KR102092624B1 - 차량 제어 장치 - Google Patents

Abstract

스위치드 릴럭턴스 모터와 전자 제어 유닛을 구비한 차량 제어 장치가 제공된다. 상기 스위치드 릴럭턴스 모터는, 로터 및 스테이터를 갖고, 주행용 구동원으로서 차량에 탑재되어 있다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류 제어를 행한다. 상기 전자 제어 유닛은, 스위치드 릴럭턴스 모터가 허용 범위 내의 최대 토크를 출력해도 차량이 발진하지 않는(스텝 S30-"아니오") 경우, 차량을 발진시키는 회전 방향과는 역방향으로 로터를 회전시키는 제1 전류 제어(스텝 S90, S130)를 실행하고, 차량을 발진시킬 수 있는 토크를 출력 가능한 회전 위치까지 제1 전류 제어에 의해 로터가 역방향으로 회전한(스텝 S30-"예") 후에 차량을 발진시키는 회전 방향으로 로터를 회전시키는 제어를 실행한다(스텝 S40).

Description

차량 제어 장치 {VEHICULAR CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 차량 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 구동원으로서 스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor)를 탑재한 차량이 알려져 있다. 이러한 차량에 있어서 스위치드 릴럭턴스 모터를 제어하는 기술로서, 예를 들어 일본 특허 공개 제2012-90462호에는, 모터(스위치드 릴럭턴스 모터)의 회전 각도가 목표 회전 각도에 대해 소정 각도 이내에 접근하고 나서 모터의 회전 속도를 감속할 때, 모터의 전원 전압 또는 권선 온도(모터의 구동 전류의 흐르기 어려움)에 따라서 상기 소정 각도(감속 개시점)를 변경하는 모터 제어 장치의 기술이 개시되어 있다.

스위치드 릴럭턴스 모터를 목표 회전 각도에서 정지시키는 제어를 행하는 경우, 반드시 목표로 한 회전 각도에서 스위치드 릴럭턴스 모터가 정지한다고는 할 수 없다. 또한, 정지 후에 외란 등에 의해 스위치드 릴럭턴스 모터의 정지 위치가 변화되어 버려, 발진시의 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전 각도가 목표 회전 각도와 다를 가능성이 있다. 스위치드 릴럭턴스 모터는, 회전 각도에 따라서 출력 가능한 최대 토크가 다르다. 이로 인해, 차량의 발진시에 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전 각도가 충분한 토크를 출력할 수 없는 회전 각도로 되어 있는 경우, 발진 성능이 저하되어 버릴 가능성이 있다.

상기한 문제에 비추어, 본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터를 탑재한 차량의 발진 성능을 향상시킬 수 있는 차량 제어 장치를 제공한다.

따라서, 본 발명의 일 관점에 의하면, 스위치드 릴럭턴스 모터와 전자 제어 유닛을 구비한 차량 제어 장치가 제공된다. 상기 스위치드 릴럭턴스 모터는, 로터 및 스테이터를 갖고, 주행용 구동원으로서 차량에 탑재되어 있다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류 제어를 행하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, (i) 상기 스위치드 릴럭턴스 모터가 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크를 출력해도 상기 차량이 발진하지 않는 경우, 상기 차량을 발진시키는 회전 방향과는 역방향으로 상기 로터를 회전시키는 제1 전류 제어를 실행(execute)하고, (ii) 상기 차량을 발진시킬 수 있는 토크를 출력 가능한 회전 위치까지 상기 제1 전류 제어에 의해 상기 로터가 상기 역방향으로 회전한 후에 상기 차량을 발진시키는 회전 방향으로 상기 로터를 회전시키는 제어를 실행(execute)하도록 구성된다.

상기한 바와 같은 차량 제어 장치에 의하면, 제1 전류 제어에 의해 차량을 발진시킬 수 있는 토크를 출력 가능한 회전 위치까지 로터를 역회전시킴으로써, 차량의 발진 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크에 의해 상기 차량이 발진하지 않는 경우, 제2 전류 제어를 상기 제1 전류 제어보다도 우선하여 실행하고, 상기 제2 전류 제어는, 상기 차량을 발진시키는 회전 방향의 토크를 상기 스위치드 릴럭턴스 모터에 일시적으로 출력시키고, 상기 토크는 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크보다도 크도록 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 차량 제어 장치에 의하면, 제2 전류 제어를 제1 전류 제어보다도 우선하여 실행함으로써, 발진 응답성을 높여 차량의 발진 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 전류 제어에 있어서, (i) 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 여자를 정지하고, 그리고 (ii) 상기 차량에 작용하는 중력에 의해 상기 로터를 상기 역방향으로 회전시키도록 구성될 수도 있다.

상기한 바와 같은 차량 제어 장치에 의하면, 전력 소비를 억제하면서 로터를 역회전시킬 수 있어, 차량의 발진 성능의 향상과 연비의 저감을 양립할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 제1 전류 제어에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 여자를 소정 기간 정지해도 상기 로터가 상기 역방향으로 회전하지 않는 경우, (i) 상기 스위치드 릴럭턴스 모터에 상기 역방향의 토크를 출력시키고, 그리고 (ii) 상기 로터를 상기 역방향으로 회전시키도록 구성될 수도 있다.

상기한 바와 같은 차량 제어 장치에 의하면, 모터 토크에 의해 로터의 역회전을 촉진시킴으로써, 로터의 회전 위치를 조절하여 차량의 발진 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 제1 전류 제어에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크에 의해 상기 차량이 발진하지 않는 경우이며, 또한 상기 차량의 발진 방향이 등판 방향인 경우, (i) 상기 스위치드 릴럭턴스 모터에 상기 역방향의 토크를 출력시키고, 그리고 (ii) 상기 로터를 상기 역방향으로 회전시키도록 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 차량 제어 장치에 의하면, 모터 토크에 의해 로터의 역회전을 촉진시킴으로써 발진 응답성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 관한 차량 제어 장치는, 스위치드 릴럭턴스 모터가 통상의 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크를 출력해도 차량이 발진하지 않는 경우, 차량을 발진시키는 회전 방향과는 역방향으로 로터를 회전시키는 제1 전류 제어를 실행하고, 차량을 발진시킬 수 있는 토크를 출력 가능한 회전 위치까지 제1 전류 제어에 의해 로터가 역방향으로 회전한 후에 차량을 발진시키는 회전 방향으로 로터를 회전시키는 제어를 실행한다. 본 발명에 관한 차량 제어 장치에 의하면, 로터의 회전 위치를 변화시켜 스위치드 릴럭턴스 모터의 출력 가능한 최대 토크를 조절함으로써, 차량의 발진 성능을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술된다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 차량의 개략 구성도.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 스위치드 릴럭턴스 모터의 주요부 단면도.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 차량의 블록도.
도 4는 제1 실시 형태의 제어에 관한 제1 전류 제어의 설명도.
도 5는 제1 실시 형태의 상기 차량의 등판 방향의 발진을 도시하는 도면.
도 6은 제1 실시 형태의 제어에 관한 제2 전류 제어의 설명도.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 동작을 나타내는 흐름도.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 동작을 나타내는 흐름도.
도 9는 제3 실시 형태에 관한 동작을 나타내는 흐름도.
도 10은 상기 실시 형태의 제2 변형예에 관한 차량의 개략 구성도.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 관한 차량 제어 장치에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 실시 형태에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.

