(57)【要約】【課題】車両旋回時に車両の挙動に応じた所望の旋回アシストを選択することが出来る電動車両の制御装置を提供すること。【解決手段】誘導モータ群（１０）によって駆動する電動車両の制御装置（２）において、左右輪をそれぞれ駆動させる誘導モータ群の第１回転子（１２Ｌ）及び第２回転子（１２Ｒ）と、第１回転子及び前記第２回転子の外周にそれぞれ配置され、回転磁界を発生させる第１固定子（１３Ｌ）及び第２固定子（１３Ｒ）と、第１回転子及び前記第２回転子のモータトルク（ＭＬ，ＭＲ）を制御するモータ制御ユニット（８）と、を備え、モータ制御ユニットは、車両旋回時においてＭＬ＞ＭＲとなる第１旋回アシストモード及び第ＭＲ＞ＭＬとなる第２旋回アシストモード、のいずれか一方を選択するアシストモード選択部（８ａ）と、選択された旋回アシストモードに対応するようにすべり（Ｓ）を設定するすべり設定部（８ｂ）と、を有する。【選択図】図１
2015037375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一以上の誘導モータを含む誘導モータ群によって駆動する電動車両の制御装置において、
前記電動車両の左右輪をそれぞれ駆動させる前記誘導モータ群の第１回転子及び第２回転子と、
前記第１回転子及び前記第２回転子の外周にそれぞれ配置され、回転磁界を発生させる第１固定子及び第２固定子と、
前記第１回転子及び前記第２回転子のモータトルクを制御するモータ制御ユニットと、を備え、
前記モータ制御ユニットは、
前記電動車両の旋回時において前記第１回転子の前記モータトルクが前記第２回転子の前記モータトルクよりも大となる第１旋回アシストモード、及び前記電動車両の旋回時において前記第２回転子の前記モータトルクが前記第１回転子の前記モータトルクよりも大となる第２旋回アシストモード、のいずれか一方を選択するアシストモード選択部と、
選択された旋回アシストモードに対応するように前記第１回転子の回転速度と前記第１固定子の回転磁界速度との差により決定される第１のすべり及び前記第２回転子の回転速度と前記第２固定子の回転磁界速度との差により決定される第２のすべりを設定するすべり設定部と、
を有する電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記電動車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記電動車両の実旋回状態を検出する実旋回状態検出手段と、
検出された前記操舵角に基づく目標旋回状態と前記実旋回状態検出手段で検出された実旋回状態とを比較して、前記電動車両がアンダーステア状態にあるか又はオーバーステア状態にあるかを判定するステア状態判定部と、をさらに備え、
前記アシストモード選択部が、
前記電動車両がアンダーステア状態にあると判定された場合には、旋回外輪の方が旋回内輪よりも前記モータトルクが大となるように、前記第１旋回アシストモード又は前記第２旋回アシストモードを選択し、
前記電動車両がオーバーステア状態にあると判定された場合には、旋回内輪の方が旋回外輪よりも前記モータトルクが大となるように、前記第１旋回アシストモード又は前記第２旋回アシストモードを選択するように構成されている、
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項３】
前記実旋回状態検出手段が、前記電動車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサからなる、
請求項２に記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
前記すべり設定部が、前記電動車両の旋回時において前記第１回転子又は前記第２回転子の前記モータトルクが最大となる前記第１のすべり又は前記第２のすべりを設定するように構成されている、
請求項１から３の何れか１項に記載の電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記すべり設定部が、
前記操舵角が閾値未満の場合に、前記第１のすべり及び前記第２のすべりを０．１未満に設定し、
前記操舵角が前記閾値以上の場合に、前記第１のすべり及び前記第２のすべりが０．１以上、且つ前記第１回転子又は前記第２回転子の前記モータトルクが最大となる前記第１のすべり又は前記第２のすべりを設定するように構成されている、
請求項４に記載の電動車両の制御装置。
【請求項６】
前記左右輪の空転状態を検出する空転状態検出部をさらに備え、
前記アシストモード選択部が、
前記空転状態検出部によって前記左右輪の一方が空転状態にあると検出された場合には、前記左右輪の他方が前記左右輪の前記一方よりも前記モータトルクが大となるように、前記第１旋回アシストモード又は前記第２旋回アシストモードを選択するように構成されている、
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項７】
前記誘導モータ群は、前記第１回転子を有する第１誘導モータ、及び前記第２回転子を有する第２誘導モータからなる、
請求項１から６の何れか一項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】
