JP2009278770A - Vehicle and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、前輪に動力を出力する前輪用電動機と、前輪用電動機より定格最大トルクが小さく後輪に動力を出力する後輪用電動機と、前輪用電動機および後輪用電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える車両に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method therefor, and more specifically, a front wheel motor that outputs power to a front wheel, a rear wheel motor that outputs power to a rear wheel having a smaller rated maximum torque than the front wheel motor, and a front wheel motor. Further, the present invention relates to a vehicle including a power storage means for exchanging electric power with a rear wheel motor.
従来、この種の車両としては、走行用の動力源としての電動モータと、この電動モータに電力を供給する蓄電装置と、低μ路走行を指示するスノースイッチと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、スノースイッチがオンされたときには、電動モータから出力するトルクを制限するトラクションコントロールによりスリップを防止しようとしている。
前輪用と後輪用の二つのモータを走行用の動力源として備える車両では、車両の特性に応じて定格の異なるモータを用いることができるが、二つのモータから出力するトルクの各々を定格値で制限すると、走行に要求されるトルクを十分に出力することができない場合が生じる。また、こうした二つの走行用モータを備える車両においても、登坂路を発進して走行する際などに、上述の車両のように低μ路走行が指示されたときには、スリップが発生しないよう制御することが望まれる。 In vehicles equipped with two motors for front wheels and rear wheels as driving power sources, motors with different ratings can be used according to the characteristics of the vehicle, but each torque output from the two motors is rated. If it is limited by, the torque required for running may not be sufficiently output. Further, even in a vehicle equipped with these two traveling motors, when starting traveling on an uphill road, when a low μ road traveling is instructed as in the above-described vehicle, control is performed so that slip does not occur. Is desired.
本発明の車両およびその制御方法は、前輪用電動機と後輪用電動機とを備えるものにおいて低摩擦係数路面走行が指示されたときの走行性を向上させても前輪および後輪にスリップが発生するのを抑制することを主目的とする。 The vehicle according to the present invention and the control method thereof include a front wheel motor and a rear wheel motor, and slip occurs on the front wheels and the rear wheels even when the traveling performance is improved when low-friction coefficient road traveling is instructed. The main purpose is to suppress this.
本発明の車両およびその制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least the above-described main object.
本発明の車両は、
前輪に動力を出力する前輪用電動機と、該前輪用電動機より定格最大トルクが小さく後輪に動力を出力する後輪用電動機と、前記前輪用電動機および前記後輪用電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える車両であって、
路面勾配を取得する路面勾配取得手段と、
摩擦係数が小さい路面を走行する低摩擦係数路面走行を指示する指示手段と、
走行に要求される要求駆動力を前記前輪および前記後輪に対する荷重に応じて分配したときに前記前輪に分配される前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪に分配される後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となるときには前記前輪分配駆動力および前記後輪分配駆動力を前記前輪に要求される前輪要求駆動力および前記後輪に要求される後輪要求駆動力として設定し、前記前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲外となるときには前記後輪分配駆動力のうち前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を超える駆動力と前記前輪分配駆動力との和の駆動力を前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内で前記前輪要求駆動力として設定すると共に前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を前記後輪要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記低摩擦係数路面走行が指示されていないときには前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、前記低摩擦係数路面走行が指示されているときには該低摩擦係数路面走行が指示されていないときに推定される路面の摩擦係数より小さい所定の推定摩擦係数と前記取得された路面勾配とに基づく前記前輪および前記後輪に空転によるスリップが生じないようにするための前記前輪および前記後輪の各々の上限駆動力で前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を制限した駆動力を前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力として設定する実行用駆動力設定手段と、
前記設定された前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力が前記前輪および前記後輪に出力されて走行するよう前記前輪用電動機と前記後輪用電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
Electric power is exchanged between the front wheel motor that outputs power to the front wheels, the rear wheel motor that outputs power to the rear wheels with a rated maximum torque smaller than that of the front wheel motor, and the front wheel motor and the rear wheel motor. A vehicle comprising power storage means,
Road surface gradient acquisition means for acquiring a road surface gradient;
Instructing means for instructing low-friction-coefficient road running on a road surface having a small friction coefficient,
When the required driving force required for traveling is distributed according to the load on the front wheels and the rear wheels, the front wheel distributed driving force distributed to the front wheels is within the range of restriction by the rated maximum torque of the front wheel motor and When the rear wheel distribution driving force distributed to the rear wheels is within the limit of the rated maximum torque of the rear wheel motor, the front wheel distribution driving force and the rear wheel distribution driving force are required before the front wheels are requested. A wheel required driving force and a rear wheel required driving force required for the rear wheel, the front wheel distributing driving force is within a limit range by the rated maximum torque of the front wheel motor, and the rear wheel distributing driving force is When the rear wheel motor is out of the range limited by the rated maximum torque of the rear wheel motor, the driving force exceeding the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor and the front of the rear wheel distribution driving force A driving force that is the sum of the front wheel distribution driving force is set as the required front wheel driving force within a range limited by the rated maximum torque of the front wheel motor, and a driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor is A required driving force setting means for setting the rear wheel required driving force;
When the low friction coefficient road traveling is not instructed, the set front wheel required driving force and rear wheel required driving force are set as a front wheel execution driving force and a rear wheel execution driving force, and the low friction coefficient road traveling is performed. When instructed, the low friction coefficient When the road surface is not instructed, the front wheel and the rear wheel are idled based on a predetermined estimated friction coefficient smaller than the road surface friction coefficient estimated when not instructed and the acquired road surface gradient. The front wheel execution driving force and the driving force for limiting the front wheel required driving force and the rear wheel required driving force set by the upper limit driving force of each of the front wheels and the rear wheels to prevent slippage due to An execution driving force setting means for setting as the rear wheel execution driving force;
Control means for controlling the electric motor for the front wheels and the electric motor for the rear wheels so that the set driving force for executing the front wheels and the driving force for executing the rear wheels are output to the front wheels and the rear wheels to travel.
It is a summary to provide.
