(57)【要約】【課題】電気自動車の発進を坂道と平地で同じ感覚にすること。【解決手段】後退車速検出値ωＢＡＣＫに基づいて外乱トルクオブザーバ２２で外乱トルクを推定し、得られた外乱トルク推定値τＬ＾をクリープ制御用トルク指令値τ＊にフィードバックすることで補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊を算出し、駆動モータ用制御装置２に与えて駆動モータ１を制御する。【選択図】　　　　図５
2004023943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキポジションに応じた車速指令値を設定する車速指令設定手段と、前記車速指令値と車速検出値との偏差に応じたトルク指令値を設定する車速ＡＳＲ手段と、シフトポジションとは逆方向への車速の検出値（以下、後退車速検出値）に基づいて外乱トルクを推定し、推定した外乱トルク値（以下、外乱トルク推定値）を前記トルク指令値にフィードバックすることで、補正トルク指令値を算出するトルク指令補正手段と、前記補正トルク指令値に応じて駆動モータの出力トルクを制御する駆動モータ用制御手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記トルク指令補正手段は、前記後退車速検出値と前記補正トルク指令値から前記外乱トルク推定値を算出する外乱トルクオブザーバを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記外乱トルクオブザーバは、前記補正トルク指令値の時間積分を演算する積分演算手段と、前記後退車速検出値の時間微分を演算する微分演算手段と、前記積分演算手段の演算結果と前記微分演算手段の演算結果との差を算出する減算手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項４】
請求項１において、前記トルク指令補正手段は、前記外乱トルク推定値に０以上、１以下の係数を乗算する乗算手段と、前記乗算手段の乗算結果を前記トルク指令値に加算する加算手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項５】
請求項１において、前記補正トルク指令値を所定の範囲内に制限するリミット処理手段を具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項６】
ブレーキポジションに応じた車速指令値を設定する車速指令設定手段と、前記車速指令値と車速検出値との偏差に応じたトルク指令値を設定する車速ＡＳＲ手段と、シフトポジションとは逆方向への車速（以下、後退車速）と追加トルク指令との予め定めた関係に基づいて、後退車速検出値に対応する追加トルク指令値を設定する追加トルク指令設定手段と、前記追加トルク指令値を前記トルク指令値に加算することで、補正トルク指令値を算出する加算手段と、前記補正トルク指令値に応じて駆動モータの出力トルクを制御する駆動モータ用制御手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項７】
ブレーキ踏み込み量に応じた車速指令値を設定する車速指令設定手段と、前記車速指令値と車速検出値との偏差に応じたトルク指令値を設定する車速ＡＳＲ手段と、シフトポジションとは逆方向への車速の検出値（以下、後退車速検出値）に基づいて外乱トルクを推定する外乱トルクオブザーバと、外乱トルクとゲインとの予め定めた関係に基づいて、推定した外乱トルク値（以下、外乱トルク推定値）に応じて前記車速ＡＳＲ手段のゲインを変更するＡＳＲゲイン変更手段と、前記トルク指令値に応じて駆動モータの出力トルクを制御する駆動モータ用制御手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項８】
請求項７において、前記外乱トルクオブザーバは前記後退車速検出値と前記トルク指令値から前記外乱トルク推定値を算出することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【請求項９】
請求項８において、前記外乱トルクオブザーバは、前記トルク指令値の時間積分を演算する積分演算手段と、前記後退車速検出値の時間微分を演算する微分演算手段と、前記積分演算手段の演算結果と前記微分演算手段の演算結果との差を算出する減算手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車（ＥＶ）のクリープ制御に関し、特に、坂道における車両の後退を抑制する技術に関する。本発明でいう車両の後退とは、シフトポジションとは逆方向に車両が下がることであり、運転者が注意していない方向への動きを意味している。
【０００２】
【従来の技術】
図１に、電気自動車の代表的な制御ブロック図を示す。図１では、電気自動車の駆動モータ１として、３相の永久磁石式同期電動機（ＰＭモータ）が使用されている。駆動モータ１用制御装置２はベクトル制御方式のものであり、主としてトルク制御部３と電流制御部６と３相のインバータ主回路１０から構成され、トルク指令に基づいて駆動モータ１の出力トルクを制御するようにされている。