本開示は、誘導モータによって駆動する電動車両の制御装置に関し、詳しくは、誘導モータのすべりを制御することで、車両旋回時において旋回アシストを行うように構成された電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両旋回時における内外輪の回転数差を吸収する差動機構として、一般的にデファレンシャルギアが用いられる。しかしながら、デファレンシャルギアは、複数の歯車を組み合わせて構成される装置であり、装置重量が重い。このため、モータを駆動源とする電動車両にあっては、モータの回転数を制御することによって、車両旋回時における内外輪の回転数差を吸収することが行われる場合がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、誘導モータによって駆動する電動車両において、左右の車輪に対応して、誘導モータ及びインバータが２台ずつ設けられた電動車両の制御装置が開示されている。そして、車両旋回時においては、各インバータから各誘導モータへと供給される交流電圧の周波数を夫々制御することで、車両旋回時における内外輪の回転数差を吸収している。
【０００４】
また特許文献２には、誘導モータによって駆動する電動車両において、２個の回転子を備える１台の誘導モータと、該誘導モータに交流電圧を供給する１台のインバータとを備えた電動車両の制御装置が開示されている。そして、車両旋回時においては、インバータから誘導モータへと供給される交流電圧の周波数を制御することで、車両旋回時において外輪トルクが内輪トルクよりも大となるようなすべりを選択し、これにより車両旋回時における外輪と内輪との回転数差に起因する車両の不安定な挙動を緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１９５０３３号公報
【特許文献２】特開平４−１８３２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発明では、２台の誘導モータに対してそれぞれインバータを備える必要があるため、装置重量の増加要因となる。
【０００７】
これに対して特許文献２の発明は、１台のインバータで２個の回転子を制御するものであり、特許文献１の発明のものよりも装置重量を小さくすることが出来る。しかしながら車両旋回時において、車両の挙動に関わらず常に外輪トルクの方が内輪トルクよりも大となるようなすべりを選択するように構成されているため、例えば車両旋回時に車両がオーバーステア状態となった場合に、これを立て直すのが難しいとの問題がある。
【０００８】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来技術の問題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、装置重量の小さい構成で車両旋回時における内外輪の回転数差を吸収することが出来るとともに、車両旋回時に車両の挙動に応じた所望の旋回アシストを選択することが出来る、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】
【０００９】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述した目的を達成するために、
一以上の誘導モータを含む誘導モータ群によって駆動する電動車両の制御装置において、
前記電動車両の左右輪をそれぞれ駆動させる前記誘導モータ群の第１回転子及び第２回転子と、
前記第１回転子及び前記第２回転子の外周にそれぞれ配置され、回転磁界を発生させる第１固定子及び第２固定子と、
前記第１回転子及び前記第２回転子のモータトルクを制御するモータ制御ユニットと、を備え、
前記モータ制御ユニットは、
前記電動車両の旋回時において前記第１回転子の前記モータトルクが前記第２回転子の前記モータトルクよりも大となる第１旋回アシストモード、及び前記電動車両の旋回時において前記第２回転子の前記モータトルクが前記第１回転子の前記モータトルクよりも大となる第２旋回アシストモード、のいずれか一方を選択するアシストモード選択部と、
選択された旋回アシストモードに対応するように前記第１回転子の回転速度と前記第１固定子の回転磁界速度との差により決定される第１のすべり及び前記第２回転子の回転速度と前記第２固定子の回転磁界速度との差により決定される第２のすべりを設定するすべり設定部と、
を有している。
【００１０】
このように構成される電動車両の制御装置は、第１回転子及び第２回転子のモータトルクを制御するモータ制御ユニットを備えるとともに、このモータ制御ユニットは、電動車両の旋回時において第１回転子のモータトルクが第２回転子のモータトルクよりも大となる第１旋回アシストモード、及び電動車両の旋回時において第２回転子のモータトルクが第１回転子のモータトルクよりも大となる第２旋回アシストモード、のいずれか一方を選択するアシストモード選択部と、選択された旋回アシストモードに対応するように第１回転子及び第２回転子のすべりを選択するすべり設定部と、を有している。このため、車両旋回時における車両の挙動に応じて、第１旋回アシストモード又は第２旋回アシストモードを選択することが可能となっている。
【００１１】
しかも、上記モータ制御ユニットが、単一のインバータから供給される交流電流の周波数を制御することによって第１回転子及び第２回転子のモータトルクを制御するように構成されていれば、デファレンシャルギアや２台のインバータを備える必要がなく、装置重量の小さい構成で車両旋回時における内外輪の回転数差を吸収することが出来る。
