JP2017041942A - Electric automobile - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、駆動輪を回転駆動する電動モータを備えた電気自動車に関し、駐停車時に、電力を殆ど使用しないで、前記電動モータにパーキングアシスト機能を持たせる技術に関する。 The present invention relates to an electric vehicle including an electric motor that rotationally drives a drive wheel, and relates to a technique for providing a parking assist function to the electric motor while using almost no electric power when parking and stopping.
電気自動車のパーキングモードの場合、通常、車輪駆動用のモータを使用しないで、パーキングブレーキやパーキングロック機構を使用する。モータの機能をパーキングに積極的に使用する場合は、速度ゼロ制御やモータの一部の相に直流電流を流すことにより実現させる(特許文献1)。 In the parking mode of an electric vehicle, a parking brake or a parking lock mechanism is usually used without using a wheel driving motor. When the motor function is actively used for parking, it is realized by zero speed control or direct current flowing in a part of the motor (Patent Document 1).
この場合、パーキングモード時に常に電力を消費するので、長時間のパーキングでバッテリが放電してしまうため、実用的ではない。 In this case, since power is always consumed in the parking mode, the battery is discharged during long-time parking, which is not practical.
この発明の目的は、駐停車時に、パーキングブレーキの補助として、電力を殆ど使用しないで、車輪駆動用の電動モータにパーキングアシスト機能を持たせることができる電気自動車を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric vehicle capable of providing a parking assist function to an electric motor for driving a wheel while using almost no electric power as an assist of a parking brake during parking and stopping.
この発明の電気自動車は、駆動輪1を回転駆動する電動モータ2と、
バッテリBtの直流電力を複数の駆動素子21〜26のオンオフで前記電動モータ2の駆動に用いる交流電力に変換するインバータ19と、
アクセル操作部15の操作により生成される駆動指令に従って、モータ出力指令を出力する駆動制御部41と、
この駆動制御部41で出力されるモータ出力指令に基づいて、前記複数の駆動素子21〜26にオンオフ指令を与えるドライバ回路20と、
車両の停止時に操作者による操作によりブレーキ力を発生させるパーキングブレーキPBと、
を備え、
前記インバータ19の前記各駆動素子21〜26は、前記バッテリBtに接続された正電圧側回路部27と負電圧側回路部28との間に並列に接続された複数本の各相回路部36,37,38に、二個ずつ直列に接続され、各相回路部36,37,38における二個の駆動素子21,24間(22,25間)、(23,26間)の部分が、前記電動モータ2の各相のモータコイル2cに接続された電気自動車において、
前記パーキングブレーキPBにおけるブレーキ力を発生させるパーキング位置を検出するパーキング位置検出手段43を設け、
このパーキング位置検出手段43により前記パーキング位置を検出すると、前記駆動制御部41による制御に代えて、前記インバータ19における前記正電圧側回路部27または前記負電圧側回路部28のいずれか一方に繋がる駆動素子21,22,23(24,25,26)のみを全てオンにすることで、前記電動モータ2の前記各相のモータコイル2cを短絡させて前記電動モータ2を拘束させるモータ拘束制御部42を設けたことを特徴とする。
The electric vehicle according to the present invention includes an
An
A
A
A parking brake PB that generates a braking force by an operation by an operator when the vehicle is stopped;
With
The
A parking position detecting means 43 for detecting a parking position for generating a braking force in the parking brake PB;
When the parking position is detected by the parking position detecting means 43, it is connected to either the positive voltage
この構成によると、通常走行時に、駆動制御部41は、アクセル操作部15の操作により生成される駆動指令に従って、モータ出力指令を出力する。ドライバ回路20は、このモータ出力指令に基づいて、複数の駆動素子21〜26にオンオフ指令を与えることにより電動モータ2を制御する。これにより駆動輪1を回転駆動する。この電気自動車の駐停車時、パーキングブレーキPBを操作してブレーキ力を発生させると、パーキング位置検出手段43がパーキング位置を検出する。これにより、駆動制御部41による制御に代えて、モータ拘束制御部42により電動モータ2を拘束させる。
According to this configuration, during normal travel, the
このモータ拘束制御部42は、正電圧側回路部27または負電圧側回路部28のいずれか一方に繋がる駆動素子21,22,23(24,25,26)のみを全てオンにすることで、各相のモータコイル2cを短絡させる。したがって、電動モータ2を拘束させることにより、電動モータ2による制動力を発生させることができる。このように駐停車時に、パーキングブレーキPBの補助として、電動モータ2を用いることができる。この場合、各駆動素子21〜26を動作させる駆動制御部等を含む制御回路40のみの僅かな電力消費となる。パーキングブレーキPBにおけるブレーキ力が緩い場合等において、電動モータ2をパーキングブレーキPBの補助として用いることで、車両が不所望に動き出すことを防止することができる。
This motor
