JPH06261418A

JPH06261418A - 電気自動車の駆動力制御装置

Info

Publication number: JPH06261418A
Application number: JP5071145A
Authority: JP
Inventors: Kinya Yoshii; 欣也吉井; Takeji Koide; 武治小出; Eiji Ichioka; 英二市岡; Koichi Tanaka; 航一田中; Kojiro Kuramochi; 耕治郎倉持
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1994-09-16
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: JP3182969B2

Abstract

(57)【要約】【目的】勾配の大きな登坂路での発進時に、アクセル
をべた踏みすることなく車両がスムーズに発進させられ
るようにする。【構成】路面の登り勾配に応じたクリープトルクを発
生させるように電動モータのトルク制御を行う電気自動
車において、アクセルが踏込み操作された場合に、クリ
ープトルクが小さい時には（ａ）のマップＭＭＡを、ク
リープトルクが中程度の時には（ｂ）のマップＭＭＢ
を、クリープトルクが大きい時には（ｃ）のマップＭＭ
Ｃをそれぞれ選択し、そのマップを用いてアクセル操作
量Ａｃ，モータ回転速度Ｎｍに基づいてトルク制御値Ｔ
ｂを求め、電動モータのトルク制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気自動車の駆動力制御
装置に係り、特に、登り勾配での発進時に優れた運転操
作性が得られる制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車は、一般にアクセル操作量お
よびモータ回転速度をパラメータとして電動モータのト
ルク制御が行われるようになっており、アクセル操作量
が零の場合にはモータトルクも零となる。このため、ト
ルクコンバータを有するオートマチック車両のようなク
リープトルクが無く、坂路発進では瞬時にブレーキペダ
ルからアクセルペダルに踏み換えたり、サイドブレーキ
を使用したりしなければならないなど、オートマチック
車両の運転に慣れた者にとっては運転操作が面倒で難し
く、車両がずり下がってしまうことがあった。これに対
し、車両停止時等に、路面の登り勾配に応じたクリープ
トルクを発生させるように、車両の傾斜角を検出して電
動モータのトルク制御を行うことが、例えば特開平３−
２５３２０２号公報等において提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の電気自動車は、坂路発進でアクセルが踏込み操作され
ると通常のトルク制御に復帰し、予め定められたアクセ
ル操作量およびモータ回転速度をパラメータとするトル
クマップに従ってトルク制御が行われるが、このトルク
マップは一般に平坦路を基準として定められているた
め、大きな登り勾配では十分な駆動力を得るためにアク
セルをべた踏みしなければならないことがあり、運転操
作性が必ずしも良くないという問題があった。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、坂路発進の際にアク
セルをべた踏みすることなく車両がスムーズに発進させ
られるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めには、路面勾配に対応するクリープトルク制御時のク
リープトルクに応じて電動モータのトルク制御特性を変
更するようにすれば良く、本発明は、図１のクレーム対
応図に示すように、（ａ）アクセル操作量およびモータ
回転速度をパラメータとして電動モータのトルク制御を
行う通常トルク制御手段と、（ｂ）所定のクリープ制御
条件を満足する場合に、実質的に路面の登り勾配に応じ
たクリープトルクを発生させるように電動モータのトル
ク制御を行うクリープトルク制御手段とを備えた電気自
動車の駆動力制御装置において、（ｃ）前記クリープト
ルク制御手段によるトルク制御が解除された場合に、そ
のクリープトルク制御手段によるトルク制御時のクリー
プトルクに応じて、そのクリープトルクが大きい程、前
記通常トルク制御手段によるトルク制御時よりも小さな
アクセル操作量で大きなトルクを発生させるように、前
記電動モータのトルク制御を行うクリープ対応トルク制
御手段を有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】このような電気自動車の駆動力制御装置におい
ては、車速が略零であるなどの所定のクリープ制御条件
を満足する場合に、クリープトルク制御手段によって電
動モータのトルク制御が行われ、実質的に路面の登り勾
配に応じたクリープトルクが発生させられる。このクリ
ープトルク制御は、路面の勾配を検出してその勾配に応
じたクリープトルクを発生させるようにトルク制御を行
っても良いが、車両停止時のブレーキ力は路面の登り勾
配に対応するため、そのブレーキ力をブレーキマスタシ
リンダのブレーキ油圧などから求め、ブレーキＯＦＦ時
にそのブレーキ力に対応するトルクを発生させるように
トルク制御したり、ブレーキＯＦＦで且つアクセルＯＦ
Ｆ時に車速が略零となるようにトルク制御したりする場
合であっても良い。

【０００７】そして、上記クリープトルク制御手段によ
るトルク制御が解除されると、その時のクリープトルク
に応じてクリープ対応トルク制御手段により電動モータ
のトルク制御が行われ、クリープトルクが大きい程、言
い換えれば路面の登り勾配が大きい程、通常トルク制御
手段による通常のトルク制御よりも小さなアクセル操作
量で大きなトルクが発生させられる。これにより、登り
勾配の大きい登坂路等の発進時には、平坦路等の通常走
行時に比較して小さなアクセル操作量で大きなトルクが
発生させられ、アクセルをべた踏みすることなく車両が
スムーズに発進させられる。

【０００８】

【発明の効果】このように、本発明の駆動力制御装置に
よれば、登坂路等の発進時にもアクセルをべた踏みする
ことなく車両がスムーズに発進させられ、優れた運転操
作性が得られるようになるのである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図２は、本発明が適用された電気自動車
の制御系統を説明するブロック線図で、図３および図４
は、駆動装置１０の一例を詳しく示す断面図および骨子
図である。この駆動装置１０は、電動モータ１２および
減速機１６を備えて構成されており、電動モータ１２の
出力軸１４から出力された動力は、遊星歯車式減速機１
６において減速された後、遊星歯車式差動装置１８にお
いて左右の駆動系に分配される。一方の動力は、左側第
１等速継手２０Ｌ、左側車軸２２Ｌ、左側第２等速継手
２４Ｌを介して図示しないサスペンション装置に支持さ
れた左側駆動輪２６Ｌへ伝達され、他方の動力は、円筒
状の出力軸１４を貫通してその出力軸１４と同心に配設
された中間軸２８、右側第１等速継手２０Ｒ、右側車軸
２２Ｒ、右側第２等速継手２４Ｒを介して図示しないサ
スペンション装置に支持された右側駆動輪２６Ｒへ伝達
されるようになっている。駆動輪２６Ｌ，２６Ｒは、４
本の車輪から成る電気自動車の前輪または後輪を構成し
ている。

