(57)【要約】【課題】車両の駆動輪を回転駆動する電動モータの出力特性が切り替わることによるトルク変動の発生を抑制して乗員の快適性を良好に維持する。【解決手段】車両１の駆動輪１６を回転駆動する電動モータ５の回転速度Ｎが切替ラインＰを通過したときに、上記電動モータ５の出力特性を低速モードと高速モードとの間で切り替える本発明の制御方法には、上記電動モータ５の回転速度Ｎの使用頻度を計測するステップ（Ｓ２）と、上記計測された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインＰに対応する使用頻度が所定の閾値Ｆａ以上か否かを判定するステップ（Ｓ１２）と、上記使用頻度が閾値Ｆａ以上と判定された場合に、上記切替ラインＰを使用頻度の低い側にシフトさせるステップ（Ｓ１４，Ｓ１５）とが含まれる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動輪を回転駆動する電動モータの回転速度が特性図上の切替ラインを通過したときに、上記電動モータの出力特性を、低回転寄りの運転領域に対応する低速モードと、これよりも高回転寄りの運転領域まで対応可能な高速モードとの間で切り替える電動車両のモータ制御方法であって、
上記電動モータの回転速度の使用頻度を計測する使用頻度計測ステップと、
上記計測された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインに対応する使用頻度が所定の閾値以上か否かを判定する判定ステップと、
上記使用頻度が閾値以上と判定された場合に、上記切替ラインを使用頻度の低い側にシフトさせる補正ステップとを含むことを特徴とする電動車両のモータ制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両のモータ制御方法において、
上記使用頻度計測ステップでは、車両の目的地ごとに回転速度の使用頻度を計測することを特徴とする電動車両のモータ制御方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の電動車両のモータ制御方法において、
上記使用頻度計測ステップでは、車両走行時の渋滞の程度ごとに回転速度の使用頻度を計測することを特徴とする電動車両のモータ制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両のモータ制御方法において、
上記使用頻度計測ステップでは、所定の認識手段により識別されるドライバーごとに回転速度の使用頻度を計測することを特徴とする電動車両のモータ制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両のモータ制御方法において、
上記使用頻度計測ステップでは、ドライバーにより選択される車両の走行モードごとに回転速度の使用頻度を計測することを特徴とする電動車両のモータ制御方法。
【請求項６】
請求項５記載の電動車両のモータ制御方法において、
上記走行モードとしてスポーツモードが選択されている場合には、上記補正ステップによる切替ラインのシフトを禁止することを特徴とする電動車両のモータ制御方法。
【請求項７】
車両の駆動輪を回転駆動する電動モータと、この電動モータの回転速度が特性図上の切替ラインを通過したときに、上記電動モータの出力特性を、低回転寄りの運転領域に対応する低速モードと、これよりも高回転寄りの運転領域まで対応可能な高速モードとの間で切り替える制御手段とを備えた電動車両用駆動装置であって、
上記制御手段は、
上記電動モータの回転速度の使用頻度に関する計測結果を記憶する記憶手段と、
上記記憶された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインに対応する使用頻度が所定の閾値以上か否かを判定する判定手段と、
上記使用頻度が閾値以上と判定された場合に、上記切替ラインを使用頻度の低い側にシフトさせる補正手段とを有することを特徴とする電動車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動輪を回転駆動する電動モータの回転速度が特性図上の切替ラインを通過したときに、上記電動モータの出力特性を、低回転寄りの運転領域に対応する低速モードと、これよりも高回転寄りの運転領域まで対応可能な高速モードとの間で切り替える電動車両のモータ制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の分野では、エミッション性や燃費性能等のさらなる向上を目的として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関を用いた従来の自動車に代えて、電動モータを動力源としたいわゆる電気自動車や、内燃機関と併用して電動モータを用いるいわゆるハイブリッド自動車等が開発されてきたのは周知の通りである。
【０００３】
このように、動力源の少なくとも一部として電動モータを用いた車両（以下、このような車両のことを電動車両という）では、車両の様々な走行シーンに電動モータの出力特性を対応させるために、比較的幅広い範囲の回転速度をカバーできるように電動モータを制御することが望まれる。
【０００４】
例えば、下記特許文献１では、電動モータの回転速度が所定の閾値を越えること等の条件が成立すると、電動モータの巻線の結線状態を切り替えたり、界磁制御方式を切り替えたりすることにより、電動モータの出力特性をより高回転寄りの領域まで対応可能な特性に変化させることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２５５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような結線の切り替え等に応じて、電動モータの出力特性が、低回転寄りの運転領域に対応した出力特性と、高回転寄りの運転領域に対応した出力特性との間で切り替わる際には、電動モータの出力が断続的に変化する等により、車両の駆動輪に伝達されるトルクが一時的に変動するおそれがある。
