JP5477477B2 - 電動車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電動車両の制御装置および制御方法に関し、より特定的には、後進走行の車両駆動力を走行用電動機によって発生する電動車両の駆動力制御に関する。

走行用電動機を搭載した電気自動車、ハイブリッド自動車等の電動車両では、後進走行時の車両駆動力を電動機によって発生することが一般的である。たとえば、特開平１０−２０１０１３号公報（特許文献１）には、アクセル操作量に基づいて走行用電動機の出力トルクを設定する際に、電動機回転速度が低いほど大きく、電動機回転速度が高いほど小さく目標トルクを補正することが記載されている。さらに、シフトポジションが後退位置の場合には、前進走行時よりもトルクを小さくすることが記載されている。

また、特開２００８−２９５２２４号公報（特許文献２）には、電気自動車において後進時の運転を容易に行なうための電動機制御が記載されている。具体的には、後進時の車速が上限速度以上となった場合には、車速を制限するようにインバータのデューティ制御を行なうことが記載されている。

さらに、特開平８−１６３７１３号公報（特許文献３）には、車速に応じて、前進から後進への切換えを規制する電気自動車の後退制御装置が記載されている。具体的には、車速が所定車速以下であるときのみに、アクセルペダルの操作量に応じてモータを逆転駆動するように制御することが記載されている。これにより、前進から後退の切換に無理がなければ迅速に後退切換ができる一方で、前進から後進への切換に無理があれば後退切換を規制することができる。

また、特開２００７−１７６３２１号公報（特許文献４）には、オフロード走行等の低速度で走行している際に、停止状態を含む走行状態に基づいて駆動トルクを適切に上昇するための制御が記載されている。具体的には、車両が段差に接触して停止している走行状態を判定するとともに、この判定された走行状態に基づいて駆動トルクのゲインを変化させることが記載されている。

特開平１０−２０１０１３号公報 特開２００８−２９５２２４号公報 特開平８−１６３７１３号公報 特開２００７−１７６３２１号公報

走行用電動機を搭載していない通常のエンジン車では、低回転速度領域でのトルク確保が困難であるエンジンの特性から、エンジンの出力軸をトルクコンバータを介して駆動軸と連結する構成が一般的である。トルクコンバータは、入力軸回転速度（エンジン回転速度）と出力軸回転速度との回転速度差が大きいときに、トルクを増幅する特性を有している。

したがって、通常のエンジン車では、低車速領域では、エンジントルクがトルクコンバータによって増幅されて駆動軸へ伝達される。この結果、後進走行の発進時には、トルクコンバータの作用により、アクセル開度が小さくても、比較的大きな駆動トルクを得ることができる。すなわち、アクセルペダルを大きく踏み込まなくてもスムーズに後進走行を開始できるため、ユーザの操作性が良い。

一方で、電動機は低回転数領域でも高トルクを出力可能であるので、走行用電動機を搭載した電動車両では、走行用電動機の出力トルクは、トルクコンバータを介することなく駆動軸へ伝達される構成が一般的である。

したがって、電動車両では、後進走行時に大きなトルクを得るためには、アクセル開度を大きくする必要がある。この結果、通常のエンジン車と比較して後進走行時のアクセル操作が大きく異なる。このため、通常のエンジン車から電動車両に乗り換えたユーザが、操作性の低下を感じる虞がある。

また、後進走行開始時の車両駆動力が不足することによって、走行用電動機によってトルクを出力した状態で停車していると、走行用電動機がロック状態となる。ロック状態が継続すると、走行用電動機のコイル巻線および走行用電動機を制御するインバータの特定相に電流が集中することにより、温度上昇が発生する虞がある。もし、温度上昇が発生すると、走行用電動機の出力トルクが制限されるため、走行性が低下してしまう。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、後進走行時の車両駆動力を走行用電動機によって発生するように構成された電動車両において、後進走行時の車両駆動力を適切に設定することによって、ユーザの操作性を高めることである。

この発明のある局面では、後進走行の車両駆動力を発生する電動機を搭載した電動車両の制御装置であって、後進走行制御部と、電動機制御部とを備える。後進走行制御部は、後進走行を指示する所定のシフトレンジが選択されている場合に、少なくともアクセル開度を含む車両状態に基づいて、後進走行のための車両駆動力を、同一の車両状態における前進走行のための車両駆動力よりも低く算出する。さらに、後進走行制御部は、ブレーキペダルの非操作時において、同一のアクセル開度に対して、後進走行発進時の車両駆動力が後進走行中の車両駆動力よりも大きくなるように、算出された車両駆動力を増幅するように構成される。電動機制御部は、後進走行制御部によって設定された車両駆動力に従うトルクを出力するように電動機を制御する。

