JP2013183504A - 電動車両のガタ詰め制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動車両の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮できる、ガタ詰め制御装置を提供する。
【解決手段】シフト操作により、シフトレンジがDレンジおよびRレンジの一方からNレンジを経てDレンジおよびRレンジの他方に切り替わる逆方向レンジ切替が行われると、モータから逆方向レンジ切替後のシフトレンジに対応した方向のガタ詰めトルクを出力させるガタ詰め制御が所定時間にわたって実行される。ガタ詰め制御では、所定時間の前半分の期間内に最大値のガタ詰めトルクが出力され、その最大値からガタ詰めトルクが連続的に漸減するように、モータが制御される。
【選択図】図7
【解決手段】シフト操作により、シフトレンジがDレンジおよびRレンジの一方からNレンジを経てDレンジおよびRレンジの他方に切り替わる逆方向レンジ切替が行われると、モータから逆方向レンジ切替後のシフトレンジに対応した方向のガタ詰めトルクを出力させるガタ詰め制御が所定時間にわたって実行される。ガタ詰め制御では、所定時間の前半分の期間内に最大値のガタ詰めトルクが出力され、その最大値からガタ詰めトルクが連続的に漸減するように、モータが制御される。
【選択図】図7
Description
本発明は、少なくともモータを駆動源とする電動車両に適用され、電動モータから駆動輪までの動力伝達系のガタを詰めるためのガタ詰め制御装置に関する。
モータを駆動源とする電気自動車やエンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッドカーなどの電動車両が市販されている。
電動車両では、モータがシフトレンジに応じた回転方向に駆動される。すなわち、運転者によるシフト操作でDレンジ(前進レンジ)が選択されると、モータが正転方向に駆動され、Rレンジ(後進レンジ)が選択されると、モータが逆転方向に駆動される。そして、モータの駆動力が減速機を介して駆動輪に伝達されることにより、車両が前進または後進する。
モータから駆動輪までの動力伝達系には、多数のギヤが設けられており、ギヤのバックラッシュなどに起因するガタが存在する。そのため、停車中にシフトレンジがDレンジからRレンジに切り替えられ、または、停車中にシフトレンジがRレンジからDレンジに切り替えられた後、車両が発進されるときには、動力伝達系のガタが詰められた後に、モータの駆動力が駆動輪に伝達される。ガタが詰められるときに、モータから大きな駆動力が出力されていると、互いに噛合する一方のギヤの歯が他方のギヤの歯に強く衝突し、歯打ち音が発生したり、衝撃が発生したりする。
そこで、DレンジまたはRレンジが選択された状態で、モータから出力されるクリープトルクによって微速走行(クリープ走行)が可能な電動車両において、停車中にシフトレンジがDレンジからRレンジに切り替えられ、または、停車中にシフトレンジがRレンジからDレンジに切り替えられた後、車両が発進されるときに、モータからクリープトルクよりも小さいガタ詰めトルクを出力させて、動力伝達系のガタを詰めるガタ詰め制御を行うことが提案されている。
モータの回転速度ωは、モータからガタ詰めトルクTが出力されている時間tに比例して上昇する。そして、モータの出力パワーPは、ガタ詰めトルクTと回転速度ωとの積T・ωによって定義される。ガタ詰め制御時の歯打ち音および衝撃の発生を防止するためには、歯打ち音および衝撃が発生する限界の出力パワーPlmtを予め求めておき、モータの出力パワーPがその限界の出力パワーPlmtを超えないように、ガタ詰めトルクTを小さく設定しなければならない。
ところが、ガタ詰めトルクTが小さいと、モータの回転速度ωの上昇速度が遅いため、ガタ詰めに必要な回転角度を得るのに長い時間を要する。
本発明の目的は、電動車両の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮できる、ガタ詰め制御装置を提供することである。
