JP2020129935A - Vehicle power assistance system - Google Patents

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貴志 伊東
Takashi Ito
貴志 伊東
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Abstract

To provide a vehicle power assistance system which can bring SOC of a direct current power supply close to an optimum value while assuring improvement effect of yaw angular speed responsibility to steering by DYC.SOLUTION: A vehicle power assistance system comprises: each motor generator 102, 102 for exclusive use of DYC which generates a driving torque and a regenerative torque independently with left and right wheels 101, 101 in any one or both of front and rear wheels; each power inverter circuit 105, 105 for the left and right wheels; and a controller 110. The controller 110 calculates a torque required for the left and right motor generators 102, 102 by use of a rotation angle of each steering device 109 and a vehicle speed in order to generate a target yaw moment, and gives the same to each power inverter circuit 105, 105 as a torque command value. The controller 110 changes distribution of the torque command value given to the power inverter circuits 105, 105 for the left and right wheels depending on SOC value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、左右輪の駆動力差によるヨーモーメント制御、いわゆるダイレクト・ヨーモーメント・コントロール(以下、DYCと略記)の機能を備えた車両動力補助システムに関する。 The present invention relates to a vehicle power assist system having a function of yaw moment control based on a driving force difference between left and right wheels, so-called direct yaw moment control (hereinafter abbreviated as DYC).

従来、インホイールモータを備えた自動車において、左右輪の駆動力差により目標とするヨーモーメントを発生させ、操舵操作の初期におけるヨー角速度の応答性を向上させることが提案されている(特許文献1)。同文献には、左右輪を駆動する動力源が、単一の電動モータやエンジン(内燃機関)であってもよいことについても記載されている。 Conventionally, it has been proposed to generate a target yaw moment by a driving force difference between left and right wheels in an automobile equipped with an in-wheel motor to improve the response of the yaw angular velocity in the initial stage of the steering operation (Patent Document 1). ). The document also describes that the power source for driving the left and right wheels may be a single electric motor or engine (internal combustion engine).

特開2016−163459号公報JP, 2016-163459, A

一般に、電源保護のため、直流電源の充電状態(State Of Charge)(以下、SOCと略記)が下限の閾値を下回った場合は駆動が制限され、上限の閾値を上回った場合は回生が制限されるようにしている。
特許文献1に記載の発明では、目標とするヨーモーメントを発生させるトルクの半分を左右輪それぞれで増減しており、左右のトルク配分量(絶対値)は等しい。特許文献1の発明において電動モータを動力源とすると、直流電源のSOCが前記下限の閾値を下回った場合および前記上限の閾値を上回った場合は駆動および回生が制限され、要求されるトルクを左右輪で発生できず、ヨー角速度の応答性の改善効果は小さくなる。
Generally, in order to protect the power source, drive is limited when the state of charge (hereinafter, abbreviated as SOC) of the DC power source is below a lower limit threshold value, and regeneration is limited when it is above an upper limit threshold value. I am trying to do it.
In the invention described in Patent Document 1, half of the torque for generating the target yaw moment is increased/decreased for each of the left and right wheels, and the left and right torque distribution amounts (absolute values) are equal. When the electric motor is used as the power source in the invention of Patent Document 1, when the SOC of the DC power source is below the lower limit threshold value and above the upper limit threshold value, driving and regeneration are limited, and the required torque is left and right. It cannot be generated in the wheel, and the effect of improving the response of the yaw angular velocity becomes small.

この発明の目的は、DYCによる操舵に対するヨー角速度の応答性の改善効果を確保しながら、直流電源のSOCを最適値に近づけることができる車両動力補助システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a vehicle power assist system that can bring the SOC of the DC power supply close to an optimum value while ensuring the effect of improving the response of the yaw angular velocity to steering by DYC.

この発明の車両動力補助システムは、前後輪のいずれか一方または両方において左右の車輪で独立して駆動トルクおよび回生トルクを発生する左右輪用の各電動発電機と、
前記両電動発電機に共通に用いられる直流電源と、
前記直流電源と前記各電動発電機との間にそれぞれ設けられ、トルク指令を受けてそのトルク指令に対応する電力を前記各電動発電機に与える左右輪用の各電力変換回路と、
前記直流電源のSOCの値を検出するSOC検出器と、
車両のステアリング装置の回転角度を検出する角度検出器と、
前記車両の速度を検出する速度検出器と、
前記左右輪の駆動力差によるヨーモーメント制御における、目標とするヨーモーメントを発生させるために前記ステアリング装置の回転角度および前記車両の速度を用いて前記左右の電動発電機で必要なトルクを算出し、トルク指令値として前記左右輪用の各電力変換回路に与える制御器とを備え、
この制御器は、前記左右輪用の電力変換回路に与える前記トルク指令値の配分を、前記SOC検出器で得られた前記SOCの値によって変える。
The vehicle power assist system of the present invention includes left and right wheel motor generators that independently generate drive torque and regenerative torque on the left and right wheels on either or both of the front and rear wheels,
A DC power source commonly used for both motor generators,
Each power conversion circuit for the left and right wheels, which is provided between the DC power source and each of the motor generators, receives a torque command, and supplies power corresponding to the torque command to each of the motor generators,
An SOC detector for detecting the SOC value of the DC power supply,
An angle detector that detects the rotation angle of the vehicle steering device,
A speed detector for detecting the speed of the vehicle,
In yaw moment control based on the driving force difference between the left and right wheels, a torque required by the left and right motor generators is calculated using the rotation angle of the steering device and the vehicle speed in order to generate a target yaw moment. A controller provided as a torque command value to each power conversion circuit for the left and right wheels,
The controller changes distribution of the torque command value given to the power conversion circuits for the left and right wheels according to the SOC value obtained by the SOC detector.

この構成によると、前記制御器は、ステアリング装置の回転角度および車両の速度を用いて、左右輪の駆動力差によるヨーモーメント制御のために必要なトルクを算出する
ため、前記駆動力差によるヨーモーメント制御、つまりDYCが行える。
DYCは、左右輪の駆動力差によるヨーモーメント制御であるが、左右輪の駆動力差が保たれていれば、左右のトルク配分量が異なっていても同様のヨーモーメント制御が行える。例えば、左右輪の駆動力差が+100の場合、従来は左右輪のトルク配分量(絶対値)を等しく、旋回内側を−50、旋回外側を+50としているが、旋回内側を−70、旋回外側を+30としても、左右輪の駆動力差は+100であり、ヨーモーメント制御の効果は変わりがない。一方、左右輪のトルクの発生量を変えると、電力の消費量と回生による充電量とが変わる。
この発明は、この原理に着目し、直流電源のSOCの値に応じて、左右輪用の電力変換回路に与える前記トルク指令値の配分を変えている。そのため、DYCによる操舵に対するヨー角速度の応答性の改善効果を確保しながら、直流電源のSOCを最適値に近づけることができる。
With this configuration, the controller calculates the torque necessary for controlling the yaw moment due to the driving force difference between the left and right wheels by using the rotation angle of the steering device and the speed of the vehicle. Moment control, that is, DYC can be performed.
The DYC is a yaw moment control based on the driving force difference between the left and right wheels, but if the driving force difference between the left and right wheels is maintained, similar yaw moment control can be performed even if the left and right torque distribution amounts are different. For example, when the driving force difference between the left and right wheels is +100, conventionally, the torque distribution amounts (absolute values) of the left and right wheels are equal, and the inside of the turn is set to -50 and the outside of the turn is set to +50. Even if is set to +30, the driving force difference between the left and right wheels is +100, and the effect of yaw moment control remains unchanged. On the other hand, if the amount of torque generation of the left and right wheels is changed, the amount of power consumption and the amount of charge due to regeneration change.
This invention pays attention to this principle, and changes the distribution of the torque command value given to the power conversion circuits for the left and right wheels according to the SOC value of the DC power supply. Therefore, it is possible to bring the SOC of the DC power supply close to the optimum value while ensuring the effect of improving the response of the yaw angular velocity to the steering by DYC.

