JP4687471B2 - 電動車両の駆動力制御装置、自動車及び電動車両の駆動力制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電動車両における駆動用の電動モータを制御する駆動力制御装置、それを備えた自動車及び電動車両の駆動力制御方法に関するものである。
従来、電動車両の駆動力制御装置における制御手法として、ドライバによるアクセル操作に応じた目標出力トルクを算出し、該目標出力トルクを駆動輪の駆動モータが出力するように、当該駆動モータのトルク制御を行うというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の制御手法として、ドライバによるアクセル操作に応じた目標車輪速度を算出し、該目標車輪速度で駆動モータが回転するように回転数制御を行うものが知られている。
特開２００２−２３３１９８号公報
また、他の制御手法として、ドライバによるアクセル操作に応じた目標車輪速度を算出し、該目標車輪速度で駆動モータが回転するように回転数制御を行うものが知られている。
しかしながら、上述のトルク制御により駆動モータを制御すると、直進路を高速走行しているときに横風や路面のうねりなどにより車両横方向への外乱を受けた場合、出力トルクが維持されながら、その外乱によって左右輪に回転数差が生じる。この回転数差は車両のヨーレートを助長する方向に作用することとなる。
また、上述の回転数制御により駆動モータを制御すると、旋回走行時に路面からの駆動反力に抗して旋回内外輪の回転数が同じとなるように駆動モータの駆動トルクが制御される。そのため、左右輪の駆動力差によって旋回方向に対して逆向きのヨーモーメントが発生することとなる。
また、上述の回転数制御により駆動モータを制御すると、旋回走行時に路面からの駆動反力に抗して旋回内外輪の回転数が同じとなるように駆動モータの駆動トルクが制御される。そのため、左右輪の駆動力差によって旋回方向に対して逆向きのヨーモーメントが発生することとなる。
したがって、駆動モータに対してトルク制御を行った場合、直進路の走行時に車両横方向への外乱によって直進安定性が低下し、回転数制御を行った場合、旋回走行時に旋回性能が低下する事態を生じさせる。
このように、電動車両の駆動用モータに関する従来の制御手法は、走行状況に応じた制御を行うという観点において改善の余地があった。
そこで、本発明は、電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことを課題としている。
このように、電動車両の駆動用モータに関する従来の制御手法は、走行状況に応じた制御を行うという観点において改善の余地があった。
そこで、本発明は、電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことを課題としている。
上記課題を解決するために、本発明に係る電動車両の駆動力制御装置は、
トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御装置であって、
前記各電動モータにおける駆動電流を含む車両状態から、旋回性あるいは直進安定性のどちらを優先すべきであるか判定し、旋回性を優先すべきと判定したときトルク制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御し、直進安定性を優先すべきと判定したとき回転数制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御する電動モータ制御手段を備えることを特徴としている。
トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御装置であって、
前記各電動モータにおける駆動電流を含む車両状態から、旋回性あるいは直進安定性のどちらを優先すべきであるか判定し、旋回性を優先すべきと判定したときトルク制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御し、直進安定性を優先すべきと判定したとき回転数制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御する電動モータ制御手段を備えることを特徴としている。
また、本発明に係る自動車は、
トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御装置を備えた自動車であって、
運転席前部位置に設置されたステアリングホイールと、前記各電動モータの駆動電流を検出するモータ動作検出手段と、前記各駆動輪の回転数を検出する回転数検出手段と、前記ステアリングホイールに対して行われる運転者による操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、前記各電動モータの駆動電流、前記各駆動輪の回転数及び前記操舵操作量に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で前記各電動モータを制御するかを判定する制御方式判定手段と、該制御方式判定手段の判定結果に基づいて前記各電動モータの出力駆動力を制御する駆動力制御手段とを備えることを特徴としている。
トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御装置を備えた自動車であって、
運転席前部位置に設置されたステアリングホイールと、前記各電動モータの駆動電流を検出するモータ動作検出手段と、前記各駆動輪の回転数を検出する回転数検出手段と、前記ステアリングホイールに対して行われる運転者による操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、前記各電動モータの駆動電流、前記各駆動輪の回転数及び前記操舵操作量に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で前記各電動モータを制御するかを判定する制御方式判定手段と、該制御方式判定手段の判定結果に基づいて前記各電動モータの出力駆動力を制御する駆動力制御手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明に係る電動車両の駆動力制御方法は、
トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御方法であって、
