(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行駆動源となるモータが出力する出力トルク値を制御する電気自動車のトルク制御装置において、
前記モータの作動状態を切り替え可能なシフトレバーのシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
前記モータの駆動により回転駆動する駆動輪と、
前記駆動輪の駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段と、
前記シフトポジション検出手段によって、シフトポジションにおけるドライブレンジとリバースレンジとの間の切り替えが検出されると、このシフトポジション切り替え時の前記駆動輪回転速度が予め設定された境界駆動輪回転速度以上の場合には、前記出力トルク値を、ゼロよりも大きな制限トルク値に一定に制限するトルク制限手段とを備え、
前記トルク制限手段は、
シフトポジション切り替え時の前記駆動輪回転速度が予め設定された前記境界駆動輪回転速度未満の場合には、前記出力トルク値を、前記駆動輪回転速度が小さくなるに従って、前記制限トルク値から漸次大きくするように制限する
ことを特徴とする電気自動車のトルク制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気自動車のトルク制御装置において、
前記モータのモータ回転速度を検出するモータ回転速度検出手段を備え、
前記トルク制限手段は、
前記シフトポジション検出手段によって、シフトポジションにおけるドライブレンジとリバースレンジとの間の切り替えが検出されると、
このシフトポジション切り替え時の前記モータ回転速度が予め設定された境界モータ回転速度以上の場合には、前記出力トルク値を、ゼロよりも大きな制限トルク値に一定に制限する一方、
そのシフトポジション切り替え時の前記モータ回転速度が予め設定された前記境界モータ回転速度未満の場合には、前記出力トルク値を、前記モータ回転速度が小さくなるに従って、前記制限トルク値から漸次大きくするように制限する
ことを特徴とする電気自動車のトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフトポジション切り替え時に発生する車体振動を抑制するようにした電気自動車のトルク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の代わりに、電気モータを走行駆動源として搭載するようにした電気自動車が急速に普及し始めている。このような電気自動車は、燃料電池やバッテリ等の駆動用電源から供給される電力によって、電気モータを駆動させることにより、車両の駆動力を得るものである。そして、この電気自動車では、車両の走行状態に基づいて、電気モータが出力する出力トルク値を演算し、この出力トルク値に対応した電流を電気モータに供給して、運転者の要求に応じた適切な走行を実現するようになっている。
【０００３】
しかしながら、電気自動車に搭載される電気モータは、内燃機関と比較すると、その応答性が非常に高いため、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作に対して、過度に応答する場合がある。これにより、車両の発進、停止、加減速時の急激なトルク変化の要求に対して、電気モータが過度に応答すると、その回転の反動によって、車体振動が発生してしまう。
【０００４】
特に、前進中または後進中に、シフトポジションが、ドライブ（Ｄ）レンジからリバース（Ｒ）レンジ、または、リバース（Ｒ）レンジからドライブ（Ｄ）レンジに切り替えられて、逆方向への走行が要求された場合には、一層急激なトルク変化が要求されるため、車体振動が顕著となる。
【０００５】
そこで、従来から、シフトポジションをＤレンジとＲレンジとの間で切り替える際に、車両に発生する車体振動を抑制するようにしたトルク制御装置が提供されている。そして、このような、電気自動車のトルク制御装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２５９７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記従来のトルク制御装置では、シフトポジション切り替え後に、走行速度が所定走行速度以下となるまで、出力トルク値をゼロに設定して、逆方向へのトルク変化を禁止するようにしている。しかしながら、このようなトルク制御方法では、車両が所定走行速度以上の高速で走行する程、シフトポジション切り替え後において、出力トルク値がゼロとなる期間（出力トルクを出力するまでの期間）が長くなるため、車両が減速し難く、シフトポジションを切り替えてから車両が逆方向に走行するまでの時間が、比較的長くなってしまう。
【０００８】
また、従来のトルク制御装置では、出力トルク値を車両の走行速度に応じて制限するようにしているため、駆動輪が滑り易い路面上を回転している場合には、駆動輪は路面上を滑って高速で回転するものの、車両は低速で走行することとなり、シフトポジション切り替え後において、大きな出力トルク値に対して、大きな逆転トルクが付与されることになる。これにより、出力トルクがスムーズに出力されないおそれがあり、また、急激なトルク変化が要求されるため、車体振動が顕著となる。