前記の目的を達成するため、本発明に係るガタ詰め制御装置が適用される電動車両は、少なくともモータを駆動源とする。前記ガタ詰め制御装置は、シフトレンジが前進レンジおよび後進レンジの一方から中立レンジを経て前記前進レンジおよび前記後進レンジの他方に切り替わる逆方向レンジ切替を許容する逆方向レンジ切替許容手段と、シフト操作による前記逆方向レンジ切替を検出する逆方向レンジ切替検出手段と、前記逆方向レンジ切替検出手段による前記逆方向レンジ切替の検出に応答して、前記モータから前記逆方向レンジ切替後の前記シフトレンジに対応した方向のガタ詰めトルクを出力させるガタ詰め制御を所定時間にわたって実行するガタ詰め制御手段とを含む。
シフト操作により、シフトレンジが前進レンジおよび後進レンジの一方から中立レンジを経て前進レンジおよび後進レンジの他方に切り替わる逆方向レンジ切替が行われると、これに応答して、モータから電動車両の駆動輪までの動力伝達系に存在するガタを詰めるために、モータから逆方向レンジ切替後のシフトレンジに対応した方向のガタ詰めトルクを出力させるガタ詰め制御が所定時間にわたって実行される。
そして、本発明の一の局面に係るガタ詰め制御では、所定時間の前半分の期間内に、モータから最大値のガタ詰めトルクが出力される。これにより、ガタ詰め制御の開始時には、モータの回転速度を素早く上昇させることができる。そして、その後は、ガタ詰めトルクの大きさが最大値から連続的に漸減される。これにより、モータの回転角度がガタ詰めに必要な回転角度に達するときには、モータの出力パワーを歯打ち音や衝撃を発生させる限界の出力パワーよりも小さくすることができる。
その結果、ガタ詰め制御の開始からの経過時間を横軸にとり、ガタ詰め制御の開始後のモータの回転速度を縦軸にとったときに、ガタ詰め制御が実行される所定時間において、モータの回転速度の時間変化を示すグラフと横軸とに挟まれる領域の形状が四角形に近づき、ガタ詰めに必要なモータの回転角度を短時間で得ることができる。
よって、電動車両の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮することができる。
また、本発明の他の局面に係るガタ詰め制御手段では、モータからガタ詰めトルクがパルス状に出力される。
そして、所定時間の初期には、振幅が相対的に大きなパルス状のガタ詰めトルクが出力される。これにより、ガタ詰め制御の初期に、モータ2の回転速度を一気に上昇させることができる。そして、最終に出力されるパルス状のガタ詰めトルクの振幅が相対的に小さくなるように、各パルス状のガタ詰めトルクの振幅が漸減される。これにより、モータ2の回転角度がガタ詰めに必要な回転角度に達するときには、モータ2の出力パワーを歯打ち音や衝撃を発生させる限界の出力パワーよりも小さくすることができる。
その結果、ガタ詰め制御の開始からの経過時間を横軸にとり、ガタ詰め制御の開始後のモータの回転速度を縦軸にとったときに、ガタ詰め制御が実行される所定時間において、モータの回転速度の時間変化を示すグラフと横軸とに挟まれる領域の形状が四角形に近づき、ガタ詰めに必要なモータの回転角度を短時間で得ることができる。
よって、電動車両1の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮することができる。
本発明によれば、電動車両の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮することができる。
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動車両の構成を図解的に示す図である。
電動車両1は、モータ2を駆動源とする電気自動車である。
電動車両1の左右の前輪3FL,3FRは、ハブから延伸されたシャフトがハブキャリアに設けられたハブベアリングに保持されることにより、シャフトを中心に回転可能に設けられている。また、左右の後輪3RL,3RRは、それぞれ左右方向に延びる後輪シャフト4RLの左端部および後輪シャフトRRの右端部に連結されている。
モータ2の出力軸は、複数のギヤからなるギヤ列を含む減速機5を介して、後輪シャフト4RL,4RRに連結されている。モータ2が発生する駆動力は、減速機5によって減速され、ディファレンシャルギヤ5Dおよび後輪シャフト4RL,4RRを介して、後輪3RL,3RRに伝達される。また、電動車両1の制動時には、モータ2が発電機として機能し、電動車両1の運動エネルギーが後輪シャフト4RL,4RRの回転力として減速機5を介してモータ2の出力軸に伝達され、モータ2の出力軸の回転が電力に回生される。
