JP2010252526A - Controller for electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータの制御装置に関し、特に、駆動源として車両に搭載され、クラッチを介して手動変速機に連結された電動モータを制御する技術に関する。 The present invention relates to an electric motor control device, and more particularly to a technique for controlling an electric motor mounted on a vehicle as a drive source and connected to a manual transmission via a clutch.
従来より、駆動源に電動モータを用いた電気自動車が知られている。電動モータは、出力軸回転数が零であるときに最大出力トルクを発生することができるという特性を有する。したがって、駆動源が電動モータである場合は、変速機を設けなくとも十分な駆動力を得ることができる。ところが、内燃機関と手動変速機とを備えた従来型の車両を好む運転者は、駆動源が電動モータであっても、手動変速による運転する楽しみを体感することを望む。 Conventionally, an electric vehicle using an electric motor as a drive source is known. The electric motor has a characteristic that it can generate a maximum output torque when the output shaft speed is zero. Therefore, when the drive source is an electric motor, a sufficient driving force can be obtained without providing a transmission. However, a driver who prefers a conventional vehicle having an internal combustion engine and a manual transmission desires to experience the pleasure of driving by manual shifting even if the drive source is an electric motor.
したがって、特開平７−７８１４号公報（特許文献１）が開示するように、車両に電動モータと手動変速機とを搭載する場合があり得る。 Therefore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-7814 (Patent Document 1), there may be a case where an electric motor and a manual transmission are mounted on the vehicle.
しかしながら、電動モータの出力トルク特性と内燃機関の出力トルク特性とは異なる。そのため、電動モータの挙動は、内燃機関の挙動とは異なり得る。よって、内燃機関と手動変速機とを備えた従来型の車両の操作になれた運転者が、電動モータと手動変速機とを備えた電気自動車を操縦した際、期待通りの楽しさを得ることができないことが考えられる。 However, the output torque characteristic of the electric motor is different from the output torque characteristic of the internal combustion engine. Therefore, the behavior of the electric motor can be different from the behavior of the internal combustion engine. Therefore, when a driver who is familiar with the operation of a conventional vehicle equipped with an internal combustion engine and a manual transmission operates an electric vehicle equipped with an electric motor and a manual transmission, the driver can enjoy the expected enjoyment. It is thought that it is not possible.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電動モータを駆動源として搭載した車両の運転感覚を、内燃機関を駆動源として搭載した車両の運転感覚に近づけることができる電動モータの制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to make the driving feeling of a vehicle equipped with an electric motor as a driving source into the driving feeling of a vehicle equipped with an internal combustion engine as a driving source. It is providing the control apparatus of the electric motor which can be approximated.
第１の発明に係る電動モータの制御装置は、車両に駆動源として搭載され、クラッチを介して手動変速機に連結された電動モータの制御装置である。制御装置は、アクセル開度および電動モータの出力軸回転数に応じて電動モータの目標出力トルクを設定するための設定手段と、電動モータの実際の出力トルクが目標出力トルクになるように制御するための制御手段とを備える。設定手段は、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつクラッチが解放状態である場合、目標出力トルクが負値になるように設定するための手段を含む。 An electric motor control device according to a first aspect of the present invention is an electric motor control device that is mounted on a vehicle as a drive source and connected to a manual transmission via a clutch. The control device controls the setting means for setting the target output torque of the electric motor in accordance with the accelerator opening and the output shaft rotational speed of the electric motor, and controls the actual output torque of the electric motor to be the target output torque. Control means. The setting means includes means for setting the target output torque to be a negative value when the accelerator opening is smaller than a predetermined value and the clutch is in the released state.
