JP2018074655A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ間の冷却性能に差が生じた場合にも最大駆動力を発揮できる電動車両を提供する。【解決手段】第１モータ及び第２モータの駆動力を駆動輪へ伝達可能な出力軸と、それらモータの出力を制御する制御部と、第１モータの温度を検出する第１温度検出部と、第２モータの温度を検出する第２温度検出部とを備えた電動車両において、制御部が、第１モータの温度が出力制限温度以上の場合は第１モータの出力トルクを上限トルクに制限し、第２モータの温度が出力制限温度以上の場合は第２モータの出力トルクを上限トルクに制限し、第１モータ及び第２モータの温度がともに出力制限温度よりも低い場合に、第１モータと第２モータとのうち、検出された温度の相対的に高い一方のモータの出力トルクが他方のモータの出力トルクよりも小さくなるように第１モータ及び第２モータの出力を制御するように構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、モータの駆動力によって走行する電動車両に関する。

モータの駆動力によって走行する電動車両が普及しており、近年では、大型バスのような大型の車両においても電動車両の開発が進んでいる。大型の電動車両を走行させるには大きな駆動力が必要となるが、そのために、例えば、特許文献１の電動車両では、モータを２つ備え、その２つのモータを同一の出力軸に接続して同時に駆動することで、当該出力軸から、２つのモータの出力を合成した２倍の駆動力を得るようにしている。

特開２０１６−５４５９８号公報

ところで、このような電動車両では、通常、要求されるトルクに対して、２つのモータから出力されるトルクが互いに等しくなるようにそれらモータの出力が制御されるが、モータ間の冷却性能に差が生じ、一方のモータの温度が一定の温度を超えて上昇した場合には、モータ保護のために当該一方のモータに対して出力制限を行う必要がある。しかし、出力制限が行われている間は当該一方のモータの駆動力が低下することから、最大駆動力を発揮できる機会が減少させられてしまう。そのため、出力制限が適用される機会をできるだけ減少させることが好ましい。

従って、本発明の目的は、モータ間の冷却性能に差が生じた場合にも、最大駆動力を発揮できる機会を増加させることのできる電動車両を提供することにある。

本発明に係る電動車両は、第１のモータと、第２のモータと、前記第１のモータおよび前記第２のモータが接続され、前記第１のモータおよび前記第２のモータの駆動力を駆動輪へ伝達可能な出力軸と、前記第１のモータおよび前記第２のモータを同時に駆動しつつ、前記第１のモータおよび前記第２のモータの出力を制御する制御部と、を備えた電動車両において、前記第１のモータの温度を検出する第１温度検出部と、前記第２のモータの温度を検出する第２温度検出部と、を更に備えている。そして、前記制御部が、前記第１温度検出部によって検出された前記第１のモータの温度が所定の出力制限温度以上の場合は前記第１のモータの出力トルクを所定の上限トルクに制限し、前記第２温度検出部によって検出された前記第２のモータの温度が前記出力制限温度以上の場合は前記第２のモータの出力トルクを前記上限トルクに制限し、前記第１のモータの温度および前記第２のモータの温度がともに前記出力制限温度よりも低い場合に、前記第１のモータと前記第２のモータとのうち前記検出された温度の相対的に高い一方のモータの出力トルクが他方のモータの出力トルクよりも小さくなるように前記第１のモータおよび前記第２のモータの出力を制御するように構成されている。

本発明の電動車両では、２つのモータの温度がともに出力制限温度よりも低いときには、相対的に温度の高い一方のモータの出力トルクが相対的に温度の低い他方のモータの出力トルクよりも小さくなるように、２つのモータの出力が制御される。

従って、当該一方のモータの温度の上昇を抑制でき、且つ、他方のモータによって駆動力を増大できるので、最大駆動力を発揮できる機会を増加させることができる。また、各モータが出力制限温度に達する機会の発現が抑制されるので、車両の耐久性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る電動車両の構成を示すブロック図である。 ギヤ機構の構成を示す模式図である。 電動車両における制御系の構成を示すブロック図である。 電動車両で行われるモータ出力制御を説明するためのフローチャートである。 モータ出力制御で使用するモータの温度差とトルク差補正係数との対応を定めたマップデータのイメージ図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明の電動車両を、例えば大型バスに適用した場合の一例を示すものである。

図１は、本実施形態の電動車両の構成を示すブロック図である。同図に示すとおり、電動車両１０は、第１駆動装置１００と、第２駆動装置２００と、動力伝達装置３００とを備えている。第１駆動装置１００及び第２駆動装置２００は、それぞれ、電動車両１０の走行に必要な駆動力を生成する。動力伝達装置３００は、第１駆動装置１００及び第２駆動装置２００においてそれぞれ個別に生成される駆動力を合成し、その合成後の駆動力を電動車両１０の左右の駆動輪１１，１２に伝達する。即ち、電動車両１０は、第１駆動装置１００及び第２駆動装置２００により生成される駆動力によって走行する。