この発明において、前記制御器は、前記車両の速度と前記ステアリング装置の回転角度から操舵に対するヨー角速度の応答性を向上させるためのヨーモーメントを算出し、さらに前記直流電源の前記SOCの値を最適値に近づける前記電動発電機のトルクを算出するようにしてもよい。
DYCには幾つかの形式があるが、この構成の場合、ヨー角速度の応答性を向上させるためのヨーモーメントを算出するようにしたため、より適切なDYCによるヨー角速度の応答性が得られる。このようなヨーモーメントを算出したうえで、直流電源のSOCの値を最適値に近づける各動発電機のトルクを算出するため、DYCによる操舵に対するヨー角速度の応答性を向上させながら、直流電源のSOCを最適値に近づけることができる。 なお、SOCの値の最適値は、実際の最適値と若干のずれがあってもよく、適宜設定しておく。前記最適値は、通常走行において想定される充電(回生)または放電(駆動)が共に実現できる値(充電も放電もできる余力がある状態)である。例えば、充電する能力と放電する能力が同じであった場合、充電できる最大の容量の50%に最適値が設定される。また、例えば、充電する能力に対して、放電する能力が大きい場合は、充電できる最大容量の60%等に最適値が設定される。
In the present invention, the controller calculates a yaw moment for improving the response of the yaw angular velocity to steering from the speed of the vehicle and the rotation angle of the steering device, and further optimizes the value of the SOC of the DC power supply. You may make it calculate the torque of the said motor generator which approaches a value.
Although there are several types of DYC, in this configuration, since the yaw moment for improving the response of the yaw angular velocity is calculated, a more appropriate response of the yaw angular velocity by DYC can be obtained. After calculating such a yaw moment, the torque of each dynamic generator that brings the SOC value of the DC power supply closer to the optimum value is calculated. Therefore, while improving the responsiveness of the yaw angular velocity to the steering by DYC, The SOC can be brought close to the optimum value. The optimum SOC value may be slightly different from the actual optimum value, and is set appropriately. The optimum value is a value that can achieve both charging (regeneration) and discharging (driving) that are expected in normal traveling (a state in which there is enough capacity for charging and discharging). For example, when the charging ability and the discharging ability are the same, the optimum value is set to 50% of the maximum chargeable capacity. Further, for example, when the discharging capacity is larger than the charging capacity, the optimum value is set to 60% of the maximum chargeable capacity or the like.

この発明おいて、前記電動発電機を、前記車両の主駆動源に接続されていない車輪である従動輪の車輪用軸受に、電動発電機付き車輪用軸受装置として備えていてもよい。
DYCのための電動発電機を、一体の組み立て部品である電動発電機付き車輪用軸受装置として車輪用軸受に備える構成とすることで、コンパクトで取扱い性の良いものとできる。また、その電動発電機付き車輪用軸受装置を従動輪に配置することで、電動発電機を備えない車両に対して車輪回りの大きな設計変更を伴うことなく電動発電機を設置することができる。
前記電動発電機がDYC専用のものである場合は、走行駆動用のインホイールモータと異なり、車輪に納まる程度の大きさで済み、このことからも電動発電機の車輪への設置を、車輪回りの大きな設計変更を伴うことなく行える。
In the present invention, the motor generator may be provided as a wheel bearing device with a motor generator in a wheel bearing of a driven wheel that is a wheel that is not connected to the main drive source of the vehicle.
By providing a motor/generator for DYC in a wheel bearing as a motor-generator-equipped wheel bearing device that is an integrated assembly, compactness and good handleability can be achieved. Further, by disposing the bearing device for a wheel with a motor/generator on the driven wheels, the motor/generator can be installed in a vehicle not equipped with the motor/generator without a major design change around the wheel.
When the motor generator is dedicated to DYC, unlike the in-wheel motor for driving the vehicle, it only needs to be large enough to fit on the wheels. Therefore, it is necessary to install the motor generator on the wheels. Can be done without major design changes.

この発明において、前記制御器は、前記必要なヨーモーメントに基づき差分トルクを求め、差分トルクに対して定められたトルク配分率のトルク指令値を出力するようにしてもよい。
適切なトルク配分率を定めておき、必要なヨーモーメントに基づく差分トルクを前記トルク配分率で配分することで、DYCによる操舵に対するヨー角速度の応答性の改善効果を確保しながら直流電源のSOCを最適値に近づける制御が簡単に行える。トルク配分率は、例えばマップに定めておいても、また計算式中に設定しておいてもよい。
In the present invention, the controller may obtain a differential torque based on the necessary yaw moment and output a torque command value of a torque distribution rate determined for the differential torque.
By determining an appropriate torque distribution ratio and distributing the differential torque based on the required yaw moment at the torque distribution ratio, the SOC of the DC power supply can be maintained while ensuring the effect of improving the response of the yaw angular velocity to steering by DYC. It is easy to perform control to approach the optimum value. The torque distribution rate may be set in a map or set in a calculation formula, for example.

この構成の場合に、前記制御器は、少なくとも前記直流電源の前記SOCの値に基づき左右の前記電動発電機のトルク配分率を算出するようにしてもよい。
SOCの値に基づき左右の電動発電機のトルク配分率を算出するようにしておくことで、常にSOCを最適の値とすることができる。
In the case of this configuration, the controller may calculate the torque distribution rate of the left and right motor generators based on at least the SOC value of the DC power supply.
By calculating the torque distribution rates of the left and right motor generators based on the SOC value, the SOC can always be set to the optimum value.

