JP2015226361A

JP2015226361A - 自動車

Info

Publication number: JP2015226361A
Application number: JP2014108929A
Authority: JP
Inventors: 難波　篤史; Atsushi Nanba; 篤史難波
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: JP6374705B2

Abstract

【課題】左右輪間の要求駆動力差を確保しつつ、消費電力を抑制する。
【解決手段】自動車１００は、リヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに駆動力差がないと仮定した状態で、モータ全体での消費電力が最小となるように決定されるフロント駆動力とリヤ駆動力との駆動力配分、要求駆動力、要求駆動力差に基づいて、第１候補のフロント駆動力、リヤ右駆動力、リヤ左駆動力、消費電力が導出され、リヤ右駆動力およびリヤ左駆動力の一方の駆動力を０とするように、要求駆動力、要求駆動力差に基づいて、第２候補のフロント駆動力、リヤ右駆動力、リヤ左駆動力、消費電力が導出され、消費電力が小さい候補に基づいてフロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータのみで車輪を駆動する自動車に関する。

従来、自動車としては、例えば右前輪および左前輪をフロントモータおよびエンジンで駆動し、右後輪をリヤ右モータで駆動し、左後輪をリヤ左モータで駆動する４輪駆動車が提案されている（特許文献１参照）。

このような自動車では、モータ効率を所定値以上に保つように、右前輪および左前輪に伝達すべき駆動力（フロント駆動力）、右後輪に伝達すべき駆動力（リヤ右駆動力）、および、左後輪に伝達すべき駆動力（リヤ左駆動力）の駆動力配分が決定されるようになされている。

特開２００７−３１３９８２号公報

ところで、このような自動車では、例えば旋回時にはリヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに駆動力差を設けてヨーレートを発生させ、旋回性能を向上させるようになされている。しかしながら、各モータのモータ効率を所定値以上に保つようにする駆動力配分では、リヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに必要とされる要求駆動力差を発生させることができなくなるといった問題があった。

そこで、本発明は、左右輪間の要求駆動力差を確保しつつ、消費電力を抑制することが可能な自動車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の自動車は、第１右輪を駆動する第１モータと、第１左輪を駆動する第２モータと、前記第１右輪および前記第１左輪に対して前方または後方に設けられる第２右輪および第２左輪を駆動する第３モータと、前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１右輪に伝達すべき第１要求駆動力、前記第１左輪に伝達すべき第２要求駆動力、ならびに、前記第２右輪および前記第２左輪に伝達すべき第３要求駆動力の和である合計要求駆動力を導出するとともに、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の駆動力差を導出する要求駆動力導出部と、前記第１要求駆動力および前記第２要求駆動力に駆動力差がないと仮定した状態で、前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの合計の消費電力が最小となるように、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の和と前記第３要求駆動力との駆動力配分を決定するとともに、該駆動力配分、前記駆動力差および前記合計要求駆動力に基づいて、第１候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出し、また、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の一方が０となるように、該駆動力差および該合計要求駆動力に基づいて、第２候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出する候補駆動力導出部と、第１候補の前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動した場合の前記第１モータの消費電力、第１候補の前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動した場合の前記第２モータの消費電力、および、第１候補の前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動した場合の前記第３モータの消費電力の和を第１候補の消費電力として導出し、また、第２候補の該第１要求駆動力で該第１右輪を駆動した場合の該第１モータの消費電力、第２候補の該第２要求駆動力で該第１左輪を駆動した場合の該第２モータの消費電力、および、第２候補の該第３要求駆動力で該第２右輪および該第２左輪を駆動した場合の該第３モータの消費電力の和を第２候補の消費電力として導出する消費電力導出部と、前記第１候補および前記第２候補のうち消費電力が低い候補を選択し、選択した候補に対応する前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動するように前記第１モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動するように前記第２モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動するように前記第３モータを駆動させる駆動制御部とを備える。

また、前記候補駆動力導出部は、前記第１要求駆動力および前記第２要求駆動力の一方が、対応する前記第１モータまたは前記第２モータが現在の車速において出力し得る最大駆動力となるように、該車速、前記駆動力差および前記合計要求駆動力に基づいて、第３候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および前記第３要求駆動力を導出し、前記消費電力導出部は、前記第３候補の前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動した場合の前記第１モータの消費電力、該第３候補の前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動した場合の前記第２モータの消費電力、および、該第３候補の前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動した場合の前記第３モータの消費電力の和を該第３候補の消費電力として導出し、前記駆動制御部は、前記第１候補、前記第２候補および前記第３候補のうち消費電力が最も低い候補を選択するようにしてもよい。

