JP4655408B2

JP4655408B2 - 電気自動車

Info

Publication number: JP4655408B2
Application number: JP2001142652A
Authority: JP
Inventors: 健介上地
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2021-05-14
Also published as: JP2002345105A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車に関し、詳しくは、車軸からの動力を用いて発電可能な複数の電動機を備える電気自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気自動車としては、制動時に制動トルクを所定比をもって前後輪に分配し、分配されたトルクの一部または全部を前後輪の車軸に配置された電動機を回生制御することによって得るものが種々提案されている。制動時に制動トルクを所定比をもって前後輪に分配するのは、主に制動時における車両の安定性を考慮するためであり、所定比は車両の特性や制動時の車両の状態などによって定められる。電動機の回生制御に伴って得られる電気エネルギは二次電池に蓄えられ、電気自動車の駆動時におけるエネルギなどとして用いられる。このため、制動時には、できるだけ多くの電気エネルギを回収するよう電動機の回生制御がなされることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の電動機を備える電気自動車では、単に多くの電気エネルギを回収するためだけに電動機を回生制御すると、電動機の駆動頻度が多くなり異常な発熱を伴う場合が生じる。電動機の異常な発熱は、その後の車両の駆動時における電動機の使用を制限するものとなり、また、電動機の耐久性に大きな影響を与える。
【０００４】
本発明の電気自動車は、電動機に異常な発熱が生じ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は、エネルギ効率を向上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は、電動機の高い耐久性を維持することを目的の一つとする。
【０００５】
なお、出願人は、異なる車軸に取り付けられた二つの電動機を回生制御することにより駆動時における内燃機関の余力を用いて二次電池を充電する際に、電動機の温度を考慮して二つの電動機のトルク配分を決定するものを提案している（特願平８−１４８６７８号）。
【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】
本発明の第１の電気自動車は、
車軸からの動力を用いて発電可能な複数の電動機を備える電気自動車であって、
前記車軸に制動力の付与を指示する制動力指示手段と、
該制動力の付与の指示がなされたとき、前記複数の電動機のうち駆動頻度の少ない電動機を優先して回生制御する制動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１の電気自動車では、制動力の付与の指示がなされたときには、車軸からの動力を用いて発電可能な複数の電動機のうち駆動頻度の少ない電動機を優先して回生制御するから、駆動頻度の高い電動機の発熱を防止することができる。
【０００９】
本発明の第２の電気自動車は、
車軸からの動力を用いて発電可能な複数の電動機を備える電気自動車であって、
前記車軸に制動力の付与を指示する制動力指示手段と、
該制動力の付与の指示がなされたとき、前記複数の電動機のうち前記車軸から伝達される動力の伝達効率が高い電動機を優先して回生制御する制動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１０】
この本発明の第２の電気自動車では、制動力の付与の指示がなされたときには、車軸からの動力を用いて発電可能な複数の電動機のうち車軸から伝達される動力の伝達効率が高い電動機を優先して回生制御するから、全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第３の電気自動車は、
車軸からの動力を用いて発電可能な複数の電動機を備える電気自動車であって、
前記車軸に制動力の付与を指示する制動力指示手段と、
該制動力の付与の指示がなされたとき、前記複数の電動機のうち冷却性能が高い電動機を優先して回生制御する制動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の第３の電気自動車では、制動力の付与の指示がなされたときには、車軸からの動力を用いて発電可能な複数の電動機のうち冷却性能が高い電動機を優先して回生制御するから、冷却性能の低い電動機の発熱を防止することができる。
【００１３】