この構成によると、電動モータの実際の出力トルクが、アクセル開度および電動モータの出力軸回転数に応じて設定された目標出力トルクになるように制御される。これにより、電動モータの出力トルク特性を任意に定めることができる。そのため、電動モータの出力トルク特性を内燃機関の出力トルク特性に近づけることができる。さらに、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつクラッチが解放状態である場合、目標出力トルクが負値になるように設定される。これにより、内燃機関に比べて慣性マスが小さく、出力軸回転数が低下し難い電動モータの出力軸回転数の低下速度を、内燃機関の出力軸回転数の低下速度に近づけることができる。そのため、たとえばアップシフト時において手動変速機の入力軸回転数と同期回転数とを一致させる際の運転感覚を、内燃機関を駆動源として搭載した車両の運転感覚に近づけることができる。その結果、電動モータを駆動源として搭載した車両の運転感覚を、内燃機関を駆動源として搭載した車両の運転感覚に近づけることができる電動モータの制御装置を提供することができる。 According to this configuration, the actual output torque of the electric motor is controlled so as to be a target output torque set according to the accelerator opening and the output shaft rotational speed of the electric motor. Thereby, the output torque characteristic of an electric motor can be defined arbitrarily. Therefore, the output torque characteristic of the electric motor can be brought close to the output torque characteristic of the internal combustion engine. Further, when the accelerator opening is smaller than a predetermined value and the clutch is in a disengaged state, the target output torque is set to a negative value. As a result, the lowering speed of the output shaft speed of the electric motor, which has a smaller inertial mass than the internal combustion engine and is difficult to lower the output shaft speed, can be made closer to the lowering speed of the output shaft speed of the internal combustion engine. Therefore, for example, during an upshift, the driving sensation when matching the input shaft rotation speed and the synchronous rotation speed of the manual transmission can be brought close to the driving sensation of a vehicle equipped with an internal combustion engine as a drive source. As a result, it is possible to provide a control device for an electric motor that can bring the driving sensation of a vehicle equipped with an electric motor as a driving source closer to the driving sensation of a vehicle equipped with an internal combustion engine as a driving source.
第２の発明に係る電動モータの制御装置においては、第１の発明の構成に加え、設定手段は、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつクラッチが係合状態である場合、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつクラッチが解放状態である場合に設定される目標出力トルクよりも小さくなるように、目標出力トルクを設定するための手段を含む。 In the control device for the electric motor according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the setting means is configured such that when the accelerator opening is smaller than a predetermined value and the clutch is in the engaged state, the accelerator Means for setting the target output torque such that the opening is smaller than a predetermined value and smaller than the target output torque set when the clutch is in the released state is included.
この構成によると、クラッチが解放状態から係合状態にされた後は、負値の目標出力トルクがより小さくされる（絶対値が大きくされる）。そのため、駆動源として電動モータを搭載した車両の制動力（エンジンブレーキ）を、駆動源として内燃機関を搭載した車両のエンジンブレーキに近づけることができる。 According to this configuration, after the clutch is brought into the engaged state from the released state, the negative target output torque is made smaller (the absolute value is made larger). Therefore, the braking force (engine brake) of a vehicle equipped with an electric motor as a drive source can be brought close to the engine brake of a vehicle equipped with an internal combustion engine as a drive source.
第３の発明に係る電動モータの制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、設定手段は、アクセル開度および電動モータの出力軸回転数をパラメータに有する複数のマップのうち、運転者の操作に応じて選択されたマップに従って、目標出力トルクを設定するための手段を含む。 In the electric motor control device according to the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the setting means includes a plurality of maps having the accelerator opening and the output shaft rotational speed of the electric motor as parameters. Means for setting the target output torque according to a map selected according to the driver's operation is included.
この構成によると、運転者の操作に応じて、電動モータの出力トルク特性を変更することができる。 According to this configuration, the output torque characteristic of the electric motor can be changed according to the operation of the driver.
第４の発明に係る電動モータの制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、車両の停車中に、クラッチが解放状態である場合、電動モータの出力軸回転数が零よりも大きい目標回転数になるように制御するための回転数制御手段をさらに備える。 In the control apparatus for the electric motor according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, when the clutch is in a released state while the vehicle is stopped, the output shaft rotational speed of the electric motor is Rotational speed control means for controlling the target rotational speed to be larger than zero is further provided.
この構成によると、車両の停車中に、電動モータの出力軸回転数を零よりも大きくすることができる。そのため、駆動源として電動モータを搭載した車両において、内燃機関のアイドリングを再現することができる。 According to this configuration, the output shaft rotational speed of the electric motor can be made larger than zero while the vehicle is stopped. Therefore, idling of the internal combustion engine can be reproduced in a vehicle equipped with an electric motor as a drive source.
