JP2018088768A - モータ搭載自動車の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のモータにおける温度の不均衡を緩和し、またモータの長寿命化を図ることができるモータ搭載自動車の駆動制御装置を提供する。【解決手段】このモータ搭載自動車の駆動制御装置は、複数の走行駆動用のモータ１と、これらモータ１に冷却液を個別に流す個別冷却路を備え、複数のモータ１における、少なくとも二台のモータ１の前記個別冷却路が直列に接続され、各個別冷却路にわたる循環経路に冷却液を循環させるポンプおよびこの冷却液を冷却するラジエータを備え、左右の車輪２，２、（１０，１０）を駆動する各モータ１をそれぞれ独立して駆動可能なモータ搭載自動車の駆動制御装置である。指令手段１２ａから与えられた指令トルクを前記各モータ１に分配するにつき、前記ポンプに対し前記循環経路の上流側の前記モータ程、分配される指令トルクが大きくなるように分配する指令トルク分配手段１２ｂを備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、モータ搭載自動車の駆動制御装置に関し、走行駆動用の複数のモータに対する電流制限の不均衡を緩和し、またモータの長寿命化を図る技術に関する。

複数の走行駆動用のモータを搭載した自動車において、前記複数のモータを一組のラジエータおよびポンプで冷却する場合、複数のモータの各個別冷却路を直列または並列に接続することが考えられる（特許文献１，２）。

特許第３４４３２９６号公報 特許第５４１７１２３号公報

前記各個別冷却路を並列接続とした場合、各個別冷却路に流れる流量が半分になってしまい、冷却効率が下がる。
上記とは逆に各個別冷却路を直列接続とした場合、各個別冷却路に流れる流量はそのままにできる。しかし、各個別冷却路にわたる循環経路の下流に配置したモータは、それよりも上流に配置されたモータによって温められた冷却水で冷却することになる。

一方、モータは過度な温度上昇をした場合に、絶縁材料の劣化および永久磁石の減磁などの問題がある。このため、モータの温度が上がり過ぎた場合にモータに流す電流を制限するか、またはモータに流す電流を停止している。
循環経路の下流側に配置したモータは、上流側のモータよりも冷却水の温度が高いため、上流にあるモータに比べ早く電流制限がかかる温度に達してしまう。また、各モータに同じトルク指令を与えた場合に、下流のモータ程、平均温度が高くなってしまうため、モータの寿命も短くなってしまう。

この発明の目的は、複数のモータにおける温度の不均衡を緩和し、またモータの長寿命化を図ることができるモータ搭載自動車の駆動制御装置を提供することである。

この発明のモータ搭載自動車の駆動制御装置は、複数の走行駆動用のモータ１と、これらモータ１に冷却液を個別に流す個別冷却路１６と、各個別冷却路１６にわたる循環経路１７に冷却液を循環させるポンプ１８と、この冷却液を冷却するラジエータ１９とを備えるモータ搭載自動車の駆動制御装置であって、
前記モータ搭載自動車の駆動制御装置は、左右の車輪２，２、（１０，１０）を駆動する各モータ１をそれぞれ独立して駆動可能であり、
前記複数のモータ１における、少なくとも二台のモータ１の前記個別冷却路１６は直列に接続されており、
前記モータ搭載自動車が備える指令手段１２ａから与えられた指令トルクを、前記各モータ１に分配するときに、前記ポンプ１８に対し前記循環経路１７の上流側の前記モータ程、分配される指令トルクが大きくなるように分配する指令トルク分配手段１２ｂを備えている。

この構成によると、前記モータ搭載自動車は、ポンプ１８により、複数のモータ１の各個別冷却路１６にわたる循環経路１７に冷却液を循環させる。冷却液は、循環経路途中においてラジエータ１９により冷却される。複数のモータ１における、少なくとも二台のモータ１の個別冷却路１６が直列に接続されたため、これら個別冷却路を並列に接続するよりも、冷却液の流量を大きくし冷却効率を高めることができる。

駆動制御装置において、指令トルク分配手段１２ｂは、指令手段１２ａから与えられた指令トルクを各モータ１に分配する。この場合において、指令トルク分配手段１２ｂは、ポンプ１８に対し循環経路１７の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きくなるように分配する。個別冷却路１６を直列に接続した場合、循環経路１７の下流側に配置したモータ１は、上流側のモータ１よりも冷却水の温度が高いため、上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きくなるように分配することで、複数のモータ１における温度の不均衡を緩和することができる。したがって、複数のモータ１のうちの一部のモータ１のみが過度に温度上昇することを防止でき、絶縁材料の劣化および永久磁石の減磁などを未然に防止できる。これによりモータ１の長寿命化を図ることができる。また一部のモータ１のみ電流を制限または停止することを防止できることから、車両姿勢の安定化を図れる。

