JP6374795B2

JP6374795B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6374795B2
Application number: JP2015001036A
Authority: JP
Inventors: 高木　正志; 正志高木
Original assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Current assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 2015-01-06
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2035-01-06
Also published as: CN105751917A; CN105751917B; JP2016127739A

Description

本発明は、車両走行制御に関し、特に後退起動や勾配起動時の車両後退検知に関する。

車両制御装置は、車両（例えば電車）の走行を制御するために用いられる。車両制御装置には、例えば車両の電動機（モータ）に供給される電圧と電流から電動機の回転角周波数を演算で求めるものがある。ここで、一次角周波数が０の状態で運転を継続すると、回転角周波数の誤差が増加することが知られている。

例えば特許文献１は、一次角周波数の絶対値が設定値以下で、その変化率が設定された変化率以下の場合、誘導電動機のトルク指令を増加させるトルク指令調整器を設けることにより、実際の回転角周波数との誤差が増加することを回避する車両制御装置を開示する。

特開２０００−１１６１８８号公報

ここで、車両制御装置には、車両の安全運行の観点から車両後退、すなわち車両の進行方向逆向きへの移動を検知すること（車両後退検知）が求められる。例えば、車両制御装置が同じように車両のモータへのトルク指令を与えても、地形が平坦であるか、坂道であるかによって車両の速度が異なり、特に停車している車両が登り坂で発進するような場合に車両が後退することがあり得る。車両制御装置は意図しない車両後退を検知した場合に、直ちに車両後退の状態から脱却させて、車両を安全走行させることが好ましい。

例えば特許文献１に開示される車両制御装置も、所定の時間を設定して、所定の時間を超えて同じ状態（例えば、電動機速度が基準値を下回る状態）が継続する場合に、車両後退であると判定することが可能である。しかし、特許文献１に開示される車両制御装置では、車両後退の判定に所定の時間の経過を必要とする。そのため、例えば車両後退の速度が速い場合には、車両後退の状態から脱却したときには、既に大きく車両が後退している可能性があった。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、車両が大きく後退することを回避できる車両制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決すべく、本発明に係る車両制御装置は、電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流、電動機速度、およびトルク指令を受け取り、前記電動機のトルクを制御する電圧指令を出力するトルク制御部と、前記電動機速度に基づいて、車両後退を検知する時素可変型車両後退検知部と、を備え、前記時素可変型車両後退検知部は、前記電動機速度に基づいて時素ゲインを演算する時素ゲイン演算部と、前記時素ゲインを積分して演算時素を生成する積分器と、前記演算時素が時素基準値を超える場合に車両後退であると判定する時素比較器と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る車両制御装置において、前記電流および前記電圧指令に基づいて演算で求められる演算速度を生成する速度演算部を更に備え、前記電動機速度を前記演算速度とすることが好ましい。

また、本発明に係る車両制御装置において、前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が第１閾値速度以下の場合に、前記時素ゲインを前記電動機速度と線形の関係にあるように演算し、前記電動機速度が前記第１閾値速度を超える場合に、前記時素ゲインを０とするように演算することが好ましい。

また、本発明に係る車両制御装置において、前記第１閾値速度を０とすることが好ましい。

また、本発明に係る車両制御装置において、前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が車両前進側に区分される第２閾値速度以下の場合に、前記時素ゲインが正値を取るように演算することが好ましい。

また、本発明に係る車両制御装置において、前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が負値である場合に車両後退側へ大きくなるにつれて、前記時素ゲインが正方向に大きくなるように演算することが好ましい。

本発明に係る車両制御装置によれば、車両が大きく後退することを回避できる。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置のブロック図である。時素可変型車両後退検知部の構成例を示すブロック図である。時素ゲイン演算部の演算例を示す図である。演算時素の変化例を示す図である。比較例の車両制御装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（車両制御装置の全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の車両制御装置は、電動機１（モータ）と、トルク制御部２と、電力変換器３と、電流検出器４と、速度演算部５と、速度検知器６と、時素可変型車両後退検知部７とを備える。