도 1 내지 도 7을 참조하여, 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태는, 차량 제어 장치에 관한 것이다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 차량의 개략 구성도, 도 2는, 제1 실시 형태에 관한 스위치드 릴럭턴스 모터의 주요부 단면도, 도 3은, 제1 실시 형태에 관한 차량의 블록도, 도 4는 제1 전류 제어의 설명도, 도 5는 등판 방향의 발진을 도시하는 도면, 도 6은 제2 전류 제어의 설명도, 도 7은 제1 실시 형태에 관한 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 차량(1)은, 차량 제어 장치(100), 차륜(5) 및 배터리(20)를 포함한다. 차량(1)은, 4개의 차륜(5)(좌측 전륜(5FL), 우측 전륜(5FR), 좌측 후륜(5RL), 및 우측 후륜(5RR))을 갖는다. 좌우의 후륜(5RL, 5RR)은, 구동륜이다. 좌우의 전륜(5FL, 5FR)은, 종동륜이다. 본 실시 형태의 차량 제어 장치(100)는, 스위치드 릴럭턴스 모터(SR 모터)(2) 및 전자 제어 유닛(ECU)(4)(이하, ECU(4)라고 칭함)을 포함한다. 차량 제어 장치(100)는, 위치 검출부(3)를 더 포함하고 있어도 된다.

SR 모터(2)는, 주행용 구동원으로서 차량(1)에 탑재되어 있다. SR 모터(2)는, 배터리(20)와 접속되어 있다. SR 모터(2)는, 배터리(20)로부터 공급되는 전력을 토크로 변환하는 전동기의 기능, 및 전달되는 토크를 전력으로 변환하여 배터리(20)에 충전하는 발전기의 기능을 갖는다. SR 모터(2)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 스테이터(21) 및 로터(22)를 갖는다. 스테이터(21)는, 차체에 대해 회전 불가능하게 고정되어 있다. 스테이터(21)는, 원통 형상의 스테이터 본체(23)를 갖는다. 스테이터 본체(23)의 내주면에는, 자성체로 구성된 복수의 돌극(24)이 설치되어 있다. 돌극(24)은, 스테이터 본체(23)로부터 스테이터 본체(23)의 직경 방향의 내측을 향해 돌출되어 있다. 돌극(24)은, 주위 방향을 따라 소정의 간격, 예를 들어 등간격으로 배치되어 있다. 돌극(24)에는, 각각 코일(25)이 권취되어 있다.

로터(22)는, 원통 형상의 로터 본체(26)를 갖는다. 로터 본체(26)의 외주면에는, 자성체로 구성된 복수의 돌극(27)이 설치되어 있다. 돌극(27)은, 로터 본체(26)로부터 로터 본체(26)의 직경 방향의 외측을 향해 돌출되어 있다. 돌극(27)은, 주위 방향을 따라 소정의 간격, 예를 들어 등간격으로 배치되어 있다. 로터(22)는, 스테이터(21)의 내측에, 스테이터(21)의 중심 축선과 로터(22)의 중심 축선을 일치시켜 배치되어 있다. 로터(22)는, 스테이터(21)에 대해 상대 회전 가능하게 베어링에 의해 지지되어 있다.

스테이터(21)에 있어서, 어느 돌극(24)의 코일(25)에 전류가 흐르면, 그 전류에 의해 돌극(24)과 로터(22)의 돌극(27) 사이에 발생하는 자속에 의해, 돌극(24)과 돌극(27) 사이에 흡인력 F가 발생한다. 흡인력 F의 주위 방향의 성분 Fr은, 로터(22)를 회전시키는 회전력으로 된다. SR 모터(2)는, 각 코일(25)에 대한 통전 타이밍 및 통전량을 제어하는 제어 회로를 갖는다. 제어 회로는, ECU(4)로부터의 지령에 따라서 각 코일(25)의 통전 제어를 행한다. 로터(22)의 회전 위치에 따라서 통전하는 코일(25)이 적절하게 전환됨으로써, 로터(22)가 회전 구동된다. 또한, SR 모터(2)의 출력 토크의 지령값에 따라서 각 코일(25)의 통전량이 조절된다.

도 1로 되돌아가, 로터(22)의 회전축(6)은, 차동 기어 세트(7)와 접속되어 있다. 차동 기어 세트(7)는, 좌우의 구동축(8)을 통해 후륜(5RL, 5RR)과 접속되어 있다. 로터(22)는, 차동 기어 세트(7) 및 구동축(8)을 통해 후륜(5RL, 5RR)과 기계적으로 연결되어 있고, 후륜(5RL, 5RR)과 연동하여 회전한다. 로터(22)의 회전은, 적어도 차동 기어 세트(7)에 있어서 감속되어 후륜(5RL, 5RR)에 전달된다. 위치 검출부(3)는, 로터(22)의 회전 위치를 검출한다. 본 실시 형태의 위치 검출부(3)는 리졸버이며, 로터(22)의 회전 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, ECU(4)는, 위치 검출부(3), 차속 센서(9), 구배 센서(10), 액셀러레이터 개방도 센서(11) 및 시프트 포지션 센서(12)와 접속되어 있다. 차속 센서(9)는, 차량(1)의 주행 속도를 검출한다. 구배 센서(10)는, 차량 전후 방향의 노면 구배를 검출한다. 구배 센서(10)는, 예를 들어 수평 방향에 대한 차량 전후 축의 경사 각도를 검출하는 가속도 센서이다. 액셀러레이터 개방도 센서(11)는, 운전자에 의한 액셀러레이터 페달의 답입량을 검출한다. 시프트 포지션 센서(12)는, 시프트 레버 등의 조작 입력 부재에 대한 운전자의 시프트 조작을 검출한다. 시프트 포지션 센서(12)는, 예를 들어 시프트 레버의 시프트 위치를 검출함으로써, 운전자에 의해 요구된 시프트 레인지를 판단한다. 시프트 레인지에는, 예를 들어 D 레인지를 포함하는 전진 주행 레인지, 후진 주행(R) 레인지, 중립 레인지, 주차 레인지 등이 포함된다. 위치 검출부(3), 차속 센서(9), 구배 센서(10), 액셀러레이터 개방도 센서(11) 및 시프트 포지션 센서(12)의 검출 결과를 나타내는 신호는, ECU(4)에 출력된다.

ECU(4)는, 차량(1)을 제어하는 제어부이며, 예를 들어 전자 제어 유닛이다. ECU(4)는, 운전자의 가속 조작에 기초하여, 차량(1)에 대한 운전자의 가속 요구량을 산출한다. 본 실시 형태의 ECU(4)는, 가속 요구량의 하나로서, 요구 가속도를 산출한다. 요구 가속도는, 예를 들어 액셀러레이터 개방도와 차속으로부터 산출된다. ECU(4)는, 요구 가속도로부터 SR 모터(2)에 대한 요구 토크를 산출한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 토크의 값은, 구동축(8) 상의 토크로 환산한 값이다. 본 실시 형태의 차량(1)은, SR 모터(2)를 주행용의 유일한 구동원으로 하고 있다. 따라서, SR 모터(2)의 출력 토크에 의해 차량(1)의 가속도를 요구 가속도에 일치시키도록, SR 모터(2)에 대한 요구 토크가 결정된다. 이하의 설명에서는, 운전자의 요구 가속도에 대응하는 SR 모터(2)에 대한 요구 토크를 「요구 모터 토크」라고도 칭한다.

ECU(4)는, 요구 모터 토크에 기초하여, SR 모터(2)의 전류 제어를 행한다. 본 실시 형태의 ECU(4)는, 요구 모터 토크 및 위치 검출부(3)에 의해 검출된 로터(22)의 회전 위치에 기초하여, 각 코일(25)의 통전량을 결정하고, 결정한 통전량을 SR 모터(2)에 지령한다. SR 모터(2)의 제어 회로는, 통전량의 지령값에 따라서, 각 코일(25)의 통전량을 제어한다. 제어 회로는, 예를 들어 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의해, 배터리(20)로부터 각 코일(25)에 공급하는 전류값을 제어한다.

