JP4727354B2

JP4727354B2 - 電動車両の制御装置

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Publication number: JP4727354B2
Application number: JP2005258928A
Authority: JP
Inventors: 浅雄上野臺; 卓也白坂; 透池田; 久則柳田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: US20070075659A1; US7327104B2; JP2007074817A

Description

この発明は、電動車両の制御装置に関する。

従来、例えば内燃機関および走行用モータを駆動源として備え、少なくとも内燃機関または走行用モータの駆動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両において、タイヤから路面に対して過大な駆動力が作用して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御として、走行用モータの回生作動による回生トルクを制御して、走行用モータの出力を制限することで駆動輪のグリップ力を増大させる制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３４４６５５９号公報

ところで、駆動源として内燃機関を搭載せずに走行用モータのみを搭載した車両、例えば走行用モータの電源として燃料電池または蓄電装置を搭載する燃料電池車両または電気自動車等の電動車両においては、前進走行中における運転者の変速操作としてＲ（リバース）位置の選択を許容して、この運転者の走行意志に応じた走行制御として、正転状態の走行用モータの回生作動によって車両の走行状態が前進状態から停止状態を経て後退状態へと滑らかに連続的に移行するように設定可能である。
そして、このように走行用モータの回生作動によって車両の走行状態を前進状態から後退状態へと滑らかに切り替え可能な車両においては、例えば車両発進時の駆動輪の空転に応じて走行用モータの回生作動による回生トルクを制御して走行用モータの出力を制限することで駆動輪のグリップ力を増大させるトラクション制御の実行時において、例えば路面の摩擦係数や凹凸状態等の路面状態に応じて駆動輪が急激にグリップ状態となった場合には、このグリップ状態の確保に応じた走行用モータの回生作動の停止が遅れることにより、車速および車輪速がほぼゼロとなる状態で走行用モータの回生作動が継続される場合がある。この場合、車両の停止状態で走行用モータが回生作動を行うことから、車両を前進方向に発進させる運転者の運転意志に反して車両が後退を開始してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、トラクション制御の実行時に車両の走行状態に運転者の運転意志を適切に反映させることが可能な電動車両の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電動車両の制御装置は、車両を駆動可能なモータ（例えば、実施の形態でのモータ１６）と、該モータの駆動および回生動作を前記モータから出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令（例えば、実施の形態でのトルク指令ＴＲ）に基づき制御するモータ制御手段（例えば、実施の形態でのモータトルク制御部４２およびＰＤＵ１５）と、タイヤと路面との間で作用する駆動力を前記モータの作動状態（例えば、実施の形態での駆動または回生動作）を指示する作動要求に基づき制御して駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪Ｗ）が空転することを抑制するトラクション制御手段（例えば、実施の形態でのＴＣＳＥＣＵ２２）とを備え、前記モータ制御手段は前記トルク指令が負の値である場合に前記モータの作動状態を正転状態から停止状態を経て逆転状態へと連続的に切り替え可能である電動車両の制御装置であって、前記モータから出力されるトルクに対する指令値であって運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度（例えば、実施の形態でのアクセル開度ＡＣ）に応じた運転者要求トルク（例えば、実施の形態での運転者要求トルクＴＤ）を算出する運転者要求トルク算出手段（例えば、実施の形態での駆動系トルク算出部４３）と、前記モータから出力されるトルクに対する指令値であって前記トラクション制御手段の駆動力制御に応じたトラクション要求トルク（例えば、実施の形態でのＴＣＳ要求トルクＴＴ）を算出するトラクション要求トルク算出手段（例えば、実施の形態でのＴＣＳＥＣＵ２２が兼ねる）と、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記作動要求と、前記運転者要求トルクおよび前記トラクション要求トルクの何れか小さい方とに基づき前記トルク指令を算出するトルク指令算出手段（例えば、実施の形態での駆動系トルク算出部４３が兼ねる）と、前記モータの回転数（例えば、実施の形態での回転数ＮＭ）を検出する回転数センサ（例えば、実施の形態でのモータ回転数センサ３５）とを備え、前記トルク指令算出手段は、前記トラクション要求トルクが前記運転者要求トルクよりも小さいとき、前記モータの回転数あるいは該回転数に係る状態量（例えば、実施の形態での車輪速ＮＷ）が所定値以下である場合に、前記回転数がゼロに到達するより前のタイミングで前記作動要求に拘わらずに前記トルク指令を負の値からゼロ以上の値に変更することを特徴としている。

