電動車両
【目的】シフトレバーを操作してレンジを切り替える時に変速フィーリングが低下することがないようにする。
【構成】車速を検出する車速検出手段１２と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段１３と、レンジを選択するレンジ選択手段と、選択されたレンジを検出するシフトセンサ１４を有する。レンジが選択されると、出力トルク指令値計算手段１５ａによって、車速及びアクセル開度から出力トルク指令値が計算され、該出力トルク指令値によってモータ２１が駆動される。この時、シフトセンサ１４からの出力トルク指令値計算手段１５ａに対するセンサ入力が不定になると、不定時間が計時される。そして、不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持し、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行うようになっている。
【構成】車速を検出する車速検出手段１２と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段１３と、レンジを選択するレンジ選択手段と、選択されたレンジを検出するシフトセンサ１４を有する。レンジが選択されると、出力トルク指令値計算手段１５ａによって、車速及びアクセル開度から出力トルク指令値が計算され、該出力トルク指令値によってモータ２１が駆動される。この時、シフトセンサ１４からの出力トルク指令値計算手段１５ａに対するセンサ入力が不定になると、不定時間が計時される。そして、不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持し、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行うようになっている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動車両は、モータを駆動して出力トルクを発生させ、モータの回転をそのまま駆動輪に伝達するか、トランスミッションによって減速した後、駆動輪に伝達するようになっている。このような電動車両においては、出力トルク制御装置が設けられていて、シフトレバーの操作によって前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ等を選択することができ、アクセルペダルなどを踏み込むことによって、モータの出力トルクを制御することができるようになっている。
【０００３】この場合、シフトレバーの位置すなわちレンジ位置を検出するために、シフトセンサが設けられ、該シフトセンサが検出したレンジ位置の信号を前記出力トルク制御装置に送り、該出力トルク制御装置において選択されたレンジの判断を行うようになっている。そして、前記シフトセンサには、一重系独立接点式のシフトセンサが使用されている。
【０００４】図７は従来の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。図の（ａ）はシフトセンサの接点を、（ｂ）はシフトセンサの作動を示す。図において、１はシフトレバーに連結されたスライド式接点（以下、「シフトレバー」という。）、２はシフトセンサである。該シフトセンサ２において、シフトレバー１をパーキングレンジ（Ｐ）、後進レンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、前進レンジ（Ｄ）及びローレンジ（Ｌ）の各位置に置くことができる。
【０００５】また、ＩＧは共通接点、ＰL はパーキングレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるパーキング用接点、ＲL は後進レンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続される後進用接点、ＮL はニュートラルレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるニュートラル用接点、ＤL は前進レンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続される前進用接点、ＬL はローレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるロー用接点である。
【０００６】前記パーキング用接点ＰL 、後進用接点ＲL 、ニュートラル用接点ＮL 、前進用接点ＤL 及びロー用接点ＬL がいずれも同じ円周上に配列され、これらは独立して共通接点ＩＧと接続され、シフトレバー１の位置に対して１対１でオンになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の電動車両においては、シフトセンサ２が一重系独立接点式のもので構成されるため、シフトレバー１を操作する時、例えば前進レンジからローレンジに切り替える（以下、「Ｄ→Ｌシフト」という。）際に、極めて短時間ではあるが、シフトレバー１がシフトセンサ２の不感帯を通過する。すなわち、前進用接点ＤL 及びロー用接点ＬL の中間にシフトレバー１が位置すると、センサ出力がオフになってしまう。
【０００８】この場合、前記出力トルク制御装置においては、シフトセンサ２からのセンサ入力が不定となるため、フェールセーフ処理を行い出力トルク指令値を０としてしまう。この間の時間は非常に短く、シフトレバー１がロー用接点ＬL に到達すると、センサ出力がオンになるが、走行時におけるトルク抜け状態が発生するため、変速フィーリングが低下してしまう。
【０００９】また、例えば前進レンジから後進レンジに切り替える（以下、「Ｄ→Ｒシフト」という。）場合、シフトレバー１が後進用接点ＲL に到達すると直ちにモータの駆動方向が反転することになる。この場合、過大なエンジンブレーキ状態で、しかも、過大な回生状態となり、変速フィーリングが低下するだけでなく、モータの耐久性も低下してしまう。
【００１０】本発明は、前記従来の電動車両の問題点を解決して、シフトレバーを操作してレンジを切り替える時に変速フィーリングが低下することがなく、モータの耐久性が低下することがない電動車両を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の電動車両においては、車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、レンジを選択するレンジ選択手段と、選択されたレンジを検出するシフトセンサを有する。そして、出力トルク指令値計算手段が、検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値を計算し、この時、前記シフトセンサからのセンサ入力の不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持し、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行うようになっている。
