WO2007001079A1 - 電動車両 - Google Patents

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Shigeyuki Tanaka
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle that drives the same shaft by two or more electric motors.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2 04-14-135 371 discloses an electric vehicle configured to drive the same shaft by two independent drive sources, and there is an abnormality in one of the systems. If this occurs, a part of the output of the normal drive source is regenerated by the drive source in which the abnormality has occurred, and regenerative power is supplied to the auxiliary machine of the system gun in which the abnormality has occurred, allowing continuous running This technology is disclosed.
  • the present invention can appropriately protect a circuit component such as an inverter in an electric vehicle that drives the same shaft by two or more electric motors when one of the electric motors is kept in a non-driving state and travel is continued.
  • the purpose is to provide a control technology that can be used.
  • an electric vehicle is an electric vehicle including a drive shaft that outputs a driving force, and at least two electric motors that output power to the drive shaft.
  • the motor When the motor is in the non-driving state, it is characterized by comprising control means for performing torque limitation on the motor in the driving state based on the back electromotive force of the non-driving motor.
  • the control means electrically cuts off the power supply path to the electric motor so that the electric motor is not driven.
  • control means is characterized in that when there is an electric motor executing torque limitation, the torque limitation is canceled on the condition that it is determined that the vehicle is stopped.
  • control means controls and releases the torque limit value so as to increase stepwise.
  • a control device of the present invention is a control device for an electric vehicle including a drive shaft that outputs a driving force and at least two electric motors that output power to the drive shaft, and any one of the electric motors When the motor is in the non-driven state, torque limitation is performed on the motor in the driven state based on the back electromotive force of the motor in the non-driven state.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle in the present embodiment.
  • Figure 2 a flow chart of the operation control process in the first embodiment.
  • Fig. 3 A flowchart of the operation control process in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart of the operation control process in the second embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart of the operation control process in the second embodiment.
  • Fig. 6 Flow chart of operation control processing in the second embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the electric vehicle according to the present embodiment.
  • This electric vehicle is equipped with two independent driving sources for outputting power, the right side and the left side.
  • the left drive source has a polymer electrolyte fuel cell 2 2 as a main power source and a battery 21 as an auxiliary power source.
  • the power supplied from these power sources is converted into AC by the inverter 24 as the drive circuit. And supplied to the AC motor 25.
  • the right drive source has the same configuration.
  • a fuel cell 3 2, a battery 3 1, an inverter 3 4, and an AC motor 3 5 are provided as the right drive source.
  • the output characteristics and capacity of the right drive source and the left drive source are the same.
  • Fuel gas to fuel cells 2 2 and 3 2 is supplied from a common hydrogen tank (not shown).
  • the rotating shaft 26 of the motor 25 and the rotating shaft 36 of the motor 35 are connected to the gears 4 2 and 4 3 in the gear box 40, respectively.
  • Gears 4 2 and 4 3 are spur gears that mesh with drive gear 4 1.
  • the drive gear 41 is connected to the drive shaft 12.
  • the power of each motor 25, 35 is output to the drive shaft 12 via each gear of the gear box 40, and is transmitted to each wheel 14 L, 14 R via the differential gear 13.
  • each drive source is connected to auxiliary drive circuits 2 3 and 3 3 for receiving various power supplies and driving various auxiliary machines.
  • Auxiliary drive circuits 2 3 and 3 3 consist of a pump that supplies fuel gas and cooling water to the fuel cells 2 2 and 3 2, an oil pump for power steering, an outlet for supplying power to the electrical equipment of the vehicle, and a battery 2 It has 1 cooling compressor, air-conditioning compressor, air-conditioning electric heater, and brake air compressor.
  • the control unit 10 is configured as a microcomputer having CPU, ROM, and RAM inside, and controls the operation of each part of the vehicle according to a control program prepared in ROM.
  • the control unit 10 of the present embodiment limits torque based on the back electromotive force of a non-driving motor relative to a driving motor when any motor is in a non-driving state. Is configured to run.
  • the sensor signal input to the control unit 10 is as follows: accelerator opening sensor 1 1; vehicle speed sensor 1 2 s; motor speed sensor 2 5 s, 3 5 s; fuel cell 2 2 and 3 2 error Sensors for detection 2 2 s, 3 2 s; remaining capacity sensors 2 1 s, 3 1 s for detecting the remaining capacity (SOC) of batteries 2 1 and 3 1 are included.
  • Output signals from the control unit 10 include output control signals for the fuel cells 2 2 and 3 2; control signals for the auxiliary drive circuits 2 3 and 3 3; control signals for the inverters 2 4 and 3 4 .
  • FIGS 2 and 3 are flowcharts of the operation control process in the first embodiment.
  • the operation control process is repeatedly executed by the control unit 10 while the electric vehicle is traveling or when the vehicle is stopped.
  • each process (including partial processes to which no reference numerals are assigned) can be executed in any order or in parallel as long as there is no contradiction in the processing contents. The same applies to the examples.
  • the control unit 10 acquires an accelerator opening, a vehicle speed, and the like as parameters used for control (step S 10).
  • R means the value for the right side system
  • L means the value for the left side system.
  • the control unit 10 sets various required powers shown below based on these parameters (step S 1 2).
