JP2021145413A - Drive control device for wheel independent drive type car - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、前後輪の少なくとも一方の左右の駆動輪に対して、左右独立駆動可能なモータを持つモータ駆動の車両を制御する車輪独立駆動式車両の駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a wheel-independent drive vehicle drive control device that controls a motor-driven vehicle having a motor capable of left-right independent drive for at least one of the left and right drive wheels of the front and rear wheels.
従来、前後輪の少なくとも一方の左右の駆動輪に対して、左右独立駆動可能なモータを持つモータ駆動の車両がある。このような車両の駆動制御装置として、特許文献1が提案されている。
同文献の開示技術では、左右の駆動輪のうち高い方のモータ回転速度より最大トルクを算出し、その最大トルクで制限する。
Conventionally, there is a motor-driven vehicle having a motor capable of independently driving left and right with respect to at least one of the left and right drive wheels of the front and rear wheels. Patent Document 1 has been proposed as a drive control device for such a vehicle.
In the disclosed technology of the same document, the maximum torque is calculated from the motor rotation speed of the higher of the left and right drive wheels, and the maximum torque is limited.
車輪独立式車両においては、タイヤの摩耗や空気圧によるタイヤ径の違いや、回転速度の検出誤差および旋回時の内輪側にあるか外輪側にあるかなどの理由により、左右の駆動輪で回転速度の差が発生する。
一方、モータが持つ特性上、モータの回転速度から算出する出力可能な最大トルクは、図9におけるA−B領域で、最大トルクが大きく変化をしている。そのため、片輪もしくは両輪がA−B領域の回転速度A及びB付近で、且つ左右の駆動輪のモータの回転速度に差があった場合に、出力可能な最大トルクに大きな差が発生し、両輪をそれぞれの最大トルクで駆動した場合に車両の挙動が不安定になる可能性がある。
また、旋回時は旋回の外輪の回転速度の方が速くなるので、外輪側の最大トルクの方が小さくなり、アンダーステア傾向になる。
In a wheel-independent vehicle, the rotation speed of the left and right drive wheels is due to the difference in tire diameter due to tire wear and air pressure, the detection error of the rotation speed, and whether it is on the inner ring side or the outer ring side during turning. Difference occurs.
On the other hand, due to the characteristics of the motor, the maximum torque that can be output calculated from the rotation speed of the motor varies greatly in the range AB in FIG. Therefore, when one wheel or both wheels are in the vicinity of the rotation speeds A and B in the AB region and there is a difference in the rotation speeds of the motors of the left and right drive wheels, a large difference occurs in the maximum torque that can be output. When both wheels are driven with their respective maximum torques, the behavior of the vehicle may become unstable.
Further, when turning, the rotation speed of the outer ring of turning becomes faster, so that the maximum torque on the outer ring side becomes smaller, which tends to cause understeer.
特許文献1の開示技術では、左右の駆動輪のうち高い方のモータ回転速度より最大トルクを算出し、その最大トルクで両輪のトルク制限を行っている。
しかし、実際にはモータが無回転状態から極低回転の領域では、インバータのパワーデバイス保護のため、図10で示すように0min-1(C点)では最大トルクを低くして、D点に向け回転速度が上がるにつれて徐々に最大トルクを大きくしていくC−D領域が設けられている。もし特許文献1のように、単に高い方の回転速度で最大トルクを算出した場合、停止状態から極低回転で回転速度が低い方のモータは、本来出力出来ない最大トルクが設定され、パワーデバイスに過大な負荷を与えてしまう可能性がある。
In the technique disclosed in Patent Document 1, the maximum torque is calculated from the motor rotation speed of the higher of the left and right drive wheels, and the torque of both wheels is limited by the maximum torque.
However, in reality, in the region where the motor rotates from no rotation to extremely low rotation, the maximum torque is lowered at 0 min -1 (point C) to reach point D as shown in Fig. 10 in order to protect the power device of the inverter. A CD region is provided in which the maximum torque is gradually increased as the rotation speed is increased. If the maximum torque is simply calculated at the higher rotation speed as in Patent Document 1, the motor at the extremely low rotation speed and lower rotation speed from the stopped state is set to the maximum torque that cannot be output originally, and is a power device. There is a possibility of giving an excessive load to the.
この発明の目的は、左右の駆動輪の出力トルク差により車両の挙動が不安定化することを抑制することができ、かつパワーデバイスに過大な負荷を与えることが防止できる車輪独立駆動式車両の駆動制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a wheel-independent drive vehicle capable of suppressing destabilization of vehicle behavior due to a difference in output torque between the left and right drive wheels and preventing an excessive load from being applied to a power device. It is to provide a drive control device.
この発明の第1ないし第3の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置は、いずれも、
前後輪の少なくとも一方の左右の駆動輪2,2に対して、左右独立駆動可能な複数のモータ6,6とこれらのモータ6,6を制御するモータ駆動制御装置22を搭載した車輪独立駆動式車両の駆動制御装であって、
前記モータ駆動制御装置22は、前記モータ6,6の回転速度を用いてこのモータ6,6が出力可能な最大トルク値を算出する最大トルク算出部35と、この最大トルク算出部35で計算された最大トルク値を用いて前記モータのトルクを制限するトルク制限部36とを備える。
前記車輪独立駆動式車両は、例えばインホイールモータ駆動装置を備える車両や、2モータオンホード形式の車両である。
All of the drive control devices of the first to third wheel independent drive type vehicles of the present invention are used.
Wheel-independent drive type equipped with a plurality of
The motor
The wheel-independent drive type vehicle is, for example, a vehicle provided with an in-wheel motor drive device or a two-motor on-horde type vehicle.
