(57)【要約】【課題】電動機の過熱を抑制すると共に乗員の違和感を軽減する。【解決手段】要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満であるときには（Ｓ１２０）、所定時間ｔｒｅｆに亘ってモータ２２から要求トルクＴｄ＊が出力されるようモータ２２を制御した後に（Ｓ２２０〜Ｓ２５０）、路面勾配θが登り勾配に大きくなるほど大きくなるよう下限トルクＴｍｉｎを設定して（Ｓ１４０，Ｓ２６０，Ｓ２７０）、モータ２２から出力されるトルクを下限トルクＴｍｉｎに至るまで減少させる（Ｓ１６０〜Ｓ１８０）。これにより、車両が登坂路をずり下がるから、モータ２２の各相コイルの特定の相に電流が集中している状態が緩和されてモータ２２の過熱を抑制することができ、下限トルクＴｍｉｎを路面勾配θが登り勾配に大きくなるほど大きくなるから、車両が登坂路をずり下がる際に加速感を緩和して乗員の違和感を軽減することができる。【選択図】図２
2010130890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に動力を出力可能な電動機が搭載された車両であって、
路面勾配を検出する勾配検出手段と、
アクセル操作量に基づいて前記電動機から出力すべき目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記検出された路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に前記電動機から出力するトルクの下限値である下限トルクを設定する下限トルク設定手段と、
登坂時に前記電動機から前記設定された目標トルクを出力しても前記車両が略停止している状態で所定のトルク減増条件が成立しているとき、前記設定された目標トルクが第１トルク以上であるときには前記電動機から出力されるトルクが前記第１トルクより小さい第２トルクに至るまで減少して該第２トルクに至った後に前記設定された目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御し、前記設定された目標トルクが前記第１トルク未満であるときには所定時間に亘って前記電動機から前記設定された目標トルクが出力されるよう前記電動機を制御する目標トルク出力制御を実行すると共に該目標トルク出力制御を実行した後に前記電動機から出力されるトルクが前記設定された下限トルクに至るまで減少して該下限トルクに至った後に前記設定された目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御する停止時制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記下限トルク設定手段は、前記下限トルクを前記第２トルク以上前記第１トルク未満のトルクとして設定する手段である
車両。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両であって、
前記第２トルクは、前記検出された路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に設定されるトルクである
車両。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つの請求項に記載の車両であって、
内燃機関と、
動力を入出力可能な発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
を備え、
前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能である
車両。
【請求項５】
車軸に動力を出力可能な電動機が搭載された車両の制御方法あって、
登坂時に前記電動機からアクセル操作量に基づく目標トルクを出力しても前記車両が略停止している状態で所定のトルク減増条件が成立しているとき、前記目標トルクが第１トルク以上であるときには前記電動機から出力されるトルクが前記第１トルクより小さい第２トルクに至るまで減少して該第２トルクに至った後に前記目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御し、前記目標トルクが前記第１トルク未満であるときには所定時間に亘って前記電動機から前記目標トルクが出力されるよう前記電動機を制御する目標トルク出力制御を実行すると共に該目標トルク出力制御を実行した後に前記電動機から出力されるトルクが路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向の下限トルクに至るまで減少して該下限トルクに至った後に前記目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御する
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、車軸に動力を出力可能な電動機が搭載された車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、駆動輪に動力を出力する走行用のモータが搭載されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、アクセルオフ時にモータから出力するトルクに登坂路における車両の釣り合いから計算した釣り合いトルクを反映させることにより、登坂路で停車している状態でブレーキオフしたときに穏やかなずり下がり感を運転者に与えることができるとしている。
【特許文献１】特開２００５−５１８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、上述の車両では、登坂時でモータから運転者のアクセル操作量に基づくトルクを出力しても車両が停止しているときにはモータの各相コイルのうち特定の相に電流が集中してモータが高温に至ることがあるため、モータから出力されるトルクを減少させて意図的に車両を後退させて電流が集中している状態を解消した後にモータからのトルクを増加させて車両を前進させようとするトルク減増制御を実行してモータの過熱を抑制している。こうしたトルク減増制御では、車両が登坂路における通常の挙動とは異なる挙動を示し乗員が違和感を覚えることがあるため、モータの過熱の抑制と乗員の違和感の軽減との両立を図ることが望まれている。トルク減増制御においてモータの過熱の抑制と運転者の違和感の軽減との両立を図る方法として、モータからのトルクを減少させる際のトルクの下限値を坂路の勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなるよう設定して後方へずり下がる際の加速感を緩和することが考えられるが、坂路の勾配が比較的大きいときにはモータからのトルクが比較的高めのトルクで減増することになるため、モータの過熱を適正に抑制できないことがある。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、電動機の過熱を抑制すると共に乗員の違和感を軽減することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
