(57)【要約】      （修正有）【課題】車両のエネルギ損失が最小となるように、各車輪駆動用モータのトルク制御及びクラッチ制御を行なう電動車両と、そのモータ出力制御方法を提供する。【解決手段】電動車両１０は、前輪駆動用モータ１５と後輪駆動用モータ１６、両車輪駆動用モータの出力トルクを制御する制御部２５、前輪１１と前輪駆動用モータとの動力伝達を断接する前輪用クラッチ２２、後輪１２と後輪駆動用モータとの動力伝達を断接する後輪用クラッチ２３を備える。制御部は、前輪駆動用モータにおけるエネルギ損失と、前輪駆動用モータと前輪との間の動力伝達経路１７におけるエネルギ損失と、後輪駆動用モータにおけるエネルギ損失と、後輪駆動用モータと後輪との間の動力伝達経路１８におけるエネルギ損失との和であるエネルギ損失合計が最低となるように、前後輪駆動用モータのトルク制御及びクラッチの制御を行なう。【選択図】図１
2018098985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の車輪に駆動力を伝達可能な第１車輪用モータと、
第２の車輪に駆動力を伝達可能な第２車輪用モータと、
前記第１車輪用モータおよび第２車輪用モータの出力トルクを制御する制御部と、を備えた電動車両において、
前記第１の車輪と前記第１車輪用モータとの動力伝達を断接する第１車輪用クラッチと、前記第２の車輪と前記第２車輪用モータとの動力伝達を断接する第２車輪用クラッチとを備え、
前記制御部は、前記第１車輪用モータにおけるエネルギ損失と、前記第１車輪用モータと前記第１の車輪との間の動力伝達経路におけるエネルギ損失と、前記第２車輪用モータにおけるエネルギ損失と、前記第２車輪用モータと前記第２の車輪との間の動力伝達経路におけるエネルギ損失との和であるエネルギ損失合計が最低となるように、前記第１車輪用モータおよび前記第２車輪用モータのトルク制御と前記第１車輪用クラッチおよび第２車輪用クラッチのクラッチ制御とを行なうように構成したことを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１車輪用モータがトルクを出力しない場合、前記第１車輪用クラッチの動力伝達を切断し、
前記第２車輪用モータがトルクを出力しない場合、前記第２車輪用クラッチの動力伝達を切断するように構成された請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記第１車輪用モータと前記第２車輪用モータとは、それぞれ異なるエネルギ損失特性を有する請求項１または２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１車輪用モータの回転速度と出力トルクとに基づいて前記第１車輪用モータのエネルギ損失を算出する第１車輪用モータエネルギや損失マップと、
前記第１車輪用モータの回転速度と出力トルクとに基づいて前記第１車輪用モータと前記第１の車輪との間の動力伝達経路におけるエネルギ損失を算出する第１の車輪動力伝達経路エネルギ損失マップと、
前記第２車輪用モータの回転速度と出力トルクとに基づいて前記第２車輪用モータのエネルギ損失を算出する第２車輪用モータエネルギ損失マップと、
前記第２車輪用モータの回転速度と出力トルクとに基づいて前記第２車輪用モータと第２の車輪との間の動力伝達経路におけるエネルギ損失を算出する第２の車輪動力伝達経路エネルギ損失マップと、を有し、
各エネルギ損失マップを参照して前記総エネルギ損失を算出することを特徴とする請求項３に記載の電動車両。
【請求項５】
車両の操作情報および車両情報と車両の要求トルクマップと車輪の回転速度から、前記車両の要求パワーを算出する工程と、
第１車輪用モータと第２車輪用モータとの駆動配分範囲の中で両モータの駆動配分比率を順次決定する工程と、
前記車両の要求パワーと所要の駆動配分比率を入力するモータ駆動配分演算処理部で、モータエネルギ損失マップおよびトランスミッションエネルギ損失マップを用いて演算処理計算を実施し、前記所要の駆動配分比率におけるモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計を算出して保管した後、
前記第１車輪用モータと前記第２車輪用モータとの駆動配分範囲の中で両モータの駆動配分比率を所定の配分比率ずつ順次変えて、前記モータ駆動配分演算処理部で一連の前記演算処理計算を繰返し実施し、各駆動配分比率におけるモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計をそれぞれ算出して保管する工程とを有し、
前記一連の演算処理計算の繰返しにより、保管された複数のモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計のうち、最も少ないエネルギ損失合計に基づいてモータ出力およびクラッチ断接制御を実施することを特徴とする電動車両のモータ出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪および後輪をそれぞれ駆動するモータおよび動力伝達経路のエネルギ損失を考慮してモータのトルク制御およびクラッチ制御を行なう電動車両およびそのモータ出力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動車両には、前輪を駆動するモータと後輪を駆動するモータを別々に備え、車速に応じて各モータのトルクを制御する電動車両が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３２８５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電動車両は、複数のモータで複数の駆動輪（前輪、後輪）を回転させる電気自動車において、所望のトルクと車速に応じてモータの駆動数と駆動電流とを制御するようにしたものである。
