電気自動車
【課題】 左右の駆動輪を別個のモータで駆動する電気自動車において、デファレンシャル使用のエンジン車から乗り換えた運転者に違和感を与えることなく、簡易な構成でスリップ制御が図れる電気自動車を提供する。
【解決手段】 左右の駆動輪２，２をそれぞれ駆動するモータ６，６を備えた電気自動車に適用される。モータ６を制御する制御装置１１に、基本制御手段１４と、滑り判定手段１５と、スリップ時両輪駆動低減手段１６とを設ける。基本制御手段１４は、左右のモータ６により発生させる駆動力を等しく、その駆動力はアクセルペダル２２の踏み込み量で決定する。滑り判定手段１５は、各駆動輪６，６と路面間の滑りの状態を判定する。スリップ時両輪駆動低減手段１６は、滑り判定手段１５により、少なくとも片方の駆動輪６に大きな滑りが発生したと判定された場合に、左右のモータ６，６の駆動電流を共に低減させる。
【解決手段】 左右の駆動輪２，２をそれぞれ駆動するモータ６，６を備えた電気自動車に適用される。モータ６を制御する制御装置１１に、基本制御手段１４と、滑り判定手段１５と、スリップ時両輪駆動低減手段１６とを設ける。基本制御手段１４は、左右のモータ６により発生させる駆動力を等しく、その駆動力はアクセルペダル２２の踏み込み量で決定する。滑り判定手段１５は、各駆動輪６，６と路面間の滑りの状態を判定する。スリップ時両輪駆動低減手段１６は、滑り判定手段１５により、少なくとも片方の駆動輪６に大きな滑りが発生したと判定された場合に、左右のモータ６，６の駆動電流を共に低減させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する形式の電気自動車、特に、一人乗り小型車等の簡易，低コスト型の車両に適した電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
一人乗り小型車では、国内でも公道を走行することが許可されている。また、諸外国において、小型で低価格の電気自動車が求められている国もある。このような簡易，低コストの小型車両では、従来は１台のエンジンでデファレンシャルを介して左右の車輪に回転を伝える駆動形式が採られている。電気自動車とする場合も、１台のモータでデファレンシャルを介して左右の車輪に回転伝達する形式が通常である。
【０００３】
上記のような小型，簡易型の電気自動車において、軽量化等の課題から、インホイールモータ等を適用し、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する形式とする場合がある。この左右の駆動輪を別個のモータで駆動する電気自動車においても、公道を走行する場合、種々の状況の路面上を走行することになるため、応答性の良いモータの特性を生かしたスリップ制御を行うことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スリップ制御を行うについて、左右の車輪を個別にスリップ制御するのでは、モータの高い応答性のため、デファレンシャルを用いるエンジン車から乗り換えた運転者の場合、走行性に違和感を生じることがある。
【０００６】
この発明の目的は、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する電気自動車において、デファレンシャル使用のエンジン車から乗り換えた運転者に違和感を与えることなく、簡易な構成でスリップ制御が図れる電気自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の電気自動車は、左右の駆動輪２，２をそれぞれ駆動する左右の電動式のモータ６，６と、これら左右のモータ６，６を制御する制御装置１１とを備えた電気自動車において、
前記制御装置１１は、
前記左右のモータ６，６により発生させる駆動力を等しく、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定する基本制御手段１４と、
前記各駆動輪６，６と路面間の滑りの状態を判定する滑り判定手段１５と、
この滑り判定手段１５により、左右の少なくとも片方の駆動輪６と路面間に閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるスリップ時両輪駆動低減手段１６とを有する、
ことを特徴とする。
前記モータ６は、インホイールモータ駆動装置８を構成するモータであっても良く、また前記モータが駆動輪２から離れて車体に搭載され、このモータ６の回転を前記駆動輪６に駆動伝達部品３１を介して伝達するものであっても良い。
【０００８】
この構成の場合、滑り判定手段１５を設け、駆動輪６と路面間に大きな滑りが発生したと判定された場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６によりモータ６の駆動電流を下げるようにしたため、スリップ状態を解消してタイヤグリップ力を回復させ、安定した走行を行うことができる。この場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６は、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるようにしたため、スリップを生じた駆動輪２だけを駆動低下させるものと異なり、運転者にとって、デファレンシャルを備えた自動車と同様な走行フィーリングが得れ、違和感を与えることなくスリップ制御が図れる。しかも、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも下げるため、制御系の構成も簡素となる。
【０００９】