この発明の他の局面では、後進走行の車両駆動力を発生する電動機を搭載した電動車両の制御方法であって、後進走行を指示する所定のシフトレンジが選択されている場合に、少なくともアクセル開度を含む車両状態に基づいて、後進走行のための車両駆動力を、同一の車両状態における前進走行のための車両駆動力よりも低く算出するステップと、ブレーキペダルの非操作時において、同一のアクセル開度に対して、後進走行発進時の車両駆動力が後進走行中の車両駆動力よりも大きくなるように、算出された車両駆動力を増幅するステップと、増幅された車両駆動力に従うトルクを出力するように電動機を制御するステップとを備える。

好ましくは、後進走行発進時は、所定のシフトレンジが選択されており、かつ、電動車両の車速が零である状態を含み、後進走行中は、電動車両の車速が負の所定値（−Ｖｔ）よりも低い状態である。さらに好ましくは、後進走行発進時は、所定のシフトレンジが選択されており、かつ、電動車両の車速が正である状態をさらに含む。

また好ましくは、同一のアクセル開度における、後進走行中の車両駆動力に対する後進走行発進時の車両駆動力の増幅率（ｋ１）は、アクセル開度に応じて可変に設定される。

あるいは好ましくは、アクセル開度が第１の領域（α１−α２）内であるときに増幅率（ｋ１）が第１の値に設定される。一方、アクセル開度が第１の領域よりも低いときには増幅率は第１の値よりも低く設定され、かつ、アクセル開度が第１の領域よりも高いときには増幅率は第１の値よりも低く設定される。

好ましくは、後進走行中は、電動車両の車速が負の所定値（−Ｖｔ）よりも低い状態であり、後進走行発進時は、車速が零以上である状態である。そして、車速が零から所定値までの間である場合には、同一のアクセル開度に対して、車両駆動力は、後進走行発進時の車両駆動力よりも小さく、かつ、後進走行中の車両駆動力よりも大きくなるように増幅される。

また、好ましくは、アクセル開度および電動車両の車速に基づいて、電動機の基準角速度（ωｔ）がさらに算出される。そして、車両駆動力は、電動機の回転角速度（ω２）が基準角速度よりも低いときには、電動機の回転角速度（ω２）が基準角速度よりも高いときよりも大きく設定される。

好ましくは、電動車両は、電動機が発生したトルクがトルクコンバータを介することなく駆動輪に伝達されるように構成される。

この発明によれば、後進走行時の車両駆動力を走行用電動機によって発生するように構成された電動車両において、後進走行時の車両駆動力を適切に設定することによって、ユーザの操作性を高めることができる。

本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の概略構成を示すブロック図である。 図１に示したハイブリッド車の後進走行時における共線図である。 本発明の実施の形態１による電動車両の走行制御を説明するフローチャートである。 後進走行時の車両駆動力の増幅係数と車速との関係を説明する概念図である。 アクセル開度と増幅係数（後進走行発進時）との関係を説明する概念図である。 本発明の実施の形態２による電動車両の走行制御を説明するフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明を原則的に繰返さないものとする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の概略構成を示すブロック図である。なお、本発明が適用される電動車両は、車両駆動力を発生するための走行用電動機を搭載する車両を総称するものである。すなわち、電動車両は、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド車の他、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含むものである点について、確認的に記載する。

図１を参照して、ハイブリッド車１００は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Motor Generator）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、駆動輪８０と、駆動軸８５とを備える。さらに、ハイブリッド車１００は、インバータ６０と、バッテリ７０と、平滑コンデンサＣ１と、コンバータ９０と、電子制御ユニット（Electronic Control Unit、以下「ＥＣＵ」という）１５０とを備える。

エンジン１０は、燃焼室に吸入された空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによってクランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ４に基づいて制御される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。

ハイブリッド車１００は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する駆動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して、駆動軸８５および駆動輪８０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。

動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。

第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０を経由して伝達されたエンジン１０の動力を用いて発電機として動作する。第１ＭＧ２０が発電した電力は、インバータ６０を介して第２ＭＧ２０に供給され、第２ＭＧ２０を駆動するための電力として用いられる。また、第１ＭＧ２０が発電した電力のうち、第２ＭＧ２０を駆動するための電力として用いられない余剰電力は、コンバータ９０を介してバッテリ７０に供給され、バッテリ７０を充電するための電力として用いられる。第１ＭＧ２０の発電量は、バッテリ７０のＳＯＣ（State of Charge）に応じて制御される。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は、減速機５０を介して、駆動軸８５および駆動輪８０に伝達される。なお、図１では、駆動輪８０は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、第２ＭＧ３０によって後輪を駆動してもよい。