【０００５】
しかし、この電動車両では、バッテリの出力電力で駆動される各モータのエネルギ損失や各モータの駆動力が車輪に伝達される動力伝達機構のエネルギ損失についての考慮がなされておらず、エネルギ効率の効率化の点で課題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、モータおよび動力伝達機構のエネルギ損失の合計が最低となるように、各モータのトルク制御および各モータと各動力伝達機構とを断接するクラッチ制御を行ない、駆動および回生のエネルギ効率を向上させた電動車両およびそのモータ出力制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために、第１の車輪に駆動力を伝達可能な第１車輪用モータと、第２の車輪に駆動力を伝達可能な第２車輪用モータと、前記第１車輪用モータおよび第２車輪用モータの出力トルクを制御する制御部と、を備えた電動車両において、前記第１の車輪と前記第１車輪用モータとの動力伝達を断接する第１車輪用クラッチと、前記第２の車輪と前記第２車輪用モータとの動力伝達を断接する第２車輪用クラッチとを備え、前記制御部は、前記第１車輪用モータにおけるエネルギ損失と、前記第１車輪用モータと前記第１の車輪との間の動力伝達経路におけるエネルギ損失と、前記第２車輪用モータにおけるエネルギ損失と、前記第２車輪用モータと前記第２の車輪との間の動力伝達経路におけるエネルギ損失との和であるエネルギ損失合計が最低となるように、前記第１車輪用モータおよび前記第２車輪用モータのトルク制御と前記第１車輪用クラッチおよび第２車輪用クラッチのクラッチ制御とを行なうように構成したことを特徴とする電動車両である。
【０００８】
また、本発明は、上述した課題を解決するために、車両の操作情報および車両情報と車両の要求トルクマップと車輪の回転速度から、前記車両の要求パワー（＝要求トルク×車輪回転速度）を算出する工程と、第１車輪用モータと第２車輪用モータとの駆動配分範囲の中で両モータの駆動配分比率を順次決定する工程と、前記車両の要求パワーと所要の駆動配分比率を入力するモータ駆動配分演算処理部で、モータエネルギ損失マップおよびトランスミッションエネルギ損失マップを用いて演算処理計算を実施し、前記所要の駆動配分比率におけるモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計を算出して保管した後、前記第１車輪用モータと前記第２車輪用モータとの駆動配分範囲の中で両モータの駆動配分比率を所定の配分比率ずつ順次変えて、前記モータ駆動配分演算処理部で一連の前記演算処理計算を繰返し実施し、各駆動配分比率におけるモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計をそれぞれ算出して保管する工程とを有し、前記一連の演算処理計算の繰返しにより、保管された複数のモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計のうち、最も少ないエネルギ損失合計に基づいてモータ出力およびクラッチ断接制御を実施することを特徴とする電動車両のモータ出力制御方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電動車両は、第１の車輪および第２の車輪をそれぞれ駆動する各車輪用モータおよび動力伝達経路のエネルギ損失を考慮し、総エネルギ損失が最低となるように、各車輪駆動用モータのトルク制御および動力伝達経路を断接するクラッチ制御を行なって駆動および回生のエネルギ効率を高めることができ、効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電動車両の一実施形態を示すレイアウト構成図。
【図２】電動車両に備えられる制御部の車両制御の概要を示すブロック図。
【図３】電動車両に要求される車両の要求トルクマップを示すグラフ。
【図４】電動車両の制御部に備えられるモータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部の演算処理例を示すブロック図。
【図５】（Ａ）はモータＡのエネルギ損失マップを示す図、（Ｂ）はモータＢのエネルギ損失マップを示す図。
【図６】（Ａ）はトランスミッションＡのエネルギ損失マップを示す図、（Ｂ）はトランスミッションＢのエネルギ損失マップを示す図。
【図７】電動車両のモータ出力制御およびクラッチ（開閉）制御を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る電動車両の実施形態を示すレイアウト構成図である。
【００１３】
電動車両１０は、電気をエネルギ源としてモータ駆動で走行するＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）車両である。この電動車両１０は前輪１１および後輪１２の駆動軸１３，１４の前後左右に前輪駆動用モータ１５（以下、モータＡという。）と後輪駆動用モータ１６（以下、モータＢという。）とがそれぞれ配置される。モータＡおよびモータＢは、トランスミッション１７および１８を介して駆動軸１３および１４にそれぞれ接続され、前輪１１および後輪１２を走行駆動させるようになっている。
【００１４】
トランスミッション１７，１８は、モータＡ，モータＢのモータ駆動力を駆動軸１３，１４を経て前輪１１および後輪１２にそれぞれ伝達する動力伝達経路（ドライブトレイン）を構成している。各トランスミッション１７，１８は、減速機２０，２１とクラッチ機構２２，２３等をそれぞれ備える。減速機２０，２１はモータＡ，モータＢのトルクを増幅させるもので、回転数を落として前輪１１や後輪１２に伝えることで、トルクを増幅させて大きな駆動力を発生させるようになっている。クラッチ機構２２，２３（以下、クラッチＡ，クラッチＢという。）は、モータＡやモータＢと駆動軸１３，１４との切り離しや接続を行なうクラッチ制御を行なうもので、クラッチの形式には湿式クラッチや乾式クラッチ等がある。
