JP2014093849A - 電気自動車の制御装置およびその電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械部を含む駆動モータユニットの異常判定が、簡単な構成で正確にかつ迅速に行える電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】 この制御装置は、電気モータ４および機械部５により構成される駆動モータユニット６によって駆動される電気自動車を制御する装置である。坂路勾配と車両加速度より駆動モータユニット６の等価効率を推定する等価効率推定手段１５を設ける。その等価効率推定値が閾値以下である場合に駆動モータユニット６が異常であると判定する異常判定手段１７を設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車輪を駆動する駆動モータユニットの異常判定機能を備えた電気自動車の制御装置およびその電気自動車に関する。

電気自動車では、車両駆動のための駆動モータユニットの異常は、走行性、安全性に大きく影響する。従来、インホイールモータ駆動装置において、車両の走行時の信頼性確保のために、車輪用軸受、減速機、およびモータ等の温度を測定して過負荷を監視し、温度測定値に応じてモータの駆動電流の制限や、モータ回転数を低下させるものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−１６８７９０号公報

上記の温度測定して過負荷を監視する構成では、異常の影響が温度変化として現れるまでに時間を要し、また温度変化には異常の他の種々の要因で生じることから、正確な異常判定を迅速に行うことが難しい。上記の他のインホイールモータの異常診断方法として、モータコイルの温度から異常判定を行う方法が提案されており（特願２０１１−０４８６３３）、これによるとモータについては正確を異常判定が行える。しかし、コイル温度だけは、減速機等を含む駆動モータユニットの異常判定は難しい。

この発明の目的は、機械部を含む駆動モータユニットの異常判定が、簡単な構成で正確にかつ迅速に行える電気自動車の制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、１モータ型の駆動モータユニットを備えた電気自動車において、差動装置を含む駆動モータユニットの異常判定を、正確にかつ迅速に行うことができ、走行の安全が確保できるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、インホイールモータ型の駆動モータユニットを備えた電気自動車において、片輪ロックの異常モードに至る前に事前にその予兆を、駆動モータユニットの正確にかつ迅速な異常判定で行えて、片輪ロックを回避するフェイラー検出が行えるようにすることである。

この発明の電気自動車の制御装置は、電気モータ４およびこの電気モータ４の回転を車輪２に伝達する機械部５により構成される駆動モータユニット６，６Ａによって駆動される電気自動車を制御する装置において、坂路勾配と車両加速度より駆動モータユニット６，６Ａの前記機械部５の伝達効率と駆動モータ指令トルクに対する発生トルクの比との積で定義される等価効率を推定する等価効率推定手段１５と、その等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニット６，６Ａが異常であると判定する異常判定手段１７とを備えることを特徴とする。

この構成によると、等価効率推定手段１５が坂路勾配と車両加速度より駆動モータユニット６，６Ａの等価効率を推定し、異常判定手段１７は、その等価効率推定値が閾値以下である場合に異常と判定する。このように等価効率で異常を判定するため、正確な異常判定が迅速に行える。また、駆動モータユニット６，６Ａの等価効率で判定するため、減速機５ａ等の機械部５と電気モータ４に関して駆動モータユニット６，６Ａの異常判定が行える。
駆動モータユニット６，６Ａの等価効率に影響する要因としては、坂路勾配と車両加速度の他にも種々があるが、傾斜角と速度以外の定数は、車両および代表的な数値から一意に決まるので、傾斜角と速度を検出し、事前に準備された閾値マップ１６等と比較すれば、適切な異常判定が行える。そのため、簡単な構成で適切な異常判定が行える。このように駆動モータユニット６，６Ａの異常判定が正確にかつ迅速に行えるため、異常が軽微なうちに、運転者等が早期に異常を認識して、あるいは異常に対応した駆動制御を行うことで、異常に応じた車両安定性・安全性を確保する運転や制御を行うことができる。また、早期に修理に出して異常が進行することを未然に防止できる。

この発明において、前記等価効率推定手段１５で演算に用いる前記坂路勾配を、車両に搭載した傾斜センサ１８により得るようにしても良い。この場合、傾斜センサ１８が必要となるが、坂路勾配が正確に得られ、勾配の計算も不要となる。また、傾斜センサ１８は、この異常判定の他に種々の制御目的で用いられる場合があり、その場合、他の制御目的で用いる傾斜センサが利用できる。

