JP4103505B2 - 電気自動車およびこれに搭載された電動機の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車およびこれに搭載された電動機の制御方法に関し、詳しくは、駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な電動機を備える電気自動車およびこれに搭載された電動機の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気自動車としては、駆動軸にトルクを出力する電動機に印加される電流値が所定値以上となったときには電動機の制御における積分動作を停止すると共に制御量を増減または固定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電気自動車では、こうした制御を行なうことにより駆動輪の空転時に電動機に過大電流が印加されるのを防止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５０４１９号公報（第４〜５頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この電気自動車では、電動機に印加される電流値のみによって電動機の過負荷を判断するため、電流値として検出される検出信号にノイズが混入したときや検出誤差などにより誤判断が生じる場合がある。また、駆動輪の空転に基づいて電動機に印加される電流が所定値以上となったときには、単に電動機に過大電流が印加されるのを防止するだけでなく、駆動輪の空転を迅速に収束させると共に駆動輪の空転の収束時でも運転者の意思を反映したものとする必要もある。
【０００５】
本発明の電気自動車およびこれに搭載された電動機の制御方法は、誤判断を抑止してより適正に電動機に過大電流が印加されるのを防止することを目的の一つとする。また、本発明の電気自動車およびこれに搭載された電動機の制御方法は、駆動輪の空転を迅速に収束させることを目的の一つとする。さらに、本発明の電気自動車およびこれに搭載された電動機の制御方法は、駆動輪の空転の収束時においても運転者の意思を反映したトルクが駆動軸に出力されるようにすることを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の電気自動車およびこれに搭載された電動機の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電気自動車は、
駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な電動機を備える電気自動車であって、
運転者の操作と車両の走行状態に基づいて前記電動機から前記駆動軸にトルクが出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
前記電動機に印加される電流値を検出する電流値検出手段と、
該検出された電流値の単位時間当たりの変化量を演算する変化量演算手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記電流値検出手段により検出された電流値が所定電流値以上で前記変化量演算手段により演算された変化量が所定変化量以上であるときには、前記電動機から前記駆動軸に出力するトルクを制限する手段である
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電気自動車では、電動機に印加される電流値が所定電流値以上でこの電流値の単位時間当たりの変化量が所定変化量以上であるときには、電動機から駆動軸に出力するトルクを制限するから、電動機に印加される電流値のみによって判定するものに比してノイズや検出誤差に基づく誤判定を抑止してより適正に電動機に過大電流が印加されるのを防止することができる。また、トルク制限がなされても、運転者の操作と車両の走行状態に基づいたトルクがトルク制限の範囲内であれば、そのトルクが電動機から駆動軸に出力されるから、運転者の意思を反映させることができる。
【０００９】
こうした本発明の電気自動車において、前記駆動制御手段は、前記検出された電流値に基づいて第１トルク上限値を設定し、前記電動機から前記駆動軸に出力するトルクを該設定した第１トルク上限値以下となるよう制限する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機に印加される電流値に基づいて電動機から駆動軸に出力するトルクを制限することができる。
【００１０】
