JP2008048528A - 車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２輪駆動または４輪駆動に限らず、消費エネルギを効率よく抑制する走行を実現する、車両の駆動装置を提供する。
【解決手段】複数の車輪を有する車両の駆動装置であって、複数の車輪のそれぞれに設けられ、複数の車輪を独立駆動する複数のモータと、複数のモータの駆動を制御する制御手段とを備え、制御手段は、エネルギ消費抑制効率が最適となるように、複数のモータのうち、１または複数個のモータを駆動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の駆動装置に関するものである。

近年、車輪ごとに、それぞれモータを有し、各車輪を独立駆動する車両という技術が注目されている（特許文献１参照）。

特許文献１には、車輪ごとにそれぞれモータを有し、各車輪を独立駆動可能な車両において、各モータに与えるエネルギ量の総和が最小となるように、車両の運転状態に応じて各モータの駆動力指令値を決定するという技術が開示されている。
特開平２−１３３００５号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術は、左右輪の駆動力を一定とし２輪（前輪のみ／後輪のみ）または４輪で駆動をすることを前提とし、前記２輪または４輪で駆動するときのみの効率を向上させるべく各モータの駆動力指令値を導出しているにすぎない。各モータを独立駆動可能にもかかわらず、２輪または４輪での駆動以外（例えば、１輪駆動や３輪駆動など）は考慮されておらず、複数の車輪を有し複数のモータを有する車両において、効率よく消費エネルギを抑制することができていない恐れがある。

本発明は、２輪駆動または４輪駆動に限らず、消費エネルギを効率よく抑制する走行を実現する、車両の駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、複数の車輪を有する車両の駆動装置であって、
前記複数の車輪の各車輪と機械的に結合し、各車輪を独立駆動する複数のモータと、
前記複数のモータの駆動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、エネルギ消費抑制効率が最適となるように、前記複数のモータのうち、１または複数個のモータを駆動することを特徴とする。

本発明によれば、エネルギ消費抑制効率が最適となるように、複数のモータのうち１または複数個のモータを駆動するので、２輪駆動または４輪駆動に限らず、消費エネルギを効率よく抑制する走行を実現することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施形態）
まず、本実施形態における車両１の概略を説明する。

図１は、本実施形態における車両１の概略を示す図である。

図１に示す車両１は、車輪２と、車輪２を駆動するモータ３と、車輪２の操舵を制御する操舵装置８と、モータ３を駆動制御するインバータ４と、モータ３に電力を供給するバッテリ５と、各センサ７から得られる運転状態に応じて車両１を制御する車両コントローラ６とを有する。

図１においては、車輪数は４輪であり、それに伴いモータ数およびインバータ数も４つとする。

車輪２には、それぞれモータ３が設けられている。また、各モータ３には、バッテリ５からの電力を変換しモータ３を制御するインバータ４が設けられている。インバータ４は、車両コントローラ６によって制御される。これにより、各車輪２は独立駆動が可能となる。

車両コントローラ６は、各センサ７からの運転状態に応じインバータ４への指令を決定し、もってモータ３および車両１を制御する。ここで、各センサ７とは、ハンドル操作量（操舵角）を検出するセンサ７−１、アクセル開度（踏込量）を検出するセンサ７−２、ブレーキ踏込量を検出するセンサ７−３、モードスイッチ位置を検出するセンサ７−４、ヨーレートを検出するセンサ７−５、横Ｇを検出するセンサ７−６、前後Ｇを検出するセンサ７−７、重心を検出するセンサ７−８、車両の速度を検出するセンサ７−９およびモータ温度を検出するセンサ７−１０等の一般的な車載センサを意味する。なお、特に必要のある場合を除き、以降「各センサ７」と省略して記す。

次に、車両コントローラ６が行う制御を説明する。

図２は、車両コントローラ６が行う制御のフローチャートである。

本実施形態における、主な制御は「直進中（定速走行または緩加減速中）」、「旋回中」および「直進中（急加減速中）」においてするものである。なお、直進中／旋回中とは、運転者が直進／旋回を意図する状態であり、センサ７−１などから判断する。