この発明において、前記等価効率推定手段１５で演算に用いる前記坂路勾配を、車両に搭載した車両前後方向の加速度を実測する前後加速度センサ２０の検出値と、車輪の回転検出値から得られる車両加速度とから演算する坂路勾配演算手段１９を設けても良い。前記車輪の回転検出値は、例えばホイール回転速度センサ等の回転センサ２２により検出される従動輪の回転検出値等である。
この坂路勾配演算手段１９を設けた場合、傾斜センサ１８が不要となる。前記前後加速度センサ２０は必要となるが、車両前後方向の加速度を実測する前後加速度センサ２０は、前後Ｇセンサ等とも呼ばれ、一般的な車両に種々の制御目的で搭載されていることが多く、その前後加速度センサを利用すれば良い。そのため、特殊なセンサを用いることなく、駆動モータユニット６，６Ａの異常判定が行える。

この発明において、前記等価効率推定手段１５で演算に用いる前記車両加速度を、車輪回転角速度の微分値により算出する車両加速度算出手段２１を設けても良い。この明細書において、上記「車輪回転角速度」は、「ホイール回転角速度」と称する場合がある。
車両加速度は、車輪回転角速度の微分値により分かる。車輪回転角速度は、例えば従動輪３の回転を検出する回転検出器２２等から得る。

この発明の他の電気自動車の制御装置は、電気モータ４およびこの電気モータ４の回転を車輪伝達する機械部５により構成される駆動モータユニット６，６Ａによって駆動される電気自動車を制御する装置において、前記駆動モータユニット６，６Ａの出力トルクを検出する出力トルク検出手段３１と、この出力トルク検出手段３１で検出された出力トルクおよび前記電気モータ４に与える駆動モータトルク指令値より駆動モータユニット６，６Ａの等価効率を推定する等価効率推定手段１５と、その等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニット６，６Ａは異常であると判定する異常判定手段１６とを備えることを特徴とする。

駆動モータユニット６，６Ａの等価効率は、出力トルクと駆動モータトルク指令値とによっても正確に推定することができる。そのため、この等価効率推定値を閾値と比較することで、正確でかつ迅速に駆動モータユニットの異常判定が行える。

この発明のさらに他の電気自動車の制御装置は、電気モータ４およびこの電気モータ４の回転を車輪に伝達する機械部５により構成される駆動モータユニット６，６Ａによって駆動される電気自動車を制御する装置において、車輪用軸受３２に設けられ荷重検出装置３４で検出された車両進行方向荷重、および前記電気モータ４に与える駆動モータトルク指令値により前記駆動モータユニット６，６Ａの等価効率を演算する等価効率推定手段１５と、その等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニット６，６Ａが異常であると判定する異常判定手段１６とを備えることを特徴とする。前記車輪用軸受３２は、ハブベアリングとも称する。

駆動モータユニット６，６Ａの等価効率は、車輪用軸受３２に設けられる荷重検出装置３４により検出された車両進行方向荷重、および電気モータ４に与える駆動モータトルク指令値からも正確かつ迅速に推定できる。そのため、この等価効率推定値を閾値と比較することで、正確でかつ迅速に駆動モータユニット６，６Ａの異常判定が行える。

この発明において、前記異常判定手段１６が、駆動モータユニット６，６Ａが異常であると判定した場合に、前記モータ４の出力または回転速度を制限する制御を行う異常時駆動制限手段１７を設けても良い。
駆動モータユニット６，６Ａの異常時であっても、異常の程度によって走行可能であり、モータ４の出力または回転速度を制限することで、安全に走行することができる。駆動モータユニット６，６Ａの異常時に、即座に停止させずに制限下で走行可能とすることで、路肩への非難や、修理可能な場所、修理工場等への走行を、安全に行うことができる。

この発明の第１の電気自動車は、電気モータ４および差動装置５ｂを有するワンモータ型の駆動モータユニット６を搭載した電気自動車において、前記電気モータ４を制御する手段として、この発明の上記いずれかの構成の電気自動車の制御装置を備えることを特徴とする。
この構成の場合、差動装置５ｂを含む駆動モータユニットの異常判定を、正確にかつ迅速に行うことができ、走行の安全が確保できる。