上記の電動車両の制御装置によれば、トラクション制御手段による駆動力制御の実行時においてモータの回転数が所定値以下である場合には、トルク指令算出手段は、トラクション制御手段から出力されるモータの作動要求に拘わらずにトルク指令をゼロ以上の値に設定する、つまり作動要求としてモータの回生作動が要求されている場合であってもトルク指令が負の値となることを禁止する。このため、正転状態（あるいは逆転状態）のモータに対する回生作動の実行要求（回生要求）に応じてトルク指令が負の値（あるいは正の値）を維持する状態では、モータの作動状態が正転状態（あるいは逆転状態）から停止状態を経て逆転状態（あるいは正転状態）へと連続的に切り替わるように設定されている場合であっても、トラクション制御手段による駆動力制御の実行時においては、トラクション制御手段から出力される回生要求に応じて正転状態のモータが逆転状態となってしまうことを防止することができる。すなわち、車両発進時等での駆動輪の空転に応じてトラクション制御の実行が開始されると、トラクション制御手段から出力される回生要求によってモータの出力が制限され、駆動輪のグリップ力が直ちに適正に増大させられると共に、この回生要求に応じたモータの回生動作が過剰に作動してしまうことを防止して、車両の走行状態に運転者の運転意志を適切に反映させることができる。

以上説明したように、本発明の請求項１に記載の電動車両の制御装置によれば、電動車両において設定可能な走行状態、つまり正転状態（あるいは逆転状態）のモータに対する回生作動の実行要求（回生要求）に応じてトルク指令が負の値（あるいは正の値）を維持する場合にモータの作動状態を正転状態（あるいは逆転状態）から停止状態を経て逆転状態（あるいは正転状態）へと連続的に切り替える走行状態を許容しつつ、モータの回生作動により駆動輪のグリップ力を迅速かつ適正に増大させるトラクション制御の実行時においては、運転者の運転意志に反して車両が後退状態となることを防止し、車両の走行状態に運転者の運転意志を適切に反映させることができる。

以下、本発明の実施形態に係る電動車両の制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による電動車両の制御装置１０は、例えば図１に示すように、燃料電池１１と、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２と、蓄電装置１３と、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４と、ＰＤＵ（パワードライブユニット）１５と、モータ１６と、出力制御器１７と、空気供給装置（Ａ／Ｐ）１８と、水素タンク１９ａおよび水素供給弁１９ｂと、背圧弁２０と、パージ弁２１と、ＴＣＳＥＣＵ２２と、制御装置２３と、燃料電池温度センサ３１と、システム電圧センサ３２と、端子電圧センサ３３と、電流センサ３４と、モータ回転数センサ３５と、アクセル開度センサ３６と、車輪速センサ３７とを備えて構成されている。
そして、制御装置２３は、例えば燃料電池発電制御部４１と、モータトルク制御部４２と、駆動系トルク算出部４３と、マネジメント制御部４４とを備えて構成されている。

燃料電池１１は、陽イオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜を、アノード触媒およびガス拡散層からなる燃料極（アノード）と、カソード触媒およびガス拡散層からなる酸素極（カソード）とで挟持してなる電解質電極構造体を、更に一対のセパレータで挟持してなる燃料電池セルを多数組積層して構成され、燃料電池セルの積層体は一対のエンドプレートによって積層方向の両側から挟み込まれている。