【００１０】上記電動モータ１２は、円筒状ハウジング
３０とその両端部に嵌合された第１サイドハウジング３
２および第２サイドハウジング３４などから成るハウジ
ング内に収容されて、その出力軸１４が車両の左右方向
と平行になる姿勢で配設されている。円筒状ハウジング
３０の内周面にはコイルを有するステータ３６が固定さ
れているとともに、出力軸１４にはステータ３６と同心
にロータ４０が固定されている。かかる電動モータ１２
としては、永久磁石型ＡＣモータ，誘導モータ，同期モ
ータ，ＤＣモータ等、種々のモータが用いられ得る。

【００１１】減速機１６は、図４から明らかなように、
前記出力軸１４の軸端に連結された第１サンギヤ４２
Ｓ、第１キャリヤ４２Ｃによって回転可能に支持されて
第１サンギヤ４２Ｓと噛み合う遊星ギヤ４２Ｐ、この遊
星ギヤ４２Ｐと噛み合うリングギヤ４２Ｒから成る第１
遊星歯車装置４２と、上記第１キャリヤ４２Ｃに連結さ
れた第２サンギヤ４４Ｓ、その第２サンギヤ４４Ｓと噛
み合う第２遊星ギヤ４４Ｐ、その第２遊星ギヤ４４Ｐと
噛み合う位置固定の第２リングギヤ４４Ｒ、第２遊星ギ
ヤ４４Ｐを回転可能に支持して前記第１リングギヤ４２
Ｒに連結された第２キャリヤ４４Ｃから成る第２遊星歯
車装置４４とを備えている。これにより、減速機１６
は、電動モータ１２から第１サンギヤ４２Ｓへ入力され
た回転を所定の減速比にしたがって減速し、上記第２キ
ャリヤ４４Ｃから後段の遊星歯車式差動装置１８の第３
リングギヤ４６Ｒへ出力する。

【００１２】差動装置１８は、ダブルピニオン型の遊星
歯車装置であって、前記左側第１等速継手２０Ｌの右端
に連結された第３サンギヤ４６Ｓ、前記第２キャリヤ４
４Ｃと連結された第３リングギヤ４６Ｒ、第３サンギヤ
４６Ｓおよび第３リングギヤ４６Ｒの一方および他方と
各々噛み合い且つ互いに噛み合う複数対の第３遊星ギヤ
４６Ｐ、４６Ｐ、それら複数対の第３遊星ギヤ４６Ｐ、
４６Ｐを回転可能に支持して前記中間軸２８の左端に連
結された第３キャリヤ４６Ｃを備えている。これによ
り、差動装置１８は、その第３リングギヤ４６Ｒに入力
された動力を分配して、左側駆動輪２６Ｌに作動的に連
結された第３サンギヤ４６Ｓと右側駆動輪２６Ｒに作動
的に連結された第３キャリヤ４６Ｃとへそれぞれ出力す
る。

【００１３】図２に戻って、前記電動モータ１２は、バ
ッテリ等の電源５０からモータ駆動制御回路５２を経て
駆動電力が供給されることにより正逆両方向へ回転駆動
される。モータ駆動制御回路５２はインバータ等であ
り、モータ制御用コンピュータ５４から供給される指令
信号ＳＴに従って、駆動電力の周波数や電流等を変更す
ることにより電動モータ１２のトルクを制御するととも
に、電動モータ１２が強制回転させられることにより発
生した電力を電源５０に蓄積する回生制動トルクを制御
する。モータ制御用コンピュータ５４は、ＣＰＵ５６，
ＲＡＭ５８，ＲＯＭ６０，水晶発振子等のクロック信号
源６２，図示しないＡ／Ｄコンバータ，入出力インタフ
ェース回路等を備えて構成され、ＲＡＭ５８の一時記憶
機能を利用しつつＲＯＭ６０に予め記憶されたプログラ
ムに従って信号処理を行い、前記指令信号ＳＴをモータ
駆動制御回路５２に出力することにより電動モータ１２
の出力トルクや回生制動トルクを制御する。

【００１４】上記モータ制御用コンピュータ５４には、
アクセル操作量センサ６４，モータ回転速度センサ６
６，シフトポジションセンサ６８，ブレーキスイッチ７
０，傾斜角センサ７２等が接続され、アクセルペダルの
操作量Ａｃを表すアクセル操作量信号ＳＡｃ，電動モー
タ１２の回転速度Ｎｍを表すモータ回転速度信号ＳＮ
ｍ，シフトレバーの操作レンジを表すシフトポジション
信号ＳＳｈ，ブレーキペダルが踏込み操作されているか
否かを表すブレーキ信号ＳＢ，路面の勾配すなわち車両
の前後方向における傾斜角θを表す傾斜角信号Ｓθがそ
れぞれ供給される。シフトレバーは運転席の近傍に配設
され、車両を前進させるＤ（ドライブ）レンジ，後退さ
せるＲ（リバース）レンジ，駐車する際のＰ（パーキン
グ）レンジ，電動モータ１２のフリー回転を許容するＮ
（ニュートラル）レンジなどに選択操作されるものであ
る。

【００１５】次に、シフトレバーがＤレンジへ操作され
ている時のモータ制御用コンピュータ５４による駆動力
制御について、図５乃至図７のフローチャートを参照し
つつ説明する。なお、この図５乃至図７のフローチャー
トは、例えば数十ｍｓｅｃ程度の予め定められた所定の
サイクルタイムで繰り返し実行される。