この発明の第２の電気自動車は、電気モータ４およびこの電気モータ４の回転を伝達する機械部５により構成される駆動モータユニット６Ａを複数台搭載し、これら複数の駆動モータユニット６Ａの少なくとも一つがインホイール型の駆動モータユニット６Ａであり、このインホイール型の駆動モータユニット６Ａの前記電気モータ４を制御する手段として、この発明の上記いずれかの構成の電気自動車の制御装置を備えることを特徴とする。
インホイール型の駆動モータユニット６Ａを搭載した電気自動車では、片輪ロックが最も避けるべき異常モードであり、回避する必要がある。この発明の電気自動車の制御装置を用いると、上記のように駆動モータユニット６Ａの異常判定が正確かつ迅速に行えるため、前記片輪ロックの異常モードに至る前に事前にその予兆を前記異常判定手段１６で検出し、片輪ロックを回避するフェイラー検出が行える。

この発明の電気自動車の制御装置は、電気モータおよびこの電気モータの回転を車輪に伝達する機械部により構成される駆動モータユニットによって駆動される電気自動車を制御する装置において、坂路勾配と車両加速度より駆動モータユニットの等価効率を推定する等価効率推定手段と、その等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニットが異常であると判定する異常判定手段とを備えるため、機械部を含む駆動モータユニットの異常判定が、観点な構成で正確にかつ迅速に行える。

この発明の他の電気自動車の制御装置は、電気モータおよびこの電気モータの回転を車輪伝達する機械部により構成される駆動モータユニットによって駆動される電気自動車を制御する装置において、前記駆動モータユニットの出力トルクを検出する出力トルク検出手段と、この出力トルク検出手段で検出された出力トルクおよび前記電気モータに与える駆動モータトルク指令値より駆動モータユニットの等価効率を推定する等価効率推定手段と、この等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニットは異常であると判定する異常判定手段とを備えるため、機械部を含む駆動モータユニットの異常判定が、簡単な構成で正確にかつ迅速に行える。

この発明のさらに他の電気自動車の制御装置は、電気モータおよびこの電気モータの回転を車輪に伝達する機械部により構成される駆動モータユニットによって駆動される電気自動車を制御する装置において、車輪用軸受に設けられた荷重検出装置で検出された車両進行方向荷重、および前記電気モータに与える駆動モータトルク指令値により前記駆動モータユニットの等価効率を演算する等価効率推定手段と、その等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニットが異常であると判定する異常判定手段とを備えるため、機械部を含む駆動モータユニットの異常判定が、簡単な構成で正確にかつ迅速に行える。

この発明の第１の電気自動車は、電気モータおよび差動装置を有するワンモータ型の駆動モータユニットを搭載した電気自動車において、前記電気モータを制御する手段として、この発明の上記のいずれかの構成の電気自動車の制御装置を備えるため、差動装置を含む駆動モータユニットの異常判定を、簡単な構成で正確にかつ迅速に行うことができ、走行の安全が確保できる。

この発明の第２の電気自動車は、電気モータおよびこの電気モータの回転を伝達する機械部により構成される駆動モータユニットを複数台搭載し、これら複数の駆動モータユニットの少なくとも一つがインホイール型の駆動モータユニットであり、このインホイール型の駆動モータユニットの前記電気モータを制御する手段として、この発明の上記のいずれかの構成の電気自動車の制御装置を備えるため、片輪ロックの異常モードに至る前に事前にその予兆を、駆動モータユニットの正確かつ迅速な異常判定で行えて、片輪ロックを回避するフェイラー検出が行える。

この発明の第１の実施形態に係る電気自動車の制御装置およびその電気自動車の概念構成を示すブロック図である。 この発明の他の実施形態に係る電気自動車の制御装置およびその電気自動車の概念構成を示すブロック図である。 トルクと伝達効率の関係を示すグラフである。 この発明のさらに実施形態に係る電気自動車の制御装置およびその電気自動車の概念構成を示すブロック図である。 車輪に係る各軸方向の荷重を定義する説明図である。 この発明のさらに実施形態に係る電気自動車の制御装置およびその電気自動車の概念構成を示すブロック図である。