電動機１は、電力変換器３が出力する電圧ｖで駆動されるモータである。電動機１が回転することで、電動機１に連結されている車両の車輪が回転して、車両が移動する。本実施形態において、車両は電車であるが、車両は電動機１によって移動可能なものであればよく、種類が限定されるものではない。また、本実施形態において、電動機１は誘導電動機であるが、例えば三相交流電圧で駆動される交流モータでもよく、種類が限定されるものではない。

トルク制御部２は電動機１のトルクを制御する。本実施形態において、トルク制御部２は、電流検出器４によって検出される電流ｉ、電動機１の回転角周波数である電動機速度、およびトルク指令τ^*を受け取り、通常、電動機１のトルクをトルク指令τ^*に追従させるように電圧指令ｖ^*を出力する。電動機速度は実速度を用いても演算で求めてもよいが、本実施形態において電動機速度は演算で求められる演算速度ω_mcである。ここで、本実施形態において、トルク制御部２は、更に車両後退検知信号ＢＫを受け取る。詳細は後述するが、トルク制御部２は、車両後退検知信号ＢＫがオン状態の場合に、受け取ったトルク指令τ^*に影響されることなく車両後退から脱却するのに必要な電圧指令ｖ^*を出力する。例えば、トルク制御部２は、車両後退検知信号ＢＫがオン状態のとき、車両後退状態から早急に脱却する（車両を前進させる）ために電動機１のトルクが大きくなるようにトルク指令τ^*を自身で操作する。

電力変換器３は、電圧指令ｖ^*を増幅して電動機１に電圧ｖを与えることにより電力を供給する。本実施形態において電力変換器３は主に増幅器として機能するが、他の実施形態として三相交流電圧に変換する機能等を有してもよい。

電流検出器４は電動機１に流れる電流ｉを検出する。電流検出器４は、例えばホ−ル素子等の磁界検出素子を備えたものであってもよいが、特に種類が限定されるものではない。

速度演算部５は、電流ｉおよび電圧指令ｖ^*に基づいて、演算速度ω_mcを演算で求める。速度演算部５は、演算速度ω_mcを生成するのに、以下の式（Ａ），（Ｂ）を用いる。

ここで、式（Ａ），（Ｂ）は、誘導電動機の定常状態の特性方程式であって、誘導電動機に供給される電圧と電流から、誘導電動機の回転角周波数である電動機速度を演算するのに用いることができる。式（Ａ），（Ｂ）において、Ｒ１は一次抵抗、Ｒ２は二次抵抗、Ｌ１は一次自己インダクタンス、Ｌ２は二次自己インダクタンス、Ｍは相互インダクタンス、ωは一次角周波数、ω_sはすべり角周波数、ｉ２は二次電流、ｊは虚数単位である。式（Ａ）からω_sが演算でき、式（Ｂ）でω_mcが求められる。

速度検知器６は、電動機１の実速度ω_mpgを検知する。速度検知器６は、例えばオプティカルエンコーダであるが、特に種類が限定されるものではない。

時素可変型車両後退検知部７は、電動機速度に基づいて車両後退を検知する。詳細は後述するが、時素可変型車両後退検知部７は、時素ゲインＧＴを電動機速度の非線形関数で定めて、得られる時素ゲインＧＴを時間で積分した演算時素ＴＣに基づいて車両後退を判定する。そのため、従来の手法（例えば所定の時間を超えて電動機速度が基準値を下回る状態である場合に車両後退であると判定すること）と異なり、必要に応じて短時間で車両後退を判定できる。時素可変型車両後退検知部７は、車両後退であると判定する場合に車両後退検知信号ＢＫをオン状態（例えばハイレベル）にし、車両後退でないと判定する場合に車両後退検知信号ＢＫをオフ状態（例えばローレベル）にする。

