(57)【要約】【課題】モータの駆動力が複数の車輪に伝達される構成において、モータの保護を図りつつ、各車輪及びモータがロックした状態から脱することができる電動車両及びその駆動力制御方法を提供する。【解決手段】モータの駆動力が、動力分配機構を介して、複数の車輪に伝達される電動車両において、複数の車輪のロック状態を検出するロック状態検出部と、ロック状態検出部にてロック状態が検出されると、動力分配機構により、所定の車輪へ伝達される駆動力を減じ又は切断し、所定の車輪以外の車輪へ伝達される駆動力を増大させるロック時制御部を備えるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動力が、動力分配機構を介して、複数の車輪に伝達される電動車両において、
前記複数の車輪のロック状態を検出するロック状態検出部と、
前記ロック状態検出部にて前記ロック状態が検出されると、前記動力分配機構により、所定の車輪へ伝達される駆動力を減じ又は切断し、当該所定の車輪以外の車輪へ伝達される駆動力を増大させるロック時制御部と、を備える電動車両。
【請求項２】
前記ロック時制御部により伝達される駆動力が増大された車輪の空転状態を検出する空転状態検出部と、
前記空転状態検出部にて前記空転状態が検出されると、前記動力分配機構により、前記ロック時制御部により駆動力が減じ又は切断された車輪へ伝達される駆動力を増大させる空転時制御部と、をさらに備える請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記動力分配機構は、車両の前輪と後輪に伝達される駆動力を分配する請求項１または２に記載の電動車両。
【請求項４】
モータの駆動力が動力分配機構を介して複数の車輪に伝達される電動車両の駆動力制御方法において、
前記複数の車輪のロック状態が検出されると、前記動力分配機構により、所定の車輪へ伝達される駆動力を減じ又は切断し、当該所定の車輪以外の車輪へ伝達される駆動力を増大させるロック時制御工程を含む電動車両の駆動力制御方法。
【請求項５】
前記ロック時制御工程にて伝達される駆動力が増大された車輪の空転状態が検出されると、前記動力分配機構により、前記ロック時制御工程にて駆動力が減じ又は切断された車輪へ伝達される駆動力を増大させる空転時制御工程をさらに含む請求項４に記載の電動車両の駆動力制御方法。
【請求項６】
前記動力分配機構は、車両の前輪と後輪に伝達される駆動力を分配する請求項４または５に記載の電動車両の駆動力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動力が、動力分配機構を介して、複数の車輪に伝達される電動車両及びその駆動力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータの駆動力により車輪を駆動する電動車両が普及している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の電動車両では、各輪ごとにモータが配置され、各モータにより四輪を夫々独立に駆動している。この電動車両では、各輪において各モータが過熱して破損しないようにするため、現在のモータ温度とモータ過熱を抑えることができる最大出力値との関係を求めたマップを参照して、各モータを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０５８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、各輪ごとにモータが配置されず、１つのモータの駆動力が複数の車輪に伝達される電動車両においても、当該モータが過熱しないように最大出力値が制限される。しかしながら、このような電動車両で全て車輪がロックすると、モータの出力軸もロックし、モータに過大な負荷が加わってしまう。全ての車輪がロックする場合としては、例えば、車両が悪路を走行する際や段差を乗り上げて走行する際に、路面の段差、勾配等が大きい場合がある。ひとたび各車輪及びモータがロックしてしまうと、過熱を抑えるためにモータの最大出力値が低下していくことから各車輪の駆動力が低下していき、各車輪がロックした状態から脱することは困難となる。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータの駆動力が複数の車輪に伝達される構成において、モータの保護を図りつつ、各車輪及びモータがロックした状態から脱することができる電動車両及びその駆動力制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明によれば、モータの駆動力が、動力分配機構を介して、複数の車輪に伝達される電動車両において、前記複数の車輪のロック状態を検出するロック状態検出部と、前記ロック状態検出部にて前記ロック状態が検出されると、前記動力分配機構により、所定の車輪へ伝達される駆動力を減じ又は切断し、当該所定の車輪以外の車輪へ伝達される駆動力を増大させるロック時制御部と、を備える電動車両が提供される。
【０００７】
上記電動車両において、前記ロック時制御部により伝達される駆動力が増大された車輪の空転状態を検出する空転状態検出部と、前記空転状態検出部にて前記空転状態が検出されると、前記動力分配機構により、前記ロック時制御部により駆動力が減じ又は切断された車輪へ伝達される駆動力を増大させる空転時制御部と、をさらに備えることが好ましい。