第５の発明に係る電動モータの制御装置においては、第４の発明の構成に加え、回転数制御手段は、車両の停車中に、クラッチが解放状態である場合、電動モータの出力軸回転数が目標回転数になるように、電動モータの出力軸回転数と目標回転数との差に応じたフィードバック制御を実行するための手段と、車両の停車中に、クラッチが解放状態であり、かつ電動モータの出力軸回転数が、目標回転数よりも大きい予め定められた回転数よりも大きい場合、フィードバック制御におけるゲインを大きくするための手段を含む。 In the electric motor control device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth aspect of the invention, the rotational speed control means is configured to output the rotational speed of the output shaft of the electric motor when the clutch is disengaged while the vehicle is stopped Means for executing feedback control in accordance with the difference between the output shaft rotational speed of the electric motor and the target rotational speed so that becomes the target rotational speed, and the clutch is disengaged while the vehicle is stopped, and When the output shaft rotational speed of the electric motor is larger than a predetermined rotational speed larger than the target rotational speed, means for increasing the gain in the feedback control is included.
この構成によると、たとえば急ブレーキにより車両が停車することなどにより、電動モータの出力軸回転数が、目標回転数を大きく上回っている場合、出力軸回転数が目標回転数まで低下し易いようにすることができる。 According to this configuration, when the output shaft rotational speed of the electric motor greatly exceeds the target rotational speed due to, for example, the vehicle being stopped by sudden braking, the output shaft rotational speed is likely to decrease to the target rotational speed. can do.
第６の発明に係る電動モータの制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加え、車両の停車中に、クラッチが係合状態であり、かつ手動変速機がニュートラル状態である場合、電動モータの出力軸回転数が零になるように制御するための停止制御手段をさらに備える。 In addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the electric motor control device according to the sixth invention is in the engaged state and the manual transmission is in the neutral state while the vehicle is stopped. In this case, a stop control means for controlling the output shaft rotational speed of the electric motor to be zero is further provided.
この構成によると、運転者に走行する意思がない場合には、電動モータの出力軸回転数を零にすることができる。そのため、電力の無駄な消費を抑制することができる。 According to this configuration, when the driver does not intend to travel, the output shaft speed of the electric motor can be made zero. Therefore, wasteful power consumption can be suppressed.
第７の発明に係る電動モータの制御装置においては、第６の発明の構成に加え、停止制御手段は、車両の停車中に、クラッチが解放状態から係合状態になるように操作された場合、予め定められた遅延時間が経過した後に電動モータの出力軸回転数が零になるように制御するための手段を含む。 In the electric motor control device according to the seventh invention, in addition to the configuration of the sixth invention, the stop control means is operated so that the clutch is changed from the released state to the engaged state while the vehicle is stopped. And means for controlling the output shaft speed of the electric motor to become zero after a predetermined delay time has elapsed.
この構成によると、電動モータの出力軸回転数を目標回転数から零になるまで低下させる際には、遅延時間が経過した後に電動モータの出力軸回転数が零になるように制御される。これにより、クラッチの解放と係合とが繰返された場合において、出力軸回転数のハンチングを回避することができる。 According to this configuration, when the output shaft rotational speed of the electric motor is reduced from the target rotational speed to zero, the output shaft rotational speed of the electric motor is controlled to be zero after the delay time has elapsed. As a result, when the release and engagement of the clutch are repeated, hunting of the output shaft speed can be avoided.
第８の発明に係る電動モータの制御装置においては、第１〜７のいずれかの発明の構成に加え、手動変速機において複数のギヤのうちのいずれかのギヤが選択され、アクセル開度が予め定められた値より小さく、車速が予め定められた車速より小さく、かつクラッチが係合状態である場合、電動モータの出力軸回転数が予め定められた回転数になるように制御するための手段をさらに備える。 In the electric motor control device according to the eighth invention, in addition to the configuration of any one of the first to seventh inventions, any one of a plurality of gears is selected in the manual transmission, and the accelerator opening is When the vehicle speed is smaller than a predetermined value, the vehicle speed is lower than a predetermined vehicle speed, and the clutch is in an engaged state, the output shaft rotational speed of the electric motor is controlled to be a predetermined rotational speed. Means are further provided.
この構成によると、車速が低い状態でのクリープ走行を行なうことができる。
第９の発明に係る電動モータの制御装置は、第１〜８のいずれかの発明の構成に加え、電動モータの出力軸回転数が予め定められた回転数より大きいと、電動モータの出力トルクが零になるように制御するための手段をさらに備える。
According to this configuration, it is possible to perform creep running with a low vehicle speed.