この本発明の車両では、走行に要求される要求駆動力を前輪および後輪に対する荷重に応じて分配したときに前輪に分配される前輪分配駆動力が前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ後輪に分配される後輪分配駆動力が後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となるときには前輪分配駆動力および後輪分配駆動力を前輪に要求される前輪要求駆動力および後輪に要求される後輪要求駆動力として設定し、前輪分配駆動力が前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ後輪分配駆動力が後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲外となるときには後輪分配駆動力のうち後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を超える駆動力と前輪分配駆動力との和の駆動力を前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内で前輪要求駆動力として設定すると共に後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を後輪要求駆動力として設定する。これにより、前輪用電動機および後輪用電動機の各々の定格最大トルクの範囲内で要求駆動力のより多くを前輪側と後輪側とに分配することができる。そして、摩擦係数が小さい路面を走行する低摩擦係数路面走行が指示されていないときには設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、低摩擦係数路面走行が指示されているときには低摩擦係数路面走行が指示されていないときに推定される路面の摩擦係数より小さい所定の推定摩擦係数と路面勾配とに基づく前輪および後輪に空転によるスリップが生じないようにするための前輪および後輪の各々の上限駆動力で設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を制限した駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、設定された前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力が前輪および後輪に出力されて走行するよう前輪用電動機と後輪用電動機とを制御する。これにより、前輪および後輪にスリップが発生するのを抑制することができる。この結果、低摩擦係数路面走行が指示されたときの発進性などの走行性を向上させると共に前輪および後輪にスリップが発生するのを抑制することができる。 In the vehicle of the present invention, when the required driving force required for traveling is distributed according to the load on the front wheels and the rear wheels, the front wheel distributed driving force distributed to the front wheels is limited by the rated maximum torque of the front wheel motor. Front wheel required drive that requires the front wheel distributed drive force and the rear wheel distributed drive force for the front wheels when the rear wheel distributed drive force that is inward and distributed to the rear wheels is within the limit of the rated maximum torque of the rear wheel motor. This is set as the required rear wheel driving force required for the power and the rear wheel, the front wheel distributed driving force is within the limits of the rated maximum torque of the front wheel motor, and the rear wheel distributed driving force is the rated maximum torque of the rear wheel motor. Of the rear wheel distribution driving force, the sum of the driving force that exceeds the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor and the front wheel distribution driving force of the rear wheel distribution driving force Setting the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel electric motor and sets the required front wheel driving force within the limits according to rated maximum torque as required rear wheel driving force. As a result, more of the required driving force can be distributed to the front wheel side and the rear wheel side within the range of the rated maximum torque of each of the front wheel motor and the rear wheel motor. Then, when the low friction coefficient road traveling on the road surface having a small friction coefficient is not instructed, the set front wheel required driving force and rear wheel required driving force are set as the front wheel executing driving force and the rear wheel executing driving force. When the low friction coefficient road surface driving is instructed, the front wheel and the rear wheel are idled based on a predetermined estimated friction coefficient smaller than the road surface friction coefficient estimated when the low friction coefficient road surface driving is not instructed and the road surface gradient. The front wheel required drive force and the rear wheel required drive force that are set by the upper limit drive force of each of the front and rear wheels to prevent slippage due to the front wheel execution drive force and the rear wheel execution Set as driving force, and control the front wheel motor and rear wheel motor so that the set front wheel driving force and rear wheel driving force are output to the front and rear wheels That. Thereby, it can suppress that a slip generate | occur | produces on a front wheel and a rear wheel. As a result, it is possible to improve running performance such as startability when low friction coefficient road running is instructed, and to suppress occurrence of slip on the front wheels and the rear wheels.
こうした本発明の車両において、前記実行用駆動力設定手段は、前記低摩擦係数路面走行が指示されているときに前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に空転によるスリップが生じたときには前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力のうち少なくともスリップが生じている車輪側の実行用駆動力が小さくなるよう前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、前輪や後輪に発生したスリップを抑制することができる。この場合、前記実行用駆動力設定手段は、前記低摩擦係数路面走行が指示されているときに前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に空転によるスリップが生じたときには前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力のうち少なくともスリップが生じている車輪側の実行用駆動力を前記所定の推定摩擦係数に代えて該所定の推定摩擦係数より小さい摩擦係数を用いて設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、前輪や後輪に発生したスリップをより確実に抑制することができる。 In such a vehicle according to the present invention, the execution driving force setting means is configured to perform the front wheel execution when slipping due to idling occurs in at least one of the front wheel and the rear wheel when the low friction coefficient road surface traveling is instructed. A means for setting the front wheel execution driving force and the rear wheel execution driving force so that at least the execution driving force on the wheel side where slip occurs is reduced among the driving force and the rear wheel execution driving force. It can also be. By so doing, it is possible to suppress the slip generated on the front wheel and the rear wheel. In this case, the execution driving force setting means is configured to cause the front wheel execution driving force and the at least one of the front wheels and the rear wheels to slip when slippage occurs due to slipping when at least one of the front wheels and the rear wheels is instructed. A means for setting at least the wheel-side execution driving force on the side where slip occurs in the rear-wheel execution driving force using a friction coefficient smaller than the predetermined estimated friction coefficient instead of the predetermined estimated friction coefficient It can also be. By so doing, it is possible to more reliably suppress the slip generated on the front wheel and the rear wheel.
また、本発明の車両において、前記実行用駆動力設定手段は、前記低摩擦係数路面走行が指示されているときには、路面の摩擦係数と路面勾配と前記前輪および前記後輪の各々の上限駆動力との関係を用いて前記所定の推定摩擦係数と前記取得された路面勾配とに基づいて前記前輪および前記後輪の各々の上限駆動力を設定し、該設定した各々の上限駆動力を用いて前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、前輪および後輪の各々の上限駆動力をより確実に設定することができる。 In the vehicle of the present invention, the execution driving force setting means may be configured such that, when the low friction coefficient road surface traveling is instructed, the road surface friction coefficient, the road surface gradient, and the upper limit driving force of each of the front wheels and the rear wheels. The upper limit driving force of each of the front wheel and the rear wheel is set based on the predetermined estimated friction coefficient and the acquired road gradient using the relationship between the upper limit driving force and the set upper limit driving force. The front wheel execution driving force and the rear wheel execution driving force may be set. In this way, the upper limit driving force for each of the front wheels and the rear wheels can be set more reliably.
さらに、本発明の車両において、内燃機関と、動力を入出力する発電機と、前記前輪側の車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、を備え、前記前輪用電動機は、前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。 Further, in the vehicle of the present invention, three axes of an internal combustion engine, a generator for inputting / outputting power, a drive shaft connected to the front wheel axle, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotating shaft of the generator. And a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two of the three shafts. It can also be connected to the drive shaft.