【００１５】
また、電動車両１０は、ＥＣＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｏｄｕｌｅ）等の制御部２５を備えており、この制御部２５にアクセル２６やブレーキ２７等の運転者の操作情報や車両の車速等の車両情報が取り込まれて、演算処理されるようになっている。具体的には、アクセルペダルの踏込み角度（アクセル角度）を検出するセンサでアクセルペダル操作量が検出され、ブレーキペダルの踏込み角度（ブレーキ角度）を検出するセンサでブレーキペダル操作量が検出される。また、車両の車速を検出するスピードセンサ（図示せず）で車速情報が検出される。検出されたアクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量および車速情報は、制御部２５に入力されて演算処理される。制御部２５からの出力信号は、モータＡ，モータＢのモータトルク指令や２つのクラッチの開閉指令としてインバータ２８に出力される。
【００１６】
インバータ２８は、車外の電源（図示省略）から二次電池のバッテリ２９に充電された電気エネルギを制御し、モータＡやモータＢに伝えて動力としている。具体的には、インバータ２８は、バッテリ２９からの直流電流を交流電流に変換してモータＡ，モータＢに送っており、インバータ２８は電流量を調整してモータＡ，モータＢの出力を制御している。インバータ２８は、パワーコントロールユニットで構成してもよい。バッテリ２９は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池を集めて繋いだバッテリパックで構成される。
【００１７】
ところで、電動車両１０は、発進時や走行中等で車両に要求される馬力（要求パワー）が異なり、状況によって車輪に所要の回転力（トルク）を付与するために回転数を変える必要がある。電動車両１０の制御部２５は、図２に示すように、車両情報である車速情報ａや、運転者のアクセルペダル操作情報であるアクセルペダル操作量ｂ、ブレーキペダル操作情報であるブレーキペダル操作量ｃを取り入れてモータＡおよびモータＢのトルク制御や２つのクラッチ（クラッチＡ，クラッチＢ）のクラッチ（開閉）制御を行なうように構成される。
【００１８】
制御部２５は、図２に示すように構成される。制御部２５は、車速情報ａおよびアクセルペダル操作量ｂ、ブレーキペダル操作量ｃを入力し、車両に要求される要求パワーＰｔを算出する要求パワー算出部３３と、モータＡ，モータＢの駆動配分割合を決定するモータＡ，Ｂ駆動配分範囲決定部３４と、モータＡ，モータＢの駆動配分範囲決定部３４からのモータＡおよびモータＢの駆動配分比率αｎおよび要求パワー算出部３３からの車両の要求パワーＰｔを入力して、最もエネルギ損失が少ないモータＡおよびモータＢの駆動配分比率αにおける要求パワーＰＡ，ＰＢを、後述する演算処理計算で算出するモータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５と、演算処理されたモータＡおよびモータＢの要求パワーＰＡ，ＰＢを最適な出力信号ｄとして出力し、この出力信号ｄに基づく、モータＡおよびモータＢの最適トルクにより、モータＡやモータＢおよびクラッチＡやクラッチＢの各デバイス指令ｅ（ｅ１，ｅ２）、ｆ（ｆ１，ｆ２）に変換する各デバイス指令変換部３６とを備える。
【００１９】
各デバイス指令変換部３６は、モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５から送られるモータＡおよびモータＢの最適トルク（出力信号）ｄに基づいて、各デバイスを構成するモータＡおよびモータＢのトルク指令ｅやクラッチＡおよびクラッチＢのトルク指令に変換し、変換されたクラッチＡおよびクラッチＢにトルク指令ｅ（ｅ１，ｅ２）を送ったり、クラッチＡおよびクラッチＢにクラッチ（開閉）指令ｆ（ｆ１，ｆ２）を送るようになっている。
【００２０】
また、要求パワー算出部３３は、車速情報ａおよびアクセルペダル操作量ｂ、ブレーキペダル操作量ｃを検出して、電動車両１０に要求される要求パワーＰｔを算出している。具体的には、車両の要求パワーＰｔは、図３に示された要求トルクマップを参照して算出される車両の要求トルクに、車輪の回転速度を乗算することで算出される。なお、車輪の回転速度は、車速情報ａから予め設定されている変換係数を除算することで算出される値である。この変換係数は、具体的には車輪外周の長さである。この要求トルクマップは、アクセル開度（アクセルペダル操作量）と車速との関係およびブレーキ操作量（ブレーキペダル操作量）と車速との関係を、アクセル開度毎およびブレーキ操作毎にそれぞれ表示する曲線（Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）である。車両の要求トルクは、アクセル２６を踏まないとき、曲線Ａ０で表わされ、アクセル２６を踏んでいるとき、例えばアクセル開度５０％，アクセル開度１００％での力行トルク（曲線Ａ１，Ａ２）で表わされる。ブレーキ２７を踏むとき、さらに強い回生トルク（曲線Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）で表示される要求トルクとなる。曲線Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、ブレーキ操作量２０％，５０％，１００％のときの回生トルクの曲線である。
【００２１】
