JP2018503345A

JP2018503345A - 電気車両、電気車両の能動的安全制御システム、及び電気車両の能動的安全制御システムの制御方法、並びにモータコントローラ

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Publication number: JP2018503345A
Application number: JP2017532014A
Authority: JP
Inventors: ユーブォ・リェン; ホンビン・ルオ; チンタオ・ヂャン; ドンシォン・ヤン; ハイジュン・リュ
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2018-02-01
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Also published as: CN105691241A; JP6506844B2; WO2016095825A1; EP3213971A1; US10343525B2; EP3213971B1; US20170232848A1; KR20170072935A; EP3213971A4; CN105691241B

Abstract

電気車両、電気車両の能動的安全制御システム、及びその制御方法を開示する。電気車両は、複数の車輪（５）と、それぞれ前記複数の車輪（５）に対応する複数の電気モータ（３）と、車輪速度信号を生成する車輪速度検出モジュール（１００）と、前記電気車両についての方向情報を検出するハンドル回転角センサ（７）と、前記電気車両についてのヨー情報を検出するヨーレートセンサ（６）と、バッテリパック（１）とを含む。能動的安全制御システムは、車輪速度信号、電気車両についての方向情報、電気車両についてのヨー情報、バッテリパック（１）についての状態情報、及び複数の電気モータ（３）の状態情報を取得する取得モジュール（１１）と；電気車両の状態を判定する状態判定モジュール（１２）と；制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つの電気モータ（３）に伝達して、横滑りが生じる前且つ横滑りが横滑り限界範囲になる前に、前記少なくとも１つの電気モータ（３）に、少なくとも１つの対応する車輪（５）に対して駆動制御を実行させ、横滑りが横滑り限界範囲になったとき、前記少なくとも１つの電気モータ（３）に、前記少なくとも１つの対応する車輪（５）に対して制動制御を実行させる制御モジュール（１３）とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、電気車両、より具体的には、電気車両の能動的安全制御システム、電気車両の能動的安全制御システムの制御方法、及び電気車両の技術分野に関する。

電子的安定性プログラム（ＥＳＰ、電子車両安定性制御システム）は、極限の動作条件下で運転者が車両を安定に維持するのを支援することができる電子的自動車制御システムである。ＥＳＰは、通常、センサシステム（ハンドル回転角センサ、ヨー角速度センサ、横加速度センサ、及び車輪速度センサを含む）、油圧作動システム、及び電気制御ユニット（ＥＣＵ）からなる。ＥＳＰの基本原理は、車両が制御不能な不安定状態に入ることを防ぐために、運転者の操作意図に従って、臨界安定状態にある自動車に対して縦方向運動制御（間接的横方向力制御）を行い、また、同時に、極限の動作条件下の車両の操作特性を日常の運転の直線領域における動作条件下の操作特性と確実に一致させるというものであり、その結果、運転者は、直線領域における以前の運転経験に従って車両を操作できるようになり、それによって、車両を制御するという目的が達成される。

現在、従来の車両では、油圧式制動システムが必要不可欠である。したがって、現行の車両におけるＥＳＰは、油圧式制動に基づいて車両の安定な制御を行う。しかし、油圧式制動システムは、比較的複雑であり、比較的応答が遅く、且つコストが高い。

本願は、本発明者による以下の問題の理解及び研究に基づいて提供される。

関連技術において提供されている電子自動車安定性制御システムは、幾つかの車輪と、幾つかのセンサと、電源と、制御ユニットとを含む。センサは、感知した信号を制御ユニットに送信する。システムは、更に、車輪に組み込まれているハブモータを含む。ハブモータは、電力線を用いることによって電源に接続される。制御ユニットは、ハブモータに制御信号を送信する。この方法では、ＥＳＰの制御効果を達成するために、ハブモータの制動機能を使用して元の油圧式制動実行システムを置き換える。

分かる通り、全輪駆動電気自動車は、モータの制動フィードバック特性を使用することによってヨーモーメント制御を実行することができ、その結果、油圧式ＥＳＰの効果を置き換えることができる。しかし、電気自動車の低燃費及び高性能に対する要求によって、車両全体の質量及び車両全体の回転慣性が次第に大きくなっているので、車輪に組み込まれているハブモータは、配置スペースの限界により十分な回生制動力を提供することができない。したがって、能動的制御ヨーモーメントを提供するには固有の問題点が存在する。更に、車両全体の力学の観点から、関連技術における自動車電子安定性制御システムは、制動の観点のみから車両に対してヨー制御を実行し得るので、その結果、車両の操作安定性が理想的なものではなくなり、それによって、車両の安全性が低下する。

本発明の目的は、前述の技術的問題点のうちの１つを少なくとも解決することにある。

このために、本発明の第１の目的は、既存の油圧式電子安定性制御システムに存在する、システムが複雑である、コストが高い、及び応答速度が遅いという問題を解決して、車両の操作安定性及び安全性を大きく改善するために、電気車両の能動的安全制御システムを提供することにある。

本発明の第２の目的は、電気車両を提供することにある。本発明の第３の目的は、電気車両の能動的安全制御システムの制御方法を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明の第１の態様の実施形態は、電気車両の能動的安全制御システムであって、前記電気車両が、複数の車輪と、それぞれ前記複数の車輪に接続されている複数の変速機と、それぞれ前記複数の車輪に対応するようにそれぞれ前記複数の変速機に接続されている複数のモータと、前記複数の車輪の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと、前記電気車両の方向情報を検出するようになっているハンドル回転角センサと、前記電気車両のヨー情報を検出するようになっているヨーレートセンサと、バッテリパックとを含む能動的安全制御システムを提供する。能動的安全制御システムは、車輪速度検出モジュール、ハンドル回転角センサ、ヨーレートセンサ、バッテリパック、及び複数のモータに接続されており、且つ車輪速度信号、電気車両の方向情報、電気車両のヨー情報、バッテリパックのステータス情報、及び複数のモータのステータス情報を取得するようになっている取得モジュールと；前記車輪速度信号、前記電気車両の前記方向情報、及び前記電気車両の前記ヨー情報に従って前記電気車両のステータスを判定するようになっているステータス判定モジュールであって、前記電気車両のステータスが、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうになっているステータスと前記電気車両が横滑り限界区間に入っているステータスとを含むステータス判定モジュールと；前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、及び前記電気車両の前記ステータスに従って制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記制御命令に従って少なくとも１つの対応する車輪を制御させるようになっている制御モジュールであって、前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して駆動制御を実行させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して制動制御を実行させる制御モジュールとを含む。

本発明のこの実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムでは、電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、モータコントローラが能動的安全制御システムを制御して駆動力ヨー制御モードに入り、モータの駆動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両の姿勢を補正し、電気車両の旋回速度を改善し、制動によって引き起こされる車両速度の低下を回避し、電気車両の操作安定性を改善する。電気車両が横滑り限界区間に入っているとき、モータコントローラが能動的安全制御システムを制御して、駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入り、対応するモータの駆動力及び制動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両をより速やかに安定状態にし、それによって、電気車両の安全性を改善する。したがって、本発明のこの実施形態における電気車両の能動的安全制御システムでは、全輪ハブモータ＋変速機＋変速機軸の駆動構造が設けられ、これは、空間配置を容易にするだけでなく、電気車両の駆動及び制動フィードバック能を著しく改善することができるので、既存の油圧式電子安定性制御システムに存在する、システムが複雑である、コストが高い、及び応答速度が遅いという問題を解決し、車両の操作安定性及び安全性を更に大きく改善することができる。

前述の目的を達成するために、本発明の第２の態様の実施形態は、電気車両の前述の能動的安全制御システムを含むモータコントローラを提供する。

前述の目的を達成するために、本発明の第３の態様の実施形態は、電気車両の前述の能動的安全制御システムを含む電気車両を提供する。

本発明のこの実施形態に係る電気車両では、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モードに入り、モータの駆動力を使用することによってヨー制御を実行して、電気車両の姿勢を補正し、旋回速度を改善し、制動によって引き起こされる車両速度の低下を回避し、操作安定性を改善する。電気車両が横滑り限界区間に入っているとき、能動的安全制御システムが制御されて、駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入り、対応するモータの駆動力及び制動力を使用することによってヨー制御を実行して、電気車両をより速やかに安定状態にし、それによって、安全性を改善する。

前述の目的を達成するために、本発明の第４の態様の実施形態は、電気車両の制御方法を提供する。前記電気車両は、複数の車輪と、それぞれ前記複数の車輪に接続されている複数の変速機と、それぞれ前記複数の車輪に対応する複数のモータと、前記複数の車輪の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと、前記電気車両の方向情報を検出するようになっているハンドル回転角センサと、前記電気車両のヨー情報を検出するようになっているヨーレートセンサと、バッテリパックとを含む。前記制御方法は、車輪速度信号、電気車両の方向情報、電気車両のヨー情報、バッテリパックのステータス情報、及び複数のモータのステータス情報を取得する工程と；前記車輪速度信号、前記電気車両の前記方向情報、及び前記電気車両の前記ヨー情報に従って前記電気車両のステータスを判定する工程であって、前記電気車両のステータスが、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうになっているステータスと前記電気車両が横滑り限界区間に入っているステータスとを含む工程と；前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、及び前記電気車両の前記ステータスに従って制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記制御命令に従って少なくとも１つの対応する車輪を制御させる工程であって、前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して駆動制御を実行させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して制動制御を実行させる工程とを含む。