前記モータ搭載自動車が直進時か旋回時かを判定する走行状態判定手段Ｓａを備え、前記指令トルク分配手段１２ｂは、前記走行状態判定手段Ｓａにより前記モータ搭載自動車が直進時であると判定されているとき、前記ポンプ１８に対し前記循環経路１７の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、前記循環経路１７の下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように指令トルクを分配しても良い。

この構成によると、走行状態判定手段Ｓａは、モータ搭載自動車（車両）が直進時か旋回時かを判定する。車両が直進時であると判定されているとき、指令トルク分配手段１２ｂは、上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように分配する。車両の旋回時において、前記のように循環経路１７の上流、下流に応じて各モータ１へ分配する指令トルクに差を与えると、旋回の妨げになる場合がある。そこで、車両の直進時に限定して前記のように各モータ１へ分配する指令トルクを決定することで、車両の走行状態の妨げになることを未然に防止することができる。

前記モータ搭載自動車が最大加速時か否かを判定する加速状態判定手段Ｓｂを備え、
前記走行状態判定手段Ｓａにより前記モータ搭載自動車が直進時と判定され、且つ、前記加速状態判定手段Ｓｂにより前記モータ搭載自動車が最大加速時と判定されているとき、前記指令トルク分配手段１２ｂは、前記循環経路１７の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて前記各モータ１に分配する指令トルクを決定しても良い。
前記設定されたトルク分配比率は、設計等によって任意に定めるトルク分配比率であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により適切なトルク分配比率を求めて定められる。

車両の直進時であっても最大加速時においては、前記のように循環経路１７の上流、下流に応じて各モータ１へ分配する指令トルクに差を与えると、循環経路１７の上流側にあるモータ１は最大のトルクを発生することができるが、循環経路１７の下流側にあるモータ１は、最大のトルクを発生することができない。そこで、車両の直進時であっても最大加速時においては、循環経路１７の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、すべてのモータを最大トルクに設定することが可能となり、モータ搭載自動車を最大で加速することができる。

前記走行状態判定手段Ｓａにより前記モータ搭載自動車が旋回時と判定されているとき、前記指令トルク分配手段１２ｂは、前記循環経路１７の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて前記各モータ１に分配する指令トルクを決定しても良い。
前記設定されたトルク分配比率は、設計等によって任意に定めるトルク分配比率であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により適切なトルク分配比率を求めて定められる。

車両の旋回時において、前記のように循環経路１７の上流、下流に応じて各モータ１へ分配する指令トルクに差を与えると、旋回の妨げになる場合がある。そこで、車両の旋回時においては、循環経路１７の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて前記各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、旋回の妨げになることを未然に防止することができる。

前記モータ搭載自動車の車速を検出する車速検出手段Ｓｃを備え、前記走行状態判定手段Ｓａにより前記モータ搭載自動車が旋回時と判定され、且つ、前記車速検出手段Ｓｃで検出される車速が閾値以下のとき、前記指令トルク分配手段１２ｂは、前記循環経路１７の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、前記循環経路１７の下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように分配しても良い。
前記閾値は、設計等によって任意に定める閾値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により適切な閾値を求めて定められる。

車両の旋回時であっても車速が低い低速時には、旋回性への影響が出にくい。そこで、車両の旋回時であっても、車速検出手段Ｓｃで検出される車速が閾値以下のとき、指令トルク分配手段１２ｂは、前記のように各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、複数のモータ１における温度の不均衡を緩和することができる。これによりモータ１の長寿命化を図ることができる。

前記各モータ１の温度を検出または推定する温度検出手段Ｓｅを備え、前記指令トルク分配手段１２ｂは、前記走行状態判定手段Ｓａにより前記モータ搭載自動車が直進時と判定されているとき、前記温度検出手段Ｓｅで検出された前記各モータ１の温度差に基づいて、前記循環経路１７の上流側および下流側のモータ１に分配すべき指令トルクの大きさを決定しても良い。この場合、指令トルク分配手段１２ｂは、車両の直進性を維持しつつ、各モータ１の温度差および循環経路の上流、下流に応じて各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、各モータ１の温度の均一化を図ることができる。

前記モータ搭載自動車が四つ以上の前記モータ１を有し、前記指令トルク分配手段１２ｂは、左側の各車輪２，１０の合計トルクと右側の各車輪２，１０の合計トルクとが同一となるように前記各モータ１に分配する指令トルクを決定しても良い。この場合、車両の直進安定性を高めることができる。

前記循環経路１７の上流に、後輪用の前記モータ１が配置され、前記指令トルク分配手段１２ｂは、前輪１０より後輪２のトルクが大きくなるように前記各モータ１に分配する指令トルクを決定しても良い。この場合、加速時に前輪１０よりも荷重が大きくなる後輪２のトルクを、前輪１０のトルクよりも大きく分配し、加速性能を向上させることができる。

