(57)【要約】  効率マップ生成装置（１００）は、移動体の駆動輪に接続された複数個のモータ（Ｍ）の効率マップを生成し、複数個のモータ（Ｍ）に対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出部（１１１）と、全トルク指令値に基づいて、複数個のモータ（Ｍ）の各々に対し複数の組み合わせでトルクを配分するトルク配分部（１１２）と、モータ（Ｍ）の消費電力を検出する消費電力検出部（１１３）と、モータ（Ｍ）の回転数を検出する回転数検出部（１０３）と、複数の組み合わせにおけるトルク、消費電力、および回転数に基づいてモータ効率マップ（１１５）を生成する効率マップ生成部（１１４）と、を備える。
2012120681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置であって、
前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出手段と、
前記全トルク指令値に基づいて、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせでトルクを配分するトルク配分手段と、
前記モータの消費電力を検出する消費電力検出手段と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成手段と、
を備えたことを特徴とする効率マップ生成装置。
【請求項２】
前記トルク配分手段は、前記モータに接続された複数の駆動輪のうち一部または全部を選択することにより、前記複数の組み合わせの前記トルクを配分することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項３】
前記トルク配分手段は、前記移動体を走行させたときに、前記全トルク指令値が一定であり、前記移動体の重心まわりのヨーモーメントが０である条件下において、トルクを配分し、
前記効率マップ生成手段は、前記条件下において前記効率マップを生成することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項４】
前記トルク配分手段は、前記複数の組み合わせにおいて、前記組み合わせの２つの点における前記モータの効率の差異が所定未満の場合は、前記２つの点の間隔を長くし、前記２つの点における前記モータの効率の差異が所定以上の場合は、前記２つの点の間隔を短くする組み合わせとすることを特徴とする請求項２に記載の効率マップ生成装置。
【請求項５】
前記効率マップは、前記モータに接続されるインバータも含んだ効率マップであることを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項６】
前記効率マップ生成手段は、前記モータの力行効率マップを生成し、当該力行効率マップを回生効率マップに変換する変換手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項７】
移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置の効率マップ生成方法であって、
前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出工程と、
前記全トルク指令値に基づいて、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせでトルクを配分するトルク配分工程と、
前記モータの消費電力を検出する消費電力検出工程と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出工程と、
前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成工程と、
を含むことを特徴とする効率マップ生成方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体に設けられるモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置、効率マップ生成方法、およびプログラムに関する。ただし、この発明の利用は、上述した効率マップ生成装置、効率マップ生成方法、およびプログラムには限られない。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体である電気自動車（ＥＶ）にモータを設け、駆動輪（車輪）を駆動する構成において、効率マップを用いてモータを効率的に制御するものとして、下記の各技術が開示されている。【０００３】
一つめの技術は、電池の充電状態（ＳＯＣ）に応じて効率マップを選択し、選択された効率マップに基づき効率が最良となるようギヤ段を選択する。そして、ＳＯＣの変化に伴いモータの出力特性が変化し、実際の効率マップが変化した場合でも、変化後の効率マップまたはこれに近い効率マップによりギヤ段を選択でき、常に電気自動車の駆動装置のトータル効率を最良にすることができるというものである（下記特許文献１参照。）。【０００４】
二つめの技術は、走行モータの力行時のモータ効率がモータ回転速度Ｎmotと、モータトルクＴmotとに基づいて、予め実験により効率マップとして設定され、モータ単体効率Ｅmotはモータ回転速度ＮmotとモータトルクＴmotに応じて効率マップより求めている。そして、走行モータの回生制動時のモータ効率についても同様に予め実験により設定され、回生制動時にはこの効率マップからモータ単体効率Ｅmotを求めている（下記特許文献２参照。）。【０００５】
三つめの技術は、有効磁束に関する複数の回転電機効率ηマップを有し、要求回転数および要求トルクにおける効率値（回転電機の出力パワー／入力パワー）を複数の回転電機効率ηマップより取得し、複数の回転電機効率ηマップより得られる複数の効率値のうち最も効率の高い値を示す有効磁束を選択するというものである（下記特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１６８１０９号公報
【特許文献２】特開２００１−２３１１０２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１３４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１〜３に記載の技術は、モータの効率マップの生成について具体的な開示がない。いずれの技術も予め効率マップを用意して運用する構成であり、実際の走行中に効率マップを生成、あるいは更新することができなかった。【０００８】
また、特許文献１〜３のいずれも、単一のモータで移動体を駆動する構成であり、複数のモータに対するトルク配分を変化させながら各モータに個別の効率マップを運用するという思想がなく、駆動輪毎にモータを設け、独立したモータ制御を行う移動体には適用できない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる効率マップ生成装置は、移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置であって、前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出手段と、前記全トルク指令値に基づいて、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせでトルクを配分するトルク配分手段と、前記モータの消費電力を検出する消費電力検出手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成手段と、を備えたことを特徴とする。【００１０】
また、この発明にかかる効率マップ生成方法は、移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置の効率マップ生成方法であって、前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出工程と、前記全トルク指令値に基づいて、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせでトルクを配分するトルク配分工程と、前記モータの消費電力を検出する消費電力検出工程と、前記モータの回転数を検出する回転数検出工程と、前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成工程と、を含むことを特徴とする。【００１１】
また、この発明にかかるプログラムは、上記に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる効率マップ生成装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、効率マップ生成装置による効率マップ生成処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、移動体の構成を示す概要図である。
【図４】図４は、効率マップ生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５−１】図５−１は、単相モータの消費電力取得にかかる構成を示す図である。
【図５−２】図５−２は、三相モータの消費電力取得にかかる構成を示す図である。
【図５−３】図５−３は、モータの回転数取得にかかる構成を示す図である。