ここで、図１に示すように、第１駆動装置１００と第２駆動装置２００との構成は互いに同一となっている。そのため図１においては、第１駆動装置１００の構成要素には１００番台の符号を付し、それに対応する第２駆動装置２００の構成要素には２００番台の符号を付している。さらに互いに対応する構成要素の符号は下２桁を同一としている。そして以下の説明においては、第１駆動装置１００の構成について主に説明することとし、第２駆動装置２００の構成については説明を適宜省略する。

第１駆動装置１００は、燃料電池装置１１０と、蓄電装置１２０と、インバータ１３０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０（本発明の第１のモータに相当。以下、第１モータという場合もある。）とを備えている。

燃料電池装置１１０は、燃料タンク１１１と、燃料電池スタック１１２と、昇圧コンバータ１１３とを有している。燃料タンク１１１には、水素等のガス燃料が高圧の状態で貯蔵されている。燃料タンク１１１は、貯蔵されたガス燃料を減圧して燃料電池スタック１１２に供給する。燃料電池スタック１１２は、固体酸化物形燃料電池セルを複数接続して重ね合わせた積層構造の燃料電池である。燃料電池スタック１１２は、燃料タンク１１１から供給されるガス燃料とブロア（不図示）から供給される空気（外気）との化学反応によって発電する。昇圧コンバータ１１３は、燃料電池スタック１１２によって発電される直流電力をインバータ１３０への供給に適した電圧に変換（昇圧）し、その昇圧後の直流電力をインバータ１３０に入力する。

蓄電装置１２０は、再充電可能なバッテリ１２１と、昇圧コンバータ１２２とを有している。昇圧コンバータ１２２は、昇圧と降圧の両方に対応したＤＣ／ＤＣコンバータである。昇圧コンバータ１２２は、リレー等で構成されるスイッチング回路（不図示）を有している。当該回路が駆動されることで、昇圧コンバータ１２２では、バッテリ１２１の充電時と放電時の通電経路の切替えが行われる。昇圧コンバータ１２２は、放電時の通電経路に切替えられている場合、バッテリ１２１から供給（放電）される直流電力をインバータ１３０への供給に適した電圧に変換（昇圧）し、その昇圧後の直流電力をインバータ１３０に入力する。また、昇圧コンバータ１２２は、充電時の通電経路に切替えられている場合、燃料電池装置１１０からその昇圧コンバータ１１３を介して供給される直流電力をバッテリ１２１への供給に適した電圧に変換（降圧）し、その降圧後の直流電力をバッテリ１２１に供給する。これにより、バッテリ１２１の充電が行われて、燃料電池装置１１０で発電された電力のうちのモータジェネレータ１４０で消費されなかった余剰の電力がバッテリ１２１に蓄えられる。バッテリ１２１は、例えばニッケル・水素蓄電池などから構成されている。

インバータ１３０は、燃料電池装置１１０からその昇圧コンバータ１１３を介して、あるいは蓄電装置１２０からその昇圧コンバータ１２２を介して供給される直流電力を交流電力（例えば、三相交流電力）に変換してモータジェネレータ１４０に供給する。この供給により、モータジェネレータ１４０が駆動力を発生させるようになる。また、インバータ１３０は、モータジェネレータ１４０からの回生電力（交流電力）を直流電力に変換して蓄電装置１２０に供給する。このとき、蓄電装置１２０の昇圧コンバータ１２２は、インバータ１３０から供給される直流電力をバッテリ１２１への供給に適した電圧に変換（降圧）し、その降圧後の直流電力をバッテリ１２１に供給する。これにより、バッテリ１２１の充電が行われて、回生電力がバッテリ１２１に蓄えられる。

モータジェネレータ１４０は、交流電力の供給を受けて駆動力を発生させる回転電機である。かかる駆動力は、動力伝達装置３００によって電動車両１０の走行のための推進力に変換される。また、モータジェネレータ１４０では、電動車両１０の減速時に回生電力が発生する。回生電力は、上記のように蓄電装置１２０のバッテリ１２１に蓄えられて、後に電動車両１０の走行などのために利用される。

また、モータジェネレータ１４０には、そのモータハウジング内に収容されたステータやロータなどを冷却するための冷却回路が設けられている（何れも不図示）。冷却回路は、モータハウジングを含む冷却経路内にモータ冷却用のオイルを供給して循環させるオイルポンプ、モータハウジングから排出されたモータ冷却後のオイルを冷却用温度に冷やすオイルクーラー、冷却用温度に冷やされたオイルを貯留するリザーバタンク、及びそれらを接続する配管などから構成されている。この冷却回路では、モータ冷却用のオイルが、オイルポンプによってその冷却経路内を循環させられることで、モータジェネレータ１４０のステータやロータなどが冷却されるようになっている。オイルポンプは、機械式ギヤポンプや電動オイルポンプなどである。