【０００７】
このようなトルク変動が頻繁に起きると、乗員の快適性が損なわれるおそれがあるため、上記出力特性の切り替え頻度はあまり高くない方が望ましい。しかしながら、上記出力特性の切り替えが行われる回転速度が、運転中に頻繁に使用される回転速度に設定されていると、出力特性が頻繁に切り替わることとなり、上記のようなトルク変動の発生頻度が増大して乗員の快適性が損なわれてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、車両の駆動輪を回転駆動する電動モータの出力特性が切り替わることによるトルク変動の発生を抑制して乗員の快適性を良好に維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、車両の駆動輪を回転駆動する電動モータの回転速度が特性図上の切替ラインを通過したときに、上記電動モータの出力特性を、低回転寄りの運転領域に対応する低速モードと、これよりも高回転寄りの運転領域まで対応可能な高速モードとの間で切り替える電動車両のモータ制御方法であって、上記電動モータの回転速度の使用頻度を計測する使用頻度計測ステップと、上記計測された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインに対応する使用頻度が所定の閾値以上か否かを判定する判定ステップと、上記使用頻度が閾値以上と判定された場合に、上記切替ラインを使用頻度の低い側にシフトさせる補正ステップとを含むことを特徴とするものである（請求項１）。
【００１０】
本発明によれば、出力特性の切替ラインに対応するモータ回転速度の使用頻度が高い場合に、使用頻度の低い側に切替ラインをシフトさせるようにしたため、上記切替ラインを境にして電動モータの出力特性が頻繁に切り替わることを効果的に防止でき、出力特性の切り替えにより生じるトルク変動の頻度を低減して乗員の快適性を良好に維持できるという利点がある。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記使用頻度計測ステップで、車両の目的地ごとに回転速度の使用頻度を計測する（請求項２）。
【００１２】
このようにすれば、車両の目的地ごとに分類された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインを適正な位置に設定でき、出力特性の切り替えによるトルク変動の発生をより効果的に抑制できるという利点がある。
【００１３】
同様の理由により、以下のような方法を採用することが好ましい。
【００１４】
上記使用頻度計測ステップで、車両走行時の渋滞の程度ごとに回転速度の使用頻度を計測する（請求項３）。
【００１５】
もしくは、所定の認識手段により識別されるドライバーごとに回転速度の使用頻度を計測する（請求項４）。
【００１６】
もしくは、ドライバーにより選択される車両の走行モードごとに回転速度の使用頻度を計測する（請求項５）。
【００１７】
車両の走行モードごとに回転速度の使用頻度を測定する場合において、特に、走行モードとしてスポーツモードが選択されている場合には、上記補正ステップによる切替ラインのシフトを禁止するようにしてもよい（請求項６）。
【００１８】
このようにすれば、ドライバーの嗜好によるスポーツ性を重視した車両の駆動特性が上記切替ラインのシフトにより損なわれるのを効果的に防止できるという利点がある。
【００１９】
また、本発明は、車両の駆動輪を回転駆動する電動モータと、この電動モータの回転速度が特性図上の切替ラインを通過したときに、上記電動モータの出力特性を、低回転寄りの運転領域に対応する低速モードと、これよりも高回転寄りの運転領域まで対応可能な高速モードとの間で切り替える制御手段とを備えた電動車両用駆動装置であって、上記制御手段は、上記電動モータの回転速度の使用頻度に関する計測結果を記憶する記憶手段と、上記記憶された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインに対応する使用頻度が所定の閾値以上か否かを判定する判定手段と、上記使用頻度が閾値以上と判定された場合に、上記切替ラインを使用頻度の低い側にシフトさせる補正手段とを有することを特徴とするものである（請求項７）。
【００２０】
本発明による場合でも、上述したモータ制御方法による場合と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、車両の駆動輪を回転駆動する電動モータの出力特性が切り替わることによるトルク変動の発生を抑制して乗員の快適性を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるモータ制御方法が適用される電動車両用駆動装置の全体構成を示す概略平面図である。
【図２】上記電動車両用駆動装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】上記電動車両用駆動装置における電動モータやインバータ等の電気的な構成を示す回路図である。
【図４】上記電動モータの出力特性を説明するための図である。
【図５】上記電動モータの回転速度の使用頻度を出力特性図に重ね合わせて示す図である。
【図６】記憶手段に記憶される回転速度の使用頻度のデータを表形式で示す図である。