まず、基本制御である「直進中（定速走行または緩加減速中）」の制御を説明する。

まず、各センサ７のデータを取り込む（ステップＳ１。以降「ステップＳ１」を「Ｓ１」と記す）。ステップＳ１で取り込んだ各データより、車両の運転状態を把握し、車両の要求駆動力を算出する（Ｓ２）。さらに、ステップＳ１で取り込んだ車両の速度（ｋｍ／ｈ）と、ステップＳ２で算出する車両の要求駆動力（Ｎ）とから図３に示すＭＡＰを参照し、駆動モータ数（ｎ≧１）を設定する（Ｓ３）。

図３に示すＭＡＰは、車両の速度（ｋｍ／ｈ）および要求駆動力（Ｎ）から、エネルギ消費を最も抑制する駆動モータ数を示している。本実施形態のように、４個のモータ３を有する車両１においては、低負荷領域では１モータ駆動、２モータ駆動、３モータ駆動の順にエネルギ消費が少なく、中負荷領域以降では、４モータ駆動が最もエネルギ消費が少ないということを示している。例えば、要求駆動力が小さいのに４つのモータを駆動すると、必要以上の無駄な電力を消費することとなる。また反対に、１つのモータの最適駆動力を超えるような要求駆動力のときに、１つのモータで要求駆動力を発生させようとすると、過大な電力を与える必要が生じてしまう。モータの性能に応じ、要求駆動力と車両の速度（ｋｍ／ｈ）とに基づいて最適な駆動モータ数を決定できるように、このＭＡＰは、予め実験などにより得られる。これにより、無駄な電力消費を抑制し、もって、エネルギ消費抑制効率の向上を図ることができる。なお、図３中に示す、駆動モータ数（ｎ≧１）の領域を決定する境界線であって、１モータ駆動と２モータ駆動、２モータ駆動と３モータ駆動および３モータ駆動と４モータ駆動の領域を設定する各境界線は、各駆動モータ数における最大駆動力曲線以下にあり、最大駆動力曲線より大きくなることはない。つまり、上述する境界線は、各駆動モータ数における最大駆動力曲線以下で、且つ無駄の生じる領域と、最適な領域とを区切ったものである。なお、ＭＡＰに関しては、図６の説明の際に、詳細を説明する。

そして、車両が直進しているか否かを判断する（Ｓ４）。車両が直進している場合（Ｓ４；ＹＥＳ）、車両が急加減速中か否かを判断する（Ｓ５）。車両が直進中（Ｓ４；ＹＥＳ）で且つ急加減速中でない場合（Ｓ５；ＮＯ）、ステップＳ３において設定した駆動モータ数（ｎ≧１）で駆動するときの、発生ヨーレートを推定する（Ｓ６）。なお、ステップＳ３の段階では、駆動モータ数（ｎ≧１）を設定しているに過ぎず、どのモータ３を駆動するかは決定していないので、発生ヨーレート推定に際しては、その設定された駆動モータ数（ｎ≧１）で駆動可能なすべての駆動パターン（駆動力配分を含む）において発生し得るヨーレートを推定する。発生ヨーレートの推定に際しては、センサ７−６、センサ７−８によって検知する横Ｇや重心などを考慮し推定する。そして、推定される発生ヨーレートが最小となる駆動パターンを選択する（Ｓ７）。そして、選択された駆動パターンにおいて駆動されるモータ３を駆動モータとして決定する（Ｓ８）。このように、駆動モータ数（ｎ≧１）および駆動モータを決定した上で、駆動モータの駆動力を計算する（Ｓ９）。なお、駆動モータ数が複数の場合、駆動力配分を算出し決定する（Ｓ１０）。

