JP2005239006A - Control device of electric motor for vehicle - Google Patents

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Hideki Sakai
英樹 酒井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an electric motor for a vehicle capable of supplying an electric current corresponding to driving force demanded by a driver to the electric motor even when an electric current sensor to detect an electric current value supplied to the electric motor, etc. fail. <P>SOLUTION: This control device 1 is furnished with a functional defect detection part 20B to detect a defect of an electric current value detection function of the electric current sensors 15FR to 10RL, a front and rear force computation part 20D to find front and rear force of wheels 10FR to 10RL in accordance with a steering angle δ, etc. of steering 21 in the case when a functional defect of the electric current sensors 15FR to 15RL is detected, an electric current value estimation part 20E to estimate an electric current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL in accordance with the front and rear force F of the wheels 10FR to 10RL and a control part 20C to control the electric current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL so that an estimated electric current value If and a target electric current value It match with each other in the case when the functional defect of the electric current sensors 15FR to 15RL is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両用電動モータの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an electric motor for a vehicle.

従来から、電流指令値と実電流値との偏差がゼロになるように、電動モータに供給される電流値を調節する車両用電動モータの制御装置が知られている（例えば下記特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a control device for a vehicle electric motor that adjusts a current value supplied to an electric motor so that a deviation between a current command value and an actual current value becomes zero (see, for example, Patent Document 1 below). ).

特許文献１記載の制御装置によれば、電動モータに供給される三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが電流センサにより検出され、三相（ｕｖｗ軸）とｄｑ軸との間で座標変換されることによりｄｑ軸上の実電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換される。電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と実電流値Ｉｄ，Ｉｑとの偏差ΔＩｄ，ΔＩｑが入力されたＰＩ制御器では、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑがゼロになるように比例制御及び積分制御が行われ、制御電圧Ｖｄ，Ｖｑが出力される。これらの制御電圧Ｖｄ，Ｖｑは、座標変換器によりｄｑ軸と三相（ｕｖｗ軸）との間で座標変換され、三相電圧に変換されてインバータに入力される。インバータは、入力された三相電圧に応じて電動モータに三相電流を供給する。
特開平１１−３３２００２号公報（第２頁、第１図） According to the control device described in Patent Document 1, the three-phase currents Iu, Iv, and Iw supplied to the electric motor are detected by the current sensor, and coordinate conversion is performed between the three-phase (uvw axis) and the dq axis. Is converted into actual current values Id and Iq on the dq axis. In the PI controller to which the deviations ΔId and ΔIq between the current command values Id * and Iq * and the actual current values Id and Iq are input, proportional control and integration control are performed so that the deviations ΔId and ΔIq become zero. Voltages Vd and Vq are output. These control voltages Vd and Vq are coordinate-converted between a dq axis and a three-phase (uvw axis) by a coordinate converter, converted into a three-phase voltage, and input to an inverter. The inverter supplies a three-phase current to the electric motor according to the input three-phase voltage.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-332002 (2nd page, FIG. 1)

上記制御装置では、三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する電流センサが故障した場合、ＰＩ制御器による制御が破綻し、電流指令値に応じた適切な電流を電動モータに供給することができなくなる恐れがある。   In the above control device, when the current sensor that detects the three-phase currents Iu, Iv, and Iw fails, the control by the PI controller breaks down, and an appropriate current corresponding to the current command value can be supplied to the electric motor. There is a risk of disappearing.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、電動モータに供給されている電流値を検出する電流センサ等が故障した場合であっても、運転者の要求する駆動力に応じた電流を電動モータに供給することができる車両用電動モータの制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and even if a current sensor or the like for detecting a current value supplied to an electric motor fails, the driving force required by the driver can be reduced. An object of the present invention is to provide a control device for an electric motor for a vehicle that can supply a corresponding current to the electric motor.

