JP5184406B2 - 電気自動車の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車輪駆動用の電動モータを備える電気自動車の制御装置に関する。
アクセルペダルが踏み込まれていない場合であっても、電動モータからクリープトルクを発生させるようにした電気自動車が提案されている。これにより、トルクコンバータを備えた車両と同様のクリープ走行が可能となり、発進と停車を繰り返すような運転操作が容易となる。また、ブレーキペダルの操作状況に応じてクリープトルクを増減させるようにした電気自動車も提案されている(例えば、特許文献１参照)。特許文献１に記載された電気自動車にあっては、ブレーキが操作されている場合にはクリープトルクを減少させる一方、ブレーキが操作されていない場合にはクリープトルクを増大させている。これにより、ブレーキ操作時においてもクリープトルクを発生させることができ、坂道発進の際にブレーキペダルとアクセルペダルの踏み換えが容易となる。さらに、ブレーキ操作時にはクリープトルクを低下させることから、クリープトルクの発生が車両制動に影響を与えることもない。
特開平９−３７４１５号公報
ところで、ブレーキ操作に応じてクリープトルクを増減させるため、電気自動車にはブレーキ操作量を検出するブレーキセンサが設けられている。しかしながら、ブレーキセンサに異常が発生した場合には、ブレーキ操作量を正確に把握できないことから、クリープトルクを適切に制御することが不可能となっていた。このように、適切なクリープトルクが得られない場合には、運転者に対して違和感を与えるだけでなく、クリープ走行に支障を来すおそれがある。
本発明の目的は、ブレーキセンサに異常が発生した場合であっても、クリープ走行性能を確保することにある。
本発明の電気自動車の制御装置は、車輪駆動用の電動モータと、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサと、車速を検出する車速センサとを備える電気自動車の制御装置であって、ブレーキ操作量と車速とに基づいて前記電動モータの目標クリープトルクを設定するトルク設定手段と、目標クリープトルクに基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、前記ブレーキセンサの異常を検出するセンサ異常検出手段とを有し、前記トルク設定手段は、前記ブレーキセンサの異常時にはブレーキ操作量に拘らず目標クリープトルクを所定値以上に設定することを特徴とする。
本発明の電気自動車の制御装置は、車両加速度を検出する加速度センサを有し、前記トルク設定手段は、前記ブレーキセンサの異常時に設定された目標クリープトルクを車両加速度に基づいて変化させることを特徴とする。
本発明の電気自動車の制御装置は、前記トルク設定手段は、車速から求められる基本クリープトルクにブレーキ操作量から求められる係数を乗じて目標クリープトルクを設定し、前記ブレーキセンサの異常時にはブレーキ操作量に関わらず係数を固定することを特徴とする。
本発明の電気自動車の制御装置は、前記ブレーキセンサは、ブレーキ操作量に応じて所定範囲内で出力信号を変化させるセンサであり、前記センサ異常検出手段は、前記ブレーキセンサからの出力信号が所定範囲を外れたときに前記ブレーキセンサの異常を検出することを特徴とする。
本発明の電気自動車の制御装置は、ブレーキ操作量を検出する補助ブレーキセンサを有し、前記センサ異常検出手段は、前記ブレーキセンサからの出力信号と前記補助ブレーキセンサからの出力信号とを比較して前記ブレーキセンサの異常を検出することを特徴とする。
本発明の電気自動車の制御装置は、ブレーキ操作量が所定量を上回るか否かを検出するブレーキスイッチを有し、前記センサ異常検出手段は、前記ブレーキセンサからの出力信号と前記ブレーキスイッチからの出力信号とを比較して前記ブレーキセンサの異常を検出することを特徴とする。
本発明の電気自動車の制御装置は、前記ブレーキセンサの異常を乗員に知らせる通知手段を有することを特徴とする。
本発明によれば、ブレーキセンサの異常が検出された場合には、ブレーキ操作量に拘わらず目標クリープトルクを所定値以上に設定するので、電動モータからのクリープトルクを十分に確保することができる。これにより、ブレーキ操作量が適切に把握されない状況であっても、クリープ走行性能を確保することが可能となる。
