JP3196593B2 - 電気自動車の駆動装置 - Google Patents
電気自動車の駆動装置Info
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Description
輪を駆動し走行する電気自動車の駆動装置に関し、特
に、2つの電動機をそなえこれらの電動機の作動を制御
する、電気自動車の駆動装置に関する。
低減の観点から、電気自動車が注目されつつある。この
ような電気自動車には、図6に示すような2つの電動機
(以下、モータという)を有する2モータ式のものがあ
る。図6に示すものでは、2つのモータ2,2を同軸上
に設けて、これらのモータ2,2の共通な出力軸を変速
機3,ディファレンシャル(デフ)3Aを介して左右の
駆動輪4,4へと出力するように構成されている。
リからの電力供給を受けて作動するが、この電力供給状
態は、コントローラ6によって、各センサ22,21で
検出されたアクセルペダルやブレーキペダルについての
各操作状態に基づいて制御されるようになっている。つ
まり、アクセルペダル踏込時には、このアクセルペダル
の踏込量(即ち、アクセル開度)に応じて、アクセル開
度と比例するように供給電流を通じてモータの力行トル
クを制御し、ブレーキペダル踏込時には、このブレーキ
ペダルの踏込量(即ち、ブレーキ開度)に応じて、ブレ
ーキ開度と比例するように供給電流を通じてモータの回
生トルクを制御する。
れば2つのモータ2,2のうちの一方のみを作動させ、
要求されるモータトルクが大きければ2つのモータ2,
2を共に作動させるように構成することで、常時モータ
効率を良好なものにしながら、広いトルク範囲でのトル
ク制御を実現することができる。
2モータ式電気自動車のように、デフ3Aを介して駆動
輪を駆動又は制動すると、デフによる損失が発生するの
で、それだけバッテリの電力の使用効率が低下して、バ
ッテリ利用による電気自動車の走行距離が低減してしま
うという課題がある。
号公報には、左右輪を個々に駆動するモータをそなえた
電気自動車の駆動装置に関する技術が開示されており、
この技術では、各モータを互いに同軸上に配設し、更に
これらのモータの回転軸間に係合手段を設けて、この係
合手段の係合力を走行状態に応じて調整することによ
り、左右のモータ間の極端な駆動力差の発生を防止しよ
うとしている。しかしなから、この技術では、係合手段
によるエネルギ損失が発生するので、上述の課題を十分
に解決するものではない。
ので、駆動系におけるエネルギ損失を低減してバッテリ
に蓄えられた電気エネルギを効率よく使用できるように
した、電気自動車の駆動装置を提供することを目的とす
る。
の本発明の電気自動車の駆動装置は、車両に搭載された
バッテリと、該バッテリと電気的に接続された第1電動
機と、該バッテリと電気的に接続されて該第1電動機の
同軸上に配設された第2電動機と、該第1電動機に設け
られた第1出力軸の一端に連結された第1駆動輪と、該
第2電動機に設けられた第2出力軸の一端に連結された
第2駆動輪と、該車両のアクセルの開度を検出するアク
セル開度検出手段と該車両の操舵角を検出する操舵角検
出手段とを有する運転状態検出手段と、該第1出力軸と
該第2出力軸との間を断接するクラッチ装置と、該アク
セル開度検出手段からの情報に基づいて、該バッテリか
ら該第1電動機と該第2電動機との両方又は一方への電
力供給を制御するとともに、該クラッチ装置を制御する
制御手段とをそなえ、制御手段が、該アクセル開度検出
手段からの情報に基づいて該モータの目標トルクを設定
し、該目標トルクが該第1電動機及び該第2電動機のモ
ータ効率に基づいて設定される所定トルク値よりも小さ
く且つ該操舵角検出手段で検出された操舵角が所定舵角
値以下の場合には、該第1電動機と該第2電動機とのう
ち一方のみに電力を供給するように制御するとともに、
該クラッチ装置を結合状態に制御し、該目標トルクが該
所定トルク値以上で且つ該操舵角検出手段で検出された
操舵角が所定舵角値以下の運転領域になった場合には、
該クラッチ装置について該運転領域になる以前の状態を