高圧バッテリ7は、インバータ6を介して、モータ2に接続されている。
インバータ6には、高圧バッテリ7が接続されている。高圧バッテリ7は、モータ2を駆動/発電する電力を蓄えておくために設けられている。モータ2の駆動時には、高圧バッテリ7が出力する直流電力がインバータ6で交流電力に変換され、その変換後の交流電力が駆動電力としてモータ2に供給される。一方、モータ2の発電時には、モータ2が出力する交流電力がインバータ6で直流電力に変換され、その変換後の直流電力により、高圧バッテリ7が充電される。
また、インバータ6には、DC−DCコンバータ8を介して、補機バッテリ9が接続されている。補機バッテリ9に蓄えられた電力は、電動車両1に備えられている補機に供給される。また、モータ2の発電時には、インバータ6から出力される直流電力がDC−DCコンバータ8で降圧されて、その降圧された直流電力により、補機バッテリ9が充電される。
また、電動車両1には、CPUおよびメモリを含む構成の複数のECU(電子制御ユニット)が備えられている。ECUには、車両ECU11、モータECU12、ブレーキECU13およびバッテリECU14が含まれる。車両ECU11、モータECU12、ブレーキECU13およびバッテリECU14は、たとえば、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルにより、相互に通信可能である。
車両ECU11は、車両1の全体を制御する。車両ECU11には、シフトレンジがDレンジ(前進レンジ)、Rレンジ(後進レンジ)、Nレンジ(中立レンジ)およびPレンジ(駐車レンジ)のいずれであるかを検出するシフトセンサ21、アクセルペダル(図示せず)の操作量を検出するアクセルセンサ22、ブレーキペダル(図示せず)の操作量を検出するブレーキセンサ23および車速を検出する車速センサ24などの各種センサの検出信号が入力される。車両ECU11は、各種センサから入力される検出信号に基づいて、車両1の各部の制御に必要な指令をモータECU12、ブレーキECU13およびバッテリECU14に与える。また、車両ECU11は、インバータ6から出力される直流電力を補機バッテリ9の充電に適した電圧に降圧するために、DC−DCコンバータ8を制御する。
モータECU12は、車両ECU11から与えられるモータトルク指令値に基づいて、インバータ6を制御し、インバータ6からモータ2に供給される電力を制御する。また、モータECU12は、モータ2で回生される交流電力の直流電力への変換のために、インバータ6を制御する。
ブレーキECU13は、車両ECU11から与えられる指令に基づいて、ブレーキアクチュエータ31を制御する。ブレーキアクチュエータ31の制御により、前輪ブレーキ32FL,32FRからそれぞれ前輪3FL,3FRに制動力が付与され、後輪ブレーキ32RL,32RRからそれぞれ後輪3RL,3RRに制動力が付与される。
バッテリECU14は、高圧バッテリ7の充放電量を監視しており、車両ECU11から与えられる指令に基づいて、高圧バッテリ7の充放電可能電力量を車両ECU11に送信する。
図2は、車速とモータの出力トルクとの関係を定めた正転トルクマップである。
図2に示される正転トルクマップは、車両ECU11により、電動車両1を前進させるためにモータ2を正転方向に駆動する際に、モータ2から出力されるトルクの目標値であるモータトルク指令値を設定するために参照される。正転トルクマップは、車両ECU11のメモリに格納されている。
たとえば、アクセルペダルが踏み込まれていないとき(アクセルオフ)のアクセルペダルの操作量を0%とし、アクセルペダルが最大まで踏み込まれたとき(アクセル全開)のアクセルペダルの操作量を100%として、複数の操作量域(操作量範囲)が設定され、各操作量域に対して1つの正転トルクマップが作成されている。
アクセルペダルの操作量が0%であるときに参照される正転トルクマップは、車速が0km/hから電動車両1の前進方向の所定車速までの範囲において、車速が大きいほど、モータ2から出力される正のトルク(正転方向のトルク)が小さくなるように設定されている。そして、車速が前進方向の所定車速を超える場合、モータ2が回生トルクを出力するように設定されている。また、いわゆるロールバックを考慮して、電動車両1の後進方向の車速に対しては、モータ2から正のトルクが出力されるように設定されている。アクセルペダルの操作量が0%であるときに、モータ2から出力される正のトルクは、クリープトルクである。