また、本発明の自動車は、第１右輪を駆動する第１モータと、第１左輪を駆動する第２モータと、前記第１右輪および前記第１左輪に対して前方または後方に設けられる第２右輪および第２左輪を駆動する第３モータと、前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１右輪に伝達すべき第１要求駆動力、前記第１左輪に伝達すべき第２要求駆動力、ならびに、前記第２右輪および前記第２左輪に伝達すべき第３要求駆動力の合計である合計要求駆動力を導出するとともに、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の駆動力差を導出する要求駆動力導出部と、前記第１要求駆動力および前記第２要求駆動力に駆動力差がないと仮定した状態で、前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの合計の消費電力が最小となるように、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の和と前記第３要求駆動力との駆動力配分を決定するとともに、該駆動力配分、前記駆動力差および前記合計要求駆動力に基づいて、第１候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出し、また、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の一方が、対応する前記第１モータまたは前記第２モータが現在の車速において出力し得る最大駆動力となるように、該車速、該駆動力差および該合計要求駆動力に基づいて、第３候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出する候補駆動力導出部と、第１候補の前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動した場合の前記第１モータの消費電力、第１候補の前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動した場合の前記第２モータの消費電力、および、第１候補の前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動した場合の前記第３モータの消費電力の和を第１候補の消費電力として導出し、また、第３候補の該第１要求駆動力で該第１右輪を駆動した場合の該第１モータの消費電力、第３候補の該第２要求駆動力で該第１左輪を駆動した場合の該第２モータの消費電力、および、第３候補の該第３要求駆動力で該第２右輪および該第２左輪を駆動した場合の該第３モータの消費電力の和を第３候補の消費電力として導出する消費電力導出部と、前記第１候補および前記第３候補のうち消費電力が低い候補を選択し、選択した候補に対応する前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動するように前記第１モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動するように前記第２モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動するように前記第３モータを駆動させる駆動制御部とを備える。

本発明によれば、左右輪間の要求駆動力差を確保しつつ、消費電力を抑制することができる。

自動車の構成を示す図である。リヤ右モータおよびリヤ左モータのモータ効率マップを示す図である。駆動制御処理の流れを説明したフローチャート（１）である。駆動制御処理の流れを説明したフローチャート（２）である。システム効率のシミュレーション結果を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、自動車１００の構成を示す図である。図１に示すように、自動車１００は、フロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６が設けられる。自動車１００は、フロントモータ１０２により右前輪１１０および左前輪１１２が駆動され、リヤ右モータ１０４により右後輪１１４が駆動され、リヤ左モータ１０６により左後輪１１６が駆動されることで、４輪駆動する。

フロントモータ１０２は、ギヤ機構１２０、フロント出力軸１２２を介して右前輪１１０および左前輪１１２が連結されている。また、フロントモータ１０２は、インバータ１２４を介してバッテリ１５０に接続され、バッテリ１５０から供給される電力により回転駆動し、回転駆動により得られた動力を、ギヤ機構１２０およびフロント出力軸１２２を介して右前輪１１０および左前輪１１２に伝達する。また、フロントモータ１０２は、動力伝達とは異なるタイミングにおいて発電機としても機能し、右前輪１１０および左前輪１１２の回転に基づいて発電し、発電で得られた電力をバッテリ１５０に蓄電する。

リヤ右モータ１０４は、ギヤ機構１３０、リヤ右出力軸１３２を介して右後輪１１４が連結されている。また、リヤ右モータ１０４は、インバータ１３４を介してバッテリ１５０に接続され、バッテリ１５０から供給される電力により回転駆動し、回転駆動により得られた動力を、ギヤ機構１３０およびリヤ右出力軸１３２を介して右後輪１１４に伝達する。また、リヤ右モータ１０４は、動力伝達とは異なるタイミングにおいて発電機としても機能し、右後輪１１４の回転に基づいて発電し、発電で得られる電力をバッテリ１５０に蓄電する。

リヤ左モータ１０６は、ギヤ機構１４０、リヤ左出力軸１４２を介して左後輪１１６が連結されている。また、リヤ左モータ１０６は、インバータ１４４を介してバッテリ１５０に電気的に接続され、バッテリ１５０から供給される電力により回転駆動し、回転駆動により得られた動力を、ギヤ機構１４０およびリヤ左出力軸１４２を介して左後輪１１６に伝達する。また、リヤ左モータ１０６は、動力伝達とは異なるタイミングにおいて発電機としても機能し、左後輪１１６の回転に基づいて発電し、発電で得られる電力をバッテリ１５０に蓄電する。

バッテリ１５０は、バッテリコントロールユニット（以下、ＢＣＵともよぶ）１５２に接続され、ＢＣＵ１５２により制御される。ＢＣＵ１５２は、制御部１６０と接続され、バッテリ１５０の充放電電流量、温度等を監視するとともに、充放電電流量に基づいてバッテリ１５０の残容量を算出し、これらバッテリ１５０に関するデータを必要に応じて制御部１６０に出力する。

制御部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を含むマイクロコンピュータでなり、各部を統括制御する。制御部１６０は、回転数センサ１６２、１６４、１６６、アクセルペダルセンサ１６８、ブレーキペダルセンサ１７０、ハンドルセンサ１７２、車速センサ１７４、加速度センサ１７６とそれぞれ接続され、各センサ（１６２〜１７６）で検出された値を示す信号が入力される。また、制御部１６０は、インバータ１２４、１３４、１４４と接続され、各センサ（１６２〜１７６）から入力される信号に基づいて、インバータ１２４、１３４、１４４を介してフロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６の駆動または発電を制御する。

回転数センサ１６２、１６４、１６６は、例えばレゾルバでなり、フロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４、リヤ左モータ１０６の回転数をそれぞれ検出し、回転数を示す信号を制御部１６０に出力する。

アクセルペダルセンサ１６８は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル踏込み量）を検出し、アクセル踏込み量を示す信号を制御部１６０に出力する。ブレーキペダルセンサ１７０は、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ踏込み量）を検出し、ブレーキ踏込み量を示す信号を制御部１６０に出力する。ハンドルセンサ１７２は、ハンドルの回転角度（舵角）を検出し、回転角度を示す信号を制御部１６０に出力する。

