(57)【要約】    【課題】  電気自動車において急発進が可能となる駆動制御装置及び駆動制御方法を提供する。    【解決手段】  駆動輪を駆動するモータ３と、踏み込み量に応じたアクセル信号を発生するアクセルペダル７と、アクセル信号に応じてモータを駆動制御するために駆動制御信号を出力する駆動制御部１３とを有し、駆動制御信号の大きさに応じた電流をモータ３に流すことにより駆動制御する電気自動車１の駆動制御装置であって、駆動制御部１３による駆動制御信号の出力を禁止する駆動不可信号を発生する駆動不可スイッチ９と、駆動不可信号が発生している間は、アクセル信号が発生しても駆動制御部１３による駆動制御信号の出力を禁止し、駆動不可信号が消滅した時に、アクセル信号に応じた駆動制御信号の出力が許可する駆動許可判断手段１５とを有するようにする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を駆動するモータと、
踏み込み量に応じたアクセル信号を発生するアクセルペダルと、
前記アクセル信号に応じて前記モータを駆動制御するために駆動制御信号を出力する駆動制御部とを有し、
前記駆動制御信号の大きさに応じた電流を前記モータに流すことにより駆動制御する電気自動車の駆動制御装置であって、
前記駆動制御部による前記駆動制御信号の出力を禁止する駆動不可信号を発生する駆動不可スイッチと、
前記駆動不可信号が発生している間は、前記アクセル信号が発生しても前記駆動制御部による前記駆動制御信号の出力を禁止し、前記駆動不可信号が消滅した時に、前記アクセル信号に応じた前記駆動制御信号の出力が許可する駆動許可判断手段とを有することを特徴とする電気自動車の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の駆動制御装置に係り、特にモータ駆動の開始時から所定のアクセル量でモータを駆動することが可能な電気自動車の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車は遊戯用車両等の小型車両に多く用いられている。このような遊戯用車両は、モータの駆動力により推進され、その駆動力はエンジン車等の一般車両と同様にアクセルペダルからの入力信号に基づいて調節される。入力信号を制御信号に変換するアクセル装置については、本件出願人によって特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２１８３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のようなアクセル装置では車両の発進時に所定のモータ駆動力を得るまでに時間が必要であり、発進直後から高い駆動力を得ることできがないという課題がある。この課題はレースに使用される遊戯車両において大きな欠点となる。これら小型の遊戯車両は、構造の簡潔性の観点からエンジン車両のようにクラッチを備えていないため、クラッチを切り離した状態で所定のエンジン回転数まで上げて、発進時にクラッチを接続して所定の駆動力を得るということができない。また、クラッチを有しないために例えばレースでのスタートといった場面で、スタートまではアクセルペダルを踏み込むことができず、スタート後にアクセルを踏み込む必要がある。そのため所定の駆動力を得るまでに要する時間分だけ加速が遅れるという課題が発生する。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、モータ駆動の開始時から所定のアクセル量でモータを駆動することが可能な電気自動車の駆動制御装置及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、駆動輪を駆動するモータと、踏み込み量に応じたアクセル信号を発生するアクセルペダルと、前記アクセル信号に応じて前記モータを駆動制御するために駆動制御信号を出力する駆動制御部とを有し、前記駆動制御信号の大きさに応じた電流を前記モータに流すことにより駆動制御する電気自動車の駆動制御装置であって、前記駆動制御部による前記駆動制御信号の出力を禁止する駆動不可信号を発生する駆動不可スイッチと、前記駆動不可信号が発生している間は、前記アクセル信号が発生しても前記駆動制御部による前記駆動制御信号の出力を禁止し、前記駆動不可信号が消滅した時に、前記アクセル信号に応じた前記駆動制御信号の出力が許可する駆動許可判断手段とを有するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、モータを駆動禁止状態にする駆動不可スイッチと駆動不可スイッチからの信号に基づいてモータ駆動の可否を決定する駆動許可判断手段を設けることにより、モータの駆動制御を行う駆動制御部によってアクセルペダルからのアクセル信号に基づいて生成される駆動制御信号の生成を禁止するため、アクセルペダルが踏み込まれてもモータが駆動されない駆動禁止状態を作ることができる。そのため、駆動不可スイッチをオン状態にしてモータを駆動禁止状態とし、その間にアクセルペダルを所定量踏み込むという動作が可能となる。