なお、ハイブリッド車１００の制動時等には、減速機５０および駆動軸８５を介して駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。そして、第２ＭＧ３０により発電された電力は、バッテリ７０に蓄えられる。

インバータ６０は、第１インバータ６０−１と、第２インバータ６０−２とを備える。第１インバータ６０−１および第２インバータ６０−２は、コンバータ９０に対して互いに並列に接続される。

第１インバータ６０−１は、コンバータ９０と第１ＭＧ２０との間に設けられる。第１インバータ６０−１は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ１に基づいて第１ＭＧ２０の出力を制御する。第２インバータ６０−２は、コンバータ９０と第２ＭＧ３０との間に設けられる。第２インバータ６０−２は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ２に基づいて第２ＭＧ３０の出力を制御する。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の制御には、たとえば、インバータ６０−１および６０−２によるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が用いられる。なお、電動機をインバータのＰＷＭ制御によって制御する方法には、周知の一般的な技術を利用すればよいため、さらなる詳細な説明は繰返さない。

バッテリ７０は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の直流の二次電池によって構成される。バッテリ７０の充電電力および放電電力は、ＥＣＵ１５０によって設定される、充電可能電力Ｗｉｎおよび放電可能電力Ｗｏｕｔを超えないように制御される。

コンバータ９０は、バッテリ７０とインバータ６０との間で電圧変換を行なう。コンバータ９０は、バッテリ７０の電圧Ｖｂ（より正確には、コンバータ９０とバッテリ７０との間で電力を授受するための正極線ＰＬ０および負極線ＧＬ０の間の直流電圧ＶＬ）を昇圧してインバータ６０に出力する。コンバータ９０は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ３に基づいてコンバータ９０の出力電圧（より正確には、コンバータ９０とインバータ６０との間で電力を授受するための正極線ＰＬ１および負極線ＧＬ１の間の直流電圧ＶＨ）を制御する。これにより、バッテリ７０の出力も制御信号Ｓ３に基づいて制御されることになる。

平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１および負極線ＧＬ１の間に接続される。平滑コンデンサＣ１は、電圧ＶＨに応じた電荷を蓄えることによって、電圧ＶＨを平滑化する。

さらに、ハイブリッド車１００は、ブレーキペダルセンサ１２５、アクセルペダルセンサ１２６、シフトポジションセンサ１２７、車速センサ１２９、および、回転角センサ１３１，１３２を備える。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１５０に送信する。

ブレーキペダルセンサ１２５は、ユーザによるブレーキペダル（図示せず）のストローク量ＢＲＫを検出する。アクセルペダルセンサ１２６は、ユーザによるアクセルペダル（図示せず）の操作によるアクセル開度ＡＣＣを検出する。車速センサ１２９は、駆動輪８０または駆動軸８５の回転速度に基づいて、ハイブリッド車１００の車速Ｖを検出する。

回転角センサ１３１は、第１ＭＧ２０のロータ回転角θ１を検出する。回転角センサ１３２は、第２ＭＧ３０のロータ回転角θ２を検出する。回転角センサ１３１，１３２は、代表的にはレゾルバにより構成される。ロータ回転角θ１，θ２に基づいて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の回転速度（ｒｐｍ）および回転角速度（ｒａｄ／ｓ）を算出することができる。さらに、第２ＭＧ３０の回転速度と減速機５０のギヤ比から、ハイブリッド車１００の車速を求めることも可能である。

シフトポジションセンサ１２７は、ユーザによるシフトレバー（図示せず）の操作によって選択されたシフトポジションＳＰを検出する。ユーザによって選択可能なシフトポジションは、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、駐車時に選択されるパーキングポジション（Ｐポジション）、前進走行時に選択されるドライブポジション（Ｄポジション）、および後進走行時に選択されるＲポジションを含む。Ｒポジションが選択されると、シフトレンジがＲレンジとなる。ハイブリッド車１００は、Ｒレンジが選択されると、後進走行のための車両駆動力を発生するように制御される。

ＥＣＵ１５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵して構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに従うソフトウェア処理によって、各センサによる検出値に基づく演算処理を実行するように構成される。あるいは、ＥＣＵの少なくとも一部は、専用の電子回路等によるハードウェア処理によって、所定の数値演算処理および／または論理演算処理を実行するように構成されてもよい。ＥＣＵ１５０は、各センサなどの情報に基づいて上述した制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成し、その生成した制御信号Ｓ１〜Ｓ４を各機器に出力する。