In addition to the configuration of any one of the first to eighth inventions, the control device for an electric motor according to the ninth invention provides an output torque of the electric motor when the output shaft rotational speed of the electric motor is greater than a predetermined rotational speed. Is further provided with means for controlling so that becomes zero.
この構成によると、電動モータの過回転を避けることができる。 According to this configuration, over-rotation of the electric motor can be avoided.
図１を参照して、本実施の形態におけるパワートレーン１００について説明する。この車両は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、たとえばＦＦ（Front engine Front drive）車両など、ＦＲ以外の車両であってもよい。
With reference to FIG. 1, the
パワートレーン１００は、電動モータ１１０と、手動変速機１２０と、クラッチ１３０と、プロペラシャフト１４０と、デファレンシャルギヤ１５０とを含む。電動モータ１１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００により制御される。
電動モータ１１０は、たとえば三相交流回転電機である。電動モータ１１０には、インバータ１１２を介してバッテリ１１４から電力が供給される。車両の減速時などにおいて電動モータ１１０により回生された電気エネルギは、バッテリ１１４に供給される。すなわち、バッテリ１１４の回生充電が行われる。なお、バッテリ１１４の代わりにキャパシタを用いてもよい。
電動モータ１１０の出力トルクが正値である場合、車両が前進走行する方向に電動モータ１１０のトルクが作用する。逆に、電動モータ１１０の出力トルクが負値である場合、車両が後進走行する方向に電動モータ１１０のトルクが作用する。また、電動モータ１１０の出力トルクが負値である場合、電動モータ１１０は回生発電を行なう。
When the output torque of the
手動変速機１２０の入力軸は、クラッチ１３０を介して電動モータ１１０の出力軸に連結される。運転者は、手動変速機１２０により、複数のギヤのからギヤを選択できる。
The input shaft of
手動変速機１２０から出力されたトルクは、プロペラシャフト１４０およびデファレンシャルギヤ１５０を介して、左右の後輪１６０に伝達される。
Torque output from the
ＥＣＵ２００には、ポジションスイッチ２０２と、アクセル開度センサ２０４と、ブレーキスイッチ２０６と、クラッチペダルスイッチ２０８と、モータ回転数センサ２１０と、入力軸回転数センサ２１２と、出力軸回転数センサ２１４とがハーネスなどを介して接続されている。
The
ポジションスイッチ２０２は、シフトレバー２２０の位置を検出する。ＥＣＵ２００は、シフトレバー２２０の位置に基づいて、運転者が選択したギヤを検出する。
The
アクセル開度センサ２０４は、アクセルペダル２２２の開度を検出する。ブレーキスイッチ２０６は、ブレーキペダル２２４が操作状態を検出する。ブレーキペダル２２４が運転者により踏まれた場合、ブレーキスイッチ２０６がオンにされる。運転者がブレーキペダル２２４から足を離した場合、ブレーキスイッチ２０６がオフにされる。
The
クラッチペダルスイッチ２０８は、クラッチペダル２２６の操作状態を検出する。クラッチペダル２２６が運転者により踏まれた場合、クラッチペダルスイッチ２０８がオンにされる。運転者がクラッチペダル２２６から足を離した場合、クラッチペダルスイッチ２０８がオフにされる。
The
ＥＣＵ２００は、クラッチペダル２２６の状態に基づいて、クラッチ１３０が係合状態にあるか解放状態にあるかを判断する。たとえば、クラッチペダルスイッチ２０８がオンである場合、クラッチ１３０が解放状態であると判断される。クラッチペダルスイッチ２０８がオフである場合、クラッチ１３０が係合状態であると判断される。なお、クラッチ１３０の状態を判断する方法はこれに限らない。
Based on the state of
モータ回転数センサ２１０は、電動モータ１１０の出力軸回転数を検出する。入力軸回転数センサ２１２は、手動変速機１２０の入力軸回転数（クラッチ１３０の出力軸回転数）ＮＩを検出する。出力軸回転数センサ２１４は、手動変速機１２０の出力軸回転数ＮＯを検出する。ＥＣＵ２００は、手動変速機１２０の出力軸回転数ＮＯに基づいて車速を算出する。なお、車速の代わりに手動変速機１２０の出力軸回転数ＮＯを用いるようにしてもよい。
The motor
ＥＣＵ２００は、ポジションスイッチ２０２、アクセル開度センサ２０４、ブレーキスイッチ２０６、クラッチペダルスイッチ２０８、モータ回転数センサ２１０、入力軸回転数センサ２１２、出力軸回転数センサ２１４、などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、電動モータ１１０を制御する。
図２を参照して、ＥＣＵ２００についてさらに説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ２００の機能は、ソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。
The
ＥＣＵ２００は、トルク制御部３００と、設定部３０２と、回転数制御部３０４と、停止制御部３０６と、発進制御部３０８と、制限部３１０とを備える。