動力伝達装置３００は、ギヤ機構３１０と、プロペラシャフト３２０と、差動機構を含む終減速機３３０とを備えている。

ギヤ機構３１０は、モータジェネレータ１４０の回転軸１４１及びモータジェネレータ２４０（本発明の第２のモータに相当。以下、第２モータという場合もある。）の回転軸２４１から出力される駆動力を、当該ギヤ機構３１０の出力軸を介して、プロペラシャフト３２０に伝達する。具体的には、図２に示すとおり、ギヤ機構３１０は、アイドラ軸３１１と、出力軸３１２とを備えている。アイドラ軸３１１には、入力ギヤ３１１ａと出力ギヤ３１１ｂとが一体回転するように連結されて固定されている。入力ギヤ３１１ａには、モータジェネレータ１４０の回転軸１４１に固定された出力ギヤ１４１ａ、及びモータジェネレータ２４０の回転軸２４１に固定された出力ギヤ２４１ａが接続されている。また出力ギヤ３１１ｂは、出力軸３１２に固定されたドリブンギヤ３１２ａに接続されている。このような構成により、ギヤ機構３１０では、第１モータの回転軸１４１及び第２モータの回転軸２４１が回転すると、それらの回転によりアイドラギヤ３１１が回転する。このとき、回転軸１４１及び回転軸２４１の回転はアイドラ軸３１１の回転として合成される。そして、その合成後のアイドラ軸３１１の回転が出力軸３１２の回転として出力される。つまり、電動車両１０では、モータジェネレータ１４０及びモータジェネレータ２４０を備え、それら２つのモータジェネレータを同一の出力軸３１２に接続することで、２つのモータジェネレータの出力を合成した２倍の駆動力が出力軸３１２から得られるようになっている。なお、回転軸１４１及び回転軸２４１は、アイドラ軸３１１に歯車結合されているため、一方のみが回転することはできなくなっている。そのため、例えばモータジェネレータ１４０が駆動されて回転軸１４１のみが回転する場合であっても、それによるアイドラ軸３１１の回転に伴って回転軸２４１が回転することとなる。また、出力軸３１２にはプロペラシャフト３２０の一端が連結されている（不図示）。よって、プロペラシャフト３２０は出力軸３１２と一体に回転する。

終減速機３３０は、図１に示すとおり、プロペラシャフト３２０の他端と接続されている。また、終減速機３３０には、ドライブシャフト３３１，３３２のそれぞれの一端が接続されている。プロペラシャフト３２０が回転すると、終減速機３３０の差動機構によって駆動力が分配されて、ドライブシャフト３３１，３３２が回転する。ドライブシャフト３３１，３３２の他端には左右の駆動輪１１，１２がそれぞれ接続されている。なお、電動車両１０は、左右の２つの駆動輪１１，１２の他に更に２つの非駆動輪を備えているが、当該非駆動輪については図示を省略している。

このような構成により、電動車両１０では、その走行時には、モータジェネレータ１４０及びモータジェネレータ２４０から出力される駆動力が、動力伝達装置３００を介して駆動輪１１，１２に伝達されることで、走行のための推進力が得られる。また、電動車両１０では、その制動時には、駆動輪１１，１２の回転が動力伝達装置３００を介して回転軸１４１及び回転軸２４１に伝達されることで、モータジェネレータ１４０及びモータジェネレータ２４０においてそれぞれ回生電力が発生する。

また、電動車両１０は、車両を制御するための制御装置４００を備えている。

図３は、本実施形態の電動車両１０における制御装置４００の構成を示すブロック図である。図３に示すとおり、制御装置４００（本発明の制御部に相当）は、主制御部４０１、第１制御部４１０、及び第２制御部４２０によって構成されている。これら各制御部４０１、４１０、４２０は、それぞれコンピュータを有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）として構成されている。制御装置４００は、主制御部４０１、第１制御部４１０、及び第２制御部４２０により実質的に一つのコンピュータシステムとして構成されている。主制御部４０１は、電動車両１０の全体を統合制御する機能を有している。第１制御部４１０及び第２制御部４２０は、それぞれ主制御部４０１と信号線を介して電気的に接続されている。この接続により、主制御部４０１と、第１制御部４１０及び第２制御部４２０とは、相互に通信することが可能となっている。また、図１に示すとおり、第１制御部４１０は、第１駆動装置１００の一部として組み込まれており、第１駆動装置１００の動作を制御するためのサブシステムとなっている。この第１制御部４１０により、モータジェネレータ１４０の駆動、燃料電池装置１１０の発電、蓄電装置１２０の充放電等が制御される。一方、第２制御部４２０は、第２駆動装置２００の一部として組み込まれており、第２駆動装置２００の動作を制御するためのサブシステムとなっている。第２制御部４２０は、第２駆動装置２００の各構成要素に関し、第１制御部４１０と同様の制御を行う。

