JP3611390B2

JP3611390B2 - 電動車両の制御装置

Info

Publication number: JP3611390B2
Application number: JP00330896A
Authority: JP
Inventors: 寿弘伊藤; 智之伊藤; 慎司吉川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: JPH09191501A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセル開度を検出する複数系統のアクセル開度検出手段と、検出したアクセル開度に基づいてモータの出力指令値を算出する出力指令値算出手段とを備えた電動車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電動車両は、アクセル開度とモータ回転数とに応じてモータに発生させるべき出力指令値を決定し、実際にモータが発生する出力が前記出力指令値に一致するようにモータをフィードバック制御している。前記アクセル開度を検出するアクセル開度センサの故障に備えて、２系統のアクセル開度センサを設けたものも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２系統のアクセル開度センサを設ければ、一方のアクセル開度センサが故障しても他方のアクセル開度センサの出力に基づいてモータの制御を続行することができるが、両方のアクセル開度センサが故障する前に故障しているアクセル開度センサを修理する必要がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、２系統のうちの一方のアクセル開度センサが故障した場合に、他方のアクセル開度センサが故障に至る前にドライバーに故障を認識させて修理を促すことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、アクセル開度を検出する複数系統のアクセル開度検出手段と、検出したアクセル開度に基づいてモータの出力指令値を算出する出力指令値算出手段とを備えた電動車両の制御装置において、アクセル開度検出手段の故障を検出する故障検出手段と、何れか１系統のアクセル開度検出手段の故障が検出されたときに、他系統のアクセル開度検出手段で検出したアクセル開度を選択して出力指令値算出手段に出力する選択手段と、何れか１系統のアクセル開度検出手段の故障が検出されたときに、選択手段により選択されたアクセル開度に基づくモータの出力指令値を制限する出力指令値制限手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記出力指令値制限手段はモータの出力指令値に所定の遅れ処理を施すことにより前記制限を行うことを特徴とする。
【０００７】
また請求項３に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、車両が進行すべき方向と実際に進行する方向とが不一致のときに前記出力指令値制限手段の作動を禁止することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図８は本発明の一実施例を示すもので、図１は電動車両の全体構成を示す図、図２は制御系のブロック図、図３は電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図４はトルク指令値算出ルーチンのフローチャートの第１分図、図５はトルク指令値算出ルーチンのフローチャートの第２分図、図６は故障時のアクセル開度の変化を示すグラフ、図７はトルク指令値制限ルーチンのフローチャート、図８は故障時のトルク指令値の変化を示すグラフである。
【００１０】