保持するように制御することを特徴としている。
の形態について説明すると、図1〜図5は本発明の一実
施形態としての電気自動車の駆動装置を示すものであ
る。まず、本装置の構成を説明すると、図1において、
1はバッテリであり、このバッテリ1は車両に装備され
ない外部充電器により繰り返し充電することができる。
2A,2Bはバッテリ1から電力を供給される電動機
(走行用モータ)であり、これらのモータ2A,2Bの
各出力軸12A,12Bに変速機3,3を介して駆動輪
4A,4Bが連結されている。
れており、各出力軸12A,12B間にはクラッチ装置
としての電磁クラッチ13が介設されている。また、バ
ッテリ1と各モータ2A,2Bとの間には電力変換回路
5A,5Bが設けられており、バッテリ1からの電力は
この電力変換回路5A,5Bを通じて所要の大きさに調
整されてモータ2A,2Bへ供給されるようになってい
る。
ントローラ6を通じて制御されるようになっている。モ
ータコントローラ6では、アクセルペダル14やブレー
キペダル15の各踏込量に応じて電力変換回路5A,5
Bを通じて各モータ2A,2Bの出力を制御するように
なっている。そして、モータコントローラ6内には、図
2に示すように、モータ・クラッチ制御部(制御手段)
7がそなえられている。モータ・クラッチ制御部7で
は、モータの力行トルクや回生トルク及び電磁クラッチ
13の離接を制御するが、このために、モータトルク制
御部7には、所要のデータを記憶する機能(記憶手段)
8と、種々の演算を行なう機能(演算手段)10と、記
憶手段8及び演算手段10からの情報に基づいて種々の
判定を行なう機能(判定手段)9と、指示信号を出力す
る機能(指示手段)11とがそなえられている。
転状態検出手段20、即ち、ブレーキ作動検出手段とし
てのブレーキ開度検出手段21,アクセル位置検出手段
としてのアクセル開度検出手段22,操舵角検出手段
(操舵角センサ)25,モータ回転数検出手段(回転検
出手段)26,シフト位置検出手段27が接続されてお
り、ブレーキ操作情報,アクセル操作情報,操舵角情
報,モータ回転数情報,シフト位置情報が入力されるよ
うになっている。
行トルクを制御する場合とモータの回生トルクを制御す
る場合とがあり、力行トルク指令に関しては、アクセル
開度(アクセル踏込量)に応じて行ない、また、回生ト
ルク指令に関しては、ブレーキ開度(ブレーキ踏込量)
に応じて行なうように構成されている。特に、本装置で
は、モータ2が2つそなえられており、1モータのみ駆
動するモード(1モータ駆動モード)と2モータを共に
駆動するモード(2モータ駆動モード)とが設けられ、
図3に示すように、モータ回転数及びモータトルク(モ
ータトルク指令)に応じて、駆動モードが選択される。
ド選択マップとしてもよい)は、モータの作動効率を考
えて設定されており、図3中の曲線Cは、1モータ駆動
の場合と2モータ駆動の場合とで効率の等しい曲線(等
効率曲線)であり、この等効率曲線Cよりも下方は1モ
ータ駆動の方が効率がよいので、1モータ駆動駆動域
(1モータモードの領域)とし、等効率曲線Cよりも上
方は2モータ駆動の方が効率がよいので、2モータ駆動
駆動域(2モータモードの領域)としている。
クセル開度検出手段22からの情報に応じて決まるモー
タトルク指令値とモータ回転数検出手段26からの情報
で得られるモータ回転数に応じて、図3に示すよう領域
に基づいて、1モータモードか2モータモードかを判定
し、1モータモードならば一方のモータのみにモータト
ルク指令値に応じた電力を供給し、2モータモードなら
ば両方のモータに2つのモータを合わせてモータトルク
指令値に達するように電力を供給する。モータ2A,2
Bが同一規格のモータなら、2モータモード時には、車
両の直進時には、各モータでモータトルク指令値の半分
のトルクが発生するように電力供給を制御する。
モータモード即ち1モータモード及び2モータモードの
何れかと、車両が直進しているか旋回しているかとに応
じて決定される。車両が直進しているか旋回しているか
は、ここでは、操舵角情報に基づいて判定される。つま
り、検出された操舵角δが所定舵角δ0よりも小さけれ