車速センサ１７４は、自動車１００の車速を検出し、車速を示す信号を制御部１６０に出力する。加速度センサ１７６は、自動車１００の加速度を検出し、加速度を示す信号を制御部１６０に出力する。

ここで、従来の自動車では、モータ効率を所定値以上に保つように、右前輪および左前輪に伝達すべき駆動力（フロント駆動力、第３要求駆動力）、右後輪に伝達すべき駆動力（リヤ右駆動力、第１要求駆動力）、および、左後輪に伝達すべき駆動力（リヤ左駆動力、第２要求駆動力）の駆動力配分が決定されるようになされている。そして、例えば旋回時にはリヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに駆動力差を設けてヨーレートを発生させ、旋回性能を向上させるようになされているが、各モータのモータ効率を所定値以上に保つようにする駆動力配分では、リヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに必要とされる要求駆動力差を発生させることができなくなるといった問題があった。

そこで、制御部１６０は、詳しくは後述する３つの候補におけるフロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６全体での消費電力ＰＥｎ（ｎ＝１〜３）を導出し、３つの候補の中から最も消費電力ＰＥｎが小さい候補を選択する。そして、制御部１６０は、選択した候補に対応する条件でフロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４、リヤ左モータ１０６を制御する。なお、第１候補に加えて第２候補および第３候補が設けられている理由については後述する。また、符号ｎ＝１は第１候補であることを表し、ｎ＝２は第２候補であることを表し、ｎ＝３は第３候補であることを表す。

以下では、制御部１６０により、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎが導出され、導出された第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎに基づいて、フロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４、リヤ左モータ１０６を制御する駆動制御処理について説明する。制御部１６０は、図１に示すように、駆動制御処理を実行する際、信号取得部２００、要求駆動力導出部２０２、候補駆動力導出部２０４、消費電力導出部２０６、駆動制御部２０８として機能する。

信号取得部２００は、回転数センサ１６２、１６４、１６６、アクセルペダルセンサ１６８、ブレーキペダルセンサ１７０、ハンドルセンサ１７２、車速センサ１７４、加速度センサ１７６から信号を所定間隔毎にそれぞれ取得する。

要求駆動力導出部２０２は、アクセルペダルセンサ１６８から取得したアクセルペダルの踏み込み量、および、車速センサ１７４から取得した車速Ｖに基づいて、予めＲＯＭに格納された要求駆動力マップを参照して、自動車１００全体での要求駆動力（合計要求駆動力）ＦＴを決定する。また、要求駆動力導出部２０２は、車速Ｖ、および、ハンドルセンサ１７２から取得した回転角度に基づいて、予めＲＯＭに格納された要求駆動力差マップを参照して、リヤ右駆動力ＦＲＲｎ（ｎ：１〜３）とリヤ左駆動力ＦＲＬｎ（ｎ：１〜３）との要求駆動力差ＤＲを決定する。

候補駆動力導出部２０４は、第１候補のフロント駆動力ＦＦ１、リヤ右駆動力ＦＲＲ１およびリヤ左駆動力ＦＲＬ１を導出する。具体的には、候補駆動力導出部２０４は、車速Ｖおよび要求駆動力ＦＴに基づいて、予めＲＯＭに格納された前後輪駆動力マップを参照して、フロント駆動力ＦＦ１とリヤ駆動力（リヤ右駆動力ＦＲＲ１とリヤ左駆動力ＦＲＬ１との和）ＦＲ１との駆動力配分を決定する。そして、候補駆動力導出部２０４は、決定した駆動力配分および要求駆動力ＦＴに基づいて、フロント駆動力ＦＦ１およびリヤ駆動力ＦＲ１を導出する。続いて、候補駆動力導出部２０４は、要求駆動力差ＤＲおよびリヤ駆動力ＦＲ１を、下記（１）式および（２）式に代入してリヤ右駆動力ＦＲＲ１およびリヤ左駆動力ＦＲＬ１を導出する。
ＦＲＲ１＝（ＦＲ１＋ＤＲ）／２・・・（１）
ＦＲＬ１＝（ＦＲ１−ＤＲ）／２・・・（２）

次に、候補駆動力導出部２０４は、第２候補のフロント駆動力ＦＦ２、リヤ右駆動力ＦＲＲ２およびリヤ左駆動力ＦＲＬ２を導出する。具体的には、候補駆動力導出部２０４は、ハンドルセンサ１７２から取得した回転角度に基づいて、リヤ右駆動力ＦＲＲ２およびリヤ左駆動力ＦＲＬ２のうち、相対的に駆動力を小さくすべき一方の駆動力を０とする。例えば、自動車１００が右旋回する場合にはリヤ右駆動力ＦＲＲ２＝０とし、自動車１００が左旋回する場合にはリヤ左駆動力ＦＲＬ２＝０とする。

そして、候補駆動力導出部２０４は、リヤ左駆動力ＦＲＬ２＝０の場合には下記の（３）式および（４）式に要求駆動力差ＤＲおよび要求駆動力ＦＴを代入して、リヤ右駆動力ＦＲＲ２およびフロント駆動力ＦＦ２を導出する。
ＦＲＲ２＝ＤＲ・・・（３）
ＦＦ２＝ＦＴ−ＤＲ・・・（４）