本発明に係る車両用電動モータの制御装置は、運転者の要求する駆動力に応じて電動モータに供給する目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、電動モータに供給される電流値を検出する電流値検出手段と、電流検出手段により検出された電流値と目標電流値とが一致するように、電動モータに供給される電流値を調節する制御手段とを備える車両用電動モータの制御装置において、電流値検出手段の電流値検出機能の失陥を検出する機能失陥検出手段と、電流値検出手段の機能失陥が検出された場合に、車両の運転状態に基づいて車輪の前後力を求める前後力算出手段と、車輪の前後力に基づいて電動モータに供給されている電流値を推定する電流値推定手段とを備え、制御手段が、電流値検出手段の機能失陥が検出された場合、電流値推定手段により推定された電流値と目標電流値とが一致するように、電動モータに供給される電流値を調節することを特徴とする。   The control device for an electric motor for a vehicle according to the present invention includes a target current value setting means for setting a target current value to be supplied to the electric motor according to a driving force requested by the driver, and a current value to be supplied to the electric motor. Control of an electric motor for a vehicle comprising: a current value detecting means for detecting; and a control means for adjusting a current value supplied to the electric motor so that the current value detected by the current detecting means matches the target current value. In the apparatus, when a malfunction detection means for detecting a malfunction of the current value detection means of the current value detection means and a malfunction of the current value detection means are detected, the front and rear of the wheel based on the driving state of the vehicle A longitudinal force calculating means for obtaining a force and a current value estimating means for estimating a current value supplied to the electric motor based on the longitudinal force of the wheel, and the control means detects a malfunction of the current value detecting means. Current if As the current value and the target current value estimated by the estimation means is identical, and adjusting the value of current supplied to the electric motor.

機能失陥検出手段により電流検出手段の機能失陥が検出された場合、車両の運転状態に基づいて車輪の前後力が前後力算出手段により求められ、求められた車輪の前後力から電動モータに供給されている電流値が電流値推定手段により推定される。そして、制御手段では、電流検出手段により検出された電流値に代えて電流値推定手段により推定された電流値が用いられ、電動モータに供給される電流値が調節される。本発明に係る車両用電動モータの制御装置によれば、電流検出手段の機能失陥時には、車両の運転状態から電動モータに供給されている電流値が推定され、この推定電流値により電動モータが制御されるので、電流値検出手段の機能失陥を補うことができる。   When the malfunction detection of the current detection means is detected by the malfunction detection means, the longitudinal force of the wheel is determined by the longitudinal force calculation means based on the driving state of the vehicle, and the electric motor is converted from the calculated longitudinal force of the wheel. The supplied current value is estimated by the current value estimating means. In the control means, the current value estimated by the current value estimation means is used instead of the current value detected by the current detection means, and the current value supplied to the electric motor is adjusted. According to the control apparatus for an electric motor for a vehicle according to the present invention, when the function of the current detection unit is lost, the current value supplied to the electric motor is estimated from the driving state of the vehicle, and the electric motor is determined based on the estimated current value. Since it is controlled, it is possible to compensate for the malfunction of the current value detecting means.

具体的には、本発明に係る車両用電動モータの制御装置は、操舵装置の操舵量を検出する操舵量検出手段を備え、前後力算出手段が、操舵量に基づいて算出される車両のヨーレートから車輪の前後力を求める。   Specifically, the control apparatus for an electric motor for a vehicle according to the present invention includes a steering amount detection unit that detects a steering amount of the steering device, and the longitudinal force calculation unit calculates the yaw rate of the vehicle calculated based on the steering amount. To determine the front-rear force of the wheel.

本発明によれば、電流値検出手段の電流値検出機能が失陥した場合に、車両の運転状態から電動モータに供給されている電流値が推定され、この推定電流値により電動モータが制御される構成としたので、電動モータに供給されている電流値を検出する電流センサ等が故障した場合であっても、運転者の要求する駆動力に応じた電流を電動モータに供給することが可能となる。   According to the present invention, when the current value detection function of the current value detection means fails, the current value supplied to the electric motor is estimated from the driving state of the vehicle, and the electric motor is controlled by this estimated current value. Even if a current sensor that detects the current value supplied to the electric motor breaks down, it is possible to supply current to the electric motor according to the driving force requested by the driver. It becomes.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts.