さらに、モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５では、モータＡ，モータＢおよびトランスミッションＡ（１７），Ｂ（１８）のエネルギ損失が最も少なくなるときのモータＡおよびモータＢの駆動配分が演算処理して算出される。モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５は、モータＡおよびモータＢの駆動配分比率αｎが、モータＡが０〜１００％の範囲、モータＢが１００〜０％の範囲（モータＡおよびモータＢの駆動配分の和は１００％となる）が順次選択されて配分処理される。車輪がスリップしている場合、スリップしている側のモータ駆動量はゼロとなる。
【００２２】
図４は、電動車両１０の制御部２５に備えられるモータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５の演算処理例を説明するものである。
【００２３】
モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５の要求パワー設定部４０には、要求パワー算出部３３から受信される車両の要求パワーＰｔと、モータＡ，Ｂ駆動配分範囲決定部３４からモータＡおよびモータＢの駆動配分範囲の中から選択された駆動配分比率αｎがそれぞれ入力される。要求パワー設定部４０ではモータＡの要求パワー候補Ｐａ（またはモータＢの要求パワー候補Ｐｂ＝Ｐｔ−Ｐａ）が算出される。
【００２４】
モータＡ，Ｂ駆動配分範囲決定部３４は、モータＡとモータＢとの駆動配分範囲を数％ずつ小刻みに代えた駆動配分比率（配分割合）αｎを要求パワー設定部４０に順次送信している。駆動配分比率αｎは、モータＡが０〜１００％の範囲、モータＢが１００〜０％の範囲で、モータＡとモータＢの和が１００％となるように順次仮決めされて送信される。
【００２５】
具体的には、モータＡとモータＢの駆動配分比率αｎは、５％刻みの一例としてパーセント表示すると、（０，１００），（５，９５），…，（ｎ，１００−ｎ），（ｎ＋１，１００−ｎ−１），…，（９５，５），（１００，０）と順次変化して送信される。
【００２６】
そして、モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５の要求パワー設定部４０では、要求パワー算出部３３から車両の要求パワーＰｔとモータ駆動配分範囲決定部３４からのモータＡおよびモータＢの駆動配分比率αｎが入力されて、モータＡの要求パワー候補ＰａとモータＢの要求パワー候補Ｐｂ（＝Ｐｔ−Ｐａ）が算出され、設定される。モータＡおよびモータＢの要求パワー候補Ｐａ，Ｐｂは、モータＡとモータＢがｎ回目の駆動配分比率αｎで算出されるもので、仮決定の形で設定される。
【００２７】
今、モータＡに着目すると、要求パワー設定部４０で設定された要求パワー候補Ｐａは、現時点での（モータＡの）モータ回転速度で割算し（積算器４１で１／モータ回転速度を積算して）、モータＡの要求モータトルク候補ｔａが算出される。算出されたモータＡの要求モータトルク候補ｔａは、この要求モータトルク候補ｔａに現時点での（モータＡの）モータ回転速度とから、後述する図５（Ａ）のモータＡのエネルギ損失マップ４３を用いて、要求モータトルク候補ｔａでモータＡが動作された場合のモータＡのエネルギ損失（モータとインバータの総合エネルギ損失）ｌｍａが算出され、このエネルギ損失ｌｍａが加算器４４に送られる。
【００２８】
同様に、トランスミッションＡのエネルギ損失ｌｔａは、モータＡの要求モータトルク候補ｔａに現時点での（モータＡの）モータ回転速度とから、後述する図６（Ａ）の動力伝達経路１７（以下、トランスミッションＡという。）のエネルギ損失マップ４５を用いて、トランスミッションＡのエネルギ損失ｌｔａが算出され、その値が加算器４４に入力される。
【００２９】
また、モータＢに着目すると、モータＢの要求パワー候補Ｐｂは、（Ｐｔ−Ｐａ）の式で表わすことができ、モータＢの要求パワー候補Ｐｂは、モータＡと同様の計算を行なうことができる。モータＢの要求パワー候補Ｐｂを現時点の（モータＢの）モータ回転速度で割り（積算器４６で１／モータ回転速度を積算して）、モータＢの要求モータトルク候補ｔｂを算出する。算出されたモータＢの要求モータトルク候補ｔｂは、この要求モータトルク候補ｔｂに現時点での（モータＢの）モータ回転速度とから、後述する図５（Ｂ）のモータＢのエネルギ損失マップ４７を用いてモータＢの要求モータトルク候補ｔｂで動作された場合のモータＢのエネルギ損失（モータとインバータの総合エネルギ損失）ｌｍｂを算出し、算出された値ｌｍｂが加算器４４に入力される。
【００３０】
同様に、トランスミッションＢのエネルギ損失ｌｔｂは、モータＢの要求モータトルク候補ｔｂに現時点での（モータＢの）モータ回転速度とから、後述する図６（Ｂ）のトランスミッションＢのエネルギ損失マップ４８を用いて算出され、その算出値ｌｔｂが加算器４４に入力される。
【００３１】
しかして、制御部２５のモータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５で、モータＡとモータＢの駆動配分がある配分比率αｎのとき、演算処理されたモータＡのエネルギ損失ｌｍａ、トランスミッションＡのエネルギ損失ｌｔａ、およびモータＢのエネルギ損失ｌｍｂ、トランスミッションＢのエネルギ損失ｌｔｂは加算器４４に入力されて、加算される。加算器４４では、４つの個々のエネルギ損失の値がそれぞれ加算され、モータＡ、トランスミッションＡおよびモータＢ、トランスミッションＢのエネルギ損失合計Ｌｔｎ［＝Σ（ｌｍａ＋ｌｔａ＋ｌｍｂ＋ｌｔａ）］が得られる。
【００３２】