【００１２】また、電動車両の進行方向を判断する進行方向判断手段を備えることができ、駆動方向計算手段が、前進走行レンジと後進走行レンジ間のレンジの切替えを、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上である時に禁止する。
【００１３】
【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように電動車両は車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、レンジを選択するレンジ選択手段と、選択されたレンジを検出するシフトセンサを有する。そして、レンジ選択手段によってレンジが選択されると、出力トルク指令値計算手段によって、検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値が計算され、該出力トルク指令値によってモータが駆動される。
【００１４】この時、前記シフトセンサからの出力トルク指令値計算手段に対するセンサ入力が不定になると、不定時間が計時される。そして、不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持してレンジの切替えを行わず、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行うようになっている。
【００１５】したがって、レンジを選択する際にレンジ選択手段がシフトセンサの不感帯を通過した場合などにおいてセンサ出力が不定になっても、前回のレンジを維持して走行しフェールセーフ処理は行われないので、走行時におけるトルク抜け状態は発生せず、変速フィーリングが低下することはない。また、進行方向判断手段によって電動車両の進行方向を判断するとともに、駆動方向計算手段によって前進走行レンジと後進走行レンジ間のレンジの切替えを、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上である時に禁止することができる。この場合、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上であるとモータの駆動方向が反転しない。
【００１６】したがって、過大なエンジンブレーキ状態で、しかも、過大な回生状態となることがなく、変速フィーリングが低下するのを防止し、モータの耐久性を向上させることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す電動車両の出力トルク制御装置のブロック図、図２は本発明の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。図２の（ａ）はシフトセンサの接点を、（ｂ）はシフトセンサの作動を示す。
【００１８】図１において、１１は図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から成る出力トルク制御装置、１２は電動車両の車速を例えばモータ２１の内部の回転体の絶対的な位置を検出する図示しないモータ回転数センサなどで検出する車速検出手段、１３はアクセル開度を図示しないアクセルペダルの踏込量で検出する図示しないアクセルセンサなどのアクセル開度検出手段、１４は後述するシフトレバーを運転者が操作することによって選択されたレンジをシフトレバーの位置、すなわちレンジ位置で検出するシフトセンサである。
【００１９】また、１２ａは前記車速検出手段１２からの回転体の絶対的な位置の時間的な変化量によって車速を計算する車速計算手段、１６は該車速計算手段１２ａが受けた前記車速検出手段１２からの回転体の絶対的な位置の変化の正負によって、電動車両の進行方向を判断する進行方向判断手段である。そして、１３ａは前記アクセル開度検出手段１３からのアクセルペダルの踏込量の信号によってアクセル開度を計算するアクセル開度計算手段、１４ａは前記シフトセンサ１４からのレンジ位置の信号によって、選択されたレンジを判断するレンジ判断手段である。
【００２０】１５は出力トルク指令値・駆動方向計算手段であり、出力トルク指令値計算手段１５ａと駆動方向計算手段１５ｂから成る。前記出力トルク指令値計算手段１５ａは、前記車速計算手段１２ａが計算した車速の信号及びアクセル開度計算手段１３ａが計算したアクセル開度の信号を受けて出力トルク指令値を計算する。また、前記駆動方向計算手段１５ｂは、前記車速の信号、レンジ位置判断手段１４ａが判断したレンジの信号及び進行方向判断手段１６が判断した進行方向の信号を受けて、モータ２１の駆動方向を計算する。
【００２１】そして、１７は前記出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５が計算した出力トルク指令値及び駆動方向をモータ２１に対して出力する出力トルク指令値出力手段である。前記モータ２１は、出力トルク指令値出力手段１７から出力トルク指令値及び駆動方向を受けると、それに対応するモータ電流が供給されて駆動され、出力トルクを発生する。
【００２２】次に、本発明の実施例を示す電動車両に使用されるシフトセンサ１４について説明する。図２において、３はシフトレバー、１４はグレーコード式の出力パターンと１対１式の出力パターンを有する二重系のシフトセンサである。該シフトセンサ１４において、シフトレバー３をパーキングレンジ（Ｐ）、後進レンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、前進レンジ（Ｄ）及びローレンジ（Ｌ）の各位置に置くことができる。
【００２３】また、ＩＧは共通接点、ＮＳはパーキングレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるパーキング用接点、及びニュートラルレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるニュートラル用接点、ＢＬは後進レンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続される後進用接点である。前記パーキング用接点及びニュートラル用接点ＮＳ、後進用接点ＢＬは、１対１式の出力パターンを形成する。これらは独立して共通接点ＩＧと接続され、シフトレバー１の位置に対して１対１でオンになる。
【００２４】また、Ａ〜Ｃ，ＰＡはグレーコード式の出力パターンを形成する接点であり、図の（ｂ）に示すように作動して各レンジ位置に対応してオンになる。このように、シフトセンサ１４に二重系の出力パターンが同心状に形成されているため、接触不良やノイズなどが発生してもレンジ位置を誤判定する確率が減少する。
【００２５】ところで、シフトレバー３がシフトセンサ１４の不感帯を通過すると、出力トルク制御装置１１（図１）に対するシフトセンサ１４からのセンサ入力が不定となってしまう。この場合、フェールセーフ処理を行い出力トルク指令値を０とすると、トルク抜け状態が発生するため変速フィーリングが低下してしまう。そこで、センサ入力が不定になった場合、一定時間だけ前回のレンジを維持するようにしている。
