JPH07322415A - 電気自動車の変速タイミング警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マニュアル変速機を搭載した電気自動車にお
いて、最適な変速タイミングを運転者に知らせ、高出力
運転時の走行性能向上及び低出力運転時の効率向上を図
る。 【構成】 マイクロコンピュータ１０で、アクセルペダ
ルスイッチ１３、アクセルセンサ１４、回転センサ１５
からの各信号に基づき、モータ１の回転数が、モータ１
の最大出力点を越えた領域で走行トルクが急激に低下す
る前にシフト操作すべきポイントとして設定されたシフ
トアップ回転数ＮC、あるいは、モータ１の等効率曲線
と等出力曲線とから決定される低速走行時のエネルギー
効率が低下する領域に隣接するポイント、すなわち、こ
の効率低下領域に入る前にシフトダウン操作すべきポイ
ントとして設定されたシフトダウン回転数ＮLになった
か否かを判別し、警報器１６に駆動信号を出力して警報
音を発生させ、運転者に変速機２のシフト操作を促す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マニュアル変速機の変
速タイミングを運転者に知らせる電気自動車の変速タイ
ミング警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気自動車には、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、実開昭５８−１７６５０３号公報等に開示されてい
るように、変速機を搭載した形式のものがあり、変速機
を搭載した電気自動車では、原動機であるモータの特性
を考慮した適切な変速位置を選択することにより走行性
能を向上することができる。

【０００３】このような電気自動車における変速機の変
速位置を選択する技術は、例えば、米国特許３７９４１
３３号に開示されており、この先行例では、ギヤ機構か
らなる変速機を電磁力や油圧などにより自動的に操作す
る際に、ローギヤを選択した場合の変速機出力側におけ
る回転数−トルク曲線と、ハイギヤを選択した場合の変
速機出力側における回転数−トルク曲線との交点を変速
ポイントとすることにより、大きいトルクが得られるレ
ンジを拡大するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、運転者が自
らシフト操作を行なうマニュアル変速機を搭載した電気
自動車においては、同様のマニュアル変速機を搭載した
ガソリンエンジン車の場合、エンジン音がエンジン回転
数によって大幅に異なり、加速時、減速時等の変速タイ
ミングを比較的容易に知ることができるのに対し、走行
用モータのモータ音が静粛なため、運転者が変速タイミ
ングを把握することは容易でない。

【０００５】このため、加速時には、シフトアップのタ
イミングがわからず、モータが最大出力点に達する前に
シフト操作を行なってしまうおそれがあり、加速性能や
最高速性能を十分に引き出せない場合が多い。また、減
速時には、シフトダウンのタイミングがわからず、低出
力運転状態で効率の悪い低回転数領域を使用してしまう
場合が多い。

【０００６】従って、例えば先行例のような変速ポイン
トを検出して運転者に知らせるようにすることも考えら
れるが、変速機をローギヤからハイギヤにシフトアップ
する場合とハイギヤからローギヤにシフトダウンする場
合の変速タイミングが同じであると、緩減速時にモータ
が低トルク・高回転を維持することになり、変速機内部
の油の攪伴抵抗が増大してギヤ効率が悪化する。

【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、マニュアル変速機を搭載した電気自動車において、
最適な変速タイミングを運転者に知らせ、高出力運転時
の走行性能向上及び低出力運転時の効率向上を図ること
のできる電気自動車の変速タイミング警報装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、走行用モータ
からの駆動力をマニュアル変速機を介して駆動輪に伝達
する電気自動車において、前記走行用モータの回転数
が、前記走行用モータの最大出力点を越える領域に設け
た回転数に達したとき、及び、低速走行時の前記走行用
モータの効率曲線と出力曲線とから決定される効率低下
領域に隣接して設けた回転数となったとき、前記マニュ
アル変速機のシフト操作を促す警報を発生する警報発生
手段を備えたものである。

【０００９】

【作用】本発明では、走行用モータの回転数が最大出力
点を越える領域に設けた回転数に達したとき、警報を発
生して運転者にシフトアップ操作を促し、低速走行時の
走行用モータの効率曲線と出力曲線とから決定される効
率低下領域に隣接して設けた回転数となったとき、警報
を発生して運転者にシフトダウン操作を促す。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例に係り、図１はモータ駆
動系の概略図、図２はモータのトルク特性を示す説明
図、図３は変速タイミングを示す説明図、図４は変速タ
イミング警報発生処理のフローチャート、図５はアクセ
ルペダルスイッチ及びアクセルセンサの出力特性を示す
説明図、図６は変速タイミングの判断ロジックを示す説
明図である。

