JPH02133007A

JPH02133007A - 電動車両

Info

Publication number: JPH02133007A
Application number: JP63283389A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Minesawa; 峯沢　幸弘; Mutsumi Kawamoto; 睦川本; Eiko Inagaki; 稲垣　英光; Yutaka Hotta; 豊堀田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1990-05-22
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JP2843340B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、駆動力源としてモータ（電動機）を搭載した
電動車両に係り、特にモータを各車輪にそれぞれ対応さ
せて設けた電動車両に関するものである。

［従来の技術］従来より、駆動力源としてモータを１台搭載した電動車
両が知られている。このような電動車両では、駆動力に
限界があり、また、効率が悪いと共に、駆動力を太き《
すればスリップ等が発生しやす，いという欠点があった
。

これに対し、第８図に示すように駆動力源として各車輪
に対応させてモータを設け、４輪独立駆動方式とした電
動車両が提案されている。第８図中、８１〜８４は車輪
、８５〜８８はモータを示している。このような電動車
両においては、前記のようにモータを１台のみ搭載した
電動車両と比較して、スリップ等は起こりにくくなり運
転性能は向上されている。しかしながらそれでも従来の
ものにおいては、それら複数のモータ６５〜６８を全て
同じ出力となるように常にバランスさせて制御している
ため、坂道や雪道あるいは局所的に路面抵抗の異なる道
路等においてはまだスリップを起こすことがあった。

また、各モータ８５〜８８を全て同じ出力となるように
常にバランスさせて制御していることによって、電動車
両全体としてみたときの総合的な効率が惑いという欠点
もあった。

この点について詳述すれば、まず、一般的にモータの効
率は第７図に示すように、回転速度と出力トルクとに応
じて変化してくる。そこで、第８図の場合のように４台
のモータで車両を駆動する場合の効率を考えてみると、
第７図のｒＡＪの回転速度で各モータが回転して車両が
走行しているとき、運転者がアクセルペダルを操作して
車両に対して「２Ｂ」のトルクを要求した場合には、従
来のものでは４台のモータがそれぞれｒＢ／２Ｊのトル
クを出力するように制御されることとなるため、効率は
ｒＸＪにしかならなかった。しかしながら、　「Ｂ」の
トルクが１台のモータでも十分まかないきれる範囲にあ
るならば、２台のモータは出力がそれぞれｒＢＪとなる
ように制御し、もう２台は出力がゼロとなるように制御
すれば、効率は「Ｙ（〉Ｘ）」となって効率を向上させ
ることができるものである。

特に、バッテリーを搭載して走行する電動車両では、一
般的にバッテリーの重量が大きいためにガソリンエンジ
ン車と比較して走行距離が短いという問題があり、従っ
て車両の効率を向上させることは、バッテリー重量の軽
減、走行距離の増加等の観点から電動車両の技術分野に
おいて非常に重要な課題となっているものである。

［発明が解決しようとする課題コ本発明は、上記の各課題を解決するものであって、選択
的に電動車両としての効率向上が求められるときには車
両速度と当該車両に要求されている駆動力値とに基づい
て効率が最適となるように各モータの駆動力指令値をそ
れぞれ別個に決定し、また、同じく選択的に適正な駆動
力が求められるときには各車輪にかかる荷重値と車両に
要求されている駆動力値とに基づいて各車輪の駆動力が
最適となるように各モータの駆動力指令値をそれぞれ別
個に決定する。そしてその指令値に応じて各モータを制
御するようにして、車両全体として必要な駆動力を確保
しつつ、総合的効率が晶く、走行性が良好で、かつ安定
性、安全性の高い電動車両を提供することを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段コ１−記の目的を達成するために、本発明の電動ｉ１．ｆ
両は、駆動力源として各車輸に対してそれぞれ別個にモ
ータを搭載した電動車両において、当１該電動車両の速
度を検出する速度検出手段、前記各車輪にかかる荷重を
検出する荷重検出手段、前記速度検出手段の検出値と前
記荷重検出手段の倹出値とのいすれか一方を選択すると
共に当該選択検出値と前記電動車両に要求される駆動力
値とに基づいて前記各モータ毎に駆動力指令値を決定す
る演算手段、および当該演算手段の駆動力指令値に基づ
いて各モータの駆動力（出力）を制御する制御手段とを
設けたことを特徴とするものである。

［作用および発明の効采］本発明の電動車両では、電動車両としての効率向上が求
められるときには、搭載モータの効率を決定付ける車両
ル・１１度即ぢモータ回転速度と当該市両に要求される
駆更一力値とに基づいて、効率が最適になるようにそれ
ぞれ別個に各モータを制御するようにしている。また、
スリソプ発生時のように適正な駆動力が求められるとき
には、各車輪毎の駆動力が最適となるようにそれぞれ別
個に各車輪を駆動するモータを制御するようにしている
。