前記各電動モータの駆動電流を含む車両状態を検出する検出ステップと、検出された車両状態に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で前記各電動モータを制御するかを判定する判定ステップと、その判定結果に基づいて前記各電動モータの出力駆動力を制御する駆動制御ステップとを含むことを特徴としている。
トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御方法であって、
前記各電動モータの駆動電流を含む車両状態を検出する検出ステップと、検出された車両状態に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で前記各電動モータを制御するかを判定する判定ステップと、その判定結果に基づいて前記各電動モータの出力駆動力を制御する駆動制御ステップとを含むことを特徴としている。
本発明に係る電動車両の駆動力制御装置によれば、各電動モータにおける駆動電流を含む車両状態から、旋回性あるいは直進安定性のどちらを優先すべきであるか判定し、旋回性を優先すべきと判定したときトルク制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御し、直進安定性を優先すべきと判定したとき回転数制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態など、直進安定性および旋回性のうち、走行状況において、より効果的な制御方式とすることができるため、電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことができる。
また、本発明に係る自動車によれば、モータ動作検出手段が、各電動モータの駆動電流を検出し、回転数検出手段が各駆動輪の回転数を検出し、操舵操作量検出手段が運転者によるステアリングホイールへの操舵操作量を検出し、これら検出結果に基づいて、制御方式判定手段が、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で各電動モータを制御するかを判定する。そして、その判定結果に基づいて、駆動力制御手段が各電動モータの出力駆動力を制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態などの電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことが可能な自動車とすることができる。
さらに、本発明に係る電動車両の駆動力制御方法によれば、各電動モータの駆動電流を含む車両状態を検出し、検出された車両状態に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で各電動モータを制御するかを判定し、その判定結果に基づいて各電動モータの出力駆動力を制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態などの電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御方法とすることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は本発明の実施形態における電動車両の駆動力制御装置を適用した車両の概略構成図であり、図中符号１は車両である。各車輪２ＦＬ〜２ＲＲは電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲによって個別に駆動される駆動輪であって、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲは夫々駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲと一体的に設計されている。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は本発明の実施形態における電動車両の駆動力制御装置を適用した車両の概略構成図であり、図中符号１は車両である。各車輪２ＦＬ〜２ＲＲは電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲによって個別に駆動される駆動輪であって、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲは夫々駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲと一体的に設計されている。
モータインバータ４ＦＬ〜４ＲＲは、後述するコントロールユニット２０から出力される駆動信号に基づいて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動するための駆動電流を電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲに対して出力する。また、モータインバータ４ＦＬ〜４ＲＲは、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの動作状態として当該電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動電流値をコントロールユニット２０に出力する。
電源ユニット２１は、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動するための駆動電流をモータインバータ４ＦＬ〜４ＲＲに供給する。
また、図中符号５ＦＬ〜５ＲＲは駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲを車体に懸架するサスペンションである。
電源ユニット２１は、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動するための駆動電流をモータインバータ４ＦＬ〜４ＲＲに供給する。
また、図中符号５ＦＬ〜５ＲＲは駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲを車体に懸架するサスペンションである。
この車両１には、運転者が車両１の進行方向を指示するために操舵するステアリングホイール１０と、運転者がステアリングホイール１０を操舵した角度（操舵角θ）を検出する操舵角センサ１１と、運転者が操作した図示しないアクセルペダルの操作量ＡＣＣを検出するアクセルペダルセンサ１２と、運転者が操作した図示しないブレーキペダルの操作量ＢＲＫを検出するブレーキペダルセンサ１３と、車両１の挙動を検出する車両挙動センサとして車両１のヨーレートφを検出するヨーレートセンサ１４と、車輪回転数Ｗfl〜Ｗrrを検出する車輪回転数センサ１５ＦＬ〜１５ＲＲとが設けられており、上記各種センサの検出信号はコントロールユニット２０に出力される。