図3は、車速とモータの出力トルクとの関係を定めた逆転トルクマップである。
図3に示される逆転トルクマップは、車両ECU11により、電動車両1を後進させるためにモータ2を正転方向と反対の逆転方向に駆動する際に、モータ2から出力されるトルクの目標値であるモータトルク指令値を設定するために参照される。逆転トルクマップは、車両ECU11のメモリに格納されている。
たとえば、アクセルペダルが踏み込まれていないとき(アクセルオフ)のアクセルペダルの操作量を0%とし、アクセルペダルが最大まで踏み込まれたとき(アクセル全開)のアクセルペダルの操作量を100%として、複数の操作量域(操作量範囲)が設定され、各操作量域に対して1つの逆転トルクマップが作成されている。
アクセルペダルの操作量が0%であるときに参照される逆転トルクマップは、車速が0km/hから電動車両1の後進方向の所定車速までの範囲において、車速が大きいほど、モータ2から出力される負のトルク(逆転方向のトルク)が小さくなるように設定されている。そして、車速が後進方向の所定車速を超える場合、モータ2が回生トルクを出力するように設定されている。また、いわゆるロールバックを考慮して、電動車両1の前進方向の車速に対しては、モータ2から負のトルクが出力されるように設定されている。アクセルペダルの操作量が0%であるときに、モータ2から出力される負のトルクは、クリープトルクである。
図4は、ガタ詰め制御が実行されるまでの処理の流れを示すフローチャートである。図5は、シフト切替許可フラグ、逆方向レンジ切替フラグおよびガタ詰めトルクの時間変化を示す図である。
電動車両1のスタートスイッチがオンされ、電動車両1が走行可能状態(走行READY)にある間、車両ECU11により、図4に示される処理が繰り返し実行される。
図4に示される処理では、車両ECU11により、現在(逆方向レンジ切替前の)シフトレンジに対応したトルクマップが参照されて、モータトルク指令値が設定される(ステップS1)。たとえば、現在のシフトレンジがRレンジである場合、図3に示される逆転トルクマップが参照されて、モータトルク指令値が設定される。また、現在のシフトレンジがDレンジである場合、図2に示される正転トルクマップが参照されて、モータトルク指令値が設定される。そして、モータトルク指令値に応じたトルクがモータ2から出力される。
また、前進方向または後進方向の車速がレンジ切替可能なインヒビット車速Viht(たとえば、5km/h)以下であるか否かが繰り返し調べられる(ステップS2)。
前進方向または後進方向の車速がインヒビット車速Viht以下であれば(ステップS2のYES)、シフトレンジの切り替えが許可されて(ステップS3)、図5に示されるように、車両ECU11のメモリに設けられたシフト切替許可フラグがオン(シフト切替許可フラグに1がセット)される。
その後、車両ECU11により、逆方向レンジ切替が行われたか否かが判断される(ステップS4)。逆方向レンジ切替は、運転者がシフトレバー(図示せず)を操作して、シフトレンジをDレンジおよびRレンジの一方からNレンジを経由してDレンジおよびRレンジの他方に切り替える操作である。
車速がインヒビット車速Vihtより大きい間(ステップS2のNO)、または、逆方向レンジ切替が行われるまでは(ステップS4のNO)、逆方向レンジ切替前のシフトレンジに対応したトルクマップが参照されて、モータトルク指令値が設定される(ステップS1)。
逆方向レンジ切替が行われると(ステップS4のYES)、図5に示されるように、車両ECU11のメモリに設けられた逆方向レンジ切替フラグが所定時間にわたってオン(逆方向レンジ切替フラグに1がセット)される。そして、逆方向レンジ切替フラグがオンされている間、モータ2から電動車両1の後輪3RL,3RRまでの動力伝達系に存在するガタを詰めるためのガタ詰め制御が実行される(ステップS5)。