燃料電池１１のカソードには、酸素を含む酸化剤ガス（反応ガス）である空気がエアーコンプレッサー等からなる空気供給装置１８から供給され、アノードには、水素からなる燃料ガス（反応ガス）が高圧の水素タンク１９ａから水素供給弁１９ｂを介して供給される。
そして、アノードのアノード触媒上で触媒反応によりイオン化された水素は、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソードへと移動し、この移動に伴って発生する電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギーとして利用される。このときカソードにおいては、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。

なお、水素供給弁１９ｂは、例えば空気式の比例圧力制御弁であって、空気供給装置１８から供給される空気の圧力を信号圧として、水素供給弁１９ｂを通過した水素が水素供給弁１９ｂの出口で有する圧力が信号圧に応じた所定範囲の圧力となるように設定されている。
また、エアーコンプレッサー等からなる空気供給装置１８は、例えば車両の外部から空気を取り込んで圧縮し、この空気を反応ガスとして燃料電池１１のカソードに供給する。そして、空気供給装置１８を駆動するモータ（図示略）の回転数は、制御装置２３の燃料電池発電制御部４１から入力される制御指令に基づき、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを具備する出力制御器１７により制御されている。

そして、燃料電池１１の水素排出口１１ａから排出された排出ガスは、制御装置２３の燃料電池発電制御部４１により開閉制御される排出制御弁（図示略）を介して希釈ボックス（図示略）へ導入され、希釈ボックスにより水素濃度が所定濃度以下に低減されてから、パージ弁２１を介して外部（大気中等）へ排出される。

なお、燃料電池１１の水素排出口１１ａから排出された未反応の排出ガスの一部は、例えば循環ポンプ（図示略）およびエゼクタ（図示略）等を備える循環流路へと導入されており、水素タンク１９ａから供給された水素と、燃料電池１１から排出された排出ガスとが混合されて燃料電池１１に再び供給されている。
そして、燃料電池１１の空気排出口１１ｂから排出された未反応の排出ガスは、制御装置２３の燃料電池発電制御部４１により弁開度が制御される背圧弁２０を介して外部（大気中等）へ排出される。

第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、例えばチョッパ型電力変換回路を備えて構成され、例えばチョッパ型電力変換回路のチョッピング動作つまりチョッパ型電力変換回路に具備されるスイッチング素子のオン／オフ動作によって、燃料電池１１から取り出される出力電流の電流値を制御しており、このチョッピング動作は制御装置２３のマネジメント制御部４４から入力される制御パルスのデューティ、つまりオン／オフの比率に応じて制御されている。

例えば、燃料電池１１から出力電流の取り出しを禁止する場合において、マネジメント制御部４４から入力される制御パルスのデューティが０％に設定されると、チョッパ型電力変換回路に具備されるスイッチング素子がオフ状態に固定され、燃料電池１１とＰＤＵ１５とが電気的に遮断される。一方、制御パルスのデューティが１００％とされ、スイッチング素子がオン状態に固定されると、いわば燃料電池１１とＰＤＵ１５とが直結状態となり、燃料電池１１の出力電圧とＰＤＵ１５の入力電圧とが同等の値となる。
また、制御パルスのデューティが０％〜１００％の間の適宜値に設定されると、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、１次側電流とされる燃料電池１１の出力電流を制御パルスのデューティに応じて適宜に制限し、制限して得た電流を２次側電流として出力する。

蓄電装置１３は、例えば電気二重層コンデンサや電解コンデンサ等からなるキャパシタあるいはバッテリ等であって、双方向の第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２およびＰＤＵ１５に対して並列に接続されている。
そして、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、燃料電池１１の発電あるいはモータ１６の回生動作に係るシステム電圧ＶＳを降圧して蓄電装置１３を充電可能であると共に蓄電装置１３の端子電圧ＶＥを昇圧可能である。このため、蓄電装置１３の端子電圧ＶＥを検出する端子電圧センサ３３および蓄電装置１３の充電電流および放電電流を検出する電流センサ３４から出力される各検出信号が、制御装置２３のマネジメント制御部４４に入力されている。
これにより、燃料電池システムを構成する燃料電池１１および蓄電装置１３は、モータ１６の電源とされている。

