JP2011250648A - 電動車両のガタ詰め制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クリープカット中(t1〜t4)のt2に非走行レンジから走行レンジへ切り替えると、フラグFLAGが1にされ、タイマTがリセットされてt2からの経過時間を計測する。タイマTが設定時間T1未満であるt2〜t3の間、前進走行レンジでFLAG=1なら、電動モータが実線で示す前進回転方向のガタ詰めトルクを出力し、後退走行レンジでFLAG=1なら、電動モータが破線で示す後退回転方向のガタ詰めトルクを出力する。タイマTが設定時間T1になるt3で、FLAG=0、T=設定時間T1にする。t3以後はガタ詰めトルクを出力しないが、t2から設定時間T1中のガタ詰めトルクにより伝動系のガタ詰めが完了しており、t4以後のクリープ走行再開時や、通常の発進加速時に異音を生じない。
【選択図】図3
Description
この場合、モータ伝動系のガタを詰め終えたときに、歯車打音などの異音が発生したり、ショックが発生するという問題を生ずる。
先ず、本発明の要旨構成の基礎前提となる電動車両を説明するに、これは、
運転者が車両の走行形態を指令するために行うシフト操作によって選択されたレンジに応じ電動モータからの動力を車輪に伝達して走行することができ、また上記電動モータからのクリープトルクにより微速でのクリープ走行が可能であると共に、所定のクリープカット許可条件が成立する間は上記電動モータのクリープトルクを0にするクリープカットを実行可能なものである。
上記クリープカット許可条件が成立していて、且つ上記選択レンジが走行レンジにされているのを検知するクリープカット時走行レンジ選択検知手段と、
該手段によりクリープカット許可条件成立中に走行レンジが選択されているのを検知した時から制限時間中、該走行レンジでの駆動方向と同方向のトルクを電動モータが出力するよう該電動モータを制御する電動モータ制御手段とを設けた構成に特徴づけられる。
このため、クリープカット後のクリープ走行再開や通常の発進加速がガタのない状態から開始されることになり、歯車打音などの異音が発生したり、ショックが発生するという問題を解消することができる。
<構成>
図1は、本発明の一実施例になるガタ詰め制御装置を具えた車両の駆動系およびその制御系を示し、
本実施例において図1における車両は、左右前輪(または左右後輪)1L,1Rを駆動して走行可能な電気自動車とする。
これら左右輪1L,1Rの駆動に際しては、電動モータ(走行動力源)2により、ディファレンシャルギヤ装置を含む減速機3を介して、当該左右輪1L,1Rの駆動を行うものとする。
このとき電動モータ2はクリープトルクを発生し、これが減速機3を介して左右輪1L,1Rへ伝達され、車両をクリープ走行させることができる。
このとき電動モータ2が回生制動作用により発電した電力は、インバータ6により交流−直流変換してバッテリ5に充電するものとする。
電気自動車の対地速度である車速VSPを検出する車速センサ7からの信号と、
運転者によるアクセルペダル踏み込み量であるアクセル開度APO(電動モータ要求負荷)を検出するアクセル開度センサ8からの信号と、
電動モータ2の電流(図1ではU相、V相、W相よりなる三相交流であるから電流iu,iv,iw)を検出する電流センサ9からの信号と、
運転者が車両の走行形態を指令するために行うシフト操作によって選択されたレンジが前進走行(D)レンジ、モータ速度制限(B)レンジ(自動変速機搭載車におけるエンジンブレーキレンジに相当する)、後退走行(R)レンジ、停車(N)レンジ、駐車(P)レンジの何れであるかを検出するレンジセンサ11からの信号と、
ブレーキペダルを踏み込み制動時にONするブレーキスイッチ12からの信号とを入力する。
インバータ6は、例えば各相ごとに2個のスイッチング素子(例えばIGBT等のパワー半導体素子)からなり、駆動信号に応じてスイッチング素子をON/OFFすることにより、バッテリ5から供給される直流の電流を交流に変換・逆変換し、電動モータ2に目標モータトルク対応の電流を供給する。
また車両走行中、電動モータ2が左右輪1L,1Rに連れ回される所謂逆駆動時は、電動モータ2に発電負荷を与えて電動モータ2に回生制動作用を行わせることで、車両の運動エネルギーを回生してバッテリ5に蓄電する。
モータコントローラ4は、図2の制御プログラムを実行してガタ詰め制御を遂行することにより上記の目標モータトルクを求め、これをインバータ6へ指令して電動モータ2の駆動制御に資する。
クリープカット許可条件は、ブレーキスイッチ12がONになっている制動状態であることと、且つ、車速VSPが停車状態を示していることとの2要件で、これら要件が揃っているとき、つまり発進意図のない停車状態であるとき、クリープカット許可条件が成立していてクリープカットを実行すべきとするものである。