（時素可変型車両後退検知部の構成）
図２は、時素可変型車両後退検知部７の構成例を示すブロック図である。時素可変型車両後退検知部７は、時素ゲイン演算部１１と、積分器１２と、時素比較器１３とを備える。

時素ゲイン演算部１１は、電動機速度である演算速度ω_mcを受け取り、無次元の係数である時素ゲインＧＴを積分器１２に出力する。時素ゲイン演算部１１は、演算速度ω_mcが負値である場合に車両後退側（マイナス側）に大きくなるにつれて、時素ゲインＧＴを正方向に大きくする。

積分器１２は、時素ゲイン演算部１１から時素ゲインＧＴを受け取り、時素ゲインＧＴを時間積分して得られる演算時素ＴＣを時素比較器１３に出力する。演算時素ＴＣは、無次元の係数である時素ゲインＧＴを時間積分したものであるため時間量となる。本発明では特に制限を加えていないが、積分器１２は、例えば演算時素ＴＣが０未満の値になる場合に、演算時素ＴＣを０にしてから出力する制限（下限を０とする制限）を有していてもよい。

時素比較器１３は、積分器１２から演算時素ＴＣを受け取り、時素基準値Ｔ０と比較することで車両後退を判定する。本実施形態において、時素比較器１３は、時素比較器１３以外（例えば時素ゲイン演算部１１）で算出された時素基準値Ｔ０を受け取るが、時素比較器１３自体が時素基準値Ｔ０を算出してもよい。時素基準値Ｔ０は時間量であり、車両後退検知の基準となる時間（基準判定時間）を示すものであると同時に、演算時素ＴＣと比較する際の閾値となる。なお、時素基準値Ｔ０の計算については後述する。

本実施形態において、時素比較器１３は、演算時素ＴＣが時素基準値Ｔ０を超える場合に車両後退であると判定し、車両後退検知信号ＢＫをオン状態にする。なお、時素比較器１３は、演算時素ＴＣが時素基準値Ｔ０を下回る場合、車両後退検知信号ＢＫをオフ状態にする。ここで、演算時素ＴＣが時素基準値Ｔ０と等しい場合、時素比較器１３は車両後退検知信号ＢＫをオン状態にしてもよいし、オフ状態にしてもよい。本実施形態において、時素比較器１３は、演算時素ＴＣが時素基準値Ｔ０と等しい場合には車両後退検知信号ＢＫをオフ状態とする。

時素可変型車両後退検知部７は、上述のような構成によって、演算速度ω_mcの値に応じて演算時素ＴＣの大きさを変えることが可能である。つまり、車両後退を検知するまでの時素を演算速度ω_mcの値に対応させて変えることができる。本実施形態においては、時素ゲイン演算部１１が生成する時素ゲインＧＴを演算速度ω_mcの非線形関数で定める。そして、以下に説明するような非線形関数を選択することにより、例えば車両後退の速度が速い（演算速度ω_mcの絶対値が大きい）場合に、車両後退を検知するまでの時素（車両後退を検知するまでに要する時間）を短くして、車両が大きく後退することを回避できる。

（時素ゲイン）
図３（ａ）は、本実施形態における時素ゲイン演算部１１の時素ゲインＧＴの演算を示す図である。図３（ａ）の太い実線が、演算速度ω_mcの非線形関数として得られる時素ゲインＧＴを示し、以下では「時素ゲイン特性」という。本実施形態では、演算速度ω_mcが０未満（負値）の場合、車両後退側（車両が後退する方向）の速度である。一方、演算速度ω_mcが０を超えている（正値）の場合、車両前進側（車両が前進する方向）の速度である。

本実施形態において、時素ゲインＧＴ＝１の場合（演算速度ω_mcが車両後退側の速度基準値ω₀の場合）に、車両後退検知までの時素が時素基準値Ｔ０となる。つまり、時素ゲイン演算部１１は、図３（ａ）から演算速度ω_mcが速度基準値ω₀の場合の車両後退検知までの時素を算出して、その値を時素基準値Ｔ０とできる。