これら各制御部４０１、４１０、４２０は、制御プログラムを実行して各種の演算を行うマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、制御プログラムや各種マップデータ等を記憶するＲＯＭ、ＣＰＵによる演算結果等のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、及び入出力ポートを備えている（何れも不図示）。

第１制御部４１０による第１駆動装置１００の動作の制御は、ＣＰＵが、入出力ポートを介し、第１駆動装置１００の制御対象となる構成要素に対して制御信号を出力することによって行う。例えば、ＣＰＵが、昇圧コンバータ１２２に対して制御信号を出力して当該昇圧コンバータ１２２の駆動を制御することで、第１制御部４１０は、蓄電装置１２０からインバータ１３０に供給される電力を制御する。また、ＣＰＵが、燃料電池スタック１１２及び昇圧コンバータ１１３に対して制御信号を出力してそれらの駆動を制御することで、第１制御部４１０は、燃料電池装置１１０から蓄電装置１２０及びインバータ１３０に供給される電力を制御する。また、ＣＰＵが、インバータ１３０に対して制御信号を出力することで、第１制御部４１０は、当該インバータ１３０を介して、モータジェネレータ１４０の駆動を制御する。第２制御部４２０による第２駆動装置２００の動作の制御についても、この第１制御部４１０による制御と同様の方法で行われる。

また、各制御部４０１、４１０、４２０のＣＰＵには、入出力ポートを介して、電動車両１０に設けられた各種のセンサから車両の状態を示す検出信号が入力される。図３に示すとおり、主制御部４０１には、電動車両１０の車速を検出する車速センサ１３、運転者により操作される不図示のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１４、運転者により操作される不図示のブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ操作量）を検出するブレーキペダルセンサ１５等が接続されている。また、第１制御部４１０には、モータジェネレータ１４０の回転軸１４１の回転数（回転速度）を検出するＭＧ回転数センサ１４２、モータジェネレータ１４０のステータコイル（不図示）の温度を検出するコイル温度センサ１４３（本発明の第１温度検出部に相当）、バッテリ１２１のＳＯＣ値を検出するＳＯＣセンサ１２３等が接続されている。ＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）値は、完全放電状態を０％とし、満充電状態を１００％と定義した上で、バッテリの充電状態を０％から１００％の範囲で表した値である。また、第２制御部４２０には、モータジェネレータ２４０の回転軸２４１の回転数（回転速度）を検出するＭＧ回転数センサ２４２、モータジェネレータ２４０のステータコイル（不図示）の温度を検出するコイル温度センサ２４３（本発明の第２温度検出部に相当）、バッテリ２２１のＳＯＣ値を検出するＳＯＣセンサ２２３等が接続されている。これらのセンサが接続されることにより、各制御部４０１、４１０、４２０は、車両の状態を判断するために必要な情報を、自己のセンサから、あるいは通信により他の制御部のセンサから取得することができる。なお、ＭＧ回転数センサ１４２，２４２は、モータジェネレータ１４０，２４０に内蔵されたレゾルバ（回転角センサ）や、モータジェネレータの回転軸１４１，２４１の近傍に設けられた磁気式回転角センサなどである。コイル温度センサ１４３，２４３は、モータジェネレータ１４０，２４０のステータコイル（不図示）に設けられている。このコイル温度センサ１４３，２４３には、例えば、サーミスタなどが用いられている。

電動車両１０が走行する際、制御装置４００は、走行に必要な駆動力を出力させるため、２つのモータ（モータジェネレータ１４０，２４０）を以下のように駆動する。

先ず、制御装置４００の主制御部４０１は、電動車両１０のアクセル開度及び車速の情報をセンサ１４，１３により取得し、それらの情報と、ＲＯＭから取得したマップデータ等とに基づいて、車両に対する要求駆動力を算出する。次に、主制御部４０１は、算出した要求駆動力に基づいて合計の要求トルクｔｇｒを算出し、この要求トルクｔｇｒに基づいて、モータジェネレータ１４０が出力すべきトルク（ＭＧ１出力トルク）ｔｇ１とモータジェネレータ２４０が出力すべきトルク（ＭＧ２出力トルク）ｔｇ２とを算出する。そして、主制御部４０１は、算出したＭＧ１出力トルクｔｇ１に基づくＭＧトルク指令（値）を第１制御部４１０に対して送信し、また、算出したＭＧ２出力トルクｔｇ２に基づくＭＧトルク指令（値）を第２制御部４２０に対して送信する。

