(57)【要約】【課題】  電気自動車における走行中の走行抵抗をより正確に測定する。【解決手段】  走行抵抗を測定するための惰行走行が指示されたときには、モータ２２を駆動するインバータ２６をシャットダウンし、車速が所定車速Ｖｒｅｆよりも大きいときには、インバータ２６とバッテリ２４との電気的な接続と遮断を行なうシステムメインリレー３０をオフとし、車速が所定車速Ｖｒｅｆ以下のときには、システムメインリレー３０をオンままに維持する。これにより、車速に拘わらずモータ２２の回生制動を防止するから、完全な非駆動状態とすることができる。したがって、この非駆動状態で走行抵抗を測定することにより、より正確に走行抵抗を測定することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に接続された電動機を備える電気自動車であって、
充放電可能な蓄電手段と、
該蓄電手段に接続されると共に前記電動機に接続され、電力調節素子を作動させることにより該電動機を駆動する駆動回路と、
前記蓄電手段と前記駆動回路との電気的な接続および遮断が可能な接続遮断手段と、
前記接続遮断手段が接続状態にあるときに所定条件による走行が指示されたとき、前記電力調節素子を停止すると共に遮断状態とするよう前記接続遮断手段を制御する制御手段と
を備える電気自動車。
【請求項２】
請求項１記載の電気自動車であって、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記制御手段は、前記接続遮断手段が接続状態にあって前記検出された車速が所定車速未満のときに前記所定条件による走行が指示されたときには、該接続状態を維持する手段である
電気自動車。
【請求項３】
前記所定条件は、ニュートラルポジションにシフト操作されたときに成立する条件である請求項１または２記載の電気自動車。
【請求項４】
前記所定条件は、車両の走行抵抗を測定する走行抵抗測定モードによる走行が指示されたときに成立する条件である請求項１ないし３いずれか記載の電気自動車。
【請求項５】
前記電力調節素子は、スイッチング素子である請求項１ないし４いずれか記載の電気自動車。
【請求項６】
車軸に接続された電動機と、充放電可能な蓄電手段と、該蓄電手段に接続されると共に前記電動機に接続され電力調節素子を作動させることにより前記電動機を駆動する駆動回路と、前記蓄電手段と前記駆動回路との電気的な接続および遮断が可能な接続遮断手段と、を備える電気自動車の制御方法であって、
前記接続遮断手段が接続状態にあるときに所定条件による走行が指示されたとき、前記電力調節素子を停止すると共に遮断状態とするよう前記接続遮断手段を制御する
電気自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気自動車としては、車軸にディファレンシャルギヤを介して接続され、インバータを介してバッテリと電力をやり取りするモータを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電気自動車では、走行中に非駆動状態が選択されたとき、モータの回転数が所定回転数以上のときにはモータから出力されるトルクが値０となるようインバータのスイッチング素子をスイッチング制御し、モータの回転数が所定回転数未満となったときにインバータのスイッチング素子を遮断して、モータにバッテリの電圧を超える逆起電圧が生じモータが回生制動されるのを抑制することにより、非駆動状態を確保している。
【特許文献１】特開平６−２２５４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電気自動車において走行中に非駆動状態を確保することは重要な問題として考えられている。ここで、非駆動状態を確保する際、モータから出力されるトルクを値０とする際のスイッチング素子のスイッチングによるエネルギロスが生じるのを抑制したりモータから出力されるトルクをより確実に値０とするために、インバータのスイッチング素子は遮断状態とすることが望ましい。
【０００４】
また、このように走行中に非駆動状態を確保することは、車両の走行抵抗を測定する際の正確さを担保する上でも重要である。
【０００５】
本発明の電気自動車およびその制御方法は、車軸の非駆動状態をより適正に確保することを目的の一つとする。また、本発明の電気自動車およびその制御方法は、車両の走行抵抗をより正確に測定できるようにすることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電気自動車は、
車軸に接続された電動機を備える電気自動車であって、
充放電可能な蓄電手段と、
該蓄電手段に接続されると共に前記電動機に接続され、電力調節素子を作動させることにより該電動機を駆動する駆動回路と、
前記蓄電手段と前記駆動回路との電気的な接続および遮断が可能な接続遮断手段と、
前記接続遮断手段が接続状態にあるときに所定条件による走行が指示されたとき、前記電力調節素子を停止すると共に遮断状態とするよう前記接続遮断手段を制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電気自動車では、蓄電手段と電動機を駆動する駆動回路との電気的な接続および遮断が可能な接続遮断手段が接続状態にあるときに所定条件による走行が指示されたとき、電力調節素子を停止すると共に遮断状態とするよう接続遮断手段を制御するから
、車軸の非駆動状態をより適正に確保することができる。また、電力調節素子を作動させて非駆動状態を確保するものに比してエネルギ効率を向上させることができる。ここで、「電力調節素子」には、スイッチング素子が含まれる。
【０００９】
こうした本発明の電気自動車において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記接続遮断手段が接続状態にあって前記検出された車速が所定車速未満のときに前記所定条件による走行が指示されたときには、該接続状態を維持する手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行中に接続遮断手段が頻繁に遮断されるのを抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の電気自動車において、前記所定条件は、ニュートラルポジションにシフト操作されたときに成立する条件であるものとすることもできる。こうすれば、ニュートラルポジションに操作されたときに車軸を非駆動状態とすることができる。
