CN101332815A - 车辆用驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆用驱动控制装置，其将用于驱动所有的车轮的驱动源的驱动转矩作为总驱动转矩，将用于驱动该总驱动转矩中的规定的左右的车轮的驱动转矩作为左右轮驱动转矩，通过以在车辆的回转时，将所述左右轮驱动转矩具有分配差地向所述左右的车轮分配的方式用控制部进行分配控制，辅助所述车辆的回转，其特征在于，所述控制部是以在所述车辆的回转时，维持所述分配差的同时，减少所述总驱动转矩的方式进行控制的结构。

Description

车辆用驱动控制装置

技术领域

本发明涉及提高车辆的回转性的车辆用驱动控制装置。

背景技术

近年来，正在进行通过根据车辆的回转状态驱动源的驱动转矩，提高车辆的回转性的车辆用驱动控制装置的开发(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】特开平9-86378号公报

专利文献1中所示的以往的车辆用驱动控制装置算出目标横摆率和实际产生的横摆率(yaw rate)之差(横摆率偏差)，在该横摆率偏差达到规定的“阈值”时，算出对应于横摆率偏差的移动转矩，在左右的后轮之间使转矩移动该移动转矩量程度。其结果，在车辆产生横摆力矩，因此，提高车辆的回转性。

关于这样在回转行驶时将转矩向左右移动的方式(所谓的附加回转辅助的方式)，除了在左右的后轮间移动的方式以外，也可以为在左右的前轮间移动的方式、或左右的前后轮之间移动的方式。

在此，在通常的四轮驱动车辆(利用驱动源驱动左右的前轮和左右的后轮的形式的车辆)采用了上述以往的车辆用驱动控制装置的情况下，考虑接下来的各使用例中的车辆的回转特性。

第一使用例是仅驱动左右的前轮，不驱动后轮即不附加基于后轮的回转辅助的使用例。将驱动前轮的驱动转矩称为前轮用驱动转矩(前进驱动转矩)。

在车辆回转行驶时，车轮的朝向相对于车辆的行进方向偏离滑动角程度。因此，驱动源的驱动转矩不直接从前轮向路面传递。其结果，回转行驶时的车速相对于直进行驶时的车速减少。

第二使用例是驱动左右的前轮，同时，附加基于后轮的回转辅助的使用例。将用于驱动所有的车轮的驱动转矩成为“总驱动转矩”。第二使用例的总驱动转矩设定为与第一使用例的前轮用驱动转矩(前进驱动转矩)相同即可。

在第二使用例中，如上述专利文献1，使转矩在左右的后轮之间移动，因此，提高车辆的回转性。回转性提高，因此，与第一使用例相比，方向盘的操纵角小也可(操纵的切换良好)。相对于车辆的行进方向的车辆的滑动角也相应地减小操纵角减小的程度。因此，驱动源的驱动转矩从车轮容易向路面传递。其结果，回转行驶时的车速相对于直进行驶时的车速不太减少。通过悬吊装置(suspension)的设定，也可以增速。

通常，驾驶人的驾驶经验越丰富，越把从直进行驶向回转行驶切换时操纵角和车速的减少的程度的关系作为经验法则。因此，关于回转行驶时的车速，优选将其减少至对驾驶人不赋予不舒服感的程度。另外，回转行驶时的车速不像第一使用例一样减少，因此，回转时的驱动能量效率的提高有改进的余地。

发明内容

本发明的目的在于提供能够提高车辆的回转性，同时，能够更适当地减少回转行驶时的车速，并且，能够提高回转行驶时的驱动能量效率的技术。

第一方面的发明是一种车辆用驱动控制装置，其将用于驱动所有的车轮的驱动源的驱动转矩作为总驱动转矩，将用于驱动该总驱动转矩中的规定的左右的车轮的驱动转矩作为左右轮驱动转矩，通过以在车辆的回转时，将所述左右轮驱动转矩具有分配差地向所述左右的车轮分配的方式用控制部进行分配控制，辅助所述车辆的回转，其特征在于，所述控制部是以在所述车辆的回转时，维持所述分配差的同时，减少所述总驱动转矩的方式进行控制的结构。