なおクリープカット許可条件の不成立(クリープカット禁止)は、運転者がブレーキペダル踏力を弱めてブレーキスイッチ12がOFFになったとき、つまり運転者の発進意志が認められた発進意志判定時をもって、クリープカット許可条件が不成立(クリープカット禁止)とする。
上記のクリープカット許可条件の不成立(クリープカット禁止)中、車速VSPが極低くて、且つ、アクセル開度APOが極小さいクリープ走行領域である間、モータコントローラ4はクリープ走行が要求されていると判定し、目標モータトルクにクリープトルクを設定して、インバータ6を介し電動モータ2にクリープトルク発生電流を供給する。
このとき電動モータ2はクリープトルクを発生し、これが減速機3を介して左右輪1L,1Rへ伝達され、車両をクリープ走行させることができる。
従ってステップS11およびステップS13は、本発明におけるクリープカット時走行レンジ選択検知手段に相当する。
ステップS14においては、ステップS13で走行(D,B,R)レンジが選択されていると判定してから1回目か否かをチェックし、初回に1回だけ実行されるステップS15において、前記のシフトセレクトフラグ継続タイマTを0にリセットした後、制御をステップS16に進める。
しかし以後は、ステップS14がステップS15をバイパスして制御をステップS16へ進めることから、上記のシフトセレクトフラグ継続タイマTは、ステップS11でクリープカット許可条件の成立によりクリープカットが実行されていると判定し、且つ、ステップS13で走行(D,B,R)レンジが選択されていると判定した瞬時からの経過時間を計測可能となる。
ステップS18においては、シフトセレクトフラグ継続タイマTが前記の設定時間T1未満であるか否かをチェックする。
つまり、ステップS11でクリープカット許可条件の成立によりクリープカットが実行されていると判定し、且つ、ステップS13で走行(D,B,R)レンジが選択されていると判定した瞬時からの経過時間が設定時間T1内か否かをチェックする。
ステップS20でシフトセレクトフラグFLAG=1、且つ、選択レンジ=後退走行(R)レンジと判定するときは、ステップS22において、当該後退走行レンジでの駆動方向と同方向の後退方向のガタ詰めトルクを、インバータ6への目標モータトルクとして出力する。
従ってステップS21およびステップS22はそれぞれ、本発明における電動モータ制御手段に相当する。
本実施例の図2によるガタ詰め制御によれば、図3〜5のタイムチャートに示すようなクリープカットおよびレンジ切り替えが行われた場合につき代表的に説明すると、以下のような作用効果を奏し得る。
このため、シフトセレクトフラグFLAGが0、シフトセレクトフラグ継続タイマTが設定時間T1のままである。
従って、ステップS21およびステップS22が実行されることがなく、電動モータ2はガタ詰めトルクを出力しないが、未だ非走行レンジであるためモータ伝動系のガタ詰めは不要である。
図2の制御プログラムは、初回はステップS11、ステップS13、ステップS14、ステップS15、ステップS16、ステップS17、ステップS18、ステップS19(またはステップS20)、ステップS21(またはステップS22)を含むループを選択し、
以後は、ステップS11、ステップS13、ステップS16、ステップS17、ステップS18、ステップS19(またはステップS20)、ステップS21(またはステップS22)を含むループを選択する。
瞬時t2から設定時間T1中に電動モータ2から出力されたガタ詰めトルクにより既にモータ伝動系のガタ詰めが完了しており、瞬時t4以後におけるクリープ走行再開時や、通常の発進加速時に異音やショックを生ずることがない。
以後は、ステップS11、ステップS13、ステップS16、ステップS17、ステップS18、ステップS19(またはステップS20)、ステップS21(またはステップS22)を含むループを選択する。
瞬時t2からクリープカット中止瞬時t3までの間に電動モータ2から出力されたガタ詰めトルクによりモータ伝動系のガタ詰めが小さくされており、瞬時t3以後におけるクリープ走行再開時や、通常の発進加速時に異音やショックを生ずることがない。
このため、シフトセレクトフラグFLAGが0、シフトセレクトフラグ継続タイマTが設定時間T1のままである。
従って、ステップS21およびステップS22が実行されることがなく、電動モータ2はガタ詰めトルクを出力しないが、未だ非走行レンジであるためモータ伝動系のガタ詰めは不要である。
図2の制御プログラムは、初回はステップS11、ステップS13、ステップS14、ステップS15、ステップS16、ステップS17、ステップS18、ステップS19(またはステップS20)、ステップS21(またはステップS22)を含むループを選択し、
以後は、ステップS11、ステップS13、ステップS16、ステップS17、ステップS18、ステップS19(またはステップS20)、ステップS21(またはステップS22)を含むループを選択する。