본 실시 형태에서는, SR 모터(2)의 로터(22)의 회전 방향을 이하와 같이 칭한다. 전진 회전 방향: 차량(1)을 차량 전방을 향해 구동하는 모터 토크의 방향. 후진 회전 방향: 차량(1)을 차량 후방을 향해 구동하는 모터 토크의 방향. 즉, 차량(1)이 전진 주행하고 있는(차량 전방을 향하는 방향으로 주행하고 있는) 경우의 로터(22)의 회전 방향이 전진 회전 방향이다. 한편, 차량(1)이 후진 주행하고 있는(차량 후방을 향하는 방향으로 주행하고 있는) 경우의 로터(22)의 회전 방향이 후진 회전 방향이다.

또한, 차량(1)의 진행 방향에 관계없이, 운전자에 의해 요구되고 있는 차량(1)의 진행 방향의 구동력을 발생시키는 토크의 방향을 「정방향」이라고 칭하고, 정방향과 반대 방향을 「역방향」이라고 칭한다. 예를 들어, 운전자에 의해 전진 주행이 요구되고 있을 때에는, 차량(1)에 전진 방향의 구동력을 발생시키는 토크의 방향이 정방향으로 되고, 차량(1)에 후진 방향의 구동력을 발생시키는 토크의 방향이 역방향으로 된다. 한편, 운전자에 의해 후진 주행이 요구되고 있을 때에는, 차량(1)에 후진 방향의 구동력을 발생시키는 토크의 방향이 정방향으로 되고, 이것과 반대 방향이 역방향으로 된다. 따라서, 정차 상태에 있어서 운전자에 의해 전진 방향으로의 발진이 요구되고 있는 경우, 전진 구동력을 발생시키는 토크의 방향이 로터(22)의 정회전 방향이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, SR 모터(2)에서는, 스테이터(21)의 돌극(24)과 로터(22)의 돌극(27)의 흡인력 F의 주위 방향의 성분 Fr이 로터(22)의 회전력으로 된다. 따라서, 돌극(24)과 돌극(27)의 주위 방향에 있어서의 상대 위치에 따라서, 회전력의 크기가 변화된다. 바꾸어 말하면, 코일(25)의 통전량이 동일해도, 로터(22)의 회전 위치에 따라서 발생하는 토크의 크기가 변화된다.

도 4에는, SR 모터(2)의 통상 최대 토크 Tmax0과 로터(22)의 회전 위치의 관계가 나타내어져 있다. 도 4에 있어서, 횡축은 로터(22)의 회전 위치[°], 종축은 SR 모터(2)의 출력 토크[Nm]를 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 통상 최대 토크 Tmax0의 크기는, 회전 위치에 따라서 주기적으로 변화된다. 통상 최대 토크 Tmax0은, SR 모터(2)의 통상 제어에 있어서의 허용 범위 내의 최대 토크이다. 통상 제어는, SR 모터(2)에 대한 전류 제어이며, 후술하는 제1 전류 제어 및 제2 전류 제어 이외의 제어이다. 통상 제어는, 주행 중에 일반적으로 사용되는 최대 전류값에 기초하여 이루어지는 전류 제어이며, 예를 들어 SR 모터(2)나 배터리(20)의 내구성을 가미한 최적의 전류 범위에서 실행되는 제어이다. 통상 제어에서는, SR 모터(2)에 공급하는 것이 허용되는 최대 전류값이 미리 정해져 있다. 이하의 설명에서는, 통상 제어에 있어서 허용되는 최대 전류값을 「통상 최대 전류값 Imax0」이라고 칭한다. 통상 최대 토크 Tmax0은, SR 모터(2)에 통상 최대 전류값 Imax0이 공급된 경우에 SR 모터(2)가 출력하는 토크이다.

도 5에 나타내는 바와 같이 경사로에 있어서 등판 방향으로 발진하는 경우 등, 차량(1)을 발진시키기 위해 필요한 토크가 큰 값으로 되는 경우가 있다. 상술한 바와 같이, 통상 최대 토크 Tmax0은 로터(22)의 회전 위치에 따라서 다른 크기이므로, 정차하였을 때의 로터(22)의 회전 위치에 따라서는, 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 발진을 위해 필요한 토크(이하, 단순히 「발진 필요 토크」라고 칭함) 의 크기를 하회할 가능성이 있다. 예를 들어, 로터(22)가 도 4에 나타내는 회전 위치 ω1(이하, 「정지 위치 ω1」이라고 칭함)에서 정지하고 있는 경우, 통상 제어에 있어서 SR 모터(2)가 출력하는 것이 허용되어 있는 최대 토크의 크기는 T1이고, 도 4에 도시한 발진 필요 토크의 크기를 하회하고 있다.

본 실시 형태의 차량 제어 장치(100)는, 이하에 설명하는 제1 전류 제어 및 제2 전류 제어에 의해 SR 모터(2)의 출력 가능한 토크를 증가시켜, 차량(1)의 발진 성능을 향상시킨다.

도 4를 참조하여, 제1 전류 제어에 대해 설명한다. 제1 전류 제어는, 차량(1)을 등판 방향으로 발진시키고자 하는 경우에, 로터(22)를 일시적으로 역회전시키는 제어이다. 바꾸어 말하면, 제1 전류 제어는, 차량(1)을 발진시키는 회전 방향과는 역방향(역회전 방향)으로 로터(22)를 회전시키는 전류 제어이다. 본 실시 형태의 제1 전류 제어에는, SR 모터(2)에 역회전 방향의 토크를 발생시킴으로써SR 모터(2)를 역회전시키는 역토크 출력 제어 및 SR 모터(2)의 여자를 행하지 않고 SR 모터(2)에 토크를 발생시키지 않는 상태로서 차량(1)에 작용하는 중력에 의해 SR 모터(2)를 역회전시키는 비통전 제어가 포함된다. 차량(1)이 전진하고 있는 경우, 차량(1)의 전진에 따라서, 로터(22)의 회전 위치는 전진 회전 방향(도 4의 우측 방향)으로 변화되어 간다. ECU(4)는, 차량(1)을 전진 방향으로 발진시키는 경우이며, 정지 위치 ω1에 있어서의 통상 최대 토크 Tmax0의 크기 T1이 발진 필요 토크의 크기 미만인 경우, 제1 전류 제어에 의해 로터(22)를 화살표 Y1로 나타내는 바와 같이 후진 회전 방향으로 회전시킨다. 로터(22)의 회전 위치의 변화에 의해, 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 변화된다. ECU(4)는, 로터(22)의 회전 위치에 따른 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 발진 필요 토크 이상으로 되면, 그 회전 위치에서 제1 전류 제어를 종료하고, SR 모터(2)에 전진 회전 방향의 토크를 발생시키는 제어를 실행한다.