ＰＤＵ１５は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備えており、制御装置２３のモータトルク制御部４２から出力される制御指令に応じてモータ１６の駆動および回生動作を制御する。このＰＷＭインバータは、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備し、例えばモータ１６の駆動時には、モータトルク制御部４２から入力されるパルス幅変調信号に基づき、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２および第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４から出力される直流電力を３相交流電力に変換してモータ１６へ供給する。一方、モータ１６の回生時には、モータ１６から出力される３相交流電力を直流電力に変換して第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して蓄電装置１３へ供給し、蓄電装置１３を充電する。
なお、モータ１６は、例えば界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の３相交流同期モータとされており、ＰＤＵ１５から供給される３相交流電力により駆動制御されると共に、車両の減速時において駆動輪Ｗ側からモータ１６側に駆動力が伝達されると、モータ１６は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

ＴＣＳＥＣＵ２２は、車両の各車輪の回転速度（車輪速ＮＷ）を検出する複数の車輪速センサ３７，…，３７から出力される検出信号に基づき、駆動輪Ｗの空転状態に係る状態量、例えば駆動輪Ｗと従動輪との回転速度の差（スリップ量）等を算出する。そして、予め設定された所定のＴＣＳ要求トルクマップ、例えばスリップ量と駆動輪Ｗの路面に対する所定のグリップ力を確保するために必要とされるトルクとの対応関係を示すマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるＴＣＳ（Traction Control System）要求トルクＴＴを算出する。
なお、所定のＴＣＳ要求トルクマップにおいては、例えば、スリップ量が増大することに伴い、ＴＣＳ要求トルクＴＴが低下傾向に変化するように設定されている。

また、このＴＣＳＥＣＵ２２では、例えば駆動輪Ｗと従動輪との回転速度の差（スリップ量）が所定値以上となった場合等において、トラクション制御、つまりＴＣＳ要求トルクＴＴに応じて駆動輪Ｗの駆動力を低減させ、駆動輪Ｗのタイヤから路面に対して過大な駆動力が作用して駆動輪Ｗが空転することを抑制する制御の実行時におけるモータ１６の作動状態（つまり、駆動または回生作動）に対する要求指令（モータ作動状態要求）は、ＴＣＳ要求トルクＴＴの符号として設定される。
例えば、正転状態のモータ１６に対しては、ＴＣＳ要求トルクＴＴの符号が正であれば力行つまり駆動を指示し、符号が負であれば回生作動を指示することになり、逆転状態のモータ１６に対しては、ＴＣＳ要求トルクＴＴの符号が正であれば回生作動を指示し、符号が負であれば駆動を指示することになる。
また、ＴＣＳＥＣＵ２２は、トラクション制御の実行状態であるか否かを示すＴＣＳ作動フラグのフラグ値（例えば、トラクション制御の実行状態で「１」、非実行状態で「０」）を出力する。

制御装置２３の燃料電池発電制御部４１は、例えば、車両の運転状態や、燃料電池１１のアノードに供給される反応ガスに含まれる水素の濃度や、燃料電池１１のアノードから排出される排出ガスに含まれる水素の濃度や、燃料電池１１の発電状態、例えば各複数の燃料電池セルの端子間電圧や、燃料電池１１から取り出される出力電流や、燃料電池１１の内部の温度ＴＦ等に加えて、マネジメント制御部４４から入力される発電電流指令に基づき、燃料電池１１に対する発電指令として、空気供給装置１８から燃料電池１１へ供給される反応ガスの圧力および流量に対する指令値および背圧弁２０の弁開度に対する指令値を出力し、燃料電池１１の発電状態を制御する。
また、燃料電池発電制御部４１は、マネジメント制御部４４から入力される発電電流指令に対して、燃料電池１１へ供給される反応ガスの圧力および流量の各検出値（実流量および実圧力）に基づき、燃料電池１１の発電可能な発電電力の上限値を算出し、この上限値に応じて燃料電池１１から取り出される出力電流に対する制限を指示する信号（発電電流制限指令）をマネジメント制御部４４へ出力する。