前記パーキング位置検出手段43により前記パーキング位置を検出すると、前記モータ拘束制御部42は、前記バッテリBtから前記インバータ19への電力供給を遮断するようにしても良い。この場合、駐停車時に、バッテリBtからインバータ19に電流が流れないため、消費電力を確実に低減することができる。
When the parking position is detected by the parking position detection means 43, the motor
前記モータ拘束制御部42により前記インバータ19への電力供給を遮断しているとき、前記駆動制御部41への電力供給を行う補機バッテリBhを設けても良い。この場合、弱電回路部分である駆動制御部等による電力消費となるため、概ね数W程度しか消費されない。前記駆動制御部等は補機用バッテリBhからの僅かな電力で長時間運用することが可能である。
An auxiliary battery Bh that supplies power to the
前記モータ拘束制御部42により前記インバータ19への電力供給を遮断しているとき、前記補機バッテリBhから前記駆動制御部41への電力供給を遮断するスイッチング手段Saを設け、前記ドライバ回路20Aは、前記スイッチング手段Saから前記電力供給を遮断する信号を受けて、前記正電圧側回路部27または前記負電圧側回路部28のいずれか一方に繋がる全ての駆動素子21,22,23(24,25,26)をオンにしても良い。この場合、インバータ19への電力供給を遮断するだけでなく、補機バッテリBhから駆動制御部41への電力供給をも遮断する。つまりゲート回路20Aのみの電力消費となり、電動モータ2による制動力をさらに長時間運用することができる。
When the power supply to the
この発明の電気自動車は、駆動輪を回転駆動する電動モータと、バッテリの直流電力を複数の駆動素子のオンオフで前記電動モータの駆動に用いる交流電力に変換するインバータと、アクセル操作部の操作により生成される駆動指令に従って、モータ出力指令を出力する駆動制御部と、この駆動制御部で出力されるモータ出力指令に基づいて、前記複数の駆動素子にオンオフ指令を与えるドライバ回路と、車両の停止時に操作者による操作によりブレーキ力を発生させるパーキングブレーキとを備え、前記インバータの前記各駆動素子は、前記バッテリに接続された正電圧側回路部と負電圧側回路部との間に並列に接続された複数本の各相回路部に、二個ずつ直列に接続され、各相回路部における二個の駆動素子間の部分が、前記電動モータの各相のモータコイルに接続された電気自動車において、前記パーキングブレーキにおけるブレーキ力を発生させるパーキング位置を検出するパーキング位置検出手段を設け、このパーキング位置検出手段により前記パーキング位置を検出すると、前記駆動制御部による制御に代えて、前記インバータにおける前記正電圧側回路部または前記負電圧側回路部のいずれか一方に繋がる駆動素子のみを全てオンにすることで、前記電動モータの前記各相のモータコイルを短絡させて前記電動モータを拘束させるモータ拘束制御部を設けた。このため、駐停車時に、パーキングブレーキの補助として、電力を殆ど使用しないで、車輪駆動用の電動モータにパーキングアシスト機能を持たせることができる。 The electric vehicle according to the present invention includes an electric motor that rotationally drives the driving wheels, an inverter that converts DC power of the battery into AC power used to drive the electric motor by turning on and off a plurality of driving elements, and an operation of an accelerator operation unit. A drive control unit that outputs a motor output command in accordance with the generated drive command, a driver circuit that gives an on / off command to the plurality of drive elements based on the motor output command output from the drive control unit, and a vehicle stop A parking brake that generates a braking force by an operation of the operator at times, and each drive element of the inverter is connected in parallel between a positive voltage side circuit unit and a negative voltage side circuit unit connected to the battery Two each of the plurality of phase circuit units are connected in series, and the portion between the two drive elements in each phase circuit unit is the electric motor. In the electric vehicle connected to the motor coil of each phase, there is provided parking position detecting means for detecting a parking position for generating a braking force in the parking brake. When the parking position is detected by the parking position detecting means, the drive control is performed. In place of the control by the unit, by turning on only the drive elements connected to either the positive voltage side circuit unit or the negative voltage side circuit unit in the inverter, the motor coils of the respective phases of the electric motor A motor restraint control unit for restraining the electric motor by short-circuiting the motor is provided. For this reason, the parking assist function can be provided to the electric motor for driving the wheel while using almost no electric power as an auxiliary to the parking brake when parking and stopping.