制御装置４００の第１制御部４１０は、ＭＧトルク指令を受信すると、そのＭＧトルク指令により要求される出力トルク（ＭＧ１出力トルクｔｇ１）を目標出力トルクとして設定し、その設定に基づき、インバータ１３０を介してモータジェネレータ１４０の駆動を制御する。具体的には、第１制御部４１０は、インバータ１３０に対し制御信号を出力して、インバータ１３０からモータジェネレータ１４０に供給される電圧をＰＷＭ（パルス幅変調）制御することで、設定した目標出力トルクが実際にモータジェネレータ１４０から出力されるように当該モータジェネレータ１４０の駆動を制御する。第２制御部４２０がＭＧトルク指令を受信した場合に行うモータジェネレータ２４０の駆動の制御についても、この第１制御部４１０による制御と同様に行われる。なお、目標出力トルクが正の値に設定されている場合、モータジェネレータは電動機として機能し、駆動輪を回転させるためのトルクを出力する。一方、目標出力トルクが負の値に設定されている場合、モータジェネレータは発電機として機能し、駆動輪から伝達される回転によって回生発電を行う。

ところで、電動車両１０では、モータジェネレータ（以下、単に、モータという。）１４０，２４０の寿命を等しくする等の観点から、原則として、モータ１４０，２４０の出力にできるだけトルク差が生じないように２つのモータ１４０，２４０の駆動が制御される。しかし、搭載上の制約によるモータ冷却回路の配管位置等の相違やモータ冷却回路を構成する部品の個体差などの要因によりモータ間の冷却性能に差が生じ、一方のモータの温度が一定の温度を超えて上昇した場合には、モータ保護のために当該一方のモータに対して出力制限を行う必要が生じる。そして、モータの出力制限が行われた場合には、当該一方のモータの出力トルクが低下することから、合計の最大駆動力が低下してしまう。

そこで、この点を改善するため、本実施形態の電動車両１０では、モータ１４０，２４０が出力制限を必要とする温度にできるだけ達しないように、それらモータ間の温度差を考慮して２つのモータ１４０，２４０の出力を制御するようにしている。

以下、本実施形態の電動車両１０において行われるこのモータ出力制御について説明する。

図４は、本実施形態の電動車両１０で行われるモータ出力制御を説明するためのフローチャートである。なお、図４に示される処理は、電動車両１０が、例えば、走行モードに設定された場合に、制御装置４００の主制御部４０１によって所定時間ごとに繰り返し実行されるようになっている。

主制御部４０１は、フローチャートの処理を開始すると、ステップＳ１において、車両の状態として、アクセル開度及び車速の情報を、アクセル開度センサ１４及び車速センサ１３によって取得する。

次に、主制御部４０１は、ステップＳ２において、それらアクセル開度及び車速の情報と、ＲＯＭから取得したマップデータ等とに基づいて、車両に対する要求駆動力を算出する。具体的には、例えば、マップデータからアクセル開度に対応する駆動力特性線を選択し、その駆動力特性線を車速で検索することにより要求駆動力を算出する。

次に、主制御部４０１は、ステップＳ３において、第１モータであるモータ１４０及び第２モータであるモータ２４０の温度情報を取得する。具体的には、主制御部４０１は、第１制御部４１０及び第２制御部４２０と通信して、コイル温度センサ１４３，２４３からモータ１４０及びモータ２４０の温度情報を取得する。

次に、主制御部４０１は、ステップＳ４において、ステップＳ３で取得した温度情報を基にモータ１４０の温度ｔｈ１（以下、第１モータ温度ｔｈ１という場合もある。）が所定の出力制限温度未満であるか否かを判定する。そして、主制御部４０１は、ステップＳ４において第１モータ温度ｔｈ１が所定の出力制限温度未満であると判定した場合には、ステップＳ５（ＹＥＳ側）へ移行する。一方、主制御部４０１は、第１モータ温度ｔｈ１が所定の出力制限温度以上であると判定した場合には、ステップＳ１０（ＮＯ側）へ移行する。

ステップＳ５において、主制御部４０１は、ステップＳ３で取得した温度情報を基にモータ２４０の温度ｔｈ２（以下、第２モータ温度ｔｈ２という場合もある。）が所定の出力制限温度未満であるか否かを判定する。そして、主制御部４０１は、ステップＳ５において第２モータ温度ｔｈ２が所定の出力制限温度未満であると判定した場合には、ステップＳ６（ＹＥＳ側）へ移行する。一方、主制御部４０１は、第２モータ温度ｔｈ２が所定の出力制限温度以上であると判定した場合には、ステップＳ９（ＮＯ側）へ移行する。

ステップＳ６において、主制御部４０１は、要求駆動力に対する要求トルクｔｇｒを算出する。

次に、ステップＳ７において、主制御部４０１は、第１モータ温度ｔｈ１と第２モータ温度ｔｈ２とから２つのモータの温度差ｔｈｄを算出し、この温度差ｔｈｄに基づいてモータ１４０，２４０に対するトルク配分を決定する。

