(57)【要約】【課題】本発明は、電動機の出力のバラツキを抑制し、運転性を向上させることのできる電動車両の制御装置を提供する。【解決手段】舵角センサに基づき直進時と判定された場合であって、各電動機のうち一方の電動機の各部位の温度と関係した第１最大出力マップに基づいて発生可能な最大出力が他方の電動機の各部位の温度と関係した第２最大出力マップに基づいて発生可能な最大出力より低い場合には、他方の電動機の発生可能な最大出力が、一方の電動機の発生可能な最大出力と同一になるように、他方の電動機の発生可能な最大出力を抑制する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右両側にそれぞれ車輪が設けられ、前記車輪の一方に第１電動機と、他方に第２電動機とを備え、各電動機にて前記車両の左右両側のそれぞれの車輪を独立で駆動し前記車両を走行させる電動車両の制御装置において、
前記第１電動機の複数の部位の温度を検出する複数の温度検出手段からなる第１温度検出手段群と、
前記第２電動機の複数の部位の温度を検出する複数の温度検出手段からなる第２温度検出手段群と、
前記第１電動機の複数の部位の各部位毎に、温度と前記第１電動機にて発生可能な最大出力の関係を示す第１最大出力算出マップに基づいて前記第１電動機の発生可能な最大出力を算出する第１出力算出手段と、
前記第２電動機の複数の部位の各部位毎に、温度と前記第２電動機にて発生可能な最大出力の関係を示す第２最大出力算出マップに基づいて前記第２電動機の発生可能な最大出力を算出する第２出力算出手段と、
前記第１電動機の発生可能な最大出力と前記第２電動機の発生可能な最大出力とに基づいて、前記各電動機の作動を制御する出力制御手段と、
運転者のハンドル操作を検出する舵角センサと、を備え、
前記第１出力算出手段と前記第２出力算出手段は、前記各電動機での発生可能な最大出力の算出時に、前記各電動機の複数の部位の前記各部位毎に算出される発生可能な最大出力のうちの最小値を前記各電動機の発生可能な最大出力とし、
前記出力制御手段は、前記舵角センサに基づいて直進時と判断された場合であって、前記各電動機のうち一方の電動機の発生可能な最大出力が他方の電動機の発生可能な最大出力より低い場合には、前記他方の電動機の発生可能な最大出力が、前記一方の電動機の発生可能な最大出力と同一になるように、前記他方の電動機の発生可能な最大出力を抑制することを特徴とする、電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記第１電動機の複数の部位および前記第２電動機の複数の部位はそれぞれ、ロータ、ステータ、コンデンサ、冷却水のうち、少なくとも２つ以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の制御装置に係り、特に電動機の出力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動機で走行する電気自動車等の電動車両には、各車輪に電動機を備え、各電動機の出力により各車輪を駆動して走行するものがある。そして、このような電動車両では、車両の旋回時に、運転者のハンドル操作による操舵輪の操舵に加え、車両の左右輪に備わる電動機の出力を左右で変化させ、左右の車輪の駆動力を変えることで車両の旋回性能を向上させている。
【０００３】
しかしながら、電動機は、電動機の温度が上昇すると高温により故障する可能性があるため、電動機を保護するために電動機の出力を低下させる制御を行っている。したがって、電動車両の左右の各車輪に設けられた電動機の温度が左右で異なると、左右の電動機の出力が異なり左右輪の駆動力に差が生じ車両の直進性が悪化する虞がある。
そこで、特許文献１では、各車輪に設けられた電動機の温度をそれぞれに検出し、当該検出結果に基づいて、いずれかの電動機の温度が所定値を越えると判定されると、各電動機の出力が同一となるように各電動機の出力を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９５６８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の車輪独立駆動式電気自動車の駆動力制御装置では、各電動機の温度に基づいて、各電動機の出力を補正している。
