JPH04165905A - 電気自動車の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気自動車の駆動制御装置、特にアクセル及
びブレーキが共にオンの場合の制御手段の改良に関する
。

［従来の技術］ 電気自動車は、モータをバッテリにより駆動して走行す
る自動車である。モータとしては、例えば三相誘導電動
機か用いられる。三相誘導電動機を用いた場合、バッテ
リから出力される直流電圧をインバータにより三相交流
電圧に変換して、この三相交流電圧によりモータを駆動
する。

インバータにより直流から交流への電力変換を行うに当
たっては、この変換に係る動作をアクセル開度等に応じ
て制御する必要がある。このため、電気自動車にはＥＣ
Ｕか設けられる。ＥＣＵはアクセル開度等に応して電気
自動車の駆動に必要なトルクをモータにおいて発生させ
るべく、インハ−夕にトルク指令を発して制御する。

また、ＥＣＵは、アクセル開度のみならすブレーキのオ
ン／オフに関する情報をも取り込み制御を行う。すなわ
ち、ブレーキがオンした場合には、ＥＣＵは零値のトル
ク指令を発する等の手段によって、モータを制動し、電
気自動車を停止させる。

これらの制御、すなわちアクセル開度、ブレーキオン／
オフに応じた制御は、通常ＥＣＵ内部に格納されるマツ
プに基づき実行される。

例えば、アクセル開度に基づく制御は、モータの回転数
とモータの最大／最小トルクの関係を示すマツプに基づ
き実行される。この場合、最大トルク、最小トルク及び
アクセル開度によりトルク指令値Ｔを決定する。すなわ
ち、次の式に従う。

％式％ たたし、Ｔｍａｘは現在のモータ回転数によりマツプを
参照して得た最大トルク、Ｔｍ１ｎは同様にして得た最
小トルク、Ａｃはアクセル開度、Ａｃｆは最大のアクセ
ル開度である。

また例えば、ブレーキに基づく制御は、モータの回転数
とモータの制動トルクの関係を示すマツプに基づき実行
される。この場合、アクセルオン時の制御と異なり、回
転数に一意に対応したトルクがトルク指令値となる。

ところで、以上のような制御を行う場合、アクセルとブ
レーキか共にオンした場合、すなわち電気自動車の操縦
者が右足でアクセルペダルを踏み込みつつ左足でブレー
キペダルを踏み込んだ場合における制御をいかに行うか
が問題となる。

従来から、この場合の制御方法としては種々のものが提
案されている。

第１にあげられる方法としては、アクセルを優先させブ
レーキがオンしたことは無視する制御方法かある。この
方法の場合、アクセル開度に応したトルクが発生するこ
とになる。

第２にあげられる方法としては、ブレーキを優先させア
クセルかオンしたことは無視する制御方法がある。この
方法の場合、アクセル開度の如何にかかわらず、ブレー
キオンの場合のマツプを用いて回転数に応じてトルクを
発生させる。

第３にあげられる方法は、本願出願人か先に提案した方
法である（特開平１−１５２９０１号公報参照）。この
方法は、アクセルとブレーキが共にオンした場合におい
てはアクセル開度をオフセットする方法である。すなわ
ち、この場合のアクセル開度は、以後の制御において新
たに零値のアクセル開度として取り扱われる。この方法
においては、アクセル開度を検出するアクセルセンサの
異常発生時等において操縦者の意思とは無関係に電気自
動車が走行することが防止される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の電気自動車の駆動制御装置におい
ては、アクセル、ブレーキが共にオンしている場合にお
いて問題点が生じていた。

まず、第１に掲げたアクセル優先の制御方法では、走行
中にアクセルセンサの異常が生じた場合に停止困難とな
る。例えば、アクセル開度を検出するアクセルセンサが
、実際にはアクセルが踏まれていないにもかかわらずア
クセルが踏まれていることを示す出力をしている状態（
ストール）となっていると、ブレーキを踏み込んでもこ
のブレーキに対してＥＣＵが応答せず、モータに制動か
掛からない。従って、停止又は減速が要求されている場
合にその要求を満たす動作が期待てきない。

次に、第２に掲げたブレーキ優先の制御方法では、坂道
発進ができないという問題が生じる。坂道発進しようと
する場合、先立ってブレーキを踏んでおいてその後にア
クセルを踏み込み、さらにブレーキを離すという操作を
行うと、アクセルとブレーキが共にオンしている状態で
はトルクか発生しないことになり、発進できない。

