JP6812934B2

JP6812934B2 - 自動車

Info

Publication number: JP6812934B2
Application number: JP2017178829A
Authority: JP
Inventors: 暁彦井手
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: JP2019054686A

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータと蓄電装置とを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、駆動輪に変速機を介して接続されたモータと、モータに電力ラインを介して接続されたバッテリと、電力ラインに取り付けられたコンデンサと、を備える自動車において、コンデンサの電圧変動値が所定値以上のときに、モータの回転数が減少するように変速機の変速比を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、こうした制御により、モータの回転に伴う誘起電圧がコンデンサの耐圧を超えるのを抑制している。

国際公開第２０１５／０７２２９６号

駆動輪とモータとの間に変速機が設けられていないと共に耐圧の十分に大きいコンデンサを備える自動車において、モータの回転に伴う誘起電圧（逆起電圧）が大きくなったときに、モータとバッテリとの接続を解除できない或いは解除のタイミングが遅いと、バッテリにその耐圧を超える電圧が作用する可能性がある。

本発明の自動車は、モータに電力ラインを介して接続された蓄電装置にその耐圧を超える電圧が作用するのを抑制することを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
駆動輪に接続されたモータと、
前記モータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
前記電力ラインに設けられたリレーと、
前記モータおよび前記リレーを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、
前記モータの回転に伴って生じる逆起電圧が前記蓄電装置の耐圧を超える可能性があると判断したときには、
前記逆起電圧が前記蓄電装置の耐圧よりも低い所定電圧に至る到達予定時刻を予測し、
前記到達予定時刻が、前記モータのトルクを値０に移行させるトルク移行処理に要する時間と前記リレーをオフとするリレーオフ処理に要する時間との和だけ現在時刻よりも後の時刻と同一時刻またはそれよりも早い時刻となったときに、前記トルク移行処理、前記リレーオフ処理の順に実行する、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、モータの回転に伴って生じる逆起電圧が蓄電装置の耐圧を超える可能性があると判断したときには、逆起電圧が蓄電装置の耐圧よりも低い所定電圧に至る到達予定時刻を予測し、到達予定時刻が、モータのトルクを値０に移行させるトルク移行処理に要する時間とリレーをオフとするリレーオフ処理に要する時間との和だけ現在時刻よりも後の時刻と同一時刻またはそれよりも早い時刻となったときに、トルク移行処理、リレーオフ処理の順に実行する。これにより、リレーオフ処理が完了する前に（モータと蓄電装置との接続の解除が完了する前に）モータの逆起電圧が蓄電装置の耐圧を超える、即ち、蓄電装置にその耐圧を超える電圧が作用するのを抑制することができる。この結果、蓄電装置をより保護することができる。

本発明の自動車において、前記制御装置は、前記逆起電圧が前記所定電圧に等しくなるときの所定車速から現在車速を減じた値を加速度で除して得られる時間だけ現在時刻よりも後の時刻を前記到達予定時刻として予測するものとしてもよい。このようにして到達予定時刻を予測することができる。

本発明の自動車において、前記モータは、駆動輪としての左輪および右輪をそれぞれ駆動する第１モータおよび第２モータを有し、前記制御装置は、前記第１モータの第１逆起電圧および前記第２モータの第２逆起電圧のうちの少なくとも一方が前記蓄電装置の耐圧を超える可能性があると判断したときには、前記第１逆起電圧および前記第２逆起電圧のうちの大きい側が前記所定電圧に至る前記到達予定時刻を予測し、前記到達予定時刻が、前記トルク移行処理に要する時間と前記リレーオフ処理に要する時間との和だけ現在時刻よりも後の時刻と同一時刻またはそれよりも早い時刻となったときに、前記第１モータおよび前記第２モータについての前記トルク移行処理、前記リレーオフ処理の順に実行するものとしてもよい。こうすれば、リレーオフ処理が完了する前に第１モータや第２モータの逆起電圧が蓄電装置の耐圧を超える、即ち、蓄電装置にその耐圧を超える電圧が作用するのを抑制することができる。しかも、左輪のトルクと右輪のトルクとに差が生じるのを抑制することができ、車両が不安定になるのを抑制することができる。