  • the total required power P tr is a required power for driving the vehicle, and is set by referring to a map that gives the total required power P tr in advance in relation to the accelerator opening and the vehicle speed.
  • Auxiliary machine powers P R a and P La are required powers for driving the auxiliary machines, and vary depending on the operating state of each auxiliary machine.
  • the charging powers P R b and P L b are powers for charging the batteries 2 1 and 3 1.
  • charging starts when the remaining capacity of the batteries 2 1 and 3 1 falls below a preset lower limit value. Therefore, the charging power PR b, PL b depends on the remaining capacity at that time. Is determined. When the remaining capacity of the battery 31 is equal to or greater than the lower limit value, charging is not required, and thus the charging powers P R b and P L b are 0.
  • control unit 10 determines whether or not the motors 25 and 35 are normal (step S 14).
  • the determination of motor normality / abnormality can be performed using conventional technology.
  • step S1 both of the motors 25 and 35 are abnormal
  • step S1 both are abnormal
  • the control unit 10 determines that the vehicle cannot continue running. Stop the system (step S 1 6). At the same time, the driver may be notified that the motors 25 and 35 are abnormal.
  • step S 16 if the control unit 10 determines that either one of the motors 25 or 35 is abnormal (step S 16: one abnormality), the motor (hereinafter referred to as “abnormal”).
  • the motor hereinafter referred to as “abnormal”.
  • the power supply path is electrically cut off and put into a non-driven state (step S 18).
  • the inverter on the abnormal motor side down the shirt and electrically disconnect the inverter and motor. In this case as well, the driver may be informed that one of the motors 25 and 35 is abnormal.
  • control unit 10 maintains the driving state and sets the torque limit mode for the motor that is determined to be normal (hereinafter referred to as “normal motor”) (step S 2 0).
  • normal motor For example, it is conceivable to provide a status flag indicating the torque limit state for each motor, and set “torque limit ONJ” in the status flag corresponding to the normal motor.
  • control unit 10 obtains the maximum number of revolutions in the torque limit mode for the motor in the drive state in which the torque limit mode is set based on the following formula (step S 2 2).
  • the back electromotive voltage generated in the motor in the non-driven state as the drive shaft 12 driven by the motor in the driven state is rotated becomes a circuit component such as an inverter of the motor in the non-driven state.
  • the maximum number of rotations in the torque limit mode can be determined so that the withstand voltage of is not exceeded.
  • the back EMF constant of the motor in the equation can be obtained by referring to a map that defines the relationship between the temperature and the back EMF constant and applying the motor temperature at the time of processing execution.
  • control unit 10 refers to a map that defines the relationship between the maximum rotation speed and the torque limit value in the torque limit mode, and controls the torque control corresponding to the calculated maximum rotation speed.
  • the limit value Tm ax is obtained (step S 24).
  • control unit 10 sets the target power M of the motor in the driving state and the power target value E of the fuel cell corresponding to the motor (step S26).
  • each target value can be set as follows.
  • control unit 10 is a parameter for controlling the operation of the motor and the fuel cell.
  • the value Em a X is detected (step S28). If the motor rotation speed N exceeds the maximum rotation speed determined in step S24, it is possible to set the motor target power to be negative and control the motor rotation to reduce the rotation speed due to motor regeneration. It is
  • control unit 10 applies an upper limit guard to the motor target power M by calculating the following equation (step S30).
  • M I N in the following expression is an operator that means to select the minimum of two values.
  • Motor target power M M I N (motor target power M, upper limit value Em ax of output power); As a result, the motor is driven within the range of power that can be supplied from the fuel cell.
  • control unit 10 sets the motor target torque T by dividing the motor target power M by the motor rotation speed N (step S32).
  • control unit 10 applies the upper limit guard to the target torque T based on the torque limit value Tmax by the calculation of the following equation (step S34).
  • Target torque T M I N (target torque, torque limit value Tm a x);
  • the target torque ⁇ is set so as not to exceed the withstand voltage of circuit components such as barters.
  • control unit 10 controls the motor and the power supply using the target torque T and the power target value E as command values (step S36).
  • step S14 determines that both of the motors 25 and 35 are normal (step S14: both are normal), refer to the status flag, for example, for either of the motors 25 and 35. It is determined whether or not the torque limit mode is set (step S38). If it is determined that the torque limit mode is not set for any of them, the process proceeds to the normal control, and the process proceeds to step S40, while it is determined that the torque limit mode is set for either of them. If yes, go to Step S50.
  • step S 40 the control unit 10 is the target power M of the motors 25, 35.
  • Each target value can be set as follows, for example.
  • control unit 10 is used as a parameter for controlling the operation of the motors 25 and 35 and the fuel cells 22 and 32.
  • the rotation speed NR and NL of each motor and the upper limit value E of the output power of each fuel cell E Rm ax and E Lm ax are detected (step S 42).
  • control unit 10 applies the upper limit guard of the motor target power MR, ML by the calculation of the following equation (step S44).
  • control unit 10 sets the target torques TR and TL of each motor by dividing the target power MR and ML by the motor rotational speeds NR and NL, respectively (step S 46).