本発明の車両の制御方法は、
前輪に動力を出力する前輪用電動機と、該前輪用電動機より定格最大トルクが小さく後輪に動力を出力する後輪用電動機と、前記前輪用電動機および前記後輪用電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力を前記前輪および前記後輪に対する荷重に応じて分配したときに前記前輪に分配される前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪に分配される後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となるときには前記前輪分配駆動力および前記後輪分配駆動力を前記前輪に要求される前輪要求駆動力および前記後輪に要求される後輪要求駆動力として設定し、前記前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲外となるときには前記後輪分配駆動力のうち前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を超える駆動力と前記前輪分配駆動力との和の駆動力を前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内で前記前輪要求駆動力として設定すると共に前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を前記後輪要求駆動力として設定し、
摩擦係数が小さい路面を走行する低摩擦係数路面走行が指示されていないときには前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、前記低摩擦係数路面走行が指示されているときには該低摩擦係数路面走行が指示されていないときに推定される路面の摩擦係数より小さい所定の推定摩擦係数と路面勾配とに基づく前記前輪および前記後輪に空転によるスリップが生じないようにするための前記前輪および前記後輪の各々の上限駆動力で前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を制限した駆動力を前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力として設定し、
前記設定された前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力が前記前輪および前記後輪に出力されて走行するよう前記前輪用電動機と前記後輪用電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
Electric power is exchanged between the front wheel motor that outputs power to the front wheels, the rear wheel motor that outputs power to the rear wheels with a rated maximum torque smaller than that of the front wheel motor, and the front wheel motor and the rear wheel motor. A vehicle control method comprising:
When the required driving force required for traveling is distributed according to the load on the front wheels and the rear wheels, the front wheel distributed driving force distributed to the front wheels is within the range of restriction by the rated maximum torque of the front wheel motor and When the rear wheel distribution driving force distributed to the rear wheels is within the limit of the rated maximum torque of the rear wheel motor, the front wheel distribution driving force and the rear wheel distribution driving force are required before the front wheels are requested. A wheel required driving force and a rear wheel required driving force required for the rear wheel, the front wheel distributing driving force is within a limit range by the rated maximum torque of the front wheel motor, and the rear wheel distributing driving force is When the rear wheel motor is out of the range limited by the rated maximum torque of the rear wheel motor, the driving force exceeding the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor and the front of the rear wheel distribution driving force A driving force that is the sum of the front wheel distribution driving force is set as the required front wheel driving force within a range limited by the rated maximum torque of the front wheel motor, and a driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor is Set as the rear wheel required driving force,
When the low friction coefficient road traveling that travels on the road surface with a small friction coefficient is not instructed, the set front wheel required driving force and the rear wheel required driving force are set as the front wheel executing driving force and the rear wheel executing driving force, When the low friction coefficient road surface traveling is instructed, the front wheel and the rear wheel based on a predetermined estimated friction coefficient and a road surface gradient smaller than the road surface friction coefficient estimated when the low friction coefficient road surface traveling is not instructed. A driving force for limiting the set front wheel required driving force and the rear wheel required driving force by the upper limit driving force of each of the front wheel and the rear wheel for preventing slippage due to idling in the wheel is for executing the front wheel. Set as driving force and driving force for executing the rear wheel,
Controlling the front-wheel motor and the rear-wheel motor so that the set front-wheel execution driving force and rear-wheel execution driving force are output to the front wheels and the rear wheels to travel.
It is characterized by that.
この本発明の車両の制御方法では、走行に要求される要求駆動力を前輪および後輪に対する荷重に応じて分配したときに前輪に分配される前輪分配駆動力が前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ後輪に分配される後輪分配駆動力が後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となるときには前輪分配駆動力および後輪分配駆動力を前輪に要求される前輪要求駆動力および後輪に要求される後輪要求駆動力として設定し、前輪分配駆動力が前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ後輪分配駆動力が後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲外となるときには後輪分配駆動力のうち後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を超える駆動力と前輪分配駆動力との和の駆動力を前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内で前輪要求駆動力として設定すると共に後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を後輪要求駆動力として設定する。これにより、前輪用電動機および後輪用電動機の各々の定格最大トルクの範囲内で要求駆動力のより多くを前輪側と後輪側とに分配することができる。そして、摩擦係数が小さい路面を走行する低摩擦係数路面走行が指示されていないときには設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、低摩擦係数路面走行が指示されているときには低摩擦係数路面走行が指示されていないときに推定される路面の摩擦係数より小さい所定の推定摩擦係数と路面勾配とに基づく前輪および後輪に空転によるスリップが生じないようにするための前輪および後輪の各々の上限駆動力で設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を制限した駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、設定された前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力が前輪および後輪に出力されて走行するよう前輪用電動機と後輪用電動機とを制御する。これにより、前輪および後輪にスリップが発生するのを抑制することができる。