JP6133950B2 - 電動車両 - Google Patents
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Description
図1は鞍乗型電動車両の一例である電動二輪車1の側面図である。図2は電動二輪車1の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、電動二輪車1は、記憶装置30aと、記憶装置30aに格納されているプログラムを実行するマイクロプロセッサとを含む車両制御装置30を有している。車両制御装置30は、電動二輪車1が備える種々のセンサによって検知する情報に基づいて車両の全体を制御する。本実施形態では、センサ群20を通して取得する情報の少なくとも一つに基づいて電動モータ4が出力するべきトルクを算出し、算出したトルクに応じた指令値(電流指令値)を出力する。本実施形態では、車両制御装置30が請求項に記載する「制御装置」に対応している。
車両制御装置30が実行する制御の概要について説明する。車両制御装置30は、電動モータ4が出力するトルクを周期的に変動させるトルク変動制御を実行する。トルク変動制御では、アクセル操作センサ21によって検知したアクセル操作量に応じたトルクである第1トルクの出力と、第1トルクとは異なる第2トルクの出力とが周期的に繰り返される。トルク変動制御では、アクセル操作量が一定の場合においても、第1トルクの出力と第2トルクの出力とが周期的に繰り返される。
図5は車両制御装置30が実行する処理の例を示すブロック図である。車両制御装置30は、例えば、上述のトルク変動制御に係る処理を実行するトルク変動処理部32と、図4(b)を参照して説明したようにトルク変動制御を実行しない運転状態で、電動モータ4が出力すべきトルクを算出する通常トルク算出部33とを有する。さらに、車両制御装置30は、現在の運転状態がトルク変動制御を実行すべき運転状態にあるか否かを判定する運転状態判定部31を有している。車両制御装置30は、運転状態判定部31の判定結果に基づいて、トルク変動処理部32と通常トルク算出部33のうちの一方を選択する。車両制御装置30は指令値出力部34を有している。指令値出力部34はトルク変動処理部32と通常トルク算出部33とが算出したトルクに応じた指令値(例えば、電流指令値)を算出し、算出した指令値を上述のモータ駆動装置40に出力する。車両制御装置30は、車両の走行中、図5に示す一連の処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。
運転状態判定部31は、例えば、モータ回転速度が予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。より具体的には、運転状態判定部31はモータ回転速度が予め定められた上限値よりも低いか否かを判定する。運転状態判定部31は、車速が予め定められた範囲内にあるか否か、より具体的には車速が上限値よりも低いか否かを判定してもよい。車両制御装置30は、モータ回転速度(又は車速)が上限値よりも低い場合にトルク変動処理部32を選択し、モータ回転速度(又は車速)が上限値より高い場合に通常トルク算出部33を選択する。
トルク変動処理部32は、アクセル操作量とモータ回転速度とに基づいて電動モータ4が出力するべきトルクを算出する。トルク変動処理部32は、その算出するトルクを周期的に変動させる。また、トルク変動処理部32は、トルクの変動周期、1周期における第1トルクの出力継続時間、及び1周期における第2トルクの出力継続時間を運転状態に応じて変化させるのが好ましい。トルク変動処理部32は、このような制御を実現するために、第1トルク算出部32a、第2トルク算出部32b、トルク選択部32c、変動周期算出部32d、及びトルク出力継続時間算出部32fを有している。
第1トルク算出部32aは、アクセル操作センサ21で検知したアクセル操作量に応じたトルクを第1トルクとして算出する。記憶装置30aには、アクセル操作量と第1トルクとを対応づける情報が予め格納されている(以下では、この情報を「第1トルク規定情報」と称する)。第1トルク算出部32aは第1トルク規定情報を参照し、検知したアクセル操作量に対応する第1トルクを算出する。第1トルク規定情報は、例えばマップを含んでいる。第1トルク算出部32aが算出する第1トルクは、アクセル操作量に応じて変化する。より具体的には、第1トルクは、アクセル操作量の増大に伴って上昇する。すなわち、マップで規定されている第1トルクはアクセル操作量の増大に伴って上昇している。