図３（ａ）に示されるように、演算速度ω_mcが０以下の場合、時素ゲイン特性は負の傾きを持つ。そのため、演算速度ω_mcが小さいほど、すなわち車両の後退速度が大きくなるほど、時素ゲインＧＴは大きくなる。時素ゲインＧＴが大きい場合、積分器１２が時素ゲインＧＴを時間積分して得られる演算時素ＴＣも短時間で大きくなる。そのため、時素比較器１３が比較する演算時素ＴＣが短時間で時素基準値Ｔ０を超える。例えば、図３（ａ）の例では、演算速度ω_mcが速度基準値ω₀より小さい場合に、時素比較器１３は時素基準値Ｔ０よりも短い時間で車両後退であると判定し、車両後退検知信号ＢＫをオン状態にする。

一方、図３（ａ）に示されるように、演算速度ω_mcが０を超える場合、時素ゲイン特性は０のままである。そのため、車両が前進している場合には、時素ゲインＧＴは０のままであり、演算時素ＴＣが大きくなることもない。そのため、車両が前進している場合には、時素比較器１３が比較する演算時素ＴＣが時素基準値Ｔ０を超えることはなく、車両後退のみを正しく検知できる。

このように、本実施形態における時素ゲイン演算部１１は、図３（ａ）に示される時素ゲイン特性を用いることで、演算速度ω_mcが小さいほど、すなわち車両の後退速度が大きくなるほど、演算時素ＴＣが時素基準値Ｔ０を超えるまでの時間を短くできる。つまり、車両後退検知信号ＢＫがオンするまでの時間を短くできる。そのため、本実施形態の車両制御装置は、車両の後退速度が大きい場合に車両後退を検知するまでの時間を短くすることができるので、車両が大きく後退することを回避できる。

（変形例）
ここで、時素ゲイン演算部１１は、図３（ａ）に示される時素ゲイン特性だけでなく、別の時素ゲイン特性を使用することが可能である。以下に、いくつかの変形例を説明する。なお、以下の説明において、時素ゲイン特性が異なる以外は、上記の実施形態の車両制御装置と構成上の違いはないため、車両制御装置の構成については詳細な説明を省略する。

（第１変形例）
図３（ｂ）は、第１変形例における時素ゲイン演算部１１の時素ゲインＧＴの演算を示す図である。図３（ｂ）の時素ゲイン特性は、演算速度ω_mcが第１閾値速度ω₁以下の場合に負の傾きを持ち、演算速度ω_mcが第１閾値速度ω₁を超える場合に０となる。そして、第１閾値速度ω₁は、０でない正値である。言い換えると、図３（ａ）および図３（ｂ）の時素ゲイン特性は、演算速度ω_mcが第１閾値速度ω₁以下の場合に、時素ゲインＧＴが演算速度ω_mcと傾きを負とする線形の関係にあり、演算速度ω_mcが第１閾値速度ω₁を超える場合に、時素ゲインＧＴを０とする。そして、図３（ａ）の時素ゲイン特性では第１閾値速度ω₁が０であるのに対し、図３（ｂ）の時素ゲイン特性では第１閾値速度ω₁が正値である。

第１変形例における時素ゲイン演算部１１は、演算速度ω_mcのリプル対策を含んだものとなっている。演算速度ω_mcのリプルとは、演算速度ω_mcのゆらぎである。例えば車両の加速が小さく、演算速度ω_mcが０付近である状態が長く続く場合に、リプルの影響によって、演算速度ω_mcがほぼ０を中心に正値側および負値側に脈動する（揺れる）。