ガタ詰め制御が完了すると、逆方向レンジ切替後のシフトレンジに対応したトルクマップが参照されて、モータトルク指令値が設定される(ステップS6)。たとえば、逆方向レンジ切替後のシフトレンジがDレンジである場合、図2に示される正転トルクマップが参照されて、モータトルク指令値が設定される。また、逆方向レンジ切替後のシフトレンジがRレンジである場合、図3に示される逆転トルクマップが参照されて、モータトルク指令値が設定される。そして、モータトルク指令値に応じたトルクがモータ2から出力される。
図6は、一定のガタ詰めトルクでガタ詰めが行われる場合のモータの出力トルク、回転速度および出力パワーの時間変化を示す図である。
図6には、モータ2から一定の大きさTのガタ詰めトルクが時間3tにわたって出力される場合(以下、「トルクTの場合」という。)のモータ2の出力トルク、回転速度および出力パワーの時間変化が実線で示され、モータ2から一定の大きさ3Tのガタ詰めトルクが時間tにわたって出力される場合(以下、「トルク3Tの場合」という。)のモータ2の出力トルク、回転速度および出力パワーの時間変化が二点鎖線で示されている。
トルクTの場合とトルク3Tの場合とを比較すると、モータ2の回転速度は、モータ2からガタ詰めトルクが出力されている時間に比例するため、トルク3Tの場合には、トルクTの場合よりも3倍の速さで上昇する。
一方、ガタ詰めトルクによるガタ詰め量(モータ2の回転角度)は、モータ2の回転速度の時間積分値であるから、トルク3Tの場合のガタ詰め量は、トルクTの場合のガタ詰め量の1/3である。また、トルク3Tの場合、ガタ詰めトルクとモータ2の回転速度との積で表されるモータ2の出力パワーの最大値(ピーク値)は、トルクTの場合のモータ2の出力パワーの最大値(ピーク値)の3倍の大きさとなる。そのため、トルク3Tの場合、モータ2から大きさ3Tのガタ詰めトルクが時間tを超えて連続して出力し続けられた場合、ガタ詰めに必要な回転角度θtargetに達する前に、減速機5内の互いに噛合するギヤの歯同士が衝突して、歯打ち音や衝撃が発生する。
このように、トルク3Tの場合は、モータ2の回転速度を短時間で上昇させることができ、ガタ詰め制御の早い段階から大きいガタ詰め量を得ることができるのに対し、トルクTの場合は、比較的長い時間をかけて、歯打ち音や衝撃を発生しないようなモータ2出力パワーでガタ詰め量を増加させることができる。
よって、ガタ詰め制御の開始時は、モータ2から大きなガタ詰めトルクを出力させて、モータ2の回転速度を素早く上昇させ、その後は、モータ2の回転速度を維持しつつ、ガタ詰めトルクを減少させ、モータ2の回転角度がガタ詰めに必要な回転角度θtargetに達するときには、モータ2の出力パワーが歯打ち音や衝撃を発生させる限界の出力パワーPlmtよりも小さくなるように(モータ2の回転速度の時間変化を示すグラフとその横軸とに挟まれる領域の形状が四角形に近づくように)、モータ2を制御すれば、最も短時間で必要なガタ詰めを実施することができる。
図7は、第1実施形態に係るガタ詰め制御におけるモータの出力トルク、回転速度および出力パワーの時間変化を示す図である。
第1実施形態に係るガタ詰め制御では、モータ2が制御されて、ガタ詰め制御の前半において、モータ2から最も大きいガタ詰めトルクが出力される。これにより、ガタ詰め制御の開始時には、モータ2の回転速度を素早く上昇させることができる。そして、ガタ詰め制御の後半では、モータ2から出力されるガタ詰めトルクが連続的に漸減される。これにより、モータ2の回転角度がガタ詰めに必要な回転角度θtargetに達するときには、モータ2の出力パワーを歯打ち音や衝撃を発生させる限界の出力パワーPlmtよりも小さくすることができる。
その結果、図6に示されるガタ詰め制御と比較して、モータ2の回転速度の時間変化を示すグラフとそのグラフの横軸とに挟まれる領域の形状が四角形に近づき、ガタ詰めに必要なモータ2の回転角度θtargetを短時間で得ることができる。
よって、電動車両1の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮することができる。
なお、ガタ詰めトルクが漸減されるときのガタ詰めトルクの時間変化を示すグラフは、モータ2の回転速度の時間変化を示すグラフと横軸とに挟まれる領域の形状が四角形に近づけるために、直線ではなく、指数曲線y=Aexp(−t/τ)(y:ガタ詰めトルク、A:ガタ詰めトルクの最大値(ピーク値)、t:時間、τ:時定数)または反比例曲線y=B/t(y:ガタ詰めトルク、B:反比例定数、t:時間)であることが好ましい。