この結果、低摩擦係数路面走行が指示されたときの発進性などの走行性を向上させると共に前輪および後輪にスリップが発生するのを抑制することができる。 In the vehicle control method according to the present invention, when the required driving force required for traveling is distributed according to the load on the front wheels and the rear wheels, the front wheel distributed driving force distributed to the front wheels depends on the rated maximum torque of the front wheel motor. When the rear wheel distribution driving force distributed to the rear wheels is within the limitation range based on the rated maximum torque of the rear wheel motor, the front wheel distribution driving force and the rear wheel distribution driving force are required for the front wheels. The front wheel required driving force and the rear wheel required driving force required for the rear wheel are set so that the front wheel distributed driving force is within the limits of the rated maximum torque of the front wheel motor and the rear wheel distributed driving force is equal to that of the rear wheel motor. When it is out of the range of the limit by the rated maximum torque, the driving force that is the sum of the driving force that exceeds the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor and the front wheel distributing driving force out of the rear wheel distributing driving force Setting the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel electric motor and sets the required front wheel driving force within the limits according to the rated maximum torque of the motor as required rear wheel driving force. As a result, more of the required driving force can be distributed to the front wheel side and the rear wheel side within the range of the rated maximum torque of each of the front wheel motor and the rear wheel motor. Then, when the low friction coefficient road traveling on the road surface having a small friction coefficient is not instructed, the set front wheel required driving force and rear wheel required driving force are set as the front wheel executing driving force and the rear wheel executing driving force. When the low friction coefficient road surface driving is instructed, the front wheel and the rear wheel are idled based on a predetermined estimated friction coefficient smaller than the road surface friction coefficient estimated when the low friction coefficient road surface driving is not instructed and the road surface gradient. The front wheel required drive force and the rear wheel required drive force that are set by the upper limit drive force of each of the front and rear wheels to prevent slippage due to the front wheel execution drive force and the rear wheel execution Set as driving force, and control the front wheel motor and rear wheel motor so that the set front wheel driving force and rear wheel driving force are output to the front and rear wheels That. Thereby, it can suppress that a slip generate | occur | produces on a front wheel and a rear wheel. As a result, it is possible to improve running performance such as startability when low friction coefficient road running is instructed, and to suppress occurrence of slip on the front wheels and the rear wheels.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である電気自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車20は、図示するように、前輪30a,30bにデファレンシャルギヤ32を介して接続され周知の同期発電電動機として構成されたモータMG1と、後輪34a,34bにデファレンシャルギヤ36を介して接続され周知の同期発電電動機として構成されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するインバータ40,42を介してモータMG1およびモータMG2に電気的に接続された二次電池としてのバッテリ44と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット50とを備える。ここで、後輪用のモータMG2には、車両への搭載性等を考慮して、前輪用のモータMG1より定格最大トルクが十分に小さいものを用いている。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an
電子制御ユニット50は、CPU52を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU52の他に処理プログラムを記憶するROM54と、データを一時的に記憶するRAM56と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット50には、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置をそれぞれ検出する図示しない二つの回転位置検出センサからの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流など、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号や、例えばバッテリ44の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧やバッテリ44の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ44に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度など、バッテリ44を管理するのに必要な信号の他、イグニッションスイッチ60からのイグニッション信号,シフトレバー61の操作位置を検出するシフトポジションセンサ62からのシフトポジションSP,アクセルペダル63の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル65の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ66からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ67からの車速V,車両の前後方向の路面勾配を検出する勾配センサ68からの路面勾配θ,運転席前方のインストールパネルに取り付けられて濡れた路面や雪道などの摩擦係数が小さい低μ路を走行する低μ路走行を指示する低μ路スイッチ69からの低μ路スイッチ信号SWなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット50からは、インバータ40,42へのスイッチング制御信号が出力されている。なお、電子制御ユニット50は、図示しない回転位置検出センサからの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The
次に、こうして構成された実施例の電気自動車20の動作について説明する。図2は電子制御ユニット50により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50のCPU52は、まず、アクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Accや車速センサ67からの車速V,勾配センサ68からの路面勾配θ,低μ路スイッチ69からの低μ路スイッチ信号SW,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、図示しない回転位置検出センサにより検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算したものを入力するものとした。なお、路面勾配θは、実施例では、登坂路では正の値,降坂路では負の値となるものとした。