制御装置２３のモータトルク制御部４２は、ＰＤＵ１５に具備されるＰＷＭインバータの電力変換動作を制御しており、例えばモータ１６の駆動時においては、駆動系トルク算出部４３から入力されるトルク指令に基づき、このトルク指令に応じたトルクをモータ１６から出力させるために必要となる駆動要求出力を算出し、この駆動要求出力に応じて、ＰＭＷインバータの各スイッチング素子をパルス幅変調（ＰＷＭ）によりオン／オフ駆動させる各パルスからなるスイッチング指令（つまり、パルス幅変調信号）を設定する。

そして、制御装置２３のモータトルク制御部４２からＰＤＵ１５にスイッチング指令が入力されると、モータ１６の各相のステータ巻線（図示略）への通電が順次転流させられることで各Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の印加電圧の大きさ（つまり振幅）および位相が制御され、トルク指令に応じた各Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の相電流がモータ１６の各相へと通電される。
このため、制御装置２３のモータトルク制御部４２には、例えばＰＤＵ１５に対する入力電圧とされるシステム電圧ＶＳを検出するシステム電圧センサ３２から出力される検出信号と、モータ１６の回転数ＮＭを検出するモータ回転数センサ３５から出力される検出信号とが入力されている。
なお、モータトルク制御部４２は、モータ回転数センサ３５から入力されたモータ１６の回転数ＮＭの検出信号を駆動系トルク算出部４３へ出力する。

また、モータトルク制御部４２は、正転状態（あるいは逆転状態）のモータ１６に対する回生作動の実行要求（回生要求）に応じてトルク指令ＴＲが負の値（あるいは正の値）を維持する状態では、モータ１６の作動状態が正転状態（あるいは逆転状態）から停止状態を経て逆転状態（あるいは正転状態）へと連続的に滑らかに切り替わるように制御可能とされている。

制御装置２３の駆動系トルク算出部４３は、運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度ＡＣを検出するアクセル開度センサ３６から出力される検出信号と、モータ回転数センサ３５から出力される検出信号とに基づき、例えば予め設定されたアクセル開度ＡＣと回転数ＮＭと運転者要求トルクＴＤとの所定の対応関係を示す運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。そして、駆動系トルク算出部４３は、ＴＣＳＥＣＵ２２から入力されるＴＣＳ要求トルクＴＴと、運転者要求トルクＴＤとに基づき、例えばＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方を選択し、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして設定する。
そして、駆動系トルク算出部４３は、ＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方を選択する際に、ＴＣＳ要求トルクＴＴが運転者要求トルクＴＤよりも小さい場合には、複数の車輪速センサ３７，…，３７から出力される各車輪の回転速度（車輪速ＮＷ）が所定の回生禁止車輪速以下であるか否かを判定し、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、トルク指令ＴＲとしてＴＣＳ要求トルクＴＴを設定する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、トルク指令ＴＲとしてゼロ以上の値を設定する。

すなわち、正転状態（あるいは逆転状態）のモータ１６に対する回生作動の実行要求（回生要求）に応じてトルク指令ＴＲが負の値（あるいは正の値）を維持する状態では、モータトルク制御部４２によってモータ１６の作動状態が正転状態（あるいは逆転状態）から停止状態を経て逆転状態（あるいは正転状態）へと連続的に切り替わるように設定されている場合であっても、ＴＣＳＥＣＵ２２からＴＣＳ要求トルクＴＴが出力されている状態、つまりＴＣＳ作動フラグのフラグ値に「１」が設定されている状態であって、トラクション制御の実行時においては、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力されるＴＣＳ要求トルクＴＴに応じてモータ１６の回生動作が過剰に作動して正転状態のモータ１６が逆転状態となってしまうことを防止するようになっている。