【０００９】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、シフトポジションをドライブレンジとリバースレンジとの間で切り替える際に、車体振動を抑制すると共に、逆方向に走行するまでの時間を短くし、且つ、出力トルクをスムーズに出力することができる電気自動車のトルク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】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係る電気自動車のトルク制御装置は、
車両の走行駆動源となるモータが出力する出力トルク値を制御する電気自動車のトルク制御装置において、
前記モータの作動状態を切り替え可能なシフトレバーのシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
前記モータの駆動により回転駆動する駆動輪と、
前記駆動輪の駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段と、
前記シフトポジション検出手段によって、シフトポジションにおけるドライブレンジとリバースレンジとの間の切り替えが検出されると、このシフトポジション切り替え時の前記駆動輪回転速度が予め設定された境界駆動輪回転速度以上の場合には、前記出力トルク値を、ゼロよりも大きな制限トルク値に一定に制限するトルク制限手段とを備え、
前記トルク制限手段は、
シフトポジション切り替え時の前記駆動輪回転速度が予め設定された前記境界駆動輪回転速度未満の場合には、前記出力トルク値を、前記駆動輪回転速度が小さくなるに従って、前記制限トルク値から漸次大きくするように制限する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係る電気自動車のトルク制御装置は、
前記モータのモータ回転速度を検出するモータ回転速度検出手段を備え、
前記トルク制限手段は、
前記シフトポジション検出手段によって、シフトポジションにおけるドライブレンジとリバースレンジとの間の切り替えが検出されると、
このシフトポジション切り替え時の前記モータ回転速度が予め設定された境界モータ回転速度以上の場合には、前記出力トルク値を、ゼロよりも大きな制限トルク値に一定に制限する一方、
そのシフトポジション切り替え時の前記モータ回転速度が予め設定された前記境界モータ回転速度未満の場合には、前記出力トルク値を、前記モータ回転速度が小さくなるに従って、前記制限トルク値から漸次大きくするように制限する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
従って、本発明に係る電気自動車のトルク制御装置によれば、シフトレバーのシフトポジションをドライブレンジとリバースレンジとの間で切り替える際に、モータが出力する出力トルク値を、トルク制限手段によって制限することにより、車体振動を抑制すると共に、逆方向に走行するまでの時間を短くし、且つ、出力トルクをスムーズに出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る電気自動車のトルク制御装置の概略構成図である。
【図２】ドライブレンジとリバースレンジとの間のシフトポジション切り替え時におけるトルク値の変化状態を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る電気自動車のトルク制御装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
図１に示すように、電気自動車（車両）１には、走行駆動源としてのモータ（交流モータ）１１が搭載されている。このモータ１１の出力軸１１ａには、減速ギヤ及びディファレンシャルギヤを一体化したトランスアスクル１２が連結されており、このトランスアスクル１２には、左右一対の駆動軸１３が連結されている。そして、各駆動軸１３には、駆動輪１４がそれぞれ取り付けられている。
【００１６】
また、モータ１１には、インバータユニット１５が接続されており、このインバータユニット１５には、駆動用電源としてのバッテリ１６が接続されている。そして、インバータユニット１５は、バッテリ１６からの直流電流を交流電流に変換して、モータ１１に供給することにより、当該モータ１１の出力トルクを制御するようになっている。これにより、バッテリ１６から供給される電流によって、モータ１１を駆動させて、駆動輪１４を回転させることにより、電気自動車１を走行させることができる。
【００１７】
更に、インバータユニット１５には、電子制御装置としてのモータコントロールユニット１７が接続されている。このモータコントロールユニット１７は、モータ１１の出力トルク値を設定するものであって、この出力トルク値に対応した指示トルク信号（後述する、指示トルク値Ｔｂに対応する信号）を、インバータユニット１５に出力するようになっている。これにより、モータコントロールユニット１７から出力される指示トルク信号に応じて、インバータユニット１５を制御することにより、モータ１１の出力トルク値を、指示トルク信号に対応したトルク値（指示トルク値Ｔｂ）とすることができる。
【００１８】
なお、モータコントロールユニット１７は、目標トルク演算部（トルク演算手段）１７ａ及び目標トルク制限部（トルク制限手段）１７ｂを有しており、これら目標トルク演算部１７ａ及び目標トルク制限部１７ｂの詳細については、後述することとする。
【００１９】
