JP2014124085A - 電気自動車の駆動装置及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ追加が必要なく費用を節減でき、推定された走行抵抗の変化に伴う制御の応答性及び正確性が向上し、運転者の便宜性と安全性を向上する電気自動車の駆動装置及び駆動方法を提供する。
【解決手段】車両のホイール１０に連結され、指令トルクの送信を受けてホイールを回転させるモータ２０と、モータに設けられてモータの回転速度を測定する角速度センサ３０と、指令トルクによる電流を供給してモータを回転させるモータ駆動部４０と、モータ駆動部に連結されて、モータに供給される電流を測定する電流センサ５０と、角速度センサによって周期的に測定されたモータの回転速度から換算された駆動トルクと電流センサによって周期的に測定された電流から換算されたモータトルクとの間の差を演算して走行抵抗を推定し、推定した走行抵抗に対応して再演算した補償トルクだけ指令トルクを補償して、モータを駆動するよう制御する車両制御部９０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車の駆動装置及び駆動方法に関する。

内燃機関の発明によって出現するようになった自動車は、人類の生活になくてはならない必需品ではあるが、環境汚染の主犯及び莫大なエネルギの消費によるエネルギ枯渇問題を招くようになり、内燃機関を動力とする自動車に代わって電気を動力とする電気自動車や、内燃機関とこれらを組み合わせたハイブリッド自動車が開発されて用いられている傾向にある。

一方、このような電気自動車又はハイブリッド自動車などは、モーター及びバッテリなどを用いてその出力を発生させており、出力及び走行距離向上のために多様な試みが続けられている。

このような電気自動車又はハイブリッド自動車などは、エンジンを駆動源とする従来の自動車と比較して、モーターが車両停止時に、アイドリング（ｉｄｌｉｎｇ；無負荷で低速運転）の状態でないという大きな差異点を有する。

このような特徴により、電気自動車又はハイブリッド自動車は、坂道で、特に、停止状態から出発しようとするときに、後ろに後退（ｒｏｌｌ ｂａｃｋ）したり、前にスリップ（ｓｌｉｐｐｉｎｇ）する現象が発生する可能性が高い。

このような問題を解決するために、特許文献１に開示されるように、ロールバックを防止するハイブリッド自動車が開示されている。

このような特許文献１のハイブリッド自動車は、後退防止信号とブレーキ信号によってロールバックを判断し、ハイブリッド車両の制動圧だけを制御する。

これにより、ブレーキバルブ制動圧のパターンを予め入力しておかなければならず、アクセルペダルを十分に踏むときまで制動状態を保持するため運転者のブレーキペダルの操作が必要である。

また、従来のようなハイブリッド自動車は、制動圧だけを制御するため坂道を上がる場合のように車両のロールバックが発生した状態で車両が後退することを防止するにすぎず、前進させる制御は不可能である。

韓国公開特許第２０１０−０１３８１７４号公報

本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、別途装置の追加なしにモーターのトルク制御だけで、走行抵抗に伴うロールバック（ｒｏｌｌ ｂａｃｋ）及びスリップ（ｓｌｉｐｐｉｎｇ）現象を防止する電気自動車の駆動装置及び駆動方法を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するために、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動装置は、車両のホイールに連結され、指令トルク（Ｔ_Ｃ）の送信を受けて前記ホイールを回転させるモーターと、前記モーターに設けられてモーターの回転速度を測定する角速度センサーと、前記モーターに前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）による電流を供給して前記モーターを回転させるモーター駆動部と、前記モーター駆動部に連結されて、前記モーターに供給される前記電流を測定する電流センサーと、前記角速度センサーによって周期的に測定されたモーターの回転速度から換算された駆動トルク（Ｔ_Ｄ）と前記電流センサーによって周期的に測定された電流から換算されたモータートルク（Ｔ_Ｍ）との間の差を演算して走行抵抗を推定し、推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償して、前記モーターを駆動するように制御する車両制御部とを含んで構成される。

また、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動装置は、前記モーター駆動部に電源を供給するバッテリと、前記バッテリに電源を充電する充電回路と、前記モーターの回転速度から換算された駆動トルク（Ｔ_Ｄ）と、前記電流から換算されたモータートルク（Ｔ_Ｍ）を格納する格納部とをさらに含む。