【００２６】次に、本発明の実施例を示す電動車両の動作について説明する。図３は本発明の実施例における電動車両の動作を示す第１のフローチャート、図４は本発明の実施例における電動車両の動作を示す第２のフローチャート、図５は本発明の実施例における電動車両の出力トルク指令値マップを示す図、図６は本発明の実施例における電動車両のトルク出力率マップを示す図である。
【００２７】前記シフトセンサ１４（図１）からのセンサ入力が不定となると、前記レンジ判断手段１４ａはそれを出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５に通知する。該出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５は、不定時間計測用のタイマによってセンサ入力が不定になってからの不定時間を計時し、該不定時間が例えば１〔ｓｅｃ〕以上である場合、出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５にそれを通知する。
【００２８】これに対して該出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５はフェールセーフ処理を行い、出力トルク指令値を０又はほぼ０に近い値とし、ランプなどによって運転者に警告する。また、前記不定時間が１〔ｓｅｃ〕未満である場合、前記出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５は、前回のシフトポジションデータＭOLD を今回のシフトポジションデータＭNEW としてセーブし、シフトレバー３を操作したにもかかわらずレンジの切替えを行わない。
【００２９】そして、シフトセンサ１４からのセンサ入力が不定でない場合は、前記タイマをリセットし、レンジ判断手段１４ａからレンジの信号として受けた今回のシフトポジションデータＭNEW をセーブし、シフトレバー３の操作どおりレンジの切替えを行う。ところで、前進レンジ時又は後進レンジ時においてレンジが切り替えられ、モータ２１の駆動方向が反転すると、過大なエンジンブレーキ状態で、しかも、過大な回生状態となり、変速フィーリングが低下するだけでなく、モータ２１の耐久性も低下してしまう。そこで、前記出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５の駆動方向計算手段１５ｂは、前進レンジ時又は後進レンジ時においてモータ２１の方向が直ちに反転することがないようにしている。
【００３０】すなわち、今回のシフトポジションデータＭNEW によって中立レンジ、すなわちニュートラルレンジ又はパーキングレンジが選択された場合は、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーする。これによって、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジを確定し、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジへの切替えが行われる。
【００３１】また、今回のシフトポジションデータＭNEW によって前進走行レンジ、すなわち前進レンジ又はローレンジが選択された場合は、前回のレンジが前進レンジ又はローレンジであれば、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーする。これによって、前進レンジ又はローレンジを確定し、前進レンジ又はローレンジへの切替えが行われる。
【００３２】これに対して、前回のレンジが前進レンジ又はローレンジ以外であって、車速が例えば−５〔ｋｍ／ｈ〕以下（絶対値が５〔ｋｍ／ｈ〕以上）の場合は、モータ２１の駆動方向を反転しないようにする。そのため、今回のシフトポジションデータＭNEW をキャンセルし、強制的にニュートラルレンジ又はパーキングレンジのデータを今回のシフトポジションデータＭOLD に書き込み、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジを確定する。
【００３３】一方、車速が−５〔ｋｍ／ｈ〕より高い場合は、モータ２１の駆動方向を反転してもよいと判断し、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーし、前進レンジ又はローレンジを確定する。また、今回のシフトポジションデータＭNEW によって後進レンジが選択された場合は、前回のレンジが後進レンジであれば、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーする。これによって後進レンジを確定し、そのまま後進レンジを維持する。
【００３４】これに対して、前回のレンジが後進レンジ以外であって、車速が例えば５〔ｋｍ／ｈ〕以上（絶対値が５〔ｋｍ／ｈ〕以上）の場合は、モータ２１の駆動方向を反転しないようにする。そのため、今回のシフトポジションデータＭNEW をキャンセルし、強制的にニュートラルレンジ又はパーキングレンジのデータを今回のシフトポジションデータＭOLD に書き込み、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジを確定する。
【００３５】一方、車速が５〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合は、モータ２１の駆動方向を反転してもよいと判断し、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーし、後進レンジを確定する。次に、出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５内の出力トルク指令値計算手段１５ａは、このようにして確定されたレンジが前進レンジ又はローレンジである場合は図示しない前進マップを、後進レンジである場合には図示しない後進マップを参照して出力トルク指令値を計算する。また、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジである場合は、出力トルク指令値を０とし、それをモータ２１に対して出力する。
【００３６】前記出力トルク指令値計算手段１５ａにおいて出力トルク指令値を計算する場合、まず、図５の出力トルク指令値マップを参照して、アクセル開度が１００〔％〕の時のその時点の車速に対応する出力トルク指令値を計算する。次に、図６のトルク出力率マップを参照して、その時点のアクセル開度に対応するトルク出力率を算出する。
【００３７】そして、前記アクセル開度が１００〔％〕の時の出力トルク指令値にトルク出力率を乗ずることによって、出力トルク指令値を計算することができる。この場合、前進レンジと後進レンジでそれぞれ別の出力トルク指令値マップ及びトルク出力率マップが設定される。