運転中に、２つのモータ１４０，２４０に温度差が生じた場合、温度の相対的に高い方のモータの出力トルクを温度の相対的に低い方のモータの出力トルクよりも小さくするように、つまり、モータの出力に温度差と逆のトルク差をもたせるようにして２つのモータの出力を制御すれば、温度の高い一方のモータの温度の上昇を抑制できる。また、それとともに、温度の低い他方のモータによって駆動力を増大できる。

また、このように２つのモータの出力を制御すれば、次第に、温度の高い方のモータの温度は低下し、温度の低い方のモータの温度は上昇するようになる。そして、２つのモータに温度差がなくなったと考えられる時点で、モータから出力されるトルクが等しくなるように２つのモータの出力を制御するようにすれば、２つのモータの温度が均等化されるようになる。この場合、モータが出力制限を必要とする温度に達しない範囲で、２つのモータの温度が均等化されるようになる。そのため、各モータが出力制限温度に達する機会の発現を抑制でき、車両の耐久性を向上できる。

そこで、本実施形態の電動車両１０では、モータの温度差と逆のトルク差をもたせるように、２つのモータ１４０，２４０間の出力のトルク差を予め定めておき、その定めたデータを例えばマップデータ等として主制御部４０１のＲＯＭに予め記憶させておくようにしている。その一例として、図５に、モータの温度差とトルク差との対応を定めたマップデータのイメージを示す。このマップデータの例では、モータの温度差ｔｈｄ（横軸）の絶対値が所定値ｔｈａを超える部分について、２つのモータの出力にトルク差を生じさせるためのトルク差補正係数α（縦軸）が、温度差ｔｈｄに比例して絶対値で大きくなるように定められている。トルク差補正係数αは、２つのモータ１４０，２４０に対する要求トルクｔｇｒの配分割合を補正するためのトルク差の加算分及び減算分の補正値を定めたものである。なお、所定値ｔｈａは、熱に対するモータ寿命について、２つのモータ間の寿命に差を与えない温度差の上限値であり、また、制御のハンチングを防止するための閾値でもある。

モータ出力制御では、このようなマップデータを使用して、２つのモータ１４０，２４０の出力を制御する。即ち、主制御部４０１は、ＲＯＭからマップデータを取得すると、算出したモータの温度差ｔｈｄ＝ｔｈ１−ｔｈ２に対応するトルク差補正係数αを当該マップデータから求める。そして、主制御部４０１は、そのトルク差補正係数αに基づいて２つのモータ１４０，２４０に対するトルク配分を決定する。具体的には、例えば、第１モータであるモータ１４０の温度ｔｈ１の方が第２モータであるモータ２４０の温度ｔｈ２よりも高く、マップデータから求めたトルク差補正係数αが「−０．１」であったとする。この場合、トルク差補正係数αの「−０．１」をモータ数の「２」で除して得た除算値の「−０．０５」を、２つモータに対する要求トルクｔｇｒの配分割合、ここではモータが２つであるため「０．５（モータ１４０）：０．５（モータ２４０）」に対して加減算する。即ち、モータ１４０の配分割合「０．５」に対しては当該除算値の「−０．０５」を加算し、一方、モータ２４０の配分割合「０．５」に対しては当該除算値の「−０．０５」を減算する。この計算によって得られた値が２つのモータに対するトルク配分となる。この場合、「０．５＋（−０．０５）：０．５−（−０．０５）」との式を計算することとなり、トルク配分は「０．４５（モータ１４０）：０．５５（モータ２４０）」に決定される。

次に、主制御部４０１は、同ステップＳ７において、その決定したトルク配分を、ステップＳ６で算出した要求トルクｔｇｒにそれぞれ乗算することにより、モータ１４０が出力すべきトルク（ＭＧ１出力トルク）ｔｇ１及びモータ２４０が出力すべきトルク（ＭＧ２出力トルク）ｔｇ２を算出する。

次に、主制御部４０１は、ステップＳ８において、そのＭＧ１出力トルクｔｇ１に基づくＭＧトルク指令（値）を第１制御部４１０に対し、また、ＭＧ２出力トルクｔｇ２に基づくＭＧトルク指令（値）を第２制御部４２０に対して送信する。なお、第１制御部４１０及び第２制御部４２０がＭＧトルク指令を受信した場合に行うモータの駆動の制御については既述のとおりである。

上記のようにモータ出力制御を行った後、主制御部４０１は本ルーチンを終了する。

本実施形態の電動車両１０で行われるモータ出力制御では、上記のように、モータ間の温度差を考慮して、温度の高い方のモータの出力トルクが温度の低い方のモータの出力トルクよりも小さくなるように２つのモータの出力が制御される。