また、候補駆動力導出部２０４は、リヤ右駆動力ＦＲＲ２＝０の場合には下記の（５）式および（６）式に要求駆動力差ＤＲおよび要求駆動力ＦＴを代入して、リヤ左駆動力ＦＲＬ２およびフロント駆動力ＦＦ２を導出する。
ＦＲＬ２＝ＤＲ・・・（５）
ＦＦ２＝ＦＴ−ＤＲ・・・（６）

次に、候補駆動力導出部２０４は、第３候補のフロント駆動力ＦＦ３、リヤ右駆動力ＦＲＲ３およびリヤ左駆動力ＦＲＬ３を導出する。具体的には、候補駆動力導出部２０４は、ハンドルセンサ１７２から取得した回転角度に基づいて、リヤ右駆動力ＦＲＲ３およびリヤ左駆動力ＦＲＬ３のうち、相対的に駆動力を大きくすべき一方を決定する。

そして、候補駆動力導出部２０４は、リヤ右駆動力ＦＲＲ３をリヤ左駆動力ＦＲＬ３より大きくすることを決定した場合、車速Ｖに基づいて、リヤ右モータ１０４のモータ特性に対応付けられたリヤ右最大駆動力マップを参照して、現在の車速Ｖにおいてリヤ右モータ１０４が出力し得るリヤ右最大駆動力ＦＲＲｍａｘをリヤ右駆動力ＦＲＲ３として導出する。また、候補駆動力導出部２０４は、下記の（７）式および（８）式に要求駆動力差ＤＲおよび要求駆動力ＦＴを代入して、リヤ左駆動力ＦＲＬ３およびフロント駆動力ＦＦ３を導出する。
ＦＲＬ３＝ＦＲＲ３−ＤＲ・・・（７）
ＦＦ３＝ＦＴ−（ＦＲＲ３＋ＦＲＬ３）・・・（８）

一方、候補駆動力導出部２０４は、リヤ左駆動力ＦＲＬ３をリヤ右駆動力ＦＲＲ３より大きくすることを決定した場合、車速Ｖに基づいて、リヤ左モータ１０６のモータ特性に対応付けられたリヤ左最大駆動力マップを参照して、現在の車速Ｖにおいてリヤ左モータ１０６が出力し得るリヤ左最大駆動力ＦＲＬｍａｘをリヤ左駆動力ＦＲＬ３として導出する。また、候補駆動力導出部２０４は、下記の（９）式および（１０）式に要求駆動力差ＤＲおよび要求駆動力ＦＴを代入して、リヤ右駆動力ＦＲＲ３およびフロント駆動力ＦＦ３を導出する。
ＦＲＲ３＝ＦＲＬ３−ＤＲ・・・（９）
ＦＦ３＝ＦＴ−（ＦＲＲ３＋ＦＲＬ３）・・・（１０）

消費電力導出部２０６は、第１候補〜第３候補のフロントモータ１０２のトルク（フロントモータトルク）ＴＭＦｎ（ｎ：１〜３）、リヤ右モータ１０４のトルク（リヤ右モータトルク）ＴＭＲＲｎ（ｎ：１〜３）、および、リヤ左モータ１０６のトルク（リヤ左モータトルク）ＴＭＲＬｎ（ｎ：１〜３）を導出する。具体的には、消費電力導出部２０６は、フロント駆動力ＦＦｎ、タイヤ半径ＴＲ、回転数センサ１６２から取得したフロントモータ１０２の回転数（フロントモータ回転数）ＮＭＦを下記（１１）式に代入してフロントモータトルクＴＭＦｎを導出する。
ＴＭＦｎ＝ＦＦｎ×ＴＲ／ＮＭＦ・・・（１１）

また、消費電力導出部２０６は、リヤ右駆動力ＦＲＲｎ、タイヤ半径ＴＲ、回転数センサ１６４から取得したリヤ右モータ１０４の回転数（リヤ右モータ回転数）ＮＭＲＲを下記（１２）式に代入してリヤ右モータトルクＴＭＲＲｎを導出する。
ＴＭＲＲｎ＝ＦＲＲｎ×ＴＲ／ＮＭＲＲ・・・（１２）

また、消費電力導出部２０６は、リヤ左駆動力ＦＲＬｎ、タイヤ半径ＴＲ、回転数センサ１６６から取得したリヤ左モータ１０６の回転数（リヤ左モータ回転数）ＮＭＲＬを下記（１３）式に代入してリヤ左モータトルクＴＭＲＬｎを導出する。
ＴＭＲＬｎ＝ＦＲＬｎ×ＴＲ／ＮＭＲＬ・・・（１３）

次に、消費電力導出部２０６は、第１候補〜第３候補のフロントモータ１０２のモータ効率（フロントモータ効率）ｋＭＦｎ（ｎ：１〜３）、リヤ右モータ１０４のモータ効率（リヤ右モータ効率）ｋＭＲＲｎ（ｎ：１〜３）、および、リヤ左モータ１０６のモータ効率（リヤ左モータ効率）ｋＭＲＬｎ（ｎ：１〜３）を導出する。具体的には、消費電力導出部２０６は、フロントモータ回転数ＮＭＦおよびフロントモータトルクＴＭＦｎに基づいて、予めＲＯＭに格納されたフロントモータ効率マップを参照して、フロントモータ効率ｋＭＦｎを導出する。また、候補駆動力導出部２０４は、リヤ右モータ回転数ＮＭＲＲおよびリヤ右モータトルクＴＭＲＲｎに基づいて、予めＲＯＭに格納されたリヤ右モータ効率マップを参照して、リヤ右モータ効率ｋＭＲＲｎを導出する。また、候補駆動力導出部２０４は、リヤ左モータ回転数ＮＭＲＬおよびリヤ左モータトルクＴＭＲＬｎに基づいて、予めＲＯＭに格納されたリヤ左モータ効率マップを参照して、リヤ左モータ効率ｋＭＲＬｎを導出する。