本発明のこの実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムの制御方法では、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、前記能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モードに入り、モータの駆動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両の姿勢を補正し、電気車両の旋回速度を改善し、制動によって引き起こされる車両速度の低下を回避し、電気車両の操作安定性を改善する。電気車両が横滑り限界区間に入っているとき、能動的安全制御システムが制御されて、駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入り、対応するモータの駆動力及び制動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両をより速やかに安定状態にし、それによって、電気車両の安全性を改善する。

前述の目的を達成するために、本発明は、更に、４つの車輪と；変速機軸を用いることによって各変速機が各車輪に接続されている４つの変速機と；各モータが各変速機に接続されている４つの独立に制御されるモータと；前記電気車両の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと；ハンドル回転角センサ及びヨーレートセンサモジュールと；バッテリパックと；高電圧ケーブルを用いることによってそれぞれ前記バッテリパック及び前記４つのモータに接続されているモータコントローラとを含む、電気車両の能動的安全制御システムを更に提供する。モータコントローラは、車輪速度検出モジュール、ハンドル回転角センサ、及びヨーレートセンサモジュールと通信する。モータコントローラは、ハンドル回転角センサ及びヨーレートセンサモジュールによって送信される電気車両のステータス信号、車輪速度信号、バッテリパックのステータス情報、及び４つのモータのステータス情報に従って制御命令を生成して前記４つのモータを制御する。電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、モータコントローラが能動的安全制御システムを制御して駆動力ヨー制御モードに入る。前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記モータコントローラが前記能動的安全制御システムを制御して、駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入る。

ある実施形態では、車輪速度検出モジュールは、４つの車輪速度センサ及び／又は４つの回転トランスセンサを含む。

ある実施形態では、ヨーレートセンサモジュールは、ヨー角速度センサ、鉛直加速度センサ、及び横加速度センサを含む。

ある実施形態では、電気車両の駆動プロセスにおいて、モータコントローラは、ハンドル回転角センサ及び車輪速度信号によって検出されるハンドル回転角信号に従って前記電気車両の標的ヨー角速度をリアルタイムで計算し、前記標的ヨー角速度を、ヨー角速度センサによって検出される前記電気車両の実際のヨー角速度と比較してヨー角速度差ΔΨ’を得る。同時に、モータコントローラは、車輪速度信号、ハンドル回転角信号、電気車両の実際のヨー角速度、及び横加速度センサによって検出される電気車両の横加速度に従って前記電気車両の後軸滑り角を計算する。モータコントローラは、電気車両の標的ヨー角速度及び実際のヨー角速度に従って、前記電気車両の車両全体の回転慣性を用いることによって、前記電気車両の標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭをリアルタイムで計算する。ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であるとき、モータコントローラは、能動的安全制御システムを制御して駆動力ヨー制御モードに入る。ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きいか又は後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きいとき、モータコントローラは、能動的安全制御システムを制御して、駆動力ヨー制御モード及び前記制動力ヨー制御モードに同時に入る。

ある実施形態では、能動的安全制御システムが駆動力ヨー制御モードに入った後、モータコントローラは、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用いることによって、その時点の状態における電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して、第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記電気車両に対してヨー制御を実行して、前記電気車両の姿勢を補正する。能動的安全制御システムが駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入った後、モータコントローラは、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用いることによって、制動力及びその時点の状態における前記電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して、ヨーモーメント差ΔＭを相殺する第２の逆向きヨーモーメントを得て、前記電気車両を安定状態にする。

ある実施形態では、電気車両がアンダーステア状態にあり且つ前記電気車両の前輪が横滑りしているとモータコントローラが判定したとき、ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下である場合、モータコントローラが４つの車輪のうちの左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きい場合、モータコントローラが左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの右後輪に対応するモータを制御して制動する。

ある実施形態では、電気車両がオーバーステア状態にあり且つ前記電気車両の後輪が横滑りしているとモータコントローラが判定したとき、後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下である場合、モータコントローラが４つの車輪のうちの右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きい場合、モータコントローラが右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの左前輪に対応するモータを制御して制動する。

前述の目的を達成するために、本発明は、更に、電気車両の能動的安全制御システムの制御方法であって、前記電気車両の車輪速度を検出して車輪速度信号を検出し、前記電気車両のステータス信号を検出する工程と、前記電気車両のステータス信号、前記車輪速度信号、前記電気車両のバッテリパックのステータス情報、及び前記電気車両の４つのモータのステータス情報に従って制御命令を生成して、前記４つのモータを制御する工程であって、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、前記能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モードに入り、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記能動的安全制御システムが制御されて、前記駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入る工程とを含む制御方法を提供する。

ある実施形態では、電気車両のステータス信号は、ハンドル回転角信号、電気車両の実際のヨー角速度、及び電気車両の横加速度を含む。

ある実施形態では、電気車両の駆動プロセスにおいて、ハンドル回転角信号及び車輪速度信号に従って前記電気車両の標的ヨー角速度をリアルタイムで計算し、前記標的ヨー角速度を前記電気車両の実際のヨー角速度と比較してヨー角速度差ΔΨ’を得る。更に、車輪速度信号、ハンドル回転角信号、電気車両の実際のヨー角速度、及び電気車両の横加速度に従って、電気車両の後軸滑り角を同時に計算し、電気車両の標的ヨー角速度及び実際のヨー角速度に従って、前記電気車両の車両全体の回転慣性を用いることによって、前記電気車両の標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭをリアルタイムで計算する。ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか、又は後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であるとき、能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モードに入る。ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きいか又は後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きいとき、能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入る。

ある実施形態では、能動的安全制御システムが駆動力ヨー制御モードに入った後、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用いることによって、その時点の状態における電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記電気車両に対してヨー制御を実行して前記電気車両の姿勢を補正する。能動的安全制御システムが駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入った後、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用いることによって、制動力及びその時点の状態における電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行し、ヨーモーメント差ΔＭを相殺する第２の逆向きヨーモーメントを得て、前記電気車両を安定状態にする。

ある実施形態では、電気車両がアンダーステア状態にあり且つ前記電気車両の前輪が横滑りしていると判定されたとき、ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下である場合、前記電気車両の４つの車輪のうちの左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ；ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きい場合、左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、４つの車輪のうちの右後輪に対応するモータを同時に制御して制動する。

ある実施形態では、電気車両がオーバーステア状態にあり且つ電気車両の後輪が横滑りしていると判定されたとき、後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下である場合、前記電気車両の４つの車輪のうちの右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ；後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きい場合、右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に４つの車輪のうちの左前輪に対応するモータを制御して制動する。

本開示の実施形態の更なる態様及び利点は、一部は以下の説明に記載され、一部は以下の説明から明らかとなるか、又は本発明の実施から理解されるであろう。

本発明の前述及び他の態様及び利点は、図面を参照する実施形態の以下の説明から明らかとなり、一層容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムの構造ブロック図である。図２は、本発明の実施形態に係る電気車両に用いられる能動的安全制御システムを含む電気車両の概略図である。図３は、本発明の実施形態に係る、電気車両がアンダーステアするときに能動的安全制御システムによって電気車両に対して実行される能動的安全制御の概略図である。図４は、本発明の実施形態に係る、電気車両がアンダーステアするときに能動的安全制御システムによって電気車両に対して実行される能動的安全制御の概略図である。図５は、本発明の別の実施形態に係る、電気車両がオーバーステアするときに能動的安全制御システムによって電気車両に対して実行される能動的安全制御の概略図である。図６は、本発明の別の実施形態に係る、電気車両がオーバーステアするときに能動的安全制御システムによって電気車両に対して実行される能動的安全制御の概略図である。図７は、本発明の実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムの制御方法のフローチャートである。

本発明の実施形態について詳細に言及する。図面を参照して本明細書に記載する実施形態は、説明及び例示のためのものであり、概して本発明を理解するために用いられるべきである。前記実施形態は、本発明を限定すると解釈すべきではない。同一の又は類似の要素、及び同一の又は類似の機能を有する要素には、明細書全体を通して同様の参照番号を付す。

本発明の様々な構造を実現するための多くの異なる実施形態又は実施例を以下の開示に提供する。本発明を簡略化するために、以下の具体的な実施例に構成要素及び設定を記載する。無論、これらは単なる例であり、本開示を限定することを意図するものではない。更に、本開示の異なる実施例において参照番号及び／又は文字を繰り返し用いることがある。かかる繰り返しは、簡略且つ明確にするためのものであり、繰り返し用いられる前記参照番号及び／又は文字様々な実施形態及び／又は設定間の関係を示すものではない。更に、様々な具体的プロセス及び材料の例を本発明に提供するが、当業者であれば、別のプロセス及び／又は別の材料の使用を適用可能であることを理解するであろう。更に、下記第２の特徴「上」に第１の特徴が存在する構造は、第１の特徴及び第２の特徴が互いに直接接触している実施形態も含み得、また、第１の特徴及び第２の特徴が直接接触しないように、第１の特徴と第２の特徴との間に更なる特徴を形成する実施形態も含み得る。