この場合、前記蓄電装置は、第１蓄電装置と第２蓄電装置とを有し、前記電力ラインは、前記第１モータと前記第１蓄電装置とを接続する第１電力ラインと、前記第２モータと前記第２蓄電装置とを接続する第２電力ラインとを有し、前記リレーは、前記第１電力ラインに設けられた第１リレーと、前記第２電力ラインに設けられた第２リレーとを有するものとしてもよい。

本発明の第１実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。車速Ｖと上限トルクＴｍａｘとの関係の一例を示す説明図である。電子制御ユニット５０により実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。車速Ｖ、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅ、モータ３２のトルクＴｍ、システムメインリレー４０の状態の時間変化の様子の一例を示す説明図である。第２実施例としての電気自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユニット１５０により実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。第１実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、システムメインリレー４０と、電子制御ユニット５０と、を備える。

モータ３２は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動輪２２ａ，２２ｂに車軸ＤＳおよびデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共に電力ライン３８を介してバッテリ３６に接続されている。モータ３２は、電子制御ユニット５０によって、インバータ３４の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。また、モータ３２は、回転子の回転に伴って逆起電圧Ｅｃｅを生じ、この逆起電圧Ｅｃｅは、モータ３２の回転数Ｎｍ（車速Ｖ）が大きいほど大きくなる。

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン３８を介してインバータ３４に接続されている。この電力ライン３８には、コンデンサ３９が取り付けられている。コンデンサ３９としては、車速Ｖが許容上限車速Ｖｍａｘのときのモータ３２の逆起電圧Ｅｃｅよりもある程度高い耐圧を有するものが用いられる。

システムメインリレー４０は、電力ライン３８におけるインバータ３４やコンデンサ３９よりもバッテリ３６側に設けられ、電子制御ユニット５０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ３６とインバータ３４やコンデンサ３９との接続や接続の解除を行なう。

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３３からの回転位置θｍや、モータ３２の各相の相電流を検出する図示しない電流センサからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。バッテリ３６の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのバッテリ３６の電圧Ｅｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからのバッテリ３６の電流Ｉｂ、コンデンサ３９の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのコンデンサ３９（電力ライン３８）の電圧ＥＨも挙げることができる。イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル６５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６６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ６８からの車速Ｖも挙げることができる。電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、システムメインリレー４０へのオンオフ制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３３からのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。

こうして構成された第１実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、要求トルクＴｄ＊をモータ３２の上限トルクＴｍａｘで制限（上限ガード）してモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

図２は、車速Ｖと上限トルクＴｍａｘとの関係の一例を示す説明図である。図示するように、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下の領域では、モータ３２の定格トルクＴｍｒａｔをモータ３２の上限トルクＴｍａｘに設定するものとした。車速Ｖが所定車速Ｖ１よりも高く且つ所定車速Ｖ３以下の領域では、車速Ｖの増加に従って徐々に小さくなり、車速Ｖが所定車速Ｖ２のときに値０になると共に車速Ｖが所定車速Ｖ３のときに負の所定トルクＴｇとなるように、モータ３２の上限トルクＴｍａｘを設定するものとした。さらに、車速Ｖが所定車速Ｖ３よりも高い領域では、負の所定トルクＴｇをモータ３２の上限トルクＴｍａｘに設定するものとした。ここで、所定車速Ｖ２としては、例えば、所定車速Ｖ１よりも数ｋｍ／ｈ〜１０数ｋｍ／ｈ程度高い値が用いられ、所定車速Ｖ３としては、例えば、所定車速Ｖ２よりも数ｋｍ／ｈ〜１０数ｋｍ／ｈ程度高い値が用いられる。また、図２には、上述の許容上限車速Ｖｍａｘや、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄに等しくなるときの車速Ｖ（以下、「所定車速Ｖｂｄ」という）、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄよりも低い所定電圧Ｅｘに等しくなるときの車速Ｖ（以下、「所定車速Ｖｘ」という）についても図示した。所定電圧Ｅｘとしては、例えば、バッテリ３６の耐圧Ｅｂｄよりも数Ｖ〜１０数Ｖ程度低い値が用いられる。所定車速Ｖｘとしては、例えば、所定車速Ｖ３よりも１０ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈ程度高い値が用いられ、所定車速Ｖｂｄとしては、例えば、所定車速Ｖｘよりも数ｋｍ／ｈ〜１０数ｋｍ／ｈ程度高い値が用いられ、許容上限車速Ｖｍａｘとしては、例えば、所定車速Ｖｂｄよりも１０ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈ程度高い値が用いられる。