【０００３】
トルク制御部３にはトルク指令とともに、駆動モータ１の回転速度の検出値（以下、モータ回転速度検出値）ｎが与えられる。トルク制御部３は、モータ回転速度検出値ｎを利用して、トルク指令からモータ電流の指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊（２相の電流指令値）を算出し、その電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を電流制御部６に与える。モータ回転速度検出値ｎは、駆動モータ１に装着したレゾルバ４の出力から、速度検出処理部５によって得られる。
【０００４】
トルク指令は、一般には、アクセルの踏み込み量に応じた値であり、クリープ制御時には、詳細は後述するが、ブレーキポジション（ブレーキ踏み込み量）に応じた値とされる。
【０００５】
電流制御部６には電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊とともに、モータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗ（３相）が与えられる。電流制御部６は電流制御処理部７と２つの座標変換処理部８、９で構成され、詳細は後述するが、３相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗによるフィードバック制御を行うことで、２相の電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊に対応する３相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を算出し、インバータ主回路１０に与える。３相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗは、インバータ主回路１０と駆動モータ１間の給電線に装着した２つの電流検出器１１、１２によって得られる。
【０００６】
インバータ主回路１０は３相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に応じた電圧を駆動モータ１に印加する。その結果、駆動モータ１にはトルク指令に応じた電流が流れ、モータ出力トルクがトルク指令に応じたものとなる。インバータ主回路１０には直流電源１３が備えられている。ここでは、制御電流源電圧形インバータが採用されているものとする。
【０００７】
次に、電流制御部６について詳述する。電流制御処理部７には電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊とともに、モータ電気角回転速度検出値Ｎ及びモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑ（２相）が与えられ、モータ電気角回転速度検出値Ｎを用いて２相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑによるフィードバック制御を行うことにより、２相の電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊に対応するモータ電圧の指令値Ｖｄ＊とＶｑ＊（２相の電圧指令値）を算出し、この２相の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を座標変換処理部９に与える。
【０００８】
モータ電気角回転速度検出値Ｎは、モータ回転速度検出値ｎと駆動モータ１の極数ｐから、電気角演算処理部１４によって得られる。
【０００９】
２相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑは、３相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを座標変換処理部８によって２相に座標変換することで得られる。この座標変換のために、駆動モータ１の磁極位置（位相）を示すデータ（以下、位相データ）θが使用される。位相データ（駆動モータ１の磁極位置データ）θは、位置検出処理部１５によってレゾルバ４の出力から得られる。
【００１０】
座標変換処理部９は、位相データθを使用して、２相の電圧の指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を３相のモータ電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に座標変換し、インバータ主回路１０に与える。
【００１１】
位相データθとしては、例えば、２相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑを３相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗに座標変換する時点で検出された磁極位置が、座標変換処理部８、９共通に使用される。
【００１２】
