JP2984724B2 - Electric car - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、車輪をモータで駆動する電気自動車にか
かり、とくにその走行性能の改善に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric vehicle in which wheels are driven by a motor, and more particularly to an improvement in running performance.
(従来の技術) 近時の自動車技術の進歩に伴ない、自動車の走行性能
を改善する技術として、4WS(四輪操舵)、4WD(四輪駆
動)、ABS(アンチスキッドブレーキ)、トラクション
コントロール等の新しい技術が提案されている。(Conventional technology) With the recent advancement of automobile technology, technologies that improve the driving performance of automobiles include 4WS (four-wheel steering), 4WD (four-wheel drive), ABS (anti-skid brake), traction control, etc. New technologies have been proposed.
しかし、これらの新しい技術には各車輪の駆動力が関
係するので、これらを実施するには従来の自動車の構成
に新たな機械的構成を付加し、所要の条件に基づいて適
切に制御することが必要である。However, these new technologies involve the driving force of each wheel, so to implement them, add a new mechanical configuration to the conventional vehicle configuration and control it appropriately based on the required conditions. is necessary.
(発明が解決すべき課題) 従来の自動車においては、単一の駆動源たるエンジン
の動力を複数の駆動輪に分配する駆動系を構成している
ので、これらの新しい技術を実施するために追加すべき
機構や、新たな機構を追加したことに伴なう機械的構成
は駆動系の構成との関係から複雑となりがちであり、か
かる事情は電気自動車においても同様である。(Problems to be Solved by the Invention) In a conventional vehicle, a driving system that distributes the power of an engine as a single driving source to a plurality of driving wheels is configured. The mechanism to be provided and the mechanical configuration accompanying the addition of a new mechanism tend to be complicated due to the relationship with the configuration of the drive system, and the same applies to electric vehicles.
この発明は、操舵を適切に制御することによって自動
車の転回を容易且つ安全に行うことのできる電気自動車
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an electric vehicle that can easily and safely turn the vehicle by appropriately controlling the steering.
(課題を解決するための手段) この目的に対し、この発明の請求項1は、車体に4駆
動輪を設け、それぞれの駆動輪には独立した駆動モータ
を設置するとともにステアリングハンドルの操作によっ
て前輪を操舵する操舵装置を設け、各駆動輪の回転速度
を検出する4つの車輪回転センサと、前記ステアリング
ハンドルのステアリング角度を検出するステアリング角
センサとを設けた電気自動車であって、 前記4つの車輪回転センサが出力する回転速度信号に
基づいて車両が高速走行をしていることを判断する高速
走行判断手段と、 前記ステアリングハンドルの操作により車両が旋回す
る際、前記高速走行判断手段が高速走行していると判断
したとき、前記ステアリング角センサが検出するステア
リング角度と前記回転速度信号とに基づいて、旋回時に
内側となる2つの駆動輪の駆動力が外側となる駆動輪の
駆動力よりも大きくなるように各駆動モータを制御する
制御手段とを備えていることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) To this end, a first aspect of the present invention is to provide four drive wheels on a vehicle body, install an independent drive motor for each drive wheel, and operate a front wheel by operating a steering handle. An electric vehicle provided with a steering device that steers the steering wheel, and provided with four wheel rotation sensors that detect a rotation speed of each drive wheel, and a steering angle sensor that detects a steering angle of the steering wheel; High-speed running determining means for determining that the vehicle is running at high speed based on a rotation speed signal output by a rotation sensor; and when the vehicle turns by operating the steering wheel, the high-speed running determining means performs high-speed running. When it is determined that the steering angle is detected, based on the steering angle detected by the steering angle sensor and the rotation speed signal Driving force of the two drive wheels as the inside, characterized in that a control means for controlling each drive motor to be greater than the driving force of the driving wheels as the outside during turning.
請求項2は、ブレーキペダルに設置されたブレーキセ
ンサと、 前記回転速度信号に基づいて車両が減速していること
を判断する減速判断手段とを備え、 前記制御手段は、前記減速判断手段が減速していると
判断したとき、前記ブレーキセンサが出力するブレーキ
信号と、前記回転速度信号とから要求制動力および要求
車輪角加速度を求めて、予め記憶されている限界制動力
を越えないように前記各駆動モータを制御することを特
徴とする。Claim 2 includes a brake sensor installed on a brake pedal, and deceleration determining means for determining that the vehicle is decelerating based on the rotation speed signal, wherein the control means determines that the deceleration determining means decelerates. When it is determined that the required braking force and the required wheel angular acceleration are determined from the brake signal output by the brake sensor and the rotation speed signal, the braking force is calculated so as not to exceed a previously stored limit braking force. Each drive motor is controlled.
請求項3は、アクセルペダルに設置されたアクセルセ
ンサと、 このアクセルセンサが出力するアクセル信号と、前記
回転速度信号と、予め記憶されている限界駆動力とから
要求駆動力と要求車輪角加速度とを求めて前記各駆動モ
ータを制御することを特徴とする。Claim 3 provides an accelerator sensor installed on an accelerator pedal, an accelerator signal output by the accelerator sensor, the rotational speed signal, and a required driving force and a required wheel angular acceleration based on a previously stored limit driving force. And controlling each of the drive motors.