図8は、第2実施形態に係るガタ詰め制御におけるモータの出力トルク、回転速度および出力パワーの時間変化を示す図である。
図8に示されるガタ詰め制御では、モータ2が制御されて、ガタ詰め制御の開始時の時刻0から時刻t1までの間、モータ2から逆方向レンジ切替後のシフトレンジに対応した方向の大きさT1のガタ詰めトルクが出力される。このガタ詰めトルクの大きさT1およびガタ詰めトルクが出力される時間(時刻0から時刻t1までの時間)は、時刻t0から時刻t1までの間におけるモータ2の出力パワーが歯打ち音および衝撃を発生する限界の出力パワーPlmtを超えない範囲で、それぞれ設定されている。その後、時刻t1から時刻t2までの間は、モータ2からのガタ詰めトルクの出力が停止される。そして、時刻t2から時刻t3までの間、モータ2から大きさT1よりも小さい大きさT2のガタ詰めトルクが出力される。時刻t3から時刻t4までの間は、モータ2からのガタ詰めトルクの出力が停止される。その後、時刻t4から時刻t5までの間、モータ2から大きさT2よりも小さい大きさT3のガタ詰めトルクが出力されると、ガタ詰め制御が終了する。
時刻0から時刻t1までの時間、時刻t1から時刻t2までの時間、時刻t2から時刻t3までの時間、時刻t3から時刻t4までの時間および時刻t4から時刻t5までの時間は、いずれも同じ長さに設定されている。
このように、図8に示されるガタ詰め制御では、モータ2からガタ詰めトルクが一定の時間間隔で一定の時間にわたってパルス的に出力される。そして、ガタ詰め制御の初期に、モータ2から最大のガタ詰めトルクが出力され、その後、ガタ詰めトルクが出力される度に、そのガタ詰めトルクの大きさが小さくなる。
これにより、ガタ詰め制御の初期に、モータ2の回転速度を一気に上昇させることができる。その結果、ガタ詰め制御の開始からの経過時間を横軸にとり、ガタ詰め制御の開始後のモータ2の回転速度を縦軸にとったときに、モータ2の回転速度の時間変化を示すグラフとそのグラフの横軸とに挟まれる領域の形状が四角形に近づき、ガタ詰めに必要なモータ2の回転角度θtargetを短時間で得ることができる。
よって、電動車両1の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮することができる。
図7に示されるガタ詰め制御では、モータ2からガタ詰めトルクが連続して出力されるので、モータ2の回転速度は、時間の経過に伴って上昇する。そのため、ガタ詰め制御の終了時のモータ2の回転速度が所定値以下となることを予想して、ガタ詰め制御の初期におけるガタ詰めトルクの大きさを決定しなければならず、その大きさをやや小さめに設定する必要がある。また、ガタ詰めトルクの制御のしやすさから、ガタ詰めトルクを連続的に漸減させるよりも、図8に示されるガタ詰め制御のように、オン/オフデューティを決定して、ガタ詰めトルクをパルス状に変化させる方が実用的である。
図9は、第3実施形態に係るガタ詰め制御におけるモータの出力トルク、回転速度および出力パワーの時間変化を示す図である。
図9に示されるガタ詰め制御では、モータ2が制御されて、ガタ詰め制御の開始時の時刻0から時刻t1までの間、モータ2から逆方向レンジ切替後のシフトレンジに対応した方向の大きさT4のガタ詰めトルクが出力される。このガタ詰めトルクの大きさT4およびガタ詰めトルクが出力される時間(時刻0から時刻t1までの時間)は、時刻t0から時刻t1までの間におけるモータ2の出力パワーが歯打ち音および衝撃を発生する限界の出力パワーPlmtを超えない範囲で、それぞれ設定されている。また、ガタ詰めトルクの大きさT4は、図8に示されるガタ詰め制御におけるガタ詰めトルクの大きさT1よりも大きい。その後、時刻t1から時刻t2までの間は、モータ2からのガタ詰めトルクの出力が停止される。そして、時刻t2から時刻t3までの間、モータ2から大きさT4よりも小さい大きさT2のガタ詰めトルクが出力される。時刻t3から時刻t4までの間は、モータ2からのガタ詰めトルクの出力が停止される。その後、時刻t4から時刻t5までの間、モータ2から大きさT2よりも小さい大きさT3のガタ詰めトルクが出力されると、ガタ詰め制御が終了する。