一例を示す。ステップＳ３において、図３に示すＭＡＰより駆動モータ数を１と設定した場合で、直進（Ｓ４；ＹＥＳ）且つ急加減速中でないとき（Ｓ５；ＮＯ）の制御を説明する。駆動モータ数が１と設定されているので（Ｓ３）、駆動モータ数１で駆動可能なすべての駆動パターンにおける発生ヨーレートを推定する（Ｓ６）。つまり、４輪の車両を前提としている本実施形態においては、右前輪、右後輪、左前輪、左後輪のそれぞれに設けられたモータ３を、それぞれ要求駆動力で駆動させたときの発生ヨーレートを推定する。そして、推定された発生ヨーレートが最小となる駆動パターンを選択する（Ｓ７）。例えば、右後輪を駆動するパターンが、発生ヨーレートが最小となると推定された場合は、その駆動パターンを選択し、右後輪を駆動するモータ３を駆動モータとして決定する（Ｓ８）。そして、右後輪を駆動するモータ３の駆動力（Ｆ（Ｎｍ））を計算する（Ｓ９）（図４（１）参照）。複数のモータ３を駆動する場合は、同様の制御をしたうえでステップＳ１０において駆動力配分を行う。

なお、駆動力配分決定に際しては、一般的に用いられるエネルギ効率を考え作成される車両の速度（ｋｍ／ｈ）と駆動力（Ｎ）とに応じた駆動力配分ＭＡＰなどを用いてもよい（図省略）。

次に「旋回中」の制御を説明する。

この制御は、上記ステップＳ１〜Ｓ３までは同一であり、ステップＳ４以降に差異がある。ここでは、重複する制御の説明は省略する。

車両が旋回中であると判断された場合（Ｓ４；ＮＯ）、まず旋回に伴う目標ヨーレートを算出する（Ｓ１１）。目標ヨーレートは、センサ７−１などからのデータを基に算出する。そして、ステップＳ６同様に、ステップＳ３において設定された駆動モータ数（ｎ≧１）で駆動可能なすべての駆動パターンにおいて発生ヨーレートを推定する（Ｓ１２）。ここで、推定された発生ヨーレートのうち、ステップＳ１１で算出した目標ヨーレート以下となる駆動パターンが存在するか否かを判断する（Ｓ１３）。

推定された発生ヨーレートが目標ヨーレート以下となる駆動パターンが存在する場合（Ｓ１３；ＹＥＳ）、発生ヨーレートが目標ヨーレート以下で、目標ヨーレートに最も近くなるヨーレートを発生する駆動パターンを選択する（Ｓ１４）。そして、選択された駆動パターンにおけるモータ３を駆動モータとして決定する（Ｓ８）。以降の制御は、上述するステップＳ９、ステップＳ１０と同様である。

推定された発生ヨーレートのすべてが目標ヨーレートより大きい場合は（Ｓ１３；ＮＯ）、目標ヨーレートと一致するようにハンドル操作量設定制御を行う（Ｓ１５）。ハンドル操作量設定制御に際しては、操作量を最小にするために、発生ヨーレートがすべて目標ヨーレートより大きくなる駆動パターンのうち、目標ヨーレートに最も近いヨーレートを発生する駆動パターンを基準とし設定する。ただし、制御の簡易化を図るため、推定された発生ヨーレートのうち、目標ヨーレートよりも大きくなる駆動パターンと、目標ヨーレート以下となる駆動パターンを共に含む場合、目標ヨーレート以下となる駆動パターンのなかで、目標ヨーレートに近くなるヨーレートを発生する駆動パターンを選択する。