【００１６】先ず図５のステップＳ１では、シフトポジ
ション信号ＳＳｈに基づいてシフトレバーがＤレンジに
操作されているか否かを判断し、Ｄレンジの場合には、
ステップＳ２でブレーキ信号ＳＢに基づいてブレーキペ
ダルが踏込み操作されている（ブレーキＯＮ）か否かを
判断し、ステップＳ３で車速Ｖが予め定められた判定車
速Ｖ１以下か否かを判断する。そして、ブレーキペダル
が踏込み操作され且つＶ≦Ｖ１の場合には、ステップＳ
４のクリープ制御を実行するが、そうでない場合はステ
ップＳ７以下を実行する。上記車速Ｖは、モータ回転速
度信号ＳＮｍが表すモータ回転速度Ｎｍに基づいて求め
られ、判定車速Ｖ１は、例えば時速数ｋｍ程度の値が設
定される。

【００１７】図６は、上記ステップＳ４のクリープ制御
の一例を示すフローチャートで、路面の登り勾配に応じ
てトルク制御を行うようになっており、ステップＳＳ１
では、傾斜角信号Ｓθが表す傾斜角θが予め定められた
判定値θ１より小さいか否かを判断する。判定値θ１は
比較的小さい正の値で、θ＜θ１の場合は、路面が緩や
かな登り勾配か平坦か或いは下り勾配であることを意味
し、その場合にはステップＳＳ２において、クリープ制
御時のトルクマップＭapＸとしてマップＭＡを選択す
る。傾斜角θが判定値θ１以上の場合には、ステップＳ
Ｓ１に続いてステップＳＳ３を実行し、傾斜角θが判定
値θ１以上で判定値θ２以下の範囲内か否かを判断す
る。判定値θ２は判定値θ１より大きい値で、θ１≦θ
≦θ２の場合、すなわち路面が少し急な登り勾配の場合
には、ステップＳＳ４でトルクマップＭapＸとしてマッ
プＭＢを選択する。また、ステップＳＳ３の判断がＮＯ
の場合、すなわちθ２＜θで路面が急な登り勾配の場合
には、ステップＳＳ５において、トルクマップＭapＸと
してマップＭＣを選択する。上記各マップＭＡ，ＭＢ，
ＭＣは、モータ回転速度Ｎｍをパラメータとしてトルク
制御値Ｔａを求めるためのもので、例えば図８に示すよ
うに登り勾配が急な場合に選択するＭＢ，ＭＣ程トルク
制御値Ｔａが大きくされ、このトルク制御値Ｔａに従っ
て電動モータ１２がトルク制御されることにより、ブレ
ーキＯＦＦでも車両がずり下がらない程度のクリープト
ルクを発生するように定められている。これ等のマップ
ＭＡ，ＭＢ，ＭＣは、予めＲＯＭ６０等に記憶されてい
る。

【００１８】次のステップＳＳ６では、上記選択したト
ルクマップＭapＸを用いてその時のモータ回転速度Ｎｍ
からトルク制御値Ｔａを算出し、ステップＳＳ７ではフ
ラグＦ２が「１」か否かを判断する。フラグＦ２は、図
５のステップＳ７で「０」とされるため、クリープ制御
の開始当初は「０」であり、ステップＳＳ８において目
標トルクＴｏが上記トルク制御値Ｔａ以上か否かを判断
する。目標トルクＴｏは電動モータ１２の実際のトルク
と略一致し、クリープ制御の開始当初は、一般にアクセ
ルがＯＦＦ状態で目標トルクＴｏは零であり、ステップ
ＳＳ８の判断はＮＯとなりステップＳＳ１１を実行す
る。ステップＳＳ１１では、現在の目標トルクＴｏに予
め定められた比較的小さい一定値αを加算して新たな目
標トルクＴｏを求め、その目標トルクＴｏを表す指令信
号ＳＴをモータ駆動制御回路５２に出力することによ
り、電動モータ１２のトルクが目標トルクＴｏとなるよ
うに制御する。このステップＳＳ１１が制御サイクル毎
に繰り返し実行されることにより、目標トルクＴｏすな
わち電動モータ１２のトルクが一定値αずつ増大させら
れ、急激なトルク変化に起因するショックが防止され
る。そして、目標トルクＴｏがトルク制御値Ｔａ以上と
なり、ステップＳＳ８の判断がＹＥＳになると、ステッ
プＳＳ９においてフラグＦ２を１とし、これにより前記
ステップＳＳ７に続いてステップＳＳ１０を実行するよ
うになる。ステップＳＳ１０では、トルク制御値Ｔａを
目標トルクＴｏとし、この目標トルクＴｏを表す指令信
号ＳＴを出力することにより、電動モータ１２のトルク
が目標トルクＴｏすなわちトルク制御値Ｔａとなるよう
にトルク制御する。これにより、路面の登り勾配に応じ
たクリープトルクが発生させられ、登り勾配の相違に拘
らず車両のずり下がりが良好に防止されるとともに、過
大なクリープトルクによる無駄な電力消費が抑制され
る。

【００１９】図５に戻って、上記のようなクリープ制御
が終了すると、ステップＳ５においてフラグＦ１を
「１」にするとともに、ステップＳ６においてタイマＴ
imＡをリセットする。

【００２０】一方、前記ステップＳ２，Ｓ３の少なくと
も一方がＮＯの場合に実行するステップＳ７では、フラ
グＦ２を「０」とし、ステップＳ８ではフラグＦ１が
「１」か否かを判断する。フラグＦ１は、前記ステップ
Ｓ４のクリープ制御が行われた場合にステップＳ５で
「１」とされるため、クリープ制御の直後はステップＳ
８の判断はＹＥＳでステップＳ９以下を実行するが、そ
うでない場合にはステップＳ１４の通常のトルク制御を
行う。この通常のトルク制御は、基本的には例えば図９
の（ａ）のトルクマップＭＭＡに従って、アクセル操作
量Ａｃおよびモータ回転速度Ｎｍに基づいてトルク制御
値Ｔｂを算出し、そのトルク制御値Ｔｂを目標トルクＴ
ｏとして指令信号ＳＴを出力する。また、所定の制動条
件を満足する場合に回生制動トルクを発生させるための
指令信号ＳＴを出力し、内燃機関の自動車におけるエン
ジンブレーキと同様な制動トルクを発生させ、且つその
大きさを制御するとともに、その制動トルクに対応する
電気エネルギーを電源５０に蓄電させる。