第2トルク算出部32bは、第1トルク算出部32aが算出する第1トルクとは異なるトルクである第2トルクを算出又は取得する。第2トルクは、例えば、第1トルクよりも低いトルクである。記憶装置30aには、第1トルク規定情報とは異なる第2トルク規定情報が予め格納されている。第2トルク算出部32bは第2トルク規定情報を参照して、第2トルクを算出又は取得する。第2トルクは第1トルクよりも高いトルクでもよい。
I2=k2×I1・・・(1)
I1:第1トルク
I2:第2トルク
k2:係数
変動周期算出部32dは車両の運転状態に基づいて、トルク変動周期、すなわち、第1トルクと第2トルクとの切り替え周期を算出する(「トルク変動周期」は図3(b)のT0で例示されている時間である)。トルク変動周期の算出に利用する運転状態は、例えば、モータ回転速度や車速などである。すなわち、変動周期算出部32dはモータ回転速(又は車速)に基づいてトルク変動周期を算出する。
変動周期算出部32dの一例は、図5に示すように、変動周期ベース値算出部32eを含む。変動周期ベース値算出部32eは、トルク変動周期の算出の基礎となる変動周期ベース値を算出する。この場合、変動周期算出部32dは変動周期ベース値に基づいて、トルク変動周期を算出する。変動周期算出部32dは、例えば、次の関係式(2)を利用して、トルク変動周期を算出する。
T0=k3×Tb・・・(2)
T0:トルク変動周期
Tb:変動周期ベース値
k3:係数
トルク出力継続時間算出部32fは、第1トルクの出力継続時間と第2トルクの出力継続時間のうちの少なくとも一方を算出する。より具体的には、トルク出力継続時間算出部32fは、トルク変動の1周期における第1トルクの出力継続時間(図3(a)で示すT1)と、トルク変動の1周期における第2トルクの出力継続時間(図3(a)で示すT2)のうちの少なくとも一方を算出する。記憶装置30aには、例えば、トルク変動周期と第1トルクの出力継続時間との関係を表す情報(例えば、関係式)が予め格納される。記憶装置30aには、例えば、トルク変動周期と第2トルクの出力継続時間との関係を表す情報(例えば、関係式)が予め格納されてもよい。1周期における第1トルクの出力継続時間を、以下では「第1トルク出力継続時間」と称する。また、1周期における第2トルクの出力継続時間を、以下では「第2トルク出力継続時間」と称する。
T2=k1×T0・・・(3)
T0:トルク変動周期
T2:第2トルク出力継続時間
k1:係数
係数k1は、トルク変動の1周期における第2トルク出力継続時間の割合を表し、0以上1以下の値である。
T1=k4×T0・・・(4)
T0:トルク変動周期
T1:第1トルク出力継続時間
k4:係数
係数k4は、トルク変動の1周期における第1トルク出力継続時間の割合を表し、0以上1以下の値である。
トルク選択部32cは、トルク変動の1周期において、第1トルクと第2トルクとを選択する。すなわち、トルク選択部32cは、トルク変動の1周期における第1トルクを出力すべき期間に第1トルクを選択し、トルク変動の1周期における第2トルクを出力すべき期間に第2トルクを選択する。より具体的には、トルク選択部32cは、現在が第1トルクを出力すべき時に該当するか否か、或いは、現在が第2トルクを出力すべき時に該当するか否かを判定し、その判定結果に応じて第1トルクと第2トルクのうち一方を選択する。
上述したように、車両制御装置30は、その機能として、通常トルク算出部33を含んでいる。通常トルク算出部33は、運転状態判定部31の処理によってトルク変動制御が実行されるべきと判断されなかった場合に、電動モータ4が出力するべきトルクを算出する(通常トルク算出部33が算出するトルクを「通常トルク」と称する)。
指令値出力部34は、運転状態判定部31の処理によってトルク変動制御が実行されるべきと判断された場合に、トルク選択部32cによって選択されたトルクに応じた指令値(例えば、電流指令値)を算出し、算出した指令値を上述のモータ駆動装置40(本明細書の例では、モータ制御装置41)に出力する。また、指令値出力部34は、運転状態判定部31の処理によってトルク変動制御が実行されるべきと判断されなかった場合に、通常トルク算出部33によって算出された通常トルクに応じた指令値(例えば、電流指令値)を算出し、算出した指令値をモータ駆動装置40(本明細書の例では、モータ制御装置41)に出力する。インバータ42は、指令値に応じた電力を電動モータ4に供給する。より具体的には、インバータ42は、指令値に応じた交流電流を電動モータ4に供給する。