When the drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして前後輪に合わせて出力すべき要求トルクT*を設定する(ステップS110)。要求トルクT*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクT*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM54に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクT*を導出して設定するものとした。図3に要求トルク設定用マップの一例を示す。
When the data is input in this way, the required torque T * to be output in accordance with the front and rear wheels is set as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V (step S110). In the embodiment, the required torque T * is determined in advance by storing the relationship among the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque T * in the
続いて、車両の荷重を前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに分配したときの前輪側への荷重分配比Kfに設定した要求トルクT*を乗じて前輪30a,30bに分配される前輪分配トルクTfaを設定すると共に、値1から前輪側への荷重分配比Kfを減じたものに要求トルクT*を乗じて後輪34a,34bに分配される後輪分配トルクTraを設定する(ステップS120)。ここで、前輪側への荷重分配比Kfは、実施例では、停車状態での1名乗車時や2名乗車時の車重を前輪側および後輪側に分配したときの前輪側への分配比として予め定められてROM54に記憶されたもの(例えば、55%や60%など)を用いるものとした。
Subsequently, the front wheel distribution distributed to the
次に、モータMG1の定格最大トルクTm1maxに前輪30a,30bへのトルクに換算するようデファレンシャルギヤ32のギヤ比Gfを乗じたものと設定した前輪分配トルクTfaとを比較すると共に(ステップS130)、モータMG2の定格最大トルクTm2maxに後輪34a,34bへのトルクに換算するようデファレンシャルギヤ36のギヤ比Grを乗じたものと設定した後輪分配トルクTraとを比較し(ステップS140)、前輪分配トルクTfaが定格最大トルクTm1maxにギヤ比Gfを乗じたもの以下であって後輪分配トルクTraが定格最大トルクTm2maxにギヤGrを乗じたもの以下のときには、前輪分配トルクTfaを前輪30a,30bに要求される前輪要求トルクTf*にそのまま設定すると共に(ステップS150)、後輪分配トルクTraを後輪34a,34bに要求される後輪要求トルクTr*にそのまま設定する(ステップS160)。ここで、モータMG1,MG2の定格最大トルクTm1max,Tm2maxは、車速Vと定格最大トルクTm1max,Tm2maxの各々との関係を予め定めてROM54に記憶したマップに基づいて設定されたものを用いることができ、ギヤ比Gf,Grも、ROM54に予め記憶されたものを用いることができる。また、実施例では、モータMG2の定格最大トルクTm2maxは、モータMG1の定格最大トルクTm1maxより十分に小さいものとし、具体的には、全車速域で、モータMG1の定格最大トルクTm1maxにギヤ比Gfを乗じたもの(Tm1max・Gf)とモータMG2の定格最大トルクTm2maxにギヤ比Grを乗じたもの(Tm2max・Gr)との割合が、前輪側への荷重分配比Kfと後輪側への荷重分配比(1−Kf)との割合より前後輪で大きく異なる値(例えば、(Tm1max・Gf):(Tm2max・Gr)=7:3など)となるものとした。したがって、ステップS130で前輪分配トルクTfaが定格最大トルクTm1maxにギヤ比Gfを乗じたものより大きいときには、後輪分配トルクTraも定格最大トルクTm2maxにギヤGrを乗じたものより大きいと判断できるため、定格最大トルクTm1maxにギヤ比Gfを乗じたものを前輪要求トルクTf*に設定すると共に(ステップS170)、定格最大トルクTm2maxにギヤ比Grを乗じたものを後輪要求トルクTr*に設定する(ステップS180)。
Next, the value obtained by multiplying the rated maximum torque Tm1max of the motor MG1 by the gear ratio Gf of the
ステップS130,S140で前輪分配トルクTfaが定格最大トルクTm1maxにギヤ比Gfを乗じたもの以下であって後輪分配トルクTraが定格最大トルクTm2maxにギヤ比Grを乗じたものより大きいときには、この定格最大トルクTm2maxにギヤ比Grを乗じたものを後輪要求トルクTr*に設定し(ステップS190)、前輪分配トルクTfaに後輪分配トルクTraから後輪要求トルクTr*を減じたものを加えて前輪30a,30bに要求されるトルクの仮の値である仮トルクTftmpを次式(1)により計算すると共に(ステップS200)、モータMG1の定格最大トルクTm1maxにギヤ比Gfを乗じたもので計算した仮トルクTftmpを式(2)により制限して前輪要求トルクTf*を設定する(ステップS210)。このように、後輪分配トルクTraがモータMG2の定格最大トルクTm2maxによる制限の範囲を超えるときには、この定格最大トルクTm2maxに対応するトルクを超えるトルク(Tra−Tr*)即ちトルク(Tra−Tm2max・Gr)と前輪分配トルクTfaとの和のトルクを、モータMG1の定格最大トルクTm1maxによる制限の範囲内で前輪要求トルクTf*として設定するから、モータMG1,MG2の定格最大トルクTm1max,Tm2maxの範囲内で要求トルクT*のより多くを前輪側と後輪側とに分配することができる。
In steps S130 and S140, when the front wheel distribution torque Tfa is equal to or less than the maximum rated torque Tm1max multiplied by the gear ratio Gf and the rear wheel distribution torque Tra is greater than the maximum rated torque Tm2max multiplied by the gear ratio Gr, this rating A value obtained by multiplying the maximum torque Tm2max by the gear ratio Gr is set as the rear wheel required torque Tr * (step S190), and a value obtained by subtracting the rear wheel required torque Tr * from the rear wheel distributed torque Tra is added to the front wheel distributed torque Tfa. A provisional torque Tftmp, which is a provisional value of torque required for the
Tftmp=Tfa +(Tra-Tr*) (1)
Tf*=min(Tftmp,Tm1max・Gf) (2)
Tftmp = Tfa + (Tra-Tr *) (1)
Tf * = min (Tftmp, Tm1max ・ Gf) (2)
こうして前輪要求トルクTf*および後輪要求トルクTr*を設定すると、入力した低μ路スイッチ信号SWを調べ(ステップS220)、低μ路スイッチ信号SWがオフで低μ路走行が指示されていないときには、設定した前輪要求トルクTf*,後輪要求トルクTr*をギヤ比Gf,Grでそれぞれ割ってモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し(ステップS230)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ40,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう(ステップS310)。こうした制御により、低μ路走行が指示されていないときには、モータMG1,MG2の定格最大トルクTm1max,Tm2maxによる制限の範囲内で前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに要求トルクT*を出力して走行することができる。
When the front wheel required torque Tf * and the rear wheel required torque Tr * are thus set, the input low μ road switch signal SW is checked (step S220), and the low μ road switch signal SW is off and no low μ road traveling is instructed. Sometimes, the set front wheel required torque Tf * and the rear wheel required torque Tr * are divided by the gear ratios Gf and Gr, respectively, to set the torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 (step S230). Switching control of the switching elements of the
低μ路スイッチ信号SWがオンで低μ路走行が指示されているときには、前輪30a,30bまたは後輪34a,34bに空転によるスリップが生じた履歴があるか否かを判定し(ステップS240)、前輪30a,30bおよび後輪34a,34bにスリップの履歴がないときには、前後輪に対する走行路面の摩擦係数として推定される推定摩擦係数μ*に低μ路走行用の値μ1を設定する(ステップS250)。ここで、スリップの履歴は、イグニッションオンされたときに値0にリセットされ、その後にスリップの発生が判定されたときに値1にセットされてRAM56に記憶されたフラグを用いて判定することができる。スリップの発生は、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2と前回本ルーチンを実行したときに入力した回転数Nm1,Nm2との差分を本ルーチンの実行間隔で除して得られる回転加速度ΔNm1,ΔNm2を、前輪30a,30bと後輪34a,34bとのそれぞれがグリップ状態からスリップ状態になったと判定される閾値ΔNm1ref,ΔNm2refと比較することにより判定することができる。また、値μ1は、実施例では、低μ路走行が指示されていないときの前後輪に対する通常の走行路面の摩擦係数として推定される値より十分に小さく、濡れた路面や雪道などで推定される摩擦係数(例えば、値0.3や値0.4など)を用いるものとした。
When the low μ road switch signal SW is on and the low μ road traveling is instructed, it is determined whether or not there is a history of slippage due to idling in the