この発明の実施形態に係る電気自動車を図1ないし図6と共に説明する。
図1に示すように、この電気自動車は、車両の後部の左右の後輪1,1がそれぞれ電動モータ2により個別に駆動される駆動輪とされ、前輪3,3が転舵装置4によって転舵される従動輪となる後輪二輪駆動車である。転舵装置4は、ステアリングホイール等の操舵操作手段5によって操作される。走行用の各電動モータ2は、後述のインホイールモータ駆動装置IWM(図2)を構成する。各車輪1,3には、ブレーキペダル等のブレーキ操作部16の操作によりブレーキ力を発生させるブレーキSB(サービスブレーキ)が設けられている。また左右の後輪1,1は、この電気自動車の停止時に、後述するパーキングブレーキPB(図3)によりブレーキ力を発生させる。
An electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, this electric vehicle has left and right
図2は、この電気自動車のインホイールモータ駆動装置IWMの構成を概略示す断面図である。各インホイールモータ駆動装置IWMは、それぞれ、電動モータ2、減速機6、および車輪用軸受7を有し、これらの一部または全体が車輪内に配置される。電動モータ2の回転は、減速機6および車輪用軸受7を介して駆動輪である後輪1に伝達される。車輪用軸受7のハブ輪7aのフランジ部には前記ブレーキSBを構成するブレーキロータ8が固定され、同ブレーキロータ8は後輪1と一体に回転する。電動モータ2は、例えば、ロータ2aのコア部に永久磁石が内蔵された埋込磁石型同期モータである。この電動モータ2は、ハウジング9に固定したステータ2bと、回転出力軸10に取り付けたロータ2aとの間にラジアルギャップを設けたモータである。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the in-wheel motor drive device IWM of this electric vehicle. Each in-wheel motor drive device IWM has the
図3に示すように、パーキングブレーキPBは、例えば、サイドブレーキレバー31、サイドブレーキワイヤー32、リンク機構35、ブレーキシュー34、およびブレーキドラム33等を備える。サイドブレーキレバー31に、サイドブレーキワイヤー32を介してリンク機構35が連結され、このリンク機構35に二つのブレーキシュー34,34が径方向内外に移動自在に構成されている。ブレーキドラム33に対して径方向隙間を介して前記二つのブレーキシュー34,34が設けられる。
As shown in FIG. 3, the parking brake PB includes, for example, a
この電気自動車の停止時に、運転者(操作者)がサイドブレーキレバー31を(1)方向に操作すると、このサイドブレーキレバー31に繋がるサイドブレーキワイヤー32に張力((2)方向の張力)が伝達され、リンク機構35を介して二つのブレーキシュー34,34が径方向外方((3)方向)に移動してブレーキドラム33に接触する。これによりブレーキ力が発生する。この状態からサイドブレーキレバー31を(1)方向とは逆方向)にリリースすると、サイドブレーキワイヤー32およびリンク機構35を介して二つのブレーキシュー34,34が径方向内方に移動してブレーキドラム33から離れる。これにより前記ブレーキ力が解除される。
When the driver (operator) operates the
制御系を説明する。
図1に示すように、車体11には、ECU12と複数(この例では二つ)のインバータ装置13とを含む制御装置14が搭載されている。ECU12は、自動車全般の統括制御を行い、各インバータ装置13に指令を与える上位制御手段である。ECU12は、電気自動車の場合、VCU(車両制御ユニット)とも称される。インバータ装置13は、ECU12から送られた駆動指令に応じて、走行駆動用の各電動モータ2に駆動電流を与える。
The control system will be described.