図7は、車両制御装置30が実行する処理の他の例を示すブロック図である。図7に示す例では、車両制御装置30は、上述の第1トルク算出部32a、第2トルク算出部32bに替えて、基準トルク算出部32L、第1トルク算出部32m、第2トルク算出部32nを有している。また、車両制御装置30は、運転状態判定部31に替えて、運転状態判定部32hを含むトルク選択部32iを有している。図5を参照して説明した処理については、図7において、同一符合を付している。
図8は、車両制御装置30が実行する処理のさらに他の例を示すブロック図である。図8に示す例では、車両制御装置30には、上述の変動周期算出部32dとトルク出力継続時間算出部32fに替えて、第1トルク出力継続時間算出部32jと、第2トルク出力継続時間算出部32kとを含んでいる。図5及び図7を参照して説明した処理については、図8において、同一符合を付している。
Claims (16)
- 駆動輪と、
バッテリと、
前記バッテリから供給される電力によって前記駆動輪を駆動する電動モータと、
運転者が操作するためのアクセル操作子と、
前記電動モータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記アクセル操作子の操作量と、前記アクセル操作子の操作量に応じたトルクである第1トルクとの関係を表す第1トルク規定情報を利用して、アクセル操作センサで検知した前記アクセル操作子の操作量に対応する第1トルクを算出する第1トルク算出部と、
前記アクセル操作子の操作量と第1トルクのうちの少なくとも一方と、前記第1トルクとは異なる第2トルクとの関係を表し且つ前記第1トルク規定情報とは異なる情報である第2トルク規定情報を利用して、第2トルクを算出又は取得する第2トルク算出部と、を含み、
前記制御装置は、前記第1トルクの出力と前記第2トルクの出力とが周期的に繰り返すように前記電動モータが出力するトルクを変動する
ことを特徴とする電動車両。 - 前記制御装置は、トルク変動の1周期における第1の期間において前記第1トルクを選択し、前記1周期における第2の期間において前記第2トルクを選択するトルク選択部を含んでいる
ことを特徴とする請求項1に記載の電動車両。 - 前記第1トルク算出部は、前記アクセル操作子の操作量と車両の運転状態のうち少なくとも一方に応じて前記第1トルクを変化させる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電動車両。 - 駆動輪と、
バッテリと、
前記バッテリから供給される電力によって前記駆動輪を駆動する電動モータと、
運転者が操作するためのアクセル操作子と、
前記電動モータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アクセル操作子の操作量に応じたトルクを第1トルクとして算出する第1トルク算出部と、前記第1トルクとは異なる第2トルクを算出又は取得する第2トルク算出部とを含み、前記第1トルクの出力と前記第2トルクの出力とが周期的に繰り返すように前記電動モータが出力するトルクを変動しており、
前記第2トルク算出部は、前記アクセル操作子の操作量と車両の運転状態のうち少なくとも一方に応じて前記第2トルクを変化させる
ことを特徴とする電動車両。 - 前記制御装置は、前記電動モータが出力するトルクの変動周期を、前記アクセル操作子の操作量と車両の運転状態のうち少なくとも一方に応じて変化させる
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動車両。 - 前記制御装置は、前記アクセル操作子の操作量、車速、前記電動モータの回転速度、及び前記電動モータに作用する負荷に応じて、前記電動モータが出力するトルクの変動周期を変化させる
ことを特徴とする請求項5に記載の電動車両。 - 前記制御装置は、前記アクセル操作子の操作量、車速、前記電動モータの回転速度、及び前記電動モータに作用する負荷のうちの少なくとも1つと、トルクの変動周期とを関係づける情報が予め格納された記憶装置を有している
ことを特徴とする請求項6に記載の電動車両。 - 駆動輪と、
バッテリと、
前記バッテリから供給される電力によって前記駆動輪を駆動する電動モータと、