この発明の第１の実施形態係る電気自動車およびその制御装置を図１と共に説明する。この電気自動車は、車体１の左右の後輪となる車輪２が駆動輪とされ、前輪となる車輪３が従動輪の操舵輪とされた４輪の自動車である。各車輪２，３はタイヤを有する。後輪となる左右の車輪２は、電気モータ４およびこの電気モータ４の回転を車輪２に伝達する機械部５により構成される駆動モータユニット６によって駆動される。駆動モータユニット６は、前記機械部５が電気モータ４の回転を減速する減速機５ａ、およびこの減速機５ａの回転を左右のドライブシャフト７に分配する差動装置５ｂを有する１モータ型である。電気モータ４は、交流モータおよび直流モータのいずれであっても良いが、この例では３相の同期モータが用いられている。

制御系は、コンピュータ式の電気制御ユニットであるＥＣＵ８と、インバータ装置９とで構成される。インバータ装置９は、バッテリ（図示せず）の直流電力を３相の交流電力に変換するインバータと、そのインバータを制御するモータ駆動回路（いずれも図示せず）とで構成され、ＥＣＵ８から送られる駆動指令に従ってモータ４を制御する。インバータ装置９は、この他に回生制御手段（図示せず）を有している。ＥＣＵ８とインバータ装置９は、コントローラエリアネットワーク等の車内ＬＡＮにより接続されている。

ＥＣＵ８は、その基本機能となる手段として、アクセル１０の操作量に応じてインバータ装置９へトルク指令等の駆動指令を与える基本駆動制御手段１３と、車両全体の協調制御を行う協調制御手段１４とを備える。基本駆動制御手段１３は、ブレーキ１１の操作量に応じて回生制御の指令をインバータ装置９へ与える機能を有している。

上記前提構成の制御系において、この実施形態では、等価効率推定手段１５と、異常判定手段１６と、異常時駆動制御手段１７とがＥＣＵ８に設けられている。等価効率推定手段１５は、坂路勾配と車両加速度より駆動モータユニット６の等価効率η_eを推定する手段である。等価効率推定手段１５において、前記坂路勾配は、車両に搭載した傾斜センサ１８または坂路勾配演算手段１９の出力を用いる。傾斜センサ１８から得るようにした場合、傾斜センサ１８が必要となるが、坂路勾配が正確に得られ、かつ坂路勾配を演算する手段が不要となる。傾斜センサ１８は、この異常判定の他に、種々の制御目的で用いられる場合があり、その場合、他の制御目的で用いる傾斜センサが利用できる。

坂路勾配演算手段１９は、車両に搭載した車両前後方向の加速度を実測する前後加速度センサ２０の検出値と、車両加速度とから演算する。前後加速度センサ２０は、慣性センサの一種であり、加速度を直接に検出する。前記「車両加速度」は、従動輪、この例では前輪となる車輪３に対して設けられた回転センサ２２の回転検出値から２回微分等の処理を行って得る。回転センサ２２としてホイール回転速度センサを用いる場合、その速度検出値を微分して加速度を計算する。
前記坂路勾配演算手段１９を設けた場合、傾斜センサ１８が不要となる。前記前後加速度センサ２０は必要となるが、車両前後方向の加速度を実測する前後加速度センサ２０は、一般的な車両に搭載されて種々の制御目的で用いられることが多く、その前後加速度センサを利用すれば良い。

等価効率推定手段１５において、演算に用いる前記車両加速度は、車両加速度算出手段２１の算出値を用いる。車両加速度算出手段２１は、車輪回転角速度の微分値により算出する。前記車輪回転角速度は、従動輪となる車輪３に対して設けられた回転センサ２２から得る。回転センサ２２は、例えば車輪３を支持する車輪用軸受に設けられている。前記車輪回転角速度は、左右の車輪３の車輪回転角速度の平均値を用いるのが好ましい。

異常判定手段１６は、前記等価効率推定手段１５で推定した等価効率推定値η_eが閾値以下である場合に、前記駆動モータユニット６が異常であると判定する。閾値は、例えば、種々の条件に応じて閾値を設定した閾値マップ１６ａとして準備する。

異常時駆動制御手段１７は、前記異常判定手段１６が、駆動モータユニット６が異常であると判定した場合に、前記モータ４の出力または回転速度を制限する制御を行う。この出力または回転速度の制限の制御は、前記基本駆動制御手段１３が出力する指令値を制限するようにしても、また基本駆動制御手段１３では指令値を特に制限することなく、インバータ装置９において制限を行うようにしても良い。