しかしながら、温度が上昇することで電動機の出力に影響を及ぼす部位は、複数あり、温度による電動機の出力の補正を電動機の温度のみで行っても、他部位の温度が高いような場合には、各電動機の出力にバラツキが生じ、車両の直進性が悪化し、車両の運転性が悪化する虞があり好ましくない。
【０００６】
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電動機の出力のバラツキを抑制し、運転性を向上させることのできる電動車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の電動車両の制御装置では、車両の左右両側にそれぞれ車輪が設けられ、前記車輪の一方に第１電動機と、他方に第２電動機とを備え、各電動機にて前記車両の左右両側のそれぞれの車輪を独立で駆動し前記車両を走行させる電動車両の制御装置において、前記第１電動機の複数の部位の温度を検出する複数の温度検出手段からなる第１温度検出手段群と、前記第２電動機の複数の部位の温度を検出する複数の温度検出手段からなる第２温度検出手段群と、前記第１電動機の複数の部位の各部位毎に、温度と前記第１電動機にて発生可能な最大出力の関係を示す第１最大出力算出マップに基づいて前記第１電動機の発生可能な最大出力を算出する第１出力算出手段と、前記第２電動機の複数の部位の各部位毎に、温度と前記第２電動機にて発生可能な最大出力の関係を示す第２最大出力算出マップに基づいて前記第２電動機の発生可能な最大出力を算出する第２出力算出手段と、前記第１電動機の発生可能な最大出力と前記第２電動機の発生可能な最大出力とに基づいて、前記各電動機の作動を制御する出力制御手段と、運転者のハンドル操作を検出する舵角センサと、を備え、前記第１出力算出手段と前記第２出力算出手段は、前記各電動機での発生可能な最大出力の算出時に、前記各電動機の複数の部位の前記各部位毎に算出される発生可能な最大出力のうちの最小値を前記各電動機の発生可能な最大出力とし、前記出力制御手段は、前記舵角センサに基づいて直進時と判断された場合であって、前記各電動機のうち一方の電動機の発生可能な最大出力が他方の電動機の発生可能な最大出力より低い場合には、前記他方の電動機の発生可能な最大出力が、前記一方の電動機の発生可能な最大出力と同一になるように、前記他方の電動機の発生可能な最大出力を抑制することを特徴とする。
。
【０００８】
また、請求項２の電動車両の制御装置では、請求項１において、前記第１電動機の複数の部位および前記第２電動機の複数の部位はそれぞれ、ロータ、ステータ、コンデンサ、冷却水のうち、少なくとも２つ以上を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、温度上昇が電動機の出力に影響を及ぼす部位が複数あっても、直進性を安定させ、運転性を向上させることができる。
請求項２の発明によれば、第１電動機および第２電動機においてそれぞれ温度検出する部位を、ロータ、ステータ、コンデンサ、冷却水のうち、少なくとも２つ以上とすることで、発生可能な最大出力を確実に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電動車両の制御装置を適用した車両の概略構成図である。
【図２】温度からモータの出力割合を算出する出力割合算出マップの一例を示す図である。
【図３】電子コントロールユニットにおけるモータ出力制御の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る電動車両の制御装置を適用した車両の概略構成図である。なお、図１は、車両の上面視図であり、図中の矢印前は、車両の前方向を、矢印右は、車両の右方向を示している。また、図２は、温度からモータの出力割合を算出する出力割合算出マップの一例を示す図である。図中の実線は、モータのコンデンサの温度と出力割合との関係を、破線は、モータのステータの温度と出力割合との関係を示す。なお、出力割合は、当該温度で、モータの設計上の最大出力に対して、どれだけの割合の最大出力を発生させることができるかを示している。
【００１２】
図１に示すように、本発明に係る電動車両の制御装置が適用される車両１０は、高電圧バッテリ１１と、インバータ１３，１４と、モータ（第１電動機、第２電動機）１５，１６と、電子コントロールユニット（第１出力算出手段、第２出力算出手段、出力制御手段）とを備え、車両１０の左右に備えられている駆動輪（車輪）１７，１８を各モータ１５，１６で駆動して、車両１０を走行させる電動車両、所謂電気自動車である。