この発明の第1の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置では、
前記最大トルク算出部35は、
車速がある定められた値以下である場合は左右の前記モータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれの出力可能な最大トルク値を算出し、
車速が前記定められた値よりも高い場合は左右の前記モータ6,6につきそれぞれで算出した回転速度のうち高い方の回転速度を用いて左右両輪共通の最大トルク値を算出する。
In the first wheel independent drive vehicle drive control device of the present invention,
The maximum
If the vehicle speed is below a certain value, the maximum torque value that can be output is calculated from the rotation speeds of the left and
When the vehicle speed is higher than the predetermined value, the maximum torque value common to both the left and right wheels is calculated by using the higher rotation speed of the rotation speeds calculated for each of the left and
この構成によると、前記最大トルク算出部35は、車速が定められた車速より高いときは、左右の駆動輪2,2のモータの回転速度に差があった場合でも、高い方の回転速度で算出される最大トルクで両輪2,2の出力トルク値を制限する。このため、両輪2,2のモータ6,6に最大トルク指令を出力したとしても実際の駆動トルクに差は出ず、車両の挙動が不安定になることはない。つまりモータ出力特性によって意図せず旋回時に旋回の内輪のトルクの方が大きくなることはない。仮に片輪が空転してしまった場合は、両輪2,2の最大トルク値は下がる方向に制限されるため、安全側の動作となる。
車速が定められた車速以下のときは、左右それぞれのモータ2,2の回転速度で最大トルクの算出を行うので、回転速度が低いモータ6の最大トルクも本来出力可能な最大トルクが算出される。なお、先行文献では、高い方の回転速度で最大トルクを算出するため、出力不可能な最大トルクが算出されることがあるが、この発明は、このような出力不可能な最大トルクを算出することがない。このため、パワーデバイスに過大な負荷を与えることが防止できる。
ここで、前記「ある定められた車速」は、停止状態から極低回転(例えば、時速10km以下の車速)の最大トルクが低くなった領域よりも高いところに設定する。
車速が低速であれば左右にトルク差が発生しても車両が不安定になりにくいので、両輪2,2が本来出力可能な最大トルクを出すことができ、登坂性能や加速性能も確保出来る。
車速については、車速センサで検出した値を用いてもよいし、モータ6の回転速度から算出してもよい。
なお、モータ6の最大トルクの算出には、回転速度の他にバッテリ電圧が用いられる。第2、第3の駆動制御装置においても同様である。
According to this configuration, when the vehicle speed is higher than the predetermined vehicle speed, the maximum
When the vehicle speed is less than or equal to the specified vehicle speed, the maximum torque is calculated at the rotation speeds of the left and
Here, the "certain vehicle speed" is set to a place higher than the region where the maximum torque of extremely low rotation (for example, a vehicle speed of 10 km / h or less) is low from the stopped state.
If the vehicle speed is low, the vehicle is unlikely to become unstable even if a torque difference occurs between the left and right, so the maximum torque that both
The vehicle speed may be a value detected by the vehicle speed sensor or may be calculated from the rotation speed of the
The battery voltage is used in addition to the rotation speed to calculate the maximum torque of the
この発明の第2の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置では、
前記最大トルク算出部35は、
左右の前記モータ6,6の回転速度のうち少なくともいずれか一方がある定められた値以下である場合は前記左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれの出力可能な最大トルク値を算出し、
左右両方の前記モータ6,6の回転速度が前記定められた値より高い場合は左右の前記モータ6,6につきそれぞれで算出した回転速度のうち高い方の回転速度を用いて左右両輪共通の最大トルク値を算出する。
In the second wheel independent drive vehicle drive control device of the present invention,
The maximum
If at least one of the rotation speeds of the left and
When the rotation speeds of both the left and
この構成の場合、第1の駆動制御装置における上記車速条件を回転速度の条件として制御する。すなわち、両輪のモータ回転速度が定められた回転速度を共に超えていた場合は、高い方の回転速度を用いて最大トルクを算出し、いずれか一方が定められた回転速度以下の時は両輪それぞれの回転速度で最大トルクを算出する。
この構成の場合も、第1の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置と同様の効果が得られる。
In the case of this configuration, the vehicle speed condition in the first drive control device is controlled as the rotation speed condition. That is, if the motor rotation speeds of both wheels both exceed the specified rotation speeds, the maximum torque is calculated using the higher rotation speed, and if either one is less than or equal to the specified rotation speeds, each of the two wheels is used. The maximum torque is calculated from the rotation speed of.
In the case of this configuration as well, the same effect as that of the drive control device of the first wheel independent drive type vehicle can be obtained.
この発明の第3の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置では、
前記最大トルク算出部35は、
左右の前記モータ6,6のそれぞれで算出した回転速度でそれぞれの最大トルク値を算出し、これら2つの最大トルク値のうちの小さい方の最大トルク値を左右両輪共通の最大トルク値とする。
In the third wheel independent drive vehicle drive control device of the present invention,
The maximum
The maximum torque value is calculated at the rotation speed calculated by each of the left and
この構成の場合、左右それぞれの回転速度で算出した最大トルクのうち小さい方の最大トルク値を共通の最大トルク値とする。この場合、停止状態から極低回転の領域においても、本来出力不可能な最大トルクが設定されることはない。このため、左右の駆動輪の出力トルク差により車両の挙動が不安定化することを抑制することができ、かつパワーデバイスに過大な負荷を与えることが防止できる。 In the case of this configuration, the smaller maximum torque value among the maximum torques calculated at the left and right rotation speeds is set as the common maximum torque value. In this case, the maximum torque that cannot be output is not set even in the region of extremely low rotation from the stopped state. Therefore, it is possible to prevent the behavior of the vehicle from becoming unstable due to the difference in output torque between the left and right drive wheels, and it is possible to prevent an excessive load from being applied to the power device.