次に、図２、図３を参照して、クリープ制御における従来のトルク指令設定装置を説明する。
【００１３】
従来のクリープ制御用トルク指令設定装置は、図２に示すように、車速指令設定部１６と車速ＡＳＲ部１７から構成されている。
【００１４】
車速指令設定部１６では、図３に示すようなブレーキポジション信号（ブレーキ踏み込み量を示す信号）とクリープ車速との関係を予め定めておき、この関係から、実際のブレーキポジションに対応するクリープ車速を求め、これを車速指令値ω＊として設定する。
【００１５】
車速ＡＳＲ部１７は車速指令設定部１６で設定された車速指令値ω＊と実際の車速の検出値ωから、車速一定制御（車速ＡＳＲ）を行うものであり、車速一定制御の一貫として、クリープ制御用のトルク指令値τ＊が決定される。
【００１６】
車速ＡＳＲ部１７は詳しくは、偏差演算部１８とＰＩ制御部１９で構成される。偏差演算部１８では車速指令値ω＊と車速検出値ωとの偏差（ω＊−ω）を算出する。偏差（ω＊−ω）が加速度に相当することから、ＰＩ制御部１９では、偏差（ω＊−ω）に対して比例制御と積分制御を行うことで、ブレーキ踏み込み量に応じたトルク指令値τ＊を算出する。
【００１７】
図２中、ＰＩ制御部１９の比例係数Ｋｐと積分時定数Ｔｉはともに車速ＡＳＲのゲイン（以下、ＡＳＲゲイン）である。
【００１８】
このようなトルク指令値τ＊は運転者がブレーキを踏み込んだ時、アクセルの踏み込み量に応じたトルク指令に代わって、駆動モータ用制御装置２に与えられ、電気自動車にブレーキポジションに応じたクリープトルクを発生させる。つまり、電気自動車はブレーキポジションに応じた一定車速で動く。一定車速には停止（車速０）も含まれる。
【００１９】
ブレーキ踏み込み量（ブレーキポジション）は、図示しないブレーキポジション検出部によって検出される。車速検出値ωは図示しない適宜な車速検出部によって、得られる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
クリープトルクを発生させる電気自動車においては、従来のエンジン車と同様の操縦感覚とするために、トルクの立ち上げをゆっくり行う必要がある。そのために、ＡＳＲゲインを大きくすることができない。つまり、図２に示した従来のトルク指令設定装置では、平地での発進が車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならないように、ＡＳＲゲインが小さくされている。
【００２１】
しかし、坂道では、図４に示すように外乱トルクτＬが加わるため、以下の問題が生じる。これらは、ＡＳＲゲインを大きくできないという制約による。図４中、Ｊは車両２０全体のイナーシャを示す。
▲１▼車両２０には、それを後退させる方向に外乱トルクτＬが加わる。この外乱トルクτＬは車両２０に加わる重力によって生じる。
▲２▼坂道でブレーキを踏んで止まっている電気自動車においては、ブレーキの踏み込み量が減った場合、重力を機械ブレーキが支えきれなくなり、外乱トルクτＬによって車両２０が後退してしまう。シフトポジションとは逆方向に車両２０が動くことは、運転者が注意していない方向のため、好ましくない。
▲３▼また、坂道でブレーキを離した後、前進（シフトポジションと同じ方向への動き）を始めるまでに、車両２０が大きく後退してしまう。
▲４▼ＡＳＲゲインを大きくすれば、坂道では後退の少ない発進が可能となるが、前述の如く、平地では車速指令値を越えるオーバーシュートした発進となるため好ましくない。
【００２２】
本発明の課題は、上述した問題点を解消することができる電気自動車の後退抑制制御装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
第１発明は上記課題を解決する電気自動車の後退抑制制御装置であり、ブレーキポジションに応じた車速指令値を設定する車速指令設定手段と、前記車速指令値と車速検出値との偏差に応じたトルク指令値を設定する車速ＡＳＲ手段と、シフトポジションとは逆方向への車速の検出値（以下、後退車速検出値）に基づいて外乱トルクを推定し、推定した外乱トルク値（以下、外乱トルク推定値）を前記トルク指令値（τ＊）にフィードバックすることで、補正トルク指令値を算出するトルク指令補正手段と、前記補正トルク指令値に応じて駆動モータの出力トルクを制御する駆動モータ用制御手段とを具備することを特徴とする。
【００２４】
第２発明は、第１発明において、前記トルク指令補正手段は、前記後退車速検出値と前記補正トルク指令値から前記外乱トルク推定値を算出する外乱トルクオブザーバを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置である。
【００２５】
第３発明は、第１発明において、前記外乱トルクオブザーバは、前記補正トルク指令値の時間積分を演算する積分演算手段と、前記後退車速検出値の時間微分を演算する微分演算手段と、前記積分演算手段の演算結果と前記微分演算手段の演算結果との差を算出する減算手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置である。
【００２６】