また、駆動系トルク算出部４３は、燃料電池１１の反応ガスの供給状態を制御するためのパラメータであってモータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを、モータ１６の駆動力つまりトルク指令ＴＲに応じて、あるいは、モータ１６の駆動力つまりトルク指令ＴＲとは無関係に設定し、マネジメント制御部４４へ出力する。

制御装置２３のマネジメント制御部４４は、駆動系トルク算出部４３から入力されるモータ要求電力ＰＭおよび燃料電池発電制御部４１から入力される燃料電池１１の発電可能な発電電力の上限値に係る発電電流制限指令に基づき、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２の電力変換動作を制御する制御パルスを出力し、燃料電池１１から取り出される出力電流の電流値を制御すると共に、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４の電力変換動作を制御する制御パルスを出力し、蓄電装置１３の充電および放電を制御する。

そして、マネジメント制御部４４は、例えば、駆動系トルク算出部４３から入力されるモータ要求電力ＰＭと、車両に搭載された各種の電気負荷からなる補機で消費される電力に対応する補機要求電力と、蓄電装置１３から放電可能な電力とに基づき、燃料電池１１の発電電流を指示する発電電流指令を燃料電池発電制御部４１へ出力する。
また、マネジメント制御部４４は、燃料電池発電制御部４１から入力される発電電流制限指令と、補機要求電力とに基づき、モータ１６の消費電力に対する制限を指示する信号として駆動電力制限指令を駆動系トルク算出部４３へ出力する。
このため、制御装置２３のマネジメント制御部４４には、例えば、蓄電装置１３の端子電圧ＶＥを検出する端子電圧センサ３３および蓄電装置１３の充電電流および放電電流を検出する電流センサ３４から出力される各検出信号が入力されている。

本発明の実施形態による電動車両の制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この電動車両の制御装置１０の動作、特に、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲを設定する処理について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、例えば図２に示すステップＳ０１においては、アクセル開度ＡＣと、モータ１６の回転数ＮＭとに基づき、例えば予め設定された運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。
次に、ステップ０２においては、算出した運転者要求トルクＴＤは、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力されるＴＣＳ要求トルクＴＴ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進み、このステップＳ０３においては、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして、運転者要求トルクＴＤを設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０４に進む。

そして、ステップＳ０４においては、複数の車輪速センサ３７，…，３７から出力される各車輪速ＮＷが所定の回生禁止車輪速以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０５に進み、このステップＳ０５においては、トルク指令ＴＲとしてＴＣＳ要求トルクＴＴを設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進み、このステップＳ０６においては、トルク指令ＴＲとしてゼロを設定し、一連の処理を終了する。

これにより、例えば図３（ａ）に示す比較例のように、単に、トルク指令ＴＲが負の値（あるいは正の値）を維持する状態ではモータ１６の作動状態が正転状態（あるいは逆転状態）から停止状態を経て逆転状態（あるいは正転状態）へと連続的に切り替わるように設定されている場合には、先ず、正転状態のモータ１６に対するトルク指令ＴＲが、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力される負の値のＴＣＳ要求トルクＴＴに応じて、正の値から負の値に切り替えられた時刻ｔ１以降において、モータ１６の回生作動によって回転数ＮＭが減少傾向に変化する。そして、モータ１６の回転数ＮＭがゼロに到達する時刻ｔ２以降において、ＴＣＳＥＣＵ２２でのＴＣＳ要求トルクＴＴの切り替え、つまりＴＣＳ要求トルクＴＴが負の値から正の値またはゼロに変更されるタイミングに遅れが生じることでＴＣＳ要求トルクＴＴが負の値を維持していることに応じて、トルク指令ＴＲが負の値となり、
モータ１６が正転状態から停止状態を経て逆転状態となり、前進状態の車両で駆動輪のタイヤのグリップ力の回復を望む運転者の運転意志に反して車両が後退状態となる。