車軸に動力を出力可能な電動機が搭載された車両であって、
路面勾配を検出する勾配検出手段と、
アクセル操作量に基づいて前記電動機から出力すべき目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記検出された路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に前記電動機から出力するトルクの下限値である下限トルクを設定する下限トルク設定手段と、
登坂時に前記電動機から前記設定された目標トルクを出力しても前記車両が略停止している状態で所定のトルク減増条件が成立しているとき、前記設定された目標トルクが第１トルク以上であるときには前記電動機から出力されるトルクが前記第１トルクより小さい第２トルクに至るまで減少して該第２トルクに至った後に前記設定された目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御し、前記設定された目標トルクが前記第１トルク未満であるときには所定時間に亘って前記電動機から前記設定された目標トルクが出力されるよう前記電動機を制御する目標トルク出力制御を実行すると共に該目標トルク出力制御を実行した後に前記電動機から出力されるトルクが前記設定された下限トルクに至るまで減少して該下限トルクに至った後に前記設定された目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御する停止時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、登坂時に電動機からアクセル操作量に基づく目標トルクを出力しても車両が略停止している状態で所定のトルク減増条件が成立しているとき、目標トルクが第１トルク以上であるときには電動機から出力されるトルクが第１トルクより小さい第２トルクに至るまで減少して第２トルクに至った後に目標トルクまで増加するよう電動機を制御する。電動機から出力されるトルクを第２トルクに至るまで減少させるから、車両が登坂路をずり下がることになる。これにより、電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中している状態が緩和されるから、電動機の過熱を抑制することができる。そして、目標トルクが第１トルク未満であるときには所定時間に亘って電動機から目標トルクが出力されるよう電動機を制御する目標トルク出力制御を実行すると共に目標トルク出力制御を実行した後に電動機から出力されるトルクが路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向の下限トルクに至るまで減少して下限トルクに至った後に設定された目標トルクまで増加するよう電動機を制御する。所定時間に亘って目標トルク出力制御を実行するから、所定時間は登坂路をずり下がることが抑制されて、ずり下がりによる乗員の違和感を軽減することができる。また、所定時間に亘って目標トルク出力制御を実行した後は、電動機から出力されるトルクが路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向の下限トルクに至るまで減少させるから、車両が登坂路をずり下がることになり電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中している状態が緩和されて電動機の過熱を抑制することができ、下限トルクを路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に設定したから、車両が登坂路をずり下がる際の加速感を緩和することができ、乗員の違和感を軽減することができる。これにより、電動機の過熱を抑制すると共に乗員の違和感を軽減することができる。さらに、電動機から出力されるトルクを減少させた後は電動機から出力されるトルクを目標トルクまで増加させるから、アクセル操作量が大きくなり駆動要求が大きくなったときに迅速に駆動要求に応答することができる。ここで、「車両が略停止している状態」には、車両がほぼ停止していると判断可能な所定車速（例えば、２ｋｍ／時）以下の車速である状態などが含まれる。また、「第１トルク」には、車両が略停止している状態で電動機からトルクを出力したときに電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中することにより影響を迅速に解消すべきと判断可能なトルクなどが含まれる。さらに、「第２トルク」には、車両が略停止している状態で電動機からトルクを出力したときに、電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中した状態を継続させても差し支えないと判断可能なトルクなどが含まれる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記下限トルク設定手段は、前記下限トルクを前記第２トルク以上前記第１トルク未満のトルクとして設定する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、こうした本発明の車両において、前記第２トルクは、前記検出された路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に設定されるトルクであるものとすることもできる。こうすれば、目標トルクが第１トルク以上であるときにも、車両が登坂路をずり下がる際の加速感を緩和することができ、乗員の違和感を軽減することができる。
【００１０】
