JP2007022276A - 電動車両のモータマウント - Google Patents

Abstract

【課題】 旋回制御時の応答性を向上できるようにすること。
【解決手段】 左右輪８L、８Rを独立に回転駆動可能な駆動モータ１０L、１０Rを搭載した電動車両に備えられ、当該駆動モータ１０L、１０Rを弾性体であるサスペンションメンバ支持弾性体４で支持するモータマウント１において、駆動モータ１０L、１０Rで左右輪８L、８Rに駆動トルク差を与える旋回制御の実行に同期して、サスペンションメンバ支持弾性体４を硬くする変更処理を行うようにした。そのため、旋回制御の開始時に、サスペンションメンバ支持弾性体４の振れ（弾性変形）を抑制することができ、旋回制御の応答性を向上することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、前後輪の少なくとも一方の左右輪を独立に回転駆動可能な駆動モータを、特性可変の弾性体を介して支持する電動車両のモータマウントに関する。

従来、パワーユニットとして電動機を備え、当該電動機により、通常時には、車輪に駆動トルクを出力すると共に、減速時には、車輪に駆動トルクとは逆方向の回生トルクを出力する電動車両がある。このような電動車両にあっては、例えば、電動機を車体に対して特性可変の弾性体を介して支持し、減速開始時（回生制御の初期）に、当該弾性体の減衰係数を大きくすることで、弾性体の振れ（弾性変位）を防止し、回生制御の応答性を向上するようになっているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２１５１０４号公報

しかしながら、上記従来の技術にあっては、回生制御の応答性を向上することができるものの、旋回制御状態までは考慮されておらず、弾性体の制御が充分でないため、電動車両のもつ広範にわたる制御特性を十分活かしきれていなかった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とするものであって、旋回制御状態を考慮することで、旋回制御の応答性を向上可能な電動車両のモータマウントを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の電動車両のモータマウントは、前後輪の少なくとも一方の左右輪を独立に回転駆動可能な駆動モータを搭載した電動車両に備えられ、当該駆動モータを特性可変の弾性体を介して支持するモータマウントであって、前記駆動モータで左右輪に駆動トルク差を与える旋回制御の実行に同期して、前記弾性体を硬くすることを特徴とする。

したがって、本発明によれば、旋回制御の開始時に、弾性体の振れ（弾性変形）を抑制することができ、旋回制御の応答性を向上することができる。

以下、本発明のモータマウントを、各輪を独立に回転駆動可能な駆動モータに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態のモータマウントは、車両の前後輪で同一の構成であるので、以下、前輪側のモータマウントの構造について説明する。
＜モータマウントの構成＞
図１は、本実施形態のモータマウントの概略構成を示す構成図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は背面図（ｂ）であり、（ｃ）は側面図である。この図１に示すように、モータマウント１は、車体サイドメンバ２、サスペンションメンバ３、サスペンションメンバ支持弾性体４、及びコントローラ５を含んで構成される。

車体サイドメンバ２は、左右輪８L、８Rの駆動モータ１０L、１０LRを格納するための電動機格納室の左右両側部に設けられ、それぞれ車両前後方向に伸びている。
サスペンションメンバ３は、車体サイドメンバ２に複数の車体側ブラケット６及びサスペンションメンバ支持弾性体４を介して連結され、車体サイドメンバ２の下方で車両前後方向に伸びているタイヤ支持部３ａと、それらタイヤ指示部３ａの前端側と後端側とに設けられ、車幅方向に伸びているモータ支持部３ｂとを含んで構成される。

タイヤ支持部３ａは、前端側の車幅方向外側と後端側の車幅方向外側との二カ所でサスペンションリンク７を介して前輪８L、８Rを支持している。
モータ支持部３ｂは、前側の中央部の上側と後側の左右両端部の上側との合計三カ所でモータ支持部材（弾性体）９を介して駆動モータ１０L、１０Rを支持している。
サスペンションメンバ支持弾性体４は、車体サイドメンバ２の前後端とサスペンションメンバ３の前後端とを連結する。そして、サスペンションメンバ支持弾性体４は、サスペンションメンバ３の振動が車体サイドメンバ２に伝わることを防止すると共に、コントローラ５から出力される硬化信号に応じて弾性特性（減衰係数）を変更する。