図１及び図２に示すように、四輪の電動車両Ｖは、三相交流モータ１のトルクがトランスミッション２を介して伝達される駆動輪としての左右一対の前輪Ｗｆ，Ｗｆと、従動輪としての左右一対の後輪Ｗｒ，Ｗｒとを有する。電動車両Ｖの後部に搭載された例えば２８８ボルトのメインバッテリ３は、コンタクタ４，ジョイントボックス５，コンタクタ４及びパワードライブユニットを構成するインバータ６を介してモータ１に接続される。例えば１２ボルトのサブバッテリ７にメインスイッチ８及びヒューズ９を介して接続された電子制御ユニット１０は、モータ１の駆動トルク及び回生トルクを制御すべくインバータ６に接続される。サブバッテリ７をメインバッテリ３の電力で充電すべく、バッテリチャージャ１１及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２が設けられる。
【００１１】
メインバッテリ３とインバータ６とを接続する高圧回路、即ちインバータ６の直流部には、その電流Ｉ_ＰＤＵを検出する電流センサＳ_１と、電圧Ｖ_ＰＤＵを検出する電圧センサＳ_２とが設けられており、電流センサＳ_１で検出したインバータ６の直流部の電流Ｉ_ＰＤＵ及び電圧センサＳ_２で検出したインバータ６の直流部の電圧Ｖ_ＰＤＵは電子制御ユニット１０に入力される。また、モータ回転数センサＳ_３で検出したモータ回転数Ｎｍと、第１アクセル開度センサＳ_４−１及び第２アクセル開度センサＳ_４−２で検出した第１、第２アクセル開度θ_ＡＰ−１，θ_ＡＰ−２と、シフトポジションセンサＳ_５で検出したシフトポジションＰとが電子制御ユニット１０に入力される。
【００１２】
インバータ６は複数のスイッチング素子を備えおり、電子制御ユニット１０から各スイッチング素子にスイッチング信号を入力することにより、モータ１の駆動時にはメインバッテリ３の直流電力を三相交流電力に変換して該モータ１に供給し、モータ１の被駆動時（回生時）には該モータ１が発電した三相交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ３に供給する。
【００１３】
次に、図３に基づいて電子制御ユニット１０の回路構成及び作用を説明する。
【００１４】
電子制御ユニット１０は、トルク指令値算出手段２１（出力指令値算出手段）、目標電力算出手段２２、実電力算出手段２３、比較手段２４、ＰＷＭ制御手段２５、故障検出手段２６、選択手段２７及びトルク指令値制限手段２８（出力指令値制限手段）を備えている。
【００１５】
故障検出手段２６は、第１アクセル開度センサＳ_４−１及び第２アクセル開度センサＳ_４−２で検出した第１、第２アクセル開度θ_ＡＰ−１，θ_ＡＰ−２に基づいて、第１、第２アクセル開度センサＳ_４−１，Ｓ_４−２の故障を検出する。選択手段２７は、故障検出手段２６の検出結果に基づいて、第１、第２アクセル開度θ_ＡＰ−１，θ_ＡＰ−２の一方を制御に使用するアクセル開度θ_ＡＰとして選択する。
【００１６】
トルク指令値算出手段２１は、モータ回転数センサＳ_３で検出したモータ回転数Ｎｍと、選択手段２７で選択したアクセル開度θ_ＡＰと、シフトポジションセンサＳ_５で検出したシフトポジションＰとに基づいて、ドライバーがモータ１に発生させようとしているトルク指令値Ｑ_ＴＲＱを予め設定されたトルクマップに基づいて算出する。
【００１７】
トルク指令値制限手段２８は、故障検出手段２６の検出結果と、モータ回転数Ｎｍと、アクセル開度θ_ＡＰとに基づいて、トルク指令値算出手段２１が算出したトルク指令値Ｑ_ＴＲＱに後述する所定の制限を加える。
【００１８】
目標電力算出手段２２は、トルク指令値算出手段２１で算出したトルク指令値Ｑ_ＴＲＱとモータ回転数センサＳ_３で検出したモータ回転数Ｎｍとを乗算してモータ１に供給すべき、或いは回生によりモータ１から取り出すべき目標電力を算出する。目標電力は正値の場合と負値の場合とがあり、正の目標電力はモータ１が駆動トルクを発生する場合に対応し、負の目標電力はモータ１が回生トルクを発生する場合に対応する。
【００１９】