As shown in FIG. 1, a
ECU12とインバータ装置13とはコントローラエリアネットワーク(略称:CAN)通信等によって相互に信号伝達可能に接続されている。この電気自動車の走行時には、アクセルペダル等のアクセル操作部15の操作角度をECU12が読み取る。ECU12は、前記操作角度をトルク指令に換算して各電動モータ2に対するインバータ装置13に指令する。
The
ECU12は、トルク指令生成手段12aを有する。このトルク指令生成手段12aは、アクセル操作部15の出力するアクセル開度の信号と、ブレーキ操作部16の出力する減速指令と、操舵操作手段5の出力する旋回指令とから、左右の後輪1,1の電動モータ2,2に与える加速・減速指令をトルク指令として生成し、各インバータ装置13へ出力する。ECU12は、マイクロコンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路等により構成される。
The
図4は、この電気自動車のインバータ装置等の概念構成を示すブロック図である。なお図4では、一個の電動モータ2、この電動モータ2に対応するインバータ装置13のみ図示し、他の電動モータおよびこの電動モータに対応するインバータ装置については省略する。各インバータ装置13は、各電動モータ2に対して設けられた電力変換回路部であるパワー回路部17と、このパワー回路部17を制御する演算装置18とを有する。演算装置18は、インホイールモータ駆動装置IWM(図2)に関する各検出値や制御値等の情報をECU12に出力する機能を有する。
FIG. 4 is a block diagram showing a conceptual configuration of an inverter device and the like of this electric vehicle. In FIG. 4, only one
パワー回路部17は、バッテリBt(図1)の直流電力を電動モータ2の駆動に用いる三相の交流電力に変換するインバータ19と、このインバータ19を制御するゲート回路(ドライバ回路)20とを有する。インバータ19は、半導体スイッチング素子である複数(この例では六個)の駆動素子21〜26で構成され、これら駆動素子21〜26のオンオフの組み合わせにより、電動モータ2の三相(U,V,W相)の各相の駆動電流をパルス波形で出力する。駆動素子21〜26として、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor、略称:IGBT)や、電界効果トランジスタ(Field effect transistor、略称:FET)、その他のトランジスタなどの半導体スイッチング素子が適用される。
The
図5は、このインバータ装置の詳細構成を示すブロック図である。
インバータ19の各駆動素子21〜26は、バッテリBtに接続された正電圧側回路部27と負電圧側回路部28との間に並列に接続された三本の各相回路部36,37,38(U,V,W相回路部)に、二個ずつ直列に接続されている。各相回路部36,37,38における二個の駆動素子21,24間(22,25間)、(23,26間)の部分が、電動モータ2の各相のモータコイル2c(図4)に接続される。各駆動素子21〜26には、ダイオード(図4)が並列に接続される。正電圧側回路部27と負電圧側回路部28との間には、平滑コンデンサ39が設けられている。
FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of the inverter device.