低μ路スイッチ信号SWがオンで低μ路走行が指示されているときに前輪30a,30bまたは後輪34a,34bにスリップの履歴があるときには、前輪30a,30bまたは後輪34a,34bにスリップが発生している最中であるか否かを判定し(ステップS260)、スリップが発生中でないときには、前回までに推定された摩擦係数は適正と判断して、前回本ルーチンを実行したときに設定した推定摩擦係数μ*(前回μ*)を推定摩擦係数μ*に設定し(ステップS270)、スリップが発生中のときには、前回までに推定された摩擦係数は実際より大きいと判断して、前回μ*から偏差Δμを減じたものを推定摩擦係数μ*に設定する(ステップS280)。ここで、偏差Δμは、推定摩擦係数μ*を小さくする程度を示す値として予め定められてROM54に記憶されたものであり、例えば、値0.03や値0.05などを用いることができる。したがって、低μ路走行が指示されると、まずは、推定摩擦係数μ*に値μ1が設定され、その後に前輪30a,30bまたは後輪34a,34bにスリップが生じると、そのスリップが収束するまで推定摩擦係数μ*は偏差Δμずつ小さく設定されることになる。
When the low μ road switch signal SW is on and the low μ road traveling is instructed, if there is a slip history in the
こうして低μ路走行が指示されているときに推定摩擦係数μ*が設定されると、入力した路面勾配θと設定した推定摩擦係数μ*とに基づいて、前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに空転によるスリップが生じないようにするための前輪上限トルクTflimおよび後輪上限トルクTrlimを設定する(ステップS290)。前輪上限トルクTflimおよび後輪上限トルクTrlimは、実施例では、路面勾配θと推定摩擦係数μ*と前輪上限トルクTflim,後輪上限トルクTrlimのそれぞれとの関係を予め定めて前輪上限トルク設定用マップおよび後輪上限トルク設定用マップとしてROM54に記憶しておき、路面勾配θと推定摩擦係数μ*とが与えられると記憶した各マップから対応する前輪上限トルクTflimおよび後輪上限トルクTrlimを導出して設定するものとした。図4に前輪上限トルク設定用マップの一例を実線で示す。図4には後輪上限トルク設定用マップの一例も合わせて破線で示している。図示するように、路面勾配θが大きく登坂路の勾配が急になると前輪上限トルクTflimは大きくなり、推定摩擦係数μ*が大きくなると前輪上限トルクTflimは大きくなる。こうした傾向は、図5に示す路面勾配に対する車両に作用する力の釣り合いの関係の一例から求められる次式(3)により定めることができる。図5および式(3)中、前述した荷重分配による前輪側への車両質量mf,重力加速度g,車両に作用する力を前輪30a,30bに作用するトルクに換算するための換算係数k1は、予め定められる定数を用いることができる。また、後輪上限トルクTrlimは、路面勾配θ,推定摩擦係数μ*に対して前輪上限トルクTflimと同様の傾向を有し、式(3)の前輪側への車両質量mfを後輪側への車両質量mrに置換して定めることができるが、全領域で前輪上限トルクTflimより小さくなる。これは、実施例における前輪側への荷重分配比Kfと後輪側への荷重分配比(1−Kf)との関係に対応する。
When the estimated friction coefficient μ * is set when the low μ road traveling is instructed in this way, the
Tflim=mf・g・k1・(sinθ+μ*・cosθ) (3) Tflim = mf ・ g ・ k1 ・ (sinθ + μ * ・ cosθ) (3)
こうして前輪上限トルクTflimおよび後輪上限トルクTrlimを設定すると、前輪要求トルクTf*を設定した前輪上限トルクTflimで制限したものをギヤ比Gfで割ってモータMG1のトルク指令Tm1*を次式(4)により設定すると共に、後輪要求トルクTr*を設定した後輪上限トルクTrlimで制限したものをギヤ比Grで割ってモータMG2のトルク指令Tm2*を式(5)により設定し(ステップS300)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ40,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう(ステップS310)。こうした制御により、低μ路走行が指示されているときには、通常の走行路面で推定される摩擦係数より小さく設定された推定摩擦係数μ*と路面勾配θとに基づく上限トルクで制限したトルクを前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに出力するから、前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに空転によるスリップが発生するのを抑制することができ、低μ路での車両の発進性などの走行性を向上させることができる。この結果、前輪用と後輪用との二つのモータを備えるものにおいて、低μ路走行が指示されたときの走行性を向上させても前輪30a,30bおよび後輪34a,34bにスリップが発生するのを抑制することができる。
When the front wheel upper limit torque Tflim and the rear wheel upper limit torque Trlim are thus set, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is divided by the gear ratio Gf obtained by dividing the front wheel required torque Tf * by the set front wheel upper limit torque Tflim as follows: ), And a torque command Tm2 * of the motor MG2 is set by the equation (5) by dividing the rear wheel upper limit torque Trlim limited by the rear wheel upper limit torque Trlim by the gear ratio Gr (step S300). Then, switching control of the switching elements of the
Tm1*=min(Tf*,Tflim)/Gf (4)
Tm2*=min(Tr*,Trlim)/Gr (5)
Tm1 * = min (Tf *, Tflim) / Gf (4)
Tm2 * = min (Tr *, Trlim) / Gr (5)
以上説明した実施例の電気自動車20によれば、荷重分配に応じて要求トルクT*を分配したときの後輪分配トルクTraが後輪用のモータMG2の定格最大トルクTm2maxによる制限を超えるときには、この定格最大トルクTm2maxに対応するトルクを超えるトルク(Tra−Tm2max・Gr)と前輪分配トルクTfaとの和のトルクを前輪用のモータMG1の定格最大トルクTm1maxによる制限の範囲内で前輪要求トルクTf*として設定するから、モータMG1,MG2の定格最大トルクTm1max,Tm2maxによる制限の範囲内で要求トルクT*のより多くを前輪側と後輪側とに分配することができる。そして、低μ路走行が指示されているときには、通常の走行路面で推定される摩擦係数より小さく設定された推定摩擦係数μ*と路面勾配θとに基づく上限トルクで制限したトルクを前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに出力するから、前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに空転によるスリップが発生するのを抑制することができ、車両の発進性などの走行性を向上させることができる。
According to the
実施例の電気自動車20では、低μ路走行が指示されているときに前輪30a,30bまたは後輪34a,34bにスリップが生じたときには、推定摩擦係数μ*と路面勾配θとに基づいて設定される前輪上限トルクTflimおよび後輪上限トルクTrlimで前輪要求トルクTr*および後輪要求トルクTr*を制限してモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定するものとしたが、モータMG1,MG2から出力するトルクを小さくすればよいから、前回値としての上限トルクより所定トルクだけ小さく設定した前輪上限トルクTflimおよび後輪上限トルクTrlimで前輪要求トルクTr*および後輪要求トルクTr*を制限してモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定するものとしてもよい。
In the
実施例の電気自動車20では、低μ路走行が指示されているときに前輪30a,30bまたは後輪34a,34bにスリップが生じたときには、一律に小さく設定した推定摩擦係数μ*に基づいて前輪上限トルクTflimおよび後輪上限トルクTrlimを設定するものとしたが、スリップが生じている車輪側の上限トルクのみを小さく設定した推定摩擦係数μ*に基づいて設定すると共に、スリップが生じていない車輪側の上限トルクを前回値としての推定摩擦係数μ*(前回μ*)に基づいて設定するものとしてもよい。
In the
実施例の電気自動車20では、低μ路走行が指示されているときに前輪30a,30bまたは後輪34a,34bにスリップが生じたときには、モータMG1およびモータMG2から前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに出力されるトルクを制限するものとしたが、低μ路走行が指示されたときに設定する推定摩擦係数μ*の初期値として用いる低μ路走行用の値μ1を十分に小さい値(例えば、値0.2など)を設定して十分なトルク制限を行なうなどにより、スリップが生じても前輪30a,30bおよび後輪34a,34bに出力されるトルクを更に小さく制限しないものとしてもよい。
In the
実施例の電気自動車20では、勾配センサ68により検出された路面勾配θを用いるものとしたが、ナビゲーションシステムを備える車両においては現在位置に基づいてナビゲーションシステムにより取得される路面勾配を用いるものとしてもよいし、車両の発進時には勾配センサからの値を用いると共に車両の走行時にはナビゲーションシステムからの値や走行用のトルクに基づいて推定される路面勾配を用いるものとしてもよい。
In the
実施例では、前輪30a,30bに動力を出力するモータMG1と後輪34a,34bに動力を出力するモータMG2とを備える電気自動車20について説明したが、こうしたモータMG1,MG2に代えて、図6の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、遊星歯車機構124を介して内燃機関としてのエンジン122およびモータMG1とモータMG2とが前輪30a,30bに接続されると共に後輪34a,34bにモータMGRが接続されるハイブリッド自動車120に適用するものとしてもよい。
In the embodiment, the
また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両の形態としてもよいし、車両の制御方法の形態としても構わない。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a motor vehicle, It is good also as forms of vehicles, such as a train other than a motor vehicle, and it does not matter as a form of the control method of a vehicle.