そして、消費電力導出部２０６は、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎ（ｎ：１〜３）を、下記の（１４）式を用いて導出する。
ＰＥｎ＝ＴＭＦｎ×ＮＭＦ／ｋＭＦ／１０００
＋ＴＭＲＲｎ×ＮＭＲＲ／ｋＭＲＲ／１０００
＋ＴＭＲＬｎ×ＮＭＲＬ／ｋＭＲＬ／１０００・・・（１４）

駆動制御部２０８は、候補駆動力導出部２０４により導出された第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎのうちの最小値をとるいずれかの候補を選択する。そして、駆動制御部２０８は、選択した第１候補〜第３候補のいずれかの候補のフロントモータトルクＴＭＦｎでフロントモータ１０２を駆動させる。また、駆動制御部２０８は、選択した第１候補〜第３候補のいずれかの候補のリヤ右モータトルクＴＭＲＲｎでリヤ右モータ１０４を駆動させる。また、駆動制御部２０８は、選択した第１候補〜第３候補のいずれかの候補のリヤ左モータトルクＴＭＲＬｎでリヤ左モータ１０６を駆動させる。

このように、第１候補は、リヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに駆動力差がないと仮定した状態で、モータ全体での消費電力が最小となるように、フロント駆動力ＦＦ１とリヤ駆動力ＦＲ１との駆動力配分が導出される。そして、決定された駆動力配分および要求駆動力ＦＴに基づいて、フロント駆動力ＦＦ１、リヤ右駆動力ＦＲＲ１およびリヤ左駆動力ＦＲＬ１が導出されるとともに、消費電力ＰＥ１が導出される。したがって、リヤ右駆動力ＦＲＲ１とリヤ左駆動力ＦＲＬ１とに駆動力差がない場合、または、リヤ右駆動力ＦＲＲ１とリヤ左駆動力ＦＲＬ１との駆動力差が小さい場合には、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎのなかで消費電力ＰＥ１が最小となる。

一方で、例えば旋回時にはリヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに要求駆動力差ＤＲを設けてヨーレートを発生させ、旋回性能を向上させるようになされているが、このような場合には、第１候補は、リヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに駆動力差がないことを仮定しているので、モータ全体での消費電力ＰＥ１が増加してしまうことになる。特に、リヤ右駆動力ＦＲＲ１またはリヤ左駆動力ＦＲＬ１がマイナスの駆動力（制動力）となると、その分の駆動力を付加した駆動力で他のモータを駆動しなければならず、モータ全体での消費電力ＰＥ１がさらに増加してしまうことになる。そこで、本実施形態では、第１候補に対して、第２候補および第３候補が設けられている。

第２候補は、リヤ右駆動力ＦＲＲ２およびリヤ左駆動力ＦＲＬ２の一方の駆動力を０とした場合の消費電力ＰＥ２が導出される。旋回時等にはリヤ右駆動力とリヤ左駆動力とに駆動力差が設けられるが、リヤ右駆動力ＦＲＲ２およびリヤ左駆動力ＦＲＬ２の一方を０にすることで、要求駆動力差ＤＲを確保しながらも、旋回時等においてマイナスの駆動力（制動力）となることを防止し、消費電力を抑制することができる。

第３候補は、リヤ右駆動力ＦＲＲ３およびリヤ左駆動力ＦＲＬ３の一方をモータ最大駆動力ＦＲＲｍａｘまたはＦＲＬｍａｘとすることで、リヤ駆動力の駆動力配分を大きくしたときに消費電力が低くなるような場合に、要求駆動力差ＤＲを確保しつつ、他の候補と比較して消費電力を抑制することができる。

図２は、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６のモータ効率マップを示す図である。図２に示すように、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６は、ある一定の回転数範囲内では、最大トルクで駆動すると、モータ効率が最大となる。したがって、第３候補は、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６の一方が最大トルク（最大駆動力）で駆動することで、モータ全体として消費電力を小さくすることができる候補とも言える。

したがって、制御部１６０は、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎを導出した上で、最も消費電力が小さい候補を選択して、フロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６を制御することで、要求駆動力差ＤＲを確保しながらも、消費電力を抑制することができる。特に、横風により連続して要求駆動力差ＤＲを発生させなければならない場合に有効である。

図３および図４は、駆動制御処理の流れを説明したフローチャートである。図３に示すように、駆動制御処理を開始すると、信号取得部２００は、回転数センサ１６２、１６４、１６６、アクセルペダルセンサ１６８、ブレーキペダルセンサ１７０、ハンドルセンサ１７２、車速センサ１７４、加速度センサ１７６から信号を取得する（Ｓ１００）。

要求駆動力導出部２０２は、アクセルペダルの踏み込み量および車速Ｖに基づいて、要求駆動力マップを参照して、自動車１００全体での要求駆動力ＦＴを決定する。また、要求駆動力導出部２０２は、車速Ｖおよび回転角度に基づいて、要求駆動力差マップを参照して、要求駆動力差ＤＲを決定する（Ｓ１０２）。