電気自動車の構成を示す概略図である。 ＥＶ制御ユニットに対する各要素の接続状態を示すブロック図である。 (Ａ)〜(Ｃ)はモータジェネレータのトルク制御に用いられる各種マップを概略的に示す線図である。 (Ａ)〜(Ｃ)はモータジェネレータの目標トルクを設定する際の手順を示す説明図である。 (Ａ)〜(Ｃ)はモータジェネレータの目標トルクを設定する際の手順を示す説明図である。 (Ａ)〜(Ｃ)は目標クリープトルクの設定状況を示す説明図である。 クリープ走行制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 ブレーキセンサの出力電圧特性を示す説明図である。 規定クリープトルクによって設定された目標クリープトルクを示す線図である。 クリープ走行制御の実行手順の他の例を示すフローチャートである。 制限係数を固定することで設定される目標クリープトルクを示す線図である。 ブレーキセンサおよび補助ブレーキセンサの出力電圧特性を示す説明図である。 擬似ストロークを示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は電気自動車１０の構成を示す概略図である。この電気自動車１０には本発明の一実施の形態である電気自動車の制御装置が適用されている。図１に示すように、電気自動車１０は車輪駆動用のモータジェネレータ(電動モータ)１１を有している。モータジェネレータ１１には歯車列１２を介して駆動軸１３が連結され、この駆動軸１３には車輪１４，１５が連結されている。また、電気自動車１０はモータジェネレータ１１の電源として機能する高電圧バッテリ１８を有している。この高電圧バッテリ１８としては、例えば４００Ｖのリチウムイオン二次電池が用いられる。
モータジェネレータ１１にはインバータ２０が接続され、このインバータ２０には通電ケーブル２１，２２を介して高電圧バッテリ１８が接続されている。モータジェネレータ１１を電動機として駆動する際には、インバータ２０によって高電圧バッテリ１８からの直流電流が交流電流に変換され、この交流電流がモータジェネレータ１１に対して供給される。一方、モータジェネレータ１１を発電機として駆動する際には、インバータ２０によってモータジェネレータ１１からの交流電流が直流電流に変換され、この直流電流が高電圧バッテリ１８に対して供給される。また、インバータ２０を用いて交流電流の電流値や周波数を制御することにより、モータジェネレータ１１のトルクや回転数を制御することが可能となる。なお、高電圧バッテリ１８に接続される通電ケーブル２１，２２にはメインリレー２３が設けられている。
高電圧バッテリ１８には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して低電圧バッテリ２５が接続されている。この低電圧バッテリ２５としては、例えば１２Ｖの鉛蓄電池が用いられている。低電圧バッテリ２５は、インバータ２０、コンバータ２４、後述する各種制御ユニット４０，５０，５１の電源として機能するとともに、図示しない空調装置やヘッドライト等の電源として機能する。また、電気自動車１０には各車輪１４〜１７を制動する摩擦ブレーキ２６が設けられている。この摩擦ブレーキ２６は、運転者によるブレーキペダル２７の踏み込みに応じて油圧を発生させるマスタシリンダ２８と、マスタシリンダ２８からの油圧によって各車輪１４〜１７を制動するキャリパ２９とを備えている。なお、マスタシリンダ２８にはバキュームブースター３０が取り付けられ、このバキュームブースター３０には電動負圧ポンプ３１が接続されている。
また、電気自動車１０を統括的に制御するため、電気自動車１０にはＥＶ制御ユニット(ＥＶＣＵ)４０が設けられている。ここで、図２はＥＶ制御ユニット４０に対する各要素の接続状態を示すブロック図である。図１および図２に示すように、ＥＶ制御ユニット４０には、アクセルペダル４１の踏み込み量(アクセル操作量)を検出するアクセルセンサ４２、ブレーキペダル２７の踏み込み量(ブレーキ操作量)を検出するブレーキセンサ４３、ブレーキペダル２７が所定量を超えて踏み込まれているか否かを検出するブレーキスイッチ４４、車速を検出する車速センサ４５、車両加速度を検出する加速度センサ４６、セレクトレバー４７の操作位置を検出するレンジスイッチ４８等が接続されている。
このように、ＥＶ制御ユニット４０には、アクセル操作量、ブレーキ操作量、車速、車両加速度、レンジポジション等の各種信号が入力されている。そして、ＥＶ制御ユニット４０は、各種入力信号に基づいてモータジェネレータ１１の目標トルクや目標回転数を設定するとともに、これらの目標値に基づいてインバータ２０に制御信号を出力する。すなわち、ＥＶ制御ユニット４０は、トルク設定手段およびモータ制御手段として機能している。