時素ゲイン演算部１１が図３（ａ）の時素ゲイン特性を有する場合の、演算速度ω_mcのリプルの影響ついて説明する。図４（ａ）は図３（ａ）の領域Ｒａを拡大したものであり、図４（ｂ）は演算速度ω_mcのリプルがある場合の演算時素ＴＣの変化を示す。図４（ａ）の変動幅Ｒは、リプルの影響による演算速度ω_mcの変動の範囲を例示する。図４（ａ）の領域Ｇ_R-は、演算速度ω_mcが負値側に変動する場合にとり得る時素ゲインＧＴを示す。演算速度ω_mcが負値側にゆらぐ場合には、時素ゲインＧＴは正値となる。一方、図４（ａ）に示されるように、演算速度ω_mcが正値側にゆらぐ場合には時素ゲインＧＴは０になる。したがって、演算速度ω_mcのリプルがある場合、演算速度ω_mcが正値側にゆらぐと演算時素ＴＣは不変であるが、演算速度ω_mcが負値側にゆらぐと演算時素ＴＣは大きくなる。そして、演算速度ω_mcが正値側、負値側のどちらにゆらいでも演算時素ＴＣが小さくなることはないため、図４（ｂ）に示されるように、時間の経過とともに時素基準値Ｔ０を超え得る。つまり、演算速度ω_mcのリプルがある場合、演算速度ω_mcは０付近（例えば車両はほぼ停止）であるのに、車両後退を示す車両後退検知信号ＢＫを誤ってオン状態にする可能性がある。

次に、時素ゲイン演算部１１が図３（ｂ）の時素ゲイン特性を有する場合について説明する。図４（ｃ）は図３（ｂ）の領域Ｒｂを拡大したものであり、図４（ｄ）は演算速度ω_mcのリプルがある場合の演算時素ＴＣの変化を示す。図４（ｃ）の変動幅Ｒ、領域Ｇ_R-については図４（ａ）と同じである。図４（ｃ）の領域Ｇ_R+は、演算速度ω_mcが正値側に変動する場合にとり得る時素ゲインＧＴを示す。演算速度ω_mcが正値側にゆらぐ場合には、時素ゲインＧＴは負値となる。したがって、演算速度ω_mcのリプルがある場合、演算速度ω_mcが正値側にゆらぐと演算時素ＴＣは小さくなり、演算速度ω_mcが負値側にゆらぐと演算時素ＴＣは大きくなる。そのため、図４（ｄ）に示されるように、時間が経過しても、演算時素ＴＣは０に近い値をとり、時素基準値Ｔ０を超えることもない。つまり、演算速度ω_mcのリプルがある場合に、車両後退を示す車両後退検知信号ＢＫを誤ってオン状態にすることはない。よって、演算速度ω_mcのリプルが想定される場合には、第１閾値速度ω₁を正値とする図３（ｂ）の時素ゲイン特性が用いられることで、より正確に車両後退検知がなされる。ここで、第１閾値速度ω₁の値は、想定される演算速度ω_mcの変動幅Ｒに基づいて定められる。具体的には、第１閾値速度ω₁の値は、Ｒ／２（変動幅Ｒの正値側分）よりも大きな値とする。

（第２変形例）
図３（ｃ）は、第２変形例における時素ゲイン演算部１１の時素ゲインＧＴの演算を示す図である。図３（ｃ）の時素ゲイン特性は、演算速度ω_mcが車両前進側に区分される第２閾値速度ω₂以下の場合に、時素ゲインＧＴが正値を取る。

第２変形例における時素ゲイン演算部１１は、電動機速度として速度演算部５からの演算速度ω_mcを用いる場合に、演算速度ω_mcの演算誤差への対策を含んだものとなっている。車両が後退しているのに演算誤差によって演算速度ω_mcが正値（車両前進側）となる場合、車両後退を検知できない可能性がある。例えば、勾配起動で勾配とトルク指令τ^*が平衡し電動機速度が０付近に停滞すると、演算誤差により演算速度ω_mcが正値をとることがある。このとき、車両は後退しているとまでは言えないため、車両後退を検知しないことが正常とみることもできる。しかし、車両が停滞している状態であり、車両を直ちに前進させることが好ましい。そのため、このような場合にも、例えばトルク制御部２が電動機１のトルクをトルク指令τ^*より大きくできるように、車両後退検知信号ＢＫをオン状態とすることが好ましい。