また、前記車両制御部は、前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）から前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を減らして前記走行抵抗を演算し、前記演算された走行抵抗に対応する補償トルクを再演算して前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補正した補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を送信する電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）から送信された前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）によって、前記走行抵抗に該当する電流だけ前記モーターに供給する電流を補償して前記モーターを駆動するように前記モーター駆動部を制御するモーター制御機とを含む。

また、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記走行抵抗≧０である場合、前記車両の走行方向と同一方向の走行抵抗が発生したものと推定し、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が小さくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信する。

また、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記走行抵抗＜０である場合、前記車両の走行方向と反対方向の走行抵抗が発生したものと推定し、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が大きくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信する。

また、前記モーター制御機は、前記モーター駆動部内に備えることが可能である。

一方、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動方法は、（Ａ）車両制御部が運転者のアクセル操作による走行速度に対応するモーターの指令トルク（Ｔ_Ｃ）によって、モーターに電流を供給して前記モーターを回転させるステップと、（Ｂ）前記車両制御部が角速度センサーによる前記モーターの回転速度と電流センサーによる前記モーターに供給される電流とを各々周期的に測定するステップと、（Ｃ）前記車両制御部が前記測定された前記モーターの回転速度から換算された駆動トルク（Ｔ_Ｄ）と前記測定された電流から換算されたモータートルク（Ｔ_Ｍ）との間の差を演算して走行抵抗を推定し、推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償して前記モーターを駆動させるステップとを含む。

また、前記ステップ（Ａ）は、（Ａ１）前記車両制御部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を前記車両制御部のモーター制御機に送信するステップと、（Ａ２）前記モーター制御機が前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を受信し、前記モーターに前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）による電流を供給して前記モーターを回転させるステップとを含む。

また、前記ステップ（Ｂ）は、（Ｂ１）前記車両制御部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記角速度センサーから前記モーターの回転速度を周期的に測定するステップと、（Ｂ２）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記電流センサーから前記モーターに供給される電流を周期的に測定するステップとを含む。

また、前記ステップ（Ｃ）は、（Ｃ１）前記車両制御部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記測定された前記モーターの回転速度をトルク値で換算して、前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）を算出するステップと、（Ｃ２）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記測定された電流をトルク値で換算して、前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を算出するステップと、（Ｃ３）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）から前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を減らして、走行抵抗を演算し、走行抵抗を推定するステップと、（Ｃ４）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が補償されるように補正した補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記車両制御部のモーター制御機に送信するステップと、（Ｃ５）前記モーター制御機が前記モーターに前記送信された補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）による電流を供給して前記モーターを回転させるステップとを含む。

また、前記ステップ（Ｃ３）において、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記演算された走行抵抗≧０である場合、前記車両の走行方向と同一方向の走行抵抗が発生したものと推定する。

この場合、前記ステップ（Ｃ４）において、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が小さくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信する。

また、前記ステップ（Ｃ３）において、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記演算された走行抵抗＜０である場合、前記車両の走行方向と反対方向の走行抵抗が発生したものと推定する。

この場合、前記ステップ（Ｃ４）において、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が大きくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信する。

本発明によれば、別途センサーの追加なしにモーターのトルク制御だけで電気自動車を駆動するための費用が節減されて構成が簡単になるという効果がある。

また、モーターの走行抵抗を推定し、走行抵抗に該当するトルクだけ補正することによって走行抵抗の変化に伴うダイナミックな制御が可能であり、制御の応答性及び正確性が向上するという効果がある。

また、本発明によれば、運転者の別途操作なしに走行抵抗に伴うトルクが自動的に直ちに補償されるため運転者の便宜性と安全性が向上するという効果がある。

本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動装置を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動方法を示すフローチャートである。 （ａ）と（ｂ）は、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動装置及び駆動方法の有効性を立証するシミュレーショングラフである。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動装置を示すブロック図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る電気自動車の駆動装置は、車両のホイール１０、前記ホイール１０に連結して前記ホイール１０を回転させるモーター２０、前記モーター２０に設けられた角速度センサー３０、前記モーター２０を回転させるモーター駆動部４０、前記モーター駆動部４０に連結して前記モーター２０に供給される電流を測定する電流センサー５０、及び本発明による電気自動車を全般的に制御する車両制御部９０を含んで構成される。

