JP2008092682A - Electric cart - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータを用いた電動レーシングカート等の電動カートに関する。 The present invention relates to an electric cart such as an electric racing cart using an electric motor.
近年、モータスポーツの普及に伴い、レーシングカート等のカートが幅広い年齢層に利用されるようになってきている。また、レーシングカート等のカートは、通常、左右の後輪を駆動輪として回転駆動する形式になっており、左右の後輪は、共通のエンジン又は電動モータによって一体的に回転駆動するものである。 In recent years, with the spread of motor sports, carts such as racing carts have been used by a wide range of age groups. Also, a cart such as a racing cart is usually driven to rotate with the left and right rear wheels as drive wheels, and the left and right rear wheels are integrally rotated by a common engine or electric motor. .
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1及び特許文献2に示すものがある。
ところで、前述のように、レーシングカート等のカートが左右の後輪を駆動する形式になっているため、エンジンのエンジントルク又は電動モータのモータトルクが増大すると、コーナリング中にオーバーステアの傾向が強くなって、スピンを招くおそれが生じる。一方、コーナリング中にエンジンのエンジントルク又は電動モータのモータトルクを小さくして、スピンを回避しようとすると、カートの旋回速度を十分に確保することができない。要するに、従来のカートにあっては、コーナリング性能を高めることが極めて困難であるという問題がある。 By the way, as described above, since the cart such as a racing cart drives the left and right rear wheels, if the engine torque of the engine or the motor torque of the electric motor increases, the tendency of oversteering during cornering is strong. This may cause spin. On the other hand, if the engine torque of the engine or the motor torque of the electric motor is reduced during cornering to try to avoid spin, the cart turning speed cannot be sufficiently secured. In short, the conventional cart has a problem that it is extremely difficult to improve cornering performance.
そこで、本発明は、コーナリング性能を十分に高めることができる、新規な構成の電動カートを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric cart having a novel configuration that can sufficiently improve cornering performance.
本発明の第1の特徴(請求項1に記載の発明の特徴)は、左右の後輪を駆動輪として第1電動モータ及び第2電動モータによって独立して回転駆動する電動カートにおいて、検出された各前記後輪の車輪荷重及び検出された各前輪の車輪荷重に基づいて車両重心位置を補正する車両重心位置補正手段と、検出された操舵角及び検出された車体速に基づいて前記後輪のスリップ角を演算するスリップ角演算手段と、検出された車体速及び検出された各前記後輪の車輪速に基づいて各前記後輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、タイヤ横力とスリップ角と車輪荷重の関係を示すタイヤ横力データに、演算された前記後輪のスリップ角及び検出された各前記後輪の車輪荷重を適用して、各前記後輪のタイヤ横力を演算するタイヤ横力演算手段と、タイヤ前後力とスリップ率と車輪荷重の関係を示すタイヤ前後力データに、演算された各前記後輪のスリップ率及び検出された各前記後輪の車輪荷重を適用して、各前記後輪のタイヤ前後力を演算するタイヤ前後力演算手段と、演算された各前記後輪のタイヤ横力及び演算された各前記後輪のタイヤ前後力に基づいて、補正された車両重心位置の周りのヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算手段と、演算されたヨーモーメントと目標ヨーモーメントの差をなくすように前記第1電動モータの第1モータトルク指令値及び前記第2電動モータの第2モータトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算手段と、演算された第1モータトルク指令値及び第2モータトルク指令値に基づいて前記第1電動モータ及び前記第2電動モータを制御するモータ制御手段と、を具備したことを要旨とする。 The first feature of the present invention (the feature of the invention described in claim 1) is detected in an electric cart that is driven to rotate independently by a first electric motor and a second electric motor with left and right rear wheels as drive wheels. Vehicle center-of-gravity position correcting means for correcting the center-of-gravity position of the vehicle based on the wheel load of each rear wheel and the detected wheel load of each front wheel, and the rear wheel based on the detected steering angle and the detected vehicle body speed. Slip angle calculating means for calculating the slip angle of the vehicle, slip ratio calculating means for calculating the slip ratio of each rear wheel based on the detected vehicle speed and the detected wheel speed of each rear wheel, and tire lateral force The tire lateral force data indicating the relationship between the slip angle and the wheel load is applied with the calculated slip angle of the rear wheel and the detected wheel load of each rear wheel to obtain the tire lateral force of each rear wheel. Calculate tire lateral force Applying the calculated slip ratio of each rear wheel and the detected wheel load of each rear wheel to the tire longitudinal force data indicating the relationship between the means, the tire longitudinal force, the slip ratio, and the wheel load, Based on the calculated tire lateral force of each rear wheel and the calculated tire longitudinal force of each rear wheel, the corrected vehicle center-of-gravity position is calculated. Yaw moment calculating means for calculating a surrounding yaw moment, and a first motor torque command value of the first electric motor and a second motor of the second electric motor so as to eliminate the difference between the calculated yaw moment and the target yaw moment. Motor torque command value calculation means for calculating a torque command value, and the first electric motor and the second electric motor based on the calculated first motor torque command value and second motor torque command value. And motor control means for controlling the motor, and summarized in that provided with the.
