JP6157829B2 - 電気自動車のロールバック抑制制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、電気自動車における、変速部のクラッチに起因するショックトルクの低減を考慮した電気自動車のロールバック抑制制御装置に関する。

電気自動車の車両において、車両が発進時に進行方向と逆に動くロールバックした状態で速度が大きくなる課題がある。そこで、車両のロールバック状態を即時に検出し、ロールバックを抑制する必要がある。

車両が急勾配の坂道で一時停止した場合、クリープトルクが足らないとブレーキを放してアクセルを踏むまでに車両が後退してしまうことがある。このような状態をロールバック状態と呼ぶ。具体的には、車両の坂道発進時、坂路が急勾配の場合、シフトポジションが「Ｄ」や「１」等の前進レンジにある状態で、ブレーキが解除されてアクセルが踏込まれるまでの間に、車両重量と重力との積により表される力の走行路面に水平な成分、および走行路面から受ける抵抗力などによって、クリープトルクが小さくなることで、車輪が車両後退方向に回転すること、または、シフトポジションが「Ｒ」の後退レンジにある状態で車輪が車両前進方向に回転することである。

特開平１−９９４１０号公報 特開２００６−３１１６４４号公報

正方向：電動モータを駆動するとき、ローラクラッチが締結している方向とする。
負方向：電動モータを回生するとき、ローラクラッチが締結している方向とする。

車両のロールバックを検出した場合、直ちにモータ電圧を最大にして、車両のロールバックを抑制する技術が提案されている（特許文献１）。しかしながら、車両の急加速や車輪のスリップなどを招きやすい問題がある。

ロールバックを検知した場合、ロールバックを検知していないときよりも、電動モータにおける車両進行方向の駆動力を増加させる車両駆動技術を提案している（特許文献２）。この技術では、ロールバック時の車速に応じて、電動モータの出力トルクを増加させる、あるいは減少させる動作を行っている。しかしながら、車速に応じて電動モータを制御すると、電動モータの応答性が落ちる問題があり、ロールバックから脱出しにくい欠点がある。

本件出願人の車両用モータ駆動装置の変速制御方法（特願２０１１−１２３４３３）では、ロールバック状態を脱出するため、電動モータのトルク値を増加させることが必要になるが、電動モータのトルク値を増加させることによって、現変速段のローラクラッチが正方向に素早く締結するので、ショックトルクと異音が生じやすい。

この発明の目的は、電気自動車において、電動モータの応答性向上を図り、且つロールバック状態から脱出し易い電気自動車のロールバック抑制制御装置を提供することである。

この発明の電気自動車ＥＶのロールバック抑制制御装置６４は、車輪１を電動モータ３により駆動する電気自動車において、車両が発進時に進行方向と逆に動くロールバックを抑制するロールバック抑制制御装置であって、前記電動モータ３の回転角を検出する回転角度センサ６６と、車両のシフトポジションを検出するシフトポジション検出センサ９３ａと、前記回転角度センサ６６で検出される回転角、および前記シフトポジション検出センサ９３ａで検出されるシフトポジションから、前記車両のロールバック状態を検出するロールバック状態検出手段６５と、前記ロールバック状態検出手段６５により前記車両がロールバック状態と検出されたとき、前記車両のロールバックを抑制するロールバック抑制制御手段６７とを有することを特徴とする。

この構成によると、回転角度センサ６６は、電動モータ３の回転角を検出する。シフトポジション検出センサ９３ａは車両のシフトポジション、例えば、ドライブレンジ、２速レンジ、１速レンジ、リバースレンジなどを検出する。ロールバック状態検出手段６５は、回転角度センサ６６で検出される回転角、およびシフトポジション検出センサ９３ａで検出されるシフトポジションから、車両のロールバック状態を検出する。ロールバック抑制制御手段６７は、ロールバック状態検出手段６５により前記車両がロールバック状態と検出されたとき、車両のロールバックが抑制するように、例えば電動モータ３のトルクを制御する。このように車両のロールバックを抑制することで、電動モータ３の応答性の向上を図り、且つ車両がロールバック状態から脱出し易くなる。

前記ロールバック抑制制御手段６７は、前記車両のロールバック状態で、前記回転角度センサ６６の回転角に応じて前記電動モータ３のトルクを制御するものであっても良い。この場合、従来技術のように車速に応じて電動モータを制御するのではなく、回転角度センサ６６の回転角に応じて電動モータ３のトルクを制御するため、電動モータの応答性が落ちる問題をより確実に解消することができる。よって、車両をロールバック状態からより脱出し易くできる。