【００１１】
さらに、本発明の電気自動車において、前記所定条件は、車両の走行抵抗を測定する走行抵抗測定モードによる走行が指示されたときに成立する条件であるものとすることもできる。こうすれば、車軸の非駆動状態を確保してから走行抵抗を測定できるから、走行抵抗をより正確に測定することができる。
【００１２】
本発明の電気自動車の制御方法は、
車軸に接続された電動機と、充放電可能な蓄電手段と、該蓄電手段に接続されると共に前記電動機に接続され電力調節素子を作動させることにより前記電動機を駆動する駆動回路と、前記蓄電手段と前記駆動回路との電気的な接続および遮断が可能な接続遮断手段と、を備える電気自動車の制御方法であって、
前記接続遮断手段が接続状態にあるときに所定条件による走行が指示されたとき、前記電力調節素子を停止すると共に遮断状態とするよう前記接続遮断手段を制御する
ことを要旨とする。
【００１３】
この本発明の電気自動車の制御方法によれば、蓄電手段と電動機を駆動する駆動回路との電気的な接続および遮断が可能な接続遮断手段が接続状態にあるときに所定条件による走行が指示されたとき、電力調節素子を停止すると共に遮断状態とするよう接続遮断手段を制御するから、車軸の非駆動状態をより適正に確保することができる。また、電力調節素子を作動させて非駆動状態を確保するものに比してエネルギ効率を向上させることができる。ここで、「電力調節素子」には、スイッチング素子が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、駆動輪２８ａ，２８ｂに連結された車軸にデファレンシャルギヤ２９を介して接続されたモータ２２と、モータ２２と電力をやり取りするバッテリ２４と、バッテリ２４の直流電力を所定の交流電力に変換してモータ２２に供給するインバータ２６と、バッテリ２４とインバータ２６との間に介在して両者の電気的な接続と遮断とを行なうシステムメインリレー３０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット４０を備える。
【００１６】
モータ２２は、外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻回されたステータとを備えるＰＭ型の同期発電電動機として構成されている。モータ２２から出力された動力は、デファレンシャルギヤ２９を介して駆動輪２８ａ，２８ｂに出力される。
【００１７】
インバータ２６は、６つのトランジスタＴ１〜Ｔ６とこのトランジスタＴ１〜Ｔ６の各々に逆並列接続された６つのダイオードＤ１〜Ｄ６とにより構成されている。インバータ２６のトランジスタＴ１〜Ｔ６は、正極母線２６ａと負極母線２６ｂとに対してソース側とシンク側となるよう２つずつペアで配置され、トランジスタ同士の接続点がモータ２２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々に接続されている。したがって、トランジスタＴ１〜Ｔ６のスイッチングによりモータ２２の三相コイルに三相交流を供給することにより、回転磁界を形成してモータ２２を回転駆動することができる。また、モータ２２は発電機としても機能するからモータ２２に動力を入力すれば、モータ２２で生じた三相交流をダイオードＤ１〜Ｄ６により整流してバッテリ２４を充電することができる。
【００１８】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、図示しない入出力ポートとを備える。この電子制御ユニット４０には、シフトレバー５０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５１からのシフトポジションやアクセルペダル５２の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５３からのアクセルペダルポジション，ブレーキペダル５４の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５５からのブレーキペダルポジション，車速センサ５６からの車速，モータ２２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ５８からの回転位置，モータ２２の三相コイルの各相に流れる電流を検出する電流センサ５９ａ，５９ｂからの相電流などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、インバータ２６のトランジスタＴ１〜Ｔ６へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー３０へのオンオフ信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１９】
こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に車両の走行抵抗を測定するために惰行走行させた際の動作について説明する。図２は、実施例の電気自動車２０の電子制御ユニット４０により実行される惰行走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、車両の走行抵抗を測定するための惰行走行が指示されたときに実行される。
【００２０】
惰行走行時制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、インバータ２６をシャットダウン（トランジスタＴ１〜Ｔ６のスイッチングを停止）する（ステップＳ１００）。続いて、車速センサ５６からの車速Ｖを入力し（ステップＳ１１０）、車速Ｖと所定車速Ｖｒｅｆとを比較し（ステップＳ１２０）、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆよりも大きいと判定されたときにはシステムメインリレー３０をオフする（ステップＳ１３０）。ここで、所定車速Ｖｒｅｆは、モータ２２に生じる逆起電圧がバッテリ２４側の電圧よりも高くなる範囲を定めるためのものである。モータ２２で生じる逆起電圧がバッテリ２４側の電圧よりも高くなるときでもシステムメインリレー３０をオフすれば、モータ２２が回生制動されることはないから、モータ２２に接続された車軸を完全な非駆動状態とすることができる。したがって、この非駆動状態で走行抵抗を測定することにより、より正確な走行抵抗を測定することができる。