次に、こうして構成された第１実施例の電気自動車２０の動作、特に、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える（車速Ｖが所定車速Ｖｂｄを超える）可能性があるときの動作について説明する。なお、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える可能性があるときとしては、例えば、比較的長距離の降坂路で運転者がアクセルペダル６３を比較的大きく踏み込んでいるときを考えることができる。図３は、電子制御ユニット５０により実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。このルーチンは、システムメインリレー４０がオンのときに繰り返し実行される。

図３の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、車速センサ６８からの車速Ｖや図示しない時計からの現在時刻ｔｎを入力し（ステップＳ１００）、入力した車速Ｖを所定車速Ｖ３と比較する（ステップＳ１１０）。第１実施例では、所定車速Ｖ３を、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える（車速Ｖが所定車速Ｖｂｄを超える）可能性があるか否かを判断するための閾値として用いるものとした。車速Ｖが所定車速Ｖ３未満のときには、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える可能性は十分に低いと判断し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で車速Ｖが所定車速Ｖ３以上のときには、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える可能性があると判断し、今回に入力した車速Ｖ（現在車速）から前回に入力した車速Ｖ（前回車速）を減じた値を本ルーチンの実行間隔Δｔで除して加速度αを計算する（ステップＳ１２０）。続いて、現在時刻ｔｎと車速Ｖ（現在車速）と所定車速Ｖｘと加速度αとを用いて、式（１）により、車速Ｖが所定車速Ｖｘに至る、即ち、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅが所定電圧Ｅｘに至る到達予定時刻ｔｘを予測する（ステップＳ１３０）。なお、電気自動車２０では、駆動輪２２ａ，２２ｂとモータ３２とが接続されており、車速Ｖとモータ３２の回転数Ｎｍとに相関関係がある。このため、車速Ｖや所定車速Ｖｘに代えて、モータ３２の回転数Ｎｍや所定車速Ｖｘに対応する所定回転数Ｎｘを用いるものとしてもよい。また、加速度αは、車速Ｖを用いて演算するのに代えて、加速度センサを取り付けてこの加速度センサにより検出された値を用いるものとしてもよい。

tx=tn+(Vx-V)/α (1)

そして、現在時刻ｔｎと、モータ３２のトルクを負の所定トルクＴｇから値０に所定レートで移行させるトルク移行処理に要する時間Ｔｓ（例えば、数十ｍｓｅｃ〜数百ｍｓｅｃなど）と、システムメインリレー４０をオフとするリレーオフ処理に要する時間Ｔｒ（例えば、数十ｍｓｅｃなど）とを用いて、式（２）により、バッテリ３６とインバータ３４やコンデンサ３９との接続の解除を完了する接続解除完了予定時刻ｔｓｄを予測する（ステップＳ１４０）。

tsd=tn+Ts+Tr (2)

こうして到達予定時刻ｔｘおよび接続解除完了予定時刻ｔｓｄを計算すると、到達予定時刻ｔｘと接続解除完了予定時刻ｔｓｄとを比較する（ステップＳ１５０）。そして、到達予定時刻ｔｘが接続解除完了予定時刻ｔｓｄよりも遅い時刻のときには、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１５０で到達予定時刻ｔｘが接続解除完了予定時刻ｔｓｄと同一時刻またはそれよりも早い時刻のときには、トルク移行処理を実行し（ステップＳ１６０）、トルク移行処理が完了すると、リレーオフ処理を実行して（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅが所定電圧Ｅｘに至る時刻またはそれよりも若干遅い時刻にリレーオフ処理が完了するから、リレーオフ処理が完了する前に（インバータ３４やコンデンサ３９とバッテリ３６との接続の解除が完了する前に）モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える、即ち、バッテリ３６にその耐圧を超える電圧が作用するのを抑制することができる。この結果、バッテリ３６をより保護することができる。なお、トルク移行処理が完了した後にリレーオフ処理を実行することにより、モータ３２のトルクが値０のとき、即ち、モータ３２の回生電力が値０で電力ライン３８の電流が値０のときにシステムメインリレー４０をオフすることができ、システムメインリレー４０の溶着を抑制することができる。