【００１２】
上記アシストモード選択部における旋回アシストモードの選択方法としては、センサ類で車両の挙動を検知して旋回アシストモードを自動選択する場合の他に、運転手によるマニュアル操作によって人為的に選択される場合や、その両者を組み合わせる場合も含んでいる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態の電動車両の制御装置では、
前記電動車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記電動車両の実旋回状態を検出する実旋回状態検出手段と、
検出された前記操舵角に基づく目標旋回状態と前記実旋回状態検出手段で検出された実旋回状態とを比較して、前記電動車両がアンダーステア状態にあるか又はオーバーステア状態にあるかを判定するステア状態判定部と、をさらに備え、
前記アシストモード選択部が、
前記電動車両がアンダーステア状態にあると判定された場合には、旋回外輪の方が旋回内輪よりも前記モータトルクが大となるように、前記第１旋回アシストモード又は前記第２旋回アシストモードを選択し、
前記電動車両がオーバーステア状態にあると判定された場合には、旋回内輪の方が旋回外輪よりも前記モータトルクが大となるように、前記第１旋回アシストモード又は前記第２旋回アシストモードを選択するように構成されている。
【００１４】
このような実施形態によれば、電動車両がアンダーステア状態にあるか又はオーバーステア状態にあるかを判定するステア状態判定部を備えるとともに、上記アシストモード選択部が、判定されたステア状態すなわち車両旋回時における車両の挙動に応じて、自動的に旋回アシストモードを選択するように構成されているため、車両旋回時に車両の挙動に応じた所望の旋回アシストが自動的に選択されるようになっている。
【００１５】
また、本発明の一実施形態の電動車両の制御装置では、上記実旋回状態検出手段が、電動車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサからなる。
【００１６】
このような実施形態によれば、ヨーレイトセンサからなる簡単な構成で実旋回状態検出手段を構成することができる。
また、左右輪の回転数差から電動車両の実旋回状態を検出する場合と比べて、路面状況に影響されずに、電動車両の実旋回状態を正確に把握することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の一実施形態の電動車両の制御装置では、上記すべり設定部が、電動車両の旋回時において第１回転子又は第２回転子の前記モータトルクが最大となる第１のすべり又は第２のすべりを設定するように構成されている。
【００１８】
モータトルクとすべりとの関係を示すトルク−すべり曲線において、すべりＳが最大値（Ｓ＝１）から０に近づくにつれてモータトルクが増大し、すべりＳがある値でモータトルクがピークになる。そして、それ以後は０に近づくにつれてモータトルクは減少していく。すなわちトルク−すべり曲線は、すべり１から０に向かって１つのピークを有する山型をなしている。
【００１９】
したがって、すべり設定部を上記の通り構成することで、すべりを僅かに変化させるだけで第１旋回アシストモードと第２旋回アシストモードとが切り替わるため、旋回時における第１旋回アシストモードと第２旋回アシストモードとの切り替えを迅速に行うことが出来る。
【００２０】
また、本発明の一実施形態の電動車両の制御装置では、
前記すべり設定部が、
前記操舵角が閾値未満の場合に、前記第１のすべり及び前記第２のすべりを０．１未満に設定し、
前記操舵角が前記閾値以上の場合に、前記第１のすべり及び前記第２のすべりが０．１以上、且つ前記第１回転子又は前記第２回転子の前記モータトルクが最大となる前記第１のすべり又は前記第２のすべりを設定するように構成されている。
【００２１】
このような実施形態によれば、車両直進時にはすべりが０．１未満となる効率の良い領域のすべりＳを設定し、車両旋回時には上述したモータトルクが最大となるすべりＳ（Ｓ≧０.１）を設定することで、車両直進時にはモータの効率性を優先し、車両旋回時には２つの旋回アシストモード間の切り替え性を重視した構成とすることが出来る。
【００２２】
さらに、操舵角が小さい場合に旋回時のすべりが設定されることがなく、僅かなステアリング操作によっても旋回時のすべりが設定されて徒にモータ効率が低下してしまうのを防ぐことができる。
【００２３】
また、本発明の一実施形態の電動車両の制御装置では、上記左右輪の空転状態を検出する空転状態検出部をさらに備え、空転状態検出部によって左右輪の一方が空転状態にあると検出された場合には、上記アシストモード選択部が、左右輪の他方が左右輪の一方よりもモータトルクが大となるように、第１旋回アシストモード又は第２旋回アシストモードを選択するように構成されている。
【００２４】
このような実施形態によれば、左右輪の一方が空転状態になったとしても、空転していない左右輪の他方の車輪に十分にモータトルクが伝達されるので、車両の駆動力を維持することが出来る。
【００２５】
また、本発明の一実施形態の電動車両の制御装置では、上記誘導モータ群は、第１回転子を有する第１誘導モータ、及び第２回転子を有する第２誘導モータからなる。
【００２６】
