実施の形態1は、車両が停止(モータ回転数RVM=0、モータ回転数変化量ΔRVM=0)になるまでトルク補正を行うものであるが、実際にはRVMおよびΔRVMが「0」以外の値であっても、それが小さい値であれば、車両の挙動は小さく、車両は停止しているに等しい状態を保つことができる。そこで本発明の実施の形態2では、モータ回転数RVMが「0」に近い領域(RVMd1<RVM<RVMd2)では、トルク補正を行わない領域を設けたものである。このように構成することで、モータ回転数RVMの検出の特に困難な極低回転域での誤差を含んだ制御が防止され、さらに制御の収束性を向上させることが可能になるとともに、モータ回転数センサも低コストのものが使用できるようになり、装置全体のコストダウンを図ることもできる。
【0100】
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図13および図14は本発明の実施の形態3によるもので、図13はモータ指示トルク補正値設定のフローチャート、図14はモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図である。尚、本発明の実施の形態3は前記発明の実施の形態1とモータ指示トルク補正値設定の手順が異なるのみで、他の部分は前記発明の実施の形態1と同様である。すなわち、本発明の実施の形態3によるモータ指示トルク補正値設定部26は、モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMが入力され、モータ回転数変化量演算部25からモータ回転数変化量ΔRVMが入力されて、図13に示すモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンに従って、モータ指示トルクTmpの補正値ΔTを設定し、自動トルク演算部27に出力するようになっている。
【0101】
上記モータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンでは、S601で、モータ回転数RVMが予め設定しておいたしきい値範囲(モータ回転数による領域範囲;RVMe1≦RVM<RVMe2)であるか判定する。ここで、例えば、RVMe1=RVMF1=−500rpm ,RVMe2=0rpm であって、上記RVMe1≦RVM<RVMe2の回転数範囲(領域)は後進側の回転数範囲に設定されている。
【0102】
上記S601で、モータ回転数RVMがRVMe1≦RVM<RVMe2で後進側の回転数範囲の場合にはS602に進み、モータ回転数変化量ΔRVMが0か否か判定され、ΔRVM≠0の場合はS603へ進み、予め設定しておいたマップ3−1(図14(a);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記S602でΔRVM=0の場合はS604へ進み、予め設定しておいたマップ3−4(図14(d);モータ回転数RVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数RVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0103】
一方、上記S601で、モータ回転数RVMがRVMe1≦RVM<RVMe2の後進側の回転数範囲以外のRVM≧RVMe2の場合(このルーチンが実行されるモータ回転数RVMの範囲はRVMF1≦RVM≦RVMF2の低速走行状態の場合であり、RVMF1=RVMe1であるため)、S605へ進む。
【0104】
上記S605は、モータ回転数RVMが、前記発明の実施の形態2で説明したような小さな値の範囲か、あるいは、前進側のモータ回転数範囲か判定するもので、モータ回転数RVMが、RVMe2≦RVM≦RVMe3(RVMe3は、例えば、30rpm )の小さな値の範囲であればS606へ進み、モータ指示トルク補正値ΔTを「0」に決定する(ΔT=0;図14(b)モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)。
【0105】
一方、上記S605でRVMe2≦RVM≦RVMe3の小さな値の範囲以外、すなわち、(RVMF2≧)RVM>RVMe3の場合の前進側のモータ回転数範囲の場合、S607へ進み、モータ回転数変化量ΔRVMが0か否か判定され、ΔRVM≠0の場合はS608へ進み、予め設定しておいたマップ3−3(図14(c);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記S608でΔRVM=0の場合はS609へ進み、予め設定しておいたマップ3−4を参照し、モータ回転数RVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0106】