ステップＳ１ アクセル開度計算手段１３ａがアクセルペダルの踏込量の信号からアクセル開度を計算する。
ステップＳ２ 車速計算手段１２ａが回転体の絶対的な位置の時間的な変化量から車速を計算するとともに、進行方向判断手段１６が進行方向を判断する。
ステップＳ３ レンジ判断手段１４ａに対し、シフトセンサ１４からのセンサ入力が行われる。
ステップＳ４ 出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５が、シフトセンサ１４からのセンサ入力が不定であるか否かを判断する。不定である場合はステップＳ５に、不定でない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ５ 不定時間計測用のタイマが計時した不定時間が１〔ｓｅｃ〕以上であるか否かを判断する。１〔ｓｅｃ〕以上である場合はステップＳ６に、１〔ｓｅｃ〕未満である場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ６ フェールセーフ処理を行う。
ステップＳ７ 前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーし、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ８ 不定時間計時用のタイマをリセットする。
ステップＳ９ 今回のシフトポジションデータＭNEW をセーブする。
ステップＳ１０ 今回のシフトポジションデータＭNEW がいずれのレンジのデータであるかを判断する。後進レンジのデータである場合はステップＳ１１に、前進レンジのデータ及びローレンジのデータである場合はステップＳ１５に、ニュートラルレンジのデータ及びパーキングレンジのデータである場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１１ 前回のシフトポジションデータＭOLD が後進レンジのデータであるか否かを判断する。後進レンジのデータである場合はステップＳ１３に、後進レンジのデータでない場合はステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２ 車速が５〔ｋｍ／ｈ〕以上であるか否かを判断する。５〔ｋｍ／ｈ〕以上である場合はステップＳ１４に、５〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３ シフトポジションデータＭOLD を後進レンジのデータにする。
ステップＳ１４ シフトポジションデータＭOLD をニュートラルレンジのデータ又はパーキングレンジのデータにする。
ステップＳ１５ 前回のシフトポジションデータＭOLD が前進レンジのデータ又はローレンジのデータであるか否かを判断する。前進レンジのデータ又はローレンジのデータである場合はステップＳ１７に、前進レンジのデータ又はローレンジのデータでない場合はステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６ 車速が−５〔ｋｍ／ｈ〕以下であるか否かを判断する。−５〔ｋｍ／ｈ〕以下である場合はステップＳ１４に、−５〔ｋｍ／ｈ〕より高い場合はステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７ シフトポジションデータＭOLD を前進レンジのデータ又はローレンジのデータにする。
ステップＳ１８ シフトポジションデータＭOLD がどのレンジのデータであるか否かを判断する。後進レンジのデータである場合はステップＳ１９に、ニュートラルレンジのデータ又はパーキングレンジのデータである場合はステップＳ２０に、前進レンジのデータ又はローレンジのデータである場合はステップＳ２１に進む。
ステップＳ１９ 出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５の出力トルク指令値計算手段１５ａは、後進マップを参照して出力トルク指令値を計算する。
ステップＳ２０ 出力トルク指令値を０とする。
ステップＳ２１ 出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５の出力トルク指令値計算手段１５ａは、前進マップを参照して出力トルク指令値を計算する。
ステップＳ２２ 前記出力トルク指令値及び駆動方向をモータ２１に対して出力する。
【００３８】本実施例においては、前進走行レンジが前進レンジ及びローレンジで構成されるものとして説明しているが、ほかにセカンドレンジなども含むようにすることもできる。なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す電動車両の出力トルク制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。
【図３】本発明の実施例における電動車両の動作を示す第１のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例における電動車両の動作を示す第２のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例における電動車両の出力トルク指令値マップを示す図である。
【図６】本発明の実施例における電動車両のトルク出力率マップを示す図である。
【図７】従来の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。
【符号の説明】
３ シフトレバー
１２ 車速検出手段
１３ アクセル開度検出手段
１４ シフトセンサ
１５ａ 出力トルク指令値計算手段
１５ｂ 駆動方向計算手段
１６ 進行方向判断手段
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動車両は、モータを駆動して出力トルクを発生させ、モータの回転をそのまま駆動輪に伝達するか、トランスミッションによって減速した後、駆動輪に伝達するようになっている。このような電動車両においては、出力トルク制御装置が設けられていて、シフトレバーの操作によって前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ等を選択することができ、アクセルペダルなどを踏み込むことによって、モータの出力トルクを制御することができるようになっている。
【０００３】この場合、シフトレバーの位置すなわちレンジ位置を検出するために、シフトセンサが設けられ、該シフトセンサが検出したレンジ位置の信号を前記出力トルク制御装置に送り、該出力トルク制御装置において選択されたレンジの判断を行うようになっている。そして、前記シフトセンサには、一重系独立接点式のシフトセンサが使用されている。