このような実施形態によれば、２つの回転子を有する１つの誘導モータを使用する場合と比べてモータを小型化できるため、モータ配置のレイアウト性に優れている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、装置重量の小さい構成で車両旋回時における内外輪の回転数差を吸収することが出来るとともに、車両旋回時に車両の挙動に応じた所望の旋回アシストを選択することが出来る、電動車両の制御装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電動車両の制御装置を示した構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるモータ制御ユニットの構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる誘導モータにおけるトルク−すべり曲線を示した図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる誘導モータを示した概略断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる電動車両の制御装置における作動フローを示したフロー図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるモータ制御ユニットの構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。例えば以下の実施形態の説明では、左輪を回転させる回転子を第１回転子、右輪を回転させる回転子を第２回転子としているが、右輪を回転させる回転子を第１回転子、左輪を回転させる回転子を第２回転子として構成してもよい。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態にかかる電動車両の制御装置を示した構成図である。図２は、本発明の一実施形態にかかるモータ制御ユニットの構成を示したブロック図である。
図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる電動車両の制御装置２は、電動車両１の車体１ａに搭載される。
【００３１】
制御装置２は、第１誘導モータ１０Ｌ及び第２誘導モータ１０Ｒからなる誘導モータ群１０を備えている。誘導モータ１０Ｌは、例えば後輪側の左輪５Ｌと直接又は間接的に連結された第１回転子１２Ｌを有しており、この第１回転子１２Ｌが回転することで左輪５Ｌが回転するように構成されている。また誘導モータ１０Ｒは、例えば後輪側の右輪５Ｒと直接又は間接的に連結された第２回転子１２Ｒを有しており、この第２回転子１２Ｒが回転することで右輪５Ｒが回転するように構成されている。
また、第１回転子１２Ｌの回転数は、第１誘導モータ１０Ｌに取り付けられた第１回転数センサ１４Ｌによって計測される。同様に、第２回転子１２Ｒの回転数は、第２誘導モータ１０Ｒに取り付けられた第２回転数センサ１４Ｒのよって計測される。計測された第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒのそれぞれの回転数は、後述するモータ制御ユニット８にリアルタイムで送信される。
【００３２】
また制御装置２は、誘導モータ１０Ｌ，１０Ｒに対して交流電流を供給する単一のインバータ６を備えている。インバータ６は、バッテリ４から供給される直流電流を所定周波数の交流電流に変換し、この変換した所定周波数の交流電流を２つの誘導モータ１０Ｌ，１０Ｒのそれぞれに供給する。
【００３３】
また制御装置２は、第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒのモータトルクを制御するモータ制御ユニット（ＭＣＵ）８を備えている。ここで、モータ制御ユニット８は、インバータ６とは別に設けられる構成としても良いし、インバータ６がモータ制御ユニット８の役割を担うことでインバータ６とモータ制御ユニット８とが一体的に設けられる構成としても良い。
モータ制御ユニット８は、図２に示したように、アシストモード選択部８ａと、すべり設定部８ｂと、周波数制御部８ｃと、を有している。
【００３４】
アシストモード選択部８ａは、第１旋回アシストモード及び第２旋回アシストモードの２つの旋回アシストモードから一方を選択するように構成されている。
ここで第１旋回アシストモードとは、電動車両１の旋回時において第１回転子のモータトルクが第２回転子のモータトルクよりも大となる旋回アシストモードを指す。図１に示した右旋回状態を例に説明すると、旋回外輪に当る左輪５Ｌを回転させる第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）が、旋回内輪に当る右輪５Ｒを回転させる第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）よりも大となる状態を意味する。
一方、第２旋回アシストモードとは、電動車両１の旋回時において第２回転子のモータトルクが第１回転子のモータトルクよりも大となる旋回アシストモードを指す。図１に示した右旋回状態を例に説明すると、旋回内輪に当る右輪５Ｒを回転させる第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）が、旋回外輪に当る左輪５Ｌを回転させる第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）よりも大となる状態を意味する。