ハイブリッド車１００では、車両状態に適した走行を行うための走行制御が、ＥＣＵ１５０によって実行される。たとえば、車両発進時および低速走行時には、エンジン１０を停止した状態で、第２ＭＧ３０の出力によって、ハイブリッド車１００は走行する。定常走行時には、エンジン１０を始動して、エンジン１０および第２ＭＧ３０の出力によって、ハイブリッド車１００は走行する。特に、エンジン１０を高効率の動作点で動作させることによって、ハイブリッド車１００の燃費が向上する。

ハイブリッド車１００を始めとする電動車両では、低車速領域の車両駆動力を第２ＭＧ３０によって出力できるため、トルク増幅のためのトルクコンバータを配置する必要がない。このため、ハイブリッド車１００では、第２ＭＧ３０およびエンジン１０が発生したトルクは、トルクコンバータを介することなく、駆動軸８５および駆動輪８０へ伝達される。

図２を参照して、ハイブリッド車１００は、後進走行時には、エンジン１０を停止した状態で、第２ＭＧ３０を負方向に回転させることによって車両駆動力を発生する。すなわち、第２ＭＧ３０は、負方向のトルクを出力する。

なお、図２に点線で示すように、バッテリ７０のＳＯＣ低下時には、エンジン１０が始動される。この場合には、エンジン１０の出力によって第１ＭＧ２０が発電することにより、バッテリ７０の充電電力が発生される。いずれにしても、ハイブリッド車１００では、後進走行時の車両駆動力は、第２ＭＧ３０によって出力される。第２ＭＧ３０が発生した駆動力（トルク）は、上述のように、トルクコンバータを介することなく、駆動軸８５および駆動輪８０へ伝達される。

以下では、ハイブリッド車１００を始めとする電動車両において、後進走行時の車両駆動力（すなわち、第２ＭＧの出力トルク）を適切に設定するための走行制御について説明する。

この走行制御のための機能ブロックとして、ＥＣＵ１５０は、後進走行時の車両駆動力を設定するための後進走行制御部１５２と、後進走行制御部１５２によって設定された車両駆動力に従うトルクを出力するように、第２ＭＧ３０を制御するためのＭＧ制御部１５４とを含む。後進走行制御部１５２およびＭＧ制御部１５４の各々の機能は、ＥＣＵ１５０によるソフトウェア処理および／またはハードウェア処理によって実現される。

図３は、本発明の実施の形態１による電動車両の走行制御を説明するフローチャートである。図３に示すフローチャートの各ステップは、ＥＣＵ１５０によるソフトウェアおよび／またはハードウェア処理によって実行される。図３に示すフローチャートに従う制御処理は、ＥＣＵ１５０によって所定の制御周期毎に実行される。

図３を参照して、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１００により、Ｒレンジが選択されているかどうかを判定する。Ｒレンジが選択されていないとき（Ｓ１１０のＮＯ判定時）には、以下の各ステップを実行することなく処理は終了される。

ＥＣＵ１５０は、Ｒレンジの選択時（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０により、アクセル開度ＡＣＣを検出する。アクセル開度ＡＣＣは、アクセルペダルセンサ１２６の出力信号に基づいて検出される。

ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１２０により、ハイブリッド車１００の車速Ｖを算出する。車速Ｖは、代表的には、車速センサ１２９の出力信号に基づいて実行できる。あるいは、回転角センサ１３２によって検出されたロータ回転角θ２から算出される第２ＭＧ３０の回転速度に基づいて、車速Ｖを検出してもよい。

さらに、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１３０により、少なくともアクセル開度ＡＣＣを含む車両状態に基づいて、後進走行のための車両駆動力Ｔｂのベース値を算出する。予め定められた、車両状態と車両駆動力Ｔｂとの対応関係（マップあるいは演算式）に従って、今回の制御周期における車両状態に基づいて、ベース値は算出される。以下、本明細書では、Ｒレンジ選択時に設定される車両駆動力Ｔｂは、後進方向を正値として説明する。すなわち、車両駆動力Ｔｂが大きいほど、後進走行の駆動力は大きくなる。

なお、前進走行時においても、車両状態に基づいてハイブリッド車１００の車両駆動力が決定される。同一の車両状態に対して、後進走行時における車両駆動力Ｔｂ（ベース値）は、前進走行時よりも小さくなるように設定される。これにより、後進走行時に車速が過大になることが防止できる。

ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１４０により、ブレーキ操作中であるか否かを判定する。ステップＳ１４０の判定は、ブレーキペダルセンサ１２５の出力信号に基づいて実行することができる。