【図６】図６は、４輪駆動の移動体モデルを示す説明図である。
【図７】図７は、ユークリッド空間中のトルク範囲立方体Ｂと、平面ＣとＤで挟まれた領域Ｅと、切断面Ａを示す図である。
【図８】図８は、トルクＴ１−Ｔ２平面上の離散化ポイントを示す図である。
【図９−１】図９−１は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その１）。
【図９−２】図９−２は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その２）。
【図９−３】図９−３は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その３）。
【図９−４】図９−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その４）。
【図１０】図１０は、モータ力行効率のトルク依存性を示す図である。
【図１１−１】図１１−１は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その１）。
【図１１−２】図１１−２は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その２）。
【図１１−３】図１１−３は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その３）。
【図１１−４】図１１−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その４）。
【図１２】図１２は、実施例１による効率マップ生成処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施例２によるトルクＴ１−Ｔ２平面上の離散化ポイントを示す図である。
【図１４−１】図１４−１は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その１）。
【図１４−２】図１４−２は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その２）。
【図１４−３】図１４−３は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その３）。
【図１４−４】図１４−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その４）。
【図１５】図１５は、モータ力行効率のトルク依存性を示す図である。
【図１６−１】図１６−１は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その１）。
【図１６−２】図１６−２は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その２）。
【図１６−３】図１６−３は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その３）。
【図１６−４】図１６−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その４）。
【図１７】図１７は、実施例２による効率マップ生成処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態２による回生トルク配分を示す図である。
【図１９−１】図１９−１は、回生トルク発生時のモータ効率マップ上でのトルク範囲を示す図である。
【図１９−２】図１９−２は、モータ効率マップの高トルク領域の取得を示す図である。
【図２０】図２０は、４輪駆動の移動体モデルを示す説明図である。
【図２１】図２１は、ユークリッド空間中のトルク範囲立方体Ｂ’と、平面Ｃ’とＤ’で挟まれた領域Ｅ’と切断面Ａを示す図である。
【図２２】図２２は、トルクＴ１−Ｔ２平面上の離散化ポイントを示す図である。
【図２３−１】図２３−１は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その１）。
【図２３−２】図２３−２は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その２）。
【図２３−３】図２３−３は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その３）。
【図２３−４】図２３−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その４）。
【図２４】図２４は、モータ力行／回生効率のトルク依存性を示す図である。
【図２５−１】図２５−１は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その１）。
【図２５−２】図２５−２は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その２）。
【図２５−３】図２５−３は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その３）。
【図２５−４】図２５−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である（その４）。
【図２６】図２６は、実施の形態２による効率マップ生成処理を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、回生効率マップ生成の他の手法を示す図である。
【図２８】図２８は、力行効率と回生効率の対応関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる効率マップ生成装置、効率マップ生成方法、およびプログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の説明において、「回転速度」とは「駆動輪回転速度」であることとして説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
（効率マップ生成装置の構成）
図１は、実施の形態１にかかる効率マップ生成装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる効率マップ生成装置１００は、移動体を走行させながら複数の駆動輪に対するトルク配分を制御し、駆動輪を駆動するモータの効率マップを生成（および更新）する。効率マップの情報は、モータの回転速度に対するトルクの特性である。
【００１５】
トルク配分制御部１０１は、移動体に設けられる複数個ｎのモータＭ１〜Ｍｎに対するトルク配分を制御する。このトルク配分制御部１０１は、移動体の駆動を統括制御するコントローラ（ＥＣＵ）の一部の構成として設けられている。
【００１６】
複数のモータＭ１〜Ｍｎは、直流電源の電源供給を受け、インバータ回路（ＩＮＶ）１０２は、トルク配分制御部１０１の制御信号Ｓに基づき、配分された各トルクで各モータＭ１〜Ｍｎを駆動する。
【００１７】
モータＭ１〜Ｍｎの回転数は、回転数検出部１０３によってそれぞれ検出され、トルク配分制御部１０１に出力される。また、モータＭ１〜Ｍｎの各電源ライン上において、インバータ回路１０２の前段には電圧検出部１０４と、電流検出部１０５が設けられ、それぞれ検出した電圧と電流はトルク配分制御部１０１に出力される。
【００１８】
トルク配分制御部１０１は、全トルク指令値検出部１１１と、トルク配分部１１２と、消費電力検出部１１３と、効率マップ生成部１１４と、モータ効率マップ１１５とによって構成される。
【００１９】
全トルク指令値検出部１１１は、移動体を駆動するための全トルク指令値を取得する。すなわち、駆動輪にそれぞれ設けられた複数個ｎのモータＭ（Ｍ１，Ｍ２，…Ｍｎ）を駆動するためにアクセルペダル操作により入力された全トルク指令値に基づき、移動体を駆動する駆動力を算出する。なお、この実施形態において、複数個のモータＭは、同じ種類のモータを使用することを前提として説明する。
【００２０】
トルク配分部１１２は、全トルク指令値検出部１１１で検出された全トルク指令値に基づいて、複数個ｎのモータＭ１〜Ｍｎの各々に対して複数の組み合わせでトルクを配分し、制御信号Ｓによりインバータ回路１０２を介して配分したトルク配分値で各モータＭ１〜Ｍｎを駆動する。
【００２１】
効率マップ生成部１１４は、トルク配分部１１２により配分された複数の組み合わせにおけるトルク配分値と、消費電力検出部１１３で検出された各モータＭ１〜Ｍｎの消費電力と、回転数検出部１０３で検出された各モータＭ１〜Ｍｎの回転数に基づいて各モータＭ１〜Ｍｎのモータ効率マップ１１５を生成する。このモータ効率マップ１１５はメモリに記憶される。
【００２２】
（効率マップ生成処理について）
図２は、効率マップ生成装置による効率マップ生成処理の手順を示すフローチャートである。はじめに、全トルク指令値検出部１１１により、駆動輪にそれぞれ設けられた複数個のモータＭ１〜Ｍｎを駆動するためにアクセルペダルから入力された全トルク指令値Ｔを検出する（ステップＳ２０１）。
【００２３】
