JP2012196061A - 電動車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生機能を有する電動機を駆動力源とする車両に対しても、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、旋回走行時の旋回性向上制御を適切に実行することのできる電動車両の駆動力制御装置を提供すること。
【解決手段】モータを駆動力源とする車両の旋回走行時に、前記モータによって発生させる駆動力および制動力を制御して旋回性向上制御を実行可能な電動車両の駆動力制御装置において、車両前方のコーナの有無を推定する前方コーナ推定手段（ステップＳ１，Ｓ２）と、前記コーナで前記旋回性向上制御を実行した場合のバッテリの充電量を推定する充電量推定手段（ステップＳ３）と、前記コーナの存在が推定されかつ前記充電量が前記バッテリの許容充電量の上限に達する場合に前記コーナでの前記旋回性向上制御の実行を事前に禁止する旋回性向上制御実行判断手段（ステップＳ４〜Ｓ６）とを設けた。
【選択図】図３

Description

この発明は、駆動力を制御することにより旋回性能を向上させる車両の制御装置であって、特に回生機能を有する電動機を駆動力源とする電動車両の駆動力制御装置に関するものである。

走行中の車両における駆動力を変化させると、車輪に掛かる荷重が変化し、また、それが旋回走行中であれば、前後輪の横力が変化するので前後輪の接地荷重が変化し、その結果車両の挙動が変化する。一方、車両の旋回性能には、車両のスタビリティファクタが大きく影響しているが、上記のように旋回走行中に前後輪の接地荷重が変化する場合は、その接地荷重の変化に応じてスタビリティファクタが変化し、車両の旋回性能も変化することになる。そのため、旋回性能が低下して運転者による操舵が難しくなってしまったり、運転者に違和感やショックを与えてしまったりする可能性がある。

そこで、従来、上記のような技術的課題に着目し、旋回性能を安定させることを目的として、スタビリティファクタを目標値に追従して変化させるために駆動力を制御するように構成した装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された車両安定化システムは、仮想的な旋回半径を推定し、その推定された旋回半径および前後輪の接地荷重に基づいてスタビリティファクタの目標値を求め、実際のスタビリティファクタがその目標値に追従するよう駆動力を補正するように構成されている。より具体的には、加速操作あるいは制動操作もしくは操舵した場合、車両にはスクワットやノーズダイブが生じて前後輪の接地荷重が変化し、それに伴ってスタビリティファクタを決定するパラメータである前後輪のコーナリングパワーが変化するので、そのような変化を抑制するように、前後輪の軸トルクを過渡的に低下させ、これによってスタビリティファクタあるいは旋回特性を安定させるように構成されている。

なお、特許文献２には、少なくとも１つの電気モータを備え、右側車輪と左側車輪に同じ向きのトルクを発生させて車両を駆動および回生制動させる状態と、右側車輪と左側車輪に逆向きのトルクを発生させて車両の旋回をアシストする状態との２つの状態を、車両速度と操舵量に応じて機械的に切替えて使用する装置であって、旋回アシストすべき状況となることを事前に予測し、車両を駆動および回生制動させる状態にあるときに旋回アシストすべき状況が予測された場合には、車両の旋回をアシストする状態への切替え動作を開始するように構成された車両の左右輪駆動装置が記載されている。さらに、この特許文献２には、車両の操舵量と操舵トルクとの関係から事前に旋回アシストすべき状況を予測することが記載されている。

また、特許文献３には、自車に先行して道路上を走行する他車の相対位置を所定座標上で特定し、その特定された相対位置が走行する道路における１つの車線上に存在する確率を、前記の所定座標上に設定されたクロソイド曲線に基づいて特定するように構成された車両制御装置が記載されている。さらに、この特許文献３には、車速および横加速度ならびに操舵角のうち少なくとも一つに基いて、前記１つの車線の曲率半径を特定することが記載されている。