【０００７】
駆動不可スイッチをオン状態にしてモータを駆動禁止状態とし、その間にアクセルペダルを所定量踏み込み、その踏み込み状態を維持したまま駆動不可スイッチをオフ状態とすることでモータの駆動禁止状態は解除されて、その瞬間からアクセルペダルの所定量の踏み込み量に応じたアクセル信号を発生させることができる。そのため、例えばレースでのスタートといった車両の発進時に、スタートの瞬間から予め入力した所定のアクセル信号に基づいてモータを制御することができる。駆動不可スイッチを使用しない場合では、所定量のアクセル信号を発生させるために、スタート直後からアクセルペダルを所定量踏み込むことが必要となり、所定量のアクセル信号を発生させるまでに時間を要する。本発明によれば、この所定量のアクセルペダルの踏み込みに要する時間を省略できると共に、モータの駆動開始直後からアクセル信号に応じた駆動制御信号によりモータ駆動を行うことができるため、スタート直後から制御信号に応じた高い電流をモータに流すことができ、高トルク駆動で車両の発進を迅速に行うことができる。このような発進性能の向上効果は、レースのスタート時において有効である。
【０００８】
雨天時等の路面状態が滑りやすい場面では、車両の発進時にアクセルペダルを完全に踏み込んでアクセル全開とするとモータの駆動力が大きすぎてタイヤが空転してしまうことがある。このような場合には、タイヤが空転しないようなアクセル開度に調整して発進する必要があり、アクセルペダルを所定量の踏み込み状態に調整しなければならない。この時のアクセルペダルの踏み込みに要する時間は、アクセルペダルを完全に踏み込んで発進する場合に比べて、アクセルペダルの踏み込み量を所定量に調整するために要する時間分だけ更に長くなる。そのため、本発明を適用することで、発進作動における差異は更に大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る電気自動車１の概略平面図である。電気自動車１は車体２と、車体２の前部に回転自在に設けられた軸７ｂを介して設けられた前輪６ｂと、車体２の後部に回転自在に設けられた駆動軸７ａを介して設けられた後輪６ａとを含んで構成される。動力を発生する駆動用のモータ３は車体２の後部に設けられ、バッテリ４と電気的に接続し、モータ３の回転力を減速機５を介して駆動軸７ａに伝える。車体２の前部には電気自動車１を操作するための装置である車体の進行方向を変更するためのハンドル８と、モータ３の駆動力を制御するための入力信号であるアクセル信号を発生させるアクセルペダル７とを含む。
【００１０】
また、車体２はバッテリ４からモータ３及び車載される他の装置への電力供給を可能又は遮断するイグニッションスイッチ１４と、アクセルペダル７の踏み込み量を視覚化し表示するアクセル量インジケータ１１を備える。
【００１１】
ハンドル８は、ハンドル８のグリップ部にモータ駆動を禁止状態にする駆動不可スイッチ９を備える。本実施形態では、駆動不可スイッチ９は押し続けている間オン状態となり駆動不可信号を発生し、離すとオン状態が解除されるスイッチを使用するが、他の方式のスイッチを用いても良い。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係る電気自動車１のモータ３の駆動制御部１３を示すブロック図である。駆動制御部１３は駆動不可スイッチ９に電気的に接続されて、駆動不可スイッチ９から信号を受けて駆動許可信号を発生させる駆動許可判断回路１５と、駆動許可判断回路１５に電気的に接続されて駆動許可信号を受け、かつアクセルペダル７に電気的に接続されてアクセル信号を受け、駆動制御信号を発生させる駆動制御信号生成回路１２とから構成される。ドライバ１０は、駆動制御信号生成回路１２と、バッテリ４と、モータ３とに電気的に接続されて、駆動制御信号生成回路１２から駆動制御信号を受けてバッテリ４からモータ３の印加される電圧を制御してモータ３のトルクを制御する。
【００１３】
図３は、本発明の実施形態に係る制御部１３での制御に使用される入力信号及び出力信号の波形図である。イグニッションスイッチ１４はバッテリ４からモータ３及びその他の車載される装置への電力供給を可能又は遮断するスイッチであり、イグニッションスイッチ１４がオン状態の間、バッテリ４からモータ３及びその他の車載される装置への電力が供給され、モータの回転が可能となり、駆動許可信号がＨＩ状態となる。しかし、駆動許可信号は駆動不可スイッチがオン状態の間、駆動許可信号がＬＯ状態となる。図３に示すように、イグニッションスイッチ１４がオン状態となることで駆動許可信号はＨＩ状態となるが、駆動不可スイッチがオン状態の間は、駆動許可信号はＬＯ状態となり、その後駆動不可スイッチがオフ状態となると駆動許可信号は再びＨＩ状態となる。