(作用) 請求項1によれば、車両が旋回する際に高速走行判断
手段が高速走行をしていると判断すると、制御手段は旋
回時に内側となる2つの駆動輪の駆動力が外側となる駆
動輪の駆動力よりも大きくなるように各駆動モータを制
御するものであるから、旋回時に生じる車体重心の過度
のヨーイングモーメントを相殺することができ、高速走
行時の転回の安定性の向上を図ることができる。また、
駆動モータを制御すればよいものであるから、その制御
は容易である。すなわち、高速走行時の転回を安全に且
つ容易に行うことができる。(Operation) According to claim 1, when the high-speed traveling determining means determines that the vehicle is traveling at a high speed when the vehicle turns, the control means sets the driving forces of the two inner driving wheels to the outer side during the turning. Since each drive motor is controlled so as to be larger than the drive force of the drive wheels, the excessive yawing moment of the vehicle center of gravity generated at the time of turning can be offset, and the stability of turning at high speed running can be improved. Can be planned. Also,
Since it is sufficient to control the drive motor, the control is easy. That is, turning at the time of high-speed running can be performed safely and easily.
請求項2によれば、旋回手段は、減速判断手段が減速
していると判断したとき、ブレーキセンサが出力するブ
レーキ信号と、回転速度信号とから要求制動力および要
求車輪角加速度を求めて、予め記憶されている限界制動
力を越えないように各駆動モータを制御するものである
から、急制動時において生じる横すべりを防止すること
ができ、また、限界制動力を越えないように各駆動モー
タが制御されることによりアンチスキッド機能を奏す
る。According to the second aspect, when the deceleration determining unit determines that the vehicle is decelerating, the turning unit obtains the required braking force and the required wheel angular acceleration from the brake signal output by the brake sensor and the rotation speed signal, Since each of the drive motors is controlled so as not to exceed the limit braking force stored in advance, it is possible to prevent a side slip occurring at the time of sudden braking, and to ensure that each drive motor does not exceed the limit braking force. Is controlled to provide an anti-skid function.
請求項3によれば、アクセルセンサが出力するアクセ
ル信号と、回転速度信号と、予め記憶されている限界駆
動力とから要求駆動力と要求車輪角加速度とを求めて各
駆動モータを制御するものであるから、上記アンチスキ
ッド機能との協働により摩擦係数の小さい路面でのスリ
ップの発生を確実に防止することができる。According to the third aspect, a required driving force and a required wheel angular acceleration are obtained from an accelerator signal output from an accelerator sensor, a rotation speed signal, and a previously stored limit driving force, and each drive motor is controlled. Therefore, in cooperation with the anti-skid function, it is possible to reliably prevent the occurrence of slip on a road surface having a small friction coefficient.
請求項4によれば、旋回時にブレーキング現象が生じ
ないように各駆動モータを制御するものであるから、旋
回時に生じるブレーキング現象を防止することができ
る。According to the fourth aspect, since each drive motor is controlled so that the braking phenomenon does not occur at the time of turning, the braking phenomenon that occurs at the time of turning can be prevented.
(実施例) 以下、図面に示す一実施例によりこの発明を説明する
が、この実施例は四輪駆動(以下、4WDという)式に構
成された四輪電気自動車であって、四輪操舵(以下、4W
Sという)機能、アンチスキッドブレーキ(ABS)機能、
およびトラクションコントロール機能を有するものであ
る。Hereinafter, the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings. This embodiment is a four-wheel electric vehicle (hereinafter, referred to as 4WD) type, and has a four-wheel steering ( Below, 4W
S) function, anti-skid brake (ABS) function,
And a traction control function.
まず、第1図および第2図により電気自動車の構成概
略を説明すると、電気自動車1は、車両進行方向(矢印
F)の両側に配置されたそれぞれ2つの前輪2a,2bおよ
び後輪3a,3bに車体4が支持され、この車体4に形成さ
れた車室5内には、フロントシート6、リヤシート7が
設置されている。First, a schematic configuration of an electric vehicle will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The electric vehicle 1 has two front wheels 2a and 2b and two rear wheels 3a and 3b arranged on both sides in the vehicle traveling direction (arrow F). The vehicle body 4 is supported on the vehicle body 4, and a front seat 6 and a rear seat 7 are installed in a vehicle compartment 5 formed in the vehicle body 4.
そして、フロントシート6の前方には、ステアリング
ハンドル8が設けられ、このステアリングハンドル8に
は例えばアッカーマン機構等からなる操舵装置(不図
示)を介して前輪2a,2bが連結されて操舵輪の機能が付
与されている。A steering handle 8 is provided in front of the front seat 6, and front wheels 2a and 2b are connected to the steering handle 8 via a steering device (not shown) composed of, for example, an Ackerman mechanism, so that the function of the steering wheel is provided. Is given.
また、フロントシート6の前方には前後輪2a,2b,3a,3
bの回転速度を調整するアクセルペダル11と、図示しな
い油圧ブレーキ装置を操作するブレーキペダル12とが設
置されている。In front of the front seat 6, front and rear wheels 2a, 2b, 3a, 3
An accelerator pedal 11 for adjusting the rotation speed of b and a brake pedal 12 for operating a hydraulic brake device (not shown) are provided.
リヤシート7の下方には、前輪2a,2b、および後輪3a,
3bを駆動する後述の各駆動モータの駆動用バッテリ13が
配置され、リヤシート7の後方には後述の各駆動モータ
のコントローラ14が設置されている。Below the rear seat 7, front wheels 2a, 2b and rear wheels 3a,
A drive battery 13 for each drive motor to be described later that drives the 3b is disposed, and a controller 14 for each drive motor to be described below is installed behind the rear seat 7.