そして、特許文献４には、電力を充放電可能な車載バッテリと、複数の車輪それぞれに設けられて車載バッテリから電力が供給されることにより対応の車輪に駆動トルクを付与するとともに対応の車輪に回生制動トルクを発生させることにより車載バッテリに回生電力を供給する電気モータと、車輪に摩擦制動トルクを発生させる摩擦制動手段とを備えた装置であって、車両挙動に基づいて各車輪それぞれに発生させるべき要求トルクを演算し、それら演算された各車輪の要求トルクに対して、摩擦制動手段により車輪に発生させる摩擦制動トルクとして各車輪均一のトルク値と、各車輪毎の電気モータにより発生させる駆動トルクもしくは回生制動トルクとしてそれぞれ独立したトルク値とを、それぞれ設定するように構成された車両用挙動制御装置が記載されている。さらに、この特許文献４には、車載バッテリの電池残量を測定し、その測定される電池残量が多いほど、摩擦制動手段による摩擦制動トルクの配分を増やすとともに、電気モータによる駆動トルクの配分を増やすもしくは回生制動トルクの配分を減らすことが記載されている。

特開２００５−２５６６３６号公報 特開２００４−３５０４６２号公報 特開２００９−１４３４３２号公報 特開２００７−３３１６０８号公報

上記の特許文献１に記載されている車両安定化システムでは、車両が旋回走行する際に、車両の挙動がスタビリティファクタの目標値に追従するように、すなわち目標とする適切なスタビリティファクタの下で車両が旋回走行するように、車両に付与するトルクが制御される。そのため、旋回走行中の車両の挙動を安定させて、旋回性能を向上させることができる。しかしながら、駆動力源として回生機能を有するモータを搭載したハイブリッド車や電気自動車などを、上記の特許文献１に記載されている車両安定化システムによる制御の対象とした場合は、そのシステムによる車両挙動安定化のための駆動力制御の実行中に、その駆動力制御とは別の要因からモータの運転状態が制御されることがあり、その結果、上記の駆動力制御を適切に実行することができずに、車両のドライバビリティが低下してしまう可能性がある。

例えば、図１のタイムチャートに示すように、アクセルＯＦＦ（アクセル開度＝０）の状態で旋回のための操舵が行われて、上記のような車両挙動安定化のための駆動力制御（すなわち旋回性向上制御）が開始されると（時刻ｔ１）、アクセルがＯＦＦであることによりモータは回生制御される。そしてその際にモータで発電される回生電力によってバッテリが充電されるが、バッテリの充電量が上限に達すると、バッテリを保護するためにモータの回生制御が禁止される。すなわち、モータの回生制御が強制的に終了される（時刻ｔ２）。このように、上記の旋回性向上制御の実行中にバッテリ満充電となってモータの回生制御が強制終了されると、図１のＡ部に示すように、モータの回生制御が強制終了されることにより制御トルクが急変し、それが運転者に違和感やショックを与えてしまう要因となって、ひいては車両のドライバビリティが低下してしまうおそれがあった。

このように、回生機能を有する電動機を駆動力源とする車両に対しても、ドライバビリティの低下を招くことなく、従来の旋回性向上制御を適切に実行して、車両の旋回性能を適切に向上させるためには、未だ改良の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、回生機能を有する電動機を駆動力源とする車両に対しても、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、旋回走行時の旋回性向上制御を適切に実行し、旋回性能を向上させることのできる電動車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回生機能を有する電動機を駆動力源とする車両の旋回走行時に、前記電動機の出力によって発生させる駆動力および制動力を制御することにより前記車両のスタビリティファクタを目標値に追従させて変化させる旋回性向上制御を実行可能な電動車両の駆動力制御装置において、前記車両の進行方向前方における曲線道路の有無を推定する前方コーナ推定手段と、前記曲線道路で前記旋回性向上制御を実行した場合における前記電動機との間で電力の授受を行う蓄電装置の充電量を推定する充電量推定手段と、前記前方コーナ推定手段により前記曲線道路の存在が推定され、かつ前記充電量推定手段により推定された前記充電量が前記蓄電装置の許容充電量の上限に達する場合に、前記曲線道路での前記旋回性向上制御の実行を事前に禁止する旋回性向上制御実行判断手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記車両の車軸方向に作用する横ジャークを検出する横ジャーク検出手段を更に備え、前記前方コーナ推定手段が、前記横ジャークに基づいて前記曲線道路の有無を推定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