一方、実電力算出手段２３は、電流センサＳ_１で検出したインバータ６の直流部の電流Ｉ_ＰＤＵと、電圧センサＳ_２で検出したインバータ６の直流部の電圧Ｖ_ＰＤＵとを乗算することにより、インバータ６に入力される実電力を算出する。目標電力と同様に、実電力にも正値の場合と負値の場合とがあり、正の実電力はモータ１が駆動トルクを発生する場合に対応し、負の実電力はモータ１が回生トルクを発生する場合に対応する。
【００２０】
目標電力算出手段２２で算出した目標電力と実電力算出手段２３で算出した実電力とは比較手段２４に入力され、そこで算出された目標電力と実電力との偏差に基づいてＰＷＭ制御手段２５がインバータ６をＰＷＭ制御する。その結果、実電力を目標電力に一致させるべくモータ１の運転状態がフィードバック制御される。
【００２１】
次に、主として故障検出手段２６及び選択手段２７において実行される故障判定ルーチンを、図４及び図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２２】
先ず、ステップＳ１及びステップＳ２で第１アクセル開度センサＳ_４−１及び第２アクセル開度センサＳ_４−２の故障を判定するとともに、ステップＳ３で第１、第２アクセル開度センサＳ_４−１，Ｓ_４−２の差故障を判定する。
【００２３】
第１アクセル開度センサＳ_４−１及び第２アクセル開度センサＳ_４−２で検出される第１アクセル開度θ_ＡＰ−１及び第２アクセル開度θ_ＡＰ−２は所定の上限値及び下限値を持ち、第１アクセル開度θ_ＡＰ−２又は第２アクセル開度θ_ＡＰ−２，θ_ＡＰ−１が短絡等により前記上限値を上回るか、或いは断線等により前記下限値を下回った場合に、第１アクセル開度センサＳ_４−１又は第２アクセル開度センサＳ_４−２が故障したと判定する。図６（ａ）は、前記ステップＳ１で第１アクセル開度センサＳ_４−１が故障したと判定される場合の一例を示すもので、時刻ｔ_１において第１アクセル開度センサＳ_４−１が短絡等により故障し、第１アクセル開度θ_ＡＰ−１が上限値を上回ったときに故障が発生したと判定される。
【００２４】
また第１アクセル開度センサＳ_４−１及び第２アクセル開度センサＳ_４−２が正常であれば、第１アクセル開度θ_ＡＰ−１及び第２アクセル開度θ_ＡＰ−２の差は誤差分に相当する僅かなものとなるが、前記差が所定値を越えると第１アクセル開度センサＳ_４−１又は第２アクセル開度センサＳ_４−２が故障したと判定する。図６（ｂ）は、前記ステップＳ３で差故障が発生したと判定される場合の一例を示すもので、時刻ｔ_２において第１、第２アクセル開度θ_ＡＰ−１，θ_ＡＰ−２の差が所定値を越えたときに故障が発生したと判定される。
【００２５】
而して、前記ステップＳ１〜Ｓ３で故障の発生が判定されない場合には、ステップＳ４で出力制限フラグが「０」にセットされる。尚、第１アクセル開度センサＳ_４−１及び第２アクセル開度センサＳ_４−２が共に正常である場合には、第１、第２アクセル開度θ_ＡＰ−１，θ_ＡＰ−２の一方の値（例えば、小さい方の値）が、選択手段２７によりアクセル開度θ_ＡＰとして選択される。
【００２６】
一方、前記ステップＳ１で第１アクセル開度センサＳ_４−１が故障したと判定されると、ステップＳ５で故障していない第２アクセル開度センサＳ_４−２の第２アクセル開度θ_ＡＰ−２がアクセル開度θ_ＡＰとして選択される。またステップＳ２で第２アクセル開度センサＳ_４−２が故障したと判定されると、ステップＳ６で故障していない第１アクセル開度センサＳ_４−１の第１アクセル開度θ_ＡＰ−１がアクセル開度θ_ＡＰとして選択される。またステップＳ３で差故障が発生したと判定されると、ステップＳ７で第１、第２アクセル開度θ_ＡＰ−１，θ_ＡＰ−２の小さい方の値がアクセル開度θ_ＡＰとして選択される。
【００２７】
而して、前記ステップＳ１〜Ｓ３で何らかの故障が判定された場合には、ステップＳ８で警報ランプを点灯させてドライバーに警報が発せられる。
【００２８】
続くステップＳ９で、選択されたモータ１の回転方向（「Ｄ」レンジは前進、「Ｒ」レンジは後進）と実際のモータ１の回転方向とを比較し、両者が不一致の場合には、即ち上り坂で前進しようとしたときに車両が後方にずり下がった場合や、下り坂で後進しようとしたときに車両が前方にずり下がった場合には、ステップＳ４に移行して出力制限フラグを「０」にセットする。