時刻t2から時刻t3までの時間は、時刻0から時刻t1までの時間よりも長い時間に設定され、時刻t4から時刻t5までの時間は、時刻t2から時刻t3までの時間よりも長い時間に設定されている。時刻0から時刻t1までの時間、時刻t2から時刻t3までの時間および時刻t4から時刻t5までの時間は、それぞれ時刻0から時刻t1までの間、時刻t2から時刻t3までの間および時刻t4から時刻t5までの間におけるモータ2の出力パワーが歯打ち音および衝撃を発生する限界の出力パワーPlmtを超えない範囲で設定されている。時刻t1から時刻t2までの時間および時刻t3から時刻t4までの時間は、同じ長さに設定されている。
このように、図9に示されるガタ詰め制御では、モータ2からガタ詰めトルクが一定の時間間隔でパルス的に出力される。そして、ガタ詰め制御の初期に、モータ2から最大のガタ詰めトルクが出力され、その後、ガタ詰めトルクが出力される度に、そのガタ詰めトルクの大きさが小さくなる。また、最大のガタ詰めトルクが出力される時間は、最も短い時間に設定され、その後、ガタ詰めトルクが出力される度に、そのガタ詰めトルクが出力される時間が長くなる。
これにより、ガタ詰め制御の開始からの経過時間を横軸にとり、ガタ詰め制御の開始後のモータ2の回転速度を縦軸にとったときに、モータ2の回転速度の時間変化を示すグラフとそのグラフの横軸とに挟まれる領域の形状が四角形に近づき、ガタ詰めに必要なモータ2の回転角度θtargetを短時間で得ることができる。
よって、電動車両1の動力伝達系のガタ詰めによる歯打ち音や衝撃の発生を抑制できながら、そのガタ詰めに要する時間を短縮することができる。
以上、本発明の3つの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、図8,9に示されるガタ詰め制御では、時刻t1から時刻t2までの間および時刻t3から時刻t4までの間、モータ2から出力されるガタ詰めトルクの大きさが0であるとした。しかしながら、時刻t1から時刻t2までの間および時刻t3から時刻t4までの間、大きさTよりも小さいガタ詰めトルクがモータ2から出力されてもよい。
また、図9に示されるガタ詰め制御において、モータ2から最初に出力されるガタ詰めトルクの大きさT4およびそのガタ詰めトルクが出力される時間(時刻0から時刻t1までの時間)は、時刻t0から時刻t1までの間におけるモータ2の出力パワーが歯打ち音および衝撃を発生する限界の出力パワーPlmtを超えない範囲で、それぞれ設定されているとした。しかしながら、互いに噛合するギヤの歯が接触するまでの期間であれば、図10に示されるように、ガタ詰めトルクの大きさT4およびそのガタ詰めトルクが出力される時間(時刻0から時刻t1までの時間)は、時刻0から時刻t1までの間におけるモータ2の出力パワーが歯打ち音および衝撃を発生する限界の出力パワーPlmtを超えるように、それぞれ設定されていてもよい。さらに、互いに噛合するギヤの歯が接触するまでの期間であれば、ガタ詰めトルクの大きさT2およびそのガタ詰めトルクが出力される時間(時刻t2から時刻t3までの時間)は、時刻t2から時刻t3までの間におけるモータ2の出力パワーが歯打ち音および衝撃を発生する限界の出力パワーPlmtを超えるように、それぞれ設定されていてもよい。
さらにまた、図11に示されるように、パルス状のガタ詰めトルクが出力されている期間において、そのパルス状のガタ詰めトルクの振幅(大きさ)が時間の経過に伴って漸減されてもよい。
また、電動車両1が微車速(たとえば、5km/h以下)で走行しているときにガタ詰め制御が行われる場合において、電動車両1の停車中にガタ詰め制御が行われる場合と比較して、ガタ詰めトルクの大きさおよび/またはそのガタ詰めトルクが出力される時間がそれぞれ小さい値に設定されてもよい。
すなわち、互いに噛合するギヤ間において、モータ2側のギヤの惰性よりも後輪3RL,3RR側のギヤの惰性が大きいので、電動車両1の微車速での走行中に逆方向レンジ切替が行われた場合、電動車両1の停車中に逆方向レンジ切替が行われた場合と比較して、互いに噛合するギヤ間に生じるガタ(ギャップ)が小さい。そのため、電動車両1の微車速での走行中に逆方向レンジ切替が行われた場合、電動車両1の停車中に逆方向レンジ切替が行われた場合と比較して、ガタ詰めに必要なモータ2の回転角度が小さくてよい。よって、電動車両1が微車速で走行しているときにガタ詰め制御が行われる場合において、電動車両1の停車中にガタ詰め制御が行われる場合と比較して、ガタ詰めトルクの大きさおよび/またはそのガタ詰めトルクが出力される時間がそれぞれ小さい値に設定されてもよい。