在第一方面的发明中，在回转行驶时，维持向规定的左右的车轮的分配差，同时，减少总驱动转矩。通过减少总驱动转矩，车速减少。因此，在回转行驶时，能够提高车辆的回转性，同时，能够以使驾驶人不感觉不舒适感的程度减少车速。而且，通过减少总驱动转矩，能够提高回转行驶时的驱动能量效率。

附图说明

图1是搭载本发明的车辆用驱动控制装置的车辆的示意性俯视图兼控制系统图。

图2是具备图1所示的马达的车辆的示意性俯视图。

图3是表示利用图1所示的控制部执行的马达驱动控制程序的一例的控制流程图。

图4是本发明的减少驱动转矩设定映射图的说明图。

图中：10-车辆；11L、11R、12L、12R-车轮；21、31L、31R-驱动源(电动马达)；40-车辆用驱动控制装置；41-车速检测部；42-操纵角检测部；43、44L、44R-转矩检测部；45-控制部；Ta-左右轮驱动转矩；Td-减少驱动转矩；Tf-实际的前侧驱动转矩；Tfr-前侧目标驱动转矩；Tl-实际的左后驱动转矩；Tlr-左后目标驱动转矩；Tr-实际的右后驱动转矩；Trr-右后侧目标驱动转矩；Tt-总驱动转矩；ΔT-分配差。

具体实施方式

以下，基于附图，说明用于实施本发明的最佳方式。还有，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”是指由驾驶人看的方向。

图1是搭载本发明的车辆用驱动控制装置的车辆的示意性俯视图兼控制系统图。图2是具备图1所示的马达的车辆的示意性俯视图。

如图1所示，车辆10是用于驱动左右的前轮11L、11R、和左右的后轮12L、12R的形式的所谓的四轮驱动车辆。该车辆10具备：驱动左右的前轮11L、11R的前轮驱动系20；驱动左右的后轮12L、12R的后轮驱动系30；驱动控制前·后轮驱动系20、30的车辆用驱动控制装置40。

前轮驱动系20包括：前轮驱动用马达21；将前轮驱动用马达21产生的驱动转矩Tf(前侧驱动转矩Tf)经由车轴22向左右的前轮11L、11R传递的前侧的齿轮机构23。前侧的齿轮机构23包括差速齿轮23。

后轮驱动系30包括：左的后轮用马达31L；右的后轮用马达31R；将左的后轮用马达31L产生的驱动转矩Tl(左后驱动转矩Tl)向左的后轮12L传递的左后侧的齿轮机构32L；将右的后轮用马达31R产生的驱动转矩Tr(右后驱动转矩Tr)向右的后轮12R传递的右后侧的齿轮机构32R。

还有，各马达21、31L、31R不经由齿轮机构23、32L、32R直接向各车轮11L、11R、12L、12R传递驱动转矩。

各马达21、31L、31R是包含电动马达的驱动源。以下，将前轮驱动用马达21称为“前马达21”，将左的后轮用马达31L称为“左后马达31L”，将右的后轮用马达31R称为“右后马达31R”。

在此，关于各驱动转矩Tf、Tl、Tr的关系，参照图2的同时如下所述地定义。还有，未图示接下来的符号Tt、Ta、ΔT。

将前侧驱动转矩Tf、左后驱动转矩Tl、和右后驱动转矩Tr的总和Tt称为“总驱动转矩Tt”(Tt＝Tf+Tl+Tr)。另外，将左后驱动转矩Tl和右后驱动转矩Tr的总和Ta称为“左右轮驱动转矩Ta”(Ta＝Tl+Tr)。将左后驱动转矩Tl和右后驱动转矩Tr之差的绝对值ΔT称为“左右轮驱动转矩Ta的分配差ΔT”(ΔT＝|Tl-Tr|)。

总驱动转矩Tt是用驱动所有的车轮11L、11R、12L、12R的驱动转矩。总驱动转矩Tt中前侧驱动转矩Tf是使车辆10前进行驶的驱动转矩。总驱动转矩Tt中左右轮驱动转矩Ta是用于在使车辆10回转行驶时辅助回转的驱动转矩。