まず、図１を用いて、実施形態に係る車両用電動モータの制御装置１の構成について説明する。図１は、車両用電動モータの制御装置１を搭載した車両Ｖの主要な構成を示す図である。なお、本明細書においては、車両が直前進している際の前方方向を「前方」と定め、「前」「後」「左」「右」等の方向を表わす語を用いることとする。   First, the structure of the control apparatus 1 of the electric motor for vehicles which concerns on embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of a vehicle V equipped with a control device 1 for a vehicle electric motor. In this specification, the forward direction when the vehicle is moving forward is defined as “front”, and terms such as “front”, “rear”, “left”, and “right” are used.

車両Ｖには、車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬが取り付けられている。ここで、車輪１０ＦＲは右前輪、車輪１０ＦＬは左前輪、車輪１０ＲＲは右後輪、車輪１０ＲＬは左後輪を示している。   Wheels 10FR, 10FL, 10RR, and 10RL are attached to the vehicle V. Here, the wheel 10FR indicates the right front wheel, the wheel 10FL indicates the left front wheel, the wheel 10RR indicates the right rear wheel, and the wheel 10RL indicates the left rear wheel.

各車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬには、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１２ＦＲ，１２ＦＬ，１２ＲＲ，１２ＲＬが取り付けられている。各車輪速センサ１２ＦＲ〜１２ＲＬは、後述する電子制御装置（以下「モータＥＣＵ」という）２０に接続されている。   Wheel speed sensors 12FR, 12FL, 12RR, and 12RL that detect the rotational speed of the wheels are attached to the wheels 10FR, 10FL, 10RR, and 10RL. Each wheel speed sensor 12FR to 12RL is connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 20 which will be described later.

各車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬのホイールの内側には、電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬが組み込まれている。即ち、各電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬは、インホイールモータであり、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬそれぞれを独立して駆動する。   Electric motors 11FR, 11FL, 11RR, 11RL are incorporated inside the wheels 10FR, 10FL, 10RR, 10RL. That is, each of the electric motors 11FR to 11RL is an in-wheel motor, and drives each of the wheels 10FR to 10RL independently.

電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬは、交流同期モータであり、インバータ１３から出力される交流電力によって駆動される。また、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬは、車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬの回転を利用して発電（回生発電）することもできる。   Electric motors 11FR, 11FL, 11RR, and 11RL are AC synchronous motors and are driven by AC power output from inverter 13. Further, the electric motors 11FR to 11RL can also generate power (regenerative power generation) by using the rotation of the wheels 10FR, 10FL, 10RR, 10RL.

インバータ１３は、モータＥＣＵ２０からの制御信号に基づいて、高電圧バッテリ１４に蓄えられた電力を直流から三相交流に変換して電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬに供給する。また、インバータ１３は、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬにより回生発電された電力を、交流から直流に変換して高電圧バッテリ１４に蓄える。   The inverter 13 converts electric power stored in the high voltage battery 14 from direct current to three-phase alternating current based on a control signal from the motor ECU 20 and supplies it to the electric motors 11FR, 11FL, 11RR, 11RL. Further, the inverter 13 converts the electric power regenerated by the electric motors 11FR to 11RL from AC to DC and stores it in the high voltage battery 14.

インバータ１３と各電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬとは、三相線１６ＦＲ，１６ＦＬ，１６ＲＲ，１６ＲＬにより接続されている。三相線１６ＦＲ〜１６ＲＬには、各相に流れる相電流を検出する電流センサ１５ＦＲ，１５ＦＬ，１５ＲＲ，１５ＲＬが設けられている。電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬにより検出された相電流値から電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給される実電流値が求められる。   The inverter 13 and the electric motors 11FR, 11FL, 11RR, 11RL are connected by three-phase wires 16FR, 16FL, 16RR, 16RL. Three-phase wires 16FR to 16RL are provided with current sensors 15FR, 15FL, 15RR, 15RL for detecting a phase current flowing in each phase. The actual current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL is obtained from the phase current values detected by the current sensors 15FR to 15RL.