一方、前記モーター駆動部４０に電源を供給するバッテリ７０、前記バッテリ７０を充電するための充電回路８０、及び各種データを格納する格納部６０をさらに備えてもよい。

前記ホイール１０は、車両の前輪及び後輪にタイヤと共に設けられ、モーター２０によって回転することにより車両を移動させる。前記モーター２０は、前記ホイール１０に連結され、車両制御部９０の制御によって指令トルク（Ｔ_Ｃ）が送信されて前記ホイール１０を回転させる。

このような前記モーター２０は、回転せずに固定される固定子と、回転する回転子とを含む。前記モーター２０は、入力ケーブルを備え、モーター駆動部４０から供給される交流電源が印加される。

前記モーター２０は、例えば、三相モーターであってもよく、角状の固定子のコイルに電圧可変／周波数可変の角状交流電源が印加される場合、印加される周波数によって回転子の回転速度が可変するようになる。

前記モーター２０は、誘導モーター（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ）、ＢＬＤＣモーター（ｂｌｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ）、リラクタンスモーター（ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ）など多様な形態が可能である。

一方、モーター２０の一側には、駆動ギア（図示せず）を備えてもよい。駆動ギアは、モーター２０の回転エネルギをギア比によって変換させる。駆動ギアから出力される回転エネルギは、前輪及び／又は後輪に伝えられ、電気自動車が動くようにする。

前輪には、操向装置（図示せず）をさらに備えてもよい。操向装置は、電気自動車を運転者が意図する方向に走行させるために前輪の方向を調節する装置である。

また、前記モーター２０には、モーター２０の回転速度に伴うトルクを検出することができるトルクセンサー（図示せず）を取付けてもよい。この場合、トルクセンサーを介して、モーター２０の駆動トルク（Ｔ_Ｄ）を直接測定してもよい。

前記角速度センサー３０は、モーター２０に設けられ、モーター２０の回転速度を測定する。このような角速度センサー３０は、車両制御部９０の制御によって周期的に測定されてもよい。

前記モーター駆動部４０は、前記モーター２０に連結されて、前記モーター２０に前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）による電流を供給し、前記モーター２０を回転させる。

このようなモーター駆動部４０は、前記バッテリ７０から電源入力ケーブルによって、直流電源が供給される。前記モーター駆動部４０は、バッテリ７０から受ける直流電源を交流電源に変換してモーター２０に供給する。ここで、変換される交流電源は、三相交流電源が望ましい。

また、前記モーター駆動部４０は、モーター駆動部４０に備えた三相出力ケーブルを介してモーター２０に三相交流電源を供給してもよい。このような三相出力ケーブルは、３つのケーブルで各々構成されるか、単一のケーブル内に３つのケーブルを備えてもよい。

前記電流センサー５０は、前記モーター駆動部４０に連結されて、モーター２０に供給される前記電流を測定する。

このような電流センサー５０は、上述した角速度センサー３０のように車両制御部９０の制御によって周期的に測定されてもよい。

バッテリ７０は、モーター駆動部４０に電源を供給する。特に、モーター駆動部４０内のキャパシタ（Ｃ）に直流電源を供給する。

このようなバッテリ７０は、複数の単位セルの集合で形成されてもよい。複数の単位セルは、一定の電圧を保持するためにバッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）によって管理されてもよく、バッテリ管理システムによって一定の電圧を放出してもよい。

例えば、バッテリ管理システムは、バッテリ７０の電圧（Ｖｂａｔ）を検出して、これを車両制御部９０又はモーター駆動部４０に伝達してもよく、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が下限値以下に下降する場合、モーター駆動部４０内のキャパシタ（Ｃ）に格納された直流電源をバッテリに供給してもよい。また、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が上限値以上に上昇する場合、モーター駆動部４０内のキャパシタ（Ｃ）に直流電源を供給してもよい。

