JPH05115108A

JPH05115108A - 電気自動車

Info

Publication number: JPH05115108A
Application number: JP3301139A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tawara; 雅彦田原; Tomotaka Kuromame; 友孝黒豆; Hitoshi Sato; 均佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-10-21
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】低速，軽負荷時のモータの運転効率を向上させ
た電気自動車を提供する。【構成】複数のモータ１０１，１０２，・・を備えた電
気自動車に、複数のモータ１０１，１０２，・・の出力
を１つの出力軸に合成する駆動系１１０と、複数のモー
タ１０１，１０２，・・に対する要求トルクを検出する
要求トルク検出手段１２０と、検出された要求トルク量
に応じて各モータ１０１，１０２，・・に対する要求ト
ルクの配分量を設定するトルク配分量設定手段１３０
と、各モータ１０１，１０２，・・の出力トルクが設定
された配分量になるように各モータ１０１，１０２，・
・を駆動制御する駆動制御手段１４０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のモータを有する
電気自動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】１台のモータから差動ギアを介して左右
の駆動輪へ動力を伝達し、車両を駆動する電気自動車が
知られている（例えば、特開昭５３−２７９１３号公報
参照）。また、左右の駆動輪にそれぞれ別のモータを設
けた電気自動車も知られている（例えば、特開昭５２−
１３３６１４号公報、米国特許第３，４３９，７６７号
参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者の電気自動車で
は、低速から高速まで、あるいは軽負荷から高負荷まで
のあらゆる走行条件を１台のモータでカバーしなければ
ならず、高速，高負荷時を考慮して最高出力が決定され
る。ところで、一般的にモータの効率は、モータの定格
回転数および定格負荷に近いほど高く、回転数の低下ま
たは負荷の減少に応じて低くなる。従って、例えば比較
的、低速，軽負荷の市街地走行では、モータの効率が悪
くなるという問題がある。

【０００４】一方、後者の電気自動車では、車両の旋回
時などの走行状況を除いて、ほぼ左右の駆動モータに均
等に負荷がかかる。図８（ａ），（ｂ）は、２台の交流
モータ（Ｎｏ．１，２）を用いた電気自動車の各モータ
の出力特性を示す図である。図において、横軸はモータ
の回転数Ｎ（ｒｐｍ）を示し、縦軸は出力トルクＴ（Ｎ
・ｍ）を示し、ηは効率（％）を示す。またＲ／Ｌは、
平坦地を定速走行したときの走行負荷曲線を示す。今、
例えば時速４０ｋｍで市街地を定速走行する場合を考え
ると、この場合のモータ回転数Ｎ１（ｒｐｍ）に対する
Ｎｏ．１，２モータの効率ηはどちらもほぼ５２％にな
り、前者の電気自動車と同様に低速，軽負荷時にはモー
タの効率が低くなる。

【０００５】この問題を解決するため、変速ギアなどを
設け、モータを常に定格回転数および定格負荷に近いと
ころで駆動し、効率を向上させることが考えられるが、
モータの等効率線はモータの等トルク線とほぼ同じ形状
であるため、大幅な効率向上が望めない上に、駆動系の
構造が複雑になって望ましくない。

【０００６】一方、駆動源として交流モータを用いる電
気自動車では、バッテリからの直流電源を交流電源に変
換して交流モータに印加するインバーターが用いられ
る。インバーターは、トランジスタやサイリスタなどの
スイッチング素子を用いてスイッチングを行ない、直流
電力を交流電力に変換するので、車載ラジオなどにスイ
ッチングノイズが混入するおそれがある。