【図７】上記使用頻度のデータに応じて切替ラインをシフトさせる状況を説明するための図である。
【図８】上記切替ラインをシフトさせる別の例を示す図である。
【図９】上記回転速度の使用頻度を計測・記憶させる際の制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】上記切替ラインの設定および電動モータの出力特性の切り替えに関する制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の変形例を説明するための回路図である。
【図１２】上記変形例における電動モータの出力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態にかかるモータ制御方法が適用される電動車両用駆動装置の全体構成を示す概略平面図、図２は、電動車両用駆動装置の制御系を示すブロック図である。これらの図に示される電動車両用駆動装置は、ハイブリッド型自動車からなる電動車両１（以下、単に車両１という）を駆動するための駆動装置として構成されている。具体的に、この電動車両用駆動装置は、発電用の動力源として設けられたガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等からなるエンジン２と、必要時にエンジン２を始動するとともに、エンジン２から駆動力を得て発電を行うジェネレータ３と、このジェネレータ３で発電された電力を蓄える蓄電装置としてのバッテリ９と、走行用の動力源として設けられ、上記バッテリ９から電力の供給を受けて車両１を駆動する電動モータ５と、上記バッテリ９からの供給電力を交流に変換して上記ジェネレータ３および電動モータ５を駆動する第１インバータ１１および第２インバータ１２と、これら各部を統括的に制御するコントローラ１５（本発明にかかる制御手段に相当）とを備えている。
【００２４】
上記電動モータ５は、ギヤトレイン６および差動装置７を介してドライブシャフト８と連動連結されており、これらギヤトレイン６、差動装置７、およびドライブシャフト８を含む動力伝達経路を経由することにより、上記電動モータ５の駆動力が、上記ドライブシャフト８に連結された左右一対の駆動輪１６に伝達されるようになっている。なお、当実施形態の車両１では、その前後左右に備わる４つの車輪のうち２つが駆動輪１６であり、残りの車輪は従動輪１７である。
【００２５】
上記電動モータ５は、例えば３相の交流同期モータ等からなり、必要時にバッテリ９から第２インバータ１２を介して電力の供給を受けることにより、上記ギヤトレイン６等を介してドライブシャフト８および駆動輪１６を駆動する一方、減速時や下り坂走行時等には、上記ドライブシャフト８から駆動力を得て発電を行い、その発電電力を上記バッテリ９に蓄電するように構成されている。
【００２６】
上記ジェネレータ３は、エンジン２の始動時にバッテリ９から第１インバータ１１を介して電力の供給を受けることにより、エンジン２のクランク軸を強制回転させてエンジン２を始動するスタータとしての機能、および、エンジン２のクランク軸から駆動力を得て発電するオルタネータとしての機能の両方を兼ね備えたものである。
【００２７】
上記コントローラ１５は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびＩ／Ｏ（入出力インターフェース）等からなり、このうちＲＯＭには、車両１の運転に必要な各種制御プログラム等があらかじめ格納されている。なお、ＲＡＭには制御プログラムの実行に必要な種々のワークメモリが格納されている。
【００２８】
図２に示すように、上記コントローラ１５には、車両１の各部に設けられた種々のセンサ類が電気的に接続されている。具体的に、コントローラ１５には、車両１の走行速度（車速）を検出する車速センサ３０と、ドライバーにより踏み込み操作される図外のアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ３１と、エンジン２のクランク軸の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ３２と、ジェネレータ３の軸回転速度を検出するジェネレータ回転速度センサ３３と、バッテリ９からジェネレータ３に入力される入力電流またはジェネレータ３で発電されてバッテリ９に出力される出力電流を検出するジェネレータ電流センサ３４と、電動モータ５の軸回転速度Ｎを検出するモータ回転速度センサ３５と、電動モータ５の入出力電流を検出するモータ電流センサ３６と、バッテリ９の残容量を検出するバッテリセンサ３７とがそれぞれ接続されており、これら各センサ３０〜３７により検出された各種制御情報が上記コントローラ１５に電気信号として入力されるようになっている。
【００２９】
そして、上記コントローラ１５は、上記各センサ３０〜３７からの入力情報に基づいて種々の演算を実行し、その結果に基づいて上記エンジン２、ジェネレータ３、電動モータ５、およびインバータ１１，１２等の動作を統括的に制御する。そして、このようにコントローラ１５によって各部が制御されることにより、当実施形態の車両１では、ドライバーのアクセル操作等に基づき電動モータ５が駆動制御されて車両１の走行速度等が調節されるとともに、例えばバッテリ９の残容量が少なくなったとき等に、エンジン２の始動およびジェネレータ３による発電が行われ、その発電電力がバッテリ９に補充されるように構成されている。
【００３０】
また、上記コントローラ１５には、ナビゲーションユニット４０、走行モード選択スイッチ４１、およびドライバー認識手段４２（本発明にかかる認識手段に相当）が電気的に接続されている。
【００３１】