このように、前進側のモータ回転数範囲、後進側のモータ回転数範囲、小さな値の範囲とモータ回転数の範囲を分け、それぞれの範囲に応じた特性マップを用いて制御するため、緻密で的確な制御が可能になる。従って、上記3つの回転数範囲より多くの範囲に分割して、より緻密で的確な制御を行うようにしても良い。
【0107】
次に、本発明の実施の形態4について説明する。図15および図16は本発明の実施の形態4によるもので、図15はモータ指示トルク補正値設定のフローチャート、図16はモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図である。尚、本発明の実施の形態4は前記発明の実施の形態1とモータ指示トルク補正値設定の手順が異なるのみで、他の部分は前記発明の実施の形態1と同様である。
【0108】
すなわち、本発明の実施の形態4によるモータ指示トルク補正値設定部26は、モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMが入力され、モータ回転数変化量演算部25からモータ回転数変化量ΔRVMが入力されて、図15に示すモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンに従って、モータ指示トルクTmpの補正値ΔTを設定し、自動トルク演算部27に出力するようになっている。
【0109】
上記モータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンでは、S701で、モータ回転数RVMが予め設定しておいたしきい値範囲(モータ回転数による領域範囲;RVMf1≦RVM<RVMf2)であるか判定する。ここで、例えば、RVMf1=RVMF1=−500rpm ,RVMf2=0rpm であって、上記RVMf1≦RVM<RVMf2の回転数範囲(領域)は後進側の回転数範囲に設定されている。
【0110】
上記S701で、モータ回転数RVMがRVMf1≦RVM<RVMf2で後進側の回転数範囲の場合にはS702に進み、予め設定しておいたマップ4−1(図16(a);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0111】
一方、上記S701で、モータ回転数RVMがRVMf1≦RVM<RVMf2の後進側の回転数範囲以外のRVM≧RVMf2の場合(このルーチンが実行されるモータ回転数RVMの範囲はRVMF1≦RVM≦RVMF2の低速走行状態の場合であり、RVMF1=RVMf1であるため)、S703へ進む。
【0112】
上記S703は、モータ回転数RVMが、前記発明の実施の形態2で説明したような小さな値の範囲か、あるいは、前進側のモータ回転数範囲か判定するもので、モータ回転数RVMが、RVMf2≦RVM≦RVMf3(RVMf3は、例えば、30rpm )の小さな値の範囲であればS704へ進み、予め設定しておいたマップ4−2(図16(b);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0113】
一方、上記S703でRVMf2≦RVM≦RVMf3の小さな値の範囲以外、すなわち、(RVMF2≧)RVM>RVMf3の場合の前進側のモータ回転数範囲の場合、S705へ進み、予め設定しておいたマップ4−3(図16(c);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0114】
本発明の実施の形態4に示すように、回転数範囲内でモータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定することにより、用意するマップの数が少なくでき制御が簡単になる。尚、3つの回転数範囲のうちの1つを前記発明の実施の形態3に示すようなモータ回転数RVMのマップとモータ回転数変化量ΔRVMのマップを併用して制御しても良く、あるいは、小さな値の回転数範囲ではモータ指示トルク補正値ΔT=0とする制御にしても良い。
【0115】
次に、本発明の実施の形態5について説明する。図17および図18は本発明の実施の形態5によるもので、図17はモータ指示トルク補正値設定のフローチャート、図18はモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図である。尚、本発明の実施の形態5は前記発明の実施の形態1とモータ指示トルク補正値設定の手順が異なるのみで、他の部分は前記発明の実施の形態1と同様である。
【0116】
すなわち、本発明の実施の形態5によるモータ指示トルク補正値設定部26は、モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMが入力され、モータ回転数変化量演算部25からモータ回転数変化量ΔRVMが入力されて、図17に示すモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンに従って、モータ指示トルクTmpの補正値ΔTを設定し、自動トルク演算部27に出力するようになっている。
