JP3708976B2 - Electric vehicle speed control device - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、走行用モータの出力トルクを制御して定速走行での速度制御を行う電気自動車の速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、運転者が希望する速度をセットすると、その速度を記憶し、アクセルペダル等を操作しなくても、車両を自動的に一定速度で走行させることのできる定速走行（オートクルーズ）装置を搭載した車両が多くなっている。
【０００３】
上記定速走行装置は、例えば、ガソリンエンジン車では、車速センサ等からの車速信号に基づき、設定車速（運転車が希望し設定した車速）を維持するようにスロットルバルブの開度を制御して定速走行を行えるようにしたものがある。このようなガソリンエンジン車の走行制御では、燃料噴射量や筒内吸気流量などにより決まる出力トルクを精度良く制御することは難しい。
【０００４】
一方、電気自動車では、例えば、特開昭５７−１４２１０４号公報に示されるように、設定車速を一定に保つように走行用モータの出力トルクを変化させ定速走行を行えるようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、自動車の高速道路等における定速走行装置は、道路が空いていれば有効であるが、道路が混んでくると使用することができなくなってしまうといった問題がある。
【０００６】
これは、定速走行装置を搭載していない車両が、道路の僅かな勾配や風などの走行抵抗の増減の影響で遅くなったり速くなったりするためである。すなわち、定速走行装置を搭載して定速走行を行っている車両は、速度制御が行われ定速走行を行おうとするが、定速走行装置を搭載していない車両は、アクセル一定（出力一定）に近い速度での走行となっているため、走行抵抗が変動すると、定速走行装置搭載車と定速走行装置未搭載車との間で相対的に速度差が生じることによる。
【０００７】
また、電気自動車では、負荷（走行抵抗）が変動しても一定速走行をすることは、出力変動が多く、バッテリ等が長持ちしないといった問題を生じる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、一定速制御状態においても、道路勾配や強風等により走行抵抗の変動が生じた際は、この走行抵抗に応じた速度に制御し、自然の交通の流れにのった走行を可能とするとともに、バッテリ等を経済的に、かつ長持ちさせることのできる電気自動車の速度制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、一定速走行が選択されたとき、車速が設定速度に一致するよう走行用モータのトルクを制御する電気自動車の速度制御装置において、上記一定速走行の制御下で、上記走行用モータのトルク変化量を算出する手段と、上記走行用モータのトルク変化量を予め設定される正，負の設定値と比較する手段と、上記走行用モータのトルク変化量が上記正の設定値以上のときは、上記走行用モータのトルクを設定値増加すると共に車速を一定に保つための上記設定速度を設定量低下する手段と、上記走行用モータのトルク変化量が上記負の設定値以下のときは、上記走行用モータのトルクを設定値減少すると共に上記設定速度を設定量上昇する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記各設定値及び設定量の少なくとも一つは、運転条件に応じて設定されることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
請求項１記載の発明は、一定速走行の選択により車速が設定速度に一致するよう走行用モータのトルクを制御する一定速走行制御において、走行用モータのトルク変化量を算出する。そして、走行用モータのトルク変化量を予め設定される正，負の設定値と比較して、走行用モータのトルク変化量が正の設定値以上のときは、走行用モータのトルクを設定値増加すると共に車速を一定に保つための設定速度を設定量低下し、一方、走行用モータのトルク変化量が負の設定値以下のときは、走行用モータのトルクを設定値減少すると共に設定速度を設定量上昇する。
【００１３】
また、請求項２記載の発明のように、上記各設定値及び設定量の少なくとも一つは、運転条件に応じて設定されることが望ましい。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１〜図４は本発明の一実施例を示し、図１はモータ制御系の回路ブロック図、図２は変則オートクルーズ制御のフローチャート、図３は制御の一例を車両の走行性能線図に示した説明図、図４は図３を車両の位置で表した概略説明図である。
【００１６】
図１において、符号１は電気自動車に搭載される走行用のモータであり、本実施例においては、交流誘導電動機である。このモータ１には、図示しないトランスアクスルが連設され、このトランスアクスルからの駆動力が、例えば、左右の前輪軸を介して両前輪（いずれも図示せず）に伝達されるようになっている。
【００１７】
また、上記モータ１は、コントローラ２と接続されており、このコントローラ２のインバータ３を介し、走行駆動用の主電源であるメインバッテリ４と接続されている。
【００１８】
上記コントローラ２は、ＣＰＵ５、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７、Ｉ／Ｏインターフェース８がバスを介して接続されたマイクロコンピュータ９を有し、上記Ｉ／Ｏインターフェース８の出力ポートには、駆動回路１０を介し、上記インバータ３が接続されている。
【００１９】
そして、上記モータ１のトルク制御は、上記マイクロコンピュータ９の上記ＣＰＵ５で演算された目標トルクに対して上記駆動回路１０で回転数に応じた電流指令におきかえ、上記インバータ３に指令して、上記メインバッテリ４からの直流電圧が、上記インバータ３により所定の電圧の高周波に変換されることにより行われるようになっている。
【００２０】
また、上記モータ１と上記インバータ３との間の結線ラインには、上記モータ１の駆動電流を検出する電流センサ１１が設けられており、この電流センサ１１は、上記マイクロコンピュータ９に上記Ｉ／Ｏインターフェース８を介して接続されている。