【０００７】本発明の目的は、低速，軽負荷時のモータ
の運転効率を向上させた電気自動車を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応づけて本発明を説明すると、請求項１の発明
は、複数のモータ１０１，１０２，・・・を備えた電気
自動車に適用され、複数のモータ１０１，１０２，・・
・の出力を１つの出力軸に合成する駆動系１１０と、複
数のモータ１０１，１０２，・・・に対する要求トルク
を検出する要求トルク検出手段１２０と、要求トルク検
出手段１２０で検出された要求トルク量に応じて、各モ
ータ１０１，１０２，・・・に対する要求トルクの配分
量を設定するトルク配分量設定手段１３０と、各モータ
１０１，１０２，・・・の出力トルクがトルク配分量設
定手段１３０で設定された配分量になるように、各モー
タ１０１，１０２，・・・を駆動制御する駆動制御手段
１４０とを備え、これにより、上記目的を達成する。請
求項２の電気自動車の要求トルク検出手段１２０Ａは、
アクセル開度に基づいて複数のモータ１０１，１０２，
・・・に対する要求トルクを検出し、トルク配分量設定
手段１３０Ａは、要求トルク検出手段１２０Ａで検出さ
れたアクセル開度が所定値以下のときは、複数のモータ
１０１，１０２，・・・の内のいずれかに要求トルクの
全量を配分し、駆動制御手段１４０Ａは、要求トルクの
全量を配分されたモータの出力トルクが要求トルクにな
るようにそのモータを駆動制御する。請求項３の発明
は、請求項２の電気自動車に各モータ１０１，１０２，
・・・の故障を検出する故障検出手段１５０を備え、ト
ルク配分量設定手段１３０Ｂは、要求トルクの全量を配
分されたモータの故障が故障検出手段１５０で検出され
たときは、複数のモータ１０１，１０２，・・・の内の
他のいずれかに要求トルクの全量を再配分する。請求項
４の電気自動車の要求トルク検出手段１２０Ｂは、ブレ
ーキペダルの踏込み量または踏込み力に基づいて複数の
モータ１０１，１０２，・・・に対する要求制動トルク
を検出し、トルク配分量設定手段１３０Ｃは、要求トル
ク検出手段１２０Ｂで検出されたブレーキペダルの踏込
み量または踏込み力が所定値以下のときは、複数のモー
タ１０１，１０２，・・・の内のいずれかに要求制動ト
ルクの全量を配分し、駆動制御手段１４０Ｂは、要求制
動トルクの全量を配分されたモータの制動トルクが要求
制動トルクになるようにそのモータを駆動制御する。請
求項５の発明は、請求項４の電気自動車に各モータ１０
１，１０２，・・・の故障を検出する故障検出手段１５
０を備え、トルク配分量設定手段１３０Ｄは、要求制動
トルクの全量を配分されたモータの故障が故障検出手段
１５０で検出されたときは、複数のモータ１０１，１０
２，・・・の内の他のいずれかに要求制動トルクの全量
を再配分する。請求項６の電気自動車のトルク配分量設
定手段１３０Ｅは、要求トルク検出手段１２０Ｂで検出
されたブレーキペダルの踏込み量または踏込み力の変化
量が所定値を越えたときは、ブレーキペダルの踏込み量
または踏込み力が所定値以下でも複数のモータ１０１，
１０２，・・・のすべてに要求制動トルクを均等に配分
し、駆動制御手段１４０Ｃは、各モータ１０１，１０
２，・・・の制動トルクが要求制動トルクの配分量にな
るように各モータ１０１，１０２，・・・を駆動制御す
る。請求項７の発明は、複数のモータは偶数個の三相交
流モータ１０１Ａ，１０２Ａ，・・・から成り、駆動制
御手段１４０Ｄからこれらの偶数個の三相交流モータ１
０１Ａ，１０２Ａ，・・・への配線を各相ごとに束ねて
配線するとともに、偶数個の三相交流モータ１０１Ａ，
１０２Ａ，・・・を２つのグループに等分し、これらの
各グループごとに駆動制御手段１４０Ｄから出力される
三相交流電力の位相を１８０度ずらした。

【０００９】

【作用】請求項１では、トルク配分量設定手段１３０
が、要求トルク検出手段１２０で検出された要求トルク
量に応じて、各モータ１０１，１０２，・・・に対する
要求トルクの配分量を設定し、駆動制御手段１４０が、
各モータ１０１，１０２，・・・の出力トルクがトルク
配分量設定手段１３０で設定された配分量になるよう
に、各モータ１０１，１０２，・・・を駆動制御する。
請求項２では、トルク配分量設定手段１３０Ａが、要求
トルク検出手段１２０Ａで検出されたアクセル開度が所
定値以下のときは、複数のモータ１０１，１０２，・・
・の内のいずれかに要求トルクの全量を配分し、駆動制
御手段１４０Ａが、要求トルクの全量を配分されたモー
タの出力トルクが要求トルクになるようにそのモータを
駆動制御する。請求項３では、トルク配分量設定手段１
３０Ｂが、要求トルクの全量を配分されたモータの故障
が故障検出手段１５０で検出されたときは、複数のモー
タ１０１，１０２，・・・の内の他のいずれかに要求ト
ルクの全量を再配分する。請求項４では、トルク配分量
設定手段１３０Ｃが、要求トルク検出手段１２０Ｂで検
出されたブレーキペダルの踏込み量または踏込み力が所
定値以下のときは、複数のモータ１０１，１０２，・・
・の内のいずれかに要求制動トルクの全量を配分し、駆
動制御手段１４０Ｂが、要求制動トルクの全量を配分さ
れたモータの制動トルクが要求制動トルクになるように
そのモータを駆動制御する。請求項５では、トルク配分
量設定手段１３０Ｄが、要求制動トルクの全量を配分さ
れたモータの故障が故障検出手段１５０で検出されたと
きは、複数のモータ１０１，１０２，・・・の内の他の
いずれかに要求制動トルクの全量を再配分する。請求項
６では、トルク配分量設定手段１３０Ｅが、要求トルク
検出手段１２０Ｂで検出されたブレーキペダルの踏込み
量または踏込み力の変化量が所定値を越えたときは、ブ
レーキペダルの踏込み量または踏込み力が所定値以下で
も複数のモータ１０１，１０２，・・・のすべてに要求
制動トルクを均等に配分し、駆動制御手段１４０Ｃが、
各モータ１０１，１０２，・・・の制動トルクが要求制
動トルクの配分量になるように各モータ１０１，１０
２，・・・を駆動制御する。