こうした本発明の第１ないし第３のいずれかの電気自動車において、前記複数の電動機は異なる二つの車軸からの動力を用いて発電可能な少なくとも二つの電動機を含み、前記制動時制御手段は前記少なくとも二つの電動機を優先順位をもって回生制御する手段であるものとすることもできる。ここで、「異なる二つの車軸」には、前輪に接続された前車軸と後輪に接続された後車軸とが含まれる。
【００１４】
この異なる二つの車軸を備える態様の本発明の第１ないし第３のいずれかの電気自動車において、前記少なくとも二つの電動機のうちの一方の電動機は、車両の発進時および／またはスリップ時にのみ駆動制御される電動機であるものとすることもできる。
【００１５】
また、異なる二つの車軸を備える態様の本発明の第１ないし第３のいずれかの電気自動車において、前記異なる二つの車軸の各々に制動力を作用させる制動力作用手段と、前記制動力指示手段により前記車軸に制動力の付与の指示がなされたときに前記異なる二つの車軸に作用させる制動力を所定比をもって配分する制動力配分手段と、を備え、前記制動時制御手段は前記複数の電動機の回生制御による制動力と前記制動力作用手段による制動力との和が前記所定比となるよう前記複数の電動機と前記制動力作用手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定比をもって配分された制動力を異なる二つの車軸に作用させることができると共に電気エネルギを回収することができる。
【００１６】
本発明の第１ないし第３のいずれかの電気自動車において、前記複数の電動機により回生された電力を用いて充電可能な二次電池と、該二次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、該検出された二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電可能最大電力を設定する充電可能最大電力設定手段と、を備え、前記制動時制御手段は前記複数の電動機の回生制御により生じる回生電力が前記充電可能最大電力設定手段により設定された充電可能最大電力以下となるよう該複数の電動機を回生制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池をより適正な電力を用いて充電することができるから、過電力による二次電池の充電を防止することができる。この態様の本発明の電気自動車において、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキペダル踏み込み状態検出手段と、該検出されたブレーキペダル踏み込み状態に基づいて前記複数の電動機の回生要求トルクを演算する回生要求トルク演算手段と、を備え、前記制動時制御手段は前記回生要求トルク演算手段により演算された回生要求トルクにより前記複数の電動機が回生制御されたときに生じる回生電力が前記充電可能最大電力を超えるときに該複数の電動機の回生制御により生じる回生電力が該充電可能最大電力以下となるよう該複数の電動機を回生制御する手段であるものとすることもできる。
【００１７】
【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２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２４にプラネタリギヤ２６を介して接続された前輪用モータＭＧｆと、デファレンシャルギヤ３２を介して左右前輪３０に接続された前輪用駆動軸３４にエンジン２２および前輪用モータＭＧｆからの出力を変速して出力する変速機２８と、デファレンシャルギヤ４２を介して左右後輪４０に接続された後輪用駆動軸４４に出力可能な後輪用モータＭＧｒと、電気自動車２０全体をコントロールする電気自動車用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２３による燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２３は、電気自動車用電子制御ユニット７０と通信しており、電気自動車用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを電気自動車用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１９】