以下に説明する処理により効率マップを生成する際には、モータ効率マップ生成モードにして行う。このモータ効率マップ生成モードは、モータを搭載する移動体におけるモータ効率向上のために行うものであり、任意の時期あるいは定期的に行うことができる。たとえば、移動体の出荷後の試運転時、表示されている燃費が悪いと感じたとき、等にユーザが任意に行ったり、効率マップ生成装置１００がある一定時間経過毎（たとえば１ヶ月毎）に起動要求をユーザに報知して行うことができる。このモータ効率マップ生成モード時には、
１．移動体は一定速度で走行させる。
２．移動体の重心まわりのモーメントを０にする。
以上の２つを条件とする。
【００２４】
つぎに、トルク配分部１１２は、全トルク指令値検出部１１１で検出された全トルク指令値に基づいて、複数個ｎのモータＭ１〜Ｍｎの各々に対して複数の組み合わせでトルク配分する（ステップＳ２０２）。このトルク配分は、初期値であり予め定めた配分割合とする（たとえば全モータＭ１〜Ｍｎに対して均等にトルクを配分する等）。この際、消費電力検出部１１３により、モータＭ１〜Ｍｎの消費電力を検出し（ステップＳ２０３）、回転数検出部１０３により各モータＭ１〜Ｍｎの回転数を検出する（ステップＳ２０４）。
【００２５】
これにより、効率マップ生成部１１４は、トルク配分部１１２により配分された複数の組み合わせにおけるトルクと、消費電力検出部１１３で検出された各モータＭ１〜Ｍｎの消費電力と、回転数検出部１０３で検出された各モータＭ１〜Ｍｎの回転数に基づいて、あるトルク配分における各モータＭ１〜Ｍｎのモータ効率マップ１１５を生成する（ステップＳ２０５）。厳密には効率マップ生成のための情報である、モータ効率のトルク依存特性を得ることができる。
【００２６】
そして、上記条件１．２．を満たしながら、トルク配分部１１２により、モータＭ１〜Ｍｎに対するトルク配分の割合を異なるトルク配分に変化させる（ステップＳ２０６）。このトルク配分の変化は、たとえば駆動輪（モータ数）が４のとき、駆動輪を４輪選択した場合（１通り）、３輪を選択した場合（４通り）、２輪の選択（６通り）、１輪だけの選択（４通り）、で示される駆動輪選択でトルク配分を変化させることができる。すなわち、アクセルペダル踏み込み量で設定されるある一定な全トルク指令値に対して、一つのモータあたり４種類のトルク値のデータを得ることができる。
【００２７】
そして、効率マップ生成完了までの間は（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０２に戻り、上記条件１．２．を満たしながら、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０６の処理を継続して行う。これにより、ある一定速度でトルク配分を変えたときのモータ効率マップ１１５生成の情報（マップ上のプロット点）を得ることができる。
【００２８】
上述の説明では、ある一定速度についての処理を説明したが、この一定速度を異なる速度に変化させて、この新たな一定速度についても同様に処理を行う。そして、速度別にトルク配分が異なる情報を全て得ることにより、モータ効率マップ１１５の生成が完了し（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００２９】
以上説明した実施の形態１にかかる効率マップ生成装置１００は、実際に移動体を走行させて複数のモータのモータ効率マップ１１５を生成する。これにより、複数のモータＭ１〜Ｍｎが搭載された移動体を実際に走行駆動させたモータ効率マップ１１５を得ることができ、モータ効率マップ１１５の信頼性を向上できるようになる。このモータ効率マップ１１５は、各モータＭ１〜Ｍｎに対するトルク配分を変化させて生成しているため、モータ効率のトルク依存特性をモータ効率マップ１１５上に正確に反映させることができる。そして、生成されたモータ効率マップ１１５を用いることにより、以降の走行時にモータを高効率で制御でき、燃費向上できるようになる。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態１では、モータ効率マップ１１５を移動体を走行させながら生成する構成としたが、予め所定のモータ効率マップ１１５を用意し、走行時にこれを読みながら、データを更新する構成とすることもできる。また、同一の車種で異なる移動体であれば他の移動体で生成されたモータ効率マップ１１５をそのまま利用することも可能である。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
以下に、本発明の実施例１について説明する。本実施例１では、４つの駆動輪にそれぞれ組み込まれ、独立して駆動されるインホイール型のモータを搭載した車両等の移動体に効率マップ生成装置を適用した場合の一例について説明する。この場合、モータＭの個数は、Ｍ１〜Ｍ４の４個を用いる。モータＭとしては、三相交流モータやＤＣモータを用いることができる。以下の実施例では４つの駆動輪に同一のモータを用いる。なお、後述のように、駆動輪は、４つに限られず、２つ、３つ、あるいは５つ以上にも本発明を適用することが可能である。【００３２】
（移動体の構成）
図３は、移動体の構成を示す概要図である。移動体３００は、左右の前駆動輪ＦＬ，ＦＲと、左右の後駆動輪ＲＬ，ＲＲを有する４輪駆動車である。これら４つの各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それぞれインホイール型のモータＭ１〜Ｍ４が設けられ、独立に駆動される。【００３３】
これらモータＭ１〜Ｍ４には、それぞれモータ駆動用のインバータ回路ＩＮＶが設けられ、各インバータ回路ＩＮＶはコントローラ（ＥＣＵ）３０１の制御に基づき、モータＭ１〜Ｍ４を駆動する。このコントローラ３０１には各種情報が入力され、トルク配分された結果、各モータＭ１〜Ｍ４を駆動する。【００３４】
コントローラ３０１に対する入力としては、以下がある。ハンドル３０２からは操舵角が入力される。アクセルペダル３０３からは、全トルク指令値が入力される。ブレーキペダル３０４からはブレーキ量が入力される。サイドブレーキ３０５からはサイドブレーキ量が入力される。ギヤ３０６からはＲ，Ｎ，Ｄ等のシフトポジションが入力される。【００３５】
また、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それぞれ回転速度Ｖを検出するセンサ３０７ａ〜３０７ｄが設けられ、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒがコントローラ３０１に入力される。また、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それぞれタイヤが地面から受ける垂直抗力Ｎを検出するセンサ３０８ａ〜３０８ｄが設けられ、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの垂直抗力Ｎｆｌ、Ｎｆｒ，Ｎｒｌ，Ｎｒｒがコントローラ３０１に入力される。【００３６】
また、移動体３００には、加速度センサ３０９が設けられ、検出した加速度がコントローラ３０１に入力される。また、移動体３００には、ヨーレートセンサ３１０が設けられ、検出したヨーレートがコントローラ３０１に入力される。【００３７】
コントローラ３０１は、上記の入力に基づき、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを駆動する。駆動のための制御信号は、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ毎に適切にトルク配分され、インバータ回路ＩＮＶを介して各モータＭ１〜Ｍ４に供給される。【００３８】
バッテリ３１２は、移動体３００全体に対して電源供給する。特に、インバータ回路ＩＮＶを介して各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのモータＭ１〜Ｍ４を駆動するための駆動源となる。このバッテリ３１２としては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などが適用される。【００３９】
上記のインバータ回路ＩＮＶは、移動体３００の回生時に、モータＭ１〜Ｍ４が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリ３１２へ供給することができる。この回生とは、移動体３００を運転するドライバによるブレーキペダル３０４の操作による発電や、走行中にアクセルペダル３０３の踏み込みを緩和することによる発電を示す。【００４０】
（効率マップ生成装置のハードウェア構成）
つぎに、効率マップ生成装置４００のハードウェア構成について説明する。図４は、効率マップ生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図４において、効率マップ生成装置４００は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、通信Ｉ／Ｆ４１５、ＧＰＳユニット４１６、各種センサ４１７を備えている。各構成部４０１〜４１７は、バス４２０によってそれぞれ接続されている。【００４１】
ＣＰＵ４０１は、効率マップ生成装置４００の全体の制御を司る。ＲＯＭ４０２は、ブートプログラム、トルク配分プログラムなどのプログラムが記録され、また、モータ効率マップなどを保持することができる。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用される。すなわち、ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０３をワークエリアとして使用しながら、ＲＯＭ４０２に記録されたプログラムを実行することによって、効率マップ生成装置４００の全体の制御を司る。【００４２】