第1の特徴によると、前記ヨーモーメント演算手段は、前記タイヤ横力演算手段によって演算された各前記後輪のタイヤ横力及び前記タイヤ前後力演算手段によって演算された各前記後輪のタイヤ前後力に基づいて車両重心位置の周りのヨーモーメントを演算し、前記モータトルク指令値演算手段は、演算されたヨーモーメントと目標ヨーモーメントの差をなくすように前記第1電動モータの第1モータトルク指令値及び前記第2電動モータの第2モータトルク指令値を演算し、前記モータ制御手段は、演算された第1モータトルク指令値及び第2モータトルク指令値に基づいて前記第1電動モータ及び前記第2電動モータを制御するため、電動モータ全体のモータトルク(前記第1電動モータのモータトルクと前記第2電動モータのモータトルクの和)を小さくしなくても、前記第1電動モータのモータトルク及び前記第2電動モータのモータトルクを前記電動カートのコーナリング状況の変化に応じて可変することができる。具体的には、左コーナリング時に、前記第2電動モータのモータトルクを第1電動モータのモータトルクよりも十分に大きすると共に、右コーナリング時に、前記第1電動モータのモータトルクを前記第2電動モータのモータトルクよりも十分に大きくすることができる。 According to the first feature, the yaw moment calculating means includes the tire lateral force of each rear wheel calculated by the tire lateral force calculating means and the tire front and rear of each rear wheel calculated by the tire longitudinal force calculating means. The yaw moment around the center of gravity of the vehicle is calculated based on the force, and the motor torque command value calculation means calculates the first motor torque of the first electric motor so as to eliminate the difference between the calculated yaw moment and the target yaw moment. A command value and a second motor torque command value of the second electric motor are calculated, and the motor control means calculates the first electric motor and the second motor torque command value based on the calculated first motor torque command value and second motor torque command value. In order to control the second electric motor, the motor torque of the entire electric motor (the motor torque of the first electric motor and the motor of the second electric motor) Without reducing the torque sum), it can be varied according to the motor torque and the motor torque of the second electric motor of the first electric motor to a change in cornering situation of the electric cart. Specifically, the motor torque of the second electric motor is sufficiently larger than the motor torque of the first electric motor during left cornering, and the motor torque of the first electric motor is increased to the second electric motor during right cornering. It can be made sufficiently larger than the motor torque of the motor.
ここで、前記車両重心位置補正手段は、検出された各前記後輪の車輪荷重及び検出された各前輪の車輪荷重に基づいて車両重心位置を補正し、前記ヨーモーメント演算手段は、補正された車両重心位置の周りのヨーモーメントを演算しているため、コーナリング中にドライバーの姿勢が大きく変化しても、実際のヨーモーメントを正確に求めることができ、前記第1電動モータのモータトルク及び前記第2電動モータのモータトルクを前記電動カートのコーナリング状況の変化に応じて的確に可変することができる。 Here, the vehicle gravity center position correcting means corrects the vehicle gravity center position based on the detected wheel load of each rear wheel and the detected wheel load of each front wheel, and the yaw moment calculating means is corrected. Since the yaw moment around the center of gravity of the vehicle is calculated, the actual yaw moment can be accurately obtained even if the driver's posture changes greatly during cornering, and the motor torque of the first electric motor and the The motor torque of the second electric motor can be accurately varied according to the change in the cornering state of the electric cart.