【００１０】

【実施例】図２は、一実施例の電気自動車の駆動系の断
面およびモータ駆動回路を示す図である。図において、
１，２は、車両の動力源として用いられる２台の三相誘
導モータ（以下、モータと呼ぶ）である。これら２台の
モータ１，２は同一仕様および性能を有しており、定格
出力は車両のあらゆる走行条件を考慮して決定された所
要出力のほぼ半分に設定される。これらのモータ１，２
は、負荷側出力軸１ａ，２ａが対向するように減速機３
を挟んで配置され、両出力軸１ａ，２ａは中央で連結さ
れる。すなわち、両モータ１，２の駆動力は１軸に合成
され、減速機３のギア３ａ〜３ｄ，差動ギア４および左
右のドライブシャフト５，６を介して左右の駆動輪７，
８に伝達される。

【００１１】１１，１２は、モータ１，２をそれぞれ駆
動するインバーターであり、バッテリ１３からの直流電
力を三相交流電力に変換する。１４は、マイクロコンピ
ュータおよびその周辺部品から構成されるコントローラ
ーであり、インバーター１１，１２を制御する。１５は
アクセルセンサーであり、アクセル開度Ａに応じた電圧
を発生し、この電圧信号をコントローラー１４へ出力す
る。１６はブレーキセンサーであり、不図示のブレーキ
ペダルの踏込み量Ｂに応じた電圧を発生し、この電圧信
号をコントローラ１４へ出力する。なお、ブレーキセン
サー１６でブレーキペダルの踏込み力を検出し、踏込み
力に応じた電圧信号を発生するようにしてもよい。１
７，１８は、各モータ１，２の回転速度Ｎ１，Ｎ２を検
出する回転センサーであり、検出した回転数をコントロ
ーラー１４へ出力する。さらに、２１，２２は、各イン
バーター１１，１２の出力電流を検出する電流センサ
ー、２３，２４は、バッテリ１３から各インバーター１
１，１２への入力電流を検出する電流センサーである。

【００１２】この実施例では、インバーター１１，１２
のＵ，Ｖ，Ｗ端子からモータ１，２のＵ，Ｖ，Ｗ端子へ
の電力線の配線を、図２に示すように各相ごとに束ねて
平行に配線する。さらに、インバーター１１，１２から
出力される三相交流電圧は互いに位相を１８０度ずらし
て電圧波形を反転させており、これによってモータ１へ
流れる電流の方向とモータ２へ流れる電流の方向とが各
相ごとに互いに反対になる。なお、電流制御型インバー
ターを用いる場合は、三相交流出力電流の位相を互いに
１８０度ずらせばよい。通常、インバーター１１，１２
の出力電流は高調波を含んでおり、この高調波によって
電磁波ノイズが発生する。この実施例では、各相ごとに
２台のモータ１，２に流れる電流が反対になるので、高
調波電流が互いに打ち消しあって電磁波ノイズの発生が
低減される。なお、モータ１，２は減速機３を挟んで負
荷軸側が対向するように配置されるので、三相交流のＵ
→Ｖ→Ｗの相順に対して２台のモータ１，２が同一方向
に回転するように、モータ２の端子側でインバーター１
２からの電力線の接続をモータ１のそれと逆にしてい
る。

【００１３】図３，４は、コントローラー１４のマイク
ロコンピュータで実行される制御プログラムを示すフロ
ーチャートである。このフローチャートにより、実施例
の動作を説明する。ステップＳ１で、アクセルセンサー
１５からアクセル開度Ａを、ブレーキセンサー１６から
ブレーキペダルの踏込み量Ｂを、回転センサー１７，１
８からモータ１，２の回転速度Ｎ１，Ｎ２を、さらに電
流センサー２１〜２４からインバーター１１，１２の出
力電流Ｉ１，Ｉ２および入力電流Ｉ３，Ｉ４を読み込
む。続くステップＳ２で、ブレーキペダルの踏込み量Ｂ
およびアクセル開度Ａに基づいてモータ駆動モードが力
行か否かを判別し、力行モードと判別されるとステップ
Ｓ３へ進み、そうでなければ図４のステップＳ１３へ進
む。