候補駆動力導出部２０４は、車速Ｖおよび要求駆動力ＦＴに基づいて前後輪駆動力マップを参照してフロント駆動力ＦＦ１とリヤ駆動力ＦＲ１との駆動力配分を決定する。そして、候補駆動力導出部２０４は、駆動力配分および要求駆動力ＦＴに基づいてフロント駆動力ＦＦ１およびリヤ駆動力ＦＲ１を導出するとともに、上記の（１）式および（２）式を用いてリヤ右駆動力ＦＲＲ１およびリヤ左駆動力ＦＲＬ１を導出する（Ｓ１０４）。

次に、候補駆動力導出部２０４は、リヤ右駆動力ＦＲＲ２およびリヤ左駆動力ＦＲＬ２のうち、相対的に駆動力を小さくすべき一方の駆動力を０とする。また、候補駆動力導出部２０４は、リヤ左駆動力ＦＲＬ２＝０の場合には上記の（３）式および（４）式を用いてリヤ右駆動力ＦＲＲ２およびフロント駆動力ＦＦ２を導出し、リヤ右駆動力ＦＲＲ２＝０の場合には上記の（５）式および（６）式を用いてリヤ左駆動力ＦＲＬ２およびフロント駆動力ＦＦ２を導出する（Ｓ１０６）。

次に、候補駆動力導出部２０４は、リヤ右駆動力ＦＲＲ３およびリヤ左駆動力ＦＲＬ３のうち、相対的に駆動力を大きくすべき一方を決定する。そして、候補駆動力導出部２０４は、リヤ右駆動力ＦＲＲ３をリヤ左駆動力ＦＲＬ３より大きくすることを決定した場合、車速Ｖに基づいてリヤ右最大駆動力マップを参照して、現在の車速Ｖにおいてリヤ右モータ１０４が出力し得るリヤ右最大駆動力ＦＲＲｍａｘをリヤ右駆動力ＦＲＲ３として導出する。また、候補駆動力導出部２０４は、上記の（７）式および（８）式を用いてリヤ右駆動力ＦＲＲ３およびフロント駆動力ＦＦ３を導出する（Ｓ１０８）。

また、候補駆動力導出部２０４は、リヤ左駆動力ＦＲＬ３をリヤ右駆動力ＦＲＲ３より大きくすることを決定した場合、車速Ｖに基づいてリヤ左最大駆動力マップを参照して、現在の車速Ｖにおいてリヤ左モータ１０６が出力し得るリヤ左最大駆動力ＦＲＬｍａｘをリヤ左駆動力ＦＲＬ３として導出する。また、候補駆動力導出部２０４は、上記の（９）式および（１０）式を用いてリヤ右駆動力ＦＲＲ３およびフロント駆動力ＦＦ３を導出する（Ｓ１０８）。

消費電力導出部２０６は、第１候補のフロントモータトルクＴＭＦ１、リヤ右モータトルクＴＭＲＲ１およびリヤ左モータトルクＴＭＲＬ１を上記の（１１）式、（１２）式および（１３）式を用いて導出する（Ｓ１１０）。

また、消費電力導出部２０６は、第２候補のフロントモータトルクＴＭＦ２、リヤ右モータトルクＴＭＲＲ２およびリヤ左モータトルクＴＭＲＬ２を上記の（１１）式、（１２）式および（１３）式を用いて導出する（Ｓ１１２）。

また、消費電力導出部２０６は、第３候補のフロントモータトルクＴＭＦ３、リヤ右モータトルクＴＭＲＲ３およびリヤ左モータトルクＴＭＲＬ３を上記の（１１）式、（１２）式および（１３）式を用いて導出する（Ｓ１１４）。

次に、消費電力導出部２０６は、第１候補のフロントモータ効率ｋＭＦ１、リヤ右モータ効率ｋＭＲＲ１およびリヤ左モータ効率ｋＭＲＬ１を、フロントモータ効率マップ、リヤ右モータ効率マップおよびリヤ左モータ効率マップをそれぞれ参照して導出する（Ｓ１１６）。

また、消費電力導出部２０６は、第２候補のフロントモータ効率ｋＭＦ２、リヤ右モータ効率ｋＭＲＲ２およびリヤ左モータ効率ｋＭＲＬ２を、フロントモータ効率マップ、リヤ右モータ効率マップおよびリヤ左モータ効率マップをそれぞれ参照して導出する（Ｓ１１８）。

また、消費電力導出部２０６は、第３候補のフロントモータ効率ｋＭＦ３、リヤ右モータ効率ｋＭＲＲ３およびリヤ左モータ効率ｋＭＲＬ３を、フロントモータ効率マップ、リヤ右モータ効率マップおよびリヤ左モータ効率マップをそれぞれ参照して導出する（Ｓ１２０）。

次に、消費電力導出部２０６は、第１候補の消費電力ＰＥ１を上記の（１４）式を用いて導出し（Ｓ１２２）、第２候補の消費電力ＰＥ２を上記の（１４）式を用いて導出し（Ｓ１２４）、第３候補の消費電力ＰＥ３を上記の（１４）式を用いて導出する（Ｓ１２６）。

続いて、図４に示すように、駆動制御部２０８は、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎのうちの第１候補の消費電力ＰＥ１が最小値であるかを判定する（Ｓ１２８）。そして、第１候補の消費電力ＰＥ１が最小値であれば（Ｓ１２８においてＹＥＳ）、駆動制御部２０８は、フロントモータトルクＴＭＦ１、リヤ右モータトルクＴＭＲＲ１およびリヤ左モータトルクＴＭＲＬ１でフロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６をそれぞれ駆動させる（Ｓ１３０）。