  • control unit 10 controls the power supply and the motor using the target torques T R and T L and the power target values E R and E L as command values (step S 48).
  • step S 3 8 if it is determined in step S 3 8 that the torque limit mode is set for either of the motors 25 and 36, the control unit 10 determines whether or not the vehicle is in a stopped state.
  • Step S50 For example, the vehicle is stopped when a certain amount of time has elapsed when the accelerator opening is equal to or less than a predetermined value, the brake depression is detected, and the vehicle speed is equal to or less than the predetermined value. It is possible to judge that.
  • control unit 10 determines that the vehicle is not stopped, the control unit 10 continues to limit the torque to the motor in the drive state and continues to cut off the power to the motor in the non-drive state. Proceed to step 2.
  • control unit 10 sets, for example, “torque limit OFF” in the status flag for the motor for which the torque limit mode is set, and cancels the torque limit mode. (Step S52).
  • the configuration is such that the torque limit is released on condition that the vehicle is in a stopped state as described above, thereby preventing the feeling of popping out when the torque limit is released.
  • control unit 10 puts the power supply path into the drive state for the motor in the non-drive state (step S 54). Then, the process proceeds to step S 40 to shift to the normal control.
  • FIGS 4 and 5 are flowcharts of the operation control process in the second embodiment.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the torque limit value is controlled to increase stepwise when the torque limit is released.
  • Steps S 10 to 48 are the same as those in the first embodiment.
  • control unit 10 sets the elapsed time T between 0 and step S36 (after step S36 in Fig. 3) and sets the timer one start flag to 1 Is set (step S 1 0 0).
  • control unit 10 determines that the torque limit mode is set for either of the motors 25 and 36 in step S 3 8, the control unit 10 electrically supplies power to the motor that is not driven. To the driving state (step 100).
  • the control unit 1 0 sets the timer start flag to 0 and sets the elapsed time t based on an internal timer or the like. Start measurement (step S 1 0 6).
  • control unit 10 determines whether or not the elapsed time t has exceeded the predetermined time tX (step S 1 0 8). If it has not elapsed, the process proceeds to step S 1 16.
  • the control unit 1 0 Tmax + 0?
  • the torque limit value Tmax is updated (step S1 1 0), and the timer start flag is set to 1 (step S1 1 2).
  • Can be a predetermined constant for example, a constant corresponding to 5% of the torque upper limit value Tu ⁇ of a normal motor).
  • step S 1 1 4 determines whether or not the torque limit value T max exceeds the torque upper limit value T up (step S 1 1 4). If it is determined that the torque limit value T max does not exceed the torque upper limit value T up, step S 1 1 Proceed to 6.
  • step S 1 1 6 the control unit 1 0 is the target power of the motors 25, 35.
  • Each target value can be set as follows, for example. Electric power target value
  • control unit 10 is used as a parameter for controlling the operation of the motors 25 and 35 and the fuel cells 22 and 32.
  • the rotation speed NR and NL of each motor and the upper limit value ERma of the output power of each fuel cell x and ELma x are detected (step S 1 1 8).
  • the control unit 10 applies the upper limit guard of the motor target power MR, ML by the calculation of the following equation (step S 120).
  • control unit 10 sets the target torques TR and TL of each motor by dividing the target powers MR and ML by the motor rotational speeds NR and NL, respectively (step S122).
  • control unit 10 is operated based on the torque limit value Tma X by calculating Apply upper limit guard to target torque TR, TL (step S 1 24).
  • TmaX The torque limit value TmaX is limited to the range.
  • control unit 10 controls the power source and the motor using the target torques TR and T and the power target values ER and E L as command values (step S 1 26).
  • step S 1 1 4 determines whether the torque limit has been exceeded, for a motor for which the torque limit mode is set, for example, “torque limit OF F” is set in the status flag, and torque limit The mode is canceled (step S 1 28), and the process proceeds to step S 40 to shift to the normal control.
  • the back electromotive voltage generated in the non-driving motor due to the rotation of the driving shaft 12 driven by the driving motor is in the non-driving state. It is possible to control so that the withstand voltage of the circuit components such as the inverter of the motor in FIG.
  • torque limit value Tma X is controlled and released so as to increase stepwise every predetermined time t X. The situation where the vehicle suddenly accelerates due to the release of the restriction can be prevented.
  • the torque limit is determined by letting the driver perceive that the torque limit is gradually released. It is possible to effectively call attention to the release.
  • control unit 10 may be realized by hardware as well as by software.
  • the motor drive Z non-drive based on the normality of the motor.
  • the motor drive Z non-drive may be switched based on the normality of another unit of the power source (for example, a fuel cell). .
  • the torque limit value is controlled and released in a stepwise manner.
  • a configuration that prevents the vehicle from suddenly accelerating by gradually increasing the response by gradually changing the first-order lag constant of the torque control system It can also be considered.
  • a plurality of motors drive the same shaft, but each motor drives a different drive shaft (for example, motor 1 drives a front wheel and motor 2 a rear wheel).
  • motor 1 drives a front wheel and motor 2 a rear wheel.
  • circuit components such as an inverter can be appropriately protected when one of the electric motors is kept in a non-driven state and traveling is continued.