通信Ｉ／Ｆ４１５は、無線を介してネットワークに接続され、効率マップ生成装置４００およびＣＰＵ４０１のインターフェースとして機能する。ネットワークとして機能する通信網には、公衆回線網や携帯電話網、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＬＡＮ、ＷＡＮなどがある。通信Ｉ／Ｆ４１５は、たとえば、公衆回線用接続モジュールやＥＴＣユニット、ＦＭチューナー、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）／ビーコンレシーバなどである。【００４３】
ＧＰＳユニット４１６は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、移動体の現在位置を示す情報を出力する。ＧＰＳユニット４１６の出力情報は、後述する各種センサ４１７の出力値とともに、ＣＰＵ４０１による移動体の現在位置の算出に際して利用される。現在位置を示す情報は、たとえば、緯度・経度、高度などの、地図データ上の１点を特定する情報である。【００４４】
モータ効率マップ１１５を移動体外部のサーバ等から取得する場合は、通信Ｉ／Ｆ４１５を用いる。各種センサ４１７については、車体速度と垂直抗力の検出に用いる。車体速度は、たとえば以下の方法により検出する。
１．加速度センサの出力を積分
２．非駆動輪の回転速度から算出
３．光学的な位置センサから算出【００４５】
また、垂直抗力を検出するためには、各タイヤにそれぞれ設けた荷重センサを用いるか、あるいは以下の方法により検出する。
１．加速度センサ出力から重心位置のずれを求めて、前輪と後輪の荷重バランスを算出
２．角速度センサ出力から重心位置のずれを求めて、右輪と左輪の荷重バランスを算出
３．傾斜センサ(ジャイロ)出力から重心位置のずれを求めて、前輪と後輪および右輪と左輪の荷重バランスを算出【００４６】
図１に示した効率マップ生成装置１００のトルク配分制御部１０１の各構成は、上述した効率マップ生成装置４００におけるＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、等に記録されたプログラムやデータを用いて、ＣＰＵ４０１が所定のプログラムを実行し、効率マップ生成装置４００における各部を制御することによってその機能を実現する。【００４７】
つぎに、モータの消費電力取得にかかる構成を説明する。図１に示した消費電力検出部１１３における消費電力検出のための情報は、図示のように電流計と電圧計の検出出力を用いることができる。【００４８】
図５−１は、単相モータの消費電力取得にかかる構成を示す図である。モータＭに直列に電流計Ｉを設け、並列に電圧計Ｕを設けてそれぞれ瞬時電流Ｉと瞬時電圧Ｕを検出する。消費電力検出部１１３では、消費電力Ｐ＝（瞬時電力Ｉ×瞬時電圧Ｕ）の積分、により求める。【００４９】
図５−２は、三相モータの消費電力取得にかかる構成を示す図である。２電力計法により、モータＭの２相に直列に電流計Ｉ１，Ｉ２を設け、２相間に並列に電圧計Ｕ１，Ｕ２を設けてそれぞれ瞬時電流Ｉ１，Ｉ２と瞬時電圧Ｕ１，Ｕ２を検出する。消費電力検出部１１３では、消費電力Ｐ＝Ｐ１（瞬時電力Ｉ１×瞬時電圧Ｕ１）の積分＋Ｐ２（瞬時電力Ｉ２×瞬時電圧Ｕ２）の積分により求める。【００５０】
図５−３は、モータの回転数取得にかかる構成を示す図である。図示の構成例は、光学式パルスエンコーダであり、モータＭの回転軸にスリット板５００を設け、このスリット板５００の一方からＬＥＤ５０１から光を照射させ、スリット板５００の他方でＬＥＤ５０１の光、すなわち回転するスリット板５００を透過したパルス光を受光素子（ＰＤ）５０２で受光する。受光素子５０２で検出したパルス光は、図１に示した回転数検出部１０３に出力され、回転数検出部１０３は、単位時間あたりのパルス数に基づきモータＭの回転数を検出する。【００５１】
モータの回転数取得の構成は、図５−３に示した構成に限らず、他に磁気式パルスエンコーダを用いたり、レゾルバを用いる等、各種方法が考えられる。【００５２】
（モータ効率マップ生成の概要）
つぎに、モータ効率マップ生成の概要について説明する。図６は、４輪駆動の移動体モデルを示す説明図である。タイヤ有効半径ｒ＝０．２２ｍ、最大モータトルク＝１００Ｎｍ、車両中心軸と前輪との距離（ＷＦ）＝０．６０ｍ、車両中心軸と後輪との距離（ＷＲ）＝０．４０ｍ、トレッド幅前後比ρ＝ＷＦ／ＷＲ＝１．５である。【００５３】
そして、現在の車輪速度Ｖ＝４０ｋｍ／ｈ＝１１．１１ｍ／ｓとすると、各車輪の回転数は、ω＝Ｖ／ｒ＝５０．５０５ｒａｄ／ｓとなる。また、ドライバのアクセル操作による全トルク指令値から車両にかかる駆動力Ｆ＝５００Ｎとする。【００５４】
各駆動輪で発生する駆動力の総和が移動体にかかる駆動力Ｆに一致する。
Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＝Ｆ
車両にかかる重心まわりのヨーモーメントが０であれば、
Ｗ１×Ｆ１＋Ｗ２×Ｆ２＋Ｗ３×Ｆ３＋Ｗ４×Ｆ４＝０となる。【００５５】
各車輪のモータが発生するトルクに換算すると、以下のような４元一次連立方程式となる。
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＝ｒ×Ｆ  …（方程式１．１）
Ｗ１×Ｔ１＋Ｗ２×Ｔ２＋Ｗ３×Ｔ３＋Ｗ４×Ｔ４＝０  …（方程式１．２）
（Ｗ１−Ｗ４）×Ｔ１＋（Ｗ２−Ｗ４）×Ｔ２＋（Ｗ３−Ｗ４）×Ｔ３＋ｒ×Ｆ×Ｗ４＝０【００５６】
図７は、ユークリッド空間中のトルク範囲立方体Ｂと、平面ＣとＤで挟まれた領域Ｅと、切断面Ａを示す図である。領域Ｅがモータのトルク値が取り得る領域を示す。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、それぞれトルク軸である。
ここで、Ｗ１＝＋ＷＦ、Ｗ２＝−ＷＦ、Ｗ３＝＋ＷＲ、Ｗ４＝−ＷＲとすると、
（１＋ＷＦ／ＷＲ）×Ｔ１＋（１−ＷＦ／ＷＲ）×Ｔ２＋２×Ｔ３＝ｒ×Ｆ
（１＋ρ）×Ｔ１＋（１−ρ）×Ｔ２＋２×Ｔ３＝ｒ×Ｆ  …平面Ａ【００５７】
ここで、各車輪のモータは、全て同等の仕様を持つと仮定すると、各車輪を駆動するモータが発生できるトルク範囲は、以下の連立不等式で示される。
０＜Ｔ１＜１００、０＜Ｔ２＜１００、０＜Ｔ３＜１００、０＜Ｔ４＜１００【００５８】
０＜Ｔ１＜１００、０＜Ｔ２＜１００、０＜Ｔ３＜１００  …立方体Ｂ
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＝ｒ×Ｆ          …平面Ｃ
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＝ｒ×Ｆ−１００  …平面Ｄ【００５９】
上記の連立不等式は、立方体Ｂの内部でかつ平面ＣとＤで挟まれた領域Ｅを示す。したがって、各車輪のモータは、平面Ａで切り取られた領域Ｅの切断面上の任意の点（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）のトルク値を取ることができる。【００６０】
図８は、トルクＴ１−Ｔ２平面上の離散化ポイントを示す図であり、図９−１〜図９−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である。平面ＡのＴ１，Ｔ２面への射影を領域８０１で示す。この領域８０１のうち領域ＥのＴ１−Ｔ２面への射影を領域８０２で示した。そして、Ｔ１−Ｔ２面上をΔＴ＝１０Ｎｍで離散化した。たとえば、図９−１のようにＴ１＝３０Ｎｍのとき、領域Ｅに含まれるポイントは、図９−２のようにＴ２＝０、１０、２０、３０、４０Ｎｍ（図示の●）である。このとき、平面Ａの方程式および方程式（１．１）からそれぞれ、図９−３のようにＴ３＝１７．５、２０、２２．５、２５、２７．５Ｎｍ、図９−４のようにＴ４＝６２．５、５０、３７．５、２５、１２．５Ｎｍである。【００６１】
つぎに、車輪速度Ｖ＝４０ｋｍ／ｈ、すなわち、ω＝５０．５０５ｒａｄ／ｓのとき、上述したトルク配分のポイントで、それぞれのモータ効率を測定する。たとえば、Ｔ１＝３０Ｎｍ、Ｔ２＝２０Ｎｍ、Ｔ３＝２２．５Ｎｍ、Ｔ４＝３７．５Ｎｍと分配したとき、各モータの電流と電圧から瞬時消費電力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を計測する。このとき、各モータの力行効率ηｉ＝Ｔｉ×（ω／Ｐｉ）となる。【００６２】
図１０は、モータ力行効率のトルク依存性を示す図である。Ｔ２＝０〜４０Ｎｍまで変化させたとき、モータ２の力行効率η２のトルク依存性を示す。【００６３】
つぎに、車速が任意の離散化ΔＶ＝１０ｋｍ／ｈ分だけ変化したときに、同様の手順でモータ力行効率を計測し、これを車速毎に繰り返すと、効率マップ全体を構築することができる。図１１−１〜図１１−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である。【００６４】
そして、複数個のモータＭが同じ種類のモータを使用する場合は、図１１−１〜図１１−４で生成された効率マップを１つの効率マップに合体させることにより、効率マップを高速に生成することが可能となる。つまり、モータ効率マップは駆動輪毎ではなく、モータの種類毎に生成されるからである。【００６５】