この電流値に基づいて設定された第１トルク上限値を用いてトルク制限する態様の本発明の電気自動車において、前記駆動制御手段は、前記検出された電流値が大きいほど小さくなる傾向で前記第１トルク上限値を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機に印加される電流値が大きいほど、駆動軸の空転時には空転の程度が大きいほど第１トルク上限値を設定するから、駆動軸の空転を迅速に収束させることができる。
【００１１】
また、電流値に基づいて設定された第１トルク上限値を用いてトルク制限する態様の本発明の電気自動車において、前記駆動軸の回転角加速度を検出する回転角加速度検出手段と、該検出された回転角加速度に基づいて前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたときには、前記回転角加速度検出手段により検出された回転角速度に基づいて第２トルク上限値を設定し、該設定された第２トルク上限値以下となるよう前記電動機から前記駆動軸に出力するトルクを制限する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転角加速度に基づいて駆動輪の空転を迅速に収束させることができる。この態様の本発明の電気自動車において、前記駆動制御手段は、前記第１トルク上限値の設定の際に用いる電流値とトルク上限値との関係と前記第２トルク上限値の設定の際に用いる回転角加速度とトルク上限値との関係とを同一の関係として共用して前記第１トルク上限値と前記第２トルク上限値とを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１トルク上限値と第２トルク上限値とを同一の関係に基づいて設定することができるから、別個の関係を記憶する必要がなく、制御の簡素化を図ることができる。
【００１２】
本発明の電動機の制御方法は、
車両に搭載され駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な電動機の制御方法であって、
前記電動機に印加される電流値を検出し、
該検出された電流値の単位時間当たりの変化量を演算し、
前記検出された電流値が所定電流値未満か前記演算された変化量が所定変化量未満のときには運転者の操作と車両の走行状態に基づいて前記電動機から前記駆動軸にトルクが出力されるよう該電動機を駆動制御し、前記検出された電流値が所定電流値以上で前記演算された変化量が所定変化量以上のときには前記運転者の操作と車両の走行状態に基づいて前記電動機から前記駆動軸に出力されるトルクを前記検出された電流値に基づいて設定されるトルク上限値以下となるよう制限して該電動機から前記駆動軸にトルクが出力されるよう該電動機を駆動制御する
ことを要旨とする。
【００１３】
この本発明の電動機の制御方法によれば、電動機に印加される電流値が所定電流値以上でこの電流値の単位時間当たりの変化量が所定変化量以上であるときに電動機から駆動軸に出力するトルクを制限するから、電動機に印加される電流値のみによって判定するものに比してノイズや検出誤差に基づく誤判定を抑止してより適正に電動機に過大電流が印加されるのを防止することができる。また、トルク制限は電動機に印加された電流値に基づいて設定されるトルク上限値によって行なわれるから、駆動輪の空転時には空転が迅速に収束するようにトルク上限値を設定することにより空転を迅速に収束させることができる。さらに、トルク制限がなされても、運転者の操作と車両の走行状態に基づいたトルクがトルク制限の範囲内であれば、そのトルクが電動機から駆動軸に出力されるから、運転者の意思を反映させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である電気自動車１０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車１０は、図示するように、バッテリ１６からインバータ回路１４を介して供給された電力を用いて駆動輪１８ａ，１８ｂに接続された駆動軸に動力の出力が可能なモータ１２と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。
【００１５】
モータ１２は、例えば、電動機として機能すると共に発電機としても機能する周知の同期発電電動機として構成され、インバータ回路１４は、バッテリ１６からの電力をモータ１２の駆動に適した電力に変換する複数のスイッチング素子により構成されている。