また、前記制御器は、前記電動発電機の発生トルクが、駆動または回生が可能な最大トルクに達した場合に、前記駆動力差によるヨーモーメント制御に必要なヨーモーメントを発生させるトルクを維持するように前記左右の各電動発電機のトルクを補正するようにしてもよい。
電動発電機の駆動が可能なトルク、および回生が可能な最大トルクは、電動発電機によって決まっており、これ以上のトルクは、トルク指令値を大きくしても得られない。このような場合に、この例で、ヨーモーメント制御に必要なヨーモーメントを発生させるトルクを維持するように前記左右の各電動発電機のトルクを補正する。例えば、DYC制御による駆動側の電動発電機が最大トルクに達した場合は、回生側の電動発電機のトルク指令値の絶対値が大きくなるように補正する。
この場合、SOCを最適の値とする制御からは補正の程度に応じて遠ざかるが、駆動力差によるヨーモーメント制御に必要なヨーモーメントは維持され、適切なヨーモーメントによる曲線走行が行える。
In addition, the controller maintains a torque that generates a yaw moment required for yaw moment control by the driving force difference when the generated torque of the motor generator reaches the maximum torque that can be driven or regenerated. Thus, the torque of each of the left and right motor generators may be corrected.
The torque that can drive the motor-generator and the maximum torque that can be regenerated are determined by the motor-generator, and torque above this cannot be obtained even if the torque command value is increased. In such a case, in this example, the torques of the left and right motor generators are corrected so as to maintain the torque that generates the yaw moment required for yaw moment control. For example, when the drive-side motor/generator under the DYC control reaches the maximum torque, the absolute value of the torque command value of the regenerative-side motor/generator is corrected to be large.
In this case, although the control moves away from the control in which the SOC is set to the optimum value according to the degree of correction, the yaw moment required for the yaw moment control due to the driving force difference is maintained, and the curve running can be performed with an appropriate yaw moment.

前記制御器は、前記電動発電機の発生トルクが、駆動または回生が可能な最大トルクに達した場合に、充電または放電状態を維持するように前記左右輪用の各電動発電機のトルクを補正するようにしてもよい。
この場合、駆動力差によるヨーモーメント制御の制御性は多少低下するが、SOCの値を最適の値とする機能が維持される。
The controller corrects the torque of each motor generator for the left and right wheels so as to maintain the charged or discharged state when the generated torque of the motor generator reaches the maximum torque that can be driven or regenerated. You may do so.
In this case, the controllability of the yaw moment control due to the driving force difference is somewhat lowered, but the function of making the SOC value the optimum value is maintained.

この発明の車両動力補助システムは、前後輪のいずれか一方または両方において左右の車輪で独立して駆動トルクおよび回生トルクを発生する左右輪用の各電動発電機と、
前記両電動発電機に共通に用いられる直流電源と、
前記直流電源と前記各電動発電機との間にそれぞれ設けられ、トルク指令を受けてそのトルク指令に対応する電力を前記各電動発電機に与える左右輪用の各電力変換回路と、
前記直流電源のSOCの値を検出するSOC検出器と、
車両のステアリング装置の回転角度を検出する角度検出器と、
前記車両の速度を検出する速度検出器と、
前記左右輪の駆動力差によるヨーモーメント制御における、目標とするヨーモーメントを発生させるために前記ステアリング装置の回転角度および前記車両の速度を用いて前記左右の電動発電機で必要なトルクを算出し、トルク指令値として前記左右輪用の各電力変換回路に与える制御器とを備え、
この制御器は、前記左右輪用の電力変換回路に与える前記トルク指令値の配分を、前記SOC検出器で得られた前記SOCの値によって変えるため、
DYCによる操舵に対するヨー角速度の応答性の改善効果を確保しながら、直流電源のSOCを最適値に近づけることができる。
The vehicle power assist system of the present invention includes left and right wheel motor generators that independently generate drive torque and regenerative torque on the left and right wheels on either or both of the front and rear wheels,
A DC power source commonly used for both motor generators,
Each power conversion circuit for the left and right wheels, which is provided between the DC power source and each of the motor generators, receives a torque command, and supplies power corresponding to the torque command to each of the motor generators,
An SOC detector for detecting the SOC value of the DC power supply,
An angle detector that detects the rotation angle of the vehicle steering device,
A speed detector for detecting the speed of the vehicle,
In yaw moment control based on the driving force difference between the left and right wheels, a torque required by the left and right motor generators is calculated using the rotation angle of the steering device and the vehicle speed in order to generate a target yaw moment. A controller provided as a torque command value to each power conversion circuit for the left and right wheels,
This controller changes the distribution of the torque command value given to the power conversion circuits for the left and right wheels according to the value of the SOC obtained by the SOC detector.
It is possible to bring the SOC of the DC power supply close to the optimum value while ensuring the effect of improving the response of the yaw angular velocity to the steering by DYC.

この発明の一実施形態に係る車両動力補助システムを搭載した車両の一例を平面図で示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the vehicle carrying the vehicle power assistance system which concerns on one Embodiment of this invention in a top view. 車両動力補助システムを平面図で示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a vehicle power assistance system by a top view. 同車両動力補助システムにおける制御器の概念構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conceptual configuration of a controller in the vehicle power assist system. 同車両動力補助システムにおける電動発電機を車輪用軸受に設置した例を車輪と共に示す垂直断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing an example in which a motor generator in the vehicle power assist system is installed on a wheel bearing together with the wheel. 同図(a)〜(f)は、同車両動力補助システムの制御器によるトルク配分の各例を示す説明図である。(A)-(f) of the figure is an explanatory view showing each example of torque distribution by the controller of the vehicle power assist system. 同車両動力補助システムの制御器によるトルク配分率の決定例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of determination of the torque distribution rate by the controller of the same vehicle power assistance system. 同車両動力補助システムの制御器によるトルク配分率の他の決定例を示すグラフである。It is a graph which shows the other example of determination of the torque distribution rate by the controller of the same vehicle power assistance system. 同車両動力補助システムにおける左右の電動発電機のトルクと差分トルクの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the torque of a motor generator on either side and the difference torque in the vehicle power auxiliary system. 同車両動力補助システムにおける左右の電動発電機のトルクと差分トルクの関係の他の例を示すグラフである。6 is a graph showing another example of the relationship between the torque of the left and right motor generators and the differential torque in the vehicle power assist system.

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図1は、この車両動力補助システムを備える車両の一例を示す。車両1の主駆動源であるエンジン201は、駆動輪204に、クラッチ202およびトランスミッション203を介して機械的に接続されている。駆動輪204と機械的に非連結である従動輪となる車輪101に、この車両動力補助システムを構成する電動発電機102が搭載されている。
なお、図1の例において、電動発電機102は、エンジン201と連結された駆動輪204に搭載されてもよい。また主駆動源であるエンジン201は、前輪と後輪のどちらを駆動してもよく、四輪を駆動してもよい。さらに主駆動源は、電動発電機102とは別の電動発電機でもよいし、エンジンと電動発電機を組み合わせたハイブリッド型でもよい。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a vehicle including this vehicle power assist system. An engine 201, which is a main drive source of the vehicle 1, is mechanically connected to drive wheels 204 via a clutch 202 and a transmission 203. A motor generator 102 that constitutes this vehicle power assist system is mounted on a wheel 101 that is a driven wheel that is mechanically uncoupled from the drive wheel 204.
In the example of FIG. 1, the motor generator 102 may be mounted on the drive wheels 204 connected to the engine 201. The engine 201, which is the main drive source, may drive either the front wheels or the rear wheels, or may drive the four wheels. Further, the main drive source may be a motor generator different from the motor generator 102, or may be a hybrid type in which an engine and a motor generator are combined.

