JP7459718B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
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Description
この発明は、回転機の動力によって走行する電気自動車の制御装置に関するものである。 This invention relates to a control device for an electric vehicle that runs on the power of a rotating machine.
特許文献1および特許文献2には、モータを駆動力源とした電気自動車やハイブリッド車両において、擬似的なシフトチェンジを演出する制御装置が記載されている。これらの制御装置は、車速、アクセル開度、アクセル開速度、ブレーキ踏み込み量などの擬似的なシフトチェンジを演出する所定の契機に応じて、モータのトルクを一時的に低下させた後に、再度、増大させるように、あるいはモータに接続されたインバータのキャリア周波数を変更させるように構成されている。なお、特許文献2に記載の制御装置は、操作部を操作することにより、キャリア周波数を規定値に固定した標準モードと、上記のように所定の契機によってキャリア周波数を変更する変速モードとを切り替えられるように構成されている。
特許文献1や特許文献2に記載された電気自動車の制御装置は、運転者が変速感を抱くように擬似的なシフトチェンジを演出するように構成されている。したがって、このような電気自動車の制御装置は、特許文献2に記載されているように、上記のような擬似的なシフトチェンジの演出を行わない標準モードと、上記の変速モードとの切り替えを行うことができるように構成することが一般的と考えられる。しかしながら、上記のように擬似的なシフトチェンジを演出する変速モードと標準モードとを切り替えられる車両が、車両の始動時に標準モードが選択される構成である場合には、変速モードを好む運転者が搭乗すると、車両を始動した後に、モードの切り替え操作を行うことになり、運転者の操作負担が増加し、または車両の始動から発進までの時間が長くなる可能性がある。
The control devices for electric vehicles described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、運転者の運転嗜好に応じた走行モードを車両の始動と同時に設定できる電気自動車の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned technical problem, and an object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that can set a driving mode according to the driver's driving preference at the same time as the vehicle is started. It is something.
上記の目的を達成するために、この発明は、少なくとも一対の駆動輪に連結された回転機と、運転者により操作されるクラッチ装置と、前記運転者により操作されるシフト装置とを備え、前記運転者による前記クラッチ装置および前記シフト装置の操作に応じて前記回転機のトルクを定めるマニュアルモードと、前記クラッチ装置および前記シフト装置を操作することなく前記回転機のトルクを定める通常モードとの少なくとも二つの走行モードを設定可能な電気自動車の制御装置であって、前記走行モードを選択するコントローラを備え、前記コントローラは、前記運転者が前記マニュアルモードと前記通常モードとのいずれを嗜好する運転者であるかを判断する運転嗜好判断部と、前記電気自動車の始動要求の有無を判断する始動判断部とを備え、前記運転嗜好判断部により前記マニュアルモードを嗜好する運転者であることが判断されるとともに、前記始動判断部により前記電気自動車を始動する要求があることが判断された場合に、前記マニュアルモードを設定して前記電気自動車を始動させることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes a rotating machine connected to at least one pair of drive wheels, a clutch device operated by a driver, and a shift device operated by the driver. At least a manual mode in which the torque of the rotary machine is determined according to the operation of the clutch device and the shift device by the driver, and a normal mode in which the torque of the rotary machine is determined without operating the clutch device and the shift device. A control device for an electric vehicle capable of setting two driving modes, comprising a controller that selects the driving mode, and the controller is configured to select which driving mode the driver prefers, the manual mode or the normal mode. a driving preference determining unit that determines whether the electric vehicle is a driver who prefers the manual mode ; and a starting determining unit that determines whether or not there is a request to start the electric vehicle; the driving preference determining unit determines that the driver prefers the manual mode. In addition, when the start determining section determines that there is a request to start the electric vehicle, the manual mode is set and the electric vehicle is started.