在使车辆10直进行驶时或回转行驶时，驱动左右的前轮11L、11R的前进驱动转矩是Twf。前进驱动转矩Twf向左右的前轮11L、11R均等地分配，并将前轮驱动用马达21产生的前侧驱动转矩Tf作为基础。

在车辆10回转行驶时，驱动左的后轮12L的回转驱动转矩是Twl。左的回转驱动转矩Twl将左的后轮用马达31L产生的左后驱动转矩Tl作为基础。

在使车辆10回转行驶时，驱动右的后轮12R的回转驱动转矩是Twr。右的回转驱动转矩Twr将右的后轮用马达31R产生的右后驱动转矩Tr作为基础。

如图1所示，车辆用驱动控制装置40通过用控制部45分配控制，以在车辆10回转时，左右轮驱动转矩Ta向左右的车轮12L、12R具有分配差ΔT地分配，从而以辅助车辆10的回转的方式进行控制。以下，将车辆用驱动控制装置40简称为“控制装置40”。控制装置40例如包括：车速检测部41；操纵角检测部42；多个转矩检测部43、44L、44R；控制部45；驱动器电路46、47L、47R。

车速检测部41检测车辆10的行驶速度Vr(车速Vr)。还有，车速检测部41基于各车轮11L、11R、12L、12R的转速的平均值，求出车速Vr。例如，在车辆10具备多个车轮速度测量部，利用这些车轮速度测量部分别测量各车轮11L、11R、12L、12R的转速，基于这些转速的平均值，能够求出车速Vr。

操纵角检测部42检测方向盘51的操纵角θr(包括操纵方向)。通过操纵方向盘51能够操纵左右的前轮11L、11R。

多个转矩检测部43、44L、44R分别检测各马达21、31L、31R的驱动转矩，例如，包括非接触测定作用于马达轴的驱动转矩的磁致伸缩式传感器。进退履绳，前转矩检测部43检测前马达21的驱动转矩Tf。左后转矩检测部44L检测左后马达31L的驱动转矩Tl。右后转矩检测部44R检测右后马达31R的驱动转矩Tl。右后转矩检测部44R检测右后马达31R的驱动转矩Tr。

还有，多个转矩检测部43、44L、44R基于向各马达21、31L、31R供给的各自的驱动电流值，分别推测各驱动转矩也可。这样，若采用间接求出各驱动转矩的多个转矩检测部43、44L、44R，则不需要设置直接检测各驱动转矩的检测部。

控制部45从车速检测部41、操纵角检测部42、各转矩检测部43、44L、44R、和横摆率检测部(未图示)等接受各检测信号Vr、θr、Tf、Tl、Tr……，将控制信号向各驱动器电路46、47L、47R发出，由此，分别驱动控制各马达21、31L、31R。各驱动器电路46、47L、47R根据控制部45的控制信号，由电池52向各马达21、31L、31R供给驱动电流。

进而，控制部45是在车辆10的回转时，维持驱动转矩Tl、Tr的分配差ΔT的同时，减少总驱动转矩Tt的方式进行控制的结构。

其次，参照图1及图2的同时，基于图3说明将控制部45作为微型计算机的情况下的控制流程。图3是表示利用图1所示的控制部45执行马达驱动控制程序的一例的控制流程图。还有，如图3所示的马达驱动控制程序按规定的周期重复而执行。

首先，从车速检测部41读入车速Vr，从操纵角检测部42读入操纵角θr，从各转矩检测部43、44L、44R读入驱动转矩Tf、Tl、Tr(步骤ST01)。

其次，判断检测的实际的操纵角θr是否超过规定的最低基准操纵角θs(步骤ST02)，并且，判断检测的实际的车速Vr是否超过规定的最低基准车速Vs(步骤ST03)，任一方的值θr、Vr维基准值θs、Vs以下的情况下，将减少驱动转矩Td设定为0(步骤ST04)。

还有，最低基准操纵角θs设定为在使车辆10回转时，使驾驶人不感觉不舒适感的程度的操纵角。另外，最低基准车速Vs设定为在车辆10回转时，驾驶人不感觉不舒适感的程度的车速。这是因为，操纵角θr或车速Vr小的情况下，驾驶人感觉不到不舒适感，并且，提高回转行驶时的驱动能量效率的效果小。