前記ロールバック抑制制御手段６７は、前記車両のロールバック状態で、前記回転角度センサ６６で検出される回転角から、この回転角よりも定められる時間前の回転角を減じた回転角の増量が大きければ大きい程、前記電動モータ３のトルクを大きくし、前記回転角の増量が小さければ小さい程、前記電動モータ３のトルクを小さくするものであっても良い。このように回転角の増量に応じて、電動モータ３のトルクを木目細かく変化させることで、電動モータ３の応答性の向上を確実に図ることができ、ロールバック状態からより確実に脱出し易くできる。また回転角の増量に応じて、例えば、電動モータ３のトルクを徐々に増加させる制御を行うことで、例えば、変速機５に起因するショックトルクと異音の低減を図ることも可能となる。

前記ロールバック抑制制御手段６７は、前記ロークバック状態検出手段６５により現在のシフトポジションでのロールバック状態であると検出されたとき、前記電動モータ３の回転方向を、前記現在のシフトポジションにおける逆回転方向から正回転方向へ切り換え、前記電動モータ３の回転方向の切換後、前記電動モータ３のトルクを一定に保つ。この場合、ロールバック状態を脱出して、再びロールバック状態とならないようないわゆるクリープ制御状態とすることができる。
前記ロールバック抑制制御手段６７は、前記電動モータ３の回転方向を反時計方向から順時計方向へ切換後、アクセル信号指令が定められた一定値を超えた場合、アクセル信号指令により前記電動モータ３を制御するものとしても良い。

前記電気自動車ＥＶは、車両の前後輪１，２のいずれか一方または両方を前記電動モータ３で駆動するものであっても良い。
前記電気自動車は、車両の前後輪１，２のいずれか一方をエンジンＥにて駆動し、前後輪１，２のいずれか他方を前記電動モータ３で駆動するものであっても良い。

この発明の電気自動車のロールバック抑制制御装置は、車輪を電動モータにより駆動する電気自動車において、車両が発進時に進行方向と逆に動くロールバックを抑制するロールバック抑制制御装置であって、前記電動モータの回転角を検出する回転角度センサと、車両のシフトポジションを検出するシフトポジション検出センサと、前記回転角度センサで検出される回転角、および前記シフトポジション検出センサで検出されるシフトポジションから、前記車両のロールバック状態を検出するロールバック状態検出手段と、前記ロールバック状態検出手段により前記車両がロールバック状態と検出されたとき、前記車両のロールバックを抑制するロールバック抑制制御手段とを有する。このロールバック抑制制御手段は、前記ロークバック状態検出手段により現在のシフトポジションでのロールバック状態であると検出されたとき、前記電動モータの回転方向を、前記現在のシフトポジションにおける逆回転方向から正回転方向へ切り換え、前記電動モータの回転方向の切換後、前記電動モータのトルクを一定に保つ。このため、電気自動車において、電動モータの応答性向上を図り、且つロールバック状態から脱出し易くすることができる。

この発明の一実施形態に係るロールバック抑制制御装置，ロールバック抑制制御方法を適用する電気自動車の概略図である。 同ロールバック抑制制御装置，ロールバック抑制制御方法を適用するハイブリット車の概略図である。 図１，図２に示す車両の車両用モータ駆動装置を制御する変速制御システムの概略ブロック図である。 同車両用モータ駆動装置のインバータ装置の構成図である。 同車両のシフトレバー操作パネルの説明図である。 同車両用モータ駆動装置のインバータ制御装置のブロック図である。 同車両用モータ駆動装置のロールバック抑制制御装置の概念構成を示すブロック図である。 同ロールバック抑制制御装置における、車両のドライブレンジでの走行時の回転角度センサ信号の変化を示す図である。 同ロールバック抑制制御装置における、車両のドライブレンジでの走行時の回転数変化に応じた回転角度センサ信号の変化状況を示す図である。 同ロールバック抑制制御装置における、車両のリバースレンジでの走行時の回転角度センサ信号の変化を示す図である。 同ロールバック抑制制御装置における、車両のリバースレンジでの走行時の回転数変化に応じた回転角度センサ信号の変化状況を示す図である。 同ロールバック抑制制御装置における、電動モータの回転方向が反時計方向から順時計方向へ切換わるときの回転角度センサ信号の波形を示す図である。 同ロールバック抑制制御装置における、電動モータの回転方向が順時計方向から反時計方向へ切換わるときの回転角度センサ信号の波形を示す図である。 同電気自動車において、ロールバック状態を検出する割込み関数のフローチャートである。 同電気自動車において、シフトポジションが「Ｄ」，「１」等の前進レンジにある状態でおきるロールバックのタイムチャートである。