【0117】
上記モータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンでは、S801で、モータ回転数RVMが予め設定しておいたしきい値範囲(モータ回転数による領域範囲;RVMg1≦RVM<RVMg2)であるか判定する。ここで、例えば、RVMg1=RVMF1=−500rpm ,RVMg2=−40rpm であって、上記RVMg1≦RVM<RVMg2の回転数範囲(領域)は後進側の回転数範囲に設定されている。
【0118】
上記S801で、モータ回転数RVMがRVMg1≦RVM<RVMg2で後進側の回転数範囲の場合にはS802に進み、予め設定しておいたマップ5−1(図18(a);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0119】
一方、上記S801で、モータ回転数RVMがRVMg1≦RVM<RVMg2の後進側の回転数範囲以外のRVM≧RVMg2の場合(このルーチンが実行されるモータ回転数RVMの範囲はRVMF1≦RVM≦RVMF2の低速走行状態の場合であり、RVMF1=RVMg1であるため)、S803へ進む。
【0120】
上記S803は、モータ回転数RVMが、上記後進側の回転数範囲と前記発明の実施の形態2で説明したような小さな値の範囲との中間の範囲か否かを判定するもので、モータ回転数RVMが、RVMg2≦RVM≦RVMg3(RVMg3は、例えば、0rpm )の中間の範囲であればS804へ進む。
【0121】
上記S804は、制御によりモータ回転数がどちらの方向(増加、減少の方向)に変化されていくのかを判定するもので、前回参照したマップが、マップ5−1あるいはマップ5−4(図18(d);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)であり、モータ回転数が増加される方向にある場合はS805に進んで上記マップ5−4を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0122】
また、上記S804で前回参照したマップが、マップ5−1あるいはマップ5−4以外の場合(マップ5−5(図18(e);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)あるいはマップ5−2(図18(b);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)の場合)でモータ回転数が減少される方向にある場合はS806に進んで上記マップ5−5を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0123】
一方、上記S803で、モータ回転数RVMが、上記後進側の回転数範囲と前記発明の実施の形態2で説明したような小さな値の範囲との中間の範囲ではない(RVM>RVMg3)と判定されるとS807に進み、モータ回転数RVMが、上記小さな値の範囲(RVMg3<RVM<RVMg4;RVMg4は例えば30rpm )か否か判定される。
【0124】
そして、上記S807でモータ回転数RVMが、上記小さな値の範囲の場合、S808に進み、上記マップ5−2を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0125】
また、上記S807でモータ回転数RVMが、上記小さな値の範囲ではない(RVM≧RVMg4)と判定されるとS809へ進む。
【0126】
上記S809は、モータ回転数RVMが、上記小さな値の範囲と前進側の回転数範囲との中間の範囲か否かを判定するもので、モータ回転数RVMが、RVMg4≦RVM≦RVMg5(RVMg5は、例えば、70rpm )の中間の範囲であればS810へ進む。
【0127】
上記S810は、制御によりモータ回転数がどちらの方向(増加、減少の方向)に変化されていくのかを判定するもので、前回参照したマップが、マップ5−3(図18(c);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)あるいはマップ5−6(図18(f);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)であり、モータ回転数が減少される方向にある場合はS811に進んで上記マップ5−6を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0128】
また、上記S810で前回参照したマップが、マップ5−3あるいはマップ5−6以外の場合(マップ5−2あるいはマップ5−7(図18(g);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)の場合)でモータ回転数が増加される方向にある場合はS812に進んで上記マップ5−7を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0129】