トルク制御部３００は、電動モータ１１０の実際の出力トルクが目標出力トルクになるように制御する。たとえば、インバータ１１２が制御されることにより、電動モータ１１０が制御される。目標出力トルクは、設定部３０２により設定される。
The
設定部３０２は、アクセル開度および電動モータ１１０の出力軸回転数に応じて電動モータ１１０の目標出力トルクを設定する。
The
設定部３０２は、アクセル開度および電動モータ１１０の出力軸回転数をパラメータに有するマップに従って、目標出力トルクを設定する。これにより、電動モータ１１０の出力トルク特性を任意に定めることができる。たとえばアクセル開度が予め定められた値（零）よりも大きい場合、図３に示すように、正値の目標出力トルクが設定される。
The
正値の目標出力トルクは、内燃機関の出力トルクの特性（トルクカーブ）に似た特性を有するように設定される。そのため、電動モータ１１０の出力トルク特性を内燃機関の出力トルク特性に近づけることができる。
The positive target output torque is set to have characteristics similar to the output torque characteristics (torque curve) of the internal combustion engine. Therefore, the output torque characteristic of the
たとえば、電動モータ１１０は、出力軸回転数が零である場合に最大トルクを出力することができるが、出力軸回転数が零より大きい予め定められた回転数以上でなければ正値の目標出力トルクが設定されない。すなわち、出力軸回転数が零である場合には、目標出力トルクが零になるように設定される。
For example, the
ところで、電動モータ１１０の出力軸は、内燃機関のクランクシャフトに比べて滑らかに回転する。したがって、電動モータ１１０には、回転数を滑らかにするための重いフライホイールを設ける必要性が小さい。また、電動モータ１１０には、ポンピングロスおよびピストンの往復運動による機械的なロスなどがない。よって、電動モータ１１０は、内燃機関に比べて慣性マスが小さい。そのため、電動モータ１１０への電力供給を遮断した場合であっても、電動モータ１１０は、内燃機関に比べて出力軸回転数が低下し難い。
By the way, the output shaft of the
その結果、たとえばアップシフトをする際に、電動モータ１１０の出力軸回転数が同期回転数まで低下するのに要する時間が比較的長くなり得る。よって、アップシフトする際の運転感覚は、運転者にとって楽しくないものになり得る。
As a result, for example, when upshifting, the time required for the output shaft rotational speed of the
そこで、設定部３０２は、アクセル開度が予め定められた値より小さく（たとえばアクセル開度が零であると判断できるしきい値より小さく）、かつクラッチ１３０が解放状態である場合、目標出力トルクが負値になるように設定する。より好ましくは、車速が予め定められた速度Ａ（「Ａ」は正値）以上であり、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつクラッチ１３０が解放状態である場合、目標出力トルクが負値になるように設定される。負値の出力トルクは、出力軸回転数が高くなるほどより小さくなるように（絶対値が大きくなるように）設定される。
Accordingly, the
これにより、内燃機関に比べて慣性マスが小さく、出力軸回転数が低下し難い電動モータの出力軸回転数の低下速度を、内燃機関の出力軸回転数の低下速度に近づけることができる。そのため、たとえばアップシフト時において手動変速機１２０の入力軸回転数と同期回転数とを一致させる際の運転感覚を、内燃機関を駆動源として搭載した車両の運転感覚に近づけることができる。
As a result, the lowering speed of the output shaft speed of the electric motor, which has a smaller inertial mass than the internal combustion engine and is difficult to lower the output shaft speed, can be made closer to the lowering speed of the output shaft speed of the internal combustion engine. Therefore, for example, during an upshift, the driving sensation when matching the input shaft rotation speed and the synchronous rotation speed of the
ただし、電動モータ１１０の出力軸回転数を低下させるために必要なトルクの絶対値は小さい。したがって、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつクラッチ１３０が解放状態である場合に設定される負値の目標出力トルクの絶対値は、燃料カットを行なった場合の内燃機関のフリクショントルクの絶対値よりも小さくなるように定められる。
However, the absolute value of the torque necessary for reducing the output shaft rotational speed of the
ところが、アクセル開度が零であるときに設定される負値の目標出力トルクの絶対値が小さいと、いわゆるエンジンブレーキによる制動力が小さくなり得る。 However, if the absolute value of the negative target output torque set when the accelerator opening is zero, the braking force by so-called engine braking can be reduced.