第４発明は、第１発明において、前記トルク指令補正手段は、前記外乱トルク推定値に係数Ｋｄ（０≦Ｋｄ≦１）を乗算する乗算手段と、前記乗算手段の乗算結果を前記トルク指令値に加算する加算手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置である。
【００２７】
第５発明は、第１発明において、前記補正トルク指令値を所定の範囲内に制限するリミット処理手段を具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置である。
【００２８】
第６発明は上記課題を解決する別の電気自動車の後退抑制制御装置であり、ブレーキポジションに応じた車速指令値を設定する車速指令設定手段と、前記車速指令値と車速検出値との偏差に応じたトルク指令値を設定する車速ＡＳＲ手段と、シフトポジションとは逆方向で車速（以下、後退車速）と追加トルク指令との予め定めた関係に基づいて、後退車速検出値に対応する追加トルク指令値を設定する追加トルク指令設定手段と、前記追加トルク指令値を前記トルク指令値（τ＊）に加算することで、補正トルク指令値を算出する加算手段と、前記補正トルク指令値に応じて駆動モータの出力トルクを制御する駆動モータ用制御手段とを具備することを特徴とする。
【００２９】
第７発明は上記課題を解決する更に別の電気自動車の後退抑制制御装置であり、ブレーキポジションに応じた車速指令値を設定する車速指令設定手段と、前記車速指令値と車速検出値との偏差に応じたトルク指令値を設定する車速ＡＳＲ手段と、シフトポジションとは逆方向への車速の検出値（以下、後退車速検出値）に基づいて外乱トルクを推定する外乱トルク推定手段と、外乱トルクとゲインとの予め定めた関係に基づいて、推定した外乱トルク値（以下、外乱トルク推定値）に応じて前記車速ＡＳＲ手段のゲインを変更するＡＳＲゲイン変更手段と、前記トルク指令値に応じて駆動モータの出力トルクを制御する駆動モータ用制御手段とを具備することを特徴とする。
【００３０】
第８発明は、第７発明において、前記外乱トルクオブザーバは前記後退車速検出値と前記トルク指令値から前記外乱トルク推定値を算出することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置である。
【００３１】
第９発明は、第８発明において、前記外乱トルクトルクオブザーバは、前記トルク指令値の時間積分を演算する積分演算手段と、前記後退車速検出値の時間微分を演算する微分演算手段と、前記積分演算手段の演算結果と前記微分演算手段の演算結果との差を算出する減算手段とを具備することを特徴とする電気自動車の後退抑制制御装置である。
【００３２】
ここで、ブレーキポジションは、例えば、ブレーキ操作装置に設けたブレーキポジション検出手段で検出することができる。同様に、シフトポジションは、シフト操作装置に設けたシフトポジション検出手段で検出することができる。車速は、電気自動車のタイヤの回転速度から検出したり、駆動モータが減速機でタイヤにつながっている場合は、駆動モータの回転速度から検出することができる。車速がシフトションと逆方向か否かは、シフトポジションと車速（または駆動モータの回転速度）の符号との比較により判定することができる。車速ＡＳＲ手段は、車速指令値と車速検出値との偏差を算出する偏差演算手段と、この偏差からトルク指令値を算出するＰＩ制御手段とで構成することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図５〜図１１中で、図１〜図４と同じ機能の部分には同じ符号を付している。
【００３４】
以下の説明では、電気自動車の駆動モータ１を永久磁石式同期電動機（ＰＭモータ）とするが、誘導電動機や直流電動機であっても、同様の制御が可能である。また、駆動モータ用制御装置として図１に示した構成の制御装置２を採用して説明するが、他の構成の制御装置であっても同様の制御が可能である。更に、駆動モータ用制御装置２中のインバータ主回路として制御電流源電圧形インバータを採用し、非同期式正弦波近似ＰＷＭ方式で制御するものとして説明するが、他の形式のインバータであっても同様の制御が可能である。
【００３５】
［第１実施例］
図５に本発明の第１実施例に電気自動車の後退抑制制御装置を示し、図６に電気自動車全体の制御系を示す。図５中、１は駆動モータ、２は駆動モータ用制御装置、１６は車速指令設定部、１７は車速ＡＳＲ部、１８は偏差演算部、１９はＰＩ制御部、２１はトルク指令補正部、２２は外乱トルクオブザーバ、２３は微分演算部、２４は積分演算部、２５は減算部、２６は乗算部、２７は加算部、２８はリミット処理部、２９はブレーキポジション検出部、３０は車速検出部、３１は車両後退検出部、３２はシフトポジション検出部である。
【００３６】
駆動モータ用制御装置２は、後述のトルク指令補正部２１で得られる補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊に応じて駆動モータ１の出力トルクを制御する。この制御装置２の具体的な構成は図１を参照して先に説明したとおりである。
【００３７】