電動発電機102は、電力を供給することで駆動力を発生し、逆に車両の運動エネルギーを電力に変換することで発電するモータであり、この例では、変速機を用いないダイレクトドライブモータである。電動発電機102は、同期電動機、誘導電動機、直流電動機等、電気エネルギーと回転エネルギーを相互に変換できればよく、変速機構を備えてもよい。 The motor generator 102 is a motor that generates a driving force by supplying electric power and conversely converts kinetic energy of the vehicle into electric power to generate electric power. In this example, a direct drive motor that does not use a transmission is used. is there. The motor generator 102 may be a synchronous motor, an induction motor, a DC motor or the like as long as it can convert electric energy and rotational energy to each other, and may include a speed change mechanism.

電動発電機102は、車輪101の車輪用軸受と一体に設置されている。この実施形態における電動発電機102は、目標とするヨーモーメントを発生させるトルクを出力するだけに使用されるものであり、主駆動源として用いる場合と比べて小型化が可能である。このためタイヤホイール内に容易に収容できる大きさで済み、既存の車両に取り付ける場合でも大きな改造は必要ない。 The motor generator 102 is installed integrally with the wheel bearing of the wheel 101. The motor generator 102 in this embodiment is used only for outputting a torque for generating a target yaw moment, and can be downsized as compared with the case where it is used as a main drive source. Therefore, the size of the tire can be easily accommodated in the tire wheel, and no major modification is required even when the tire is mounted on an existing vehicle.

図4に電動発電機102の具体例を示す。電動発電機102は、従動輪である車輪101の車輪用軸受2に、電動発電機付き車輪用軸受装置10として備える。すなわち、車輪用軸受2と電動発電機102とで、一体のアセンブリとなる電動発電機付き車輪用軸受装置10を構成する。 FIG. 4 shows a specific example of the motor generator 102. The motor generator 102 is provided as a wheel bearing device 10 with a motor generator on the wheel bearing 2 of the wheel 101 that is a driven wheel. That is, the wheel bearing 2 and the motor generator 102 constitute a wheel generator bearing device 10 with a motor generator that is an integral assembly.

車輪用軸受2は、固定輪である外輪4に複列の転動体6を介して内輪5が回転自在に支持されている。内輪5は、外輪4よりも軸方向のアウトボード側に突出した箇所にハブフランジ7を有する。外輪4は、ハブフランジ7とは反対側(インボード側)の端部である車体取り付け面4aにおいて、ナックル等の足回りフレーム部品8に図示外のボルトで取付けられ、車体の重量を支持する。なおこの明細書において、車両用動力装置1が車両に搭載された状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。 In the wheel bearing 2, an inner ring 5 is rotatably supported by an outer ring 4, which is a fixed ring, via double-row rolling elements 6. The inner ring 5 has a hub flange 7 at a location projecting more toward the outboard side in the axial direction than the outer ring 4. The outer ring 4 is attached to the undercarriage frame component 8 such as a knuckle with a bolt (not shown) on the vehicle body mounting surface 4a that is the end portion (inboard side) opposite to the hub flange 7, and supports the weight of the vehicle body. .. In this specification, the side closer to the outer side in the vehicle width direction of the vehicle when the vehicle power unit 1 is mounted on the vehicle is called the outboard side, and the side closer to the center in the vehicle width direction of the vehicle is the inboard side. Call it the board side.

ハブフランジ7のアウトボード側の側面には、車輪101のリム11とディスク式のブレーキロータ12とが軸方向に重なった状態で、ハブボルト13により取り付けられている。リム11の外周にタイヤ14が取付けられている。ブレーキロータ12と図示外のブレーキキャリパ(図示せず)とで、摩擦ブレーキからなるブレーキ17が構成される。 A rim 11 of the wheel 101 and a disc type brake rotor 12 are attached to a side surface of the hub flange 7 on the outboard side by a hub bolt 13 in a state of overlapping in the axial direction. Tires 14 are attached to the outer periphery of the rim 11. The brake rotor 12 and a brake caliper (not shown) (not shown) form a brake 17 that is a friction brake.

電動発電機102は、車輪用軸受2の外輪4の外周面に取付けられたステータ18と、内輪5のハブフランジ7に取付けられたモータロータ(ロータ)19とを有する。ステータ18は、コア18aと、このコア18aの各ティースに巻回されたコイル(図示せず)とを有する。モータロータ19は、モータケースとなる回転ケース19aと、この回転ケース19aの内周に設けられる磁性体19bと、この磁性体19bに内蔵される図示外の永久磁石とを備え、回転ケース19aがハブフランジ7に取付けられている。 The motor generator 102 has a stator 18 attached to the outer peripheral surface of the outer ring 4 of the wheel bearing 2, and a motor rotor 19 attached to the hub flange 7 of the inner ring 5. The stator 18 has a core 18a and coils (not shown) wound around each tooth of the core 18a. The motor rotor 19 includes a rotating case 19a serving as a motor case, a magnetic body 19b provided on the inner circumference of the rotating case 19a, and a permanent magnet (not shown) built in the magnetic body 19b. The rotating case 19a is a hub. It is attached to the flange 7.

電動発電機102は、その全体が、ブレーキロータ12の円筒状の外周部12aよりも小径である。さらに電動発電機102におけるハブフランジ7への取付部を除く全体が、車輪用軸受2のインボード側の車体取り付け面4aと、ハブフランジ7との間の軸方向範囲L1に位置する。すなわち、電動発電機102は、ブレーキロータ12の外周部12bと外輪4の外周との間の径方向範囲に収められている。 The entire motor generator 102 has a smaller diameter than the cylindrical outer peripheral portion 12a of the brake rotor 12. Further, the entire portion of the motor generator 102 excluding the mounting portion to the hub flange 7 is located in the axial range L1 between the inboard side vehicle body mounting surface 4a of the wheel bearing 2 and the hub flange 7. That is, the motor generator 102 is housed in the radial range between the outer peripheral portion 12b of the brake rotor 12 and the outer periphery of the outer ring 4.

図2は、この実施形態の車両動力補助システムを平面図で示す概念図である。
電動発電機102は、前記のように車両1の少なくとも前後一方の左右の車輪101,101に搭載される。
ステアリング装置108は、ハンドル(図示せず)の操作、または自動運転のための上位制御装置(図示せず)から与えられる指令に従って、操舵輪となる車輪、例えば前輪となる車輪101を操舵する装置である。
角度検出器109は、ステアリング装置108の角度を検出する。ここで言う「ステアリング装置108の角度」は、操作側となるバンドルの回転角であっても、また操作の結果として角度を変えた車輪101の転舵角であってもよい。
FIG. 2 is a conceptual view showing the vehicle power assist system of this embodiment in a plan view.
The motor generator 102 is mounted on at least one of the front and rear wheels 101, 101 of the vehicle 1 as described above.
The steering device 108 is a device that steers a wheel to be a steered wheel, for example, a wheel 101 to be a front wheel, in accordance with a command given by a steering wheel (not shown) or a host controller (not shown) for automatic driving. Is.
The angle detector 109 detects the angle of the steering device 108. The "angle of the steering device 108" referred to here may be the rotation angle of the bundle on the operating side or the steering angle of the wheel 101 whose angle is changed as a result of the operation.