そこで、設定部３０２は、アクセル開度が予め定められた値より小さく（たとえばアクセル開度が零であると判断できるしきい値より小さく）、かつクラッチ１３０が係合状態である場合、図４に示すように、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつクラッチ１３０が解放状態である場合に設定される目標出力トルクよりも小さくなるように、目標出力トルクを設定する。
Therefore, when the accelerator opening is smaller than a predetermined value (for example, smaller than a threshold value at which the accelerator opening can be determined to be zero) and the clutch 130 is in the engaged state, the
これにより、クラッチ１３０が係合状態になるようにクラッチペダル２２６が操作された後は、駆動源として電動モータ１１０を搭載した車両の制動力（エンジンブレーキ）を、駆動源として内燃機関を搭載した車両のエンジンブレーキに近づけることができる。
Thus, after the
なお、電動モータ１１０によって回生される電気エネルギをバッテリ１１４に充電可能な範囲内で、電動モータ１１０の目標出力トルクが設定される。電動モータ１１０によって回生される電気エネルギをバッテリ１１４に充電可能な範囲内で目標出力トルクを設定しても、実現すべき制動力を得ることができない場合、機械式ブレーキ（図示せず）により、制動力が補われる。
The target output torque of the
設定部３０２は、アクセル開度および電動モータ１１０の出力軸回転数をパラメータに有する複数のマップのうち、運転者の操作に応じて選択されたマップに従って、目標出力トルクを設定する。これにより、運転者の操作に応じて電動モータ１１０の出力トルク特性を変更することができる。
The
たとえば、運転者がパワースイッチなどをオンにすると、図５に示すように、パワースイッチがオフである場合よりも大きい正値の目標出力トルクが設定されたマップが用いられる。また、図５に示すマップでは、パワースイッチがオフである場合よりも小さい負値の目標出力トルクが設定される。すなわち、パワースイッチがオンである場合は、パワースイッチがオフである場合に比べて、目標出力トルクの絶対値が大きくされる。 For example, when the driver turns on a power switch or the like, as shown in FIG. 5, a map in which a larger positive target output torque is set than when the power switch is off is used. Further, in the map shown in FIG. 5, a negative target output torque smaller than that when the power switch is off is set. That is, when the power switch is on, the absolute value of the target output torque is increased compared to when the power switch is off.