【００２９】
続くステップＳ１０，Ｓ１１で、前記選択されたアクセル開度θ_ＡＰの今回値と前回値とを、それぞれ所定値と比較する。そしてステップＳ１０でアクセル開度θ_ＡＰの今回値が所定値未満であるか、或いはステップＳ１０でアクセル開度θ_ＡＰの今回値が所定値以上であってもステップＳ１１でアクセル開度θ_ＡＰの前回値が所定値以上であれば、ステップＳ４に移行して出力制限フラグを「０」にセットする。
【００３０】
続くステップＳ１２で、モータ回転数Ｎｍを所定値と比較し、モータ回転数Ｎｍが所定値以上であればステップＳ４に移行して出力制限フラグを「０」にセットし、所定値未満であればステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３で出力制限フラグの前回値が「１」でなければ、つまり出力制限フラグの前回値が「０」であれば、ステップＳ１４に移行して出力制限フラグを「１」にセットする。そしてステップＳ１５で、そのときのトルク指令値Ｑ_ＴＲＱをモータ１の出力制限制御の初期値とする。
【００３１】
上記ステップＳ９〜Ｓ１２の意味するところを纏めると、第１アクセル開度センサＳ_４−１又は第２アクセル開度センサＳ_４−２に故障が発生したときに、坂道でのずり下がりが発生しておらず、アクセルペダルが大きく且つ速く踏み込まれており、且つモータ回転数Ｎｍが低い状態にあれば、出力制限フラグが「１」にセットされる。これにより、坂道で車両がずり下がる虞がないことを前提として、ドライバーが強い加速意思を持っており、しかもモータ１が低回転で大トルクを発生しているときに、モータ１の出力制限制御が実行される。
【００３２】
而して、ステップＳ１６で、今回のループで新たに選択されたアクセル開度θ_ＡＰの今回値で前回値を更新する。
【００３３】
次に、主としてトルク指令値制限手段２８において実行されるトルク指令値制限ルーチンを、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３４】
先ず、ステップＳ２１〜ステップＳ２３で、トルク指令値算出手段２１がモータ回転数Ｎｍ、アクセル開度θ_ＡＰ及びシフトポジションＰを読み込み、ステップＳ２４でトルク指令値Ｑ_ＴＲＱをトルクマップに基づいて算出する。続くステップＳ２５で出力制限フラグが「１」にセットされていれば、ステップＳ２６に移行してトルク指令値Ｑ_ＴＲＱに一次遅れ処理を施すことにより、モータ１の出力を制限する。即ち、図８（ａ）に示すように、時刻ｔ_３において出力制限フラグが「１」にセットされると、トルク指令値Ｑ_ＴＲＱを前記初期値から現在のトルク指令値Ｑ_ＴＲＱ（トルクマップ値）に向けて急激に増加させることなく漸増させる。
【００３５】
その結果、ドライバーがアクセルペダルを急激に踏み込んでも期待した加速を得ることができなくなり、これにより第１、第２アクセル開度センサＳ_４−１、Ｓ_４−２に何らかの故障が発生したことをドライバーに認識させて修理を促すことができる。またモータ出力が上述したように制限されても、時間遅れを以て最終的にトルク指令値Ｑ_ＴＲＱがトルクマップ値まで増加するため、例えば修理工場までの走行に支障を来すことはない。更に、第１、第２アクセル開度センサＳ_４−１、Ｓ_４−２が両方故障したような場合であっても、トルク指令値Ｑ_ＴＲＱが急激に増加することが回避される。
【００３６】
尚、前記一次遅れ処理によりトルク指令値Ｑ_ＴＲＱを制限する代わりに、図８（ｂ）に示すように、トルク指令値Ｑ_ＴＲＱを初期値からループ毎に所定値ずつトルクマップ値まで増加させても、同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３８】