この発明の前記第1ないし第3のモータ駆動制御装置において、前記トルク最大値算出部35は、直進時では前記左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれの前記モータの最大トルク値を算出するようにしてもよい。
直進では左右の駆動トルクに差があっても車両が不安定にはなりにくいので、直進ではそれぞれのモータ6,6の回転速度によりトルク最大値を算出することで、両輪共に本来出力可能な最大トルクが出せる。
なお、上記「直進」は、高速道路等の微小な曲率の曲線路を走行する場合を含む。
In the first to third motor drive control devices of the present invention, the maximum torque
When going straight, the vehicle is unlikely to become unstable even if there is a difference in drive torque between the left and right, so by calculating the maximum torque value from the rotation speed of each
The above-mentioned "straight ahead" includes the case of traveling on a curved road having a minute curvature such as an expressway.
この発明の前記各構成のモータ駆動制御装置において、前記トルク最大値算出部35は、このモータ駆動制御装置に対する上位制御手段21から通信された情報、または車両が有する検出手段で検出された走行状況の情報によって上記のいずれの最大トルク値を算出する機能も無効化し、左右の前記モータ6,6のそれぞれの回転速度によりそれぞれのトルク最大値を算出するようにしてもよい。
In the motor drive control device having each configuration of the present invention, the torque maximum
左右独立駆動式車両において、旋回時に指令トルクが最大トルクやそれに近いトルクであった場合に、回転速度の差によって外輪側のトルクが意図せず内輪側のトルクより下がってしまい車両が不安定になることを防ぐことが、この発明の目的である。仮に、指令トルクが回転速度より求められる最大トルクよりも十分小さい場合には、指令通りのトルクが出力出来るだけであり、例えその指令が外輪側のトルクの方が内輪側のトルクよりも小さい場合であっても、意図したトルク差であり問題はない。 In a left-right independent drive type vehicle, if the command torque is the maximum torque or a torque close to the maximum torque when turning, the torque on the outer ring side unintentionally drops below the torque on the inner ring side due to the difference in rotation speed, and the vehicle becomes unstable. It is an object of the present invention to prevent this from happening. If the command torque is sufficiently smaller than the maximum torque required from the rotation speed, the torque as commanded can only be output, and even if the command is smaller than the torque on the outer ring side than the torque on the inner ring side. Even if it is, there is no problem because it is the intended torque difference.
また、左右独立駆動式車両では、旋回補助やスピン抑制のために意図して内輪と外輪のトルク指令に差を付ける場合がある。内輪側のトルク指令を外輪側のトルク指令よりも大きくすることもあり、この発明のように高い方の回転速度で共通の最大トルクを算出するかまたは低い方の最大トルクでトルク制限をした場合に、本来出力可能なトルクを制限して前記旋回補助やスピン抑制の機能に影響を与えてしまうことが考えられる。そのため、この発明における共通の最大トルクを算出することを、通信や走行状況等により、つまり上位制御手段21から通信された情報、または車両が有する検出手段で検出された走行状況の情報により無効化する機能を持たせるとよい。上記のような旋回補助やスピン制御等する際は、この発明における機能を無効化し、左右それぞれのモータ回転速度によってそれぞれの最大トルクを算出し、それぞれの最大トルクで指令トルクの制限を行う。 Further, in the left and right independent drive type vehicles, the torque commands of the inner ring and the outer ring may be intentionally different for turning assistance and spin suppression. The torque command on the inner ring side may be larger than the torque command on the outer ring side, and when the common maximum torque is calculated at the higher rotation speed or the torque is limited at the lower maximum torque as in the present invention. In addition, it is conceivable that the torque that can be originally output is limited and the functions of the turning assist and the spin suppression are affected. Therefore, the calculation of the common maximum torque in the present invention is invalidated by communication, running conditions, etc., that is, by information communicated from the host control means 21, or information on running conditions detected by the detection means of the vehicle. It is good to have a function to do. When performing turning assistance or spin control as described above, the function in the present invention is invalidated, the maximum torque of each is calculated by the rotation speeds of the left and right motors, and the command torque is limited by the maximum torque of each.
この発明の前記各構成のモータ駆動制御装置において、前記モータ6は、このモータ6と、前記駆動輪2をそれぞれ支持する車輪用軸受7と、前記モータの回転を減速して前記車輪用軸受に伝える減速機とを含むインホイールモータ駆動装置17を構成するモータ6であってもよい。
インホイールモータ駆動装置で走行する車両の場合、発明の適用による車両挙動の不安定化の防止が、より一層効果的に発揮される。
In the motor drive control device having each configuration of the present invention, the
In the case of a vehicle traveling by an in-wheel motor drive device, the prevention of destabilization of vehicle behavior by applying the invention is more effectively exhibited.
この発明の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置は、左右の駆動輪の出力トルク差により車両の挙動が不安定化することを抑制することができ、かつパワーデバイスに過大な負荷を与えることが防止することができる。 The drive control device for a wheel-independent drive vehicle of the present invention can suppress destabilization of vehicle behavior due to the difference in output torque between the left and right drive wheels, and can give an excessive load to the power device. Can be prevented.