ば直進、検出操舵角δが所定舵角δ0以上なら旋回と判
定することができる。また、直進状態から旋回状態への
移行を判定する際には、所定舵角δ0としてaを設定
し、旋回状態から直進状態への移行を判定する際には、
所定舵角δ0としてb(<a)を設定し、いわゆる不感
帯を設けることで制御を安定させてもよい。
ラッチは常に切断され、車両が直進している場合に、1
モータモードであればクラッチは接続し、2モータモー
ドであればクラッチは前回の状態を保持する。つまり、
車両が直進し且つ2モータモードとなったときに、クラ
ッチが切断されていればこの切断状態を保持し、クラッ
チが接続されていればこの接続状態を保持する。
するだけでなく、左右輪に旋回状態に応じた駆動力差が
生じるように各モータのトルクを制御するようになって
いる。本発明の一実施形態としての電気自動車の駆動装
置は、上述のように構成されているので、例えば図4の
フローチャートに示すようにして、所定の周期でモータ
のトルク制御が行なわれる。
アクセルペダル14又はブレーキペダル15が踏み込ま
れている(ON)か否かを判定して、踏み込まれている
場合には、ステップA20で、その踏込量から要求トル
ク(力行トルク又は回生トルク)を演算する。そして、
ステップA30で、要求トルクから指令トルクを演算す
る。この指令トルクは一般には要求トルクに等しいが、
バッテリ出力が低下した場合には力行時は指令トルク<
要求トルクとなる。
に対する指令トルクが設定1(1モータモード)か設定
2(2モータモード)かを判定する。ここで、設定1
(1モータモード)なら、電磁クラッチをつないで(ス
テップA50)、1モータ駆動を行ない(ステップA6
0)、設定2(2モータモード)なら、電磁クラッチを
前回の状態に保持して(ステップA70)、2モータ駆
動を行なう(ステップA80)。
すように、まず、直進中に、ハンドル角(操舵角)δが
設定値a(=δ0)以上か否かを判定し(ステップB1
0)、ハンドル角δが設定値a以上なら、電磁クラッチ
を切って(ステップB20)、2モータ走行とし(ステ
ップB30)、さらに、旋回中に、ハンドル角(操舵
角)δが設定値b(<a)以下か否かを判定し(ステッ
プB40)、ハンドル角δが設定値b以下なら、電磁ク
ラッチをつないで(ステップB50)、1モータ走行と
する(ステップB60)。
が、直進中に、ハンドル角(操舵角)δが設定値a以上
か否かを判定し、ハンドル角δが設定値a以上なら、電
磁クラッチを切って、2モータ走行を保持し、さらに、
旋回中に、ハンドル角(操舵角)δが設定値b(<a)
以下か否かを判定し、ハンドル角δが設定値b以下な
ら、電磁クラッチを切った状態に保持して、2モータ走
行を保持する。
では、クラッチの断接と1モータ駆動か2モータ駆動か
の選択を組み合わせて、ディファレンシャルを用いるこ
と無く、効率よいモータの使用と、旋回性能の確保とを
行なえるようになり、実用性能を確保しつつ、駆動系に
おけるエネルギ損失を低減してバッテリに蓄えられた電
気エネルギを効率よく使用できるようになる利点があ
る。
は、クラッチを前の状態に保持するので、制御をより簡
素化でき、制御の信頼性を向上させることができる。
発明の電気自動車の駆動装置によれば、車両に搭載され
たバッテリと、該バッテリと電気的に接続された第1電
動機と、該バッテリと電気的に接続されて該第1電動機
の同軸上に配設された第2電動機と、該第1電動機に設
けられた第1出力軸の一端に連結された第1駆動輪と、
該第2電動機に設けられた第2出力軸の一端に連結され
た第2駆動輪と、該車両のアクセルの開度を検出するア
クセル開度検出手段と該車両の操舵角を検出する操舵角
検出手段とを有する運転状態検出手段と、該第1出力軸
と該第2出力軸との間を断接するクラッチ装置と、該ア
クセル開度検出手段からの情報に基づいて、該バッテリ
から該第1電動機と該第2電動機との両方又は一方への
電力供給を制御するとともに、該クラッチ装置を制御す
る制御手段とをそなえ、制御手段が、該アクセル開度検
出手段からの情報に基づいて該モータの目標トルクを設
定し、該目標トルクが該第1電動機及び該第2電動機の