ステアリング２１にはロータリーエンコーダ等からなる操舵角センサ２２が設けられている。この操舵角センサ２２は、運転者が入力した操舵角度の方向と大きさに応じた信号を出力するものである。操舵角センサ２２はモータＥＣＵ２０に接続されており、操舵角センサ２２の出力信号はモータＥＣＵ２０に入力される。   The steering 21 is provided with a steering angle sensor 22 composed of a rotary encoder or the like. The steering angle sensor 22 outputs a signal corresponding to the direction and magnitude of the steering angle input by the driver. The steering angle sensor 22 is connected to the motor ECU 20, and an output signal of the steering angle sensor 22 is input to the motor ECU 20.

車両Ｖには、車両Ｖのヨーレートを検出するヨーレートセンサ２４が取り付けられている。ヨーレートセンサ２４はモータＥＣＵ２０に接続されており、ヨーレートセンサ２４の出力信号はモータＥＣＵ２０に入力される。   A yaw rate sensor 24 that detects the yaw rate of the vehicle V is attached to the vehicle V. The yaw rate sensor 24 is connected to the motor ECU 20, and an output signal from the yaw rate sensor 24 is input to the motor ECU 20.

モータＥＣＵ２０には、車輪速センサ１２ＦＲ，１２ＦＬ，１２ＲＲ，１２ＲＬ、操舵角センサ２２及びヨーレートセンサ２４以外に、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ２３及び車両Ｖの左右方向の加速度を検出する横加速度センサ２５等が接続されている。   In addition to the wheel speed sensors 12FR, 12FL, 12RR, 12RL, the steering angle sensor 22, and the yaw rate sensor 24, the motor ECU 20 detects an accelerator opening sensor 23 that detects the opening of the accelerator pedal and a lateral acceleration of the vehicle V. A lateral acceleration sensor 25 or the like is connected.

モータＥＣＵ２０は、上記各センサからの入力信号に基づいて各電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬの目標出力を設定すると共に、設定されたモータ出力が電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬから出力されるようインバータ１３にスイッチング制御信号を出力するものである。   The motor ECU 20 sets the target output of each of the electric motors 11FR to 11RL based on the input signal from each of the sensors, and the switching control signal to the inverter 13 so that the set motor output is output from the electric motors 11FR to 11RL. Is output.

モータＥＣＵ２０は、その内部に、演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び図示しない１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有して構成されている。   The motor ECU 20 includes a microprocessor for performing calculations, a ROM for storing a program for causing the microprocessor to execute each process, a RAM for storing various data such as calculation results, and a 12V battery (not shown). Is configured to have a backup RAM or the like that holds the data.

そして、上記マイクロプロセッサ等により、モータＥＣＵ２０の内部には、アクセルペダル開度等から算出された要求駆動力に応じて電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給する目標電流値を設定する目標電流値設定部２０Ａ、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの電流値検出機能の失陥を検出する機能失陥検出部２０Ｂ、及び、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬにより検出された実電流値又は後述する推定電流値が目標電流値と一致するように電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給される電流値を調節する制御部２０Ｃが構築されている。   Then, a target current value setting unit 20A for setting a target current value to be supplied to the electric motors 11FR to 11RL in accordance with the required driving force calculated from the accelerator pedal opening degree or the like is provided inside the motor ECU 20 by the microprocessor or the like. The failure detection unit 20B for detecting the failure of the current value detection function of the current sensors 15FR to 15RL, and the actual current value detected by the current sensors 15FR to 15RL or the estimated current value described later match the target current value. A control unit 20C that adjusts the current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL is constructed.

また、モータＥＣＵ２０の内部には、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの機能失陥時に、ステアリング２１の操舵角に基づいて車両Ｖのヨーレートを算出すると共に、車両Ｖのヨーレートから車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの前後力を求める前後力算出部２０Ｄ、及び、前後力算出部２０Ｄにより求められた車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの前後力に基づいて電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給されている電流値を推定する電流値推定部２０Ｅ等が構築されている。   In addition, the motor ECU 20 calculates the yaw rate of the vehicle V based on the steering angle of the steering wheel 21 when the functions of the current sensors 15FR to 15RL fail, and calculates the longitudinal force of the wheels 10FR to 10RL from the yaw rate of the vehicle V. The calculated longitudinal force calculation unit 20D, and the current value estimation unit 20E that estimates the current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL based on the longitudinal forces of the wheels 10FR to 10RL obtained by the longitudinal force calculation unit 20D. Has been built.