従って、車両として必要な駆動力を十分に確保しつつ、
走行距離を増加させることができると共に、駆動力が必
要なときには各車輪の駆動力を適正に配分してスリップ
の発生を確実に防止することができ、走行性能、走行時
の安定性および安全性を高めるこ七ができる。

［実施例］以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は、本発明の電動車両のＩ１４成を示す図、第２
図は、その１実施例構成を示す図、第３図は、第２図に
示した１実施例における演算手段での処１′Ｈの流れを
説明するための図、第４図は、第２図に示した１実施例
における演算手段内で車両速度に基づいて各モータ毎の
駆動力指令値を決定するための駆動力マップの１例を示
す図、第５図は、荷重センサの１実施例構成を示す図、
第６図は、荷重センサとして加速度センサを用いた実施
例の説明図である。また、第７図は、モータの回転速度
一トルク特性を示す図、第８図は、本発明を適用して好
適な電動車両の構成例を示す図である。

まず、第１図に示すように、本発明は、電動車両の速度
を検出する検出手段１、各車輪８１〜８４の荷重を検出
する検出手段２、これら検出手段１または２のいずれか
一方の検出値を選択すると共に当該選択した検出値と前
記電動車両に要セされる駆動力値とに基づいて前記各車
輪８１〜８４に対応する各モータ８５〜８８毎に駆動力
指令値を決定する演算手段３、および当該演算手段３の
駆動力指令値に基づいて前記各モータ８５〜８８の駆動
力（出力）を制御する制御手段４とを備えている。

第２図は、その１実施例構成であり、演算手段３に対し
て、車両速度の検出値として各モータ８５〜８８の回転
速度検出値を入力すると共に、荷重センサ２の検出値を
入力する。この場合のモータ８５〜８８としては、例え
ばＤＣブラシレスモー夕を用いることができる。その場
合には、モータのレゾルバ信号を利用することにより、
モータドライバ４０）〜４（４）をモータ回転速度の検
出手段として兼用させることができる。

また、上記演算手段３には、電動車両に要求される駆動
力値の信号として車両のアクセルペダル２１の踏み込み
量の値を入力する。更に、各モータ８５〜８８の駆動力
の方向即ち回転方向を決定するために前進●後進●ニュ
ートラル切り換えスイッチ２３の出力信号を入力すると
共に、制動時の広動力を決定するためにブレーキペダル
２２の踏み込み量の値を入力するようにしている。

更にこの実施例では、前記電動車両の運転者が、最適効
率を重視するのか、または最適駆動力を重視するのか、
あるいは自動選択を行わせるのかの切り換えを行えるよ
うに、モード切り換えスイッチ２９を設けると共に、各
モータ８５〜８８の駆動力指令値の補正を行うため、上
記の各値の他に、ステアリング角センサ２４の検出値、
および角モータ８５〜８８に設けたモータ温度センサ２
５〜２８の検出値を入力するようにしている。

第２図の実施例における演算手段３での処理の流れを、
第３図を用いて説明する。

この実施例における演算千段３では、各センサ等の値を
取り込んだ（３１）後、まず前記アクセルペダル２１の
踏み込み量とブレーキペダル２２の踏み込み量とを比較
して駆動時か制動時かの判断を行う（３２）。ここで、
アクセルペダル２１の踏み込み量の信号が入力されてい
るときには、駆動時（ＹＥＳ）と判断し、次に、モード
切り換えスイッチ２９で何が選択されているのかを判断
する（３３〜３５）。

このとき、モード切り換えスイッチ２９で「車両効率重
視」のスイッチが選択されていた場合（判断（３３）で
ｒＹＥＳＪの場合）には、アクセルペダル２１の踏み込
みｆｆｌおよび車両速度６検出値として入力されている
モータの回転速度検出値とから各モータ８５〜８８毎の
駆動力指令値を決定する（３６）。この処理（３６）を
行うためには、第７図に示したようなモータの回転速度
二　トルク：効率の関係を予め記憶させておき、車両全
体としての効率が最適となるように各モータ８５〜８８
毎の駆動力（出力）配分を計算するようにする。

なお、この計算は予め適当な区分に区切った回転速度範
囲とトルク範囲とに対応させて行っておき、その結果と
して作成される「駆動力マップ」を記憶させておくよう
にしてもよい。この駆動力マップの１例を第４図に示す
。駆動力マップを用いたときには、処理（３６）では、
まず、そのとき入力されてきている車両速度の値および
要求駆動力の値がそれぞれ当該マップで区切った車両速
度範囲および要求駆動力範囲のどこに対応するかを判断
し、次にその交点に記憶されている駆動力配分値を読み
出すようにすればよい。例えば、第４図に示した例にお
いて、車両速度がＮ（２）の範囲にあり、かつ要求駆動
力値がＴ（３）の範囲にあった場合には、モータ８５お
よび８６の駆動力指令値は「２」、またモータ８７およ
び８８の駆動力指令値は「１」と決定することとなる。