そして、本願出願人の先提案に係る制御方法では、第１
の方法において生じる問題点はないものの、第２の方法
と同様の問題点は生じ得る。また、アクセルを最大開度
まで踏み込んだ状態でブレーキか踏み込まれていると、
アクセル開度の零点を再設定することなしには、それ以
後の走行が不可能となる。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、アクセルセンサの異常か発生し
ている場合にも安全に停止・減速を行うことかでき、ア
クセルとブレーキが同時にオンしている状態においても
出力トルクを得て坂道発進を行うことができ、その後の
走行も継続することができる電気自動車の駆動制御装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、アクセル
オン時の出力トルク一回転数関係に係る第１のマツプを
格納する手段と、ブレーキオン時の出力トルク一回転数
関係に係る第２のマツプを格納する手段と、少なくとも
回転数か零の近傍の領域では第１のマツプと同様の出力
トルクー回転数関係を、かつ少なくとも回転数か所定の
正値以上の領域では第２のマツプと同様の出力トルクー
回転数関係を表す第３のマツプを格納する手段と、アク
セルがオンかつブレーキがオフの時には第１のマツプを
、アクセルがオフかつブレーキがオンの時には第２のマ
ツプを、アクセル及びブレーキが共にオンの時には第３
のマツプを選択する手段と、選択されたマツプ及び現在
のモータの回転数に基づきモータの出力トルクを制御す
る手段と、を備えることを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、アクセルのオン／オフ、ブレーキの
オン／オフに応じてマツプの選択が異なり、、それぞれ
選択されるマツプ及びモータの回転数に応じてトルク制
御が行われる。

まず、アクセルのみがオンしている場合においては第１
のマツプが選択され、この第１のマツプに係る出力トル
ク一回転数関係に基づきモータか制御される。また、ブ
レーキのみかオンしている場合には、第２のマツプが選
択されるため、第２のマツプに係る出力トルク一回転数
関係に基づきモータが制御される。これらの動作は、従
来のトルク制御と同様の動作である。

そして、アクセルとブレーキが共にオンしている場合に
は、第３のマツプが選択される。この第３のマツプは本
発明の特徴に係るマツプであり、このマツプに基っきモ
ータのトルク制御が実行される。この場合、回転数か零
の近傍の領域では第１のマツプに係るアクセルオン時と
同様の制御が、回転数が所定の正値以上の領域では第２
のマツプに係るブレーキオン時と同様の制御が、それぞ
れ実行される。

従って、回転数が大きな状態で、アクセルセンサにスト
ールか発生する等、装置への人力に係るアクセル開度が
不正確なものとなった場合にも、ブレーキ操作を行うこ
とによりブレーキオン時の動作に移行する。この結果、
安全に停止・減速が実行される。

また、アクセル開度が零近傍の領域においてはブレーキ
がオンしているか否かにかかわらず出力トルクが発生す
るため、左足ブレーキ、右足アクセルによる坂道発進が
可能になる。このとき、アクセルを最大開度まで踏み込
んでも以後の走行か不能になるなどの不具合は生じない
。

このように、安全性か向上し、坂道発進が可能となる。

［実施例コ 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説明
する。

第１図には、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動
制御装置の装置構成か示されている。

この図に示される装置は、例えば直流２００Ｖの電圧を
出力するバッテリ１０と、バッテリ１０から出力される
直流電圧を三相交流電圧に変換して出力するインバータ
１２と、インバータ１２から出力される三相交流電圧に
により回転駆動する三相誘導電動機であるモータ１４と
、を備えている。

すなわち、モータ１４はバッテリ１０の電力により駆動
される。

また、この図においては、モータ１４の回転数を検出す
る回転数センサ１６か示されており、さらに、回転数セ
ンサ１６の出力である回転数Ｎ１図示しないアクセルセ
ンサにより検出されるアクセル開度Ａｃ、及び同様に図
示しないブレーキスイッチにより検出されるブレーキオ
ン／オフの各情報に基づきインバータ１２を制御するＥ
ＣＵＩ８が示されている。

すなわちインバータ１２は、回転数Ｎ１アクセル開度Ａ
ｃ、ブレーキオン／オフの各情報に基づきＥＣＵ１８に
より制御される。具体的には、ＥＣ’Ｕ　１８は後述す
る制御フローに従ってトルク指令値を決定し、インバー
タ１２にこの値を有するトルク指令を発する。

第２図には、この実施例におけるＥＣＵ１８の制御フロ
ーが示されている。この図に示されるフローは、第３図
乃至第５図に示されるマツプの選択に係る動作である。

以下、第２図に基つき第３図乃至第５図を参照しつつ、
ＥＣＵ１８の動作を説明する。

この実施例においては、動作開始後にＥＣＵ１８がブレ
ーキのオン／オフについて判定する（１００）。すなわ
ち、ブレーキスイッチかオンされているかどうかがＥＣ
Ｕ１８により判定される。