この発明によれば、運転嗜好判断部によって運転者の運転嗜好を判断するとともに、始動判断部によって電気自動車の始動要求の有無を判断する。そして、運転嗜好判断部によってマニュアルモードを嗜好する運転者であることが判断されるとともに、始動判断部によって電気自動車を始動する要求があることが判断された場合に、マニュアルモードを設定する。したがって、運転者の嗜好に応じた走行モードを、電気自動車の始動と同時に設定することができる。そのため、電気自動車の始動後に走行モードを切り替えるなどの運転者の操作負担の増加を抑制できるとともに、電気自動車の始動から発進までの時間が長くなることを抑制できる。 According to this invention, the driving preference determining section determines the driving preference of the driver, and the starting determining section determines whether or not there is a request to start the electric vehicle. Then, when the driving preference determining section determines that the driver prefers the manual mode, and the starting determining section determines that there is a request to start the electric vehicle, the manual mode is set. Therefore, a driving mode according to the driver's preference can be set at the same time as starting the electric vehicle. Therefore, it is possible to suppress an increase in the operational burden on the driver such as switching the driving mode after starting the electric vehicle, and it is also possible to suppress an increase in the time from starting the electric vehicle to starting the electric vehicle.
この発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態はこの発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。 This invention will be described based on the embodiment shown in the figures. Note that the embodiment described below is merely one example of how this invention can be realized, and is not intended to limit the invention.
この発明の実施形態における電気自動車の一例を図1に示してある。図1に示す電気自動車Veは、駆動力源としてのモータ(MG)1から一対の前輪(駆動輪)2にトルクを伝達することにより走行するフロントドライブ式の車両である。このモータ1は、従来知られている電気自動車やハイブリッド車両に設けられたモータと同様に、蓄電装置(BATT)3から電力が供給されることにより駆動トルクを出力するモータとしての機能に加えて、モータ1の出力軸4の回転数を低下させるようにトルクを出力することにより、出力軸4の運動エネルギー(すなわち、前輪2の運動エネルギー)を電気エネルギーに変換する発電機としての機能を備えた、いわゆるモータ・ジェネレータによって構成することができる。具体的には、同期電動機や誘導モータなどによって構成することができる。このモータ1が、この発明の実施形態における「回転機」に相当する。
An example of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. The electric vehicle Ve shown in FIG. 1 is a front-drive vehicle that travels by transmitting torque from a motor (MG) 1 as a driving force source to a pair of front wheels (drive wheels) 2. The electric vehicle Ve shown in FIG. This
そのモータ1の出力軸4には、ギヤ機構5を介してプロペラシャフト6の一端が連結され、そのプロペラシャフト6の他端には、デファレンシャルギヤ機構7が連結されている。そして、モータ1の出力トルクは、デファレンシャルギヤ機構7を介して左右のドライブシャフト8に分配され、それらのドライブシャフト8に連結された一対の前輪2に伝達されるように構成されている。なお、図1に示す車両Veは、フロントドライブ式の車両であるが、トランスファーを設けて、モータ1から一対の後輪9にトルクを伝達可能に構成した四輪駆動車であってもよい。
One end of a
上記のモータ1には、そのモータ1に通電する電流の大きさや、各相に通電する電流の周波数を制御するためのインバータ(INV)10が設けられ、そのインバータ10には、直流電流を出力する蓄電装置(BATT)3が接続されている。なお、インバータ10に加えて、蓄電装置3から出力された電圧を増幅するためのコンバータなどの他の電気機器を設けていてもよく、また蓄電装置3は、リチウムイオン電池などの二次電池に加えて、キャパシタなどの電子部品を備えていてよい。
The
上記のインバータ10のスイッチ素子を制御するための電子制御装置(以下、ECUと記す)11が設けられている。このECU11は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、従来知られている車両に設けられたECUと同様にマイクロコンピュータを主体に構成されていて、種々のセンサから信号が入力され、その入力された信号や、予め記憶されている演算式、あるいはマップなどに基づいて出力信号を求め、その出力信号をインバータ10などの各装置を制御する装置に出力するように構成されている。
An electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 11 is provided for controlling the switch elements of the
図1に示す例では、アクセルペダル12の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ13、ブレーキペダル14の踏み込み量やその踏力を検出するブレーキセンサ15、プロペラシャフト6の回転数(すなわち、車速)を検出する車速センサ16、車両Veの種々の機器を起動するためのイグニッションスイッチ(以下、IGスイッチと記す)17のオンまたはオフの状態を検出するセンサ18、走行路の勾配を検出する図示しない加速度センサ、車両Veに設けられた図示しないナビゲーションシステム、および外部から送信されるGPSの信号を受信する図示しないGPS受信部から、ECU11に信号が入力される。
In the example shown in FIG. 1 , signals are input to the
さらに、図1に示す車両Veは、従来知られているマニュアルシフトレバーおよびクラッチ機構を設けたマニュアルトランスミッション車(以下、MT車と記す)と同様の挙動を実現できるように構成されている。したがって、図1に示す車両Veには、例えば、前進第1速段から前進第6速段、後進第1速段、およびニュートラルのそれぞれの仮想ギヤ段を選択するためのマニュアルシフトレバー(以下、単にシフトレバーと記す)19、およびクラッチペダル20が設けられている。このシフトレバー19が、この発明の実施形態における「シフト装置」に相当し、クラッチペダル20が、この発明の実施形態における「クラッチ装置」に相当する。そして、シフトレバー19の操作位置、およびクラッチペダル20の踏み込み量を検出するそれぞれのセンサ21,22からECU11に信号が入力される。なお、ECU11に入力される信号は、上記の各センサに加えて、例えば、図示しないステアリングホイールの操作量を検出するセンサの信号などの他の信号が入力されていてもよく、ECU11から出力される信号は、インバータ10に加えて、例えば、図示しないステアリングホイールの操舵トルクを補うためのステアリングモータなどの他のアクチュエータや装置に出力してもよい。
Furthermore, the vehicle Ve shown in FIG. 1 is configured to realize the same behavior as a conventionally known manual transmission vehicle (hereinafter referred to as an MT vehicle) equipped with a manual shift lever and a clutch mechanism. Therefore, the vehicle Ve shown in FIG. 1 includes, for example, a manual shift lever (hereinafter referred to as A shift lever (simply referred to as a shift lever) 19 and a
上述した車両Veは、運転者がシフトレバー19を操作することなく、アクセルペダル12やブレーキペダル14を操作することにより、それらのペダル12,14の操作量に応じた駆動力や制動力を発生させて走行する通常モードと、運転者が操作するシフトレバー19の位置に応じた仮想ギヤ段に応じた駆動力や制動力を発生させて走行するマニュアルモードとを切り替えることができるように構成されている。
In the vehicle Ve described above, when the driver operates the
このマニュアルモードは、エンジンおよびマニュアルトランスミッションを備えた車両を模擬して走行するモードである。具体的には、クラッチペダル20を踏み込んだ状態で、シフトレバー19を操作することにより仮想ギヤ段を変更することができ、設定されている仮想ギヤ段とアクセルペダル12の操作量とに基づいたトルクをモータ1から出力し、あるいは仮想ギヤ段および車速に応じた仮想エンジン回転数を求め、その仮想エンジン回転数に応じた音を図示しないスピーカなどの機器から発生させるなどを行う走行モードである。
This manual mode is a mode in which the vehicle is driven while simulating a vehicle equipped with an engine and a manual transmission. Specifically, the virtual gear can be changed by operating the
上述した通常モードとマニュアルモードとのいずれを選択するかは運転者の運転嗜好に応じて異なる。また、いずれか一方の走行モードで走行した後に、他方の走行モードで走行する場合も想定できる。したがって、車両Veの起動時に、運転者の運転嗜好に応じた走行モードを設定することが好ましい。そのため、この発明の実施形態における電気自動車の制御装置は、運転者の運転嗜好に応じた走行モードを車両Veの起動(始動)時に設定できるように構成されている。 Which of the above-mentioned normal mode and manual mode is selected depends on the driving preference of the driver. Furthermore, it is also possible to imagine a case where the vehicle travels in one of the driving modes and then in the other driving mode. Therefore, it is preferable to set a driving mode according to the driving preference of the driver when starting the vehicle Ve . Therefore, the electric vehicle control device according to the embodiment of the present invention is configured to be able to set a driving mode according to the driving preference of the driver at the time of starting (starting) the vehicle Ve.