図４は、車速Ｖ、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅ、モータ３２のトルクＴｍ、システムメインリレー４０の状態の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、時刻ｔ１に車速Ｖが所定車速Ｖ３以上に至ると、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える（車速Ｖが所定車速Ｖｂｄを超える）可能性があると判断する。続いて、時刻ｔ２に到達予定時刻ｔｘが接続解除完了予定時刻ｔｓｄ（＝ｔｎ＋Ｔｓ＋Ｔｒ）と同一時刻になると、トルク移行処理、リレーオフ処理を順に実行し、時刻ｔ３にリレーオフ処理を完了する。こうした制御により、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄに至る（車速Ｖが所定車速Ｖｂｄに至る）時刻ｔ４よりも前に、リレーオフ処理を完了することができる。

以上説明した第１実施例の電気自動車２０では、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える（車速Ｖが所定車速Ｖｂｄを超える）可能性があると判断したときには、モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄよりも低い所定電圧Ｅｘに至る到達予定時刻ｔｘを予測し、到達予定時刻ｔｘが、トルク移行処理に要する時間Ｔｓとリレーオフ処理に要する時間Ｔｒとの和だけ現在時刻ｔｎよりも後の接続解除完了予定時刻ｔｓｄと同一時刻またはそれよりも早い時刻となったときに、トルク移行処理、リレーオフ処理の順に実行する。こうした制御により、リレーオフ処理が完了する前に（インバータ３４やコンデンサ３９とバッテリ３６との接続の解除が完了する前に）モータ３２の逆起電圧Ｅｃｅがバッテリ３６の耐圧Ｅｂｄを超える、即ち、バッテリ３６にその耐圧を超える電圧が作用するのを抑制することができる。この結果、バッテリ３６をより保護することができる。

第１実施例の電気自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ３６を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。

第１実施例では、走行用のモータ３２を備える電気自動車２０の構成としたが、モータ３２に加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車の構成としてもよい。

図５は、第２実施例としての電気自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の電気自動車１２０は、図示するように、車両の左右方向に互いに対向配置される左前輪１２２ａおよび右前輪１２２ｂと１つの操舵輪としての後輪１２２ｃとを備える三輪自動車として構成されており、モータ１３２ａ，１３２ｂと、インバータ１３４ａ，１３４ｂと、２つの蓄電装置としてのバッテリ１３６ａ，１３６ｂと、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂと、操舵装置１４２と、電子制御ユニット１５０と、を備える。

モータ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ、左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂ内に配置されると共に永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機（いわゆるインホイールモータ）として構成されており、左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂを駆動する。インバータ１３４ａ，１３４ｂは、それぞれ、モータ１３２ａ，１３２ｂの駆動に用いられると共に電力ライン１３８ａ，１３８ｂを介してバッテリ１３６ａ，１３６ｂに接続されている。モータ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ、電子制御ユニット１５０によって、インバータ１３４ａ，１３４ｂの図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。また、モータ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ回転子の回転に伴って逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂを生じ、この逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂは、それぞれモータ１３２ａ，１３２ｂの回転数Ｎｍａ，Ｎｍｂ（左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂの車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂ）が大きいほど大きくなる。

バッテリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン１３８ａ，１３８ｂを介してインバータ１３４ａ，１３４ｂに接続されている。電力ライン１３８ａ，１３８ｂには、それぞれ、コンデンサ１３９ａ，１３９ｂが取り付けられている。コンデンサ１３９ａ，１３９ｂとしては、それぞれ、左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂの車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂが許容上限車輪速Ｎｍａｘａ，Ｎｍａｘｂのときのモータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂよりもある程度高い耐圧を有するものが用いられる。