在“θr＞θs”且“Vr＞Vs”的情况下，通过运算求出左后驱动转矩Tl和右后驱动转矩Tr之差(ΔT＝|Tl-Tr|)，将该绝对值ΔT作为“左右轮驱动转矩Ta的分配差ΔT(实际分配差ΔT)”(步骤ST05)。

其次，基于减少驱动转矩设定步骤，设定对应于实际分配差ΔT的减少驱动转矩Td(步骤ST06)。在此求出的减少驱动转矩Td是超过0的值。还有，关于减少驱动转矩设定步骤在后述(参照图4)。

其次，加上在上述步骤ST04或步骤ST06中设定的减少驱动转矩Td，设定回转行驶时作为控制的目标的各驱动转矩即目标驱动转矩Tfr、Tlr、Trr(步骤ST07)。

具体来说，将作为回转行驶时的目标的前侧目标驱动转矩Tfr设定为从检测的实际的前侧驱动转矩Tf减去减少驱动转矩Td得到的值(Tfr＝Tf-Td)。将作为回转行驶时的目标的左后目标驱动转矩Tlr设定为u检测的实际的左后驱动转矩Tl相同的值(Tlr＝Tl)。作为回转行驶时的目标的右侧目标驱动转矩Trr设定为与检测的实际的右后驱动转矩Tr相同的值(Trr＝Tr)。

如上所述，“Tlr＝Tl”且“Trr＝Tr”，因此，处于ΔT＝|Tl-Tr|＝|Tlr-Trr|的关系。即，作为目标的ΔT的值与实际分配差ΔT相同。

最后，基于设定的目标驱动转矩Tfr、Tlr、Trr，分别驱动控制各马达21、31L、31R(步骤ST08)，结束基于图3所示的马达驱动控制程序的控制。

其次，基于图4说明在上述步骤ST06中使用的减少驱动转矩设定步骤。图4是本发明的减少驱动转矩设定步骤的说明图，横轴设为左右轮驱动转矩的实际分配差ΔT(Nm)，纵轴设为减少驱动转矩Td(Nm)，表示得到对应于实际分配差ΔT的减少驱动转矩Td的减少驱动转矩设定步骤。

图右肩上升的直线是减少驱动转矩设定特性线Qt，具有随着实际分配差ΔT的增大，减少驱动转矩Td也间增大的特性。该减少驱动转矩设定特性线Qt作为减少驱动转矩设定步骤使用。

其次，基于图2说明使车辆10回转行驶的使用例。该使用例是驱动左右的前轮11L、11R，同时，进而附加基于左右的后轮12L、12R的回转辅助的使用例。

如图2所示，在使车辆10向左回转的情况下，用于辅助回转的左右的后轮12L、12R中左的后轮12L是回转内轮，右的后轮12R是回转外轮。左的后轮12L由向相反方向的回转驱动转矩Twl驱动，右的后轮12R右向前进方向的回转驱动转矩Twr驱动。其结果，在车辆10产生横摆力矩，因此，提高车辆10的回转性。

在使用例中，车辆10的回转提高，因此，方向盘51的操纵角θr小也可(操纵的转换良好)。车辆10的前进方向上的前轮11L、11R的滑动角也相应地减小操纵角θr减小的量。因此，前马达21的前侧驱动转矩Tf(即，前进驱动转矩Twf)容易从前轮11L、11R向路面传递。其结果，回转行驶时的车速Vr相对于直进行驶时的车速不太减少。通过悬吊装置也能够增速。

对此，根据本发明的车辆用驱动控制装置40可知，能够在车辆10的回转行驶时向规定的左右的车轮即后轮12L、12R分配的分配差ΔT，同时，能够减少总驱动转矩Tt(参照图3所示的步骤ST05～ST07)。

在减少总驱动转矩Tt时，尤其，仅从前侧驱动转矩Tf(前侧驱动转矩Tf)减去减少驱动转矩Td量(参照步骤ST07)程度。这样的理由如下所述。例如，如图2所示，考虑作为回转内侧的左后马达31L相对于车辆前进方向产生相反方向的左后驱动转矩Tl时的情况。若从该相反方向的左后驱动转矩Tl进而减去减少驱动转矩Td量程度，则左后马达31L有时可能达到输出极限。为了避免这样的事态，仅从前侧驱动转矩Tf减去减少驱动转矩Td。