なお、図１に示すように、高電圧バッテリ１８の充放電を制御するため、電気自動車１０にはバッテリ制御ユニット(ＢＣＵ)５０が設けられている。また、摩擦ブレーキ２６の作動状態を制御するため、電気自動車１０にはブレーキ制御ユニット(ＡＢＳＣＵ)５１が設けられている。ブレーキ制御ユニット５１には、車輪速を検出する車輪速センサ５２が接続され、ブレーキ配管５３の油圧を検出する油圧センサ５４が接続される。さらに、電気自動車１０内には通信ネットワーク５５が構築されており、この通信ネットワーク５５を介してＥＶ制御ユニット４０、バッテリ制御ユニット５０、ブレーキ制御ユニット５１、インバータ２０、コンバータ２４等は相互に接続される。
続いて、モータジェネレータ１１のトルク制御について詳細に説明する。図３(Ａ)〜(Ｃ)はモータジェネレータ１１のトルク制御に用いられる各種マップを概略的に示す線図である。ＥＶ制御ユニット４０は、アクセル操作量Ａｃｃと車速とに基づき図３(Ａ)の要求トルクマップを参照して要求トルクを設定する。また、ＥＶ制御ユニット４０は、ブレーキ操作量Ｂｒｋに基づき図３(Ｂ)の制限係数マップを参照して制限係数(係数)を設定する。さらに、ＥＶ制御ユニット４０は、ブレーキ操作量Ｂｒｋと車速とに基づき図３(Ｃ)の回生トルクマップを参照して回生トルクを設定する。そして、ＥＶ制御ユニット４０は、要求トルクに制限係数を乗じて補正トルクを算出した後に、この補正トルクと回生トルクとを合算してモータジェネレータ１１の目標トルクを決定する。
ここで、要求トルクとはアクセル操作量Ａｃｃに応じて設定されるトルクであり、モータジェネレータ１１を力行状態に制御して電気自動車１０を加速させるトルクである。図３(Ａ)に示すように、アクセルペダル４１が踏み込まれてアクセル操作量Ａｃｃが増加するときには要求トルクも増加する一方、アクセルペダル４１の踏み込みが緩められてアクセル操作量Ａｃｃが減少するときには要求トルクも減少するように設定されている。また、回生トルクとはブレーキ操作量Ｂｒｋに応じて設定されるトルクであり、モータジェネレータ１１を回生状態に制御して電気自動車１０を減速させるトルクである。図３(Ｃ)に示すように、ブレーキペダル２７が踏み込まれてブレーキ操作量Ｂｒｋが増加するときには回生トルクも増加する一方、ブレーキペダル２７の踏み込みが緩められてブレーキ操作量Ｂｒｋが減少するときには回生トルクも減少するように設定されている。
なお、図３に示されるアクセル操作量Ａｃｃやブレーキ操作量Ｂｒｋは、アクセルペダル４１やブレーキペダル２７の全ストロークに対して実際に踏み込まれたペダルストロークを百分率で示したものである。すなわち、アクセル操作量Ａｃｃが０％とは、アクセルペダル４１が全く踏まれていない状態を示しており、アクセル操作量Ａｃｃが１００％とは、アクセルペダル４１が完全に踏み込まれた状態を示している。同様に、ブレーキ操作量Ｂｒｋが０％とは、ブレーキペダル２７が全く踏まれていない状態を示しており、ブレーキ操作量Ｂｒｋが１００％とは、ブレーキペダル２７が完全に踏み込まれた状態を示している。
図４および図５はモータジェネレータ１１の目標トルクを設定する際の手順を示す説明図である。なお、図４(Ａ)〜(Ｃ)は、アクセル操作量Ａｃｃが０％であり、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％である場合の説明図である。また、図５(Ａ)〜(Ｃ)は、アクセル操作量Ａｃｃが５０％であり、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％である場合の説明図である。なお、電気自動車１０は車速Ｖ１で走行しているものとする。
最初に、アクセル操作量Ａｃｃが０％であり、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％である場合について説明する。この場合には、車速がＶ１であり、アクセル操作量Ａｃｃが０％であることから、図３(Ａ)の要求トルクマップに基づき要求トルクとしてＴａ１が設定される。また、車速がＶ１であり、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％であることから、図３(Ｃ)の回生トルクマップに基づき回生トルクとしてＴｂ１が設定される。さらに、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％であることから、図３(Ｂ)の制限係数マップに基づき制限係数としてＫａが設定される。続いて、図４(Ａ)に示すように、要求トルクＴａ１に制限係数Ｋａを乗じて引き下げることにより、補正トルクとしてＴｃ１が算出される。続いて、補正トルクＴｃ１と回生トルクＴｂ１とを合成することにより、モータジェネレータ１１の目標トルクとしてＴｄ１が算出される。