プラネタリギヤ２６は、外歯歯車のサンギヤと、このサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤと、サンギヤに噛合する第１ピニオンギヤと、この第１ピニオンギヤとリングギヤと噛合する第２ピニオンギヤと、第１ピニオンギヤと第２ピニオンギヤとを自転かつ公転自在に保持するキャリアとからなる周知の遊星歯車機構として構成されており、サンギヤにはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリアには前輪用モータＭＧｆの回転軸がそれぞれ連結されている。なお、プラネタリギヤ２６のキャリアとリングギヤはそれぞれクラッチにより変速機２８の入力軸に接続できるようになっており、両クラッチを接続状態とすることにより、サンギヤとリングギヤとキャリアの３つの回転要素による差動を禁止して一体の回転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４と前輪用モータＭＧｆの回転軸と変速機２８の入力軸とを一体の回転体とすることができるようになっている。なお、プラネタリギヤ２６には、リングギヤをケースに固定してその回転を禁止する図示しないブレーキも設けられている。
【００２０】
前輪用モータＭＧｆと後輪用モータＭＧｒは、共に例えば発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、それぞれインバータ５２とインバータ５４とを介してバッテリ６０と電力のやりとりを行なう。前輪用モータＭＧｆと後輪用モータＭＧｒは、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）５９により駆動制御されており、モータＥＣＵ５９には、前輪用モータＭＧｆや後輪用モータＭＧｒを駆動制御するために必要な信号、例えば前輪用モータＭＧｆや後輪用モータＭＧｒの回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号や図示しない電流センサにより検出される前輪用モータＭＧｆや後輪用モータＭＧｒに印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ５９からは、インバータ５２やインバータ５４へのスイッチング制御信号が出力されている。なお、モータＥＣＵ５９は、電気自動車用電子制御ユニット７０と通信しており、電気自動車用電子制御ユニット７０からの制御信号によって前輪用モータＭＧｆや後輪用モータＭＧｒを駆動制御すると共に必要に応じて前輪用モータＭＧｆや後輪用モータＭＧｒの運転状態に関するデータ、例えば各モータの回転数Ｎｆ，Ｎｒなどを電気自動車用電子制御ユニット７０に出力する。実施例の電気自動車２０では、前輪用モータＭＧｆは、発進時やスリップ時の他、運転者から要求される駆動力に応じてエンジン２２と共に駆動力を出力するよう駆動制御され、バッテリ６０の残容量（ＳＯＣ）が少ないときにはバッテリ６０を発電するよう回生制御される。一方、後輪用モータＭＧｒは、車両の発進時とスリップ時と制動時にのみ後輪用駆動軸４４に駆動力や制動力を出力するよう制御され、その他のときには駆動力や制動力を出力しないよう制御される。
【００２１】
バッテリ６０は、充放電可能な二次電池、例えばニッケル水素系の二次電池やリチウムイオン系の二次電池などとして構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリ用ＥＣＵ）６１により管理されている。バッテリＥＣＵ６１には、バッテリ６０の端子間に設置された電圧センサ６２からの端子間電圧やバッテリ６０からの電力ラインに取り付けられた電流センサ６４からの充放電電流，バッテリ６０に取り付けられた温度センサ６６からのバッテリ温度Ｔｂなどが入力されている。バッテリＥＣＵ６１では、バッテリ６０を管理するデータの一つとして電流センサ６４により検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算している。なお、バッテリＥＣＵ６１は、電気自動車用電子制御ユニット７０と通信しており、電気自動車用電子制御ユニット７０からの制御信号に基づいてバッテリ６０の状態に関するデータ、例えばバッテリ温度Ｔｂや残容量（ＳＯＣ）などのデータを電気自動車用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２２】
変速機２８は、例えばベルト式の無段変速機や有段変速機として構成されており、入力軸の動力を無段階または有段階に変速して前輪用駆動軸３４に出力する。変速機２８は、変速機用電子制御ユニット（以下、変速機ＥＣＵという）２９による制御を受けている。なお、変速機ＥＣＵ２９も電気自動車用電子制御ユニット７０と通信しており、電気自動車用電子制御ユニット７０からの制御信号によって変速機２８を制御すると共に必要に応じて変速機２８の状態に関するデータを電気自動車用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２３】
左右前輪３０および左右後輪４０には、油圧により作動する周知の油圧ブレーキ３１，４１が取り付けられており、油圧ブレーキ用アクチュエータ８８を駆動制御することによりその制動トルクが調節できるようになっている。
【００２４】