そして、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記前方コーナ推定手段が、前記横ジャークに基づいて前記曲線道路の旋回半径を推定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

請求項１の発明によれば、回生機能を有する電動機を駆動力源とする電動車両を制御の対象にして旋回性向上制御を実行する場合に、その旋回性向上制御の実行に先立ち、電動車両の進行方向前方における曲線道路の有無が推定されるとともに、前方に曲線道路が存在すると推定された場合に、仮にその曲線道路において旋回性向上制御を実行した場合の蓄電装置の充電量について推定される。そして、その場合の蓄電装置の充電量が、許容充電量の上限に到達すると推定された場合には、前方の曲線道路における旋回性向上制御の実行が予め禁止される。言い換えれば、仮に前方の曲線道路において旋回性向上制御を実行した場合の蓄電装置の充電量が、許容充電量の上限には到達しないと推定される場合にのみ、前方の曲線道路において旋回性向上制御が実行されることになる。そのため、上記のような電動車両を対象に旋回性向上制御を実行する場合に、例えばその制御の実行中に蓄電装置の充電量が上限に達してしまい、電動機の回生制御が強制的に終了されてしまうことによって旋回性向上制御を適切に実行できなくなり、ドライバビリティが低下してしまうような事態を確実に回避することができる。すなわち、回生機能を有する電動機を駆動力源とする電動車両に対しても、確実にドライバビリティの低下を回避して、旋回性向上制御を適切に実行することができ、その結果、電動車両の旋回性能を適切に向上させることができる。

請求項２の発明によれば、電動車両の進行方向前方における曲線道路の有無が、電動車両の横ジャークに基づいて推定される。そのため、上記のように電動車両に対する旋回性向上制御を適切に実行するための前方曲線道路の有無の推定を、例えばナビゲーション・システムによる道路情報などを用いることなく、容易に行うことができる。したがって、回生機能を有する電動機を駆動力源とする電動車両に対しても、容易にかつ確実に、ドライバビリティの低下を回避して、旋回性向上制御を適切に実行することができる。

請求項３の発明によれば、電動車両の進行方向前方における曲線道路の旋回半径が、電動車両の横ジャークに基づいて推定される。そのため、上記のように電動車両に対する旋回性向上制御を適切に実行するために用いられる前方曲線道路の旋回半径の推定を、例えばナビゲーション・システムによる道路情報などを用いることなく、容易に行うことができる。したがって、回生機能を有する電動機を駆動力源とする電動車両に対しても、容易にかつ確実に、ドライバビリティの低下を回避して、旋回性向上制御を適切に実行することができる。

従来の旋回性向上制御を回生機能を有する電動機を駆動力源とする車両を対象に実行した場合の問題点を説明するためのタイムチャーである。 この発明の駆動力制御装置で制御の対象とすることのできる車両の駆動系統および制御系統の一例を簡略化して示す模式図である。 この発明の駆動力制御装置によって実行される旋回性向上制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図３に示す旋回性向上制御を実行する際に、その旋回性向上制御の作動時間を算出する方法を説明するための模式図である。 この発明の駆動力制御装置によって実行される旋回性向上制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 図５に示す旋回性向上制御を実行する際に、前方のコーナにおける旋回半径を推定する方法を説明するための模式図である。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。先ず、この発明で制御の対象とする電動車両の構成および制御系統の一例を図２に示して説明する。この発明で対象とする電動車両は、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作などの運転操作と独立して車両の駆動力および制動力を制御すること、すなわち、運転者による運転操作に基づいた車両の駆動力および制動力の制御とは別に、それら駆動力および制動力を自動制御することが可能な構成となっている。その一例として図２に示す車両Ｖｅは、左右の前輪１，２、および左右の後輪３，４を有していて、それら前輪１，２および／または後輪３，４で駆動力および制動力を発生させる駆動力源として、モータ５が搭載されている。

