(57)【要約】      （修正有）【課題】ドライバビリティの悪化を抑制する。【解決手段】モータの指令トルクＴｍ＊は、上限トルクＴｍａｘと指令トルクＴｍ＊との差が所定差ｄＴｔｈを超えているときには要求トルクＴｒ＊に向けて大きなレートで比較的迅速に増加し、差が所定差ｄＴｔｈ以内となったときには要求トルクＴｒ＊に向けて小さいレートで緩やかに変化するよう設定される。このように指令トルクＴｍ＊を設定することにより、モータからのトルクが上限トルクＴｍａｘで制限されるのが抑制されるから、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に連結された駆動軸に回転軸が接続された電動機と、前記電動機に動力を入出力するバッテリと、前記バッテリから出力可能なパワーの最大値に基づいて前記電動機から出力可能なトルクの最大値である上限トルクを設定する上限トルク設定手段と、前記設定された上限トルクの範囲内で走行に要求される要求トルクに向けて徐々に変化するトルクを前記電動機の指令トルクとして設定する指令トルク設定手段と、前記設定された指令トルクに基づくトルクで前記電動機が駆動するよう前記電動機を制御する制御手段と、を備える電気自動車であって、
前記指定トルク設定手段は、前記設定された上限トルクと前記設定した指令トルクとの差が小さくなるほど小さくなる傾向のレートで前記要求トルクに向けて変化するトルクを前記電動機の指令トルクとして設定する手段である、
電気自動車。
【請求項２】
請求項１記載の電気自動車であって、
前記指令トルク設定手段は、前記設定された上限トルクと前記設定した指令トルクとの差が予め定められた所定差を超えているときには、前記設定された上限トルクの範囲内で前記要求トルクに向けて予め定められた第１のレートで変化するトルクを前記電動機の指令トルクとして設定し、前記設定された上限トルクと前記設定した指令トルクとの差が前記所定差以内になったときには、前記設定された上限トルクの範囲内で前記要求トルクに向けて前記第１のレートより小さい第２のレートで変化するトルクを前記電動機の指令トルクとして設定する手段である
電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車に関し、詳しくは、車軸に連結された駆動軸に回転軸が接続された電動機と、電動機に動力を入出力するバッテリと、バッテリから出力可能なパワーの最大値に基づいて電動機から出力可能なトルクの最大値である上限トルクを設定する上限トルク設定手段と、設定された上限トルクの範囲内で走行に要求される要求トルクに向けて徐々に変化するトルクを電動機の指令トルクとして設定する指令トルク設定手段と、設定された指令トルクで電動機が駆動するよう電動機を制御する制御手段と、を備える電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気自動車としては、車両駆動用のモータを搭載した電気自動車において、車両の加減速に基づく基準トルクを設定し、車両の加減速に伴う車両の挙動を模擬して演算した車両モデル速度と実際に検出したモータ速度とに基づいて車両の振動を抑制する補償トルクを演算し、補償トルクで基準トルクを補正して得られる指令トルクでモータを制御するものとが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、補償トルクが所定の制限値より大きいときには、補償トルクを徐々に制限することにより、モータからのトルクの急激な変化による車両挙動への影響を抑えることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バッテリから出力可能なパワーの最大値に基づいてモータの上限トルクを設定し、上限トルクの範囲内で走行に要求される要求トルクに向けて一定のレートで変化する指令トルクでモータを駆動する自動車では、要求トルクが上限トルクを上回っている場合、指令トルクが増加して上限トルクに至ったときに急激に指令トルクに制限がかかりモータからのトルクが急激に制限されて車軸に連結された駆動軸にねじれが生じる場合あがり、ドライバビリティが悪化してしまう場合がある。
【０００５】
本発明の電気自動車は、ドライバビリティの悪化を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電気自動車は、
車軸に連結された駆動軸に回転軸が接続された電動機と、前記電動機に動力を入出力するバッテリと、前記バッテリから出力可能なパワーの最大値に基づいて前記電動機から出力可能なトルクの最大値である上限トルクを設定する上限トルク設定手段と、前記設定された上限トルクの範囲内で走行に要求される要求トルクに向けて徐々に変化するトルクを前記電動機の指令トルクとして設定する指令トルク設定手段と、前記設定された指令トルクで前記電動機が駆動するよう前記電動機を制御する制御手段と、を備える電気自動車であって、
前記指令トルク設定手段は、前記設定された上限トルクと前記設定した指令トルクとの差が小さくなるほど小さくなる傾向のレートで前記要求トルクに向けて変化するトルクを前記電動機の指令トルクとして設定する手段である
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電気自動車では、バッテリから出力可能なパワーの最大値に基づいて電動機から出力可能なトルクの最大値である上限トルクを設定し、設定された上限トルクの範囲内で走行に要求される要求トルクに向けて徐々に変化するトルクを電動機の指令トルクとして設定し、設定された指令トルクで電動機が駆動するよう電動機を制御する。そして、設定された上限トルクと設定した指令トルクとの差が小さくなるほど小さくなる傾向のレートで要求トルクに向けて変化するトルクを電動機の指令トルクとして設定することにより、指令トルクが上限トルクに至ったときに電動機からのトルクが急激に制限された駆動軸にねじれが生じるのを抑制することができ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の電気自動車において、前記指令トルク設定手段は、前記設定された上限トルクと前記設定した指令トルクとの差が予め定められた所定差を超えているときには、前記設定された上限トルクの範囲内で前記要求トルクに向けて予め定められた第１のレートで変化するトルクを前記電動機の指令トルクとして設定し、前記設定された上限トルクと前記設定した指令トルクとの差が前記所定差以内になったときには、前記設定された上限トルクの範囲内で前記要求トルクに向けて前記第１のレートより小さい第２のレートで変化するトルクを前記電動機の指令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。こうすれば、より適正に電動機からのトルクが急激に制限されることを抑制することができ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】アクセル開度Ａｃｃや要求トルクＴｒ＊，指令トルクＴｍ＊，車両の加速度Ｇ，上限トルクＴｍａｘの時間変化の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