そして、この電気自動車1の駆動装置は第1図に示す
ように構成されている。The drive device of the electric vehicle 1 is configured as shown in FIG.
すなわち、左右の前輪2a,2bおよび左右の後輪3a,3bの
それぞれの駆動系は同様に形成されており、それぞれの
前輪2a,2bおよび後輪3a,3bの駆動源としての駆動モータ
21a,21b,22a,22bから延びる駆動軸23a,23b,24a,24bを介
して、ベベルギヤ等で構成されたギヤボックス25a,25b,
26a,26bを経て、これらの前後輪の車軸27a,27b,28a,28b
を回転駆動するように構成している。That is, the respective drive systems of the left and right front wheels 2a, 2b and the left and right rear wheels 3a, 3b are similarly formed, and the drive motors as the drive sources of the respective front wheels 2a, 2b and rear wheels 3a, 3b.
Via drive shafts 23a, 23b, 24a, 24b extending from 21a, 21b, 22a, 22b, gear boxes 25a, 25b, which are configured with bevel gears or the like.
After passing through 26a, 26b, the axles 27a, 27b, 28a, 28b of these front and rear wheels
Are configured to be rotationally driven.
ここで、前記駆動モータ21a,21b,22a,22bは駆動用バ
ッテリ13から供給される電流により駆動されるが、これ
らはそれぞれコントローラ14からの信号により制御され
て互いに独立に駆動するようになっている。Here, the drive motors 21a, 21b, 22a, and 22b are driven by a current supplied from the drive battery 13, and these are controlled by signals from the controller 14 to be driven independently of each other. I have.
この電気自動車1の駆動モータ21a,21b,22a,22bを制
御するコントローラ14は、第3図に示すように構成され
ている。The controller 14 for controlling the drive motors 21a, 21b, 22a, 22b of the electric vehicle 1 is configured as shown in FIG.
すなわち、コントローラ14は、コンピュータ31と4つ
のモータコントローラ32a,32b,33a,33bからなり、これ
らのモータコントローラ32a,32b,33a,33bからの出力信
号によってそれぞれに対応する駆動モータ21a,21b,22a,
22bが独立に制御される。That is, the controller 14 is composed of the computer 31 and four motor controllers 32a, 32b, 33a, 33b, and the drive motors 21a, 21b, 22a corresponding to the output signals from these motor controllers 32a, 32b, 33a, 33b respectively. ,
22b is independently controlled.
また、コンピュータ31には、各駆動モータ21a,21b,22
a,22b毎に設置された車輪回転センサ34からの回転速度
信号(以下、車輪回転信号という)と、前記ステアリン
グハンドル8のステアリング軸に設置されたステアリン
グ角センサ35からの操舵角信号(以下、ステアリング信
号という)と、アクセルペダル11に設置されたアクセル
センサ36で検出した加速命令信号(以下、アクセル信号
という)と、ブレーキペダル12に設置されたブレーキセ
ンサ37で検出した制動命令信号(以下、ブレーキ信号と
いう)とが入力される。In addition, the computer 31 includes drive motors 21a, 21b, 22
a, 22b, a rotation speed signal from a wheel rotation sensor 34 (hereinafter referred to as a wheel rotation signal), and a steering angle signal from a steering angle sensor 35 installed on a steering shaft of the steering handle 8 (hereinafter, referred to as a wheel rotation signal). A steering signal), an acceleration command signal detected by an accelerator sensor 36 provided on the accelerator pedal 11 (hereinafter, referred to as an accelerator signal), and a braking command signal detected by a brake sensor 37 provided on the brake pedal 12 (hereinafter, referred to as (Referred to as a brake signal).
そして、これらの信号はコンピュータ31内のROM(Rea
d Only Memory)等の記憶媒体に蓄積されたプログラム
に従って演算され、また蓄積されている電気自動車1の
走行データと比較判断され、所要の出力を各モータコン
トローラ32a,32b,33a,33bに供給することによって、各
駆動モータ21a,21b,22a,22bを適切な回転状態にし、各
車輪の駆動力や制動力を制御するものである。These signals are stored in the ROM (Rea
d Only Memory) or the like, is calculated in accordance with a program stored in a storage medium, is compared with the stored traveling data of the electric vehicle 1, and a required output is supplied to each motor controller 32a, 32b, 33a, 33b. Thus, the drive motors 21a, 21b, 22a, and 22b are brought into appropriate rotation states, and the drive force and the braking force of each wheel are controlled.
以下、この実施例における4WS機能、4WD機能、ABS機
能、およびトラクションコントロール機能について説明
する。Hereinafter, the 4WS function, the 4WD function, the ABS function, and the traction control function in this embodiment will be described.
まず、4WS機能について第4図および第5図によって
説明するが、まず、第4図により低速走行時における4W
S機能を説明する。First, the 4WS function will be described with reference to FIGS. 4 and 5. First, referring to FIG.
The S function will be described.