このモータとトランスミッションのエネルギ損失合計Ｌｔｎは、エネルギ損失保管部４９に格納される。エネルギ損失保管部４９にエネルギ損失合計Ｌｔｎが保管された後、リターン回路５０を経て再び要求パワー設定部４０に戻り、モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５は前回の演算処理計算例とは別の（モータＡの）要求パワー候補Ｐａが設定される。この別の要求パワー候補Ｐａに基づいて、以後同様の演算処理計算がモータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５で行なわれる。
【００３３】
モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５では、モータＡとモータＢの駆動配分比率αｎが、それぞれ順次異なる配分比率の演算処理計算が、例えば数１０回一連の繰返し計算で行なわれる。例えばｎ回目の演算処理計算は、モータＡの駆動配分が３０％、モータＢの駆動配分が７０％のとき行なわれ、（ｎ＋１）回目の演算処理計算はモータＡの駆動配分が、例えば３５％、モータＢの駆動配分が６５％のとき行なわれる。数％刻み、例えば５％刻みでは２１回の一連の演算処理計算が行なわれる。１回の演算処理計算は１ｍｓ未満でＭＳ単位の処理時間を要し、一連の繰返し計算を伴う演算処理計算でも、例えば１０ｍｓ程度で、数１０回のエネルギ損失演算処理計算で得られた各要求パワー値の中から、最もエネルギ損失が低くなる要求パワー値が選択される。一連のモータＡ，モータＢの要求パワーＰａ，Ｐｂは、例えば１０ｍｓ毎に更新される。
【００３４】
このようにして、モータＡの駆動配分は０〜１００％、モータＢの駆動配分は１００〜０％の範囲の中で数１０回の演算処理計算が繰返し実施される。モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５では、例えば数１０回の演算処理計算でそれぞれモータとトランスミッションのエネルギ損失合計Ｌｔｎが次々に得られ、得られたエネルギ損失合計Ｌｔｎは、全てエネルギ損失保管部４９に保管される。
【００３５】
エネルギ損失保管部４９に保管された全て（モータとトランスミッションの）エネルギ損失合計ΣＬｔｎの中からモータ（モータＡとモータＢ）およびトランスミッション（トランスミッションＡとトランスミッションＢ）のエネルギ損失合計Ｌｔが最も少ないモータとトランスミッションのエネルギ損失Ｌｔｍｉｎが出力信号ｄとなって各デバイス指令変換部３６に出力される。
【００３６】
次に、モータＡおよびモータＢのエネルギ損失マップ４３，４７の例を、図５（Ａ）および（Ｂ）にそれぞれ示す。
【００３７】
図５（Ａ）は、例えば前輪駆動用モータ１５であるモータＡのエネルギ損失マップ４３の例を示すものである。モータＡのエネルギ損失マップ４３は、横軸がモータＡの回転速度（ｒｐｍ）、縦軸がモータＡのトルク（Ｎ・ｍ）である。モータＡのエネルギ損失マップ４３は、モータ回転速度とモータトルクに対応するエネルギ損失（モータＡとインバータ２８の総合エネルギ損失）をデータマップで表わしている。モータＡのエネルギ損失マップ４３では、エネルギ損失が等しい点を結ぶ曲線を、等エネルギ損失線Ｅｌａ１〜Ｅｌａ９として表示している。
【００３８】
モータＡの回転速度とモータトルクが分かれば、回転速度値とトルク値の交点からモータＡのエネルギ損失（ｋＷ）が求められる。例えばモータＡの回転速度が４０００ｒｐｍ、モータトルクが１００Ｎ・ｍである場合、モータＡのエネルギ損失は符号ＥＬａで表われ、例えば約１０ｋＷ程度になることがわかる。
【００３９】
図５（Ｂ）は、後輪駆動用モータ１６であるモータＢのエネルギ損失マップ４７の例を示すものである。モータＢのエネルギ損失マップ４７でも、横軸がモータＢの回転速度（ｒｐｍ）、縦軸がモータＢのトルク（Ｎ・ｍ）を示し、モータＡのエネルギ損失マップ４３と同様、モータＢの回転速度とモータトルクに対応するエネルギ損失をデータマップで表わしている。モータＢのエネルギ損失マップ４７でも、エネルギ損失が等しい点を結ぶ曲線を等エネルギ損失線Ｅｌｂ１〜Ｅｌｂ５で表示している。
【００４０】
モータＢの回転速度とモータトルクが分かれば、各値の交点からモータＢのエネルギ損失（ｋＷ）が分かるようになっている。例えばモータＢの回転速度４０００ｒｐｍ、モータトルクが１００Ｎ・ｍである場合、モータＡのエネルギ損失は、符号ＥＬｂで表われ、例えば約１３ｋＷであることがわかる。
【００４１】
モータＡ，モータＢのエネルギ損失マップ４３，４７の例で分かるように、モータＡとモータＢはエネルギ損失特性の異なる各モータ、言い換えればモータ出力特性が異なる２つのモータを用いた例を示す。
【００４２】
例えば、モータＡは、等エネルギ損失線Ｅｌａ１〜Ｅｌａ９の配置関係から、モータＢの等エネルギ損失線Ｅｌｂ１〜Ｅｌｂ９に比較して、高速域でエネルギ効率のよいモータであることが分かる。モータＢはモータＡに較べて低速域で効率のよいモータである。
【００４３】
モータＡとモータＢのモータ特性が異なる電動車両において、ある時点のモータ回転速度におけるエネルギ損失合計が最も少ない前後のモータＡ，モータＢのトルク組合せを選択すれば、力行または回生を効率よく行なうことができる。このため、バッテリ２９の電気エネルギをエネルギ効率よく駆動エネルギに変換することができ、減速エネルギをエネルギ効率よく回生することができる。
【００４４】
また、モータＡおよびモータＢのエネルギ損失マップ４３，４７はモータ１７，１８とインバータ２８の総合エネルギ損失をデータマップで表わしたもので、モータとインバータの総合エネルギ損失は、図示しない公知のテストベンチ等で予め測定して、測定データを取得する。図５（Ａ），（Ｂ）に示すモータＡ，モータＢのエネルギ損失マップ４３，４７は、入力がモータ回転速度とモータトルクの例であるが、モータ温度によってもエネルギ損失が変わる。モータ温度毎のエネルギ損失特性があれば、さらに精度の高いエネルギ損失計算が得られ、より精度の高いモータＡ，モータＢのエネルギ損失マップを得ることができる。