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータMG1が「前輪用電動機」に相当し、モータMG2が「後輪用電動機」に相当し、バッテリ44が「蓄電手段」に相当し、勾配センサ68が「路面勾配取得手段」に相当し、低μ路スイッチ69が「指示手段」に相当し、要求トルクT*を荷重分配に応じて前輪側と後輪側とに分配してモータMG1,MG2の定格最大トルクTm1max,Tm2maxによる制限の範囲内で前輪要求トルクTf*と後輪要求トルクTr*とを設定する図2の駆動制御ルーチンのステップS110〜S210の処理を実行する電子制御ユニット50が「要求駆動力設定手段」に相当し、低μ路走行が指示されているか否かと低μ路走行が指示されているときの路面勾配θと推定摩擦係数μ*とに基づいてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する図2の駆動制御ルーチンのステップS220〜S300の処理を実行する電子制御ユニット50が「実行用駆動力設定手段」に相当し、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御する図2の駆動制御ルーチンのステップS310の処理を実行する電子制御ユニット50が「制御手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the motor MG1 corresponds to the “front wheel motor”, the motor MG2 corresponds to the “rear wheel motor”, the
ここで、「前輪用電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、前輪に動力を出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「後輪用電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、後輪に動力を出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ44に限定されるものではなく、キャパシタなど、前輪用電動機および後輪用電動機と電力のやりとりを行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「路面勾配取得手段」としては、勾配センサ68に限定されるものではなく、ナビゲーションシステムからの値を取得するものなど、路面勾配を取得するものであれば如何なるものとしても構わない。「指示手段」としては、低μ路スイッチ69に限定されるものではなく、電子制御ユニットにより構成されるものなど、摩擦係数が小さい路面を走行する低摩擦係数路面走行を指示するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、要求トルクT*を荷重分配に応じて前輪側と後輪側とに分配してモータMG1,MG2の定格最大トルクTm1max,Tm2maxによる制限の範囲内で前輪要求トルクTf*と後輪要求トルクTr*とを設定する処理を実行する電子制御ユニット50に限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットにより構成されるものなど、走行に要求される要求駆動力を前輪および後輪に対する荷重に応じて分配したときに前輪に分配される分配駆動力が前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ後輪に分配される後輪分配駆動力が後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となるときには前輪分配駆動力および後輪分配駆動力を前輪に要求される前輪要求駆動力および後輪に要求される後輪要求駆動力として設定し、前輪分配駆動力が前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ後輪分配駆動力が後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲外となるときには後輪分配駆動力のうち後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を超える駆動力と前輪分配駆動力との和の駆動力を前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内で前輪要求駆動力として設定すると共に後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を後輪要求駆動力として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「実行用駆動力設定手段」としては、低μ路走行が指示されているか否かと低μ路走行が指示されているときの路面勾配θと推定摩擦係数μ*とに基づいてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する処理を実行する電子制御ユニット50に限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットにより構成されるものなど、低摩擦係数路面走行が指示されていないときには設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、低摩擦係数路面走行が指示されているときには低摩擦係数路面走行が指示されていないときに推定される路面の摩擦係数より小さい所定の推定摩擦係数と取得された路面勾配とに基づく前輪および後輪に空転によるスリップが生じないようにするための前輪および後輪の各々の上限駆動力で設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を制限した駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御する電子制御ユニット50に限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットにより構成されるものなど、設定された前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力が前輪および後輪に出力されて走行するよう前輪用電動機と後輪用電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “front wheel motor” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor that outputs power to the front wheels, such as an induction motor. I do not care. The “rear wheel motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor that outputs power to the rear wheels, such as an induction motor. Absent. The “storage means” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problems. It is an example for specifically explaining the best mode for doing so, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problems. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20 電気自動車、30a,30b 前輪、32,36 デファレンシャルギヤ、34a,34b 後輪、40,42 インバータ、44 バッテリ、50 電子制御ユニット、52 CPU、54 ROM、56 RAM、60 イグニッションスイッチ、61 シフトレバー、62 シフトポジションセンサ、63 アクセルペダル、64 アクセルペダルポジションセンサ、65 ブレーキペダル、66 ブレーキペダルポジションセンサ、67 車速センサ、68 勾配センサ、69 低μ路スイッチ、120 ハイブリッド自動車、122 エンジン、124 遊星歯車機構、MG1,MG2,MGR モータ。 20 Electric vehicle, 30a, 30b Front wheel, 32, 36 Differential gear, 34a, 34b Rear wheel, 40, 42 Inverter, 44 Battery, 50 Electronic control unit, 52 CPU, 54 ROM, 56 RAM, 60 Ignition switch, 61 Shift lever , 62 Shift position sensor, 63 Accelerator pedal, 64 Accelerator pedal position sensor, 65 Brake pedal, 66 Brake pedal position sensor, 67 Vehicle speed sensor, 68 Gradient sensor, 69 Low μ road switch, 120 Hybrid vehicle, 122 Engine, 124 Planetary gear Mechanism, MG1, MG2, MGR motor.