【０００８】
上記電動車両において、前記動力分配機構は、車両の前輪と後輪に伝達される駆動力を分配するものとすることができる。
【０００９】
また、本発明によれば、モータの駆動力が動力分配機構を介して複数の車輪に伝達される電動車両の駆動力制御方法において、前記複数の車輪のロック状態が検出されると、前記動力分配機構により、所定の車輪へ伝達される駆動力を減じ又は切断し、当該所定の車輪以外の車輪へ伝達される駆動力を増大させるロック時制御工程を含む電動車両の駆動力制御方法が提供される。
【００１０】
上記電動車両の駆動力制御方法において、前記ロック時制御工程にて伝達される駆動力が増大された車輪の空転状態が検出されると、前記動力分配機構により、前記ロック時制御工程にて駆動力が減じ又は切断された車輪へ伝達される駆動力を増大させる空転時制御工程をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
上記電動車両の駆動力制御方法において、前記動力分配機構は、車両の前輪と後輪に伝達される駆動力を分配するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モータの駆動力が複数の車輪に伝達される構成において、モータの保護を図りつつ、各車輪及びモータがロックした状態から脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示す電動車両の駆動系を示す説明図である。
【図２】電動車両の駆動力制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１及び図２は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は電動車両の駆動系を示す説明図、図２は電動車両の駆動力制御方法を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、この電動車両１００では、モータ１の駆動力が、動力分配機構２を介して、それぞれ左右一対の前輪３及び後輪４へ伝達される。本実施形態の電動車両１００は、動力源としてモータ１の他にエンジン５を有し、モータ１とエンジン５の少なくとも一方の駆動力が出力軸１０１に伝達される。具体的に、電動車両１００は、エンジン５の駆動力を発電用のジェネレータ６側と出力軸１０１側に分割する動力分割機構７を有している。
【００１６】
出力軸１０１の駆動力は、トランスファ２ａにより、前側出力軸１０２と後側出力軸１０３とに分割される。後側出力軸１０３の駆動力は、カップリング２ｂにより、可変的に後側回転軸１０４へ伝達される。前側出力軸１０２の駆動力は、前側デファレンシャル８により左右一対のフロントアクスル１０５に分割されて前輪３へ伝達される。後側回転軸１０４の駆動力は、後側デファレンシャル９により左右一対のリアアクスル１０６に分割されて後輪４へ伝達される。
【００１７】
本実施形態においては、動力分配機構２は、トランスファ２ａ及びカップリング２ｂを有し、前輪３側と後輪４側へ伝達される駆動力を制御する。具体的には、動力分配機構２は、カップリング２ｂにおける後側回転軸１０４への駆動力の伝達割合を調整している。カップリング２ｂにて後側回転軸１０４へ駆動力へ伝達することで四輪駆動状態とすることができ、後側回転軸１０４への駆動力を切断することで前輪駆動状態とすることができる。
【００１８】
カップリング２ｂの接続状態は、駆動力制御部１０により制御される。駆動力制御部１０は、所定のプログラムに従って、最適と判定された駆動力を後側回転軸１０４へ伝達する通常制御部１１を有する。また、駆動力制御部１０は、乗員により室内の前輪駆動選択スイッチが操作されると、後側回転軸１０４への駆動力を定常的に切断する前輪駆動制御部１２を有する。
【００１９】
さらに、駆動力制御部１０は、各前輪３及び各後輪４がロックした際の制御を行うロック時制御部１３を有する。ロック時制御部１３は、各前輪３及び各後輪４のロック状態が検出されると、各後輪４へ伝達される駆動力を切断し、各前輪３へ伝達される駆動力を増大させる。
【００２０】
さらにまた、駆動力制御部１０は、ロック時制御部１３による制御中に、各前輪３が空転した際の制御を行う空転時制御部１４を有する。空転時制御部１４は、伝達される駆動力が増大された各前輪３の空転状態が検出されると、各後輪４へ伝達される駆動力を増大させる。
【００２１】
駆動力制御部１０には、アクセルスロットルの開度に関するアクセル状態信号２０、各前輪３及び各後輪４のセンサから送信される車輪状態信号２１、モータ１の負荷状態に関するモータ状態信号２２、カップリング２ｂの接続状態に関するカップリング状態信号２３が入力される。本実施形態においては、各前輪３及び各後輪４のセンサが、車輪のロック状態を検出するロック状態検出部と、車輪の空転状態を検出する空転状態検出部をなしている。ロック時制御部１３及び空転時制御部１４は、アクセル状態信号２０、車輪状態信号２１、モータ状態信号２２、カップリング状態信号２３に基づいてカップリング２ｂの接続状態の制御を行う。
【００２２】
以上のように構成された電動車両の駆動力制御方法を、図２のフローチャートを参照して説明する。