【００２１】
ステップＳ１２０で車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以下と判定されたときには、モータ２２で生じる逆起電圧がバッテリ２４側の電圧以下となっている状態であり、この状態ではシステムメインリレー３０をオフとしなくてもモータ２２は回生制動されないから、システムメインリレー３０をオンのまま維持する。
【００２２】
そして、惰行走行が終了したか否かを判定し（ステップＳ１４０）、惰行走行が終了してないと判定されたときにはそのままインバータ２６の状態やシステムメインリレー３０の状態を保持し、惰行走行が終了したと判定されたときにシステムメインリレー３０を接
続する処理を行なって（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。走行抵抗を測定するための惰行走行が指示されるときは、比較的高車速であるから、通常はシステムメインリレー３０はオフとされるが、惰行走行が開始された後に車速が低くなって所定車速Ｖｒｅｆ以下となってもシステムメインリレー３０のオフの状態は保持される。なお、実施例では、走行抵抗を測定するための惰行走行が指示されたときにシステムメインリレー３０をオフしたが、走行中にシフトレバー５０がニュートラルポジションに操作されて通常の惰行走行が指示されたときにはこうしたシステムメインリレー３０のオフは行なわずにインバータ２６のシャットダウンのみを行なう。
【００２３】
以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、走行抵抗を測定するための惰行走行が指示されたときには、インバータ２６をシャットダウンすると共にシステムメインリレー３０をオフとするから、モータ２２が回生制動されるのを防止して、車軸を完全な非駆動状態とすることができる。したがって、この非駆動状態で走行抵抗を測定することにより、より正確に走行抵抗を測定することができる。しかも、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以下のときに惰行走行が指示されたときには、インバータ２６をシャットダウンするのみでシステムメインリレー３０はオンの状態を維持するから、走行中にシステムメインリレー３０が頻繁にオンオフされるのを抑制することができる。
【００２４】
実施例の電気自動車２０では、惰行走行する際に車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆよりも大きいときにはシステムメインリレー３０をオフとし車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以下のときにシステムメインリレー３０をオンの状態に維持するものとしたが、車速Ｖに拘わらずシステムメインリレー３０をオフするものとしても構わない。
【００２５】
実施例の電気自動車２０では、走行抵抗の測定するための惰行走行が指示されたときに図２の惰行走行時制御ルーチンを実行するものとしたが、走行抵抗の測定とは関係なく走行中にシフトレバー５０がニュートラルポジションに操作されて惰行走行が指示されたときでも図２のルーチンを実行するものとしても構わない。
【００２６】
実施例の電気自動車２０では、エンジンを搭載せずにモータ２２からの動力だけで走行する通常の電気自動車に適用して説明したが、車軸にモータが接続されている電気自動車であれば、さらにエンジンを搭載するハイブリッド型の電気自動車にも適用可能である。例えば、図３に例示するように、エンジン１２１とモータ１３０とを遊星歯車機構１３１を介して車軸（駆動輪２８ａ，２８ｂに接続された車軸）に連結された駆動軸に接続したハイブリッド型の電気自動車１２０に適用するものとしてもよいし、図４に例示するように、エンジン２２１の出力軸に接続されたインナーロータ２３２と車軸（駆動輪２８ａ，２８ｂに接続された車軸）に連結された駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し電磁気的な作用により両ロータを相対的に回転させる対ロータ電動機２３０を備えたハイブリッド型の電気自動車２２０に適用するものとしてもよい。
【００２７】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、自動車産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電気自動車２０の電子制御ユニット４０により実行される惰行走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】変形例の電気自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図４】変形例の電気自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０，１２０，２２０  電気自動車、２２  モータ、２４  バッテリ、２６  インバータ、２６ａ  正極母線、２６ｂ  負極母線、２８ａ，２８ｂ  駆動輪、２９  デファレンシャルギヤ、３０  システムメインリレー、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、５０  シフトレバー、５１  シフトポジションセンサ、５２  アクセルペダル、５３  アクセルペダルポジションセンサ、５４  ブレーキペダル、５５  ブレーキペダルポジションセンサ、５６  車速センサ、５８  回転位置検出センサ、５９ａ，５９ｂ  電流センサ、１２１，２２１  エンジン、１３０  モータ、１３１  遊星歯車機構、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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