【００１６】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット４０には、インバータ回路１４からモータ１２への電力ラインに取り付けられた電流センサ１５からのモータ電流Ｉｍや駆動軸に取り付けられた回転角センサ２２により検出されたモータ１２の回転軸の回転角θ、車速センサ２４により検出される電気自動車１０の車速Ｖ、車輪速センサ２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂにより検出される駆動輪１８ａ，１８ｂの車輪速Ｖｆ１，Ｖｆ２および従動輪１９ａ，１９ｂの車輪速Ｖｒ１，Ｖｒ２、シフトレバー３１のポジションを検出するシフトポジションセンサ３２からのシフトポジション、アクセルペダル３３の踏み込み量に応じたアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ３４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル３５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ３６からのブレーキ踏込量などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、モータ１２を駆動制御するインバータ回路１４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電流センサ１５により検出される電流はモータ１２のｕｖｗの各相の相電流であるが、実施例では、説明の容易のために、モータ電流Ｉｍについては実効値、即ち、バッテリ１６の放電電流と同意として扱うものとする。
【００１７】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車１０の動作、特にモータ電流Ｉｍが過大にならないようモータ１２を制御する際の動作について説明する。図２は、実施例の電子制御ユニット４０により実行されるモータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１８】
モータ駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ３４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ２４からの車速Ｖ、回転角センサ２２の回転角θに基づいて算出されるモータ回転数Ｎｍ、電流センサ１５からのモータ電流Ｉｍなどを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、車速Ｖについては、実施例では、車速センサ２４により検出されたものを用いたが、車輪速センサ２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂにより検出される車輪速Ｖｆ１，Ｖｆ２，Ｖｒ１，Ｖｒ２から算出するものとしても構わない。
【００１９】
次に、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてモータ１２の要求トルクＴｍ＊を設定する（ステップＳ１０２）。モータ要求トルクＴｍ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとモータ要求トルクＴｍ＊との関係を予め求めて要求トルク設定マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると、マップから対応するモータ要求トルクＴｍ＊を導出するものとした。この要求トルク設定マップの一例を図３に示す。
【００２０】
こうしたモータ要求トルクＴｍ＊を設定すると、ステップＳ１００で読み込んだモータ電流Ｉｍに基づいてモータ１２から出力するトルクの上限値であるトルク上限値Ｔｍａｘ１を設定し（ステップＳ１０４）、設定したトルク上限値Ｔｍａｘ１以下となるようモータ要求トルクＴｍ＊を制限する（ステップＳ１０６，Ｓ１０８）。ここで、トルク上限値Ｔｍａｘ１の設定は、図４に例示するトルク上限値設定処理ルーチンに基づいて行なわれる。このルーチンが実行されると、まず、モータ電流Ｉｍの変化量ｄＩを計算する処理を実行する（ステップＳ１３０）。変化量ｄＩの計算は、実施例では、今回のルーチンで入力されたモータ電流Ｉｍから前回のルーチンで入力された前回モータ電流Ｉｍを減じる（現モータ電流Ｉｍ−前回モータ電流Ｉｍ）ことにより行なうものとした。この変化量ｄＩは、モータ電流Ｉｍの時間変化率と同様に考えることができ、その単位は本ルーチンの実行時間間隔は８ｍｓｅｃであるから、［Ａ／８ｍｓｅｃ］となる。勿論、モータ電流Ｉｍの時間変化率として示すことができれば、如何なる単位を採用するものとしても構わない。