他方、上記ステップＳ５で第２モータ温度（モータ２４０の温度）ｔｈ２が所定の出力制限温度以上であると判定した場合、主制御部４０１は、ステップＳ９において、その出力制限温度に対応する出力制限値（本発明の上限トルクに相当）をＲＯＭから取得し、その出力制限値（トルク）をそのままＭＧ２出力トルクｔｇ２として算出する。さらに主制御部４０１は、要求駆動力に基づいてステップＳ６と同様に要求トルクｔｇｒを算出すると共に、この要求トルクｔｇｒから出力制限値を減じて得られた結果をＭＧ１出力トルクｔｇ１として算出する。そして、主制御部４０１はステップＳ８へ移行する。

また、上記ステップＳ４で第１モータ温度（モータ１４０の温度）ｔｈ１が所定の出力制限温度以上であると判定した場合、主制御部４０１は、ステップＳ１０において、上記ステップＳ３で取得した温度情報を基にモータ２４０の温度（第２モータ温度）ｔｈ２が所定の出力制限温度未満であるか否かを判定する。そして、主制御部４０１は、ステップＳ１０において第２モータ温度ｔｈ２が所定の出力制限温度未満であると判定した場合には、ステップＳ１１（ＹＥＳ側）へ移行する。一方、主制御部４０１は、第２モータ温度ｔｈ２が所定の出力制限温度以上であると判定した場合には、ステップＳ１２（ＮＯ側）へ移行する。

ステップＳ１１において、主制御部４０１は、出力制限温度に対応する出力制限値をＲＯＭから取得し、その出力制限値（トルク）をそのままＭＧ１出力トルクｔｇ１として算出する。さらに主制御部４０１は、要求駆動力に基づいてステップＳ６と同様に要求トルクｔｇｒを算出すると共に、この要求トルクｔｇｒから出力制限値を減じて得られた結果をＭＧ２出力トルクｔｇ２として算出する。そして、主制御部４０１はステップＳ８へ移行する。

本実施形態の電動車両１０で行われるモータ出力制御では、このように、一方のモータの温度が出力制限温度に達してしまった場合には、当該モータの出力トルクが出力制限によって減少させられた分、他方のモータの出力トルクを増大させるように２つのモータの出力が制御される。

また、上記ステップＳ１０でモータ２４０の温度（第２モータ温度）ｔｈ２が所定の出力制限温度以上であると判定した場合、主制御部４０１は、ステップＳ１２において、出力制限温度に対応する出力制限値をＲＯＭから取得する。この場合、モータ１４０及びモータ２４０の双方に対して出力制限が必要とされる。そのため、主制御部４０１は、ＲＯＭから取得した出力制限値（トルク）をそのままＭＧ１出力トルクｔｇ１及びＭＧ２出力トルクｔｇ２として算出するようにする。そして、主制御部４０１はステップＳ８へ移行する。

本実施形態の電動車両１０で行われるモータ出力制御では、このように、両モータの温度が出力制限温度に達してしまった場合には、出力制限の範囲内で、出力トルクが等しくなるように２つのモータの出力が制御される。

上記のように、本実施形態の電動車両１０で行われるモータ出力制御では、センサにより検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両に対する要求駆動力（ステップＳ２）及び要求トルクｔｇｒ（ステップＳ６）が算出される。そして、センサにより検出された２つのモータの温度、即ち、第１モータ温度ｔｈ１及び第２モータ温度ｔｈ２が何れも出力制限温度よりも低い場合には、２つのモータの温度差ｔｈｄ＝ｔｈ１−ｔｈ２が算出され、要求トルクｔｇｒ及び温度差ｔｈｄに基づいて、ＭＧ１出力トルクｔｇ１及びＭＧ２出力トルクｔｇ２が算出される（ステップＳ７）。その際、トルク配分は、温度の相対的に高い一方のモータの出力トルクが温度の相対的に低い（即ち、前記一方のモータの温度よりも低い）他方のモータの出力トルクよりも小さくなるように、且つ、温度差ｔｈｄが大きいほど、出力トルクの差が絶対値で大きくなるように決定される。

本実施形態の電動車両１０で行われるモータ出力制御では、このようにして算出されたＭＧ１出力トルクｔｇ１及びＭＧ２出力トルクｔｇ２に基づいて、２つのモータ１４０，２４０の出力がそれぞれ制御される。従って、この場合、温度の相対的に高い一方のモータの温度の上昇を抑制でき、且つ、他方のモータによって駆動力を増大できるので、最大駆動力の低下を抑制することができる。また、この場合、各モータが出力制限温度に達する機会の発現が抑制されるので、最大駆動力を発揮できる状況を増加させることができる。また、当該発現が抑制されることにより、熱に対するモータ寿命の低下を抑制できるので、車両の熱寿命の低下が抑えられて車両の耐久性を向上することができる。