以下、この発明の実施形態にかかる電気自動車のロールバック抑制制御装置およびロールバック抑制制御方法を説明する。図１は、左右一対の前輪１を車両用モータ駆動装置Ａで駆動される駆動輪とし、左右一対の後輪２を従動輪とした電気自動車ＥＶを示す。
図２は、左右一対の前輪１をエンジンＥによって駆動される主駆動輪として、左右一対の後輪２を車両用モータ駆動装置Ａで駆動される補助駆動輪としたハイブリッド自動車ＨＶを示す。ハイブリッド自動車ＨＶには、エンジンＥの回転を変速するトランスミッションＴと、トランスミッションＴから出力された回転を左右の前輪１に分配するディファレンシャルＤとが設けられている。この実施形態のロールバック抑制制御装置およびロールバック抑制制御方法は、図１，図２の車両用モータ駆動装置Ａに適用される。

図３は、車両用モータ駆動装置Ａを制御する制御システムを示すブロック図である。この制御システムは、統合ＥＣＵ６０、変速ＥＣＵ６１、およびインバータ装置６２を有する。統合ＥＣＵ６０、変速ＥＣＵ６１、およびインバータ装置６２の３者間の信号転送はＣＡＮ通信（コントローラー・エリア・ネットワーク）で行われる。

統合ＥＣＵ６０は、車載全ての電子制御装置間の協調制御を行う電子制御装置であり、アクセルペダル６３のアクセル開度センサ６３ａ、ブレーキペダル９１のブレーキ開度センサ９１ａ、ステアリングホイール９２の操舵角センサ９２ａ、変速段を手動で切り替えるシフトレバー９３のシフトポジション検出センサ（レバー位置センサ）９３ａに接続されている。統合ＥＣＵ６０は、これらアクセル開度センサ６３ａ、ブレーキ開度センサ９１ａ、操舵角センサ９２ａ、レバー位置センサ９３ａの検出したアクセル開度信号、ブレーキ開度信号、操舵角信号、およびレバー位置信号を、変速ＥＣＵ６１に送信する機能、並びにこれらの４種の信号および他の各種のセンサ等の信号によって前記協調制御を行う機能を備える。

変速ＥＣＵ６１は、統合ＥＣＵ６０から送信された各種信号や、直接に変速ＥＣＵ６１に入力された各種信号により、自動変速の制御を行う電子制御装置であり、各種入力信号に基づいて変速判断を行ない、変速機５の変速切換アクチュエータ４７とインバータ装置６２に指令を出す。

この実施形態のロールバック抑制制御装置およびロールバック抑制制御方法は、変速ＥＣＵ６１における制御に係る。変速ＥＣＵ６１は、図７に示す各種の機能達成手段等を有しているが、これらの手段については後に説明する。
変速ＥＣＵ６１は、次の各機能（１）〜（７）を備える。
（１）車速度センサ９４および加速度センサ９５から、車速と車両の加減速度の検出信号を受け、統合ＥＣＵ６０からアクセル開度信号を受け取り、自動変速の判断を行う。
（２）急ブレーキと判断した場合は、新たな自動変速と手動変速両方を行わない。
（３）急ハンドルと判断した場合は、新たな自動変速と手動変速両方を行わない。
（４）統合ＥＣＵ６０からシフトレバー９３の位置信号を受け取り、電動モータのクリープ制御を実施する。

（５）手動変速機能を備えている。

（６）変速切換アクチュエータ４７のシフト位置を、変速機５に付けられたシフト位置センサ６８から検出する機能と、インバータ装置６２から電動モータ３の回転数を取得する機能を備える。
（７）インバータ装置６２にトルク指令または回転数指令と変速指令を送信する機能、および変速機５に付けられた変速切換アクチュエータ４７を駆動する機能を備える。

図３において、インバータ装置６２は、バッテリ６９から直流電力が供給されて、電動モータ３に交流のモータ駆動電力を供給するとともに、その供給電力を変速ＥＣＵ６１からの信号に基づいて制御する。インバータ装置６２には、電動モータ３に設けられた回転角度センサ６６から、電動モータ３の回転数を示す信号が入力される。