こうして変化量ｄＩを計算すると、モータ電流Ｉｍを閾値Ｉｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１３２）、計算した変化量ｄＩを閾値ｄＩｒｅｆと比較する（ステップＳ１３４）。ここで、閾値Ｉｒｅｆは、モータ１２のトルク制限を開始する電流値の下限として設定されており、モータ１２の定格電流より小さな値、例えばその８０％の値などを用いることができる。また、閾値ｄＩｒｅｆは、モータ１２のトルク制限を開始するモータ電流Ｉｍの変化量の下限として設定されており、例えば車両がグリップ走行している際に通常生じるモータ電流Ｉｍの変化量より大きな値を用いることができる。モータ電流Ｉｍが閾値Ｉｒｅｆ未満か変化量ｄＩが閾値ｄＩｒｅｆ未満のときには、モータ１２のトルク制限の必要はないと判断してモータ１２の定格トルクをトルク上限値Ｔｍａｘ１に設定して（ステップＳ１３６）、このルーチンを終了し、モータ電流Ｉｍが閾値Ｉｒｅｆ以上で変化量ｄＩが閾値ｄＩｒｅｆ以上のときには、モータ１２のトルク制限が必要と判断してモータ電流Ｉｍに基づいてトルク上限値Ｔｍａｘ１を設定して（ステップＳ１３８）、このルーチンを終了する。トルク上限値Ｔｍａｘ１は、実施例では、図５に例示するトルク上限値設定マップを用いて設定するものとした。図５の例では、モータ電流Ｉｍが大きくなるほど小さな値のトルク上限値Ｔｍａｘが導出されてトルク上限値Ｔｍａｘ１として設定され、モータ電流Ｉｍがモータ１２の定格電流（定格最大電流）Ｉｍａｘに至るとトルク上限値Ｔｍａｘ１は値０に設定される。これにより、モータ１２に過大電流が印加されるのをより確実に防止することができる。なお、図５に例示したトルク上限値設定マップは、後述する回転角加速度αによるトルク上限値Ｔｍａｘ２の設定やトルク制限量δ１によるトルク上限値Ｔｍａｘ３の設定にも用いられる。
【００２１】
続いて、ステップＳ１００で入力したモータ回転数Ｎｍに基づいて回転角加速度αを計算し（ステップＳ１１０）、計算した回転角加速度αに基づいて駆動輪１８ａ，１８ｂのスリップ状態を判定する（ステップＳ１１２）。このスリップ状態の判定は、図６のスリップ状態判定処理ルーチンに基づいて行なわれる。このスリップ状態判定処理ルーチンが実行されると、まず、図２のルーチンのステップＳ１１０で計算された回転角加速度αが、空転によるスリップが発生したとみなすことのできる閾値αｓｌｉｐを超えているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。回転角加速度αが閾値αｓｌｉｐを超えていると判定されたときには、駆動輪１８ａ，１８ｂにスリップが発生したと判断して、スリップの発生を示すスリップ発生フラグＦ１を値１にセットして（ステップＳ１４２）、本ルーチンを終了する。一方、回転角加速度αが閾値αｓｌｉｐを超えていないと判定されたときには、次にスリップ発生フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ１４４）。スリップ発生フラグＦ１が値１のときには、回転角加速度αが負の値であり且つそれが所定時間継続しているか否かを判定し（ステップＳ１４６）、回転角加速度αが負の値であり且つそれが所定時間継続したと判定されたときには駆動輪１８ａ，１８ｂに発生したスリップは収束したと判断してスリップ収束フラグＦ２に値１をセットして（ステップＳ１４８）、本ルーチンを終了する。スリップ発生フラグＦ１が値１であって、回転角加速度αが負の値でないと判定されたり、回転角加速度αが負の値であってもそれが所定時間継続していないと判定されたときには、発生したスリップは未だ収束していないと判断してそのまま本ルーチンを終了する。
【００２２】
こうした図６のスリップ状態判定処理ルーチンによりスリップ発生フラグＦ１やスリップ収束フラグＦ２がセットされると、このスリップ発生フラグＦ１とスリップ収束フラグＦ２とに基づいてスリップ発生時やスリップ収束時が判定され（ステップＳ１１４）、判定結果に応じた処理（ステップＳ１１６，Ｓ１１８）、即ち、スリップ発生フラグＦ１が値１でスリップ収束フラグＦ２が値０のスリップ発生時と判定されたときにはスリップ発生時処理を行ない（ステップＳ１１６）、スリップ発生フラグＦ１とスリップ収束フラグＦ２とが共に値１の発生したスリップが収束していると判定されたときにはスリップ収束時処理を行なって（ステップＳ１１８）、最終的に得られたモータ要求トルクＴｍ＊でモータ１２が駆動されるようモータ１２を駆動制御して（ステップＳ１２０）、モータ駆動制御ルーチンを終了する。
【００２３】