ステアリングハンドル8でステアリング装置を操作す
ることに伴なう車両の旋回中心をM0とし、旋回の外側と
なる前輪2bおよび後輪3bの駆動力△F1,△F3より、旋回
の内側となる前輪2a,3aの駆動力△F2を小さく,あるい
は制動力△R2,△R4を生じさせるように各車輪の対応す
る駆動モータを制御すると、左右の後輪3a,3b間では、
キャタピラ車両と同様の操舵効果を生じるので、旋回中
心は前記M0より車両に近寄ったMの位置となり、車両の
旋回半径が小さくなる4WS効果が生じる。The turning center of the vehicle involved in operating the steering device with the steering handle 8 is M0, and the front wheels 2a, which are inside the turn, from the driving forces △ F1, △ F3 of the front wheels 2b and the rear wheels 3b, which are outside the turn. , 3a, or by controlling the corresponding drive motors of the respective wheels to generate the braking forces △ R2, △ R4, the left and right rear wheels 3a, 3b
Since the same steering effect as that of the caterpillar vehicle is generated, the turning center is located at the position M closer to the vehicle than the above-described M0, and the 4WS effect in which the turning radius of the vehicle is reduced is generated.
なお、この場合各車輪において生じる駆動力の車両の
前後方向の合力を等しくした条件下で行なえば、車両の
進行方向への加速度が生じず車両の走行安定性のうえか
ら好ましい。In this case, it is preferable from the viewpoint of running stability of the vehicle that the driving force generated in each wheel is equal to the resultant force in the front-rear direction of the vehicle because no acceleration occurs in the traveling direction of the vehicle.
次に、第5図により、高速走行時の4WS機能について
説明する。Next, the 4WS function during high-speed running will be described with reference to FIG.
一般に、高速走行での旋回時には過渡のヨーイングモ
ーメントにより、車体が瞬間的な進行方向に対して内側
に向く姿勢を取り、車両の走行安定性を損なうおそれが
ある。In general, when turning during high-speed running, a transient yawing moment causes the vehicle body to take an attitude inward with respect to the instantaneous traveling direction, which may impair the running stability of the vehicle.
これに対しこの実施例では、各車輪の駆動力および制
動力を制御し適度の逆方向のヨーイングモーメントを発
生させて相殺することにより、瞬間的な進行方向と車体
の向きとを一致させ高速安定性の向上を図るものであ
る。On the other hand, in this embodiment, the driving force and the braking force of each wheel are controlled to generate an appropriate yawing moment in the opposite direction to cancel each other, thereby making the instantaneous traveling direction coincide with the direction of the vehicle body, thereby achieving high-speed stable operation. It is intended to improve the performance.
すなわち、第5図に示すような右旋回を考えると、車
体中央の重心の右回りに過渡のヨーイングモーメントが
生じるが、これに対し、各駆動モータを制御することに
より、各車輪に駆動力変化△F2,△F4、または、制動力
変化△R1,△R3を与え、これにより左回りのヨーイング
モーメントを車体に与え前記右回りのヨーイングモーメ
ントを相殺することにより車体姿勢を制御する。That is, considering a right turn as shown in FIG. 5, a transient yawing moment occurs clockwise around the center of gravity of the center of the vehicle body. In contrast, by controlling each drive motor, the driving force is applied to each wheel. A change ΔF2, ΔF4 or a braking force change ΔR1, ΔR3 is given, whereby a counterclockwise yaw moment is applied to the vehicle body to cancel the clockwise yaw moment, thereby controlling the vehicle body posture.
この場合に付与する制動力としては、各駆動モータに
よる回生ブレーキを利用すればよい。As the braking force applied in this case, regenerative braking by each drive motor may be used.
なお、車体姿勢を制御するための力によって車両の進
行方向の加速度を生じなくするために、車両の前後方向
の合力が等しくなるように制御することは前述の低速走
行時の4WS機能の場合と同様である。In order to prevent the acceleration in the traveling direction of the vehicle from being generated by the force for controlling the vehicle body posture, controlling so that the resultant force in the front-rear direction of the vehicle is equal to that in the case of the above-described 4WS function at the time of low-speed traveling. The same is true.
このように、この実施例は各車輪の駆動モータを適切
に制御することによって4WS機能を奏し、走行安定性を
向上することができ、格別の機構を追加することも不要
である。As described above, in this embodiment, the 4WS function is achieved by appropriately controlling the drive motors of the respective wheels, the running stability can be improved, and it is not necessary to add a special mechanism.
次に、4WD機能について説明すると、この電気自動車
1は各車輪2a,2b,3a,3bについてそれぞれ駆動モータ21
a,21b,22a,22bを設置してあるので、直進状態において
各車輪の回転速度を等しくするようにそれぞれの駆動モ
ータを制御すれば、フルタイム4WDの機能を奏する。Next, the 4WD function will be described. The electric vehicle 1 has a drive motor 21 for each wheel 2a, 2b, 3a, 3b.
Since a, 21b, 22a, and 22b are installed, if the respective drive motors are controlled so that the rotational speeds of the respective wheels are equal in a straight traveling state, the function of a full-time 4WD is achieved.
また一般に、セレクテイブ方式の4WD機能を有する自
動車が四輪駆動で旋回する場合、旋回によって生じる内
輪差のために、旋回の外側となる車輪の走行距離と内側
となる車輪の走行距離とが等しくなく、前後輪間が差動
不能であることにより、ブレーキング現象を生じること
となる。Also, in general, when an automobile having a selective 4WD function turns with four-wheel drive, the running distance of the wheel outside the turning and the running distance of the inside wheel are not equal due to the inner wheel difference generated by the turning. In addition, since the differential between the front and rear wheels is not possible, a braking phenomenon occurs.