電気自動車用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電気自動車用電子制御ユニット７０には、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ８０からのシフトポジションＳＰやアクセル開度センサ８２からのアクセル開度Ａ，ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキペダル踏み込み状態検出センサ８４からのブレーキペダル踏み込み状態ＢＳ，車速センサ８６からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ブレーキペダル踏み込み状態検出センサ８４としては、ブレーキペダルの踏み込み力であるブレーキ踏力を検出するセンサやブレーキペダルのポジションを検出するブレーキペダルポジションセンサなどを挙げることができ、いずれかのうちの一つまたは複数を用いるものとしてもよい。なお、ブレーキ踏力を検出するセンサとしては、ブレーキマスタシリンダの油圧を検出すると共に検出したブレーキマスタシリンダの油圧をブレーキ踏力に変換するものを用い留ことができる。電気自動車用電子制御ユニット７０からは、プラネタリギヤ２６に取り付けられた図示しないクラッチやブレーキへの駆動信号や油圧ブレーキ用アクチュエータ８８への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、電気自動車用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２３や変速機ＥＣＵ２９，モータＥＣＵ５９，バッテリＥＣＵ６１と通信ポートを介して接続されており、各ＥＣＵと各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に制動時の動作について説明する。図２は、電気自動車用電子制御ユニット７０により実行される制動時処理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。
【００２６】
この制動時処理ルーチンが実行されると、電気自動車用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、ブレーキペダル踏み込み状態検出センサ８４により検出されるブレーキペダル踏み込み状態ＢＳを読み込むと共に通信によりバッテリＥＣＵ６１から残容量（ＳＯＣ）やバッテリ温度Ｔｂ、モータＥＣＵ５９から前輪用モータＭＧｆの回転数Ｎｆや後輪用モータＭＧｒの回転数Ｎｒなどを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。続いて、読み込んだブレーキペダル踏み込み状態ＢＳと予め設定されている前後トルク比Ｒｆｒとから前後輪の制動要求トルクＴｆ，Ｔｒを設定する（ステップＳ１０２）。ここで、前後トルク比Ｒｆｒは、前後輪に制動トルクを作用させたときに車両が安定して停止するよう設定された前後輪トルク比であり、車両の特性などに基づいて、例えば前輪用トルク：後輪用トルクが７：３のように設定される。また、ブレーキペダル踏み込み状態ＢＳは運転者が欲する制動力を表わすものであるから、制動要求トルクＴｆ，Ｔｒはブレーキペダル踏み込み状態ＢＳと前後トルク比Ｒｆｒに基づいて求めることができる。実施例では、ブレーキペダル踏み込み状態ＢＳと制動要求トルクＴｆ，Ｔｒとの関係を予め設定してマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ブレーキペダル踏み込み状態ＢＳが与えられたときにマップから対応する制動要求トルクＴｆ，Ｔｒを導出するものとした。なお、制動要求トルクＴｆ，Ｔｒは、前輪と後輪に要求される制動トルクである。
【００２７】
続いて、設定した制動要求トルクＴｆ，Ｔｒに基づいて計算される値と前輪用モータＭＧｆや後輪用モータＭＧｒの最小定格値Ｔｆｍｉｎ，Ｔｒｍｉｎとのうち大きい方、即ち式（１）および式（２）にモータ要求トルクＴｍｆ，Ｔｍｒを計算する（ステップＳ１０４）。ここで、式（１）および式（２）中、ｋｆおよびｋｒは前輪用駆動軸３４や後輪用駆動軸４４への制動要求トルクＴｆ，Ｔｒにおける前輪用モータＭＧｆおよび後輪用モータＭＧｒにより受け持たれるべき前輪用駆動軸３４および後輪用駆動軸４４上のトルクを設定するための係数であり、ＧｆおよびＧｒは前輪用駆動軸３４に対する前輪用モータＭＧｆの回転軸のギヤ比および後輪用駆動軸４４に対する後輪用モータＭＧｒの回転軸のギヤ比であり、ηｆおよびηｒは前輪用モータＭＧｆと変速機２８の効率および後輪用モータＭＧｒの効率である。したがって、式（１）および式（２）の右辺は、前輪用駆動軸３４や後輪用駆動軸４４への制動要求トルクＴｆ，Ｔｒにおける前輪用モータＭＧｆおよび後輪用モータＭＧｒにより受け持たれる各モータのトルク計算値と最小定格値とのうち大きい方、即ち、トルク計算値も最小定格値も負の値となるから、絶対値の小さい方を意味する。
【００２８】
【数１】
Ｔｍｆ＝ｍａｘ（ｋｆ・Ｔｆ・ηｆ／Ｇｆ，Ｔｆｍｉｎ）（１）
Ｔｍｒ＝ｍａｘ（ｋｒ・Ｔｒ・ηｒ／Ｇｒ，Ｔｒｍｉｎ）（２）
【００２９】