また、電気自動車１には、モータ１１の作動状態（回転状態）を切り替えるためのシフトレバー２１が設けられている。そして、このシフトレバー２１のシフトポジション（シフトレンジ）としては、Ｐ（パーキング：駐車）レンジ、Ｒ（リバース：後進）レンジ、Ｎ（ニュートラル：中立）レンジ、Ｄ（ドライブ：前進）レンジの各ポジションが設定されている。
【００２０】
更に、電気自動車１には、シフトポジションセンサ（シフトポジション検出手段）３１、アクセルセンサ（車両走行状態検出手段）３２、ブレーキセンサ（車両走行状態検出手段）３３、モータ回転速度センサ（モータ回転速度検出手段）３４、駆動輪回転速度センサ（駆動輪回転速度検出手段）３５が設けられており、各センサ３１，３２，３３，３４，３５は、モータコントロールユニット１７に接続されている。
【００２１】
シフトポジションセンサ３１は、シフトレバー２１によって現在選択されているシフトポジションを検出するものであって、この検出したＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれかのシフトポジションを、目標トルク演算部１７ａ及び目標トルク制限部１７ｂに出力するようになっている。
【００２２】
アクセルセンサ３２は、アクセルペダル（図示省略）のアクセル操作量（踏み込み量）Ａを検出するものであって、この検出したアクセル操作量Ａを目標トルク演算部１７ａに出力するようになっている。また、ブレーキセンサ３３は、ブレーキペダル（図示省略）のブレーキ操作量（踏み込み量）Ｂを検出するものであって、この検出したブレーキ操作量Ｂを目標トルク演算部１７ａに出力するようになっている。なお、アクセル操作量Ａ及びブレーキ操作量Ｂは、電気自動車１の走行状態を示すパラメータである。
【００２３】
モータ回転速度センサ３４は、モータ１１の出力軸１１ａのモータ回転速度Ｎｍを検出するものであって、この検出したモータ回転速度Ｎｍを目標トルク制限部１７ｂに出力するようになっている。また、駆動輪回転速度センサ３５は、駆動輪１４（駆動軸１３）の駆動輪回転速度Ｎｈを検出するものであって、この検出した駆動輪回転速度Ｎｈを目標トルク制限部１７ｂに出力するようになっている。
【００２４】
そして、目標トルク演算部１７ａにおいては、入力された、シフトポジション、アクセル操作量Ａ、ブレーキ操作量Ｂに基づいて、目標トルク値Ｔａを演算した後、この演算した目標トルク値Ｔａを、目標トルク制限部１７ｂに出力するようになっている。
【００２５】
このような、目標トルク演算部１７ａの演算処理を具体的に説明すると、先ず、ＰレンジまたはＮレンジのシフトポジションが入力された場合には、目標トルク値Ｔａをゼロとして演算する。
【００２６】
また、ＤレンジまたはＲレンジのシフトポジションが入力された場合には、アクセル操作量Ａ及びブレーキ操作量Ｂに基づいて、目標トルク値Ｔａを演算する。
【００２７】
次いで、目標トルク制限部１７ｂにおいては、入力された、目標トルク値Ｔａ、シフトポジション、モータ回転速度Ｎｍ、駆動輪回転速度Ｎｈに基づいて、指示トルク値Ｔｂを演算した後、この演算した指示トルク値Ｔｂを、インバータユニット１７に出力するようになっている。即ち、シフトポジション及びモータ回転速度Ｎｍ、または、シフトポジション及び駆動輪回転速度Ｎｈ、あるいは、シフトポジション及びモータ回転速度Ｎｍとシフトポジション及び駆動輪回転速度Ｎｈとに基づいて、目標トルク値Ｔａを制限するようになっている。
【００２８】
このような、目標トルク制限部１７ｂの演算（制限）処理を具体的に説明すると、先ず、ＰレンジまたはＮレンジのシフトポジションが継続して入力された場合には、ゼロとなっている目標トルク値Ｔａを、そのまま、指示トルク値Ｔｂとして演算する。
【００２９】
また、ＤレンジまたはＲレンジのシフトポジションが継続して入力された場合には、アクセル操作量Ａ及びブレーキ操作量に応じて演算された目標トルク値Ｔａを、そのまま、指示トルク値Ｔｂとして演算する。
【００３０】
更に、Ｄレンジから切り替えられたＲレンジのシフトポジションが入力された場合には、このシフトポジション切り替え時（Ｒレンジに切り替わる直前の時点）における目標トルク値Ｔａの絶対値を、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが予め設定された境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏ以上のときに、ゼロよりも大きなトルク値（制限トルク値）Ｔｏに一定に制限する。
【００３１】
一方、上記目標トルク値Ｔａの絶対値を、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが予め設定された境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏ未満のときに、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが小さくなるに従って、制限トルク値Ｔｏから漸次大きくするように制限してもよい（図２参照）。
【００３２】
即ち、目標トルク値Ｔａは、その絶対値が、シフトポジションがＤレンジからＲレンジに切り替えられた時点から、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏになる時点までは、その制限値が一定となっている。そして、このような、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈに応じて制限される目標トルク値Ｔａを、指示トルク値Ｔｂとして演算する。