【００２１】ステップＳ９以下は、クリープ制御から通
常のトルク制御へ移行する際に過渡的に実行するもの
で、ステップＳ９では、アクセル操作量信号ＳＡｃが表
すアクセル操作量Ａｃに基づいて、例えばアクセル操作
量Ａｃが数％程度以下のアクセルＯＦＦ状態か否かを判
断する。アクセルＯＦＦ状態の場合には、続いてステッ
プＳ１０を実行し、タイマＴimＡの計時内容が予め定め
られた一定時間ｔａを超えたか否かを判断し、一定時間
ｔａを超えるまでは、ステップＳ１１において現在の目
標トルクＴｏすなわち前記ステップＳ４のクリープ制御
時の目標トルクを維持する。タイマＴimＡは、クリープ
制御の実行時はステップＳ６で逐次リセットされるた
め、実質的にクリープ制御が解除された後の経過時間を
計時することになり、一定時間ｔａは、ペダルの踏換え
に要する時間よりも十分に長い時間が定められている。
これにより、ペダルの踏換え時にもクリープ制御時と同
様のクリープトルクが発生させられ、車両のずり下がり
が防止される。なお、一定時間ｔａを経過してもアクセ
ル操作されない場合には、ステップＳ１２を実行し、目
標トルクＴｏを予め定められた一定値γずつ減らして電
動モータ１２のトルクを漸減させ、目標トルクＴｏが零
になったことがステップＳ１３で判断されると、ステッ
プＳ１６においてフラグＦ１を「０」とし、以後のサイ
クルではステップＳ８に続いてステップＳ１４を実行す
る。

【００２２】上記ステップＳ９の判断がＮＯの場合、す
なわちアクセルが踏込み操作された場合には、続いてス
テップＳ１５を実行し、図７のフローチャートに従って
発進時のトルク制御を行う。図７のステップＳＣ１では
アクセル操作量Ａｃが予め定められた判定値Ａｃ１以上
か否かを判断し、ステップＳＣ２では車速Ｖが予め定め
られた判定車速Ｖ２以下か否かを判断する。判定値Ａｃ
１は、アクセル操作量Ａｃが通常の発進時より過大か否
かを判断するためのもので例えば５０％程度の値が設定
され、判定車速Ｖ２は、車速Ｖが中速領域まで上昇した
か否かを判断するためのもので例えば２０〜３０ｋｍ／
ｈ程度の値が設定される。かかるステップＳＣ１および
ＳＣ２の少なくとも一方がＮＯの場合にはステップＳＣ
４を実行し、発進時のトルクマップＭapＹとして前記通
常のトルク制御時に用いる図９の（ａ）のマップＭＭＡ
を選択する。また、ステップＳＣ１およびＳＣ２の判断
が共にＹＥＳの場合、すなわちＡｃ１≦Ａｃで且つＶ≦
Ｖ２の場合には、ステップＳＣ３において前記ステップ
Ｓ４のクリープ制御時に用いたトルクマップＭapＸの種
類を判断する。ステップＳ４のクリープ制御時には、選
択したマップＭapＸの種類をＲＡＭ５８等に記憶するよ
うになっている。そして、ＭapＸ＝ＭＡの場合すなわち
クリープトルクが小さい場合には上記ステップＳＣ４で
ＭapＹ＝ＭＭＡとし、ＭapＸ＝ＭＢの場合すなわちクリ
ープトルクが中程度の場合にはステップＳＣ５でＭapＹ
＝ＭＭＢとし、ＭapＸ＝ＭＣの場合すなわちクリープト
ルクが大きい場合にはステップＳＣ６でＭapＹ＝ＭＭＣ
とする。マップＭＭＢ，ＭＭＣは、図９の（ｂ），
（ｃ）に示されているように、マップＭＭＡと同様にア
クセル操作量Ａｃおよびモータ回転速度Ｎｍをパラメー
タとしてトルク制御値Ｔｂを求めるためのもので、マッ
プＭＭＡと共にＲＯＭ６０等に予め記憶されているが、
マップＭＭＢはマップＭＭＡよりも小さなアクセル操作
量Ａｃで大きなトルク制御値Ｔｂとなるように定められ
ており、マップＭＭＣはマップＭＭＢよりも更に小さな
アクセル操作量Ａｃで大きなトルク制御値Ｔｂとなるよ
うに定められている。

【００２３】ステップＳＣ４でマップＭＭＡを選択した
場合には、ステップＳＣ７でフラグＦ３を「０」とした
後、ステップＳＣ９でそのマップＭＭＡを用いてアクセ
ル操作量Ａｃおよびモータ回転速度Ｎｍに基づいてトル
ク制御値Ｔｂを算出する。また、ステップＳＣ５または
ＳＣ６でマップＭＭＢまたはＭＭＣを選択した場合に
は、ステップＳＣ８でフラグＦ３を「１」とした後、ス
テップＳＣ９でそのマップＭＭＢまたはＭＭＣを用いて
アクセル操作量Ａｃおよびモータ回転速度Ｎｍに基づい
てトルク制御値Ｔｂを算出する。次のステップＳＣ１０
では、ステップＳＣ９で求めたトルク制御値Ｔｂが、現
在の目標トルクＴｏから予め定められた一定値β１を差
し引いた値（Ｔｏ−β１）より小さいか否かを判断し、
Ｔｂ＜（Ｔｏ−β１）の場合にはステップＳＣ１１で目
標トルクＴｏから一定値β１を引き算して新たな目標ト
ルクＴｏを求め、その目標トルクＴｏを表す指令信号Ｓ
Ｔを出力することにより、電動モータ１２のトルクを一
定値β１だけ小さくする。一定値β１は、ショックを防
止しつつ変化させることが可能な電動モータ１２のトル
ク減少幅で、これにより、マップの変更等に拘らず電動
モータ１２のトルクが滑らかに減少させられて、トルク
制御値Ｔｂに近づけられる。