本発明の第2の特徴(請求項2に記載の発明の特徴)は、第1の特徴に加えて、補正された車両重心位置に基づいて目標ヨーモーメントを補正する目標ヨーモーメント補正手段と、を具備し、前記モータトルク指令値演算手段は、演算されたヨーモーメントと補正された目標ヨーモーメントの差をなくすように前記第1電動モータの第1モータトルク指令値及び前記第2電動モータの第2モータトルク指令値を演算するようになっていることを要旨とする。 In addition to the first feature, the second feature of the present invention (feature of the invention described in claim 2) is a target yaw moment correcting means for correcting the target yaw moment based on the corrected vehicle center-of-gravity position, The motor torque command value calculating means includes a first motor torque command value for the first electric motor and a second electric motor so as to eliminate a difference between the calculated yaw moment and the corrected target yaw moment. The gist is that the second motor torque command value is calculated.
本発明の第3の特徴(請求項3に記載の発明の特徴)は、第1の特徴又は第2の特徴に加えて、目標ヨーモーメントは、ニュートラルステアになるように設定されていることを要旨とする。 According to a third feature of the present invention (a feature of the invention described in claim 3), in addition to the first feature or the second feature, the target yaw moment is set to be neutral steer. The gist.
本発明の第4の特徴(請求項4に記載の発明の特徴)は、第1の特徴から第3の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、タイヤ横力データは、タイヤ横力とスリップ角と車輪荷重の関係を示すタイヤ横力マップであって、タイヤ前後力データは、タイヤ前後力とスリップ率と車輪荷重の関係を示すタイヤ前後力マップであることを要旨とする。 According to a fourth feature of the present invention (a feature of the invention described in claim 4), in addition to any one of the first to third features, the tire lateral force data includes the tire lateral force and It is a tire lateral force map showing the relationship between the slip angle and the wheel load, and the tire longitudinal force data is summarized as being a tire longitudinal force map showing the relationship between the tire longitudinal force, the slip ratio, and the wheel load.
本発明の第5の特徴(請求項5に記載の発明の特徴)は、第1の特徴から第3の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、タイヤ横力データは、タイヤ横力とスリップ角と車輪荷重の関係を示すマジックフォーミュラの関係式であって、タイヤ前後力データは、タイヤ前後力とスリップ率と車輪荷重の関係を示すマジックフォーミュラの関係式であることを要旨とする。 A fifth feature of the present invention (a feature of the invention described in claim 5) is that, in addition to any one of the first to third features, the tire lateral force data includes the tire lateral force and It is a relational expression of a magic formula indicating the relationship between the slip angle and the wheel load, and the tire longitudinal force data is summarized as being a relational expression of the magic formula indicating the relation between the tire longitudinal force, the slip ratio, and the wheel load.
請求項1から請求項5のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記電動モータ全体のモータトルクを小さくしなくても、前記第1電動モータの第1モータトルク及び前記第2電動モータの第2モータトルクを前記電動カートのコーナリング状況の変化に応じて的確に可変できるため、前記電動カートの旋回速度を十分に確保しつつ、安定したコーナリングを行うことができ、前記電動カートのコーナリング性能を十分に高めることができる。 According to the invention according to any one of claims 1 to 5, the first motor torque of the first electric motor and the first motor torque can be reduced without reducing the motor torque of the entire electric motor. Since the second motor torque of the two electric motors can be accurately varied in accordance with the change in the cornering state of the electric cart, stable cornering can be performed while sufficiently securing the turning speed of the electric cart. The cornering performance of the cart can be sufficiently increased.
特に、請求項3から請求項5のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、目標ヨーモーメントがニュートラルステアになるように設定されているため、前記電動カートのステアリング特性をニュートラルステア又はニュートラルステアに近い状態に保つことができ、前記電動カートのコーナリング性能を飛躍的に向上させることができる。
In particular, according to the invention of any one of
本発明の実施形態について図1から図5を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
ここで、図1は、本発明の実施形態に係る電動レーシングカートの制御ブロック図、図2は、本発明の実施形態に係る電動レーシングカートの模式的な平面図、図3は、コントローラにおけるCPUによる一連のモータ制御処理のフローチャート、図4は、各後輪のタイヤ横力・タイヤ前後力、及び車両重心位置の周りのヨーモーメントを説明する図、図5(a)は、タイヤ横力マップを示す図、図(b)は、タイヤ前後力を示す図である。 Here, FIG. 1 is a control block diagram of the electric racing cart according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the electric racing cart according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a CPU in the controller. 4 is a flowchart of a series of motor control processes according to FIG. 4, FIG. 4 is a diagram illustrating tire lateral force / tire longitudinal force of each rear wheel, and yaw moment around the vehicle center of gravity, and FIG. 5 (a) is a tire lateral force map. FIG. 5B is a diagram showing the tire longitudinal force.