特に指定又は限定しない限り、本発明の記載では、用語「実装」、「接続」、及び「連結」、並びにこれらの変化形は、広く用いられ、例えば、機械的又は電気的な実装、接続、及び連結を包含し、また、２つの構成要素の内部実装、接続、及び連結であってもよく、更に、直接実装、接続、及び連結、並びに介在構造を用いることによる間接的実装、接続、及び連結であってもよく、前述の用語の具体的な意味は、具体的な状況に従って当業者により理解され得ると理解すべきである。

電気車両の能動的安全制御システム、電気車両の能動的安全制御システムの制御方法、及び本発明の実施形態に係る能動的安全制御システムを有する電気車両について、添付図面を参照して以下に説明する。

図１は、本発明のこの実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムの構造ブロック図である。電気車両は、複数の車輪と、それぞれ前記複数の車輪に接続されている複数の変速機と、それぞれ前記複数の車輪に対応するようにそれぞれ前記複数の変速機に接続されている複数のモータと、前記複数の車輪の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと、前記電気車両の方向情報を検出するようになっているハンドル回転角センサと、前記電気車両のヨー情報を検出するようになっているヨーレートセンサと、バッテリパックとを含む。

図１に示す通り、能動的安全制御システムは、取得モジュール１１と、ステータス判定モジュール１２と、制御モジュール１３とを含む。

取得モジュール１１は、車輪速度検出モジュールと、ハンドル回転角センサと、ヨーレートセンサと、バッテリパックと、電気車両の複数のモータとに接続されており、車輪速度信号、電気車両の方向情報、電気車両のヨー情報、バッテリパックのステータス情報、及び複数のモータのステータス情報を取得するようになっている。

ヨーレートセンサは、ヨー角速度センサと、鉛直加速度センサと、横加速度センサとを含んでいてよい。電気車両の方向情報は、ハンドル回転角センサによって検出されるハンドル回転角信号であってよい。電気車両のヨー情報は、ヨー角速度センサによって検出される実際のヨー角速度と、横加速度センサによって検出される横加速度とを含む。

ステータス判定モジュール１２は、車輪速度信号、電気車両の方向情報、及び電気車両のヨー情報に従って電気車両のステータスを判定するようになっている。電気車両のステータスは、電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうになっているステータスと電気車両が横滑り限界区間に入っているステータスとを含む。

ある実施形態では、ステータス判定モジュール１２は、更に、
ハンドル回転角信号及び車輪速度信号に従って電気車両の標的ヨー角速度を計算し、具体的には、標的ヨー角速度Ψ’_{ｔａｒｇｅｔ}は、以下の式：
（式中、Ｖ_ｘは、鉛直車両速度であり、δは、前輪回転角であり、Ｌは、軸距であり、Ｖ_ｃｈは、特徴車両速度である）を用いることによって計算してよく、
車輪速度信号、ハンドル回転角信号、実際のヨー角速度、及び横加速度に従って電気車両の後軸滑り角を計算し、具体的には、後軸滑り角α_ｒは、以下の式：
（式中、βは、質量中心滑り角であり、Ｌ_ｒは、質量中心と後軸との間の距離であり、Ψ’は、実際のヨー角速度であり、Ｖ_ｘは、垂直車両速度である）を用いることによって計算してよく、
標的ヨー角速度と実際のヨー角速度とのヨー角速度差ΔΨ’を取得し、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は前記後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であるとき、電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうであると判定し；ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きいか又は後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きいとき、電気車両が横滑り限界区間に入っていると判定するようになっていてよい。例えば、ヨー角速度差が０．２ｒａｄ／ｓ＞ΔΨ’＞０．１ｒａｄ／ｓを満たすときのみ、電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうであるとみなしてよい。ヨー角速度差がΔΨ’＞０．２ｒａｄ／ｓを満たすとき、電気車両が横滑り限界区間に入っているとみなしてよい。

制御モジュール１３は、バッテリパックのステータス情報、複数のモータのステータス情報、及び電気車両のステータスに従って制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記制御命令に従って少なくとも１つの対応する車輪を制御させるようになっており、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して駆動制御を実行させ；前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して制動制御を実行させる。

ある実施形態では、制御モジュール１３は、更に、
複数の車輪の駆動力を取得し、
前記複数の車輪の制動力を取得し、
電気車両の標的ヨー角速度及び車両全体の回転慣性に従って標的ヨーモーメントを計算し、前記標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭを取得し、前記実際のヨーモーメントは、ヨー角速度センサによって検出され、前記標的ヨーモーメントＭ_{ｔａｒｇｅｔ}は、以下の式：
（式中、Ｉは、Ｚ軸を中心とした車両全体の回転慣性であり、
ヨーモーメント差ΔＭは、以下の式：
を用いることによって計算してよい）を用いることによって計算してよく、
前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、バッテリパックのステータス情報、複数のモータのステータス情報、複数の車輪の駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って計算を実行して、第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントを前記少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記少なくとも１つの対応する車輪を制御させて駆動し、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って計算を実行して、第２の逆向きヨーモーメントを得、前記第２の逆向きヨーモーメントを前記少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記第２の逆向きヨーモーメントに従って前記少なくとも１つの対応する車輪を制御させて制動するようになっていてよい。

電気車両の車輪を駆動又は制動することによって提供されるヨーモーメントは完全に同じではないので、制御を実行するために車輪を選択するとき、通常、制御を実行するために最大の力を提供する車輪を選択する。

ある実施形態では、電気車両の車輪は、左前輪と、右前輪と、左後輪と、右後輪とを含んでいてよい。

横滑りしている車輪が前輪であり且つ電気車両が右折するとき、制御モジュール１３は、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、バッテリパックのステータス情報、複数のモータのステータス情報、及び複数の車輪の駆動力、及びヨーモーメント差ΔＭに従って、左後輪が必要としている第１の駆動力を計算し、前記第１の駆動力を前記左後輪に対応するモータに伝達して、前記左後輪に対応するモータに前記第１の駆動力に従って前記左後輪を制御させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左後輪が必要としている第２の駆動力及び右後輪が必要としている第１の制動力を計算し、前記第２の駆動力を前記左後輪に対応するモータに伝達し、前記第１の制動力を前記右後輪に対応するモータに伝達して、前記左後輪に対応するモータに前記第２の駆動力に従って前記左後輪を制御させ、前記右後輪に対応するモータに前記第１の制動力に従って前記右後輪を制御させるようになっていてよい。

横滑りしている車輪が前輪であり且つ電気車両が左折するとき、制御モジュール１３は、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、バッテリパックのステータス情報、複数のモータのステータス情報、及び複数の車輪の駆動力、及びヨーモーメント差ΔＭに従って、右後輪が必要としている第１の駆動力を計算し、前記第１の駆動力を前記右後輪に対応するモータに伝達して、前記右後輪に対応するモータに前記第１の駆動力に従って前記右後輪を制御させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右後輪が必要としている第２の駆動力及び前記左後輪が必要としている第１の制動力を計算し、前記第２の駆動力を前記右後輪に対応するモータに伝達し、前記第１の制動力を前記左後輪に対応するモータに伝達して、前記右後輪に対応するモータに前記第２の駆動力に従って前記右後輪を制御させ、前記左後輪に対応するモータに前記第１の制動力に従って前記左後輪を制御させるようになっていてよい。

横滑りしている車輪が後輪であり且つ電気車両が右折するとき、制御モジュール１３は、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、バッテリパックのステータス情報、複数のモータのステータス情報、複数の車輪の駆動力、及びヨーモーメント差ΔＭに従って、右前輪が必要としている第３の駆動力を計算し、前記第３の駆動力を前記右前輪に対応するモータに伝達して、前記右前輪に対応するモータに前記第３の駆動力に従って前記右前輪を制御させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右前輪が必要としている第４の駆動力及び前記左前輪が必要としている第２の制動力を計算し、前記第４の駆動力を前記右前輪に対応するモータに伝達し、前記第２の制動力を前記左前輪に対応するモータに伝達して、前記右前輪に対応するモータに前記第４の駆動力に従って前記右前輪を制御させ、前記左前輪に対応するモータに前記第２の制動力に従って前記左前輪を制御させるようになっていてよい。

横滑りしている車輪が後輪であり且つ電気車両が左折するとき、制御モジュール１３は、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、バッテリパックのステータス情報、複数のモータのステータス情報、複数の車輪の駆動力、及びヨーモーメント差ΔＭに従って、左前輪が必要としている第３の駆動力を計算し、前記第３の駆動力を前記左前輪に対応するモータに伝達して、前記左前輪に対応するモータに前記第３の駆動力に従って前記左前輪を制御させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左前輪が必要としている第４の駆動力及び前記右前輪が必要としている第２の制動力を計算し、前記第４の駆動力を前記左前輪に対応するモータに伝達し、前記第２の制動力を前記右前輪に対応するモータに伝達して、前記左前輪に対応するモータに前記第４の駆動力に従って前記左前輪を制御させ、前記右前輪に対応するモータに前記第２の制動力に従って前記右前輪を制御させるようになっていてよい。