上記構成による制御につき説明する。等価効率推定手段１５は、坂路勾配と車両加速度より駆動モータユニット６の等価効率ηを推定し、異常判定手段１７は、その等価効率推定値が閾値以下である場合に異常と判定する。このように等価効率で異常を判定するため、簡単な構成で正確な異常判定が迅速行える。また、駆動モータユニット６の等価効率で判定するため、減速機５ａ等の機械部５を含む駆動モータユニット６の異常判定が行える。駆動モータユニット６に生じる異常の種類には、減速機５ａ、差動装置５ｂ、およびモータ４の潤滑不良よる損傷等がある。

駆動モータユニット６の等価効率に影響する要因としては、坂路勾配と車両加速度の他にも種々があるが、傾斜角と速度以外の定数は、車両および代表的な数値から一意に決まるので、傾斜角と速度を検出し、事前に準備された閾値マップ１６ａ等と比較すれば、適切な異常判定が行える。このように駆動モータユニット６の異常判定が正確にかつ迅速に行えるため、異常が軽微なうちに、運転者等が早期に異常を認識して、あるいは異常に対応した駆動制御を行うことで、異常に備えた運転を行って走行の安全が得られる。また、早期に修理に出して異常が進行することを未然に防止できる。

等価効率推定手段１５および異常判定手段１６等における処理およびその処理を行う原理等につき、具体的に説明する。
電気モータ４より得られる駆動力Ｆ_Ｍと車両走行抵抗の関係は式（１）で表される。Ｆ_Ｍと各走行抵抗は、式（２）〜（６）で表される。

式（１）と式（２）より、

駆動モータ指令トルクに対する発生トルクの比γがほぼ１の場合、モータは正常に機能しているが、その値が１より小さい場合は、モータ本体もしくは制御系に異常が生じ、その結果モータ発生トルクが指令トルクより小さくなることを意味する。式（８）で得られる等価効率η_eが閾値ηc よりも小さい場合、駆動モータユニット６の機械部５の伝達効率もしくはモータ発生トルクの少なくとも一方が正常な場合よりも低く、駆動モータユニット６に何らかの異常が生じていると判定できる。
なお、減速機を持たない駆動モータユニットの場合、式（７）および式（８）において、減速比i_rの値は１となる。

前記等価効率推定手段１５は、前記の式（７）で示される等価効率η_eを、坂路勾配θと車両加速度αより、前述のように推定する。前記異常判定手段１６は、前記等価効率η_eと閾値ηc とを比較して異常の判定を行う。前記異常時駆動制御手段１７は、この判定に基づき、走行安定性・安全性の確保を目的に、駆動モータの出力または回転速度を制限する制御を行う。または、運転者に対して適切な警告を出す。

タイヤと路面のすべりを無視すると、αは次式で得られる。

坂路勾配θは、以下に代表される２つの方式により得ることができる。
(1) 車両に搭載する傾斜センサ１８により、θを検出する。
(2) 車両に搭載する前後加速度センサ（前後Ｇセンサ）２０の検出値α_Ｇと車両加速度αにより推定する。前記坂路勾配演算手段１９は、この推定を行う。
α_Ｇ＝α−ｇsin θ （登り坂）
α_Ｇ＝α＋ｇsin θ （下り坂）

上記 (2)の手法を採用した場合は、特殊なセンサを用いることなく、一般的な車両に搭載されている前後加速度センサ２０や回転センサ２２（ホイール回転速度検出センサ等）の検出出力を利用することで、駆動モータユニットの等価効率η_eを推定することが可能となり、安価に駆動モータユニット６の異常診断さらには異常診断に基づく車両安定性・安全性を確保する制御を行うことが可能となる。傾斜センサ１８が搭載されている場合は、上記(1) の手法を用いる場合も、安価に上記の駆動モータユニット６の異常診断等が行える。
なお、上記手法は、ブレーキ非作動状態において適用可能である。