예를 들어, 제1 전류 제어에 의해 로터(22)의 회전 위치가 위치 ω2로 되었다고 하자. 위치 ω2에서는, SR 모터(2)의 출력 토크에 있어서의 허용 범위의 최대값은, 발진 필요 토크보다도 큰 값 T2이다. 이에 의해, SR 모터(2)는 구배 등의 주행 저항 토크보다도 큰 토크를 출력하여 차량(1)을 발진시킬 수 있다. 차량(1)이 발진하여 주행하기 시작하면, 차량(1)의 구동계의 각 부에 있어서의 마찰 저항의 값은, 발진 전의 정지 마찰에 의한 저항값으로부터, 운동 마찰에 의한 저항값으로 변화된다. 즉, 발진 후의 마찰 저항값(운동 마찰 저항값)의 크기는, 정차하고 있었던 경우의 마찰 저항값(정지 마찰 저항값)의 크기보다도 작아진다. 따라서, 발진 후에는, 각 회전 위치에 있어서의 SR 모터(2)의 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 주행 저항 토크를 상회하여, SR 모터(2)에 의해 계속해서 차량(1)을 전진 주행시킬 수 있을 가능성이 높다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 제2 전류 제어에 대해 설명한다. 제2 전류 제어는, 허용 범위보다도 큰 토크를 SR 모터(2)에 일시적으로 출력시키는 제어이다. 바꾸어 말하면, 제2 전류 제어는, 통상 최대 전류값 Imax0보다도 큰 전류값을 SR 모터(2)에 일시적으로 공급하여 차량(1)을 발진시키는 회전 방향의 토크를 발생시키는 제어이다. 도 6에는, 통상 최대 토크 Tmax0에 부가하여, 제2 최대 토크 Tmax2가 나타내어져 있다. ECU(4)는, SR 모터(2)가 통상 최대 토크 Tmax0을 출력해도 차량(1)을 발진시킬 수 없는 경우, 일시적으로 최대 전류값을 통상 최대 전류값 Imax0보다도 큰 값으로 변경한다. 이하의 설명에서는, 제2 전류 제어에 있어서 SR 모터(2)에 흐르는 것을 허용하는 최대 전류값을, 단순히, 제2 최대 전류값 Imax2라고 칭한다. 제2 최대 토크 Tmax2는, 제2 최대 전류값 Imax2가 통전된 경우에 SR 모터(2)가 출력 가능한 최대 토크를 나타낸다.

제2 최대 전류값 Imax2는, 예를 들어 배터리(20)의 온도나 전압 등의 배터리(20)의 상태, 및 코일(25)의 온도 등의 SR 모터(2)의 상태에 기초하여 산출된다. 제2 최대 전류값 Imax2는, 일시적으로 SR 모터(2)에 공급되었다고 해도 SR 모터(2)의 내구성에 영향을 미치지 않는 범위에서 정해지는 것이 바람직하다. 도 6에 있어서, 정지 위치 ω1에 대응하는 제2 최대 토크 Tmax2의 크기 T3은, 발진 필요 토크를 상회한다. 즉, 통상 허용되는 것보다도 큰 전류값의 전류가 SR 모터(2)에 공급됨으로써, 모터 토크가 증대되어 차량(1)을 발진시키는 것이 가능해진다.

도 7을 참조하여, 본 실시 형태의 차량 제어 장치(100)에 의한 제어에 대해 설명한다. 도 7에 나타내는 제어 플로우는, ECU(4)가 작동하고 있는 경우에 실행되는 것이며, 예를 들어 운전자에 의해 주행 레인지가 지시되어 있는 경우에 실행된다. 이 제어 플로우는, 예를 들어 소정의 간격으로 반복 실행된다.

스텝 S10에서는, ECU(4)가, 차속 센서(9)의 검출 결과 등에 기초하여 차량(1)이 정지하고 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S10의 판정 결과, 차량(1)이 정지하고 있다고 긍정 판정된 경우(스텝 S10-"예")에는 스텝 S20으로 진행하고, 부정 판정된 경우(스텝 S10-"아니오")에는 스텝 S40으로 진행한다.

스텝 S20에서는, ECU(4)가, 발진 필요 토크를 도출한다. 본 실시 형태의 발진 필요 토크는, 차량(1)을 발진시킬 수 있는 SR 모터(2)의 출력 토크(필요 토크)이다. 본 실시 형태의 차량(1)은, SR 모터(2)를 유일한 구동원으로 하여 주행한다. 따라서, 발진 필요 토크는, 구배 저항 등의 주행 저항에 저항하여 차량(1)을 진행 방향으로 발진시키기 위해 필요해지는 모터 토크이다. ECU(4)는, 예를 들어 차량(1)의 차중과, 차량(1)의 승차 인원수와, 검출된 노면의 구배의 크기에 기초하여 발진 필요 토크를 산출한다. 또한, 노면의 구배에 기초하여 미리 정해진 값을 발진 필요 토크로 해도 된다. 스텝 S20이 실행되면, 스텝 S30으로 진행한다.

스텝 S30에서는, ECU(4)가, 통상 제어에 의해 발진 가능한지 여부를 판정한다. ECU(4)는, 이하의 조건이 모두 성립되는 경우에 스텝 S30에서 부정 판정한다. (1) 차량(1)의 진행 방향이, 등판 방향이다. (2) SR 모터(2)에 대한 요구 모터 토크가, 발진 필요 토크 이상이다. (3) 발진 필요 토크의 크기보다도, 검출된 로터(22)의 회전 위치에 따른 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 작다.

상기한 조건에 대해 설명한다.

조건 (1)이 성립되지 않는 경우, 차량(1)은 평탄로에 있어서 발진하려고 하고 있거나, 또는 강판 방향으로 발진하려고 하고 있다. 따라서, 통상 제어에 의해 차량(1)을 발진시키는 것이 가능하다.

조건 (2)가 성립되지 않는 경우, 운전자의 가속 조작에 따른 요구 모터 토크는, 발진 필요 토크 미만이다. 즉, SR 모터(2)에 대해 차량(1)을 발진시키기 위해 필요한 크기의 토크가 요구되고 있지 않아, 진행 방향으로의 주행 개시가 지시되어 있지 않다고 할 수 있다.

조건 (2)가 성립되면, ECU(4)는, 타이머에 의한 정지 시간의 계측을 개시한다. 계측되는 정지 시간은, 운전자에 의한 발진 요구나 가속 요구가 검출된 시점으로부터 SR 모터(2)의 로터(22)가 정지된 채 경과한 경과 시간이다. 계측된 정지 시간은, 후술하는 스텝 S80에 있어서 참조된다.

조건 (3)에 대해, 통상 제어에 있어서 허용되는 통상 최대 토크 Tmax0의 크기는, 예를 들어 도 4의 맵을 참조하여 산출된다. ECU(4)는, 도 4의 맵을 참조하여, 위치 검출부(3)에 의해 검출된 현재의 로터(22)의 회전 위치에 있어서의 SR 모터(2)의 통상 최대 토크 Tmax0의 크기를 추정한다. 조건 (3)이 성립되지 않고, 현재의 회전 위치에 있어서의 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 발진 필요 토크의 크기 이상인 경우, 통상 제어에 의해 차량(1)을 발진시키는 것이 가능하다.

ECU(4)는, 상기한 조건 (1) 내지 (3) 중 적어도 어느 하나가 성립되지 않는 경우에는, 스텝 S30에서 긍정 판정한다. 스텝 S30의 판정 결과, 긍정 판정이 이루어진 경우(스텝 S30-"예")에는 스텝 S40으로 진행하고, 부정 판정된 경우(스텝 S30-"아니오")에는 스텝 S50으로 진행한다.

스텝 S40에서는, ECU(4)가 통상 제어를 실행한다. ECU(4)는, 운전자에 의한 가속 조작이 검출되어 있으면, SR 모터(2)에 대해 요구 모터 토크를 출력하도록 지령한다. 스텝 S40이 실행되면, 본 제어 플로우는 종료한다.

스텝 S50에서는, ECU(4)가, 제2 전류 제어가 실행 가능한지 여부를 판정한다. ECU(4)는, 배터리(20)의 상태나, SR 모터(2)의 상태에 기초하여, 허용 범위를 초과하는 크기의 모터 토크를 SR 모터(2)로부터 출력시키는 것이 가능한지 여부를 판정한다. 스텝 S50에서 긍정 판정이 이루어진 경우(스텝 S50-"예")에는 스텝 S60으로 진행하고, 부정 판정된 경우(스텝 S50-"아니오")에는 스텝 S80으로 진행한다.