上記ナビゲーションユニット４０は、あらかじめ記憶された地図データ上のどの位置を自車両が走行しているのかをＧＰＳ衛星からの電波に基づいて特定するとともに、乗員により設定された目的地に対し最適経路等を演算して図外のディスプレイ上に表示する等の各種情報処理を実行するものである。
【００３２】
上記走行モード選択スイッチ４１は、効率等を優先して電動モータ５を駆動制御する通常モードと、ドライバーがアクセルペダルを踏み込んだ際に得られる加速感等を重視して電動モータ５を駆動制御するスポーツモードとの間で自車両の走行モードを切り替えるためのものである。この走行モード選択スイッチ４１は、例えばドライバーによりＯＮ／ＯＦＦ操作されるボタン式のスイッチからなり、このようなＯＮ／ＯＦＦ操作に応じて上記スイッチ４１から発信される操作信号が上記コントローラ１５に入力されることにより、自車両の走行モードが上記通常モードとスポーツモードとの間で切り替えられるようになっている。
【００３３】
上記ドライバー認識手段４２は、図外の運転席シートに着座したドライバーを識別するためのものであり、例えばドライバーの顔を撮像可能なカメラにより構成される。このようにカメラにより上記ドライバー認識手段４２が構成される場合、上記コントローラ１５には、過去に自車両を運転したことのあるドライバーの顔の画像データが記憶されており、この記憶された画像データと、走行開始時等に上記画像認識手段４２により適宜撮像された顔の画像データとが比較されることにより、現在運転席シートに着座しているドライバーが識別されるようになっている。
【００３４】
なお、上記ナビゲーションユニット４０、走行モード選択スイッチ４１、およびドライバー認識手段４２は、例えば車室内のインストルメントパネルに設けられる。
【００３５】
図３は、上記ジェネレータ３、電動モータ５、およびインバータ１１，１２の回路図である。本図に示すように、上記電動モータ５の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）には、直列に接続された第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２からなる２つの巻線がそれぞれ設けられており、これら各相の巻線Ｌ１，Ｌ２に流れる電流の経路を切り替える手段として、上記第２インバータ１２には、スイッチング素子Ｓｗが設けられている。そして、このスイッチング素子Ｓｗによるスイッチング動作に応じて、上記第２インバータ１２からの電流Ｉｍが上記第１および第２巻線Ｌ１，Ｌ２の両方を流れる状態と、このうちの第１巻線Ｌ１のみに電流Ｉｍが流れる状態との間で電流経路が切り替わるようになっている。
【００３６】
図４は、電動モータ５の出力特性を示す図である。この図４において、太線で示す特性線Ａ１は、上記第１および第２巻線Ｌ１，Ｌ２の両方に電流を流したときの出力特性を、細線で示す特性線Ａ２は、上記第１巻線Ｌ１のみに電流を流したときの出力特性を、それぞれ示している。本図に示すように、第１巻線Ｌ１のみに電流を流した場合（特性線Ａ２の場合）には、両巻線Ｌ１，Ｌ２に電流を流した場合（特性線Ａ１の場合）と比べて、電動モータ５の軸トルクＴは低下するものの、より高い回転速度まで電動モータ５を駆動できるようになる。これは、以下の理由による。
【００３７】
すなわち、電動モータ５の第１および第２の巻線Ｌ１，Ｌ２に電流が流れているとき、この電動モータ５には、図３に示すように、モータ回転速度Ｎに応じた誘起電圧Ｖａが発生するが、この誘起電圧Ｖａがインバータ１２側の電圧Ｖｄｃよりも小さい間は、その電位差によりインバータ１２側から電動モータ５へと電流Ｉｍが流れる。ただし、この状態からさらにモータ回転速度Ｎが上昇し、上記誘起電圧Ｖａがインバータ側の電圧Ｖｄｃと略等しくなると、電動モータ５に電流Ｉｍが流れなくなり、図４の特性線Ａ１の限界ラインＡＬに示すように、電動モータ５のトルクＴが急低下する。そこで、電流Ｉｍが流れなくなる前に、上記スイッチング素子Ｓｗにより電流経路を切り替えて、電流Ｉｍが第２巻線Ｌ２を迂回して第１巻線Ｌ１にのみ流れるようにすれば、その分だけ電動モータ５の誘起電圧Ｖａが低下するため、上記限界ラインＡＬよりも高回転側の領域においても、インバータ１２と電動モータ５の間に電位差を生じさせることができ、より高回転まで電動モータ５を駆動できるようになる。
【００３８】
このように、当実施形態では、直列に接続された複数の巻線Ｌ１，Ｌ２を電動モータ５の各相に設け、これら複数の巻線Ｌ１，Ｌ２の全部または一部に電流が流れるようにその経路を切り替えることにより、電動モータ５の出力特性を、低回転寄りの運転領域に対応する特性（図４の特性線Ａ１）と、高回転寄りの運転領域に対応する特性（特性線Ａ２）との間で適宜切り替えるようにしている。なお、以下では、上記第１および第２の巻線Ｌ１，Ｌ２の両方に電流を流すことにより、特性線Ａ１のような出力特性が得られるように電動モータ５を制御した状態を低速モード、上記第１巻線Ｌ１のみに電流を流すことにより、特性線Ａ２のような出力特性が得られるように電動モータ５を制御した状態を高速モードと称する。
【００３９】
図４に示すように、上記低速モードと高速モードとの間の切り替えは、電動モータ５の回転速度Ｎが、低速モードと高速モードとの重複部分にあらかじめ設定された切替ラインＰを通過したときに実行される。例えば、図中の矢印Ｄ１に示すように、回転速度Ｎが切替ラインＰよりも低速側にあるために電動モータ５が低速モードで駆動されている状態で、上記回転速度Ｎが切替ラインＰよりも高回転側の領域まで上昇した場合には、電動モータ５の出力特性が低速モードから高速モードに切り替えられる。一方、上記矢印Ｄ１とは逆に、電動モータ５が高速モードで駆動されている状態で、その回転速度Ｎが上記切替ラインＰよりも低回転側の領域まで低下した場合には、上記電動モータ５の出力特性が、高速モードから低速モードに切り替えられる。