【００１４】ここで、力行モードとは、モータが負荷を
駆動するモード、すなわち、モータ１，２が駆動輪７，
８を駆動して車両を前進または後退させるモードであ
る。このとき、インバーター１１，１２によって三相交
流電力がモータ１，２に供給され、モータ１，２は三相
誘導モータとして駆動力を発生する。一方、回生モード
とは、モータ１，２が負荷により駆動されるモード、す
なわち、モータ１，２が駆動輪７，８によって駆動され
るモードである。車両の走行中にモータ１，２の出力を
低下または０にしても慣性により車両は前進しようとす
る。この結果、駆動輪７，８を介してモータ１，２が駆
動される。このとき、モータ１，２は発電機となり、三
相誘導モータでは三相交流電力を発生する。この三相交
流電力は、インバーター１１，１２によって直流電力に
逆変換され、バッテリ１３を充電する。このときモータ
１，２は、慣性により前進中の車両を減速または停止さ
せる制動トルクを発生する。なおこの実施例では、走行
中、ブレーキペダルの踏込み量ＢがＢ＝０で且つアクセ
ル開度ＡがＡ＞０であれば力行モードとし、それ以外の
ときを回生モードとする。

【００１５】力行のときはステップＳ３で、モータ１，
２の故障を判別する。ここでは、電流センサー２１，２
２で検出された電流Ｉ１，Ｉ２がモータ１，２の定格電
流を越えていれば、越えている側をモータ故障と判断す
る。モータ故障でなければステップＳ４へ進み、図５
（ａ），（ｂ）に示すテーブルを参照し、アクセル開度
Ａに応じて各モータ１，２のトルク配分係数Ｋ１，Ｋ２
を設定する。図５（ａ），（ｂ）に示すように、アクセ
ル開度Ａが半分まではモータ１のトルク配分係数Ｋ１が
２、モータ２のトルク配分係数Ｋ２が０である。また、
アクセル開度Ａが半分以上になると、モータ１，２のト
ルク配分係数Ｋ１，Ｋ２はともに１になる。つまり、ア
クセル開度Ａが半分までは、インバーター１１によって
モータ１だけを駆動し、モータ２は空転状態とする。こ
のとき、アクセル開度Ａに応じた要求トルクの全量をモ
ータ１が出力する。アクセル開度Ａが半分を越えると、
両インバーター１１，１２が運転され、アクセル開度Ａ
に応じた要求トルクをモータ１，２で均等に配分し、そ
れぞれの配分トルクを出力する。

【００１６】なお図５（ａ）（ｂ）に示すように、モー
タ１，２のトルク配分係数Ｋ１，Ｋ２は、アクセル開度
Ａのほぼ半分のところで徐々に変化させている。アクセ
ル開度Ａ／２のところで配分係数Ｋ１を２→１へ、配分
係数Ｋ２を０→１へステップ状に変化させた方が、総合
的な効率はよくなる。しかし、アクセル開度Ａ／２のと
ころで配分係数Ｋ１，Ｋ２を急激に変化させると、モー
タ１，２の出力トルクが急変し、切り換えショックが発
生して好ましくない。そこで、配分係数Ｋ１，Ｋ２を徐
々に変化させて、切り換えショックの発生を防止する。

【００１７】一方、ステップＳ３でモータ故障と判定さ
れたときは、ステップＳ５で、モータ１の故障か否かを
判別し、モータ１が故障していればステップＳ６へ進
み、そうでなければステップＳ７へ進む。ステップＳ６
では、トルク配分係数Ｋ１に０を設定してモータ１の駆
動を停止し、トルク配分係数Ｋ２に２を設定してモータ
２だけを駆動する。またステップＳ７では、モータ２の
故障か否かを判別し、モータ２の故障であればステップ
Ｓ９へ進み、そうでなければステップＳ８へ進む。ステ
ップＳ８では、トルク配分係数Ｋ１に２を設定してモー
タ１を駆動し、トルク配分係数Ｋ２に０を設定してモー
タ２の駆動を停止する。一方、ステップＳ９では、モー
タ１，２がともに故障であり、不図示の表示器およびブ
ザーで警報を行なってプログラムの実行を終了する。こ
のように、モータ故障に際してトルク配分係数Ｋに２を
設定し、１台のモータで運転を継続すると、アクセル開
度Ａ／２以上ではモータの定格トルクを越える電流指令
信号がインバーター１１，１２へ供給される。しかし、
インバーター１１，１２には出力電流制限器が設けられ
ており、定格電流を越える電流指令信号が供給されて
も、インバーター１１，１２の出力電流は定格電流に制
限される。なお、２台のモータ１，２の内のいずれか一
方が故障の場合は、正常なモータに対するトルク配分係
数Ｋに２を設定して運転を継続するようにしたが、正常
なモータに対するトルク配分係数Ｋに１を設定するか、
またはアクセル開度Ａに応じて正常なモータに対するト
ルク配分係数Ｋを変えてもよい。すなわち、アクセル開
度Ａが半分までは、正常なモータに対するトルク配分係
数Ｋを２とし、アクセル開度Ａが半分を越えたらトルク
配分係数Ｋを１とする。