一方、上記S809で、モータ回転数RVMが、上記小さな値の範囲と前進側の回転数範囲との中間の範囲ではない((RVMF2≧)RVM>RVMg5の前進側の回転数範囲)と判定されるとS813に進み、上記マップ5−3を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0130】
このように、本発明の実施の形態5では、前記発明の実施の形態4で示した3つのモータ回転数範囲に加え、これら3つの範囲の間に制御ヒステリシスをもたせるようにして、制御の収束性の向上を図っているのである。
【0131】
次に、本発明の実施の形態6について説明する。図19および図20は本発明の実施の形態6によるもので、図19はモータ指示トルク補正値設定のフローチャート、図20はモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図である。尚、本発明の実施の形態6は前記発明の実施の形態1とモータ指示トルク補正値設定の手順が異なるのみで、他の部分は前記発明の実施の形態1と同様である。
【0132】
すなわち、本発明の実施の形態6によるモータ指示トルク補正値設定部26は、モータ回転数設定部23からモータ回転数RVMが入力され、モータ回転数変化量演算部25からモータ回転数変化量ΔRVMが入力されて、図19に示すモータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンに従って、モータ指示トルクTmpの補正値ΔTを設定し、自動トルク演算部27に出力するようになっている。
【0133】
上記モータ指示トルク補正値ΔT設定ルーチンでは、S901で、モータ回転数RVMが予め設定しておいたしきい値範囲(モータ回転数による領域範囲;RVMh1≦RVM<RVMh2)であるかを判定する。ここで、例えば、RVMh1=RVMF1=−500rpm ,RVMh2=20rpm であって、上記RVMh1≦RVM<RVMh2の回転数範囲(領域)は後進側の回転数範囲から前進側の小さな値の回転数範囲に設定されている。
【0134】
上記S901で、モータ回転数RVMがRVMh1≦RVM<RVMh2で後進側の回転数範囲から前進側の小さな値の回転数範囲の場合にはS902に進み、モータ回転数変化量ΔRVMが0か否か判定され、ΔRVM=0の場合はS903へ進み、予め設定しておいたマップ6−4(図20(d);モータ回転数RVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数RVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記ステップS902でΔRVM≠0の場合はS904へ進む。
【0135】
上記S904では、モータ回転数RVMとモータ回転数変化量ΔRVMとが共に負であるか否か、すなわち、モータ回転数RVMが後進側の回転数範囲であり且つモータ回転数RVMが後進側に増加しているか否か判定され、モータ回転数RVMとモータ回転数変化量ΔRVMとのうち少なくともどちらか一方が正である場合、S906へ進み、予め設定しておいたマップ6−1(図20(a);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記S904で、モータ回転数RVMとモータ回転数変化量ΔRVMとが共に負である場合はS905へ進み、上記マップ6−1(図20(a))および予め設定しておいたマップ6−5(図20(e);モータ回転数RVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数RVMおよびモータ回転数変化量ΔRVMに応じたモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0136】
ここで、上記S905でのモータ指示トルク補正値ΔTの決定方法は、以下の通りである。先ず、上記マップ6−1(図20(a))からモータ回転数変化量ΔRVMに応じたモータ指示トルク補正値(仮にこのときの値をΔTaとする)を求めるとともに、上記マップ6−5(図20(e))からモータ回転数RVMに応じたモータ指示トルク補正値(仮にこのときの値をΔTvとする)を求め、ΔTa+ΔTvによりこれらを合算したものをモータ指示トルク補正値ΔTとして決定するようになっている。
【0137】
一方、上記S901で、モータ回転数RVMが、後進側の回転数範囲から前進側の小さな値の範囲ではない(RVM<RVMh2)と判定されるとS907へ進む。
【0138】
上記S907は、モータ回転数RVMが、上記小さな値(例えば20rpm )と前進側の回転数範囲との中間の範囲か否かを判定するもので、モータ回転数RVMが、RVMh2≦RVM≦RVMh3(RVMh3は、例えば、50rpm )の中間の範囲であればS908に進み、モータ指示トルク補正値ΔTを「0」に決定する(ΔT=0;図20(b)モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)。