【００４０】
ここで、低速モードと高速モードとの間の境界線である上記切替ラインＰは、図５に示すように、コントローラ１５によって変動的に設定される。具体的に、コントローラ１５は、車両１の走行中に、図中の線図Ｆで示されるモータ回転速度Ｎの使用頻度を計測し、この使用頻度の分布に基づいて、上記切替ラインＰを所定の回転速度の範囲で（図中の範囲Ｒ内で）変動的に設定するように構成されている。なお、以下では、切替ラインＰを変動させることが可能な上記範囲Ｒを、シフト可能範囲Ｒと称する。
【００４１】
再び図２に戻って、上記切替ラインＰの設定に関するコントローラ１５の機能について具体的に説明する。本図に示すように、上記コントローラ１５は、その機能要素として、記憶手段１５ａ、判定手段１５ｂ、および補正手段１５ｃを有している。
【００４２】
上記記憶手段１５ａは、モータ回転速度Ｎの使用頻度に関する計測結果を記憶するものである。図６は、上記記憶手段１５ａに記憶されたモータ回転速度Ｎの使用頻度のデータを表形式で示す図であり、図中のＡａ１，Ａｂ１…等は、それぞれが、各種走行条件ごとに記憶された使用頻度のデータを表わしている。これら１つ１つの使用頻度のデータ（Ａａ１，Ａｂ１…）は、モータ回転速度Ｎとその使用頻度との関係（図５に示した線図Ｆ）を規定するデータであり、より具体的には、モータ回転速度Ｎの数値軸（図５の横軸）を多数の領域に区分けして得られる各数値区間ごとに計測された使用頻度の値を集めてなるデータである。なお、各数値区間の使用頻度は、例えば、モータ回転速度Ｎを継続的にモニタリングし、そのモニタリングデータに基づいて上記各数値区間の相対的な時間占有率を算出することにより求めることができる。
【００４３】
上記判定手段１５ｂは、上記記憶手段１５ａに記憶された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインＰに対応する使用頻度が所定の閾値以上か否かを判定するものである。具体的には、図７に示すように、上記切替ラインＰ上の特定の一点の回転速度が代表切替回転速度Ｎｔｒとして設定され、上記使用頻度の分布線図Ｆのうち、代表切替回転速度Ｎｔｒに対応する点Ｑの使用頻度の値が、あらかじめ設定された閾値Ｆａ（図中の２点鎖線のライン）以上か否かが判定される。
【００４４】
上記補正手段１５ｃは、上記代表切替回転速度Ｎｔｒに対応する使用頻度が閾値Ｆａ以上であることが上記判定手段１５ｂにより判定された場合に、上記切替ラインＰを使用頻度の低い側にシフトさせるものである。例えば、図７の例では、代表切替回転速度Ｎｔｒに対応する使用頻度（点Ｑの使用頻度の値）が閾値Ｆａ以上であるため、切替ラインＰを現状の位置からシフトさせる必要があるが、図中の使用頻度の分布線図Ｆによると、上記代表切替回転速度Ｎｔｒより高回転側の方が使用頻度が低いことから、上記切替ラインＰは、現状の位置よりも高回転側にシフトされる。これにより、最初の切替ラインＰは新たな切替ラインＰ’に変更され、以後はこの切替ラインＰ’を基準に電動モータ５の出力特性の切り替えが行われることになる。ただし、上記切替ラインＰのシフト（切替ラインＰ’への変更）は、上述したシフト可能範囲Ｒの中でのみ行われる。
【００４５】
一方、図８に示すように、代表切替回転速度Ｎｔｒより低回転側の方が使用頻度が低い場合には、上記切替ラインＰはシフト可能範囲Ｒ内で低回転側にシフトされ、新たな切替ラインＰ’に変更されることになる。なお、以下では、上記図７および図８において最初に設定されていた切替ラインＰ（つまりシフト前の切替ラインＰ）を、特に「基本切替ラインＰ」ということがある。
【００４６】
次に、上記記憶手段１５ａに記憶されるモータ回転速度Ｎの使用頻度のデータについてより詳しく説明する。図６に示すように、上記モータ回転速度Ｎの使用頻度のデータ（Ａａ１，Ａｂ１…）は、目的地、ドライバー、走行モード、渋滞の程度といった走行条件ごとに計測され、各条件により分類されて記憶手段１５ａに記憶される。
【００４７】
図９は、上記コントローラ１５が使用頻度のデータを計測して記憶手段１５ａに記憶させる際の制御動作を示すフローチャートである。本図のフローチャートがスタートすると、コントローラ１５は、まず、現在設定されている自車両の目的地、運転席シートに着座しているドライバー、設定されている走行モード、渋滞の程度を読み込む制御を実行する（ステップＳ１）。
【００４８】
具体的に、上記ステップＳ１で読み込まれる各走行条件のうち、走行ルートについては、乗員がナビゲーションユニット４０を用いて設定した目的地を上記ナビゲーションユニット４０から読み込むことにより特定でき、ドライバーについては、上記ドライバー認識手段４３による認識結果を読み込むことにより特定することができる。また、走行モード（通常モードかスポーツモードか）については、上記走行モード選択スイッチ４１からの入力信号に基づき特定でき、渋滞の程度（大、中、無）については、上記ナビゲーションユニット４０が受信するＶＩＣＳ等の交通情報や、自車両の平均速度等に基づき特定することができる。なお、ナビゲーションユニット４０に対し目的地を設定する操作が行われていない場合には、目的地は「なし」として読み込まれる。
【００４９】
次いで、コントローラ１５は、上記モータ回転速度センサ３５の検出値に基づいてモータ回転速度Ｎの使用頻度を計測する制御を実行する（ステップＳ３）。具体的には、モータ回転速度センサ３５の検出値を継続的に読み込んでモータ回転速度Ｎを所定期間にわたりモニタリングし、得られたモニタリングデータから特定される各速度の相対的な時間占有率に基づいて、モータ回転速度Ｎの使用頻度を求める。
【００５０】