前記モータ１と、前記車輪１０を回転支持する車輪用軸受２２と、前記モータ１の回転を減速して前記車輪用軸受２２に伝達する減速機２３とでモータ駆動装置を構成しても良い。

この発明のモータ搭載自動車の駆動制御装置は、複数の走行駆動用のモータと、これらモータに冷却液を個別に流す個別冷却路と、各個別冷却路にわたる循環経路に冷却液を循環させるポンプと、この冷却液を冷却するラジエータとを備えるモータ搭載自動車の駆動制御装置であって、前記モータ搭載自動車の駆動制御装置は、左右の車輪を駆動する各モータをそれぞれ独立して駆動可能であり、前記複数のモータにおける、少なくとも二台のモータの前記個別冷却路は直列に接続されており、前記モータ搭載自動車が備える指令手段から与えられた指令トルクを、前記各モータに分配するときに、前記ポンプに対し前記循環経路の上流側の前記モータ程、分配される指令トルクが大きくなるように分配する指令トルク分配手段を備えた。このため、複数のモータにおける温度の不均衡を緩和し、またモータの長寿命化を図ることができる。

この発明の実施形態に係るモータ搭載自動車の駆動制御装置の概念構成を示す説明図である。 同モータ搭載自動車のモータの断面図である。 同駆動制御装置のインバータ装置のブロック図である。 同モータ搭載自動車における各モータの個別冷却路の接続例を示す図である。 （Ａ）は同モータの個別冷却路を示す断面図、（Ｂ）は同個別冷却路の出入口を示す図である。 旋回時の車速条件を入れた指令トルク分配例を示すフローチャートである。 旋回時の車速条件を入れない指令トルク分配例を示すフローチャートである。 この発明の他の実施形態に係るモータ搭載自動車におけるモータ駆動装置の構成例を示す図である。 同モータ搭載自動車における各モータの個別冷却路の接続例を示す図である。 この発明のさらに他の実施形態に係るモータ搭載自動車におけるモータ駆動装置の構成例を示す図である。 同モータ駆動装置を概略示す断面図である。

この発明の実施形態に係るモータ搭載自動車の駆動制御装置を図１ないし図７と共に説明する。以下の説明は、モータ搭載自動車の駆動制御方法についての説明も含む。図１は、この駆動制御装置を備えたモータ搭載自動車の概念図である。このモータ搭載自動車は、は、後輪となる左右の車輪２，２がそれぞれ走行駆動用のモータ１により独立駆動され、前輪となる左右の車輪１０，１０がそれぞれ走行駆動用のモータ１により独立駆動される四輪駆動の電気自動車である。各モータ１は車体に搭載される。

＜モータについて＞
図２に示すように、このモータ１は、ラジアルギャップタイプの三相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）モータが適用される。このモータ１は、モータハウジング３、ステータ４、ロータ５、および転がり軸受６，６を有する。モータハウジング３は、有底筒形状のハウジング本体７と、このハウジング本体７の開口端を閉じるモータカバー８とを有する。モータカバー８は、ハウジング本体７にボルトにより着脱自在に設けられる。

ハウジング本体７の内周面にステータ４が設けられ、このステータ４の内周に間隔（ラジアルギャップ）をあけてロータ５が設けられている。ステータ４は、例えば、軟質磁性材料から成るステータコア４ａと、このステータコア４ａに巻回されたコイル４ｂとを有する円環状の部材である。

ロータ５は、ステータコア４ａの内周に環状隙間を介して設けられるコア部５ａと、このコア部５ａに内蔵される図示外の複数の永久磁石とを有する。これら永久磁石は、円周方向一定間隔おきに配列される。ロータ５は、モータ軸５ｂを中心部に有する。モータ軸５ｂは、軸方向の一部がハウジング本体７の側壁７ａの開口部から、モータハウジング３の外部に引き出されている。外部に引き出されたモータ軸５ｂの一部は、例えば、図示外の減速機に同軸に結合される。

ハウジング本体７の側壁７ａの開口部とモータ軸５ｂとの間にはシール部材が設けられている。ハウジング本体７の側壁７ａ、モータカバー８には、それぞれ転がり軸受６，６が同軸に嵌合固定されている。モータ軸５ｂは、モータハウジング３に転がり軸受６，６を介して回転自在に支持されている。

＜電源系および制御系について＞
図１に示すように、この駆動制御装置は、ＥＣＵ１１と、複数（この例では四つ）のインバータ装置９と、センサ類Ｓとを備える。各モータ１は、バッテリーＢｔの電力により各インバータ装置９を介して回転駆動される。
図３は、この駆動制御装置のインバータ装置９のブロック図である。各インバータ装置９は、スイッチング素子を含む複数のパワーデバイス９ａａで構成されてバッテリーＢｔの直流電力を三相の交流電力に変換するインバータ９ａと、このインバータ９ａを制御する駆動制御回路であるモータコントロール部９ｂとを有する。
図１に示すように、モータコントロール部９ｂは、上位制御手段となるＥＣＵ（電子制御ユニット）１１から与えられた各モータ１に対する駆動指令（指令トルク）に応じてインバータ９ａをＰＷＭ制御等によって出力制御する。