스텝 S60에서는, ECU(4)가, 제2 전류 제어에 의해 발진 가능한지 여부를 판정한다. ECU(4)는, 현재의 SR 모터(2)의 상태 및 배터리(20)의 상태에 기초하여, 제2 전류 제어에 있어서 SR 모터(2)에 대해 공급하는 최대 전류값(제2 최대 전류값 Imax2)을 결정한다. ECU(4)는, 제2 최대 전류값 Imax2가 공급된 경우에 현재의 로터(22)의 정지 위치에 있어서 SR 모터(2)가 출력하는 제2 최대 토크 Tmax2를 추정한다. 제2 최대 토크 Tmax2의 크기가 발진 필요 토크의 크기 이상인 경우, 긍정 판정(스텝 S60-"예")되어 스텝 S70으로 진행한다. 부정 판정된 경우(스텝 S60-"아니오")에는 스텝 S80으로 진행한다.

스텝 S70에서는, ECU(4)가, 제2 전류 제어를 실행한다. ECU(4)는, SR 모터(2)에 대한 요구 토크를 제2 최대 토크 Tmax2 이하의 범위에서 결정한다. SR 모터(2)에 대한 요구 토크의 크기는, 발진 필요 토크 이상, 또한 요구 모터 토크 이하의 범위에서 정해지는 것이 바람직하다. 단, 로터(22)가 정회전 방향으로 회전하기 시작할 때까지의 동안은 SR 모터(2)에 대한 요구 토크의 크기를 요구 모터 토크의 크기보다도 크게 해도 된다. 스텝 S70이 실행되면, 본 제어 플로우는 종료된다. 또한, ECU(4)는, 스텝 S70이 실행되어 차량(1)이 발진한 후에, 요구 모터 토크가 통상 최대 토크 Tmax0의 값 이하로 된 경우에는, 제2 전류 제어를 종료하고 통상 제어를 개시한다.

스텝 S80에서는, ECU(4)가, 로터(22)가 역치 시간 이상 정지하고 있는지 여부를 판정한다. ECU(4)는, 운전자에 의한 발진 요구가 검출된 시점으로부터의 로터(22)의 정지 시간(계속 정지 시간)이 미리 정해진 역치 이상인 경우, 스텝 S80에서 긍정 판정(스텝 S80-"예")하여 스텝 S130으로 진행한다. 스텝 S80에서 부정 판정된 경우(스텝 S80-"아니오")에는 스텝 S90으로 진행한다.

스텝 S90에서는, ECU(4)가, 제1 전류 제어 중, 비통전 제어를 실행한다. ECU(4)는, SR 모터(2)의 코일(25)에 대한 전류의 공급을 금지하여 SR 모터(2)의 여자를 정지한 상태로 한다. 여자가 정지된 SR 모터(2)는, 어느 회전 방향 토크도 발생하지 않고, 프리한 상태로 된다. 차량(1)이 경사로 상에 있는 경우, 차량(1)에는, 중력에 의한 강판 방향의 힘이 작용하고 있다. 이 강판 방향의 힘은, 노면으로부터 차륜(5)을 통해 SR 모터(2)에 전달된다. SR 모터(2)의 로터(22)에 입력되는 토크의 방향은, 차량(1)을 발진시키는 회전 방향과는 역방향, 바꾸어 말하면 운전자에 의해 요구되고 있는 토크의 방향과는 역방향(역회전 방향)이다. 노면으로부터 전달된 역회전 방향의 토크에 의해, 로터(22)는 역회전 방향으로 회전한다. 이에 의해, 로터(22)의 회전 위치는 변화되고, 회전 위치의 변화에 따라서 SR 모터(2)가 출력 가능한 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 변화된다. 스텝 S90이 실행되면, 스텝 S100으로 진행한다.

스텝 S100에서는, ECU(4)가, 위치 검출부(3)의 검출 결과에 기초하여 로터(22)가 정지하고 있는지 여부를 판정한다. ECU(4)는, 예를 들어 스텝 S100을 실행할 때마다 위치 검출부(3)로부터 로터(22)의 회전 위치를 취득한다. ECU(4)는, 전회 취득한 로터(22)의 회전 위치와, 금회 취득한 로터(22)의 회전 위치의 차분의 크기가 소정값 이하인 경우에 스텝 S100에서 긍정 판정한다. 스텝 S100에서 로터(22)가 정지하고 있다고 판정된 경우(스텝 S100-"예")에는 스텝 S110으로 진행하고, 부정 판정된 경우(스텝 S100-"아니오")에는 스텝 S120으로 진행한다.

스텝 S110에서는, ECU(4)가, 타이머에 의한 정지 시간의 카운트를 계속한다. 스텝 S110이 실행되면, 스텝 S20으로 이행한다.

스텝 S120에서는, ECU(4)가, 로터(22)의 정지 시간을 리셋한다. 로터(22)가 회전을 개시함으로써, 정지 시간은 0으로 세트된다. 스텝 S120이 실행되면, 스텝 S20으로 이행한다.

스텝 S130에서는, ECU(4)가, 제1 전류 제어 중, 역토크의 출력을 실행한다. 비통전 제어(스텝 S90)가 실행되어 있음에도 불구하고 로터(22)가 역치 시간 이상 정지하고 있는(스텝 S80-"예") 경우, 중력에 의한 힘만으로는 로터(22)가 역회전하지 않는 상황이라고 생각된다. 이러한 상황으로서는, 예를 들어 차륜이 노면의 오목부에 빠진 상태에서 차량(1)이 정지하고 있는 상황을 들 수 있다. 스텝 S130에 있어서, ECU(4)는, SR 모터(2)에 역회전 방향의 토크를 발생시켜 로터(22)를 역회전 방향으로 회전시킨다. SR 모터(2)에 의해 발생시키는 역토크의 크기는, 차량(1)의 운전자 등에게 위화감을 부여하지 않을 정도로 작은 것인 것이 바람직하다. 등판로에 있어서 로터(22)를 역회전시키려고 하는 경우, 로터(22)에 대해 이미 중력에 의한 역회전 방향의 토크가 작용하고 있다. 이로 인해, SR 모터(2)에 발생시키는 역토크의 크기가 작아도, 로터(22)의 역회전을 개시시킬 수 있을 가능성이 높다. SR 모터(2)가 발생하는 역토크의 크기는, 예를 들어 중력에 따라서 로터(22)에 작용하고 있는 역토크의 크기보다도 작은 것이 바람직하다. 또한, SR 모터(2)가 발생하는 역토크의 크기는, 중력에 의한 역토크의 크기에 대해 소정의 비율의 크기로 되어도 된다. 일례로서, 소정의 비율은 수 [％]로 되어도 된다. 스텝 S130이 실행되면, 스텝 S20으로 진행한다.

제1 전류 제어(스텝 S90, S130)가 개시된 후에 스텝 S30이 실행되는 경우, 스텝 S30에서는, 다시 로터(22)의 회전 위치가 위치 검출부(3)로부터 취득된다. ECU(4)는, 새롭게 취득된 회전 위치에 따른 통상 최대 토크 Tmax0의 크기를 산출한다. ECU(4)는, 상기 (1) 및 (2)의 조건이 성립되는지 여부를 판정함과 함께, 최신의 통상 최대 토크 Tmax0의 크기에 기초하여, 상기한 조건 (3)이 성립되는지 여부를 판단한다. 최신의 통상 최대 토크 Tmax0의 크기가 발진 필요 토크의 크기 이상이면, 조건 (3)이 성립되지 않게 되고, 스텝 S30에서 긍정 판정이 이루어진다. 그 결과, 그때까지 제1 전류 제어가 실행되고 있었던 경우에는 스텝 S40에서 제1 전류 제어가 종료되고, 통상 제어로 복귀한다. 즉, ECU(4)는, 로터(22)를 역회전시키는 전류 제어(제1 전류 제어)를 종료시키고, SR 모터(2)에 대한 통상의 전류 제어를 개시하여 모터 토크에 의해 차량(1)을 발진시킨다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 차량 제어 장치(100)의 ECU(4)(제어부)는, 차량(1)을 발진시키는 경우에, SR 모터(2)가 통상 최대 토크 Tmax0(통상의 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크)을 출력해도 차량(1)이 발진하지 않는(스텝 S30-"아니오") 경우, 차량(1)을 발진시키는 회전 방향과는 역방향으로 로터(22)를 회전시키는 제1 전류 제어를 실행한다(스텝 S90, S130).