この発明の第1の実施形態に係る車輪独立駆動式車両の駆動制御装置(以下、単に「駆動制御装置」と称する場合がある)を図1ないし図4と共に説明する。この実施形態は、請求項1、4、6に対応する。
図1に示すように、この車両1は、左右の後輪がそれぞれ電動のモータ6,6により個別に駆動される駆動輪2,2とされ、前輪が転舵装置4によって転舵される従動輪3,3となる後輪二輪駆動車である。転舵装置4は、ステアリングホイール等の操舵操作手段5によって操作される。走行用の各モータ6,6は、後述のインホイールモータ駆動装置17(図2)を構成する。各駆動輪2および従動輪3には、ブレーキペダル等のブレーキ指令手段16の操作によりブレーキ力を発生させるブレーキ19が設けられている。
A drive control device for a wheel-independent drive vehicle according to a first embodiment of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as a “drive control device”) will be described with reference to FIGS. 1 to 4. This embodiment corresponds to
As shown in FIG. 1, in this vehicle 1, the left and right rear wheels are driven
図2は、前記インホイールモータ駆動装置17の構成を概略示す断面図である。各インホイールモータ駆動装置17は、それぞれ、モータ6、減速機12、および車輪用軸受7を有し、これらの一部または全体が駆動輪2内に配置される。モータ6の回転は、減速機12および車輪用軸受7を介して駆動輪2に伝達される。車輪用軸受7のハブ輪7aのフランジ部には前記ブレーキ19を構成するブレーキロータ8が固定され、同ブレーキロータ8は駆動輪2と一体に回転する。モータ6は、例えば、ロータ6aのコア部に永久磁石が内蔵された埋込磁石型同期モータである。図示のモータ6は、ハウジング9に固定したステータ6bと、回転出力軸10に取り付けたロータ6aとの間にラジアルギャップを設けたモータである。なお、モータ6は、他の形式の同期モータや誘導モータなどの交流モータであってもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the in-wheel
制御系を説明する。図1に示すように、車両1には、ECU21とモータ駆動制御装置22とで構成される駆動制御装置20が搭載されている。
ECU21は、自動車全般の統括制御を行う車両制御ECUであり、モータ駆動制御装置22に指令を与える上位制御手段となる。ECU21は、電気自動車の場合、VCU(車両制御ユニット)とも称される。ECU21は、マイクロコンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路等により構成される。
モータ駆動制御装置22は、ECU21から送られた指令トルクに応じて走行駆動用の各モータ6,6に駆動電流を与える手段であり、インバータ装置からなる。モータ駆動制御装置22は、各モータ6,6に対して個別に設けられたモータ個別駆動部22b,22bと、両モータ個別駆動部22b,22bの上位の制御部となる共通制御部22aとでなる。ECU21とモータ駆動制御装置22とは、コントローラエリアネットワーク(略称:CAN)通信等によって相互に信号伝達可能に接続されている。
The control system will be described. As shown in FIG. 1, the vehicle 1 is equipped with a
The
The motor
ECU21には、アクセルペダル等のアクセル指令手段15から出力されるアクセル指令と、ブレーキペダル等のブレーキ指令手段16から出力されるブレーキ指令とが入力される。前記アクセル指令は、アクセル開度信号とも呼ばれる。前記アクセル指令手段15およびブレーキ指令手段16は、ECU21内またはECU21の上位に設けられた自動運転制御装置または運転支援装置(図示せず)であっても良い。
An accelerator command output from an accelerator command means 15 such as an accelerator pedal and a brake command output from a brake command means 16 such as a brake pedal are input to the
図3に示すように、ECU21は、指令トルク演算部47とトルク分配手段48を有する。指令トルク演算部47は、前記アクセル指令およびブレーキ指令に応じて前記両モータ6,6を駆動する合計の指令トルクを演算する。トルク分配手段48は、指令トルク演算部47で演算された指令トルクを、設定された条件や検出された情報に応じて両モータ6,6に分配する。トルク分配手段48は、旋回補助やスピン抑制のために両モータ6,6に与える指令トルクに差を持たせる機能を有していてもよい。
As shown in FIG. 3, the
ECU21には、車速センサ55の検出信号から車速を検出する車速検出手段54と、操舵角センサ50の検出信号から操舵角を検出する操舵角検出手段51と、転舵角センサ52の検出信号から転舵角を検出する転舵角検出手段53とが接続されている。前記操舵角検出手段51は、図1の操舵操作手段5の一部を構成する。
また、ECU21には、モータ駆動制御装置22から制御トルク、モータ回転速度等の検出信号や、その他の制御情報等が入力される。ECU21からモータ駆動制御装置22には、前記指令トルクの他、車速、操舵および転舵の情報等が入力される。モータ駆動制御装置22は、この入力された指令トルク、車速、操舵および転舵の情報を制御に使用する。操舵および転舵の情報の使用については、具体的な説明は省略する。
The
Further, the motor
モータ駆動制御装置22は、前記のようにインバータ装置からなるが、各モータ6毎に設けられたパワー回路部28,28と、これらパワー回路部28,28を制御する一つのモータコントロール部29とで構成される。パワー回路部28,28は、バッテリ18(図1参照)の直流電流を、交流モータであるモータ6の駆動用の交流電流に変換するインバータ31と、モータコントロール部29から出力される電流指令等の駆動指令に従ってインバータ31の電力を制御するドライバ回路、例えばPMWドライバ32とでなる。
The motor
モータコントロール部29は、個々のモータ6,6に対して設けられたモータ駆動制御部30,30と、前記共通制御部22aとを有し、前記各モータ駆動制御部30,30とこれに対応する前記パワー回路部28,28とで前記モータ個別制御部22b,22bが構成される。
各モータ駆動制御部30は、与えられた指令トルクに応じ、モータ6を駆動する電流指令を生成し、パワー回路部28のPWMドライバ32に出力する手段であり、各モータ6の駆動電流を検出する電流センサ38の検出電流値を用い、トルク制御等の、モータ位相角に応じた効率化を図る制御機能を有している。
The
Each motor
このような構成の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、モータコントロール部29に、前記共通制御部22aを構成する手段となる最大トルク算出部35およびトルク制限部36が設けられ、かつ左右両輪のモータ6,6の回転角度センサ33,33の検出角度からモータ回転速度を検出する左右の回転速度検出部34,34と、バッテリ18(図1参照)の電圧を検出する駆動バッテリ検出部37とが設けられている。モータ6の回転速度の変動は大きいため、前記回転速度検出部34,34では、ある一定期間の回転速度の平均値を算出し、それを回転速度として出力してもよい。
In the drive control device for a wheel-independent drive vehicle having such a configuration, the
トルク制限部36は、基本的には、上位制御手段であるECU21から指令された左右のモータ6,6に対する指令トルクを、対応する前記左右輪の前記モータ駆動制御部30,30に出力する機能を有し、これら左右のモータ6,6に対する指令トルクの出力を、最大トルク算出部35で計算された最大トルク値を用いて前記モータのトルクを制限する。
The