ＥＣＵ１５０は、ブレーキ操作中（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１６０により、増幅係数ｋ１＝１．０に設定する。すなわち、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１３０で算出されたベース値を増幅することなく、車両駆動力Ｔｂを設定する。

ＥＣＵ１５０は、一方で、ブレーキの非操作時（Ｓ１４０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１５０に処理を進めて、増幅係数ｋ１を設定する。増幅係数ｋ１は、少なくとも車速Ｖに応じて可変に設定される（ｋ１＞１．０）。

そして、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ２００により、ステップＳ１３０で求められた車両駆動力と増幅係数ｋ１との積に従って、後進方向の車両駆動力を設定する。そして、ＥＣＵ１５０は、この車両駆動力に従って、第２ＭＧ３０のトルク指令値を設定する。後進走行時には、車両駆動力Ｔｂ（Ｔｂ＞０）に従って、第２ＭＧ３０が負回転方向のトルクを発生するように、トルク指令値は負値に設定される。

図３のステップＳ１１０〜Ｓ２００の処理によって、図１に示した後進走行制御部１５２の機能が実現される。そして、ＭＧ制御部１５４は、ステップＳ２００の処理の一部として、設定されたトルク指令値に従って、第２ＭＧ３０の出力トルクを制御する。たとえば、ＭＧ制御部１５４は、第２ＭＧ３０の電流フィードバックによるＰＷＭ制御に従って、インバータ６０−２のスイッチングを制御するための制御信号Ｓ２を生成する。

増幅係数ｋ１の設定について、図４および図５を用いて詳細に説明する。
図４は、後進走行時の車両駆動力の増幅係数と車速との関係を説明する概念図である。

図４を参照して、増幅係数ｋ１は、アクセル開度ＡＣＣごとに、車速Ｖに応じて予め設定された対応関係（代表的にはマップ）に従って設定される。具体的には、後進走行中である、車速Ｖ＜−Ｖｔの領域では、ｋ１＝１．０に設定される。たとえば、−Ｖｔ＝−２（ｋｍ／ｓ）程度に設定される。これに対して、後進走行の発進時である車速Ｖ＝０のときには、ｋ１＝ｋｃ（ｋｃ＞１．０）に設定される。

これにより、後進走行の発進時には、増幅係数ｋ１によって、トルクコンバータによるトルク増幅作用を模擬するように、後進方向の車両駆動力を、ユーザ操作によるアクセル開度ＡＣＣに応じた値（ベース値）よりも大きく設定できる。

一方、車両が動きだした後（すなわち、後進走行中）は、ｋ１＝１．０とすることによって、後進方向の車両駆動力を、ユーザ操作（アクセル開度ＡＣＣ）に対応したベース値に設定できる。したがって、後進走行の車速が、ユーザの意図よりも過大となることを防止できる。

−Ｖｔ＜Ｖ＜０の中間領域では、増幅係数ｋ１は、ｋｃから１．０へ向けて徐々に減少するように、１．０＜ｋ１＜ｋｃの範囲に設定される。したがって、この領域では、同一のアクセル開度ＡＣＣに対して、車両駆動力は、後進走行時よりも大きく、かつ、後進走行発進時よりも小さくなる。

上述した増幅係数ｋ１の設定により、同一のアクセル開度ＡＣＣに対する車両駆動力の設定に、通常のエンジン車におけるトルクコンバータによるトルク増幅作用と同等の特性を反映できる。

さらに、車速Ｖ＞０の領域においても、車速Ｖ＝０の場合（発進時）と同様に、増幅係数ｋ１＝ｋｃに設定する。すなわち、本実施の形態による走行制御では、Ｒレンジが選択されている場合であって、車速Ｖ＝０のときに加えて、車速Ｖ＞０のときも、車両が後進方向には未だ進んでいないことから、「後進走行発進時」として取り扱う。

これにより、坂道を後進走行によって登る場合や、後進走行によって段差を乗り越えられなかった場合等、Ｒレンジを選択しているにも関らず車両が前進（Ｖ＞０）しているときにも、後進方向の車両駆動力を、ユーザ操作（アクセル開度ＡＣＣ）に対応したベース値よりも大きく設定できる。この結果、ユーザのアクセル操作が足りなくても、車両がユーザの意図と逆方向に進行することを防止できる。

車速Ｖ≧０（後進走行発進時）における増幅係数ｋ１の値（ｋｃ）は、図５に示すように、アクセル開度ＡＣＣに応じて可変に設定されることが好ましい。

図５を参照して、ｋｃは、アクセル開度ＡＣＣの中開度領域（α１＜ＡＣＣ＜α２）において、低開度領域（ＡＣＣ＜α１）および高開度領域（ＡＣＣ＞α２）よりも高くなるように設定される。たとえば、α１〜α２の領域は、アクセル開度が２０〜４０（％）程度の領域である。