図２に戻って、回転数制御部３０４は、車両の停車中に、クラッチ１３０が解放状態である場合、電動モータ１１０の出力軸回転数が零よりも大きい目標回転数になるように制御する。たとえば、電動モータ１１０の出力軸回転数と目標回転数との差に応じたフィードバック制御を実行することにより、電動モータ１１０の出力軸回転数が目標回転数になるように制御される。また、車速が予め定められた車速以下であり、クラッチ１３０が解放状態であれば、電動モータ１１０の出力軸回転数を目標回転数にするためのフィードバック制御が実行される。
Returning to FIG. 2, when the clutch 130 is in a released state while the vehicle is stopped, the rotation
目標回転数は、たとえば、内燃機関のアイドル回転数と同程度の回転数に定められる。これにより、車両の停車中にクラッチペダル２２６を運転者が踏めば、駆動源として電動モータ１１０を搭載した車両において、内燃機関のアイドリングを再現することができる。
For example, the target rotational speed is determined to be approximately the same as the idle rotational speed of the internal combustion engine. Thus, when the driver steps on the
ところで、急ブレーキなどにより、アクセル開度が零であり、かつクラッチ１３０が解放されている状態で車両が停車すると、電動モータ１１０の出力軸回転数が目標回転数を大きく上回っている場合があり得る。
By the way, when the vehicle stops with the accelerator opening being zero and the clutch 130 being released due to sudden braking or the like, the output shaft rotational speed of the
そこで、電動モータ１１０の出力軸回転数を目標回転数に迅速に収束すべく、回転数制御部３０４は、車両の停車中に、クラッチが解放状態であり、かつ電動モータ１１０の出力軸回転数が、目標回転数よりも大きい予め定められた回転数よりも大きい場合、フィードバック制御におけるゲインを大きくする。
Therefore, in order to quickly converge the output shaft rotational speed of the
たとえば、電動モータ１１０の出力軸回転数が、目標回転数よりも値Ｘ（Ｘは正値）だけ大きい回転数よりも大きい場合、フィードバック制御における比例項のゲインが大きくされる。
For example, when the output shaft rotational speed of the
電動モータ１１０の出力軸回転数が、目標回転数よりも値Ｙ（ＹはＸより小さい正値）だけ大きい回転数まで低下すると、フィードバック制御における比例項のゲインが元に戻される。
When the output shaft rotational speed of the
これにより、電動モータ１１０の出力軸回転数が、目標回転数を大きく上回っている場合、出力軸回転数が目標回転数まで低下し易いようにすることができる。そのため、出力軸回転数の収束性を高めることができる。
Thereby, when the output shaft rotational speed of the
停止制御部３０６は、車両の停車中に、クラッチ１３０が係合状態であり、かつ手動変速機１２０がニュートラル状態である場合、電動モータ１１０の出力軸回転数が零になるように制御する。すなわち、電動モータ１１０への電力供給が遮断される。これにより、運転者に走行する意思がない場合には、電動モータ１１０への電力供給を遮断することによって電動モータ１１０の出力軸回転数を零にすることができる。そのため、電力の無駄な消費を抑制することができる。
The
バッテリ１１４の残存容量に余裕がある場合、すなわち、バッテリ１１４への充電が可能である場合には、電動モータ１１０の出力軸回転数が零になるまでフィードバック制御を実行することによって、電動モータ１１０による回生発電が行なわれる。
When the remaining capacity of the
バッテリ１１４への充電が可能である場合には、電動モータ１１０への電力供給が遮断されることによって、電動モータ１１０の出力軸回転数が自然に零まで低下する。
When the
前述したように、車両の停車中に、クラッチ１３０が係合状態から解放状態にされると、電動モータ１１０の出力軸回転数が目標回転数になるようにフィードバック制御が実行される。したがって、さらにクラッチ１３０が解放状態から係合状態にされると、電動モータ１１０への電力供給が再び遮断されることにより出力軸回転数がハンチングし得る。
As described above, when the clutch 130 is released from the engaged state while the vehicle is stopped, the feedback control is executed so that the output shaft rotational speed of the
そこで、停止制御部３０６は、車両の停車中に、クラッチが解放状態から係合状態になるように操作された場合、予め定められた遅延時間が経過した後に電動モータの出力軸回転数が零になるように制御する。これにより、クラッチ１３０の解放と係合とが繰返された場合において、出力軸回転数のハンチングを回避することができる。 Therefore, when the clutch is operated so that the clutch is changed from the disengaged state to the engaged state while the vehicle is stopped, the output shaft rotational speed of the electric motor becomes zero after a predetermined delay time elapses. Control to become. Thereby, when the release and engagement of the clutch 130 are repeated, hunting of the output shaft speed can be avoided.