最大トルク算出部35は、車速がある定められた値以下である場合は、左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれの出力可能な最大トルク値を算出し、車速が前記定められた値よりも高い場合は左右のモータ6,6につきそれぞれで算出した回転速度のうち高い方の回転速度を用いて左右両輪共通の最大トルク値を算出する。
最大トルク値は駆動バッテリ電圧によっても変わるため、最大トルク算出部35は、具体的には回転速度の他に、駆動バッテリ電圧検出部37で検出された駆動バッテリ電圧を用いて最大トルクを算出する。
ここで、前記「ある定められた車速」は、停止状態から極低回転(例えば、時速10km以下の車速)の最大トルクが低くなった領域よりも高いところ、例えば図10の■点の付近に設定する。
車速については、車速センサ55で検出した値を用いてもよいし、モータ6の回転速度から算出してもよい。
モータ6の回転速度を用いて最大トルク値を算出するには、そのモータ6の特性に応じて回転速度と駆動電圧と最大トルクとの関係(例えば図10、図11)を定めた情報を、マップ等で記憶した手段(図示せず)を備えておき、回転速度と駆動バッテリ電圧を前記関係情報に照らし合わせて算出する。以下、いずれも同様である。
When the vehicle speed is equal to or less than a predetermined value, the maximum
Since the maximum torque value also changes depending on the drive battery voltage, the maximum
Here, the "certain vehicle speed" is higher than the region where the maximum torque of extremely low rotation (for example, a vehicle speed of 10 km / h or less) is low from the stopped state, for example, in the vicinity of the point (1) in FIG. Set.
The vehicle speed may be a value detected by the
In order to calculate the maximum torque value using the rotational speed of the
また、最大トルク算出部35は、直進中か否かを判断し、直進時では左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれの前記モータ6,6の最大トルク値を算出する。
Further, the maximum
図4は、最大トルク算出部35が行う処理のフローチャートである。
最大トルク算出部35は、まず車速が前記「定められた車速」以下であるか否かを判断する(ステップS1)。
「定められた車速」以下であるとき(ステップS1,Yes )は、左右輪のモータ6,6のそれぞれの回転速度を用いて左右個別にそれぞれのモータ6,6の最大トルク値を算出する(ステップS4)。
ステップS1で前記定められた車速以下でない場合(ステップS1,No)は、直進中か否かを判断する(ステップS2)。
直進中である場合(ステップS1,Yes )は、ステップS4に進み、左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度を用いて左右個別にそれぞれのモータ6,6の最大トルク値を算出する。
直進中でない場合(ステップS2,No)は、左右輪のモータ6,6の回転速度のうち、大きい方を用いて共通の最大トルク値を算出する。
FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the maximum
The maximum
When it is equal to or less than the "determined vehicle speed" (steps S1 and Yes), the maximum torque value of each of the left and
If the vehicle speed is not less than or equal to the vehicle speed specified in step S1 (steps S1 and No), it is determined whether or not the vehicle is going straight (step S2).
When traveling straight (steps S1 and Yes), the process proceeds to step S4, and the maximum torque values of the left and
When not going straight (steps S2 and No), the common maximum torque value is calculated by using the larger of the rotation speeds of the left and
図3のトルク制限部36は、このように最大トルク算出部35で算出された最大トルク値で、左右輪のモータ駆動制御部30,30に出力する指令トルクを制限する。
The
この実施形態の構成によると、前記最大トルク算出部35は、車速が定められた車速より高いときは、左右の駆動輪2,2のモータの回転速度に差があった場合でも、高い方の回転速度で算出される最大トルクで両輪6,6の出力トルク値を制限する。このため、両輪6,6に最大トルク指令を出力したとしても実際の駆動トルクに差は出ずに、車両の挙動が不安定になることはない。つまりモータ出力特性によって意図せず旋回時に旋回の内輪のトルクの方が大きくなることはない。仮に片輪が空転してしまった場合は、両輪6,6の最大トルク値は下がる方向に制限されるため、安全側の動作となる。
車速が定められた車速以下のときは、左右それぞれのモータ6,6の回転速度で最大トルクの算出を行うので、回転速度が低いモータ6の最大トルクも本来出力可能な最大トルクが設定される。なお、先行文献では、高い方の回転速度で最大トルクを算出するため、出力不可能な最大トルクが算出されることがあるが、この実施形態では、このような出力不可能な最大トルクを算出することがない。
車速が低速であれば左右にトルク差が発生しても車両1が不安定になりにくいので、両輪6,6が本来出力可能な最大トルクを出すことができ、登坂性能や加速性能も確保出来る。また、インバータ31を構成するスイッチング素子等のパワーデバイスに過大な負荷を与えることが防止できる。
According to the configuration of this embodiment, when the vehicle speed is higher than the predetermined vehicle speed, the maximum
When the vehicle speed is less than the specified vehicle speed, the maximum torque is calculated at the rotation speeds of the left and
If the vehicle speed is low, the vehicle 1 is unlikely to become unstable even if a torque difference occurs between the left and right, so the maximum torque that both
前記トルク最大値算出部35は、直進時では左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれのモータ6,6の最大トルク値を算出するため、次の作用効果が得られる。 すなわち、直進では左右の駆動トルクに差があっても車両が不安定にはなりにくいので、直進ではそれぞれのモータ6,6の回転速度によりトルク最大値を算出することで、両輪共に本来出力可能な最大トルクが出せる。
なお、上記「直進」は、高速道路等の微小な曲率の曲線路を走行する場合を含む。
Since the torque maximum
The above-mentioned "straight ahead" includes the case of traveling on a curved road having a minute curvature such as an expressway.