さらに、こうした本発明の車両において、内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備え、前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関と電動機とを備える車両においても、電動機の過熱を抑制すると共に乗員の違和感を軽減することができる。
【００１１】
本発明の車両の制御方法は、
車軸に動力を出力可能な電動機が搭載された車両の制御方法あって、
登坂時に前記電動機からアクセル操作量に基づく目標トルクを出力しても前記車両が略停止している状態で所定のトルク減増条件が成立しているとき、前記目標トルクが第１トルク以上であるときには前記電動機から出力されるトルクが前記第１トルクより小さい第２トルクに至るまで減少して該第２トルクに至った後に前記目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御し、前記目標トルクが前記第１トルク未満であるときには所定時間に亘って前記電動機から前記目標トルクが出力されるよう前記電動機を制御する目標トルク出力制御を実行すると共に該目標トルク出力制御を実行した後に前記電動機から出力されるトルクが路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向の下限トルクに至るまで減少して該下限トルクに至った後に前記目標トルクまで増加するよう前記電動機を制御する
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の車両の制御方法では、登坂時に電動機からアクセル操作量に基づく目標トルクを出力しても車両が略停止している状態で所定のトルク減増条件が成立しているとき、目標トルクが第１トルク以上であるときには電動機から出力されるトルクが第１トルクより小さい第２トルクに至るまで減少して第２トルクに至った後に目標トルクまで増加するよう電動機を制御する。電動機から出力されるトルクを第２トルクに至るまで減少させるから、車両が登坂路をずり下がることになる。これにより、電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中している状態が緩和されて、電動機の過熱を抑制することができる。そして、目標トルクが第１トルク未満であるときには所定時間に亘って電動機から目標トルクが出力されるよう電動機を制御する目標トルク出力制御を実行すると共に目標トルク出力制御を実行した後に電動機から出力されるトルクが路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向の下限トルクに至るまで減少して下限トルクに至った後に設定された目標トルクまで増加するよう電動機を制御する。所定時間に亘って目標トルク出力制御を実行するから、所定時間は登坂路をずり下がることが抑制されて、ずり下がりによる乗員の違和感を軽減することができる。また、所定時間に亘って目標トルク出力制御を実行した後は、電動機から出力されるトルクが路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向の下限トルクに至るまで減少させるから、車両が登坂路をずり下がることになり電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中している状態が緩和されて電動機の過熱を抑制することができ、下限トルクを路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に設定したから、車両が登坂路をずり下がる際の加速感を緩和することができ、乗員の違和感を軽減することができる。これにより、電動機の過熱を抑制すると共に乗員の違和感を軽減することができる。また、電動機から出力されるトルクを減少させた後は電動機から出力されるトルクを目標トルクまで増加させるから、駆動要求が大きくなりアクセル操作量が大きくなったときに迅速に駆動要求に応答することができる。ここで、「車両が略停止している状態」には、車両がほぼ停止していると判断可能な所定車速（例えば、２ｋｍ／時）以下の車速である状態などが含まれる。また、「第１トルク」には、車両が略停止している状態で電動機からトルクを出力したときに電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中することにより影響を迅速に解消すべきと判断可能なトルクなどが含まれる。さらに、「第２トルク」には、車両が略停止している状態で電動機からトルクを出力したときに、電動機の各相コイルの特定の相に電流が集中した状態を継続させても差し支えないと判断可能なトルクなどが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、駆動輪３０ａ，３０ｂにデファレンシャルギヤ３１を介して連結された駆動軸３２に動力を入出力可能なモータ２２と、モータ２２を駆動するインバータ２４を介してモータ２２と電力のやり取りを行なう二次電池としてのバッテリ２６と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。
【００１５】
モータ２２は、外周面に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻回されたステータとを備えるＰＭ型の同期発電電動機として構成されている。インバータ２４は、６つのスイッチング素子により構成されており、バッテリ２６から供給される直流電力を擬似的な三相交流電力に変換してモータ２２に供給する。