【０００４】図７は従来の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。図の（ａ）はシフトセンサの接点を、（ｂ）はシフトセンサの作動を示す。図において、１はシフトレバーに連結されたスライド式接点（以下、「シフトレバー」という。）、２はシフトセンサである。該シフトセンサ２において、シフトレバー１をパーキングレンジ（Ｐ）、後進レンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、前進レンジ（Ｄ）及びローレンジ（Ｌ）の各位置に置くことができる。
【０００５】また、ＩＧは共通接点、ＰL はパーキングレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるパーキング用接点、ＲL は後進レンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続される後進用接点、ＮL はニュートラルレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるニュートラル用接点、ＤL は前進レンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続される前進用接点、ＬL はローレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるロー用接点である。
【０００６】前記パーキング用接点ＰL 、後進用接点ＲL 、ニュートラル用接点ＮL 、前進用接点ＤL 及びロー用接点ＬL がいずれも同じ円周上に配列され、これらは独立して共通接点ＩＧと接続され、シフトレバー１の位置に対して１対１でオンになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の電動車両においては、シフトセンサ２が一重系独立接点式のもので構成されるため、シフトレバー１を操作する時、例えば前進レンジからローレンジに切り替える（以下、「Ｄ→Ｌシフト」という。）際に、極めて短時間ではあるが、シフトレバー１がシフトセンサ２の不感帯を通過する。すなわち、前進用接点ＤL 及びロー用接点ＬL の中間にシフトレバー１が位置すると、センサ出力がオフになってしまう。
【０００８】この場合、前記出力トルク制御装置においては、シフトセンサ２からのセンサ入力が不定となるため、フェールセーフ処理を行い出力トルク指令値を０としてしまう。この間の時間は非常に短く、シフトレバー１がロー用接点ＬL に到達すると、センサ出力がオンになるが、走行時におけるトルク抜け状態が発生するため、変速フィーリングが低下してしまう。
【０００９】また、例えば前進レンジから後進レンジに切り替える（以下、「Ｄ→Ｒシフト」という。）場合、シフトレバー１が後進用接点ＲL に到達すると直ちにモータの駆動方向が反転することになる。この場合、過大なエンジンブレーキ状態で、しかも、過大な回生状態となり、変速フィーリングが低下するだけでなく、モータの耐久性も低下してしまう。
【００１０】本発明は、前記従来の電動車両の問題点を解決して、シフトレバーを操作してレンジを切り替える時に変速フィーリングが低下することがなく、モータの耐久性が低下することがない電動車両を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の電動車両においては、車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、レンジを選択するレンジ選択手段と、選択されたレンジを検出するシフトセンサを有する。そして、出力トルク指令値計算手段が、検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値を計算し、この時、前記シフトセンサからのセンサ入力の不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持し、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行うようになっている。
【００１２】また、電動車両の進行方向を判断する進行方向判断手段を備えることができ、駆動方向計算手段が、前進走行レンジと後進走行レンジ間のレンジの切替えを、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上である時に禁止する。
【００１３】
【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように電動車両は車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、レンジを選択するレンジ選択手段と、選択されたレンジを検出するシフトセンサを有する。そして、レンジ選択手段によってレンジが選択されると、出力トルク指令値計算手段によって、検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値が計算され、該出力トルク指令値によってモータが駆動される。
【００１４】この時、前記シフトセンサからの出力トルク指令値計算手段に対するセンサ入力が不定になると、不定時間が計時される。そして、不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持してレンジの切替えを行わず、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行うようになっている。
【００１５】したがって、レンジを選択する際にレンジ選択手段がシフトセンサの不感帯を通過した場合などにおいてセンサ出力が不定になっても、前回のレンジを維持して走行しフェールセーフ処理は行われないので、走行時におけるトルク抜け状態は発生せず、変速フィーリングが低下することはない。また、進行方向判断手段によって電動車両の進行方向を判断するとともに、駆動方向計算手段によって前進走行レンジと後進走行レンジ間のレンジの切替えを、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上である時に禁止することができる。この場合、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上であるとモータの駆動方向が反転しない。
【００１６】したがって、過大なエンジンブレーキ状態で、しかも、過大な回生状態となることがなく、変速フィーリングが低下するのを防止し、モータの耐久性を向上させることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す電動車両の出力トルク制御装置のブロック図、図２は本発明の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。図２の（ａ）はシフトセンサの接点を、（ｂ）はシフトセンサの作動を示す。