【００３３】
また更に、Ｒレンジから切り替えられたＤレンジのシフトポジションが入力された場合には、このシフトポジション切り替え時（Ｄレンジに切り替わる直前の時点）における目標トルク値Ｔａの絶対値を、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが予め設定された境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏ以上のときに、ゼロよりも大きな制限トルク値Ｔｏに一定に制限する。
【００３４】
一方、上記目標トルク値Ｔａの絶対値を、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが予め設定された境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏ未満のときに、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが小さくなるに従って、制限トルク値Ｔｏから漸次大きくするように制限してもよい（図２参照）。
【００３５】
即ち、目標トルク値Ｔａは、その絶対値が、シフトポジションがＲレンジからＤレンジに切り替えられた時点から、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏになる時点までは、その制限値が一定となっている。そして、このような、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈに応じて制限される目標トルク値Ｔａを、指示トルク値Ｔｂとして演算する。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、目標トルク値Ｔａを制限して指示トルク値Ｔｂとする際に、モータ１１のモータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪１４の駆動輪回転速度Ｎｈの両方を用いるようにしたが、これらのうち、いずれか一方を用いるようにしても構わない。
【００３７】
従って、本発明に係るトルク制御装置によれば、シフトレバー２１のシフトポジションをＤレンジとＲレンジとの間で切り替える際に、このシフトポジション切り替え時の目標トルク値Ｔａの絶対値を、モータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪回転速度Ｎｈが予め設定された境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏ以上の場合には、制限トルク値Ｔｏに制限して、この制限トルク値Ｔｏを、指示トルク値Ｔｂとして演算するようにしている。
【００３８】
これにより、上記シフトポジション切り替え時において、目標トルク値Ｔａの急変を抑制することができるので、電気自動車１に発生する車体振動を抑制することができる。
【００３９】
また、境界モータ回転速度Ｎｍｏ及び境界駆動輪回転速度Ｎｈｏを境にして、モータ１１及び駆動輪１４の高回転領域においては、ゼロよいも大きな制限トルク値Ｔｏを設定することにより、シフトポジション切り替え直後から、直ちに逆転トルクを負荷することができるので、電気自動車１が逆方向に走行するまでの時間を短くすることができる。
【００４０】
更に、目標トルク値Ｔａを制限して指示トルク値Ｔｂとする際に、モータ１１のモータ回転速度Ｎｍ及び駆動輪１４の駆動輪回転速度Ｎｈを用いることにより、駆動輪１４が路面上を滑って高速で回転して、電気自動車１が低速で走行している場合に、シフトポジションがＤレンジとＲレンジとの間で切り替えられても、大きな出力トルク値に対して、小さな制限トルク値Ｔｏの逆転トルクを負荷することができるので、モータ１１のトルクをスムーズに出力することができる。
【００４１】
なお、制限トルク値Ｔｏを、内燃機関で走行する車両におけるエンジンブレーキ相当の出力トルク値とすると、顕著な車体振動を発生させることがなくなるため、運転者に違和感を与えることがなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ドライバビリティの向上を図るようにした電気自動車に適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１      電気自動車
１１      モータ
１１ａ    出力軸
１２      トランスアスクル
１３      駆動軸
１４      駆動輪
１５      インバータユニット
１６      バッテリ
１７      モータコントロールユニット
１７ａ    目標トルク演算部
１７ｂ    目標トルク制限部
２１      シフトレバー
３１      シフトポジションセンサ
３２      アクセルセンサ
３３      ブレーキセンサ
３４      モータ回転速度センサ
３５      駆動輪回転速度センサ
Ｔａ      目標トルク値
Ｔｂ      指示トルク値
Ｔｏ      制限トルク値
Ａ      アクセル操作量
Ｂ      ブレーキ操作量
Ｎｍ      モータ回転速度
Ｎｈ      駆動輪回転速度
Ｎｍｏ    境界モータ回転速度
Ｎｈｏ    境界駆動輪回転速度
【図１】
0005454448.tif 000002
【図２】
0005454448.tif 000003