次に、バッテリ６０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度Ｔｂとからバッテリ充電制限値Ｗｉｎを設定する（ステップＳ１０６）。このバッテリ充電制限値Ｗｉｎは、バッテリ６０の性能や状態により定まるものであり、実施例では残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度Ｔｂとバッテリ充電制限値Ｗｉｎとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度Ｔｂとが与えられたときにマップから対応するバッテリ充電制限値Ｗｉｎを導出するものとした。
【００３０】
そして、設定したバッテリ充電制限値Ｗｉｎとモータ要求トルクＴｍｒとに基づいて次式（３）により後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊を設定し（ステップＳ１０８）、設定した後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊とバッテリ充電制限値Ｗｉｎとモータ要求トルクＴｍｆとに基づいて前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊を設定する（ステップＳ１１０〜Ｓ１１４）。
【００３１】
【数２】
Ｔｍｒ＊＝ｍａｘ（Ｔｍｒ，Ｗｉｎ／Ｎｒ）（３）
【００３２】
式（３）から解るように、ステップＳ１０８はモータ要求トルクＴｍｒをバッテリ充電制限値Ｗｉｎで制限する処理である。前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊は、上述の式（３）で求めた後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊に後輪用モータＭＧｒの回転数Ｎｒを乗じて後輪用モータパワーＰｒを計算すると共に（ステップＳ１１０）、バッテリ充電制限値Ｗｉｎから後輪用モータパワーＰｒを減じて前輪用モータパワーＰｆを計算し（ステップＳ１１２）、この計算した前輪用モータパワーＰｆを前輪用モータＭＧｆの回転数Ｎｆで除した値とモータ要求トルクＴｍｆとのうち大きい方（その絶対値が小さい方）を選択することにより設定される（ステップＳ１１４）。したがって、前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊の設定処理は、後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊とバッテリ充電制限値Ｗｉｎとによりモータ要求トルクＴｍｆを制限することによって設定する処理となる。上述したように、実施例では、まず後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊を設定した後に前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊を設定する。即ち、後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊を前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊に優先して設定している。これは、前輪用モータＭＧｆに比して駆動頻度の低い後輪用モータＭＧｒを制動時には優先して回生制御することに相当する。また、図１の構成図から解るように、前輪用モータＭＧｆはプラネタリギヤ２６と変速機２８を介して前輪用駆動軸３４に接続されているのに対して後輪用モータＭＧｒは直接後輪用駆動軸４４に接続されている。このため、制動時における駆動軸からモータへの動力の伝達効率は前輪用モータＭＧｆに比して後輪用モータＭＧｒの方が高いものとなる。この結果、後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊を前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊に優先して設定する処理は、駆動軸からモータへの動力の伝達効率が高い方を優先して回生制御することにもなる。
【００３３】
