(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動により走行する電気自動車の駆動用のモータを制御するモータ制御装置であって、
アクセルオフ時において、モータに、回転数Ｎ２以上においてエンジンブレーキ相当の回生トルクを発生させ、回転数Ｎ２以下においてクリープトルクを発生させる手段と、
ブレーキオン時において、モータに、モータ回転数に応じた回生トルクを発生させる手段と、
ブレーキオンの状態で、モータ回転数が、前記エンジンブレーキ相当の回生トルクの発生とクリープトルクの発生を切り換える回転数Ｎ２と、前記ブレーキオン時におけるモータ回転数に応じた回生トルクを０とする回転数Ｎ１と、の間のときに、クリープトルクの発生を禁止する手段と、
モータのクリープトルクの発生が禁止されている状態でブレーキがオフされた場合に、所定時間ｔの間、モータのクリープトルク発生の禁止を継続する手段と、
を含むことを特徴とする電気自動車のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの駆動により走行する電気自動車の駆動用のモータを制御するモータ制御装置、特にブレーキオフ後の振動抑制に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、モータの駆動により走行する電気自動車が知られており、アクセルの踏み込み量に応じてモータの出力トルクを制御して走行する。一方、減速時には、通常の機械ブレーキの他に回生制動が利用される。これはモータを発電機として作用させ、モータに負のトルク（回生トルク）を発生させるものであり、発電電力はバッテリの充電に用いられる。ブレーキペダルが踏み込まれたときには、その踏み込み量に応じた減速力が必要であり、回生トルクで不足する減速を機械的ブレーキによって補う。また、アクセルペダルのオフ時のエンジンブレーキ相当の減速は回生トルクのみで行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、このような電気自動車において、ブレーキを踏み込んで減速している状態からブレーキを離したときに、振動が発生する場合がある。これについて調査したところ、モータ回転数が所定の低回転数であり、ブレーキを離した際にクリープモードによる力行トルクが発生し、トルクの向きが急激に変化することが原因であることが分かった。
【０００４】
本発明は、この振動を抑制できる電気自動車のモータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータの駆動により走行する電気自動車の駆動用のモータを制御するモータ制御装置であって、アクセルオフ時において、モータに、回転数Ｎ２以上においてエンジンブレーキ相当の回生トルクを発生させ、回転数Ｎ２以下においてクリープトルクを発生させる手段と、ブレーキオン時において、モータに、モータ回転数に応じた回生トルクを発生させる手段と、ブレーキオンの状態で、モータ回転数が、前記エンジンブレーキ相当の回生トルクの発生とクリープトルクの発生を切り換える回転数Ｎ２と、前記ブレーキオン時におけるモータ回転数に応じた回生トルクを０とする回転数Ｎ１と、の間のときに、クリープトルクの発生を禁止する手段と、モータのクリープトルクの発生が禁止されている状態でブレーキがオフされた場合に、所定時間ｔの間、モータのクリープトルク発生の禁止を継続する手段と、を含むことを特徴とする。このように、力行トルクの発生を禁止することで振動の発生を防止できる。アクセルがオフの時には、モータ回転数が所定値以上で、エンジンブレーキ相当の回生トルクが発生し、所定回転数以下で小さな力行トルクであるクリープトルクが発生する。ブレーキがオンの場合には、ブレーキ用の回生トルクを発生する。そこで、ブレーキがオンからオフに変わり、そのときのモータ回転数がクリープトルク発生の回転数であった場合には、トルクの変化が大きくなり、振動が発生する。クリープトルクの発生を禁止することで、振動の発生を防止できる。
【０００６】
図１は、本実施形態の制御装置が適用された電気自動車の要部を示すブロック図であり、バッテリ１０には、インバータ１２を介しモータ１４が接続されている。このモータ１４は永久磁石モータや誘導モータで構成されており、バッテリ１０からの直流電力がインバータ１２によってトルク指令に応じた三相交流電流に変換されモータ１４に供給される。
【０００７】
インバータ１２には、コントローラ２０が接続されており、このコントローラ２０がインバータ１２の動作を制御する。モータ１４には、そのロータ位置を検出する位置センサ２２が取り付けられている。位置センサ２２はホール素子などで構成されている。また、インバータ１２からモータ１４への電流経路には電流センサ２４が取り付けられている。そして、位置センサ２２及び電流センサ２４の検出値がコントローラ２０に供給されている。
【０００８】
コントローラ２０には、アクセル、ブレーキの操作状況についての信号が供給されており、コントローラ２０はこれら信号からモータの出力トルク指令を決定する。そして、モータ１４の出力トルクが、決定された出力トルク指令に一致するように、インバータ１２を制御してモータ１４への駆動電流を制御する。なお、位置センサ２２の検出値に応じてモータ駆動電流の位相を制御し、電流センサ２４の検出値によりモータ駆動電流をフィードバック制御している。
【０００９】