从上述明确可知，通过减少总驱动转矩Tt，减少车速Vr。因此，在回转行驶时，能够提高车辆10的回转性，同时，能够将车速Vr减少至驾驶人不感到不舒适感。而且，通过减少总驱动转矩Tt，ng提高回转行驶时的驱动能量效率。

还有，在本发明的实施方式中，车辆用驱动控制装置40能够无论装配于车辆10的车轮的个数而适用，能够适用于可控制左右驱动轮差的车辆。

进而，车辆用驱动控制装置40通过将左右轮驱动转矩Ta向前轮11L、11R和左右的后轮12L、12R两者适当传递，能够组合四个车轮11L、11R、12L、12R，进行回转辅助。例如，还可以适用于在车辆10的行驶中，使对前轮侧和后轮侧的总驱动转矩Tt的分配比自由变化的车辆。

关于回转行驶时的总驱动转矩Tt，车速Vr的值尤其优选降低至“以往的车辆回转行驶的情况下的车速”。在此，“以往的车辆”是指没有回转辅助的车辆即回转时向左右的驱动轮不设置驱动转矩的分配差的通常的车辆。通过这样减少总驱动转矩Tt，实现对驾驶人来说没有进一步的不舒适感的回转辅助。

进而，车辆用驱动控制装置40还可以适用于在回转行驶时，只要是驾驶人不感觉不舒适感的车速Vr的范围内就能够任意减少总驱动转矩Tt的形式的车辆(没有将车速只能减少至无回转辅助的情况下的车速的限制的形式的车辆)。

另外，车辆10的操纵方式也可以为通过操纵方向盘51，操纵左右的后轮12L、12R的方式。在采用该方式的情况下，利用左右轮驱动转矩Ta驱动左右的前轮11L、11R，并且，利用前进驱动转矩Tf(前侧驱动转矩Tf)驱动左右的后轮12L、12R即可。

另外，相对于多个车轮11L、11R、12L、12R的多个驱动源21、31L、31R的组合是任意的。例如，能够通过利用个别的驱动源分别驱动左右的前轮11L、11R，并且，利用一个驱动源驱动左右的后轮12L、12R。另外，可以设置四个驱动源，将四个车轮11L、11R、12L、12R分别利用个别的驱动源驱动。

另外，车辆10利用前进驱动转矩Tf(前侧驱动转矩Tf)驱动左右的后轮12L、12R，并且，利用左右轮驱动转矩Ta驱动前轮11L、11R也可。在这种情况下，优选在减少总驱动转矩Tt时，从左后·右后马达31L、31R减去减少驱动转矩Td量程度。

另外，使各马达(驱动源)21、31L、31R中产生左右轮驱动转矩Ta的马达产生“用于使车辆10前进行驶的驱动转矩”也可。

另外，在车辆10的回转行驶时，从多个马达21、31L、31R减少总驱动转矩Tt时，只要是不达到各马达21、31L、31R的作为单体的输出极限的范围，就可以适当选择任意的马达，减少减少驱动转矩Td量。

另外，在车辆10的回转行驶时，从多个马达21、31L、31R减少总驱动转矩Tt时，根据各马达21、31L、31R的输出平衡分别减少也可。

另外，马达21、31L、31R不限定于电动马达，例如为发动机也可。

另外，在将驱动源21、31L、31R设为电动马达的情况下，能够由内轮马达构成。另外，可以将电动马达配置于悬吊装置的弹簧上，将驱动转矩经由驱动轴向各车轮11L、11R、12L、12R传递也可。