ＥＣＵ１１は、自動車全体の統括制御，協調制御を行う手段であって、マイクロコンピュータとその制御プログラム、および電子回路等で構成されている。このＥＣＵ１１に、各モータ１を制御するモータ制御手段１２と、記憶手段１３とが設けられている。モータ制御手段１２は、アクセルペダル等のアクセル操作手段１４の踏込み量の信号であるアクセル入力に応答して指令トルクを生成する指令手段１２ａと、この指令トルクを各モータ１の各インバータ装置９に分配する指令トルク分配手段１２ｂとを有する。

指令手段１２ａは、より詳しくは、前記アクセル入力の他に、ブレーキペダル等のブレーキ操作手段１５の減速入力をアクセル入力に加味して前記指令トルクを演算する。指令トルク分配手段１２ｂは、後述する循環経路における各モータ１の位置に応じて、各モータ１に対応するインバータ９ａに分配する指令トルクを計算して出力する。指令トルク分配手段１２ｂから出力されたモータ別の指令トルクは、インバータ装置９に入力され、インバータ９ａで各モータ１の駆動電流に変換される。

＜冷却系統および制御系の詳細について＞
図４は、このモータ搭載自動車における各モータ１の個別冷却路の接続例を示す図である。複数（この例では四台）のモータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ冷却液を流す個別冷却路１６を有する。このモータ搭載自動車は、各個別冷却路１６にわたる循環経路１７に冷却液を循環させ、且つ、この冷却液を冷却する一組のポンプ１８およびラジエータ１９を備える。ラジエータ１９は、例えば、走行風に当たり易い車体の前部に設置される。ポンプ１８としては、いわゆるウォーターポンプが適用される。

ラジエータ１９の下流にポンプ１８が直列に配管接続され、このポンプ１８の下流に、順次、四台のモータ１ｃ，１ｄ，１ａ，１ｂが直列に配管接続される。さらに最も下流側のモータ１ｂにラジエータ１９が配管接続されることで、循環経路１７を構成する。循環経路１７の上流に、後輪２，２用のモータ１ｃ，１ｄを配置し、循環経路１７の下流に前輪１０，１０用のモータ１ａ，１ｂを配置している。

図５（Ａ）は、各モータ１の個別冷却路１６を示す断面図であり、図５（Ｂ）は個別冷却路１６の出入口を示す図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、個別冷却路１６は、ハウジング本体７内における、ステータ４が配置される軸方向付近に螺旋状に設けられる冷却水路から成る。個別冷却路１６の入口１６ａから供給された冷却液は螺旋に沿って流れた後、出口１６ｂから排出される。ハウジング本体７内のうち、熱源となるステータ４の外周面付近に個別冷却路１６が設けられるため、モータ１を効率良く冷却し得る。

図１および図４に示すように、各モータ１を循環経路１７に対し直列に配管接続する場合において、モータ温度が同程度となるよう以下のような制御をする。
指令トルク分配手段１２ｂは、与えられた指令トルクを対応するインバータ装置９を介して各モータ１に分配するにつき、ポンプ１８に対し循環経路１７の上流側のモータ程、分配される指令トルクの平均値が大きく、循環経路１７の下流側のモータ程、分配される指令トルクの平均値が小さくなるように分配する。

指令トルクの平均値とは、定められた時間内に分配される指令トルクの平均値である。前記定められた時間の起算時は、四台全てのモータ１ｃ，１ｄ，１ａ，１ｂに対し同時であり、定められた時間の満了時も、四台全てのモータ１ｃ，１ｄ，１ａ，１ｂに対し同時に満了する。前記起算時から前記満了時までの経過時間は、例えば、数分〜数十分という比較的長時間であり、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により定められる。このように、前記起算時から前記満了時までの経過時間を比較的長時間に設定するのは、モータ１の温度上昇は比較的緩やかであるため、数分〜数十分の間に分配される指令トルクの平均値に差を設ければよいからである。

センサ類Ｓは、走行状態判定手段Ｓａと、加速状態判定手段Ｓｂと、車速検出手段Ｓｃとを備える。センサ類Ｓは、各モータ１に分配する指令トルクを決定するために用いられる。走行状態判定手段Ｓａは、モータ搭載自動車（車両）が直進時か旋回時かを判定する。走行状態判定手段Ｓａは、例えば、ステアリングホイール２０の操舵角を検出する操舵角センサ２１の出力値、または車輪１０の転舵角を検出する転舵角センサ（図示せず）の出力値がある規定角度以内であるとき「直進時」であると判断し、センサ出力値が規定角度から外れたとき「旋回時」であると判断しても良い。走行状態判定手段Ｓａは、モータ搭載自動車のヨーレートを検出するヨーレートセンサの出力値が規定範囲内であるとき「直進時」であると判断し、ヨーレートセンサの出力値が規定範囲から外れたとき「旋回時」であると判断しても良い。