【００１８】図１において、１１は図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から成る出力トルク制御装置、１２は電動車両の車速を例えばモータ２１の内部の回転体の絶対的な位置を検出する図示しないモータ回転数センサなどで検出する車速検出手段、１３はアクセル開度を図示しないアクセルペダルの踏込量で検出する図示しないアクセルセンサなどのアクセル開度検出手段、１４は後述するシフトレバーを運転者が操作することによって選択されたレンジをシフトレバーの位置、すなわちレンジ位置で検出するシフトセンサである。
【００１９】また、１２ａは前記車速検出手段１２からの回転体の絶対的な位置の時間的な変化量によって車速を計算する車速計算手段、１６は該車速計算手段１２ａが受けた前記車速検出手段１２からの回転体の絶対的な位置の変化の正負によって、電動車両の進行方向を判断する進行方向判断手段である。そして、１３ａは前記アクセル開度検出手段１３からのアクセルペダルの踏込量の信号によってアクセル開度を計算するアクセル開度計算手段、１４ａは前記シフトセンサ１４からのレンジ位置の信号によって、選択されたレンジを判断するレンジ判断手段である。
【００２０】１５は出力トルク指令値・駆動方向計算手段であり、出力トルク指令値計算手段１５ａと駆動方向計算手段１５ｂから成る。前記出力トルク指令値計算手段１５ａは、前記車速計算手段１２ａが計算した車速の信号及びアクセル開度計算手段１３ａが計算したアクセル開度の信号を受けて出力トルク指令値を計算する。また、前記駆動方向計算手段１５ｂは、前記車速の信号、レンジ位置判断手段１４ａが判断したレンジの信号及び進行方向判断手段１６が判断した進行方向の信号を受けて、モータ２１の駆動方向を計算する。
【００２１】そして、１７は前記出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５が計算した出力トルク指令値及び駆動方向をモータ２１に対して出力する出力トルク指令値出力手段である。前記モータ２１は、出力トルク指令値出力手段１７から出力トルク指令値及び駆動方向を受けると、それに対応するモータ電流が供給されて駆動され、出力トルクを発生する。
【００２２】次に、本発明の実施例を示す電動車両に使用されるシフトセンサ１４について説明する。図２において、３はシフトレバー、１４はグレーコード式の出力パターンと１対１式の出力パターンを有する二重系のシフトセンサである。該シフトセンサ１４において、シフトレバー３をパーキングレンジ（Ｐ）、後進レンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、前進レンジ（Ｄ）及びローレンジ（Ｌ）の各位置に置くことができる。
【００２３】また、ＩＧは共通接点、ＮＳはパーキングレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるパーキング用接点、及びニュートラルレンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続されるニュートラル用接点、ＢＬは後進レンジが選択された時に共通接点ＩＧと接続される後進用接点である。前記パーキング用接点及びニュートラル用接点ＮＳ、後進用接点ＢＬは、１対１式の出力パターンを形成する。これらは独立して共通接点ＩＧと接続され、シフトレバー１の位置に対して１対１でオンになる。
【００２４】また、Ａ〜Ｃ，ＰＡはグレーコード式の出力パターンを形成する接点であり、図の（ｂ）に示すように作動して各レンジ位置に対応してオンになる。このように、シフトセンサ１４に二重系の出力パターンが同心状に形成されているため、接触不良やノイズなどが発生してもレンジ位置を誤判定する確率が減少する。
【００２５】ところで、シフトレバー３がシフトセンサ１４の不感帯を通過すると、出力トルク制御装置１１（図１）に対するシフトセンサ１４からのセンサ入力が不定となってしまう。この場合、フェールセーフ処理を行い出力トルク指令値を０とすると、トルク抜け状態が発生するため変速フィーリングが低下してしまう。そこで、センサ入力が不定になった場合、一定時間だけ前回のレンジを維持するようにしている。
【００２６】次に、本発明の実施例を示す電動車両の動作について説明する。図３は本発明の実施例における電動車両の動作を示す第１のフローチャート、図４は本発明の実施例における電動車両の動作を示す第２のフローチャート、図５は本発明の実施例における電動車両の出力トルク指令値マップを示す図、図６は本発明の実施例における電動車両のトルク出力率マップを示す図である。
【００２７】前記シフトセンサ１４（図１）からのセンサ入力が不定となると、前記レンジ判断手段１４ａはそれを出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５に通知する。該出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５は、不定時間計測用のタイマによってセンサ入力が不定になってからの不定時間を計時し、該不定時間が例えば１〔ｓｅｃ〕以上である場合、出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５にそれを通知する。
【００２８】これに対して該出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５はフェールセーフ処理を行い、出力トルク指令値を０又はほぼ０に近い値とし、ランプなどによって運転者に警告する。また、前記不定時間が１〔ｓｅｃ〕未満である場合、前記出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５は、前回のシフトポジションデータＭOLD を今回のシフトポジションデータＭNEW としてセーブし、シフトレバー３を操作したにもかかわらずレンジの切替えを行わない。
【００２９】そして、シフトセンサ１４からのセンサ入力が不定でない場合は、前記タイマをリセットし、レンジ判断手段１４ａからレンジの信号として受けた今回のシフトポジションデータＭNEW をセーブし、シフトレバー３の操作どおりレンジの切替えを行う。ところで、前進レンジ時又は後進レンジ時においてレンジが切り替えられ、モータ２１の駆動方向が反転すると、過大なエンジンブレーキ状態で、しかも、過大な回生状態となり、変速フィーリングが低下するだけでなく、モータ２１の耐久性も低下してしまう。そこで、前記出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５の駆動方向計算手段１５ｂは、前進レンジ時又は後進レンジ時においてモータ２１の方向が直ちに反転することがないようにしている。
【００３０】すなわち、今回のシフトポジションデータＭNEW によって中立レンジ、すなわちニュートラルレンジ又はパーキングレンジが選択された場合は、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーする。これによって、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジを確定し、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジへの切替えが行われる。