この図２のイメージでは、モータ５から出力されるトルクがプロペラシャフトやドライブシャフトを介して各車輪１，２，３，４に伝達される四輪駆動車両の構成を示しているが、この発明で制御の対象とする車両Ｖｅとしては、モータ５の出力トルクが前輪１，２のみに伝達される前輪駆動車両、もしくはモータ５の出力トルクが後輪３，４のみに伝達される後輪駆動車両であってもよい。あるいは、各車輪１，２，３，４毎に、それらのホイール内にそれぞれモータ５を搭載させたいわゆるインホイールモータ方式の四輪駆動車両であってもよい。また、前輪１，２のみにインホイールモータ方式のモータ５を搭載させた前輪駆動車両、もしくは後輪３，４のみにインホイールモータ方式のモータ５を搭載させた後輪駆動車両であってもよい。さらには、上記のようなモータ５とガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とを駆動力源として併用するハイブリッド車両であってもよい。

この発明における車両Ｖｅの駆動力源としてのモータ５は、力行機能と共に回生機能を有する電動機であって、いわゆるモータ・ジェネレータである。そして、このモータ５には、インバータ６を介して、バッテリあるいはキャパシタなどの蓄電装置７が、それらモータ５と蓄電装置７との間で電力の授受が可能なように接続されている。したがって、この車両Ｖｅは、蓄電装置７から電力を供給することによりモータ５を力行制御して駆動するとともに、モータ５を回生制御してその際に発電される回生電力を蓄電装置７で蓄電するように構成されている。

そして、上記のモータ５の出力を制御して前輪１，２および／または後輪３，４で発生させる駆動力もしくは制動力を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）８が備えられている。すなわち、モータ５に設けられているインバータ６に電子制御装置８が接続されていて、この電子制御装置８によってインバータ６を電気的に制御することにより、モータ５の出力を自動制御して、前輪１，２および／または後輪３，４で発生させる車両Ｖｅの駆動力もしくは制動力を自動制御することが可能なように構成されている。

一方、電子制御装置８には、車両Ｖｅ各部の各種センサ類９からの検出信号や各種車載装置１０からの情報信号が入力されるように構成されている。センサ類９としては、例えば、アクセルの操作量（アクセルペダルの踏み込み角もしくは踏み込み量、あるいはアクセル開度）を検出するアクセルセンサ、ブレーキの操作量（ブレーキペダルの踏み込み角もしくは踏み込み量、あるいはブレーキ開度）を検出するブレーキセンサ、各車輪１，２，３，４の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、車両Ｖｅの進行方向の加速度（すなわち前後加速度）を検出する前後加速度センサ、車両Ｖｅのヨーレートを検出するヨーレートセンサ、車両Ｖｅの車軸方向の加速度（すなわち横加速度）を検出する横加速度センサなどが備えられている。また、車載装置１０として、例えば、ＧＰＳを利用したナビゲーション・システムや、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）用のビーコン受信装置などを備えることもできる。

また、電子制御装置８には、例えば、車体重量やホイールベース、車体の重心から前後輪の軸までの距離（前後軸間距離）、前後輪のコーナリングスティッフネス（コーナリングフォース）などの各種データや、その他の予め設定した定数やマップなどが記憶させられている。そして、この電子制御装置８は、上記のような検出信号やデータあるいはマップ等に基づいて演算を行い、目標スタビリティファクタや目標駆動力、目標前後加速度などを求めて、必要な制御信号を出力するように構成されている。

上記のような構成により、この車両Ｖｅは、スタビリティファクタやステアリング特性を制御することができる。特にこの発明における車両Ｖｅは、旋回走行中のスタビリティファクタを変化させて、車両Ｖｅの旋回性能を向上させることができるように構成されている。例えば、車輪速センサにより検出した各車輪１，２，３，４の車輪速度から車速および路面の摩擦係数を推定し、それら車速、路面摩擦係数、および操舵角センサで検出した操舵角度などを基に車両Ｖｅの目標とする目標スタビリティファクタを設定し、車両Ｖｅの実際のスタビリティファクタを上記の目標スタビリティファクタに追従させる制御を行うことができる。