走行状態判定手段Ｓａは、これら操舵角センサ、転舵角センサおよびヨーレートセンサの少なくともいずれかの出力値からモータ搭載自動車が直進時か旋回時かを判定しても良い。前記規定角度、前記規定範囲は、それぞれ設計等によって任意に定める角度、範囲であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により適切な角度、範囲を求めて定められる。前記規定角度、前記規定範囲につき、許容範囲を持たせることで、「直進時」と「旋回時」の判定の切り替わりを頻繁にしないようにできるうえ、極緩やかなカーブ走行時を「直進時」と判定し得る。定められた規定角度または規定範囲によっては、このモータ搭載自動車が比較的大きな旋回半径で（換言すれば、極緩やかなカーブを）走行しているとき、走行状態判定手段Ｓａは、このモータ搭載自動車が「直進時」であると判定する場合もある。

指令トルク分配手段１２ｂは、走行状態判定手段Ｓａによりモータ搭載自動車が「直進時」であると判定されているとき、ポンプ１８に対し循環経路１７の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、循環経路１７の下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように分配する。

＜指令トルク分配例について＞
指令トルク分配手段１２ｂは、車両の「直進時」において、例えば、最上流のモータ１に分配する指令トルク「１」に対し、最下流のモータ１に分配する指令トルクを「０．７〜０．８」とする。またこの例では、循環経路１７の上流に、後輪２，２用のモータ１ｃ，１ｄを配置し、指令トルク分配手段１２ｂは、前輪１０，１０より後輪２，２のトルクが大きくなるように各モータ１に分配する指令トルクを決定する。
また指令トルク分配手段１２ｂは、車両の「直進時」において、左側の各車輪２，１０の合計トルクと、右側の各車輪２，１０の合計トルクとが同一となるように各モータ１に分配する指令トルクを決定する。

車両の「直進時」において、モータ１ｃ，１ｄ，１ａ，１ｂそれぞれの指令トルクは、次式（１）および式（２）および式（３）を満たす関係となる。
TRQ_ave3＞TRQ_ave４＞TRQ_ave１＞TRQ_ave2 …式（１）
式（１）におけるTRQ_ave１〜4は、それぞれ各モータ１に分配する指令トルクの平均値である。
TRQ₁＋TRQ₄＝TRQ₂＋TRQ₃ …式（２）
TRQ₃＋TRQ₄＞TRQ₁＋TRQ₂ …式（３）
式（２），（３）において、TRQ₁は左前車輪１０に対応するモータ１ａに分配する指令トルク、TRQ₄は左後車輪２に対応するモータ１ｄに分配する指令トルク、TRQ₂は右前車輪１０に対応するモータ１ｂに分配する指令トルク、TRQ₃は右後車輪２に対応するモータ１ｃに分配する指令トルクである。

加速状態判定手段Ｓｂは、運転者により最大加速に相当する指令、または其れに近い指令が入力されたか否かを判定する。加速状態判定手段Ｓｂは、例えば、アクセル操作手段１４からのアクセル入力が、最大加速に相当する指令、または其れに近い指令であるか否かに基づいて、車両が最大加速時か否かを判定する。前記定められた関係は、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により定められる。

指令トルク分配手段１２ｂは、走行状態判定手段Ｓａにより車両が「直進時」と判定され、且つ、加速状態判定手段Ｓｂにより車両が最大加速時と判定されているとき、循環経路１７の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて各モータ１に分配する指令トルクを決定する。前記設定されたトルク分配比率は、記憶手段１３に書換え可能に記憶されている。前記トルク分配比率として、例えば、各モータ１に分配する指令トルクが同一に設定される。但し、分配する指令トルクは同一に限定されるものではなく、例えば、前後の車輪１０，２に対応するモータ１に分配する指令トルクに差を設けても良い。

車両の直進時であっても最大加速時においては、前記のように循環経路１７の上流、下流に応じて各モータ１へ分配する指令トルクに差を与えると、循環経路１７の一番上流側のモータ１のみ最大トルクを出力することとなり、循環経路１７の下流側のモータ１は、最大トルクを出力することは出来ない。そこで、車両の直進時であっても最大加速時においては、循環経路１７の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、すべてのモータ１が最大のトルクを出力することが可能となる。

走行状態判定手段Ｓａにより車両が「旋回時」と判定されているとき、指令トルク分配手段１２ｂは、循環経路１７の上流、下流に依らず、前記設定されたトルク分配比率に基づいて各モータ１に分配する指令トルクを決定する。車両の旋回時において、前記のように循環経路１７の上流、下流に応じて各モータ１へ分配する指令トルクに差を与えると、旋回の妨げになる場合があるからである。例えば、車両の旋回時に、旋回内輪側の車輪に対応するモータの指令トルクを、旋回外輪側の車輪に対応するモータの指令トルクよりも大きくすると、旋回性能が下がり、旋回半径にも影響してしまう。