Each
ゲート回路20は、入力された電流指令をパルス幅変調し、各駆動素子21〜26にオンオフ指令を与える。前記パルス幅変調は、例えば、正弦波駆動する電流出力が得られるように行う。パワー回路部17(図4)の弱電回路部であるゲート回路20と演算装置18とで、インバータ装置13における弱電回路部分である制御回路40が構成される。この制御回路40は、例えば、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成される。
The
演算装置18は、駆動制御部41と、後述するモータ拘束制御部42とを有する。駆動制御部41は、上位制御手段であるECU12のトルク指令生成手段12aから与えられるトルク指令値に従い、定められた回路により三相交流の電圧指令値Vu,Vv,Vwを出力する。パワー回路部17(図4)は、駆動制御部41で出力される電圧指令値Vu,Vv,Vwを電力変換してモータ駆動電流Iu,Iv,Iwを出力する。
The
例えば、電動モータ2のU相からV相に電流を流したい場合は、正電圧側回路部27に繋がるU相の駆動素子21(同図5左上の駆動素子)と、負電圧側回路部28に繋がるV相の駆動素子25(同図5中央下の駆動素子)のスイッチをオンつまり導通させる。そうすると、電流はバッテリBtの+側から、順次、U相の駆動素子21、電動モータ2のU相,V相、V相の駆動素子25を通過し、バッテリBtの−側に流れる。通常走行時、電動モータ2を回転させる場合は、この電動モータ2のU,V,W相に交互に電流を流し、回転磁界を発生させる。
For example, when a current is desired to flow from the U phase to the V phase of the
ところで、車輪駆動用の電動モータでブレーキをかける方法は、電動モータを回生状態にし、車両進行方向と逆向きにトルクを発生させる方法や、電動モータの回転速度を零に制御する方法、電動モータの一部の相に直流電流を流し回転磁界にはしない方法が考えられる。
しかしながら、電動モータで車両進行方向と逆向きにトルクを発生させる方法は、平地では車両走行中のみ有効のため、駐停車時におけるパーキングブレーキの補助としては適応できない。電動モータの回転速度を零に制御する方法や、電動モータの一部の相に直流電流を流す方法は、車両の駐停車時にも常に大きな電流を流すため、エネルギーの利用効率の点から有効でない。
By the way, the method of applying the brake with the electric motor for driving the wheel includes the method of generating the torque in the reversal direction of the electric motor and generating the torque in the direction opposite to the vehicle traveling direction, the method of controlling the rotation speed of the electric motor to zero, the electric motor A method is conceivable in which a direct current is applied to a part of the phase of the phase and no rotating magnetic field is generated.
However, the method of generating torque in the direction opposite to the vehicle traveling direction with the electric motor is effective only when the vehicle is traveling on flat ground, and therefore cannot be applied as an assist for the parking brake during parking. The method of controlling the rotation speed of the electric motor to zero and the method of flowing a direct current through some phases of the electric motor are not effective from the viewpoint of energy utilization efficiency because a large current is always flowed even when the vehicle is parked or stopped. .
この実施形態では、車両の駐停車時に、駆動制御部41による制御に代えて、電動モータ2のモータコイル2c(図4)を短絡させるモータ拘束制御部42を設けている。このモータ拘束制御部42は、後述するパーキング位置検出手段43により車両の駐停車時であることを検出すると、負電圧側(図5の下側)の三つの駆動素子24,25,26のみを全てオンとし、且つ、正電圧側(図5の上側)の三つの駆動素子21,22,23を全てオフとすることで、電動モータ2のモータコイル2c(図4)を短絡させる。
In this embodiment, instead of the control by the
これにより電動モータ2を拘束させることにより、電動モータ2による制動力を発生させ得る。なおモータ拘束制御部42は、正電圧側(図5の上側)の三つの駆動素子21,22,23を全てオンとし、且つ、負電圧側(図5の下側)の三つの駆動素子24,25,26を全てオフとすることで、電動モータ2のモータコイル2c(図4)を短絡させても良い。なお前記六つの駆動素子21〜26を全てオフにした場合は、電力の入出は無く、電動モータ2はフリーの状態である。つまり電動モータ2は拘束されない。
Thus, by restraining the
パーキング位置検出手段43は、例えば、運転者がサイドブレーキレバー31(図3)を(1)方向(図3)に操作したこと(パーキング位置)を検出するスイッチ等を適用しても良いし、運転者が図示しないシフトスイッチをパーキング位置に操作したことを検出する手段であっても良い。 The parking position detection means 43 may be, for example, a switch that detects that the driver has operated the side brake lever 31 (FIG. 3) in the direction (1) (FIG. 3) (parking position). It may be a means for detecting that the driver has operated a shift switch (not shown) to the parking position.