具体的には、車両Ｖｅの駆動力および制動力を変化させて車両Ｖｅの実際のヨーレートを制御することにより、車両Ｖｅの実際のスタビリティファクタを目標スタビリティファクタに近づけることができる。車両Ｖｅのヨーレートを制御する際には、車速、操舵角、ホイールベースなどの情報を基に、その時点における車両Ｖｅの目標ヨーレートが求められ、車両Ｖｅの実際のヨーレートが目標ヨーレートに近づくように、車両Ｖｅで発生させる駆動力もしくは制動力を制御することにより、車両Ｖｅのヨーレートを制御することができる。なお、上記のように、目標ヨーレートを設定して車両Ｖｅの実際のヨーレートを目標ヨーレートに追従させる制御に関しては、例えば、特開平５−２７８４８８号公報などに記載されているように周知であるため、ここでは、詳細な説明を省略する。

上記のような旋回性向上制御を実行することにより、実際のスタビリティファクタを目標とするスタビリティファクタに近づけて、車両Ｖｅの旋回性能を向上させることができる。しかしながら、その旋回性向上制御を、上記の図２に示すような回生機能を有するモータ５を駆動力源とする車両Ｖｅに適用した場合には、前述したように、例えば旋回性向上制御を実行するためにモータ５が回生制御される場合、その旋回性向上制御の実行中にモータ５の回生電力によって充電されるバッテリ７が満充電の状態になると、すなわち、バッテリ７の充電量がそのバッテリ７の許容充電量の上限に達すると、バッテリ７を保護するために電動機の回生制御が禁止される。その結果、上記の旋回性向上制御のために制御されていたモータ５の出力トルク（この場合は回生制動トルク）の大きさが変動し、運転者に違和感やショックを与えてしまう可能性がある。

そこで、この発明に係る電動車両の駆動力制御装置では、旋回性向上制御を実行する際に、その旋回性向上制御の実行中にバッテリ７が満充電の状態になるか否か、すなわちモータ５がの回生制御が強制的に終了させられる可能性があるか否かを推定し、その推定結果に応じて、旋回性向上制御の実行の可否を事前に判断するように構成されている。

図３はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図３において、先ず、車両Ｖｅが走行している道路の先方にコーナが存在するか否かが判断される（ステップＳ１）。すなわち、車両Ｖｅの進行方向前方の走行路に車両Ｖｅが旋回走行する曲線道路（カーブ）が存在するか否かが判断される。この判断は、車両Ｖｅに搭載されているナビゲーション・システムからの道路情報に基づいて行うことができる。

ナビゲーション・システムからの道路情報を基に進行方向前方のコーナの有無について判定した結果、前方にはコーナが存在しないと予測されたことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御を行うことなく、このルーチンを一旦終了する。すなわち、前方で旋回走行することがないと予測された場合は、この図３に示すモータ５が回生制御される場合における旋回性向上制御の実行の可否についての判断を行う必要がないので、このルーチンを終了する。

一方、前方にコーナが存在すると予測されたことにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進み、その前方のコーナを旋回走行する際に旋回性向上制御を実行した場合の作動時間Ｔ_ltc、言い換えると、前方のコーナにおける旋回性向上制御の開始時点から終了時点までの間の制御時間Ｔ_ltcが算出される。この作動時間Ｔ_ltcは、ナビゲーション・システムの道路情報より取得した前方コーナの旋回半径Ｒ、および現在の車速Ｖに基づいて算出することができる。具体的には、図４に示すような旋回半径Ｒのコーナを車両Ｖｅが横ジャーク（横加加速度）一定の下で旋回走行する場合に、直線走行から半径Ｒの旋回走行へ移行する間のハンドル切り込み走行時間をＴ_ｇ、ステアリングの操舵角を一定に保った状態で半径Ｒの定常円を走行する間の定常円旋回走行時間をＴ_ｃとすると、この作動時間Ｔ_ltcは、
Ｔ_ltc＝Ｔ_ｇ＋Ｔ_ｃ
として求められる。