なお、本実施形態の電動車両１０では、第１モータ（モータ１４０）の回転軸に固定された出力ギヤと第２モータ（モータ２４０）の回転軸に固定された出力ギヤとが同じアイドラ軸３１１の入力ギヤ３１１ａに並列に接続される構成であるとして説明した。しかし、２つのモータの出力を合成した２倍の駆動力が出力軸３１２から得られる構成である限り、上記以外の構成であってもかまわない。

また、本実施形態の制御装置４００（主制御部４０１、第１制御部４１０、及び第２制御部４２０）の構成は、あくまで一例を示したものであり、上記の構成に限定されない。例えば、主制御部４０１を省いて、制御装置４００を第１制御部４１０及び第２制御部４２０によって構成するようにしてもよい。そうした場合、第１制御部４１０及び第２制御部４２０を信号線により電気的に接続して相互通信可能とする。また、主制御部４０１に接続されるセンサ（車速センサ１３、アクセル開度センサ１４、ブレーキペダルセンサ１５など）を第１制御部４１０及び第２制御部４２０の一方又は双方に接続するようにする。そして、主制御部４０１によって実行される上記のモータ出力制御（図４に示される処理）が第１制御部４１０又は第２制御部４２０によって実行されるようにするとよい。即ち、第１制御部４１０又は第２制御部４２０が主制御部４０１の代わりとなるようにすればよい。

また、上記では、モータの数が２つ（モータ１４０，２４０）であるとして説明したが、モータの数は３つ以上であってもよい。なお、その場合には、例えば、モータの温度を入力値として、各モータの温度差に基づき、温度差と逆のトルク差をもたせるように、モータに対する要求トルクｔｇｒの配分割合（既述）を補正するための補正値を出力する関数などを予め作成しておくようにする。そして、ここで、例えばモータの数が３つであるとし、その３つのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３に対する要求トルクｔｇｒの配分割合を、例えば「ＭＧ１＝０．３３：ＭＧ２＝０．３４：ＭＧ３＝０．３３」としたとする。その場合に、各モータの温度が、「ＭＧ１＝Ｔ１，ＭＧ２＝Ｔ２，ＭＧ３＝Ｔ３」であり、これら３つのモータの温度の値を予め作成しておいた関数に入力として与えると、当該関数からは、例えば「ＭＧ１＝−０．１：ＭＧ２＝＋０．０５：ＭＧ３＝＋０．０５」とのような配分割合に対する補正値が得られたとする。この場合、その補正値を上記の配分割合に対して加算し、その計算によって得られた値が、要求トルクｔｇｒに対する３つのモータについてのトルク配分となる。つまり、この場合には、トルク配分は「ＭＧ１＝０．２３：ＭＧ２＝０．３９：ＭＧ３＝０．３８」に決定されるので、このトルク配分と要求トルクｔｇｒとに基づき既述の手順によりＭＧ１出力トルク、ＭＧ２出力トルク、及びＭＧ３出力トルクを算出し、それらのトルクに基づいて３つのモータの出力をそれぞれ制御するとよい。

また、上記では、モータの出力の制御を「トルク（Ｎ・ｍ）」ベースで行うように説明したが、「トルク（Ｎ・ｍ）」の代わりに「パワー（Ｗ）」ベースでモータの出力の制御を行うようにしてもよい。

１０ 電動車両、１１，１２ 駆動輪、１３ 車速センサ、１４ アクセル開度センサ、１３０，２３０ インバータ、１４０，２４０ モータジェネレータ（ＭＧ）、１４１，２４１ 回転軸、１４３，２４３ コイル温度センサ、３００ 動力伝達装置、３１０ ギヤ機構、３１１ アイドラ軸、３１２ 出力軸、４００ 制御装置、４０１ 主制御部、４１０ 第１制御部、４２０ 第２制御部。

Claims (1)

1. 第１のモータと、
   第２のモータと、
   前記第１のモータおよび前記第２のモータが接続され、前記第１のモータおよび前記第２のモータの駆動力を駆動輪へ伝達可能な出力軸と、
   前記第１のモータおよび前記第２のモータを同時に駆動しつつ、前記第１のモータおよび前記第２のモータの出力を制御する制御部と、
   を備えた電動車両において、
   前記第１のモータの温度を検出する第１温度検出部と、
   前記第２のモータの温度を検出する第２温度検出部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記第１温度検出部によって検出された前記第１のモータの温度が所定の出力制限温度以上の場合は前記第１のモータの出力トルクを所定の上限トルクに制限し、前記第２温度検出部によって検出された前記第２のモータの温度が前記出力制限温度以上の場合は前記第２のモータの出力トルクを前記上限トルクに制限し、前記第１のモータの温度および前記第２のモータの温度がともに前記出力制限温度よりも低い場合に、前記第１のモータと前記第２のモータとのうち前記検出された温度の相対的に高い一方のモータの出力トルクが他方のモータの出力トルクよりも小さくなるように前記第１のモータおよび前記第２のモータの出力を制御するように構成されていることを特徴とする電動車両。

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