第2の実施形態に係る駆動制御装置を、図1〜図3、図5と共に説明する。第2の実施形態は、請求項2、4、6に対応する。
この実施形態は、図3のトルク最大値算出部35が、どのように判断して最大トルク値を計算するかにつき、第1の実施形態では車速を用いて判断していたところを、次のようにモータ回転速度で判断するようにしたものであり、その他は、第1の実施形態に係る駆動制御装置と同様である。
第2の実施形態では、前記最大トルク算出部35は、
左右の前記モータ6,6の回転速度のうち少なくともいずれか一方がある定められた値以下である場合は前記左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれの出力可能な最大トルク値を算出し、
左右両方の前記モータ6,6の回転速度が前記定められた値より高い場合は左右の前記モータ6,6につきそれぞれで算出した回転速度のうち高い方の回転速度を用いて左右両輪共通の最大トルク値を算出する。
The drive control device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 5. The second embodiment corresponds to
In this embodiment, how the maximum torque
In the second embodiment, the maximum
If at least one of the rotation speeds of the left and
When the rotation speeds of both the left and
この実施形態においても、最大トルク算出部35は、直進中か否かを判断し、直進時では左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度よりそれぞれの前記モータ6,6の最大トルク値を算出する。
Also in this embodiment, the maximum
図5は、最大トルク算出部35が行う処理のフローチャートである。
最大トルク算出部35は、まず「左右のモータ6,6のうち、少なくともいずれか一方がある定められた回転速度以下である」と言う条件を充足するか否かを判断する(ステップR1)。
定められた回転速度以下であるとき(ステップR1,Yes )は、左右輪のモータ6,6のそれぞれの回転速度を用いて左右個別にそれぞれのモータ6,6の最大トルク値を算出する(ステップR4)。
ステップR1で条件非充足の場合(ステップR1,No)は、直進中か否かを判断する(ステップR2)。
直進中である場合(ステップR2,Yes )は、ステップS4に進み、左右のモータ6,6のそれぞれの回転速度を用いて左右個別にそれぞれのモータ6,6の最大トルク値を算出する。
直進中でない場合(ステップR2,No)は、左右輪のモータ6,6の回転速度のうち、高い方を用いて共通の最大トルク値を算出する。
FIG. 5 is a flowchart of processing performed by the maximum
The maximum
When the rotation speed is equal to or lower than the specified rotation speed (steps R1 and Yes), the maximum torque value of each of the left and
When the condition is not satisfied in step R1 (steps R1 and No), it is determined whether or not the vehicle is going straight (step R2).
When traveling straight (steps R2 and Yes), the process proceeds to step S4, and the maximum torque values of the left and
When not going straight (steps R2 and No), the common maximum torque value is calculated by using the higher rotation speed of the left and
この実施形態の場合、第1の実施形態では車速の条件で判断していたところを回転速度の条件として制御する。すなわち、両輪のモータ6,6の回転速度が前記定められた回転速度を共に超えていた場合は、高い方の回転速度を用いて最大トルクを算出し、いずれか一方が定められた回転速度以下の時は両輪それぞれの回転速度で最大トルクを算出する。
この場合も第1の実施形態と同様の効果が得られる。
In the case of this embodiment, what was determined by the vehicle speed condition in the first embodiment is controlled as the rotation speed condition. That is, when the rotation speeds of the
In this case as well, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
第3の実施形態に係る駆動制御装置を、図1〜図3、図6と共に説明する。第3の実施形態は、請求項3、4、6に対応する。
この実施形態は、図3のトルク最大値算出部35が、最大トルク値を次のように算出するようにしたものであり、その他は、第1の実施形態に係る駆動制御装置と同様である。
この実施形態では、図3の最大トルク算出部35は、
左右の前記モータ6,6のそれぞれで算出した回転速度でそれぞれの最大トルク値を算出し、これら2つの最大トルク値のうちの小さい方の最大トルク値を左右両輪共通の最大トルク値とする。
The drive control device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 6. The third embodiment corresponds to
In this embodiment, the maximum torque
In this embodiment, the maximum
The maximum torque value is calculated at the rotation speed calculated by each of the left and
図6はこの実施形態において最大トルク算出部35が最大トルク値を算出するフローチャートである。
まず、直進中であるか否かを判断する(ステップT1)。
直進中である場合(ステップT1,Yes )は、左右輪のモータ6,6のそれぞれの回転速度を用いて個別に最大トルク値を算出する。
ステップT1で直進中でない場合(ステップT1,No)は、左右輪のモータ6,6の回転速度から算出した2つの最大トルク値のうち、小さい方を共通の最大トルク値とする。
FIG. 6 is a flowchart in which the maximum
First, it is determined whether or not the vehicle is going straight (step T1).