しかし、この実施例の電気自動車1にあっては、各車
輪2a,2b,3a,3b毎に駆動モータを有しているので、前記
ステアリング角センサ35からのステアリング信号に基づ
いて、旋回の内側となって旋回中心との距離が短くなる
車輪(例えば、最も短い後輪3a)の駆動モータ(例え
ば、22a)の回転速度を旋回中心との距離が最も長くな
る車輪(例えば、前輪2b)の駆動モータ(例えば、21
b)の回転速度よりそれぞれ適当量だけ低く制御すれ
ば、このブレーキング現象の改善を図ることができる。However, since the electric vehicle 1 of this embodiment has a drive motor for each of the wheels 2a, 2b, 3a, and 3b, the inside of the turn based on the steering signal from the steering angle sensor 35 is provided. The rotation speed of the drive motor (for example, 22a) of a wheel (for example, the shortest rear wheel 3a) whose distance to the turning center is short is set to the rotation speed of the wheel (for example, the front wheel 2b) whose distance to the turning center is longest. Drive motor (for example, 21
The braking phenomenon can be improved by controlling the rotation speed to be lower than the rotation speed of b) by an appropriate amount.
次に、ABS機能について説明すると、この実施例の電
気自動車においては、各車輪2a,2b,3a,3bにそれぞれ車
輪回転センサ34が設置されており、これらのセンサ34の
車輪回転信号から各車輪角加速度を求めるとともに、ブ
レーキ信号やステアリング信号や車速,および例えば予
め記憶されている限界制動力から要求制動力および要求
車輪角加速度を求め、路面状況を考慮したうえで各駆動
モータの制動力や駆動力を演算して補正する。Next, the ABS function will be described. In the electric vehicle of this embodiment, the wheel rotation sensors 34 are respectively installed on the wheels 2a, 2b, 3a, 3b, and the respective wheel rotation signals are obtained from the wheel rotation signals of these sensors 34. In addition to obtaining the angular acceleration, the required braking force and the required wheel angular acceleration are determined from the brake signal, the steering signal, the vehicle speed, and, for example, a previously stored limit braking force, and the braking force and the braking force of each drive motor are determined in consideration of the road surface condition. The driving force is calculated and corrected.
なお、前記限界制動力は各センサからの信号の演算値
であってもよく、また、制動力の調整としては各駆動モ
ータの回生ブレーキ力および駆動力を調整することとす
ればよい。The limit braking force may be a calculated value of a signal from each sensor, and the braking force may be adjusted by adjusting the regenerative braking force and the driving force of each drive motor.
このように各駆動モータの駆動力等や制動力を補正す
るので、各駆動モータの駆動力や制動力が限界制動力を
越えることがなく、急制動時において生じる横すべりを
防止し、アンチスキッド機能を奏することができる。In this way, the driving force and the braking force of each drive motor are corrected, so that the driving force and the braking force of each drive motor do not exceed the limit braking force. Can be played.
次に、トラクションコントロール機能について説明す
ると、この実施例の電気自動車1の雪道等の摩擦係数の
小さい道路においてとりうる,車輪回転加速度の限界値
を予め前記コンピュータ31の記憶媒体に蓄積しておき、
アクセル信号と車速と限界駆動力より要求駆動力と要求
車輪角加速度とを演算し、車輪回転信号から求めた車輪
回転角加速度と要求車輪角加速度により、路面状況を考
慮して各駆動モータの駆動力を演算することができる。Next, a traction control function will be described. A limit value of wheel rotational acceleration which can be taken on a road having a small friction coefficient such as a snowy road of the electric vehicle 1 of this embodiment is stored in a storage medium of the computer 31 in advance. ,
The required driving force and the required wheel angular acceleration are calculated from the accelerator signal, the vehicle speed, and the limit driving force, and the driving of each drive motor is performed in consideration of the road surface condition by the wheel rotational angular acceleration and the required wheel angular acceleration obtained from the wheel rotation signal. The force can be calculated.
なお、前記限界駆動力は各センサからの信号の演算値
であってもよい。The limit driving force may be a calculated value of a signal from each sensor.
そして、アクセルセンサ36からの加速命令が限界駆動
力を越える場合であってもこの演算結果が前記限界値を
越えることがなく、アクセルセンサ36からの加速命令の
駆動モータへの伝達を制限することによって、限界値を
越えた駆動力での車輪の回転が防止され、摩擦係数の小
さい雪道等でのスリップを抑制してトラクションコント
ロール機能をなす。Even when the acceleration command from the accelerator sensor 36 exceeds the limit driving force, the calculation result does not exceed the limit value, and the transmission of the acceleration command from the accelerator sensor 36 to the drive motor is limited. Thus, the rotation of the wheels due to the driving force exceeding the limit value is prevented, and the slip on the snowy road or the like having a small friction coefficient is suppressed to perform the traction control function.
なお、これと同時に制動力をも併せて検出し、前記AB
S機能が同時に発揮されることにより摩擦係数の小さい
路面でのスリップの発生を確実に防止することができ
る。At the same time, the braking force is also detected, and the AB
By simultaneously exhibiting the S function, it is possible to reliably prevent the occurrence of slip on a road surface having a small friction coefficient.