一例を示す。ステップＳ３において、図３に示すＭＡＰより駆動モータ数を１と設定した場合で、旋回中（Ｓ４；ＮＯ）であるときの制御を説明する。まず、目標ヨーレートを算出する（Ｓ１１）。駆動モータ数が１と設定されているので（Ｓ３）、駆動モータ数１で駆動可能なすべての駆動パターンにおける発生ヨーレートを推定する（Ｓ１２）。つまり、４輪の車両を前提としている本実施形態にいては、右前輪、右後輪、左前輪、左後輪のそれぞれに設けられたモータ３を、それぞれ要求駆動力で駆動させたときの発生ヨーレートを推定する。そして、推定された発生ヨーレートのうち、目標ヨーレート以下となるヨーレートを発生する駆動パターンが存在するか否かを判断する（Ｓ１３）。例えば、右前輪または右後輪を駆動させた場合、発生するヨーレートは目標ヨーレート以下となるが（Ｓ１３；ＹＥＳ）、左前輪または左後輪を駆動させると目標ヨーレートより大きなヨーレートを発生する（Ｓ１３；ＮＯ）と推定された場合、右前輪または右後輪を駆動させるモータ３のなかから（Ｓ１３；ＹＥＳ）、目標ヨーレートに最も近くなるヨーレートを発生する駆動パターンを選択し（Ｓ１４）、その駆動パターンにおいて駆動されるモータ３を駆動モータとして決定する（Ｓ１４→Ｓ８）。そして、右後輪を駆動するモータ３の駆動力（Ｆ（Ｎｍ））を計算する（Ｓ９）（図４（２）参照）。また、右後輪を駆動する場合が、最も発生ヨーレートが目標ヨーレートに近くなるものの、すべての駆動パターンにおける発生ヨーレートが目標ヨーレートより大きい場合（Ｓ１３；ＮＯ）、右後輪を駆動させるときに生じる発生ヨーレートを基準に、ハンドル操作量を設定する（Ｓ１５）。

次に、「直進中（急加減速中）」の制御を説明する。

この制御は、上記ステップＳ１〜Ｓ４までは同一であり、ステップＳ５以降に差異がある。ステップＳ５にて、急加減速中と判断された場合（Ｓ５；ＹＥＳ）、左右輪均一駆動指令を行う（Ｓ１６）。ステップＳ３では駆動モータ数（ｎ≧１）を自由に選択可能としているが、車両が急加減速する場合は（Ｓ５；ＹＥＳ）、１輪駆動走行または３輪駆動走行では車両安定性を欠くため、１モータおよび３モータでの駆動を選択できないようにするものである。また、左右均一としたのも同様の理由で、仮に２輪で走行したとしても片側の前後輪で走行したのでは、車両安定性を欠くことになるからである。そして、ステップＳ３と同様のＭＡＰ（図３参照）より駆動モータ数（ｎ＝偶数個）を決定する（Ｓ１７）。ただし、ステップＳ１６にて、左右輪均一駆動と制限しているため、選択可能な駆動モータ数は偶数個に限定される。以降制御はステップＳ８〜１０を行う。なお、基本的には、一般的な車両の特性から急加速時は、後輪のみまたは４輪を駆動し、急減速時には、前輪のみまたは４輪を駆動する。なお、４輪を駆動する場合に、前後輪の駆動力を配分することは可能である。

一例を示す。例えば急加速時、ＭＡＰより４モータ駆動がエネルギ最小と判断された場合、センサ７−７などから得られるデータを参照し、前輪を少なく、後輪を多く駆動力を配分してもよい（図４（３）参照）。しかし、センサ７−１０で後輪モータの温度が前輪モータの温度よりも高かった場合、前後の駆動力配分を入れ替えることも可能である。

対比例を、図５（Ａ）（Ｂ）に示す。図５（Ａ）は、４つの車輪２を有し、各車輪にモータ３（１）、３（２）、３（３）、３（４）が設けられている車両を示す図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す車両の駆動パターンを示している。駆動パターンは、種々の車速および必要駆動力に応じ、駆動するモータおよび駆動するモータへの駆動力配分を示す。例えば、車速Ｎ（１）で必要駆動力Ｔ（３）の場合は、前輪用のモータ３（１）、３（２）を３という駆動力配分のもと駆動し、後輪用のモータ３（３）、３（４）を０という駆動力配分のもと駆動、すなわち駆動しないということを示している。図５（Ｂ）からわかるように、対比例では、エネルギ消費を抑制するように、前／後の２輪または４輪でのみ駆動をしている。

対比例において、駆動モータ数を切り換える場合、図６に示すような一般的な駆動力ＭＡＰを参照し切り換えを行っている。なお、ここでは説明の簡略化を図るために、２個のモータにおける切り換えを前提とし、説明する。