ここで、ハンドル切り込み走行とは、上記のように、車両Ｖｅが直線走行から半径Ｒの旋回走行へ移行する間の走行状態のことであって、旋回走行のための操舵が開始された後から半径Ｒの定常円における旋回走行が開始されるまでの間の走行状態のことである。そしてここでは、直線走行から定常円旋回走行に移行する間の区間、すなわちハンドル切り込み走行の区間を、クロソイド曲線をトレースして走行するものとして、上記のハンドル切り込み走行時間Ｔ_ｇを算出するようにしている。なお、クロソイド曲線は、直線区間と曲線区間（コーナ）とを結ぶ区間における緩和曲線として道路の設計上よく用いられるものであって、車両が直線走行から旋回走行へスムーズに移行できるようにするために、例えば高速道路などで一般的に用いられているものである。

したがって、上記のハンドル切り込み走行時間Ｔ_ｇは、図４に示すように、クロソイド曲線をトレースして走行する区間の前後におけるずれ量をＬ_ｔとすると、
Ｔ_ｇ＝（２４・Ｌ_ｔ・Ｒ）^１／２／Ｖ
として算出することができる。また、上記の定常円旋回走行時間Ｔ_ｃは、定常円旋回走行時間係数をＣとすると、
Ｔ_ｃ＝（２・π・Ｒ・Ｃ）／Ｖ
として算出することができる。

上記のようにして前方のコーナでの旋回性向上制御の作動時間Ｔ_ltcが算出されるのと併せて、車両Ｖｅの駆動力源であるモータ５との間で電力の授受を行うバッテリ７の残量が予測される（ステップＳ３）。バッテリ７の残量とは、言い換えれば、バッテリ７の充電量のことであり、このステップＳ３では、仮に前方のコーナで旋回性向上制御を実行した場合に増加すると予測されるバッテリ７の充電量が算出される。すなわち、旋回性向上制御の実行中にアクセルがＯＦＦにされてモータ５が回生制御された場合は、そのモータ５で発電される回生電力によってバッテリ７が充電されることになる。したがって、このステップＳ３では、上記のような場合に充電されて増加すると推定されるバッテリ７の充電量が演算によって求められる。

具体的には、前方のコーナでの旋回性向上制御におけるモータ５の回生制御の際の上限トルクをＴｍ、モータ５の回転数をＮｍ、上記のステップＳ２で求めた作動時間をＴ_ltcとすると、前方のコーナでの旋回性向上制御において増加すると予測されるバッテリ７の充電量ΔＷ_ltcは、
ΔＷ_ltc＝Ａ・Ｔｍ・Ｎｍ・Ｔ_ltc
として算出することができる。そして、上記のように算出された増加が予測されるバッテリ７の充電量ΔＷ_ltcが、現在のバッテリ７の充電量（残量）に加算されて、前方のコーナでの旋回性向上制御を実行することによるバッテリ７の残量予測値が求められる。なお、上記の充電量ΔＷ_ltcを算出する計算式において、Ａはエネルギ換算係数であり、回転数Ｎｍは現在の車速Ｖを基にモータ５の軸回転数に換算した値である。

上記のようにして、前方のコーナでの旋回性向上制御を実行することによるバッテリ７の残量予測値が求められると、その前方のコーナでの旋回性向上制御を実行することによってバッテリ７が満充電になるか否かが判断される（ステップＳ４）。すなわち、バッテリ７の充電量がそのバッテリ７の許容充電量の上限に到達するか否かが判断される。具体的には、上記のステップＳ３で求めたバッテリ７の残量予測値と、バッテリ７の満充電状態を判断するために予め設定された満充電閾値とが比較される。

