(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目標トルクとを用いた所定の演算処理によって目標速度を求める手段と、その求められた目標速度と現在速度との偏差にもとづいて所定の演算処理によって補助トルクを求める手段と、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ことを特徴とする電動車両のモータ制御装置。
【請求項２】
目標速度と現在速度との偏差が予め設定されたしきい値よりも小さくなるように目標速度を制限する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。
【請求項３】
アクセル開度または速度偏差をもとに補助トルクに制限をかける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。
【請求項４】
目標速度と現在速度との偏差が予め設定された値を越えたときに補助トルクを加える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。
【請求項５】
アクセル開度が減方向に変化したときの変化量に応じて補助トルクを減少させる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３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前述のようにして決定された目標トルクとを用いた所定の演算処理によって目標速度を求める手段と、その求められた目標速度と現在速度との偏差にもとづいて所定の演算処理によって補助トルクを求める手段と、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。
【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決定された目標トルクとを用いた所定の演算処理によって目標速度を求める手段と、その求められた目標速度と現在速度との偏差にもとづいて所定の演算処理によって補助トルクを求める手段と、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、Ｆ１＝Ｍ×Ａ＋μ×Ｖの運動方程式によって近似される。
【００１７】
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にしたがう目標加速度Ａが次式（１）により算出される（ステップＳ３）。
【００１８】
Ａ＝（Ｆ１−μ×Ｖ）／Ｍ              …（１）
【００１９】
そして、その算出された目標加速度Ａを時間積分することによって基準となる目標速度Ｖｏが、次式（２）に示されるように、更新的に求められる（ステップＳ４）。
【００２０】
Ｖｏ＝Ｖｏ＋ΔＴ×Ａ                  …（２）
【００２１】
次いで、その求められた目標速度Ｖｏと現在速度Ｖとの偏差Ｅｒｒが求められ（ステップＳ５）、そのときの偏差Ｅｒｒが予め設定されたしきい値αよりも小さいか否かの判定を行う（ステップＳ６）。
【００２２】
そのとき、Ｅｒｒ＜αであれば、速度偏差Ｅｒｒの値をそのままとする。
【００２３】
また、そのとき、Ｅｒｒ≧αであれば、Ｅｒｒ＝αとして、そのときの速度偏差Ｅｒｒの値がαを越えることがないように制限したうえで（ステップＳ７）、目標速度Ｖｏを現在速度Ｖにα値を加えたものに修正する（ステップＳ８）。
【００２４】
しきい値αとしては、Ｖｏ＝Ｖ＋αとして、目標速度Ｖｏを現在速度Ｖにα値を加えたものに制限したときに、例えば登坂路においてアクセルペダルが踏み込まれたときに車両が急加速することのない補助推進力Ｆ２が得られるような値に設定されている。
【００２５】
次いで、速度偏差Ｅｒｒの値が０よりも大きいか否か、すなわち目標速度Ｖｏが現在速度Ｖよりも大きい加速状態にあって補助トルクを必要とするか否かの判定が行われる（ステップＳ９）。
【００２６】
このとき、Ｅｒｒ＞０であれば、そのＥｒｒ値から予め設定された値βを差し引いたものを新たなＥｒｒ値とする（ステップＳ１０）。すなわち、補助トルク出力に際して、制御的な発振を防ぐために、ある値βを越えた場合に速度偏差Ｅｒｒが得られるようにする。
【００２７】
βの値としては、Ｅｒｒ値が小さすぎるとそのときの目標速度に収束させるためのフィードバック制御が正，負方向に振れて不安定となってしまうので、それを防止するために、補助トルクを発生させる際に、そのときの補助推進力Ｆ２が負にならないような値に設定されている。
【００２８】
また、このとき、Ｅｒｒ≦０であれば、Ｅｒｒ値をそのままとする。
【００２９】
次いで、そのＥｒｒ値を用いて、そのときの補助トルクに応じた補助推進力Ｆ２が次式（３）にしたがって求められる（ステップＳ１１）。
【００３０】
Ｆ２＝ΣＥｒｒ×Ｇ                  …（３）
ここで、Ｇは予め設定された積分制御ゲインの値である。
その新たなＥｒｒ値を用いて補助推進力Ｆ２が計算される（ステップＳ１２）。
【００３１】
次いで、補助推進力Ｆ２のリミッタ処理が行われる（ステップＳ１３）。このリミッタ処理は、積分制御の場合、偏差が０にならないとトルクが増加し続けてしまうので、アクセル開度に応じて補助推進力Ｆ２を制限するものである。具体的には、検出されているアクセル開度または速度偏差Ｅｒｒに補助推進力Ｆ２を乗ずることによってリミッタ処理がなされる。
【００３２】
そして、最終的に、アクセル開度と現在速度とにもとづいてテーブルからわり出された目標トルクに応じた補助推進力Ｆ１に、補助トルクに応じた補助推進力Ｆ２を加えることによって目標トルクの補正が行われて（ステップＳ１４）、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が行われる。
【００３３】
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。
【００３４】
その際、本発明は、演算処理部３において、例えば登坂路においてアクセルペダルが踏み込まれた場合などのように、目標速度Ｖｏと現在速度Ｖとの偏差Ｅｒｒが予め設定された値を越えたときに、目標トルクに応じた補助推進力Ｆ１に補助トルクに応じた補助推進力Ｆ２を加えることによって目標トルクの補正を行わせるようにしている。
【００３５】
また、本発明は、演算処理部３において、アクセル開度が減方向に変化したことを判定して、そのときのアクセル開度の変化量に応じてそれまで目標トルクに応じた補助推進力Ｆ１に加えられていた補助トルクに応じた補助推進力Ｆ２を減少させるようにしている。
【００３６】
【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目標トルクとを用いた所定の演算処理によって目標速度を求め、その求められた目標速度と現在速度との偏差にもとづいて所定の演算処理によって補助トルクを求めて、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な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】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】
0004203873.tif 000002
【図２】
0004203873.tif 000003
【図３】
0004203873.tif 000004