另外，在将驱动源21、31L、31R设为电动马达的情况下，相对于电动马达的能量源不限定于电池52，例如，也可以为燃料电池或发电机。

另外，控制部45不限定于基于微型计算机的结构。

另外，在上述图3所示的步骤ST06中设定的减少驱动转矩Td不限定于如图4所示的减少驱动转矩设定映射图来设定的转矩，例如可以通过运算式来设定。

另外，控制部45为以在车辆10的回转时，维持驱动转矩Tl、Tr的分配差ΔT的同时，减少总驱动转矩Tt的方式进行控制的结构即可。

因此，在图3所示的控制流程图中，根据操纵角θr和车速Vr的各值(步骤ST02、ST03)，求出实际分配差ΔT(步骤ST05)，但不限定于此。

例如，无论操纵角θr和车速Vr的各值为多少，求出实际分配差ΔT(步骤ST05)也可。在那种情况下，不需要步骤ST02～ST04。

另外，代替操纵角θ或车速Vr，根据横向加速度的值或横摆率的值，求出实际分配差ΔT也可(步骤ST05)。

另外，作为上述图3所示的步骤ST12中的控制方式，采用开环的前馈控制方式也可。这是因为，在步骤ST06中，基于减少驱动转矩设定映射图，设定对应于分配差ΔT的减少驱动转矩Td(目标值)。开环控制是指仅向马达赋予指令值，不反馈控制对象的输出的控制系。

还有，步骤ST08中的控制方式不限定于上述控制方式，例如，可以采用误差(偏差)驱动型反馈控制方式。在采用该控制方式的情况下，可以预先算出作为目标的规定的车速(目标车速)Vo，求出该目标车速Vo和实际的车速Vr的误差(ΔV＝Vo-Vr)，将该误差ΔV作为控制的输入值，基于该输入值ΔV，分别驱动控制马达21、31L、31R。

产业上的可利用性

本发明的车辆用驱动控制装置40适合配备于四轮驱动车辆。

Claims (7)

1.一种车辆用驱动控制装置，其将用于驱动所有的车轮的驱动源的驱动转矩作为总驱动转矩，并将用于驱动该总驱动转矩中的规定的左右的车轮的驱动转矩作为左右轮驱动转矩，在车辆的回转时，以将所述左右轮驱动转矩具有分配差地向所述左右的车轮分配的方式，由控制部进行分配控制，由此辅助所述车辆的回转，其特征在于，

所述控制部是以在所述车辆的回转时，维持所述分配差的同时，减少所述总驱动转矩的方式进行控制的结构。

2.根据权利要求1所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

具备：回转状态判定机构，其判定回转状态是否超过最低基准，

在利用所述回转状态判定机构判断为回转状态未超过最低基准的情况下，所述控制部即使在车辆为回转时，也不进行维持所述分配差的同时，减少所述总驱动转矩的控制。

3.根据权利要求1所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

所述控制部具备：减少驱动转矩设定机构，其基于所述分配差来设定减少驱动转矩，该减少驱动转矩是指减少何种程度的所述总驱动转矩，

所述减少驱动转矩设定机构在所述分配差的值越大的情况下，越使减少驱动转矩增大。

4.根据权利要求3所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

具备：车速检测机构，其检测车速，

所述减少驱动转矩设定机构以将由所述车速检测机构检测出的车速减少至所述左右的车轮中不具有所述分配差时的回转时的车速的方式，设定减少驱动转矩。

5.根据权利要求3所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

车辆在前轮和后轮中的一方具有独立地驱动左右轮的驱动源，并且，在另一方具有共同地驱动左右轮的驱动源，

所述控制部基于所述一方的左右轮的驱动转矩的差分算出所述分配差，并且，从所述另一方的驱动源产生的驱动转矩减去利用所述减少驱动转矩设定机构设定的减少驱动转矩。

6.根据权利要求5所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

所述控制部在不达到驱动源单个的输出极限转矩的范围内分别向所述一方的驱动源和所述另一方的驱动源分配所述减少驱动转矩，从而减少所述总驱动转矩。

7.一种车辆的驱动控制方法，其将用于驱动所有的车轮的驱动源的驱动转矩作为总驱动转矩，并将用于驱动该总驱动转矩中的规定的左右的车轮的驱动转矩作为左右轮驱动转矩，在车辆的回转时，以将所述左右轮驱动转矩具有分配差地向所述左右的车轮分配的方式，由控制部进行分配控制，由此辅助所述车辆的回转，其特征在于，

所述控制部是以在所述车辆的回转时，维持所述分配差的同时，减少所述总驱动转矩的方式进行控制的结构。

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