【００２１】
さらに、上記モータ１のモータロータの回転数を検出する回転数センサ１２、車速センサ１３、通常・変則オートクルーズスイッチ１４、アクセルペダルスイッチ１５、ブレーキペダルスイッチ１６等のセンサ・スイッチ類が、上記マイクロコンピュータ９に上記Ｉ／Ｏインターフェース８を介し接続されている。
【００２２】
上記通常・変則オートクルーズスイッチ１４は、「通常オートクルーズモード」（一定速走行制御モード；走行抵抗が変動しても速度を一定に保つモード），「変則オートクルーズモード」（略出力一定制御のモード；走行抵抗に応じた速度に制御するモード），「ＯＦＦモード」（通常のマニュアル走行のモード）の３つのモードに切替えるスイッチである。
【００２３】
また、上記アクセルペダルスイッチ１５は、電気自動車の運転席の床面に設けたアクセルペダルに連設されており、アクセルペダルの踏み始めの微小ストロークでＯＮするスイッチである。
【００２４】
上記ブレーキペダルスイッチ１６も同様に、ブレーキペダルの踏み始めの微小ストロークでＯＮするスイッチである。
【００２５】
尚、上記アクセルペダルスイッチ１５と上記ブレーキペダルスイッチ１６は、ＯＮした際に、上記通常・変則オートクルーズスイッチ１４を「ＯＦＦモード」にするオートクルーズキャンセルスイッチとなっており、このようなオートクルーズキャンセルスイッチとして、その他、特に図示しないが、シフトレバーの基部に連設されてシフト位置を検出するシフトスイッチ等が上記マイクロコンピュータ９に上記Ｉ／Ｏインターフェース８を介し接続されている。
【００２６】
次に、通常・変則オートクルーズスイッチ１４を「変則オートクルーズモード」に設定した際に、コントローラ２で行われる速度制御について、図２のフローチャートに従って説明する。
【００２７】
プログラムがスタートすると、まず、ステップS1で、車速センサ１３からの信号により車速Ｖが計測され、ステップS2へ進み、一定速走行の固定車速Ｖc が車速Ｖとして指令（Ｖ＝Ｖc ；Ｖは設定速度となる）された後、ステップS3へ進んで、そのときのモータ１のトルクが、初期トルクＴ0 としてＲＡＭ７に記憶される（Ｔ＝Ｔ0 ；Ｔは設定トルク）。尚、上記モータ１のトルクは、電流センサ１１からの値に基づき、予めＲＯＭ６内にメモリしておいた電流−トルク特性のマップ或いは計算式により求められる。また、マイクロコンピュータ９が駆動回路１０に指令したトルク指示値をそのまま用いても良い。
【００２８】
次いで、ステップS4に進むと、通常・変則オートクルーズスイッチ１４、アクセルペダルスイッチ１５、ブレーキペダルスイッチ１６、その他シフトスイッチ等により、オートクルーズがキャンセルされているか否かの判定が行われ、オートクルーズがキャンセルされていない場合は、ステップS5へ進み、オートクルーズがキャンセルされている場合は、ステップS6へ進んで通常のマニュアル走行制御、すなわち「変則オートクルーズモード」が解除され「ＯＦＦモード」となる。
【００２９】
上記ステップS4で、オートクルーズがキャンセルされていないと判定され、ステップS5へ進むと、そのときのトルク値Ｔi が読込まれ、ステップS7に進む。
【００３０】
このステップS7では、トルク変動（負荷，走行抵抗の変動）が大きいか否か、すなわちＴi −Ｔ≧ΔＴあるいはＴi −Ｔ≦−ΔＴ（｜Ｔi −Ｔ｜≧ΔＴ）となっているか否かの判定が行われる。ここで、ΔＴは、予め実験等によりＲＯＭ６に設定しておいたトルク変化量で、例えば、ΔＴ＝０．５ kgf・m （これに対応する駆動力ΔＦ＝１２．５ kgf）に設定されている。
【００３１】
そして、上記ステップS7で、トルク変動が小さく、Ｔi −Ｔ＜ΔＴあるいはＴi −Ｔ＞−ΔＴ（｜Ｔi −Ｔ｜＜ΔＴ）の場合は、再び上記ステップS4に戻り、トルク変動が大きく、Ｔi −Ｔ≧ΔＴあるいはＴi −Ｔ≦−ΔＴ（｜Ｔi −Ｔ｜≧ΔＴ）の場合は、ステップS8へ進んで、モータ１のトルクを変動する方向に固定指令する。すなわち、上記ステップS7で、Ｔi −Ｔ≧ΔＴの場合は、Ｔ＝Ｔ＋ΔＴとし、Ｔi −Ｔ≦−ΔＴの場合は、Ｔ＝Ｔ−ΔＴとする。
【００３２】
次に、ステップS9に進むと、再び上記ステップS4と同様に、オートクルーズがキャンセルされているか否かの判定が行われ、オートクルーズがキャンセルされていない場合は、ステップS10 へ進み、オートクルーズがキャンセルされている場合は、上記ステップS6へ進んで通常のマニュアル走行制御、すなわち「変則オートクルーズモード」が解除され「ＯＦＦモード」となる。
【００３３】
上記ステップS9で、オートクルーズがキャンセルされていないと判定され、ステップS10 へ進むと、トルク固定指令が解除され、ステップS11 に進んで、固定車速を変更するように指令される。
【００３４】
すなわち、上記ステップS7でＴi −Ｔ≧ΔＴと判定され、上記ステップS8でＴ＝Ｔ＋ΔＴとした場合には、Ｖ＝Ｖ−ΔＶと固定車速変更指令が行われ、上記ステップS7でＴi −Ｔ≦−ΔＴと判定され、上記ステップS8でＴ＝Ｔ−ΔＴとした場合には、Ｖ＝Ｖ＋ΔＶと固定車速変更指令が行われる。ここで、ΔＶは、予め実験等によりＲＯＭ６に設定しておいた速度変化量で、例えば、ΔＶ＝５km/h（これに対応するモータ１の回転数ΔＮ＝３３３rpm ）に設定されている。
【００３５】
そして、上記ステップS11 を実行した後、再び上記ステップS4に戻り、制御を繰り返す。
【００３６】
次に、「変則オートクルーズモード」の制御の一例を、図３、図４で説明する。図３の走行性能線図において、右下がりの実線で示す曲線は、本実施例の電気自動車の最大駆動力曲線、右下がりの破線で示す曲線は、本実施例の電気自動車の、ある一定の駆動力（出力）曲線、右上がりの実線で示す曲線は、道路勾配ごとの走行抵抗曲線を示す。
【００３７】
尚、駆動力Ｐ(kW)，トルクＴq(kgf ・m)，モータ回転数Ｎ(rpm) の関係は、本実施例においては、例えば、Ｐ＝Ｔq ・Ｎ／９７４の式で与えられ、上記最大駆動力曲線は、６０kWの曲線、上記一定駆動力曲線は、３０kWの曲線となっているものとする。また、道路勾配以外の走行抵抗はないものとする。
【００３８】