この発明において、運転者によって選択される選択スイッチ２５を備え、前記制御装置１１は、前記選択スイッチ２５がオンの場合に、前記滑り判定手段１５により、左右いずれかの駆動輪６と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定されたときに、この大きな滑りが発生したと判定された駆動輪２のモータ６のみのモータ電流を定められた値以下に下げ、前記大きな滑りが発生していないと判定された駆動輪２のモータ６は、運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定される駆動力を発生させるスリップ時片輪駆動低減手段１７を設けても良い。
スリップし易い路面、例えば、泥濘路面や、積雪路面、凍結路面に片輪のみにかかるような状態で走行が必要な場合がある。その場合、左右両輪２，２ともモータ６の駆動電流を低下させたのでは、駆動力が不足し、走行速度が低下し過ぎる場合がある。このような場合に、上記のスリップ時片輪駆動低減手段１７が設けられていると、スリップの生じていない片輪２を正常に駆動させることで、駆動力不足による速度低下を軽減することができる。片輪２だけ正常に駆動させると、そのままでは、左右の駆動力差によって車両の走行方向が変わることになるが、スリップ時片輪駆動低減手段１７は、運転者によって選択される選択スイッチ２５のオン状態で機能させる。そのため、不意に走行方向が変わることなく、車両走行方向が変わることを運転者が予測して、直進できるようにハンドルを操作しながら、走行することができる。
【００１０】
この発明において、前記各モータ６を駆動するインバータ１２およびこのインバータ１２を制御するインバータ制御手段１３と、前記駆動輪２または前記モータ６の回転速度を検出する回転検出手段１８，１９とを備え、前記滑り判定手段１５は、前記回転検出手段１８，１９で検出した前記駆動輪２またはモータ６の回転速度の変化率が、設定された閾値を超えることを以て、駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定するものであっても良い。
回転速度ではなく、回転速度の変化率で滑り状態の判定するため、滑り状態の判定を正確に行うことができる。スリップが生じた場合、モータ負荷の低減によりモータ回転数が急激に上昇する。この現象からスリップの判定が行える。
【００１１】
この発明において、前記滑り判定手段１５は、各々の駆動輪２の回転速度の演算より推定される車両速度と、判定対象とする駆動輪２またはその駆動輪２のモータ６の回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、定められた値を超えることを以て、駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定するものであっても良い。
この推定値と計測値との差によっても、滑りの状態を簡単に検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の電気自動車は、左右の駆動輪をそれぞれ駆動する左右の電動式のモータと、これら左右のモータを制御する制御装置とを備えた電気自動車において、前記制御装置は、前記左右のモータにより発生させる駆動力を等しく、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量で決定する基本制御手段と、前記各駆動輪と路面間の滑りの状態を判定する滑り判定手段と、この滑り判定手段により、左右の少なくとも片方の駆動輪と路面間に閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータの駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるスリップ時両輪駆動低減手段とを有するため、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する電気自動車でありながら、デファレンシャル使用のエンジン車から乗り換えた運転者に違和感を与えることなく、簡易な構成でスリップ制御が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態に係る電気自動車、およびその制御系の概念構成のブロック図を含む平面視による説明図である。
【図２】この発明の他の実施形態に係る電気自動車の平面視による説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、この実施形態の電気自動車およびその制御系の概念構成のブロック図を含む平面図である。この電気自動車は、例えば一人乗り用の小型電気自動車である。この電気自動車は、車体１の左右の後輪となる車輪が駆動輪２とされ、左右の前輪となる車輪３が従動輪とされた４輪の自動車である。前輪となる車輪３は操舵輪とされている。後輪となる左右の駆動輪２，２は、それぞれ独立のインホイール型のモータ６により駆動される。
【００１５】
モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４の回転側輪を介して駆動輪２に伝達される。これらモータ６、減速機７、および車輪用軸受４は、互いに一つの組立部品であるインホイールモータ装置８を構成している。モータ６は、例えば埋込磁石型同期モータである。減速機７は、例えばサイクロイド式の減速機であり、１０以上の高い減速比を持つ。インホイールモータ装置８は、モータ６が車輪２に近接して設置されており、一部または全体が車輪２内に配置される。蓄電池１９は、モータ６の駆動、および車両全体の電気系統の電源として用いられる。
