JP4776981B2 - 電気自動車の駆動制御装置 - Google Patents
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Description
(1)駆動用モータの速度検出器が故障した場合、他の駆動用モータの速度検出器或いは車輪の回転速度を検出する速度検出器の信号を用いて、速度検出器が故障した駆動用モータを制御する技術が示されている(下記特許文献1参照)。
〔1〕電気自動車の駆動制御装置において、駆動用モータを含むドライブユニットを備え、少なくとも左右一対の車輪のそれぞれを、このドライブユニットにより独立に駆動する電気自動車において、前記ドライブユニットのモーターは、車輪と共に回転するケーシングの内側に固定された永久磁石と、アクスルに固定された固定子と、この固定子に作用するトルクを検出するトルクセンサを備え、
前記ドライブユニットの動力伝達系に機械的故障を生じ、前記ドライブユニットのいずれか一方のトルクセンサの出力が、前記ドライブユニットに対するトルク指令と異なった場合、故障を生じた車輪と左右反対側の駆動用モータの駆動力を低下させて、車両の走行安定性を確保することを特徴とする。
前記ドライブユニットの動力伝達系に機械的故障を生じ、前記ドライブユニットのいずれか一方のトルクセンサの出力が、前記ドライブユニットに対するトルク指令と異なった場合、故障を生じた車輪と左右反対側の駆動用モータの駆動力を低下させて、車両の走行安定性を確保する。
図1において、1は車輪であり、右前々輪1a、左前々輪1b、右前後輪1c、左前後輪1d、右後前輪1e、左後前輪1f、右後々輪1g、左後々輪1hを有している。2は駆動用インホイールモータであり、例えば永久磁石を用いた同期型の三相交流モータであり、右前々輪用モータ2a、左前々輪用モータ2b、右前後輪用モータ2c、左前後輪用モータ2d、右後前輪用モータ2e、左後前輪用モータ2f、右後々輪用モータ2g、左後々輪用モータ2hを有している。3はバッテリ35の直流電流を三相交流電流に変換して、各駆動用インホイールモータ2に供給するインバータであり、右前々輪用モータ用インバータ3a、左前々輪用モータ用インバータ3b、右前後輪用モータ用インバータ3c、左前後輪用モータ用インバータ3d、右後前輪用モータ用インバータ3e、左後前輪用モータ用インバータ3f、右後々輪用モータ用インバータ3g、左後々輪用モータ用インバータ3hからなる。4は車両全体を制御する車両制御装置であり、アクセルペダル6に設けられたアクセルセンサ61、ブレーキペダル7に設けられたブレーキセンサ71、及び操舵角センサ81からの信号を受け、走行状態に応じて、各車輪1の駆動用インホイールモータ2の必要駆動トルク或いは回生ブレーキトルクを決定すると共に、各車軸に設けられた車輪駆動制御装置5にトルク指令等を伝達する。
また、8(8a,8c,8e,8g)は車両制御装置4と各車輪駆動制御装置5とを結ぶ電気配線であり、9(9a〜9h)はインバータ3からインホイールモータ2への動力線である。
ドライブユニット11は、駆動用モータ13、例えば遊星歯車機構よりなる減速機16、ハブ17、及びディスクロータ21、ディスクキャリパ22より構成されており、サスペンション機構のアッパーアーム14及びローアーアーム15により車体に連結されている。
タイヤホイール19にはタイヤ20が装着されており、ハブボルト18によりハブ17に固定されている。
まず、ステップS1でアクセルが踏まれているか否かを判断し、アクセルが踏まれている(オンになっている)とステップS2、S3へ進み各モータへのトルク指令、各モータに供給される電流値を読み込み、次にステップS4において、各モータへ供給される電流値がトルク指令に一致しているかを判断する。
ステップS4で、各モータへ供給される電流値がトルク指令に一致している場合には、ステップS7で各車輪の車輪速度を読み込み、ステップS8で各車輪の車輪速度から車両速度を演算する。車両速度の演算方法としては、加速時には最も低い車輪速度を選択し、ブレーキ時には逆に最も高い車輪速度を選択するのが一般的である。また、非駆動輪がある場合には、非駆動輪の車輪速度を車両速度とみなすこともできる。