続いて、アクセル操作量Ａｃｃが５０％であり、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％である場合について説明する。この場合には、車速がＶ１であり、アクセル操作量Ａｃｃが５０％であることから、図３(Ａ)の要求トルクマップに基づき要求トルクとしてＴａ２が設定される。また、車速がＶ１であり、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％であることから、図３(Ｃ)の回生トルクマップに基づき回生トルクとしてＴｂ１が設定される。さらに、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％であることから、図３(Ｂ)の制限係数マップに基づき制限係数としてＫａが設定される。そして、図５(Ａ)に示すように、要求トルクＴａ２に制限係数Ｋａを乗じて引き下げることにより、補正トルクとしてＴｃ２が算出される。続いて、補正トルクＴｃ２と回生トルクＴｂ１とを合成することにより、モータジェネレータ１１の目標トルクＴｄ２が設定される。ここで、所定量を超えてブレーキペダル２７が踏み込まれ、ブレーキスイッチ４４からオン信号が出力されている場合には、図５(Ｃ)に示すように、モータジェネレータ１１に対して上限トルクＴｍａｘが設定される。そして、目標トルクは上限トルクＴｍａｘで規制されることになる。
このように、モータジェネレータ１１の目標トルクを算出する際に、要求トルクに制限係数を乗じて引き下げるようにしたので、ブレーキペダル２７を踏み込むほどに目標トルクは引き下げられる。これにより、摩擦ブレーキ２６が作動してモータジェネレータ１１の回転が規制される際に、アクセルペダル４１が踏み込まれていたとしても、目標トルクの引き下げに伴ってモータジェネレータ１１に対する過大な通電を回避することができ、モータジェネレータ１１の発熱や消費電力を抑制することが可能となる。さらに、所定量を超えてブレーキペダル２７が踏み込まれた場合には、図５(Ｃ)に示すように、目標トルクに対して上限トルクＴｍａｘが設定される。これにより、モータジェネレータ１１を確実に保護することが可能となる。
ところで、図４(Ｃ)に示すように、アクセルペダル４１が全く踏み込まれていない場合、すなわちアクセル操作量Ａｃｃが０％となる場合であっても、所定車速α(例えば８ｋｍ／ｈ)を下回る低車速領域においては、正側に目標トルク(以下、目標クリープトルクという)が設定されている。このように、低車速領域においては、アクセルペダル４１を踏み込まなくてもモータジェネレータ１１からクリープトルクが出力されるため、発進時の運転操作が容易となっている。ここで、図６(Ａ)〜(Ｃ)は目標クリープトルクの設定状況を示す説明図である。図６(Ａ)はブレーキ操作量Ｂｒｋが０％である場合の説明図であり、図６(Ｂ)はブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％である場合の説明図であり、図６(Ｃ)はブレーキ操作量Ｂｒｋが５０％である場合の説明図である。
まず、クリープトルクが出力される状況としては、アクセルペダル４１が踏み込まれていない状況(Ａｃｃ＝０％)であるため、図３(Ａ)に示される特性線Ｌ１に基づいて要求トルク(以下、基本クリープトルクという)が設定される。また、クリープトルクが出力される低車速領域においては、図３(Ｃ)に示すように、ブレーキ操作量Ｂｒｋに拘わらず回生トルクは０に設定されることから、目標クリープトルクは基本クリープトルクに制限係数を乗算した補正トルクと一致する。すなわち、目標クリープトルクは、ブレーキ操作量Ｂｒｋに基づいて制限係数を求め、この制限係数を基本クリープトルクに乗算することで算出される。