ある実施形態では、電気車両に用いられる能動的安全制御システムは、前記電気車両のモータコントローラに組み込まれていてよい。前述の能動的安全制御システムは、別々のモジュールとして用い、電気車両に実装してもよく、又は電気車両のモータコントローラに組み込み、前記モータコントローラの一部として適用してもよい。

本発明は、更に、電気車両に用いられる前述の能動的安全制御システムを含むモータコントローラを提供する。

本発明は、更に、電気車両に用いられる前述の能動的安全制御システムを含む電気車両を提供する。図２に示す通り、図２は、本発明の実施形態に係る電気車両に用いられる能動的安全制御システムを含む電気車両の概略図である。

図２に示す通り、電気車両は、４つの車輪５と、４つの変速機４と、４つの独立に制御されるモータ３と、車輪速度検出モジュール１００と、ハンドル回転角センサ７と、ヨーレートセンサ６と、バッテリパック１と、４つの変速機軸８と、モータコントローラ２と、能動的安全制御システム２００とを含む。

各変速機４は、変速機軸８を用いることによって各車輪５に接続されている。各モータ３は、各変速機４に接続されている。車輪速度検出モジュール１００は、電気車両の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている。モータコントローラ２は、高電圧ケーブルを用いることによってそれぞれバッテリパック１及び４つのモータ３に接続されており、モータコントローラ２は、車輪速度検出モジュール１００、ハンドル回転角センサ７、及びヨーレートセンサ６と通信する。モータコントローラ２は、ハンドル回転角センサ７及びヨーレートセンサモジュール６によって送信される電気車両のステータス信号、車輪速度信号、バッテリパックのステータス情報、及び４つのモータのステータス情報に従って制御命令を生成して、４つのモータ３を制御する。電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、モータコントローラ２は、能動的安全制御システム２００を制御して駆動力ヨー制御モードに入り、即ち、電気車両の車輪に対して駆動制御を実行する。電気車両が横滑り限界区間に入っているとき、モータコントローラ２は、能動的安全制御システム２００を制御して、制動力ヨー制御モードに入り、即ち、電気車両の車輪に対して制動制御を実行し、好ましくは、駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入り、即ち、電気車両の一部の車輪に対して駆動制御を実行し、一部の車輪に対して制動制御を実行する。

具体的には、図２に示す通り、ハンドル回転角センサ７及びヨーレートセンサ６は、ＣＡＮネットワークを用いることによって、電気車両の感知されたステータス信号をモータコントローラ２に送信する。車輪速度検出モジュール１００は、４つの車輪速度センサ１０及び／又は４つの回転トランスセンサ９を含んでいてよい。４つの回転トランスセンサ９及び４つの車輪速度センサ１０は、リジッドケーブル又はＣＡＮネットワークを用いることによってモータコントローラ２に接続してよく、いずれも車輪速度を測定する機能を提供することができる。いずれかの車輪速度測定システムを選択してもよく、又は相互チェックのために両方の車輪速度測定システムを選択してもよい。この場合、１つの車輪速度測定システムが故障したとき、他の車輪速度測定システムによって測定された車輪速度を判定のための参考として用いてよい。図２に示す通り、２つの車輪速度測定システムは、それぞれ、４つの回転トランスセンサ９で形成され、４つの車輪速度センサ１０が、本発明のこの実施形態における電気車両の能動的安全制御システム２００において用いられる。４つのモータ３は、独立に制御され、互いに影響を及ぼさない。各モータ３は、各変速機４に固定して接続されている。各変速機４は、変速機軸８を用いることによって各車輪５に接続されている。

したがって、本発明のこの実施形態では、モータコントローラ２は、ハンドル回転角センサ７、ヨーレートセンサ６、回転トランスセンサ９、車輪速度センサ１０、バッテリパック１、及び４つのモータ３等の部材のステータス信号を受信し、電気車両の車両全体の姿勢及び道路表面の状態を判定する。電気車両の姿勢を調整する必要があるとき、モータコントローラ２は、ハンドル回転角センサ７、ヨーレートセンサ６、回転トランスセンサ９、及び車輪速度センサ１０によって検出されたデータに従って計算を実行して、対応する制御情報を得、バッテリパック１のステータス及び４つのモータ３の容量に従って制御命令を送信する。４つのモータ３は、駆動トルク又は制動トルクを送信し、モータコントローラ２によって設定された標的データに達するように車輪におけるトルクを変化させ、同時に、電気車両を安定状態に達するようにする。実行中、モータコントローラ２は、ハンドル回転角センサ７、ヨーレートセンサ６、回転トランスセンサ９、車輪速度センサ１０、バッテリパック１、及び４つのモータ３等の部材のステータスをリアルタイムでモニタリングし、受信されたパラメータを用いることによって判定を実行し、リアルタイムで標的パラメータを調整し、同時に、４つのモータ３に制御命令を送信する。

本発明の実施形態によれば、ヨーレートセンサは、ヨー角速度センサと、鉛直加速度センサと、横加速度センサとを含む。

更に、電気車両の駆動プロセスにおいて、モータコントローラ２は、ハンドル回転角センサ７及び車輪速度信号によって検出されるハンドル回転角信号に従ってリアルタイムで前記電気車両の標的ヨー角速度を計算し、前記標的ヨー角速度を、ヨー角速度センサによって検出される前記電気車両の実際のヨー角速度と比較してヨー角速度差ΔΨ’を得る。同時に、モータコントローラ２は、車輪速度信号、ハンドル回転角信号、電気車両の実際のヨー角速度、及び横加速度センサによって検出される前記電気車両の横加速度に従って前記電気車両の後軸滑り角βを計算し、前記モータコントローラ２は、前記電気車両の標的ヨー角速度及び実際のヨー角速度に従って、前記電気車両の車両全体の回転慣性を用いることによって、前記電気車両の標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭをリアルタイムで計算する。更に、モータコントローラ２においてヨー角速度差閾値Ψ１、即ち、第１の所定の角速度が設定される。後軸滑り角閾値β１は、第１の所定の角度（モータ駆動介入ヨー制御閾値）であり、ヨー角速度差閾値Ψ２は、第２の所定の角速度であり、後軸滑り角閾値β２は、第２の所定の角度（モータ制動介入ヨー制御閾値、即ち、ＥＳＰ介入閾値）である。

本発明のこの実施形態では、ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも小さいか又は後軸滑り角が第１の所定の角度よりも小さい場合、それは、電気車両が横滑りしておらず、車両全体が非常に安定しており、能動的安全制御システム２００が制御のために介入する必要がないことを示すことに留意すべきである。ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下である場合、それは、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうであり、駆動力ヨー制御モードに入るように能動的安全制御システム２００を制御する必要があることを示す。ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きいか又は後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きい場合、それは、電気車両が横滑り限界区間に入っており、駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入るように能動的安全制御システム２００を制御する必要があることを示す。

ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下である場合、それは、電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうであり、モータコントローラ２が能動的安全制御システム２００を制御して駆動力ヨー制御モードに入ることを示す。更に、能動的安全制御システム２００が駆動力ヨー制御モードに入った後、モータコントローラ２は、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用いることによって、その時点の状態における前記電気車両の前記４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して、第１の逆向きヨーモーメント（ΔＭの反対方向）を得、前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記電気車両に対してヨー制御を実行して、前記電気車両の姿勢を補正する。即ち、モータコントローラ２は、計算を実行して、各車輪毎に対応する有用な能動的制御ヨーモーメント値を得、計算された４つの有用な能動的制御ヨーモーメント値に従って選択して、１つ又は２つの最大の有用な能動的制御ヨーモーメント値に対応する車輪の駆動力を増大させて、ヨーモーメント制御を実行し、その結果、電気車両の旋回速度を改善することができ、電気車両の姿勢を補正することができ、電気車両の操作安定性を改善することができる。車両の姿勢が変化するにつれて、同じ車輪のトルク方向が変化することに留意すべきである。例えば、Ｔ１時点では、左前輪のトルクが有用であり、Ｔ２時点では、左前輪のトルクが相反効果を有し得るので、有用でなくなる。したがって、４つの車輪の逆向きヨーモーメントは即時的であり、要するに、有用な能動的制御ヨーモーメントである。

ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きいか又は後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きい場合、それは、電気車両が限界取付横滑り動作状態、即ち、横滑り限界区間に入っており、モータコントローラ２が、能動的安全制御システム２００を制御して駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入るとみなしてよい。更に、能動的安全制御システム２００が駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入った後、モータコントローラ２は、車両全体の力学モデル及び前記タイヤモデルを用いることによって、制動力及びその時点の状態における電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行し、ヨーモーメント差ΔＭを相殺する第２の逆向きヨーモーメントを得て、前記電気車両を安定状態にする。従来のＥＳＰと比べて、電気車両は、より速やかに安定状態に入ることができる。