インバータ装置６２は、電動モータ３を駆動する機能、および回転角度センサ６６から電動モータ３の回転角信号を得る機能を備える。インバータ装置６２は、図４に示すように、インバータ７１と、このインバータ７１を制御するインバータ制御回路７２とで構成される。インバータ７１と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の上側アームスイッチング素子Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の下側アームスイッチング素子Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎの接続点に電動モータ３の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の端子を接続したものである。インバータ７１には、３相の交流電力を出力するように、インバータ制御回路７２から各スイッチング素子Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎに開閉指令が与えられる。
電動モータ３は、３相の通電により、転流を行っている。電動モータ３を駆動するためには大電流が必要である。

図５は、シフトレバー操作パネル７５の構成を示す。運転者がシフトレバー９３（図３）を手動操作することによって、周知の例と同様に、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、２速（セカンド）、１速（ロウ）の各シフトポジション（各シフトレンジ）を切り換えることができる。シフトレバー操作パネル７５は、このように切り換えられるどのシフトポジションに現在あるかを示す表示装置である。シフトレバー操作パネル７５におけるレンジ選択情報は統合ＥＣＵ６０（図３）に入力される。１速レンジは１速段状態である。なお、シフトレバー操作パネル７５は、例えば、タッチパネル形式の入力手段を兼ねて、シフトレバー９３（図３）に代えて運転者により操作される操作手段としても良い。

図６は、電動モータ３と、インバータトルク制御、インバータ回転数制御のブロック図を示す。このインバータ制御回路７２は、トルク制御と回転数制御とに切り換えて制御可能としてあり、トルク制御と回転数制御とも、フィードバック制御で、かつベクトル制御である。変速時はトルク制御と回転数制御とを行い、変速時以外のときはトルク制御を行う。
電力変換部６２ａは、ＰＷＭデューティＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗに従ってインバータ７１をＰＷＭ制御し、電動モータ３を駆動する。

同図のインバータ制御回路７２による回転数制御を説明する。
速度指令部１０６は、インバータ制御回路７２に対して速度指令を与える手段であり、変速ＥＣＵ６１に設けられている。速度指令部１０６は、変速時の車速と選択された目標変速段の変速比に基づき、電動モータ３の目標回転数を算出する。算出した目標回転数は、速度指令としてインバータ装置６２のインバータ制御回路７２に指示される。

また、電動モータ３の回転子角度を回転角度センサ６６から取得し、実際の電動モータ３の回転数を速度計算部１０８で算出する。速度指令部１０６の速度指令と、速度計算部１０８で算出した実際の電動モータ回転数の差を比較部１０９で求め、その差に対して、制御部１０７でＰＩＤ制御（比例積分微分制御）、あるいはＰＩ制御（比例積分制御）を行い、制御量をトルク指令として、電流指令部１０１に入力する。回転数制御時、この速度計算部１０８の速度指令に基づくトルク指令が、トルク指令部１１０からのトルク指令に代えて電流指令部１０１に入力される。
回転数制御では、電動モータ３の目標回転数は一定の時間間隔で計算され、変速中に車速が急に変化しても、変速の目標回転数は車速の変化を追及できる特徴をもつ。それによって、変速ショックを低減することができる。

なお、図６において、インバータ制御回路７２は、速度制御部７３と、トルク制御部７４とに分けて説明している。
トルク制御部７４は、インバータ制御回路７２のうち、トルク制御により電動モータ３の制御の機能を果たす部分であり、電流指令部１０１、電流ＰＩ制御部１０２、２相・３相変化部１０３、３相・２相変化部１０４、速度計算部１０８、および予測部１１１を含む。
速度制御部７３は、インバータ制御回路７２のうち、速度制御により電動モータ３の制御の機能を果たす部分であって、比較部１０９と、制御部１０７とを有し、トルク制御部７４の電流制御部１０１へトルク指令を与え、その後の制御をトルク制御部７４で行わせる。

次に、電気自動車における車両用モータ駆動装置のロールバック抑制制御装置につき、図７のブロック図を参照して説明する。制御対象となる電気自動車は、前述の電気自動車である。
このロールバック抑制制御装置６４は、車輪を電動モータ３により駆動する電気自動車において、車両が発進時に進行方向と逆に動くロールバックを抑制する装置である。ロールバック抑制制御装置６４は、回転角度センサ６６と、シフトポジションを検出するレバー位置センサ９３ａと、ロールバック状態検出手段６５と、ロールバック抑制制御手段６７とを有する。