この実施例においては、以上の機能を総合的に発揮す
るために、第6図に示すような信号処理が前記コンピュ
ータ31のプログラムで行なわれるようになっている。In this embodiment, signal processing as shown in FIG. 6 is performed by a program of the computer 31 in order to exert the above functions comprehensively.
まず、コンピュータ31には各車輪2a,2b,3a,3bの駆動
モータ21a,21b,22a,22bのそれぞれに設置された車輪回
転センサ34からの車輪回転信号が入力され、これらから
車速が演算される(A)。First, a wheel rotation signal from a wheel rotation sensor 34 installed on each of the drive motors 21a, 21b, 22a, 22b of the wheels 2a, 2b, 3a, 3b is input to the computer 31, and the vehicle speed is calculated from these. (A).
そして、アクセルペダル11に設置されたアクセルセン
サ36からのアクセル信号と、ブレーキペダル12に設置さ
れたブレーキセンサ37からのブレーキ信号とが入力さ
れ、これらのアクセル信号とブレーキ信号とから車両が
減速中であるか否かが判断され(B)、減速中である場
合には(C)に進み、定速あるいは加速中である場合に
は(G)にすすむ。Then, an accelerator signal from an accelerator sensor 36 installed on the accelerator pedal 11 and a brake signal from a brake sensor 37 installed on the brake pedal 12 are input, and the vehicle is decelerating from the accelerator signal and the brake signal. Is determined (B). If the vehicle is decelerating, the process proceeds to (C). If the vehicle is being driven at a constant speed or accelerated, the process proceeds to (G).
車両が減速中であり(C)にすすむと、ブレーキ信号
と車速と限界制動力とから要求制動力と要求車輪角加速
度を演算して(D)に進む。When the vehicle is decelerating and proceeds to (C), the required braking force and the required wheel angular acceleration are calculated from the brake signal, the vehicle speed, and the limiting braking force, and the process proceeds to (D).
(D)においては、各車輪回転信号より求めた各車輪
角加速度と要求車輪角加速度から路面状態を考慮した各
駆動モータの制動力(トルク)および駆動力(トルク)
を演算し、(E)にすすむ。In (D), the braking force (torque) and the driving force (torque) of each drive motor in consideration of the road surface condition from each wheel angular acceleration and the required wheel angular acceleration obtained from each wheel rotation signal.
And proceed to (E).
そして、ステアリング角センサ35からのステアリング
信号により車両が旋回中であるか否かが判断され
(E)、YESの場合には(F)にすすみ、NOの場合には
そのまま適切なモータコントローラへの出力となる。Then, it is determined from the steering signal from the steering angle sensor 35 whether or not the vehicle is turning (E). If YES, the process proceeds to (F). Output.
(F)においては、車両の旋回によるコーナリングフ
ォースを考慮して限界制動力と比較してステアリング信
号と車速により要求車輪角加速度を補正し、各モータの
操作量の演算結果を各モータコントローラに出力する。In (F), the required wheel angular acceleration is corrected by the steering signal and the vehicle speed in comparison with the limit braking force in consideration of the cornering force due to the turning of the vehicle, and the operation result of each motor is output to each motor controller. I do.
なお、前記(D)〜(F)はABS機能に該当する。 The above (D) to (F) correspond to the ABS function.
一方、(B)で減速中でないと判断された場合には、
(G)にすすみ、アクセル信号と車速と限界駆動力から
要求駆動力と要求車輪角加速度が演算され、(H)にす
すむ。On the other hand, if it is determined in (B) that the vehicle is not decelerating,
Proceeding to (G), the required driving force and the required wheel angular acceleration are calculated from the accelerator signal, the vehicle speed, and the critical driving force, and proceeding to (H).
(H)においては、各車輪回転信号より求めた各車輪
角加速度と要求車輪角加速度から路面状態を考慮した各
駆動モータの制動力および駆動力を演算し、(J)にす
すむ。In (H), the braking force and the driving force of each drive motor are calculated from each wheel angular acceleration and the required wheel angular acceleration obtained from each wheel rotation signal in consideration of the road surface condition, and the process proceeds to (J).
なお、これらの(G)(H)はトラクションコントロ
ール機能に該当する。Note that these (G) and (H) correspond to the traction control function.
そして、ステアリング角センサ35からのステアリング
信号により車両が旋回中であるか否かが判断され
(J)、YESの場合には(K)にすすみ、NOの場合には
そのまま各モータの操作量の演算結果は各モータコント
ローラへの出力となる。Then, it is determined from the steering signal from the steering angle sensor 35 whether or not the vehicle is turning (J). If YES, the process proceeds to (K), and if NO, the operation amount of each motor is directly changed. The calculation result is output to each motor controller.
(K)においては、ステアリング信号と、各車輪回転
信号より両側の車輪の差動量を考慮して、各駆動モータ
の駆動力および制動力を演算して補正値(4WDにおける
ブレーキング防止機能)を得て(L)にすすむ。In (K), the driving force and the braking force of each drive motor are calculated by taking into account the steering signal and the differential amount of the wheels on both sides from each wheel rotation signal, and a correction value (braking prevention function in 4WD) And proceed to (L).
(L)では、車両が高速で走行中であるか否かを前記
車速から判断し、高速走行中であると(P)にすすみ、
高速走行中でないと(Q)にすすむ。In (L), it is determined from the vehicle speed whether or not the vehicle is traveling at a high speed. If the vehicle is traveling at a high speed, the process proceeds to (P),
Proceed to (Q) if the vehicle is not running at high speed.