上記の各変数，定数，およびその誤差要因につき、補足説明する。
・転がり抵抗Ｒｒは、タイヤの空気圧、路面状況（雪道、砂利道、濡れ等）の変化の影響を受ける。タイヤの空気圧が低下した場合には、転がり抵抗Ｒｒが増加し、同トルクでは、速度が低下する。タイヤの空気圧が定値よりも高い場合には、転がり抵抗Ｒｒが低下し、同トルクでは速度が増加する。
・伝達効率ηは温度によっても変動し、この変動量を考慮して閾値ηｃを決める。タイヤの空気圧が低下し、転がり抵抗Ｒｒが増加することによる効率変動量や、路面状況の変化に伴う変動量を考慮して閾値ηｃを決める。
・閾値は、理想的な状態での測定値に対して、例えば１０〜８０％の範囲とする。
・各検出値については、検出周期を長くすることで、短周期の変動の影響を除外することが好ましい。
・気候の変化（横風等）も外乱として作用するが、計測時間を適宜長くすることで、短周期的な変動は考慮しないことが好ましい。

図２は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は第１の実施形態と同様である。この実施形態では、出力トルク検出手段３１によって駆動モータユニット６の出力トルクを検出する。等価効率推定手段１５による駆動モータユニット６の等価効率の推定は、出力トルク検出手段３１で検出された出力トルク、および電気モータ４に与える駆動モータトルク指令値によって行う。出力トルク検出手段３１による前記出力トルクの検出は、例えば、ドライブシャフト７の歪を検出するトルク検出センサ（図示せず）によって行う。

この実施形態における原理等を説明する。
ブレーキ非作動状態において、駆動モータユニットの等価効率は次式で演算できる。

駆動モータユニット６の出力トルクと等価効率との関係は、駆動モータユニット６の回転数（すなわち回転速度）に応じて変化するが、図３に回転数毎の伝達効率を示すように変化する。回転速度などの運転条件に応じて変化する効率を考慮して閾値を設定することで、適正な駆動モータユニット６の異常判定が行える。図２の実施形態における等価効率推定手段１５は、図３に示すような出力トルクと回転数と駆動モータトルク指令値から、等価効率を推定する。回転数は、モータ４に設けられた回転検出手段（図示せず）等から得る。また、図２の異常判定手段１６は、図３の例のように閾値が定められ、異常判定を行う。なお、異常判定手段１６において前記閾値は、例えば回転数、トルク指令値および温度からなるマップで構成されたものとしても良い。

図４は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は第１の実施形態と同様である。この実施形態では、等価効率推定手段１５による駆動モータユニット６の等価効率の推定を、各車輪用軸受３２に設けられた荷重検出手段３４で検出される車両進行方向荷重と、電気モータ４に与える駆動モータトルク指令値とから演算する。車輪用軸受３２は、ハブベアリングとも呼ばれる。前記荷重検出装置３４は、各車輪２，３の車輪用軸受３２に設けられ、その車輪用軸受３２を構成する外輪等の軸受構成部品の歪みを歪みセンサ（図示せず）等で検出することで、前記車両進行方向荷重の荷重を検出する。電気モータ４に与える駆動モータトルク指令値は、例えば、前記基本駆動制御手段１３からインバータ装置９へ与える指令値等である。

上記のように少なくとも車両進行方向の作用荷重を検出する荷重検出手段３４を車輪用軸受３２に設け、その検出荷重を使用することでも、駆動モータユニットの等価効率を演算できる。

図５に、各車輪２，３の路面接地点に作用する直交３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆｚの方向を示す。Ｆx は進行方向荷重、Ｆy はコーナリング力、Ｆｚは上下接地荷重である。
車輪用軸受３２の軸受の歪み等から荷重を検出する前記荷重検出手段３４は、図５のような３軸方向の荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆｚを検出可能であるが、少なくとも進行方向荷重Ｆx を検出できる荷重検出手段３４を用いる。

図６は、さらに他の実施形態を示す。同図の実施形態は、図１に示す第１の実施形態において、駆動モータユニット６Ａを複数、例えば２台搭載し、これら複数の駆動モータユニット６Ａをインホイール型の駆動モータユニット６Ａとしたものである。このインホイール型の駆動モータユニット６Ａは、モータ４と、減速機からなる機械部５と、車輪２を回転自在に支持する車輪用軸受３２とを互いに一体に組んだアセンブル部品とし、その一部または全体を車輪２内に設けたものである。インバータ装置９は各駆動モータユニット６Ａに対して設けられ、基本駆動制御手段１３からは、各駆動モータユニット６Ａにトルク指令値を分配して与える。なお、インバータ装置９は、１台で複数の駆動モータユニット６Ａを制御するものであっても良い。図２，図４の実施形態においても、駆動モータユニット６を図６のようなインホイール型の駆動モータユニット６Ａとしても良い。