発進制御部３０８は、手動変速機１２０において複数のギヤのうちのいずれかのギヤが選択され、アクセル開度が予め定められた値より小さく（たとえばアクセル開度が零であると判断できるしきい値より小さく）、車速が予め定められた車速Ａより小さく、かつクラッチが係合状態である場合、電動モータ１１０の出力軸回転数が予め定められた回転数（たとえば前述した目標回転数）になるように制御する。
The
すなわち、フィードバック制御により電動モータ１１０の出力軸回転数が目標回転数になるように制御されている状態から、運転者の操作によりクラッチ１３０が徐々に係合されると、アクセル開度が零である限り、車速が予め定められた車速Ａに到達するまで、電動モータ１１０の出力軸回転数を目標回転数に維持するように電動モータ１１０の出力トルクが増大される。これにより、車速が低い状態でのクリープ走行を行なうことができる。
That is, when the clutch 130 is gradually engaged by the driver's operation from the state where the output shaft rotational speed of the
制限部３１０は、電動モータ１１０の出力軸回転数が予め定められた制限値より大きいと、電動モータ１１０の出力トルクが零になるように制御する。たとえば、電動モータ１１０への電力供給を遮断することによって、電動モータ１００の出力トルクが零になるように制御される。これにより、電動モータ１１０の過回転を避けることができる。
The limiter 310 controls the output torque of the
電動モータ１１０の出力軸回転数が、制限値よりも低い予め定められた回転数まで低下すると、電動モータ１１０への電力供給が再開される。
When the output shaft rotational speed of the
図６に、電動モータ１１０の制御態様を示す。図６中の「Ｎ」は、「ニュートラル状態」を意味する。「Ｎ以外」とは、「複数のギヤのうちのいずれかのギヤが選択された状態」を意味する。「Ａ」は正値である。
FIG. 6 shows a control mode of the
本実施の形態においては、上述した態様で電動モータ１１０を制御することにより、電動モータ１１０を駆動源として搭載した車両の運転感覚を、内燃機関を駆動源として搭載した車両の運転感覚に近づけることができる。
In the present embodiment, by controlling
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１００ パワートレーン、１１０ 電動モータ、１１２ インバータ、１１４ バッテリ、１２０ 手動変速機、１３０ クラッチ、１４０ プロペラシャフト、１５０ デファレンシャルギヤ、１６０ 後輪、２００ ＥＣＵ、２０２ ポジションスイッチ、２０４ アクセル開度センサ、２０６ ブレーキスイッチ、２０８ クラッチペダルスイッチ、２１０ モータ回転数センサ、２１２ 入力軸回転数センサ、２１４ 出力軸回転数センサ、２２０ シフトレバー、２２２ アクセルペダル、２２４ ブレーキペダル、２２６ クラッチペダル、３００ トルク制御部、３０２ 設定部、３０４ 回転数制御部、３０６ 停止制御部、３０８ 発進制御部、３１０ 制限部。
100 power train, 110 electric motor, 112 inverter, 114 battery, 120 manual transmission, 130 clutch, 140 propeller shaft, 150 differential gear, 160 rear wheel, 200 ECU, 202 position switch, 204 accelerator opening sensor, 206
Claims (9)
アクセル開度および前記電動モータの出力軸回転数に応じて前記電動モータの目標出力トルクを設定するための設定手段と、
前記電動モータの実際の出力トルクが前記目標出力トルクになるように制御するための制御手段とを備え、
前記設定手段は、アクセル開度が予め定められた値より小さく、かつ前記クラッチが解放状態である場合、前記目標出力トルクが負値になるように設定するための手段を含む、電動モータの制御装置。 A control device for an electric motor mounted as a drive source in a vehicle and connected to a manual transmission via a clutch,
Setting means for setting the target output torque of the electric motor according to the accelerator opening and the output shaft rotational speed of the electric motor;
Control means for controlling the actual output torque of the electric motor to be the target output torque,
The setting means includes a means for setting the target output torque to be a negative value when the accelerator opening is smaller than a predetermined value and the clutch is in a released state. apparatus.
前記車両の停車中に、前記クラッチが解放状態である場合、前記電動モータの出力軸回転数が前記目標回転数になるように、前記電動モータの出力軸回転数と前記目標回転数との差に応じたフィードバック制御を実行するための手段と、
前記車両の停車中に、前記クラッチが解放状態であり、かつ前記電動モータの出力軸回転数が、前記目標回転数よりも大きい予め定められた回転数よりも大きい場合、前記フィードバック制御におけるゲインを大きくするための手段を含む、請求項４に記載の電動モータの制御装置。 The rotation speed control means includes
The difference between the output shaft rotational speed of the electric motor and the target rotational speed so that the output shaft rotational speed of the electric motor becomes the target rotational speed when the clutch is in a released state while the vehicle is stopped. Means for executing feedback control according to
When the vehicle is stopped, when the clutch is in a disengaged state and the output shaft rotational speed of the electric motor is larger than a predetermined rotational speed larger than the target rotational speed, the gain in the feedback control is increased. The electric motor control device according to claim 4, comprising means for enlarging.
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