【００１８】次にステップＳ１０で、上記ステップで設
定されたトルク配分係数Ｋ１，Ｋ２に基づいて、次式に
より各モータ１，２の制御用アクセル開度Ａ１，Ａ２を
算出する。Ａ１＝Ｋ１×ＡＡ２＝Ｋ２×Ａ・・・（１）続くステップＳ１１で、次式により各インバーター１
１，１２に対する電流指令値ｉ１，ｉ２およびすべり周
波数Ｓ１，Ｓ２を演算する。ｉ１＝ｆ（Ａ１，Ｎ０）ｉ２＝ｆ（Ａ２，Ｎ０）Ｓ１＝ｆ（Ａ１，Ｎ０）Ｓ２＝ｆ（Ａ２，Ｎ０）・・・（２）ここで、Ｎ０＝（Ｎ１＋Ｎ２）／２ステップＳ１２で、算出された電流指令値ｉ１，ｉ２お
よびすべり周波数Ｓ１，Ｓ２に基づく制御信号をインバ
ーター１１，１２へ出力し、両インバーター１１，１２
を駆動する。

【００１９】以上の処理によって、図５（ｃ）に示すよ
うに、モータ１，２の合計出力トルクはアクセル開度Ａ
に応じて０から１００％まで変化する。上述したよう
に、モータ１，２に故障がなければ、アクセル開度Ａ／
２まではモータ１が要求トルクのすべてを出力し、アク
セル開度Ａ／２を越えるとモータ１，２がそれぞれ要求
トルクの半分ずつ出力する。以上の処理を終えると、ス
テップＳ１へ戻る。

【００２０】ステップＳ２で力行でないと判断されたと
きは図４のステップＳ１３へ進み、回生モードにおける
処理を行なう。図４のステップＳ１３で、上述した方法
でモータ１，２の故障を判別し、故障していればステッ
プＳ１８へ進み、そうでなければステップＳ１４へ進
む。ステップＳ１４では、ブレーキ踏込み量Ｂの単位時
間当りの変化量ΔＢを算出し、続くステップＳ１５で、
算出された変化量ΔＢを所定値と比較する。所定値より
大きければ急ブレーキであると判断してステップＳ１６
へ進み、そうでなければステップＳ１７へ進む。急ブレ
ーキの場合はステップＳ１６で、ブレーキ踏込み量Ｂに
関わらず、モータ１，２の制動トルク配分係数Ｔ１，Ｔ
２にともに１を設定する。

【００２１】急ブレーキでなければステップＳ１７で、
図６（ａ），（ｂ）に示すテーブルを参照し、ブレーキ
踏込み量Ｂに応じて各モータの制動トルク配分係数Ｔ
１，Ｔ２を設定する。図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、ブレーキ踏込み量Ｂが半分まではモータ１の制動ト
ルク配分係数Ｔ１が２、モータ２の制動トルク配分係数
Ｔ２が０である。また、ブレーキ踏込み量Ｂが半分以上
になると、モータ１，２の制動トルク配分係数Ｔ１，Ｔ
２はともに１になる。つまり、ブレーキ踏込み量Ｂが半
分までは、インバーター１１によってモータ１だけを駆
動し、モータ２は空転状態とする。このとき、ブレーキ
踏込み量Ｂに応じた要求制動トルクの全量をモータ１が
出力する。ブレーキ踏込み量Ｂが半分を越えると、両イ
ンバーター１１，１２が運転され、ブレーキ踏込み量Ｂ
に応じた要求制動トルクをモータ１，２で均等に配分
し、それぞれの配分制動トルクを出力する。

【００２２】なお図６（ａ）（ｂ）に示すように、モー
タ１，２の制動トルク配分係数Ｔ１，Ｔ２は、ブレーキ
踏込み量Ｂのほぼ半分のところで徐々に変化させてい
る。ブレーキ踏込み量Ｂ／２のところで配分係数Ｔ１を
２→１へ、配分係数Ｔ２を０→１へステップ状に変化さ
せた方が、総合的な効率はよくなる。しかし、ブレーキ
踏込み量Ｂ／２のところで配分係数Ｔ１，Ｔ２を急激に
変化させると、モータ１，２の出力制動トルクが急変
し、切り換えショックが発生して好ましくない。そこ
で、配分係数Ｔ１，Ｔ２を徐々に変化させて、切り換え
ショックの発生を防止する。