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Abstract

　駆動力を出力する駆動軸と、該駆動軸に動力を出力する少なくとも２つの電動機とを備えた電動車両であって、いずれかの電動機が非駆動状態にある場合に、駆動状態にある電動機に対して前記非駆動状態の電動機の逆起電力に基づきトルク制限を実行する制御手段を備える。２つ以上の電動機によって同一軸を駆動する電動車両において、一方の電動機を非駆動状態にして走行を継続する場合でもインバータ等の回路部品を適切に保護することができる。

Description

明細書
電動車両
技術分野
本発明は、 2つ以上の電動機によって同一軸を駆動する電動車両に関する。
背景技術
2つ以上の電動機によって同一軸を駆動する電動車両が知られている。 例えば、 特開 2 0 0 4— 1 3 5 3 7 1号公報では、独立した 2系統の駆動源によって同一の 軸を駆動する構成の電動車両が開示されておリ、一方の系統に異常が生じた場合に、 正常な駆動源の出力の一部を異常が生じている駆動源で回生して、異常が生じた系 銃の補機に回生電力を供給することで、継続した走行を可能とする技術が開示され ている。
発明の開示
このように電動車両に 2つ以上の電動機を備えることで、一方の電動機に異常が 生じた場合でも、 他方の電動機を利用して走行することができる。
しかし、各電動機の出力軸がクラッチを介さずに同一の駆動軸に係合している場 合、異常が生じた電動機について電力供給を停止して非駆動状態にし、異常のない 電動機にて走行を継続すると、駆動軸の回転に伴って非駆動状態の電動機に逆起電 圧が発生することから、高速走行によつて逆起電圧がィン /く一タ等の回路部品の耐 電圧を超える場合に、 該回路部品の故障を招くおそれがあった。
そこで、本発明は、 2つ以上の電動機によって同一軸を駆動する電動車両におい て、一方の電動機を非駆動状態にして走行を継続する場合にィンバータ等の回路部 品を適切に保護することができる制御技術を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、 本発明の電動車両は、 駆動力を出力する駆動軸と、 該駆動軸に動力を出力する少なくとも 2つの電動機とを備えた電動車両であって、 いずれかの電動機が非駆動状態にある場合に、駆動状態にある電動機に対して前記 非駆動状態の電動機の逆起電力に基づきトルク制限を実行する制御手段を備えた ことを特徴とする。 好適には、前記制御手段は、電動機について異常を検出した場合、該電動機への 電力供給路を電気的に遮断して非駆動状態にすることを特徴とする。
また好適には、 前記制御手段は、 トルク制限を実行している電動機がある場合、 車両が停止していると判断したことを条件に前記トルク制限を解除することを特 徵とする。
また好適には、前記制御手段は、電動機に対して実行しているトルク制限を解除 する場合、 トルク制限値が段階的に上昇するように制御して解除することを特徴と する。
本発明の制御装置は、駆動力を出力する駆動軸と、該駆動軸に動力を出力する少 なくとも 2つの電動機とを備えた電動車両のための制御装置であって、いずれかの 電動機が非駆動状態にある場合に、駆動状態にある電動機に対して前記非駆動状態 の電動機の逆起電力に基づきトルク制限を実行することを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1 ：本実施形態における電動車両の概略構成を示す図である。
図 2 :第 1実施例における運転制御処理のフローチャートである。
図 3 ：第 1実施例における運転制御処理のフローチヤ一卜である。
図 4 ：第 2実施例における運転制御処理のフローチャートである。
図 5 ：第 2実施例における運転制御処理のフローチャートである。
図 6 ：第 2実施例における運転制御処理のフローチヤ一トである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 各図を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
図 1は本実施形態の電動車両の概略構成を示す説明囡である。 この電動車両は、 動力を出力する駆動源を右側、左側で独立して 2系統備えている。左側駆動源には、 主電源として固体高分子型の燃料電池 2 2、補助電源としてバッテリ 2 1を有する。 これらの電源から供給される電力は、駆動回路としてのインバータ 2 4で交流化さ れ、 交流モータ 2 5に供給される。
右側駆動源も同様の構成である。右側駆動源としては、燃料電池 3 2、バッテリ 3 1、 インバータ 3 4、交流モータ 3 5が備えられている。本実施例では、右側駆 動源と左側駆動源の出力特性、容量は同一とした。 また、燃料電池 2 2、 3 2への 燃料ガスは、 共通の水素タンク （図示せず） からそれぞれ供給する。
モータ 2 5の回転軸 2 6、モータ 3 5の回転軸 3 6は、それぞれギヤボックス 4 0内のギヤ 4 2、 4 3に接続されている。ギヤ 4 2、 4 3は駆動ギヤ 4 1と嚙合す る平歯車である。 駆動ギヤ 4 1は、 駆動軸 1 2が結合されている。 各モータ 2 5、 3 5の動力は、ギヤボックス 4 0の各ギヤを介して駆動軸 1 2に出力され、ディフ アレンシャルギヤ 1 3を介して各車輪 1 4 L、 1 4 Rに伝達される。