モータ効率に基づいて設定される所定トルク値よりも小
さく且つ該操舵角検出手段で検出された操舵角が所定舵
角値以下の場合には、該第1電動機と該第2電動機との
うち一方のみに電力を供給するように制御するととも
に、該クラッチ装置を結合状態に制御し、該目標トルク
が該所定トルク値以上で且つ該操舵角検出手段で検出さ
れた操舵角が所定舵角値以下の運転領域になった場合に
は、該クラッチ装置について該運転領域になる以前の状
態を保持するように制御するという構成により、駆動系
におけるエネルギ損失を低減してバッテリに蓄えられた
電気エネルギを効率よく使用することが可能になるとと
もに、制御をより簡素化でき、制御の信頼性を向上させ
ることができる。
装置を示す模式的な構成図である。
装置の構成要部を示すブロック図である。
装置によるモータ駆動特性を示す図である。
装置による駆動制御を示すフローチャートである。
装置による駆動制御を示すフローチャートである。
成図である。
手段 22 アクセル位置検出手段としてのアクセル開度検出
手段 25 操舵角検出手段(操舵角センサ) 26 モータ回転数検出手段(回転検出手段) 27 シフト位置検出手段
Claims (1)
- 【請求項1】 車両に搭載されたバッテリと、 該バッテリと電気的に接続された第1電動機と、 該バッテリと電気的に接続されて該第1電動機の同軸上
に配設された第2電動機と、 該第1電動機に設けられた第1出力軸の一端に連結され
た第1駆動輪と、 該第2電動機に設けられた第2出力軸の一端に連結され
た第2駆動輪と、 該車両のアクセルの開度を検出するアクセル開度検出手
段と該車両の操舵角を検出する操舵角検出手段とを有す
る運転状態検出手段と、 該第1出力軸と該第2出力軸との間を断接するクラッチ
装置と、 該アクセル開度検出手段からの情報に基づいて、該バッ
テリから該第1電動機と該第2電動機との両方又は一方
への電力供給を制御するとともに、該クラッチ装置を制
御する制御手段とをそなえ、 制御手段が、該アクセル開度検出手段からの情報に基づ
いて該モータの目標トルクを設定し、該目標トルクが該
第1電動機及び該第2電動機のモータ効率に基づいて設
定される所定トルク値よりも小さく且つ該操舵角検出手
段で検出された操舵角が所定舵角値以下の場合には、該
第1電動機と該第2電動機とのうち一方のみに電力を供
給するように制御するとともに、該クラッチ装置を結合
状態に制御し、 該目標トルクが該所定トルク値以上で且つ該操舵角検出
手段で検出された操舵角が所定舵角値以下の運転領域に
なった場合には、該クラッチ装置について該運転領域に
なる以前の状態を保持するように制御する ことを特徴と
する、電気自動車の駆動装置。
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---|---|---|---|
JP24208895A JP3196593B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 電気自動車の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24208895A JP3196593B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 電気自動車の駆動装置 |
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Family
ID=17084123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24208895A Expired - Lifetime JP3196593B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 電気自動車の駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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