モータ拘束制御部42は、パーキング位置検出手段43によりパーキング位置を検出すると、前述のようにモータコイル2c(図4)を短絡させると共に、ECU12を介してバッテリBtからインバータ19への電力供給を遮断する。具体的には、バッテリBtとインバータ19との電気的接続を開閉自在に切換える切換手段44を設ける。この切換手段44として、例えばリレー等を適用し得る。通常走行時、切換手段44は閉じており、バッテリBtとインバータ19とが電気的に接続された状態となっている。モータ拘束制御部42からECU12を介して切換手段44に、前述のパーキング位置を検出した信号が与えられると、切換手段44を開放する。この場合、車両の駐停車時に、バッテリBtからインバータ19に電流が流れないため、消費電力を確実に低減し得る。
When the parking
この電気自動車には、バッテリBtとは別の補機バッテリBhが搭載されている。モータ拘束制御部42によりバッテリBtからインバータ19への電力供給を遮断しているとき、補機バッテリBhは制御回路40への電力供給を行う。この補機バッテリBhとして、例えば、車両に一般的に用いられるバッテリよりも小型のバッテリや、キャパシタ等を適用し得る。
This electric vehicle is equipped with an auxiliary battery Bh different from the battery Bt. The auxiliary battery Bh supplies power to the
バッテリBtからインバータ19への電力供給を遮断しているとき、各駆動素子21〜26を動作させるためのゲート回路20および演算装置18を含む制御回路40のみの電力消費となる。この制御回路40のみの電力消費は、概ね数W程度しか消費されない。これらは、補機バッテリBhからの僅かな電力で長時間運用することが可能である。なお、モータ拘束制御部42により電動モータ2を拘束する制御を実施している状態で、例えば、運転者等がパーキングブレーキPB(図3)のサイドブレーキレバー31(図3)をブレーキ力解除方向にリリースすると、モータ拘束制御部42から駆動制御部41による制御に復帰するとともに切換手段44を閉じる。サイドブレーキレバー31(図3)をリリースしたか否かは、パーキング位置検出手段43が行う。
When the power supply from the battery Bt to the
図6は、この電気自動車のパーキングシーケンスを示すフローチャートである。以下、図4、図5も適宜参照しつつ説明する。本処理開始後、車両の停止時にパーキング位置検出手段43は、スイッチ等によりパーキング位置に操作されたか否かを検出する(ステップS1)。「否」との判定(ステップS1:No)でステップS1に戻る。前記パーキング位置に操作されたと判定されると(ステップS1:Yes)、モータ拘束制御部42は、ECU12を介してバッテリBtからインバータ19への電力供給を遮断する。つまり切換手段44を開放する(ステップS2)。次に、モータ拘束制御部42は、図5下側のU,V,W相の駆動素子24,25,26を全てオンとし(ステップS3)、その後本処理を終了する。
FIG. 6 is a flowchart showing a parking sequence of the electric vehicle. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 4 and 5 as appropriate. After the start of this process, the parking position detection means 43 detects whether or not the parking position has been operated by a switch or the like when the vehicle is stopped (step S1). If the determination is “No” (step S1: No), the process returns to step S1. If it is determined that the parking position has been operated (step S1: Yes), the motor
以上説明した電気自動車によると、この電気自動車の駐停車時、パーキングブレーキPBを操作してブレーキ力を発生させると、パーキング位置検出手段43がパーキング位置を検出する。これにより、駆動制御部41による制御に代えて、モータ拘束制御部42により電動モータ2を拘束させる。このモータ拘束制御部42は、正電圧側回路部27または負電圧側回路部28のいずれか一方に繋がる駆動素子21,22,23(24,25,26)のみを全てオンにすることで、各相のモータコイル2cを短絡させる。したがって、電動モータ2を拘束させることにより、電動モータ2による制動力を発生させることができる。
According to the electric vehicle described above, when the electric vehicle is parked or stopped, if the parking brake PB is operated to generate a braking force, the parking position detecting means 43 detects the parking position. Thereby, instead of the control by the
このように駐停車時に、パーキングブレーキPBの補助として、電動モータ2を用いることができる。この場合、各駆動素子21〜26を動作させる駆動制御部等を含む制御回路40のみの僅かな電力消費となる。パーキングブレーキPBにおけるブレーキ力が緩い場合等において、電動モータ2をパーキングブレーキPBの補助として用いることで、車両が不所望に動き出すことを防止することができる。また、パーキング位置検出手段43によりパーキング位置を検出すると、モータ拘束制御部42は、バッテリBtからインバータ19への電力供給を遮断する。この場合、駐停車時に、バッテリBtからインバータ19に電流が流れないため、消費電力を確実に低減することができる。
In this way, the
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
Another embodiment will be described.