【００１６】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、図示しない入出力ポートを備える。電子制御ユニット４０には、モータ２２の回転位置を検出する回転位置検出センサ２３からの回転位置θｍやバッテリ２６の温度を検出する図示しない温度センサからのバッテリ温度，イグニッションスイッチ５０からのイグニッション信号，シフトレバー５１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル５３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速を検出する車速センサ５８からの車速Ｖ，路面の勾配を検出する勾配センサ６０からの路面勾配θなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット４０からは、モータ２２を駆動制御するためのインバータ２４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１７】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、登坂路で車両から出力される前進用の駆動力と車両に作用する登坂路をずり下がる力とが釣り合ったときなどモータ２２からトルクを出力しているにも拘わらず車両が略停止している際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット４０により実行される登坂停止時モータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、登坂時にモータ２２からアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づくトルクを出力しているにも拘わらず車両が略停止しており、且つ、モータ２２から出力されているトルクがモータ２２の各相コイルのうち特定の相に所定値以上の電流が流れていると判断可能な所定トルクＴ２以上である状態が所定時間以上継続しているときに実行されるものとする。ここで、「車両が略停止している」とは、車速センサ５８からの車速Ｖの絶対値が車両がほぼ停止していると判断可能な停止車速Ｖｓｔ（例えば、２ｋｍ／時）以下である状態をいうものとした。
【００１８】
登坂停止時モータ制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、アクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ５８からの車速Ｖを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸３２に出力すべき要求トルクＴｄ＊を設定する処理を実行する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００１９】
要求トルクＴｄ＊を設定したら、設定した要求トルクＴｄ＊と閾値Ｔ１とを比較する（ステップＳ１２０）。閾値Ｔ１は、車速Ｖの絶対値が停止車速Ｖｓｔ以下となった状態でモータ２２からトルクを出力したときに、モータ２２の各相コイルの特定の相に電流が集中することによりモータ２２やインバータ２４が直ちに高温に至ると判断可能なトルクとして解析や実験などにより求めたものを設定するものとした。
【００２０】
要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときには、モータ２２やインバータ２４が直ちに高温に至る可能性があると判断して、フラグＦに値０を設定して（ステップＳ１３０）、下限トルクＴｍｉｎに所定トルクＴ２を設定して（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、既に設定されているモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊（前回Ｔｍ＊）からトルク変化量Ｒを減じたものと下限トルクＴｍｉｎとのうち大きいものをトルク指令Ｔｍ＊として設定すると共にトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２が駆動するようインバータ２４のスイッチング素子のスイッチング制御を実行し（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了するための終了条件が成立したり（ステップＳ１７０）、設定したトルク指令Ｔｍ＊が下限トルクＴｍｉｎに至るまで（ステップＳ１８０）、ステップＳ１４０〜Ｓ１８０の処理を繰り返す。ステップＳ１３０の処理で、フラグＦは、ステップＳ１２０の処理において要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満であると判定されたときに値１に設定され、要求トルクＴｄ＊が値Ｔ１以上であると判定されたときに値０に設定されるフラグであるものとした。また、ステップＳ１６０の処理では、トルク変化量Ｒ１はトルクの変化によって運転者が違和感を感じ過ぎない変化量として経験的に設定するものとし、本ルーチンが実行されてステップＳ１６０の処理を最初に実行するときには前回Ｔｍ＊として要求トルクＴｄ＊が設定されているものとした。さらに、ステップＳ１７０の処理で、終了条件は、アクセル開度Ａｃｃの変化量が運転者の駆動要求が変化したと判断可能な所定変化量以上である条件とモータ２２の回転位置を検出する回転位置検出センサ２３からの回転位置θｍに基づいて演算されるモータ２２の回転数Ｎｍの絶対値がモータ２２の各相コイルのうちの特定の相に電流が集中している状態ではないと判断可能な所定回転数Ｎｒｅｆ以上である条件とのいずれか一方が成立したときに成立するものが、他の条件が成立したときに成立するものとしてもよい。こうした制御により、モータ２２から出力されるトルクが要求トルクＴｄ＊から下限トルクＴｍｉｎに向かって徐々に減少することになる。モータ２２から要求トルクＴｄ＊を出力した状態では車両は坂路で略停止しているから、モータ２２から出力されるトルクを減少させることにより、車両が坂路をずり下がる（後退する）ことになる。このように車両を後退させるのは、以下の理由に基づく。登坂時にモータ２２からアクセル開度Ａｃｃに基づくトルクを出力しているにも拘わらず車両が略停止しているときには、モータ２２の各相コイルの特定の相に電流が集中していると考えられる。こうした電流の集中が継続するとモータ２２やインバータ２４が高温に至る可能性があるため、車両を後退させてモータ２２を回転させることにより、モータ２２の特定の相に電流が集中する状態を解消して、モータ２２やインバータ２４が高温に至るのを抑制するためである。
【００２１】
モータ２２から出力されるトルクが減少している最中に上述の終了条件が成立したとき、すなわち、モータ２２の特定の相に電流が集中する状態が解消されたり、運転者の駆動要求が大きくなったときには（ステップＳ１７０）、登坂停止時モータ制御ルーチンを終了する。こうして、登坂停止時モータ制御ルーチンを終了した後は、図示しない他の制御、例えば、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づく要求トルクＴｄ＊をモータ２２から出力しながら走行する制御などに移行する。こうした制御により、モータ２２の特定の相に電流が集中する状態が解消されたときや運転者の駆動要求が大きくなったときに、迅速に他の制御に移行することができる。