(L)において高速走行中であると判断されると、
(P)においてステアリング信号と、各車輪回転信号お
よび車速から車両のヨーイングモーメントを演算し、こ
のヨーイングモーメントをキャンセルする各駆動力の補
正値を得る(高速走行時の4WS機能)。When it is determined in (L) that the vehicle is traveling at high speed,
In (P), a yawing moment of the vehicle is calculated from the steering signal, each wheel rotation signal and the vehicle speed, and a correction value of each driving force for canceling the yawing moment is obtained (4WS function during high-speed running).
一方、(L)において高速走行中でないと判断された
場合、(Q)において、ステアリング信号と各車輪回転
信号と車速から、車両回転半径を最小化するための各駆
動輪の駆動力差を演算し、各駆動輪の各駆動力の補正値
を得る(低速走行時の4WS機能)。On the other hand, when it is determined in (L) that the vehicle is not traveling at high speed, in (Q), a driving force difference between the driving wheels for minimizing the vehicle turning radius is calculated from the steering signal, each wheel rotation signal, and the vehicle speed. Then, a correction value for each driving force of each driving wheel is obtained (4WS function at low speed running).
このようにして得られた各駆動力の補正値は、演算結
果に基づいて各駆動モータ用のモータコントローラに入
力され、適切な車輪の駆動力や制動力が調整される。The correction value of each driving force obtained in this way is input to the motor controller for each driving motor based on the calculation result, and the appropriate wheel driving force and braking force are adjusted.
以上説明したように、この実施例においては単一のコ
ンピュータシステムとして総合的に構成して、車両の走
行に基づく信号を多面的に活用し、各車輪の駆動力およ
び制動力を制御することによって、車両の走行制御や姿
勢制御を行なうこととしたので、車両の走行安定性のう
えから好ましいものである。As described above, in this embodiment, a single computer system is comprehensively configured, and the signals based on the running of the vehicle are utilized in various aspects to control the driving force and the braking force of each wheel. Since the running control and the attitude control of the vehicle are performed, this is preferable from the viewpoint of the running stability of the vehicle.
また、この実施例は、4WS、4WD、ABS、トラクション
コントロールの4つの機能を付与したものを説明した
が、必ずしも4つの樹脂を付与せずともこの発明を実施
することができるのはいうまでもない。以上、2WS(2
輪操舵)にて説明したが、4WSの場合には、各駆動輪の
操孔と回転数とのより細かな制御ができることは勿論で
ある。In this embodiment, the four functions of 4WS, 4WD, ABS and traction control have been described. However, it is needless to say that the present invention can be implemented without necessarily providing four resins. Absent. Above, 2WS (2
Wheel steering), but in the case of 4WS, needless to say, finer control of the steering and the rotation speed of each drive wheel can be performed.
(効果) この発明は、請求項1によれば、車両が旋回する際に
高速走行判断手段が高速走行をしていると判断すると、
制御手段は旋回時に内側となる2つの駆動輪の駆動力が
外側となる駆動輪の駆動力よりも大きくなるように各駆
動モータを制御するものであるから、旋回時に生じる車
体重心の過度のヨーイングモーメントを相殺することが
でき、高速走行時の転回の安定性の向上を図ることがで
きる。また、駆動モータを制御すればよいものであるか
ら、その制御は容易である。すなわち、高速走行時の転
回を安全に且つ容易に行うことができる。(Effect) According to the first aspect of the present invention, when the high-speed traveling determining means determines that the vehicle is traveling at a high speed when the vehicle turns,
The control means controls each drive motor such that the driving force of the two inner driving wheels becomes larger than the driving force of the outer driving wheel during turning, so that excessive yawing of the vehicle center of gravity occurs during turning. The moment can be offset, and the stability of turning at high speed running can be improved. Further, since it is only necessary to control the drive motor, the control is easy. That is, turning at the time of high-speed running can be performed safely and easily.
請求項2によれば、制御手段は、減速判断手段が減速
していると判断したとき、ブレーキセンサが出力するブ
レーキ信号と、回転速度信号とから要求制動力および要
求車輪角加速度を求めて、予め記憶されている限界制動
力を越えないように各駆動モータを制御するものである
から、急制動時において生じる横すべりを防止すること
ができ、また、限界制動力を越えないように各駆動モー
タが制御されることによりアンチスキッド機能を奏す
る。According to claim 2, when the deceleration determining means determines that the vehicle is decelerating, the control means obtains the required braking force and the required wheel angular acceleration from the brake signal output by the brake sensor and the rotation speed signal, Since each of the drive motors is controlled so as not to exceed the limit braking force stored in advance, it is possible to prevent a side slip occurring at the time of sudden braking, and to ensure that each drive motor does not exceed the limit braking force. Is controlled to provide an anti-skid function.
請求項3によれば、アクセルセンサが出力するアクセ
ル信号と、回転速度信号と、予め記憶されている限界駆
動力とから要求駆動力と要求車輪角加速度とを求めて各
駆動モータを制御するものであるから、上記アンチスキ
ッド機能との協働により摩擦係数の小さい路面でのスリ
ップの発生を確実に防止することができる。According to the third aspect, a required driving force and a required wheel angular acceleration are obtained from an accelerator signal output from an accelerator sensor, a rotation speed signal, and a previously stored limit driving force, and each drive motor is controlled. Therefore, in cooperation with the anti-skid function, it is possible to reliably prevent the occurrence of slip on a road surface having a small friction coefficient.