（効率マップ生成装置による効率マップ生成処理）
図１２は、実施例１による効率マップ生成処理を示すフローチャートである。本実施例の効率マップ生成装置４００による効率マップ生成処理について説明する。下記の処理は効率マップ生成装置４００のＣＰＵ４０１（図３のコントローラ３０１）が実行処理する。【００６６】
はじめに、効率マップ生成モードへの移行指示があると、効率マップ生成装置４００は、効率マップ生成モードに移行してよい状況か判断する（ステップＳ１２０１）。たとえば、効率マップ生成に必要なデータを収集するまでの期間、一定速度で走行可能な状態であるかを判断する。より具体的には、地図情報や渋滞情報を取得し、今後の走行経路が所定期間、直線道路である一定速度で走行可能であるかを判断する。効率マップ生成モードに移行してよい状況であれば（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０２以下の処理を実行し、効率マップ生成モードに移行できない状況であれば（ステップＳ１２０１：Ｎｏ）、モード移行を中止し、終了する。【００６７】
効率マップの生成処理が開始されると（ステップＳ１２０２）、はじめに、アクセルペダル操作による全トルク指令値から車両の駆動力Ｆ［Ｎ］を算出する（ステップＳ１２０３）。そして、算出された駆動力に基づいて、上記方程式（１．１）および平面の方程式Ａを決定する。そして、駆動力に基づいて、力行トルク範囲を示す領域Ｅを決定する。そして、領域Ｅに含まれる平面Ａの切断面を算出し、射影領域を算出する（ステップＳ１２０４）。【００６８】
つぎに、射影領域内のトルクについて、ある一定基準で離散化し、平面の方程式Ａおよび方程式（１．１）から、各モータのトルク配分を決定する（ステップＳ１２０５）。そして、決定したトルク配分で各モータのインバータ回路ＩＮＶに、トルク指令値を与える（ステップＳ１２０６）。この各モータのトルク指令値は、タイヤ有効半径を考慮して決定する。この際、各モータの電流を計測する（ステップＳ１２０７）。【００６９】
そして、各モータの回転数を計測する（ステップＳ１２０８）。そして、各モータのトルクと回転数から仕事率を算出する（ステップＳ１２０９）。【００７０】
また、ステップＳ１２０８の処理と並行して、各モータの電圧を計測する（ステップＳ１２１０）。そして、各モータの電流と電圧から消費電力を算出する（ステップＳ１２１１）。【００７１】
この後、ステップＳ１２０９により算出された仕事率と、ステップＳ１２１１により算出された消費電力から力行効率を算出する（ステップＳ１２１２）。そして、力行効率のトルクおよび回転数の依存性データ（図１１−１〜図１１−４）が揃ったか判断し（ステップＳ１２１３）。揃っていなければ（ステップＳ１２１３：Ｎｏ）、トルク配分を変えたデータを収集すべくステップＳ１２０５以下の処理を繰り返し、力行効率のトルクおよび回転数の依存性データが揃えば（ステップＳ１２１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。【００７２】
上記の実施例１では、移動体を走行させながら速度一定とし、重心まわりのヨーモーメントを０にする条件の元で、各モータのトルク配分を変化させることにより、ある回転数（走行時の車速）におけるモータ効率のトルク依存性を計測可能となる。これを各回転数で計測することにより、移動体の効率マップを自車で容易に生成することができるようになる。【００７３】
（実施例２）
本実施例２では、効率マップの生成をより効率的に行う構成である。上記図１０に示したように、モータはトルクに対する力行の特性（効率曲線）の変化が急であったり、穏やかであったりする。このため、変化が穏やかな箇所では、離散の間隔を粗くし、変化が急な箇所では離散の間隔を密にし、離散の間隔を効率曲線の変化に応じて変更する構成とする。この際、離散化された隣接する一対のモータの効率の差異が所定未満であるか否か所定の閾値を用いて判断する。【００７４】
実施例２における４輪駆動の移動体モデルは図６同様であるとする。また、図７に示した、ユークリッド空間中のトルク範囲立方体Ｂと、平面ＣとＤで挟まれた領域Ｅ、切断面Ａの関係についても同様であるとする。【００７５】
図１３は、実施例２によるトルクＴ１−Ｔ２平面上の離散化ポイントを示す図である。平面ＡのＴ１，Ｔ２面への射影を領域１３０１で示す。この領域１３０１のうち領域ＥのＴ１−Ｔ２面への射影を領域１３０２で示した。効率マップ上での効率変化は、周辺部で急峻であり、中心部で穏やかとなるため、トルク離散化の差分を周辺部では密に、中心部は疎にすることにより、効率的な計測が可能になる。【００７６】
たとえば、Ｔ１＝３０Ｎｍのとき、領域Ｅに含まれるポイントをＴ２＝０、４、１０、１８、３０Ｎｍとする。このとき、平面Ａの方程式および方程式（１．１）からそれぞれ、Ｔ３＝１７．５、１８．５、２０、２２．２５Ｎｍ、Ｔ４＝６２．５、５７．５、５０、４０、２５Ｎｍが得られる。【００７７】
図１４−１〜図１４−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である。これら各モータ効率マップは、上記の粗密で離散化したポイントを示してある。【００７８】
つぎに、車輪速度Ｖ＝４０ｋｍ／ｈ、すなわち、ω＝５０．５０５ｒａｄ／ｓのとき、上述したトルク配分のポイントで、それぞれのモータ効率を測定する。たとえば、Ｔ１＝３０Ｎｍ、Ｔ２＝１８Ｎｍ、Ｔ３＝２２Ｎｍ、Ｔ４＝４０Ｎｍと分配したとき、各モータの電流と電圧から瞬時消費電力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を計測する。このとき、各モータの力行効率ηｉ＝Ｔｉ×（ω／Ｐｉ）となる。【００７９】
図１５は、モータ力行効率のトルク依存性を示す図である。Ｔ２＝０〜４０Ｎｍまで変化させたとき、モータ２の力行効率η２のトルク依存性を示す。図示のように、変化が穏やかな箇所では、間隔を粗くし、変化が急な箇所では間隔を密にすることで、必要十分な離散化ポイントで滑らかな効率マップを生成できるようになる。【００８０】
つぎに、車速が任意の離散化ΔＶ＝１０ｋｍ／ｈ分だけ変化したときに、同様の手順でモータ力行効率を計測し、これを車速毎に繰り返すと、効率マップ全体を構築することができる。図１６−１〜図１６−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である。そして、複数個のモータＭが同じ種類のモータを使用する場合は、図１６−１〜図１６−４で生成された効率マップを１つの効率マップに合体させることにより、効率マップを高速に生成することが可能となる。【００８１】
（効率マップ生成装置による効率マップ生成処理）
図１７は、実施例２による効率マップ生成処理を示すフローチャートである。本実施例の効率マップ生成装置４００による効率マップ生成処理について説明する。下記の処理は効率マップ生成装置４００のＣＰＵ４０１（図３のコントローラ３０１）が実行処理する。【００８２】
はじめに、効率マップ生成モードへの移行指示があると、効率マップ生成装置４００は、効率マップ生成モードに移行してよい状況か判断する（ステップＳ１７０１）。たとえば、効率マップ生成に必要なデータを収集するまでの期間、一定速度で走行可能な状態であるかを判断する。より具体的には、地図情報や渋滞情報を取得し、今後の走行経路が所定期間、直線道路である一定速度で走行可能であるかを判断する。効率マップ生成モードに移行してよい状況であれば（ステップＳ１７０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７０２以下の処理を実行し、効率マップ生成モードに移行できない状況であれば（ステップＳ１７０１：Ｎｏ）、モード移行を中止し、終了する。【００８３】
効率マップの生成処理が開始されると（ステップＳ１７０２）、はじめに、アクセルペダル操作による全トルク指令値から車両の駆動力Ｆ［Ｎ］を算出する（ステップＳ１７０３）。そして、算出された駆動力に基づいて、上記方程式（１．１）および平面の方程式Ａを決定する。そして、駆動力に基づいて、力行トルク範囲を示す領域Ｅを決定する。そして、領域Ｅに含まれる平面Ａの切断面を算出し、射影領域を算出する（ステップＳ１７０４）。【００８４】
つぎに、射影領域内のトルクについて、ある一定基準で離散化し、平面の方程式Ａおよび方程式（１．１）から、各モータのトルク配分を決定する（ステップＳ１７０５）。この際、射影領域内のトルクについて、効率変化が大きい条件では密に、小さい条件では疎になるように離散化して行う。そして、決定したトルク配分で各モータのインバータ回路ＩＮＶに、トルク指令値を与える（ステップＳ１７０６）。この各モータのトルク指令値は、タイヤ有効半径を考慮して決定する。この際、各モータの電流を計測する（ステップＳ１７０７）。【００８５】
そして、各モータの回転数を計測する（ステップＳ１７０８）。そして、各モータのトルクと回転数から仕事率を算出する（ステップＳ１７０９）。【００８６】
また、ステップＳ１７０８の処理と並行して、各モータの電圧を計測する（ステップＳ１７１０）。そして、各モータの電流と電圧から消費電力を算出する（ステップＳ１７１１）。【００８７】