【００１６】
操作系を説明する。車体１の運転席には、ステアリングハンドル２１と、アクセルペダル２２と、ブレーキペダル２４とが設けられ、ステアリングハンドル２１により操舵輪となる車輪３の操舵が行われる。アクセルペダル２２の踏込量は踏込量検出手段２３で検出される。運転席の速度メータ等を有する操作盤（図示せず）には、後述のスリップ制御の選択を行うための選択スイッチ２５が設けられている。
【００１７】
制御系を説明する。左右のモータ６を駆動する制御系は、左右のモータ６に対して共通の１台の制御装置１１と、左右のモータ６に対して個別に設けられた２台の電力変換回路１２とでなる。制御装置１１は、マイクロコンピュータ等のコンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。電力変換回路１２は、蓄電池１９の直流電流を交流電流に変換するインバータからなり、半導体スイッチング素子で構成される。電力変換回路１２は、制御装置１１に設けられたインバータ制御手段１３により、ＰＷＭ制御等によって電力制御される。インバータ制御手段１３は、図では各電力変換回路１２に対して独立して合計２つ示してあるが、各電力変換回路１２を個別に制御可能であれば、一つでも良い。各モータ６には、回転速度を検出する回転検出手段１９が設けられている。また、各駆動輪２の回転速度を検出する回転検出手段１８が、例えば車輪用軸受４に設けられている。従動輪となる各車輪３に対しても、その回転速度を検出する回転検出手段２０が設けられている。
【００１８】
制御装置１１は、基本制御手段１４と、滑り判定手段１５と、スリップ時両輪駆動低減手段１６と、スリップ時片輪駆動低減手段１７と、前記インバータ制御手段１３とを有する。
【００１９】
基本制御手段１４は、通常の走行時において、左右のモータ６により発生させる駆動力を等しく、かつ、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定する手段である。踏み込み量は、前記踏込量検出手段２３から得る。前記「通常の走行時」は、スリップ時両輪駆動低減手段１６やスリップ時片輪駆動低減手段１７の制御による走行時を除く時である。
【００２０】
滑り判定手段１５は、各駆動輪２と路面間、つまり駆動輪２のタイヤと路面間の滑りの状態を判定する手段である。滑り判定手段１５は、例えば、回転検出手段１８，１９で検出した駆動輪２またはモータ６の回転速度の変化率が、設定された閾値を超えることを以て、駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定する。スリップが生じた場合、モータ負荷の低減によりモータ回転数が急激に上昇する。この現象の程度を上記変化率として求め、スリップの判定を行う。前記閾値は、試験やシミュレーション等によって適宜設定すれば良い。
滑り判定手段１５は、上記の回転速度の変化率による滑り判定に変えて、各々の駆動輪２の回転速度の演算より推定される車両速度と、判定対象とする駆動輪２またはその駆動輪２のモータ６の回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、定められた値を超えることを以て、駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定するものとしても良い。
【００２１】
スリップ時両輪駆動低減手段１６は、滑り判定手段１５により、左右の少なくとも片方の駆動輪２と路面間に大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げる手段である。左右のモータ６，６の駆動電流は、互いに同じ値に減少させる。上記の「大きな滑り」であるか否かは、適宜定められる閾値以上の滑りであるか否かで判定する。また、この滑りは、具体的には、上記の回転速度の変化率、または車両速度と回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、閾値以上の滑りであるか否かで判定する。モータ６の駆動電流を下げる「定められた値」は、固定値であっても良く、または例えば現在のモータ電流に対する低下の割合であっても良い。また、その固定値または低下の割合は、試験やシミュレーション等によって適宜定めれば良い。
【００２２】
スリップ時片輪駆動低減手段１７は、前記選択スイッチ２５がオンの場合、滑り判定手段１５により、左右いずれかの駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、この大きな滑りが発生したと判定された駆動輪２のモータ６のモータ電流のみを定められた値以下に下げ、前記大きな滑りが発生していないと判定された駆動輪２のモータ６は、運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定される駆動力を発生させる手段である。
【００２３】
なお、スリップ時両輪駆動低減手段１６は、選択スイッチ２５がオンの場合は機能しないものとされる。また、スリップ時両輪駆動低減手段１６による電流低下を機能させる場合と、スリップ時片輪駆動低減手段１７による電流低下を機能させる場合とで、滑り判定手段１５の滑り判定の閾値は、同じ滑りの値であっても良く、互いに異なる値であっても良い。
【００２４】