バッテリ７０は、充電及び放電が可能な２次電池で構成されることが望ましいが、これらに限定されることはない。

前記充電回路８０は、車両制御部９０から前記バッテリ７０の電源をチェックし、設定値以下である場合、前記バッテリ７０と接続されて前記バッテリ７０に電源を充電する。

このような充電回路８０は、前記バッテリ７０の充電状態によって前記バッテリ７０と連結されたり、遮断されるように切り替えられてもよい。

前記格納部６０は、前記電気自動車を制御するのに必要な運用体制、ファームウェア及びその他の演算のための設定値及び演算値などを含む各種データを臨時及び永久的に格納する。

特に、前記格納部６０には、後述される車両制御部９０が前記角速度センサー３０によって周期的に測定されたモーター２０の回転速度をトルク値で換算した駆動トルク（Ｔ_Ｄ）（又は、前記トルクセンサー（図示せず）を介して測定された駆動トルク（Ｔ_Ｄ））と前記電流センサー５０によって周期的に測定された電流をトルク値で換算したモータートルク（Ｔ_Ｍ）を臨時的に格納してもよい。

前記車両制御部９０は、前記角速度センサー３０によって周期的に測定されたモーター２０の回転速度から前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）を換算して、同じように前記電流センサー５０によって周期的に測定された電流からモーター前記トルク（Ｔ_Ｍ）を換算する。

ここで、前記モーター２０にトルクセンサー（図示せず）を取付けた場合、前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）は前記トルクセンサーを介して測定されてもよい。

次に、前記車両制御部９０は、前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）とモーター前記トルク（Ｔ_Ｍ）との間の差を演算して走行抵抗を推定し、推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償し、前記モーター２０を駆動するように制御する。

このような車両制御部９０は、電気自動車全般の電子装置の制御のための電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ Ｕｎｉｔ；ＥＣＵ）９１、及び電気自動車の走行抵抗に伴う指令トルク（Ｔ_Ｃ）基盤のトルク制御によって前記モーター駆動部４０を制御するモーター制御機９３を含んでもよい。

ここで、走行抵抗とは、本発明による電気自動車の走行を妨げるすべての物理的現象を通称するものであり、例えば、坂道を上がる場合、傾斜角と重力によるロールバック（ｒｏｌｌ ｂａｃｋ）現象だけでなく坂道を降りてくる場合に傾斜角と重力によるスリップ（ｓｌｉｐｐｉｎｇ）現象までも含むものと定義される。

例えば、運転者がアクセル操作によって６０ｋｍ／ｈの速度で走行しようとする場合、前記車両制御部９０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、６０ｋｍ／ｈに対応する指令トルク（Ｔ_Ｃ）を前記モーター制御機９３に送信し、前記角速度センサー３０を介して測定されたモーターの回転速度が６０ｋｍ／ｈ未満であるか６０ｋｍ／ｈより大きいと走行抵抗が発生したと推定してもよい。

すなわち、前者の場合（モーター２０の回転速度が指令トルク（Ｔ_Ｃ）より小さい場合）、坂道を上がる場合の傾斜と重力によるロールバック（ｒｏｌｌ ｂａｃｋ）現象のように電気自動車の走行方向と反対方向の走行抵抗（以下、（−）走行抵抗と称する）が発生したものと推定することができ、後者の場合（モーターの回転速度が指令トルク（Ｔ_Ｃ）より大きい場合）、坂道を降りてくる場合の傾斜と重力によるスリップ（ｓｌｉｐｐｉｎｇ）現象のように電気自動車の走行方向と同一の走行抵抗（以下、（＋）走行抵抗と称すること）が発生したものと推定してもよい。

ここで、モーターの回転速度が６０ｋｍ／ｈの場合、走行抵抗はゼロ（０）になり得る。

このように、走行抵抗が（＋）であっても（−）であっても、そしてゼロ（０）の場合にも前記ＥＣＵ９１から指令トルク（Ｔ_Ｃ）を受信したモーター制御機９３は、前記推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクに該当するトルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償して前記モーター２０を回転させるように制御する。

具体的に、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）から前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を減らして前記走行抵抗を演算し、前記演算された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補正した補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機９３に送信する。

ここで、前記補償トルクは、前記演算された走行抵抗に車両によって予め設定されたトルク補償ゲイン（Ｇａｉｎ）を乗じて再演算してもよい。これにより、前記走行抵抗がゼロ（０）の場合、前記補償トルクもまたゼロ（０）になり得る。