図４に示すように、まず、０％勾配（平坦）の位置ｘ1 で速度Ｖ0 で走行している車両は、図３の走行性能線図中Ｐ0 点で示される。
【００３９】
そして、この状態で運転者が、通常・変則オートクルーズスイッチ１４を「変則オートクルーズモード」にセットし、３％勾配の道路の走行となると、車両は速度Ｖ0 を保とうとするため、モータ１のトルクが上昇される。
【００４０】
このトルクの上昇がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ増加した値に固定指令され（図３のＰ1 点）、さらに速度がΔＶ低下されて、位置ｘ2 に示すようにＶ1 となり（図３のＰ10点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ1 で一定速走行を行うように制御される。
【００４１】
このとき、図３に示すように、速度Ｖ1 で一定速走行を行うために、さらなる、モータ１のトルクの上昇が行われ、このトルクの上昇がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ増加した値に固定指令され（図３のＰ2 点）、さらに速度がΔＶ低下されて、位置ｘ3 に示すようにＶ2 となり（図３のＰ20点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ2 で一定速走行を行うように制御される。
【００４２】
そして、図３に示すように、速度Ｖ2 で一定速走行を行うために、さらなる、モータ１のトルクの上昇が行われ、このトルクの上昇がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ増加した値に固定指令され（図３のＰ3 点）、さらに速度がΔＶ低下されて、位置ｘ4 に示すようにＶ3 となり（図３のＰ30点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ3 で一定速走行を行うように制御される。
【００４３】
同様に、図３に示すように、速度Ｖ3 で一定速走行を行うため、さらに、モータ１のトルクの上昇が行われ、このトルクの上昇がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ増加した値に固定指令され（図３のＰ4 点）、さらに速度がΔＶ低下されて、位置ｘ5 に示すようにＶ4 となり（図３のＰ40点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ4 で一定速走行を行うように制御される。
【００４４】
ここで、３％勾配の道路を走行するのに略適正な駆動力となるため、速度Ｖ4 で一定速走行を行うように制御しても、トルクの大きな変動はなくなる。
【００４５】
そして、この状態から、再び０％勾配（平坦）の道路の走行となると、車両は速度Ｖ4 を保とうとするため、モータ１のトルクが減少される。
【００４６】
このトルクの減少がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ減少した値に固定指令され（図３のＰ5 点）、さらに速度がΔＶ上昇されて、位置ｘ6 に示すようにＶ3 となり（図３のＰ30点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ3 で一定速走行を行うように制御される。
【００４７】
このとき、図３に示すように、速度Ｖ3 で一定速走行を行うために、さらなる、モータ１のトルクの減少が行われ、このトルクの減少がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ減少した値に固定指令され（図３のＰ6 点）、さらに速度がΔＶ上昇されて、位置ｘ7 に示すようにＶ2 となり（図３のＰ20点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ2 で一定速走行を行うように制御される。
【００４８】
そして、図３に示すように、速度Ｖ2 で一定速走行を行うために、さらなる、モータ１のトルクの減少が行われ、このトルクの減少がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ減少した値に固定指令され（図３のＰ7 点）、さらに速度がΔＶ上昇されて、位置ｘ8 に示すようにＶ1 となり（図３のＰ10点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ1 で一定速走行を行うように制御される。
【００４９】
同様に、図３に示すように、速度Ｖ1 で一定速走行を行うため、さらに、モータ１のトルクの減少が行われ、このトルクの減少がΔＴ以上となると、上記モータ１のトルクは、ΔＴ減少した値に固定指令され（図３のＰ8 点）、さらに速度がΔＶ上昇されて、位置ｘ9 に示すようにＶ0 となり（図３のＰ0 点）、上記モータ１のトルク固定指令が解除され、車両は速度Ｖ0 で一定速走行を行うように制御される。
【００５０】
ここで、０％勾配の道路を走行するのに略適正な駆動力となるため、速度Ｖ0 で一定速走行を行うように制御しても、トルクの大きな変動はなくなる。
【００５１】
このような制御の結果、図３に示すように、電気自動車の走行は、道路勾配ごとの走行抵抗が０％勾配→３％勾配→０％勾配と変動しても、「変則オートクルーズモード」にセットしたときの略一定の駆動力（破線で示す一定駆動力）で走行することができる。
【００５２】
このため、例えば、運転車両の前方に道路の僅かな勾配や風などの走行抵抗の増減の影響で遅くなったり速くなったりする、アクセル一定（出力一定）に近い速度での走行を行っている車両があるような場合でも、「変則オートクルーズモード」では、同様に速度が変化するため相対的な速度差が生じることなく、自然の交通の流れにのった走行が可能となる。
【００５３】
また、略一定の駆動力（出力）で走行することができるため、ΔＷ＝ｉ² ・Ｒ（ΔＷ；モータ出力，ｉ；バッテリ電流，Ｒ；抵抗）で与えられるバッテリ電流を、略一定とすることができ、過負荷を防止するとともに、経済走行が可能となり、車両の航続距離の増大とバッテリ寿命を長くすることができる。
【００５４】