車速指令設定部１６は、図３に示したようなブレーキ踏み込み量を示す信号（ブレーキポジション信号）とクリープ車速との関係を予め定めておき、この関係から、実際のブレーキ踏み込み量（ブレーキポジション）に対応するクリープ車速を求め、これを車速指令値ω＊として設定する。ブレーキ踏み込み量は、ブレーキ操作装置（図示省略）に設けたブレーキポジション検出部２９によって検出される。図３の関係では、クリープ車速は、ブレーキ踏み込み量が所定の値Ｖ１になるまである一定値であり、Ｖ１からＶ２までは０に向かって減少し、Ｖ２以上では０となっている。
【００３８】
車速ＡＳＲ部１７は車速指令設定部１６で設定された車速指令値ω＊と車速検出値ωから、車速一定制御（車速ＡＳＲ）を行うことによりクリープ制御用のトルク指令値τ＊を決定する。詳しくは、車速ＡＳＲ部１７は車速指令値ω＊と車速検出値ωとの偏差ω＊−ωを算出する偏差演算部１８と、偏差ω＊−ωに対して比例制御と積分制御を行うことで、ブレーキ踏み込み量に応じたトルク指令値τ＊を算出するＰＩ制御部１９とで構成される。ＡＳＲゲインＫｐ、Ｔｉは、平地での発進が車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならないように、設定されている。
【００３９】
車速検出値ωは車速検出部３０により求められる。例えば、駆動モータ１が電気自動車のタイヤと減速機でつながっている場合は、モータ回転速度検出値ｎ（図１参照）に減速比やタイヤ直径等で決まる係数を掛けるという演算処理によって、車速を検出する。あるいは、駆動モータ１が減速機でタイヤとつながっていないような場合は、タイヤの回転速度を直接検出し、これにタイヤ直径等で決まる係数を掛けることによって、車速を検出する。
【００４０】
トルク指令補正部２１は、後退車速検出値ωＢＡＣＫに基づいて外乱トルクを推定し、推定した値即ち外乱トルク推定値τＬ＾をトルク指令値τ＊にフィードバックすることで、補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊を求める。右肩の記号「＾」は推定値であることを示している。
【００４１】
ここで、外乱トルクの推定について説明する。坂道でフレーキを踏んでいる時に車両に加わる重力を外乱トルクとみなすことができる。外乱トルクが車両後退方向の加速度に相当することから、基本的には、後退車速検出値ωＢＡＣＫから外乱トルクを推定することができる。その際、補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊を用いて積分制御することにより、フィードバック制御の誤差を低減することができる。
【００４２】
本例では、トルク指令補正部２１における外乱トルクの推定を、外乱トルクオブザーバ２２で行っている。この外乱トルクオブザーバ２２は微分演算部２３と積分演算部２４と減算部２５とで構成されている。外乱トルクオブザーバ２２中の記号で、ｓはラプラス演算子、Ｊは車両全体のイナーシャ、Ｔｄは外乱トルクオブザーバ時定数である。
【００４３】
微分演算部２３はＪ・ｓ／（１＋Ｔｄ・ｓ）なる伝達関数を持っており、後退車速検出値ωＢＡＣＫの時間微分を演算する。この微分演算結果Ａは車両を後退させるトルクに相当する。
【００４４】
積分演算部２４は１／（１＋Ｔｄ・ｓ）なる伝達関数を持っており、補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊の時間積分を演算する。この積分演算結果Ｂはフィードバック制御の誤差を低減するものである。
【００４５】
減算部２５は微分演算部２３の微分演算結果Ａと積分演算部２４の積分演算結果Ｂから、Ｂ−Ａなる減算処理を行うことで、外乱トルク推定値τＬ＾を求めている。
【００４６】
積分演算結果Ｂから微分演算結果Ａを減算している理由、言い換えれば、微分演算結果Ａの符号を反転して積分演算結果Ｂに加算している理由は、微分演算結果Ａが車両後退方向のトルクを表しているからである。
【００４７】
微分演算部２３に符号反転した後退車速検出値−ωＢＡＣＫを入力したり、微分演算部２３が−Ｊ・ｓ／（１＋Ｔｄ・ｓ）なる伝達関数を持つ場合は、減算部２５に代えて加算部を用い、微分演算結果Ａと積分演算結果Ｂを加算すれば良く、このような外乱トルクオブザーバの構成は、図示した外乱トルクオブザーバ２２の構成と等価である。
【００４８】
ここで、後退車速検出値ωＢＡＣＫとは車速検出値ωのうち、シフトポジションとは逆方向への車両が動いた時、つまり車両が後退した時のものであり、車両後退検出部３１によって求められる。例えば、車両後退検出部３１はシフトポジションと車速検出値ωの符号（正負）とを比較し、シフトポジションとは符号が逆の車速を後退車速検出値ωＢＡＣＫとし、トルク指令補正部２１へ与える。シフトポジションは、シフト操作装置（図示省略）に設けたシフトポジション検出部３２によって検出される。
【００４９】
本例では、外乱トルク推定値τＬ＾のフィードバックを乗算部２６と加算部２７で実現している。乗算部２６は外乱トルク推定値τＬ＾に所定の係数（外乱トルクオブザーバフィードバックゲイン）Ｋｄを乗算し、加算部２７は乗算結果Ｋｄ・τＬ＾をトルク指令値τ＊に加算する。