車速検出手段Ｓｃは、例えば、車速を検出する車速センサ等から成る。
走行状態判定手段Ｓａにより車両が「旋回時」と判定され、且つ、車速検出手段Ｓｃで検出される車速が閾値以下のとき、指令トルク分配手段１２ｂは、循環経路１７の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、循環経路１７の下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように分配する。車両の旋回時であっても車速が低い低速時には、旋回性への影響が出にくい。そこで、車両の旋回時で且つ車速が閾値以下のとき、指令トルク分配手段１２ｂは、前記のように各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、複数のモータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおける温度の不均衡を緩和し得る。

図６は、旋回時の車速条件を入れた指令トルク分配例を示すフローチャートである。
以後図１も適宜参照しつつ説明する。車両の主電源が投入されこの車両が走行している条件を充足すると本処理が開始され、加速状態判定手段Ｓａは、車両が最大加速時か否かを判定する（ステップａ１）。最大加速時であるとの判定で（ステップａ１：Ｙｅｓ）、指令トルク分配手段１２ｂは、四台全てのモータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに最大トルクとなる同一の指令トルクを指令する（ステップａ２）。その後本処理を終了する。

最大加速時でないとの判定で（ステップａ１：Ｎｏ）、走行状態判定手段Ｓａは車両が「旋回時」であるか否かを判定する（ステップａ３）。車両が「旋回時」ではない、つまり「直進時」であるとの判定で（ステップａ３：Ｎｏ）、指令トルク分配手段１２ｂは、上流側のモータ程大きな指令トルク、下流側のモータ程小さな指令トルクを分配する（ステップａ４）。その後本処理を終了する。

ステップａ３において、車両が「旋回時」であるとき（ステップａ３：Ｙｅｓ）、車速検出手段Ｓｃにより車速が低速であると判定されると（ステップａ５：Ｙｅｓ）、前記ステップａ４に移行する。車両が「旋回時」で（ステップａ３：Ｙｅｓ）、且つ、車速が低速ではないと判定されると（ステップａ５：Ｎｏ）、指令トルク分配手段１２ｂは、循環経路１７（図４）の上流、下流に依らず、各モータ１に最適なトルク配分をする（ステップａ６）。その後本処理を終了する。

図７は、旋回時の車速条件を入れない指令トルク分配例を示すフローチャートである。このフローチャートでは、車両が最大加速時でなく（ステップａ１：Ｎｏ）、且つ、車両が「旋回時」であるとき（ステップａ３：Ｙｅｓ）、指令トルク分配手段１２ｂは、循環経路１７（図４）の上流、下流に依らず、各モータ１に最適なトルク配分をする（ステップａ６）。その他は図６と同様の処理が実行される。この図７のフローチャートでは、旋回時の車速条件を加味しないため、図６のフローチャートよりも演算処理負荷を低減することができる。

＜作用効果について＞
以上説明したモータ搭載自動車の駆動制御装置によると、このモータ搭載自動車は、ポンプ１８により、複数のモータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各個別冷却路１６にわたる循環経路１７に冷却液を循環させる。冷却液は、循環経路途中においてラジエータ１９により冷却される。複数のモータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの個別冷却路１６が直列に接続されたため、これら個別冷却路を並列に接続するよりも、冷却液の流量を大きくし冷却効率を高めることができる。

駆動制御装置において、指令トルク分配手段１２ｂは、ポンプ１８に対し循環経路１７の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きくなるように分配する。個別冷却路１６を直列に接続した場合、循環経路１７の下流側に配置したモータ１は、上流側のモータ１よりも冷却水の温度が高いため、上流側のモータ程、分配される指令トルクの平均値が大きくなるように分配することで、複数のモータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおける温度の不均衡を緩和することができる。モータ１の温度上昇速度は、インバータ９ａの例えばＩＧＢＴと比べて非常に遅い。そのため、一時的に下流側のモータ１のトルクが上流側のモータ１のトルク以上になったとしても、下流側のモータ程、平均値として分配される指令トルクが低ければ、モータ１の過度の温度上昇が抑制できる。これによりモータ１の長寿命化を図ることができる。

この実施形態では、車両が直進時であると判定されているとき、指令トルク分配手段１２ｂは、上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように分配する。車両の旋回時において、前記のように循環経路１７の上流、下流に応じて各モータ１へ分配する指令トルクに差を与えると、旋回の妨げになる場合がある。そこで、車両の直進時に限定して前記のように各モータ１へ分配する指令トルクを決定することで、車両の走行状態の妨げになることを未然に防止することができる。