【００１１】図１において、符号１は電気自動車に搭載
される走行用モータであり、このモータ１に、図示しな
いクラッチペダルによって断続されるクラッチを一体的
に設け、例えば１速から４速までの変速段を有する変速
機２が連設され、この変速機２からの駆動力が左右の前
輪軸３を介して両前輪４に伝達されるようになってい
る。

【００１２】前記モータ１は、コントローラ５に接続さ
れており、このコントローラ５には、ＣＰＵ６、ＲＯＭ
７、ＲＡＭ８、Ｉ／Ｏインターフェース９がバスを介し
て接続されたマイクロコンピュータ１０、前記モータ１
を駆動するためのインバータ等からなるモータ駆動回路
１１等が内蔵され、図示しないバッテリから供給される
電力を制御し、前記モータ１を駆動するようになってい
る。

【００１３】前記マイクロコンピュータ１０には、アク
セルペダル１２の踏み始めの微小ストロークでＯＮする
アクセルペダルスイッチ１３、前記アクセルペダル１２
の踏込量に略比例したアクセル信号を出力するアクセル
センサ１４、前記モータ１に取付けられ、モータロータ
の回転数を検出する回転センサ１５、後述する警報器１
６、前記モータ駆動回路１１等が前記Ｉ／Ｏインターフ
ェース９を介して接続され、アクセルペダル踏込量に応
じて前記モータ１の速度制御を行なう。

【００１４】一方、前記変速機２は、運転者がシフト装
置１７を介して変速段を切換えるマニュアル変速機であ
り、前記マイクロコンピュータ１０によって最適な変速
タイミングが検出される。すなわち、前記マイクロコン
ピュータ１０は、前記モータ１の速度制御を行なうとと
もに、最適な変速タイミングを運転者に知らせて前記変
速機２のシフト操作を促す警報発生手段としての機能を
併せて発揮し、前記アクセルペダルスイッチ１３、前記
アクセルセンサ１４、前記回転センサ１５からの各信号
に基づき、モータ１の回転数が、シフトアップ操作をす
べきシフトアップ回転数ＮC、あるいは、シフトダウン
操作をすべきシフトダウン回転数ＮLになったか否かを
判別し、例えばブザー等からなる前記警報器１６に駆動
信号を出力して警報音を発生させるようになっている。

【００１５】前記シフトアップ回転数ＮCは、図２に示
すように、モータ１の最大出力点を越えた領域で走行ト
ルクが急激に低下する前にシフト操作すべきポイントと
して設定されたモータ回転数であり、また、前記シフト
ダウン回転数ＮLは、等効率曲線と等出力曲線とから決
定される低速走行時のエネルギー効率が低下する領域に
隣接するポイント、すなわち、この効率低下領域に入る
前にシフト操作すべきポイントとして設定されたモータ
回転数であり、車速に対し図３に示すようなパターンで
１速から４速までのシフト操作を促すようになってい
る。

【００１６】以下、前記マイクロコンピュータ１０によ
る変速タイミング警報発生処理について、図４のフロー
チャートに従って説明する。

【００１７】プログラムがスタートするとステップS1
で、アクセルセンサ１４からアクセル踏込量Ｓiに対応
する信号を読み込み、次いで、ステップS2で、回転セン
サ１５からモータ回転数Ｎiに対応する信号を読み込む
と、ステップS3へ進み、モータ回転数Ｎiがシフトアッ
プ回転数ＮCよりも大きく、かつ、アクセル踏込量Ｓi
が、図５に示すように、全アクセルペダル踏込量に対し
て設定比率（例えば、６０％）となる比較値ＳCより大
きいシフトアップ条件を満足するか否かを調べる。

【００１８】前記シフトアップ条件に、モータ回転数に
加えてアクセルペダル踏込量を加えているのは、市街地
での繁雑な緩加速時に警報が発せられる煩わしさを避け
るためであり、前記ステップS3でシフトアップ条件を満
足するとき、すなわち、アクセルペダル踏込量が比較的
大きい加速状態においてモータ回転数が最大出力点を越
えたシフトアップポイントに達したときには、ステップ
S6へ進んで警報器１６を駆動し、警報音等により運転者
にシフトアップ操作を促す。