その制御例を説明するためのブロック図を図2に示してある。図2に示すようにECU11には、運転者の運転嗜好を判断する運転嗜好判断部23と、車両Veの起動(始動)要求の有無を判断する起動要求判断部24と、マニュアルモードの設定を禁止する禁止判断部25と、運転嗜好に応じた走行モードを設定する走行モード決定部26とを備えている。この起動要求判断部24が、この発明の実施形態における「始動判断部」に相当する。
A block diagram for explaining an example of this control is shown in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the ECU 11 includes a driving
運転嗜好判断部23は、例えば、シフトレバー19やクラッチペダル20などの車両Veに設けられた所定の装置の操作量を検出するセンサ21,22、あるいは車室内を撮影可能な図示しない車載カメラなどから信号が入力され、その信号に応じて運転者の運転嗜好を判断する。起動要求判断部24は、例えば、IGスイッチ17のオンまたはオフの状態を検出するセンサ18から信号が入力され、その信号に応じて車両Veを起動する要求があるか否かを判断する。なお、便宜上、図2には、シフトレバー19の位置を検出するセンサ21、およびクラッチペダル20の操作量を検出するセンサ22から運転嗜好判断部23に信号が入力され、また、IGスイッチ17のオンまたはオフの状態を検出するセンサ18から起動要求判断部24に信号が入力されるものとして示してある。
The driving
一方、マニュアルモードは、MT車を模擬するモードであるから、例えば、クラッチペダル20を踏み込んでいる場合には、モータ1から駆動トルクを出力しない。そのため、登坂路で車両Veを起動する際にマニュアルモードを設定すると、意図せずに車両Veが後退する可能性がある。また、クラッチペダル20の踏み込み量が少なく、かつアクセルペダル12の踏み込み量が少ない場合には、エンジンストールを模擬してIGスイッチ17がオフされる可能性がある。したがって、禁止判断部25は、危険回避制御として機能するために設けられており、車両Veに設けられた種々のセンサから入力された信号に応じて、マニュアルモードの設定を禁止する条件に該当するか否かを判断する。なお、便宜上、図2には、所定のセンサSから禁止判断部25に信号が入力されるものとして示してある。
On the other hand, the manual mode is a mode that simulates an MT vehicle, so for example, when the
そして、運転嗜好判断部23によってマニュアルモードを嗜好する運転者であることが判断され、かつ禁止判断部25によりマニュアルモードを禁止する条件に該当しないことが判断された場合には、走行モード決定部26によりマニュアルモードが設定される。一方、運転嗜好判断部23によって通常モードを嗜好する運転者であることが判断された場合、または、運転嗜好判断部23によってマニュアルモードを嗜好する運転者であることが判断されたものの、禁止判断部25によってマニュアルモードを禁止する条件に該当することが判断された場合には、走行モード決定部26により通常モードが設定される。
If the driving
つぎに、この発明の実施形態における制御装置の制御例について説明する。図3は、その制御例を説明するためのフローチャートである。図3に示す制御例では、まず、IGスイッチ17がオンされたか否かを判断する(ステップS1)。このステップS1は、車両Veの起動(始動)の要求を判断するためのステップであって、センサ18から起動要求判断部24に入力される信号に基づいて判断することができる。
Next, a control example of the control device in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a flow chart for explaining this control example. In the control example shown in FIG. 3, first, it is determined whether the
IGスイッチ17がオフであることによりステップS1で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、IGスイッチ17がオンされたことによりステップS1で肯定的に判断された場合は、クラッチペダル20の踏み込み量が予め定められた所定量よりも大きいか否かを判断する(ステップS2)。このステップS2は、運転者がマニュアルモードを選択して運転する嗜好であるか否かを判断するためのステップであり、運転嗜好判断部23にセンサ22から入力される信号に基づいて判断することができる。なお、ステップS2における所定量は、運転者が意図してクラッチペダル20を踏み込んでいるか否かを判断できる程度の量に定めることができる。
If the
クラッチペダル20の踏み込み量が所定量より大きいことによりステップS2で肯定的に判断された場合は、マニュアルモードを設定することを禁止する条件が成立していないか否かを判断する(ステップS3)。このステップS3は、例えば、車両Veが登坂路、交差点内、踏切内で停車しているか否かなどのマニュアルモードを設定することが好ましくない条件を予め定めておき、その条件に該当するか否かを判断する。このステップS3は、ナビゲーションシステムや加速度センサなどから禁止判断部25に入力される信号に基づいて判断することができる。また、ステップS3におけるマニュアルモードを禁止する条件は、シフトレバー19がニュートラルポジションにない場合には、マニュアルモードを禁止することを含んでよい。なお、ブレーキペダル14の操作量にかかわらず、車両Veの停車状態を維持できるように図示しないブレーキ装置によって制動力を作用させるなど、禁止条件が成立した場合のバックアップ制御を実行できる場合には、ステップS3を実行しなくてもよい。
If the depression amount of the
マニュアルモードを設定することを禁止する条件が成立していないことによりステップS3で肯定的に判断された場合は、マニュアルモードを設定して(ステップS4)、このルーチンを一旦終了する。一方、クラッチペダル20の踏み込み量が所定量以下であることによりステップS2で否定的に判断された場合、またはマニュアルモードを設定することを禁止する条件が成立していることによりステップS3で否定的に判断された場合は、通常モードを設定して(ステップS5)、このルーチンを一旦終了する。
If the answer to step S3 is affirmative because the conditions prohibiting the setting of the manual mode are not met, the manual mode is set (step S4) and this routine ends. On the other hand, if the answer to step S2 is negative because the depression amount of the