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、例えば同期発電電動機として構成され駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して接続され駆動軸２６に回転軸が接続されたモータＭＧと、モータＭＧを駆動するためのインバータ３０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ３２と、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号やシフトレバーのレンジを検出するシフトレンジセンサ６２からのシフトレンジＳＲ，アクセルペダル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６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル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６６からのブレーキポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖ，バッテリ３２の温度を検出する温度センサ３２ａにより検出されたバッテリ３２の電池温度Ｔｂ，モータＭＧの回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号，図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧに印加される相電流などを入力すると共にインバータ３０などを制御する電子制御ユニット５０と、を備える。
【００１３】
こうして構成された実施例の電気自動車２０では、基本的には、電子制御ユニット５０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。電子制御ユニット５０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ６８からの車速Ｖとに応じて駆動軸２６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、バッテリ３２を放電することができる最大電力としての入力制限Ｗｉｎ（＜０），出力制限Ｗｏｕｔ（≧０）に基づいてモータＭＧから出力可能なトルクの最大値である上限トルクＴｍａｘ（≧０）を設定し、上限トルクＴｍａｘの範囲内で現在のモータＭＧの指令トルクＴｍ＊から要求トルクＴｒ＊に向けて変化するトルクを指令トルクＴｍ＊として設定して、設定した指令トルクＴｍ＊でモータＭＧが駆動されるようインバータ３０のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、バッテリ３２の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行することができる。
【００１４】
ここで、バッテリ３２の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ３２に蓄電可能な全容量に対する蓄電されている容量の割合である残容量ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。ここで、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値は、電池温度Ｔｂが０℃未満の所定温度Ｔ１以下のときには値０に設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔ１より高く０℃以下の範囲では電池温度Ｔｂが低くなるほど値０に向かって絶対値が小さくなるよう設定し、電池温度Ｔｂが０℃より高く且つ０℃より高い所定温度Ｔ２以下のときには電池温度Ｔｂに対して一定値に設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔ２を超えたときには電池温度Ｔｂが低くなるほど値０に向かって絶対値が小さくなるよう設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔ２より高い所定温度Ｔ３を超えると値０に設定するものとした。また、補正係数は、入力制限Ｗｉｎについては、バッテリ３２の残容量ＳＯＣが値Ｓ１未満のときには一定値に設定し、残容量ＳＯＣが値Ｓ１以上から値Ｓ１より大きい値Ｓ２未満のときには残容量ＳＯＣが大きくなるほど値０に向かって小さくなるよう設定し、残容量ＳＯＣが値Ｓ２以上のときには値０になるよう設定するものとし、出力制限Ｗｏｕｔについては、バッテリ３２の残容量ＳＯＣが値Ｓ１，Ｓ２より小さい値Ｓ３以上のときには一定値に設定し、残容量ＳＯＣが値Ｓ３未満で値Ｓ３より小さい値Ｓ４未満のときには残容量ＳＯＣが小さくなるほど値０に向かって小さくなるよう設定し、残容量ＳＯＣが値Ｓ４以下のときには値０になるよう設定するものとした。
【００１５】
こうした駆動制御において、設定した上限トルクＴｍａｘと現在の指令トルクＴｍ＊との差ΔＴ（＝Ｔｍａｘ−Ｔｍ＊）が所定差ｄＴｔｈ（＞０）を超えているときには、上限トルクＴｍａｘの範囲内で現在のモータＭＧの指令トルクＴｍ＊から要求トルクＴｒ＊に向けて比較的迅速に増加するレートＲ１で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊に設定して、設定した指令トルクＴｍ＊でモータＭＧが駆動されるようインバータ３０のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、比較的迅速にモータＭＧからのトルクを要求トルクＴｒ＊に向けて変化させることができる。
