JP2006115639A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 インホイールモータ駆動の電気自動車において、左右どちらか一方の車輪がロックした場合に、車両を速やかに安定させることができる電気自動車を提供すること。
【解決手段】 左右の車輪の回転数差Ｎｄと所定値Ｎｘを比較し(S1)、回転数差Ｎｄが所定値Ｎｘより大である場合、回転数が小さい方の車輪がロックしていると判定し、回転数が大である方の車輪の駆動力を走行時の回転方向とは逆方向に発生させ、当該車輪もロックさせる(S5,S7)。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気自動車に係り、特にインホイールモータにより駆動される電気自動車に関する。

従来、電気自動車において、左右の車輪にそれぞれ独立した駆動用のモータを設け、当該複数のモータで駆動するインホイールモータ駆動の電気自動車が知られている。
例えば、このような電気自動車では、路面の抵抗が一定の道路で直進走行するときには左右の駆動力が等しくなるように制御し、旋回するときには旋回の内側の車輪の駆動力を低くし、外側の車輪の駆動力を高くする等の制御を行うことで、ヨーコントロールして旋回性能を上げることができる。

また、泥道や雪道などのように、一方の路面抵抗係数だけが極端に低い場合にも、モータが高速回転になることを防止するため、左右のモータ速度の差を比較し、当該モータ速度差が設定した速度差制限値を越えた場合、左右の路面抵抗が大きく異なるとみなして、高速回転しているモータトルク指令を低減する技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００１−１７７９０６号公報

ところで、インホイールモータ駆動の電気自動車において、車両走行時に、モータと連結している左右どちらか一方の車輪がロックしたとしても、ロックした車輪の反対側の車輪のモータは運転者がアクセルを操作している限り駆動力を発生させ続けるため、車両の走行が急激に不安定となる問題がある。また、たとえ運転者がアクセル操作を解除したとしても、ロックしていない車輪は慣性で回転し続けるので車両を安定させることはできない。さらに、このように一方の車輪がロックし、他方の車輪が回転し続けることで車両が不安定となる場合、不安定となるのが急激であるため運転者が車輪のロックに気がついてからブレーキ操作を開始しても手遅れである可能性が高い。

上記特許文献１に開示された技術においても、左右どちらか一方の駆動車輪がロックし、左右のモータ速度差が速度制限値を越えたとしても、高速側のモータトルク指令を低減するだけである。つまり、ロックしていない方の車輪は駆動し続けるため、上記と同様に車両の走行はやはり不安定となる。
本発明はこのよう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、インホイールモータ駆動の電気自動車において、左右どちらか一方の駆動車輪がロックした場合に、車両を速やかに安定させることができる電気自動車を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１の電気自動車では、車両の左右に設けられた少なくとも一対の車輪をそれぞれ駆動する駆動用のモータと、前記モータにより駆動される車輪のロックを判定するロック判定手段と、該ロック判定手段により前記一対の車輪のうちの左右いずれか一方の車輪のロックが判定されると、該ロックしていると判定された車輪とは反対側の車輪もロックさせるように制御する制御手段とを備えることを特徴としている。

これより、左右どちらか一方の車輪がロックしたと判定すると、ロックしていない反対側の車輪もロックすることになり、左右両輪ともがロック状態となる。
請求項２の電気自動車では、前記モータにより駆動される前記一対の車輪の回転数をそれぞれ検出する回転数検出手段を備え、前記ロック判定手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数から前記一対の車輪の回転数差を算出し、当該回転数差が所定値以上であるとき、回転数の小さい方の車輪がロックしていると判定し、前記制御手段は、前記ロック判定手段によりロックしていると判定された車輪とは反対側の車輪を駆動する前記モータに走行時の回転方向とは逆方向の駆動力を発生させることで該反対側の車輪もロックさせることを特徴としている。