バッテリ７が満充電になると予測されることにより、具体的には、バッテリ７の満充電予測値が満充電閾値よりも大きいことにより、このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ５へ進み、前方のコーナでの旋回性向上制御の実行が事前に禁止される。すなわち、バッテリ７の満充電予測値が満充電閾値よりも大きい場合は、前方のコーナで旋回性向上制御を実行した際に、その制御の実行中にバッテリ７が満充電になり、モータ５の回生制御が強制的に終了させられる可能性があるので、今回の前方のコーナにおいては旋回性向上制御の実行が禁止される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、バッテリ７が満充電になることはないと予測されることにより、具体的には、バッテリ７の満充電予測値が満充電閾値よりも小さいことにより、ステップＳ４で否定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進み、前方のコーナでの旋回性向上制御の実行が事前に許可される。すなわち、バッテリ７の満充電予測値が満充電閾値よりも小さい場合は、その制御の実行中にバッテリ７が満充電になることはなく、モータ５の回生制御が強制的に終了させられる可能性もないので、今回の前方のコーナにおいては通常通り旋回性向上制御が実行されることになる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

上記のように図３のフローチャートに示した制御例では、ナビゲーション・システムからの道路情報を利用して前方のコーナの旋回半径Ｒを推定するように制御する例を示しているが、この発明に係る制御装置では、ナビゲーション・システムを用いずに、前方のコーナの旋回半径Ｒを推定することも可能である。その場合の制御例を、図５のフローチャートに示す。

この図５のフローチャートで示されるルーチンは、前述の図３のフローチャートと同様、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図５において、先ず、車両Ｖｅが走行している道路の先方にコーナが存在するか否かが判断される（ステップＳ１１）。すなわち、車両Ｖｅの進行方向前方の走行路に車両Ｖｅが旋回走行する曲線道路（カーブ）が存在するか否かが判断される。この制御例における前方のコーナについての判断は、ナビゲーション・システムからの道路情報等を利用せずに行われる。具体的には、車両Ｖｅの横ジャーク（横加加速度）Ｇy'が算出され、その横ジャークＧy'と、前方のコーナの有無を判定するための閾値として予め設定した所定値とを比較することにより、前方のコーナの有無が判断される。すなわち、車両Ｖｅの横ジャークＧy'が前方のコーナの有無を判定するための閾値よりも大きい場合に、前方にコーナがあると判断される。なお、上記の横ジャークＧy'は、車両Ｖｅの横加速度を時間で微分したものであり、したがって、横加速度センサの検出値などから演算して求めることができる。

車両Ｖｅの横ジャークＧy'に基づいて進行方向前方のコーナの有無について判定した結果、前方にはコーナが存在しないと予測されたことにより、すなわち、車両Ｖｅの横ジャークＧy'が前方のコーナの有無を判定するための閾値よりも小さいことにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、以降の制御を行うことなく、このルーチンを一旦終了する。

一方、前方にコーナが存在すると予測されたことにより、すなわち、車両Ｖｅの横ジャークＧy'が前方のコーナの有無を判定するための閾値よりも大きいことにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１２へ進み、その前方のコーナの旋回半径Ｒが推定される。具体的には、図６に示すような旋回半径Ｒのコーナを車両Ｖｅが車速Ｖおよび横ジャークＧy'の下で旋回走行する場合に、ハンドル切り込み走行区間における初期の横ジャークＧy'の値、および車速Ｖ、ならびにずれ量Ｌ_ｔから、旋回半径Ｒは、
Ｒ＝｛Ｖ^６／（２４・Ｌ_ｔ・Ｇy'^２）｝^１／３
として算出することができる。

前方コーナの旋回半径Ｒが求められると、ステップＳ２で、前方のコーナでの旋回性向上制御の作動時間Ｔ_ltcが算出される。このステップＳ２以降の制御内容は、前述の図３のフローチャートで示した制御例の制御内容と同一である。

このように、上記の図５に示す制御例では、車両Ｖｅの横ジャークＧy'に基づいて前方コーナの有無について予測し、さらに、前方にコーナがあると予測された場合にその前方コーナの旋回半径Ｒを横ジャークＧy'に基づいて演算によって算出することにより、ナビゲーション・システムなどからの道路情報を用いずに、前方コーナの旋回半径Ｒを推定することができる。