図３（ｃ）に示されるように、演算速度ω_mcが第２閾値速度ω₂以下の場合には、時素ゲインＧＴは正値となる。ここで、第２閾値速度ω₂は、車両前進側に区分され（正値であり）、想定される最大の演算誤差に基づいて定められる。具体的には、第２閾値速度ω₂は、想定される最大の演算誤差よりも大きな値に設定される。したがって、演算速度ω_mcが最大の演算誤差を含む場合であっても、時素ゲインＧＴは正値となるので演算時素ＴＣが大きくなり、より慎重に車両後退検知がなされる。

ここで、図３（ｃ）に示される時素ゲイン特性を用いることで、上述の例のように勾配とトルク指令τ^*が平衡している状態に限らず、車両が微小に後退している場合においても以下の効果がある。車両が微小に後退している場合には、演算速度ω_mcは絶対値の小さな負値となるため、時素ゲインＧＴも小さい。しかし、図３（ａ）と比較すると、速度基準値ω₀〜第２閾値速度ω₂の範囲で時素ゲインＧＴはより大きくなる。そのため、車両が微小に後退している場合には、図３（ａ）に示される時素ゲイン特性を用いる場合よりも、後退検知までの時間を早めることができる。

（比較例）
以上のように、本実施形態および変形例（以下、まとめて本実施形態とする）の車両制御装置について説明したが、図５を参照して、比較例の車両制御装置を示しながら、本実施形態の車両制御装置の効果について説明する。なお、図５では図１と同じ要素には同じ符号を付して説明を省略する。

図５は、比較例の車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。比較例の車両制御装置は、時素可変型車両後退検知部７に代えて時素固定型車両後退検知部１００を用いるが、その他の機能ブロックは本実施形態の車両制御装置と同じである。時素固定型車両後退検知部１００は、時素可変型車両後退検知部７と同様に、電動機速度として演算速度ω_mcを受け取り、車両後退検知信号ＢＫを出力する。

時素固定型車両後退検知部１００も、時素基準値Ｔ０を用いるが、演算時素ＴＣと比較する際の閾値として用いることはない。時素固定型車両後退検知部１００は、時素ゲインＧＴを求めることも、時素ゲインＧＴを時間積分して演算時素ＴＣを求めることもない。時素固定型車両後退検知部１００では、演算誤差や演算リプルの影響を受けにくくするために、演算速度ω_mcに関する状態が継続する基準時間として、時素基準値Ｔ０を用いる。例えば、時素固定型車両後退検知部１００は、演算速度ω_mcが速度基準値ω₀よりも小さい状態が時素基準値Ｔ０以上継続する場合に車両後退であると判定し、車両後退検知信号ＢＫをオン状態にする。時素固定型車両後退検知部１００は、速度基準値ω₀を可変にすることで更に演算誤差や演算リプルの影響を軽減することも可能ではあるが、車両後退の判定には少なくとも時素基準値Ｔ０だけ時間がかかる。

ここで、時素基準値Ｔ０を小さく設定すると、上述の演算誤差やリプルの影響を強く受けて、車両後退を誤って検知する可能性が高くなってしまう。例えば、後退速度が大きい状態から後退起動する場合等に、車両後退検知の遅れをなるべく少なくしたいとの要求があるが、比較例の車両制御装置では、後退速度に関わらず車両後退の判定に一定の時間（少なくとも時素基準値Ｔ０）を要する。また、例えば勾配とトルク指令τ^*とが平衡したとき、演算誤差により演算速度ω_mcが正値をとると、比較例の車両制御装置では車両後退を判定できないため、車両は車両後退状態から早急に脱却することはできない。