尚、本実施例では、図２のフローチャートにおいて、ステップS7で判定するトルク変動の基準値、すなわちトルク変動量と、ステップS8で変更するトルク変化量をΔＴとして予め設定するようにしているが、上昇していくトルク変動の基準値、下降していくトルク変動の基準値、増加させるトルク変化量、減少させるトルク変化量をそれぞれ異なって設定しても良く、また、上昇していくトルク変動の基準値と下降していくトルク変動の基準値を同じ値とし、増加させるトルク変化量、減少させるトルク変化量をそれぞれ異なって設定する等しても良い。
【００５５】
また、上昇していくトルク変動の基準値、下降していくトルク変動の基準値、増加させるトルク変化量、減少させるトルク変化量は固定値とはせず、例えば、車速等の運転条件に応じて可変できるように、予めマップ等で設定しておいても良い。
【００５６】
さらに、本実施例では、ΔＴとして、例えば０．５ kgf・m としているが、この値よりも小さい値（例えば、０．１ kgf・m ）に設定して、より細かいスムーズな制御が行えるようにしても良く、一方、０．５ kgf・m よりも大きな値（例えば、１．０ kgf・m 等）に設定して収束性を向上させても良い。また、このようにΔＴの値を運転状態によって可変させれば（例えば、過渡運転状態ではΔＴを大きな値とし、比較的安定した走行が続いているときはΔＴを小さい値に設定する）、一層、効果的な利用が図れる。
【００５７】
また、本実施例では、図２のフローチャートにおいて、ステップS11 での速度変化量ΔＶは、速度を上昇する場合と低下させる場合とで同じ値としているが、異なった値に設定しても良く、さらに、例えば、車速等の運転条件に応じて可変できるように、予めマップ等で設定しておいても良い。
【００５８】
また、本実施例では、ΔＶとして、例えば、５km/hに設定しているが、この値に限るものではない。
【００５９】
さらに、本実施例では、車速を車速センサから得るようにしているが、モータ回転数とギヤ比から演算して求めるようにしても良い。
【００６０】
また、本実施例においては、走行用のモータが交流誘導電動機である例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、モータは、交流同期電動機あるいは直流モータであっても良い。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、一定速制御状態において、道路勾配や強風等により走行抵抗に変動が生じた際は、走行用モータのトルク変化量が増減するため、この走行用モータのトルク変化量により走行抵抗の変動を判断する。そして、走行用モータのトルク変化量を予め設定される正，負の設定値と比較し、走行用モータのトルク変化量が正の設定値以上であって、走行抵抗の増加と判断されるときは、走行用モータのトルクを設定値増加すると共に車速を一定に保つための設定速度を設定量低下する。一方、走行用モータのトルク変化量が負の設定値以下であって、走行抵抗の減少と判断されるときは、走行用モータのトルクを設定値減少すると共に設定速度を設定量上昇するので、一定速制御状態においても、道路勾配や強風等により走行抵抗に変動が生じた際は、この走行抵抗に応じた適正駆動力および車速に制御し、自然の交通の流れにのった走行が可能となる。
また、一定速制御状態において、走行抵抗の増加時は、走行用モータのトルクが増加されるに伴い設定速度を低下して車速を低下させ、走行抵抗の減少時は、走行用モータのトルクが減少されるに伴い設定速度を上昇して車速を上昇させるので、相対的に駆動力の変化が抑制され、換言するならば、略一定の駆動力で走行することができるため、バッテリ電流を略一定とすることができ、過負荷を防止すると共に経済走行が可能となり、バッテリ等を経済的に、かつ長持ちさせることができる。
【００６２】
請求項２記載の発明によれば、上記各設定値及び設定量の少なくとも一つは、運転条件に応じて設定されるので、上記請求項１記載の発明の効果に加え、運転状態に応じた緻密な制御が可能となり、より自然に交通の流れに沿った走行を行うことができ、更に効率の良い走行を行うことができる。
【００６３】
さらに、請求項３記載の発明によれば、運転者が変則一定速走行制御手段により一定速走行を行う際、請求項２による発明の効果に加え、予め設定しておいたトルク変動量、予め設定しておいたトルク変化量、減少して設定する予め設定した速度変化量、増加して設定する予め設定した速度変化量の少なくとも一つを運転状態に応じて可変に設定したので、運転状態に応じた細かな制御が行われて、より自然に交通の流れに沿った走行を行うことができ、また、より効率の良い走行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるモータ制御系の回路ブロック図
【図２】本発明の一実施例による変則オートクルーズ制御のフローチャート
【図３】本発明の一実施例による制御の一例を車両の走行性能線図に示した説明図
【図４】図３を車両の位置で表した概略説明図
【符号の説明】
１ 走行用モータ
２ コントローラ
１４ 通常・変則オートクルーズスイッチ
Ｔ 設定トルク
Ｔi 出力トルク
Ｖ 設定速度
ΔＴ 予め設定したトルク変動量（トルク変化量）
ΔＶ 予め設定した速度変化量[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a speed control device for an electric vehicle that controls the output torque of a driving motor to perform speed control at a constant speed.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a constant speed (auto-cruise) device that can store a speed desired by a driver and automatically drive the vehicle at a constant speed without operating an accelerator pedal or the like is provided. More vehicles are installed.