ここで、コントローラ２０において発生する出力トルクとモータ回転数の関係について、図２に示す。まず、アクセルがオフの場合の出力トルク指令Ｔａは、所定の低回転数Ｎ２以下の場合に回転数が低くなるに従って大きくなるクリープトルク（ゆっくり進む程度のトルク）を発生するようになっている。また、回転数Ｎ２以上では、回転数の増加に応じて大きくなるエンジンブレーキ相当の回生トルクを発生する。従って、アクセル及びブレーキをオフした状態では、モータ回転数Ｎ２に対応した速度で、ゆっくり走行する。これは、通常のＡＴ車と同様である。なお、クリープトルクとエンジンブレーキ相当の回生トルクの傾きは、回転数Ｎ２の前後で同一になっており、ここでショックが発生しないようになっている。
【００１０】
また、ブレーキがオンの時には、ブレーキ回生トルクＴｋを発生する。これは、モータ回転数が所定値以下では、Ｎ１の時に０になるように回転数が低くなるに従って、ブレーキ回生トルクが小さくなるようになっている。回生トルクは、モータ回転数が小さくなると必然的に小さくなるため、このような特性になっており、停止の際の減速力などは機械的ブレーキによって得ている。
【００１１】
機械的ブレーキの減速トルクを無視した、モータ１４における出力トルク指令ＴＣＯは、上述のアクセルオフ時のトルクＴａとブレーキ回生トルクＴｋの和（ＴＣＯ＝Ｔａ＋Ｔｋ）になる。
【００１２】
ここで、ブレーキが踏み込まれている状態で、モータ回転数がＮ１とＮ２の間に入り、ここでブレーキが離されると、ブレーキ回生トルクが発生していた状態からクリープトルク発生の状態に変化する。
【００１３】
ここで、ブレーキペダルを踏み込んだ場合、ブレーキオイルの配管系に油圧が発生し、この油圧に応じて、減速トルク指令を発生するようになっている。そこで、ブレーキペダルをオフした後も所定時間（時間ｔ）は、油圧が残留し、瞬時に減速トルク指令が０になるわけではない。
【００１４】
このため、ブレーキをオフした後、時間ｔでそのときの回転数に応じたクリープトルクに移行する。しかし、この変化は、エンジンブレーキ相当の回生トルクからクリープトルクへの移行に比べ急峻であり、ここでショック（振動）が発生する。
【００１５】
本実施形態では、クリープを禁止することによって、このようなショックの発生を防止する。この制御の状態遷移を図３に示す。まず、通常状態では、トルク指令ＴＣＯ＝Ｔａ＋Ｔｋとする（Ｓ１１）。そして、ブレーキオン、モータ回転数ＮｅがＮ１＜Ｎｅ＜Ｎ２（この状態では、Ｔｋ＜０）というショックが発生する状態に入った場合には、クリープ禁止状態に入る（Ｓ１２）。このクリープ禁止状態では、ＴＣＯ＝Ｔｋとして、クリープトルクの発生を禁止する。そして、このクリープ禁止状態は、ブレーキのオフ後時間ｔは継続する。
【００１６】
ブレーキオフ後時間ｔを経過した場合には、クリープ許可状態に移行する（Ｓ１３）。このクリープ許可状態は、ＴＣＯ＝Ｔａ*＋Ｔｋというトルク指令を発生する。このＴａ*は、上述のＴａより小さい値であり、時間に従ってＴａに近づく。例えば、Ｔａ*＝α（ｔ）・Ｔａであり、α（ｔ）が０．５程度から１に向けて変化する変数とする。これによって、クリープ許可状態において、出力トルク指令ＴＣＯを徐々に変化させることができ、ショックの発生を防止することができる。
【００１７】
また、Ｓ１２のクリープ禁止状態またはＳ１３のクリープ許可状態において、モータ回転数ＮｅがＮ１以下またはＮ２以上（Ｎｅ≦Ｎ１ｏｒＮｅ≧Ｎ２）になった場合には、ショック発生のおそれはないため、Ｓ１１の通常状態に移行する。さらに、ブレーキオフの状態で、モータ回転数ＮｅがＮ１＜Ｎｅ＜Ｎ２になった場合にも、Ｓ１３のクリープ許可状態に移り、クリープトルクを徐々に変化する制御を行う。これによって、減速過程におけるクリープトルクを徐々に変化するようにして、より適切なモータ駆動制御を行うことができる。
【００１８】
図４に、モータトルク指令ＴＣＯの時間変化を示す。従来の制御では、ブレーキオフの時点から、時間ｔ経過の間にそのときのモータ回転数に応じてクリープトルクの発生に移る。このため、トルクの変化が急峻になる。一方、本実施形態では、時間ｔが経過するまでの間、アクセルオフ時のトルクＴａが０になるため、クリープトルクは発生しない。従って、モータトルク指令ＴＣＯは速やかに０に移行し、０の状態を保つ。そして、時間ｔ経過後も徐々にクリープトルクが発生されるため、ショックの発生を効果的に防止することができる。
【００１９】
なお、上述の例では、クリープ禁止状態における時間ｔの経過後、クリープ許可状態に移行したが、必ずしもクリープ許可状態を設ける必要はなく、モータ回転数が（Ｎｅ≦Ｎ１ｏｒＮｅ≧Ｎ２）になったときに通常状態に戻るだけでもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ブレーキのオンからオフへの変化時において、力行トルクの発生を禁止することができるので、ブレーキトルクからクリープトルクへの急激なトルク変化の発生を防止し、振動の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態の装置が適用された電気自動車の要部を示すブロック図である。
【図２】  モータ回転数とモータトルク指令の関係を示す図である。
【図３】  制御の状態遷移を示す図である。
【図４】  ブレーキオフ時のモータトルクの時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１０  バッテリ、１２  インバータ、１４  モータ、２０  コントローラ、２２  位置センサ、２４  電流センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004061738.tif 000004
【図４】
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