【００１９】すなわち、低速ギヤでの走行状態におい
て、運転者が加速しようとしてアクセルペダル１２を踏
み込むと、モータ１の駆動力が増大し、モータ回転数が
上昇するが、最大出力点を過ぎてトルクが急激に低下す
る前にシフトアップの警報が発せられるため、十分に加
速性能を引き出して走行することができるのである。

【００２０】一方、前記ステップS3で、シフトアップ条
件を満足しないときは、警報を発せずにステップS4へ進
み、モータ回転数Ｎiがシフトダウン回転数ＮLよりも小
さく、かつ、アクセル踏込量Ｓiが、図５に示すよう
に、全アクセルペダル踏込量に対して設定比率（例え
ば、３０％）となる比較値ＳLより小さい条件を満足す
るか否かを調べ、この条件を満足しない場合にはプログ
ラムを抜け、条件を満足するときには、この条件に加
え、ステップS5で、アクセルペダルスイッチ１３がＯＮ
されているか否かを調べる。

【００２１】そして、前記ステップS4,S5によるシフト
ダウン条件（モータ回転数がシフトダウン回転数ＮLよ
り小さく、アクセル踏込量が微小である緩減速の条件）
を満足しないときには、プログラムを抜けて、惰性走
行、空走時、信号停止時、及び、加速時での不用意な警
報の発生を防止し、シフトダウン条件を満足するとき、
同様に、ステップS6で、警報器１６を駆動し、警報音等
により運転者にシフトダウン操作を促す。

【００２２】すなわち、高速ギヤでの走行状態におい
て、運転者が減速しようとしアクセルペダル１２の踏み
込みを緩めると、モータ１の駆動力が減少し、モータ回
転数が低下してゆくが、警報に従ってシフトダウン回転
数ＮLとなるポイントでシフトダウンすることにより、
図２に示すように、等効率曲線が密集した効率低下の激
しい領域を避けるとともに、低トルク・高回転における
変速機２の油の攪伴抵抗増大によるギヤ効率の悪化を避
け、等出力曲線に沿った効率の良い中低速域での減速を
行なうことができるのである。

【００２３】以上の変速タイミングを判断し、警報を発
生するロジックをまとめると、図６のようになるが、基
本的には、モータ回転数のみの条件判別によって警報を
発生させれば良く、警報も、警報音、音声による警告等
の他、警報ランプ等のように視覚的なものを採用しても
良い。また、シフトダウン警報のアクセルペダルスイッ
チのＯＮ条件は、アクセルセンサ１４の信号から０＜Ｓ
i＜ＳLとして代用しても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
行用モータの回転数が最大出力点を越える領域に設けた
回転数に達したとき、警報を発生して運転者にマニュア
ル変速機のシフトアップ操作を促し、低速走行時の走行
用モータの効率曲線と出力曲線とから決定される効率低
下領域に隣接して設けた回転数となったとき、警報を発
生して運転者にマニュアル変速機のシフトダウン操作を
促すため、十分な加速性能や最高速性能を引き出して高
出力運転時の走行性能を向上することができるととも
に、低出力運転時の効率を向上することができる等優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】モータ駆動系の概略図

【図２】モータのトルク特性を示す説明図

【図３】変速タイミングを示す説明図

【図４】変速タイミング警報発生処理のフローチャート

【図５】アクセルペダルスイッチ及びアクセルセンサの
出力特性を示す説明図

【図６】変速タイミングの判断ロジックを示す説明図

【符号の説明】

１ モータ ２ 変速機 １０ マイクロコンピュータ １６ 警報器 １７ シフト装置 ＮC シフトアップ回転数 ＮL シフトダウン回転数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用モータからの駆動力をマニュアル
   変速機を介して駆動輪に伝達する電気自動車において、 前記走行用モータの回転数が、前記走行用モータの最大
   出力点を越える領域に設けた回転数に達したとき、及
   び、低速走行時の前記走行用モータの効率曲線と出力曲
   線とから決定される効率低下領域に隣接して設けた回転
   数となったとき、前記マニュアル変速機のシフト操作を
   促す警報を発生する警報発生手段を備えたことを特徴と
   する電気自動車の変速タイミング警報装置。