前後輪のモータ要求トルクとバッテリ充電制限値Ｗｉｎとの関係を図３に示す。図中直線Ｗは、バッテリ充電制限値Ｗｉｎを前輪用駆動軸３４や後輪用駆動軸４４へトルク換算したときの前輪用駆動軸３４と後輪用駆動軸４４のトルク和が一定、即ちパワーがバッテリ充電制限値Ｗｉｎで一定となる関係を示している。なお、図３中では、制動力を考えているから各値は全て負の値となるが、説明の容易のために第３象限にあるべきものを第１象限として示した。この図３を用いてステップＳ１０８〜Ｓ１１４の処理を説明すると次のようになる。まず、ステップＳ１０８では、モータ要求トルクＴｍｒが図中の直線Ｗと後輪モータ要求トルク軸との交点より右側にあるか否かを判定し、左側にあるとき、即ちモータ要求トルクＴｍｒの方が大きい（絶対値が小さい）ときには、モータ要求トルクＴｍｒを後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊として設定し、右側にあるとき、即ちモータ要求トルクＴｍｒの方が小さい（絶対値が大きい）ときには、バッテリ充電制限値Ｗｉｎを後輪用モータＭＧｒの回転数Ｎｒで除した値を後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊として設定する。図中、Ｔｍｒ１およびＴｍｒ２はいずれも直線Ｗと横軸との交点より左側にあるから、その値がそのまま後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊に設定される。ステップＳ１１０〜Ｓ１１４は、設定された後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊とバッテリ充電制限値Ｗｉｎとから計算されるトルクとモータ要求トルクＴｍｒとの大きさを比較する処理であり、例えば後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊に図中のＴｍｒ１が設定されているときには、Ｔｍｒ１と直線Ｗとから導き出されるＴｍｆ３とＴｍｆ１との大きさ比較がなされ、その絶対値が小さいＴｍｆ３が前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊として設定され、後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊に図中のＴｍｒ２が設定されているときには、Ｔｍｒ２と直線Ｗとから導かれるＴｍｆ４との大きさ比較がなされ、その絶対値が小さいＴｍｆ２が前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊として設定される。即ち、ステップＳ１０４で計算されたモータ要求トルクＴｍｆ，Ｔｍｒのポイントが、例えば図中のポイントＡのときには、直線Ｗ上のポイントＢとして後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊および前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊が設定され、図中のポイントＣのときには、そのポイントＣのまま後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊と前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊とが設定される。このことは、ステップＳ１０４で計算されたモータ要求トルクＴｍｆ，Ｔｍｒのポイントが図中の直線Ｗの上側にあるか下側にあるかによりバッテリ充電制限値Ｗｉｎの制限を受けるか否かが決定され、バッテリ充電制限値Ｗｉｎの制限を受けるときには、直線Ｗ上のポイントであれば如何なるポイントであってもよいが、実施例では後輪用モータＭＧｒを前輪用モータＭＧｆに優先するよう後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊と前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊とを設定している。なお、実施例とは逆に、前輪用モータＭＧｆを後輪用モータＭＧｒに優先して前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊と後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊とを設定するには、図中のポイントＡの場合、ポイントＢとして設定せずに、ポイントＤとして設定すればよい。
【００３４】
このように後輪用モータＭＧｒを前輪用モータＭＧｆに優先して後輪用モータトルク指令Ｔｍｒ＊と前輪用モータトルク指令Ｔｍｆ＊とを設定すると、次式（４）および式（５）に示すように、ステップＳ１０２で設定した制動要求トルクＴｆ，Ｔｒから両モータトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊にギヤ比Ｇｆ，Ｇｒと効率ηｆ，ηｒの逆数とを乗じたものを減じて油圧ブレーキ３１，４１により作用させるべきトルクとしての油圧ブレーキトルクＴｂｆ，Ｔｂｒを設定する（ステップＳ１１６）。
【００３５】
【数３】
Ｔｂｆ＝Ｔｆ−Ｔｍｆ＊・Ｇｆ／ηｆ（４）
Ｔｂｒ＝Ｔｒ−Ｔｍｒ＊・Ｇｒ／ηｒ（５）
【００３６】