操舵装置１４２は、ステアリング１４４と後輪１２２ｃとがステアリングシャフトを介して機械的に接続されて構成されており、運転者によるステアリング１４４の操作に基づいて後輪１２２ｃを操舵する（後輪１２２ｃの切れ角を調節する）。なお、操舵装置１４２は、ステアリング１４４と後輪１２２ｃとが機械的に接続されていないいわゆるステアリングバイワイヤとして構成されるものとしてもよい。

電子制御ユニット１５０は、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートを備える。電子制御ユニット１５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット１５０に入力される信号としては、例えば、モータ１３２ａ，１３２ｂの回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）１３３ａ，１３３ｂからの回転位置θｍａ，θｍｂや、モータ１３２ａ，１３２ｂの各相の相電流を検出する図示しない電流センサからの相電流Ｉｕａ，Ｉｖａ，Ｉｕｂ，Ｉｖｂを挙げることができる。また、バッテリ１３６ａ，１３６ｂの端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのバッテリ１３６ａ，１３６ｂの電圧Ｅｂａ，Ｅｂｂや、バッテリ１３６ａ，１３６ｂの出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからのバッテリ１３６ａ，１３６ｂの電流Ｉｂａ，Ｉｂｂ、コンデンサ１３９ａ，１３９ｂの端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのコンデンサ１３９ａ，１３９ｂ（電力ライン１３８ａ，１３８ｂ）の電圧ＥＨａ，ＥＨｂも挙げることができる。操舵装置１４２に取り付けられてステアリング１４４の操舵角を検出する図示しない操舵角センサからの操舵角θｓｔや、左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂに取り付けられた車輪速センサ１２３ａ，１２３ｂからの左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂの車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂも挙げることができる。さらに、第１実施例の電気自動車２０と同様に、イグニッションスイッチ６０やシフトポジションセンサ６２、アクセルペダルポジションセンサ６４、ブレーキペダルポジションセンサ６６、車速センサ６８からの各信号も挙げることができる。電子制御ユニット１５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット１５０から出力される信号としては、例えば、インバータ１３４ａ，１３４ｂの複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂへのオンオフ制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット１５０は、回転位置検出センサ１３３ａ，１３３ｂからのモータ１３２ａ，１３２ｂの回転子の回転位置θｍａ，θｍｂに基づいてモータ１３２ａ，１３２ｂの電気角θｅａ，θｅｂや回転数Ｎｍａ，Ｎｍｂを演算している。

こうして構成された第２実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット１５０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求される要求トルクＴｄ２＊を設定し、操舵角θｓｔに基づいてモータ１３２ａ，１３２ｂのトルク配分比Ｄａ，Ｄｂ（Ｄａ＋Ｄｂ＝１）を設定する。続いて、要求トルクＴｄ２＊にモータ１３２ａ，１３２ｂのトルク配分比Ｄａ，Ｄｂを乗じてモータ１３２ａ，１３２ｂの仮トルク指令Ｔｍａｔｍｐ，Ｔｍｂｔｍｐを設定し、仮トルク指令Ｔｍａｔｍｐ，Ｔｍｂｔｍｐをモータ１３２ａ，１３２ｂの上限トルクＴｍａｘａ，Ｔｍａｘｂで制限（上限ガード）してモータ１３２ａ，１３２ｂのトルク指令Ｔｍａ＊，Ｔｍｂ＊を設定し、モータ１３２ａ，１３２ｂがトルク指令Ｔｍａ＊，Ｔｍｂ＊で駆動されるようにインバータ１３４ａ，１３４ｂの複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ここで、モータ１３２ａ，１３２ｂの上限トルクＴｍａｘａ，Ｔｍａｘｂは、図２の横軸の「車速Ｖ」を「左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂの車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂ」に置き換えたものとして考えることができる。第２実施例では、図２の所定車速Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖｘ，Ｖｂｄおよび許容上限車速Ｖｍａｘをそれぞれ対応する所定車輪速Ｎｗ１，Ｎｗ２，Ｎｗ３，Ｎｗｘ，Ｎｗｂｄおよび許容上限車輪速Ｎｗｍａｘに置き換えて説明する。