低開度領域（ＡＣＣ＜α１）では、ユーザが後進速度を抑制する意図であることが推定される。高開度領域（ＡＣＣ＞α２）では、アクセル開度ＡＣＣに基づいて、ステップＳ１３０（図４）での処理によって、車両駆動力Ｔｂは大きく設定される。したがって、これらのアクセル開度領域では、車両駆動力をベース値からから増幅する必要性があまり高くない。したがって、ｋｃは比較的低く設定される。

一方で、ユーザが通常の後進走行を意図していることが推定される中開度領域（α１＜ＡＣＣ＜α２）では、トルクコンバータによるトルク増幅作用と同様に、車両駆動力を、アクセル開度ＡＣＣに応じた値から増幅することができる。

このように、本実施の形態１による電動車両の走行制御によれば、少なくともアクセル開度を含む車両状態に基づいて算出された車両駆動力Ｔｂのベース値を、車速に応じて増幅することができる。特に、通常エンジン車に搭載されるトルクコンバータのトルク増幅作用を模擬するように、車速に応じて増幅度（増幅係数ｋ１）を設定している。これにより、通常のエンジン車と同様のアクセル操作によって、後進走行発進時に十分な車両駆動力を発生することができる。

この結果、通常のエンジン車から電動車両に乗り換えたユーザが、操作性の低下を感じることがない。さらに、後進走行発進時に十分な車両駆動力を発生することにより、第２ＭＧ３０がロック状態となることを回避できる。また、後進走行が開始されると、増幅が中止される（ｋ１＝１．０）ので、車速がユーザの意図よりも過大となることを防止できる。

以上のように、後進走行時の車両駆動力を適切に設定することによって、ユーザの操作性を高めることができるとともに、温度上昇の発生およびそれに伴う出力制限を未然に防止することも可能である。

（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１による電動車両の走行制御に加えて、第２ＭＧ３０の回転角速度に基づく車両駆動力の増幅処理を含む走行制御について説明する。なお、実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分については、特に言及することなく説明を省略する。

図６は、本発明の実施の形態２による電動車両の走行制御を説明するフローチャートである。

図６を参照して、実施の形態２による電動車両の走行制御では、ＥＣＵ１５０は、図３と同様のステップＳ１１０〜Ｓ１６０により、後進走行の車両駆動力Ｔｂのベース値および増幅係数ｋ１を設定する。

さらに、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１７０〜Ｓ１９５によって、第２ＭＧ３０の回転角速度に基づく増幅係数ｋ２をさらに設定する。そして、ＥＣＵ１５０は、最終的にはステップＳ２００♯により、車両駆動力Ｔｂのベース値（ステップＳ１３０）、増幅係数ｋ１および増幅係数ｋ２との積に従って、後進方向の車両駆動力を設定する。そして、ＥＣＵ１５０は、この車両駆動力に従って、第２ＭＧ３０のトルク指令値を設定する。

ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１７０により、第２ＭＧ３０の回転角速度ω２を算出する。回転角速度ω２は、第２ＭＧ３０に設けられた回転角センサ１３２の出力信号θ２に基づいて算出することができる。後進走行のための第２ＭＧ３０を負方向に回転させる際には、回転角速度ω２は負値（ω＜０）となる。

後進走行による降坂時等、後進走行の車速が出易い車両状態では、回転角速度ω２が高くなる。一方で、後進走行による登坂時や障害物を乗り越える時には、回転角速度ω２が低くなる。

回転角速度ω２が低いときには、後進走行の車両駆動力を大きくしてやることが好ましい。これに対して、回転角速度ω２が高い状態では、後進走行の車両駆動力を増幅すると、車速がユーザの意図と比較して大きくなる虞がある。

ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１７５により、アクセル開度ＡＣＣおよび車速Ｖから、第２ＭＧ３０の基準角速度ωｔを算出する。

ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１８０により、回転角速度ω２と基準角速度ωｔとを比較する。そして、ω２＜ωｔのとき（Ｓ１８０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１９０に処理を進めて、車両駆動力Ｔｂを増大するために、増幅係数ｋ２＞１．０に設定する。なお、このときのｋ２の値については、回転角速度ω２と基準角速度ωｔとの差が大きいほど、大きく設定することが好ましい。