図６は、一般的なモータ３の車両の速度（ｋｍ／ｈ）とモータ駆動数（ｎ）に応じた最大駆動力（Ｎ）とを示す図である。図６中の線Ｌ１、Ｌ２は各モータ数における最大駆動力曲線を示している。図６中、上方の線Ｌ１は、２モータ駆動時の最大駆動力曲線、下方の線Ｌ２は、１モータ駆動時の最大駆動力曲線を示している。また、線Ｌ３は、図３に示すエネルギ消費を最小とする１モータ駆動と２モータ駆動との境界線である。対比例においては、効率を向上させるように、駆動力の観点で切り換えを行っている。対比例における２モータ駆動から１モータ駆動への切り換えは、図６中矢印（ａ）で示すように、要求駆動力が下方の線Ｌ２以下となり１モータ駆動で満たされる場合に切り換えている。しかし、図６に示すように、最大駆動力曲線（下方の線Ｌ２）と前記境界線（線Ｌ３）とは一致せず、前記境界線（線Ｌ３）は、最大駆動力曲線（下方の線Ｌ２）以下に存在する。図６中で、右下がり斜線で示す部分は、最大駆動力曲線（下方の線Ｌ２）と前記境界線（線Ｌ３）との差を表している。前記境界線（線Ｌ３）は、本実施形態に示す発明において、車両の速度（ｋｍ／ｈ）および要求駆動力（Ｎ）から、エネルギ消費を最も抑制する駆動モータ数を決定するものである。本実施形態に示す発明によれば、図６中で右下がり斜線で示す部分は、エネルギ消費を抑制する上でロスが生じる領域であり、効率よくエネルギ消費を抑制するためには、図６中矢印（ａ）で示すように、１モータ駆動で要求駆動力を満たす領域になったとしても、すぐに駆動モータ数（ｎ）を２から１へ切り換えるのではなく、図６中矢印（ｂ）で示すように、境界線（線Ｌ３）以下の領域になったとき、駆動モータ数（ｎ）を２から１へ切り換える。これにより、本実施形態に示す発明は、対比例に比べ効率よくエネルギ消費の抑制をすることができる。

以上のように、本実施形態における発明は、車両の運転状態すなわち車両の速度（ｋｍ／ｈ）と要求駆動力（Ｎ）とから、エネルギ消費を最も抑制する駆動モータ数（ｎ≧１）を予め得られるＭＡＰより決定した上で、決定された駆動モータ数（ｎ≧１）における駆動力配分を決定することにより、２輪駆動や４輪駆動に限らずエネルギ消費を抑制した駆動制御（例えば、１輪駆動や３輪駆動など）が可能となり、もって格段にエネルギ消費を抑制することが可能である。通常走行では、加速時、高速時を除き低負荷領域での走行が多いため、４モータ駆動以外の運転で、さらに１モータ駆動からの走行を可能とすることで、車両のエネルギ消費を大幅に抑制することができる。また同時に、１つのモータを駆動し１輪走行させる場合でも、各センサ７からのデータを参照し駆動モータを決定するため、安定して走行させることが可能である。

なお、本実施形態においては、４輪の車輪２を有する車両１を前提とし説明したが、車輪数は４輪に限られない。３輪以上の車輪２を有する車両においては、少なくとも車両進行方向に対して直交する一対の車輪２を有する車両であって、一対の車輪２のそれぞれにモータ３を有する構成であれば適用可能であり、同様の効果を得ることが可能である。その一例を図７に示す。図７に示す通り、４つの車輪にそれぞれ対応するモータ３を車体に搭載し、４輪を駆動する車両１（図７（ａ））、前輪２輪を１つのモータで駆動し、後輪２輪を車輪２内に搭載したモータ３で駆動する車両１（図７（ｂ））、前輪をエンジン９または１つのモータで駆動し、後輪２輪を車輪２内に搭載したモータ３で駆動する車両１（図７（ｃ））、後輪２輪を車輪２内に搭載したモータ３のみで駆動する車両１（図７（ｄ））、前輪２輪を車輪２内に搭載したモータ３のみで駆動する車両１（図７（ｅ））、後輪２輪を車体に搭載したモータのみで駆動する車両１（図７（ｆ））、前輪２輪を車体に搭載したモータのみで駆動する車両１（図７（ｇ））、４輪以上、例えば各車輪２内に搭載した８つのモータ３で駆動する車両１（図７（ｈ））、例えばトラックのように連結された車両１にて、トラクタ１０の各車輪２に搭載したモータ３で駆動し、トレーラ１１の各車輪２に搭載したモータ３で駆動する車両１（図７（ｉ））、トラクタ１０はエンジン９で駆動し、トレーラ１１の各車輪２に搭載したモータ３で駆動する車両１（図７（ｊ））、例えば電車のように連結された車両１にて、各車輪２に搭載したモータ３で駆動する複数の連結された車両１（図７（ｋ））等がある。また、ここに記載されていない他の組み合わせでもよい。さらに、本実施形態においては、無軌道の道路を走行する自動車を前提としているが、軌道上を走行する電車にも適用可能である。さらに、バイクのように、前後２輪の車両においても適用可能である。