本実施例において、各駆動源には、電力の供給を受けて種々の補機を駆動するた めの補機駆動回路 2 3、 3 3が接続されている。補機駆動回路 2 3、 3 3は、燃料 電池 2 2、 3 2に燃料ガスや冷却水を供給するポンプ、パワーステアリング用のォ ィルポンプ、車両の電装機器への電力供給用のァゥトレツト、バッテリ 2 1の冷却 用コンプレッサ、空調用のコンプレッサ、空調用の電熱ヒータ、 ブレーキ用のエア コンプレッサなどをそれぞれ有している。
車両の各部分は、 制御ュニット 1 0によって制御される。 制御ュニット 1 0は、 内部に C P U、 R O M, R A Mを備えたマイクロコンピュータとして構成されてお リ、 R O Mに用意された制御プログラムに従って、車両の各部位の運転を制御する。 特に本実施例の制御ュニット 1 0は、後述するように、いずれかのモータが非駆動 状態にある場合に、駆動状態にあるモータに対して非駆動状態のモータの逆起電力 に基づきトルク制限を実行するように構成されている。
図中に、各部位の制御を実現するために制御ュニット 1 0に接続されている各種 信号線を破線で例示した。制御ュニッ卜 1 0に入力されるセンサ信号としては、ァ クセル開度センサ 1 1；車速センサ 1 2 s；モータの回転数センサ 2 5 s、 3 5 s； 燃料電池 2 2、 3 2の異常検出用センサ 2 2 s、 3 2 s ;バッテリ 2 1、 3 1の残 容量 （S O C ) を検出する残容量センサ 2 1 s、 3 1 sなどが含まれる。 制御ュニット 1 0からの出力信号としては、 燃料電池 2 2、 3 2の出力制御信 号；補機駆動回路 2 3、 3 3の制御信号；インバータ 2 4、 3 4の制御信号などが 含まれる。
(第 1実施例）
図 2、 図 3は、第 1実施例における運転制御処理のフローチャートである。運転 制御処理は、制御ュニッ卜 1 0によって、電動車両の走行中又は車両停止時に繰り 返し実行されることになる。 なお、各工程（符号が付与されていない部分的な工程 を含む）は処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行 することができ、 かかる点は、 他の実施例についても同様である。
制御ュニット 1 0は、 まず制御に使用するパラメータとして、 アクセル開度、車 速などを取得する（ステップ S 1 0 )。本制御処理で用いられる各種変数において、 Rは右側系統についての値、 Lは左側系統についての値であることを意味する。 次に、制御ュニッ卜 1 0は、 これらのパラメータに基づき、 以下に示す各種要求 動力を設定する （ステップ S 1 2 ) 。総要求動力 P t rは、車両を駆動させるため の要求動力であり、アクセル開度、車速との関係で予め総要求動力 P t rを与える マップを参照することで設定される。補機動力 P R a、 P L aは、補機を駆動する ための要求動力であり、各補機の作動状態によって変動する。充電電力 P R b、 P L bは、バッテリ 2 1、 3 1を充電するための電力である。本実施例では、バッテ リ 2 1、 3 1の残容量が予め設定された下限値を下回った時に、充電を開始するた め、 その時点での残容量に応じて充電電力 P R b、 P L bが決定される。バッテリ 3 1の残容量が下限値以上である場合には、充電不要であるため、充電電力 P R b、 P L bは 0となる。
次に、制御ュニッ卜 1 0は、 モータ 2 5、 3 5が正常か否かを判断する （ステツ プ S 1 4 ) 。 モータの正常 異常の判断は、従来技術を用いて実行することができ る。
制御ュニット 1 0は、モータ 2 5、 3 5の双方共に異常であると判断した場合（ス テツプ S 1 ：双方異常） 、車両の走行を継続することができないと判断し、 シス テムを停止する （ステップ S 1 6 ) 。 これと併せて、 モータ 2 5、 3 5が異常であ ることを運転者に報知するようにしてもよい。
一方、制御ュニッ卜 1 0は、モータ 2 5、 3 5のいずれか一方が異常であると判 断した場合 （ステップ S 1 6 ：一方異常） 、 異常があると判断したモータ （以下、 「異常モータ」 という） について、 電力供給路を電気的に遮断し、 非駆動状態にす る （ステップ S 1 8 ) 。例えば、異常モータ側のインバータをシャツ卜ダウン制御 し、インバータとモータとを電気的に遮断することが考えられる。なお、 この場合 も同様に、モータ 2 5、 3 5のいずれか一方が異常であることを運転者に報知する ようにしてもよい。
次に、制御ュニット 1 0は、異常がないと判断したモータ （以下、 「正常モータ」 という）について、駆動状態を維持するとともに、 トルク制限モードを設定する（ス テツプ S 2 0 ) 。例えば、モータ毎にトルク制限の状態をあらわすステータスフラ グを設けておき、正常モータに対応するステータスフラグに「トルク制限 O N J を 設定することが考えられる。
次に、制御ュニット 1 0は、 トルク制限モードが設定された駆動状態にあるモー タについて、以下の式に基づいて、 トルク制限モードにおける最高回転数を求める (ステップ S 2 2 ) 。