[0003]
For example, in a gasoline engine vehicle, the constant speed traveling device controls the opening of the throttle valve so as to maintain a set vehicle speed (a vehicle speed desired and set by a driving vehicle) based on a vehicle speed signal from a vehicle speed sensor or the like. There is one that can run at a constant speed. In such travel control of a gasoline engine vehicle, it is difficult to accurately control the output torque determined by the fuel injection amount, the in-cylinder intake flow rate, and the like.
[0004]
On the other hand, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-142104, there is an electric vehicle that can be driven at a constant speed by changing the output torque of the traveling motor so as to keep the set vehicle speed constant. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in general, a constant speed traveling device on an automobile highway or the like is effective when the road is free, but there is a problem that it cannot be used when the road is crowded.
[0006]
This is because a vehicle that is not equipped with a constant speed traveling device becomes slower or faster due to the effect of increase or decrease in traveling resistance such as a slight road gradient or wind. In other words, a vehicle that is running at a constant speed with a constant speed traveling device performs speed control and tries to run at a constant speed, but a vehicle that is not equipped with a constant speed traveling device has a constant accelerator (output) This is because when the running resistance fluctuates, there is a relative speed difference between the vehicle equipped with the constant speed traveling device and the vehicle not equipped with the constant speed traveling device.
[0007]
Further, in an electric vehicle, running at a constant speed even when the load (running resistance) fluctuates causes a problem that the output fluctuates and the battery or the like does not last long.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and even in a constant speed control state, when fluctuations in running resistance occur due to road gradients, strong winds, etc., the speed is controlled according to the running resistance, and natural traffic It is an object of the present invention to provide a speed control device for an electric vehicle that can travel along the flow of the battery and can make a battery or the like economical and long lasting.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an electric vehicle speed control apparatus for controlling the torque of a motor for traveling so that the vehicle speed coincides with a set speed when constant speed traveling is selected. Means for calculating a torque change amount of the travel motor under control of high speed travel, means for comparing the torque change amount of the travel motor with preset positive and negative set values, and the travel motor When the torque change amount is greater than or equal to the positive set value, the means for increasing the set torque of the traveling motor and decreasing the set speed for keeping the vehicle speed constant, When the amount of torque change is less than or equal to the negative set value, there is provided means for decreasing the set torque of the traveling motor and increasing the set speed by a set amount.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least one of the set values and set amounts is set according to operating conditions.
[0012]
[Action]
The invention according to claim 1 calculates the torque change amount of the traveling motor in the constant speed traveling control in which the torque of the traveling motor is controlled so that the vehicle speed matches the set speed by selection of the constant speed traveling. Then, the torque change amount of the traveling motor is compared with the positive and negative set values set in advance. When the torque change amount of the traveling motor is equal to or larger than the positive set value, the torque of the traveling motor is set to the set value. As the vehicle speed increases, the set speed to keep the vehicle speed constant is reduced by a set amount. On the other hand, when the amount of torque change of the travel motor is less than the negative set value, the travel motor torque is decreased and the set speed is decreased. Increase the set amount.
[0013]
In addition, as in the invention described in claim 2, it is desirable that at least one of the set values and the set amount is set according to operating conditions.
[0015]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a circuit block diagram of a motor control system, FIG. 2 is a flowchart of irregular auto-cruise control, and FIG. 3 is an example of control in a vehicle performance chart. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing FIG. 3 in terms of the position of the vehicle.
[0016]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a running motor mounted on an electric vehicle, which is an AC induction motor in the present embodiment. The motor 1 is connected to a transaxle (not shown), and the driving force from the transaxle is transmitted to both front wheels (both not shown) via, for example, left and right front wheel shafts. Yes.
[0017]
The motor 1 is connected to a controller 2 and is connected via an inverter 3 of the controller 2 to a main battery 4 that is a main power source for driving driving.
[0018]
The controller 2 includes a microcomputer 9 to which a CPU 5, a ROM 6, a RAM 7, and an I / O interface 8 are connected via a bus. An output port of the I / O interface 8 is connected to the above-described output circuit via a drive circuit 10. An inverter 3 is connected.
[0019]
Then, the torque control of the motor 1 is performed by replacing the target torque calculated by the CPU 5 of the microcomputer 9 with a current command corresponding to the number of revolutions in the drive circuit 10, and instructing the inverter 3. The direct current voltage from the main battery 4 is converted into a high frequency of a predetermined voltage by the inverter 3.
[0020]
A connection line between the motor 1 and the inverter 3 is provided with a current sensor 11 for detecting the drive current of the motor 1. The current sensor 11 is connected to the microcomputer 9 with the I / I. The O interface 8 is connected.
[0021]
Further, a sensor / switch such as a rotational speed sensor 12 for detecting the rotational speed of the motor rotor of the motor 1, a vehicle speed sensor 13, a normal / abnormal auto cruise switch 14, an accelerator pedal switch 15, a brake pedal switch 16, etc. 9 is connected through the I / O interface 8.
[0022]
The normal / irregular auto-cruise switch 14 includes a “normal auto-cruise mode” (constant speed travel control mode; a mode in which the speed is kept constant even when the travel resistance fluctuates), and an “abnormal auto cruise mode” (substantially constant output control). This is a switch for switching to three modes: mode: mode for controlling the speed according to the running resistance, and “OFF mode” (normal manual running mode).