【００５０】
外乱トルクオブザーバフィードバックゲインＫｄとしては、登り坂道で車両が後退することを防止するために、ある程度大きな値が設定される。通常、０から１の間の値（０＜Ｋｄ≦１）が設定される。Ｋｄが０の場合は、フィードバックによる補正はなく、トルク指令値τ＊自体が駆動モータ用制御装置２に与えられる。
【００５１】
また、本例ではトルク指令補正部２１に、リミット処理部２８を備えている。リミット処理部２８は、上限を設定する等により、補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊を所定の範囲内に制限する。これにより、ノイズ等によって異常な値を採る補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊があっても、駆動モータ用制御装置２に与えられることがない。
【００５２】
上述した第１実施例によれば、図６に示すように車両２０に外乱トルクτＬが加わる場合、外乱トルクτＬを推定して、推定した外乱トルク値τＬ＾をトルク指令値τ＊にフィードバックし、フィードバック制御で得た補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊を駆動モータ用制御装置２に与える。これにより、ＡＳＲゲインＫｐ、Ｔｉを平地での発進が車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならないように設定していても、坂道でブレーキ踏み込み中は、機械ブレーキに頼らず車両２０を止めておくことができる。また、坂道でブレーキを離した場合、車両２０が殆ど後退することなく発進することができる。
【００５３】
更に、平地では、トルク指令値τ＊が駆動モータ用制御装置２に与えられるので、車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならずに発進することができる。つまり、車両２０が急加速することがない。従って、坂道と平地で、同じ感覚で発進が可能である。
【００５４】
［第２実施例］
次に、図７に本発明の第２実施例に電気自動車の後退抑制制御装置を示し、図８に電気自動車全体の制御系を示す。
【００５５】
第２実施例を第１実施例と比較すると、外乱トルク推定値τＬ＾をトルク指令値τ＊にフィードバックする代わりに、後退車速と追加トルク指令との予め定めた関係に基づいて、後退車速検出値ωＢＡＣＫに対応する追加トルク指令値τＡＤＤ＊を求め、このτＡＤＤ＊をトルク指令値τ＊にフィードフォワード的に加えることで、補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊を求める点が異なる。従って、図７中で図５と同じ機能の部分には同じ符号を付し、説明の重複を極力省く。
【００５６】
図７中、１は駆動モータ、２は駆動モータ用制御装置、１６は車速指令設定装置、１７は車速ＡＳＲ部、１８は偏差演算部、１９はＰＩ制御部、２１はトルク指令補正部、２７は加算部、２９はブレーキポジション検出部、３０は車速検出部、３１は車両後退検出部、３２はシフトポジション検出部、３３は記憶部である。
【００５７】
駆動モータ用制御装置２は、トルク指令補正部２１で得られる補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊に応じて駆動モータ１の出力トルクを制御する。車速指令設定装置１６はブレーキポジションに対応するクリープ車速を図３のような関係から求め、これを車速指令値ω＊として設定する。ブレーキ踏み込み量はブレーキポジション検出部２９によって検出される。
【００５８】
車速ＡＳＲ部１７は偏差演算部１８とＰＩ制御部１９とで構成され、車速一定制御（車速ＡＳＲ）を行うことにより、車速指令値ω＊と車速検出値ωとの偏差ω＊−ωからブレーキ踏み込み量に応じたトクリープ制御用のルク指令値τ＊を算出する。ＡＳＲゲインＫｐ、Ｔｉは、平地での発進が車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならないように、設定されている。車速検出値ωは車速検出部３０により求められる。
【００５９】
トルク指令補正部２１は加算部２７と記憶部３３で構成されている。記憶部３３には後退車速と追加トルク指令との関係が、例えばマップの形で、予め記憶されている。記憶部３３は、後退車速検出値ωＢＡＣＫが入力されると、この関係に基づいて、後退車速検出値ωＢＡＣＫに対応する追加トルク指令値τＡＤＤ＊を設定して加算部２７に出力する。加算部２７は追加トルク指令値τＡＤＤ＊をトルク指令値τ＊に加算し、τ＊＋τＡＤＤ＊を補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊として駆動モータ用制御装置２に与える。
【００６０】
本例では、追加トルク指令値τＡＤＤ＊は、図示のように、後退車速が小さく所定の値ωＢＡＣＫ１になるまでは０であり、ωＢＡＣＫ１からωＢＡＣＫ２までは一定値に向かって増大し、ωＢＡＣＫ２以上では一定値となっている。
【００６１】