ECU(4)는, 제1 전류 제어를 실행 중에 통상 제어에 의해 발진 가능(스텝 S30-"예")하다고 판정되면, 스텝 S40에서 제1 전류 제어를 종료하고 통상 제어를 개시한다. 즉, ECU(4)는, 로터(22)를 역회전시키는 전류 제어(제1 전류 제어)를 종료시키고, 운전자에 의해 요구되고 있는 발진 방향의 구동력을 차량(1)에 발생시키도록 SR 모터(2)를 제어한다. 즉, ECU(4)는, 차량(1)을 발진시킬 수 있는 토크를 출력 가능한 회전 위치까지 제1 전류 제어에 의해 로터(22)가 역방향으로 회전한 후에 차량(1)을 발진시키는 회전 방향(정회전 방향)으로 로터(22)를 회전시키는 전류 제어(통상 제어)를 실행한다.

이와 같이, 본 실시 형태의 차량 제어 장치(100)는, 발진 필요 토크를 출력 가능한 회전 위치까지 제1 전류 제어에 의해 로터(22)를 역회전시킴으로써, 차량(1)의 발진 성능을 향상시킬 수 있다.

여기서, 「차량(1)을 발진시킬 수 있는 토크를 출력 가능한 회전 위치」는, 통상 최대 토크 Tmax0이 발진 필요 토크 이상으로 되는 회전 위치인 것이 바람직하다. 단, 이 대신에, 제2 최대 토크 Tmax2가 발진 필요 토크 이상으로 되는 회전 위치가 채용되어도 된다. 즉, 제1 전류 제어는, 제2 전류 제어에 의해 차량(1)이 발진 가능해지는 회전 위치까지 로터(22)를 역회전시키는 제어여도 된다.

ECU(4)는, 제1 전류 제어에 의한 로터(22)의 회전 위치의 변화량을 최소로 하도록, 로터(22)의 목표 회전 위치를 결정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 전류 제어에 의해 로터(22)를 역회전시키고 있는 동안에, 통상 제어 및 제2 전류 제어 중 어느 하나에 의해 발진 가능해지면, 그 시점에서 제1 전류 제어를 종료하고 차량(1)을 발진시키는 것이 바람직하다. ECU(4)는, 로터(22)의 역회전량의 목표값을 미리 결정해도 된다. 예를 들어, 제2 전류 제어에 의한 발진을 가능하게 하기 위해 필요한 로터(22)의 역회전량이, 통상 제어에 의한 발진을 가능하게 하기 위해 필요한 로터(22)의 역회전량보다도 작다고 추정되었다고 하자. 이 경우, 제2 전류 제어에 의한 발진을 가능하게 하는 최소의 역회전량을 로터(22)의 역회전량의 목표값으로 하여 제1 전류 제어를 실행하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 ECU(4)는, 차량(1)을 발진시키는 회전 방향(정회전 방향)의 토크이며, 또한 통상의 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크보다도 큰 토크를 SR 모터(2)에 일시적으로 출력시키는 제2 전류 제어를 실행 가능하다. ECU(4)는, SR 모터(2)의 통상 최대 토크 Tmax0(통상의 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크)에 의해 차량(1)이 발진하지 않는(스텝 S30-"아니오") 경우, 제2 전류 제어를 제1 전류 제어보다도 우선하여 실행한다. 본 실시 형태에서는, 제2 전류 제어를 실행 가능(스텝 S50-"예")하고, 또한 제2 전류 제어에 의해 발진 가능(스텝 S60-"예")한 경우, 우선 제2 전류 제어가 실행되도록 제어 플로우가 구성되어 있다. 제2 전류 제어를 실행할 수 없는 경우, 혹은 제2 전류 제어에 의해서도 차량(1)을 발진시킬 수 없는 경우에는, 제1 전류 제어가 실행된다. ECU(4)는, 제2 전류 제어를 제1 전류 제어보다도 우선하여 실행함으로써, 발진 응답성을 높여 차량(1)의 발진 성능을 향상시킨다.

본 실시 형태의 ECU(4)는, 제1 전류 제어에 있어서, SR 모터(2)의 여자를 정지함(스텝 S90)으로써 차량(1)에 작용하는 중력에 의해 로터(22)를 역회전 방향으로 회전시킨다. 등판시 등, 모터 토크에 의해 차량(1)을 발진시킬 수 없는 상황에서는, 로터(22)에 대해 중력에 기인하는 역회전 방향의 토크가 작용하고 있다. 이 상황에서는, SR 모터(2)의 여자를 정지함으로써, 로터(22)를 역회전시키는 것이 가능하다. 따라서, SR 모터(2)에 의한 전력 소비를 억제하면서 로터(22)를 역회전시킬 수 있어, 차량(1)의 발진 성능의 향상과 연비의 저감을 양립할 수 있다.

본 실시 형태의 ECU(4)는, 제1 전류 제어에 있어서, SR 모터(2)의 여자를 소정 기간 정지해도 로터(22)가 역회전 방향으로 회전하지 않는(스텝 S80-"예") 경우, SR 모터(2)에 역회전 방향의 토크를 출력시켜(스텝 S130), 로터(22)를 역회전 방향으로 회전시킨다. ECU(4)는, 모터 토크에 의해 로터(22)의 역회전을 촉진시킴으로써, 로터(22)의 회전 위치를 조절하여 차량(1)의 발진 성능을 향상시킨다.

본 실시 형태의 ECU(4)는, SR 모터(2)의 통상 최대 토크 Tmax0(통상의 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크)에 의해 차량(1)이 발진하지 않는(스텝 S30-"아니오") 경우이며, 또한 차량(1)의 발진 방향이 등판 방향인 경우, 제1 전류 제어에 있어서, SR 모터(2)에 역회전 방향의 토크를 출력시켜 로터(22)를 역회전 방향으로 회전시키도록 해도 된다. ECU(4)는, 스텝 S50 또는 스텝 S60에서 부정 판정되어 제1 전류 제어를 실행하는 경우, 토크 저감 제어(스텝 S90)를 실행하는 일 없이, 역토크 출력 제어(스텝 S130)를 실행하도록 해도 된다. 등판 방향으로 발진하는 경우, 차량(1)에는 중력에 의한 강판 방향의 힘이 작용하고 있다. 이로 인해, 운전자는, SR 모터(2)가 역토크를 출력하였다고 해도 위화감을 느끼기 어렵다고 생각된다. ECU(4)는, 역토크 출력 제어에 의해 로터(22)를 역회전시킴으로써, 발진 응답성을 향상시킨다.

본 실시 형태에 관한 차량 제어 장치(100)는, 발진 가능한 구배의 최대값을 증가시킬 수 있어, 차량(1)의 발진 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 차량 제어 장치(100)는, 통상 제어에 의해 발진 가능한지 여부를 미리 판정하여 제1 전류 제어 또는 제2 전류 제어를 실행함으로써, 발진 필요 토크에 대해 모터 토크가 부족한 상태에서 SR 모터(2)를 계속 역행시키는 불필요한 여자를 억제할 수 있다. 이에 의해, 발진 응답성의 향상이나, 연비의 향상, SR 모터(2)의 온도 상승에 대한 보호 등이 가능해진다.