図３(Ｂ)に示すように、ブレーキ操作量Ｂｒｋが０％である場合には、制限係数として１が設定される。また、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％である場合には、制限係数として１よりも小さいＫａが設定される。さらに、ブレーキ操作量Ｂｒｋが５０％である場合には、制限係数としてＫａよりも小さいＫｂが設定される。そして、図６(Ａ)に示すように、ブレーキ操作量Ｂｒｋが０％である場合には、特性線Ｌ１に沿った基本クリープトルクに対して制限係数１を乗算することにより、特性線Ｌ１に沿った目標クリープトルクＴｅ１が設定される。また、図６(Ｂ)に示すように、ブレーキ操作量Ｂｒｋが２０％である場合には、特性線Ｌ１に沿った基本クリープトルクに対して制限係数Ｋａを乗算することにより、Ｔｅ１よりも小さい目標クリープトルクＴｅ２が設定される。さらに、図６(Ｃ)に示すように、ブレーキ操作量Ｂｒｋが５０％である場合には、特性線Ｌ１に沿った基本クリープトルクに対して制限係数Ｋｂを乗算することにより、Ｔｅ２よりも小さい目標クリープトルクＴｅ３が設定される。
このように、目標クリープトルクであっても前述した目標トルクと同様に設定されるため、ブレーキペダル２７を踏み込むほどに目標クリープトルクは引き下げられる。これにより、ブレーキペダル２７を踏み込んで摩擦ブレーキ２６を作動させることにより、モータジェネレータ１１の回転を停止させた場合であっても、目標クリープトルクの引き下げに伴ってモータジェネレータ１１に対する不要な通電が回避され、モータジェネレータ１１の発熱や消費電力を抑制することが可能となる。また、踏み込んでいたブレーキペダル２７を解放する際には、ブレーキ操作量Ｂｒｋの減少に伴ってクリープトルクが徐々に立ち上げられるため、坂道発進等における運転操作が極めて容易となる。
しかしながら、ブレーキ操作量Ｂｒｋを検出するブレーキセンサ４３に異常が発生した場合には、ブレーキ操作量Ｂｒｋを正確に把握できないことから、適切にクリープトルクの大きさを調整することが不可能となる。例えば、ブレーキペダル２７の踏み込みを解除しているにも拘わらず、ブレーキペダル２７が踏み込まれたままであると誤判定され、クリープトルクが引き上げられないことも考えられる。この場合には、発進に必要なクリープトルクが得られないことから、運転者に対して違和感を与えてしまうおそれがある。特に、坂道発進においてクリープトルクが引き上げられなかった場合には、運転者の意図に反して電気自動車１０を後退させてしまうおそれがあった。
そこで、電気自動車１０は、ＥＶ制御ユニット４０をブレーキセンサ４３の異常を検出するセンサ異常検出手段として機能させている。そして、ブレーキセンサ４３の異常が検出された場合には、図２に示すインジケータ(通知手段)５６にブレーキセンサ４３の異常を表示して乗員に通知するとともに、後述するフローチャートに従ってクリープ走行に必要とされる最低限のクリープトルクを確保するようにしている。以下、ブレーキセンサ４３の異常に対応させたクリープ走行制御について説明する。
ここで、図７はクリープ走行制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、ステップＳ１０では、車速が８ｋｍ／ｈ以下であり、かつアクセル操作量Ａｃｃが０％であるか否かが判定される。すなわち、ステップＳ１０において、車速およびアクセル操作量Ａｃｃからクリープ走行条件を満たしているか否かが判定される。ステップＳ１０において、クリープトルク走行条件を満たしていないと判定された場合には、そのままルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１０において、クリープ走行条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、ブレーキセンサ４３に異常が生じているか否かが判定される。
ここで、図８はブレーキセンサ４３の出力電圧特性を示す説明図である。図８に示すように、ブレーキペダル２７に組み付けられるブレーキセンサ４３は、ブレーキ操作量Ｂｒｋに応じて所定範囲(ＶＬ１〜ＶＨ１)内で出力電圧(出力信号)を変化させている。そして、ＥＶ制御ユニット４０は、ブレーキセンサ４３からの出力電圧を監視することにより、出力電圧がＶＬ１よりも低いＶＬ２を下回った場合や、出力電圧がＶＨ１よりも高いＶＨ２を上回った場合には、ブレーキセンサ４３に断線、地絡、天絡等の異常が発生していると判定する。