目標電流値設定部２０Ａは目標電流値設定手段として機能し、機能失陥検出部２０Ｂは機能失陥検出手段として機能し、制御部２０Ｃは制御手段として機能する。また、前後力算出部２０Ｄは前後力算出手段として機能し、電流値推定部２０Ｅは電流値推定手段として機能する。   The target current value setting unit 20A functions as a target current value setting unit, the function failure detection unit 20B functions as a function failure detection unit, and the control unit 20C functions as a control unit. Further, the longitudinal force calculator 20D functions as a longitudinal force calculator, and the current value estimator 20E functions as a current value estimator.

次に、図２を参照しながら制御装置１の動作について説明する。図２は、制御装置１のシステム図である。   Next, the operation of the control device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a system diagram of the control device 1.

目標電流値設定部２０Ａでは、まず、アクセル開度等の車両Ｖの運転状態に応じて運転者の要求する要求駆動力が算出される。次に、算出された要求駆動力から電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給する電流の目標値、即ち目標電流値Ｉｔが算出される。算出された目標電流値Ｉｔは、制御部２０Ｃに出力される。   In the target current value setting unit 20A, first, the required driving force requested by the driver is calculated according to the driving state of the vehicle V such as the accelerator opening. Next, the target value of the current to be supplied to the electric motors 11FR to 11RL, that is, the target current value It is calculated from the calculated required driving force. The calculated target current value It is output to the control unit 20C.

機能失陥検出部２０Ｂでは、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの故障等を検出し、電流値検出機能が失陥したか否かの判断が行われる。例えば、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの出力値が所定時間以上継続して所定値以下である場合、出力値が所定時間以上継続して所低値以上である場合、及び、出力値が所定時間以上継続して変化しない場合等には、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬが故障していると判断される。電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬが故障しているか否かの判断結果は、制御部２０Ｃに出力される。   The function failure detection unit 20B detects a failure or the like of the current sensors 15FR to 15RL and determines whether or not the current value detection function has failed. For example, when the output values of the current sensors 15FR to 15RL continue for a predetermined time or longer and are equal to or lower than the predetermined value, when the output value continues for a predetermined time or longer and are lower than the predetermined value, and the output value continues for a predetermined time or longer If it does not change, it is determined that the current sensors 15FR to 15RL are out of order. The determination result of whether or not current sensors 15FR to 15RL are out of order is output to control unit 20C.

前後力算出部２０Ｄでは、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの前後力Ｆが求められる。前後力算出部２０Ｄでは、まず、操舵角センサ２２により検出されたステアリング２１の操舵角δ及び車輪速センサ１２ＦＲ〜１２ＲＬの検出値から算出された車速ｖが読み込まれる。続いて、車両ＶのヨーレートＹｒが次式（１）より算出される。   In the longitudinal force calculation unit 20D, the longitudinal force F of the wheels 10FR to 10RL is obtained. In the longitudinal force calculation unit 20D, first, the vehicle speed v calculated from the steering angle δ of the steering 21 detected by the steering angle sensor 22 and the detection values of the wheel speed sensors 12FR to 12RL is read. Subsequently, the yaw rate Yr of the vehicle V is calculated from the following equation (1).

Ｙｒ＝（ｖ×δ）／｛（１＋Ａ＋ｖ２）×Ｌ｝ ・・・（１）
ここで、Ａは車両に起因する定数であり、Ｌは車両Ｖのホイールベースを示す定数である。 Yr = (v × δ) / {(1 + A + v 2 ) × L} (1)
Here, A is a constant resulting from the vehicle, and L is a constant indicating the wheel base of the vehicle V.

次に、算出されたヨーレートＹｒが次式（２）に代入され、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬの駆動力によって発生するヨーモーメントＭが求められる。   Next, the calculated yaw rate Yr is substituted into the following equation (2), and the yaw moment M generated by the driving force of the electric motors 11FR to 11RL is obtained.