これより、左右一対の車輪の回転数差を算出することでどちらか一方の車輪のロックが判定されると、ロックしている車輪の反対側の車輪を駆動するモータ、即ちロックしていない車輪を駆動しているモータの駆動力が走行時の回転方向とは逆方向に発生し、当該反対側の車輪もロックする。

上記手段を用いる本発明の請求項１及び請求項２の電気自動車によれば、左右一対の車輪のどちらか一方がロックしてしまった場合に、ロックしていない反対側の車輪もロックさせ、左右両輪をロック状態とするので、車両を速やかに安定させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る電気自動車の概略構成を示すブロック図が示されている。
図１に示すように、車両1は、右後輪２ａに右駆動モータ４ａが、左後輪２ｂに左駆動モータ４ｂがそれぞれ独立して設けられたインホイール後輪駆動の電気自動車である。

詳しくは、右後輪２ａ、左後輪２ｂ（併せて車輪２ａ、２ｂともいう）のホイールと右駆動モータ４ａ、左駆動モータ４ｂ（併せて駆動モータ４ａ、４ｂともいう）の駆動軸６ａ、６ｂが直結しており、それぞれの駆動モータ４ａ、４ｂが発生する駆動力が対応する車輪２ａ、２ｂに直接伝達される構造となっている。
駆動モータ４ａ、４ｂの駆動力は、車両１に設けられているバッテリー８から、それぞれの駆動モータ４ａ、４ｂに対応したインバータ１０ａ、１０ｂを介して供給される電力に応じて発生する。

また、それぞれの車輪２ａ、２ｂには、右後輪２ａの回転数Ｎａを検出する右回転数センサ１２ａ（回転数検出手段）、左後輪２ｂの回転数Ｎｂを検出する左回転数センサ１２ｂ（回転数検出手段）（併せて回転数センサ１２ａ、１２ｂともいう）が設けられている。なお、回転数センサを設けず、モータ回転数を利用して回転数を検出することもできる。

また、車両１には、車両１の各種制御を行なうＥＣＵ（電子コントロールユニット）２０（制御手段）が搭載されており、当該ＥＣＵ２０は上記インバータ１０ａ、１０ｂや回転数センサ１２ａ、１２ｂ、その他図示していない各種装置と接続されている。
詳しくは、ＥＣＵ２０には車輪回転数比較部２２（ロック判定手段）と駆動制御部２４とが設けられており、回転数センサ１２ａ、１２ｂにより検出された回転数Ｎａ、Ｎｂは車輪回転数比較部２２に入力される。

当該車輪回転数比較部２２は、右後輪２ａの回転数Ｎａと左後輪２ｂの回転数Ｎｂの回転数差Ｎｄを算出し、当該所定値Ｎｄを車輪回転数比較部２２に予め設定された所定値Ｎｘと比較する機能を有している。ここに、所定値Ｎｘは、例えばこれ以上回転数差が大であると小さい回転数側の駆動モータはロックしているとみなすことができる閾値である。
駆動制御部２４は、車輪回転数比較部２２からの情報を受け、車輪回転数比較部２２において車輪２a、２ｂのうちどちらか一方の車輪がロックしていると判定した場合に、ロックしている車輪と連結している駆動モータへの電力の供給を遮断するよう対応するインバータに信号を出力する一方、ロックしていない車輪と連結している駆動モータに対応するインバータに当該駆動モータが走行時の回転方向とは逆方向の駆動力を発生するように信号を出力する機能を有している。

以下このように構成された本発明に係る電気自動車の作用について説明する。
図２を参照すると、ＥＣＵ２０において、左右どちらか一方の車輪がロックした場合のフェイルセーフ制御についての制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
先ず、ステップＳ１では、車輪回転数比較部２２において、右後輪２ａの回転数Ｎａと左後輪２ｂの回転数Ｎｂとの回転数差Ｎｄを算出し、当該回転数差Ｎｄが所定値Ｎｘ以上であるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）であればステップＳ２へと進み、通常走行の制御を行い、当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）であれば、車輪２ａ、２ｂのうちどちらか一方の車輪がロックしていると判定し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、回転数Ｎａが回転数Ｎｂより大であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち左後輪２ｂがロックしている場合にはステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、駆動制御部２４において、ロックしている左後輪２ｂと連結された左駆動モータ４ｂに対応したインバータ１０ｂを制御し、左駆動モータ４ｂへの電力の供給を遮断することで、左駆動モータ４ｂを停止させる。