一方、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、前記走行抵抗≧０である場合、車両の走行方向と同一方向の走行抵抗（すなわち、（＋）走行抵抗）が発生したものと推定し、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が小さくなるように補償する補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機９３に送信する。

そして、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、前記走行抵抗＜０である場合、車両の走行方向と反対方向の走行抵抗（すなわち、（−）走行抵抗）が発生したものと推定し、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が大きくなるように、補償する補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機９３に送信する。

ここで、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、前記走行抵抗がゼロ（０）の場合にも前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償する補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機９３に送信する。

しかし、この場合には、前記演算された走行抵抗がゼロ（０）であるため再演算された補償トルクもゼロ（０）になり、実質的には、走行抵抗が発生せずに正常に走行していると推定することができる。

一方、本発明では、前記走行抵抗がゼロ（０）の場合、（＋）走行抵抗が発生した場合に含めて補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）が送信されるものと説明したが、前記走行抵抗がゼロ（０）の場合、再演算された補償トルクもゼロ（０）であるため、（−）走行抵抗が発生した場合に含めて、補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）が送信されるものとしても構わない。

また、前記走行抵抗は、前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）から前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）を減らして演算してもよい。ここで、前記走行抵抗の符号の意味は、上述したものと反対になる（すなわち、走行抵抗が（−）である場合、走行方向と同一方向の走行抵抗が発生したものとみなし、（＋）である場合、走行方向と反対方向の走行抵抗が発生したものとみなす）。

前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、車両の各装置が動作、表示などができるように制御して、上述したバッテリ管理システムを制御してもよい。

前記モーター制御機９３は、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１から送信された前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）によって前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクに該当する電流だけ前記モーター２０に供給する電流を補償して前記モーター２０を駆動するように、前記モーター駆動部４０を制御する。

このような前記モーター制御機８３は、図１で車両制御部９０に含まれるように図に示したが、これらに制限されることはなく、例えば、前記モーター駆動部４０内に含んでもよい。

このような車両制御部９０の動作は、図２を参照して、詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動方法を示すフローチャートである。

図２を参照すると、前記車両制御部９０（具体的に、ＥＣＵ９１）は、運転者のアクセル操作による走行速度に対応する指令トルク（Ｔ_Ｃ）をモーター制御機９３に送信する（Ｓ１０）。

そして、モーター制御機９３が前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１から送信された前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を受信して受信された指令トルク（Ｔ_Ｃ）によってモーター２０に電流を供給し、前記モーター２０を回転させる（Ｓ２０）。

その次に、前記車両制御部９０が角速度センサーによる前記モーター２０の回転速度と電流センサー５０による前記モーター２０に供給される電流を各々周期的に測定する（Ｓ３０）。

具体的に、前記ステップ（Ｓ３０）で前記車両制御部９０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１が前記モーター２０に設けられた角速度センサーを介して、前記モーター２０の回転速度を周期的に測定し、前記モーター駆動部４０に設けられた電流センサー５０を介して前記モーター２０に供給される電流を周期的に測定する。

次に、前記車両制御部９０が前記測定された前記モーター２０の回転速度から換算された駆動トルク（Ｔ_Ｄ）と前記測定された電流から換算されたモータートルク（Ｔ_Ｍ）との間の差を演算して走行抵抗を推定し、推定された走行抵抗だけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償し、前記モーター２０を駆動させる（Ｓ４０〜Ｓ６０）。

具体的に、前記車両制御部９０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１が前記測定されたモーター２０の回転速度をトルク値で換算して前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）を算出し、前記測定された電流をトルク値で換算して前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を算出する（Ｓ４０）。

次に、前記車両制御部９０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１が前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）から前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を減らして、走行抵抗（±△Ｔ＝Ｔ_Ｄ−Ｔ_Ｍ）を演算して演算された値を走行抵抗（±△Ｔ）の値と推定する（Ｓ５０）。

すなわち、前記車両制御部９０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、前記演算された走行抵抗≧０である場合、前記車両の走行方向と同一方向の走行抵抗が発生したものと推定し、前記演算された走行抵抗＜０である場合、前記車両の走行方向と反対方向の走行抵抗が発生したものと推定する。