図2に示すように、本発明の実施形態に係る電動レーシングカート1は、電動カートの1つであって、車体フレーム3をベースとして具備している。また、車体フレーム3の後部には、左右の後輪5a,5bが回転可能に設けられており、車体フレーム3の前部には、左右の前輪5c,5dが回転可能に設けられている。そして、車体フレーム3の左側後部には、第1電動モータ7が設けられており、この第1電動モータ7の出力軸は、左側の後輪5aの回転軸にギア機構9又はチェーン機構(図示省略)を介して連動連結されている。同様に、車体フレーム3の右側後部には、第2電動モータ11が設けられており、この第2電動モータ11の出力軸は、右側の後輪5bの回転軸にギア機構13又はチェーン機構(図示省略)を介して連動連結されている。つまり、電動レーシングカート1は、左右の後輪5a,5bを駆動輪として第1電動モータ7及び第2電動モータ11によって独立して回転駆動するようになっている。
As shown in FIG. 2, an electric racing cart 1 according to an embodiment of the present invention is one of electric carts, and includes a
車体フレーム3の前部には、左右の前輪5c,5dを転蛇するステアリングホイール15が設けられている。なお、図示は省略するが、車体フレーム3の中央部には、ドライバーが着座するシートが配設されており、車体フレーム3の前部には、アクセルペダル及びブレーキペダルがそれぞれ設けられている。
A steering wheel 15 that snakes the left and right
各後輪5a,5bの近傍には、各後輪5a,5bの車輪荷重をFza,Fzbを検出する車輪荷重検出センサ17a,17bがそれぞれ設けられており、各前輪5c,5dの近傍には、各前輪5c,5dの車輪荷重をFzc,Fzdを検出する車輪荷重検出センサ17c,17dがそれぞれ設けられている。また、各後輪5c,5dの近傍には、ステアリングホイール15のホイール軸の近傍には、操舵角δを検出する操舵角検出センサ19が設けられており、車体フレーム3の適宜位置には、車体速Vを検出する車体速検出センサ21が設けられている。更に、各後輪5a,5bの近傍には、車輪速Sa,Sbを検出する車輪速検出センサ23a,23bがそれぞれ設けられている。
In the vicinity of the
図1及び図2に示すように、車体フレーム3には、第1電動モータ7及び第2電動モータ11の制御等を行うコントローラ25が設けられており、このコントローラ25には、車輪荷重検出センサ17a,17b,17c,17d、操舵角検出センサ19、車体速検出センサ21、及び車輪速検出センサ23a,23bが電気的に接続されている。また、コントローラ25は、第1電動モータ7及び第2電動モータ11の制御を行うためのモータ制御プログラム等を記憶するROM(図示省略)と、このROMに記憶されたモータ制御プログラム等を解釈して実行するCPU(図示省略)と、このCPUの作業領域を提供するRAM(図示省略)とを備えている。そして、コントローラ25におけるROMは、タイヤ横力データ記憶部27としての機能及びタイヤ前後力データ記憶部29としての機能を有してあって、コントローラ25におけるCPUは、車両重心位置補正部31としての機能、目標ヨーモーメント補正部33としての機能、スリップ角演算部35としての機能、スリップ率演算部37としての機能、タイヤ横力演算部39としての機能、タイヤ前後力演算部41としての機能、ヨーモーメント演算部43としての機能、モータトルク指令値演算部45としての機能、及びモータ制御部47としての機能を有しており、各機能の詳細は、次のようになる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
即ち、タイヤ横力データ記憶部27は、タイヤ横力Fyとスリップ角θと車輪荷重Fzの関係を示すタイヤ横力マップ(図5(a)参照)をタイヤ横力データとして記憶するものである。また、実際のタイヤ横力マップは、車輪荷重Fz毎に多数用意されている。なお、タイヤ横力データ記憶部27は、タイヤ横力マップの代わりに、タイヤ横力Fyとスリップ角θと車輪荷重Fzの関係を示すマジックフォーミュラの関係式をタイヤ横力データとして記憶するようにしても構わない。
That is, the tire lateral force