When traveling straight (steps T1 and Yes), the maximum torque value is calculated individually using the respective rotation speeds of the left and
When the vehicle is not traveling straight in step T1 (steps T1 and No), the smaller of the two maximum torque values calculated from the rotation speeds of the left and
この構成の場合、上記のように、左右それぞれの回転速度で算出した最大トルクのうち小さい方の最大トルク値を共通の最大トルク値とする。この場合、停止状態から極低回転の領域においても、本来出力不可能な最大トルクが設定されることはない。そのため、パワーデバイスに過大な負荷を与えることが防止できる。 In the case of this configuration, as described above, the smaller maximum torque value of the maximum torques calculated at the left and right rotation speeds is set as the common maximum torque value. In this case, the maximum torque that cannot be output is not set even in the region of extremely low rotation from the stopped state. Therefore, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the power device.
前記各実施形態において、前記トルク最大値算出部35は、このモータ駆動制御装置に対する上位制御手段21から通信された情報、または車両が有する検出手段で検出された走行状況の情報によって上記のいずれの最大トルク値を算出する機能も無効化し、左右の前記モータ6,6のそれぞれの回転速度によりそれぞれのトルク最大値を算出するようにしてもよい。
上位制御手段21から通信された情報は、例えば現在、旋回補助やスピン抑制のために内輪と外輪のトルク指令に差を付けていると言う情報や、内輪と外輪のトルク指令に差を付けるために共通の最大トルク値を算出することを禁止する情報である。前記検出された走行状況の情報は、駆動輪2のスリップや車両の横滑り等の情報である。
In each of the above-described embodiments, the torque maximum
The information communicated from the upper control means 21 is, for example, information that the torque commands of the inner ring and the outer ring are different for turning assistance and spin suppression, and the torque commands of the inner ring and the outer ring are different. This is information that prohibits the calculation of the maximum torque value common to all. The detected running condition information is information such as slip of the
左右独立駆動式車両において、旋回時に指令トルクが最大トルクやそれに近いトルクであった場合に、回転速度の差によって外輪側のトルクが意図せず内輪側のトルクより下がってしまい車両が不安定になることを防ぐことが、この実施形態の目的である。仮に、指令トルクが回転速度より求められる最大トルクよりも十分小さい場合には、指令通りのトルクが出力出来るだけであり、例えその指令が外輪側のトルクの方が内輪側のトルクよりも小さい場合であっても意図したトルク差であり問題はない。 In a left-right independent drive type vehicle, if the command torque is the maximum torque or a torque close to the maximum torque when turning, the torque on the outer ring side unintentionally drops below the torque on the inner ring side due to the difference in rotation speed, and the vehicle becomes unstable. It is the purpose of this embodiment to prevent this from happening. If the command torque is sufficiently smaller than the maximum torque required from the rotation speed, the torque as commanded can only be output, and even if the command is smaller than the torque on the outer ring side than the torque on the inner ring side. Even if it is, there is no problem because it is the intended torque difference.
また、左右独立駆動式車両では、旋回補助やスピン抑制のために意図して内輪と外輪のトルク指令に差を付ける場合がある。内輪側のトルク指令を外輪側のトルク指令よりも大きくすることもあり、この実施形態のように高い方の回転速度で共通の最大トルクを算出するかまたは低い方の最大トルクでトルク制限をした場合に、本来出力可能なトルクを制限してこれらの機能に影響を与えてしまうことが考えられる。そのため、前記各実施形態における共通の最大トルクを算出することを、通信や走行状況等により無効化する機能を持たせるとよい。上記のような旋回補助やスピン制御等する際は、前記各実施形態における最大トルク算出の機能を無効化し、左右それぞれのモータ回転速度によってそれぞれの最大トルクを算出し、それぞれの最大トルクで指令トルクの制限を行う。 Further, in the left and right independent drive type vehicles, the torque commands of the inner ring and the outer ring may be intentionally different for turning assistance and spin suppression. The torque command on the inner ring side may be larger than the torque command on the outer ring side, and as in this embodiment, the common maximum torque is calculated at the higher rotation speed, or the torque is limited by the lower maximum torque. In some cases, it is conceivable that the torque that can be originally output is limited and these functions are affected. Therefore, it is preferable to have a function of invalidating the calculation of the common maximum torque in each of the above-described embodiments depending on communication, running conditions, and the like. When performing turning assistance or spin control as described above, the function of calculating the maximum torque in each of the above embodiments is invalidated, the maximum torque is calculated according to the rotation speeds of the left and right motors, and the command torque is calculated at each maximum torque. To limit.
なお、前記各実施形態では、後輪二輪駆動車に適用した場合につき説明したが、例えば図7に示すような前輪二輪駆動車に適用してもよく、また図8に示すような四輪駆動車に適用してもよい。 In each of the above embodiments, the case where the vehicle is applied to a rear-wheel two-wheel drive vehicle has been described. However, the vehicle may be applied to a front-wheel two-wheel drive vehicle as shown in FIG. 7, or a four-wheel drive vehicle as shown in FIG. May be applied to cars.