Ｍ＝｛Ｌ×ｍ×（２Ｃ１×Ｃ２×ｇ２×Ｌ×Ｙｒ−２Ｃ１×Ｃ２×ｇ２×ｖ＋２Ｃ１×ｇ×Ｌ×Ｙｒ×ｓｖ＋２Ｃ２×ｇ×Ｌ×Ｙｒ×ｓｖ−２Ｃ１×ｇ×Ｙｒ×ｖ２＋２Ｃ２×ｇ×Ｙｒ×ｖ２−２Ｃ１×ｇ×ｓｖ２＋２Ｌ×Ｙｒ×ｓ２ｖ２）｝／｛４ｖ×（Ｃ１×ｇ＋Ｃ２×ｇ＋２ｓｖ）｝ ・・・（２）
ここで、Ｃ１は前輪等価Ｃｐ、Ｃ２は後輪等価Ｃｐ、ｇは重力加速度、ｍは車両質量、ｓはラプラス演算子をそれぞれ示す。なお、等価Ｃｐは、タイヤのスリップ角（横滑り角）に対する横加速度の立ち上がり勾配である。 M = {L × m × ( 2C 1 × C 2 × g 2 × L × Yr-2C 1 × C 2 × g 2 × v + 2C 1 × g × L × Yr × sv + 2C 2 × g × L × Yr × sv- 2C 1 × g × Yr × v 2 + 2C 2 × g × Yr × v 2 -2C 1 × g × sv 2 + 2L × Yr × s 2 v 2)} / {4v × (C 1 × g + C 2 × g + 2sv)} ... (2)
Here, C 1 is front wheel equivalent Cp, C 2 is rear wheel equivalent Cp, g is gravitational acceleration, m is vehicle mass, and s is Laplace operator. The equivalent Cp is the rising slope of the lateral acceleration with respect to the tire slip angle (side slip angle).

そして、求められたヨーモーメントＭが次式（３）に代入され、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの前後力Ｆが算出される。   Then, the obtained yaw moment M is substituted into the following equation (3), and the longitudinal force F of the wheels 10FR to 10RL is calculated.

Ｆ＝Ｍ／（Ｔ／２） ・・・（３）
ここで、Ｔは車両Ｖのトレッドを示す定数である。 F = M / (T / 2) (3)
Here, T is a constant indicating the tread of the vehicle V.

前後力算出部２０Ｄで算出された車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの前後力Ｆは、電流値推定部２０Ｅに出力される。   The longitudinal force F of the wheels 10FR to 10RL calculated by the longitudinal force calculation unit 20D is output to the current value estimation unit 20E.

電流値推定部２０Ｅでは、前後力算出部２０Ｄにおいて算出された車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの前後力に基づいて電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給されている電流値が推定される。電流値推定部２０Ｅでは、まず、前後力Ｆとタイヤ半径とが乗算されて電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬの駆動トルクが算出される。続いて、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬの駆動トルクに基づいて電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給されている電流値Ｉｆが推定される。推定電流値Ｉｆは、予め設定されたマップや演算式等により求められる。   In the current value estimation unit 20E, the current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL is estimated based on the longitudinal forces of the wheels 10FR to 10RL calculated by the longitudinal force calculation unit 20D. In the current value estimation unit 20E, first, the driving torque of the electric motors 11FR to 11RL is calculated by multiplying the longitudinal force F and the tire radius. Subsequently, the current value If supplied to the electric motors 11FR to 11RL is estimated based on the driving torque of the electric motors 11FR to 11RL. The estimated current value If is obtained from a preset map, arithmetic expression, or the like.

ここで、マップを用いた場合を例にして、推定電流値Ｉｆの求め方について説明する。モータＥＣＵ２０のＲＯＭには、駆動トルクＦと推定電流値Ｉｆとの関係を定めたマップ（推定電流値マップ）が記憶されており、駆動トルクＦに基づいてこの推定電流値マップが検索されることにより電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給される電流値が求められる。   Here, a method of obtaining the estimated current value If will be described using a map as an example. The ROM of the motor ECU 20 stores a map (estimated current value map) that defines the relationship between the drive torque F and the estimated current value If, and the estimated current value map is searched based on the drive torque F. Thus, the current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL is obtained.