上述したように車両Veの起動時に運転者の運転嗜好を判断することにより、車両Veの起動と同時に、運転者の運転嗜好に応じた走行モードを設定することができる。そのため、車両Veの起動後に走行モードを切り替えるなどの運転者の操作負担の増加を抑制できるとともに、車両の起動から発進までの時間が長くなることを抑制できる。さらに、禁止条件に該当する場合に、マニュアルモードでの起動を禁止することにより、意図せずに車両Veが後退するなどの事態が生じることを抑制できる。 As described above, by determining the driving preference of the driver when starting the vehicle Ve, it is possible to set a driving mode according to the driving preference of the driver at the same time as starting the vehicle Ve. Therefore, it is possible to suppress an increase in the operational burden on the driver such as switching the driving mode after starting the vehicle Ve, and it is also possible to suppress an increase in the time from starting the vehicle to starting. Furthermore, by prohibiting activation in manual mode when a prohibition condition is met, it is possible to prevent a situation such as the vehicle Ve from moving backwards unintentionally.
なお、この発明の実施形態における運転嗜好判断部は、クラッチペダル20の踏み込み量に基づいて運転者の運転嗜好を判断するものに限らず、例えば、マニュアルモードスイッチの操作や、クラッチペダル20に加えてブレーキペダル14を踏み込んでいるか、あるいはシフトレバーを一度操作したかによって判断してもよい。また、上記のように車両Veに設けられた装置を運転者が操作したか否かに限らず、例えば、マニュアルモードを設定して運転する運転者の画像をECU11に予め記憶しておき、車載カメラによって得られた運転者の画像と、ECU11に記憶された画像とを照合することにより、運転者の運転嗜好を判断してもよい。さらに、運転者からマニュアルモードを設定する旨の音声を受信した場合に、マニュアルモードを嗜好する運転者と判断するように構成してもよい。
The driving preference determination unit in this embodiment of the present invention is not limited to determining the driver's driving preference based on the amount of depression of the
1 モータ
2 前輪
11 電子制御装置(ECU)
12 アクセルペダル
14 ブレーキペダル
17 IGスイッチ
19 シフトレバー
20 クラッチペダル
23 運転嗜好判断部
24 起動要求判断部
25 禁止判断部
26 走行モード決定部
Ve 車両
1
12
Claims (1)
前記走行モードを選択するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記運転者が前記マニュアルモードと前記通常モードとのいずれを嗜好する運転者であるかを判断する運転嗜好判断部と、
前記電気自動車の始動要求の有無を判断する始動判断部とを備え、
前記運転嗜好判断部により前記マニュアルモードを嗜好する運転者であることが判断されるとともに、前記始動判断部により前記電気自動車を始動する要求があることが判断された場合に、前記マニュアルモードを設定して前記電気自動車を始動させる
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。 A rotary machine connected to at least one pair of drive wheels, a clutch device operated by a driver, and a shift device operated by the driver, wherein the clutch device and the shift device are operated by the driver. A control system for an electric vehicle that can set at least two driving modes: a manual mode that determines the torque of the rotating machine according to the operating conditions, and a normal mode that determines the torque of the rotating machine without operating the clutch device and the shift device. The location is
comprising a controller that selects the driving mode;
The controller includes:
a driving preference determining unit that determines whether the driver prefers the manual mode or the normal mode;
and a start determination unit that determines whether or not there is a request to start the electric vehicle,
The manual mode is set when the driving preference determining unit determines that the driver prefers the manual mode, and the starting determining unit determines that there is a request to start the electric vehicle. A control device for an electric vehicle, characterized in that the electric vehicle is started by starting the electric vehicle.
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