タイヤ前後力データ記憶部29は、タイヤ前後力Fxとスリップ率αと車輪荷重Fzの関係を示すタイヤ前後力マップ(図5(b)参照)をタイヤ前後力データとして記憶するものである。また、実際のタイヤ前後力マップは、車輪荷重Fz毎に多数用意されている。なお、タイヤ前後力データ記憶部29は、タイヤ前後力マップの代わりに、タイヤ前後力Fxとスリップ率αと車輪荷重Fzの関係を示すマジックフォーミュラの関係式を記憶するようにしても構わない。 The tire longitudinal force data storage unit 29 stores a tire longitudinal force map (see FIG. 5B) showing the relationship among the tire longitudinal force Fx, the slip ratio α, and the wheel load Fz as tire longitudinal force data. A large number of actual tire longitudinal force maps are prepared for each wheel load Fz. The tire longitudinal force data storage unit 29 may store a relational expression of a magic formula indicating a relationship among the tire longitudinal force Fx, the slip ratio α, and the wheel load Fz instead of the tire longitudinal force map.
車両重心位置補正部31は、車輪荷重検出センサ17a,17bによって検出された各後輪5a,5bの車輪荷重Fza,Fzb及び車輪荷重検出センサ17c,17dによって検出された各前輪5c,5dの車輪荷重Fzc,Fzdに基づいて、車両重心位置GCを補正するものである。
The vehicle center-of-gravity
目標ヨーモーメント補正部33は、車両重心位置補正部31によって補正された車両重心位置GCに基づいて、車両の運動方程式に基づきニュートラルステアになるように設定された目標ヨーモーメントGYMを補正するものである。
The target yaw
スリップ角演算部35は、車体速検出センサ21によって検出された車体速V及び操舵角検出センサ19によって検出された操舵角δを、
θ=f(δ,V) …式(1) に適用して、スリップ角θを演算するものである。
The slip
θ = f (δ, V)... is applied to equation (1) to calculate the slip angle θ.
スリップ率演算部37は、車体速検出センサ21によって検出された車体速V及び車輪速検出センサ23a,23bによって検出された各後輪5a,5bの車輪速Sa,Sbを、
α=(V−S)/S …式(2) に適用して、スリップ率αa,αbを演算するものである。
The slip
α = (V−S) / S Applying to the equation (2), the slip ratios αa and αb are calculated.
タイヤ横力演算部39は、スリップ角演算部35によって演算された後輪5a,5bのスリップ角θ及び車輪荷重検出センサ17a,17bによって検出された各後輪5a,5bの車輪荷重Fza,Fzbを、タイヤ横力データ記憶部27に記憶されたタイヤ横力マップに適用して、各後輪5a,5bのタイヤ横力Fya,Fyb(図4参照)を演算するものである。
The tire lateral
タイヤ前後力演算部41は、スリップ率演算部37によって演算された各後輪5a,5bのスリップ率αa,αb及び車輪荷重検出センサ17a,17bによって演算された各後輪5a,5bの車輪荷重Fza,Fzbを、タイヤ前後力データ記憶部29に記憶されたタイヤ前後力マップに適用して、各後輪5a,5bのタイヤ前後力Fxa,Fxb(図4参照)を演算するものである。
The tire longitudinal force calculating unit 41 calculates the slip rates αa and αb of the
ヨーモーメント演算部43は、タイヤ横力演算部39によって演算された各後輪5a,5bのタイヤ横力Fya,Fyb及びタイヤ前後力演算部41によって演算された各後輪5a,5bのタイヤ前後力Fxa,Fxbを、
YM=−Lr(Fya+Fyb)−1/2Wt(Fxa−Fxb) … 式(3)
に適用して、補正された車両重心位置GCの周りのヨーモーメントYM(図4参照)を演算するものである。ここで、前記式(4)において、Wtは、電動レーシングカート1のトレッド、Lrは、後輪5a,5bの車軸と補正された車両重心位置GCとの前後方向の距離である(図4参照)。
The yaw
YM = −Lr (Fya + Fyb) −1/2 Wt (Fxa−Fxb) (3)
To calculate the yaw moment YM (see FIG. 4) around the corrected vehicle center of gravity position GC. In the equation (4), Wt is a tread of the electric racing cart 1, and Lr is a distance in the front-rear direction between the axles of the
モータトルク指令値演算部45は、ヨーモーメント演算部43によって演算されたヨーモーメントYMと目標ヨーモーメント補正部33によって補正された目標ヨーモーメントGYMの差をなくすように第1電動モータ7の第1モータトルク指令値TP1及び第2電動モータ11の第2モータトルク指令値TP2を演算するものである。