このようにしてモータ回転速度Ｎの使用頻度が計測されると、コントローラ１５は、その使用頻度のデータを、上記ステップＳ１で読み込まれた走行条件と対応付けて記憶手段１５ａに記憶させる制御を実行する（ステップＳ３）。すなわち、上記ステップＳ１で読み込まれた走行条件が図６のテーブルデータにおけるどの条件欄に相当するのかを特定し、その条件と対応付けした状態で上記使用頻度のデータを記憶手段１５ａに記憶させる。このとき、同じ条件下での使用頻度のデータが過去に存在する場合には、上記ステップＳ２で取得された新たな計測データを過去のデータと合算することにより順次データを蓄積していく。ただし、上記各走行条件のうち目的地が「なし」である場合には、使用頻度のデータを直近の走行時のデータとするために、古いデータは順次削除される。
【００５１】
次に、上記切替ラインＰの設定および電動モータ５の出力特性の切り替えに関する制御動作について、図１０のフローチャートを用いて説明する。この図１０のフローチャートがスタートすると、コントローラ１５は、まず、図９のステップＳ１と同様に、現在設定されている自車両の目的地、運転席シートに着座しているドライバー、設定されている走行モード、渋滞の程度を読み込む制御を実行する（ステップＳ１０）。
【００５２】
次いで、コントローラ１５は、上記ステップＳ１０で読み込まれた各走行条件（目的地、ドライバー、走行モード、渋滞の程度）に適合する使用頻度のデータを、上記記憶手段１５ａに記憶されている図６のデータから選択して読み込む制御を実行する（ステップＳ１１）。
【００５３】
次いで、コントローラ１５は、上記ステップＳ１１で読み込まれた使用頻度のデータに基づいて、図７および図８に示した基本切替ラインＰに対応する使用頻度、つまり、基本切替ラインＰ上に設定された代表切替回転速度Ｎｔｒに対応する点Ｑの使用頻度の値が、上記閾値Ｆａ以上であるか否かを判定する制御を実行する（ステップＳ１２）。
【００５４】
上記ステップＳ１２でＹＥＳと判定された場合、つまり、上記基本切替ラインＰに対応する使用頻度が閾値Ｆａ以上であることが確認された場合、コントローラ１５は、シフト可能範囲Ｒ内で、使用頻度が閾値Ｆａより低くなる回転速度域が存在するか否かを判定する制御を実行する（ステップＳ１３）。例えば、先の図７の例では、シフト可能範囲Ｒのうち高回転側の一部に、使用頻度が閾値Ｆａより小さくなる回転速度域が存在する。一方、図８の場合は、シフト可能範囲Ｒのうち低回転側の一部に、使用頻度が閾値Ｆａより小さくなる回転速度域が存在する。このため、これら図７および図８のいずれの場合も、上記ステップＳ１３ではＹＥＳと判定されることになる。
【００５５】
上記ステップＳ１３でＹＥＳと判定されて使用頻度が閾値Ｆａより低くなる回転速度域が存在することが確認された場合、コントローラ１５は、上記回転速度域に対応する切替ラインの候補のうち、基本切替ラインＰに最も近いラインを新たな切替ラインＰ’として設定する制御を実行する（ステップＳ１４）。一方、上記ステップＳ１３でＮＯと判定された場合には、上記シフト可能範囲Ｒの中で最も使用頻度が低くなるラインを新たな切替ラインＰ’として設定する制御を実行する（ステップＳ１５）。
【００５６】
なお、上記ステップＳ１２でＮＯと判定された場合、つまり、基本切替ラインＰに対応する使用頻度が閾値Ｆａより低いことが確認された場合には、上記のような切替ラインのシフトは行われず、切替ラインは元の位置（基本切替ラインＰ）のまま維持される。
【００５７】
以上のようにして切替ラインの設定に関する処理が終了すると、コントローラ１５は、上記モータ回転速度センサ３５から電動モータ５の回転速度Ｎを読み込む制御を実行する（ステップＳ１６）。
【００５８】
次いで、コントローラ１５は、上記第２インバータ１２のスイッチング素子Ｓｗの作動状態に基づいて、現時点での電動モータ５の出力特性が低速モードに設定されているか否かを判定する制御を実行する（ステップＳ１７）。すなわち、先にも説明したように、スイッチング素子Ｓｗの作動状態に応じて、電動モータ５の２つの巻線Ｌ１，Ｌ２の両方に電流が流れるように電流経路が設定されていれば、上記電動モータ５の出力特性として低速モードが選択されていることになるため、スイッチング素子Ｓｗが上記のような作動状態にあるときに、電動モータ５が低速モードで駆動されていると判定する。
【００５９】
上記ステップＳ１７でＹＥＳと判定されて低速モードに設定されていることが確認された場合、コントローラ１５は、上記ステップＳ１６で読み込まれたモータ回転速度Ｎが上記切替ライン（ＰまたはＰ’）よりも高回転側にあるか否かを判定する制御を実行する（ステップＳ１８）。なお、ここでいう切替ラインとは、上記ステップＳ１４，Ｓ１５で切替ラインのシフトが行われている場合には、シフト後の新たな切替ラインＰ’のことを指し、上記のようなシフト制御が行われていない場合（ステップＳ１２でＮＯの場合）には、基本切替ラインＰのことを指す。
【００６０】
上記ステップＳ１８でＹＥＳと判定されてモータ回転速度Ｎが上記切替ライン（ＰまたはＰ’）よりも高回転側にあることが確認された場合、コントローラ１５は、第２インバータ１２のスイッチング素子Ｓｗを作動させ、電動モータ５の第１および第２巻線Ｌ１，Ｌ２のうち第１巻線Ｌ１のみに電流が流れるように電流経路を切り替えることにより、電動モータ５の出力特性を低速モードから高速モードに切り替える制御を実行する（ステップＳ１９）。一方、上記ステップＳ１８でＮＯと判定された場合には、上記のような切り替え動作を行うことなくリターンし、電動モータ５の出力特性を低速モードのまま維持する。
【００６１】