In the following description, the same reference numerals are assigned to the portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment, and overlapping descriptions are omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
演算装置18がその機能を発揮できない状態になった場合(演算装置18が停止した場合)、負電圧側におけるU,V,W各相の駆動素子24,25,26をそれぞれオンにさせるようなゲート回路20に構成しておき、演算装置18への電力供給を遮断すれば、ゲート回路20のみの電力消費となる。この場合、さらに長時間の運用が可能である。この回路例を図7に示す。
同図7の回路例では、バッテリBtからインバータ19への電力供給を遮断しているとき、補機バッテリBhから演算装置18への電力供給を遮断するキースイッチSa(スイッチング手段)を設けている。さらに、次のようなゲート回路20Aを設けている。
When the
In the circuit example of FIG. 7, when the power supply from the battery Bt to the
キースイッチSaにより車両の電源を切ると、補機バッテリBhからゲート回路20Aへの電力供給は続くが、演算装置18への電力供給は絶たれる。その結果、演算装置18からゲート回路20Aへの信号が途絶え、全ゲートは停止する。但し、ゲート回路20Aにおいて、キースイッチSaからの信号を受けたプルダウン抵抗PdとNOT回路45の働きで、図7下側の各駆動素子24,25,26にそれぞれ繋がるOR回路46,47,47は、前記各駆動素子24,25,26へのゲート信号が有効となる。
When the vehicle is turned off by the key switch Sa, the power supply from the auxiliary battery Bh to the
これにより、下側のU,V,W相の駆動素子24,25,26を全てオンとすることができる。よって各相のモータコイル2c(図4参照)を短絡させることができる。したがって、電動モータ2を拘束させることにより、電動モータ2による制動力を発生させることができる。
図7の回路例によると、電動モータ2による制動力を発生させる間、制御回路40のうちゲート回路20Aのみの電力消費となり、この電動モータ2による制動力をさらに長時間運用することができる。
As a result, the lower U, V, and W phase drive
According to the circuit example of FIG. 7, while the braking force is generated by the
インバータにおいて、駆動素子を四個使用した単相モータ制御回路を図8に示す。電動モータ2をパーキングブレーキの補助として用いる動作原理や、演算装置18への電力供給を遮断する技術は、前述の三相モータを使用した回路と同様である。
FIG. 8 shows a single-phase motor control circuit using four drive elements in the inverter. The operating principle of using the
前記各実施形態では、インホイールモータ駆動形式の電気自動車に適用しているが、このインホイールモータ駆動形式に限定されるものではない。
例えば、図9に示すように、車体に搭載された二個のモータ2,2からドライブシャフトDS(等速自在継手とシャフト)を介して後輪1,1に駆動力を伝える二モータオンボード形式としても良い。
図10に示すように、車体に搭載された一個のモータ2からドライブシャフトDSを介して後輪1,1に駆動力を伝える一モータオンボード形式としても良い。
In each said embodiment, although applied to the electric vehicle of an in-wheel motor drive type, it is not limited to this in-wheel motor drive type.