このような手順によってブレーキセンサ４３の異常を判定した結果、ステップＳ１１において、ブレーキセンサ４３が正常であると判定された場合には、前述した手順に沿って目標クリープトルクが設定される。すなわち、図７に示すように、ステップＳ１２においてブレーキ操作量Ｂｒｋに基づき制限係数が設定され、続くステップＳ１３において車速と制限係数とに基づき目標クリープトルクが設定される。そして、ステップＳ１４において、設定された目標クリープトルクに基づきインバータ２０に対して制御信号が出力され、モータジェネレータ１１のトルク制御が実行されることになる。
一方、ステップＳ１１において、ブレーキセンサ４３が異常であると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、予め定められた規定クリープトルクが目標クリープトルクとして設定される。ここで、図９は規定クリープトルクによって設定された目標クリープトルクを示す線図である。図９に示すように、規定クリープトルクは、ブレーキ操作量Ｂｒｋが０であり、かつ車速が０ｋｍ／ｈであるときの目標クリープトルクと同じ大きさに設定されている。すなわち、規定クリープトルクの大きさは、通常の前進クリープ走行時に設定される最大の目標クリープトルクと同じ大きさとなっている。このように、ブレーキセンサ４３の異常時には、目標クリープトルクとして規定クリープトルクが採用されることから、ブレーキ操作量Ｂｒｋに拘わらず目標クリープトルクは所定値以上に設定されることになる。
図７のステップＳ１５に示すように、目標クリープトルクとして規定クリープトルクが設定されると、ステップＳ１６に進み、車速が０ｋｍ／ｈであるか否かが判定される。ステップＳ１６において、車速が０ｋｍ／ｈであると判定された場合には、ステップＳ１４に進み、目標クリープトルク(規定クリープトルク)に基づいてインバータ２０に制御信号が出力され、モータジェネレータ１１のトルク制御が実行される。一方、ステップＳ１６において、車速が０ｋｍ／ｈではないと判定された場合には、ステップＳ１７に進み、アクセル操作量Ａｃｃが０％であるか否かが判定される。ステップＳ１７において、アクセル操作量Ａｃｃが０％ではないと判定された場合、つまり運転者によってアクセルペダル４１が踏み込まれた場合には、通常走行制御に復帰するためクリープ走行制御のルーチンを抜けることになる。
また、ステップＳ１７において、アクセル操作量Ａｃｃが０％であると判定された場合には、ステップＳ１８に進み、車両加速度が所定値を上回るか否かが判定される。ステップＳ１８において、車両加速度が所定値を下回る場合には、クリープトルクによる加速が不足していることから、ステップＳ１４に進み、目標クリープトルク(規定クリープトルク)に基づきインバータ２０に制御信号が出力され、モータジェネレータ１１のトルク制御が実行される。一方、車両加速度が所定値を上回る場合には、クリープトルクによる加速が十分であることから、ステップＳ１９に進み、目標クリープトルク(規定クリープトルク)が引き下げられる。そして、ステップＳ１４において、目標クリープトルク(規定クリープトルク)に基づきインバータ２０に制御信号が出力され、モータジェネレータ１１のトルク制御が実行される。
このように、ブレーキセンサ４３の異常が検出された場合には、図９に示すように、目標クリープトルクとして所定値以上の規定クリープトルクを採用するようにしたので、モータジェネレータ１１から出力されるクリープトルクを十分に確保することが可能となる。これにより、ブレーキセンサ４３が故障した場合であっても、坂道発進等における電気自動車１０の後退を回避することができ、クリープ走行性能を確保することが可能となる。しかも、車両加速度が所定値を超えた場合には、目標クリープトルクを引き下げている。これにより、大きめの規定クリープトルクを採用した場合であっても、運転者に違和感を与えることなくクリープ走行を実施することが可能となる。
前述の説明では、規定クリープトルクを採用することにより、目標クリープトルクを所定値以上に設定しているが、これに限られることはなく、ブレーキ操作量Ｂｒｋに基づく制限係数を１に固定することにより、目標クリープトルクを所定値以上に設定しても良い。ここで、図１０はクリープ走行制御の実行手順の他の例を示すフローチャートである。なお、図１０のフローチャートにおいて、図７に示したステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。また、図１１は制限係数を固定することで設定される目標クリープトルクを示す線図である。