次に、ステップS10に進み、先ず、車輪速度が車両速度に等しいか否かを判断し、もし、車輪速度が車両速度と異なっている場合には、操舵によってその差が生じているか否かを調べるため、ステップS11において操舵中か否かを判断する。もし、操舵中で無い場合には、その車輪に異常を生じたと判断し、ステップS13で異常を生じた車輪の位置(或いは駆動用モータの位置)を特定した後、ステップS6で同軸上左右反対側の車輪の駆動用モータのトルクをゼロにする。
なお、ステップS10において車輪速度が車両速度に等しい場合、或いはステップS13において車輪の速度差が操舵に基づく速度差相当である場合には、ステップS14でリターンする。
なお、ドライブユニットの異常としては、駆動用モータのトルク低下の他に、モータの回転速度を減速する減速機の歯車の歯の破損、或いは軸受けの故障等が考えられる。
図5において、110はドライブユニットであり、このドライブユニット110はモータ113、ハブ118、ディスクロータ122、ディスクキャリパ123より構成される。
119はハブベアリングである。125はモータトルクセンサであり、モータ113の固定子116に作用するトルクを検出することにより、モータ113の出力トルクを検出するようにしている。126はセンサケーブルである。また、120はタイヤホイール、121はタイヤである。
なお、参考例との対応を明確にするため、対応する部分の符号番号は、図2の符号に100を加えたものとしている。すなわち、図6において、103はインバータであり、右前々輪用インバータ103a、左前々輪用インバータ103b、右前後輪用インバータ103c、左前後輪用インバータ103d、右後前輪用インバータ103e、左後前輪用インバータ103f、右後々輪用インバータ103g、左後々輪用インバータ103hからなる。104は車両制御装置、102は駆動用インホイールモータであり、例えば永久磁石を用いた同期型の三相交流モータであり、右前々輪用モータ102a、左前々輪用モータ102b、右前後輪用モータ102c、左前後輪用モータ102d、右後前輪用モータ102e、左後前輪用モータ102f、右後々輪用モータ102g、左後々輪用モータ102hからなる。135は電源用バッテリ、161はアクセルセンサ、171はブレーキセンサ、181は操舵角センサである。105は車輪駆動制御装置であり、前々軸車輪駆動制御装置105a、前後軸車輪駆動制御装置105c、後前軸車輪駆動制御装置105e、後々軸車輪駆動制御装置105gからなる。125はモータトルクセンサであり、右前々輪用モータトルクセンサ125a、左前々輪用モータトルクセンサ125b、右前後輪用モータトルクセンサ125c、左前後輪用モータトルクセンサ125d、右後前輪用モータトルクセンサ125e、左後前輪用モータトルクセンサ125f、右後々輪用モータトルクセンサ125g、左後々輪用モータトルクセンサ125hからなる。
まず、ステップS101で各駆動モータへのトルク指令を読み込み、ステップS102で各モータの実際の出力トルクを読み込む。
次いで、ステップS103で各モータのトルク指令値と出力トルクを比較し、各モータの出力トルクがトルク指令値と異なる場合には、駆動モータに異常が生じたと判断し、ステップS104でその異常が発生した駆動用モータの位置を特定し、ステップS105においてトルク異常を生じた駆動用モータと同軸左右反対側の駆動モータのトルクをゼロにする。なお、ステップS103において各モータの出力トルクがトルク指令値と一致している場合には、ステップS106でリターンされる。
なお、上記実施例では、タンデムホイールを備えた8輪駆動の電気自動車について説明したが、4輪駆動の8輪電気自動車、4輪駆動の4輪電気自動車或いは4輪電気自動車に適用できることは言うまでもない。
1a,113a 右前々輪