一方、本実施形態の車両制御装置は、時素可変型車両後退検知部７が、時素ゲイン演算部１１と、積分器１２と、時素比較器１３と、を備えることにより、演算速度ω_mcの非線形関数で定められる時素ゲインＧＴを時間積分して時素基準値Ｔ０と比較することで、車両後退を判定できる。そして、演算速度ω_mcが小さいほど、すなわち車両の後退速度が大きくなるほど、時素ゲインＧＴは大きくなるように設定できる。このことにより、車両の後退速度が大きい場合に車両後退を検知するまでの時間を短くすることができるので、車両が大きく後退することを回避できる。また、本実施形態の車両制御装置は、様々な時素ゲイン特性を用いることが可能であり、第２閾値速度ω₂以下の場合に、時素ゲインＧＴが正値を取る時素ゲイン特性（図３（ｃ））を用いることで、演算誤差により演算速度ω_mcが正値をとる場合でも車両後退検知が可能である。

本発明を図面および実施形態等に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロック、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックまたは複数のステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、上記の実施形態等において、速度演算部５は、トルク制御部２が出力した電圧指令ｖ^*から演算速度ω_mcを生成する。ここで、電力変換器３の後段に電圧ｖの検出器（電圧センサー）を設けて、速度演算部５は電圧指令ｖ^*の代わりに検出器から電圧ｖを受け取り、電圧ｖから演算速度ω_mcを生成してもよい。

また、例えば上記の実施形態等において、トルク制御部２および時素可変型車両後退検知部７は、電動機速度として演算速度ω_mcを受け取るが、演算速度ω_mcに代えて速度検知器６で検知した実速度ω_mpgを受け取ってもよい。

また、車両後退検知信号ＢＫは、トルク制御部２以外に出力されてもよい。例えば、車両が空気ブレーキのような機械的ブレーキを備えるものであれば、時素可変型車両後退検知部７は、機械ブレーキ装置に車両後退検知信号ＢＫを与えてもよい。このとき、車両は車両後退状態から更に早急に脱却できる。

また、時素ゲイン演算部１１は、時素ゲイン特性を選択可能であってもよい。例えば、時素ゲイン演算部１１は、図３（ａ）〜図３（ｃ）の時素ゲイン特性のそれぞれに対応するテーブルを内部の記憶部に記憶しており、状況に応じて選択可能であってもよい。また、時素ゲイン演算部１１は、例えば第１閾値速度ω₁および第２閾値速度ω₂の少なくとも一方を設定可能であってもよい。例えば、第２閾値速度ω₂に正値が設定される場合には、図３（ｃ）に示されるような時素ゲイン特性が用いられてもよい。そして、第２閾値速度ω₂が０または負値である場合には、第１閾値速度ω₁の値に応じて図３（ａ）または図３（ｂ）に示されるような時素ゲイン特性が用いられてもよい。

１電動機
２トルク制御部
３電力変換器
４電流検出器
５速度演算部
６速度検知器
７時素可変型車両後退検知部
１１時素ゲイン演算部
１２積分器
１３時素比較器
１００時素固定型車両後退検知部

Claims

電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流、電動機速度、およびトルク指令を受け取り、前記電動機のトルクを制御する電圧指令を出力するトルク制御部と、
前記電動機速度に基づいて、車両後退を検知する時素可変型車両後退検知部と、
前記電流および前記電圧指令に基づいて演算で求められる演算速度を生成する速度演算部と、を備え、
前記電動機速度を前記演算速度とし、
前記時素可変型車両後退検知部は、
前記電動機速度に基づいて時素ゲインを演算する時素ゲイン演算部と、前記時素ゲインを積分して演算時素を生成する積分器と、前記演算時素が時素基準値を超える場合に車両後退であると判定する時素比較器と、を備え、
前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が車両前進側に区分される第２閾値速度以下の場合に、前記時素ゲインが正値を取るように演算する、車両制御装置。
前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が負値である場合に車両後退側へ大きくなるにつれて、前記時素ゲインが正方向に大きくなるように演算する、請求項１に記載の車両制御装置。