The motor torque command
モータ制御部47は、モータトルク指令値演算部45によって演算された第1モータトルク指令値TP1及び第2モータトルク指令値TP2に基づいて第1電動モータ7及び第2電動モータ11を制御するものである。なお、より具体的には、モータ制御部47は、第1電動モータ7に供給される電流値及び第2電動モータ11に供給される電流値を制御するものである。
The
続いて、コントローラ25におけるCPUによる一連のモータ制御処理について図3を参照して説明する。なお、コントローラ25におけるCPUによる一連のモータ制御処理は、所定の周期(例えば4msec)毎に実行される。
Next, a series of motor control processes by the CPU in the
まず、コントローラ25におけるCPUは、各種の検出センサの入力信号検知処理を実行する(ステップ1)。具体的には、コントローラ25におけるCPUは、車輪荷重検出センサ17a,17b,17c,17d、操舵角検出センサ19、車体速検出センサ21、及び車輪速検出センサ23a,23bからの入力信号を検知する。
First, the CPU in the
ステップ1の終了後に、コントローラ25におけるCPUは、車両重心位置・目標ヨーモーメントの補正処理を実行する(ステップ2)。具体的には、コントローラ25におけるCPU(車両重心位置補正部31)は、検出された各後輪5a,5bの車輪荷重Fza,Fzb及び検出された各前輪5c,5dの車輪荷重Fzc,Fzdに基づいて車両重心位置GCを補正する。そして、コントローラ25におけけるCPU(目標ヨーモーメント補正部33)は、補正された車両重心位置GCに基づいて目標ヨーモーメントGYMを補正する。
After the end of step 1, the CPU in the
ステップ2の終了後に、コントローラ25におけるCPUは、スリップ率・スリップ角・車輪荷重の演算処理を実行する(ステップ3)。具体的には、コントローラ25におけるCPU(スリップ角演算部35)は、検出された操舵角δ及び検出された車体速Vを前記式(1)に適用して、スリップ角θを演算する。また、コントローラ25におけるCPU(スリップ率演算部37)は、検出された車体速V及び検出された各後輪5a,5bの車輪速Sa,Sbを前記式(2)に適用して、スリップ率αa,αbを演算する。
After the end of step 2, the CPU in the
ステップ3の終了後に、コントローラ25におけるCPUは、タイヤ横力・タイヤ前後力の演算処理を実行する(ステップ4)。具体的には、コントローラ25におけるCPU(タイヤ横力演算部39)は、演算された後輪5a,5bのスリップ角θ及び検出された各後輪5a,5bの車輪荷重Fza,Fzbをタイヤ横力マップに適用して、各後輪5a,5bのタイヤ横力Fya,Fybを演算する。また、コントローラ25におけるCPU(タイヤ前後力演算部41)は、演算された各後輪5a,5bのスリップ率αa,αb及び検出された各後輪5a,5bの車輪荷重Fza,Fzbをタイヤ前後力マップに適用して、各後輪5a,5bのタイヤ前後力Fxa,Fxbを演算する。
After the end of
ステップ4の終了後に、コントローラ25におけるCPUは、ヨーモーメントの演算処理を実行する(ステップ5)。具体的には、コントローラ25におけるCPU(ヨーモーメント演算部43)は、演算された各後輪5a,5bのタイヤ横力Fya,Fyb及び演算された各後輪5a,5bのタイヤ前後力Fxa,Fxbを前記式(4)に適用して、補正された車両重心位置GCの周りのヨーモーメントYMを演算する。
After the end of
ステップ5の終了後に、コントローラ25におけるCPUは、モータトルク指令値の演算処理を実行する(ステップ6)。具体的には、コントローラ25におけるCPU(モータトルク指令値演算部45)は、演算されたヨーモーメントYMとニュートラルステアになるように設定された目標ヨーモーメントGYMの差をなくすように、第1電動モータ7の第1モータトルク指令値TP1及び第2電動モータ11の第2モータトルク指令値TP2を演算する。
After the end of
ステップ6の終了後に、コントローラ25におけるCPUは、モータトルク制御処理を実行する(ステップ7)。具体的には、コントローラ25におけるCPU(モータ制御部47)は、演算された第1モータトルク指令値TP1及び第2モータトルク指令値TP2に基づいて第1電動モータ7及び第2電動モータ11を制御する。
After the end of step 6, the CPU in the
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。 Then, the effect | action and effect of embodiment of this invention are demonstrated.