そして、コントロールユニット２０は、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの動作状態と、操舵角θや車輪回転数Ｗfl〜Ｗrr等の運転状態量とに基づいて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式として回転数制御方式とトルク制御方式とのうち一方を選択し、選択した制御方式に基づいて電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動力を制御する駆動力制御を実行する。なお、本実施形態においては、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの動作状態、および、操舵角θや車輪回転数Ｗfl〜Ｗrr等の運転状態を包括して、適宜「車両状態」と言う。
図２はコントロールユニット２０の構成を示すブロック図である。
コントロールユニット２０は、電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａと、各輪電動モータ制御部２０Ｂとを備えており、電動モータ動作検出装置２５及び運転状態量検出装置２６で検出された検出結果が入力されて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動するための駆動指令値を出力するように構成されている。
電動モータ動作検出装置２５は、モータインバータ４ＦＬ〜４ＲＲを備えており、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの動作状態として、駆動電流Ｉfl〜Ｉrrを電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａに受け渡す。
コントロールユニット２０は、電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａと、各輪電動モータ制御部２０Ｂとを備えており、電動モータ動作検出装置２５及び運転状態量検出装置２６で検出された検出結果が入力されて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動するための駆動指令値を出力するように構成されている。
電動モータ動作検出装置２５は、モータインバータ４ＦＬ〜４ＲＲを備えており、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの動作状態として、駆動電流Ｉfl〜Ｉrrを電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａに受け渡す。
運転状態量検出装置２６は、操舵角センサ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキペダルセンサ１３、ヨーレートセンサ１４及び車輪回転数センサ１５ＦＬ〜１５ＲＲを備えており、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル等、運転者が車両走行に際して操作した装置の運転操作量（操舵角、アクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量）や運転中の車両における各種状態量（ヨーレート、車輪回転数）を検出する。そして、運転状態量検出装置２６は、これらの検出信号を電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａに受け渡す。
電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａは、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの動作状態と、操舵角θや車輪回転数Ｗfl〜Ｗrr等の運転状態量とに基づいて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式を回転数制御とトルク制御のどちらに切り替えるかを判定する。
各輪電動モータ制御部２０Ｂは、電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａの判定結果が入力されて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを回転数制御方式で制御するかトルク制御方式で制御するかに応じて、各輪に設置された電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動するための駆動指令値を算出し、当該電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲに対して出力する。
各輪電動モータ制御部２０Ｂは、電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａの判定結果が入力されて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを回転数制御方式で制御するかトルク制御方式で制御するかに応じて、各輪に設置された電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動するための駆動指令値を算出し、当該電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲに対して出力する。
次に、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式である回転数制御方式及びトルク制御方式について説明する。
図３は、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式の概念を示す図である。ここで、図３（ａ）は回転数制御方式の概念図、図３（ｂ）はトルク制御方式の概念図である。