ステップＳ１１６のスリップ発生時処理は、図７に例示するスリップ発生時制御ルーチンにより行なわれる。このルーチンが実行されると、まず、回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋを超えているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋを超えていると判定されたときにはピーク値αｐｅａｋの値を回転角加速度αに更新する処理を行なう（ステップＳ１５２）。ここで、ピーク値αｐｅａｋは、基本的には、スリップにより回転角加速度αが上昇してピークを示すときの回転角加速度の値であり、初期値として値０が設定されている。したがって、回転角加速度αが上昇してピークに達するまでの間はピーク値αｐｅａｋを回転角加速度αの値に順次更新していき、回転角加速度αがピークに達した時点でその回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋとして固定されることになる。こうしてピーク値αｐｅａｋが設定されると、このピーク値αｐｅａｋに基づいてモータ１２が出力できるトルクの上限であるトルク上限値Ｔｍａｘ２を設定する処理を行なう（ステップＳ１５４）。このトルク上限値Ｔｍａｘ２の設定は、上述したモータ電流Ｉｍに基づいてトルク上限値Ｔｍａｘ１を設定する際に用いた図５に例示したトルク上限値設定マップを用いて行なわれる。このマップでは、図示するように、回転角加速度のピーク値αｐｅｅｋが大きくなるほどトルク上限値Ｔｍａｘは小さくなる特性を有している。したがって、回転角加速度αが上昇してピーク値αｐｅａｋが大きくなるほど、即ちスリップの程度が大きいほど、トルク上限値Ｔｍａｘ２として小さな値が設定され、その分モータ１２から出力されるトルクが制限されることになる。トルク上限値Ｔｍａｘ２が設定されると、モータ要求トルクＴｍ＊を設定したトルク上限値Ｔｍａｘ２で制限して（ステップＳ２３６，Ｓ２３８）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、スリップ発生時においてモータ１２から出力されるトルクは、スリップを抑制するための低いトルク（具体的には、図５のマップにおいて回転角加速度のピーク値αｐｅａｋに対応するトルク上限値Ｔｍａｘ）に制限されるから、スリップを効果的に抑制することができる。
【００２４】
ステップＳ１１８のスリップ収束時処理は、図８に例示するスリップ収束時制御ルーチンにより行なわれる。このルーチンが実行されると、まず、トルク制限量δ１（単位は、回転角加速度と同じ単位の［ｒｐｍ／８ｍｓｅｃ］）を入力する処理を行なう（ステップＳ１６０）。ここで、トルク制限量δ１は、スリップ発生時制御において角加速度のピーク値αｐｅａｋに対応して設定されたトルク上限値Ｔｍａｘを引き上げてトルク制限から復帰させる際の復帰の度合いを設定するために用いるパラメータであり、図９のトルク制限量設定処理ルーチンに基づいて設定される。このトルク制御量設定処理ルーチンは、図６に例示するスリップ状態判定処理ルーチンのステップＳ１４２でスリップ発生フラグＦ１に値１がセットされたとき（即ち、回転角加速度αが閾値αｓｌｉｐを超えたとき）に実行される。このルーチンでは、回転角センサ２２により検出された回転角θに基づいて算出されたモータ回転数Ｎｍを入力し、入力したモータ回転数Ｎｍに基づいて回転角加速度αを計算し、回転角加速度αが閾値αｓｌｉｐを超えた時点からの回転角加速度αの時間積分値αｉｎｔを計算する処理を回転角加速度αが閾値αｓｌｉｐ未満になるまで繰り返す（ステップＳ１８０〜Ｓ１８６）。回転角加速度αの時間積分値αｉｎｔの計算は、実施例では、次式（１）を用いて行なうものとした。ここで、Δｔは本ルーチンのステップＳ１８０〜Ｓ１８６の繰り返しの実行時間間隔であり、実施例では８ｍｓｅｃである。
【００２５】
【数１】
αｉｎｔ←αｉｎｔ＋（α−αｓｌｉｐ）・Δｔ （１）
【００２６】
そして、回転角加速度αが閾値αｓｌｉｐ未満となると、計算した時間積分値αｉｎｔに所定の係数ｋ１を乗じてトルク制限量δ１を設定して（ステップＳ１８８）、本ルーチンを終了する。なお、このルーチンでは、トルク制限量δ１は、所定の係数ｋ１を用いて計算により求めたが、トルク上限値Ｔｍａｘと時間積分値αｉｎｔとの関係を示すマップを用意しておき、計算された時間積分値αｉｎｔからマップを適用して導出するものとしても構わない。
【００２７】
