(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の現在の運転状態に応じてそのときの目標トルクを決定し、その決定された目標トルクに応じてモータのトルク制御を行う電動車両のモータ制御装置において、車両重量および走行抵抗の各設定値と、アクセル開度と現在速度からわり出す目標トルクに応じた推進力と、車両加速度とを用いた所定の演算処理によって車両にかかる推定外力を算出する手段と、その算出された推定外力を打ち消すようなモータトルクを補助トルクとして決定する手段と、目標トルクにその補助トルクを加えることによって目標トルクの補正を行わせる手段とを設け、その補正された目標トルクに応じてモータのトルク制御を行わせるようにしたうえで、車両の走行トルクを検出する手段を設けて、算出された車両にかかる推定外力がその検出された走行トルクを越えたときに目標トルクの補正を行わせるようにしたことを特徴とする電動車両のモータ制御装置。
【請求項２】
補助トルクを出力する際にローパスフィルタ処理を施すようにしたことを特徴とする請求項１の記載による電動車両のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電動車両における駆動用モータの制御を行う電動車両のモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変速機をもたないゴルフカートなどの電動車両にあっては、アクセル開度と車両の現在速度とを検出し、それらの各検出結果にもとづいて、予め速度をパラメータとしてアクセル開度に対する目標トルクの特性が設定されているテーブルを用いて、そのときの目標トルクを決定し、その決定された目標トルクに応じて駆動用モータのトルク制御を行わせるようにしている。
【０００３】
このような電動車両におけるモータの一般的なトルク特性は、図４に示すように、最大印加電圧および最大許容電流などにより、実用回転速度領域においてフラットではない場合が多い。
【０００４】
その場合、アクセル開度１００％で最大トルクが出力されるような特性に設定すると、低速域で過大なトルクが発生して加速むらをきたすなどしてドライブフィーリングが悪くなってしまう。それを避けるために、図中点線で示すように、低速域ではモータのトルクを一定以下に抑えるようなリミッタ制御を行わせると、スムーズな加速を行わせることができてドライブフィーリングは改善するが、モータの有するトルク性能を充分に発揮させることができず、登坂能力などが低下してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、アクセルの操作量と車両の現在速度との各検出結果にもとづいて、予め速度をパラメータとしてアクセル開度に対する目標トルクの特性が設定されているテーブルを用いてそのときの目標トルクを決定し、その決定された目標トルクに応じて電動車両の駆動用モータのトルク制御を行うに際して、低速域でモータの出力トルクを抑えてスムーズな加速を行わせることができるような特性をもって目標トルクをテーブル設定するのでは、モータのトルク性能を充分に発揮させることができずに、登坂能力などが低下してしまうことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両の現在の運転状態に応じてそのときの目標トルクを決定し、その決定された目標トルクに応じてモータのトルク制御を行う電動車両のモータ制御装置にあって、スムーズな加速性能と充分な登坂能力を発揮できるように車両の走行状態にみあったモータのトルク制御を行わせるようにするべく、車両重量および走行抵抗の各設定値と、アクセル開度と現在速度からわり出す目標トルクに応じた推進力と、車両加速度とを用いた所定の演算処理によって車両にかかる推定外力を算出する手段と、その算出された推定外力を打ち消すようなモータトルクを補助トルクとして決定する手段と、目標トルクにその補助トルクを加えることによって目標トルクの補正を行わせる手段とを設け、その補正された目標トルクに応じてモータのトルク制御を行わせるようにしたうえで、車両の走行トルクを検出する手段を設けて、算出された車両にかかる推定外力がその検出された走行トルクを越えたときに目標トルクの補正を行わせるようにしている。
【０００７】
【実施例】
図１は、本発明を実施するための電動車両のモータ制御装置の構成例を示している。
【０００８】
その電動車両のモータ制御装置は、アクセル開度を検出するアクセル開度検出器１と、車両駆動用のモータ６の回転数を検出する回転検出器２と、その検出されたモータ６の回転数からそのときの車両の現在速度を求めて、検出されたアクセル開度と現在速度とにもとづいて予め速度をパラメータとしてアクセル開度に対する目標トルクの特性が設定されているテーブルからそのときの目標トルクをわり出すとともに、そのわり出された目標トルクにしたがってモータ駆動の制御量を求める演算処理部３と、その求められた制御量に応じてインバータ５を介してモータ６の駆動制御を行うモータ制御部４とによって構成されている。
【０００９】
演算処理部３およびモータ制御部４は、具体的にはＥＣＵによって構成される。モータ６には、トルク制御が可能な、例えば３相の磁石同期型電動機が用いられる。
【００１０】
テーブルには、低速域でモータの出力トルクを抑えてスムーズな加速を行わせることができるような特性をもって目標トルクが設定されている。
【００１１】
本発明は、このように構成されたものにあって、特に、車両重量および走行抵抗の各設定値と前述のようにして求められた目標トルクとを用いた所定の演算処理によって車両にかかる推定外力を算出する手段と、その算出された推定外力を打ち消すようなモータトルクを補助トルクとして決定する手段と、目標トルクにその補助トルクを加えることによって目標トルクの補正を行わせる手段とを設けて、その補正された目標トルクに応じてモータのトルク制御を行わせるようにしている。