ロールバック状態検出手段６５は、回転角度センサ６６で検出される回転角、およびレバー位置センサ９３ａで検出されるシフトポジションから、車両のロールバック状態を検出する。具体的には図１４と共に後述する。ここでロールバック状態とは、車両が発進時に進行方向と逆に現に動いている状態を言う。図７に示すロールバック抑制制御手段６７は、ロールバック状態検出手段６５により車両がロールバック状態と検出されたとき、前記車両のロールバックを抑制するように、電動モータ３（図６）のトルクを制御する。変速ＥＣＵ６１に、これらロールバック状態検出手段６５およびロールバック抑制制御手段６７が設けられている。また変速ＥＣＵ６１には、例えばＲＯＭ等からなるメモリ７０が設けられている。このメモリ７０の記憶領域に、例えば、各種センサ、スイッチ類等から入力された値が演算のために一時的に記憶される。同メモリ７０の記憶領域には、後述する駆動クリープ閾値やその他必要な閾値などが適宜に記憶される。

図８は、このロールバック抑制制御装置における、車両のドライブレンジでの走行時の回転角度センサ信号の変化を示す図である。図３も参照しつつ説明する。電動モータ３に設けられた回転角度センサ６６の電気角３６０°のアナログ信号を、例えばｎビットのデジタル値に変換し、電気角３６０°を回転角度センサ信号のＡＤ値で表現する。例えば、軸倍角６Ｘのものを使用した場合、電動モータ３のローターが１回転（機械角３６０°）すると、回転角度センサ６６の信号は６個ののこぎり波が出力される。１個ののこぎり波は機械角６０°（電気角３６０°）を表す。

また、電動モータ３のローターをＣＣＷ（反時計回り）の方向で回すと、回転角度センサ６６の値が０から設定値まで増加し、この設定値に達したら、また０に戻して、再び０から設定値まで増加する。その動きを繰り返し行うことになっている。一定のサンプリング時間での回転角度センサ信号の変化量を用い、電動モータ３の回転数（ｒｐｍ）を算出することができる。なお電動モータ３の回転方向は、電動モータ３の出力軸側から見た方向とする。

電動モータ３の回転数の計算方法について説明する。
回転角度センサ信号を取得するサンプリング時間をΔｔとし、回転角度センサ信号の変化量をΔｔｈとし、例えば、軸倍角を６Ｘとすると、電動モータ３の回転数ｒｏｔ［ｒｐｍ］は次のように求められる。

図９は、このロールバック抑制制御装置における、車両のドライブレンジでの走行時の回転数変化に応じた回転角度センサ信号の変化状況を示す図である。
この図９は、電動モータ３の回転方向がこの電動モータ３の出力軸側から見てＣＣＷ（反時計方向）で回転数rot２＞rot１＞rot３の場合に応じた回転角度センサ信号の変化状況を表している。電動モータ３の回転数が早い程、一定時間内で出力された回転角度センサ６６ののこぎり波の数が多くなる。逆に、電動モータ３の回転数が遅い程、一定時間内で出力された回転角度センサ６６ののこぎり波の数が少なくなる。

図１０は、このロールバック抑制制御装置における、車両のリバースレンジでの走行時の回転角度センサ信号の変化を示す図である。図３も参照しつつ説明する。この図１０は、電動モータ３のローターが、この電動モータ３の出力軸側から見てＣＷ（順時計方向）で回転するときの回転角度センサ信号のＡＤ値の変化状況を表している。回転角度センサ６６の値が設定値から０まで減少し、０に達したら、また設定値に戻して、再び設定値から０まで減少する。その動きを繰り返し行うことになっている。

図１１は、このロールバック抑制制御装置における、車両のリバースレンジでの走行時の回転数変化に応じた回転角度センサ信号の変化状況を示す図である。
この図１１は、電動モータ３の回転方向がこの電動モータ３の出力軸側から見てＣＷ（順時計方向）で回転数rot２＞rot１＞rot３の場合に応じた回転角度センサ信号の変化状況を表している。電動モータ３の回転数が早い程、一定時間内で出力された回転角度センサ６６ののこぎり波の数が多くなる。逆に、電動モータ３の回転数が遅い程、一定時間内で出力された回転角度センサ６６ののこぎり波の数が少なくなる。