図８のスリップ収束時制御ルーチンに戻って、こうして設定されたトルク制限量δ１を入力すると、トルク制限量δ１を解除する解除要求を入力し（ステップＳ１６２）、解除要求があったか否かを判定する（ステップＳ１６４）。この処理は、トルク制限からの復帰の度合いを設定する際に用いるパラメータであるトルク制限量δ１を解除（復帰の度合いを徐々に大きく）するための要求の入力があったか否かを判定する処理であり、実施例では、本ルーチンが最初に実行されてから所定の待機期間が経過する度にゼロから一定の増加量だけ増加していくように設定される解除量Δδ１による解除の要求が入力されるものとした。なお、この待機期間や解除量Δδ１の増加量は、運転者自らによる解除の要求、例えば、運転者が欲するトルクの出力要求を表わすアクセル開度の大きさに応じて変更するものとしても構わない。解除要求が判定されると、ステップＳ１６０で入力したトルク制限量δ１から解除量Δδ１を減じてトルク制限量δ１を解除する（ステップＳ１６６）。解除要求が無いと判定されたとき、即ち本ルーチンの実行が開始されてから前述の所定の待機期間が経過するまでは、トルク制限量δ１の解除は行なわれない。
【００２８】
続いて、トルク制限量δ１に基づいてモータ１２が出力できるトルクの上限であるトルク上限値Ｔｍａｘ３を前述した図５のトルク上限値設定マップを用いて設定し（ステップＳ１６８）、設定したトルク上限値Ｔｍａｘ３でモータ要求トルクＴｍ＊を制限する（ステップＳ１７０，Ｓ１７２）。そして、トルク制限量δ１の値０以下に解除されたか否かを判定し（ステップＳ１７４）、値０以下に解除されたときにはスリップ発生フラグＦ１とスリップ収束フラグＦ２とを値０にリセットして（ステップＳ１７６）、本ルーチンを終了する。このように、回転角加速度αの時間積分値に応じて設定されたトルク制限量δ１に基づいてモータ１２のトルクを制御するのは、発生したスリップが収束したときに、発生したスリップの状況に応じて適切な量のトルクを復帰させるためである。即ち、回転角加速度αの時間積分値が大きく、再スリップが発生しやすい状況では、スリップが収束したときに復帰させるトルクを低くし、回転角加速度αの時間積分値が小さく、再スリップが発生しにくい状況では、スリップが収束したときに復帰させるトルクを高くすることにより、過剰なトルクの制限を伴うことなくより確実に再スリップの発生を防止することができるのである。
【００２９】
いま、駆動輪１８ａ，１８ｂの空転によるスリップが生じたときを考える。このスリップに対しては、図２のモータ駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１１６のスリップ発生時処理によりトルク上限値Ｔｍａｘ２でモータ１２のトルク制限が行なわれてスリップが抑制される。一方、駆動輪１８ａ，１８ｂの空転は、モータ１２に印加されるモータ電流Ｉｍの急増として現われるから、モータ電流Ｉｍが閾値Ｉｒｅｆ以上となると共に変化量ｄＩが閾値ｄＩｒｅｆ以上となることによりトルク上限値Ｔｍａｘ１でモータ１２のトルク制限も行なわれる。こうしたスリップ時にはトルク上限値Ｔｍａｘ１によるトルク制限とトルク上限値Ｔｍａｘ２によるトルク制限とが同時に行なわれることになるが、図２のモータ駆動制御ルーチンでは、トルク上限値Ｔｍａｘ１とトルク上限値Ｔｍａｘ２のいずれか小さい方でトルク制限がなされることになり、モータ１２の過大電流の印加の防止とスリップの抑制と同時に行なわれる。なお、閾値Ｉｒｅｆや閾値ｄＩｒｅｆ，閾値αｓｌｉｐの値にもよるが、スリップによるモータ電流Ｉｍの急増の現象と回転角加速度αの変化の現象とのうちいずれの現象が速く現われるかによって、いずれのトルク上限値を用いて最初のトルク制限がなされるかが定まる。
【００３０】
以上説明した実施例の電気自動車１０によれば、モータ電流Ｉｍとその変化量ｄＩとに基づいてモータ１２に過大電流が流れないようにモータ１２から出力されるトルクを制限するから、モータ電流Ｉｍに基づいて制御するだけのものに比して検出信号に混入し得るノイズや誤検出による誤判定を抑制することができる。即ち、より適格にモータ１２に過大電流が印加されるおそれを判定して過大電流の印加を抑止することができるのである。しかも、モータ電流Ｉｍが大きくなるほど小さな値となるようトルク上限値Ｔｍａｘ１を設定してモータ１２のトルクを制限するから、より確実にモータ１２に過大電流が印加されるのを防止することができる。また、こうしたトルク制限下においても、トルク制限の範囲内で運転者の意思に応じたトルクをモータ１２から駆動軸に出力させることができる。
【００３１】