[0023]
The accelerator pedal switch 15 is connected to an accelerator pedal provided on the floor of the driver's seat of the electric vehicle, and is a switch that is turned on with a small stroke at the beginning of the depression of the accelerator pedal.
[0024]
Similarly, the brake pedal switch 16 is a switch that is turned on with a minute stroke at the beginning of the depression of the brake pedal.
[0025]
The accelerator pedal switch 15 and the brake pedal switch 16 are auto-cruise cancel switches that turn the normal / anomalous auto-cruise switch 14 into the “OFF mode” when turned on. As other switches, although not particularly shown, a shift switch connected to the base of the shift lever to detect the shift position is connected to the microcomputer 9 via the I / O interface 8.
[0026]
Next, speed control performed by the controller 2 when the normal / abnormal auto-cruise switch 14 is set to the “abnormal auto-cruise mode” will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0027]
When the program starts, first, in step S1, the vehicle speed V is measured by a signal from the vehicle speed sensor 13, and the process proceeds to step S2, where a fixed vehicle speed Vc for constant speed travel is commanded as a vehicle speed V (V = Vc; V is a set speed). Then, the process proceeds to step S3, and the torque of the motor 1 at that time is stored in the RAM 7 as the initial torque T0 (T = T0; T is a set torque). The torque of the motor 1 is obtained based on a value from the current sensor 11 by a current-torque characteristic map or calculation formula stored in the ROM 6 in advance. Further, the torque instruction value commanded to the drive circuit 10 by the microcomputer 9 may be used as it is.
[0028]
Next, when the routine proceeds to step S4, it is determined whether or not the auto-cruise is canceled by the normal / abnormal auto-cruise switch 14, the accelerator pedal switch 15, the brake pedal switch 16, and other shift switches. If it has not been canceled, the process proceeds to step S5. If auto-cruise has been canceled, the process proceeds to step S6, where the normal manual travel control, that is, the “regular auto-cruise mode” is canceled and the “OFF mode” is set.
[0029]
If it is determined in step S4 that auto-cruise has not been canceled and the process proceeds to step S5, the torque value Ti at that time is read, and the process proceeds to step S7.
[0030]
In this step S7, it is determined whether or not torque fluctuation (load and running resistance fluctuation) is large, that is, whether or not Ti−T ≧ ΔT or Ti−T ≦ −ΔT (| Ti−T | ≧ ΔT). A determination is made. Here, ΔT is a torque change amount previously set in the ROM 6 through experiments or the like, and is set to, for example, ΔT = 0.5 kgf · m (corresponding driving force ΔF = 12.5 kgf). Yes.
[0031]
In step S7, if the torque fluctuation is small and Ti−T <ΔT or Ti−T> −ΔT (| Ti−T | <ΔT), the process returns to step S4 again, and the torque fluctuation is large. When −T ≧ ΔT or Ti−T ≦ −ΔT (| Ti−T | ≧ ΔT), the process proceeds to step S8 to command to fix the torque of the motor 1 in the changing direction. That is, in step S7, if Ti−T ≧ ΔT, T = T + ΔT, and if Ti−T ≦ −ΔT, T = T−ΔT.
[0032]
Next, when proceeding to step S9, similarly to step S4 above, it is again determined whether or not auto-cruise has been cancelled.If auto-cruise has not been cancelled, the routine proceeds to step S10 and auto-cruise is performed. If it has been canceled, the routine proceeds to step S6 above, and normal manual travel control, that is, "anomalous auto cruise mode" is canceled and the "OFF mode" is entered.
[0033]
If it is determined in step S9 that auto-cruise has not been canceled and the process proceeds to step S10, the torque fixing command is canceled, and the process proceeds to step S11 to command to change the fixed vehicle speed.
[0034]
That is, when Ti−T ≧ ΔT is determined in step S7, and T = T + ΔT is set in step S8, a fixed vehicle speed change command is issued as V = V−ΔV, and Ti−T ≦ T in step S7. When it is determined that −ΔT and T = T−ΔT in step S8, a fixed vehicle speed change command is issued as V = V + ΔV. Here, ΔV is a speed change amount previously set in the ROM 6 by experiments or the like, and is set to, for example, ΔV = 5 km / h (the corresponding rotation speed ΔN = 333 rpm of the motor 1).
[0035]
Then, after executing step S11, the process returns to step S4 again to repeat the control.
[0036]
Next, an example of the control in the “abnormal auto cruise mode” will be described with reference to FIGS. In the running performance diagram of FIG. 3, the curve indicated by the solid line descending to the right is the maximum driving force curve of the electric vehicle of this embodiment, and the curve indicated by the broken line to the right is a certain constant of the electric vehicle of this embodiment. A driving force (output) curve and a curve indicated by a solid line rising to the right indicate a running resistance curve for each road gradient.
[0037]
In this embodiment, the relationship among the driving force P (kW), torque Tq (kgf · m), and motor rotational speed N (rpm) is given by, for example, the equation P = Tq · N / 974. It is assumed that the maximum driving force curve is a 60 kW curve, and the constant driving force curve is a 30 kW curve. It is assumed that there is no running resistance other than road gradient.
[0038]
As shown in FIG. 4, first, a vehicle traveling at a speed V0 at a 0% gradient (flat) position x1 is indicated by point P0 in the traveling performance diagram of FIG.
[0039]
In this state, the driver sets the normal / abnormal auto-cruise switch 14 to the “abnormal auto-cruise mode”, and when the vehicle travels on a 3% slope road, the vehicle tries to maintain the speed V0. Torque is increased.