図１２は、このロールバック抑制制御装置における、電動モータの回転方向が反時計方向から順時計方向へ切換わるときの回転角度センサ信号の波形を示す図である。通常、シフトポジションが「Ｄ」，「１」等の前進レンジにある状態で、電動モータのローターがＣＣＷ（反時計方向）で回転し、一方、シフトポジションが「Ｒ」の後退レンジにある状態で、電動モータのローターがＣＷ（順時計方向）で回転する。シフトポジションが「Ｐ」，「Ｎ」レンジにある状態では、電動モータのローターは回転しない。同図のＣＣＷの回転方向では、回転角度センサ６６（図３）の値が０から設定値まで増加し、この設定値に達したら、また０に戻して、再び０から設定値まで増加する繰返し動作を行う。

一方、同図のＣＷの回転方向では、回転角度センサ６６（図３）の値が設定値から０まで減少し、０に達したら、また設定値に戻して、再び設定値から０まで減少するような繰返し動作を行う。例えば、この例では、電動モータのローターをＣＣＷからＣＷへ切換えるとき、回転角度センサ６６（図３）の値が設定値のとき切換えが行われる。この設定値は切換時における所定時間維持される。ＣＷへ切換える前のＣＣＷの回転方向での電動モータの回転数は、直前の回転数よりも遅く設定される。

図１３は、このロールバック抑制制御装置における、電動モータの回転方向が順時計方向から反時計方向へ切換わるときの回転角度センサ信号の波形を示す図である。通常、シフトポジションが「Ｒ」の後退レンジにある状態で、電動モータのローターがＣＷ（順時計方向）で回転し、一方、シフトポジションが「Ｄ」，「１」等の前進レンジにある状態で、電動モータのローターがＣＣＷ（反時計方向）で回転する。同図のＣＷの回転方向では、回転角度センサ６６（図３）の値が設定値から０まで減少し、０に達したら、また設定値に戻して、再び設定値から０まで減少するような繰返し動作を行う。

一方、同図のＣＣＷの回転方向では、回転角度センサ６６（図３）の値が０から設定値まで増加し、この設定値に達したら、また０に戻して、再び０から設定値まで増加する繰返し動作を行う。例えば、この例では、電動モータのローターをＣＷからＣＣＷへ切換えるとき、回転角度センサ６６（図３）の値が０のとき切換えが行われる。このときの値は切換時における所定時間維持される。ＣＣＷへ切換える前のＣＷの回転方向での電動モータの回転数は、直前の回転数よりも遅く設定される。

図１４は、この電気自動車において、ロールバック状態を検出する割込み関数のフローチャートである。本割込み関数は、変速ＥＣＵ６１（図３）で実施される。例えば、車両の電源をオンとする条件で本処理が開始され、インバータ装置で算出した回転角度センサの値の和th_sumをＣＡＮ通信経由で、変速ＥＣＵへ送信する。
ステップ１：変速ＥＣＵは、先ず、ＣＡＮ通信から送ってきた回転角度センサの値の和th_sumを読み込む（Ｓ１ａ）。ここでth_sum信号は、図１３に示されたＡ部とＢ部の処理済の信号である。次に、th_sumの増量 d_th_sum を計算する（Ｓ１ｂ）。計算式：d_th_sum = th_sum- old_th_sum この計算されたth_sumの増量 d_th_sumは、変速ＥＣＵのメモリに一時的に記録される（Ｓ１ｃ）。その後、ステップ２へ移行する。

ステップ２：
判断式： d_th_sum > 0 ？（Ｓ２ａ）
ＹＥＳ：電動モータの回転方向を dir = CCW とする（Ｓ２ｂ）。ステップ３ａへ移行する。
ＮＯ：電動モータの回転方向を dir = CW とする（Ｓ２ｃ）。ステップ３ｂへ移行する。
ステップ３：
レバー操作レンジの判断を行う（分岐(1),(2)）。

分岐(1)：
現在のシフトポジションが、ドライブレンジか２速レンジか１速レンジかを判断する。
判断式：現在 Ｄ or ２ or １レンジ？（Ｓ３ａ）
ＹＥＳ：リターンする。
ＮＯ：現在のシフトポジションがＲレンジが否かを判断する（Ｓ３ａａ）。
ここで現在Ｒレンジであるとの判断で（Ｓ３ａａ；ＹＥＳ）、変速ＥＣＵのロールバック状態検出手段は、後退レンジでのロールバック状態であることを検出する（Ｓ３ａｂ）。次に、ロールバック抑制制御手段は、後述するロールバック抑制制御（図１５の時間ｔ１〜の制御）を実施する（Ｓ３ａｃ）。その後本処理を終了する。ステップ３ａａにて現在Ｒレンジではないとの判断で（Ｓ３ａａ；ＮＯ）、リターンする。