【００２２】
終了条件が成立しないままモータ２２から出力されるトルクが減少して下限トルクＴｍｉｎに至ったときには（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、モータ２２の特定の相に電流が集中する状態が解消されてないがこれ以上モータ２２から出力するトルクＴｍ＊を減少させるべきではないと判断して、既に設定されているモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊（前回Ｔｍ＊）にトルク変化量Ｒを加えたものと要求トルクＴｄ＊とのうち小さいものをトルク指令Ｔｍ＊として設定すると共にトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を駆動して（ステップＳ１９０）、上述の終了条件が成立したり（ステップＳ２００）、設定されたトルク指令Ｔｍ＊が要求トルクＴｄ＊に至るまで（ステップＳ２１０）、ステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。こうした制御により、モータ２２から出力されるトルクが徐々に増加するから、車両の後退が抑制され、次にアクセルペダル５３が踏み込まれて運転者の駆動要求が大きくなったときに、迅速に応答することができる。
【００２３】
そして、モータ２２から出力されるトルクが増加している最中に上述の終了条件が成立したときには（ステップＳ２００）、登坂停止時モータ制御ルーチンを終了し、図示しない他の制御、例えば、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づく要求トルクＴｄ＊をモータ２２から出力しながら走行する制御に移行する。こうした制御により、迅速に他の制御に移行することができる。
【００２４】
終了条件が成立しないままモータ２２からのトルクが増加して要求トルクＴｄ＊に至ったときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、モータ２２の特定の相に電流が集中する状態が解消されていないがこれ以上モータ２２から出力するトルクＴｍ＊を増加させるべきではないと判断して、ステップＳ１４０の処理に戻り、再びモータ２２から出力されるトルクを減少させる処理を実行し、終了条件が成立するまで（ステップＳ１７０、Ｓ２００）、ステップＳ１４０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。図４は、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときのモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊の時間変化の一例を示す説明図である。トルク指令Ｔｍ＊は、登坂停止時モータ制御ルーチンの実行が開始されると（時間ｔ１）要求トルクＴｄ＊から所定トルクＴ２まで減少して（時間ｔ１〜ｔ２）、その後所定トルクＴ２から要求トルクＴｄ＊まで増加して（時間ｔ２〜ｔ３）、上述の終了条件が成立するまでトルク指令Ｔｍ＊の減増を繰り返すことになる。こうしたトルク指令Ｔｍ＊を用いてモータ２２を制御するから、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときには直ちにモータ２２から出力されるトルクが減増されて車両がずり下がりと停止とを繰り返すことになり、乗員の違和感の軽減は図れないものの、モータ２２から出力されるモータ２２の各相コイルのうち特定の相に電流が集中するのを抑制することができ、モータ２２やインバータ２４の過熱を抑制することができる。
【００２５】
要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満のときには（ステップＳ１２０）、モータ２２から出力されているトルクが比較的小さいため直ちに電流が集中している状態を解消しなくとも差し支えないと判断して、フラグＦに値１を設定して（ステップＳ２２０）、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊に要求トルクＴｄ＊を設定すると共にトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を駆動して（ステップＳ２３０）、上述の終了条件が成立したり（ステップＳ２４０）、登坂停止時モータ制御ルーチンの実行が開始されてから所定時間ｔｒｅｆが経過するまで（ステップＳ２５０）、ステップＳ２２０〜Ｓ２５０の処理を繰り返し、所定時間ｔｒｅｆが経過する前に終了条件が成立したときには（ステップＳ２４０）、登坂停止時モータ制御ルーチンを終了する。ここで、所定時間ｔｒｅｆは、モータ２２からトルクとして閾値Ｔ１より若干小さいトルクを出力したときに、モータ２２やインバータ２４の昇温を許容できる程度の時間として実験や解析などにより求めて設定するものとし、例えば、数秒程度に設定するものとした。こうした制御により、要求トルクＴｄ＊に設定されたトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を駆動するから、車両は停止した状態が維持されることになり、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上で直ちにモータ２２からのトルクを減増する場合に比して乗員の違和感を軽減することができる。
【００２６】