【００１２】
具体的には、それらの各手段は演算処理部３において実行されることになる。
【００１３】
図２は、それらの各手段を実行する際における処理のフローを示している。
【００１４】
以下、本発明を図２に示す処理のフローとともに説明する。
【００１５】
まず、所定の制御周期ΔＴをもって、アクセル開度および現在速度の検出が行われ（ステップＳ１）、その各検出結果にもとづいてテーブルからそのときの基準となる目標トルクに応じた推進力Ｆ１が求められる（ステップＳ２）。
【００１６】
モータトルクに応じた車両の推進力Ｆ１は、平坦路であれば、車両重量をＭ、車両の固有の走行抵抗をμ、現在速度をＶ、車両に加わる加速度をＡとしたとき、次式（１）によってあらわされる運動方程式によって近似される。
【００１７】
Ｆ１＝Ｍ×Ａ＋μ×Ｖ                …（１）
【００１８】
この近似式にしたがい、予め設定されている車両重量Ｍ、走行抵抗μの各値を用いて、そのとき求められている現在速度Ｖおよび目標トルクに応じた車両の推進力Ｆ１にしたがう加速度Ａが次式（２）により算出される（ステップＳ３）。
【００１８】
Ａ＝（Ｆ１−μ×Ｖ）／Ｍ            …（２）
【００１９】
この近似式は車両重量Ｍおよび走行抵抗μをもって平坦路を走行しているときに限って成立するものであり、登坂路を走行しているときや前方から強風を受けているときなどには、登坂力や風の抵抗などによる外力が働いて成立しなくなる。その外力をＧとすると、次式（３）でそれを推定することができる。
【００２０】
Ｇ＝Ｆ１−Ｍ×Ａ−μ                …（３）
【００２１】
次いで、（３）式にもとづいて推定外力Ｇの算出を行い（ステップＳ４）、その算出された推定外力Ｇに対応する補助トルクに応じた補助推進力Ｆ２を予め設定されたマップからわり出す（ステップＳ５）。
【００２２】
本発明は、基本的には、アクセル開度および現在速度に応じて決定される目標トルクに応じた推進力Ｆ１に、そのわり出された補助推進力Ｆ２を加えることによって目標トルクの補正を行って（ステップＳ８）、その補正された目標トルクにしたがってモータの駆動制御を行わせるようにしている（ステップＳ９）。
【００２３】
その際、推定外力Ｇ分をそのまま補助トルクとして目標トルクに加えてモータ制御を行わせる場合、推定外力Ｇ分が小さいとフィードバックによる制御が正，負方向に振れて不安定になってしまう。
【００２４】
そのため、本発明では、モータのトルク制御を安定に行わせるべく、推定外力Ｇに対応する補助トルクに応じた補助推進力Ｆ２のローパスフィルタ処理を施している（ステップＳ６）。
【００２５】
そして、本発明では、さらに、その補助推進力Ｆ２が予め設定されたしきい値ｆｓよりも大きいか否かの判定を行い（ステップＳ７）、Ｆ２＞ｆｓの場合すなわち推定外力Ｇがある値を越えた場合に限って目標トルクの補正を行わせるようにしている（ステップＳ８）。
【００２６】
図３は、そのときの推定外力Ｇに対する補助推進力Ｆ２の特性を示している。
【００２７】
そのｆｓの値としては、推定外力Ｇ分をそのまま補助トルクとして目標トルクに加えてモータのトルク制御を行わせる場合、フィードバックによる制御が正，負方向に振れて不安定にならないような値に設定される。
【００２８】
また、そのときＦ２≦ｆｓであれば、アクセル開度および現在速度に応じて決定される目標トルクに応じた推進力Ｆ１をもってモータのトルク制御が行われる（ステップＳ１０）。
【００２９】
以上の処理が、一定の周期ΔＴごとにくり返して実行される。
【００３０】
また、本発明は、車両の走行トルクを検出する手段を設け、算出された車両にかかる推定外力Ｇがその検出された走行トルクを越えたときに目標トルクの補正を行わせるようにすることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上、本発明は、車両の現在の運転状態に応じてそのときの目標トルクを決定し、その決定された目標トルクに応じてモータのトルク制御を行う電動車両のモータ制御装置にあって、車両重量および走行抵抗の各設定値と、アクセル開度と現在速度からわり出す目標トルクに応じた推進力と、車両加速度とを用いた所定の演算処理によって車両にかかる推定外力を算出する手段と、その算出された推定外力を打ち消すようなモータトルクを補助トルクとして決定する手段と、目標トルクにその補助トルクを加えることによって目標トルクの補正を行わせる手段とを設け、その補正された目標トルクに応じてモータのトルク制御を行わせるようにしたうえで、車両の走行トルクを検出する手段を設けて、算出された車両にかかる推定外力がその検出された走行トルクを越えたときに目標トルクの補正を行わせるようにしているので、スムーズな加速性能と充分な登坂能力を発揮できるように車両の走行状態にみあったモータのトルク制御を行わせることができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための電動車両のモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の電動車両のモータ制御装置における処理のフローを示す図である。
【図３】推定外力Ｇがしきい値ｆｓを越えたときに目標トルクの補正を行わせるようにしそのときの推定外力Ｇに対する補助推進力Ｆ２の特性を示す図である。
【図４】電動車両における駆動用モータの一般的なトルク特性を示す図である。
【符号の説明】
１  アクセル開度検出器
２  回転検出器
３  演算処理部
４  モータ制御部
５  インバータ
６  モータ
【図１】
0004399842.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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