上記構成の電気自動車によると、滑り判定手段１５を設け、駆動輪６と路面間に大きな滑りが発生したと判定された場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６によりモータ６の駆動電流を下げるようにしたため、スリップ状態を解消してタイヤグリップ力を回復させ、安定した走行を行うことができる。この場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６は、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるようにしたため、スリップを生じた駆動輪２だけを駆動低下させるものと異なり、運転者にとって、デファレンシャルを備えた自動車と同様な走行フィーリングが得れ、違和感を生じることなくスリップ制御が図れる。しかも、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも下げるため、制御系の構成も簡素となる。
【００２５】
またスリップ時片輪駆動低減手段１７を設けたため、次の利点が得られる。すなわち、スリップし易い路面、例えば、泥濘路面や、積雪路面、凍結路面に片輪のみにかかるような状態で走行が必要な場合がある。その場合、左右両輪２，２ともモータ６の駆動電流を低下させたのでは、駆動力が不足し、走行速度が低下し過ぎる場合がある。このような場合に、上記のスリップ時片輪駆動低減手段１７が設けられていると、スリップの生じていない片輪２を正常に駆動させることで、駆動力不足による速度低下を軽減することができる。片輪２だけ正常に駆動させると、そのままでは、左右の駆動力差によって車両の走行方向が変わることになるが、スリップ時片輪駆動低減手段１７は、運転者によって選択される選択スイッチ２５のオン状態で機能させる。そのため、不意に走行方向が変わることなく、車両走行方向が変わることを運転者が予測して、直進できるようにハンドルを操作しながら、走行することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態ではモータ６がインホイールモータである場合につき説明したが、この発明は、例えば図２に示すように、モータ６が駆動輪２から離れて車体１の車台等に搭載され、このモータ６の回転を駆動輪２に伝達する駆動伝達部品３１を有する電気自動車にも適用することができる。前記駆動伝達部品３１は、例えば等速ジョイントである。同図の例では、駆動輪２は前輪である。
【００２７】
また、図１，図２のいずれの例においても、駆動輪２は、前輪であっても後輪であっても良い。さらに、この発明は、左右の駆動輪２，２をそれぞれ駆動する個別のモータ６，６を有する電気自動車であれば適用でき、４輪車に限らず、３輪の電気自動車や、あるいは４輪以上の車輪を有する電気自動車にも適用することができる。さらに、上記モータ６により駆動される駆動輪２の他の車輪３等を駆動する内燃機械を備えたハイブリッド車にもこの発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…車体
２…駆動輪
４…車輪用軸受
６…モータ
８…インホイールモータ駆動装置
１１…制御装置
１２…電力変換回路（インバータ）
１３…インバータ制御回路
１４…基本制御手段
１５…滑り判定手段
１６…スリップ時両輪駆動低減手段
１７…スリップ時片輪駆動低減手段
１８〜２０…回転検出手段
２２…アクセルペダル
２５…選択スイッチ
３１…駆動伝達部品
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する形式の電気自動車、特に、一人乗り小型車等の簡易，低コスト型の車両に適した電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
一人乗り小型車では、国内でも公道を走行することが許可されている。また、諸外国において、小型で低価格の電気自動車が求められている国もある。このような簡易，低コストの小型車両では、従来は１台のエンジンでデファレンシャルを介して左右の車輪に回転を伝える駆動形式が採られている。電気自動車とする場合も、１台のモータでデファレンシャルを介して左右の車輪に回転伝達する形式が通常である。
【０００３】
上記のような小型，簡易型の電気自動車において、軽量化等の課題から、インホイールモータ等を適用し、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する形式とする場合がある。この左右の駆動輪を別個のモータで駆動する電気自動車においても、公道を走行する場合、種々の状況の路面上を走行することになるため、応答性の良いモータの特性を生かしたスリップ制御を行うことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スリップ制御を行うについて、左右の車輪を個別にスリップ制御するのでは、モータの高い応答性のため、デファレンシャルを用いるエンジン車から乗り換えた運転者の場合、走行性に違和感を生じることがある。
【０００６】
この発明の目的は、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する電気自動車において、デファレンシャル使用のエンジン車から乗り換えた運転者に違和感を与えることなく、簡易な構成でスリップ制御が図れる電気自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の電気自動車は、左右の駆動輪２，２をそれぞれ駆動する左右の電動式のモータ６，６と、これら左右のモータ６，６を制御する制御装置１１とを備えた電気自動車において、
前記制御装置１１は、
前記左右のモータ６，６により発生させる駆動力を等しく、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定する基本制御手段１４と、
前記各駆動輪６，６と路面間の滑りの状態を判定する滑り判定手段１５と、