なお、本実施形態においては、主にヨーレートを判断基準として制御しているが、この制御に加え、モータ温度を見て制御することもできる。例えば、予め駆動可能なモータ温度の閾値を設定し、モータ温度が閾値以下である場合は、本実施形態の制御のみを実行し、モータ温度が閾値より大きくなってしまう場合は、本実施形態の制御に加え、モータ温度が閾値以下のモータ３に切り換えることも可能である。また、それぞれのモータ温度を比較し、最も温度の低いモータ３を選択することも可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は第１の実施形態の改変例である。以下、第１の実施形態と差異のある部分のみ説明する。

本実施形態は、第１の実施形態で説明したエネルギ消費を抑制する駆動制御をする上で、その効果を得つつ、より確実に走行時の車両安定性を確保する切換補正処理をするものである。

図８は、本実施形態における車両コントローラ６が行う制御のフローチャートである。なお、本実施形態における切換補正処理（Ｓ１８）は通常の制御におけるステップＳ１０で、駆動力配分を決定し実際にモータ３を駆動させた後に実行する。よって、ステップＳ１０より前の制御については説明を省略する。なお、本実施形態は駆動モータ数を１とし１輪で直進走行をする場合に特に効果を得る制御である。

図９に、切換補正処理（Ｓ１８）の制御を示すフローチャートを示す。

改めて各センサ７にて検出されるデータを再度取り込む（Ｓ１８０１）。ここでは、特に、直進方向に対する車輌の進行方向の逸脱量（以下「ズレ量」と記す。また図９中の「ズレ量」もこれに相当する）を検出する。そして、実際に検出されたズレ量が所定値以下か否かを判断する（Ｓ１８０２）。所定値とは、次のように設定する。直進時の場合、例えば運転者が直進していると感じるズレ量の範囲で閾値を設定し、その閾値を所定値としてもよい。ただし、これに限らず、車両が直進しているとみなせるズレ量の範囲で閾値を設定し、その閾値を所定値とすればよい。

検出されたズレ量が、所定値よりも大きい場合（Ｓ１８０２；ＮＯ）、すぐに、現在駆動しているモータ３から、駆動していな他のモータ３に切り換える。なお、本実施形態は、１輪での走行時を前提としているので、他のモータ３とは、車両進行方向に対し直交する一対の車輪を、それぞれ独立駆動する複数のモータ３うち、駆動していないモータ３を意味する。ただし、４輪の車両においては、一対の車輪が前後に２組あるので、駆動していないモータ３は３つ存在し、そのいずれかと切り換えることも可能である。ただし、ズレ量の修正をする目的で駆動モータの切り換えを行っているため、ここでは、左右同側の前後輪切換は選択しないものとする。切換の様子を図１１に示す。切換は左右、対角で可能である。

一方、検出されたズレ量が、所定値以下である場合（Ｓ１８０２；ＹＥＳ）、急な駆動モータの切換が要されていないので、駆動モータの切り換えタイミングを予め算出する。まず、仮切換タイミングｔｎを設定する（Ｓ１８０３）。なお、切換タイミングとは、あるモータ３で車両を駆動している状態から、別のモータ３で車両を駆動するとき、それぞれのモータ３で駆動を継続する時間を意味し、ここでは、その各モータ３の駆動継続時間を設定するものである。仮切換タイミングｔｎを式（１）に示す。