【００１４】
駆動許可信号は、駆動許可判断回路１５により駆動不可スイッチ９及びイグニッションスイッチ１４からの信号を基に生成される。また本実施形態では、イグニッションスイッチ１４を設けているが、設けずに駆動不可スイッチからの信号のみに基づいて駆動許可信号が生成されるようにしても良い。本実施形態においてもモータが駆動可能となる時には必ずイグニッションスイッチ１４がオン状態であることが必須となるので省略して駆動不可スイッチからの信号のみによって駆動許可信号が生成されるようにしても良い。
【００１５】
図３に示すように駆動許可信号がＨＩ状態でアクセル信号が発生している時に駆動制御信号が生成される。アクセル信号及び駆動制御信号は大きさを持った信号である。図３に示すように、アクセル信号がゼロから所定の値へと変化しても駆動許可信号がＬＯ状態である場合には、駆動許可信号は生成されずゼロのままであり、その後駆動許可信号がＬＯ状態からＨＩ状態へと変化する場合には、アクセル信号が所定量発生しているため、所定量の駆動制御信号が生成される。
【００１６】
駆動制御信号は、駆動制御信号生成回路１２によりアクセルペダル７からのアクセル信号及び駆動許可判断回路１５からの駆動許可信号に基づいて生成される。駆動制御信号の大きさはアクセル信号の大きさに基づいて決定される。駆動制御信号は、ドライバ１０に送られ、バッテリ４からモータ３に供給される電流量を制御することによりモータ３の駆動を制御する。
【００１７】
次に、この駆動制御装置を備えることにより可能となる電気自動車１の発進における駆動制御方法について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る駆動制御装置を備えた電気自動車１の発進制御に係るフロー図である。
【００１８】
電気自動車１の発進制御は、ステップＳＴ１でイグニッションスイッチ１４をオン状態してモータ駆動を可能とし開始する。イグニッションスイッチ１４は、バッテリ４からモータ３及び他の車載装置への電力供給を可能又は遮断するスイッチであり、オン状態となることでモータ３及び他の車載装置への電力供給が開始され、駆動許可信号がＨＩ状態となる。
【００１９】
ステップＳＴ２では、アクセルペダル７が踏み込まれて、アクセル信号が発生しているかどうかを判定する。アクセルペダル７が踏み込まれている場合には、駆動許可信号がＨＩ状態であるため、ステップＳＴ７へと移動し、モータ３が駆動し、電気自動車１が通常発進を行う。この場合には、モータ３はアクセルペダル７の踏み込み量に応じて駆動されるため、所定量のアクセル信号が生成されるまでアクセルペダル７を所定量踏み込む必要があり、所定量の踏み込みが完了するまでに時間を要する。アクセルペダルが踏み込まれておらず、アクセル信号がＬＯ状態である場合にはステップＳＴ３へと進む。
【００２０】
ステップＳＴ３では、駆動不可スイッチ９をオン状態であるかどうかを判定する。駆動不可スイッチ９がオン状態の場合には、駆動許可信号をＬＯ状態でありステップＳＴ４へと進む。駆動不可スイッチ９がオフ状態である場合には、ステップＳＴ２へと進む。
【００２１】
ステップＳＴ４では、アクセルペダル７が踏み込まれてアクセル信号が発生しているかどうかを判定する。ここでは、ステップＳＴ３の操作により駆動許可信号はＬＯ状態となっているため、アクセルペダル７を踏み込んでもモータ３は駆動せず、電気自動車１は発進しない。アクセル信号が発生している場合には、アクセルペダル７の所定量の踏み込みを維持して、所定量のアクセル信号を維持したまま、ステップＳＴ５に進む。アクセル信号が発生していない場合にはステップＳＴ３へと進む。
【００２２】
ステップＳＴ５では、駆動不可スイッチ９がオフ状態へと変化して、駆動許可信号がＬＯ状態からＨＩ状態へと変化したかどうかを判定する。アクセル信号はステップＳＴ４の操作により発生しているため、駆動許可信号がＨＩ状態となることで駆動制御信号が生成され、モータ３が駆動を開始する。モータ３が駆動を開始する瞬間に、アクセルペダル７の踏み込み量は既に所定量に達しており所定量のアクセル信号が生成されているため、所定量のアクセル信号に応じた駆動制御信号が生成され、この信号に基づきモータは駆動制御される。そのため、電気自動車１の発進時にアクセルペダル７をゼロから所定量まで踏み込み、所定量の信号を発生させるために必要な時間を省くことができ、またモータ駆動の開始直後から所定量の駆動制御信号によりモータを流れる電流を制御できるため高トルクな駆動により発進を迅速に行うことができる。そのためステップＳＴ６に進み電気自動車１は急発進することができる。