分岐(2)：
現在のシフトポジションが、ドライブレンジか２速レンジか１速レンジかを判断する。
判断式：現在 Ｄ or ２ or １レンジ？（Ｓ３ｂ）
ここで現在ドライブレンジか２速レンジか１速レンジであるとの判断で（Ｓ３ｂ；ＹＥＳ）、変速ＥＣＵのロールバック状態検出手段は、前進レンジでのロールバック状態であることを検出する（Ｓ３ｂａ）。次に、ロールバック抑制制御手段は、後述するロールバック抑制制御（図１５の時間ｔ１〜の制御）を実施する（Ｓ３ｂｂ）。その後本処理を終了する。
ステップ３ｂにて現在前進レンジではないとの判断で（Ｓ３ｂ；ＮＯ）、リターンする。

図１５は、この電気自動車において、シフトポジションが「Ｄ」，「１」等の前進レンジにある状態でおきるロールバックのタイムチャートである。
タイムチャートの概要説明；
ｔ０→ｔ１間：シフトポジションが、ドライブレンジか２速レンジか１速レンジ等の前進レンジにある状態。
車速：０ｋｍ／ｈ
回転角度信号波形：電動モータが停止状態であり、回転角度センサの出力信号が一定の電位に止まっている。
ブレーキ状態：ブレーキＯＮの状態（ブレーキペダルを踏んでいる状態＜半開あるいは全開＞
アクセル状態：アクセルＯＦＦの状態（アクセルペダルを踏んでいない状態）
クリープ制御状態：クリープ制御動作中、電動モータは一定のトルク値を出力している。

ｔ１→ｔ２間：ロールバック状態であり、車速が０ｋｍ／ｈ→最大ロールバック速度の間。
ｔ１：ブレーキを抜く、つまりブレーキをＯＮの状態からＯＦＦの状態にする。
車速：車両が徐々に後退している状態である。
回転角度信号波形：電動モータのローターがＣＷ（順時計方向）で徐々に回転している。回転角度センサの値が設定値から０まで減少し、０に達したら、また設定値に戻して、再び設定値から０まで減少するような繰り返し動作である。
クリープ制御状態：クリープ制御動作中、電動モータのトルクＴは下式にて計算される。
Ｔ＝駆動クリープ閾値＋f(Δth_sum)
上式において、(Δth_sum)は、回転角度センサの値の増量。但し、Δth_sum < 0とする。f(Δth_sum)：回転角度センサの値の増量に応じて、関数値（トルク）が変化する（１次線形関数とする）。
回転角度センサの値の増量の絶対値が大きければ大きい程、電動モータが発生するトルクが大きい。一方、回転角度センサの値の増量の絶対値が小さければ小さい程、電動モータが発生するトルクが小さい。

ｔ２→ｔ３間：車速が最大ロールバック速度→０ｋｍ／ｈの間。
ｔ１→ｔ２過程の動作と同様である。

ｔ３→ｔ４間：ｔ３：車速が０ｋｍ／ｈのとき、ｔ４：アクセルペダルが踏まれたとき
アクセルペダルを踏んでいる状態で、車速が０ｋｍ／ｈから徐々に加速していく状態。
車速：車両が０ｋｍ／ｈから徐々に加速していく。
回転角度信号波形：ｔ３からも電動モータのローターがＣＣＷ（反時計方向）で徐々に回転し始める。
ブレーキ状態：ブレーキＯＦＦの状態（全閉）
アクセル状態：アクセルＯＮの状態（アクセルペダルを踏んでいる状態）
クリープ制御状態：クリープ制御を動作中、電動モータは一定のトルク値を出力している。

ｔ４→ｔ５間：
車速：車両が０ｋｍ／ｈから徐々に加速していく。
回転角度信号波形：電動モータのローターがＣＣＷ（反時計方向）で回転している。
ブレーキ状態：ブレーキＯＦＦの状態（全閉）
アクセル状態：アクセルＯＮの状態（アクセルペダルを踏んでいる状態）
クリープ制御状態：クリープ制御動作中、電動モータは一定のトルク値を出力している（虚線部は、アクセル信号である）。
ｔ５→：アクセル信号を導入し、電動モータを制御している。