図３及び図４は、アンダーステア状態にある電気車両を示し、図３は、左がアンダーステアしている電気車両を示し、図４は、右がアンダーステアしている電気車両を示す。

本発明のこの実施形態によれば、図３に示す通り、電気車両が左折アンダーステア状態にあり且つ電気車両の前輪が横滑りしているとき、ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下である場合、電気車両の４つの車輪のうちの右後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ；ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きい場合、右後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの左後輪に対応するモータを制御して制動する。

本発明のこの実施形態によれば、図４に示す通り、電気車両が右折アンダーステア状態にあり且つ電気車両の前輪が横滑りしているとき、ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下である場合、モータコントローラ２は、４つの車輪のうちの左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させて、駆動力によって生じる能動的ヨーモーメントＭ＝−ΔＭを確保し、それによって、電気車両の旋回速度を改善し、電気車両の操作安定性特性を改善し；ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きい場合、モータコントローラ２は、左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの右後輪に対応するモータを制御して制動して、能動的ヨーモーメントＭ＝−ΔＭを確保して、可能な限り速やかに電気車両を安定状態にする。電気車両の実際のヨー角速度と標的ヨー角速度との差が設定閾値よりも大きいが、後輪の滑り角が設定閾値に達しないとき、それは、前輪がアンダーステアしていることを示す。

図５及び図６は、オーバーステア状態にある電気車両を示し、図５は、左がオーバーステアしている電気車両を示し、図６は、右がオーバーステアしている電気車両を示す。電気車両がオーバーステア状態にあるとき、電気車両の後輪が横滑りしている。

本発明のこの実施形態によれば、図５に示す通り、電気車両が左折オーバーステア状態にあり且つ電気車両の後輪が横滑りしているとき、後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下である場合、電気車両の４つの車輪のうちの左前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ；後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きい場合、左前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの右前輪に対応するモータを制御して制動する。

本発明のこの実施形態によれば、図６に示す通り、電気車両が右折オーバーステア状態にあり且つ電気車両の後輪が横滑りしているとき、後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下である場合、モータコントローラ２は、４つの車輪のうちの右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させて、駆動力によって生じる能動的ヨーモーメントＭ＝−ΔＭを確保し、それによって、電気車両の旋回速度を改善し、電気車両の操作安定性特性を改善し；後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きい場合、モータコントローラ２は、右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの左前輪に対応するモータを制御して制動して、能動的ヨーモーメントＭ＝−ΔＭを確保して、可能な限り速やかに電気車両を安定状態にする。後輪の滑り角が設定閾値に達しているが、電気車両の実際のヨー角速度と標的ヨー角速度との差が設定閾値に達していない場合、それは、後輪がオーバーステアしていることを示す。

本発明のこの実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムでは、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、モータコントローラが前記能動的安全制御システムを制御して駆動力ヨー制御モードに入り、モータの駆動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両の姿勢を補正し、電気車両の旋回速度を改善し、制動によって引き起こされる車両速度の低下を回避し、電気車両の操作安定性を改善する。電気車両が横滑り限界区間に入っているとき、モータコントローラが能動的安全制御システムを制御して、駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入り、対応するモータの駆動力及び制動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両をより速やかに安定状態にし、それによって、電気車両の安全性を改善する。したがって、本発明のこの実施形態における電気車両の能動的安全制御システムでは、全輪ハブモータ＋変速機＋変速機軸の駆動構造が設けられ、これは、空間配置を容易にするだけでなく、電気車両の駆動及び制動フィードバック能を著しく改善することができるので、既存の油圧式電子安定性制御システムに存在する、システムが複雑である、コストが高い、及び応答速度が遅いという問題を解決し、車両の操作安定性及び安全性を更に大きく改善することができる。

図７は、本発明の実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムの制御方法のフローチャートである。能動的安全制御システムは、前述の実施形態に記載した電気車両の能動的安全制御システムであってよい。図７に示す通り、電気車両の能動的安全制御システムの制御方法は、以下の工程を含む。

Ｓ７０１：車輪速度信号、電気車両の方向情報、電気車両のヨー情報、バッテリパックのステータス情報、及び複数のモータのステータス情報を取得する工程。
電気車両のヨー情報は、電気車両の実際のヨー角速度及び電気車両の横加速度を含む。電気車両の方向情報は、ハンドル回転角センサによって検出することができ、電気車両の実際のヨー角速度及び電気車両の横加速度は、ヨーレートセンサを用いることによって検出することができる。

Ｓ７０２：車輪速度信号、電気車両の方向情報、及び電気車両のヨー情報に従って電気車両のステータスを判定する工程であって、前記電気車両のステータスが、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうになっているステータスと前記電気車両が横滑り限界区間に入っているステータスとを含む工程。

Ｓ７０３：バッテリパックのステータス情報、複数のモータのステータス情報、及び電気車両のステータスに従って制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記制御命令に従って少なくとも１つの対応する車輪を制御させる工程であって、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して駆動制御を実行させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して制動制御を実行させる工程。

本発明の実施形態によれば、電気車両の駆動プロセスにおいて、ハンドル回転角信号及び車輪速度信号に従って前記電気車両の標的ヨー角速度をリアルタイムで計算する。標的ヨー角速度を、電気車両の実際のヨー角速度と比較してヨー角速度差ΔΨ’を得る。同時に、車輪速度信号、ハンドル回転角信号、電気車両の実際のヨー角速度、及び電気車両の前記横加速度に従って電気車両の後軸滑り角を更に計算する。電気車両の標的ヨー角速度及び実際のヨー角速度に従って、前記電気車両の車両全体の回転慣性を用いることによって、前記電気車両の標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭをリアルタイムで計算する。ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であるとき、それは、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうであることを示し、能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モードに入る。ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きいか又は後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きいとき、電気車両が限界取付横滑り動作状態、即ち、横滑り限界区間に入っているとみなしてよく、能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入る。

更に、能動的安全制御システムが駆動力ヨー制御モードに入った後、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用い、その時点の状態における前記電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して、第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記電気車両に対してヨー制御を実行して、前記電気車両の姿勢を補正する。能動的安全制御システムが駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入った後、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用い、制動力及びその時点の状態における電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行し、ヨーモーメント差ΔＭを相殺する第２の逆向きヨーモーメントを得て、電気車両を安定状態にする。

本発明のこの実施形態によれば、図４に示す通り、電気車両が右折アンダーステア状態にあり且つ電気車両の前輪が横滑りしているとき、ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下である場合、電気車両の４つの車輪のうちの左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、ヨー角速度差ΔΨ’が第２の所定の角速度よりも大きい場合、左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの右後輪に対応するモータを制御して制動する。

本発明の別の実施形態によれば、図６に示す通り、電気車両が右折オーバーステア状態にあり且つ電気車両の後輪が横滑りしていると判定されたとき、後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下である場合、電気車両の４つの車輪のうちの右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きい場合、右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、４つの車輪のうちの左前輪に対応するモータを制御して制動する。

本発明のこの実施形態に係る電気車両の能動的安全制御システムの制御方法では、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、前記能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モードに入り、モータの駆動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両の姿勢を補正し、電気車両の旋回速度を改善し、制動によって引き起こされる車両速度の低下を回避し、電気車両の操作安定性を改善する。前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記能動的安全制御システムが制御されて前記駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入り、対応するモータの駆動力及び制動力を使用することによって電気車両に対してヨー制御を実行して、電気車両をより速やかに安定状態にし、それによって、電気車両の安全性を改善する。

フローチャートに記載されているか又は他の方式で記載されている任意のプロセス又は方法は、特定の論理関数又はプロセスのステップを実行するようになっている１以上の実行可能な命令を含むコードのモジュール、セグメント、又は部分として理解してよく、本発明の好ましい実行方式の範囲は、他の実施を含む。関数は、図示又は議論するもの以外の順序で実行してよい。例えば、関数は、関与する関数に従って実質的に同時に実行してもよく、又は関数は、反対の順序で実行してもよい。このことは、本開示の実施形態が属する分野の当業者によって理解されるはずである。

フローチャート中に表されているか又はその他の方式で記述された論理及び／又はステップは、例えば、論理機能を実現するための実行可能な命令の順序リストであると考えられてよく、具体的には、指令実行システム、装置、若しくは設備（例えば、コンピュータに基づくシステム、プロセッサを含むシステム、又は指令実行システム、装置又は設備から指令を取得して指令を実行することができる別のシステム等）によって使用するため、又はこれら指令実行システム、装置、若しくは設備を併用するためにいかなるコンピュータ可読媒体中でも実現することができる。本明細書について言えば、「コンピュータ可読媒体」は、指令実行システム、装置、若しくは設備によって使用するか又はこれら指令実行システム、装置、若しくは設備と併用するためのプログラムを含み、保存し、通信し、伝播し、又は伝送することができるいかなる装置であってもよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非網羅的リスト）としては、１以上のケーブルを有する電気接続部（電子装置）、ポータブルコンピュータカセット（磁気装置）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、及びコンパクト光ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）が挙げられる。更に、コンピュータ可読媒体は、プログラムが印刷された紙又は別の好適な媒体であってもよく、その理由は、例えば、紙又は別の媒体に対して光学スキャンを実行し、次いで、必要に応じて編集、解釈又は別の好適な方式で処理を行うことによってプログラムを電子的に取得し、前記プログラムをコンピュータメモリ中に保存することができるためである。