直流電源106は、前記左右の電動発電機102,102に共通に用いられる電源であり、電動発電機102,102毎に設けられた電力変換回路105,105をそれぞれ介して電動発電機102,102に接続される。直流電源106は、繰り返し充放電が可能な二次電池やコンデンサが使用される。二次電池としては、リチウムイオン電池や鉛蓄電池が用いられる。
SOC検出器107は、直流電源106の充電状態であるSOCを検出する。このSOCは、満充電から空充電までの充電の程度を表す値とされる。具体的には、直流電源106に蓄えられた電荷の量(単位[Ah])につき、
SOC=(残容量[Ah])/(満充電容量[Ah])
である。
直流電源106は、一般時に充電程度によって電圧が多少変化するため、SOC検出器107は、直接的には電圧を検出することでSOCを検出するものであってもよい。その場合に、SOC検出器107の出力値は、SOCの値の代わりとなる電圧値であってもよい。
The DC power source 106 is a power source that is commonly used by the left and right motor generators 102 and 102, and the motor generators 102 and 102 are provided via power conversion circuits 105 and 105 provided for the motor generators 102 and 102, respectively. Connected to. As the DC power supply 106, a secondary battery or a capacitor that can be repeatedly charged and discharged is used. A lithium ion battery or a lead storage battery is used as the secondary battery.
The SOC detector 107 detects the SOC of the DC power supply 106 in the charged state. This SOC is a value indicating the degree of charge from full charge to empty charge. Specifically, regarding the amount of electric charge (unit [Ah]) stored in the DC power supply 106,
SOC = (remaining capacity [Ah]) / (full charge capacity [Ah])
Is.
Since the voltage of the DC power source 106 generally changes slightly depending on the degree of charging, the SOC detector 107 may detect the SOC by directly detecting the voltage. In that case, the output value of the SOC detector 107 may be a voltage value instead of the SOC value.

電力変換回路105は、直流電源106と前記各電動発電機102との間に設けられ、トルク指令を受けてそのトルク指令に対応する電力を電動発電機102に与える回路である。電力変換回路105は、直流電源106の直流電力と、電動発電機102に対応する交流電力とを相互に変換するインバータ(図示せず)と、前記トルク指令を受けて前記インバータの出力を制御する電力制御手段(図示せず)とでなる。前記インバータは、直流電力を交流電力に変換する機能の他に、電動発電機102で発電した回生電力となる交流電力を直流に変換する機能、つまりAC/DCコンバータとしての機能を備える装置である。前記インバータは、電動発電機102が3相交流電動発電機であれば、直流と3相交流を相互に変換するインバータである。電力変換回路105における前記電力制御手段は、与えられたトルク指令が負の値であると、交流の回生電力を直流に変換する。 The power conversion circuit 105 is a circuit that is provided between the DC power supply 106 and each of the motor generators 102, receives a torque command, and gives power corresponding to the torque command to the motor generator 102. The power conversion circuit 105 controls the output of the inverter by receiving the torque command and an inverter (not shown) that mutually converts the DC power of the DC power supply 106 and the AC power corresponding to the motor generator 102. Power control means (not shown). The inverter is a device having a function of converting DC power into AC power, as well as a function of converting AC power that is regenerative power generated by the motor generator 102 into DC, that is, a function as an AC/DC converter. .. The inverter is an inverter that converts direct current and three-phase alternating current to each other if the motor generator 102 is a three-phase alternating current motor generator. When the applied torque command has a negative value, the power control means in the power conversion circuit 105 converts AC regenerative power into DC.

電動発電機102に付随して設けられた角度検出器103は、電動発電機102の回転角度を検出する。角度検出器103は、レゾルバ、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ、ホールセンサ、MRセンサのいずれかを使用してもよい。
速度演算器104は、各電動発電機102の角度検出器103より、2つの電動発電機102の回転角度を取得し、各電動発電機102の回転速度および車両1の速度を演算する。
An angle detector 103 provided along with the motor generator 102 detects the rotation angle of the motor generator 102. The angle detector 103 may use any one of a resolver, an optical encoder, a magnetic encoder, a Hall sensor, and an MR sensor.
The speed calculator 104 acquires the rotation angles of the two motor generators 102 from the angle detector 103 of each motor generator 102, and calculates the rotation speed of each motor generator 102 and the speed of the vehicle 1.

制御器110は、左右の車輪101,101の駆動力差によるヨーモーメント制御を行う制御手段であり、その目標とするヨーモーメントを発生させるために前記左右の電動発電機101,101で必要なトルクを算出し、トルク指令値として左右輪用の各電力変換回路105,105に与える。 The controller 110 is a control unit that performs yaw moment control based on the driving force difference between the left and right wheels 101, 101, and the torque required by the left and right motor generators 101, 101 to generate the target yaw moment. Is calculated and given as a torque command value to each of the power conversion circuits 105, 105 for the left and right wheels.

図3に具体例を示すように、制御器110は、ヨーモーメント算出部111、トルク算出部112、およびトルク補正部113から構成される。
ヨーモーメント算出部111は、車両1の速度およびステアリング装置108の角度に基づき、DYCによる目標とするヨーモーメントを算出する。
トルク算出部112は、少なくとも目標とするヨーモーメントおよび直流電源106のSOCに基づき、電動発電機102で必要なトルクを算出する。
トルク補正部113は、電動発電機102の駆動または回生が可能な最大トルクに基づいて必要なトルクを、例えば後に図8または図9と共に説明するように補正し、電力変換回路105にトルク指令値を与えて左右の電動発電機102の駆動トルクまたは回生トルクを個々に制御する。なお、電動発電機102の駆動可能な最大トルクおよび回生が可能な最大トルクは、電動発電機102により定まっており、その最大トルクはトルク補正部113にパラメータとして、または制御式中に定められている。
As shown in a specific example in FIG. 3, the controller 110 includes a yaw moment calculation unit 111, a torque calculation unit 112, and a torque correction unit 113.
The yaw moment calculation unit 111 calculates a target yaw moment by DYC based on the speed of the vehicle 1 and the angle of the steering device 108.
The torque calculation unit 112 calculates the torque required for the motor generator 102 based on at least the target yaw moment and the SOC of the DC power supply 106.
The torque correction unit 113 corrects the required torque based on the maximum torque that can drive or regenerate the motor generator 102, for example, as described later with reference to FIG. 8 or FIG. 9, and outputs the torque command value to the power conversion circuit 105. Is applied to control the drive torque or the regenerative torque of the left and right motor generators 102 individually. The maximum torque that the motor generator 102 can drive and the maximum torque that can be regenerated are determined by the motor generator 102, and the maximum torque is determined by the torque correction unit 113 as a parameter or in a control formula. There is.

以下では、制御器110において、直流電源106のSOCに応じて電動発電機102のトルクを算出して制御する方法の例について述べる。 In the following, an example of a method in which the controller 110 calculates and controls the torque of the motor generator 102 according to the SOC of the DC power supply 106 will be described.