最高回転数- (非駆動状態にあるモータのインバータ等の回路部品の耐電圧) Z (非 駆動状態にあるモータの逆起定数）
これにより、駆動状態にあるモータによって駆動される駆動軸 1 2の回転に伴つ て非駆動状態にあるモータに発生する逆起電圧が、非駆動状態にあるモータのィン バータ等の回路部品の耐電圧を超えないように、 トルク制限モードにおける最高回 転数を求めることができる。 なお、 式中のモータの逆起定数は、例えば、 温度と逆 起定数との関係を定めたマップを参照し、 処理実行時のモータ温度を当てはめて、 求めることができる。
次に、制御ュニット 1 0は、 トルク制限モードにおける最高回転数とトルク制限 値との関係を定めたマップを参照して、前記求めた最高回転数に対応するトルク制 限値 Tm a xを求める （ステップ S 24) 。
次に、制御ュニット 1 0は、駆動状態にあるモータの目標動力 M、 及び、該モー タに対応する燃料電池の電力目標値 Eの設定を行う （ステップ S 26) 。各目標値 は、 例えば以下のようにして設定することが考えられる。
電力目標値；
E = P t r + PRa+PRb + P La + P L b ；
モータ目標動力；
M= P t r ；
次に、制御ュニッ卜 1 0は、モータ及び燃料電池の動作を制御するためのパラメ ータとして、駆動状態にあるモータの回転数 N、該モータに対応する燃料電池の出 力可能電力の上限値 Em a Xを検出する （ステップ S 28) 。 なお、 モータ回転数 Nがステップ S 24で求めた最高回転数を上回っている場合には、モータ目標動力 を負に設定してモータの回生によリ回転数を落とすように制御することが考えら れる。
次に、制御ュニッ卜 1 0は、次式の演算によリ、モータ目標動力 Mに上限ガード をかける （ステップ S30) 。 なお、 次式中の M I Nは、 2つの値の最小値を選択 することを意味する演算子である。
モータ目標動力 M = M I N (モータ目標動力 M、出力可能電力の上限値 Em a x) ； これによリ、燃料電池から供給可能な電力の範囲でモータは駆動されることにな る。
次に、制御ュニッ卜 10は、モータ目標動力 Mをモータ回転数 Nで除することで、 モータの目標トルク Tを設定する （ステップ S 32) 。
次に、制御ュニッ卜 10は、次式の演算により、 トルク制限値 Tm a xに基づき 目標トルク Tに上限ガードをかける （ステップ S 34) 。
目標トルク T=M I N (目標トルク丁、 トルク制限値 Tm a x) ；
これによリ、駆動状態にあるモータによって駆動される駆動軸 1 2の回転に伴つ て非駆動状態にあるモータに発生する逆起電圧が、非駆動状態にあるモータのイン バータ等の回路部品の耐電圧を超えないように、目標トルク τが設定されることに なる。
次に、制御ユニット 1 0は、 目標トルク T及び電力目標値 Eを指令値として、 モ —タ及び電源の制御を行う （ステップ S 36) 。
一方、制御ュニット 1 0は、 モータ 25、 3 5の双方共に正常であると判断した 場合 （ステップ S 1 4 ：双方正常） 、 例えば前記ステータスフラグを参照し、 モー タ 25、 35のいずれかについてトルク制限モードが設定されている否かを判断す る （ステップ S 38) 。 そして、 いずれについてもトルク制限モードが設定されて いないと判断した場合は、通常時の制御に移行すベく、ステップ S 40に進む一方、 いずれかについてトルク制限モードが設定されていると判断した場合は、ステップ S 50に進む。
ステップ S 40において、制御ュニット 1 0は、 モータ 25、 35の目標動力 M
R、 M L、 燃料電池 22、 32の電カ目標値巳 、 E Lの設定を行う （ステップ S
40) 。 各目標値は、 例えば以下のようにして設定することが考えられる。
電力目標値；
E R= P t r /2 + P R a + P R b ；
E L = P t r /2 + P L a + P L b ；
モータ目標動力；
MR= P t r /Z ；
M L = P t r 2 ；
次に、 制御ュニット 1 0は、 モータ 25、 35及び燃料電池 22、 32の動作を 制御するためのパラメータとして、 各モータの回転数 N R、 N L、各燃料電池の出 力可能電力の上限値 E Rm a x、 E Lm a xを検出する （ステップ S 42) 。
次に、 制御ュニット 1 0は、 次式の演算により、 モータ目標動力 MR、 M Lの上 限ガードをかける （ステップ S 44) 。
MR = M I N (MR, E Rm a x) ；
M L = M I N (M L, E Lma x) ； 次に、 制御ユニット 1 0は、 目標動力 M R、 M Lをそれぞれモータ回転数 N R、 N Lで除することで、各モータの目標トルク T R、 T Lを設定する （ステップ S 4 6 ) 。
次に、制御ユニット 1 0は、 目標トルク T R、 T L及び電力目標値 E R、 E L を指令値として、 電源及びモータの制御を行う （ステップ S 4 8 ) 。
一方、ステップ S 3 8において、モータ 2 5、 3 6のいずれかについてトルク制 限モードが設定されていると判断した場合、制御ュニット 1 0は、車両が停止状態 にあるか否かを判断する （ステップ S 5 0 ) 。例えば、 アクセル開度が所定値以下 であり、 かつ、 ブレーキ押下が検出されており、 かつ、 車速が所定値以下である、 という状態が、一定時間以上経過した場合に、車両が停止していると判断すること が考えられる。