【００２４】Ｔｂ≧（Ｔｏ−β１）の場合にはステップ
ＳＣ１０に続いてステップＳＣ１２を実行し、トルク制
御値Ｔｂが現在の目標トルクＴｏに予め定められた一定
値β２を加算した値（Ｔｏ＋β２）より大きいか否かを
判断する。そして、（Ｔｏ＋β２）＜Ｔｂの場合には、
ステップＳＣ１３で目標トルクＴｏに一定値β２を加算
して新たな目標トルクＴｏを求め、その目標トルクＴｏ
を表す指令信号ＳＴを出力することにより、電動モータ
１２のトルクを一定値β２だけ大きくする。一定値β２
は、ショックを防止しつつ変化させることが可能な電動
モータ１２のトルク増大幅で、これにより、マップの変
更等に拘らず電動モータ１２のトルクが滑らかに増大さ
せられて、トルク制御値Ｔｂに近づけられる。この一定
値β２は前記一定値β１と同じ値であっても良い。ま
た、（Ｔｏ−β１）≦Ｔｂ≦（Ｔｏ＋β２）の場合、す
なわちステップＳＣ１０，ＳＣ１２の判断が共にＮＯの
場合には、ステップＳＣ１４を実行し、トルク制御値Ｔ
ｂを目標トルクＴｏとして、その目標トルクＴｏを表す
指令信号ＳＴを出力することにより、電動モータ１２の
トルクがトルク制御値Ｔｂとなるように制御する。

【００２５】このように、クリープ制御時のマップＭap
Ｘの種類、すなわちクリープトルクの大きさに応じて選
択されたトルクマップＭapＹに基づいて電動モータ１２
のトルク制御が為されることにより、例えばクリープト
ルクが大きい登り勾配の大きな登坂路では、小さなアク
セル操作量Ａｃで大きなトルク制御値Ｔｂが設定される
マップＭＭＣに従ってトルク制御が行われる。これによ
り、急な登坂路での発進時には、比較的小さなアクセル
操作量Ａｃで大きなトルクが発生させられ、アクセルを
べた踏みすることなく車両がスムーズに発進させられ
る。なお、ステップＳＣ１０〜ＳＣ１３を省略し、ステ
ップＳＣ９に続いて直ちにステップＳＣ１４を実行する
ようにしても良い。

【００２６】上記ステップＳＣ１４によりトルク制御値
Ｔｂを目標トルクＴｏとした場合には、続いてステップ
ＳＣ１５を実行し、前記タイマＴimＡの計時内容が一定
時間ｔａを超えているか否かを判断する。そして、Ｔim
Ａ≧ｔａの場合には、ステップＳＣ１６においてフラグ
Ｆ３が「０」か否か、言い換えればマップＭapＹが通常
のトルク制御で用いられるマップＭＭＡか否かを判断
し、Ｆ３＝０の場合にはステップＳＣ１７でフラグＦ１
を「０」とすることにより、以後のサイクルでは前記ス
テップＳ８に続いてステップＳ１４を実行する。また、
Ｆ３＝１の場合、すなわちステップＳＣ１，ＳＣ２の判
断が共にＹＥＳの場合には、かかる発進時のトルク制御
を継続する。上記ステップＳＣ１５でＴimＡ≧ｔａか否
かを判断するのは、アクセルペダルを大きく踏み込む場
合でもＡｃ＜Ａｃ１の過程を経てアクセル操作量Ａｃは
増大するため、Ａｃ＜Ａｃ１によりステップＳＣ１の判
断がＮＯの場合に、そのまま通常のトルク制御へ移行し
てしまうことを防止するためである。一定時間ｔａは、
前記ステップＳ１０の場合と同じ値であっても良いが、
異なる値を設定することもできる。

【００２７】このような本実施例の電気自動車において
は、ステップＳ１５の発進時のトルク制御で、クリープ
制御時のマップＭapＸの種類すなわちクリープトルクの
大きさに応じてトルクマップＭapＹを選択し、そのトル
クマップＭapＹに基づいて電動モータ１２のトルク制御
が為されるため、クリープトルクが大きい登り勾配の大
きな登坂路では比較的小さなアクセル操作量Ａｃで大き
なトルクが発生させられ、アクセルをべた踏みすること
なく車両がスムーズに発進させられるなど、優れた運転
操作性が得られるようになる。

【００２８】本実施例では、モータ制御用コンピュータ
５４による一連の信号処理のうち、ステップＳ４すなわ
ち図６の各ステップを実行する部分がクリープトルク制
御手段に相当し、ステップＳ１４を実行する部分が通常
トルク制御手段に相当し、ステップＳ１５すなわち図７
の各ステップを実行する部分がクリープ対応トルク制御
手段に相当する。また、ステップＳ２およびＳ３の判断
が共にＹＥＳであることが、ステップＳ４のクリープ制
御を実行するクリープ制御条件である。

【００２９】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
１０乃至図１２の実施例では、ステップＳＲ１で車速Ｖ
が零か否かを判断するとともに、ステップＳＲ２でブレ
ーキが踏込み操作されたＯＮ状態か否かを判断し、共に
ＹＥＳの場合にステップＳＲ３以下を実行する。ステッ
プＳＲ３では、車両のずり下がりに影響する車両重量を
前記傾斜角θに加えて検出し、ステップＳＲ４では、そ
れ等の運転状態に基づいて基本クリープ制御値Ｋ，学習
制御値ｋｇを読み込む。車両重量は、例えばサスペンシ
ョン装置の撓み変形量などを変位センサ等によって検出
することにより求めることができる。また、基本クリー
プ制御値Ｋは、ブレーキＯＦＦ時に登り坂で車両がずり
下がることがないように上記傾斜角θおよび車両重量が
大きい程大きなクリープトルクが得られ、且つ平坦路で
は車両が微速前進するクリープトルクが得られるよう
に、それ等の傾斜角θおよび車両重量をパラメータとし
て予めＲＯＭ６０等にデータマップとして記憶されてい
る。学習制御値ｋｇも、基本クリープ制御値Ｋと同様に
傾斜角θおよび車両重量をパラメータとしてＲＡＭ５８
等にデータマップとして記憶されているが、そのデータ
は図１１のステップＳＴ９で逐次書き換えられるととも
に、電気自動車のキーがＯＦＦ操作されても記憶が維持
されるようになっている。そして、次のステップＳＲ５
では、制御値（Ｋ＋ｋｇ）をトルク制御値Ｔｃとして設
定，記憶し、ステップＳＲ６では目標トルクＴｏを零と
して電動モータ１２のトルクを零とする。また、ステッ
プＳＲ７ではタイマＴimＡをリセットし、ステップＳＲ
８ではフラグＦ４を「１」にするとともにフラグＦ５を
「０」にする。すなわち、この実施例ではブレーキＯＮ
の車両停止時にはクリープトルクを発生させないのであ
るが、前記実施例と同様に、上記クリープ制御値Ｔｃを
目標トルクＴｏとしてブレーキＯＮ時にもクリープトル
クを発生させるようにすることも可能である。