具体的には、サスペンションメンバ支持弾性体４は、図２に示すように、２つの液室１１、１２と、両液室１１、１２間の流体の流れを規制し、その規制量を可変とする可変オリフィス１３とを含んで構成される。そして、サスペンションメンバ支持弾性体４は、コントローラ５から出力される硬化信号に応じて、前記規制量を可変オリフィス１３で変化させることで、サスペンションメンバ支持弾性体４の減衰係数を可変とする。

コントローラ５は、左右輪８L、８Rに駆動トルク差を与える旋回制御の実行要求（旋回制御要求）があると、車速検出センサ（不図示）で検出される車速、操舵角検出センサ（不図示）で検出される操舵角速度及び操舵角に基づいて旋回制御のための処理を実行し、駆動モータ１０L、１０Rに旋回信号を出力する。そして、旋回信号が出力されると、駆動モータ１０L、１０Rは左右輪８L、８Rに駆動トルク差を生じて旋回制御を実行する。なお、その際、左右輪８L、８Rの駆動トルク差による路面反力の差によって、サスペンションメンバ支持弾性体４に捻るような力（捻り力）が働く。

また、コントローラ５は、旋回制御が行われている場合に、車速検出センサで検出される車速、操舵角検出センサで検出される操舵角速度及び操舵角に基づき、サスペンションメンバ支持弾性体４に硬化信号を出力する許可処理（後述）及び変更処理（後述）を実行する。そして、硬化信号が出力されると、サスペンションメンバ支持弾性体４は、可変オリフィス１３を閉じ側に制御し、減衰係数を大きくして硬化する。

＜コントローラ５の動作＞
次に、コントローラ５で実行される許可処理を、図３のフローチャートに従って説明する。この許可処理は、所定時間（例えば、１０msec.）が経過するたびに実行される処理であって、まずそのステップＳ１０１で、車速が第１閾値（例えば、５０km/h）以上であるか否かを判定する。そして、第１閾値以上である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０２に移行し、第１閾値より小さい場合には（Ｎｏ）この演算処理を終了する。

前記ステップＳ１０２では、操舵角速度の絶対値が第２閾値（例えば、５°／sec.）以上であるか否かを判定する。そして、第２閾値以上である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０３に移行し、第２閾値より小さい場合には（Ｎｏ）この演算処理を終了する。
前記ステップＳ１０３では、操舵角の絶対値が第３閾値（例えば、３０°）以上であるか否かを判定する。そして、第３閾値以上である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０４に移行し、第３閾値より小さい場合には（Ｎｏ）この演算処理を終了する。

前記ステップＳ１０４では、旋回制御が行われている場合に、車速、操舵角速度及び操舵角に基づき、サスペンションメンバ支持弾性体４に硬化信号を出力する変更処理（後述）を実行してから、この演算処理を終了する。即ち、車速、操舵角速度及び操舵角が大きく、旋回制御に高い応答性が必要とされる場合にのみ変更処理の実行を許可する。
次に、許可処理のステップＳ１０４で実行される変更処理を、図４のフローチャートに従って説明する。この変更処理は、実行されると、まずそのステップＳ２０１で、旋回制御中であるか否かを判定する。そして、旋回制御中である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０２に移行し、旋回制御中でない場合には（Ｎｏ）ステップＳ２０８に移行する。

前記ステップＳ２０２では、図５（ｂ）に示すように、左右両輪８L、８Rが駆動トルクを発生しているか否かを判定する。そして、発生している場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０３に移行し、そうでない場合には（Ｎｏ）ステップＳ２０５に移行する。
前記ステップＳ２０３では、左右輪８L、８Rの駆動トルクＦＬ、（ＦＲ＋α）に基づき、左右の駆動トルク偏差ΔＦ（＝｜ＦＬ−（ＦＲ＋α）｜＝α）を算出する。

次にステップＳ２０４に移行して、まず、前記ステップＳ２０３で算出された駆動トルク偏差ΔＦを定数ｋ（実験等により求めた定数）で除した除算結果に基づき、図６の制御マップに従ってサスペンションメンバ支持弾性体４の弾性特性を決定する。次いで、その決定された弾性特性を実現するための硬化信号をサスペンションメンバ支持弾性体４に出力する。そして、上記フロー（弾性特性の決定と硬化信号の出力と）を繰り返し、操舵角の絶対値が第３閾値以下となると、前記ステップＳ２０８に移行する。ここで制御マップは、図６に実線で示すように、前記除算結果（ΔＦ／ｋ）の増加に応じてサスペンションメンバ支持弾性体４の硬さを指数関数的に高くなるように設定されている。