こうして両モータトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊と油圧ブレーキトルクＴｂｆ，Ｔｂｒとを設定すると、両モータＭＧｆ，ＭＧｒから両モータトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊の制動トルクが出力されるよう両モータＭＧｆ，ＭＧｒを回生制御すると共に油圧ブレーキ３１，４１により油圧ブレーキトルクＴｂｆ，Ｔｂｒの制動トルクが作用するよう油圧ブレーキ３１，４１を制御して（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。なお、両モータＭＧｆ，ＭＧｒの回生制御は、通信により両モータトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊をモータＥＣＵ５９に出力することによってモータＥＣＵ５９により行なわれ、油圧ブレーキ３１，４１の制御は、油圧ブレーキトルクＴｂｆ，Ｔｂｒに対応する油圧が油圧ブレーキ３１，４１に作用するよう油圧ブレーキ用アクチュエータ８８を駆動制御することにより行なわれる。
【００３７】
以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、制動時には駆動頻度の低い後輪用モータＭＧｒを前輪用モータＭＧｆに優先して回生制御を行なうから、駆動頻度の高い前輪用モータＭＧｆの発熱を抑制することができると共に後輪用モータＭＧｒを有効に利用することができる。また、実施例の電気自動車２０によれば、制動時には駆動軸からモータへの動力の伝達効率が高い後輪用モータＭＧｒを前輪用モータＭＧｆに優先して回生制御を行なうから、エネルギをより有効に利用することができると共に車両全体としての効率を向上させることができる。したがって、前輪用モータＭＧｆや後輪用モータＭＧｒの高い耐久性を維持することができる。しかも、バッテリ６０の残容量（ＳＯＣ）に基づいてバッテリ充電制限値Ｗｉｎにより回生電力を制限するから、過大電力によってバッテリ６０に損傷を与えたり性能を低下させることを防止することもできる。
【００３８】
実施例の電気自動車２０では、制動時に駆動頻度が低いと共に駆動軸からモータへの動力の伝達効率が高い後輪用モータＭＧｒを前輪用モータＭＧｆに優先して回生制御したが、駆動頻度が同様になるよう前輪用モータＭＧｆと後輪用モータＭＧｒとが駆動制御される電気自動車では駆動軸からモータへの動力の伝達効率が高い方のモータを優先して回生制御すればよく、駆動軸からモータへの動力の伝達効率が同様の電気自動車では駆動頻度が低いモータを優先して回生制御すればよい。また、駆動頻度を駆動軸からモータへの動力の伝達効率に優先して制動時に優先して回生制御するモータを決定するものとしてもよいし、逆に駆動軸からモータへの動力の伝達効率を駆動頻度に優先して制動時に優先して回生制御するモータを決定するものとしても構わない。
【００３９】
実施例の電気自動車２０では、駆動頻度と駆動軸からモータへの動力の伝達効率とによって制動時に優先すべきモータを決定するものとしたが、前輪用モータＭＧｆの冷却性能と後輪用モータＭＧｒの冷却性能とを比較し、制動時には冷却性能が優れているモータを優先して回生制御するものとしてもよい。こうすれば、冷却性能の優れていない方のモータの発熱を抑制することができる。
【００４０】
実施例の電気自動車２０では、左右後輪４０にデファレンシャルギヤ４２と後輪用駆動軸４４とを介して後輪用モータＭＧｒを取り付けるものとしたが、左右後輪４０の各々に直接モータを取り付けるものとしてもよい。この場合、左右後輪４０の各々に取り付けられた各モータに対して同様にトルク指令を設定すればよい。
【００４１】
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２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電気自動車用電子制御ユニット７０により実行される制動時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】前後輪のモータ要求トルクとバッテリ充電制限値Ｗｉｎとの関係の一例を説明する説明図である。
【符号の説明】
２０電気自動車、２２エンジン、２３エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４クランクシャフト、２６プラネタリギヤ、２８変速機、３０左右前輪、３１油圧ブレーキ、３２デファレンシャルギヤ、３４前輪用駆動軸、４０左右後輪、４１油圧ブレーキ、４２デファレンシャルギヤ、４４後輪用駆動軸、５２，５４インバータ、５９モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、６０バッテリ、６１バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６２電圧センサ、６４電流センサ、６６温度センサ、７０電気自動車用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８０シフトポジションセンサ、８２アクセル開度センサ、８４ブレーキペダル踏み込み状態検出センサ、８６車速センサ、８８油圧ブレーキ用アクチュエータ、ＭＧｆ、前輪用モータ、ＭＧｒ後輪用モータ。