【００３０】前記ステップＳＲ１，ＳＲ２の少なくとも
一方がＮＯの場合には、ステップＳＲ９において、シフ
トレバーの操作レンジがＤレンジで且つブレーキＯＦＦ
か否かを判断し、ＮＯの場合にはステップＳＲ１１にお
いて前記実施例のステップＳ１４と同様にして通常のト
ルク制御を行うとともに、ステップＳＲ１２においてフ
ラグＦ４，Ｆ５を共に「０」にする。ステップＳＲ９の
判断がＹＥＳの場合には、ステップＳＲ１０でフラグＦ
４が「１」か否かを判断し、Ｆ４＝１の場合、すなわち
前記ステップＳＲ３以下の各ステップを実行した直後に
は、ステップＳＲ１３以下を実行する。

【００３１】ステップＳＲ１３ではフラグＦ５が「０」
か否かを判断し、ＮＯの場合にはステップＳＲ１７以下
を実行するが、フラグＦ５はステップＳＲ８で「０」と
されるため当初は「０」であり、ステップＳＲ１４を実
行する。ステップＳＲ１４では、前記ステップＳＲ５で
設定されたトルク制御値Ｔｃすなわち（Ｋ＋ｋｇ）を目
標トルクＴｏとし、電動モータ１２のトルクがそのトル
ク制御値Ｔｃ＝Ｋ＋ｋｇとなるように制御する。これに
より、登り坂ではその勾配の大きさや乗車人数の違いな
どによる車両重量の相違に拘らず車両のずり下がりが防
止され、平坦路では車両が微速前進させられるようなク
リープトルクが発生させられる。なお、前記実施例と同
様に、トルク制御値Ｔｃに達するまで目標トルクＴｏす
なわち電動モータ１２のトルクを漸増させることもでき
る。

【００３２】次のステップＳＲ１５ではタイマＴimＢを
リセットし、ステップＳＲ１６ではフラグＦ５を「１」
とする。フラグＦ５が「１」とされることにより、以後
のサイクルではステップＳＲ１３に続いてステップＳＲ
１７以下を実行する。ステップＳＲ１７では、アクセル
操作量Ａｃが例えば数％程度以下のＯＦＦ状態か否かを
判断し、ＯＦＦ状態の場合には、ステップＳＲ１８にお
いてタイマＴimＢの計時内容が予め定められた一定時間
ｔｂを超えたか否かを判断する。タイマＴimＢは目標ト
ルクＴｏを変更した後の経過時間を計時するもので、一
定時間ｔｂは電動モータ１２のトルク変化に伴って実際
に車速Ｖが変化するまでの遅れ時間より大きな値に設定
されており、ＴimＢ≧ｔｂになるまでは目標トルクＴｏ
を変更せず、ＴimＢ≧ｔｂになるとステップＳＲ１９を
実行する。

【００３３】図１１は上記ステップＳＲ１９の具体的内
容を示すフローチャートで、先ずステップＳＴ１では車
速Ｖが判定車速Ｖ３より小さいか否かを判断し、ＹＥＳ
の場合には、ステップＳＴ２において現在の目標トルク
Ｔｏに一定値δを加算し、電動モータ１２のトルクを一
定値δだけ増大させるとともに、ステップＳＴ３におい
てタイマＴimＢをリセットする。上記判定車速Ｖ３は、
零または零に近い正の一定値が設定されても良いが、例
えば傾斜角θに基づいて登り坂では零、平坦路では零に
近い正の値とするなど、運転状態に応じて設定されるよ
うにすることも可能である。ステップＳＴ１の判断がＮ
Ｏの場合にはステップＳＴ４を実行し、車速Ｖが上記判
定車速Ｖ３以上で且つ判定車速Ｖ４以下か否かを判断す
る。判定車速Ｖ４は、制御精度等を考慮して判定車速Ｖ
３より少し大きめの値が定められる。このステップＳＴ
４の判断がＮＯの場合、言い換えればＶ４＜Ｖの場合に
は、ステップＳＴ５において現在の目標トルクＴｏから
一定値δを引き算し、電動モータ１２のトルクを一定値
δだけ減少させるとともに、ステップＳＴ６においてタ
イマＴimＢをリセットする。これ等のステップにより、
車速ＶがＶ３≦Ｖ≦Ｖ４となるようにクリープトルクが
制御される。上記ステップＳＴ５の一定値δは、ステッ
プＳＴ２の一定値δと必ずしも同じ値である必要はない
し、これ等の一定値δが車速Ｖと判定車速Ｖ３，Ｖ４と
の速度差等をパラメータとして設定されるようにするこ
ともできる。