また、制御マップは、車両の特徴に応じて運転者が選択できるようにしてもよい。例えば、旋回制御の応答性を優先したい場合には、前記除算結果（ΔＦ／ｋ）の増加に対するサスペンションメンバ支持弾性体４の硬さがより高くなる制御マップを選択でき、乗り心地を優先したい場合には、前記除算結果（ΔＦ／ｋ）の増加に対するサスペンションメンバ支持弾性体４の硬さがより高くなる制御マップを選択できるようにする。そのようにすれば、乗り心地優先の車両には柔らかめの設定を、操安性優先の車両には硬めの設定をすることができ、車両の特徴にあった運動性能又は乗り心地性能を得ることができる。

一方、前記ステップＳ２０５では、図５（ｃ）に示すように、左右輪８L、８Rの一方が駆動トルクを発生し他方が回生トルクを発生しているか否かを判定する。そして、前記一方が駆動トルクを発生し前記他方が回生トルクを発生している場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０６に移行し、そうでない場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ２０８に移行する。
前記ステップＳ２０６では、左右輪８L、８Rの駆動トルクＦＬ、−ＦＲに基づき、左右の駆動トルク偏差ΔＦ（＝｜−ＦＲ−ＦＬ｜＝ＦＲ＋ＦＬ）を算出する。

次にステップＳ２０７に移行して、まず、前記ステップＳ２０６で算出された駆動トルク偏差ΔＦを定数ｋで除した除算結果に基づき、図６の制御マップに従ってサスペンションメンバ支持弾性体４の弾性特性を決定する。次に、その決定された弾性特性を実現するための硬化信号をサスペンションメンバ支持弾性体４に出力する。そして、上記フローを繰り返し、操舵角の絶対値が第３閾値以下となると、前記ステップＳ２０８に移行する。
前記ステップＳ２０８では、左右両輪８L、８Rに対して通常の駆動制御を実行してから、この演算処理を終了する。

＜モータマウントの具体的動作＞
次に、本発明のモータマウントの具体的動作を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、右車線に車線変更するために、運転者が車両を加速し、車速が第１閾値以上（図７の時刻ｔ1）となり、また、操舵を開始し、操舵角速度が第２閾値以上となり（時刻ｔ２）、操舵角が第３閾値以上となったとする（時刻ｔ3）。またその際、図８に示すように、旋回制御が開始され、左右両輪８L、８Rに駆動トルク差が与えられたとする。
すると、コントローラ５による許可処理で、図３に示すように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０４で、変更処理が実行される。

この変更処理が実行されると、図４に示すように、ステップＳ２０１及びＳ２０２の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ２０３で、左右輪８L、８Rの駆動トルク偏差ΔＦが算出される。そして、ステップＳ２０４で、まず、その算出された駆動トルク偏差ΔＦを定数ｋで除した除算結果に基づき、図６の制御マップに従ってサスペンションメンバ支持弾性体４の弾性特性が決定される。次いで、その決定された弾性特性を実現するための硬化信号がサスペンションメンバ支持弾性体４に出力され、上記フローが繰り返される。

硬化信号が出力されると、サスペンションメンバ支持弾性体４の可変オリフィス１３が閉じ側に制御され、減衰係数が大きくなって硬化する。そして、旋回制御時、サスペンションメンバ支持弾性体４には図５（ｂ）に矢印で示す方向に捻り力が働くが、このとき、可変オリフィス１３が閉じ側に制御されることによってサスペンションメンバ支持弾性体４の減衰係数が大きくなり、振れが抑制されて、旋回制御の遅れが小さくなる。

そして、上記フローが繰り返され、旋回制御が行われるうちに、車線変更が完了し、操舵角が第３閾値より小さくなったとする（時刻ｔ４）。すると、硬化信号の出力が停止され、ステップＳ２０８で、通常の駆動制御が実行されて、この演算処理を終了する。
硬化信号の出力が停止されると、サスペンションメンバ支持弾性体４によって、可変オリフィス１３が開き側に制御され、減衰係数が小さくなって軟化する。そして、走行時、サスペンションメンバ支持弾性体４には路面からの振動が働くが、このとき、可変オリフィス１３が開き側に制御されることによってサスペンションメンバ支持弾性体４の減衰係数が小さくなり、そのため、振動が吸収されて伝達されず、乗り心地が向上する。