また、モード切り換えスイッチ２９で「最適駆動力重視
」のスイッチが選択されていた場合（判断（３３）でｒ
ＮＯＪ、判断（３４）でｒＹＥＳＪの場合）には、アク
セルペダル２１の踏み込み量と各車輪にかかっている荷
重の検出値とから各モータ８５〜８８毎の駆動力指令値
を決定する（３７）。

ここで各車輪８１〜８４にかかる荷重の検出を行うには
、例えば、各車輪８１〜８４毎に荷重センサを設ければ
よい。この場合の荷重センサの一構成例を第５図に示す
。第５図で、５１は車輪、５２はモータ、５３はトルク
リンク、５４はサスペンションのばね、５５は車両本体
フレーム、５６は荷重センサ本体である。この実施例構
成において、荷重センサ本体５６はポテンショメー夕と
して構成されており、非摺動体（抵抗体）または摺動体
のいずれか一方を車両本体フレーム５５に、また他方を
モータ５２と一体に動く部所に取り付けている。そして
サスペンシｅ冫ばね５４の圧縮量から、車輪５１にかか
っている荷重を検出するようにしている。このようにし
て検出された各ｉ１Ｅ輪８１〜８４における荷重検出値
がそれぞれａ，ｂ，　　ｃ，　　ｄであった場合には、
前記処理（３７）では、各モータ８５〜８８毎の駆動力
指令値を例えばこれら荷重検出値の比率に応じて次のよ
うに決定するようにしている。

●モータ８５に対する指令値：（ａ／Ｋ）ＸＡ●モータ
８６に対する指令値：　　（ｂ／Ｋ）ＸＡ●モータ８７
に対する指令値：　　（ｃ／Ｋ）ＸＡ●モータ８８に対
する指令値：　　（ｄ／Ｋ）ＸＡ（ここで、Ｋ＝ａ＋ｂ
＋ｃ＋ｄ，　　またＡはアクセルペダル踏み込み量）各車輪８１〜８４にかかる荷重の検出を行うための更に
別の構成例を第６図に示す。この｛１カ成例では、電動
車両に加速度センサ６１を搭載している。この加速度セ
ンサ６１は電動車両の重心位置の近傍に位置することが
好ましい。そしてこの加速度センサ６１の検出値から車
体の傾きを検出する。車体の傾きは即ち荷重のかかって
いる方向を示すものであるから、この場合にも各車輪８
１〜８４毎にかかっている荷重に相当する量を検出でき
るわけである。

第６図の実施例において、加速度センサ６１の検出値（
ベクトル）の分力に比例する１が、同図にボすように車
体の軸線方向上でａ１　　それに直交する方向上でｂで
あった場合には、前記処理（３７）では、各モータ８５
〜８８毎の駆動力指令値をこれらａ，　　ｂの値を基に
して例えば次のように決定している。

●モータ８５に対する指令値：（Ａ／４）−ａ−ｂ ●モータ８６に対する指令値：（Ａ／４）−ａ＋ｂ ●モータ８７に対する指令値：（Ａ／４）＋ａ−ｂ曇モータ８８に対する指令値：（Ａ／４）＋ａ＋ｂ（ここで、Ａはアクセルペダル踏み込み量）また、モー
ド切り換えスイッチ２９の判断に戻って、当該スイッチ
で「自動」を選択していた場合（判断（３３）および判
断（３４）のいずれもが「ＮＯ」の場合）には、予め設
定した条件によって処理（３６）を行うかまたは処理（
３７）を行うかの判断を行う（３５）。

このような判断を行う条件としては、例えば、「スリッ
プが発生しているか否か」を取り上げることができる。

スリップの判断は車輪の回転速度の変化量が車両として
ありえない量であった時、四輪の回転速度が大きく相違
した時というふうに設定できる。即ち、スリンブが発生
していることが検知された場合（判断（３５）でｒＹＥ
ＳＪの場合）には、適正な駆動力を得るために前記処理
（３７）を選択し、それ以外の場合（判断（３５）でｒ
＋＋ｏ」の場合には、車両効率を重視して前記処理（３
６）を行うようにしている。

なお、以上の説明ではモード切り換えスイソチ２９を設
けた場合についての実施例を説明してきたが、このモー
ド切り換えスイノチ２９は必須の構成要件ではなく、全
て自動切り換えで行うこともできる。その場合には、第
３図の処理フローにおいて判断（３３）および（３４）
が省略されることになる。