ロック時制御部１３は、各前輪３及び各後輪４がロック状態であることが検出されると、モータ１の保護が必要か否かを判断する（ステップＳ１）。モータ１は現在のモータ温度とモータ過熱を抑えることができる最大出力値との関係を求めたマップを参照して制御されており、既にモータ１に過度の負荷が加わる等によりモータ１の保護を図る必要があると判断されると、モータ１への最大出力値をマップに従って低下させロック時制御を終了する。
【００２３】
ステップＳ１でモータ１の保護が必要でないと判断されると、続いて、カップリング２ｂにおいて後側出力軸１０３と後側回転軸１０４が接続されているか否かを判断する（ステップＳ２）。後側回転軸１０４が接続されていない場合は、既に車両は前輪駆動状態で各前輪３に十分な駆動力が伝達されているのでロック時制御を終了する。
【００２４】
ステップＳ２で後側回転軸１０４が接続されていると判断されると、続いて、アクセル開度が所定値以上か否かを判断する（ステップＳ３）。アクセル開度が所定値以上でないと判断されると、乗員からの駆動力の要求が無くなったため、ロック時制御を終了する。
【００２５】
一方、乗員によりアクセルペダルが踏み続けられて、ステップＳ３でアクセル開度が所定値以上であると判断された場合は、カップリング２ｂを開放して車両を前輪駆動状態とする（ステップＳ４）。これにより、各前輪３に加えて各後輪４へ分配されていた駆動力は、全て各前輪３へ伝達されることとなる。このとき、各前輪３が空転状態となれば、各前輪３及びモータ１はロック状態から脱することができる。
【００２６】
この後、前輪駆動状態で各前輪３が空転状態か否かを判断する（ステップＳ５）。各前輪３が空転状態でないと判断された場合は、各前輪３にこれ以上の駆動力を伝達することができないためロック時制御を終了する。
【００２７】
ステップＳ５にて前輪駆動状態で各前輪３が空転状態であると判断されると、カップリング２ｂにおける後側回転軸１０４への駆動力の伝達割合を増加させて四輪駆動状態とする（ステップＳ６）。これにより、停止状態から車両を移動させるのに適した状態となる。このとき、後側回転軸１０４への駆動力の伝達割合を急激に増加させると、各後輪４を駆動に際し、モータ１による出力軸１０１の慣性力を利用することができる。この後、車両が移動できたか否かを判断し（ステップＳ７）、移動できたと判断された場合は通常制御へ移行してロック時制御を終了する。
【００２８】
ステップＳ７にて車両が移動できていないと判断された場合、各前輪３及び各後輪４が空転状態か否かを判断する（ステップＳ８）。各前輪３及び各後輪４が空転状態であると判断された場合は、車両の移動には失敗したものの、モータ１がロックして過度の負荷が生じる状態からは脱したので、通常制御へ移行してロック時制御を終了する。
【００２９】
ステップＳ８にて各前輪３及び各後輪４が空転状態でないと判断された場合は、各前輪３及び各後輪４がロックした状態であり、ステップＳ１へ戻ってロック時制御を繰り返す。
【００３０】
このように、本実施形態の電動車両１００によれば、四輪駆動状態で各前輪３及び各後輪４がロックした際に前輪駆動へ切り換えるようにしたので、各前輪３を空転状態としてモータ１がロックした状態から脱することができる。従って、各車輪３，４がロックしても、モータ１の駆動力を低下させずに、車両に所期の走行性能を発揮させることができる。また、前輪駆動へ切り換えられてロック状態を脱した後、再度、四輪駆動状態へ切り換えるようにしたので、悪路等における車両の走破性が向上する。
【００３１】
尚、前記実施形態においては、電動車両１００として、前輪駆動と四輪駆動が選択可能なものを示したが、例えば、後輪駆動と四輪駆動が選択可能なものであっても本発明を適用することができる。また、動力分配機構２が各前輪３と各後輪４に伝達される駆動力を分配するものを示したが、例えば、フロント側とリア側の少なくとも一方の左右輪の間に動力分配機構を設け、左右輪に伝達される駆動力を分配するものであってもよい。要は、モータの駆動力が、動力分配機構を介して、複数の車輪に伝達されるものであればよい。
【００３２】
また、前記実施形態においては、ロック時制御部１３が、各前輪３及び各後輪４のロック状態が検出されると、各後輪４へ伝達される駆動力を切断するものを示したが、各後輪４へ伝達される駆動力を減じるものであっても、各前輪３へ伝達される駆動力を増大させることができる。さらに、電動車両１００はエンジン５を備えていないものであってもよく、車両構成、細部構造等については適宜変更することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００３４】
１  モータ
２  動力分配機構
２ａ  トランスファ
２ｂ  カップリング
３  前輪
４  後輪
５  エンジン
６  ジェネレータ
７  動力分割機構
８  前側デファレンシャル
９  後側デファレンシャル
１０  駆動力制御部
１１  通常制御部
１２  前輪駆動制御部
１３  ロック時制御部
１４  空転時制御部
２０  アクセル状態信号
２１  車輪状態信号
２２  モータ状態信号
２３  カップリング状態信号
１００ 電動車両
１０１ 出力軸
１０２ 前側出力軸
１０３ 後側出力軸
１０４ 後側回転軸
１０５ フロントアクスル
１０６ リアアクスル
【図１】
2017184409.tif 000003
【図２】
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