【0139】
一方、上記S907でRVMh2≦RVM≦RVMh3の範囲以外、すなわち、モータ回転数RVMが前進側のモータ回転数範囲でRVM<RVMh3の場合、S909へ進み、モータ回転数変化量ΔRVMが0であるか否か判定され、ΔRVM=0の場合はS913へ進み、上記マップ6−4(図20(d))を参照し、モータ回転数RVMに応じたモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記ステップS909でΔRVM≠0の場合はS910へ進む。
【0140】
上記S910では、モータ回転数RVMとモータ回転数変化量ΔRVMとが共に正であるか否か、すなわち、モータ回転数RVMが前進側の回転数範囲であり且つモータ回転数RVMが前進側に増加しているか否か判定され、モータ回転数RVMとモータ回転数変化量ΔRVMとのうち少なくともどちらか一方が負である場合、S912へ進み、予め設定しておいたマップ6−3(図20(c);モータ回転数変化量ΔRVM−モータ指示トルク補正値ΔTのマップ)を参照し、モータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する一方、上記S910で、モータ回転数RVMとモータ回転数変化量ΔRVMとが共に正である場合はS911へ進み、上記マップ6−3(図20(c))および上記マップ6−5(図20(e))を参照し、モータ回転数RVMおよびモータ回転数変化量ΔRVMに応じてモータ指示トルク補正値ΔTを決定する。
【0141】
ここで、上記S911でのモータ指示トルク補正値ΔTの決定は、前記S905に示す手順と略同様に行う。すなわち、上記マップ6−3(図20(a))からモータ回転数変化量ΔRVMに応じたモータ指示トルク補正値(仮にこのときの値をΔTaとする)を求めるとともに、上記マップ6−5(図20(e))からモータ回転数RVMに応じたモータ指示トルク補正値(仮にこのときの値をΔTvとする)を求め、ΔTa+ΔTvによりこれらを合算したものをモータ指示トルク補正値ΔTとして決定する。
【0142】
このように、本発明の実施の形態6では、予め設定したモータ回転数範囲内で、モータの回転方向に順方向にモータ回転数が増加している場合、モータ回転数RVMに応じたモータ指示トルク補正値ΔTvとモータ回転数変化量ΔRMVに応じたモータ指示トルク補正値ΔTaとを求め、これらを合算したものをモータ指示トルク補正値ΔTとして決定するため、一度のサイクルで、モータ回転数RVMとモータ回転数変化量ΔRVMとに対するトルク補正を同時に行うことができ、車両のずり落ち距離および駆け上り距離をより小さく抑えることができる。
【0143】
尚、上記各発明の実施の形態では、マップを利用してモータ指示トルク補正値を決定するようにしているが、例えば、予め設定しておいた関数式等のマップ以外の手法でモータ指示トルク補正値を決定するようにしてもよい。
【0144】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、モータ回転数に対応したモータトルクの増減のみならず、モータ回転数の変化量を検出し、このモータ回転数変化量に対応した、すなわち車両に働く力に対応した、モータトルクの増減を適切に行い、勾配のある道路などでの逆進防止、スムースな発進、微速走行等を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による車両コントローラの機能ブロック図
【図2】本発明の実施の形態1によるモータ制御系の概略構成を示す説明図
【図3】本発明の実施の形態1による指示トルク設定のフローチャート
【図4】本発明の実施の形態1による指示トルク設定のフローチャート
【図5】本発明の実施の形態1によるモータ回転数設定の一例を示すフローチャート
【図6】本発明の実施の形態1によるモータ回転数設定のさらに他の一例を示すフローチャート
【図7】本発明の実施の形態1によるモータ指示トルク補正値設定のフローチャート
【図8】本発明の実施の形態1によるモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図
【図9】本発明の実施の形態1による勾配路における車両の登坂抵抗を示す説明図
【図10】本発明の実施の形態1による数個のデータの平均値をモータ回転数RVMとして設定する制御の効果の説明図
【図11】本発明の実施の形態1による各制御タイミングを説明するタイムチャート
【図12】本発明の実施の形態2によるモータ指示トルク補正値設定のフローチャート
【図13】本発明の実施の形態3によるモータ指示トルク補正値設定のフローチャート
【図14】本発明の実施の形態3によるモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図