[0040]
When this increase in torque becomes ΔT or more, the torque of the motor 1 is commanded to be fixed at a value increased by ΔT (point P1 in FIG. 3), and the speed is further reduced by ΔV to become V1 as indicated by position x2 ( In FIG. 3, point P10), the torque fixing command for the motor 1 is released, and the vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V1.
[0041]
At this time, as shown in FIG. 3, in order to perform constant speed traveling at the speed V1, the torque of the motor 1 is further increased. When this torque increase becomes ΔT or more, the torque of the motor 1 is A fixed command is given to the value increased by ΔT (point P2 in FIG. 3), and the speed is further reduced by ΔV to V2 as shown in position x3 (point P20 in FIG. 3), and the torque fixing command for the motor 1 is released. The vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V2.
[0042]
As shown in FIG. 3, the torque of the motor 1 is further increased in order to run at a constant speed at the speed V2, and when this torque increase becomes ΔT or more, the torque of the motor 1 is ΔT The fixed value is commanded to the increased value (point P3 in FIG. 3), and the speed is further decreased by ΔV to become V3 as indicated by position x4 (point P30 in FIG. 3), and the torque fixing command for the motor 1 is released, The vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V3.
[0043]
Similarly, as shown in FIG. 3, since the vehicle runs at a constant speed at the speed V3, the torque of the motor 1 is further increased, and when this torque increase becomes ΔT or more, the torque of the motor 1 becomes ΔT The fixed value is commanded to the increased value (point P4 in FIG. 3), and the speed is further decreased by ΔV to become V4 as indicated by position x5 (point P40 in FIG. 3), and the torque fixing command for the motor 1 is released, The vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V4.
[0044]
Here, since the driving force is substantially appropriate for traveling on a road having a 3% gradient, large fluctuations in torque are eliminated even if the vehicle is controlled to travel at a constant speed at the speed V4.
[0045]
From this state, when the vehicle travels again on a road having a 0% gradient (flat), the torque of the motor 1 is reduced because the vehicle tries to maintain the speed V4.
[0046]
When this torque decrease becomes ΔT or more, the torque of the motor 1 is commanded to be fixed at a value decreased by ΔT (point P5 in FIG. 3), and the speed is further increased by ΔV to become V3 as shown in the position x6 ( At point P30 in FIG. 3, the torque fixing command of the motor 1 is released, and the vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V3.
[0047]
At this time, as shown in FIG. 3, the torque of the motor 1 is further reduced in order to run at a constant speed at the speed V3, and when this torque reduction becomes ΔT or more, the torque of the motor 1 is A fixed command is given to a value reduced by ΔT (point P6 in FIG. 3), and the speed is further increased by ΔV to V2 as shown in position x7 (point P20 in FIG. 3), and the torque fixing command for the motor 1 is released. The vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V2.
[0048]
Then, as shown in FIG. 3, in order to run at a constant speed at a speed V2, the torque of the motor 1 is further reduced. When this torque reduction is equal to or greater than ΔT, the torque of the motor 1 is ΔT The fixed value is commanded to the decreased value (point P7 in FIG. 3), and the speed is further increased by ΔV to become V1 as indicated by position x8 (point P10 in FIG. 3), and the torque fixing command for the motor 1 is released, The vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V1.
[0049]
Similarly, as shown in FIG. 3, since the vehicle runs at a constant speed at a speed V1, the torque of the motor 1 is further reduced. When this torque reduction becomes equal to or greater than ΔT, the torque of the motor 1 becomes ΔT The fixed value is commanded to a decreased value (point P8 in FIG. 3), and the speed is further increased by ΔV to become V0 as indicated by position x9 (point P0 in FIG. 3), and the torque fixing command for the motor 1 is released, The vehicle is controlled to run at a constant speed at a speed V0.
[0050]
Here, since the driving force is substantially appropriate for traveling on a road having a 0% gradient, even if control is performed so that the vehicle travels at a constant speed at a speed V0, there is no significant fluctuation in torque.
[0051]
As a result of such control, as shown in FIG. 3, even when the running resistance for each road gradient fluctuates from 0% gradient → 3% gradient → 0% gradient, “anomalous auto cruise mode” It is possible to travel with a substantially constant driving force (a constant driving force indicated by a broken line) when set to.
[0052]
For this reason, for example, traveling at a speed close to the constant accelerator (constant output), which is slowed or increased due to the influence of increase or decrease in traveling resistance such as a slight road gradient or wind, in front of the driving vehicle. Even in the case where there is a vehicle, in the “anomalous auto-cruise mode”, the speed changes in the same manner, so that it is possible to travel along a natural traffic flow without causing a relative speed difference.
[0053]
Further, since the vehicle can travel with a substantially constant driving force (output), the battery current given by ΔW = i ² · R (ΔW: motor output, i: battery current, R: resistance) is made substantially constant. It is possible to prevent overload, and economical driving is possible, so that the cruising distance of the vehicle and the battery life can be extended.
[0054]
In the present embodiment, in the flowchart of FIG. 2, the reference value of torque fluctuation determined in step S7, that is, the torque fluctuation amount and the torque change amount changed in step S8 are set in advance as ΔT. The reference value for increasing torque fluctuation, the reference value for decreasing torque fluctuation, the amount of torque change to be increased, and the amount of torque change to be decreased may be set differently. The reference value and the reference value of the decreasing torque fluctuation may be set to the same value, and the torque change amount to be increased and the torque change amount to be decreased may be set differently.