この滑り判定手段１５により、左右の少なくとも片方の駆動輪６と路面間に閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるスリップ時両輪駆動低減手段１６とを有する、
ことを特徴とする。
前記モータ６は、インホイールモータ駆動装置８を構成するモータであっても良く、また前記モータが駆動輪２から離れて車体に搭載され、このモータ６の回転を前記駆動輪６に駆動伝達部品３１を介して伝達するものであっても良い。
【０００８】
この構成の場合、滑り判定手段１５を設け、駆動輪６と路面間に大きな滑りが発生したと判定された場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６によりモータ６の駆動電流を下げるようにしたため、スリップ状態を解消してタイヤグリップ力を回復させ、安定した走行を行うことができる。この場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６は、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるようにしたため、スリップを生じた駆動輪２だけを駆動低下させるものと異なり、運転者にとって、デファレンシャルを備えた自動車と同様な走行フィーリングが得れ、違和感を与えることなくスリップ制御が図れる。しかも、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも下げるため、制御系の構成も簡素となる。
【０００９】
この発明において、運転者によって選択される選択スイッチ２５を備え、前記制御装置１１は、前記選択スイッチ２５がオンの場合に、前記滑り判定手段１５により、左右いずれかの駆動輪６と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定されたときに、この大きな滑りが発生したと判定された駆動輪２のモータ６のみのモータ電流を定められた値以下に下げ、前記大きな滑りが発生していないと判定された駆動輪２のモータ６は、運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定される駆動力を発生させるスリップ時片輪駆動低減手段１７を設けても良い。
スリップし易い路面、例えば、泥濘路面や、積雪路面、凍結路面に片輪のみにかかるような状態で走行が必要な場合がある。その場合、左右両輪２，２ともモータ６の駆動電流を低下させたのでは、駆動力が不足し、走行速度が低下し過ぎる場合がある。このような場合に、上記のスリップ時片輪駆動低減手段１７が設けられていると、スリップの生じていない片輪２を正常に駆動させることで、駆動力不足による速度低下を軽減することができる。片輪２だけ正常に駆動させると、そのままでは、左右の駆動力差によって車両の走行方向が変わることになるが、スリップ時片輪駆動低減手段１７は、運転者によって選択される選択スイッチ２５のオン状態で機能させる。そのため、不意に走行方向が変わることなく、車両走行方向が変わることを運転者が予測して、直進できるようにハンドルを操作しながら、走行することができる。
【００１０】
この発明において、前記各モータ６を駆動するインバータ１２およびこのインバータ１２を制御するインバータ制御手段１３と、前記駆動輪２または前記モータ６の回転速度を検出する回転検出手段１８，１９とを備え、前記滑り判定手段１５は、前記回転検出手段１８，１９で検出した前記駆動輪２またはモータ６の回転速度の変化率が、設定された閾値を超えることを以て、駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定するものであっても良い。
回転速度ではなく、回転速度の変化率で滑り状態の判定するため、滑り状態の判定を正確に行うことができる。スリップが生じた場合、モータ負荷の低減によりモータ回転数が急激に上昇する。この現象からスリップの判定が行える。
【００１１】
この発明において、前記滑り判定手段１５は、各々の駆動輪２の回転速度の演算より推定される車両速度と、判定対象とする駆動輪２またはその駆動輪２のモータ６の回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、定められた値を超えることを以て、駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定するものであっても良い。
この推定値と計測値との差によっても、滑りの状態を簡単に検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の電気自動車は、左右の駆動輪をそれぞれ駆動する左右の電動式のモータと、これら左右のモータを制御する制御装置とを備えた電気自動車において、前記制御装置は、前記左右のモータにより発生させる駆動力を等しく、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量で決定する基本制御手段と、前記各駆動輪と路面間の滑りの状態を判定する滑り判定手段と、この滑り判定手段により、左右の少なくとも片方の駆動輪と路面間に閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータの駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるスリップ時両輪駆動低減手段とを有するため、左右の駆動輪を別個のモータで駆動する電気自動車でありながら、デファレンシャル使用のエンジン車から乗り換えた運転者に違和感を与えることなく、簡易な構成でスリップ制御が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態に係る電気自動車、およびその制御系の概念構成のブロック図を含む平面視による説明図である。