【００２３】一方、ステップＳ１３でモータ故障と判定
されたときは、ステップＳ１８で、モータ１の故障か否
かを判別し、モータ１が故障していればステップＳ１９
へ進み、そうでなければステップＳ２０へ進む。ステッ
プＳ１９では、制動トルク配分係数Ｔ１に０を設定して
モータ１の駆動を停止し、制動トルク配分係数Ｔ２に２
を設定してモータ２だけを駆動する。またステップＳ２
０では、モータ２の故障か否かを判別し、モータ２の故
障であればステップＳ２２へ進み、そうでなければステ
ップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、制動トルク配
分係数Ｔ１に２を設定してモータ１を駆動し、制動トル
ク配分係数Ｔ２に０を設定してモータ２の駆動を停止す
る。一方、ステップＳ２２では、モータ１，２がともに
故障であり、不図示の表示器およびブザーで警報を行な
ってプログラムの実行を終了する。このように、モータ
故障に際して制動トルク配分係数Ｔに２を設定し、１台
のモータで運転を継続すると、ブレーキ踏込み量Ｂ／２
以上ではモータの定格制動トルクを越える電流指令信号
がインバーター１１，１２へ供給される。しかし、イン
バーター１１，１２には出力電流制限器が設けられてお
り、定格電流を越える電流指令信号が供給されても、イ
ンバーター１１，１２の出力電流は定格電流に制限され
る。なお、２台のモータ１，２の内のいずれか一方が故
障の場合は、正常なモータに対する制動トルク配分係数
Ｔに２を設定して運転を継続するようにしたが、正常な
モータに対する制動トルク配分係数Ｔに１を設定する
か、またはブレーキ踏込み量Ｂに応じて正常なモータに
対する制動トルク配分係数Ｔを変えてもよい。すなわ
ち、ブレーキ踏込み量Ｂが半分までは、正常なモータに
対する制動トルク配分係数Ｔを２とし、ブレーキ踏込み
量Ｂが半分を越えたら制動トルク配分係数Ｔを１とす
る。

【００２４】次にステップＳ２３で、上記ステップで設
定された制動トルク配分係数Ｔ１，Ｔ２に基づいて、次
式により各モータ１，２の制御用ブレーキ踏込み量Ｂ
１，Ｂ２を算出する。Ｂ１＝Ｔ１×ＢＢ２＝Ｔ２×Ｂ・・・（３）続くステップＳ２４で、次式により各インバーター１
１，１２に対する電流指令値ｉ１，ｉ２およびすべり周
波数Ｓ１，Ｓ２を演算する。ｉ１＝ｆ（Ｂ１，Ｎ０）ｉ２＝ｆ（Ｂ２，Ｎ０）Ｓ１＝ｆ（Ｂ１，Ｎ０）Ｓ２＝ｆ（Ｂ２，Ｎ０）・・・（４）ここで、Ｎ０＝（Ｎ１＋Ｎ２）／２その後、図３のステップＳ１２へ進み、算出された電流
指令値ｉ１，ｉ２およびすべり周波数Ｓ１，Ｓ２に基づ
く制御信号をインバーター１１，１２へ出力し、両イン
バーター１１，１２を駆動する。

【００２５】以上の処理によって、図６（ｃ）に示すよ
うに、モータ１，２の合計制動トルクはブレーキ踏込み
量Ｂに応じて０から１００％まで変化する。上述したよ
うに、モータ１，２に故障がなければ、ブレーキ踏込み
量Ｂ／２まではモータ１が要求制動トルクのすべてを出
力し、ブレーキ踏込み量Ｂ／２を越えるとモータ１，２
がそれぞれ要求制動トルクの半分ずつ出力する。以上の
処理を終えると、ステップＳ１へ戻る。

【００２６】図７（ａ），（ｂ）は、従来の電気自動車
のモータ出力特性を示す図８（ａ），（ｂ）と同じ走行
条件、すなわち時速４０ｋｍで市街地を定速走行する場
合のモータ１，２の出力特性を示す。低速，軽負荷での
走行であるため、アクセル開度Ａは半分以下であり、上
述したようにモータ１だけが駆動され、アクセル開度Ａ
に応じた要求出力トルクの全量をモータ１が出力する。
一方、モータ２は駆動されず、空転状態にある。従っ
て、モータ１の走行負荷曲線Ｒ／Ｌは、図７（ａ）に示
すように、破線で示す従来のモータの曲線から実線で示
す曲線になり、時速４０ｋｍに相当するモータ１の回転
数Ｎ１では、モータ１の効率ηがほぼ６２％となる。す
なわち、アクセル開度Ａが半分以下の低速，軽負荷時に
は、図８に示す従来のモータよりもほぼ１０％効率が向
上する。なお回生モードにおいても、上記力行モードと
同様に、ブレーキ踏込み量Ｂが半分以下の低速，軽負荷
時には、従来のモータよりも効率が向上する。