この後、ステップＳ１７０９により算出された仕事率と、ステップＳ１７１１により算出された消費電力から力行効率を算出する（ステップＳ１７１２）。そして、力行効率のトルクおよび回転数の依存性データ（図１６−１〜図１６−４）が揃ったか判断し（ステップＳ１７１３）。揃っていなければ（ステップＳ１７１３：Ｎｏ）、トルク配分を変えたデータを収集すべくステップＳ１７０５以下の処理を繰り返し、力行効率のトルクおよび回転数の依存性データが揃えば（ステップＳ１７１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。【００８８】
このように、実施例２によれば、移動体を走行させながら速度一定とし、重心まわりのヨーモーメントを０にする条件の元で、各モータのトルク配分を変化させることにより、ある回転数（走行時の車速）におけるモータ効率のトルク依存性を計測可能となる。これを各回転数で計測することにより、移動体の効率マップを自車で容易に生成することができるようになる。さらに、実施例２では、モータのトルクに対する力行の効率曲線の変化に応じて離散の間隔を変更する構成としたので、効率マップを生成するために必要かつ十分な測定ポイント数を効率的に得ることができ、効率マップを効率的に早く生成することができるようになる。【００８９】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、モータ効率マップの高トルク領域の生成に関するものである。高トルク領域のデータを取得するために、回生輪で制動させながら駆動輪で駆動する構成とする。これにより、アクセルペダル操作による全トルク指令値以上のトルクを駆動輪に与えることができるため、高トルク領域のデータを得ることができるようになる。【００９０】
実施の形態２における効率マップ生成装置の構成は、実施の形態１と同様であるが、図１に示したトルク配分部１１２が複数個のモータのいずれかに回生トルクを発生させる制御を行う点が異なる。【００９１】
図１８は、本発明の実施の形態２による回生トルク配分を示す図である。全トルク指令値Ｔは、各駆動輪に配分される（ａ）〜（ｃ）。ここで、走行姿勢安定化のため、左右輪のトルクは同じ値に設定する。そして、回生トルク発生時には、Ｔ＝ＴFR＋ＴFL−ＴRR−ＴRLで配分される（ｄ），（ｅ）。回生トルクは、力行トルクと方向が逆である。【００９２】
図１９−１は、回生トルク発生時のモータ効率マップ上でのトルク範囲を示す図である。回生トルクにより、移動体が速度ωおよび全トルク指令値Ｔで走行しているとき、全トルク指令値Ｔを一定にしたまま、前輪もしくは後輪トルクを０．５Ｔ＜Ｔｘ＜Ｔｍａｘの範囲（ただし回生トルクの範囲）で変化させることができる。【００９３】
図１９−２は、モータ効率マップの高トルク領域の取得を示す図である。上記により、図１９−２に示すように、ある走行パターンＤに沿ってトルクが変化する場合、最大トルクの１／２から最大トルクまでの効率マップに必要なデータ１９０１を取得できるようになる。特に、通常走行では取得できない高トルク領域Ｈのデータを取得できるようになる。【００９４】
（回生分を含めたモータ効率マップ生成の概要）
つぎに、回生分を含めたモータ効率マップ生成の概要について説明する。図２０は、４輪駆動の移動体モデルを示す説明図である。タイヤ有効半径ｒ＝０．２２ｍ、最大モータ力行トルク＝１００Ｎｍ、最大モータ回生トルク＝７０Ｎｍ、車両中心軸と前輪との距離（ＷＦ）＝０．６０ｍ、車両中心軸との距離（ＷＲ）＝０．４０ｍ、トレッド幅前後比ρ＝ＷＦ／ＷＲ＝１．５である。【００９５】
そして、現在の車輪速度Ｖ＝４０ｋｍ／ｈ＝１１．１１ｍ／ｓとすると、各車輪の回転数は、ω＝Ｖ／ｒ＝５０．５０５ｒａｄ／ｓとなる。また、ドライバのアクセル操作による全トルク指令値から車両にかかる駆動力Ｆ＝５００Ｎとする。【００９６】
各駆動輪で発生する駆動力の総和が移動体にかかる駆動力Ｆに一致する。
Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＝Ｆ
車両にかかる重心まわりのヨーモーメントが０であれば、
Ｗ１×Ｆ１＋Ｗ２×Ｆ２＋Ｗ３×Ｆ３＋Ｗ４×Ｆ４＝０となる。【００９７】
各車輪のモータが発生するトルクに換算すると、以下のような４元一次連立方程式となる。
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＝ｒ×Ｆ  …（方程式１．１）
Ｗ１×Ｔ１＋Ｗ２×Ｔ２＋Ｗ３×Ｔ３＋Ｗ４×Ｔ４＝０  …（方程式１．２）
（Ｗ１−Ｗ４）×Ｔ１＋（Ｗ２−Ｗ４）×Ｔ２＋（Ｗ３−Ｗ４）×Ｔ３＋ｒ×Ｆ×Ｗ４＝０【００９８】
図２１は、ユークリッド空間中のトルク範囲立方体Ｂ’と、平面Ｃ’とＤ’で挟まれた領域Ｅ’と切断面Ａを示す図である。領域Ｅ’がモータのトルク値が取り得る領域を示す。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、それぞれトルク軸である。
ここで、Ｗ１＝＋ＷＦ、Ｗ２＝−ＷＦ、Ｗ３＝＋ＷＲ、Ｗ４＝−ＷＲとすると、
（１＋ＷＦ／ＷＲ）×Ｔ１＋（１−ＷＦ／ＷＲ）×Ｔ２＋２×Ｔ３＝ｒ×Ｆ
（１＋ρ）×Ｔ１＋（１−ρ）×Ｔ２＋２×Ｔ３＝ｒ×Ｆ  …平面Ａ【００９９】
ここで、各車輪のモータは、全て同等の仕様を持つと仮定すると、各車輪を駆動するモータが発生できるトルク範囲は、以下の連立不等式で示される。
−７０＜Ｔ１＜１００、−７０＜Ｔ２＜１００、−７０＜Ｔ３＜１００、−７０＜Ｔ４＜１００【０１００】
−７０＜Ｔ１＜１００、−７０＜Ｔ２＜１００、−７０＜Ｔ３＜１００  …立方体Ｂ’
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＝ｒ×Ｆ＋７０    …平面Ｃ’
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＝ｒ×Ｆ−１００  …平面Ｄ’【０１０１】
上記の連立不等式は、立方体Ｂ’の内部でかつ平面Ｃ’とＤ’で挟まれた領域Ｅ’を示す。したがって、各車輪のモータは、平面Ａで切り取られた領域Ｅ’の切断面上の任意の点（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）のトルク値を取ることができる。【０１０２】
図２２は、トルクＴ１−Ｔ２平面上の離散化ポイントを示す図であり、図２３−１〜図２３−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である。平面ＡのＴ１，Ｔ２面への射影を領域２２０１で示す。また、領域Ｅ’のＴ１−Ｔ２面への射影を領域２２０２で示した。そして、Ｔ１−Ｔ２面上をΔＴ＝１０Ｎｍで離散化した。たとえば、図２３−１のようにＴ１＝３０Ｎｍのとき、領域Ｅ’に含まれるポイントは、図２３−２のようにＴ２＝−２０、−１０、０、１０、２０、…、１００Ｎｍ（図示の●）である。このとき、平面Ａの方程式および方程式（１．１）からそれぞれ、図２３−３のようにＴ３＝１２．５、１５、…、４２．５Ｎｍ、図２３−４のようにＴ４＝８７．５、７５、…、−６２．５Ｎｍである。【０１０３】
図示のように、回生分をマイナスのトルク軸方向に生成することができる。以上の方法で、駆動力一定、かつヨーモーメントの発生なしの条件で回生分を含めたトルク配分ができるようになる。【０１０４】
つぎに、車輪速度Ｖ＝４０ｋｍ／ｈ、すなわち、ω＝５０．５０５ｒａｄ／ｓのとき、上述したトルク配分のポイントで、それぞれのモータ効率を測定する。たとえば、Ｔ１＝３０Ｎｍ、Ｔ２＝−２０Ｎｍ、Ｔ３＝１２．５Ｎｍ、Ｔ４＝８７．５Ｎｍと分配したとき、各モータの電流と電圧から瞬時消費電力および回生電力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を計測する。このとき、各モータの力行効率（および回生効率）ηｉ＝ａｂｓ（Ｔｉ）×（ω／Ｐｉ）となる。【０１０５】
図２４は、モータ力行／回生効率のトルク依存性を示す図である。Ｔ２＝−３０〜１００Ｎｍまで変化させたとき、モータ２の力行効率η２のトルク依存性を示す。【０１０６】
つぎに、車速が任意の離散化ΔＶ＝１０ｋｍ／ｈ分だけ変化したときに、同様の手順でモータ力行効率および回生効率を計測し、これを車速毎に繰り返すと、効率マップ全体を構築することができる。図２５−１〜図２５−４は、各駆動輪のモータ効率マップ生成を示す図である。図示のように、マイナスのトルク軸に回生効率のトルクのデータが生成される。そして、複数個のモータＭが同じ種類のモータを使用する場合は、図２５−１〜図２５−４で生成された効率マップを１つの効率マップに合体させることにより、効率マップを高速に生成することが可能となる。【０１０７】
（回生トルクを含めた効率マップ生成処理）
図２６は、実施の形態２による効率マップ生成処理を示すフローチャートである。はじめに、効率マップ生成モードへの移行指示があると、効率マップ生成装置４００は、効率マップ生成モードに移行してよい状況か判断する（ステップＳ２６０１）。たとえば、効率マップ生成に必要なデータを収集するまでの期間、一定速度で走行可能な状態であるかを判断する。より具体的には、地図情報や渋滞情報を取得し、今後の走行経路が所定期間、直線道路である一定速度で走行可能であるかを判断する。効率マップ生成モードに移行してよい状況であれば（ステップＳ２６０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２６０２以下の処理を実行し、効率マップ生成モードに移行できない状況であれば（ステップＳ２６０１：Ｎｏ）、モード移行を中止し、終了する。【０１０８】