【００３５】
アシストモード選択部８ａにおける旋回アシストモードの選択方法としては、後述するように、センサ類で車両の挙動を検知して旋回アシストモードを自動選択する場合の他に、運転手によるマニュアル操作によって人為的に選択される場合や、その両者を組み合わせる場合も含む。
また、アシストモード選択部８ａは、左右輪のモータトルクを等しくする通常モードを備え、第１旋回アシストモード、第２旋回アシストモード、通常モードの３つの中から一つのモードを選択するように構成されても良い。通常モードは、直進時に選択されるだけでなく、左右輪のモータトルクが等しい状態で適切に旋回できる場合に選択される。
【００３６】
すべり設定部８ｂは、上記アシストモード選択部８ａにおいて選択された旋回アシストモードに対応するように回転子の回転速度が固定子の回転磁界速度より遅れる割合であるすべりＳを設定するように構成されている。
【００３７】
図３は、本発明の一実施形態にかかる誘導モータにおけるトルク−すべり曲線を示した図である。
車両旋回時では、旋回外輪の回転数は旋回内輪の回転数よりも大きくなる。このため、単一のインバータ６から所定周波数（ｆ）の交流電流が第１誘導モータ１０Ｌ及び第２誘導モータ１０Ｒにそれぞれ供給される場合において、車両旋回時における第１誘導モータ１０Ｌのすべりと第２誘導モータ１０Ｒのすべりとは異なる値となる。
【００３８】
このためすべり設定部８ｂは、上記アシストモード選択部８ａにおいて第１旋回アシストモードが選択された場合には、第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）が第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）よりも大となるように、図３（ａ）に示したように、第１回転子１２Ｌのすべり（第１のすべり）としてＳ１を、第２回転子１２Ｒのすべり（第２のすべり）としてＳ２を、それぞれ設定する。またすべり設定部８ｂは、上記アシストモード選択部８ａにおいて第２旋回アシストモードが選択された場合には、第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）が第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）よりも大となるように、図３（ｂ）に示したように、第１回転子１２ＬのすべりとしてＳ４を、第２回転子１２ＲのすべりとしてＳ３を、それぞれ設定する。
【００３９】
周波数制御部８ｃは、すべり設定部８ｂにおいて設定されたすべりＳに基づいて、単一のインバータ６から供給される交流電流の周波数（ｆ）を制御するように構成されている。
【００４０】
図４は、本発明の一実施形態にかかる誘導モータを示した概略断面図である。なお、図４は第１誘導モータ１０Ｌを例示しているが、第２誘導モータ１０Ｒも同様に構成されている。
第１誘導モータ１０Ｌは、環状の第１固定子１３Ｌの内周側に第１回転子１２Ｌが回転可能に配置されている。また、第１固定子１２Ｌには複数の巻線１５Ｌが巻回されている。そして、第１固定子１３Ｌに交流電流が流されることで回転磁界が発生し、巻線１５Ｌに誘導電流が流れることで、第１回転子１２Ｌが回転するように構成されている。
【００４１】
ここに、回転磁界の回転速度（ｒｐｍ）をＮｓ、回転子の回転速度（ｒｐｍ）をＮｒとした場合に、回転子のすべりＳは、下記式（１）のとおり表される。
Ｓ＝（Ｎｓ−Ｎｒ）／Ｎｓ  ・・・（１）
【００４２】
また、Ｎｓは下記式（２）から求められる。
Ｎｓ＝１２０ｆ／Ｐ  ・・・（２）
［ここに、ｆは交流電流の周波数（Ｈｚ）、Ｐは極数である。］
【００４３】
すなわち、周波数制御部８ｃは、図３（ａ）に示したように、第１回転子１２ＬのすべりとしてＳ１、第２回転子１２ＲのすべりとしてＳ２、がそれぞれ設定された場合には、上式（１），（２）、並びに第１回転数センサ１４Ｌ及び第２回転数センサ１４Ｒからリアルタイムで送信される第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒの回転数（Ｎｒ）から、第１回転子１２ＬのすべりがＳ１となり且つ第２回転子１２ＲのすべりがＳ２となる周波数（ｆａ）を算出する。そして、単一のインバータ６から供給される交流電流が算出された周波数（ｆａ）となるように、インバータ６を制御する。
同様に、周波数制御部８ｃは、図３（ｂ）に示したように、第１回転子１２ＬのすべりとしてＳ４、第２回転子１２ＲのすべりとしてＳ３、がそれぞれ設定された場合には、上式（１），（２）、並びに第１回転数センサ１４Ｌ及び第２回転数センサ１４Ｒからリアルタイムで送信される第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒの回転数（Ｎｒ）から、第１回転子１２ＬのすべりがＳ４となり且つ第２回転子１２ＲのすべりがＳ３となる周波数（ｆｂ）を算出する。そして、単一のインバータ６から供給される交流電流が算出された周波数（ｆｂ）となるように、インバータ６を制御する。
【００４４】