【００３１】また、今回のシフトポジションデータＭNEW によって前進走行レンジ、すなわち前進レンジ又はローレンジが選択された場合は、前回のレンジが前進レンジ又はローレンジであれば、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーする。これによって、前進レンジ又はローレンジを確定し、前進レンジ又はローレンジへの切替えが行われる。
【００３２】これに対して、前回のレンジが前進レンジ又はローレンジ以外であって、車速が例えば−５〔ｋｍ／ｈ〕以下（絶対値が５〔ｋｍ／ｈ〕以上）の場合は、モータ２１の駆動方向を反転しないようにする。そのため、今回のシフトポジションデータＭNEW をキャンセルし、強制的にニュートラルレンジ又はパーキングレンジのデータを今回のシフトポジションデータＭOLD に書き込み、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジを確定する。
【００３３】一方、車速が−５〔ｋｍ／ｈ〕より高い場合は、モータ２１の駆動方向を反転してもよいと判断し、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーし、前進レンジ又はローレンジを確定する。また、今回のシフトポジションデータＭNEW によって後進レンジが選択された場合は、前回のレンジが後進レンジであれば、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーする。これによって後進レンジを確定し、そのまま後進レンジを維持する。
【００３４】これに対して、前回のレンジが後進レンジ以外であって、車速が例えば５〔ｋｍ／ｈ〕以上（絶対値が５〔ｋｍ／ｈ〕以上）の場合は、モータ２１の駆動方向を反転しないようにする。そのため、今回のシフトポジションデータＭNEW をキャンセルし、強制的にニュートラルレンジ又はパーキングレンジのデータを今回のシフトポジションデータＭOLD に書き込み、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジを確定する。
【００３５】一方、車速が５〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合は、モータ２１の駆動方向を反転してもよいと判断し、前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーし、後進レンジを確定する。次に、出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５内の出力トルク指令値計算手段１５ａは、このようにして確定されたレンジが前進レンジ又はローレンジである場合は図示しない前進マップを、後進レンジである場合には図示しない後進マップを参照して出力トルク指令値を計算する。また、ニュートラルレンジ又はパーキングレンジである場合は、出力トルク指令値を０とし、それをモータ２１に対して出力する。
【００３６】前記出力トルク指令値計算手段１５ａにおいて出力トルク指令値を計算する場合、まず、図５の出力トルク指令値マップを参照して、アクセル開度が１００〔％〕の時のその時点の車速に対応する出力トルク指令値を計算する。次に、図６のトルク出力率マップを参照して、その時点のアクセル開度に対応するトルク出力率を算出する。
【００３７】そして、前記アクセル開度が１００〔％〕の時の出力トルク指令値にトルク出力率を乗ずることによって、出力トルク指令値を計算することができる。この場合、前進レンジと後進レンジでそれぞれ別の出力トルク指令値マップ及びトルク出力率マップが設定される。
ステップＳ１ アクセル開度計算手段１３ａがアクセルペダルの踏込量の信号からアクセル開度を計算する。
ステップＳ２ 車速計算手段１２ａが回転体の絶対的な位置の時間的な変化量から車速を計算するとともに、進行方向判断手段１６が進行方向を判断する。
ステップＳ３ レンジ判断手段１４ａに対し、シフトセンサ１４からのセンサ入力が行われる。
ステップＳ４ 出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５が、シフトセンサ１４からのセンサ入力が不定であるか否かを判断する。不定である場合はステップＳ５に、不定でない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ５ 不定時間計測用のタイマが計時した不定時間が１〔ｓｅｃ〕以上であるか否かを判断する。１〔ｓｅｃ〕以上である場合はステップＳ６に、１〔ｓｅｃ〕未満である場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ６ フェールセーフ処理を行う。
ステップＳ７ 前回のシフトポジションデータＭOLD に今回のシフトポジションデータＭNEW をコピーし、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ８ 不定時間計時用のタイマをリセットする。
ステップＳ９ 今回のシフトポジションデータＭNEW をセーブする。
ステップＳ１０ 今回のシフトポジションデータＭNEW がいずれのレンジのデータであるかを判断する。後進レンジのデータである場合はステップＳ１１に、前進レンジのデータ及びローレンジのデータである場合はステップＳ１５に、ニュートラルレンジのデータ及びパーキングレンジのデータである場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１１ 前回のシフトポジションデータＭOLD が後進レンジのデータであるか否かを判断する。後進レンジのデータである場合はステップＳ１３に、後進レンジのデータでない場合はステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２ 車速が５〔ｋｍ／ｈ〕以上であるか否かを判断する。５〔ｋｍ／ｈ〕以上である場合はステップＳ１４に、５〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３ シフトポジションデータＭOLD を後進レンジのデータにする。
ステップＳ１４ シフトポジションデータＭOLD をニュートラルレンジのデータ又はパーキングレンジのデータにする。
ステップＳ１５ 前回のシフトポジションデータＭOLD が前進レンジのデータ又はローレンジのデータであるか否かを判断する。前進レンジのデータ又はローレンジのデータである場合はステップＳ１７に、前進レンジのデータ又はローレンジのデータでない場合はステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６ 車速が−５〔ｋｍ／ｈ〕以下であるか否かを判断する。−５〔ｋｍ／ｈ〕以下である場合はステップＳ１４に、−５〔ｋｍ／ｈ〕より高い場合はステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７ シフトポジションデータＭOLD を前進レンジのデータ又はローレンジのデータにする。