オンしていないと判定された場合、操縦者か少なくとも
電気自動車の停止・減速を求めていないと見なぜるため
、モータ］４にトルクを発生さぜるべくアクセル開度Ａ
ｃ及び回転数Ｎが入力される（１．０２）。すなわち、
アクセルオフザにより検出されるアクセル開度ＡｃがＥ
　ＣＵ　１．８に取り込まれ、また回転数センサ１６に
より検出される回転数Ｎが取り込まれる。

この場合、入力されるアクセル開度Ａｃ及び回転数Ｎに
基つき、第３図のアクセル時マツプを参照してトルク指
令値が決定される（１０４）。アクセル時マツプは、Ｅ
ＣＵ１８内部に記憶格納されている。なお、後述する第
４図及び第５図のマツプも同様に記憶格納されているも
のとする。

アクセル時マツプは、斜線で示される範囲内において回
転数Ｎに出力トルクＴを対応付けるマツプである。すな
わちある回転数Ｎには、斜線部の上縁の値である最大ト
ルクＴｍａｘから、下縁の値である最小トルクＴｍ１ｎ
までの値が対応付けられており、この範囲のトルクから
式（１）に基づき按分により指令すべきトルク値Ｔ（ト
ルク指令値）が決定される。

このようにして決定されたＩ・ルク指令値Ｔによりトル
ク指令が発せられ（１０６）、モータ］４のトルクが制
御される。この後、判定１００に戻る。

判定１００においてブレーキがオンしていると判定され
た場合には、引き続き判定１０８が実行される。判定１
０８においては、アクセルかオンしているか否かが判定
される。この判定は、アクセル開度Ａｃに基づいて、又
は別に設けたスイッチの状態に基ついて、実行する。

この判定１０８の結果、オンしていないと判定された場
合には、ブレーキオンかつアクセルオフであり操縦者か
電気自動車を停止又は減速させようとしている状態と見
なせるため、第４図のブレーキ時マツプに基づき制動に
係るトルク指令値Ｔが決定される（１１０）。この場合
、第４図に示されるように、回転数Ｎに応じて一意にト
ルク指令値Ｔが決定される。この後、ステップ１０６に
よるトルク指令が実行される。

以上の動作は、従来と同様の動作である。すなわち、ア
クセルのみが踏まれている場合にはアクセル時マツプに
基づき、ブレーキのみが踏−まれでいる場合にはブレー
キ時マツプに基づき、従来と同様の制御が実行され、電
気自動車は従来と同様に加速、減速、停止する。

判定１０８においてオンしていると判定された場合には
、アクセル、ブレーキともにオンしている状態であるた
め、本発明の特徴に係る制御動作が実行される。

まず、ステップ１０２と同様、アクセル開度ＡＣ及び回
転数Ｎの入力が実行される（］、１．２）。

次に、第５図の坂道発進時マツプに基づきｉ・ルク指令
値Ｔか決定される（１１４）。このマツプは、回転数Ｎ
がＡ以下ではアクセル時マツプと同様の内容を、回転数
ＮがＢ以上ではブレーキ時マツプと同様トルクが一意に
決定されかつ制動側のトルク値となる内容を、それぞれ
有するマツプである。

Ａ以上Ｂ以下では、両内容が緩やかに遷移する内容とな
っている。なお、Ａは例えば百数十ｒｐｍ程度の値に設
定され、Ｂはエンジンブレーキ相当の制動を開始させる
べくＡの値を考慮して設定される。

従って、回転数ＮかＢ以下の場合には式（１）に基づき
按分により、Ｂ以上の場合にはステップ１１０と同様に
、トルク指令値Ｔか決定される。

このようにして決定された！・ルク指令値Ｔは、ステッ
プ１０６によるトルク指令に用いられる。

この本発明の特徴に係る動作を操縦者の操作及びアクセ
ルセンサの状態に即して説明すると以下のようになる。

まず、操縦者が坂道発進を行おうとしている場合を考え
る。この場合、発進時の回転数トＪはＯであるため、ブ
レーキのオン／オフに関わり無く、従来におけるアクセ
ルオン時と同様のトルクが発生する。これは、ブレーキ
がオフしていれば坂道発進時マツプが、オンしていれば
（左足ブレーキ、右足アクセルの状態であれば）回転数
Ｎ＝０近傍で坂道発進時マツプと同一の内容のアクセル
時マツプか、それぞれ選択されることによる。