1b,113b 左前々輪
1c,113c 右前後輪
1d,113d 左前後輪
1e,113e 右後前輪
1f,113f 左後前輪
1g,113g 右後々輪
1h,113h 左後々輪
2,13,113 駆動用インホイールモータ
2a,102a 右前々輪用モータ
2b,102b 左前々輪用モータ
2c,102c 右前後輪用モータ
2d,102d 左前後輪用モータ
2e,102e 右後前輪用モータ
2f,102f 左後前輪用モータ
2g,102g 右後々輪用モータ
2h,102h 左後々輪用モータ
3,103 インバータ
3a,103a 右前々輪用モータ用インバータ
3b,103b 左前々輪用モータ用インバータ
3c,103c 右前後輪用モータ用インバータ
3d,103d 左前後輪用モータ用インバータ
3e,103e 右後前輪用モータ用インバータ
3f,103f 左後前輪用モータ用インバータ
3g,103g 右後々輪用モータ用インバータ
3h,103h 左後々輪用モータ用インバータ
4,104 車両制御装置
5,105 車輪駆動制御装置
5a,105a 前々軸用車輪駆動制御装置
5c,105c 前後軸用車輪駆動制御装置
5e,105e 後前軸用車輪駆動制御装置
5g,105g 後々軸用車輪駆動制御装置
6 アクセルペダル
7 ブレーキペダル
8(8a,8c,8e,8g) 電気配線
9(9a〜9h),109 動力線
10 モータ電流センサ
10a 右前々輪用モータ電流センサ
10b 左前々輪用モータ電流センサ
10c 右前後輪用モータ電流センサ
10d 左前後輪用モータ電流センサ
10e 右後前輪用モータ電流センサ
10f 左後前輪用モータ電流センサ
10g 右後々輪用モータ電流センサ
10h 左後々輪用モータ電流センサ
11,110 ドライブユニット
12 車輪速度センサ(レゾルバ)
12a 右前々輪用車輪速度センサ
12b 左前々輪用車輪速度センサ
12c 右前後輪用車輪速度センサ
12d 左前後輪用車輪速度センサ
12e 右後前輪用車輪速度センサ
12f 左後前輪用車輪速度センサ
12g 右後々輪用車輪速度センサ
12h 左後々輪用車輪速度センサ
14 サスペンション機構のアッパーアーム
15 サスペンション機構のローアーアーム
16 減速機
17,118 ハブ
18 ハブボルト
19,120 タイヤホイール
20,121 タイヤ
21,122 ディスクロータ
22,123 ディスクキャリパ
35,135 電源用バッテリ
61,161 アクセルセンサ
71,171 ブレーキセンサ
81,181 操舵角センサ
112 アクスル
114 ケーシング
115 永久磁石
116 固定子
117 コイル
119 ハブベアリング
125 モータトルクセンサ
125a 右前々輪用モータトルクセンサ
125b 左前々輪用モータトルクセンサ
125c 右前後輪用モータトルクセンサ
125d 左前後輪用モータトルクセンサ
125e 右後前輪用モータトルクセンサ
125f 左後前輪用モータトルクセンサ
125g 右後々輪用モータトルクセンサ
125h 左後々輪用モータトルクセンサ
126 センサケーブル
Claims (1)
- 駆動用モータを含むドライブユニットを備え、少なくとも左右一対の車輪のそれぞれを、該ドライブユニットにより独立に駆動する電気自動車において、
前記ドライブユニットのモーターは、車輪と共に回転するケーシングの内側に固定された永久磁石と、アクスルに固定された固定子と、該固定子に作用するトルクを検出するトルクセンサを備え、
前記ドライブユニットの動力伝達系に機械的故障を生じ、前記ドライブユニットのいずれか一方のトルクセンサの出力が、前記ドライブユニットに対するトルク指令と異なった場合、故障を生じた車輪と左右反対側の駆動用モータの駆動力を低下させて、車両の走行安定性を確保することを特徴とする電気自動車の駆動制御装置。
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