作用効果について説明する。
以上説明したロールバック抑制制御装置６４によると、ロールバック状態検出手段６５は、回転角度センサ６６で検出される回転角、およびレバー位置センサ９３ａで検出されるシフトポジションから、車両のロールバック状態を検出する。ロールバック抑制制御手段６７は、ロールバック状態検出手段６５により車両がロールバック状態と検出されたとき、車両のロールバックが抑制するように、電動モータ３のトルクを制御する、具体的には、回転角度センサ６６の値の増量に応じて電動モータ３のトルクを制御する。この場合、従来技術のように車速に応じて電動モータを制御するのではなく、回転角度センサ６６の値の増量に応じて電動モータ３のトルクを制御するため、電動モータ３の応答性が落ちる問題をより確実に解消することができる。このように車両のロールバックを抑制することで、電動モータ３の応答性の向上を図り、且つ車両がロールバック状態から脱出し易くなる。また回転角度センサ６６の値の増量に応じて、例えば、電動モータ３のトルクを徐々に増加させる制御を行うことで、変速機５に起因するショックトルクと異音の低減を図ることも可能となる。

ロールバック抑制制御手段６７は、回転角度センサ６６で検出される回転角の増量が大きければ大きい程、電動モータ３のトルクを大きくし、回転角の増量が小さければ小さい程、電動モータ３のトルクを小さくするものであっても良い。このように回転角の増量に応じて、電動モータ３のトルクを木目細かく変化させることで、電動モータ３の応答性の向上を確実に図ることができ、ロールバック状態からより確実に脱出し易くできる。

ロールバック抑制制御手段６７は、電動モータ３の回転方向を切換後、電動モータ３のトルクを一定に保つものである場合、ロールバック状態を脱出して、再びロールバック状態とならないようなクリープ制御状態とすることができる。
ロールバック抑制制御手段６７が、電動モータ３の回転方向を切換後、アクセル信号指令が定められた一定値を超えた場合、アクセル信号指令により電動モータ３を制御すると、電動モータ３を応答性良く制御することができる。

１…前輪（車輪）
２…後輪（車輪）
３…電動モータ
６５…ロールバック状態検出手段
６６…回転角度センサ
６７…ロールバック抑制制御手段
９３ａ…レバー位置センサ（シフトポジション検出センサ）

Claims (6)

1. 車輪を電動モータにより駆動する電気自動車において、車両が発進時に進行方向と逆に動くロールバックを抑制するロールバック抑制制御装置であって、
   前記電動モータの回転角を検出する回転角度センサと、
   車両のシフトポジションを検出するシフトポジション検出センサと、
   前記回転角度センサで検出される回転角、および前記シフトポジション検出センサで検出されるシフトポジションから、前記車両のロールバック状態を検出するロールバック状態検出手段と、
   前記ロールバック状態検出手段により前記車両がロールバック状態と検出されたとき、前記車両のロールバックを抑制するロールバック抑制制御手段とを有し、
   このロールバック抑制制御手段は、前記ロークバック状態検出手段により現在のシフトポジションでのロールバック状態であると検出されたとき、前記電動モータの回転方向を、前記現在のシフトポジションにおける逆回転方向から正回転方向へ切り換え、前記電動モータの回転方向の切換後、前記電動モータのトルクを一定に保つことを特徴とする電気自動車のロールバック抑制制御装置。
2. 請求項１に記載の電気自動車のロールバック抑制制御装置において、前記ロールバック抑制制御手段は、前記車両のロールバック状態で、前記回転角度センサの回転角に応じて前記電動モータのトルクを制御する電気自動車のロールバック抑制制御装置。
3. 請求項２に記載の電気自動車のロールバック抑制制御装置において、前記ロールバック抑制制御手段は、前記車両のロールバック状態で、前記回転角度センサで検出される回転角から、この回転角よりも定められる時間前の回転角を減じた回転角の増量が大きければ大きい程、前記電動モータのトルクを大きくし、前記回転角の増量が小さければ小さい程、前記電動モータのトルクを小さくする電気自動車のロールバック抑制制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電気自動車のロールバック抑制制御装置において、前記ロールバック抑制制御手段は、前記電動モータの回転方向を反時計方向から順時計方向へ切換後、アクセル信号指令が定められた一定値を超えた場合、アクセル信号指令により前記電動モータを制御する電気自動車のロールバック抑制制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気自動車のロールバック抑制制御装置において、前記電気自動車は、車両の前後輪のいずれか一方または両方を前記電動モータで駆動する電気自動車のロールバック抑制制御装置。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気自動車のロールバック抑制制御装置において、前記電気自動車は、車両の前後輪のいずれか一方をエンジンにて駆動し、前後輪のいずれか他方を前記電動モータで駆動する電気自動車のロールバック抑制制御装置。

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