【００４５】
次に、トランスミッションＡおよびトランスミッションＢのエネルギ損失マップ４５，４８の例を、図６（Ａ）および（Ｂ）にそれぞれ示す。
【００４６】
図６（Ａ）は、前輪駆動用モータ１５のモータＡで作動されるトランスミッションＡ（１７）のエネルギ損失マップ４５を示すものである。トランスミッションＡのエネルギ損失マップ４５は、横軸がトランスミッションＡの入力回転速度（ｒｐｍ）、縦軸が入力トルク（Ｎ・ｍ）をそれぞれ示し、入力回転速度と入力トルクに対応するエネルギ損失をデータマップで表示している。トランスミッションＡのエネルギ損失マップ４５では、エネルギ損失が等しい点を結ぶ曲線を等エネルギ損失線としてＥｔａ１〜Ｅｔａ７で表示している。
【００４７】
トランスミッションＡの（入力）回転速度とそのトルクが分かれば、回転速度値とトルク値の交点からトランスミッションＡのエネルギ損失（ｋＷ）を求めることができる。例えば、トランスミッションＡの入力回転速度が４０００ｒｐｍ、その入力トルクが１００Ｎ・ｍであるとき、エネルギ損失位置を符号ＥＴａで表わしている。
【００４８】
図６（Ｂ）は、後輪駆動用モータ１６であるモータＢで作動されるトランスミッションＢ（１８）のエネルギ損失マップ４８を示すものである。トランスミッションＢのエネルギ損失マップ４８でも、横軸がトランスミッションＢの入力回転速度（ｒｐｍ）、縦軸がトランスミッションＢの入力トルク（Ｎ・ｍ）を示し、トランスミッションＡのエネルギ損失マップ４５と同様、トランスミッションＢの入力回転速度と入力トルクに対応するエネルギ損失をデータマップで表示している。例えば入力回転速度が４０００ｒｐｍ、その入力トルクが１００Ｎ・ｍであるとき、エネルギ損失位置を符号ＥＴｂで表わしている。
【００４９】
トランスミッションＡおよびトランスミッションＢのエネルギ損失特性は、図示しない公知のテストベンチ等で入力回転トルク、温度毎のエネルギ損失を測定することで、測定データが取得される。この測定データからモータＡおよびモータＢのエネルギ損失マップ４３，４７と同様に、トランスミッションＡおよびトランスミッションＢのエネルギ損失マップ４５，４８が作成される。
【００５０】
続いて、図７を参照して、電動車両に備えられた制御部での車両制御例を説明する。
【００５１】
この電動車両１０は、図１で示すように、左右の前輪１１および後輪１２を２つのモータＡおよびモータＢで駆動する４輪駆動のＥＶ車両である。モータＡおよびモータＢにはモータ特性が異なるモータが使用される。一例では、モータＡは高速域で効率のよいモータであり、モータＢは低速域で効率のよいモータが用いられる。モータＡおよびモータＢの組合せ使用例は他にも種々考えられる。
【００５２】
電動車両１０に備えられる制御部２５では、電動車両１０の運転に伴って種々の制御が実施される。制御部２５は、電動車両１０の運転に伴ってスタートされ、制御部２５には運転者の操作情報や車速等の車両情報が取り込まれる（ステップＳ１）。
【００５３】
運転者の操作情報であるアクセルペダル操作量ｂ、ブレーキペダル操作量ｃや車両情報である車速情報ａが制御部２５に取り込まれて、制御部２５はモータＡおよびモータＢのエネルギ損失が算出される（ステップＳ２）。
【００５４】
ところで、電動車両１０では、車両の運転条件に応じて、制御部２５でモータＡおよびモータＢの駆動配分比率（配分割合）αが、モータおよびトランスミッションのエネルギ損失が最小となるように調節制御されて、モータＡおよびモータＢの各モータ出力制御が行なわれる（ステップＳ３）。モータおよびトランスミッションの算出方法は後述する。
【００５５】
各モータの出力制御でモータＡおよびモータＢの組合せを選択して力行または回生時に、エネルギ損失が最小となるように制御されて最適な要求パワーＰｔが用いられるので、バッテリ２９の電気エネルギを効率よく駆動エネルギに変換させることができ、減速エネルギを効率よく回生させることができる。
【００５６】
また、この電動車両１０は、モータおよびトランスミッションのエネルギ損失を最小に保持してモータＡおよびモータＢの２つのモータにより４輪駆動させるＥＶ車両であるので、車両の挙動を安定させながら、各デバイス指令変換部３６でモータＡおよびモータＢの出力制御を行なったり（ステップＳ３）、クラッチＡ（２２）およびクラッチＢ（２３）のクラッチ（開閉）制御を行なう（ステップＳ４）ことができる。
【００５７】
ステップＳ３のモータ出力制御では、エネルギ損失が最も少ない最低エネルギ損失状態で、前後のモータＡおよびモータＢのモータ出力（トルク）制御が行なわれるので、電費（ｋｍ／ｋＷｈ）を向上させたり、満充電における一充電走行距離を延長させることができる。
【００５８】
また、クラッチ開閉制御（ステップＳ４）は、次のようにして行なわれる。クラッチＡ（２２）に着目すると、要求されるモータトルク指令が０の場合、モータＡトルクは不要である。このとき、クラッチＡ（２２）を締結させていると、クラッチＡの油圧ロスやモータＡのベアリングや磁力のロスが発生するため、クラッチＡを開放させる。それ以外のときは、クラッチＡは締結させておく。
【００５９】
電動車両１０の走行中にクラッチＡを締結するときは、予めモータＡトルクを発生させて回転制御を行ない、モータＡとトランスミッションＡ入力側との回転をほぼ同期化させた状態でクラッチＡを投入し、締結させる。
【００６０】
モータＢについても、モータＡの場合と同様な処理が行なわれ、クラッチ（開閉）制御される。
【００６１】
このように、トランスミッションＡ（１７）およびトランスミッションＢ（１８）は、モータＡおよびモータＢとギアを締結させたり、開放させるクラッチＡ（２２）およびクラッチＢ（２３）をそれぞれ有する。電動車両１０の走行中は、モータＡまたはモータＢへの要求パワーＰｔが０の場合、要求パワーＰｔが０の側のクラッチは開放される。
【００６２】