制御ュニット 1 0は、車両が停止状態にないと判断した場合、駆動状態にあるモ ータに対するトルク制限を継続し、非駆動状態にあるモータへの電力遮断を継続し たまま、 ステップ S 2 2に進む。
一方、車両が停止状態にあると判断した場合、制御ュニット 1 0は、 トルク制限 モードが設定されているモータについて、例えば前記ステータスフラグに「トルク 制限 O F F」 を設定し、 トルク制限モードを解除する （ステップ S 5 2 ) 。
トルク制限状態で走行している場合、アクセルを踏んでも通常走行時のように速 度が上がらないため、 ドライバーがアクセルを 1 0 0 %近く踏み込んでいる可能性 がある。そのため、 このような状態でトルク制限を解除してしまうと、車両が突然 加速し、 ドライバーに飛び出し感を与えてしまうおそれがある。そこで本実施例で は、上記のように車両停止状態であることを条件にトルク制限を解除するように構 成し、 トルク制限解除時の飛び出し感を防止している。
次に、制御ュニット 1 0は、非駆動状態にあるモータについて、電力供給路を電 気的に接続して駆動状態にする （ステップ S 5 4 ) 。 そして、 通常時の制御に移行 すべく、 ステップ S 4 0に進む。
以上の構成によれば、 2つのモータによって同一軸を駆動する電動車両において、 一方のモータが非駆動状態にあり、他方の駆動状態にあるモータによって走行を継 続する場合に、駆動状態にあるモータに対して非駆動状態のモータの逆起電力に基 づきトルク制限を実行する構成としているため、駆動状態にあるモータによって駆 動される駆動軸 1 2の回転に伴って非駆動状態にあるモータに発生する逆起電圧 が、非駆動状態にあるモータのインバータ等の回路部品の耐電圧を超えないように 制御することができ、 インバータ等の回路部品を適切に保護することができる。 また、いずれかのモータについてトルク制限モードを設定している場合、車両が 停止していると判断したことを条件にトルク制限モードを解除する構成としてい るため、 トルク制限を解除したことに起因して車両が突然加速してしまうような事 態を防止することができる。
(第 2実施例）
図 4、 図 5は、 第 2実施例における運転制御処理のフローチャートである。 第 2実施例は、 トルク制限を解除する場合に、 トルク制限値が段階的に上昇する ように制御する構成となっている点で、 第 1実施例とは異なつている。
ステップ S 1 0〜4 8までは、 第 1実施例と同様である。
ただし、制御ュニッ卜 1 0は、ステップ S 2 0〜ステップ S 3 6の間において（図 3では、 ステップ S 3 6の後に） 、経過時間 Tに 0をセットするとともに、 タイマ 一開始フラグに 1をセットする （ステップ S 1 0 0 ) 。
一方、制御ュニッ卜 1 0は、ステップ S 3 8においてモータ 2 5、 3 6のいずれ かについてトルク制限モードが設定されていると判断した場合、非駆動状態にある モータについて、電力供給を電気的に接続して駆動状態にする（ステップ 1 0 2 )。
次に、制御ュニット 1 0は、 タイマー開始フラグが 1である場合は （S 1 0 4 ： Y e s ) ,該タイマー開始フラグに 0をセッ卜するとともに、 内部タイマーなどに 基づいて経過時間 tの計測を開始する （ステップ S 1 0 6 ) 。
次に、制御ュニッ卜 1 0は、経過時間 tが所定時間 t Xを越えたかどうかを判断 し （ステップ S 1 0 8 ) 、 経過していない場合には、 ステップ S 1 1 6に進む。
—方、所定時間 t Xを超えている場合は、制御ュニット 1 0は、例えば T m a x = Tma x + 0?の式により、トルク制限値 T ma xを更新し（ステップ S 1 1 0)、 タイマー開始フラグに 1をセッ卜する （ステップ S 1 1 2) 。 なお、 は、 所定の 定数 （例えば、 正常モータのトルク上限値 T u ρの 5%に相当する定数） とするこ とができる。
次に、制御ュニット 1 0は、 トルク制限値 T ma xがトルク上限値 T u pを超え ているかどうかを判断し （ステップ S 1 1 4) 、 超えていないと判断した場合、 ス テツプ S 1 1 6に進む。
ステップ S 1 1 6において、制御ュニット 1 0は、 モータ 25、 35の目標動力
MR、 ML、 燃料電池 22、 32の電カ目標値巳1¾、 ELの設定を行う （ステップ S 1 1 6) 。 各目標値は、 例えば以下のようにして設定することが考えられる。 電力目標値；
ER=P t r/2 + PRa + PRb ；
EL=P t rZ2+P L a+P L b ；
モータ目標動力；
MR= P t r /2 ；
M L = P t r Z2 ；
次に、 制御ュニット 1 0は、 モータ 25、 35及び燃料電池 22、 32の動作を 制御するためのパラメータとして、 各モータの回転数 NR、 N L、 各燃料電池の出 力可能電力の上限値 ERma x、 ELma xを検出する （ステップ S 1 1 8) 。 次に、 制御ュニット 1 0は、 次式の演算により、 モータ目標動力 MR、 MLの上 限ガードをかける （ステップ S 1 20) 。