車両の直進時であっても最大加速時においては、前記のように循環経路１７の上流、下流に応じて各モータ１へ分配する指令トルクに差を与えると、循環経路１７の一番上流側のモータ１のみ最大トルクを出力することとなり、循環経路１７の下流側のモータ１は、最大トルクを出力することが出来ない。そこで、車両の直進時であっても最大加速時においては、循環経路１７の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、すべてのモータ１が最大トルクを出力することが可能となる。

指令トルク分配手段１２ｂは、左側の各車輪２，１０の合計トルクと右側の各車輪２，１０の合計トルクとが同一となるように各モータ１に分配する指令トルクを決定する。この場合、車両の直進安定性を高めることができる。
循環経路１７の上流に、後輪用のモータ１，１が配置され、指令トルク分配手段１２ｂは、前輪１０，１０より後輪２，２のトルクが大きくなるように各モータ１に分配する指令トルクを決定する。この場合、加速時に前輪１０，１０よりも荷重が大きくなる後輪２，２のトルクを、前輪１０，１０のトルクよりも大きく分配し、加速性能を向上させることができる。

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して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。

図８および図９に示すように、駆動制御装置は、前輪となる左右の車輪１０，１０がそれぞれ走行駆動用のモータ１，１により独立駆動される二輪駆動の電気自動車にも適用可能である。この電気自動車は、各モータ１が車体に搭載されるいわゆる二モータオンボード形式である。
この例では、ポンプ１８に対し循環経路１７の上流側の左前輪用のモータ１に分配される指令トルクの平均値が、下流側の右前輪用のモータ１に分配される指令トルクの平均値よりも大きくなる（TRQ_AVE1＞TRQ_AVE2）ように分配される。その他の条件、モータ１の個別冷却路の接続例は前述の実施形態と略同様である。この図８および図９の構成においても、前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。

図１０、図１１に示すように、モータ駆動装置は、モータ１と、前輪となる左右の車輪１０，１０をそれぞれ回転支持する車輪用軸受２２と、モータ１の回転を減速して車輪用軸受２２に伝達する減速機２３とでインホイールモータ駆動装置ＩＷＭを構成するものとしても良い。このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、これらモータ１、車輪用軸受２２および減速機２３の一部または全体が車輪内に配置される。

図１１に示すように、モータ１のトルクは、減速機２３および車輪用軸受２２を介して駆動輪である車輪１０に伝達される。車輪用軸受２２のハブ輪２２ａのフランジ部には、ブレーキを構成するブレーキロータ２４が構成され、同ブレーキロータ２４は車輪１０と一体に回転する。モータ１は、特に、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用して高出力化が可能となる埋込磁石式（ＩＰＭ）の同期モータを適用するのが好適である。このモータ１は、ハウジング２５に固定したステータ４と、モータ軸５ｂに取り付けたロータ５との間にラジアルギャップを設けたモータである。

図１に示すように、センサ類Ｓとして、各モータ１の温度をそれぞれ検出する温度検出手段Ｓｅを備えても良い。温度検出手段Ｓｅとして、例えば、サーミスタが適用され、このサーミスタがステータのコイル近傍またはモータハウジングに固定される。指令トルク分配手段１２ｂは、走行状態判定手段Ｓａにより車両が「直進時」と判定されているとき、温度検出手段Ｓｅで検出された各モータ１の温度差に基づいて、循環経路の上流ないし下流に至る各モータ１に分配すべき指令トルクの大きさを決定する。

この場合、指令トルク分配手段１２ｂは、車両の直進性を維持しつつ、各モータ１の温度差および循環経路の上流、下流に応じて各モータ１に分配する指令トルクを決定することで、各モータ１の温度の均一化を図ることができる。なお温度検出手段Ｓｅは、各モータ１に通電した電流等からステータのコイル温度またはロータ温度を推定しても良い。

指令トルク分配手段１２ｂは、各モータ１に分配する指令トルクにつき、指令トルクの平均値の大小関係を比較するのに代えて、指令トルクの積算値の大小関係を比較するようにしても良い。指令トルクの積算値とは、定められた時間内に分配される指令トルクの積算値である。前記定められた時間の起算時は、全てのモータ１に対し同時であり、定められた時間の満了時も、前記全てのモータ１に対し同時に満了する。

車両の旋回時と直進時で突然トルク配分を切り替えてしまうと、車両の乗員に違和感が出てしまうので、指令トルク分配手段１２ｂは、操舵角または転舵角、ヨーレートセンサの出力値等に応じて徐々に直進時のモード（上流側のモータ程分配される指令トルクが大きく、下流側のモータ程分配される指令トルクが小さい：直進モード）から旋回時のモード（上流下流関係なく最適なトルク配分：旋回モード）、または旋回モードから直進モードへ移行しても良い。同様に、低速時の旋回モード（上流側のモータ程分配される指令トルクが大きく、下流側のモータ程分配される指令トルクが小さいモード）と、非低速時の旋回モード（上流下流関係なく最適なトルク配分）で、車速に応じて徐々にトルク分配値を変更しても良い。