また、実施例の電気自動車１０によれば、モータ１２に過大電流が印加されるのを防止するためにモータ電流Ｉｍに基づいてトルク上限値Ｔｍａｘ１を設定する際に用いるトルク上限値設定マップと、空転によるスリップを抑制するために回転角加速度のピーク値αｐｅａｋに基づいてトルク上限値Ｔｍａｘ２を設定する際に用いるトルク上限値設定マップと、スリップの抑制のために制限されたモータ１２のトルクを復帰させるときに過大なトルクが作用しないようにするためにトルク制限量δ１に基づいてトルク上限値Ｔｍａｘ３を設定する際に用いるトルク上限値設定マップとを共用するから、モータ１２のトルク制限の処理を簡素化することができる。
【００３２】
もとより、実施例の電気自動車１０によれば、駆動輪１８ａ，１８ｂの空転によるスリップを迅速により確実に収束することができると共にスリップ抑制直後の再スリップをより確実に抑制することができる。また、こうしたスリップを抑制する制御におけるトルク制限下においても、トルク制限の範囲内で運転者の意思に応じたトルクをモータ１２から駆動軸に出力させることができる。
【００３３】
実施例の電気自動車１０では、モータ１２に過大電流が印加されるのを防止するためのトルク上限値Ｔｍａｘ１の設定や空転によるスリップを抑制するためのトルク上限値Ｔｍａｘ２の設定、モータ１２のトルク復帰時のトルク上限値Ｔｍａｘ３の設定に図５に例示したトルク上限値設定マップを共用して用いるものとしたが、それぞれのトルク上限値の設定には、異なるトルク上限値設定マップを用いるものとしても差し支えない。
【００３４】
実施例の電気自動車１０では、モータ１２の駆動制御をモータ１２に過大電流が印加されるのを防止するためにトルク制限を行なう過大電流防止制御と駆動輪１８ａ，１８ｂの空転によるスリップを抑制するスリップ制御とを組み込んだものとしたが、過大電流防止制御は組み込むがスリップ制御は組み込まないものとしても差し支えない。この場合でも、上述したように、過大電流防止制御がそのまま駆動輪１８ａ，１８ｂの空転によるスリップを抑制する制御にも成り得るから、駆動輪１８ａ，１８ｂの空転によるスリップを抑制することができる。
【００３５】
実施例では、駆動輪１８ａ，１８ｂに接続された駆動軸に直接的に動力の出力が可能に機械的に接続されたモータ１２を備える自動車１０におけるモータ１２の制御として説明したが、駆動軸や車軸に直接的に動力の出力が可能な電動機を備える車両であれば、如何なる構成の車両に適用するものとしても構わない。例えば、エンジンと、エンジンの出力軸に接続されたジェネレータと、ジェネレータからの発電電力を充電するバッテリと、駆動輪に接続された駆動軸に機械的に接続されバッテリからの電力の供給を受けて駆動するモータとを備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。この場合、モータは駆動軸に取り付けられる必要はなく、車軸に取り付けるものとしてもよいし、いわゆるホイールインモータのように駆動輪に直接取り付けるものとしてもよい。また、図１２に示すように、エンジン１１１と、エンジン１１１に接続されたプラネタリギヤ１１７と、プラネタリギヤ１１７に接続された発電可能なモータ１１３と、同じくプラネタリギヤ１１７に接続されると共に駆動輪に接続された駆動軸に直接動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ１１２とを備えるいわゆる機械分配型のハイブリッド自動車１１０に適用することもできるし、図１３に示すように、エンジンの２１１の出力軸に接続されたインナーロータ２１３ａと駆動輪２１８ａ，２１８ｂに接続された駆動軸に取り付けられたアウターロータ２１３ｂとを有しインナーロータ２１３ａとアウターロータ２１３ｂとの電磁的な作用により相対的に回転するモータ２１３と、駆動軸に直接動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２１２と備えるいわゆる電気分配型のハイブリッド自動車２１０に適用することもできる。あるいは、図１２に示すように、駆動輪３１８ａ，３１８ｂに接続された駆動軸に変速機３１４（無段変速機や有段の自動変速機など）を介して接続されたエンジン３１１と、エンジン３１１の後段であって駆動軸に変速機３１４を介して接続されたモータ３１２（または駆動軸に直接接続されたモータ）とを備えるハイブリッド自動車３１０に適用することもできる。このとき、駆動輪にスリップが発生したときの制御としては、トルクの出力応答性などから主に駆動軸に機械的に接続されたモータを制御することにより駆動軸に出力されるトルクを制限するが、このモータの制御と協調して他のモータを制御したりエンジンを制御したりするものとしてもよい。
【００３６】