[0055]
In addition, the reference value for increasing torque fluctuation, the reference value for decreasing torque fluctuation, the amount of torque change to be increased, and the amount of torque change to be reduced are not fixed values, for example, depending on driving conditions such as vehicle speed. It may be previously set with a map or the like so that it can be changed.
[0056]
Further, in this embodiment, ΔT is set to 0.5 kgf · m, for example, but it can be set to a value smaller than this value (for example, 0.1 kgf · m 2) so that finer smooth control can be performed. On the other hand, the convergence may be improved by setting the value larger than 0.5 kgf · m (for example, 1.0 kgf · m). Further, if the value of ΔT is made variable according to the driving state in this way (for example, ΔT is set to a large value in the transient driving state, and ΔT is set to a small value when relatively stable running continues). Can be used effectively.
[0057]
In the present embodiment, in the flowchart of FIG. 2, the speed change amount ΔV in step S11 is the same value when the speed is increased and when the speed is decreased, but may be set to different values. Further, for example, a map or the like may be set in advance so that it can be changed according to driving conditions such as vehicle speed.
[0058]
In this embodiment, ΔV is set to 5 km / h, for example, but is not limited to this value.
[0059]
Further, in the present embodiment, the vehicle speed is obtained from the vehicle speed sensor, but may be obtained by calculating from the motor rotation speed and the gear ratio.
[0060]
In the present embodiment, an example in which the traveling motor is an AC induction motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and the motor may be an AC synchronous motor or a DC motor.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the running resistance varies due to road gradient or strong wind in the constant speed control state, the torque change amount of the running motor increases or decreases. The fluctuation of the running resistance is determined from the torque change amount of the running motor. Then, when the amount of torque change of the traveling motor is compared with preset positive and negative set values, and when the amount of torque change of the traveling motor is greater than the positive set value and it is determined that the traveling resistance is increased Increases the set value of the torque of the driving motor and decreases the set speed for keeping the vehicle speed constant . On the other hand, when the torque change amount of the traveling motor is equal to or less than the negative set value and it is determined that the traveling resistance is decreased, the torque of the traveling motor is decreased by the set value and the set speed is increased by the set amount. Even in a constant speed control state, when driving resistance fluctuates due to road gradients, strong winds, etc., it is possible to control the driving force and vehicle speed according to the driving resistance, and travel according to the natural traffic flow. It becomes.
Also, in the constant speed control state, when the running resistance is increased, the set speed is lowered to decrease the vehicle speed as the running motor torque is increased, and when the running resistance is reduced, the torque of the running motor is increased. Since the set speed is increased and the vehicle speed is increased as the speed is decreased, the change in the driving force is relatively suppressed. In other words, since the vehicle can run with a substantially constant driving force, the battery current is reduced. It is possible to maintain a constant value, and it is possible to prevent an overload and to run economically, so that a battery or the like can be made economical and long lasting.
[0062]
According to the invention described in claim 2 , since at least one of the set values and the set amount is set according to the operating condition, in addition to the effect of the invention according to claim 1, it is determined according to the operating state. Detailed control is possible, and it is possible to travel more naturally along the traffic flow and to perform more efficient travel.
[0063]
Furthermore, according to the third aspect of the invention, when the driver performs the constant speed traveling by the irregular constant speed traveling control means, in addition to the effect of the invention according to the second aspect, a preset torque fluctuation amount, Since at least one of the preset torque change amount, the preset speed change amount to be set to decrease, and the preset speed change amount to be set to increase is set variably according to the driving state, the driving state Therefore, the vehicle can travel more naturally along the traffic flow, and can travel more efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram of a motor control system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of an irregular auto cruise control according to an embodiment of the present invention. Explanatory diagram shown in vehicle performance diagram [FIG. 4] Schematic explanatory diagram showing FIG. 3 in terms of vehicle position
1 Driving Motor 2 Controller 14 Normal / Anomalous Auto Cruise Switch T Set Torque Ti Output Torque V Set Speed ΔT Preset torque fluctuation (torque change)
ΔV Preset speed change

Claims (2)

一定速走行が選択されたとき、車速が設定速度に一致するよう走行用モータのトルクを制御する電気自動車の速度制御装置において、
上記一定速走行の制御下で、上記走行用モータのトルク変化量を算出する手段と、
上記走行用モータのトルク変化量を予め設定される正，負の設定値と比較する手段と、
上記走行用モータのトルク変化量が上記正の設定値以上のときは、上記走行用モータのトルクを設定値増加すると共に車速を一定に保つための上記設定速度を設定量低下する手段と、
上記走行用モータのトルク変化量が上記負の設定値以下のときは、上記走行用モータのトルクを設定値減少すると共に上記設定速度を設定量上昇する手段とを備えたことを特徴とする電気自動車の速度制御装置。In a speed control device for an electric vehicle that controls the torque of a motor for traveling so that the vehicle speed matches a set speed when constant speed traveling is selected,
Means for calculating a torque change amount of the traveling motor under the control of the constant speed traveling;
Means for comparing the torque change amount of the traveling motor with a preset positive and negative set value;
When the torque variation of the traction motor is equal to or greater than the positive set value, means for lowering the set amount of the set speed to keep the vehicle speed constant with increasing setpoint torque of the traction motor,
When the torque variation of the traction motor is equal to or less than the negative of the set value, electric, characterized in that a means for increasing the set amount of the set speed while reducing torque setting value of the traction motor Automobile speed control device. 上記各設定値及び設定量の少なくとも一つは、運転条件に応じて設定されることを特徴とする請求項１記載の電気自動車の速度制御装置。2. The speed control apparatus for an electric vehicle according to claim 1, wherein at least one of the set values and the set amounts is set according to driving conditions.

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