【００１６】
そして、差ΔＴ（＝Ｔｍａｘ−Ｔｍ＊）が所定差ｄＴｔｈ以内になったときには、上限トルクＴｍａｘの範囲内で現在のモータＭＧの指令トルクＴｍ＊から要求トルクＴｒ＊に向けてレートＲ１より小さいレートＲ２で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊として設定して、設定した指令トルクＴｍ＊でモータＭＧが駆動されるようインバータ３０のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、モータＭＧからのトルクを要求トルクＴｒ＊に向けてより緩やかに変化させることができる。
【００１７】
図２は、アクセル開度Ａｃｃや要求トルクＴｒ＊，指令トルクＴｍ＊，上限トルクＴｍａｘ，車両の加速度Ｇの時間変化の一例を示す説明図である。図中、トルクと時間との関係を示す図において、実線は指令トルクＴｍ＊，破線は要求トルクＴｒ＊，一点鎖線は上限トルクＴｍａｘを例示している。図示するように、指令トルクＴｍ＊は、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈを超えているときには要求トルクＴｒ＊に向けてレートＲ１で比較的迅速に増加し、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈ以内となったときには要求トルクＴｒ＊に向けてレートＲ２で緩やかに変化するよう設定される。このように指令トルクＴｍ＊を設定することにより、モータＭＧからのトルクが上限トルクＴｍａｘで急激に制限されるのが抑制され、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１８】
以上説明した実施例の電気自動車２０では、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈを超えているときには、上限トルクＴｍａｘの範囲内で現在のモータＭＧの指令トルクＴｍ＊から要求トルクＴｒ＊に向けて比較的迅速に増加するレートＲ１で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊に設定して、設定した指令トルクＴｍ＊でモータＭＧが駆動されるようインバータ３０のスイッチング素子をスイッチング制御し、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈ以下であるときには、上限トルクＴｍａｘの範囲内で現在のモータＭＧの指令トルクＴｍ＊から要求トルクＴｒ＊に向けてレートＲ１より小さいレートＲ２で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊として設定して、設定した指令トルクＴｍ＊でモータＭＧが駆動されるようインバータ３０のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、指令トルクＴｍ＊が上限トルクＴｍａｘで急激に制限されるのが抑制されるから、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１９】
実施例の電気自動車２０では、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈを超えているときにはレートＲ１で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊に設定して、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈ以下であるときにはレートＲ１より小さいレートＲ２で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊として設定するものとしたが、上限トルクＴｍａｘ＊と指令トルクＴｍ＊との差が小さくなるほど小さくなる傾向のレートで要求トルクＴｒ＊に向けて変化するトルクを指令トルクＴｍ＊に設定するものとしてもよい。
【００２０】
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ＭＧが「電動機」に相当し、バッテリ３２が「バッテリ」に相当し、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて上限トルクＴｍａｘを設定する電子制御ユニット５０が「上限トルク設定手段」に相当し、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈを超えているときにはレートＲ１で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊に設定して、差ΔＴが所定差ｄＴｔｈ以下であるときにはレートＲ１より小さいレートＲ２で変化するトルクを指令トルクＴｍ＊として設定する電子制御ユニット５０が「指令トルク設定手段」に相当し、設定した指令トルクＴｍ＊でモータＭＧが駆動されるようインバータ３０のスイッチング素子をスイッチング制御する電子制御ユニット５０が「制御手段」に相当する。
【００２１】
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要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。
【００２２】
以上、本発明を実施するため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】
【００２３】
本発明は、電気自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
２０  電気自動車、２２ａ，２２ｂ  駆動輪、２４  デファレンシャルギヤ、２６  駆動軸、３０  インバータ、３２  バッテリ、３２ａ  温度センサ、５０  電子制御ユニット、６０  イグニッションスイッチ、６２  シフトレンジセンサ、６４  アクセルペダルポジションセンサ、６６  ブレーキペダルポジションセンサ、６８  車速センサ、ＭＧ  モータ。
【図１】
2012175729.tif 000003
【図２】
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