請求項4によれば、旋回時にブレーキング現象が生じ
ないように各駆動モータを制御するものであるから、旋
回時に生じるブレーキング現象を防止することができ
る。According to the fourth aspect, since each drive motor is controlled so that the braking phenomenon does not occur at the time of turning, the braking phenomenon that occurs at the time of turning can be prevented.
図面は、この発明の一実施例に関し、第1図は電気自動
車の駆動装置の構成平面図、第2図は電気自動車の概略
構造図、第3図は駆動装置の制御装置のブロック図、第
4図は低速走行時の4WS機能の説明図、第5図は高速走
行時の4WS機能の説明図、第6図はフロー図である。 1;電気自動車、2a,2b;前輪、 3a,3b;後輪、 21a,21b,22a,22b;駆動モータ、BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of the configuration of a drive unit of an electric vehicle, FIG. 2 is a schematic structural view of the electric vehicle, FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the 4WS function during low-speed running, FIG. 5 is an explanatory diagram of the 4WS function during high-speed running, and FIG. 6 is a flowchart. 1; electric vehicle, 2a, 2b; front wheel, 3a, 3b; rear wheel, 21a, 21b, 22a, 22b; drive motor,
フロントページの続き (72)発明者 松村 茂憲 香川県高松市上之町2―12―26 (72)発明者 佐藤 員暢 徳島県名西郡石井町藍畑字竜王52―30 (56)参考文献 特開 昭63−195033(JP,A) 特開 昭53−40929(JP,A) 実開 昭59−141405(JP,U)Continued on the front page (72) Inventor Shigenori Matsumura 2-12-26 Kaminomachi, Takamatsu City, Kagawa Prefecture (72) Inventor Kazunobu Sato 52-30 Aihata, Aihata, Ishii-cho, Meishi, Tokushima Prefecture (56) References JP 63-195033 (JP, A) JP-A-53-40929 (JP, A)
Claims (4)
には独立した駆動モータを設置するとともにステアリン
グハンドルの操作によって前輪を操舵する操舵装置を設
け、各駆動輪の回転速度を検出する4つの車輪回転セン
サと、前記ステアリングハンドルのステアリング角度を
検出するステアリング角センサとを設けた電気自動車で
あって、 前記4つの車輪回転センサが出力する回転速度信号に基
づいて車両が高速走行をしていることを判断する高速走
行判断手段と、 前記ステアリングハンドルの操作により車両が旋回する
際、前記高速走行判断手段が高速走行していると判断し
たとき、前記ステアリング角センサが検出するステアリ
ング角度と前記回転速度信号とに基づいて、旋回時に内
側となる2つの駆動輪の駆動力が外側となる駆動輪の駆
動力よりも大きくなるように各駆動モータを制御する制
御手段とを備えていることを特徴とする電気自動車。A vehicle is provided with four drive wheels, each drive wheel is provided with an independent drive motor, and a steering device for steering a front wheel by operating a steering handle is provided to detect a rotational speed of each drive wheel. An electric vehicle provided with four wheel rotation sensors and a steering angle sensor for detecting a steering angle of the steering wheel, wherein the vehicle travels at high speed based on a rotation speed signal output from the four wheel rotation sensors. High-speed traveling determination means for determining that the steering angle is detected by the steering angle sensor when the vehicle turns by operating the steering wheel, and when the high-speed traveling determination means determines that the vehicle is traveling at high speed. On the basis of the rotation speed signal, a drive in which the driving forces of the two inner drive wheels become outer during turning. Electric vehicle, characterized in that a control means for controlling each drive motor to be larger than the driving force of the wheels.
サと、 前記回転速度信号に基づいて車両が減速していることを
判断する減速判断手段とを備え、 前記制御手段は、前記減速判断手段が減速していると判
断したとき、前記ブレーキセンサが出力するブレーキ信
号と、前記回転速度信号とから要求制動力および要求車
輪角加速度を求めて、予め記憶されている限界制動力を
越えないように前記各駆動モータを制御することを特徴
とする請求項1の電気自動車。A deceleration judging means for judging that the vehicle is decelerating based on the rotation speed signal, wherein the control means determines that the deceleration judgment means decelerates. When it is determined that the required braking force and the required wheel angular acceleration are determined from the brake signal output by the brake sensor and the rotation speed signal, the braking force is calculated so as not to exceed a previously stored limit braking force. The electric vehicle according to claim 1, wherein each electric motor is controlled.
サと、 このアクセルセンサが出力するアクセル信号と、前記回
転速度信号と、予め記憶されている限界駆動力とから要
求駆動力と要求車輪角加速度とを求めて前記各駆動モー
タを制御することを特徴とする請求項2の電気自動車。3. An accelerator sensor installed on an accelerator pedal, an accelerator signal output from the accelerator sensor, the rotational speed signal, and a preliminarily stored limit driving force. 3. The electric vehicle according to claim 2, wherein each of the drive motors is controlled in accordance with the following equation.
に各駆動モータを制御することを特徴とする請求項1の
電気自動車。4. The electric vehicle according to claim 1, wherein each drive motor is controlled so that a braking phenomenon does not occur during turning.
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