これに対して、例えば図３（ｂ）に示す実施例では、先ず、正転状態のモータ１６に対するトルク指令ＴＲが、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力される負の値のＴＣＳ要求トルクＴＴに応じて、正の値から負の値に切り替えられた時刻ｔ１以降において、モータ１６の回生作動によって回転数ＮＭが減少傾向に変化する。そして、モータ１６の回転数ＮＭが所定の回生禁止車輪速に到達する時刻ｔ２１以降においては、負の値のＴＣＳ要求トルクＴＴつまりＴＣＳＥＣＵ２２から出力される回生要求に拘わらずに、駆動系トルク算出部４３においてトルク指令ＴＲがゼロとなり、モータ１６が逆転状態になってしまうことが防止される。

上述したように、本発明の実施形態による電動車両の制御装置１０によれば、電動車両において設定可能な走行状態、つまり正転状態（あるいは逆転状態）のモータに対する回生作動の実行要求（回生要求）に応じてトルク指令が負の値（あるいは正の値）を維持する場合にモータの作動状態を正転状態（あるいは逆転状態）から停止状態を経て逆転状態（あるいは正転状態）へと連続的に切り替える走行状態を許容しつつ、モータの回生作動により駆動輪のグリップ力を迅速かつ適正に増大させるトラクション制御の実行時においては、運転者の運転意志に反して車両が後退状態となることを防止し、車両の走行状態に運転者の運転意志を適切に反映させることができる。

なお、上述した実施形態において、駆動系トルク算出部４３は、ＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方を選択する際に、ＴＣＳ要求トルクＴＴが運転者要求トルクＴＤよりも小さい場合には、車輪速ＮＷが所定の回生禁止車輪速以下であるか否かを判定するとしたが、これに限定されず、モータ１６の回転数ＮＭあるいは回転数ＮＭに係る適宜の状態量が所定の回生禁止閾値以下であるか否かを判定してもよい。

本発明の実施形態に係る電動車両の制御装置の構成図である。本発明の実施形態に係る電動車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。比較例および実施例における、モータの回転数ＮＭと、トルク指令ＴＲと、モータの回転方向との時間変化の一例を示すグラフ図である。

符号の説明

１０電動車両の制御装置
１１燃料電池
１３蓄電装置
１５ＰＤＵ（モータ制御手段）
１６モータ
２３ＴＣＳＥＣＵ（トラクション制御手段、トラクション要求トルク算出手段）
３５モータ回転数センサ（回転数センサ）
３６アクセル開度センサ（アクセル開度センサ）
４２モータトルク制御部（モータ制御手段）
４３駆動系トルク算出部（運転者要求トルク算出手段、トルク指令算出手段）

Claims

車両を駆動可能なモータと、該モータの駆動および回生動作を前記モータから出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令に基づき制御するモータ制御手段と、タイヤと路面との間で作用する駆動力を前記モータの作動状態を指示する作動要求に基づき制御して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御手段とを備え、
前記モータ制御手段は前記トルク指令が負の値である場合に前記モータの作動状態を正転状態から停止状態を経て逆転状態へと連続的に切り替え可能である電動車両の制御装置であって、
前記モータから出力されるトルクに対する指令値であって運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度に応じた運転者要求トルクを算出する運転者要求トルク算出手段と、
前記モータから出力されるトルクに対する指令値であって前記トラクション制御手段の駆動力制御に応じたトラクション要求トルクを算出するトラクション要求トルク算出手段と、
前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記作動要求と、前記運転者要求トルクおよび前記トラクション要求トルクの何れか小さい方とに基づき前記トルク指令を算出するトルク指令算出手段と、
前記モータの回転数を検出する回転数センサとを備え、
前記トルク指令算出手段は、前記トラクション要求トルクが前記運転者要求トルクよりも小さいとき、前記モータの回転数あるいは該回転数に係る状態量が所定値以下である場合に、前記回転数がゼロに到達するより前のタイミングで前記作動要求に拘わらずに前記トルク指令を負の値からゼロ以上の値に変更することを特徴とする電動車両の制御装置。