実施例では、モータ１２の過大電流を防止するハイブリッド車として説明したが、モータ１２の制御方法としての形態としてもよいのは勿論である。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電気自動車１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット４０により実行されるモータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【図４】トルク上限値設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】トルク上限値設定マップの一例を示す説明図である。
【図６】スリップ状態判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】スリップ発生時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】スリップ収束時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】トルク制限量設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】ハイブリッド型の自動車１１０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】ハイブリッド型の自動車２１０の構成の概略を示す構成図である。
【図１２】ハイブリッド型の自動車３１０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０ 電気自動車、１２，１１２，２１２，３１２モータ、１４，１１４ インバータ回路、１５ 電流センサ、１６ バッテリ、１８ａ，１８ｂ，１１８ａ，１１８ｂ，２１８ａ，２１８ｂ，３１８ａ，３１８ｂ 駆動輪、１９ａ，１９ｂ，１１９ａ，１１９ｂ，２１９ａ，２１９ｂ，３１９ａ，３１９ｂ 従動輪、２２ 回転角センサ、２４ 車速センサ、２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ 車輪速センサ、３１ シフトレバー、３２ シフトポジションセンサ、３３ アクセルペダル、３４ アクセルポジションセンサ、３５ ブレーキペダル、３６ ブレーキペダルポジションセンサ、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、１１１，２１１，３１１ エンジン、１１３ モータ、１１７ プラネタリギア，２１３ａ インナーロータ、２１３ｂ アウターロータ、２１３ モータ、３１４ 変速機。

Claims (2)

1. 駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な電動機を備える電気自動車であって、
   運転者の操作と車両の走行状態に基づいて前記電動機から前記駆動軸にトルクが出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
   前記電動機に印加される電流値を検出する電流値検出手段と、
   該検出された電流値の単位時間当たりの変化量を演算する変化量演算手段と、
   前記駆動軸の回転角加速度を検出する回転角加速度検出手段と、
   該検出された回転角加速度に基づいて前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
   を備え、
   前記駆動制御手段は、前記電流値検出手段により検出された電流値が所定電流値以上で前記変化量演算手段により演算された変化量が所定変化量以上であるときには前記検出された電流値に基づいて第１トルク上限値を設定すると共に前記電動機から前記駆動軸に出力するトルクを該設定した第１トルク上限値以下となるよう制限し、前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたときには前記回転角加速度検出手段により検出された回転角加速度に基づいて第２トルク上限値を設定すると共に該設定した第２トルク上限値以下となるよう前記電動機から前記駆動軸に出力するトルクを制限する手段であり、且つ、前記第１トルク上限値の設定の際に用いる電流値とトルク上限値との関係と前記第２トルク上限値の設定の際に用いる回転角加速度とトルク上限値との関係とを同一の関係として共用して前記第１トルク上限値と前記第２トルク上限値とを設定する手段である、
   電気自動車。
2. 前記駆動制御手段は、前記検出された電流値が大きいほど小さくなる傾向で前記第１トルク上限値を設定する手段である請求項１記載の電気自動車。

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