ｔｎ＝ｔ１＋Δｔ・ｘｎ （ｘｎ＝ｎ−１） ・・・（１）
ここで、ｔ１は、任意に設定できるが、この値が大きければ大きいほど各モータでの駆動継続時間が長くなることとなるため、１つのモータ３を継続して駆動することによって発生するズレ量が所定値を超えない程度の小さい値を設定することを条件とする。なお、この値ｔ１は、車両の種類などにより異なるため、ここでは限定しないが、制御を行う際には予め設定しプログラムしておくものとする。また、所定値は、ステップＳ１８０２にて設定するものと同様である。

またΔｔも、任意に設定できるものであるが、この値が小さければ小さいほど切換タイミング（駆動継続時間）を細かく設定できるため、車両の種類等に合わせて比較的小さい値に設定することが望ましい。

そして、式（１）にｎ＝１を代入する（Ｓ１８０４）。ここで、仮にｔ１で切り換えた場合の発生ズレ量を推定し（Ｓ１８０５）、推定される発生ズレ量が所定値以下となっているか否かを判断する（Ｓ１８０６）。そして、発生ズレ量が所定値以下である場合（Ｓ１８０６；ＹＥＳ）、ｎの値を１増加し（Ｓ１８０７）、改めて発生ズレ量を推定する（Ｓ１８０５）。そして、この制御（Ｓ１８０５→Ｓ１８０６；ＹＥＳ→Ｓ１８０７→Ｓ１８０５）を繰り返し、推測される発生ズレ量が所定値より大きくなるｎの値を得る（Ｓ１８０６；ＮＯ）。そして、発生ズレ量が所定値以下となる最大値Ｎ（＝ｎ−１）を式（１）に代入した値を、切換タイミングｔＮとして決定する（Ｓ１８０８）。そして、決定した切換タイミングｔＮで駆動モータを切り換える（Ｓ１８０９）。ｎの値が小さければ小さいほど切換タイミング（駆動継続時間）が短くなるため、切換回数が増加する。モータには応答遅れという特性があることを鑑みて、図９の制御では、この切換回数の増加に伴う、応答遅れの増大による車両効率の低減を図るため、車両安定性を確保できる最大値Ｎを代入することとした。ただし、車両効率よりも、より高い基準で、車両安定性を設定する場合は、ステップＳ１８０６の所定値を変更し、比較的短時間での切換を行うことも可能である。

一例を示す。最適駆動モータ数が１の場合の駆動継続時間ｔと駆動力（Ｎ）の関係を図１０に示す。切換タイミング（駆動継続時間）ｔＮが短ければ、その分切換数が増え車両効率は低下するものの、車両安定性は向上する。反対に切換タイミング（駆動継続時間）ｔＮが長ければ、その分切換数が減り車両効率は向上するものの、車両安定性は低下する。

また、図１２に、切換補正処理（Ｓ１８）の別例のフローチャートを示す。

改めて各センサ７にて検出されるデータを再度取り込む（Ｓ１８０１ｂ）。ここでは、特に、ヨーレートを検出する。そして、実際に検出されたヨーレートが所定値Ａ以下、且つ所定値Ｂ以上か否かを判断する（Ｓ１８０２ｂ）。ここで、所定値Ａは、駆動モータの切り換えを行って、車輌の安定性を維持できるヨーレートの値であり、また、所定値Ｂは、駆動モータの切り換えを行わなくても、直進可能と判断できるヨーレートの値とする。そして、実際のヨーレートが所定値Ｂ以上で且つ所定値Ａ以下のとき（Ｓ８０２ｂ；ＹＥＳ）は、予め設定するヨーレートと切り換えタイミングの関係より切換タイミングｔＮを決定し（Ｓ１８０３ｂ）、駆動モータを切り換える（Ｓ１８０４ｂ）。なお、ヨーレートと切り換えタイミングの関係は、ヨーレートの増加に伴い、切換タイミング（時間）が反比例して減少する関係である。