本発明の部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組合せを用いることによって実現できることが理解される。上記実現方式では、複数のステップ又は方法が、メモリに保存されているソフトウェア又はファームウェアによって実現され、好適な命令実行システムによって実行され得る。例えば、ハードウェアによる実現中、任意の別の実現方式と同様に、当技術分野において周知の以下の技術のうちのいずれか１つ又は組合せを実現のために用いてよい：データ信号の論理関数を実現するようになっている論理ゲート回路を有する別個の論理回路、好適な組合せの論理ゲート回路を有するアプリケーションに特化した集積回路、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等。

当業者は、前述の実施形態の方法において行われるステップの全て又は一部が、関連するハードウェアに命令するプログラムによって達成できることを理解することができる。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に保存することができる。前記プログラムを実行するとき、前述の方法の実施形態のステップを実行する。

更に、本発明の実施形態における関数ユニットは、処理ユニットに組み込んでもよく、物理的に別個のユニットであってもよく、或いは、２以上のユニットを１つのユニットに組み込んでもよい。組み込まれたモジュールは、ハードウェア又はソフトウェア機能モジュールの形態で実現され得る。組み込まれたモジュールがソフトウェア機能モジュールの形態で実現され、独立名製品として販売又は使用される場合、組み込まれたモジュールをコンピュータ可読記憶媒体に保存してもよい。

上述の記憶媒体は、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、又は光学ディスクであってよい。

本明細書全体を通して、「１つの実施形態」、「幾つかの実施形態」、「例」、「具体例」、又は「幾つかの例」等の参照用語の記載は、実施形態又は実施例に関連して記載されている具体的な機構、構造、材料、又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施形態又は例に含まれることを意味する。本明細書では、前述の用語の概念的記載は、必ずしも本開示の同じ実施形態又は例を指すものではない。更に、記載される具体的な機構、構造、材料、又は特徴は、任意の１以上の実施形態又は例において任意の好適な方法で組み合わせてよい。

本発明の実施形態を上に図示及び記載してきたが、当業者は、本発明の原理及び趣旨から逸脱することなしにこれら実施形態を様々に変更、変形、代替、及び改変できることを理解することができ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によって定義される。