このように構成される本発明の一実施形態にかかる電動車両の制御装置２は、第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＬ，ＭＲ）を制御するモータ制御ユニット８を備えるとともに、このモータ制御ユニット８は、電動車両１の旋回時において第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）が第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）よりも大となる第１旋回アシストモード、及び電動車両１の旋回時において第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）が第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）よりも大となる第２旋回アシストモード、のいずれか一方を選択するアシストモード選択部８ａと、選択された旋回アシストモードに対応するように第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒのすべりを選択するすべり設定部８ｂと、を有している。このため、車両旋回時における車両の挙動に応じて、第１旋回アシストモード又は第２旋回アシストモードを選択することが可能となっている。
【００４５】
しかも、上記モータ制御ユニット８が、単一のインバータ６から供給される交流電流の周波数（ｆ）を制御することによって第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＬ，ＭＲ）を制御するように構成されているため、デファレンシャルギアや２台のインバータを備える必要がなく、装置重量の小さい構成で車両旋回時における内外輪の回転数差を吸収することが出来る。
【００４６】
幾つかの実施形態では、上記電動車両の制御装置２は、図１に示したように、電動車両１の操舵角を検出する操舵角検出手段と、電動車両１の実旋回状態を検出する実旋回状態検出手段と、を備えている。また、上記モータ制御ユニット８は、図２に示したように、操舵角検出手段によって検出された操舵角に基づく目標旋回状態と実旋回状態検出手段で検出された実旋回状態とを比較して、電動車両１がアンダーステア状態にあるか又はオーバーステア状態にあるかを判定するステア状態判定部８ｄ、をさらに備えている。なお、本実施形態においてはモータ制御ユニット８がステア状態判定部８ｄを備える構成としたが、この構成に限らず、ステア状態判定部８ｄは電動車両の制御装置２に備わっていればどのような構成を取っても良い。
図１に示した実施形態では、操舵角検出手段はステアリング３の操舵角を検出する舵角センサ１８からなる。また、実旋回状態検出手段は車体１ａに取り付けられ、車体１ａのヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１６からなる。そして、舵角センサ１８で検出された操舵角、及びヨーレイトセンサ１６で検出されたヨーレイトは上述したモータ制御ユニット８に送信される。そして、ステア状態判定部８ｄにおいて、操舵角に基づく目標旋回状態（例えば目標ヨーレイト）と実際に検出された実ヨーレイトとを比較し、目標ヨーレイト＞実ヨーレイトの場合はアンダーステア状態、目標ヨーレイト＜実ヨーレイトの場合はオーバーステア状態と判断する。
【００４７】
また、本発明の他の実施形態における実旋回状態検出手段として、旋回時において旋回外輪と旋回内輪との間に回転数差が生じることを利用して、第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２Ｒの回転数差から電動車両１の実旋回状態を検出するように構成してもよい。
【００４８】
そして、上記アシストモード選択部８ａが、ステア状態判定部８ｄにおいて電動車両１がアンダーステア状態にあると判定された場合には、旋回内輪の方が旋回外輪よりもモータトルクが大となるように、上記第１旋回アシストモード又は第２旋回アシストモードを選択し、ステア状態判定部８ｄにおいて電動車両１がオーバーステア状態にあると判定された場合には、旋回外輪の方が旋回内輪よりもモータトルクが大となるように、上記第１旋回アシストモード又は第２旋回アシストモードを選択するように構成されている。
すなわち、図１に示した右旋回状態の場合を例に説明すると、ステア状態判定部８ｄにおいて電動車両１がアンダーステア状態にあると判定された場合には、アシストモード選択部８ａは、旋回外輪である左輪５Ｌのモータトルク（ＭＬ）の方が旋回内輪である右輪５Ｒのモータトルク（ＭＲ）よりも大きくなるように、上述した実施形態で言うところの第１旋回アシストモードを選択するように構成されている。また、ステア状態判定部８ｄにおいて電動車両１がオーバーステア状態にあると判定された場合には、アシストモード選択部８ａは、旋回内輪である右輪５Ｒのモータトルク（ＭＲ）の方が旋回外輪である左輪５Ｌのモータトルク（ＭＬ）よりも大きくなるように、上述した実施形態で言うところの第２旋回アシストモードを選択するように構成されている。
【００４９】
車両旋回時において、旋回外輪のモータトルクが旋回内輪のモータトルクよりも大となる（第１旋回アシストモード）と、旋回中の車両は旋回方向内側により曲がり易くなる。したがって、旋回中の車両が遠心力で旋回方向外側に膨らむように挙動する所謂アンダーステア状態にて第１旋回アシストモードが選択されることで、アンダーステア状態が矯正され、旋回中の車両のコーナリング特性が向上する。