ヨーモーメント演算部43は、タイヤ横力演算部39によって演算された各後輪5a,5bのタイヤ横力Fya,Fyb及びタイヤ前後力演算部41によって演算された各後輪5a,5bのタイヤ前後力Fxa,Fxbを前記式(3)に適用してヨーモーメントYMを演算し、モータトルク指令値演算部45は、演算されたヨーモーメントYMと目標ヨーモーメントGYMの差をなくすように第1電動モータ7の第1モータトルク指令値TP1及び第2電動モータ11の第2モータトルク指令値TP2を演算し、モータ制御部47は、演算された第1モータトルク指令値TP1及び第2モータトルク指令値TP2に基づいて第1電動モータ7及び第2電動モータ11を制御しているため、電動モータ全体のモータトルク(第1電動モータ7のモータトルクと第2電動モータ11のモータトルクの和)を小さくしなくても、第1電動モータ7の第1モータトルク及び第2電動モータ11の第2モータトルクを電動レーシングカート1のコーナリング状況の変化に応じて可変することができる。具体的には、左コーナリング時に、第2電動モータ11のモータトルクを第1電動モータ7のモータトルクよりも十分に大きすると共に、右コーナリング時に、第1電動モータ7のモータトルクを第2電動モータ11のモータトルクよりも十分に大きくすることができる。
The yaw
ここで、車両重心位置補正部33は、検出された各後輪5a,5bの車輪荷重Fza,Fzb及び検出された各前輪5c,5dの車輪荷重Fzc,Fzdに基づいて車両重心位置GCを補正し、ヨーモーメント演算部43は、補正された車両重心位置GCの周りのヨーモーメントYMを演算しているため、コーナリング中にドライバーの姿勢が大きく変化しても、実際のヨーモーメントYMを正確に求めることができ、第1電動モータ7のモータトルク及び第2電動モータ11のモータトルクを電動レーシングカート1のコーナリング状況の変化に応じて的確に可変することができる。
Here, the vehicle center-of-gravity
従って、本発明の実施形態によれば、電動レーシングカート1の旋回速度を十分に確保しつつ、安定したコーナリングを容易に行うことができ、電動レーシングカート1のコーナリング性能を十分に高めることができる。特に、目標ヨーモーメントGYMがニュートラルステアになるように設定されているため、電動レーシングカート1のステアリング特性をニュートラルステア又はニュートラルステアに近い状態に保つことができ、電動レーシングカート1のコーナリング性能を飛躍的に向上させることができる。 Therefore, according to the embodiment of the present invention, stable cornering can be easily performed while sufficiently securing the turning speed of the electric racing cart 1, and the cornering performance of the electric racing cart 1 can be sufficiently enhanced. . In particular, since the target yaw moment GYM is set to be neutral steer, the steering characteristics of the electric racing cart 1 can be maintained at a neutral steer or a state close to neutral steer, and the cornering performance of the electric racing cart 1 can be greatly improved. Can be improved.
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。 In addition, this invention is not restricted to description of the above-mentioned embodiment, In addition, it can implement in a various aspect. Further, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.