トランスミッション１７，１８のクラッチＡ（２２）およびクラッチＢ（２３）では、クラッチ締結中にクラッチの油圧ロスおよびモータのベアリングや磁力によるロスが発生するが、クラッチの開放により、これらロスによるエネルギ損失がなくなるので、電費（ｋｍ／ｋＷｈ）の向上や満充電による一充電走行距離の延長を図ることができる。
【００６３】
次に、前述したモータＡおよびモータＢのエネルギ損失算出方法について説明する。
【００６４】
モータＡおよびモータＢのエネルギ損失算出は、電動車両１０の制御部２５の中で行なわれる。制御部２５は、初めに、要求パワー算出部３３で、図３に示された車両の要求パワーマップを用いて、算出される車両の要求パワーＰｔが図２のモータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５に入力される。
【００６５】
一方、図４に示す制御部２５のモータＡ，Ｂ駆動配分範囲決定部３４で、モータＡおよびモータＢとの駆動配分比率（配分割合）αｎ（α１，α２，…，αｎ）が仮決定状態で順次決定される。モータＡおよびモータＢの駆動配分比率は、ある時点の配分比率αｎ、例えばモータＡが１０％、モータＢが９０％のときの配分比率が選択され、仮決定されて、モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５に入力される。
【００６６】
次に、モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５に送られて、要求パワー設定部４０で車両の要求パワーＰｔと駆動配分比率αｎとが積算して、ある駆動配分比率αｎにおけるモータＡの要求パワー候補ＰａとモータＢの要求パワー候補Ｐｂ（＝Ｐｔ−Ｐａ）が算出される。
【００６７】
また、モータパワーは、モータパワー＝モータ回転速度×モータトルクで表わされるため、現在のモータＡ回転速度と現在のモータＢ回転速度を用いて、積算器４１，４６でモータＡトルク候補ｔａとモータＢトルク候補ｔｂとが算出される。
【００６８】
続いて、モータＡおよびモータＢに関する現在のモータ回転速度と算出されたモータ要求パワー候補ｔａ，ｔｂを用いて、モータエネルギ損失マップ４３，４７およびトランスミッションエネルギ損失マップ４５，４８を用いて、モータＡ，Ｂのエネルギ損失ｌｍａ，ｌｍｂおよびトランスミッションＡ，Ｂのエネルギ損失ｌｔａ，ｌｔｂをそれぞれ算出する。
【００６９】
具体的には、モータＡトルク候補ｔａと現在のモータＡ回転速度とから、モータＡエネルギ損失候補ｌｍａとトランスミッションＡエネルギ損失候補ｌｔａを、モータＡエネルギ損失マップ４３とトランスミッションＡエネルギ損失マップ４５とをそれぞれ用いて算出する。
【００７０】
また、モータＢトルク候補ｔｂと現在のモータＢ回転速度とから、モータＢエネルギ損失候補ｌｍｂとトランスミッションＢエネルギ損失候補ｌｔｂを、モータＢエネルギ損失マップ４７とトランスミッションＢエネルギ損失マップ４８とをそれぞれ用いて算出する。
【００７１】
次に、加算器４４でモータＡエネルギ損失候補ｌｍａと、トランスミッションＡエネルギ損失候補ｌｔａと、モータＢエネルギ損失候補ｌｍｂと、トランスミッションＢエネルギ損失候補ｌｔｂとを加算器４４で加算し、その加算値Σ（ｌｍａ＋ｌｔａ＋ｌｍｂ＋ｌｔｂ）を駆動配分比率αｎでのエネルギ損失Ｌｔｎとして、エネルギ損失保管部４９に保存する。
【００７２】
また次に、モータＡとモータＢとの駆動配分比率（配分割合）αｎに代えて、次の配分比率αｎ＋１、例えばモータＡが２０％、モータＢが８０％の配分比率を用いて、同様の演算処理計算を行ない、配分比率αｎ＋１での加算値を得て、駆動配分比率αｎ＋１でのエネルギ損失Ｌｔ（ｎ＋１）としてエネルギ損失保管部４９に保管される。
【００７３】
以後、モータＡとモータＢの駆動配分比率αｎを順次異にした演算処理計算がモータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部３５で繰り返される。演算処理計算の繰返し回数は、モータＡとモータＢの駆動配分比率（配分割合）αｎが、例えば１０％刻みで１１回、５％刻みで２１回行なわれる。
【００７４】
一連の演算処理の繰返し計算が終了したら、各配分比率α１〜αｎのエネルギ損失Ｌｔ１〜Ｌｔｎのうち、最もエネルギ損失の少ない、モータＡとモータＢの駆動配分比率αのエネルギ損失ＥＬｍｉｎが選択される。エネルギ損失保管部４９では、一連の演算処理計算で得られたエネルギ損失ＥＬ１〜ＥＬｎのうち、最もエネルギ損失が少ないモータＡとモータＢの駆動配分比率（配分割合）αのエネルギ損失Ｌｔｍｉｎが出力信号ｄ（最適なモータＡの要求パワーＰＡ、モータＢの要求パワーＰＢ）となって各デバイス指令変換部３６に出力される。
【００７５】
本実施形態の電動車両１０では、制御部２５で前輪１１および後輪１２を駆動するモータＡおよびモータＢと、動力伝達経路を構成するトランスミッションＡおよびトランスミッションＢとのエネルギ損失が最低となるように、モータ出力制御運転される。
【００７６】
この電動車両１０のモータ出力制御運転では、制御部２５でモータ出力制御およびクラッチ開閉制御が実施される。
【００７７】