【００５０】
また車両旋回時において、旋回内輪のモータトルクが旋回外輪のモータトルクよりも大となる（第２旋回アシストモード）と、旋回中の車両は旋回方向外側により直進し易くなる。したがって、旋回中の車両が旋回方向内側に巻き込まれるように挙動する所謂オーバーステア状態にて第２旋回アシストモードが選択されることで、オーバーステア状態が矯正され、旋回中の車両のコーナリング特性が向上する。
【００５１】
このような実施形態によれば、車両旋回時に車両の挙動に応じた所望の旋回アシストが自動的に選択されるようになっている。
【００５２】
また、幾つかの実施形態では、上記すべり設定部８ｂが、電動車両１の旋回時において第１回転子１２Ｌ又は第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＬ，ＭＲ）が最大となるすべりＳを設定するように構成されている。
すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示したように、モータトルクとすべりとの関係を示すトルク−すべり曲線において、上記式（１）で定義されるすべりＳが最大値（Ｓ＝１）から０に近づくにつれてモータトルクが増大し、すべりＳがある値（Ｓ＞０．１）でモータトルクがピークになる。そして、それ以後は０に近づくにつれてモータトルクは減少していく。すなわちトルク−すべり曲線は、すべり１から０に向かって１つのピークを有する山型をなしている。
【００５３】
したがって、すべり設定部８ｂを上記の通り構成することで、図３（ａ），（ｂ）に示したように、すべりを僅かに変化させるだけで第１旋回アシストモード（例えば図３（ａ））と第２旋回アシストモード（例えば図３（ｂ））とが切り替わるため、旋回時における第１旋回アシストモードと第２旋回アシストモードとの切り替えを迅速に行うことが出来る。
【００５４】
また、幾つかの実施形態では、上記すべり設定部８ｂが、電動車両１の直進時において、第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２ＲのすべりＳが０．１未満となるすべりを設定し、電動車両１の旋回時において、第１回転子１２Ｌ及び第２回転子１２ＲのすべりＳが０．１以上、且つ第１回転子１２Ｌ又は第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＬ，ＭＲ）が最大となるすべりＳを設定するように構成されている。
【００５５】
このような実施形態によれば、車両直進時にはすべりが０．１未満となる効率の良い領域（図３（ａ），（ｂ）において斜線で示した領域）のすべりＳを設定し、車両旋回時には上述したモータトルク（ＭＬ，ＭＲ）が最大となるすべりＳ（≧０.１）を設定することで、車両直進時にはモータの効率性を優先し、車両旋回時には２つの旋回アシストモード間の切り替え性を重視した構成とすることが出来る。なお、本実施形態においてはすべりが０．１未満となる領域を効率の良いすべりの領域と設定したが、効率の良いすべりの領域はモータの形状によって異なるので、モータの形状に応じて効率の良いすべりの領域を適宜設定しても良い。
【００５６】
また、幾つかの実施形態では、上記すべり設定部８ｂが、操舵角検出手段で検出された操舵角が閾値未満の場合に、上述した電動車両１の直進時におけるすべりＳを設定し、検出された操舵角が閾値以上の場合に、上述した電動車両１の旋回時におけるすべりＳを設定するように構成されている。
【００５７】
このような実施形態によれば、操舵角が小さい場合に旋回時のすべりＳが設定されることがなく、僅かなステアリング操作によっても旋回時のすべりＳが設定されて徒にモータ効率が低下してしまうのを防ぐことができる。
【００５８】
また、幾つかの実施形態では、上述したように、上記実旋回状態検出手段が、電動車両１のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１６からなる。
【００５９】
このような実施形態によれば、ヨーレイトセンサ１６からなる簡単な構成で実旋回状態検出手段を構成することができる。
また、左右輪の回転数差から電動車両１の実旋回状態を検出する場合と比べて、路面状況に影響されずに、電動車両１の実旋回状態を正確に把握することが可能となる。
【００６０】
また、幾つかの実施形態では、上述したように、上記誘導モータ群１０は、第１回転子１２Ｌを有する第１誘導モータ１０Ｌ、及び第２回転子１２Ｒを有する第２誘導モータ１０Ｒからなる。
【００６１】
このような実施形態によれば、２つの回転子を有する１つの誘導モータを使用する場合（特許文献２のモータ）と比べてモータを小型化できるため、モータ配置のレイアウト性に優れている。
【００６２】
図５は、本発明の一実施形態にかかる電動車両の制御装置における作動フローを示したフロー図である。図５に基づいて、上述した構成における制御装置２の作動フローを説明する。
先ず、運転手がステアリング３を操作すると、ステップ１において舵角センサ１８で検出された操舵角が閾値以上か否かが判定される。そして、操舵角が閾値以上の場合は、ステップ２において左旋回か右旋回かが判定される。
【００６３】