効率マップの生成処理が開始されると（ステップＳ２６０２）、はじめに、アクセルペダル操作による全トルク指令値から車両の駆動力Ｆ［Ｎ］を算出する（ステップＳ２６０３）。そして、算出された駆動力に基づいて、上記方程式（１．１）および平面の方程式Ａを決定する。そして、駆動力に基づいて、力行トルク範囲および回生トルク範囲を示す領域Ｅを決定する。そして、領域Ｅに含まれる平面Ａの切断面を算出し、射影領域を算出する（ステップＳ２６０４）。【０１０９】
つぎに、射影領域内のトルクについて、ある一定基準で離散化し、平面の方程式Ａおよび方程式（１．１）から、各モータのトルク配分を決定する（ステップＳ２６０５）。そして、決定したトルク配分で各モータのインバータ回路ＩＮＶに、トルク指令値を与える（ステップＳ２６０６）。この各モータのトルク指令値は、タイヤ有効半径を考慮して決定する。この際、各モータの電流を計測する（ステップＳ２６０７）。【０１１０】
そして、各モータの回転数を計測する（ステップＳ２６０８）。そして、各モータのトルクと回転数から仕事率を算出する（ステップＳ２６０９）。【０１１１】
また、ステップＳ２６０８の処理と並行して、各モータの電圧を計測する（ステップＳ２６１０）。そして、各モータの電流と電圧から消費電力を算出する（ステップＳ２６１１）。ここで、回生分のモータについては、回生電力を算出する。【０１１２】
この後、ステップＳ２６０９により算出された仕事率と、ステップＳ２６１１により算出された消費電力および回線電力から力行効率および回生効率を算出する（ステップＳ２６１２）。そして、力行効率および回生効率のトルクおよび回転数の依存性データ（図２５−１〜図２５−４）が揃ったか判断し（ステップＳ２６１３）。揃っていなければ（ステップＳ２６１３：Ｎｏ）、トルク配分を変えたデータを収集すべくステップＳ２６０５以下の処理を繰り返し、力行効率および回生効率のトルクおよび回転数の依存性データが揃えば（ステップＳ２６１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。【０１１３】
このように、実施の形態２によれば、移動体を走行させながら速度一定とし、重心まわりのヨーモーメントを０にする条件の元で、各モータのトルク配分を変化させ、この際一部のモータを回生制御することにより、ある回転数（走行時の車速）におけるモータ力行効率および回生効率のトルク依存性を計測可能となる。これを各回転数で計測することにより、移動体の力行効率マップに加えて回生効率マップも自車で容易に生成することができるようになる。加えて、高トルク領域のデータを取得するために、回生輪で制動させながら駆動輪で駆動する構成としたので、アクセルペダル操作による全トルク指令値以上のトルクを駆動輪に与えることができるため、高トルク領域のデータを得ることができるようになる。【０１１４】
つぎに、実施の形態２の変形例について説明する。ここでは、生成した力行効率マップを、回生効率マップを生成するための初期値として用いる構成について説明する。図２７は、回生効率マップ生成の他の手法を示す図である。図示のように、回生効率マップの特性形状は、力行効率マップと同様と仮定し、初期値として使用する。具体的には、変換手段は、回転軸ωを中心として力行効率マップηｐをトルクのマイナス軸方向に反転させたものを回生効率マップηｒの初期値とする。【０１１５】
図２８は、力行効率と回生効率の対応関係を説明する図である。力行時には、インバータ回路ＩＮＶを介してモータを駆動し、モータトルクＴを与える。この際、前輪を駆動して前輪にモータトルクＴFRとＴFLを生じる。このとき、後輪のモータで回生させることにより、逆のトルクＴRRとＴRLを生じモータからインバータに対し、回生電流が生じる。モータ回生効率は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する効率である。【０１１６】
したがって、回生効率マップの生成方法としては、
１．回生トルク配分による効率マップ生成と同時に回生効率も測定しておく。
２．力行効率マップと回生効率マップは、理想的には、同等のトルク特性を有するため、力行効率マップを反転させて回生効率マップの初期値として使用する。
３．上記２．で得た回生効率マップのうち、上記１．で測定できた範囲を更新する。
４．通常走行時に、回生制動を利用する毎に、回生効率マップを更新していく。【０１１７】
以上説明したように、実施の形態２によれば、移動体を走行させながら、モータ効率マップとして力行効率マップと回生効率マップをそれぞれ生成することができるようになる。特に、走行時に一部のモータを回生制動させることにより、力行効率マップの高トルク部分の特性を取得できるようになり、高トルク部分を含む力行効率マップを生成できるようになる。高トルク部分は、走行頻度が少ないため、移動体を走行させてもデータ取得が困難であるが一部のモータの回生制動を利用することにより、走行しながらしかも高速走行せずに他の力行時のモータに対する高トルク部分のデータを取得できるようになる。【０１１８】
なお、上記各実施の形態では、効率マップは、モータＭが接続されるインバータ回路ＩＮＶ（インバータ回路１０２）も含んだ効率マップとしている。すなわち、図１に示すように、インバータ回路１０２の前段で電圧および電流を検出した場合には、インバータ回路ＩＮＶも含んだ効率マップとなる。これに限らず、インバータ回路ＩＮＶ（インバータ回路１０２）の後段で電圧および電流を検出した場合にはインバータ回路ＩＮＶを含まずモータＭの効率マップを生成できるようになる。【０１１９】
なお、本実施の形態で説明した効率マップ生成にかかる方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１００，４００  効率マップ生成装置
１０１  トルク配分制御部
１０２  インバータ回路
１０３  回転数検出部
１０４  電圧検出部
１０５  電流検出部
１１１  全トルク指令値検出部
１１２  トルク配分部
１１３  消費電力検出部
１１４  効率マップ生成部
１１５  モータ効率マップ
３００  移動体
３０１  コントローラ
３０７ａ〜３０７ｄ  （回転速度）センサ
３０８ａ〜３０８ｄ  （垂直抗力）センサ
３０９  加速度センサ
３１０  ヨーレートセンサ
３１２  バッテリ
ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ  駆動輪
Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）  モータ
ＩＮＶ  インバータ回路
【図１】
2012120681.tif 000003
【図２】
2012120681.tif 000004
【図３】
2012120681.tif 000005
【図４】
2012120681.tif 000006
【図５−１】
2012120681.tif 000007
【図５−２】
2012120681.tif 000008
【図５−３】
2012120681.tif 000009
【図６】
2012120681.tif 000010
【図７】
2012120681.tif 000011
【図８】
2012120681.tif 000012
【図９−１】
2012120681.tif 000013
【図９−２】
2012120681.tif 000014
【図９−３】
2012120681.tif 000015
【図９−４】
2012120681.tif 000016
【図１０】
2012120681.tif 000017
【図１１−１】
2012120681.tif 000018
【図１１−２】
2012120681.tif 000019
【図１１−３】
2012120681.tif 000020
【図１１−４】
2012120681.tif 000021
【図１２】
2012120681.tif 000022
【図１３】
2012120681.tif 000023
【図１４−１】
2012120681.tif 000024
【図１４−２】
2012120681.tif 000025
【図１４−３】
2012120681.tif 000026
【図１４−４】
2012120681.tif 000027
【図１５】
2012120681.tif 000028
【図１６−１】
2012120681.tif 000029
【図１６−２】
2012120681.tif 000030
【図１６−３】
2012120681.tif 000031
【図１６−４】
2012120681.tif 000032
【図１７】
2012120681.tif 000033
【図１８】
2012120681.tif 000034
【図１９−１】
2012120681.tif 000035
【図１９−２】
2012120681.tif 000036
【図２０】
2012120681.tif 000037
【図２１】
2012120681.tif 000038
【図２２】
2012120681.tif 000039
【図２３−１】
2012120681.tif 000040
【図２３−２】
2012120681.tif 000041
【図２３−３】
2012120681.tif 000042
【図２３−４】
2012120681.tif 000043
【図２４】
2012120681.tif 000044
【図２５−１】
2012120681.tif 000045
【図２５−２】
2012120681.tif 000046
【図２５−３】
2012120681.tif 000047
【図２５−４】
2012120681.tif 000048