一方、実際のヨーレートが所定値Ａより大きいときは、車両安定化制御をし（Ｓ１８０５ｂ）、駆動モータの切換制御自体を行わない。実際のヨーレートが所定値Ｂより小さいときは、駆動モータの切換が不要なので、切換は行わない。

本実施形態においては、車両の「ズレ量」に応じた切換制御と「ヨーレート」に応じた切換制御について記載しているが、これに限らず、駆動力が変化してから車両挙動に現れるまでの時間や、運転者が車両挙動として感じるまでの時間などに応じて制御することもできる。

以上のとおり、本実施形態においては、エネルギ消費を抑制する駆動制御しつつ、より確実に走行時の車両安定性を確保することができる。

車両の概略図である。 第１の実施形態における制御のフローチャートである。 駆動モータ数を決定するＭＡＰである。 第１の実施形態における、モータ駆動の一例を示す図である。 図５（Ａ）は、対比例の車両の概略図、図５（Ｂ）は、対比例の車両におけるモータ駆動の様子を示す図である。 一般的なモータの回転数とモータ駆動数（ｎ）に応じた最大駆動力（Ｎ）とを示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 車両を示す図である。 第２の実施形態における制御のフローチャートである。 第２の実施形態における切換補正処理のフローチャートである。 第２の実施形態における駆動モータ切換時の時間と駆動力の関係を示す図である。 第２の実施形態における駆動モータ切換の様子を示す図である。 第２の実施形態における切換補正処理の別例のフローチャートである。

符号の説明

１ 車両、
２ 車輪、
３ モータ、
４ インバータ、
５ バッテリ、
６ コントローラ、
７ 各センサ、
７−１ ハンドル操作量を検出するセンサ、
７−２ アクセル開度（踏込量）を検出するセンサ、
７−３ ブレーキ踏込量を検出するセンサ、
７−４ モードスイッチ位置を検出するセンサ、
７−５ ヨーレートを検出するセンサ、
７−６ 横Ｇを検出するセンサ、
７−７ 前後Ｇを検出するセンサ、
７−８ 重心を検出するセンサ、
７−９ 車両の速度を検出するセンサ、
７−１０ モータ温度を検出するセンサ、
８ 操舵装置、
９ エンジン、
１０ トラクタ、
１１ トレーラ。

Claims (7)

1. 複数の車輪を有する車両の駆動装置であって、
   前記複数の車輪の各車輪と機械的に結合し、各車輪を独立駆動する複数のモータと、
   前記複数のモータの駆動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、エネルギ消費抑制効率が最適となるように、前記複数のモータのうち、１または複数個のモータを駆動することを特徴とする車両の駆動装置。
2. 複数の車輪を有する車両の駆動装置であって、
   車両の進行方向に対し直交する少なくとも一対の車輪の各車輪と機械的に結合し、前記各車輪を独立駆動する複数のモータと、
   前記複数のモータの駆動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、エネルギ消費抑制効率が最適となるように、前記複数のモータのうち、１または複数個のモータを駆動することを特徴とする車両の駆動装置。
3. 前記制御手段は、
   車両の要求駆動力および車両の速度に基づいて、前記複数のモータのうち駆動するモータの数を決定することを特徴とする請求項２に記載の車両の駆動装置。
4. 前記制御手段は、車両に発生するヨーレートを推定するヨーレート推定手段を有し、
   前記制御手段は、車両が直進する場合、前記ヨーレート推定手段によって推定されるヨーレートが最小となるモータを駆動することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両の駆動装置。
5. 前記制御手段は、車両に発生するヨーレートを推定するヨーレート推定手段と、旋回に必要な目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出手段とを有し、
   前記制御手段は、車両が旋回する場合、前記ヨーレート推定手段によって推定されるヨーレートが、前記目標ヨーレートに最も近くなるモータを駆動することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両の駆動装置。
6. 前記制御手段は、前記駆動しているモータと、駆動していない他のモータとを、切り換えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両の駆動装置。
7. 前記制御手段は、モータを切り換える場合、ヨーレートに応じてモータの切換時間を変更することを特徴とする請求項６に記載の車両の駆動装置。

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