後退車速検出値ωＢＡＣＫは、車速検出値ωのうちシフトポジションとは逆方向へ車両が動いた時のものであり、車両後退検出部３１によってシフトポジションと車速検出値ωの符号（正負）とを比較することで、求められる。シフトポジションはシフトポジション検出部３２によって検出される。
【００６２】
上述の第２実施例によれば、図８に示すように車両２０に外乱トルクτＬが加わる場合、ＡＳＲゲインＫｐ、Ｔｉを平地での発進が車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならないように設定していても、後退車速に応じて決められるトルクパターンで追加トルク指令値τＡＤＤ＊がトルク指令値τ＊にフィードフォワード的に加わることにより、坂道でブレーキ踏み込み中は、機械ブレーキに頼らず車両を止めておくことができる。また、坂道でブレーキを離した場合、殆ど後退することなく発進することができる。
【００６３】
更に、平地では、トルク指令値τ＊が駆動モータ用制御装置２に与えられるので、車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならずに発進することができる。つまり、車両２０が急加速することがない。従って、坂道と平地で、同じ感覚で発進が可能である。
【００６４】
以下に、第１実施例と第２実施例との対比を示す。
▲１▼第１実施例では、外乱トルクオブザーバフィードバックゲインＫｄをある程度大きくすることにより、登り坂道での後退を防止することができる。しかし、減速機があって車体が重い電気自動車においては、Ｋｄが大きいと、ギアのねじれ現象を生じることになり、０車速付近で車体が振動系になる可能性がある点に注意する必要がある。
▲２▼これに対して、第２実施例では、駆動モータ１の出力トルクと後退速度が釣り合うところで追加トルク指令値τＡＤＤ＊を加え続けるため、ギアのねじれ現象を生じることなく、緩やかな後退はあるものの、急激な後退を抑えることができる。
【００６５】
なお、後退車速と追加トルク指令値との関係は、後退速度毎に、後退速度とモータ出力トルクとが釣り合う関係となるように、予め実験等により設定しておけば良い。
【００６６】
［第３実施例］
次に、図９に本発明の第３実施例に電気自動車の後退抑制制御装置を示し、図１０に外乱トルク推定値とＡＳＲゲインとの関係の例を示し、図１１に電気自動車全体の制御系を示す。
【００６７】
第３実施例を第１実施例と比較すると、外乱トルク推定値τＬ＾をトルク指令値τ＊にフィードバックする代わりに、坂道か平地かに応じてＡＳＲ手段のゲインを変更する点が異なる。具体的には、外乱トルク推定値とＡＳＲゲインとの予め定めた関係に基づいて、外乱トルク推定値τＬ＾によりＡＳＲゲインを変更する。従って、図９中で図５と同じ機能の部分には同じ符号を付し、説明の重複を極力省く。
【００６８】
図７中、１は駆動モータ、２は駆動モータ用制御装置、１６は車速指令設定装置、１７は車速ＡＳＲ部、１８は偏差演算部、１９はＰＩ制御部、２２は外乱トルクオブザーバ、２３は微分演算部、２４は積分演算部、２５は減算部、２９はブレーキポジション検出部、３０は車速検出部、３１は車両後退検出部、３２はシフトポジション検出部、３４はＡＳＲゲイン変更部、３５は記憶部である。
【００６９】
駆動モータ用制御装置２は、車速ＡＳＲ部１７で得られるトルク指令値τ＊に応じて駆動モータ１の出力トルクを制御する。車速指令設定装置１６はブレーキポジションに対応するクリープ車速を求め、これを車速指令値ω＊として設定する。ブレーキ踏み込み量はブレーキポジション検出部２９により検出される。
【００７０】
車速ＡＳＲ部１７は偏差演算部１８とＰＩ制御部１９とで構成され、車速一定制御（車速ＡＳＲ）を行うことにより、車速指令値ω＊と車速検出値ωとの偏差ω＊−ωからブレーキ踏み込み量に応じたトクリープ制御用のルク指令値τ＊を算出し、設定する。車速検出値ωは車速検出部３０により求められる。
【００７１】
車速ＡＳＲ部１７のＡＳＲゲインは、平地での発進が車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならないようなデフォルト値から、外乱トルク推定値τＬ＾に応じた値にＡＳＲゲイン変更部３４により変更される。
【００７２】
但し、２つのＡＳＲゲインＫｐ、Ｔｉのうち、比例係数Ｋｐは変更するが、積分時定数Ｔｉは必ずしも変更する必要がない。本例では、Ｔｉを平地用のデフォルト値のまま一定とし、Ｋｐのみ外乱トルク推定値τＬ＾に応じて平地用のデフォルト値から増大させるものとしている。
【００７３】
ＡＳＲゲイン変更部３４は外乱トルクオブザーバ２２と記憶部３５で構成されている。記憶部３５には外乱トルク推定値とＡＳＲゲインＫｐとの関係が、例えばマップの形で、予め記憶されている。記憶部３５は、外乱トルク推定値τＬ＾が入力されると、この関係に基づいて、外乱トルク推定値τＬ＾に対応するＡＳＲゲインＫｐの値を車速ＡＳＲ部１７に出力し、ＰＩ制御部１９のＡＳＲゲインＫｐを変更させる。
【００７４】