【図２６】
2012120681.tif 000049
【図２７】
2012120681.tif 000050
【図２８】
2012120681.tif 000051
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月28日(2011.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置であって、
前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出手段と、
前記全トルク指令値に基づいて、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせでトルクを配分するトルク配分手段と、
前記モータの消費電力を検出する消費電力検出手段と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成手段と、
を備えたことを特徴とする効率マップ生成装置。
【請求項２】
前記トルク配分手段は、前記モータに接続された複数の駆動輪のうち一部または全部を選択することにより、前記複数の組み合わせの前記トルクを配分することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項３】
前記トルク配分手段は、前記移動体を走行させたときに、前記全トルク指令値が一定であり、前記移動体の重心まわりのヨーモーメントが０である条件下において、トルクを配分し、
前記効率マップ生成手段は、前記条件下において前記効率マップを生成することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項４】
前記効率マップは、前記モータに接続されるインバータも含んだ効率マップであることを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項５】
前記移動体の複数の速度に対して、速度毎に
前記トルク配分手段、前記消費電力検出手段、前記回転数検出手段、及び、前記効率マップ生成手段を繰り返して前記効率マップを生成することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項６】
前記複数個のモータは同じ種類のモータであり、
前記効率マップ生成手段は、前記複数個のモータの各々に対して生成した前記効率マップを１つの効率マップに合体することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項７】
移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置の効率マップ生成方法であって、
前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出工程と、
前記全トルク指令値に基づいて、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせでトルクを配分するトルク配分工程と、
前記モータの消費電力を検出する消費電力検出工程と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出工程と、
前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成工程と、
を含むことを特徴とする効率マップ生成方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月1日(2012.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置であって、
前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出手段と、
前記全トルク指令値に基づいて、前記モータに接続された複数の駆動輪のうち一部または全部を選択することにより、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせで前記全トルク指令値のトルクを配分するトルク配分手段と、
前記モータの消費電力を検出する消費電力検出手段と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成手段と、を備え、
前記トルク配分手段は、前記移動体を走行させたときに、前記全トルク指令値が一定であり、前記移動体の重心まわりのヨーモーメントが０である条件下において、前記全トルク指令値のトルク配分を変化させ、
前記効率マップ生成手段は、前記条件下において前記効率マップを生成することを特徴とする効率マップ生成装置。
【請求項２】
前記効率マップは、前記モータに接続されるインバータも含んだ効率マップであることを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項３】
前記移動体の複数の速度に対して、速度毎に
前記トルク配分手段、前記消費電力検出手段、前記回転数検出手段、及び、前記効率マップ生成手段を繰り返して前記効率マップを生成することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項４】
前記複数個のモータは同じ種類のモータであり、
前記効率マップ生成手段は、前記複数個のモータの各々に対して生成した前記効率マップを１つの効率マップに合体することを特徴とする請求項１に記載の効率マップ生成装置。
【請求項５】
移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置の効率マップ生成方法であって、
前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出工程と、
前記全トルク指令値に基づいて、前記モータに接続された複数の駆動輪のうち一部または全部を選択することにより、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせで前記全トルク指令値のトルクを配分するトルク配分工程と、
前記モータの消費電力を検出する消費電力検出工程と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出工程と、
前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成工程と、を含み、
前記トルク配分工程は、前記移動体を走行させたときに、前記全トルク指令値が一定であり、前記移動体の重心まわりのヨーモーメントが０である条件下において、前記全トルク指令値のトルク配分を変化させ、
前記効率マップ生成工程は、前記条件下において前記効率マップを生成することを特徴とする効率マップ生成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる効率マップ生成装置は、移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置であって、前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出手段と、前記全トルク指令値に基づいて、前記モータに接続された複数の駆動輪のうち一部または全部を選択することにより、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせで前記全トルク指令値のトルクを配分するトルク配分手段と、前記モータの消費電力を検出する消費電力検出手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成手段と、を備え、前記トルク配分手段は、前記移動体を走行させたときに、前記全トルク指令値が一定であり、前記移動体の重心まわりのヨーモーメントが０である条件下において、前記全トルク指令値のトルク配分を変化させ、前記効率マップ生成手段は、前記条件下において前記効率マップを生成することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、この発明にかかる効率マップ生成方法は、移動体の駆動輪に接続された複数個のモータの効率マップを生成する効率マップ生成装置の効率マップ生成方法であって、前記複数個のモータに対して入力された全トルク指令値を検出する全トルク指令値検出工程と、前記全トルク指令値に基づいて、前記モータに接続された複数の駆動輪のうち一部または全部を選択することにより、前記複数個のモータの各々に対し複数の組み合わせで前記全トルク指令値のトルクを配分するトルク配分工程と、前記モータの消費電力を検出する消費電力検出工程と、前記モータの回転数を検出する回転数検出工程と、前記複数の組み合わせにおける前記トルク、前記消費電力、および前記回転数に基づいて前記効率マップを生成する効率マップ生成工程と、を含み、前記トルク配分工程は、前記移動体を走行させたときに、前記全トルク指令値が一定であり、前記移動体の重心まわりのヨーモーメントが０である条件下において、前記全トルク指令値のトルク配分を変化させ、前記効率マップ生成工程は、前記条件下において前記効率マップを生成することを特徴とする。
【国際調査報告】
2012120681.tif 000052
2012120681.tif 000053
2012120681.tif 000054
2012120681.tif 000055