第１候補の消費電力ＰＥ１が最小値でなければ（Ｓ１２８においてＮＯ）、駆動制御部２０８は、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎのうちの第２候補の消費電力ＰＥ２が最小値であるかを判定する（Ｓ１３２）。そして、第２候補の消費電力ＰＥ２が最小値であれば（Ｓ１３２においてＹＥＳ）、駆動制御部２０８は、フロントモータトルクＴＭＦ２、リヤ右モータトルクＴＭＲＲ２およびリヤ左モータトルクＴＭＲＬ２でフロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６をそれぞれ駆動させる（Ｓ１３４）。

一方、第２候補の消費電力ＰＥ２が最小値でなければ（Ｓ１３２においてＮＯ）、つまり、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎのうちの第３候補の消費電力ＰＥ３が最小値である。この場合、駆動制御部２０８は、フロントモータトルクＴＭＦ３、リヤ右モータトルクＴＭＲＲ３およびリヤ左モータトルクＴＭＲＬ３でフロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４およびリヤ左モータ１０６をそれぞれ駆動させ（Ｓ１３６）、当該駆動制御処理を終了する。

図５は、システム効率のシミュレーション結果を示す図である。図５（ａ）は、車速Ｖを４０ｋｍ／ｈとし、要求出力（要求駆動力に相当）を２０ｋＷとし、要求出力差（要求駆動力差に相当）を２ｋＷとした場合でのフロント出力（フロント駆動力に相当）、リヤ右出力（リヤ右駆動力に相当）、リヤ左出力（リヤ左駆動力に相当）、フロント出力損失、リヤ右出力損失、リヤ左出力損失および合計損失（消費電力に相当）を算出したシミュレーション結果である。なお、第１候補において駆動力差が０と仮定した状態での前後駆動力配分は１：１としている。以下、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）でも同様である。

また、図５（ｂ）は、車速Ｖを４０ｋｍ／ｈとし、要求出力を２０ｋＷとし、要求出力差を４ｋＷとした場合でのフロント出力、リヤ右出力、リヤ左出力、フロント出力損失、リヤ右出力損失、リヤ左出力損失および合計損失を算出したシミュレーション結果である。

また、図５（ｃ）は、車速Ｖを４０ｋｍ／ｈとし、要求出力を２８ｋＷとし、要求出力差を２ｋＷとした場合でのフロント出力、リヤ右出力、リヤ左出力、フロント出力損失、リヤ右出力損失、リヤ左出力損失および合計損失を算出したシミュレーション結果である。

また、図５（ｄ）は、車速Ｖを４０ｋｍ／ｈとし、要求出力を２８ｋＷとし、要求出力差を４ｋＷとした場合でのフロント出力、リヤ右出力、リヤ左出力、フロント出力損失、リヤ右出力損失、リヤ左出力損失および合計損失を算出したシミュレーション結果である。

図５（ａ）、（ｃ）に示すように、要求出力差が小さい２ｋＷの場合には第１候補の合計損失が最も小さいことから、第１候補の消費電力が最も小さくなることがわかる。また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、要求出力が２０ｋＷの場合であって、要求出力差が２ｋＷに比べて大きい４ｋＷの場合には、要求出力差が２ｋＷの場合と比べて第１候補の合計損失が増加し、第２候補および第３候補の合計損失が減少していることもわかる。そして、要求出力差が４ｋＷの場合には、第２候補の合計損失が最も小さいことから、第２候補の消費電力が最も小さくなることがわかる。

また、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、要求出力が２０ｋＷよりも大きい２８ｋＷで、要求出力差が２ｋＷに比べて大きい４ｋＷの場合には、要求出力が２０ｋＷと同様に、要求出力差が２ｋＷの場合と比べて第１候補の合計損失が増加し、第２候補および第３候補の合計損失が減少していることもわかる。一方で、要求出力差が４ｋＷの場合には、第３候補の合計損失が最も小さいことから、第３候補の消費電力が最も小さくなることがわかる。

このように、第１候補だけでなく、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎを導出した上で、最も消費電力ＰＥｎが小さい候補を選択して、フロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４、リヤ左モータ１０６を制御することで、要求駆動力差ＤＲを維持しながら、従来と比して消費電力を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、上述した実施形態において、第１候補〜第３候補の消費電力ＰＥｎを導出し、最も消費電力ＰＥｎが小さい候補を選択して、フロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４、リヤ左モータ１０６を制御するようにした。しかしながら、少なくとも第１候補および第２候補、または、第１候補および第３候補の消費電力ＰＥｎを導出し、最も消費電力ＰＥｎが低い候補を選択して、フロントモータ１０２、リヤ右モータ１０４、リヤ左モータ１０６を制御するようにすればよい。

また、上述した実施形態において、右前輪１１０および左前輪１１２をフロントモータ１０２で駆動し、右後輪１１４をリヤ右モータ１０４で駆動し、左後輪１１６をリヤ左モータ１０６で駆動するようにした。しかしながら、右前輪１１０と左前輪１１２とを独立して別々のモータで駆動し、右後輪１１４および左後輪１１６を１つのモータで駆動するようにしてもよい。