そして、前記車両制御部９０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１が前記推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）が補償されるように前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補正した補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記車両制御部９０のモーター制御機９３に送信した後（Ｓ６０）、ステップ（Ｓ２０）に戻って以後の過程を繰り返す。

すなわち、ステップ（Ｓ５０）において、前記車両制御部９０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９１は、前記走行抵抗≧０である場合、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が小さくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機９３に送信し、前記走行抵抗＜０である場合、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が大きくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機９３に送信した後、前記ステップ（Ｓ２０）に戻って前記モーター制御機９３が前記モーター２０に前記送信された前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）による電流を供給して、前記モーター２０を回転させるようにした後に以後の過程を繰り返す。

一方、ステップ（Ｓ６０）以後、前記車両制御部９０は走行終了信号が入力されるかを判断し（Ｓ７０）、走行終了信号が入力されれば走行を終了する。

そして、ステップ（Ｓ７０）で前記走行終了信号が入力されなければ、前記ステップＳ１０に戻って以後の過程を繰り返す。

図３の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動装置及び駆動方法の有効性を立証するシミュレーショングラフである。

具体的に、図３の（ａ）及び（ｂ）は、電気自動車が坂道を上がる場合に停止状態から出発しようとするときを仮定し、トルク値と車両の速度（すなわち、モーター２０の回転の速度）をシミュレーションした結果である。

図３の（ａ）及び（ｂ）を参照すると、本シミュレーションの場合に推定した走行抵抗（この場合（−）走行抵抗と推定）に対応して再演算された補償トルクだけ前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を大きくなるように補償することによって、車両が後方に後退するロールバック（ｒｏｌｌ ｂａｃｋ）現象を防止することはもちろん前方に徐々に前進することが分かる。

また、トルク値の場合、図３の（ａ）に示すように傾斜が大きいほど（θ値が５°の場合より１２°の場合）より大きいトルク値はより大きい値で補償されるが、電気自動車の速度は、図３の（ｂ）に示すように傾斜に関わらず電気自動者の速度が低下しないことが分かる。

このように、本発明による電気自動車の駆動装置及び駆動方法によれば、傾斜に沿ってさらに大きいトルク値でモーター２０の指令トルク（Ｔ_Ｃ）をダイナミックに補償し、速度の低下なしに効果的な制御がなされることを確認できるであろう。

これまで上述したように、本発明の一実施例に係る電気自動車の駆動装置及びその制御方法によれば、運転者は所定角度の傾斜角を有する坂道を上がったり降りるときに、別の操作なしでもロールバック現象及びスリップ現象を防止することができ、運転者の便宜と安全を図ることができる。

そして、このようなロールバック現象及びスリップ現象を防止するために当該傾斜角を測定したりセンシングするための別の装置を追加することなく、モーター２０の指令トルク（Ｔ_Ｃ）だけを制御するため、構成が簡単になるだけでなく経済的である。

また、本発明による電気自動車の走行抵抗を推定して推定された走行抵抗だけモーターのトルクを加えたり引いて補正することにより、走行抵抗の変化に伴うダイナミックな制御が可能であり、制御の応答性及び正確性を向上できる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明は、電気自動車の駆動装置及び駆動方法に適用可能である。

１０ ホイール
２０ モーター
３０ 角速度センサー
４０ モーター駆動部
５０ 電流センサー
６０ 格納部
７０ バッテリ
８０ 充電回路
９０ 車両制御部
９１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
９３ モーター制御機

Claims (14)