制御部２０Ｃには、機能失陥検出部２０Ｂで検出された電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの機能失陥情報が入力される。制御部２０Ｃでは、入力された機能失陥情報に基づいて電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの機能が正常であると判断された場合、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬにより検出された実電流値Ｉｓが目標電流値Ｉｔと一致するようにインバータ１３を駆動するスイッチング制御信号が出力される。   Functional failure information of the current sensors 15FR to 15RL detected by the functional failure detection unit 20B is input to the control unit 20C. In the control unit 20C, when it is determined that the functions of the current sensors 15FR to 15RL are normal based on the input function failure information, the actual current value Is detected by the current sensors 15FR to 15RL is set to the target current value It. A switching control signal for driving the inverter 13 is output so as to match.

一方、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの機能失陥が検出された場合、電流値推定部２０Ｅで求められた推定電流値Ｉｆが目標電流値Ｉｔと一致するようにインバータ１３を駆動するスイッチング制御信号が出力される。   On the other hand, when a malfunction of the current sensors 15FR to 15RL is detected, a switching control signal for driving the inverter 13 is output so that the estimated current value If obtained by the current value estimating unit 20E matches the target current value It. Is done.

インバータ１３は、モータＥＣＵ２０からのスイッチング制御信号に基づいて、高電圧バッテリ１４に蓄えられた電力を直流から三相交流に変換して電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給する。   Inverter 13 converts electric power stored in high-voltage battery 14 from direct current to three-phase alternating current based on a switching control signal from motor ECU 20, and supplies the electric power to electric motors 11FR to 11RL.

上述したように、機能失陥検出部２０Ｂにおいて電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの機能失陥が検出された場合、まず、ステアリング２１の操舵角δ等に基づいて算出される車両ＶのヨーレートＹｒから車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの前後力Ｆが前後力算出部２０Ｄで求められる。次に、求められた前後力Ｆから電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給されている電流値が電流値推定部２０Ｅで推定される。そして、制御部２０Ｃにおいて、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬにより検出された実電流値Ｉｓに代えて電流値推定部２０Ｅにおいて推定された電流値Ｉｆが用いられ、目標電流値Ｉｔと推定電流値Ｉｆとが一致するように電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給される電流値が調節される。   As described above, when the functional failure detection unit 20B detects the functional failure of the current sensors 15FR to 15RL, first, the wheel 10FR is calculated from the yaw rate Yr of the vehicle V calculated based on the steering angle δ of the steering wheel 21 and the like. A longitudinal force F of 10 RL is obtained by the longitudinal force calculator 20D. Next, the current value estimator 20E estimates the current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL from the obtained longitudinal force F. In the control unit 20C, the current value If estimated by the current value estimation unit 20E is used instead of the actual current value Is detected by the current sensors 15FR to 15RL, and the target current value It and the estimated current value If are obtained. The current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL is adjusted so as to match.

本実施形態に係る制御装置１によれば、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの機能失陥時に、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給されている電流値が推定され、この推定電流値Ｉｆに基づいて電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給される電流値が制御されるので、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬの機能失陥を補うことができる。したがって、電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬが故障した場合であっても、運転者の要求する駆動力に応じた電流を電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給することが可能となる。   According to the control device 1 according to the present embodiment, the current value supplied to the electric motors 11FR to 11RL is estimated when the functions of the current sensors 15FR to 15RL fail, and the electric motor 11FR is based on the estimated current value If. Since the current value supplied to ˜11RL is controlled, it is possible to compensate for the malfunction of the current sensors 15FR to 15RL. Therefore, even when the current sensors 15FR to 15RL are out of order, it is possible to supply the electric motors 11FR to 11RL with a current corresponding to the driving force requested by the driver.

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬそれぞれを独立して駆動するインホイールモータ１１ＦＲ〜１１ＲＬを用いたが、左右の車輪それぞれを独立して駆動することができるような構成であればインホイールモータでなくてもよい。例えば、電動モータを車体側に取り付け、電動モータと車輪とをドライブシャフト等により結合させた構成としてもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the present embodiment, the in-wheel motors 11FR to 11RL that independently drive the wheels 10FR to 10RL are used. However, if the left and right wheels can be independently driven, the in-wheel is used. It does not have to be a motor. For example, an electric motor may be attached to the vehicle body side, and the electric motor and wheels may be coupled by a drive shaft or the like.