本発明は、モータのみで駆動する自動車に利用できる。

１００ …自動車
１０２ …フロントモータ（第３モータ）
１０４ …リヤ右モータ（第１モータ）
１０６ …リヤ左モータ（第２モータ）
１１０ …右前輪（第２右輪）
１１２ …左前輪（第２左輪）
１１４ …右後輪（第１右輪）
１１６ …左後輪（第１左輪）
１６０ …制御部
２０２ …要求駆動力導出部
２０４ …候補駆動力導出部
２０６ …消費電力導出部
２０８ …駆動制御部

Claims

第１右輪を駆動する第１モータと、
第１左輪を駆動する第２モータと、
前記第１右輪および前記第１左輪に対して前方または後方に設けられる第２右輪および第２左輪を駆動する第３モータと、
前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１右輪に伝達すべき第１要求駆動力、前記第１左輪に伝達すべき第２要求駆動力、ならびに、前記第２右輪および前記第２左輪に伝達すべき第３要求駆動力の和である合計要求駆動力を導出するとともに、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の駆動力差を導出する要求駆動力導出部と、
前記第１要求駆動力および前記第２要求駆動力に駆動力差がないと仮定した状態で、前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの合計の消費電力が最小となるように、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の和と前記第３要求駆動力との駆動力配分を決定するとともに、該駆動力配分、前記駆動力差および前記合計要求駆動力に基づいて、第１候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出し、また、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の一方が０となるように、該駆動力差および該合計要求駆動力に基づいて、第２候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出する候補駆動力導出部と、
第１候補の前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動した場合の前記第１モータの消費電力、第１候補の前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動した場合の前記第２モータの消費電力、および、第１候補の前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動した場合の前記第３モータの消費電力の和を第１候補の消費電力として導出し、また、第２候補の該第１要求駆動力で該第１右輪を駆動した場合の該第１モータの消費電力、第２候補の該第２要求駆動力で該第１左輪を駆動した場合の該第２モータの消費電力、および、第２候補の該第３要求駆動力で該第２右輪および該第２左輪を駆動した場合の該第３モータの消費電力の和を第２候補の消費電力として導出する消費電力導出部と、
前記第１候補および前記第２候補のうち消費電力が低い候補を選択し、選択した候補に対応する前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動するように前記第１モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動するように前記第２モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動するように前記第３モータを駆動させる駆動制御部と
を備えることを特徴とする自動車。
前記候補駆動力導出部は、
前記第１要求駆動力および前記第２要求駆動力の一方が、対応する前記第１モータまたは前記第２モータが現在の車速において出力し得る最大駆動力となるように、該車速、前記駆動力差および前記合計要求駆動力に基づいて、第３候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および前記第３要求駆動力を導出し、
前記消費電力導出部は、
前記第３候補の前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動した場合の前記第１モータの消費電力、該第３候補の前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動した場合の前記第２モータの消費電力、および、該第３候補の前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動した場合の前記第３モータの消費電力の和を該第３候補の消費電力として導出し、
前記駆動制御部は、
前記第１候補、前記第２候補および前記第３候補のうち消費電力が最も低い候補を選択することを特徴とする請求項１に記載の自動車。
第１右輪を駆動する第１モータと、
第１左輪を駆動する第２モータと、
前記第１右輪および前記第１左輪に対して前方または後方に設けられる第２右輪および第２左輪を駆動する第３モータと、
前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１右輪に伝達すべき第１要求駆動力、前記第１左輪に伝達すべき第２要求駆動力、ならびに、前記第２右輪および前記第２左輪に伝達すべき第３要求駆動力の合計である合計要求駆動力を導出するとともに、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の駆動力差を導出する要求駆動力導出部と、
前記第１要求駆動力および前記第２要求駆動力に駆動力差がないと仮定した状態で、前記第１モータ、前記第２モータおよび前記第３モータの合計の消費電力が最小となるように、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の和と前記第３要求駆動力との駆動力配分を決定するとともに、該駆動力配分、前記駆動力差および前記合計要求駆動力に基づいて、第１候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出し、また、該第１要求駆動力および該第２要求駆動力の一方が、対応する前記第１モータまたは前記第２モータが現在の車速において出力し得る最大駆動力となるように、該車速、該駆動力差および該合計要求駆動力に基づいて、第３候補の該第１要求駆動力、該第２要求駆動力および該第３要求駆動力を導出する候補駆動力導出部と、
第１候補の前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動した場合の前記第１モータの消費電力、第１候補の前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動した場合の前記第２モータの消費電力、および、第１候補の前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動した場合の前記第３モータの消費電力の和を第１候補の消費電力として導出し、また、第３候補の該第１要求駆動力で該第１右輪を駆動した場合の該第１モータの消費電力、第３候補の該第２要求駆動力で該第１左輪を駆動した場合の該第２モータの消費電力、および、第３候補の該第３要求駆動力で該第２右輪および該第２左輪を駆動した場合の該第３モータの消費電力の和を第３候補の消費電力として導出する消費電力導出部と、
前記第１候補および前記第３候補のうち消費電力が低い候補を選択し、選択した候補に対応する前記第１要求駆動力で前記第１右輪を駆動するように前記第１モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第２要求駆動力で前記第１左輪を駆動するように前記第２モータを駆動させ、選択した候補に対応する前記第３要求駆動力で前記第２右輪および前記第２左輪を駆動するように前記第３モータを駆動させる駆動制御部と
を備えることを特徴とする自動車。