図１０に示すように、ステップＳ１１において、ブレーキセンサ４３が異常であると判定された場合には、ステップＳ２０に進み、ブレーキ操作量Ｂｒｋに拘わらず制限係数が１に固定される。すなわち、図１１に示すように、ブレーキセンサ４３の異常時には、ブレーキ操作量Ｂｒｋに応じて目標クリープトルクが引き下げられることはなく、目標クリープトルクは図３(Ａ)の特性線Ｌ１に沿って算出される。このように、制限係数を１に固定して目標クリープトルクを算出することにより、目標クリープトルクが車速に応じて変化する所定値以上に設定されるようになっている。これにより、ブレーキセンサ４３が故障した場合であっても、坂道発進等における電気自動車１０の後退を回避することができ、クリープ走行性能を確保することが可能となる。しかも、制限係数を固定するようにしたので、車速に応じて目標クリープトルクの大きさを変化させることができ、運転者に違和感を与えることなくクリープ走行を実施することが可能となる。
前述の説明では、ブレーキセンサ４３からの出力電圧のみに基づいて、ブレーキセンサ４３の異常を検出するようにしているが、これに限られることはなく、他の方法を用いてブレーキセンサ４３の異常を検出しても良い。例えば、図２に示すように、電気自動車１０にはブレーキ操作量Ｂｒｋが所定量を上回るか否かを検出するブレーキスイッチ４４が設けられるため、このブレーキスイッチ４４からの出力信号を用いてブレーキセンサ４３の異常を検出しても良い。図８に示すように、ブレーキ操作量Ｂｒｋが所定値Ｘを超えたときに、ブレーキスイッチ４４からオン信号が出力されるようになっている。このため、ブレーキスイッチ４４の出力信号がオフ信号からオン信号に切り替わる際に、ブレーキセンサ４３からの出力電圧が所定範囲(Ｖａ〜Ｖｂ)から外れているか否かを判定することにより、ブレーキセンサ４３の異常を検出することが可能である。
また、ブレーキペダル２７のブレーキ操作量Ｂｒｋを検出する補助ブレーキセンサを追加することにより、ブレーキセンサ４３の出力電圧と補助ブレーキセンサの出力電圧とに基づいてブレーキセンサ４３の異常を検出しても良い。ここで、図１２はブレーキセンサ４３および補助ブレーキセンサの出力電圧特性を示す説明図である。図１２に示すように、ブレーキ操作量Ｂｒｋが０％のときには、ブレーキセンサ４３の出力電圧はＶＬ１となる一方、補助ブレーキセンサの出力電圧(出力信号)はＶＨ１となる。また、ブレーキ操作量Ｂｒｋが１００％のときには、ブレーキセンサ４３の出力電圧はＶＨ１となる一方、補助ブレーキセンサの出力電圧はＶＬ１となる。すなわち、ブレーキセンサ４３はブレーキ操作量Ｂｒｋの増加に伴って出力電圧を増加させる出力特性を有しており、補助ブレーキセンサはブレーキ操作量Ｂｒｋの増加に伴って出力電圧を低下させる出力特性を有している。このような出力特性を有するブレーキセンサ４３と補助ブレーキセンサとの出力電圧を合算した値は、ブレーキ操作量Ｂｒｋに拘わらず一定となっている。したがって、出力電圧の合算値が所定範囲から外れているか否かを判定することにより、ブレーキセンサ４３の異常を検出することが可能である。
なお、ブレーキセンサ４３の異常時におけるクリープ走行制御について説明してきたが、所定車速α(例えば８ｋｍ／ｈ)を上回る車速領域において目標トルクを設定する場合であっても、前述したようにブレーキ操作量Ｂｒｋに基づいて制限係数および回生トルクを設定している。このため、ブレーキ操作量Ｂｒｋを検出するブレーキセンサ４３に異常が発生した場合には、制限係数および回生トルクを適切に設定することができず、電気自動車１０の走行に不具合を生じさせる要因となる。そこで、ＥＶ制御ユニット４０は、ブレーキスイッチ４４から出力されるオン信号とオフ信号から擬似的なブレーキ操作量Ｂｒｋ(以下、擬似ストロークという)を演算し、この擬似ストロークを用いて制限係数および回生トルクを設定している。ここで、図１３は擬似ストロークを示す説明図である。図１３に示すように、ブレーキスイッチ４４からオン信号が出力されると、初期応答を良好にするため擬似ストロークの基本波形がステップ的に一定量だけ立ち上げられる。そして、実際のブレーキペダル操作に近づけるため、擬似ストロークの基本波形は、予め設定された最大値まで長い時定数をもって緩やかに増加するようになっている。また、ブレーキスイッチ４４からオフ信号が出力されると、擬似ストロークの基本波形はステップ的に０まで引き下げられる。このような擬似ストロークの基本波形は、１Ｈｚ程度のローパスフィルタによって滑らかに修正された後に、ブレーキ操作量Ｂｒｋとしてモータジェネレータ１１の目標トルク設定に用いられることになる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示する場合には、動力源としてモータジェネレータ１１のみを備えた電気自動車１０に対して本発明を適用しているが、これに限られることはなく、動力源としてモータジェネレータ１１およびエンジンを備えたハイブリッド型の電気自動車に対して本発明を適用しても良い。また、ブレーキセンサ４３の異常時には、インジケータ５６に対してセンサ異常を表示しているが、これに限られることはなく、ブレーキセンサ４３の異常時に通知手段としてのスピーカから警告音を発生させても良い。