1 電動レーシングカート
5a,5b 後輪
7 第1電動モータ
11 第2電動モータ
17a,17b,17c,17d 車輪荷重検出センサ
19 操舵角検出センサ
21 車体速検出センサ
23a,23b 車輪速検出センサ
25 コントローラ
27 タイヤ横力データ記憶部
29 タイヤ前後力データ記憶部
31 車両重心位置補正部
33 目標ヨーモーメント補正部
33 車両重心位置補正部
35 スリップ角演算部
37 スリップ率演算部
37 車輪荷重演算部
39 タイヤ横力演算部
41 タイヤ前後力演算部
43 ヨーモーメント演算部
45 モータトルク指令値演算部
47 モータ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
検出された各前記後輪の車輪荷重及び検出された各前輪の車輪荷重に基づいて車両重心位置を補正する車両重心位置補正手段と、
検出された操舵角及び検出された車体速に基づいて前記後輪のスリップ角を演算するスリップ角演算手段と、
検出された車体速及び検出された各前記後輪の車輪速に基づいて各前記後輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、
タイヤ横力とスリップ角と車輪荷重の関係を示すタイヤ横力データに、演算された前記後輪のスリップ角及び検出された各前記後輪の車輪荷重を適用して、各前記後輪のタイヤ横力を演算するタイヤ横力演算手段と、
タイヤ前後力とスリップ率と車輪荷重の関係を示すタイヤ前後力データに、演算された各前記後輪のスリップ率及び検出された各前記後輪の車輪荷重を適用して、各前記後輪のタイヤ前後力を演算するタイヤ前後力演算手段と、
演算された各前記後輪のタイヤ横力及び演算された各前記後輪のタイヤ前後力に基づいて、補正された車両重心位置の周りのヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算手段と、
演算されたヨーモーメントと目標ヨーモーメントの差をなくすように前記第1電動モータの第1モータトルク指令値及び前記第2電動モータの第2モータトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算手段と、
演算された第1モータトルク指令値及び第2モータトルク指令値に基づいて前記第1電動モータ及び前記第2電動モータを制御するモータ制御手段と、
を具備したことを特徴とする電動カート。 In the electric cart that is driven to rotate independently by the first electric motor and the second electric motor using the left and right rear wheels as drive wheels,
Vehicle gravity center position correcting means for correcting the vehicle gravity center position based on the detected wheel load of each of the rear wheels and the detected wheel load of each front wheel;
Slip angle calculating means for calculating the slip angle of the rear wheel based on the detected steering angle and the detected vehicle speed,
Slip ratio calculating means for calculating the slip ratio of each rear wheel based on the detected vehicle speed and the detected wheel speed of each rear wheel;
Applying the calculated slip angle of the rear wheel and the detected wheel load of each rear wheel to the tire lateral force data indicating the relationship between the tire lateral force, the slip angle, and the wheel load, the tire for each rear wheel Tire lateral force calculating means for calculating lateral force;
Applying the calculated slip ratio of each rear wheel and the detected wheel load of each rear wheel to the tire longitudinal force data indicating the relationship between the tire longitudinal force, the slip ratio, and the wheel load, Tire longitudinal force calculating means for calculating tire longitudinal force;
A yaw moment calculating means for calculating a yaw moment around the corrected vehicle center of gravity based on the calculated tire lateral force of each rear wheel and the calculated tire longitudinal force of each rear wheel;
Motor torque command value calculating means for calculating the first motor torque command value of the first electric motor and the second motor torque command value of the second electric motor so as to eliminate the difference between the calculated yaw moment and the target yaw moment. ,
Motor control means for controlling the first electric motor and the second electric motor based on the calculated first motor torque command value and second motor torque command value;
An electric cart comprising:
前記モータトルク指令値演算手段は、演算されたヨーモーメントと補正された目標ヨーモーメントの差をなくすように前記第1電動モータの第1モータトルク指令値及び前記第2電動モータの第2モータトルク指令値を演算するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の電動カート。 A target yaw moment correcting means for correcting the target yaw moment based on the corrected position of the center of gravity of the vehicle,
The motor torque command value calculation means is configured to eliminate the difference between the calculated yaw moment and the corrected target yaw moment, and the first motor torque command value of the first electric motor and the second motor torque of the second electric motor. The electric cart according to claim 1, wherein a command value is calculated.
Priority Applications (1)
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JP2006271269A JP2008092682A (en) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Electric cart |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-10-02 JP JP2006271269A patent/JP2008092682A/en active Pending
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