【００２３】
図５は本発明の実施形態に係る制御部を備えた電気自動車１の発進時のアクセル信号の変化およびそのアクセル信号に対応する駆動制御信号の変化を示す図である。図５（ａ）は発進時にアクセル開度を全開として発進する場合を示す。実線は、実施形態に係る制御部を備え、急発進する場合のアクセル信号の推移を表し、破線は通常の発進を行う場合のアクセル信号の推移を表す。時間ｔ１をレース等におけるスタート時とすると、通常発進でスタートする場合では時間ｔ１からアクセル開度を全開にするためアクセルペダルの踏み込こみを開始する。アクセルペダルの踏み込みを開始した後、時間ｔ２にアクセルペダルが完全に踏み込まれた状態となり、１００％のアクセル信号が生成される。そのためアクセル信号が１００％となるまでに時間（ｔ２−ｔ１）を要することになる。
【００２４】
急発進する場合では、通常発進する場合と同様にアクセルの踏み込みに時間を要するが、モータを駆動不可状態としてスタート時ｔ１までに予めアクセルペダルを踏み込み、アクセル信号を１００％としておくことができるため、スタート時間ｔ１のスタート時から１００％のアクセル信号を発生させることができる。そのため１００％のアクセル信号を発生させるために必要な時間（ｔ２−ｔ１）を省くことができる。このときの駆動制御信号は、スタート時ｔ１より１００％となるため、モータに流れる電流はスタート時ｔ１より最大となり高トルクな駆動が行われ、発進が迅速に行われる。
【００２５】
図５（ｂ）に雨天時等の路面状態が滑りやすい時に、タイヤの空転を避けるために所定量のアクセル開度で発進する場合のアクセル信号の変化を示す。実線は、実施形態に係る電気自動車１が急発進する場合のアクセル信号の推移を表し、破線は通常の発進を行う場合のアクセル信号の推移を表す。通常発進する場合には、スタート時ｔ１からアクセルペダルを踏み込み始め、時間ｔ３になって初めて所定量のアクセル信号を発生することができる。所定量のアクセル信号を発生させるまでに要する時間（ｔ３−ｔ１）は、アクセルペダルを完全に踏み込みアクセル信号を１００％とするために要する時間（ｔ２−ｔ１）に比べて、長い時間を要する。これは、所定量のアクセル開度に調整しながらアクセルペダルを踏み込むためである。本実施形態の駆動制御装置を備えた電気自動車では、スタート時ｔ１までに予めアクセルペダルを踏み込み所定量のアクセル信号を発生させておき、スタート時ｔ１から所定のアクセル信号でモータの駆動制御を行うことができるため、所定のアクセル信号を発生させるまでに要する時間（ｔ３−ｔ１）を省き、電気自動車１の発進作動を速くすることができる。スタート時ｔ１までのモータ駆動禁止状態でのアクセルペダルの踏み込み量の調整は本実施形態のようにアクセル量インジケータ１１を設けて、アクセル開度又はアクセルペダル踏み込み量を視覚化して調整しやすくすると良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の電気自動車の駆動制御装置及び駆動制御手段は、電気自動車でレースに用いられるレーシングカートの発進作動を向上させる駆動制御装置及び駆動制御手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動制御装置を備えた電気自動車の概略平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気自動車のモータの駆動制御部を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る制御部での制御に使用される入力信号及び出力信号の波形図である。
【図４】本発明の実施形態に係る駆動制御装置を備えた電気自動車１の発進制御に係るフロー図である。
【図５】本発明の実施形態に係る制御部を備えた電気自動車１の発進時のアクセル信号及び駆動制御信号の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      電気自動車
３      モータ
４      バッテリ
７      アクセルペダル
８      ハンドル
９      駆動不可スイッチ
１０    ドライバ
１２    駆動制御信号生成回路
１３    駆動制御部
１４    イグニッションスイッチ
１５    駆動許可判断回路
【図１】
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【図２】
2008148461.tif 000004
【図３】
2008148461.tif 000005
【図４】
2008148461.tif 000006
【図５】
2008148461.tif 000007