インホイール型の駆動モータユニット６Ａを搭載した電気自動車では、片輪ロックが最も避けるべき異常モードであり、回避する必要がある。前記いずれかの実施形態の電気自動車の制御装置を用いると、上記のように駆動モータユニット６Ａの異常判定が正確かつ迅速に行えるため、前記片輪ロックの異常モードに至る前に事前にその予兆を前記異常判定手段１６で検出し、片輪ロックを回避するフェイラー検出が行える。

１…車体
２，３…車輪
４…電気モータ
５…機械部
５ａ…減速機
５ｂ…差動装置
６…駆動モータユニット
６Ａ…駆動モータユニット
８…ＥＣＵ
９…インバータ装置
１３…基本駆動制御手段
１４…協調制御手段
１５…等価効率推定手段
１６…異常判定手段
１７…異常時駆動制御手段
１８…傾斜センサ
１９…坂路勾配演算手段
２０…前後加速度センサ
２２…回転センサ
３１…出力トルク検出手段
３２…車輪用軸受
３４…荷重検出手段

Claims (9)

1. 電気モータおよびこの電気モータの回転を車輪に伝達する機械部により構成される駆動モータユニットによって駆動される電気自動車を制御する装置において、坂路勾配と車両加速度より駆動モータユニットの前記機械部の伝達効率と駆動モータ指令トルクに対する発生トルクの比の積を推定する等価効率推定手段と、その等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニットが異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする電気自動車の制御装置。
2. 請求項１に記載の電気自動車の制御装置において、前記等価効率推定手段で演算に用いる前記坂路勾配を、車両に搭載した傾斜センサにより得る電気自動車の制御装置。
3. 請求項１に記載の電気自動車の制御装置において、前記等価効率推定手段で演算に用いる前記坂路勾配を、車両に搭載した車両前後方向の加速度を実測する前後加速度センサの検出値と、車輪の回転検出値から得られる車両加速度とから演算する坂路勾配演算手段を有する電気自動車の制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、前記等価効率推定手段で演算に用いる前記車両加速度を、車輪回転角速度の微分値により算出する車両加速度算出手段を有する電気自動車の制御装置。
5. 電気モータおよびこの電気モータの回転を車輪に伝達する機械部により構成される駆動モータユニットによって駆動される電気自動車を制御する装置において、前記駆動モータユニットの出力トルクを検出する出力トルク検出手段と、この出力トルク検出手段で検出された出力トルクおよび前記電気モータに与える駆動モータトルク指令値より駆動モータユニットの等価効率を推定する等価効率推定手段と、この等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニットは異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする電気自動車の制御装置。
6. 電気モータおよびこの電気モータの回転を車輪に伝達する機械部により構成される駆動モータユニットによって駆動される電気自動車を制御する装置において、車輪用軸受に設けられた荷重検出装置で検出された車両進行方向荷重、および前記電気モータに与える駆動モータトルク指令値により前記駆動モータユニットの等価効率を演算する等価効率推定手段と、その等価効率推定値が閾値以下である場合に前記駆動モータユニットが異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする電気自動車の制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置において、前記異常判定手段が、駆動モータユニットが異常であると判定した場合に、前記モータの出力または回転速度を制限する制御を行う異常時駆動制限手段を設けた電気自動車の制御装置。
8. 電気モータおよび差動装置を有するワンモータ型の駆動モータユニットを搭載した電気自動車において、前記電気モータを制御する手段として、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置を備えることを特徴とする電気自動車。
9. 電気モータおよびこの電気モータの回転を伝達する機械部により構成される駆動モータユニットを複数台搭載し、これら複数の駆動モータユニットの少なくとも一つがインホイール型の駆動モータユニットであり、このインホイール型の駆動モータユニットの前記電気モータを制御する手段として、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置を備えることを特徴とする電気自動車。

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