次に、上記ステップＳ１７でＮＯと判定された場合、つまり、現時点での電動モータ５の出力特性が高速モードに設定されていることが確認された場合の制御動作について説明する。この場合、コントローラ１５は、上記ステップＳ１６で読み込まれたモータ回転速度Ｎが、上記切替ライン（ＰまたはＰ’）より低回転側にあるか否かを判定し（ステップＳ２０）、ここでＹＥＳと判定されて低回転側にあることが確認された場合に、上記スイッチング素子Ｓｗを作動させて第１・第２巻線Ｌ１，Ｌ２の両方に電流が流れるように電流経路を切り替えることにより、電動モータ５の出力特性を高速モードから低速モードに切り替える制御を実行する（ステップＳ２１）。一方、上記ステップＳ２０でＮＯと判定された場合には、上記のような切り替え動作を行うことなくリターンし、電動モータ５の出力特性を高速モードのまま維持する。
【００６２】
なお、上述した図９および図１０のフローチャートにおいては、ステップＳ２が本発明にかかる使用頻度計測ステップに、ステップＳ１２が本発明にかかる判定ステップに、ステップＳ１４，Ｓ１５が本発明にかかる補正ステップに相当する。
【００６３】
以上説明したように、当実施形態の電動車両用駆動装置は、車両１の駆動輪１６を回転駆動する電動モータ５と、この電動モータ５の回転速度Ｎが、図４の特性図上においてあらかじめ設定された切替ラインＰを通過したときに、上記電動モータ５の出力特性を、低回転寄りの運転領域に対応する低速モードと、これよりも高回転寄りの運転領域まで対応可能な高速モードとの間で切り替えるコントローラ１５（制御手段）とを備えている。そして、当実施形態では、上記電動モータ５に対する制御動作として、上記電動モータ５の回転速度Ｎの使用頻度を計測するステップ（Ｓ２）と、上記計測された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインＰに対応する使用頻度（図７および図８に示した点Ｑの使用頻度）が所定の閾値Ｆａ以上か否かを判定するステップ（Ｓ１２）と、上記使用頻度が閾値Ｆａ以上と判定された場合に、上記切替ラインＰを使用頻度の低い側にシフトさせるステップ（Ｓ１４，Ｓ１５）とが、上記コントローラ１５により実行されるようになっている。このような構成によれば、電動モータ５の出力特性が切り替わることによるトルク変動の発生を抑制して乗員の快適性を良好に維持できるという利点がある。
【００６４】
すなわち、上記実施形態では、電動モータ５の出力特性が切り替わる切替ラインＰに対応する回転速度Ｎの使用頻度が高い場合に、使用頻度の低い側に切替ラインＰをシフトさせるようにしたため、上記切替ラインＰを境にして出力特性が頻繁に切り替わることを効果的に防止でき、出力特性の切り替えにより生じるトルク変動の頻度を低減して乗員の快適性を良好に維持できるという利点がある。
【００６５】
特に、上記実施形態では、車両１の目的地、ドライバー、走行モード、渋滞の程度といった走行条件ごとにモータ回転速度Ｎの使用頻度を計測して記憶手段１５ａに記憶させるようにしたため、走行条件ごとに分類された使用頻度のデータに基づいて、上記切替ラインＰを適正な位置に設定でき、出力特性の切り替えによるトルク変動の発生をより効果的に抑制できるという利点がある。
【００６６】
すなわち、目的地、ドライバー、走行モード、渋滞の程度といった走行条件が同じであれば、使用されるモータ回転速度Ｎの値にも同様の傾向が見られると予想されるため、上記のような走行条件ごとに分類された回転速度Ｎの使用頻度のデータを用いることにより、切替ラインＰに対応する回転速度Ｎの使用頻度の大小を適正に判定することができるとともに、必要に応じて切替ラインＰをシフトさせることにより、出力特性の切り替えによるトルク変動の発生をより効果的に抑制することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態では、切替ラインＰに対応する回転速度Ｎの使用頻度が閾値Ｆａ以上である（つまりステップＳ１２でＮＯ）と判定されると、使用頻度が閾値Ｆａよりも低くなる回転速度域がシフト可能範囲Ｒ内に存在するか否かを判定し（ステップＳ１３）、存在する場合には、上記回転速度域の中で元のライン（基本切替ラインＰ）に最も近い位置に切替ラインＰをシフトさせる一方（ステップＳ１４）、存在しない場合には、上記シフト可能範囲Ｒの中で最も使用頻度が低くなる位置に切替ラインＰをシフトさせるようにしたが（ステップＳ１５）、切替ラインＰをシフトさせる方法は他にも種々考えられる。
【００６８】
例えば、使用頻度が閾値Ｆａより低くなる回転速度域が存在するか否かにかかわらず、シフト可能範囲Ｒ内で最も使用頻度が低くなる位置に切替ラインＰをシフトさせるようにしてもよい。このようにすれば、制御フローを簡略化できるとともに、切替ラインＰをシフトさせる際に、可能な限り使用頻度が低くなる位置に切替ラインＰを常に設定できるという利点がある。
【００６９】
これに対し、上記実施形態のように、元のラインに最も近い位置に切替ラインＰをシフトさせるようにした場合には、切替ラインＰのシフト幅が必要最小限に留まるため、切替ラインＰが元の位置から比較的大きくずれることに起因して電動モータ５の効率が悪化すること等を効果的に防止しつつ、トルク変動の発生頻度を必要なレベルまで低減して乗員の快適性を良好に維持できるという利点がある。
【００７０】
また、上記実施形態では、走行モード選択スイッチ４１により、車両１の走行モードとして通常モードおよびスポーツモードのいずれが選択されている場合でも、モータ回転速度Ｎの使用頻度を計測し、そのデータに基づいて必要に応じ切替ラインＰをシフトさせるようにしたが、上記両走行モードのうち、スポーツモードが選択されている場合には、上記切替ラインＰを定位置に固定して上記のような切替ラインＰのシフトを禁止するようにしてもよい。
【００７１】