終了条件が成立しないままモータ２２から要求トルクＴｄ＊を出力している状態で所定時間ｔｒｅｆが経過したときには（ステップＳ２４０，Ｓ２５０）、フラグＦが値１であるから（ステップＳ１４０）、続いて、勾配センサ６０から路面勾配θを入力して（Ｓ２６０）、入力した路面勾配θに基づいて下限トルクＴｍｉｎを設定し（ステップＳ２７０）、既に設定されているモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊（前回Ｔｍ＊）からトルク変化量Ｒを減じたものと下限トルクＴｍｉｎとのうち大きいものをトルク指令Ｔｍ＊として設定すると共にトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を駆動して（ステップＳ１６０）、上述の終了条件が成立したり（ステップＳ１７０）、設定したトルク指令Ｔｍ＊が下限トルクＴｍｉｎに至るまで（ステップＳ１８０）、ステップＳ１４０，Ｓ２６０，Ｓ２７０，Ｓ１６０〜Ｓ１８０の処理を繰り返し、モータ２２から出力されるトルクを減少させている最中に上述の終了条件が成立したときには（ステップＳ１７０、Ｓ１８０）、登坂停止時モータ制御ルーチンを終了し、上述した他の制御に移行する。ステップＳ２７０の処理で、下限トルクＴｍｉｎは、図５に示すように、路面勾配θが登り勾配に大きくなると所定トルクＴ２から下に凸の曲線状に大きくなるよう設定されている。これは、モータ２２から出力されるトルクの下限値が路面勾配に拘わらず一定の場合には、路面勾配θが登り勾配に大きいほど車両がずり下がる際に下限値付近で乗員が感じる後方への加速感が大きくなるが、路面勾配θが登り勾配に大きいほど下限トルクＴｍｉｎを大きく設定することによりこうした加速感を軽減することができるためである。したがって、こうした制御により、モータ２２から出力されるトルクを減少させる際の後方への加速感を軽減することができ、ずり下がる際の乗員の違和感を軽減することができる。
【００２７】
終了条件が成立しないままモータ２２から出力されるトルクが下限トルクＴｍｉｎに至ったときには（ステップＳ１７０、Ｓ１８０）、上述の終了条件が成立したり、設定されたトルク指令Ｔｍ＊が要求トルクＴｄ＊に至るまでモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊（前回Ｔｍ＊）を要求トルクＴｄ＊に向かって変化量Ｒで増加するよう設定してモータ２２から出力するトルクを増加させる（ステップＳ１９０〜Ｓ２１０）。こうした制御により、次にアクセルペダル５３が踏み込まれて運転者の駆動要求が大きくなったときに、迅速に応答することができる。
【００２８】
終了条件が成立しないままモータＭ２２からのトルクが増加して要求トルクＴｄ＊に至ったときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、ステップＳ１４０の処理に戻り、再びモータ２２から出力されるトルクを減少させる処理を実行し、終了条件が成立するまで（ステップＳ１７０、Ｓ２００）、ステップＳ１４０，Ｓ２６０，Ｓ２７０，Ｓ１６０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。図６は、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満であるときにモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊の時間変化の一例を示す説明図である。図中、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満のときのトルク指令Ｔｍ＊の時間変化の一例を実線で示し、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上のときのトルク指令Ｔｍ＊の時間変化の一例を破線で示している。トルク指令Ｔｍ＊は、登坂停止時モータ制御ルーチンが実行が開始されると（時間ｔ１）、所定時間ｔｒｅｆが経過するまで要求トルクＴｄ＊が設定され（時間ｔ４）、その後路面勾配θに基づく下限トルクＴｍｉｎまで減少し（時間ｔ４〜ｔ５）、下限トルクＴｍｉｎに至ったら要求トルクＴｄ＊まで増加し（時間ｔ５〜ｔ６）、上述の終了条件が成立するまでこうした減少と増加とを繰り返すことになる。こうしたトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を制御することにより、車両が停止した状態からずり下がり再び停止するから、モータ２２の各相コイルのうち特定の相に電流が集中するのを抑制することができ、モータ２２やインバータ２４の過熱を抑制することができる。また、モータ２２のトルクを減少させる際のトルク下限Ｔｍｉｎを路面勾配θが大きくなるほど大きくなるよう設定したから、車両がずり下がる際の後方への加速感が軽減され、乗員の違和感が軽減される。よって、モータ２２やインバータ２４の過熱を抑制すると共に乗員の違和感を軽減することができる。
【００２９】
以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときには、モータ２２から出力されるトルクが所定トルクＴ２に至るまで減少させるから、モータ２２の特定の相に電流が集中している状態を緩和させることができ、モータ２２の過熱を抑制することができる。また、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満であるときには、所定時間ｔｒｅｆに亘ってモータ２２から要求トルクＴｄ＊が出力されるようモータ２２を制御するから、ずり下がりが抑制されて、乗員の違和感を軽減することができる。そして、所定時間ｔｒｅｆ経過後は、モータ２２から出力されるトルクを下限トルクＴｍｉｎに至るまで減少させるから、車両が登坂路をずり下がることになりモータ２２が回転してモータ２２の各相コイルの特定の相に電流が集中している状態が緩和されてモータ２２の過熱を抑制することができる。また、下限トルクＴｍｉｎを路面勾配θが登り勾配に大きくなるほど大きくなるよう設定したから、車両が登坂路をずり下がる際に加速感を緩和することができ、乗員の違和感を軽減することができる。よって、モータ２２の過熱を抑制すると共に乗員の違和感を軽減することができる。さらに、こうしてモータ２２から出力されるトルクを減少させた後はモータ２２から出力されるトルクを要求トルクＴｄ＊まで増加させるから、次にアクセルペダル５３が踏み込まれて駆動要求が大きくなったときに迅速に応答することができる。
【００３０】
実施例の電気自動車２０では、ステップＳ２７０の処理で、図５に示すように、下限トルクＴｍｉｎを路面勾配θが登り勾配に大きくなるほど下に凸の曲線状に大きくなるよう設定するものとしたが、下限トルクＴｍｉｎは路面勾配θが登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に設定すればよく、下限トルクＴｍｉｎを路面勾配θに対してステップ状に大きくなるものとしてもよいし、直線状に大きくなるものとしてもよい。