また、左右輪８L、８Rの駆動トルク差の絶対値に基づいてサスペンションメンバ支持弾性体４の硬さを変更するようにしたため、左右輪８L、８Rの一方で駆動トルクを発生し、他方で回生トルクを発生させる組み合わせでも好適な制御を行うことができる。
さらに、車速が第１閾値以上であり、操舵角速度の絶対値が第２閾値以上であり、操舵角の絶対値が第３閾値以上である場合に、変更処理の実行を許可するようにした。また、変更処理の実行中に、操舵角の絶対値が前記第３閾値以下となると、当該変更処理を停止するようにした。そのため、不要な制御を行わずに済み、サスペンションメンバ支持弾性体４が不要に硬化せずに済み、その結果、乗り心地の悪化を防止することができる。

以上、上記実施形態にあっては、図１のサスペンションメンバ支持弾性体４が特許請求の範囲に記載の弾性体を構成し、図１のコントローラ５が特性変更手段を構成する。
なお、本発明の電動車両のモータマウントは、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上記実施形態では、駆動モータ１０L、１０Rをサスペンションメンバ３に弾性体で支持する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、駆動モータ１０L、１０Rをサスペンションメンバ３に剛結合してもよい。ちなみに、弾性体を用いる方法によれば、車体に対して二重防振構造となり音振性能の向上を図ることができる。
また、車速が第１閾値以上であり、操舵角速度の絶対値が第２閾値以上であり、操舵角の絶対値が第３閾値以上である場合に、変更処理の実行を許可する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、旋回制御実行時には、常に許可するようにしてもよい。

本実施形態のモータマウントの構成を示す平面図、背面図及び側面図である。 図１のサスペンションメンバ支持弾性体を破断して示す要部拡大図である。 図１のコントローラで実行される許可処理を示すフローチャートである。 図３の許可処理で実行される変更処理を示すフローチャートである。 サスペンションメンバに作用するモーメントを説明するための説明図である。 サスペンションメンバ支持弾性体の制御量の算出のための制御マップである。 本実施形態のモータマウントの動作を説明するためのタイムチャートである。 本実施形態のモータマウントの動作を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１はモータマウント、２は車体サイドメンバ、３はサスペンションメンバ、３ａはタイヤ指示部、３ｂはモータ支持部、４はサスペンションメンバ支持弾性体、５はコントローラ、６は車体側ブラケット、７はサスペンションリンク、８L、８Rは前輪、９はモータ支持部材、１０L、１０Rは駆動モータ、１１、１２は液室、１３は可変オリフィス

Claims (8)

1. 前後輪の少なくとも一方の左右輪を独立に回転駆動可能な駆動モータを搭載した電動車両に備えられ、当該駆動モータを特性可変の弾性体を介して支持するモータマウントであって、
   前記駆動モータで左右輪に駆動トルク差を与える旋回制御の実行に同期して、前記弾性体を硬くする特性変更処理を行う特性変更手段を備えたことを特徴とする電動車両のモータマウント。
2. 前記駆動モータはサスペンションメンバに剛結合し、当該サスペンションメンバは車体に前記弾性体を介して支持したことを特徴とする請求項１に記載の電動車両のモータマウント。
3. 前記駆動モータはサスペンションメンバに前記弾性体を介して支持し、当該サスペンションメンバは車体に第２の弾性体を介して支持したことを特徴とする請求項１に記載の電動車両のモータマウント。
4. 前記特性変更手段は、前記特性変更処理において、前記駆動トルク差の絶対値に基づいて前記弾性体の硬さを変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両のモータマウント。
5. 前記駆動モータは、車速と操舵角とに基づいて、前記旋回制御を実行することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動車両のモータマウント。
6. 前記特性変更手段は、車速が第１閾値以上であり、操舵角速度の絶対値が第２閾値以上であり、操舵角の絶対値が第３閾値以上である場合に、前記特性変更処理の実行を許可することを特徴とする請求項５に記載の電動車両のモータマウント。
7. 前記特性変更手段は、前記特性変更処理の実行中に、操舵角の絶対値が前記第３閾値以下となると、前記特性変更処理を停止することを特徴とする請求項６に記載の電動車両のモータマウント。
8. 前記特性変更手段は、車両特性に応じて前記弾性体の弾性特性を設定可能としたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電動車両のモータマウント。

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