【図15】本発明の実施の形態4によるモータ指示トルク補正値設定のフローチャート
【図16】本発明の実施の形態4によるモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図
【図17】本発明の実施の形態5によるモータ指示トルク補正値設定のフローチャート
【図18】本発明の実施の形態5によるモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図
【図19】本発明の実施の形態6によるモータ指示トルク補正値設定のフローチャート
【図20】本発明の実施の形態6によるモータ指示トルク補正値設定に用いるマップの説明図
【符号の説明】
1 電気自動車
2 走行用モータ
6 メインバッテリ
7 モータ駆動回路
8 モータコントローラ(駆動制御部)
11 アクセルペダルスイッチ(アクセルトルク演算手段)
12 アクセルセンサ(アクセルトルク演算手段)
13 シフトスイッチ(希望進行方向検出手段)
14 モータ回転数センサ(モータ回転数検出手段)
15 ブレーキペダルスイッチ
16 アクセルペダル
17 シフトレバー
18 ブレーキペダル(ブレーキ判定手段)
20 車両コントローラ
21 シフト位置検出部(希望進行方向検出手段)
22 アクセルトルク演算部(アクセルトルク演算手段)
23 モータ回転数設定部(モータ回転数検出手段)
24 高速走行判定部(高速走行判定手段)
25 モータ回転数変化量演算部(モータ回転数変化量演算手段)
26 モータ指示トルク補正値設定部(自動トルク設定手段)
27 自動トルク演算部(自動トルク設定手段)
28 指示トルク設定部(指示トルク設定手段)
29 指示トルク信号出力部(指示トルク信号出力手段)
Claims (4)
- 走行用モータの駆動制御部に対して指示トルク信号を設定出力し、駆動制御する電気自動車の制御装置において、
上記走行用モータの回転方向と回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
運転者の希望進行方向を検出する希望進行方向検出手段と、
ブレーキ状態か否かを判定するブレーキ判定手段と、
アクセルペダルストロークからアクセルトルクを演算するアクセルトルク演算手段と、
車両が高速走行か低速走行かを上記モータ回転数より判定する高速走行判定手段と、
上記高速走行判定手段によって、車両の走行状態が低速走行であると判定された場合、上記モータ回転数の変化量を演算するモータ回転数変化量演算手段と、
上記モータ回転数による領域を複数設定し、これら各領域毎に少なくとも上記モータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる自動トルクを設定する自動トルク設定手段と、
車両が非ブレーキ状態の低速走行であって上記運転者の希望進行方向に対しての上記自動トルクと上記アクセルトルクとのうち、大きい方を指示トルクとして設定する指示トルク設定手段と、
上記設定した指示トルクを指示トルク信号として上記駆動制御部に出力する指示トルク信号出力手段とを備えたことを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 上記自動トルク設定手段は、上記複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つに、上記モータ回転数変化量がない場合は上記モータ回転数に応じて現在の指示トルクを補正する一方、上記モータ回転数変化量がある場合はこのモータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる上記自動トルクを設定する領域を有することを特徴とする請求項1記載の電気自動車の制御装置。
- 上記自動トルク設定手段は、上記複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つに、上記モータ回転数変化量がない場合は上記モータ回転数に応じて現在の指示トルクを補正する一方、上記モータ回転数変化量がある場合であってこのモータ回転数変化量が現在のモータ回転数を零に収束させるものである場合はこのモータ回転数変化量に応じて現在の指示トルクを補正し、また、上記モータ回転数変化量がある場合であってこのモータ回転数変化量が現在のモータ回転数をモータの回転順方向に発散させるものである場合はこのモータ回転数変化量と上記モータ回転数とに応じて現在の指示トルクを補正して車両を静止させる上記自動トルクを設定する領域を有することを特徴とする請求項1記載の電気自動車の制御装置。
- 上記自動トルク設定手段は、上記複数設定するモータ回転数による領域の少なくとも一つに現在の指示トルクをそのまま上記自動トルクとして設定する領域を有することを特徴とする請求項1,請求項2又は請求項3記載の電気自動車の制御装置。
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