図６は、電子制御ユニット１５０により実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。このルーチンは、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂが共にオンのときに繰り返し実行される。

図６の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット１５０は、車輪速センサ１２３ａ，１２３ｂからの左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂの車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂのうち大きい側を大側車輪速Ｎｗとして入力すると共に図示しない時計からの現在時刻ｔｎを入力し（ステップＳ２００）、入力した大側車輪速Ｎｗを所定車輪速Ｎｗ３と比較する（ステップＳ２１０）。第２実施例では、所定車輪速Ｎｗ３を、モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂのうちの少なくとも一方がバッテリ１３６ａ，１３６ｂの耐圧Ｅｂｄａ，Ｅｂｄｂを超える（車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂのうちの少なくとも一方が所定車輪速Ｎｗｂｄを超える）可能性があるか否かを判断するための閾値として用いるものとした。大側車輪速Ｎｗが所定車輪速Ｎｗ３未満のときには、モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂのうちの少なくとも一方がバッテリ１３６ａ，１３６ｂの耐圧Ｅｂｄａ，Ｅｂｄｂを超える可能性は十分に低いと判断し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０で大側車輪速Ｎｗが所定車輪速Ｎｗ３以上のときには、モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂのうちの少なくとも一方がバッテリ１３６ａ，１３６ｂの耐圧Ｅｂｄａ，Ｅｂｄｂを超える可能性があると判断し、今回に入力した大側車輪速Ｎｗ（現在大側車輪速）から前回に入力した大側車輪速Ｎｗ（前回大側車輪速）を減じた値を本ルーチンの実行間隔Δｔ２で除して大側車輪速加速度αｗを計算する（ステップＳ２２０）。続いて、現在時刻ｔｎと大側車輪速Ｎｗ（現在大側車輪速）と所定車輪速Ｎｗｘと大側車輪速加速度αｗとを用いて、式（３）により、大側車輪速Ｎｗが所定車輪速Ｎｗｘに至る、即ち、モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂのうちの大きい側が所定電圧Ｅｘに至る到達予定時刻ｔｘ２を予測する（ステップＳ２３０）。なお、電気自動車１２０では、モータ１３２ａ，１３２ｂがそれぞれ左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂ内に配置されており、左前輪１２２ａ，右前輪１２２ｂの車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂとモータ１３２ａ，１３２ｂの回転数Ｎｍａ，Ｎｍｂとに相関関係がある。このため、大側車輪速Ｎｗや所定車輪速Ｎｗに代えて、モータ１３２ａ，１３２ｂの回転数Ｎｍａ，Ｎｍｂのうちの大きい側としての大側回転数や、所定車輪速Ｎｗに対応する所定回転数を用いるものとしてもよい。

tx2=tn+(Vwx-Vw)/αw (3)

そして、現在時刻ｔｎと、モータ１３２ａ，１３２ｂのトルクを並行して（同時に）負の所定トルクＴｇから値０に所定レートで移行させる第２トルク移行処理に要する時間Ｔｓ２（例えば、数十ｍｓｅｃ〜数百ｍｓｅｃなど）と、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂを並行して（同時に）オフとする第２リレーオフ処理に要する時間Ｔｒ２（例えば、数十ｍｓｅｃなど）とを用いて、式（４）により、バッテリ１３６ａ，１３６ｂとインバータ１３４ａ，１３４ｂやコンデンサ１３９ａ，１３９ｂとの接続の解除を完了する接続解除完了予定時刻ｔｓｄ２を予測する（ステップＳ２４０）。

tsd2=tn+Ts2+Tr2 (4)