도 8을 참조하여, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에 대해서는, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다. 도 8은, 제2 실시 형태에 관한 동작을 나타내는 흐름도이다. 제2 실시 형태에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 다른 점은, 차량(1)이 발진 가능한지 여부를 예측하여 실행하는 제어(통상 제어, 제1 전류 제어, 제2 전류 제어)를 선택할 뿐만 아니라, 각 제어를 실행한 결과, 로터(22)가 실제로 회전하였는지 여부를 판정하여 실행하는 제어를 다시 선택하는 점이다.

예를 들어, 발진시에 단차에 올라앉는 경우, 차량(1)을 발진시키기 위해서는, 노면의 구배에 따른 발진 필요 토크보다도 큰 토크가 필요해지는 경우가 있다. 이러한 경우, 노면의 구배에 기초하여 통상 제어에 의해 발진 가능하다고 판단되어 통상 제어가 개시되었다고 해도, 실제로는 주행 저항이 지나치게 커, SR 모터(2)가 회전을 개시할 수 없는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 통상 제어 및 제2 전류 제어를 실행한 결과로서 실제로 로터(22)가 회전하였는지 여부가 판정된다. 통상 제어에 의해 로터(22)가 회전하지 않는 경우, 제2 전류 제어에 의한 토크 업이나, 제1 전류 제어에 의한 로터(22)의 역회전이 실행된다. 또한, 제2 전류 제어에 의해 로터(22)가 회전하지 않는 경우, 제1 전류 제어에 의한 로터(22)의 역회전이 실행된다. 따라서, 본 실시 형태의 발진 제어에 의하면, 발진시에 단차에 올라앉는 경우 등 주행 저항이 큰 상황에 있어서, 적절한 제어를 선택하여 차량(1)의 발진 성능을 향상시킬 수 있다.

도 8을 참조하여, 제2 실시 형태의 제어에 대해 설명한다. 도 8에 나타내는 제어 플로우에 있어서, 제1 실시 형태의 제어(도 7)와 다른 점은, 스텝 S45, 스텝 S75 및 스텝 S150 내지 스텝 S230이 추가되어 있는 점이다.

도 8의 흐름도에 있어서, 스텝 S10으로부터 스텝 S40까지는 상기 제1 실시 형태의 스텝 S10 내지 스텝 S40과 마찬가지이다. 스텝 S30에서 부정 판정된 경우, 도 7에 나타내어지는 상기 제1 실시 형태의 흐름도 스텝 S50 내지 스텝 S130과 동일한 프로세스가 실행된다. 제2 실시 형태에서는, 스텝 S40이 실행되면 스텝 S45로 진행한다. 스텝 S45에서는, ECU(4)가, 위치 검출부(3)의 검출 결과에 기초하여 로터(22)가 회전하고 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S45에서 긍정 판정된 경우(스텝 S45-"예")에는 프로세스는 종료되고, 부정 판정된 경우(스텝 S45-"아니오")에는 스텝 S150으로 진행한다.

도 8의 스텝 S150은, 상기 제1 실시 형태의 스텝 S50과 마찬가지이다. 스텝 S160에서는, ECU(4)가, 제2 전류 제어에 의해 발진 가능한지 여부를 판정한다. 스텝 S160에 있어서, ECU(4)는, 제2 전류 제어에 의해 현재의 요구 모터 토크를 출력 가능한지 여부를 판정한다. 액셀러레이터 개방도에 따른 요구 모터 토크의 크기가 제2 최대 토크 Tmax2의 크기를 상회하고 있는 경우, 제2 전류 제어에 의해서도 차량(1)을 발진시킬 수 없다고 생각된다. ECU(4)는, 요구 모터 토크의 크기가 제2 최대 토크 Tmax2의 크기 이하인 경우, 스텝 S160에서 긍정 판정(스텝 S160-"예")하여 스텝 S170으로 진행하고, 요구 모터 토크의 크기가 제2 최대 토크 Tmax2의 크기를 상회하고 있는 경우, 스텝 S160에서 부정 판정(스텝 S160-"아니오")하여 스텝 S180으로 진행한다.

도 8의 스텝 S170에 있어서, ECU(4)는, 제2 전류 제어를 실행한다. 스텝 S170의 제2 전류 제어에 있어서의 SR 모터(2)에 대한 요구 토크의 크기는, 운전자의 가속 조작에 따른 요구 모터 토크의 크기와 동일한 것이 바람직하다. 제2 실시 형태에서는, 스텝 S170이 실행되면, 스텝 S175로 진행한다. 스텝 S175에서는, ECU(4)가, 위치 검출부(3)의 검출 결과에 기초하여 로터(22)가 회전하고 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S175에서 긍정 판정된 경우(스텝 S175-"예")에는 본 제어 플로우는 종료하고, 부정 판정된 경우(스텝 S175-"아니오")에는 스텝 S180으로 진행한다. 도 8에 있어서, 스텝 S180으로부터 스텝 S230까지는 상기 제1 실시 형태의 스텝 S80으로부터 스텝 S130과 마찬가지이다. 즉, 로터(22)가 역치 시간 이상 정지하고 있다고 긍정 판정된 경우(스텝 S180-"예"), 역토크 출력 제어(스텝 S230)가 실행된다. 스텝 S180에서 부정 판정된 경우(스텝 S180-"아니오")에는 스텝 S190에서 비통전 제어가 실행되고, 로터(22)가 정지하고 있다고 긍정 판정된 경우(스텝 S200-"예")에는 스텝 S210으로 진행하여 정지 시간의 카운트가 계속된다. 스텝 S200에서 부정 판정된 경우(스텝 S200-"아니오")에는 스텝 S220으로 진행하여 정지 시간이 리셋된다.

도 9를 참조하여, 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에 대해서는, 상기 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다. 도 9는 제3 실시 형태에 관한 동작을 나타내는 흐름도이다. 제3 실시 형태의 ECU(4)는, 통상 제어에 의해 발진 가능하다고 판정되지 않는 경우(스텝 S30-"아니오")에, 제2 전류 제어를 실행하는 일 없이 제1 전류 제어를 실행한다. 또한, ECU(4)는, 차량(1)을 등판 방향으로 발진시키는 경우, 도 7에 나타내어지는 제1 실시 형태의 흐름도의 스텝 S80의 토크 저감 제어를 실행하는 일 없이, 스텝 S130의 역토크 출력 제어를 실행한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 흐름도에서는, 제2 전류 제어에 관한 스텝(예를 들어, 도 7의 스텝 S50 내지 스텝 S70)은 마련되어 있지 않다. 도 9의 흐름도에 있어서, 스텝 S10으로부터 스텝 S40까지는 상기 제1 실시 형태의 스텝 S10 내지 스텝 S40과 마찬가지이다. 스텝 S30에서 부정 판정이 이루어진 경우, 스텝 S55로 진행하여, 등판 방향으로 발진하는지 여부가 ECU(4)에 의해 판정된다. ECU(4)는, 구배 센서(10)의 검출 결과에 기초하여, 차량(1)을 등판 방향으로 발진시킨다고 긍정 판정한 경우(스텝 S55-"예")는 스텝 S130으로 진행하고, 부정 판정한 경우(스텝 S55-"아니오")에는 스텝 S80으로 진행한다. 또한, ECU(4)는, 차량(1)이 등판 방향으로 발진하려고 하고 있는 경우이며, 노면의 구배의 크기가 소정값 이상인 경우에 스텝 S55에서 긍정 판정해도 된다. 도 9의 흐름도에 있어서, 스텝 S80으로부터 스텝 S130까지는 상기 제1 실시 형태의 스텝 S80 내지 스텝 S130과 마찬가지이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 ECU(4)는, 통상 최대 토크 Tmax0(통상의 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크)에 의해 차량(1)이 발진하지 않는 경우이며, 또한 차량(1)의 발진 방향이 등판 방향인(스텝 S55-"예") 경우, 제1 전류 제어에 있어서, SR 모터(2)에 역회전 방향의 토크를 출력시켜 로터(22)를 역회전 방향으로 회전시킨다(스텝 S130). 따라서, 운전자에 의한 발진 요구가 있고 나서 실제로 차량(1)이 발진할 때까지의 응답성을 향상시킬 수 있다.