【００３１】
実施例の電気自動車２０では、ステップＳ１９０の処理で、モータ２２から出力されるトルクをステップＳ１１０の処理で設定された要求トルクＴｄ＊まで増加させるものとしたが、現在のアクセルペダルポジションセンサ５４からアクセル開度Ａｃｃを入力して、図３の要求トルク設定マップを用いて現在のアクセル開度Ａｃｃで車速Ｖが値０のときの要求トルクＴｄ＊を求めて、モータ２２から出力されるトルクをこうして求めた要求トルクＴｄ＊まで増加させるものとしてもよい。
【００３２】
実施例の電気自動車２０では、ステップＳ１５０の処理で、下限トルクＴｍｉｎを所定トルクＴ２に設定するものしたが、下限トルクＴｍｉｎを路面勾配θが大きくほど大きくなる傾向に設定するものとしてもよい。こうすれば、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときにも後方への加速感を抑制することができる。
【００３３】
実施例の電気自動車２０では、ステップＳ１１０の処理で、要求トルクＴｄ＊をアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃのみを用いて設定するものとしてもよい。
【００３４】
実施例の電気自動車２０では、ステップＳ１５０の処理で下限トルクＴｍｉｎを所定トルクＴ２に設定するものとしたが、閾値Ｔ１未満であれば如何なるトルクに設定してもよく、例えば、所定トルクＴ２未満のトルクに設定したり、閾値Ｔ１未満で所定トルクＴ２より大きいトルクに設定するものとしてもよい。また、ステップＳ２７０の処理で、下限トルクＴｍｉｎを所定トルクＴ２以上のトルクに設定するものとしたが、所定トルクＴ２未満のトルクに設定するものとしてもよい。
【００３５】
実施例の電気自動車２０では、登坂停止時モータ制御ルーチンは登坂時にモータ２２からアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づくトルクを出力しているにも拘わらず車両が略停止しており、且つ、モータ２２から出力すべきトルクがモータ２２の各相コイルのうち特定の相に所定値以上の電流が流れていると判断可能な所定トルクＴ２以上である状態が所定時間以上継続してモータ２２やインバータ２４が高温に至る可能性があるときに実行されるものとしたが、モータ２２から出力すべきトルクが所定トルクＴ２以上である条件に代えて又はこうした条件に追加してモータ２２の温度やインバータ２４の温度がモータ２２やインバータ２４が高温に至ると判断可能な所定温度以上のときに登坂停止時モータ制御ルーチンを実行されるものとしてもよい。
【００３６】
実施例では、駆動軸３２に動力を入出力可能なモータ２２と、モータ２２と電力をやり取りするバッテリ２６とを備える電気自動車２０について説明したが、モータ２２やバッテリ２６に加えて、図７の変形例の電気自動車１２０に例示するように、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力するエンジン１２２と、同期発電電動機として構成されたモータ１２４と、駆動軸３２とエンジン２２の出力軸とモータ１２４の回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとがそれぞれ接続された遊星歯車機構１２６とを備え、バッテリ２６がインバータ２４，インバータ１２８を介してモータ２２，１２４と電力のやり取り可能に構成されたハイブリッド自動車である電気自動車１２０に適用するものとしてもよい。
【００３７】
また、こうした電気自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。
【００３８】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ２２が「電動機」に相当し、勾配センサ６０が「勾配検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定する図２の登坂停止時モータ制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「目標トルク設定手段」に相当し、路面勾配θが登り勾配に大きくなるほど大きくなるよう下限トルクＴｍｉｎを設定する図２の登坂停止時モータ制御ルーチンのステップＳ２７０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「下限トルク設定手段」に相当し、登坂時にモータ２２からアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づくトルクを出力しているにも拘わらず車両が略停止しており、且つ、モータ２２から出力すべきトルクがモータ２２の各相コイルのうち特定の相に所定値以上の電流が流れていると判断可能な所定トルクＴ２以上である状態が所定時間以上継続しているとき、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときにはモータ２２から出力されるトルクが所定トルクＴ２に至るまで減少して所定トルクＴ２に至った後に要求トルクＴｄ＊まで増加するようモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を制御する図２の登坂停止時モータ制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ２１０の処理や要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満であるときには所定時間ｔｒｅｆに亘ってモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊に要求トルクＴｄ＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を制御するステップＳ１２０，Ｓ２２０〜Ｓ２５０の処理やモータ２２から出力されたトルクが設定された下限トルクＴｍｉｎに至るまで減少して下限トルクＴｍｉｎに至った後に要求トルクＴｄ＊まで増加するようモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２を制御するステップＳ１４０，Ｓ２６０，Ｓ２７０，Ｓ１６０〜Ｓ２１０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「停止時制御手段」に相当する。