また、前記各実施形態では、いずれも最大トルク算出部35およびトルク制限部36をモータ駆動制御装置22に設けたが、最大トルク算出部35およびトルク制限部36はECU21に設けてもよい。
前記車両1は、インホイールモータ駆動装置17を搭載した例につき説明したが、車輪独立駆動式車両であればよく、2モータオンボード形式の車両であってもよい。
Further, in each of the above embodiments, the maximum
The vehicle 1 has been described with respect to an example in which the in-wheel
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示され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。この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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the embodiments, the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1…車両、2…駆動輪、3…従動輪、4…転舵装置、5…操舵操作手段、6…モータ、7…車輪用軸受、12…減速機、17…インホイールモータ駆動装置、18…バッテリ、19…ブレーキ、20…駆動制御装置、21…ECU、22…モータ駆動制御装置、28…パワー回路部、29…モータコントロール部、30…モータ駆動制御部、31…インバータ、32…PMWドライバ、33…回転角度センサ、34…回転角度検出部、35…最大トルク算出部、36…トルク制限部、38…電流センサ、47…指令トルク演算部、48…トルク分配手段、50…操舵角センサ、51…操舵角検出手段、52…転舵角センサ、53…転舵角検出手段、54…車速検出手段、55…車速センサ 1 ... Vehicle, 2 ... Drive wheel, 3 ... Drive wheel, 4 ... Steering device, 5 ... Steering operation means, 6 ... Motor, 7 ... Wheel bearing, 12 ... Reducer, 17 ... In-wheel motor drive device, 18 ... Battery, 19 ... Brake, 20 ... Drive control device, 21 ... ECU, 22 ... Motor drive control device, 28 ... Power circuit unit, 29 ... Motor control unit, 30 ... Motor drive control unit, 31 ... Inverter, 32 ... PMW Driver, 33 ... Rotation angle sensor, 34 ... Rotation angle detection unit, 35 ... Maximum torque calculation unit, 36 ... Torque limit unit, 38 ... Current sensor, 47 ... Command torque calculation unit, 48 ... Torque distribution means, 50 ... Steering angle Sensor, 51 ... Steering angle detecting means, 52 ... Steering angle sensor, 53 ... Steering angle detecting means, 54 ... Vehicle speed detecting means, 55 ... Vehicle speed sensor
Claims (6)
前記モータ駆動制御装置は、前記モータの回転速度を用いてこのモータが出力可能な最大トルク値を算出する最大トルク算出部と、この最大トルク算出部で計算された最大トルク値を用いて前記モータのトルクを制限するトルク制限部とを備え、
前記最大トルク算出部は、
車速がある定められた値以下である場合は左右の前記モータのそれぞれの回転速度よりそれぞれの出力可能な最大トルク値を算出し、
車速が前記定められた値よりも高い場合は左右の前記モータにつきそれぞれで算出した回転速度のうち高い方の回転速度を用いて左右両輪共通の最大トルク値を算出する、
ことを特徴とする車輪独立駆動式車両の駆動制御装置。 It is a drive control device for a wheel-independent drive vehicle equipped with a plurality of motors capable of independently driving left and right for at least one of the left and right drive wheels of the front and rear wheels and a motor drive control device for controlling these motors.
The motor drive control device uses the rotation speed of the motor to calculate the maximum torque value that can be output by the motor, and the maximum torque value calculated by the maximum torque calculation unit to calculate the maximum torque value of the motor. Equipped with a torque limiter that limits the torque of
The maximum torque calculation unit is
If the vehicle speed is below a certain value, the maximum torque value that can be output is calculated from the rotation speeds of the left and right motors.
When the vehicle speed is higher than the specified value, the maximum torque value common to both the left and right wheels is calculated using the higher rotation speed of the rotation speeds calculated for each of the left and right motors.
A drive control device for a wheel-independently driven vehicle.
前記モータ駆動制御装置は、前記モータの回転速度を用いてこのモータが出力可能な最大トルク値を算出する最大トルク算出部と、この最大トルク算出部で計算された最大トルク値を用いて前記モータのトルクを制限するトルク制限部とを備え、
前記最大トルク算出部は、
左右の前記モータの回転速度のうち少なくともいずれか一方がある定められた値以下である場合は前記左右のモータのそれぞれの回転速度よりそれぞれの出力可能な最大トルク値を算出し、
左右両方の前記モータの回転速度が前記定められた値より高い場合は左右の前記モータにつきそれぞれで算出した回転速度のうち高い方の回転速度を用いて左右両輪共通の最大トルク値を算出する、
ことを特徴とする車輪独立駆動式車両の駆動制御装置。 It is a drive control device for a wheel-independent drive vehicle equipped with a plurality of motors capable of independently driving left and right for at least one of the left and right drive wheels of the front and rear wheels and a motor drive control device for controlling these motors.
The motor drive control device uses the rotation speed of the motor to calculate the maximum torque value that can be output by the motor, and the maximum torque value calculated by the maximum torque calculation unit to calculate the maximum torque value of the motor. Equipped with a torque limiter that limits the torque of
The maximum torque calculation unit is
If at least one of the rotation speeds of the left and right motors is equal to or less than a predetermined value, the maximum torque value that can be output is calculated from the rotation speeds of the left and right motors.
When the rotation speeds of both the left and right motors are higher than the predetermined values, the maximum torque value common to both the left and right wheels is calculated using the higher rotation speed of the rotation speeds calculated for each of the left and right motors.
A drive control device for a wheel-independently driven vehicle.
前記モータ駆動制御装置は、前記モータの回転速度を用いてこのモータが出力可能な最大トルク値を算出する最大トルク算出部と、この最大トルク算出部で計算された最大トルク値を用いて前記モータのトルクを制限するトルク制限部とを備え、
前記最大トルク算出部は、
左右の前記モータのそれぞれで算出した回転速度でそれぞれの最大トルク値を算出し、これら2つの最大トルク値のうちの小さい方の最大トルク値を左右両輪共通の最大トルク値とする、
ことを特徴とする車輪独立駆動式車両の駆動制御装置。 It is a drive control device for a wheel-independent drive vehicle equipped with a plurality of motors capable of independently driving left and right for at least one of the left and right drive wheels of the front and rear wheels and a motor drive control device for controlling these motors.
The motor drive control device uses the rotation speed of the motor to calculate the maximum torque value that can be output by the motor, and the maximum torque value calculated by the maximum torque calculation unit to calculate the maximum torque value of the motor. Equipped with a torque limiter that limits the torque of
The maximum torque calculation unit is
The maximum torque value of each is calculated at the rotation speed calculated by each of the left and right motors, and the smaller maximum torque value of these two maximum torque values is set as the maximum torque value common to both the left and right wheels.
A drive control device for a wheel-independently driven vehicle.
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