【００２７】このように、力行モードでは、アクセル開
度に基づいて２台のモータに対する要求トルクを検出
し、アクセル開度が半分以下のときは要求トルクの全量
を２台のモータの内のいずれかに配分し、１台だけで車
両を駆動するようにした。また、回生モードでは、ブレ
ーキ踏込み量に基づいて２台のモータに対する要求制動
トルクを検出し、ブレーキ踏込み量が半分以下のときは
要求制動トルクの全量を２台のモータの内のいずれかに
配分し、１台だけで車両に制動をかけるようにした。こ
れによって、低速，軽負荷時のモータの運転効率を向上
させることができる。また、アクセル開度またはブレー
キ踏込み量が半分以下のときに、１台のモータで車両を
駆動または制動中に、運転中のモータの故障が検出され
ると、他のモータへ要求出力トルクまたは要求制動トル
クの全量を再配分し、故障が検出されたモータを停止し
て他のモータを運転するようにしたので、上記効果に加
え、１台のモータが故障しても修理工場や適当な退避場
所まで車両を移動することができる。さらに、ブレーキ
踏込み量の変化量が所定値を越えたときは、急ブレーキ
操作がなされたと判断して、ブレーキ踏込み量が半分以
下でもブレーキ踏込み量に応じた要求制動トルクを全モ
ータに均等に配分し、全モータを駆動するようにしたの
で、急ブレーキ時に全モータが制動トルクを出力して確
実に車両を停止させることができる。

【００２８】なお上記実施例では２台のモータを用いた
例を示したが、モータ台数は上記実施例に限定されな
く、３台以上でもよい。ただし、モータへの電力線を上
記実施例と同様に各相ごとに束ねて配線する場合は、モ
ータ台数を偶数個とする。

【００２９】また上記実施例では、アクセル開度または
ブレーキ踏込み量の１／２のところで複数のモータの出
力トルクまたは制動トルクの配分を切り換えたが、トル
ク配分の切り換え点は上記実施例に限定されない。３台
以上のモータを採用する場合は、アクセル開度またはブ
レーキ踏込み量に応じて行なう出力トルクまたは制動ト
ルクの配分切り換え点を増加してもよい。

【００３０】またモータを駆動するインバーターは、電
圧制御型，電流制御型，ＰＡＭ方式，ＰＷＭ方式など、
どのような種類であってもよい。

【００３１】以上の実施例の構成において、減速機３，
ギア３ａ〜３ｄ，差動ギア４およびドライブシャフト
５，６が駆動系を、アクセルセンサー１５およびブレー
キセンサー１６が要求トルク検出手段を、コントローラ
ー１４がトルク配分量設定手段を、コントローラー１４
およびインバーター１１，１２が駆動制御手段を、電流
センサー２１，２２が故障検出手段をそれぞれ構成す
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、複数のモータに対する要求トルク量に応じて各モ
ータに対する要求トルクの配分量を設定し、各モータの
出力トルクがその配分量になるように各モータを駆動制
御するようにしたので、低速，軽負荷時のモータの運転
効率を向上させることができる。請求項２の発明によれ
ば、アクセル開度に基づいて複数のモータに対する要求
トルクを検出し、アクセル開度が所定値以下のときは複
数のモータの内のいずれかに要求トルクの全量を配分
し、要求トルクの全量を配分されたモータの出力トルク
が要求トルクになるようにそのモータを駆動制御するよ
うにしたので、力行モードにおける低速，軽負荷時のモ
ータの運転効率を向上させることができる。請求項３の
発明によれば、要求トルクの全量を配分されたモータの
故障が検出されたときは、複数のモータの内の他のいず
れかに要求トルクの全量を再配分するようにしたので、
低速，軽負荷時のモータの運転効率を向上させることが
できるとともに、１台のモータが故障しても修理工場や
適当な退避場所まで車両を移動することができる。請求
項４の発明によれば、ブレーキペダルの踏込み量または
踏込み力に基づいて要求制動トルクを検出し、ブレーキ
ペダルの踏込み量または踏込み力が所定値以下のとき
は、複数のモータの内のいずれかに要求制動トルクの全
量を配分し、要求制動トルクの全量を配分されたモータ
の制動トルクが要求制動トルクになるようにそのモータ
を駆動制御するようにしたので、回生モードにおける低
速，軽負荷時のモータの運転効率を向上させることがで
きる。請求項５の発明によれば、要求制動トルクの全量
を配分されたモータの故障が検出されたときは、複数の
モータの内の他のいずれかに要求制動トルクの全量を再
配分するようにしたので、低速，軽負荷時のモータの運
転効率を向上させることができるとともに、１台のモー
タが故障しても確実に車両に制動をかけることができ
る。請求項６の発明によれば、ブレーキペダルの踏込み
量または踏込み力の変化量が所定値を越えたときは、ブ
レーキペダルの踏込み量または踏込み力が所定値以下で
も複数のモータのすべてに要求制動トルクを均等に配分
し、各モータの制動トルクが要求制動トルクの配分量に
なるように各モータを駆動制御するようにしたので、急
ブレーキ時に全モータが制動トルクを出力して確実に車
両を停止させることができる。請求項７の発明によれ
ば、複数のモータを偶数個の三相交流モータから構成
し、これらのモータへの配線を各相ごとに束ねて配線す
るとともに、偶数個の三相交流モータを２つのグループ
に等分し、これらの各グループごとに駆動制御手段から
出力される三相交流電力の位相を１８０度ずらすように
したので、ノイズの発生が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図。