また、電動車両1の一例として、電気自動車を取り上げたが、本発明は、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッドカーに適用することもできる。
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1 電動車両
2 モータ
11 車両ECU(制御装置、逆方向レンジ切替許容手段、逆方向レンジ切替検出手段、ガタ詰め制御手段)
21 シフトセンサ(逆方向レンジ切替検出手段)
2 モータ
11 車両ECU(制御装置、逆方向レンジ切替許容手段、逆方向レンジ切替検出手段、ガタ詰め制御手段)
21 シフトセンサ(逆方向レンジ切替検出手段)
Claims (2)
- 少なくともモータを駆動源とする電動車両のガタ詰め制御装置であって、
シフトレンジが前進レンジおよび後進レンジの一方から中立レンジを経て前記前進レンジおよび前記後進レンジの他方に切り替わる逆方向レンジ切替を許容する逆方向レンジ切替許容手段と、
シフト操作による前記逆方向レンジ切替を検出する逆方向レンジ切替検出手段と、
前記逆方向レンジ切替検出手段による前記逆方向レンジ切替の検出に応答して、前記モータから前記逆方向レンジ切替後の前記シフトレンジに対応した方向のガタ詰めトルクを出力させるガタ詰め制御を所定時間にわたって実行するガタ詰め制御手段とを含み、
前記ガタ詰め制御手段は、前記所定時間の前半分の期間内に最大値のガタ詰めトルクを出力させ、その最大値からガタ詰めトルクを連続的に漸減させる、電動車両のガタ詰め制御装置。 - 少なくともモータを駆動源とする電動車両のガタ詰め制御装置であって、
シフトレンジが前進レンジおよび後進レンジの一方から中立レンジを経て前記前進レンジおよび前記後進レンジの他方に切り替わる逆方向レンジ切替を許容する逆方向レンジ切替許容手段と、
シフト操作による前記逆方向レンジ切替を検出する逆方向レンジ切替検出手段と、
前記逆方向レンジ切替検出手段による前記逆方向レンジ切替の検出に応答して、前記モータから前記逆方向レンジ切替後の前記シフトレンジに対応した方向のガタ詰めトルクを出力させるガタ詰め制御を所定時間にわたって実行するガタ詰め制御手段とを含み、
前記ガタ詰め制御手段は、ガタ詰めトルクをパルス状に出力させ、前記所定時間の初期に出力されるパルス状のガタ詰めトルクの振幅が相対的に大きく、最終に出力されるパルス状のガタ詰めトルクの振幅が相対的に小さくなるように、各パルス状のガタ詰めトルクの振幅を漸減させる、電動車両のガタ詰め制御装置。
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---|---|---|---|
JP2012044842A JP2013183504A (ja) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | 電動車両のガタ詰め制御装置 |
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---|---|---|---|---|
CN112644296A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-04-13 | 重庆长安新能源汽车科技有限公司 | 一种纯电动汽车驱动扭矩的控制方法 |
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CN117172163A (zh) * | 2023-08-15 | 2023-12-05 | 重庆西南集成电路设计有限责任公司 | 幅相控制电路的幅相二维优化方法、***、介质及电子设备 |
-
2012
- 2012-02-29 JP JP2012044842A patent/JP2013183504A/ja active Pending
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