ステップＳ５では、やはり駆動制御部２４において、ロックしていない右後輪２ａと連結された右駆動モータ４ａに対応したインバータ１０ａを制御し、右駆動モータ４ａの回転数が左駆動モータ４ｂと同じになるように走行時の回転方向とは逆方向の駆動力を発生させることにより、右後輪２ａもロック状態とする。
一方、ステップＳ３での判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち右後輪２ａがロックしている場合には、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、駆動制御部２４において、ロックしている右後輪２ａと連結された右駆動モータ４ａに対応したインバータ１０ａを制御し、右駆動モータ４ａへの電力の供給を遮断することで、右駆動モータ４ａを停止させる。
ステップＳ７では、やはり駆動制御部２４において、ロックしていない左後輪２ｂと連結された左駆動モータ４ｂに対応したインバータ１０ｂを制御し、左駆動モータ４ｂの回転数が右駆動モータ４ａと同じになるように走行時の回転方向とは逆方向の駆動力を発生させることにより、左後輪４ｂもロック状態とする。

そして、ステップＳ５またはステップＳ７を経て、ステップＳ８では、左右の後輪２ａ、２ｂがロックしたことにより車両が停止したか否かを判別する。車両が未だ停止していない場合には、ステップＳ３以降を繰り返し実行し、車両が停止したと判定された場合には、当該ルーチンを抜ける。
このように、本発明に係る電気自動車では、インホイールモータ駆動の電気自動車において、左右の車輪のどちらか一方がロックしてしまった場合に、ロックしていない反対側の車輪もロックさせ、左右両輪をロック状態とするようにしている。これにより、車両を速やかに安定させ、停止に至らせることができる。

以上で本発明に係る電気自動車の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、車両1を後輪駆動で構成したが、前輪駆動でも四輪駆動でも構わない。
また、上記実施形態では、左右輪の回転数差からロック判定を行なったがこれに限られるものではない。例えば回転数センサによりどちらか一方のみが回転数０となったのを検出した場合や、どちらか一方の回転数が急激に減少した場合等にロックしたと判定するようにしてもよい。

本発明に係る電気自動車の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係るフェイルセーフ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
２ａ、２ｂ 後輪
４ａ、４ｂ 駆動モータ
８ バッテリー
１０ａ、１０ｂ インバータ
１２ａ、１２ｂ 回転数センサ（回転数検出手段）
２０ ＥＣＵ（制御手段）
２２ 車輪回転比較部（ロック判定手段）
２４ 駆動制御部

Claims (2)

1. 車両の左右に設けられた少なくとも一対の車輪をそれぞれ駆動する駆動用のモータと、
   前記モータにより駆動される車輪のロックを判定するロック判定手段と、
   該ロック判定手段により前記一対の車輪のうちの左右いずれか一方の車輪のロックが判定されると、該ロックしていると判定された車輪とは反対側の車輪もロックさせるように制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする電気自動車。
2. 前記モータにより駆動される前記一対の車輪の回転数をそれぞれ検出する回転数検出手段を備え、
   前記ロック判定手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数から前記一対の車輪の回転数差を算出し、当該回転数差が所定値以上であるとき、回転数の小さい方の車輪がロックしていると判定し、
   前記制御手段は、前記ロック判定手段によりロックしていると判定された車輪とは反対側の車輪を駆動する前記モータに走行時の回転方向とは逆方向の駆動力を発生させることで該反対側の車輪もロックさせることを特徴とする請求項１記載の電気自動車。

Images