【００１３】
高電圧バッテリ１１は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成されるものである。また、高電圧バッテリ１１は、電池セルを監視するセルモニタリングユニットを備える複数の電池セルを一つのモジュールとし更に複数のモジュールで構成される電池モジュールと、セルモニタリングユニットの出力信号に基づき電池モジュールの温度及び充電率（State Of Charge、以下、ＳＯＣ）等を監視するバッテリモニタリングユニットとで構成されている。
【００１４】
インバータ１３は、電子コントロールユニット２０からの制御信号に基づき、右側モータ１５の出力を制御するものである。また、インバータ１３には、インバータ１３内の温度を検出する図示しない温度センサ（本発明の温度検出手段に相当）が設けられている。そして、インバータ１３は、当該温度センサにて検出される温度を電子コントロールユニット２０に供給する。
【００１５】
インバータ１４は、電子コントロールユニット２０からの制御信号に基づき、左側モータ１６の出力を制御するものである。また、インバータ１４には、インバータ１４内の温度を検出する図示しない温度センサ（本発明の温度検出手段に相当）が設けられている。そして、インバータ１４は、当該温度センサにて検出される温度を電子コントロールユニット２０に供給する。
【００１６】
右側モータ（第１電動機）１５には、高電圧バッテリ１１に蓄電される高電圧の電力が高電圧回路１２とインバータ１３とを介して供給される。そして、右側モータ１５は、インバータ１３により作動が制御され、車両１０の右側に備えられた駆動輪１７を駆動するものである。また、右側モータ１５には、右側モータ１５内のコンデンサやステータやロータや冷却水等のそれぞれの温度をそれぞれに検出する図示しない複数の温度センサ（本発明の温度検出手段に相当）が設けられている。そして、右側モータ１５は、当該複数の温度センサにて検出される温度を電子コントロールユニット２０に供給する。
【００１７】
左側モータ１６（第２電動機）には、高電圧バッテリ１１に蓄電される高電圧の電力が高電圧回路１２とインバータ１４とを介して供給される。そして、左側モータ１６は、インバータ１４により作動が制御され、車両１０の左側に備えられた駆動輪１８を駆動するものである。また、左側モータ１６には、左側モータ１６内のコンデンサやステータやロータや冷却水等のそれぞれの温度をそれぞれに検出する図示しない複数の温度センサ（本発明の温度検出手段に相当）が設けられている。そして、左側モータ１６は、当該複数の温度センサにて検出される温度を電子コントロールユニット２０に供給する。
【００１８】
電子コントロールユニット２０は、車両１０の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成される。
電子コントロールユニット２０の入力側には、高電圧バッテリ１１のバッテリモニタリングユニット、インバータ１３，１４、モータ１５，１６、及び運転者によるハンドル操作の舵角を検出する図示しない舵角センサや、アクセル開度を検出する図示しないアクセルポジションセンサや、図示しない車速センサ等の車両状態を検出するセンサが接続されており、これらの機器からの検出情報が入力される。
【００１９】
一方、電子コントロールユニット２０の出力側には、インバータ１３，１４が接続されている。
そして、電子コントロールユニット２０は、車両１０の走行時、即ち運転者のアクセル操作が検出されると、アクセルポジションセンサにて検出されるアクセル開度と車速センサにて検出される車速とに応じたモータ１５，１６の出力となるように、インバータ１３，１４にてモータ１５，１６に供給する電力を調整し、当該電力にてモータ１５，１６を駆動して、モータ１５，１６にて車両１０の左右の駆動輪１７，１８を駆動し、車両１０を走行させる。また、車両１０の旋回時には、舵角センサにて運転者によるハンドル操作が検出されると、車両の旋回性が向上するように、当該舵角センサにて検出される舵角に応じた車両１０の左右の駆動輪１７，１８の駆動力差となるように、インバータ１３，１４からモータ１５，１６へ供給する電力を調整し、右側モータ１５と左側モータ１６の出力を制御する。
【００２０】