電動車両１０のモータ出力制御方法では、車両の操作情報および車両情報と車両の要求パワーマップとから、要求パワー算出部３３で車両の要求パワーＰｔを算出する工程と、前輪駆動用モータ１５と後輪駆動用モータ１６との駆動配分範囲の中で、モータＡ，Ｂ駆動配分範囲決定部３４により、両モータ１５，１６の駆動配分比率αｎを順次決定する工程と、車両の要求パワーＰｔと所要の駆動配分比率αｎを入力するモータ駆動配分演算処理部３５で、モータエネルギ損失マップ４３，４７およびトランスミッションエネルギ損失マップ４５，４８を用いて演算処理計算を実施し、所要の駆動配分比率αｎにおけるモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計Ｌｔｎを算出して保管した後、前輪駆動用モータ１５と後輪駆動用モータ１６との駆動配分範囲の中で両モータの駆動配分比率αｎを所定の配分比率ずつ順次変えて、モータ駆動配分演算処理部３５で一連の演算処理計算を繰返し実施し、各駆動配分比率におけるモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計ΣＬｔｎをそれぞれ算出して保管する工程とを有し、一連の演算処理計算の繰返しにより、保管された複数のモータおよびトランスミッションのエネルギ損失合計ΣＬｔｎのうち、最も少ないエネルギ損失合計Ｌｔｍｉｎに基づいて出力信号ｄを各デバイス指令変換部３６に出力している。デバイス指令変換部３６は、出力信号ｄから各デバイス（モータＡ，モータＢおよびクラッチＡ，クラッチＢ）の要求パワーｅ（ｅ１，ｅ２），ｆ（ｆ１，ｆ２）に変換して各デバイスに出力しており、各要求パワーｅ（ｅ１，ｅ２），ｆ（ｆ１，ｆ２）に基づき、モータＡおよびモータＢのモータ制御およびクラッチＡおよびクラッチＢのクラッチ開閉制御を行なっている。このようにして、制御部２５は、モータＡおよびモータＢのモータ出力（トルク）制御を行ない、クラッチＡおよびクラッチＢのクラッチ開閉制御を行なって、電動車両１０のモータ出力（トルク）制御が実施される。
【００７８】
［実施形態の効果］
本実施形態の電動車両１０では、制御部２５でのモータ出力制御やクラッチ（開閉）制御が行なわれ、電動車両１０はモータＡおよびモータＢのモータ駆動制御が行なわれる。電動車両１０は、エネルギ（モータ）特性が異なるモータＡとモータＢとを用いて、モータおよびトランスミッションのエネルギ損失が最低となるようにモータＡおよびモータＢの出力トルク制御やクラッチＡおよびクラッチＢのクラッチ制御が行なわれる。この電動車両１０では、駆動および回生のエネルギ効率を向上させることができる。
【００７９】
電動車両１０に備えられるモータＡおよびモータＢのうち、トルクを出力しない側のモータＡまたはモータＢ側のクラッチＡまたはクラッチＢを切断するために、トランスミッションやモータにおける機械的エネルギ損失を無くすことができ、駆動および回生のエネルギ効率を向上させることができる。
【００８０】
また、この電動車両１０では、エネルギ特性の異なるモータＡおよびモータＢを用いて、モータＡおよびモータＢのエネルギ損失合計ＥＬｍｉｎが最低となるように各モータ出力トルクが制御される。このため、同一エネルギ特性を有する２つのモータで構成される場合に比較して、本実施形態では、モータＡおよびモータＢで実行されるモータ回転速度におけるエネルギ損失の合計をより下げることができ、駆動および回生のエネルギ効率を高めることができる。
【００８１】
さらに、本実施形態の電動車両１０は、エネルギ特性が異なるモータＡおよびモータＢと、トランスミッションの動力伝達経路との各エネルギ損失マップを参照して総エネルギ損失を算出し、総エネルギ損失が最低となるようにモータトルク制御とクラッチ開閉制御を行なうため、駆動および回生のエネルギ効率をより向上させることができる。
【００８２】
加えて、本実施形態の電動車両１０では、４輪駆動の機能を２つのモータＡおよびモータＢで維持するＥＶ車両により、車両の駆動を安定させながらエネルギ損失が最も少ないモータＡおよびモータＢの使用により、電費（ｋｍ／ｋＷｈ）の向上と（満充電による）一充電走行距離の延長を図ることができる。
【００８３】
［他の実施形態］
なお、本実施形態の電動車両１０では、モータＡおよびモータＢのエネルギ特性（モータ特性）が異なる２つのモータを使用した例を示したが、２つのモータはモータ特性が同じで、前後のトランスミッションのギア比が異なる電動車両に適用することができる。さらに、２つのモータのモータ特性が同じで、前後のトランスミッションの各ギア比が全く同じものにも、効果は小さくなるが適用することができる。
【００８４】
また、本実施形態の電動車両１０では、前輪側に１台のモータＡと、後輪側に１台のモータＢを用いた４輪駆動車両の例を示したが、左右の前輪および後輪を駆動するモータをそれぞれ独立して取り付け、４台のモータを使用した電動車両としてもよい。
【００８５】
さらに、本実施形態の電動車両１０は、ＥＶの４輪駆動車両の例を説明したが、図１に示すように発電用エンジンと発電機とインバータとによって構成される発電ユニット５５を搭載して、この発電ユニット５５でバッテリ２９の充電を行なうシリーズ方式のハイブリッド車両に適用することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１０…電動車両、１１…前輪、１２…後輪、１３，１４…駆動軸、１５…前輪駆動用モータ（モータＡ）、１６…後輪駆動用モータ（モータＢ）、１７…動力伝達経路（トランスミッションＡ）、１８…動力伝達経路（トランスミッションＢ）、２０，２１…減速機、２２…クラッチ機構（クラッチＡ）、２３…クラッチ機構（クラッチＢ）、２５…制御部（ＥＣＭ）、２６…アクセル、２７…ブレーキ、２８…インバータ、２９…バッテリ、３３…要求パワー算出部、３４…モータＡ，Ｂ駆動配分範囲決定部、３５…モータＡ，Ｂ駆動配分演算処理部、３６…各デバイス指令変換部、４０…要求パワー設定部、４１，４６…積算器、４３…モータＡのエネルギ損失マップ、４４…加算器、４５…トランスミッションＡのエネルギ損失マップ、４７…モータＢのエネルギ損失マップ、４８…トランスミッションＢのエネルギ損失マップ、４９…エネルギ損失保管部、５０…リターン回路、５５…発電ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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