【図２】この発明の他の実施形態に係る電気自動車の平面視による説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、この実施形態の電気自動車およびその制御系の概念構成のブロック図を含む平面図である。この電気自動車は、例えば一人乗り用の小型電気自動車である。この電気自動車は、車体１の左右の後輪となる車輪が駆動輪２とされ、左右の前輪となる車輪３が従動輪とされた４輪の自動車である。前輪となる車輪３は操舵輪とされている。後輪となる左右の駆動輪２，２は、それぞれ独立のインホイール型のモータ６により駆動される。
【００１５】
モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４の回転側輪を介して駆動輪２に伝達される。これらモータ６、減速機７、および車輪用軸受４は、互いに一つの組立部品であるインホイールモータ装置８を構成している。モータ６は、例えば埋込磁石型同期モータである。減速機７は、例えばサイクロイド式の減速機であり、１０以上の高い減速比を持つ。インホイールモータ装置８は、モータ６が車輪２に近接して設置されており、一部または全体が車輪２内に配置される。蓄電池１９は、モータ６の駆動、および車両全体の電気系統の電源として用いられる。
【００１６】
操作系を説明する。車体１の運転席には、ステアリングハンドル２１と、アクセルペダル２２と、ブレーキペダル２４とが設けられ、ステアリングハンドル２１により操舵輪となる車輪３の操舵が行われる。アクセルペダル２２の踏込量は踏込量検出手段２３で検出される。運転席の速度メータ等を有する操作盤（図示せず）には、後述のスリップ制御の選択を行うための選択スイッチ２５が設けられている。
【００１７】
制御系を説明する。左右のモータ６を駆動する制御系は、左右のモータ６に対して共通の１台の制御装置１１と、左右のモータ６に対して個別に設けられた２台の電力変換回路１２とでなる。制御装置１１は、マイクロコンピュータ等のコンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。電力変換回路１２は、蓄電池１９の直流電流を交流電流に変換するインバータからなり、半導体スイッチング素子で構成される。電力変換回路１２は、制御装置１１に設けられたインバータ制御手段１３により、ＰＷＭ制御等によって電力制御される。インバータ制御手段１３は、図では各電力変換回路１２に対して独立して合計２つ示してあるが、各電力変換回路１２を個別に制御可能であれば、一つでも良い。各モータ６には、回転速度を検出する回転検出手段１９が設けられている。また、各駆動輪２の回転速度を検出する回転検出手段１８が、例えば車輪用軸受４に設けられている。従動輪となる各車輪３に対しても、その回転速度を検出する回転検出手段２０が設けられている。
【００１８】
制御装置１１は、基本制御手段１４と、滑り判定手段１５と、スリップ時両輪駆動低減手段１６と、スリップ時片輪駆動低減手段１７と、前記インバータ制御手段１３とを有する。
【００１９】
基本制御手段１４は、通常の走行時において、左右のモータ６により発生させる駆動力を等しく、かつ、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定する手段である。踏み込み量は、前記踏込量検出手段２３から得る。前記「通常の走行時」は、スリップ時両輪駆動低減手段１６やスリップ時片輪駆動低減手段１７の制御による走行時を除く時である。
【００２０】
滑り判定手段１５は、各駆動輪２と路面間、つまり駆動輪２のタイヤと路面間の滑りの状態を判定する手段である。滑り判定手段１５は、例えば、回転検出手段１８，１９で検出した駆動輪２またはモータ６の回転速度の変化率が、設定された閾値を超えることを以て、駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定する。スリップが生じた場合、モータ負荷の低減によりモータ回転数が急激に上昇する。この現象の程度を上記変化率として求め、スリップの判定を行う。前記閾値は、試験やシミュレーション等によって適宜設定すれば良い。
滑り判定手段１５は、上記の回転速度の変化率による滑り判定に変えて、各々の駆動輪２の回転速度の演算より推定される車両速度と、判定対象とする駆動輪２またはその駆動輪２のモータ６の回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、定められた値を超えることを以て、駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定するものとしても良い。
【００２１】
スリップ時両輪駆動低減手段１６は、滑り判定手段１５により、左右の少なくとも片方の駆動輪２と路面間に大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げる手段である。左右のモータ６，６の駆動電流は、互いに同じ値に減少させる。上記の「大きな滑り」であるか否かは、適宜定められる閾値以上の滑りであるか否かで判定する。また、この滑りは、具体的には、上記の回転速度の変化率、または車両速度と回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、閾値以上の滑りであるか否かで判定する。モータ６の駆動電流を下げる「定められた値」は、固定値であっても良く、または例えば現在のモータ電流に対する低下の割合であっても良い。また、その固定値または低下の割合は、試験やシミュレーション等によって適宜定めれば良い。