例えば、実施例ではトルク指令値Ｑ_ＴＲＱを制限することによりモータ出力を制限しているが、選択手段２７が出力するアクセル開度θ_ＡＰや、ＰＷＭ制御手段２５のデューティ比を制限することによりモータ出力を制限することも可能である。またモータ出力を制限する際に、その出力を定常的に目標値よりも一定比率又は一定量だけ小さくするように制限しても良い。またアクセル開度センサＳ_４−１，Ｓ_４−２の数は２個に限定されず、３個以上であっても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、何れか１系統のアクセル開度検出手段の故障が検出されたときに、他系統のアクセル開度検出手段で検出したアクセル開度を選択してモータを制御し、且つモータの出力を制限するので、何れか１系統のアクセル開度検出手段が故障してもモータの制御を続行することができるだけでなく、モータの出力を制限してドライバーに故障の発生を報知することにより修理を促すことができる。
【００４０】
また請求項２に記載された発明によれば、モータの出力指令値に所定の遅れ処理を施すことにより該モータの出力を制限するので、モータの出力を出力指令値まで漸増させて車両の走行を続行するだけの出力を確保することができる。
【００４１】
また請求項３に記載された発明によれば、車両が進行すべき方向と実際に進行する方向とが不一致のときに出力指令値制限手段の作動を禁止するので、坂道発進時に車両がずり下がりそうになった場合にモータの出力を速やかに増加させて前記ずり下がりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動車両の全体構成を示す図
【図２】制御系のブロック図
【図３】電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図４】トルク指令値算出ルーチンのフローチャートの第１分図
【図５】トルク指令値算出ルーチンのフローチャートの第２分図
【図６】故障時のアクセル開度の変化を示すグラフ
【図７】トルク指令値制限ルーチンのフローチャート
【図８】故障時のトルク指令値の変化を示すグラフ
【符号の説明】
１モータ
２１トルク指令値算出手段（出力指令値算出手段）
２６故障検出手段
２７選択手段
２８トルク指令値制限手段（出力指令値制限手段）
Ｑ_ＴＲＱトルク指令値（出力指令値）
Ｓ_４−１第１アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
Ｓ_４−２第２アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
θ_ＡＰ−１第１アクセル開度（アクセル開度）
θ_ＡＰ−２第２アクセル開度（アクセル開度）

Claims

アクセル開度（θ_AP-1，θ_AP-2）を検出する複数系統のアクセル開度検出手段（Ｓ_4-1，Ｓ_4-2）と、検出したアクセル開度（θ_AP-1，θ_AP-2）に基づいてモータ（１）の出力指令値（Ｑ_TRQ）を算出する出力指令値算出手段（２１）とを備えた電動車両の制御装置において、
アクセル開度検出手段（Ｓ_4-1，Ｓ_4-2）の故障を検出する故障検出手段（２６）と、何れか１系統のアクセル開度検出手段（Ｓ_4-1，Ｓ_4-2）の故障が検出されたときに、他系統のアクセル開度検出手段（Ｓ_4-1，Ｓ_4-2）で検出したアクセル開度（θ_AP-1，θ_AP-2）を選択して出力指令値算出手段（２１）に出力する選択手段（２７）と、
何れか１系統のアクセル開度検出手段（Ｓ_4-1，Ｓ_4-2）の故障が検出されたときに、選択手段（２７）により選択されたアクセル開度に基づくモータ（１）の出力指令値（Ｑ_TRQ）を制限する出力指令値制限手段（２８）と、
を備えたことを特徴とする電動車両の制御装置。
前記出力指令値制限手段（２８）はモータ（１）の出力指令値（Ｑ_ＴＲＱ）に所定の遅れ処理を施すことにより前記制限を行うことを特徴とする、請求項１記載の電動車両の制御装置。
車両が進行すべき方向と実際に進行する方向とが不一致のときに前記出力指令値制限手段（２８）の作動を禁止することを特徴とする、請求項１記載の電動車両の制御装置。