また、電子コントロールユニット２０は、インバータ１３，１４内のコンデンサや、モータ１５，１６内のステータやロータや冷却水等のそれぞれの温度が上昇することにより、モータ１５，１６にて発生することのできる最大出力、即ち実最大出力（本発明の発生可能な最大出力に相当）が変化することから、温度上昇が右側モータ１５や左側モータ１６の実最大出力の低下に起因する部位毎（例えばインバータ１３，１４内のコンデンサや、モータ１５，１６内のステータやロータや冷却水等）に、図２に示すような、温度による出力割合の変化を示す出力割合算出マップ（本発明の第１最大出力算出マップ、或いは第２最大出力算出マップに相当）が記憶されている。
【００２１】
そして、電子コントロールユニット２０は、直進及び旋回等の車両１０の走行時に、右側モータ１５や左側モータ１６の実最大出力の低下に起因するインバータ１３，１４内のコンデンサや、モータ１５，１６内のステータやロータや冷却水等の温度を検出する温度センサ（本発明の第１温度検出手段群、或いは第２温度検出手段群に相当）にて検出される各部位の各温度に基づいて、各モータ１５，１６の実最大出力を算出する。そして、右側モータ１５の実最大出力と左側モータ１６の実最大出力とが異なる場合には、実最大出力の高い方のモータの実最大出力を低い方のモータの実最大出力に合わせるように抑制するモータ出力制御を行う。
【００２２】
ここで、温度を検出する各部位は、インバータ１３，１４内のコンデンサ、モータ１５，１６内のステータ、ロータ、冷却水のうち、少なくとも２つ以上であれば良く、インバータ１３，１４内のコンデンサ、モータ１５，１６内のステータ、ロータ、冷却水の全ての温度を検出しても良い。
次に本発明に係る電動車両の制御装置を適用された車両１０の電子コントロールユニット２０におけるモータ出力制御について説明する。
【００２３】
図３は、電子コントロールユニットにおけるモータ出力制御の制御フローチャートである。なお、本制御は、車両１０の直進及び旋回等の走行時に、常に実施されるものである。
図３に示すように、ステップＳ１０では、各部の温度を検出する。詳しくは、右側モータ１５や左側モータ１６の実最大出力の低下に起因するインバータ１３，１４内のコンデンサや、モータ１５，１６内のステータやロータや冷却水等の各部位の温度を検出する。そして、ステップＳ１２に進む。
【００２４】
ステップＳ１２では、実最大出力を算出する。詳しくは、右側モータ１５の実最大出力の低下に起因するインバータ１３内のコンデンサや、右側モータ１５内のステータやロータや冷却水等の温度と、各部位毎に設定される出力割合算出マップと、右側モータ１５の設計上の最大出力とにより、各部位毎の温度による出力割合を算出する。そして、算出された各部位の出力割合毎に右側モータ１５の設計上の最大出力を乗算し、右側モータ１５の実最大出力の低下に起因する各部位毎の温度による右側モータ１５の実最大出力を算出する。そして、次に算出された右側モータ１５の実最大出力の低下に起因する各部位毎の温度による右側モータ１５の実最大出力において、実最大出力が最小の部位の実最大出力を右側モータ１５の実最大出力とする。また、同様に左側モータ１６の実最大出力の低下に起因するインバータ１４内のコンデンサや、左側モータ１６内のステータやロータや冷却水等の温度と、各部位毎に設定される出力割合算出マップと、左側モータ１６の設計上の最大出力とにより左側モータ１６の実最大出力を算出する。ここで、左右両モータごとに別々の出力割合算出マップを電子コントロールユニット２０に記憶させても良いし、左右両モータ共通の出力割合算出マップを記憶させても良い。そして、ステップＳ１４に進む。
【００２５】
ステップＳ１４では、左右のモータの実最大出力を比較する。詳しくは、右側モータ１５の実最大出力と、左側モータ１６の実最大出力を比較する。そして、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、右側モータ１５の実最大出力が左側モータ１６の実最大出力より小さいか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でステップＳ１４にて右側モータ１５の実最大出力が左側モータ１６の実最大出力より小さいと判定されていれば、ステップＳ１８に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）でステップＳ１４にて右側モータ１５の実最大出力が左側モータ１６の実最大出力より小さいと判定されていなければ、ステップＳ２０に進む。