【００２２】
スリップ時片輪駆動低減手段１７は、前記選択スイッチ２５がオンの場合、滑り判定手段１５により、左右いずれかの駆動輪２と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、この大きな滑りが発生したと判定された駆動輪２のモータ６のモータ電流のみを定められた値以下に下げ、前記大きな滑りが発生していないと判定された駆動輪２のモータ６は、運転者が操作するアクセルペダル２２の踏み込み量で決定される駆動力を発生させる手段である。
【００２３】
なお、スリップ時両輪駆動低減手段１６は、選択スイッチ２５がオンの場合は機能しないものとされる。また、スリップ時両輪駆動低減手段１６による電流低下を機能させる場合と、スリップ時片輪駆動低減手段１７による電流低下を機能させる場合とで、滑り判定手段１５の滑り判定の閾値は、同じ滑りの値であっても良く、互いに異なる値であっても良い。
【００２４】
上記構成の電気自動車によると、滑り判定手段１５を設け、駆動輪６と路面間に大きな滑りが発生したと判定された場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６によりモータ６の駆動電流を下げるようにしたため、スリップ状態を解消してタイヤグリップ力を回復させ、安定した走行を行うことができる。この場合に、スリップ時両輪駆動低減手段１６は、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるようにしたため、スリップを生じた駆動輪２だけを駆動低下させるものと異なり、運転者にとって、デファレンシャルを備えた自動車と同様な走行フィーリングが得れ、違和感を生じることなくスリップ制御が図れる。しかも、左右のモータ６，６の駆動電流を両方とも下げるため、制御系の構成も簡素となる。
【００２５】
またスリップ時片輪駆動低減手段１７を設けたため、次の利点が得られる。すなわち、スリップし易い路面、例えば、泥濘路面や、積雪路面、凍結路面に片輪のみにかかるような状態で走行が必要な場合がある。その場合、左右両輪２，２ともモータ６の駆動電流を低下させたのでは、駆動力が不足し、走行速度が低下し過ぎる場合がある。このような場合に、上記のスリップ時片輪駆動低減手段１７が設けられていると、スリップの生じていない片輪２を正常に駆動させることで、駆動力不足による速度低下を軽減することができる。片輪２だけ正常に駆動させると、そのままでは、左右の駆動力差によって車両の走行方向が変わることになるが、スリップ時片輪駆動低減手段１７は、運転者によって選択される選択スイッチ２５のオン状態で機能させる。そのため、不意に走行方向が変わることなく、車両走行方向が変わることを運転者が予測して、直進できるようにハンドルを操作しながら、走行することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態ではモータ６がインホイールモータである場合につき説明したが、この発明は、例えば図２に示すように、モータ６が駆動輪２から離れて車体１の車台等に搭載され、このモータ６の回転を駆動輪２に伝達する駆動伝達部品３１を有する電気自動車にも適用することができる。前記駆動伝達部品３１は、例えば等速ジョイントである。同図の例では、駆動輪２は前輪である。
【００２７】
また、図１，図２のいずれの例においても、駆動輪２は、前輪であっても後輪であっても良い。さらに、この発明は、左右の駆動輪２，２をそれぞれ駆動する個別のモータ６，６を有する電気自動車であれば適用でき、４輪車に限らず、３輪の電気自動車や、あるいは４輪以上の車輪を有する電気自動車にも適用することができる。さらに、上記モータ６により駆動される駆動輪２の他の車輪３等を駆動する内燃機械を備えたハイブリッド車にもこの発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…車体
２…駆動輪
４…車輪用軸受
６…モータ
８…インホイールモータ駆動装置
１１…制御装置
１２…電力変換回路（インバータ）
１３…インバータ制御回路
１４…基本制御手段
１５…滑り判定手段
１６…スリップ時両輪駆動低減手段
１７…スリップ時片輪駆動低減手段
１８〜２０…回転検出手段
２２…アクセルペダル
２５…選択スイッチ
３１…駆動伝達部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の駆動輪をそれぞれ駆動する左右の電動式のモータと、これら左右のモータを制御する制御装置とを備えた電気自動車において、
前記制御装置は、
前記左右のモータにより発生させる駆動力を等しく、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量で決定する基本制御手段と、
前記各駆動輪と路面間の滑りの状態を判定する滑り判定手段と、
この滑り判定手段により、左右の少なくとも片方の駆動輪と路面間に閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータの駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるスリップ時両輪駆動低減手段とを有する、
ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