상기 실시 형태의 제1 변형예에 대해 설명한다. 상기 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 있어서, 제1 전류 제어의 2개의 제어 및 제2 전류 제어의 우선 순위는 예시한 순위에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 전류 제어가 제2 전류 제어보다도 우선적으로 실행되어도 되고, 제1 전류 제어에 있어서 토크 저감 제어보다도 역토크 출력 제어가 우선적으로 실행되어도 된다.

다음으로, 상기 실시 형태의 제2 변형예에 대해 설명한다. 상기 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 있어서, 적용 대상 차량은 예시한 차량에는 한정되지 않는다. 도 10은, 각 실시 형태의 제2 변형예에 관한 차량의 개략 구성도이다. 제2 변형예에 관한 차량(101)에 있어서, 상기 각 실시 형태의 차량(1)과 다른 점은, 전륜 구동원(30)을 구비하는 점이다. 전륜 구동원(30)은, 엔진(31) 및 모터 제너레이터(32)를 갖는다. 엔진(31)과 모터 제너레이터(32)는, 예를 들어 직렬로 접속되어 있어도 되고, 유성 기어 기구 등의 차동 기구를 통해 동력을 분할 가능하도록 접속되어 있어도 된다. 전륜 구동원(30)의 출력축은, 변속기(33)를 통해 차동 기어 세트(34)에 접속되어 있다. 차동 기어 세트(34)는 좌우의 구동축(35)을 통해 전륜(5FL, 5FR)에 접속되어 있다. 변속기(33)는, 전륜 구동원(30)으로부터 전륜(5FL, 5FR)까지의 변속비를 제어한다. 엔진(31), 모터 제너레이터(32) 및 변속기(33)는, ECU(4)에 의해 제어된다.

ECU(4)는, 액셀러레이터 개방도 등으로부터 산출되는 요구 구동력에 기초하여, 전륜 구동원(30)의 출력 토크 및 SR 모터(2)의 출력 토크를 각각 결정한다. 따라서, 본 변형예에서는, 요구 구동력을 발생시키는 토크 중, SR 모터(2)가 분담하는 토크가 요구 모터 토크로 된다.

본 변형예의 차량(101)에서는, ECU(4)는, 예를 들어 이하와 같이 하여 통상 제어에 의해 발진 가능한지 여부를 판정한다. 상기 제1 실시 형태(도 7 참조)를 예로 설명하면, 스텝 S30에 있어서, ECU(4)는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 발진 필요 토크를 산출한다. ECU(4)는, 전륜 구동원(30)의 허용 범위 내의 최대 토크 Tmax30 및 검출된 로터(22)의 회전 위치에 따른 SR 모터(2)의 통상 최대 토크 Tmax0을 산출한다. 여기서, 최대 토크 Tmax30은, 구동축(35) 상의 토크로 환산한 값이다. ECU(4)는, 상기 제1 실시 형태의 스텝 S30에 있어서, 조건 (3) 대신에, 하기의 조건 (4)를 사용한다. (4) 전륜 구동원(30)이 최대 토크 Tmax30을 출력하고, 또한 SR 모터(2)가 통상 최대 토크 Tmax0을 출력한 경우의 합계 차륜 토크의 크기가, 발진 필요 토크의 크기보다도 작다. ECU(4)는, 조건 (1), (2) 및 (4)가 모두 성립되는 경우에 스텝 S30에서 부정 판정한다.

ECU(4)는, 스텝 S60에 있어서, SR 모터(2)가 제2 최대 토크 Tmax2를 출력함으로써 합계 차륜 토크가 발진 필요 토크 이상으로 되는 경우, 제2 전류 제어에 의해 발진 가능하다고(스텝 S60-"예") 판정할 수 있다.

이상과 같이, SR 모터(2) 외에도 구동원이 탑재되어 있는 차량(101)에서는, 각 구동원이 허용 범위 내의 최대 토크를 출력해도 차량(1)을 발진시킬 수 없는 경우, 제1 전류 제어나 제2 전류 제어가 실행된다.

상기한 각 실시 형태 및 각 변형예에 개시된 내용은, 적절하게 조합하여 실행할 수 있다.

Claims (8)

1. 로터 및 스테이터를 갖고, 주행용 구동원으로서 차량에 탑재된 스위치드 릴럭턴스 모터와,
   상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류 제어를 행하는 제어부를 구비하고,
   상기 제어부는 상기 차량을 발진시키는 회전 방향의 토크이며, 또한 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크를 출력해도 상기 차량을 발진시킬 수 없는 경우, 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크보다도 큰 토크를 상기 스위치드 릴럭턴스 모터에 출력하는 제2 전류 제어를 1차적으로 실행하고,
   상기 제2 전류제어의 실행 후에 요구 모터 토크가 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크 이하가 된 경우에, 상기 제2 전류 제어를 종료시키는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 전류 제어에서 공급되는 전류값은 상기 로터의 회전 위치의 전역에 걸쳐 항상 통상의 상기 전류 제어에서 공급되는 전류값보다 크도록 구성된, 차량 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 차량을 발진시키는 회전 방향과는 역방향으로 상기 로터를 회전시키는 제1 전류 제어를 실행하고, 상기 차량을 발진시킬 수 있는 토크를 출력 가능한 회전 위치까지 상기 제1 전류 제어에 의해 상기 로터가 상기 역방향으로 회전한 후에 상기 차량을 발진시키는 회전 방향으로 상기 로터를 회전시키는 제어를 실행하는, 차량 제어 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 전류 제어 후에 상기 제1 전류 제어를 실행하는, 차량 제어 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 전류 제어에 있어서, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 여자를 정지하고 상기 차량에 작용하는 중력에 의해 상기 로터를 상기 역방향으로 회전시키는, 차량 제어 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 전류 제어에 있어서, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 여자를 소정 기간 정지해도 상기 로터가 상기 역방향으로 회전하지 않는 경우, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터에 상기 역방향의 토크를 출력시키고 상기 로터를 상기 역방향으로 회전시키는, 차량 제어 장치.
7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제어부는 통상의 상기 전류 제어에 의해 출력 가능한 최대 토크에 의해 상기 차량이 발진하지 않는 경우이며, 또한 상기 차량의 발진 방향이 등판 방향인 경우, 상기 제1 전류 제어에 있어서, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터에 상기 역방향의 토크를 출력시키고 상기 로터를 상기 역방향으로 회전시키는, 차량 제어 장치.
8. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 전류 제어에 의해 로터를 상기 역방향으로 회전시키고 있는 동안에, 통상의 상기 전류 제어 및 제2 전류 제어 중 어느 하나에 의해 발진 가능해지면, 그 시점에서 제1 전류 제어를 종료하고 통상의 상기 전류 제어 및 제2 전류 제어 중 발진 가능한 제어에 의해 차량을 발진시키는, 차량 제어 장치.

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