<操舵およびヨーモーメントに対するヨー角速度の応答>
車両1に固定した座標系について、前後輪ともに左右のタイヤ特性および横すべり角が等しいとみなして平面2自由度モデルを用いて車両運動を記述すると、車両1の横方向の運動および車両重心点を通る鉛直軸回りのヨーイング運動は、反時計回りを正としてそれぞれ式(1)、式(2)で表される。
<Response of yaw angular velocity to steering and yaw moment>
Regarding the coordinate system fixed to the vehicle 1, assuming that the left and right tire characteristics and the sideslip angles are the same for both the front and rear wheels, describing the vehicle motion using the planar two-degree-of-freedom model, the lateral motion of the vehicle 1 and the vehicle center of gravity point are described. The yawing motion about the vertical axis passing through is represented by equations (1) and (2), respectively, with the counterclockwise direction being positive.

Figure 2020129935
Figure 2020129935

Figure 2020129935
Figure 2020129935

式(1)および式(2)をラプラス変換して整理すると、操舵およびヨーモーメント対するヨー角速度は式(3)で表される。 When the equations (1) and (2) are Laplace transformed and arranged, the yaw angular velocity with respect to the steering and the yaw moment is expressed by the equation (3).

Figure 2020129935
Figure 2020129935

Figure 2020129935
Figure 2020129935


式(3)より、操舵角により発生するヨー角速度γδ(s)およびヨーモーメントにより発生するヨー角速度γM(s)はそれぞれ式(4)、式(5)で表される。
From the equation (3), the yaw angular velocity γ δ (s) generated by the steering angle and the yaw angular velocity γ M (s) generated by the yaw moment are represented by the equations (4) and (5), respectively.

Figure 2020129935
Figure 2020129935


<DYCにおけるヨーモーメントの算出>
目標とするヨー角速度γ(s)を式(6)のように設定する。

Figure 2020129935

ここで、αは制御パラメータである。 <Calculation of yaw moment in DYC>
The target yaw angular velocity γ t (s) is set as in equation (6).

Figure 2020129935

Here, α is a control parameter.

目標とするヨー角速度γ(s)と操舵角により発生するヨー角速度γδ(s)との差分を、ヨーモーメントにより発生するヨー角速度γM(s)で補うことでヨー角速度の応答性を向上する。よってγM(s)は式(7)となる。 By compensating for the difference between the target yaw angular velocity γ t (s) and the yaw angular velocity γ δ (s) generated by the steering angle with the yaw angular velocity γ M (s) generated by the yaw moment, the response of the yaw angular velocity is improved. improves. Therefore, γ M (s) is given by equation (7).

Figure 2020129935
Figure 2020129935

式(7)に式(4)、式(5)、式(6)を代入して整理すると、ヨーモーメントMZ(s)は式(8)で表される。 By substituting Equation (4), Equation (5), and Equation (6) into Equation (7) and rearranging, the yaw moment M Z (s) is represented by Equation (8).


Figure 2020129935


したがって、式(6)のαによって目標とするヨー角速度γ(s)を決定し、これを式(8)のヨーモーメントMZ(s)で実現する。
Figure 2020129935


Therefore, the target yaw angular velocity γ t (s) is determined by α in Expression (6), and this is realized by the yaw moment M Z (s) in Expression (8).

<電動発電機のトルクの算出>
前後輪のうち電動発電機102が搭載された側のトレッドをD,電動発電機102が搭載された車輪101のタイヤ14の動的有効半径をR、左右の電動発電機102のトルクをそれぞれT,Tとすると、ヨーモーメントMを発生させる左右の電動発電機102の差分トルクTは、式(9)で表される。ただし、T,Tは車両1を前進させる方向(駆動)が正、ヨーモーメントは車両上方から見て反時計回りが正である。
<Calculation of motor generator torque>
Of the front and rear wheels, the tread on the side where the motor generator 102 is mounted is D, the dynamic effective radius of the tire 14 of the wheel 101 on which the motor generator 102 is mounted is R, and the torque of the left and right motor generators 102 is T, respectively. L, and the T R, the difference torque T d of the left and right of the motor generator 102 for generating the yaw moment M z is expressed by equation (9). However, T L and T R are positive in the direction (drive) for moving the vehicle 1 forward, and the yaw moment is positive in the counterclockwise direction when viewed from above the vehicle.

Figure 2020129935
Figure 2020129935

ここでεは、差分トルクTに対する駆動トルクまたは回生トルクの割合であり、トルク配分率と呼ぶ。トルク配分率εは式(12)で表され、ε=1のとき駆動トルクが最も大きく、ε=−1のとき回生トルクが最も大きい。

Figure 2020129935

Here, ε is the ratio of the drive torque or the regenerative torque to the differential torque T d , and is called the torque distribution rate. The torque distribution ratio ε is represented by the equation (12). When ε=1, the driving torque is the largest, and when ε=−1, the regenerative torque is the largest.
Figure 2020129935

例えば差分トルクT=+100、および差分トルクT=−100における左右の電動発電機102のトルクT,Tは図5に示すようになる。トルク配分率εによって駆動トルクおよび回生トルクが変化し、それに伴ってSOCも変化する。トルク配分率εを適切な値に決めることで、SOCを最適値に近づけることができる。 For example, the torques T L and T R of the left and right motor generators 102 at the differential torque T d =+100 and the differential torque T d =−100 are as shown in FIG. The drive torque and the regenerative torque change according to the torque distribution ratio ε, and the SOC also changes accordingly. By determining the torque distribution ratio ε to an appropriate value, the SOC can be brought close to the optimum value.

図5(a)は、差分トルクT=+100、トルク配分率ε=−0.4の場合を示し、左右の電動発電機102のトルクT,Tは、それぞれT=−70、T=+30である。
図5(b)は、差分トルクT=+100、トルク配分率ε=0.0の場合を示し、左右の電動発電機102のトルクT,Tは、従来と同様に、それぞれT=−50、T=+50である。
図5(c)は、差分トルクT=+100、トルク配分率ε=0.4の場合を示し、左右の電動発電機102のトルクT,Tは、それぞれT=−30、T=+70である。
5 (a) is the difference torque T d = + 100, shows the case of a torque distribution ratio epsilon = -0.4, torque T L of the left and right electric generator 102, T R are each T L = -70, it is a T R = + 30.
FIG. 5 (b), the difference torque T d = + 100, shows the case of a torque distribution ratio epsilon = 0.0, the torque T L of the left and right electric generator 102, T R, as in the prior art, respectively T L = -50, a T R = + 50.
FIG. 5 (c), differential torque T d = + 100, shows the case of a torque distribution ratio epsilon = 0.4, the torque T L of the left and right electric generator 102, T R are each T L = -30, T R =+70.