こうして到達予定時刻ｔｘ２および接続解除完了予定時刻ｔｓｄ２を計算すると、到達予定時刻ｔｘ２と接続解除完了予定時刻ｔｓｄ２とを比較する（ステップＳ２５０）。そして、到達予定時刻ｔｘ２が接続解除完了予定時刻ｔｓｄ２よりも遅い時刻のときには、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２５０で到達予定時刻ｔｘ２が接続解除完了予定時刻ｔｓｄ２と同一時刻またはそれよりも早い時刻のときには、第２トルク移行処理を並行して実行し（ステップＳ２６０）、これが完了すると、第２リレーオフ処理を実行して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂのうちの大きい側が所定電圧Ｅｘに至る時刻またはそれよりも若干遅い時刻に第２リレーオフ処理が完了するから、第２リレーオフ処理が完了する前に（インバータ１３４ａ，１３４ｂやコンデンサ１３９ａ，１３９ｂとバッテリ１３６ａ，１３６ｂとの接続の解除が完了する前に）モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂがバッテリ１３６ａ，１３６ｂの耐圧Ｅｂｄａ，Ｅｂｄｂを超える、即ち、バッテリ１３６ａ，１３６ｂにその耐圧を超える電圧が作用するのを抑制することができる。この結果、バッテリ１３６ａ，１３６ｂをより保護することができる。しかも、第２トルク移行処理として、モータ１３２ａ，１３２ｂのトルクを並行して（同時に）負の所定トルクＴｇから値０に所定レートで移行させ、第２リレーオフ処理として、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂを並行して（同時に）オフとするから、左前輪１２２ａのトルクと右前輪１２２ｂのトルクとに差が生じるのを抑制することができ、車両が不安定になるのを抑制することができる。

以上説明した第２実施例の電気自動車１２０では、モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂのうちの少なくとも一方がバッテリ１３６ａ，１３６ｂの耐圧Ｅｂｄａ，Ｅｂｄｂを超える（車輪速Ｎｗａ，Ｎｗｂのうちの少なくとも一方が所定車輪速Ｎｗｂｄを超える）可能性があると判断したときには、モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂのうちの大きい側が所定電圧Ｅｘに至る到達予定時刻ｔｘ２を予測し、到達予定時刻ｔｘ２が、第２トルク移行処理に要する時間Ｔｓ２と第２リレーオフ処理に要する時間Ｔｒ２との和だけ現在時刻ｔｎよりも後の接続解除完了予定時刻ｔｓｄと同一時刻またはそれよりも早い時刻となったときに、第２トルク移行処理、第２リレーオフ処理を順に実行する。こうした制御により、第２リレーオフ処理が完了する前に（インバータ１３４ａ，１３４ｂやコンデンサ１３９ａ，１３９ｂとバッテリ１３６ａ，１３６ｂとの接続の解除が完了する前に）モータ１３２ａ，１３２ｂの逆起電圧Ｅｃｅａ，Ｅｃｅｂがバッテリ１３６ａ，１３６ｂの耐圧Ｅｂｄａ，Ｅｂｄｂを超える、即ち、バッテリ１３６ａ，１３６ｂにその耐圧を超える電圧が作用するのを抑制することができる。この結果、バッテリ１３６ａ，１３６ｂをより保護することができる。しかも、第２トルク移行処理として、モータ１３２ａ，１３２ｂのトルクを並行して（同時に）負の所定トルクＴｇから値０に所定レートで移行させ、第２リレーオフ処理として、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂを並行して（同時に）オフとするから、左前輪１２２ａのトルクと右前輪１２２ｂのトルクとに差が生じるのを抑制することができ、車両が不安定になるのを抑制することができる。

第２実施例の電気自動車１２０では、電子制御ユニット１５０は、図６の処理ルーチンを実行するものとしたが、左前輪１２２ａ側の電機駆動系（モータ１３２ａ、インバータ１３４ａ、バッテリ１３６ａ、電力ライン１３８ａ、コンデンサ１３９ａ、システムメインリレー１４０ａ）および右前輪１２２ｂ側の電機駆動系（モータ１３２ｂ、インバータ１３４ｂ、バッテリ１３６ｂ、電力ライン１３８ｂ、コンデンサ１３９ｂ、システムメインリレー１４０ｂ）のそれぞれについて、図６の処理ルーチンと同様のルーチンを実行するものとしてもよい。なお、この場合、モータ１３２ａについての第１実施例と同様のトルク移行処理の実行タイミングとモータ１３２ｂについてのトルク移行処理の実行タイミングとが若干ずれ、左前輪１２２ａのトルクと右前輪１２２ｂのトルクとに若干の差が生じることがある。