For example, as shown in FIG. 9, a two-motor on-board transmits driving force from two
As shown in FIG. 10, a single motor-on-board type may be used in which a driving force is transmitted from one
車両として、インホイールモータ駆動形式、一モータオンボード形式、または二モータオンボード形式において、左右の前輪二輪を駆動する前輪駆動式の電気自動車を適用しても良い。前記各形式において、前後左右の車輪を駆動する四輪駆動式の電気自動車を適用しても良い。
インホイールモータ駆動装置IWMにおいては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、平行二軸減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであっても良い。
As the vehicle, a front-wheel drive type electric vehicle that drives the left and right front wheels may be applied in an in-wheel motor drive format, a one-motor on-board format, or a two-motor on-board format. In each of the above types, a four-wheel drive electric vehicle that drives the front, rear, left, and right wheels may be applied.
The in-wheel motor drive unit IWM is a so-called direct motor type in which a cycloid reduction gear, a planetary reduction gear, a parallel biaxial reduction gear, and other reduction gears can be applied. Also good.
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1…後輪(駆動輪)
2…電動モータ
2c…モータコイル
15…アクセル操作部
19…インバータ
20…ゲート回路(ドライバ回路)
21〜26…駆動素子
27…正電圧側回路部
28…負電圧側回路部
41…駆動制御部
42…モータ拘束制御部
43…パーキング位置検出手段
Bt…バッテリ
Bh…補機バッテリ
PB…パーキングブレーキ
1 ... Rear wheel (drive wheel)
2 ...
21-26 ... drive
Claims (4)
バッテリの直流電力を複数の駆動素子のオンオフで前記電動モータの駆動に用いる交流電力に変換するインバータと、
アクセル操作部の操作により生成される駆動指令に従って、モータ出力指令を出力する駆動制御部と、
この駆動制御部で出力されるモータ出力指令に基づいて、前記複数の駆動素子にオンオフ指令を与えるドライバ回路と、
車両の停止時に操作者による操作によりブレーキ力を発生させるパーキングブレーキと、を備え、
前記インバータの前記各駆動素子は、前記バッテリに接続された正電圧側回路部と負電圧側回路部との間に並列に接続された複数本の各相回路部に、二個ずつ直列に接続され、各相回路部における二個の駆動素子間の部分が、前記電動モータの各相のモータコイルに接続された電気自動車において、
前記パーキングブレーキにおけるブレーキ力を発生させるパーキング位置を検出するパーキング位置検出手段を設け、
このパーキング位置検出手段により前記パーキング位置を検出すると、前記駆動制御部による制御に代えて、前記インバータにおける前記正電圧側回路部または前記負電圧側回路部のいずれか一方に繋がる駆動素子のみを全てオンにすることで、前記電動モータの前記各相のモータコイルを短絡させて前記電動モータを拘束させるモータ拘束制御部を設けたことを特徴とする電気自動車。 An electric motor that rotationally drives the drive wheels;
An inverter that converts battery direct current power into alternating current power used to drive the electric motor by turning on and off a plurality of drive elements;
A drive control unit that outputs a motor output command in accordance with a drive command generated by an operation of an accelerator operation unit;
Based on a motor output command output by the drive control unit, a driver circuit that gives on / off commands to the plurality of drive elements;
A parking brake that generates a braking force by an operation by an operator when the vehicle is stopped,
Each of the drive elements of the inverter is connected in series to each of a plurality of phase circuit units connected in parallel between a positive voltage side circuit unit and a negative voltage side circuit unit connected to the battery. In the electric vehicle in which the portion between the two drive elements in each phase circuit unit is connected to the motor coil of each phase of the electric motor,
A parking position detecting means for detecting a parking position for generating a braking force in the parking brake;
When the parking position is detected by the parking position detecting means, all the drive elements connected to either the positive voltage side circuit unit or the negative voltage side circuit unit in the inverter are all replaced with the control by the drive control unit. An electric vehicle comprising: a motor restraint control unit that restrains the electric motor by short-circuiting the motor coil of each phase of the electric motor by turning it on.
The electric vehicle according to claim 3, wherein when the power supply to the inverter is cut off by the motor restraint control unit, a switching unit that cuts off the power supply from the auxiliary battery to the drive control unit is provided, The driver circuit is an electric vehicle that receives a signal for cutting off the power supply from the switching means and turns on all the drive elements connected to either the positive voltage side circuit unit or the negative voltage side circuit unit.
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