図5(d)は、差分トルクT=−100、トルク配分率ε=−0.4の場合を示し、左右の電動発電機102のトルクT,Tは、それぞれT=+30、T=−70である。
図5(e)は差分トルクT=−100、トルク配分率ε=0.0の場合を示し、左右の電動発電機102のトルクT,Tは、従来と同様に、それぞれT=+50、T=−50である。
図5(f)は差分トルクT=−100、トルク配分率ε=0.4の場合を示し、左右の電動発電機102のトルクT,Tは、それぞれT=+70、T=−30である。
5 (d) is the difference torque T d = -100, shows the case of a torque distribution ratio epsilon = -0.4, torque T L of the left and right electric generator 102, T R are each T L = + 30, it is a T R = -70.
Figure 5 (e) shows a case of the differential torque T d = -100, the torque distribution ratio epsilon = 0.0, the torque T L of the left and right electric generator 102, T R, as in the prior art, respectively T L = + 50, T R = -50.
Figure 5 (f) shows a case of the differential torque T d = -100, the torque distribution ratio epsilon = 0.4, the torque T L of the left and right electric generator 102, T R are each T L = + 70, T R =-30.

<トルク配分率の算出>
トルク配分率εは、例えば図6のように決定する。
(a)SOCが最適値のとき
駆動トルクによる消費電力と回生トルクによる回収電力の絶対値が一致する値となるトルク配分率εoとする。
(b)SOCが最適値より少ないとき
駆動トルクによる消費電力が回生トルクによる回収電力を下回るように、前記一致する値となるトルク配分率εoより小さい値とする。
(c)SOCが最適値より多いとき
駆動トルクによる消費電力が回生トルクによる回収電力を上回るように、前記の絶対値が一致する値となるトルク配分率εoより大きい値とする。
<Calculation of torque distribution rate>
The torque distribution ratio ε is determined as shown in FIG. 6, for example.
(A) When SOC is the optimum value
The torque distribution ratio ε o is such that the absolute value of the power consumption due to the driving torque and the absolute value of the recovered power due to the regenerative torque are equal.
(B) When SOC is less than the optimum value
It is set to a value smaller than the torque distribution rate ε o which is the matching value so that the power consumption by the driving torque is lower than the recovered power by the regenerative torque.
(C) When SOC is higher than the optimum value
It is set to a value larger than the torque distribution rate ε o at which the absolute values are the same so that the power consumption by the driving torque exceeds the recovered power by the regenerative torque.

SOCに対するεは線形でなくてもよく、例えば図7のように決定してもよい。同図の例では、前記の絶対値が一致する値となるトルク配分率εoの付近、およびトルク配分率=1、またはトルク配分率=−1の付近で勾配がなだらかとなっている。また、トルク配分率εは、マップから求めなくても、SOC、電動発電機102の回転速度、効率等から演算して決定してもよい。 Ε for SOC does not have to be linear, and may be determined as shown in FIG. 7, for example. In the example of the figure, the gradient is gentle in the vicinity of the torque distribution ratio ε o at which the absolute values match and in the vicinity of the torque distribution ratio = 1 or the torque distribution ratio = -1. In addition, the torque distribution ratio ε may be calculated and determined from the SOC, the rotation speed of the motor generator 102, the efficiency, etc., instead of being obtained from the map.

<電動発電機のトルクの補正>
図8、図9は、それぞれ電動発電機102のトルクが駆動または回生が可能な最大トルクに達した場合にトルク補正手段113(図3参照)が行う補正の例を示す。
電動発電機102のトルクが駆動または回生が可能な最大トルクに達した場合は、これら図8、図9に示すように、電動発電機102のトルクT,Tを以下のいずれかのように再度決定してもよい。
例えば、直流電源106のSOCが最適値付近の場合はDYCに必要なヨーモーメントを発生させることを優先して図8に示す補正を採用し、直流電源106のSOCが過少または過大の場合は充電または放電により直流電源106のSOCを最適値に近づけることを優先して図9の補正を採用する。
ここで駆動または回生が可能な最大トルクは、あらかじめ定めてもよいし、電動発電機102の回転速度、温度等の条件を加味して演算によって決定してもよい。
<Correction of motor generator torque>
8 and 9 show examples of corrections performed by the torque correction unit 113 (see FIG. 3) when the torque of the motor generator 102 reaches the maximum torque that can be driven or regenerated.
When the torque of the motor generator 102 reaches the maximum torque that can be driven or regenerated, as shown in FIGS. 8 and 9, the torque T L , T R of the motor generator 102 is set as follows. May be decided again.
For example, when the SOC of the DC power supply 106 is near the optimum value, the correction shown in FIG. 8 is adopted by giving priority to the generation of the yaw moment required for the DYC, and when the SOC of the DC power supply 106 is too small or too large, charging is performed. Alternatively, the correction of FIG. 9 is adopted with priority given to making the SOC of the DC power supply 106 closer to the optimum value by discharging.
Here, the maximum torque that can be driven or regenerated may be determined in advance or may be determined by calculation in consideration of conditions such as the rotation speed and temperature of the motor generator 102.

図8に示す例では、一方の電動発電機102が最大トルクに達した場合に、一方の電動発電機102で不足するトルクをもう一方の電動発電機102のトルクから減算し、差分トルクT=T−Tを維持する。トルク配分率εは変化するが、DYCに必要なヨーモーメントを発生することができる。
、T、T′、T、T′を次のように定義すると、駆動または回生が可能最大トルクを超えた領域でのT、Tは式(13)で表される。図8に差分トルクに対する電動発電機102のトルクT、Tの例を示す。
:駆動または回生が可能な最大トルク
:Tに達した電動発電機102の、補正後のトルク
′:Tに達した電動発電機102の、補正前のトルク
:Tに達していない電動発電機102の、補正後のトルク
′:Tに達していない電動発電機102の、補正前のトルク
In the example shown in FIG. 8, when one of the motor generators 102 reaches the maximum torque, the torque lacking in one of the motor generators 102 is subtracted from the torque of the other motor generator 102 to obtain the difference torque T d. = to maintain the T R -T L. Although the torque distribution ratio ε changes, the yaw moment necessary for DYC can be generated.
When T M , T 1 , T 1 ′, T 2 and T 2 ′ are defined as follows, T 1 and T 2 in the region where the maximum torque that can be driven or regenerated exceeds the maximum torque can be expressed by equation (13). It FIG. 8 shows an example of the torques T 1 and T 2 of the motor generator 102 with respect to the differential torque.
T M: drive or regenerative capable maximum torque T 1: the T M motor generator 102 has been reached, the corrected torque T 1 ': of the motor generator 102 reaches T M, uncorrected torque T 2 : of the motor generator 102 is not reached T M, the torque T 2 of the corrected ': the motor generator 102 is not reached T M, uncorrected torque

Figure 2020129935
Figure 2020129935

図9の制御例では、TがTに達したらTもその時点のトルクを保ち、トルク配分率εを維持する。差分トルクTは変化するが、充電状態または放電状態は変化しない。TがTに達したときのTをT′とすると、駆動または回生が可能な最大トルクを超えた領域でのT、Tは式(14)で表される。図9に差分トルクTに対する電動発電機102のトルクT、Tの例を示す。 In the control example of FIG. 9, when T 1 reaches T M , T 2 also maintains the torque at that time and maintains the torque distribution ratio ε. The differential torque T d changes, but the charge state or the discharge state does not change. Assuming that T 2 when T 1 reaches T M is T′ M , T 1 and T 2 in a region in which the maximum torque that can be driven or regenerated is exceeded are expressed by equation (14). FIG. 9 shows an example of the torques T 1 and T 2 of the motor generator 102 with respect to the differential torque T d .