第２実施例の電気自動車１２０では、蓄電装置として、バッテリ１３６ａ，１３６ｂを用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。

第２実施例の電気自動車１２０では、モータ１３２ａ，１３２ｂと、インバータ１３４ａ，１３４ｂと、バッテリ１３６ａ，１３６ｂと、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂと、を備えるものとしたが、バッテリやシステムメインリレーを１つだけ備えるものとしてもよい。この場合、図１の電気自動車２０におけるモータ３２およびインバータ３４を図５の電気自動車１２０におけるモータ１３２ａ，１３２ｂおよびインバータ１３４ａ，１３４ｂに置き換えたものを考えればよい。

第２実施例の電気自動車１２０では、モータ１３２ａ，１３２ｂと、インバータ１３４ａ，１３４ｂと、バッテリ１３６ａ，１３６ｂと、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂと、を備えるものとしたが、これらに加えて、車体本体と左前輪１２２ａおよび右前輪１２２ｂとに取り付けられると共に車体本体に対して左前輪１２２ａおよび右前輪１２２ｂのうちの一方を持ち上げると共に他方を押し下げることにより車体本体を左右方向（幅方向）に傾斜させるリーン装置を更に備えるものとしてもよい。

第２実施例の電気自動車１２０では、左前輪１２２ａと右前輪１２２ｂと後輪１２２ｃとを備える三輪自動車の構成としたが、前輪と左後輪と右後輪とを備える三輪自動車の構成としてもよいし、左右の前輪と左右の後輪とを備える四輪自動車の構成としてもよい。４輪自動車の構成の場合、４輪のうち、左右の前輪にそれぞれインホイールモータを設けるものとしてもよいし、左右の後輪にそれぞれインホイールモータを設けるものとしてもよいし、４輪の全てにそれぞれインホイールモータを設けるものとしてもよい。

第２実施例では、走行用のモータ１３２ａ，１３２ｂを備える電気自動車１２０の構成としたが、モータ１３２ａ，１３２ｂに加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車の構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第１実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、システムメインリレー４０が「リレー」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御装置」に相当する。第２実施例では、モータ１３２ａ，１３２ｂが「モータ」に相当し、バッテリ１３６ａ，１３６ｂが「蓄電装置」に相当し、システムメインリレー１４０ａ，１４０ｂが「リレー」に相当し、電子制御ユニット１５０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するため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。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０電気自動車、２２ａ，２２ｂ駆動輪、２４デファレンシャルギヤ、２６駆動軸、３２，１３２ａ，１３２ｂモータ、３３，１３３ａ，１３３ｂ回転位置検出センサ、３４，１３４ａ，１３４ｂインバータ、３６，１３６ａ，１３６ｂバッテリ、３８，１３８ａ，１３８ｂ電力ライン、３９，１３９ａ，１３９ｂコンデンサ、４０，１４０ａ，１４０ｂシステムメインリレー、５０，１５０電子制御ユニット、６０イグニッションスイッチ、６１シフトレバー、６２シフトポジションセンサ、６３アクセルペダル、６４アクセルペダルポジションセンサ、６５ブレーキペダル、６６ブレーキペダルポジションセンサ、６８車速センサ、１２２ａ左前輪、１２２ｂ右前輪、１２２ｃ後輪、１２３ａ，１２３ｂ車輪速センサ、１４２操舵装置、１４４ステアリング、ＤＳ車軸。

Claims

駆動輪に接続されたモータと、
前記モータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
前記電力ラインに設けられたリレーと、
前記モータおよび前記リレーを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、
前記モータの回転に伴って生じる逆起電圧が前記蓄電装置の耐圧を超える可能性があると判断したときには、
前記逆起電圧が前記蓄電装置の耐圧よりも低い所定電圧に至る到達予定時刻を予測し、
前記到達予定時刻が、前記モータのトルクを値０に移行させるトルク移行処理に要する時間と前記リレーをオフとするリレーオフ処理に要する時間との和だけ現在時刻よりも後の時刻と同一時刻またはそれよりも早い時刻となったときに、前記トルク移行処理、前記リレーオフ処理の順に実行する、
自動車。