Claims

電気車両に用いられる能動的安全制御システムであって、前記電気車両が、複数の車輪と、それぞれ前記複数の車輪に接続されている複数の変速機と、それぞれ前記複数の車輪に対応するようにそれぞれ前記複数の変速機に接続されている複数のモータと、前記複数の車輪の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと、前記電気車両の方向情報を検出するようになっているハンドル回転角センサと、前記電気車両のヨー情報を検出するようになっているヨーレートセンサと、バッテリパックとを含み、
前記能動的安全制御システムが、
前記車輪速度検出モジュール、前記ハンドル回転角センサ、前記ヨーレートセンサ、前記バッテリパック、及び前記複数のモータに接続されており、且つ前記車輪速度信号、前記電気車両の前記方向情報、前記電気車両の前記ヨー情報、前記バッテリパックのステータス情報、及び前記複数のモータのステータス情報を取得するようになっている取得モジュールと、
前記車輪速度信号、前記電気車両の前記方向情報、及び前記電気車両の前記ヨー情報に従って前記電気車両のステータスを判定するようになっているステータス判定モジュールであって、前記電気車両のステータスが、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうになっているステータスと前記電気車両が横滑り限界区間に入っているステータスとを含むステータス判定モジュールと、
前記バッテリパックのステータス情報、前記複数のモータのステータス情報、及び前記電気車両のステータスに従って制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに少なくとも１つの対応する車輪を前記制御命令に従って制御させるようになっている制御モジュールであって、前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して駆動制御を実行させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して制動制御を実行させる制御モジュールと
を含むことを特徴とする能動的安全制御システム。
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記制御モジュールによって生成される前記制御命令が、あるモータにそれに対応する車輪に対して制動制御を実行させ、別のモータに別の対応する車輪に対して駆動制御を実行させる請求項１に記載の能動的安全制御システム。
前記車輪速度検出モジュールが、車輪速度センサ及び／又は回転トランスセンサを含む請求項１から２のいずれかに記載の能動的安全制御システム。
前記ヨーレートセンサが、ヨー角速度センサ、鉛直加速度センサ、及び横加速度センサを含む請求項１から３のいずれかに記載の能動的安全制御システム。
前記電気車両の前記方向情報が、前記ハンドル回転角センサによって検出されるハンドル回転角信号であり、前記電気車両の前記ヨー情報が、前記ヨー角速度センサによって検出される実際のヨー角速度及び前記横加速度センサによって検出される横加速度を含み、
前記ステータス判定モジュールが、更に、
前記ハンドル回転角信号及び前記車輪速度信号に従って前記電気車両の標的ヨー角速度を計算し、
前記車輪速度信号、前記ハンドル回転角信号、前記実際のヨー角速度、及び前記横加速度に従って前記電気車両の後軸滑り角を計算し、
前記標的ヨー角速度と前記実際のヨー角速度とのヨー角速度差ΔΨ’を取得し、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は前記後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であるとき、前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうであると判定し；或いは前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きいか又は前記後軸滑り角が第２の所定の角度よりも大きいとき、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っていると判定するようになっている請求項４に記載の能動的安全制御システム。
前記制御モジュールが、更に、
前記複数の車輪の駆動力を取得し、
前記複数の車輪の制動力を取得し、
前記電気車両の前記標的ヨー角速度及び車両全体の回転慣性に従って前記電気車両の標的ヨーモーメントを計算し、前記標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭを取得するようになっており、
前記実際のヨーモーメントが前記ヨー角速度センサによって検出され、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って計算を実行して、第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントを前記少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記少なくとも１つの対応する車輪を制御させて駆動し、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って計算を実行して、第２の逆向きヨーモーメントを得、前記第２の逆向きヨーモーメントを前記少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記第２の逆向きヨーモーメントに従って前記少なくとも１つの対応する車輪を制御させて制動する請求項５に記載の能動的安全制御システム。
前記複数の車輪が、左前輪、右前輪、左後輪、及び右後輪を含む請求項６に記載の能動的安全制御システム。
横滑りしている車輪が前輪であり且つ前記電気車両が右折するとき、前記制御モジュールが、更に、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記バッテリパックのステータス情報、前記複数のモータのステータス情報、及び前記複数の車輪の駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左後輪が必要としている第１の駆動力を計算し、前記第１の駆動力を前記左後輪に対応するモータに伝達して、前記左後輪に対応するモータに前記第１の駆動力に従って前記左後輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左後輪が必要としている第２の駆動力及び前記右後輪が必要としている第１の制動力を計算し、前記第２の駆動力を前記左後輪に対応するモータに伝達し、前記第１の制動力を前記右後輪に対応するモータに伝達して、前記左後輪に対応するモータに前記第２の駆動力に従って前記左後輪を制御させ、前記右後輪に対応するモータに前記第１の制動力に従って前記右後輪を制御させるようになっている請求項７に記載の能動的安全制御システム。
横滑りしている車輪が前輪であり且つ前記電気車両が左折するとき、前記制御モジュールが、更に、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記バッテリパックのステータス情報、前記複数のモータのステータス情報、及び前記複数の車輪の駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右後輪が必要としている第１の駆動力を計算し、前記第１の駆動力を前記右後輪に対応するモータに伝達して、前記右後輪に対応するモータに前記第１の駆動力に従って前記右後輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右後輪が必要としている第２の駆動力及び前記左後輪が必要としている第１の制動力を計算し、前記第２の駆動力を前記右後輪に対応するモータに伝達し、前記第１の制動力を前記左後輪に対応するモータに伝達して、前記右後輪に対応するモータに前記第２の駆動力に従って前記右後輪を制御させ、前記左後輪に対応するモータに前記第１の制動力に従って前記左後輪を制御させるようになっている請求項７に記載の能動的安全制御システム。
横滑りしている車輪が後輪であり且つ前記電気車両が右折するとき、前記制御モジュールが、更に、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右前輪が必要としている第３の駆動力を計算し、前記第３の駆動力を前記右前輪に対応するモータに伝達して、前記右前輪に対応するモータに前記第３の駆動力に従って前記右前輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右前輪が必要としている第４の駆動力及び前記左前輪が必要としている第２の制動力を計算し、前記第４の駆動力を前記右前輪に対応するモータに伝達し、前記第２の制動力を前記左前輪に対応するモータに伝達して、前記右前輪に対応するモータに前記第４の駆動力に従って前記右前輪を制御させ、前記左前輪に対応するモータに前記第２の制動力に従って前記左前輪を制御させるようになっている請求項７に記載の能動的安全制御システム。
横滑りしている車輪が後輪であり且つ前記電気車両が左折するとき、前記制御モジュールが、更に、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左前輪が必要としている第３の駆動力を計算し、前記第３の駆動力を前記左前輪に対応するモータに伝達して、前記左前輪に対応するモータに前記第３の駆動力に従って前記左前輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左前輪が必要としている第４の駆動力及び前記右前輪が必要としている第２の制動力を計算し、前記第４の駆動力を前記左前輪に対応するモータに伝達し、前記第２の制動力を前記右前輪に対応するモータに伝達して、前記左前輪に対応するモータに前記第４の駆動力に従って前記左前輪を制御させ、前記右前輪に対応するモータに前記第２の制動力に従って前記右前輪を制御させるようになっている請求項７に記載の能動的安全制御システム。
前記能動的安全制御システムが、前記電気車両のモータコントローラに組み込まれている請求項１から１１のいずれかに記載の能動的安全制御システム。
請求項１から１１のいずれかに記載の電気車両に用いられる能動的安全制御システムを含むことを特徴とするモータコントローラ。
４つの車輪と、
変速機軸を用いることによってそれぞれ前記４つの車輪に接続されている４つの変速機と、
それぞれ前記４つの変速機に接続されている４つのモータと、
それぞれ前記４つの車輪に接続されており且つ前記４つの車輪の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと、
前記電気車両の方向情報を検出するようになっているハンドル回転角センサと、
前記電気車両のヨー情報を検出するようになっているヨーレートセンサと、
バッテリパックと、
請求項１から１２のいずれかに記載の電気車両に用いられる能動的安全制御システムと
を含むことを特徴とする電気車両。
各モータが、各変速機に固定して接続されている請求項１４に記載の電気車両。
電気車両に用いられる能動的安全制御システムの制御方法であって、前記電気車両が、複数の車輪と、それぞれ前記複数の車輪に接続されている複数の変速機と、それぞれ前記複数の車輪に対応するようにそれぞれ前記複数の変速機に接続されている複数のモータと、前記複数の車輪の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと、前記電気車両の方向情報を検出するようになっているハンドル回転角センサと、前記電気車両のヨー情報を検出するようになっているヨーレートセンサと、バッテリパックとを含み、前記制御方法が、
前記車輪速度信号、前記電気車両の前記方向情報、前記電気車両の前記ヨー情報、前記バッテリパックのステータス情報、及び前記複数のモータのステータス情報を取得する工程と、
前記車輪速度信号、前記電気車両の前記方向情報、及び前記電気車両の前記ヨー情報に従って前記電気車両のステータスを判定する工程であって、前記電気車両のステータスが、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうになっているステータスと前記電気車両が横滑り限界区間に入っているステータスとを含む工程と、
前記バッテリパックのステータス情報、前記複数のモータのステータス情報、及び前記電気車両のステータスに従って制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに少なくとも１つの対応する車輪を前記制御命令に従って制御させる工程であって、前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうなとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して駆動制御を実行させ、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記制御命令が前記少なくとも１つのモータに前記少なくとも１つの対応する車輪に対して制動制御を実行させる工程と
を含むことを特徴とする制御方法。
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、生成された前記制御命令が、あるモータにそれに対応する車輪に対して制動制御を実行させ、別のモータに別の対応する車輪に対して駆動制御を実行させる請求項１６に記載の制御方法。
前記車輪速度検出モジュールが、車輪速度センサ及び／又は回転トランスセンサを含む請求項１６から１７のいずれかに記載の制御方法。
前記電気車両の前記方向情報が、ハンドル回転角信号であり、前記電気車両の前記ヨー情報が、前記電気車両の実際のヨー角速度及び横加速度であり、
前記車輪速度信号、前記電気車両の前記方向情報、及び前記電気車両の前記ヨー情報に従って前記電気車両のステータスを判定する工程が、
前記ハンドル回転角信号及び前記車輪速度信号に従って前記電気車両の標的ヨー角速度を計算し、
前記車輪速度信号、前記ハンドル回転角信号、前記実際のヨー角速度、及び前記横加速度に従って前記電気車両の後軸滑り角を計算し、
前記標的ヨー角速度と前記実際のヨー角速度とのヨー角速度差ΔΨ’を取得し、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は前記後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であるとき、前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうである判定し；
前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きいか又は前記後軸滑り角が前記第２の所定の角度よりも大きいとき、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っていると判定することを含む請求項１６から１８のいずれかに記載の制御方法。
前記バッテリパックのステータス情報、前記複数のモータのステータス情報、及び前記電気車両のステータスに従って制御命令を生成し、前記制御命令を少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに少なくとも１つの対応する車輪を前記制御命令に従って制御させる工程が、
Ｓ１：前記複数の車輪の駆動力及び前記複数の車輪の制動力を取得し、
Ｓ２：前記電気車両の前記標的ヨー角速度及び車両全体の回転慣性に従って前記電気車両の標的ヨーモーメントを計算し、前記標的ヨーモーメントと前記ヨーレートセンサによって検出される実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭを取得し、
Ｓ３：前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうであると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って計算を実行して、第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントを前記少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記少なくとも１つの対応する車輪を制御させて駆動し、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っていると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って計算を実行して、第２の逆向きヨーモーメントを得、前記第２の逆向きヨーモーメントを前記少なくとも１つのモータに伝達して、前記少なくとも１つのモータに前記第２の逆向きヨーモーメントに従って前記少なくとも１つの対応する車輪を制御させて制動することを含む請求項１９に記載の制御方法。