Claims

異なる二つの車軸の一方の車軸からの動力を用いて発電可能で車両の発進時とスリップ時と制動時にのみ制御される第１電動機と前記異なる二つの車軸の他方の車軸からの動力を用いて発電可能で車両の発進時やスリップ時，制動時に限られずに制御される第２電動機とを含む複数の電動機と、
前記異なる二つの車軸の各々に制動力を作用させる制動力作用手段と、
前記複数の電動機により回生された電力を用いて充電可能な二次電池と、
該二次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、
該検出された二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電可能最大電力を設定する充電可能最大電力設定手段と、
前記車軸に制動力の付与を指示する制動力指示手段と、
前記制動力指示手段により前記車軸に制動力の付与の指示がなされたとき、前記異なる二つの車軸に作用させる制動力を所定比をもって配分する制動力配分手段と、
前記制動力指示手段により制動力の付与の指示がなされたとき、前記充電可能最大電力設定手段により設定された充電可能最大電力の範囲内で前記制動力配分手段により前記一方の車軸に配分された制動力のうち前記第１電動機から出力可能な制動力としての制動トルクを前記第１電動機から出力すべき第１トルク指令として設定すると共に前記充電可能最大電力設定手段により設定された充電可能最大電力から前記第１電動機を前記第１トルク指令で制御したときに該第１電動機により発電されるパワーを減じたパワーの範囲内で前記制動力配分手段により前記他方の車軸に配分された制動力のうち前記第２電動機から出力可能な制動力としての制動トルクを前記第２電動機から出力すべき第２トルク指令として設定し、更に、前記一方の車軸に配分された制動力のうち前記第１トルク指令により前記第１電動機を制御したときの制動力では不足する制動力を第１ブレーキトルクとして設定すると共に前記他方の車軸に配分された制動力のうち前記第２トルク指令により前記第２電動機を制御したときの制動力では不足する制動力を第２ブレーキトルクとして設定し、前記第１トルク指令と前記第２トルク指令とにより前記第１電動機と前記第２電動機とを制御すると共に前記第１ブレーキトルクと前記第２ブレーキトルクとが前記制動力作用手段により前記一方の車軸と前記他方の車軸とに作用するよう前記制動力作用手段を制御する制動時制御手段と、
を備える電気自動車。
異なる二つの車軸の一方の車軸からの動力を用いて発電可能な第１電動機と前記異なる二つの車軸の他方の車軸からの動力を用いて発電可能で前記一方の車軸から前記第１電動機への動力の伝達効率より前記他方の車軸から伝達される動力の伝達効率が低い第２電動機とを含む複数の電動機と、
前記異なる二つの車軸の各々に制動力を作用させる制動力作用手段と、
前記複数の電動機により回生された電力を用いて充電可能な二次電池と、
該二次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、
該検出された二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電可能最大電力を設定する充電可能最大電力設定手段と、
前記車軸に制動力の付与を指示する制動力指示手段と、
前記制動力指示手段により前記車軸に制動力の付与の指示がなされたとき、前記異なる二つの車軸に作用させる制動力を所定比をもって配分する制動力配分手段と、
前記制動力指示手段により制動力の付与の指示がなされたとき、前記充電可能最大電力設定手段により設定された充電可能最大電力の範囲内で前記制動力配分手段により前記一方の車軸に配分された制動力のうち前記第１電動機から出力可能な制動力としての制動トルクを前記第１電動機から出力すべき第１トルク指令として設定すると共に前記充電可能最大電力設定手段により設定された充電可能最大電力から前記第１電動機を前記第１トルク指令で制御したときに該第１電動機により発電されるパワーを減じたパワーの範囲内で前記制動力配分手段により前記他方の車軸に配分された制動力のうち前記第２電動機から出力可能な制動力としての制動トルクを前記第２電動機から出力すべき第２トルク指令として設定し、更に、前記一方の車軸に配分された制動力のうち前記第１トルク指令により前記第１電動機を制御したときの制動力では不足する制動力を第１ブレーキトルクとして設定すると共に前記他方の車軸に配分された制動力のうち前記第２トルク指令により前記第２電動機を制御したときの制動力では不足する制動力を第２ブレーキトルクとして設定し、前記第１トルク指令と前記第２トルク指令とにより前記第１電動機と前記第２電動機とを制御すると共に前記第１ブレーキトルクと前記第２ブレーキトルクとが前記制動力作用手段により前記一方の車軸と前記他方の車軸とに作用するよう前記制動力作用手段を制御する制動時制御手段と、
を備える電気自動車。