【００２６】
ステップＳ１８では、左側モータ１６の実最大出力を抑制する。詳しくは、左側モータ１６の実最大出力を、ステップＳ１２にて算出された右側モータ１５の実最大出力となるように補正する。そして、本ルーチンをリターンする。
ステップＳ２０では、右側モータ１５の実最大出力が左側モータ１６の実最大出力より大きいか、否かを判別する。詳しくは、右側モータ１５の実最大出力が左側モータ１６の実最大出力より大きいか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でステップＳ１４にて右側モータ１５の実最大出力が左側モータ１６の実最大出力より大きいと判定されていれば、ステップＳ２２に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）でステップＳ１４にて右側モータ１５の実最大出力が左側モータ１６の実最大出力より大きいと判定されていなければ、本ルーチンをリターンする。
【００２７】
ステップＳ２２では、右側モータ１５の実最大出力を抑制する。詳しくは、右側モータ１５の実最大出力を、ステップＳ１２にて算出された左側モータ１６の実最大出力となるように補正する。そして、本ルーチンをリターンする。
このように、本発明に係る電動車両の制御装置では、温度上昇が右側モータ１５や左側モータ１６の実最大出力の低下に起因する部位毎に、温度による出力割合の変化を示す出力割合算出マップが記憶されている。そして、車両１０の直進及び旋回等の走行時には、右側モータ１５や左側モータ１６の実最大出力の低下に起因するインバータ１３，１４内のコンデンサや、モータ１５，１６内のステータやロータや冷却水等の各部位の温度と、それぞれの部位毎に記憶される出力割合算出マップとを用いて、インバータ１３，１４内のコンデンサや、モータ１５，１６内のステータやロータや冷却水等の部位毎に、出力割合を算出する。そして、右側モータ１５の実最大出力の低下に起因する各部位毎の出力割合に右側モータ１５の設計上の最大出力を乗算し、また、左側モータ１６の実最大出力の低下に起因する各部位毎の出力割合に左側モータ１６の設計上の最大出力を乗算し、各モータ１５，１６に対応した各部位毎の温度における右側モータ１５や左側モータ１６の実最大出力を算出する。その後、各モータ１５，１６の各部位毎に算出された実最大出力の最小値を各モータ１５，１６の実最大出力とする。そして、右側モータ１５の実最大出力と左側モータ１６の実最大出力とが異なる場合には、実最大出力が高い方のモータの実最大出力を実最大出力の低い方のモータに合わせるように補正している。
【００２８】
したがって、各モータ１５，１６の実最大出力の低下に起因する複数の部位の各部位毎に温度を検出し、当該温度に基づいて各部位毎の実最大出力を算出して、算出された各部位の実最大出力の最小値を各モータ１５，１６の実最大出力とすることで、温度上昇がモータ１５，１６の実最大出力に影響を及ぼす部位が複数あっても、温度上昇によるモータ１５，１６の実最大出力を正確に算出することができ、モータ１５，１６の実最大出力のバラツキを抑制し、そして、一方のモータの実最大出力が他方のモータの実最大出力より低い場合には、一方のモータの実最大出力に応じて、他方のモータの実最大出力を抑制することで、直進性及び旋回性を安定させ、運転性を向上させることができる。
【００２９】
また、車両１０の直進時に、一方のモータの実最大出力が他方の電動機の実最大出力より低い場合には、実最大出力の低い一方のモータの実最大出力と同一となるように、他方のモータの実最大出力を抑制して、各モータ１５，１６の実最大出力を左右輪で合わせることで、車両１０の直進時の左右輪での駆動力の変化を抑制し、直進性を安定させ、運転性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  車両
１１  高電圧バッテリ
１３  インバータ
１４  インバータ
１５  右側モータ（第１電動機）
１６  左側モータ（第２電動機）
１７  駆動輪（車輪）
１８  駆動輪（車輪）
２０  電子コントロールユニット（第１出力算出手段、第２出力算出手段、出力制御手段）
【図１】
2018108030.tif 000003
【図２】
2018108030.tif 000004
【図３】
2018108030.tif 000005