Claims (6)
路面勾配を取得する路面勾配取得手段と、
摩擦係数が小さい路面を走行する低摩擦係数路面走行を指示する指示手段と、
走行に要求される要求駆動力を前記前輪および前記後輪に対する荷重に応じて分配したときに前記前輪に分配される前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪に分配される後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となるときには前記前輪分配駆動力および前記後輪分配駆動力を前記前輪に要求される前輪要求駆動力および前記後輪に要求される後輪要求駆動力として設定し、前記前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲外となるときには前記後輪分配駆動力のうち前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を超える駆動力と前記前輪分配駆動力との和の駆動力を前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内で前記前輪要求駆動力として設定すると共に前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を前記後輪要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記低摩擦係数路面走行が指示されていないときには前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、前記低摩擦係数路面走行が指示されているときには該低摩擦係数路面走行が指示されていないときに推定される路面の摩擦係数より小さい所定の推定摩擦係数と前記取得された路面勾配とに基づく前記前輪および前記後輪に空転によるスリップが生じないようにするための前記前輪および前記後輪の各々の上限駆動力で前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を制限した駆動力を前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力として設定する実行用駆動力設定手段と、
前記設定された前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力が前記前輪および前記後輪に出力されて走行するよう前記前輪用電動機と前記後輪用電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。 Electric power is exchanged between the front wheel motor that outputs power to the front wheels, the rear wheel motor that outputs power to the rear wheels with a rated maximum torque smaller than that of the front wheel motor, and the front wheel motor and the rear wheel motor. A vehicle comprising power storage means,
Road surface gradient acquisition means for acquiring a road surface gradient;
Instructing means for instructing low-friction-coefficient road running on a road surface having a small friction coefficient,
When the required driving force required for traveling is distributed according to the load on the front wheels and the rear wheels, the front wheel distributed driving force distributed to the front wheels is within the range of restriction by the rated maximum torque of the front wheel motor and When the rear wheel distribution driving force distributed to the rear wheels is within the limit of the rated maximum torque of the rear wheel motor, the front wheel distribution driving force and the rear wheel distribution driving force are required before the front wheels are requested. A wheel required driving force and a rear wheel required driving force required for the rear wheel, the front wheel distributing driving force is within a limit range by the rated maximum torque of the front wheel motor, and the rear wheel distributing driving force is When the rear wheel motor is out of the range limited by the rated maximum torque of the rear wheel motor, the driving force exceeding the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor and the front of the rear wheel distribution driving force A driving force that is the sum of the front wheel distribution driving force is set as the required front wheel driving force within a range limited by the rated maximum torque of the front wheel motor, and a driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor is A required driving force setting means for setting the rear wheel required driving force;
When the low friction coefficient road traveling is not instructed, the set front wheel required driving force and rear wheel required driving force are set as a front wheel execution driving force and a rear wheel execution driving force, and the low friction coefficient road traveling is performed. When instructed, the low friction coefficient When the road surface is not instructed, the front wheel and the rear wheel are idled based on a predetermined estimated friction coefficient smaller than the road surface friction coefficient estimated when not instructed and the acquired road surface gradient. The front wheel execution driving force and the driving force for limiting the front wheel required driving force and the rear wheel required driving force set by the upper limit driving force of each of the front wheels and the rear wheels to prevent slippage due to An execution driving force setting means for setting as the rear wheel execution driving force;
Control means for controlling the electric motor for the front wheels and the electric motor for the rear wheels so that the set driving force for executing the front wheels and the driving force for executing the rear wheels are output to the front wheels and the rear wheels to travel.
A vehicle comprising:
内燃機関と、
動力を入出力する発電機と、
前記前輪側の車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、
を備え、
前記前輪用電動機は、前記駆動軸に接続されてなる、
車両。 A vehicle according to any one of claims 1 to 4,
An internal combustion engine;
A generator that inputs and outputs power;
Connected to three shafts of a drive shaft connected to the front wheel axle, the output shaft of the internal combustion engine, and the rotating shaft of the generator, and the power input to and output from any two of the three shafts 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft based on
With
The front wheel motor is connected to the drive shaft.
vehicle.
走行に要求される要求駆動力を前記前輪および前記後輪に対する荷重に応じて分配したときに前記前輪に分配される前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪に分配される後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となるときには前記前輪分配駆動力および前記後輪分配駆動力を前記前輪に要求される前輪要求駆動力および前記後輪に要求される後輪要求駆動力として設定し、前記前輪分配駆動力が前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内となり且つ前記後輪分配駆動力が前記後輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲外となるときには前記後輪分配駆動力のうち前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を超える駆動力と前記前輪分配駆動力との和の駆動力を前記前輪用電動機の定格最大トルクによる制限の範囲内で前記前輪要求駆動力として設定すると共に前記後輪用電動機の定格最大トルクに対応する駆動力を前記後輪要求駆動力として設定し、
摩擦係数が小さい路面を走行する低摩擦係数路面走行が指示されていないときには前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力として設定し、前記低摩擦係数路面走行が指示されているときには該低摩擦係数路面走行が指示されていないときに推定される路面の摩擦係数より小さい所定の推定摩擦係数と路面勾配とに基づく前記前輪および前記後輪に空転によるスリップが生じないようにするための前記前輪および前記後輪の各々の上限駆動力で前記設定された前輪要求駆動力および後輪要求駆動力を制限した駆動力を前記前輪実行用駆動力および前記後輪実行用駆動力として設定し、
前記設定された前輪実行用駆動力および後輪実行用駆動力が前記前輪および前記後輪に出力されて走行するよう前記前輪用電動機と前記後輪用電動機とを制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。 Electric power is exchanged between the front wheel motor that outputs power to the front wheels, the rear wheel motor that outputs power to the rear wheels with a rated maximum torque smaller than that of the front wheel motor, and the front wheel motor and the rear wheel motor. A vehicle control method comprising:
When the required driving force required for traveling is distributed according to the load on the front wheels and the rear wheels, the front wheel distributed driving force distributed to the front wheels is within the range of restriction by the rated maximum torque of the front wheel motor and When the rear wheel distribution driving force distributed to the rear wheels is within the limit of the rated maximum torque of the rear wheel motor, the front wheel distribution driving force and the rear wheel distribution driving force are required before the front wheels are requested. A wheel required driving force and a rear wheel required driving force required for the rear wheel, the front wheel distributing driving force is within a limit range by the rated maximum torque of the front wheel motor, and the rear wheel distributing driving force is When the rear wheel motor is out of the range limited by the rated maximum torque of the rear wheel motor, the driving force exceeding the driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor and the front of the rear wheel distribution driving force A driving force that is the sum of the front wheel distribution driving force is set as the required front wheel driving force within a range limited by the rated maximum torque of the front wheel motor, and a driving force corresponding to the rated maximum torque of the rear wheel motor is Set as the rear wheel required driving force,
When the low friction coefficient road traveling that travels on the road surface with a small friction coefficient is not instructed, the set front wheel required driving force and the rear wheel required driving force are set as the front wheel executing driving force and the rear wheel executing driving force, When the low friction coefficient road surface traveling is instructed, the front wheel and the rear wheel based on a predetermined estimated friction coefficient and a road surface gradient smaller than the road surface friction coefficient estimated when the low friction coefficient road surface traveling is not instructed. A driving force for limiting the set front wheel required driving force and the rear wheel required driving force by the upper limit driving force of each of the front wheel and the rear wheel for preventing slippage due to idling in the wheel is for executing the front wheel. Set as driving force and driving force for executing the rear wheel,
Controlling the front-wheel motor and the rear-wheel motor so that the set front-wheel execution driving force and rear-wheel execution driving force are output to the front wheels and the rear wheels to travel.
A method for controlling a vehicle.
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