循環経路の上流、下流に応じて各モータ１に指令トルクを分配する際、例えば、上流側に固定のオフセット値を加算し常に上流側の指令トルクが固定値だけ大きくなるようにする、予め設定された比率に基づき分配する、または与えられた指令トルクおよび回転数等から設定されるマップより分配比率を算出しても良い。前記マップは記憶手段１３に設けられる。
センサ類Ｓは、（１）〜（３）のいずれかの形態であっても良い。
（１）走行状態判定手段Ｓａのみ
（２）走行状態判定手段Ｓａおよび加速状態判定手段Ｓｂのみ
（３）走行状態判定手段Ｓａおよび車速検出手段Ｓｃのみ

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。

１…モータ
２，１０…車輪
１２ａ…指令手段
１２ｂ…指令トルク分配手段
１６…個別冷却路
１７…循環経路
１８…ポンプ
１９…ラジエータ
ＩＷＭ…インホイールモータ駆動装置（モータ駆動装置）
２２…車輪用軸受
２３…減速機
Ｓａ…走行状態判定手段
Ｓｂ…加速状態判定手段
Ｓｃ…車速検出手段
Ｓｅ…温度検出手段

Claims (9)

1. 複数の走行駆動用のモータと、これらモータに冷却液を個別に流す個別冷却路と、各個別冷却路にわたる循環経路に冷却液を循環させるポンプと、この冷却液を冷却するラジエータとを備えるモータ搭載自動車の駆動制御装置であって、
   前記モータ搭載自動車の駆動制御装置は、左右の車輪を駆動する各モータをそれぞれ独立して駆動可能であり、
   前記複数のモータにおける、少なくとも二台のモータの前記個別冷却路は直列に接続されており、
   前記モータ搭載自動車が備える指令手段から与えられた指令トルクを、前記各モータに分配するときに、前記ポンプに対し前記循環経路の上流側の前記モータ程、分配される指令トルクが大きくなるように分配する指令トルク分配手段を備えたモータ搭載自動車の駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記モータ搭載自動車が直進時か旋回時かを判定する走行状態判定手段を備え、前記指令トルク分配手段は、前記走行状態判定手段により前記モータ搭載自動車が直進時であると判定されているとき、前記ポンプに対し前記循環経路の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、前記循環経路の下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように指令トルクを分配するモータ搭載自動車の駆動制御装置。
3. 請求項２に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記モータ搭載自動車が最大加速時か否かを判定する加速状態判定手段を備え、
   前記走行状態判定手段により前記モータ搭載自動車が直進時と判定され、且つ、前記加速状態判定手段により前記モータ搭載自動車が最大加速時と判定されているとき、前記指令トルク分配手段は、前記循環経路の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて前記各モータに分配する指令トルクを決定するモータ搭載自動車の駆動制御装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記走行状態判定手段により前記モータ搭載自動車が旋回時と判定されているとき、前記指令トルク分配手段は、前記循環経路の上流、下流に依らず、設定されたトルク分配比率に基づいて前記各モータに分配する指令トルクを決定するモータ搭載自動車の駆動制御装置。
5. 請求項４に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記モータ搭載自動車の車速を検出する車速検出手段を備え、前記走行状態判定手段により前記モータ搭載自動車が旋回時と判定され、且つ、前記車速検出手段で検出される車速が閾値以下のとき、前記指令トルク分配手段は、前記循環経路の上流側のモータ程、分配される指令トルクが大きく、前記循環経路の下流側のモータ程、分配される指令トルクが小さくなるように分配するモータ搭載自動車の駆動制御装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記各モータの温度を検出または推定する温度検出手段を備え、前記指令トルク分配手段は、前記走行状態判定手段により前記モータ搭載自動車が直進時と判定されているとき、前記温度検出手段で検出された前記各モータの温度差に基づいて、前記循環経路の上流側および下流側のモータに分配すべき指令トルクの大きさを決定するモータ搭載自動車の駆動制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記モータ搭載自動車が四つ以上の前記モータを有し、前記指令トルク分配手段は、左側の各車輪の合計トルクと右側の各車輪の合計トルクとが同一となるように前記各モータに分配する指令トルクを決定するモータ搭載自動車の駆動制御装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記循環経路の上流に、後輪用の前記モータが配置され、前記指令トルク分配手段は、前輪より後輪のトルクが大きくなるように前記各モータに分配する指令トルクを決定するモータ搭載自動車の駆動制御装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のモータ搭載自動車の駆動制御装置において、前記モータと、前記車輪を回転支持する車輪用軸受と、前記モータの回転を減速して前記車輪用軸受に伝達する減速機とでモータ駆動装置を構成するモータ搭載自動車の駆動制御装置。

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