この後、モータ１４の回転数Ｎは徐々に上昇する。通常
、操縦者は、左足ブレーキ、右足アクセルの状態を長く
継続することはなく、アクセル踏み込みから比較的短時
間でブレーキを離す。すると、ブレーキかオフされるの
に伴い、アクセル時マツプか選択される。この選択は比
較的短時間の内に行われるため、選択に係るマツプの変
更によるフィーリング上の違和感は生じない。例えば回
転数ＮがＡに至る以前にブレーキが離された場合にはそ
のまま滑らかに、ブレーキ操作がやや遅れた場合にもＢ
に至る以前にブレーキが離されれば比較的滑らかに、ア
クセル時マツプの動作に移行する。

次に、走行中にアクセルに異常が生し、アクセルか踏み
込まれていないにもかかわらず踏み込まれている旨を示
すアクセル開度が得られている場合を考える。

この場合、ＥＣＵ１８にとっては、アクセルかオンして
いるのと同様の状態となる。このときブレーキか踏まれ
ると、坂道発進時マツプが選択される。

坂道発進時マツプが選択されたとき、モータ］４の回転
数Ｎが大きい場合、例えばＢ以上である場合、ガソリン
ＡＴ車であればエンジンブレーキに相当する制動トルク
か発生する。これは、坂道発進時マツプのＢ以上の部分
がブレーキ時マツプに類似する内容となっていることに
よる。従って、モータ１４が制動され、回転数Ｎか迅速
に低下する。

この後回転数ＮかＡ以下に至った場合、及び坂道発進時
マツプが選択された時点での回転数Ｎかすでに小さい場
合には、アクセル時マツプと同様のトルクか発生する。

しかし、この時には回転数Ｎか小さいため、エネルギー
が小さく制動も容易である。

そして、発進時に同様のアクセル異常か生じた場合を考
える。この場合、ブレーキを踏み込むと坂道発進時マツ
プに基つきトルクか発生する。操縦者は、このトルクを
察知して発進を中止する等、対応でき、そのまま回転数
Ｎが上昇してもトルクか小さくなるため安全な運行が可
能である。

従って、本実施例においては、左足ブレーキによる坂道
発進を実行できる。また、アクセルセンサ等の以上によ
りアクセル開度を正確に検出できない場合でも、安全性
を維持できる。さらには、左足ブレーキ時にアクセルを
全開した場合にも以後の走行が不能とならない。

第６図には、第３のマツプの他の一例が示されている。

この図に示されるマツプは、回転数Ｎか負の領域におい
ても制動に係るトルクとなるよう設定されている。この
ようなマツプを用いても前述の効果を得ることができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、第１のマツプ、
第２のマツプに加え、第３のマツプを格納し、アクセル
とブレーキが共にオンしている場合に第３のマツプに基
づきトルク制御を実行するようにしたため、いわゆる左
足ブレーキにより坂道発進を行うことができる。また、
第３のマツプが少なくとも回転散大の領域では制動の、
零近傍ではアクセル時と同様の、トルクを表すため、ア
クセルセンサの異常が発生している場合における安全性
か維持向上する。さらに、アクセル開度のオフセットを
行わないため、ブレーキオンの状態でアクセルを全開し
た後にも走行を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動制
御装置の構成を示すブロック図、第２図は、この実施例
におけるＥＣＵの動作を示すフローチャート図、 第３図は、この実施例におけるアクセル時マツプを示す
図、 第４図は、この実施例におけるブレーキ時マツプを示す
図、 第５図は、この実施例における坂道発進時マツプを示す
図、 第６図は、この実施例における坂道発進時マツプの他の
一例を示す図である。 １４　・・・　モータ １６　・・・　回転数センサ １８　・・　ＥＣＵ Ａｃ　　・・・　アクセル開度 Ｎ　・・・　回転数 Ｔ　・・・　トルク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アクセルオン時の出力トルク一回転数関係に係る第１の
   マップを格納する手段と、 ブレーキオン時の出力トルク一回転数関係に係る第２の
   マップを格納する手段と、 少なくとも回転数が零の近傍の領域では第１のマップと
   同様の出力トルク一回転数関係を、かつ少なくとも回転
   数が所定の正値以上の領域では第２のマップと同様の出
   力トルク一回転数関係を表す第３のマップを格納する手
   段と、 アクセルがオンかつブレーキがオフの時には第１のマッ
   プを、アクセルがオフかつブレーキがオンの時には第２
   のマップを、アクセル及びブレーキが共にオンの時には
   第３のマップを選択する手段と、 選択されたマップ及び現在のモータの回転数に基づきモ
   ータの出力トルクを制御する手段と、を備えることを特
   徴とする電気自動車の駆動制御装置。