請求項２において、運転者によって選択される選択スイッチを備え、前記制御装置は、前記選択スイッチがオンの場合に、前記滑り判定手段により、左右いずれかの駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定されたときに、この大きな滑りが発生したと判定された駆動輪のモータのみのモータ電流を定められた値以下に下げ、前記大きな滑りが発生していないと判定された駆動輪のモータは、運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量で決定される駆動力を発生させるスリップ時片輪駆動低減手段を設けた電気自動車。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記各モータを駆動するインバータおよびこのインバータを制御するインバータ制御手段と、前記駆動輪または前記モータの回転速度を検出する回転検出手段とを備え、前記滑り判定手段は、前記回転検出手段で検出した前記駆動輪またはモータの回転速度の変化率が、設定された閾値を超えることを以て、駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定する電気自動車。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記滑り判定手段は、各々の駆動輪の回転速度の演算より推定される車両速度と、判定対象とする駆動輪またはその駆動輪のモータの回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、定められた値を超えることを以て、駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定する電気自動車。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記モータが、インホイールモータ駆動装置を構成するモータである電気自動車。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記モータが前記駆動輪から離れて車体に搭載され、このモータの回転を前記駆動輪に伝達する駆動伝達部品を有する電気自動車。
【請求項１】
左右の駆動輪をそれぞれ駆動する左右の電動式のモータと、これら左右のモータを制御する制御装置とを備えた電気自動車において、
前記制御装置は、
前記左右のモータにより発生させる駆動力を等しく、その駆動力は運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量で決定する基本制御手段と、
前記各駆動輪と路面間の滑りの状態を判定する滑り判定手段と、
この滑り判定手段により、左右の少なくとも片方の駆動輪と路面間に閾値以上の大きな滑りが発生したと判定された場合に、前記左右のモータの駆動電流を両方とも定められた値以下に下げるスリップ時両輪駆動低減手段とを有する、
ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
請求項２において、運転者によって選択される選択スイッチを備え、前記制御装置は、前記選択スイッチがオンの場合に、前記滑り判定手段により、左右いずれかの駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定されたときに、この大きな滑りが発生したと判定された駆動輪のモータのみのモータ電流を定められた値以下に下げ、前記大きな滑りが発生していないと判定された駆動輪のモータは、運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量で決定される駆動力を発生させるスリップ時片輪駆動低減手段を設けた電気自動車。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記各モータを駆動するインバータおよびこのインバータを制御するインバータ制御手段と、前記駆動輪または前記モータの回転速度を検出する回転検出手段とを備え、前記滑り判定手段は、前記回転検出手段で検出した前記駆動輪またはモータの回転速度の変化率が、設定された閾値を超えることを以て、駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定する電気自動車。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記滑り判定手段は、各々の駆動輪の回転速度の演算より推定される車両速度と、判定対象とする駆動輪またはその駆動輪のモータの回転速度検出値から演算される駆動輪タイヤ外周の周速度との差分が、定められた値を超えることを以て、駆動輪と路面間に前記閾値以上の大きな滑りが発生したと判定する電気自動車。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記モータが、インホイールモータ駆動装置を構成するモータである電気自動車。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記モータが前記駆動輪から離れて車体に搭載され、このモータの回転を前記駆動輪に伝達する駆動伝達部品を有する電気自動車。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１０６３９０（Ｐ２０１３−１０６３９０Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７１４５（Ｐ２０１１−２４７１４５）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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