瞬時t2からレンジ切り替え瞬時t3までの間に電動モータ2から出力されたガタ詰めトルクによりモータ伝動系のガタ詰めが小さくされており、瞬時t3以後におけるクリープ走行再開時や、通常の発進加速時に異音やショックを生ずることがない。
図2の制御プログラムは、初回はステップS11、ステップS13、ステップS14、ステップS15、ステップS16、ステップS17、ステップS18、ステップS19(またはステップS20)、ステップS21(またはステップS22)を含むループを選択し、
以後は、ステップS11、ステップS13、ステップS16、ステップS17、ステップS18、ステップS19(またはステップS20)、ステップS21(またはステップS22)を含むループを選択する。
瞬時t4からクリープカット許可条件不成立瞬時t5までの間に電動モータ2から出力されたガタ詰めトルクによりモータ伝動系のガタ詰めが小さくされており、瞬時t5以後におけるクリープ走行再開時や、通常の発進加速時に異音やショックを生ずることがない。
なお上記した実施例では、クリープカット許可条件の成立でクリープカットが行われていることと、走行レンジが選択されている条件が揃ったら、モータ伝動系にガタが存在しているか否かにかかわらず、無条件に現在の走行レンジでの駆動方向と同方向のガタ詰めトルクを発生させることとしたが、
前回におけるレンジ切り替えの種類を記憶しておき、今回におけるレンジ切り替えの種類との対比により、現在の走行レンジでの駆動方向と同方向のガタがモータ伝動系に存在しているか否かを判定し、存在している場合のみ現在の走行レンジでの駆動方向と同方向のガタ詰めトルクを発生させるようにしてもよい。
2 電動モータ
3 減速機
4 モータコントローラ
5 バッテリ
6 インバータ
7 車速センサ
8 アクセル開度センサ
9 電流センサ
11 レンジセンサ
12 ブレーキスイッチ
上記クリープカット許可条件が成立していて、且つ上記選択レンジが走行レンジにされているのを検知するクリープカット時走行レンジ選択検知手段と、
該手段によりクリープカット許可条件成立中に走行レンジが選択されているのを検知した時から制限時間中、該走行レンジでの駆動方向と同方向のトルクであって、上記クリープトルクよりも小さなトルクを電動モータが出力するよう該電動モータを制御する電動モータ制御手段とを設けた構成に特徴づけられる。
このため、クリープカット後のクリープ走行再開や通常の発進加速がガタのない状態から開始されることになり、歯車打音などの異音が発生したり、ショックが発生するという問題を解消することができる。
Claims (5)
- 運転者が車両の走行形態を指令するために行うシフト操作によって選択されたレンジに応じ電動モータからの動力を車輪に伝達して走行することができ、前記電動モータからのクリープトルクにより微速でのクリープ走行が可能であると共に、所定のクリープカット許可条件が成立する間は前記電動モータのクリープトルクを0にするクリープカットを実行可能な電動車両において、
前記クリープカット許可条件が成立していて、且つ前記選択レンジが走行レンジにされているのを検知するクリープカット時走行レンジ選択検知手段と、
該手段によりクリープカット許可条件成立中に走行レンジが選択されているのを検知した時から制限時間中、該走行レンジでの駆動方向と同方向のトルクを電動モータが出力するよう該電動モータを制御する電動モータ制御手段とを具備してなることを特徴とする電動車両のガタ詰め制御装置。 - 請求項1に記載された電動車両のガタ詰め制御装置において、
前記走行レンジでの駆動方向と同方向のトルクは、前記クリープトルクよりも小さなトルクであることを特徴とする電動車両のガタ詰め制御装置。 - 請求項2に記載された電動車両のガタ詰め制御装置において、
前記走行レンジでの駆動方向と同方向のトルクは、前記電動モータから車輪までのモータ伝動系におけるガタを無くすのに必要な最小限のガタ詰めトルクであることを特徴とする電動車両のガタ詰め制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載された電動車両のガタ詰め制御装置において、
前記制限時間は、前記クリープカット許可条件成立中に走行レンジが選択されている時間と、設定時間との短い方をもって制限時間と定めたものであることを特徴とする電動車両のガタ詰め制御装置。 - 請求項4に記載された電動車両のガタ詰め制御装置において、
前記設定時間は、前記走行レンジでの駆動方向と同方向のトルクが前記電動モータから車輪までのモータ伝動系におけるガタを無くすのに必要な最小限の時間であることを特徴とする電動車両のガタ詰め制御装置。
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