Figure 2020129935
Figure 2020129935

このように、この実施形態によると、DYCにより操舵に対するヨー角速度の応答性が向上するとともに、要求ヨーモーメントを発生させる駆動トルクおよび回生トルクの割合を適切に決定し、直流電源106のSOCを最適値に近づけることができる。 As described above, according to this embodiment, the response of the yaw angular velocity to steering is improved by DYC, and the ratio of the drive torque and the regenerative torque that generate the required yaw moment is appropriately determined to optimize the SOC of the DC power supply 106. It can be close to the value.

以上、実施形態に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the embodiments. However, the embodiments disclosed herein are exemplifications in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

1…車両、4…外輪、5…内輪、6…転動体,7…ハブフランジ、10…車輪用軸受装置、101…車輪、102…電動発電機、105…電力変換回路、106…直流電源、107…SOC検出器、108…ステアリング装置、109…角度検出器、110…制御器、111…ヨーモーメント算出部、112…トルク算出部、113…トルク補正部、201…エンジン、204…駆動輪、201…車輪(従動輪)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vehicle, 4... Outer ring, 5... Inner ring, 6... Rolling element, 7... Hub flange, 10... Wheel bearing device, 101... Wheel, 102... Motor generator, 105... Power conversion circuit, 106... DC power supply, 107... SOC detector, 108... Steering device, 109... Angle detector, 110... Controller, 111... Yaw moment calculation unit, 112... Torque calculation unit, 113... Torque correction unit, 201... Engine, 204... Driving wheel, 201... Wheels (driven wheels)

Claims (7)

前後輪のいずれか一方または両方において左右の車輪で独立して駆動トルクおよび回生トルクを発生する左右輪用の各電動発電機と、
前記両電動発電機に共通に用いられる直流電源と、
前記直流電源と前記各電動発電機との間にそれぞれ設けられ、トルク指令を受けてそのトルク指令に対応する電力を前記各電動発電機に与える左右輪用の各電力変換回路と、
前記直流電源のSOCの値を検出するSOC検出器と、
車両のステアリング装置の回転角度を検出する角度検出器と、
前記車両の速度を検出する速度検出器と、
前記左右輪の駆動力差によるヨーモーメント制御における、目標とするヨーモーメントを発生させるために前記ステアリング装置の回転角度および前記車両の速度を用いて前記左右の電動発電機で必要なトルクを算出し、トルク指令値として前記左右輪用の各電力変換回路に与える制御器とを備え、
この制御器は、前記左右輪用の電力変換回路に与える前記トルク指令値の配分を、前記SOC検出器で得られた前記SOCの値によって変える、
車両動力補助システム。
Each motor generator for the left and right wheels that independently generates drive torque and regenerative torque on the left and right wheels on either or both of the front and rear wheels,
A direct current power source commonly used for both motor generators,
Each power conversion circuit for the left and right wheels, which is provided between the DC power source and each of the motor generators, receives a torque command, and supplies power corresponding to the torque command to each of the motor generators,
An SOC detector for detecting the SOC value of the DC power supply,
An angle detector that detects the rotation angle of the vehicle steering device,
A speed detector for detecting the speed of the vehicle,
In yaw moment control based on the driving force difference between the left and right wheels, the torque required by the left and right motor generators is calculated using the rotation angle of the steering device and the speed of the vehicle in order to generate a target yaw moment. A controller provided as a torque command value to each power conversion circuit for the left and right wheels,
The controller changes distribution of the torque command value given to the power conversion circuits for the left and right wheels according to the SOC value obtained by the SOC detector.
Vehicle power assistance system.
請求項1に記載の車両動力補助システムにおいて、前記制御器は、前記車両の速度と前記ステアリング装置の回転角度から操舵に対するヨー角速度の応答性を向上させるためのヨーモーメントを算出し、さらに前記直流電源の前記SOCの値を最適値に近づける前記電動発電機のトルクを算出する車両動力補助システム。 The vehicle power assist system according to claim 1, wherein the controller calculates a yaw moment for improving a response of a yaw angular velocity to steering from a speed of the vehicle and a rotation angle of the steering device, and further, the DC A vehicle power assist system for calculating a torque of the motor generator that brings the SOC value of the power source close to an optimum value. 請求項1または請求項2に記載の車両動力補助システムにおいて、前記電動発電機を、前記車両の主駆動源に接続されていない車輪である従動輪の車輪用軸受に、電動発電機付き車輪用軸受装置として備える車両動力補助システム。 The vehicle power assist system according to claim 1 or 2, wherein the motor-generator is mounted on a wheel bearing of a driven wheel, which is a wheel that is not connected to a main drive source of the vehicle, and a wheel with a motor-generator. A vehicle power assist system provided as a bearing device. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両動力補助システムにおいて、前記制御器は、前記必要なヨーモーメントに基づき差分トルクを求め、差分トルクに対して定められたトルク配分率のトルク指令値を出力する車両動力補助システム。 The vehicle power assist system according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller obtains a differential torque based on the necessary yaw moment, and a torque distribution ratio of a torque distribution rate determined with respect to the differential torque. A vehicle power assist system that outputs a torque command value. 請求項4に記載の車両動力補助システムにおいて、前記制御器は、少なくとも前記直流電源の前記SOCの値に基づき左右の前記電動発電機のトルク配分率を算出する車両動力補助システム。 The vehicle power assist system according to claim 4, wherein the controller calculates a torque distribution rate of the left and right motor generators based on at least the SOC value of the DC power supply. 請求項4または請求項5に記載の車両動力補助システムにおいて、前記制御器は、前記電動発電機の発生トルクが、駆動または回生が可能な最大トルクに達した場合に、前記駆動力差によるヨーモーメント制御に必要なヨーモーメントを発生させるトルクを維持するように前記左右の各電動発電機のトルクを補正する車両動力補助システム。 The vehicle power assist system according to claim 4 or 5, wherein the controller controls the yaw due to the driving force difference when the generated torque of the motor generator reaches a maximum torque that can be driven or regenerated. A vehicle power assist system for correcting the torque of each of the left and right motor generators so as to maintain the torque that generates a yaw moment required for moment control. 請求項4または請求項5に記載の車両動力補助システムにおいて、前記制御器は、前記電動発電機の発生トルクが、駆動または回生が可能な最大トルクに達した場合に、充電または放電状態を維持するように前記左右輪用の各電動発電機のトルクを補正する車両動力補助システム。
The vehicle power assist system according to claim 4 or 5, wherein the controller maintains a charge or discharge state when the generated torque of the motor generator reaches a maximum torque that can be driven or regenerated. A vehicle power assist system for correcting the torque of each of the motor generators for the left and right wheels.
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