さて、通常は上記処理（３６または３７）によって得ら
れた駆動力指令値をそのまま用いることができるが、本
実施例では、当該駆動力指令値をステアリング角の値、
モータの温度によって補正するようにしている。ここで
、ステアリング角の値による補正（３８）では、例えば
、ステアリング角が大きい場合に、いわゆる「内輪差」
を考慮して、最も内側にある車輪を駆動するモータの駆
動力指令値を上記処理（３６または３７）によって得ら
れた駆動力指令値よりも減少させるようにしている。ま
た、モータ温度による補正（３９）では、モータ温度が
許容値を越えたときまたは越えることが予測されたとき
に、モータコイルの断線や焼き付きを防止するために駆
動力指令値を抑制するようにしている。なお、これらの
補正は本発明における必須の構成要件ではなく、省略す
ることも可能であると共に、必要に応じて他の補正を付
加することもできることはいうまでもない。

前記判断（３２）に戻って、ブレーキペダル２２の踏み
込み量の信号が入力されているときには、制動時（ＮＯ
）と判断し、当該ブレーキペダル２２の踏み込み量に基
づいて制動力指令値を決定する（４０）。電動車両では
、制動時に、駆動源用のモータを回生ブレーキとして動
作させる回生制動を行うことができる。

以上のようにして上記処理（３６乃至４０）により駆動
力指令値または制動力指令値が決まれば、最後に前記前
進●後進●ニュートラル切り換えスイッチ２３からの入
力値に基づいてモータの回転方向を決定する（４１）。

そして、このようにして決定された駆動力指令値または
制動力指令値および回転方向を第２図に示したモータド
ライバ４（１）〜４（４）に伝達し（４２）、各モータ
８５〜８８に供給する電力を制御してその駆動力（出力
）を制御するようにしている。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電動
車両としての効率向上が求められるときには、搭載モー
タの効率を決定付ける車両速度即ちモータ回転速度と当
該車両に要求される駆動力値とに基づいて、効率が最適
になるようにそれぞれ別個に各モータを制御するように
している。また、スリノプ発生時のように適正な駆動力
が求められるときには、各車輪毎にかかる荷重と当該車
両に要求される駆動力値とに基づいて、各車輪毎の駆動
力が最適となるようにそれぞれ別個に各車輪を駆動する
モータを制御するようにしている。

従って、車両として必要な駆動力を十分に確保しつつ、
走行距離を増加させることができると共に、駆動力が必
要なときには各車輪の駆動力を適正に配分してスリップ
の発生を確実に防止することができ、走行性能、走行時
の安定性および安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動車両の構成を示す図、第２図
はその１実施例構成を示す図、第３図は第２図に示した
１実施例における演算手段での処理の流れを説明するた
めの図、第４図は第２図に示した１実施例における演算
手段内で車両速度に基づいて各モータ毎の駆動力指令値
を決定するための駆動力マップの１例を示す図、第５図
は、荷重センサの１実施例構成を示す図、第６図は、荷
重センサとして加速度センサを用いた実施例の説明図、
第７図は、モータの回転速度一トルク特性を示す図、第
８図は、本発明を適用して好適な電動車両の構成例を示
す図である。１・・・車両速度検出手段、２・・・荷重検出手段、３
・・・演算手段、４、４（１）〜４（４）・・・制御手
段、２１・・・アクセルペダル、２２・・・ブレーキペ
ダル、２３・・・前進●後進●ニュートラル切り換えス
イッチ、２４・・・ステアリング角センサ、２５〜２８
・・・モータ温度センサ、２９・・・モード切り換えス
イッチ、　５１、　８１〜８４・・・車輪、　５２、　
８５〜８８・・・モータ、５３・・・トルクリンク、５
４・・・サスペンションばね、５５・・・車体本体フレ
ーム、５６・・・荷重センサ本体、６１・・・加速度セ
ンサ。出　願　人　アイシン●エイφダブリュ株式会社代理人
弁理士　菅　井　英　雄（外５名）ｒ２ト〆′７第図Ｌ→ト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動力源として各車輪に対してそれぞれ別個にモ
ータを搭載した電動車両において、当該電動車両の速度
を検出する速度検出手段、前記各車輪に係る荷重を検出
する荷重検出手段、前記速度検出手段の検出値と前記荷
重検出手段の検出値とのいずれか一方を選択すると共に
当該選択検出値と前記電動車両に要求される駆動力値と
に基づいて前記各モータ毎に駆動力指令値を決定する演
算手段、及び当該演算手段の駆動力に基づいて各モータ
の駆動力を制御する制御手段とを設けたことを特徴とす
る電動車両。