1. 車両のホイールに連結され、指令トルク（Ｔ_Ｃ）の送信を受けて前記ホイールを回転させるモーターと、
   前記モーターに設けられてモーターの回転速度を測定する角速度センサーと、
   前記モーターに前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）による電流を供給して前記モーターを回転させるモーター駆動部と、
   前記モーター駆動部に連結されて、前記モーターに供給される前記電流を測定する電流センサーと、
   前記角速度センサーによって周期的に測定されたモーターの回転速度から換算された駆動トルク（Ｔ_Ｄ）と前記電流センサーによって周期的に測定された電流から換算されたモータートルク（Ｔ_Ｍ）との間の差を演算して走行抵抗を推定し、推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償して、前記モーターを駆動するように制御する車両制御部と、を含むことを特徴とする電気自動車の駆動装置。
2. 前記モーター駆動部に電源を供給するバッテリと、
   前記バッテリに電源を充電する充電回路と、
   前記モーターの回転速度から換算された駆動トルク（Ｔ_Ｄ）及び前記電流から換算されたモータートルク（Ｔ_Ｍ）を格納する格納部と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の駆動装置。
3. 前記車両制御部は、
   前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）から前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を減らして前記走行抵抗を演算し、前記演算された走行抵抗に対応する補償トルクを再演算して前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補正した補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を送信する電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
   前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）から送信された前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）によって、前記走行抵抗に該当する電流だけ前記モーターに供給する電流を補償して前記モーターを駆動するように前記モーター駆動部を制御するモーター制御機と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の駆動装置。
4. 前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、
   前記走行抵抗≧０である場合、前記車両の走行方向と同一方向の走行抵抗が発生したものと推定し、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が小さくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の駆動装置。
5. 前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、
   前記走行抵抗＜０である場合、前記車両の走行方向と反対方向の走行抵抗が発生したものと推定し、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が大きくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の駆動装置。
6. 前記モーター制御機は、前記モーター駆動部内に備えることが可能なことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の駆動装置。
7. （Ａ）車両制御部が運転者のアクセル操作による走行速度に対応するモーターの指令トルク（Ｔ_Ｃ）によって、モーターに電流を供給して前記モーターを回転させるステップと、
   （Ｂ）前記車両制御部が角速度センサーによる前記モーターの回転速度と電流センサーによる前記モーターに供給される電流とを各々周期的に測定するステップと、
   （Ｃ）前記車両制御部が前記測定されたモーターの回転速度から換算された駆動トルク（Ｔ_Ｄ）と前記測定された電流から換算されたモータートルク（Ｔ_Ｍ）との間の差を演算して走行抵抗を推定し、推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を補償して前記モーターを駆動させるステップと、
   を含むことを特徴とする電気自動車の駆動方法。
8. 前記ステップ（Ａ）は、
   （Ａ１）前記車両制御部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を前記車両制御部のモーター制御機に送信するステップと、
   （Ａ２）前記モーター制御機が前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）を受信し、前記モーターに前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）による電流を供給して前記モーターを回転させるステップと、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の駆動方法。
9. 前記ステップ（Ｂ）は、
   （Ｂ１）前記車両制御部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記角速度センサーから前記モーターの回転速度を周期的に測定するステップと、
   （Ｂ２）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記電流センサーから前記モーターに供給される電流を周期的に測定するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の駆動方法。
10. 前記ステップ（Ｃ）は、
    （Ｃ１）前記車両制御部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記測定された前記モーターの回転速度をトルク値で換算して、前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）を算出するステップと、
    （Ｃ２）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記測定された電流をトルク値で換算して、前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を算出するステップと、
    （Ｃ３）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記駆動トルク（Ｔ_Ｄ）から前記モータートルク（Ｔ_Ｍ）を減らして、走行抵抗を演算し、走行抵抗を推定するステップと、
    （Ｃ４）前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が前記推定された走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が補償されるように補正した補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記車両制御部のモーター制御機に送信するステップと、
    （Ｃ５）前記モーター制御機が前記モーターに前記送信された補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）による電流を供給して前記モーターを回転させるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の駆動方法。
11. 前記ステップ（Ｃ３）において、
    前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記演算された走行抵抗≧０である場合、前記車両の走行方向と同一方向の走行抵抗が発生したものと推定することを特徴とする請求項１０に記載の電気自動車の駆動方法。
12. 前記ステップ（Ｃ４）において、
    前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が小さくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信することを特徴とする請求項１１に記載の電気自動車の駆動方法。
13. 前記ステップ（Ｃ３）において、
    前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記演算された走行抵抗＜０である場合、前記車両の走行方向と反対方向の走行抵抗が発生したものと推定することを特徴とする請求項１０に記載の電気自動車の駆動方法。
14. 前記ステップ（Ｃ４）において、
    前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、前記走行抵抗に対応して再演算された補償トルクだけ前記指令トルク（Ｔ_Ｃ）が大きくなるように補償する前記補正指令トルク（Ｔ_Ｃ’）を前記モーター制御機に送信することを特徴とする請求項１３に記載の電気自動車の駆動方法。

Images