【００３４】車速ＶがＶ３≦Ｖ≦Ｖ４で、ステップＳＴ
４の判断がＹＥＳの場合には、目標トルクＴｏを変更す
ることなくステップＳＴ８を実行し、所定の学習条件を
満足しているか否かを判断する。所定の学習条件は、例
えばステップＳＴ４の判断がＹＥＳの状態が一定サイク
ル以上継続した場合などである。そして、所定の学習条
件を満足している場合には、ステップＳＴ９において、
現在の目標トルクＴｏから基本クリープ制御値Ｋを引き
算して学習制御値ｋｇを算出し、ＲＡＭ５８に記憶され
ているデータマップを書き換える。この場合の基本クリ
ープ制御値Ｋは、前記ステップＳＲ４で読み込んだもの
で良く、学習制御値ｋｇは、ステップＳＲ３で検出した
運転状態に対応するデータを書き換えれば良い。これに
より、以後のクリープ制御では、同じ運転状態では書き
換えられた新たな学習制御値ｋｇを用いてトルク制御値
Ｔｃが算出され、そのトルク制御値Ｔｃに従ってトルク
制御が行われることにより、車両の個体差や経時変化な
どに拘らず常に適切なクリープトルクがクリープ制御の
当初より得られることになる。

【００３５】図１０に戻って、前記ステップＳＲ１７の
判断がＮＯの場合、すなわちアクセルが踏込み操作され
た場合には、続いてステップＳＲ２０を実行し、発進時
のトルク制御を行う。この発進時のトルク制御は、前記
実施例と同様に基本的には図７のフローチャートに従っ
て行われるが、本実施例ではクリープトルクに応じたマ
ップＭapＸが無いため、前記ステップＳＣ３に代えて図
１２に示すようにステップＳＣ３−１，ＳＣ３−２を設
けることになる。すなわち、ステップＳＣ３−１では、
前記ステップＳＲ５で設定されたトルク制御値Ｔｃが予
め定められた判定値Ｔ１より小さいか否か、すなわちク
リープトルクが小さいか否かを判断し、Ｔｃ＜Ｔ１の場
合には前記ステップＳＣ４を実行する。Ｔｃ≧Ｔ１の場
合には、ステップＳＣ３−２においてトルク制御値Ｔｃ
が上記判定値Ｔ１以上で且つ判定値Ｔ２以下か否かを判
断し、Ｔ１≦Ｔｃ≦Ｔ２の場合すなわちクリープトルク
が中程度の場合には前記ステップＳＣ５を実行し、Ｔ２
＜Ｔｃの場合すなわちクリープトルクが大きい場合には
前記ステップＳＣ６を実行する。

【００３６】この本実施例においても、前記実施例と同
様に、クリープトルクが大きい登り勾配の大きな登坂路
での発進時には、比較的小さなアクセル操作量Ａｃで大
きなトルクが発生させられ、アクセルをべた踏みするこ
となく車両がスムーズに発進させられるなど、優れた運
転操作性が得られるようになる。また、学習制御値ｋｇ
が逐次書き換えられるため、クリープ制御の当初から適
切なクリープトルクが得られるとともに、平坦路ではブ
レーキＯＦＦ状態で車両を微速前進させるクリープトル
クが発生させられるため、渋滞時や車庫入れなどではブ
レーキのＯＮ，ＯＦＦ操作だけで断続的に車両を微速前
進させることができ、運転操作が容易となる。

【００３７】本実施例では、前記モータ制御用コンピュ
ータ５４による一連の信号処理のうちステップＳＲ３，
ＳＲ４，ＳＲ５，ＳＲ１４，ＳＲ１９を実行する部分が
クリープトルク制御手段に相当し、ステップＳＲ１１を
実行する部分が通常トルク制御手段に相当し、ステップ
ＳＲ２０を実行する部分がクリープ対応トルク制御手段
に相当する。また、ステップＳＲ９およびＳＲ１０の判
断が共にＹＥＳであることが、クリープ制御を行うクリ
ープ制御条件である。

【００３８】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は更に別の態様で実施すること
もできる。

【００３９】例えば、前記実施例ではシフトレバーがＤ
レンジへ操作されている場合のクリープ制御について説
明したが、Ｒレンジへ操作されている場合に車両後退方
向のクリープトルクを発生させることもできる。

【００４０】また、前記第１実施例ではブレーキがＯＮ
状態で且つＶ≦Ｖ１の条件を満たす場合にステップＳ４
のクリープ制御を実行するようになっていたが、このク
リープ制御条件は適宜変更され得、例えばアクセルＯＦ
Ｆやクリープ選択スイッチのＯＮ操作等をクリープ制御
条件とすることも可能である。クリープ制御を解除する
条件についても適宜変更され得る。第２実施例について
も同様である。

【００４１】また、前記実施例ではクリープ制御後にア
クセル操作された場合にステップＳ１５またはＳＲ２０
の発進時トルク制御を行うようになっていたが、この制
御開始条件についても上記クリープ制御条件と同様に適
宜変更され得、例えばモード切換えスイッチによりパワ
ーモードが選択されていることなどを条件としても良
い。

【００４２】また、前記第１実施例はブレーキＯＮの停
車中にクリープ制御を行い、第２実施例はブレーキＯＮ
→ＯＦＦ後にクリープ制御を行うようになっていたが、
両者を組み合わせて停車中もブレーキＯＮ→ＯＦＦ後も
クリープ制御を行うようにしても良い。

【００４３】また、前記第１実施例では傾斜角θに基づ
いてクリープトルクが制御され、第２実施例では傾斜角
θおよび車両重量をパラメータとしてクリープトルクが
制御されるようになっていたが、これ等のパラメータは
クリープ制御の実行条件などに応じて適宜変更され得
る。車両停止時のブレーキ力をブレーキマスタシリンダ
のブレーキ油圧などから求め、ブレーキＯＦＦ時にその
ブレーキ力に対応するクリープトルクを発生させるよう
にトルク制御したり、ブレーキＯＦＦで且つアクセルＯ
ＦＦ時に車速が略零となるようにクリープトルクを制御
したりすることも可能である。

【００４４】また、前記実施例では平坦路や下り勾配で
もクリープ制御が行われるようになっていたが、ブレー
キＯＦＦ，アクセルＯＦＦで車両が後方へずり下がる登
り勾配のみでクリープ制御を行うようにしても良いし、
下り勾配では車両の前方へのずり下がりを防止するよう
に後退方向のクリープトルクを発生させるようにしても
良い。