エンジン１２２が「内燃機関」に相当し、モータ１２４が「発電機」に相当し、遊星歯車機構１２６が「３軸式動力入出力手段」に相当し、バッテリ２６が蓄電手段に相当する。ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータ２２に限定されるものではなく、誘導電動機など、車軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「勾配検出手段」としては、勾配センサ６０に限定されるものではなく、路面勾配を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「目標トルク設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル操作量に基づいて前記電動機から出力すべき目標トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「下限トルク設定手段」としては、路面勾配θが登り勾配に大きくなるほど大きくなるよう下限トルクＴｍｉｎを設定するものに限定されるものではなく、検出された路面勾配が登り勾配に大きくなるほど大きくなる傾向に電動機から出力するトルクの下限値である下限トルクを��定するものであれば如何なるものとしても構わない。「停止時制御手段」としては、電子制御ユニット４０に限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「停止時制御手段」としては、登坂時にモータ２２からアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づくトルクを出力しているにも拘わらず車両が略停止しており、且つ、モータ２２から出力すべきトルクがモータ２２の各相コイルのうち特定の相に所定値以上の電流が流れていると判断可能な所定トルクＴ２以上である状態が所定時間以上継続しているとき、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときにはモータ２２から出力されるトルクが所定トルクＴ２に至るまで減少して所定トルクＴ２に至った後に要求トルクＴｄ＊まで増加するようモータ２２を制御し、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満であるときには所定時間ｔｒｅｆに亘ってモータ２２から要求トルクＴｄ＊が出力されるようモータ２２を制御してその後モータ２２から出力されたトルクが設定された下限トルクＴｍｉｎに至るまで減少して下限トルクＴｍｉｎに至った後に要求トルクＴｄ＊まで増加するようモータ２２を制御するものに限定されるものではなく、登坂時に電動機から設定された目標トルクを出力しても車両が略停止している状態で所定のトルク減増条件が成立しているとき、設定された目標トルクが第１トルク以上であるときには電動機から出力されるトルクが第１トルクより小さい第２トルクに至るまで減少して第２トルクに至った後に設定された目標トルクまで増加するよう電動機を制御し、設定された目標トルクが第１トルク未満であるときには所定時間に亘って電動機から設定された目標トルクが出力されるよう電動機を制御する目標トルク出力制御を実行すると共に目標トルク出力制御を実行した後に電動機から出力されるトルクが設定された下限トルクに至るまで減少して下限トルクに至った後に設定された目標トルクまで増加するよう電動機を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータ１２４に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、遊星歯車機構１２６に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」は、二次電池としてのバッテリ２６に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機および電動機と電力をやり取りが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主��な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット４０により実行される登坂停止時モータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１以上であるときのモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊の時間変化の一例を示す説明図である。
【図５】下限トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１未満であるときのモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊の時間変化の一例を示す説明図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
２０，１２０  電気自動車、２２，１２４  モータ、２３  回転位置検出センサ、２４，１２８  インバータ、２６  バッテリ、３０ａ，３０ｂ  駆動輪、３１  デファレンシャルギヤ、３２  駆動軸、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、５０  イグニッションスイッチ、５１  シフトレバー、５２  シフトポジションセンサ、５３  アクセルペダル、５４  アクセルペダルポジションセンサ、５５  ブレーキペダル、５６  ブレーキペダルポジションセンサ、５８  車速センサ、６０  勾配センサ、１２２  エンジン、１２６  遊星歯車機構。
【図１】
2010130890.tif 000003
【図２】
2010130890.tif 000004
【図３】
2010130890.tif 000005
【図４】
2010130890.tif 000006
【図５】
2010130890.tif 000007
【図６】
2010130890.tif 000008
【図７】
2010130890.tif 000009