一方で、ＥＣＵ１５０は、ω２＞ωｔのとき（Ｓ１８０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１９５により、増幅係数ｋ２≦１．０に設定する。ｋ２＝１．０とすることによって、実施の形態１による走行制御と同等の車両駆動力Ｔｂが設定される。なお、回転角速度ω２と基準角速度ωｔとの差が大きい場合には、車両駆動力Ｔｂの増幅を抑えるために、ｋ２＜１．０に設定してもよい。

このように、基準角速度ωｔは、現在の車両状態（アクセル開度ＡＣＣおよび車速Ｖ）に対して、車両駆動力Ｔｂの増幅が必要な状況であるか否かを、第２ＭＧ３０の回転角速度ω２に基づいて判断するための閾値である。たとえば、基準角速度ωｔは、障害物のない平坦路を後進走行している状態での実験値に基づいて、予め設定することができる。

以上説明したように、実施の形態２による電動車両の走行制御によれば、精度の高い第２ＭＧの回転角センサの出力に基づいて演算された回転角速度に基づいて、車両駆動力を増幅する必要があるかどうかを判定することができる。これにより、トルク増幅が必要な状況を的確に検出して、増幅係数ｋ２により車両駆動力Ｔｂを増大することができる。この結果、ユーザの操作性をさらに高めて、円滑な後進走行を実現できる。

なお、実施の形態１および２による走行制御が適用される電動車両は、図１に例示したハイブリッド車１００に限定されるものではない。本発明は、後進走行時の車両駆動力を走行用電動機で発生する構成を有するものであれば、配置される走行用電動機（モータジェネレータ）の個数や駆動系の構成に関らず、ハイブリッド車の他に、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車等を含む電動車両全般に共通に適用できる。特に、ハイブリッド車の構成についても、図１の例示に限定されることはなく、後進走行時の車両駆動力を走行用電動機で発生する構成を有するものであれば、パラレル式のハイブリッド車を始めとして、任意の構成のものに、本願発明を適用可能である点について、確認的に記載する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

後進走行の車両駆動力を走行用電動機によって発生する、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池自動車等の電動車両に適用することができる。

１０ エンジン、４０ 動力分割装置、５０ 減速機、６０，６０−１，６０−２ インバータ、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、８５ 駆動軸、９０ コンバータ、１００ ハイブリッド車、１２５ ブレーキペダルセンサ、１２６ アクセルペダルセンサ、１２７ シフトポジションセンサ、１２９ 車速センサ、１３１，１３２ 回転角センサ、１５０ ＥＣＵ、１５２ 後進走行制御部、１５４ ＭＧ制御部、ＡＣＣ アクセル開度、ＢＲＫ ブレーキペダルストローク量、Ｃ１ 平滑コンデンサ、ＧＬ０，ＧＬ１ 負極線、ＰＬ０，ＰＬ１ 正極線、Ｓ１〜Ｓ４ 制御信号、ＳＰ シフトポジション、Ｔｂ 車両駆動力（後進走行）、Ｖ 車速、ＶＨ，ＶＬ，Ｖｂ 電圧、ｋ１，ｋ２ 増幅係数（車両駆動力Ｔｂ）。

Claims (15)