M = M I N (MR, E Rma x) ；
ML = M I N (ML, E Lma x) ；
次に、 制御ユニット 1 0は、 目標動力 MR、 MLをそれぞれモータ回転数 N R、 N Lで除することで、各モータの目標トルク TR、 T Lを設定する （ステップ S 1 22) 。
次に、制御ユニット 1 0は、 次式の演算により、 トルク制限値 Tma Xに基づき 目標トルク TR、 T Lに上限ガードをかける （ステップ S 1 24) 。
目標トルク TR = M I N (目標トルク TR、 トルク制限値 Tma x/2) ； 目標トルク T L = M I N (目標トルク T L、 トルク制限値 Tma xZ2) ； これにより、モータ 25、 35によって生成されるトルクは、 トルク制限値 Tm a Xの範囲に抑制されてることになる。
次に、制御ユニット 1 0は、 目標トルク TR、 Tし及び電力目標値 ER、 E L を指令値として、 電源及びモータの制御を行う （ステップ S 1 26) 。
一方、ステップ S 1 1 4において、超えていると判断した場合は、 トルク制限モ 一ドが設定されているモータについて、例えば前記ステータスフラグに「トルク制 限 OF F」 を設定して、 トルク制限モードを解除し （ステップ S 1 28) 、通常時 の制御に移行すべく、 ステップ S 40に進む。
以上の構成によれば、第 1実施例と同様に、駆動状態にあるモータによって駆動 される駆動軸 1 2の回転に伴って非駆動状態にあるモータに発生する逆起電圧が、 非駆動状態にあるモータのインバータ等の回路部品の耐電圧を超えないように制 御することができ、 ィン/く一タ等の回路部品を適切に保護することができる。 また、いずれかのモータに対して実行しているトルク制限を解除する場合、 トル ク制限値 Tma Xが所定時間 t Xごとに段階的に上昇するように制御して解除し ているため、 トルク制限を解除したことに起因して車両が突然加速してしまうよう な事態を防止することができる。 また、 ドライバ一がアクセルを踏み込んでおり、 トルク制限値までトルクが上がった状態で走行している場合、 ドライバーに対して トルク制限が段階的に解除されいていくのを知覚させることによって、 トルク制限 解除に対する注意を効果的に喚起することが可能となる。
(変形例）
本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々に変形して適用することが可 能である。例えば、制御ュニット 1 0による処理はソフ卜ウェアで実現する他、ハ 一ドウエア的に実現するものとしてもよい。
また例えば、上記実施形態では、モータの正常性に基づいてモータの駆動 Z非駆 動を切り替える構成としているが、かかる構成に代えて又は加えて、動力源の他の ュニット （例えば、燃料電池など） の正常性に基づいてモータの駆動 Z非駆動を切 リ替える構成としてもよい。
また例えば、上記第 2実施例では、いずれかのモータに対して実行しているトル ク制限を解除する場合、 トルク制限値が段階的に上昇するように制御して解除する 構成としているが、かかる構成に代えて又は加えて、 トルク制御系の 1次遅れ定数 を段階的に変化させて徐々に応答性を上げていくことで、車両が突然加速してしま うような事態を防止する構成とすることも考えられる。
また例えば、上記実施形態では、複数のモータが同一軸を駆動する構成としてい るが、各モータが異なる駆動軸をそれぞれ駆動する構成（例えば、 モータ 1が前輪 を駆動し、 モータ 2が後輪を駆動する構成） とすることもできる。
(産業上の利用可能性）
本発明によれば、 2つ以上の電動機によって同一軸を駆動する電動車両において、 一方の電動機を非駆動状態にして走行を継続する場合にインバータ等の回路部品 を適切に保護することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 駆動力を出力する駆動軸と、該駆動軸に動力を出力する少なくとも 2つの 電動機とを備えた電動車両であって、
いずれかの電動機が非駆動状態にある場合に、駆動状態にある電動機に対して前 記非駆動状態の電動機の逆起電力に基づきトルク制限を実行する制御手段を備え たことを特徴とする電動車両。
2 . 前記制御手段は、電動機について異常を検出した場合、該電動機への電力 供給路を電気的に遮断して非駆動状態にすることを特徴とする請求項 1記載の電 動車両。
3 . 前記制御手段は、 トルク制限を実行している電動機がある場合、車両が停 止していると判断したことを条件に前記トルク制限を解除することを特徴とする 請求項 1記載の電動車両。
4 .前記制御手段は、電動機に対して実行しているトルク制限を解除する場合、 トルク制限値が段階的に上昇するように制御して解除することを特徴とする請求 項 1記載の電動車両。
5 . 駆動力を出力する駆動軸と、該駆動軸に動力を出力する少なくとも 2つの 電動機とを備えた電動車両のための制御装置であって、
いずれかの電動機が非駆動状態にある場合に、駆動状態にある電動機に対して前 記非駆動状態の電動機の逆起電力に基づきトルク制限を実行することを特徴とす る制御装置。
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