すなわち、走行モードとしてスポーツモードが選択されている状況では、ドライバーは鋭い加速感が得られること等を好んで車両１を運転しており、出力特性の切り替えによる電動モータ５のトルク変動が起きることは特に気にしないと考えられる。そこで、このような状況では切替ラインＰのシフトを禁止することにより、ドライバーの嗜好によるスポーツ性を重視した車両１の駆動特性が上記切替ラインＰのシフトにより損なわれるのを効果的に防止できるという利点がある。
【００７２】
また、上記実施形態では、複数の巻線Ｌ１，Ｌ２の全部または一部に電流が流れるように電流経路を切り替えることにより、電動モータ５の出力特性を変化させるようにしたが、このような構成に代えて、インバータ１２側の電圧Ｖｄｃを、図１１に示すような昇圧コンバータ５０の作動に応じて変化させることにより、電動モータ５の出力特性を低速モードと高速モードとの間で切り替えるようにしてもよい。
【００７３】
すなわち、この図１１に示される昇圧コンバータ５０は、第１および第２のスイッチング素子Ｓｗ１，Ｓｗ２を有しており、電動モータ５が低速モードにあるときには、上記両スイッチング素子Ｓｗ１，Ｓｗ２の両方がＯＦＦ状態とされることにより、図１２の特性線Ａ１’に示すように、電動モータ５の出力特性が低回転寄りの特性に設定される。一方、電動モータ５が低速モードから高速モードに移行した際には、第１スイッチング素子Ｓｗ１がＯＦＦ状態とされかつ第２スイッチング素子Ｓｗ２がスイッチング制御される（ＯＮ／ＯＦＦが繰り返される）ことにより、インバータ１２側の電圧Ｖｄｃが増大（昇圧）され、これに応じて図１２の特性線Ａ２’に示すように、電動モータ５の出力特性が高回転寄りの特性に変化するようになっている。このとき、上記第２スイッチング素子Ｓｗ２のスイッチング制御次第で、昇圧時の電圧Ｖｄｃを多段階に制御できるため、車両１の運転状態等に応じて電動モータ５の出力を適宜の幅で自在に増大させることが可能である。なお、電動モータ５が高速モードにあるときに、例えば車両１が減速状態となり、電動モータ５がドライブシャフト８から駆動力を得て発電を行う際には（つまり回生ブレーキが行われる際には）、上記とは逆に、第１スイッチング素子Ｓｗ１がスイッチング制御されて第２スイッチング素子Ｓｗ２がＯＦＦ状態とされる。
【００７４】
図１２におけるラインＰａは、電動モータ５の出力特性が低速モードから高速モードに切り替わる切替ラインであり、電動モータ５の回転速度Ｎが上記ラインＰａを通過したときに、上記昇圧コンバータ５０の第２スイッチング素子Ｓｗ２がスイッチング制御されて上記電動モータ５の出力特性が低速モードと高速モードとの間で切り替わるようになっている。そして、このような構成において、上記実施形態と同様に、切替ラインＰａに対応する回転速度Ｎ（例えば切替ラインＰａ上の代表的な１点に対応する回転速度）の使用頻度を所定の閾値と比較し、閾値以上である場合に上記切替ラインＰａを使用頻度の低い側にシフトさせるようにすれば、切替ラインＰａを境にして出力特性が頻繁に切り替わるのを防止して乗員の快適性を良好に維持できるという利点がある。
【００７５】
なお、図１２において、低速モードに対応する特性線Ａ１’と高速モードに対応する特性線Ａ２’とを比較すると分かるように、昇圧コンバータ５０を用いた上記構成では、上述した実施形態の場合（図４）と異なり、低速モード時の最大トルクと高速モード時の最大トルクとの間に差がない。このため、昇圧コンバータ５０を常に昇圧状態（スイッチング素子Ｓｗ２がスイッチング制御される状態）に維持することにより、電動モータ５を常に高速モードで駆動しても、車両１の運転上は特に支障がない。しかしながら、昇圧コンバータ５０が昇圧状態にあるときには、スイッチング素子Ｓｗ２のスイッチング動作（ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す動作）により、ある程度のスイッチング損失が発生することが避けられないため、電動モータ５を常に高速モードで駆動してしまうと、上記スイッチング損失によるエネルギーロスが大きくなり、エネルギー効率の悪化を招いてしまう。そこで、このようなエネルギー効率の悪化を防止するために、通常時には電動モータ５を低速モードで駆動しておき、必要時（例えば加速時等）にのみ電動モータ５の出力特性を高速モードに切り替えるという制御が必要になるのである。
【００７６】
また、上記実施形態では、エンジン２と電動モータ５とを動力源として併用したハイブリッド型自動車に対して本発明の制御方法を適用した例について説明したが、本発明の制御方法は、電動モータ５を動力源の少なくとも一部として用いた電動車両であれば、特にその種類を問わず適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  電動車両（車両）
５  電動モータ
１５  コントローラ（制御手段）
１５ａ  記憶手段
１５ｂ  判定手段
１５ｃ  補正手段
１６  駆動輪
４２  ドライバー認識手段（認識手段）
Ｎ  回転速度
Ｐ  切替ライン
Ｆａ  閾値
【図１】
2010206923.tif 000003
【図２】
2010206923.tif 000004
【図３】
2010206923.tif 000005
【図４】
2010206923.tif 000006
【図５】
2010206923.tif 000007
【図６】
2010206923.tif 000008
【図７】
2010206923.tif 000009
【図８】
2010206923.tif 000010
【図９】
2010206923.tif 000011
【図１０】
2010206923.tif 000012
【図１１】
2010206923.tif 000013
【図１２】
2010206923.tif 000014