実施形態に係る車両用電動モータの制御装置を搭載した車両の主要な構成を示す図である。It is a figure which shows the main structures of the vehicle carrying the control apparatus of the vehicle electric motor which concerns on embodiment. 実施形態に係る車両用電動モータの制御装置のシステム図である。1 is a system diagram of a control device for an electric motor for a vehicle according to an embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１…制御装置、１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬ…車輪、１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬ…電動モータ、１２ＦＲ，１２ＦＬ，１２ＲＲ，１２ＲＬ…車輪速センサ、１３…インバータ、１４…高電圧バッテリ、１５ＦＲ，１５ＦＬ，１５ＲＲ，１５ＲＬ…電流センサ、２０…モータＥＣＵ、２０Ａ…目標電流値設定部、２０Ｂ…機能失陥検出部、２０Ｃ…制御部、２０Ｄ…前後力算出部、２０Ｅ…電流値推定部、２１…ステアリング、２２…操舵角センサ、２３…アクセル開度センサ、２４…ヨーレートセンサ、２５…横加速度センサ、Ｖ…車両。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control apparatus, 10FR, 10FL, 10RR, 10RL ... Wheel, 11FR, 11FL, 11RR, 11RL ... Electric motor, 12FR, 12FL, 12RR, 12RL ... Wheel speed sensor, 13 ... Inverter, 14 ... High voltage battery, 15FR, 15FL, 15RR, 15RL ... current sensor, 20 ... motor ECU, 20A ... target current value setting unit, 20B ... function failure detection unit, 20C ... control unit, 20D ... front / rear force calculation unit, 20E ... current value estimation unit, 21 ... steering, 22 ... steering angle sensor, 23 ... accelerator opening sensor, 24 ... yaw rate sensor, 25 ... lateral acceleration sensor, V ... vehicle.

Claims (2)

運転者の要求する駆動力に応じて電動モータに供給する目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、前記電動モータに供給される電流値を検出する電流値検出手段と、前記電流値検出手段により検出された電流値と前記目標電流値とが一致するように、前記電動モータに供給される電流値を調節する制御手段とを備える車両用電動モータの制御装置において、
前記電流値検出手段の電流値検出機能の失陥を検出する機能失陥検出手段と、
前記電流値検出手段の機能失陥が検出された場合に、前記車両の運転状態に基づいて車輪の前後力を求める前後力算出手段と、
前記車輪の前後力に基づいて前記電動モータに供給されている電流値を推定する電流値推定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電流値検出手段の機能失陥が検出された場合、前記電流値推定手段により推定された電流値と前記目標電流値とが一致するように、前記電動モータに供給される電流値を調節することを特徴とする車両用電動モータの制御装置。 Target current value setting means for setting a target current value to be supplied to the electric motor according to the driving force requested by the driver, current value detection means for detecting the current value supplied to the electric motor, and the current value detection A control apparatus for an electric motor for a vehicle, comprising: control means for adjusting a current value supplied to the electric motor so that a current value detected by the means matches the target current value;
A function failure detection means for detecting a failure of the current value detection function of the current value detection means;
Longitudinal force calculating means for determining the longitudinal force of the wheels based on the driving state of the vehicle when a malfunction of the current value detecting means is detected;
Current value estimating means for estimating a current value supplied to the electric motor based on the longitudinal force of the wheel, and
The control means is supplied to the electric motor so that the current value estimated by the current value estimation means coincides with the target current value when a malfunction of the current value detection means is detected. A control device for an electric motor for a vehicle, wherein the current value is adjusted. 操舵装置の操舵量を検出する操舵量検出手段を備え、
前記前後力算出手段は、前記操舵量に基づいて算出される前記車両のヨーレートから前記車輪の前後力を求めることを特徴とする請求項１に記載の車両用電動モータの制御装置。 A steering amount detecting means for detecting a steering amount of the steering device;
2. The control apparatus for an electric motor for a vehicle according to claim 1, wherein the longitudinal force calculating means obtains the longitudinal force of the wheel from the yaw rate of the vehicle calculated based on the steering amount.
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