1. 後進走行の車両駆動力を発生する電動機（３０）を搭載した電動車両（１００）の制御装置（１５０）であって、
   前記後進走行を指示する所定のシフトレンジが選択されている場合に、少なくともアクセル開度（ＡＣＣ）を含む車両状態に基づいて、後進走行のための車両駆動力（Ｔｂ）を、同一の前記車両状態における前進走行のための車両駆動力よりも低く算出するとともに、ブレーキペダルの非操作時において、同一のアクセル開度に対して、後進走行発進時の車両駆動力が後進走行中の車両駆動力よりも大きくなるように、算出された前記車両駆動力を増幅するように構成された後進走行制御部（１５２）と、
   前記後進走行制御部によって設定された車両駆動力に従うトルクを出力するように前記電動機を制御するための電動機制御部（１５４）とを備える、電動車両の制御装置。
2. 前記後進走行発進時は、前記所定のシフトレンジが選択されており、かつ、前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）が零である状態を含み、
   前記後進走行中は、前記電動車両の車速が負の所定値（−Ｖｔ）よりも低い状態である、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
3. 前記後進走行発進時は、前記所定のシフトレンジが選択されており、かつ、前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）が正である状態をさらに含む、請求項２に記載の電動車両の制御装置。
4. 前記後進走行制御部は、前記ブレーキペダルの非操作時に、同一のアクセル開度（ＡＣＣ）における、前記後進走行中の車両駆動力に対する前記後進走行発進時の車両駆動力の増幅率（ｋ１）を、前記アクセル開度に応じて可変に設定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。
5. 前記後進走行制御部は、前記アクセル開度（ＡＣＣ）が第１の領域（α１−α２）内であるときに前記増幅率（ｋ１）を第１の値に設定する一方で、前記アクセル開度が前記第１の領域よりも低いときには前記増幅率を第１の値よりも低く設定し、かつ、前記アクセル開度が前記第１の領域よりも高いときには前記増幅率を第１の値よりも低く設定する、請求項４に記載の電動車両の制御装置。
6. 前記後進走行中は、前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）が負の所定値（−Ｖｔ）よりも低い状態であり、
   前記後進走行発進時は、前記車速が零以上である状態であり、
   前記後進走行制御部は、前記車速が零から前記所定値までの間である場合には、同一のアクセル開度（ＡＣＣ）に対する前記車両駆動力（Ｔｂ）を、前記後進走行発進時の車両駆動力よりも小さく、かつ、前記後進走行中の車両駆動力よりも大きくなるように増幅する、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
7. 前記後進走行制御部（１５２）は、前記アクセル開度（ＡＣＣ）および前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）に基づいて、前記電動機の基準角速度（ωｔ）を算出するとともに、前記電動機の回転角速度（ω２）が前記基準角速度よりも低いときに、前記電動機の回転角速度（ω２）が前記基準角速度よりも高いときよりも、前記車両駆動力（Ｔｂ）を大きく設定する、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
8. 前記電動車両（１００）は、前記電動機が発生したトルクがトルクコンバータを介することなく駆動輪（８０）に伝達されるように構成される、請求項１〜３、６および７のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。
9. 後進走行の車両駆動力を発生する電動機（３０）を搭載した電動車両（１００）の制御方法であって、
   前記後進走行を指示する所定のシフトレンジが選択されている場合に、少なくともアクセル開度（ＡＣＣ）を含む車両状態に基づいて、後進走行のための車両駆動力（Ｔｂ）を、同一の前記車両状態における前進走行のための車両駆動力よりも低く算出するステップ（Ｓ１３０）と、
   ブレーキペダルの非操作時において、同一のアクセル開度に対して、後進走行発進時の車両駆動力が後進走行中の車両駆動力よりも大きくなるように、算出された前記車両駆動力を増幅するステップ（Ｓ１５０）と、
   増幅された車両駆動力に従うトルクを出力するように前記電動機を制御するステップ（Ｓ２００）とを備える、電動車両の制御方法。
10. 前記後進走行発進時は、前記所定のシフトレンジが選択されており、かつ、前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）が零である状態を含み、
    前記後進走行中は、前記電動車両の車速が負の所定値（−Ｖｔ）よりも低い状態である、請求項９に記載の電動車両の制御方法。
11. 前記後進走行発進時は、前記所定のシフトレンジが選択されており、かつ、前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）が正である状態をさらに含む、請求項１０に記載の電動車両の制御方法。
12. 前記増幅するステップ（Ｓ１５０）は、前記ブレーキペダルの非操作時に、同一のアクセル開度（ＡＣＣ）における、前記後進走行中の車両駆動力に対する前記後進走行発進時の車両駆動力の増幅率（ｋ１）を、前記アクセル開度に応じて可変に設定する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法。
13. 前記増幅するステップ（Ｓ１５０）は、前記アクセル開度（ＡＣＣ）が第１の領域（α１−α２）内であるときに前記増幅率（ｋ１）を第１の値に設定する一方で、前記アクセル開度が前記第１の領域よりも低いときには前記増幅率を第１の値よりも低く設定し、かつ、前記アクセル開度が前記第１の領域よりも高いときには前記増幅率を第１の値よりも低く設定する、請求項１２に記載の電動車両の制御方法。
14. 前記後進走行中は、前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）が負の所定値（−Ｖｔ）よりも低い状態であり、
    前記後進走行発進時は、前記車速が零以上である状態であり、
    前記増幅するステップ（Ｓ１５０）は、前記車速が零から前記所定値までの間である場合には、同一のアクセル開度（ＡＣＣ）に対する前記車両駆動力（Ｔｂ）を、前記後進走行発進時の車両駆動力よりも小さく、かつ、前記後進走行中の車両駆動力よりも大きくなるように増幅する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法。
15. 前記アクセル開度（ＡＣＣ）および前記電動車両（１００）の車速（Ｖ）に基づいて、前記電動機の基準角速度（ωｔ）を算出するステップ（Ｓ１７５）と、
    前記電動機の回転角速度（ω２）が前記基準角速度よりも低いときに、前記電動機の回転角速度（ω２）が前記基準角速度よりも高いときよりも、前記車両駆動力（Ｔｂ）を大きく設定するステップ（Ｓ１９０）とをさらに備える、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法。

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