【図２】一実施例の電気自動車の駆動系の断面およびモ
ータ駆動回路を示す図。

【図３】コントローラーのＣＰＵで実行される制御プロ
グラムを示すフローチャート。

【図４】コントローラーのＣＰＵで実行される制御プロ
グラムを示すフローチャート。

【図５】アクセル開度に対するトルク配分係数および合
計出力トルクを示す図。

【図６】ブレーキ踏込み量に対する制動トルク配分係数
および合計制動トルクを示す図。

【図７】低速，軽負荷時のモータの出力特性を示す図。

【図８】低速，軽負荷時の従来のモータの出力特性を示
す図。

【符号の説明】

１，２三相誘導モータ１ａ，２ａ出力軸３減速機３ａ〜３ｄギア４差動ギア５，６ドライブシャフト７，８駆動輪１１，１２インバーター１３バッテリ１４コントローラー１５アクセルセンサー１６ブレーキセンサー１７，１８回転センサー２１〜２４電流センサー１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａモータ１１０駆動系１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ要求トルク検出手段１３０，１３０Ａ〜１３０Ｅトルク配分量設定手段１４０，１４０Ａ〜１４０Ｄ駆動制御手段１５０故障検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｐ 7/74 Ｇ 9063−5Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のモータを備えた電気自動車におい
て、前記複数のモータの出力を１つの出力軸に合成する駆動
系と、前記複数のモータに対する要求トルクを検出する要求ト
ルク検出手段と、前記要求トルク検出手段で検出された前記要求トルク量
に応じて、前記各モータに対する前記要求トルクの配分
量を設定するトルク配分量設定手段と、前記各モータの出力トルクが前記トルク配分量設定手段
で設定された前記配分量になるように、前記各モータを
駆動制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする
電気自動車。
【請求項２】請求項１に記載の電気自動車において、前記要求トルク検出手段は、アクセル開度に基づいて前
記複数のモータに対する前記要求トルクを検出し、前記トルク配分量設定手段は、前記要求トルク検出手段
で検出された前記アクセル開度が所定値以下のときは、
前記複数のモータの内のいずれかに前記要求トルクの全
量を配分し、前記駆動制御手段は、前記要求トルクの全量を配分され
たモータの出力トルクが前記要求トルクになるようにそ
のモータを駆動制御することを特徴とする電気自動車。
【請求項３】請求項２に記載の電気自動車において、前記各モータの故障を検出する故障検出手段を備え、前記トルク配分量設定手段は、前記要求トルクの全量を
配分されたモータの故障が前記故障検出手段で検出され
たときは、前記複数のモータの内の他のいずれかに前記
要求トルクの全量を再配分することを特徴とする電気自
動車。
【請求項４】請求項１に記載の電気自動車において、前記要求トルク検出手段は、ブレーキペダルの踏込み量
または踏込み力に基づいて前記複数のモータに対する要
求制動トルクを検出し、前記トルク配分量設定手段は、前記要求トルク検出手段
で検出された前記ブレーキペダルの踏込み量または踏込
み力が所定値以下のときは、前記複数のモータの内のい
ずれかに前記要求制動トルクの全量を配分し、前記駆動制御手段は、前記要求制動トルクの全量を配分
されたモータの制動トルクが前記要求制動トルクになる
ようにそのモータを駆動制御することを特徴とする電気
自動車。
【請求項５】請求項４に記載の電気自動車において、前記各モータの故障を検出する故障検出手段を備え、前記トルク配分量設定手段は、前記要求制動トルクの全
量を配分されたモータの故障が前記故障検出手段で検出
されたときは、前記複数のモータの内の他のいずれかに
前記要求制動トルクの全量を再配分することを特徴とす
る電気自動車。
【請求項６】請求項４または請求項５に記載の電気自動
車において、前記トルク配分量設定手段は、前記要求トルク検出手段
で検出された前記ブレーキペダルの踏込み量または踏込
み力の変化量が所定値を越えたときは、前記ブレーキペ
ダルの踏込み量または踏込み力が所定値以下でも前記複
数のモータのすべてに前記要求制動トルクを均等に配分
し、前記駆動制御手段は、前記各モータの制動トルクが前記
要求制動トルクの前記配分量になるように前記各モータ
を駆動制御することを特徴とする電気自動車。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかの項に記載の電気
自動車において、前記複数のモータは偶数個の三相交流モータから成り、前記駆動制御手段からこれらの偶数個の三相交流モータ
への配線を各相ごとに束ねて配線するとともに、前記偶
数個の三相交流モータを２つのグループに等分し、これ
らの各グループごとに前記駆動制御手段から出力される
三相交流電力の位相を１８０度ずらしたことを特徴とす
る電気自動車。