図１０に例示する関係では、ＡＳＲゲインＫｐの値は、外乱トルク推定値τＬ＾が小さく所定の値τＬ＾１になるまでは平地用のデフォルト値のままであり、τＬ＾１からτＬ＾２までは一定値に向かって増大し、τＬ＾２以上ではデフォルト値より大きな一定値となっている。
【００７５】
外乱トルクオブザーバ２２は微分演算部２３と積分演算部２４と減算部２５とで構成されており、微分演算部２３はＪ・ｓ／（１＋Ｔｄ・ｓ）なる伝達関数を持ち、後退車速検出値ωＢＡＣＫの時間微分を演算する。積分演算部２４は１／（１＋Ｔｄ・ｓ）なる伝達関数を持ち、補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊の時間積分を演算する。減算部２５は微分演算部２３の微分演算結果Ａと積分演算部２４の積分演算結果Ｂから、Ｂ−Ａなる減算処理を行うことで、外乱トルク推定値τＬ＾を求めている。
【００７６】
後退車速検出値ωＢＡＣＫは、車速検出値ωのうちシフトポジションとは逆方向へ車両が動いた時のものであり、車両後退検出部３１によってシフトポジションと車速検出値ωの符号（正負）とを比較することで、求められる。シフトポジションはシフトポジション検出部３２によって検出される。
【００７７】
上述した第３実施例によれば、図１１に示すように坂道にて車両２０に外乱トルクτＬが加わる場合は、外乱トルク推定値τＬ＾に応じてＡＳＲゲインＫｐを平地用のデフォルト値から増大することにより、トルク指令値τ＊が増大するため、坂道でブレーキ踏み込み中は、機械ブレーキに頼らず車両を止めておくことができる。また、坂道でブレーキを離した場合、後退することなく発進することができる。
【００７８】
更に、平地では、ＡＳＲゲインＫｐが平地用のデフォルト値に設定されるので、トルク指令値τ＊が過大にならず、車速指令値ω＊を越えるオーバーシュートした速度とならずに発進することができる。つまり、車両２０が急加速することがない。従って、坂道と平地で、同じ感覚で発進が可能である。
【００７９】
上述した第１〜第３実施例の説明では、電気自動車の駆動モータ１を永久磁石式同期電動機（ＰＭモータ）としたが、誘導電動機や直流電動機であっても、同様の制御が可能である。また、駆動モータ用制御装置として図１に示した構成の制御装置２を採用して説明しているが、他の構成の制御装置、例えば、トルク指令補正部２１で得られる補正トルク指令値ＴＡＣＲ＊や、車速ＡＳＲ部１７のＡＳＲゲインを変更して得られるトルク指令値τ＊に応じて、ＰＭモータや誘導電動機、直流電動機など、適宜なモータの出力トルクを制御するものであれば、同様の制御が可能である。更に、駆動モータ用制御装置２中のインバータ主回路として制御電流源電圧形インバータを採用し、非同期式正弦波近似ＰＷＭ方式で制御するものとして説明したが、他の形式のインバータであっても同様の制御が可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、外乱トルクによる坂道での後退車速を利用してクリープ制御におけるトルク指令値を設定するので、以下の効果がある。
（１）　どのような状況から電気自動車が発進することになっても、車両が急に加速したり、急に後退することがなく、安全である。言い換えれば、坂道と平地で、同じ感覚で発進が可能である。
（２）　機械ブレーキに頼らず、車両を停止状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車の駆動モータ用制御装置のブロック構成図。
【図２】従来のクリープ制御用トルク指令設定装置のブロック構成図。
【図３】ブレーキポジションとクレープ車速との関係の例を示す図。
【図４】坂道における外乱トルクの影響を示す図。
【図５】本発明の第１実施例に係る電気自動車の後退抑制制御装置のブロック構成図。
【図６】第１実施例における電気自動車全体の制御系を示す図。
【図７】本発明の第２実施例に係る電気自動車の後退抑制制御装置のブロック構成図。
【図８】第２実施例における電気自動車全体の制御系を示す図。
【図９】本発明の第３実施例に係る電気自動車の後退抑制制御装置のブロック構成図。
【図１０】外乱トルク推定値とＡＳＲゲインとの関係の例を示す図。
【図１１】第３実施例における電気自動車全体の制御系を示す図。
【符号の説明】
１　駆動モータ
２　駆動モータ用制御装置
３　トルク制御部
４　レゾルバ
５　モータ速度検出部
６　電流制御部
７　電流制御処理部
８、９　座標変換処理部
１０　インバータ主回路
１１、１２　電流検出部
１３　直流電源
１４　電気角演算処理部
１５　位置検出処理部
１６　車速指令設定部
１７　車速ＡＳＲ部
１８　偏差演算部
１９　ＰＩ制御部
２０　車両
２１　トルク指令補正部
２２　外乱トルクオブザーバ
２３　微分演算部
２４　積分演算部
２５　減算部
２６　乗算部
２７　加算部
２８　リミット処理部
２９　ブレーキポジション検出部
３０　車速検出部
３１　車両後退検出部
３２　シフトポジション検出部
３３　記憶部
３４　ＡＳＲゲイン変更部
３５　記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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