前記複数の車輪が、左前輪、右前輪、左後輪、及び右後輪を含む請求項２０に記載の制御方法。
横滑りしている車輪が前輪であり且つ前記電気車両が右折するとき、工程Ｓ３が、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうであると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックのステータス情報、前記複数のモータのステータス情報、及び前記複数の車輪の駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左後輪が必要としている第１の駆動力を計算し、前記第１の駆動力を前記左後輪に対応するモータに伝達して、前記左後輪に対応するモータに前記第１の駆動力に従って前記左後輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っていると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左後輪が必要としている第２の駆動力及び前記右後輪が必要としている第１の制動力を計算し、前記第２の駆動力を前記左後輪に対応するモータに伝達し、前記第１の制動力を前記右後輪に対応するモータに伝達して、前記左後輪に対応するモータに前記第２の駆動力に従って前記左後輪を制御させ、前記右後輪に対応するモータに前記第１の制動力に従って前記右後輪を制御させることを含む請求項２１に記載の制御方法。
横滑りしている車輪が前輪であり且つ前記電気車両が左折するとき、工程Ｓ３が、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうであると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックのステータス情報、前記複数のモータのステータス情報、及び前記複数の車輪の駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右後輪が必要としている第１の駆動力を計算し、前記第１の駆動力を前記右後輪に対応するモータに伝達して、前記右後輪に対応するモータに前記第１の駆動力に従って前記右後輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っていると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右後輪が必要としている第２の駆動力及び前記左後輪が必要としている第１の制動力を計算し、前記第２の駆動力を前記右後輪に対応するモータに伝達し、前記第１の制動力を前記左後輪に対応するモータに伝達して、前記右後輪に対応するモータに前記第２の駆動力に従って前記右後輪を制御させ、前記左後輪に対応するモータに前記第１の制動力に従って前記左後輪を制御させることを含む請求項２１に記載の制御方法。
横滑りしている車輪が後輪であり且つ前記電気車両が右折するとき、工程Ｓ３が、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうであると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右前輪が必要としている第３の駆動力を計算し、前記第３の駆動力を前記右前輪に対応するモータに伝達して、前記右前輪に対応するモータに前記第３の駆動力に従って前記右前輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っていると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記右前輪が必要としている第４の駆動力及び前記左前輪が必要としている第２の制動力を計算し、前記第４の駆動力を前記右前輪に対応するモータに伝達し、前記第２の制動力を前記左前輪に対応するモータに伝達して、前記右前輪に対応するモータに前記第４の駆動力に従って前記右前輪を制御させ、前記左前輪に対応するモータに前記第２の制動力に従って前記左前輪を制御させることを含む請求項２１に記載の制御方法。
横滑りしている車輪が後輪であり且つ前記電気車両が左折するとき、工程Ｓ３が、
前記電気車両が横滑りしており且つ前記横滑り限界区間に入りそうであると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左前輪が必要としている第３の駆動力を計算し、前記第３の駆動力を前記左前輪に対応するモータに伝達して、前記左前輪に対応するモータに前記第３の駆動力に従って前記左前輪を制御させ、
前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っていると判定されたとき、前記判定に応じて、前記バッテリパックの前記ステータス情報、前記複数のモータの前記ステータス情報、前記複数の車輪の前記駆動力、前記複数の車輪の前記制動力、及び前記ヨーモーメント差ΔＭに従って、前記左前輪が必要としている第４の駆動力及び前記右前輪が必要としている第２の制動力を計算し、前記第４の駆動力を前記左前輪に対応するモータに伝達し、前記第２の制動力を前記右前輪に対応するモータに伝達して、前記左前輪に対応するモータに前記第４の駆動力に従って前記左前輪を制御させ、前記右前輪に対応するモータに前記第２の制動力に従って前記右前輪を制御させることを含む請求項２１に記載の制御方法。
４つの車輪と、
各変速機が変速機軸を用いることによって各車輪に接続されている４つの変速機と、
各モータが各変速機に接続されている４つの独立に制御されるモータと、
電気車両の車輪速度を検出して車輪速度信号を生成するようになっている車輪速度検出モジュールと、
ハンドル回転角センサ及びヨーレートセンサモジュールと、
バッテリパックと、
前記バッテリパック及び前記４つのモータにそれぞれ接続されているモータコントローラであって、前記車輪速度検出モジュール、前記ハンドル回転角センサ、及び前記ヨーレートセンサモジュールと通信し、前記ハンドル回転角センサ及び前記ヨーレートセンサモジュールによって送信される前記電気車両のステータス信号、前記車輪速度信号、前記バッテリパックのステータス情報、及び前記４つのモータのステータス情報に従って制御命令を生成して前記４つのモータを制御し、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、前記モータコントローラが能動的安全制御システムを制御して駆動力ヨー制御モードに入り、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記モータコントローラが前記能動的安全制御システムを制御して、前記駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入るモータコントローラと
を含むことを特徴とする電気車両の能動的安全制御システム。
前記車輪速度検出モジュールが、４つの車輪速度センサ及び／又は４つの回転トランスセンサを含む請求項２６に記載の電気車両の能動的安全制御システム。
前記ヨーレートセンサモジュールが、ヨー角速度センサ、鉛直加速度センサ、及び横加速度センサを含む請求項２６から２７のいずれかに記載の電気車両の能動的安全制御システム。
前記電気車両の駆動プロセスにおいて、前記モータコントローラが、前記ハンドル回転角センサ及び前記車輪速度信号によって検出されるハンドル回転角信号に従ってリアルタイムで前記電気車両の標的ヨー角速度を計算し、前記標的ヨー角速度を、前記ヨー角速度センサによって検出される前記電気車両の実際のヨー角速度と比較してヨー角速度差ΔΨ’を得、同時に、前記モータコントローラが、前記車輪速度信号、前記ハンドル回転角信号、前記電気車両の前記実際のヨー角速度、及び前記横加速度センサによって検出される前記電気車両の横加速度に従って前記電気車両の後軸滑り角を計算し、前記モータコントローラが、前記電気車両の前記標的ヨー角速度及び前記実際のヨー角速度に従って、前記電気車両の車両全体の回転慣性を用いることによって、前記電気車両の標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭをリアルタイムで計算し、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか又は前記後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であるとき、前記モータコントローラが、前記能動的安全制御システムを制御して前記駆動力ヨー制御モードに入り、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きいか又は前記後軸滑り角が前記第２の所定の角度よりも大きいとき、前記モータコントローラが、前記能動的安全制御システムを制御して、前記駆動力ヨー制御モード及び前記制動力ヨー制御モードに同時に入る請求項２８に記載の電気車両の能動的安全制御システム。
前記能動的安全制御システムが前記駆動力ヨー制御モードに入った後、前記モータコントローラが、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用いることによって、その時点の状態における前記電気車両の前記４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して、第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記電気車両に対してヨー制御を実行して、前記電気車両の姿勢を補正し、
前記能動的安全制御システムが前記駆動力ヨー制御モード及び前記制動力ヨー制御モードに同時に入った後、前記モータコントローラが、前記車両全体の力学モデル及び前記タイヤモデルを用いることによって、制動力及びその時点の状態における前記電気車両の前記４つの車輪の前記駆動力に従って計算を実行して、前記ヨーモーメント差ΔＭを相殺する第２の逆向きヨーモーメントを得て、前記電気車両を安定状態にする請求項２９に記載の電気車両の能動的安全制御システム。
前記電気車両がアンダーステア状態にあり且つ前記電気車両の前輪が横滑りしていると前記モータコントローラが判定したとき、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第１の所定の角速度よりも大きく且つ前記第２の所定の角速度以下である場合、前記モータコントローラが前記４つの車輪のうちの前記左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きい場合、前記モータコントローラが前記左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、前記４つの車輪のうちの前記右後輪に対応するモータを制御して制動する請求項２９に記載の電気車両の能動的安全制御システム。
前記電気車両がオーバーステア状態にあり且つ前記電気車両の後輪が横滑りしていると前記モータコントローラが判定したとき、
前記後軸滑り角が前記第１の所定の角度よりも大きく且つ前記第２の所定の角度以下である場合、前記モータコントローラが前記４つの車輪のうちの前記右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、
前記後軸滑り角が前記第２の所定の角度よりも大きい場合、前記モータコントローラが前記右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、同時に、前記４つの車輪のうちの前記左前輪に対応するモータを制御して制動する請求項２９に記載の電気車両の能動的安全制御システム。
請求項２６から３２のいずれかに記載の電気車両の能動的安全制御システムを含むことを特徴とする電気車両。
電気車両の能動的安全制御システムの制御方法であって、
前記電気車両の車輪速度を検出して車輪速度信号を検出し、前記電気車両のステータス信号を検出する工程と、
前記電気車両の前記ステータス信号、前記車輪速度信号、前記電気車両のバッテリパックのステータス情報、及び前記電気車両の４つのモータのステータス情報に従って制御命令を生成して、前記４つのモータを制御する工程であって、前記電気車両が横滑りしており且つ横滑り限界区間に入りそうなとき、前記能動的安全制御システムが制御されて駆動力ヨー制御モードに入り、前記電気車両が前記横滑り限界区間に入っているとき、前記能動的安全制御システムが制御されて、前記駆動力ヨー制御モード及び制動力ヨー制御モードに同時に入る工程と
を含むことを特徴とする制御方法。
前記電気車両のステータス信号が、ハンドル回転角信号、前記電気車両の実際のヨー角速度、及び前記電気車両の横加速度を含む請求項３４に記載の電気車両の能動的安全制御システムの制御方法。
前記電気車両の駆動プロセスにおいて、前記ハンドル回転角信号及び前記車輪速度信号に従って前記電気車両の標的ヨー角速度をリアルタイムで計算し、前記標的ヨー角速度を前記電気車両の前記実際のヨー角速度と比較してヨー角速度差ΔΨ’を得、更に、前記車輪速度信号、前記ハンドル回転角信号、前記電気車両の前記実際のヨー角速度、及び前記電気車両の前記横加速度に従って前記電気車両の後軸滑り角を同時に計算し、前記電気車両の前記標的ヨー角速度及び前記実際のヨー角速度に従って、前記電気車両の車両全体の回転慣性を用いることによって、前記電気車両の標的ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとのヨーモーメント差ΔＭをリアルタイムで計算し、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が第１の所定の角速度よりも大きく且つ第２の所定の角速度以下であるか、又は前記後軸滑り角が第１の所定の角度よりも大きく且つ第２の所定の角度以下であると判定されたとき、
前記判定に応じて、前記能動的安全制御システムが制御されて前記駆動力ヨー制御モードに入り、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きいか又は前記後軸滑り角が前記第２の所定の角度よりも大きいと判定されたとき、
前記判定に応じて、前記能動的安全制御システムが制御されて前記駆動力ヨー制御モード及び前記制動力ヨー制御モードに同時に入る請求項３５に記載の電気車両の能動的安全制御システムの制御方法。
前記能動的安全制御システムが前記駆動力ヨー制御モードに入った後、車両全体の力学モデル及びタイヤモデルを用いることによって、その時点の状態における前記電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して第１の逆向きヨーモーメントを得、前記第１の逆向きヨーモーメントに従って前記電気車両に対してヨー制御を実行して前記電気車両の姿勢を補正し、
前記能動的安全制御システムが前記駆動力ヨー制御モード及び前記制動力ヨー制御モードに同時に入った後、前記車両全体の力学モデル及び前記タイヤモデルを用いることによって、制動力及びその時点の状態における前記電気車両の４つの車輪の駆動力に従って計算を実行して、前記ヨーモーメント差ΔＭを相殺する第２の逆向きヨーモーメントを得て、前記電気車両を安定状態にする請求項３６に記載の電気車両の能動的安全制御システムの制御方法。
前記電気車両がアンダーステア状態にあり且つ前記電気車両の前輪が横滑りしていると判定されたとき、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第１の所定の角速度よりも大きく且つ前記第２の所定の角速度以下であると判定された場合、
前記判定に応じて、前記電気車両の４つの車輪のうちの前記左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、
前記ヨー角速度差ΔΨ’が前記第２の所定の角速度よりも大きいと判定された場合、
前記判定に応じて、前記左後輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、前記４つの車輪のうちの前記右後輪に対応するモータを同時に制御して制動する請求項３６に記載の電気車両の能動的安全制御システムの制御方法。
前記電気車両がオーバーステア状態にあり且つ前記電気車両の後輪が横滑りしていると判定されたとき、
前記後軸滑り角が前記第１の所定の角度よりも大きく且つ前記第２の所定の角度以下であると判定された場合、
前記判定に応じて、前記電気車両の４つの車輪のうちの前記右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、
前記後軸滑り角が前記第２の所定の角度よりも大きいと判定された場合、
前記判定に応じて、前記右前輪に対応するモータを制御して駆動力を増大させ、前記４つの車輪のうちの前記左前輪に対応するモータを同時に制御して制動する請求項３６に記載の電気車両の能動的安全制御システムの制御方法。