また、前述の説明では、ブレーキセンサ４３の異常時に、ブレーキ操作量Ｂｒｋが０であり、かつ車速が０ｋｍ／ｈであるときの目標クリープトルクと同じ大きさの規定クリープトルクを用いているが、これに限られることはなく、最低限のクリープ走行が可能となる他の数値に規定クリープトルクを設定しても良い。同様に、ブレーキセンサ４３の異常時に、制限係数を１に固定しているが、これに限られることはなく、最低限のクリープ走行が可能となる他の数値に制限係数を固定しても良い。
１０ 電気自動車
１１ モータジェネレータ(電動モータ)
４０ ＥＶ制御ユニット(トルク設定手段，モータ制御手段，センサ異常検出手段)
４３ ブレーキセンサ
４４ ブレーキスイッチ
４５ 車速センサ
４６ 加速度センサ
５６ インジケータ(通知手段)

Claims (7)

  1. 車輪駆動用の電動モータと、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサと、車速を検出する車速センサとを備える電気自動車の制御装置であって、
    ブレーキ操作量と車速とに基づいて前記電動モータの目標クリープトルクを設定するトルク設定手段と、
    目標クリープトルクに基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、
    前記ブレーキセンサの異常を検出するセンサ異常検出手段とを有し、
    前記トルク設定手段は、前記ブレーキセンサの異常時にはブレーキ操作量に拘らず目標クリープトルクを所定値以上に設定することを特徴とする電気自動車の制御装置。
  2. 請求項１記載の電気自動車の制御装置において、
    車両加速度を検出する加速度センサを有し、
    前記トルク設定手段は、前記ブレーキセンサの異常時に設定された目標クリープトルクを車両加速度に基づいて変化させることを特徴とする電気自動車の制御装置。
  3. 請求項１記載の電気自動車の制御装置において、
    前記トルク設定手段は、車速から求められる基本クリープトルクにブレーキ操作量から求められる係数を乗じて目標クリープトルクを設定し、前記ブレーキセンサの異常時にはブレーキ操作量に関わらず係数を固定することを特徴とする電気自動車の制御装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、
    前記ブレーキセンサは、ブレーキ操作量に応じて所定範囲内で出力信号を変化させるセンサであり、
    前記センサ異常検出手段は、前記ブレーキセンサからの出力信号が所定範囲を外れたときに前記ブレーキセンサの異常を検出することを特徴とする電気自動車の制御装置。
  5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、
    ブレーキ操作量を検出する補助ブレーキセンサを有し、
    前記センサ異常検出手段は、前記ブレーキセンサからの出力信号と前記補助ブレーキセンサからの出力信号とを比較して前記ブレーキセンサの異常を検出することを特徴とする電気自動車の制御装置。
  6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、
    ブレーキ操作量が所定量を上回るか否かを検出するブレーキスイッチを有し、
    前記センサ異常検出手段は、前記ブレーキセンサからの出力信号と前記ブレーキスイッチからの出力信号とを比較して前記ブレーキセンサの異常を検出することを特徴とする電気自動車の制御装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、
    前記ブレーキセンサの異常を乗員に知らせる通知手段を有することを特徴とする電気自動車の制御装置。
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