運転者が操作するためのアクセル操作子と、
前記電動モータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アクセル操作子の操作量に応じたトルクを第1トルクとして算出する第1トルク算出部と、前記第1トルクとは異なる第2トルクを算出又は取得する第2トルク算出部とを含み、前記第1トルクの出力と前記第2トルクの出力とが周期的に繰り返すように前記電動モータが出力するトルクを変動しており、
前記制御装置は、トルク変動の1周期において設定されている第1トルクの出力継続時間において前記第1トルク算出部で算出された前記第1トルクを前記電動モータから出力し、トルク変動の1周期において設定されている第2トルクの出力継続時間において前記第2トルク算出部で算出又は取得された前記第2トルクを前記電動モータから出力する
ことを特徴とする電動車両。 - 前記制御装置は、現在時間が前記第1トルクの出力継続時間に該当するか否か、或いは、現在時間が前記第2トルクの出力継続時間に該当するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電動車両。 - 前記制御装置は、前記第1トルクの出力継続時間と前記第2トルクの出力継続時間のうち少なくとも一方を、前記アクセル操作子の操作量と車両の運転状態のうち少なくとも一方に応じて変化させる
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の電動車両。 - 前記制御装置は前記第1トルクと前記第2トルクとの割合であるトルク比を前記アクセル操作子の操作量と車両の運転状態のうち少なくとも一方に応じて変化させる
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の電動車両。 - 駆動輪と、
バッテリと、
前記バッテリから供給される電力によって前記駆動輪を駆動する電動モータと、
運転者が操作するためのアクセル操作子と、
前記電動モータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アクセル操作子の操作量に応じたトルクを第1トルクとして算出する第1トルク算出部と、前記第1トルクとは異なる第2トルクを算出又は取得する第2トルク算出部とを含み、前記第1トルクの出力と前記第2トルクの出力とが周期的に繰り返すように前記電動モータが出力するトルクを変動しており、
前記制御装置は、前記電動モータの回転速度又は車速が予め定められた上限値を超えている場合に、前記電動モータが出力するトルクの変動を停止する
ことを特徴とする電動車両。 - 駆動輪と、
バッテリと、
前記バッテリから供給される電力によって前記駆動輪を駆動する電動モータと、
運転者が操作するためのアクセル操作子と、
前記電動モータを制御する制御装置と、
運転者が操作する、前記アクセル操作子とは異なる第2操作子と、を備え、
前記制御装置は、前記アクセル操作子の操作量に応じたトルクを第1トルクとして算出する第1トルク算出部と、前記第1トルクとは異なる第2トルクを算出又は取得する第2トルク算出部とを含み、前記第1トルクの出力と前記第2トルクの出力とが周期的に繰り返すように前記電動モータが出力するトルクを変動しており、
前記制御装置は、前記第2操作子の操作状態に応じて、トルクの変動周期、前記第1トルクの継続時間、及び第2トルクの継続時間の少なくとも1つを変化させる
ことを特徴とする電動車両。 - 車両の運転状態は、車速、前記電動モータの回転速度、前記アクセル操作子の操作量の変化速度及び前記電動モータに作用する負荷のうち少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項3、4、5、10、又は11のいずれに記載の電動車両。 - 前記制御装置は、前記第1トルクに応じた第1電流指令値の出力と、前記第2トルクに応じた第2電流指令値の出力とを周期的に繰り返す
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の電動車両。 - 前記第1トルクと前記第2トルクのうち小さいほうのトルクは0よりも大きい
ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の電動車両。
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