【００４５】また、前記実施例では図７のステップＳＣ
１，ＳＣ２においてアクセル操作量Ａｃおよび車速Ｖが
所定の条件を満足する場合にクリープトルクの大きさに
応じたトルクマップＭapＹを選択してトルク制御するよ
うになっていたが、このクリープ対応トルク制御の実行
条件および解除条件は適宜変更され得、例えばアクセル
操作量Ａｃの減少方向の変化量や変化速度が所定値以上
の場合、制御中の最大アクセル操作量Ａｃmax に対して
所定の割合以下までアクセル操作量Ａｃが減少した場合
などを、制御解除条件とすることもできる。なお、制御
開始条件と解除条件は必ずしも同じである必要はなく、
アクセル操作量Ａｃや車速Ｖに関しても、制御を開始す
る場合と解除する場合とで異なる値が設定されても良
い。

【００４６】また、前記実施例ではクリープトルクの大
きさに応じてトルクマップＭＭＡ，ＭＭＢ，またはＭＭ
Ｃを選択するようになっていたが、このトルクマップの
数は適宜変更され得、クリープトルクを２段階、或いは
４段階以上に分けて２或いは４以上のトルクマップから
選択するようにしても良い。通常のトルク制御で用いる
一つのトルクマップＭＭＡのみを記憶し、これをクリー
プトルクの大きさに応じて補正したり、トルクマップＭ
ＭＡを用いてＡｃおよびＮｍに応じて求めたトルク制御
値Ｔｂを、クリープトルクの大きさに応じて定められた
補正係数等により補正したりすることにより、クリープ
トルクの大きさに応じて連続的に発進時のトルク制御特
性を変更することもできる。第１実施例におけるクリー
プ制御時のトルクマップＭapＸについても同様で、その
数は適宜変更され得るし、傾斜角θに応じて基本のトル
クマップＭＡを補正することによりクリープトルクを変
更することができる。

【００４７】また、トルクマップを用いることなく、ク
リープトルク，アクセル操作量Ａｃ，モータ回転速度Ｎ
ｍ等をパラメータとするファジー推論を利用して発進時
のトルク制御を行うようにしても良い。通常のトルク制
御やクリープ制御時のトルク制御においても、トルクマ
ップを用いることなくファジー推論で行うことが可能で
ある。

【００４８】また、前記実施例では発進時のみにクリー
プトルクに対応したトルク制御を行うようになっていた
が、通常の走行時にも路面の勾配に応じてマップＭＭ
Ａ，ＭＭＢ，ＭＭＣを選択し、それ等のマップに従って
トルク制御を行うことが可能である。なお、モード切換
えスイッチにより、そのような路面勾配に応じたトルク
制御を行うか通常のトルク制御を行うかを選択できるよ
うにしておくことが望ましい。

【００４９】また、前記第２実施例では基本クリープ制
御値Ｋと学習制御値ｋｇとを加算してクリープトルクを
制御していたが、基本クリープ制御値Ｋそのものを書き
換えるようにして学習制御値ｋｇを省略することもでき
る。

【００５０】また、前記実施例では電動モータ１２，減
速機１６，および差動装置１８を同軸上に有する駆動装
置１０が一対の駆動輪２６Ｌ，２６Ｒ間に配設された電
気自動車について説明したが、複数軸の減速機や傘歯車
式の差動装置を有するもの、減速機を備えていないも
の、減速比を変更できる変速機を有するものなど、駆動
装置の構成は適宜変更され得る。

【００５１】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明の一実施例である駆動力制御装置を備え
た電気自動車の制御系統を説明するブロック線図であ
る。

【図３】図２の電気自動車の駆動装置を示す断面図であ
る。

【図４】図３の駆動装置の動力伝達経路を説明する骨子
図である。

【図５】図２の電気自動車の駆動力制御を説明するフロ
ーチャートである。

【図６】図５におけるステップＳ４の内容を説明するフ
ローチャートである。

【図７】図５におけるステップＳ１５の内容を説明する
フローチャートである。

【図８】図６のステップＳＳ２，ＳＳ４，ＳＳ５で選択
するトルクマップの一例を示す図である。

【図９】図７のステップＳＣ４，ＳＣ５，ＳＣ６で選択
するトルクマップの一例を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例を示す図で、駆動力制御
の別の態様を説明するフローチャートである。

【図１１】図１０におけるステップＳＲ１９の内容を説
明するフローチャートである。

【図１２】図１０におけるステップＳＲ２０の内容を説
明するフローチャートで、図７と相違する部分を示す図
である。

【符号の説明】

１２：電動モータ５４：モータ制御用コンピュータ６４：アクセル操作量センサ６６：モータ回転速度センサ７２：傾斜角センサＡｃ：アクセル操作量Ｎｍ：モータ回転速度 θ：傾斜角ステップＳ４：クリープトルク制御手段ステップＳ１４：通常トルク制御手段ステップＳ１５：クリープ対応トルク制御手段ステップＳＲ３〜ＳＲ５，ＳＲ１４，ＳＲ１９：クリー
プトルク制御手段ステップＳＲ１１：通常トルク制御手段ステップＳＲ２０：クリープ対応トルク制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中航一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者倉持耕治郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクセル操作量およびモータ回転速度を
パラメータとして電動モータのトルク制御を行う通常ト
ルク制御手段と、所定のクリープ制御条件を満足する場
合に、実質的に路面の登り勾配に応じたクリープトルク
を発生させるように電動モータのトルク制御を行うクリ
ープトルク制御手段とを備えた電気自動車の駆動力制御
装置において、前記クリープトルク制御手段によるトルク制御が解除さ
れた場合に、該クリープトルク制御手段によるトルク制
御時のクリープトルクに応じて、該クリープトルクが大
きい程、前記通常トルク制御手段によるトルク制御時よ
りも小さなアクセル操作量で大きなトルクを発生させる
ように、前記電動モータのトルク制御を行うクリープ対
応トルク制御手段を有することを特徴とする電気自動車
の駆動力制御装置。