以上のように、この発明に係る電動車両の駆動力制御装置によれば、回生機能を有するモータ５を駆動力源とする車両Ｖｅを制御の対象にして旋回性向上制御を実行する場合に、その旋回性向上制御の実行に先立ち、車両Ｖｅの進行方向前方におけるコーナの有無が推定される。また、前方にコーナが存在すると推定された場合は、仮にそのコーナにおいて旋回性向上制御を実行した場合のバッテリ７の充電量について推定される。そして、その場合のバッテリ７の充電量が、そのバッテリ７の許容充電量の上限に到達すると推定された場合には、前方のコーナにおける旋回性向上制御の実行が予め禁止される。したがって、上記のようにモータ５を駆動力源とする車両Ｖｅを制御の対象にして旋回性向上制御を実行する場合には、仮に前方のコーナにおいて旋回性向上制御を実行した場合のバッテリ７の充電量が、許容充電量の上限には到達しないと推定される場合にのみ、前方のコーナにおいて旋回性向上制御が実行されることになる。

そのため、上記のようなモータ５を駆動力源とする車両Ｖｅを対象に旋回性向上制御を実行する場合に、例えばその制御の実行中にバッテリ７の充電量が上限に達することによりモータ５の回生制御が強制的に終了されてしまい、その結果、旋回性向上制御を適切に実行できなくなり、ドライバビリティが低下してしまうような事態を確実に回避することができる。すなわち、回生機能を有するモータ５を駆動力源とする電動車両Ｖｅに対しても、確実にドライバビリティの低下を回避して、旋回性向上制御を適切に実行することができる。

また、上記のように電動車両Ｖｅに対する旋回性向上制御を適切に実行するための前方コーナの有無の推定や、その前方コーナの旋回半径Ｒの推定を、例えばナビゲーション・システムによる道路情報などを用いることなく、電動車両Ｖｅの横ジャークに基づいて容易に行うことができる。そのため、回生機能を有するモータ５を駆動力源とする電動車両Ｖｅに対しても、容易にかつ確実に、ドライバビリティの低下を回避して、旋回性向上制御を適切に実行することができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ１２を実行する機能的手段が、この発明における「前方コーナ推定手段」に相当し、ステップＳ３を実行する機能的手段が、この発明における「充電量推定手段」に相当する。そして、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６を実行する機能的手段が、この発明における「旋回性向上制御実行判断手段」に相当する。

１，２…前輪、 ３，４…後輪、 ５…モータ（電動機）、 ７…バッテリ（蓄電装置）、 ８…電子制御装置、 ９…センサ類（車輪速センサ，操舵角センサ，ヨーレートセンサ，横加速度センサ等）、 １０…車載装置（ナビゲーション・システム等）、 Ｖｅ…車両（電動車両）。

Claims (3)

1. 回生機能を有する電動機を駆動力源とする車両の旋回走行時に、前記電動機の出力によって発生させる駆動力および制動力を制御することにより前記車両のスタビリティファクタを目標値に追従させて変化させる旋回性向上制御を実行可能な電動車両の駆動力制御装置において、
   前記車両の進行方向前方における曲線道路の有無を推定する前方コーナ推定手段と、
   前記曲線道路で前記旋回性向上制御を実行した場合における前記電動機との間で電力の授受を行う蓄電装置の充電量を推定する充電量推定手段と、
   前記前方コーナ推定手段により前記曲線道路の存在が推定され、かつ前記充電量推定手段により推定された前記充電量が前記蓄電装置の許容充電量の上限に達する場合に、前記曲線道路での前記旋回性向上制御の実行を事前に禁止する旋回性向上制御実行判断手段と
   を備えていることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
   
2. 前記車両の車軸方向に作用する横ジャークを検出する横ジャーク検出手段を更に備え、
   前記前方コーナ推定手段は、前記横ジャークに基づいて前記曲線道路の有無を推定する手段を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の制御装置。
   
3. 前記前方コーナ推定手段は、前記横ジャークに基づいて前記曲線道路の旋回半径を推定する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の電動車両の制御装置。

Images