右旋回の場合、ステップ３においてアンダーステア状態かオーバーステア状態かが判定される。そして、アンダーステア状態と判定された場合は、第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）が第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）よりも大となるように、すなわち上述した実施形態で言うところの第１旋回アシストモードが選択されるように、すべりＳが制御される（ステップ５）。一方、オーバーステア状態と判定された場合は、第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）が第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）よりも大となるように、すなわち上述した実施形態で言うところの第２旋回アシストモードが選択されるように、すべりＳが制御される（ステップ６）。
【００６４】
左旋回の場合、ステップ４においてアンダーステア状態かオーバーステア状態かが判定される。そして、オーバーステア状態と判定された場合は、第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）が第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）よりも大となるように、すなわち上述した実施形態で言うところの第１旋回アシストモードが選択されるように、すべりＳが制御される（ステップ７）。一方、アンダーステア状態と判定された場合は、第２回転子１２Ｒのモータトルク（ＭＲ）が第１回転子１２Ｌのモータトルク（ＭＬ）よりも大となるように、すなわち上述した実施形態で言うところの第２旋回アシストモードが選択されるように、すべりＳが制御される（ステップ８）。
【００６５】
上述した一連のすべりＳの制御は、車両旋回時において継続的に行われる。したがって、例えば右旋回時において旋回当初はアンダーステア状態にあって第１旋回アシストモードが選択された場合であっても、その後にオーバーステア状態となった場合は速やかに第２旋回アシストモードが選択されるようになっている。
【００６６】
図６は、本発明の他の実施形態にかかるモータ制御ユニットの構成を示したブロック図である。
幾つかの実施形態では、図６に示したように、モータ制御ユニット８は、左右輪の空転状態を検出する空転状態検出部８ｅをさらに備えている。空転状態検出部８ｅでは、例えば車速センサ（不図示）や加速度センサ（不図示）の計測値と、上述した第１回転数センサ１４Ｌおよび第２回転数センサ１４Ｒで計測される左右輪それぞれの回転数とから、左右輪の何れか一方又は両方が空転状態にあるか否かを検出する。そして、空転状態検出部８ｅによって左右輪の一方が空転状態にあると検出された場合には、空転状態にない左右輪の他方が空転状態にある左右輪の一方よりもモータトルクが大となるように、上述したアシストモード選択部８ａが、第１旋回アシストモード又は第２旋回アシストモードを選択するように構成されている。なお、本実施形態においてはモータ制御ユニット８が空転状態検出部８ｅを備える構成としたが、この構成に限らず、空転状態検出部８ｅは電動車両の制御装置２に備わっていればどのような構成を取っても良い。
【００６７】
このような実施形態によれば、左右輪の一方が空転状態になったとしても、空転していない左右輪の他方の車輪に十分にモータトルクが伝達されるので、電動車両１の駆動力を維持することが出来る。
【００６８】
また上記実施形態において、上述したステア状態判定部８ｄにおいて電動車両１がオーバーステア状態と判定され、且つ上述した空転状態検出部８ｅにおいて内輪が空転状態であると検出された場合には、内輪が空転状態であることを優先して、外輪のモータトルクを大きくする制御が行われるように構成するのが好ましい。このような実施形態によれば、内輪が空転状態にある場合にわざわざ内輪のモータトルクが大きくするような意味のない制御がなされるのを防ぐことが出来る。
【００６９】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、誘導モータによって駆動する電動車両の制御装置として好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００７１】
１            電動車両
１ａ          車体
２            制御装置
３            ステアリング
４            バッテリ
５Ｌ          左輪
５Ｒ          右輪
６            インバータ
８            モータ制御ユニット（ＭＣＵ）
８ａ          アシストモード選択部
８ｂ          すべり設定部
８ｃ          周波数制御部
８ｄ          ステア状態判定部
１０          誘導モータ群
１０Ｌ        第１誘導モータ
１０Ｒ        第２誘導モータ
１２Ｌ        第１回転子
１３Ｌ        第１固定子
１４Ｌ        第１回転数センサ
１４Ｒ        第２回転数センサ
１６          ヨーレイトセンサ（実旋回状態検出手段）
１８          舵角センサ（操舵角検出手段）
【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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