ステップＳ１８ シフトポジションデータＭOLD がどのレンジのデータであるか否かを判断する。後進レンジのデータである場合はステップＳ１９に、ニュートラルレンジのデータ又はパーキングレンジのデータである場合はステップＳ２０に、前進レンジのデータ又はローレンジのデータである場合はステップＳ２１に進む。
ステップＳ１９ 出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５の出力トルク指令値計算手段１５ａは、後進マップを参照して出力トルク指令値を計算する。
ステップＳ２０ 出力トルク指令値を０とする。
ステップＳ２１ 出力トルク指令値・駆動方向計算手段１５の出力トルク指令値計算手段１５ａは、前進マップを参照して出力トルク指令値を計算する。
ステップＳ２２ 前記出力トルク指令値及び駆動方向をモータ２１に対して出力する。
【００３８】本実施例においては、前進走行レンジが前進レンジ及びローレンジで構成されるものとして説明しているが、ほかにセカンドレンジなども含むようにすることもできる。なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す電動車両の出力トルク制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。
【図３】本発明の実施例における電動車両の動作を示す第１のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例における電動車両の動作を示す第２のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例における電動車両の出力トルク指令値マップを示す図である。
【図６】本発明の実施例における電動車両のトルク出力率マップを示す図である。
【図７】従来の電動車両に使用されたシフトセンサの動作説明図である。
【符号の説明】
３ シフトレバー
１２ 車速検出手段
１３ アクセル開度検出手段
１４ シフトセンサ
１５ａ 出力トルク指令値計算手段
１５ｂ 駆動方向計算手段
１６ 進行方向判断手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 （ａ）車速を検出する車速検出手段と、（ｂ）アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、（ｃ）レンジを選択するレンジ選択手段と、（ｄ）選択されたレンジを検出するシフトセンサと、（ｅ）検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値を計算するとともに、前記シフトセンサからのセンサ入力の不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持し、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行う出力トルク指令値計算手段を有することを特徴とする電動車両。
【請求項２】 （ａ）車速を検出する車速検出手段と、（ｂ）アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、（ｃ）レンジを選択するレンジ選択手段と、（ｄ）選択されたレンジを検出するシフトセンサと、（ｅ）検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値を計算する出力トルク指令値計算手段と、（ｆ）電動車両の進行方向を判断する進行方向判断手段と、（ｇ）前進走行レンジと後進走行レンジ間のレンジの切替えを、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上である時に禁止する駆動方向計算手段を有することを特徴とする電動車両。
【請求項１】 （ａ）車速を検出する車速検出手段と、（ｂ）アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、（ｃ）レンジを選択するレンジ選択手段と、（ｄ）選択されたレンジを検出するシフトセンサと、（ｅ）検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値を計算するとともに、前記シフトセンサからのセンサ入力の不定時間があらかじめ設定された時間より短い場合には前回のレンジを維持し、あらかじめ設定された時間以上になるとフェールセーフ処理を行う出力トルク指令値計算手段を有することを特徴とする電動車両。
【請求項２】 （ａ）車速を検出する車速検出手段と、（ｂ）アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、（ｃ）レンジを選択するレンジ選択手段と、（ｄ）選択されたレンジを検出するシフトセンサと、（ｅ）検出した車速及びアクセル開度から出力トルク指令値を計算する出力トルク指令値計算手段と、（ｆ）電動車両の進行方向を判断する進行方向判断手段と、（ｇ）前進走行レンジと後進走行レンジ間のレンジの切替えを、車速の絶対値があらかじめ設定された値以上である時に禁止する駆動方向計算手段を有することを特徴とする電動車両。
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開平６−９８４２０
【公開日】平成６年（１９９４）４月８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−２４４７７０
【出願日】平成４年（１９９２）９月１４日
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【上記１名の代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠 （外２名）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【上記１名の代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠 （外１名）
【公開日】平成６年（１９９４）４月８日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）９月１４日
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【上記１名の代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠 （外２名）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【上記１名の代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠 （外１名）
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