回転数制御では、各車輪回転数Ｗfl〜Ｗrrがアクセルペダル操作量に基づいて算出される目標の車輪回転数となるように、各電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを制御する。具体的には、電流制御部３１で各車輪回転数Ｗfl〜Ｗrrと目標回転数との偏差に対して夫々ＰＩ制御を施して電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動電流Ｉfl〜Ｉrrを制御し、電流制御部３１で制御された駆動電流Ｉfl〜Ｉrrに基づいてモータ駆動部３２で電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動し、駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲを駆動するための駆動トルクを出力する。そして、車両駆動部３３で、前記駆動トルクによって駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲを駆動することで、各輪の回転数Ｗfl〜Ｗrrを目標回転数に追従させる。
図３は、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式の概念を示す図である。ここで、図３（ａ）は回転数制御方式の概念図、図３（ｂ）はトルク制御方式の概念図である。
回転数制御では、各車輪回転数Ｗfl〜Ｗrrがアクセルペダル操作量に基づいて算出される目標の車輪回転数となるように、各電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを制御する。具体的には、電流制御部３１で各車輪回転数Ｗfl〜Ｗrrと目標回転数との偏差に対して夫々ＰＩ制御を施して電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動電流Ｉfl〜Ｉrrを制御し、電流制御部３１で制御された駆動電流Ｉfl〜Ｉrrに基づいてモータ駆動部３２で電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを駆動し、駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲを駆動するための駆動トルクを出力する。そして、車両駆動部３３で、前記駆動トルクによって駆動輪２ＦＬ〜２ＲＲを駆動することで、各輪の回転数Ｗfl〜Ｗrrを目標回転数に追従させる。
一方、トルク制御では、各電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの出力トルクがアクセルペダル操作量に基づいて算出される目標の出力トルクとなるように、各電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲを制御する。このとき、電流制御部３１では、各電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動トルクと目標駆動トルクとの偏差に対して夫々ＰＩ制御を施して電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動電流Ｉfl〜Ｉrrが制御される。
図４は、コントロールユニット２０の電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａで実行される制御方式切替え判定処理を示すフローチャートである。この制御方式切替え判定処理は、車両１が停止した状態から発進したときに開始され、車両１が停止するまで繰り返し実行される。
先ず、ステップＳ１で、コントロールユニット２０は、車速Ｖに基づいて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式をトルク制御または回転数制御に設定する。本実施形態では、車速Ｖが所定車速以下の低速走行時にトルク制御を実行するように設定する。なお、低速走行時に回転数制御を実行するように設定することもできる。
先ず、ステップＳ１で、コントロールユニット２０は、車速Ｖに基づいて、電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式をトルク制御または回転数制御に設定する。本実施形態では、車速Ｖが所定車速以下の低速走行時にトルク制御を実行するように設定する。なお、低速走行時に回転数制御を実行するように設定することもできる。
低速走行時にトルク制御を実行するように設定すれば、ドライバがステアリングを操舵したときの旋回性能を自然なものにすることができ、低速走行時に回転数制御を実行するように設定すれば、トルク制御と比較して低μ路面での駆動輪の空転を抑制することができる。
次にステップＳ２で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ１で設定した制御方式がトルク制御であるか否かを判定し、トルク制御であるときにはステップＳ３に移行し、回転数制御であるときには後述するステップＳ１４に移行する。
次にステップＳ２で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ１で設定した制御方式がトルク制御であるか否かを判定し、トルク制御であるときにはステップＳ３に移行し、回転数制御であるときには後述するステップＳ１４に移行する。
ステップＳ３では、コントロールユニット２０は、右駆動輪回転数Ｗr及び左駆動輪回転数Ｗlを算出する。具体的には、車輪回転数センサ１５で検出した前右輪回転数Ｗfrと後右輪回転数Ｗrrとの平均回転数を右駆動輪回転数Ｗrとして算出し、車輪回転数センサ１５で検出した前左輪回転数Ｗflと後左輪回転数Ｗrlとの平均回転数を左駆動輪回転数Ｗlとして算出する。
次にステップＳ４で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ３で算出した右駆動輪回転数Ｗr及び左駆動輪回転数Ｗlから左右駆動輪の回転数差Ｗdef（＝｜Ｗr−Ｗl｜）を算出し、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ４で算出した回転数差Ｗdefが回転数差閾値Ｗthより小さいか否かを判定し、Ｗdef≧ＷthであるときにはステップＳ６に移行し、Ｗdef＜Ｗthであるときには後述するステップＳ８に移行する。ここで、回転数差閾値Ｗthはヨーレートセンサ１４で検出したヨーレートφに基づいて設定するものとし、ヨーレートφが大きいほど回転数差閾値Ｗthを大きく設定する。
ステップＳ５では、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ４で算出した回転数差Ｗdefが回転数差閾値Ｗthより小さいか否かを判定し、Ｗdef≧ＷthであるときにはステップＳ６に移行し、Ｗdef＜Ｗthであるときには後述するステップＳ８に移行する。ここで、回転数差閾値Ｗthはヨーレートセンサ１４で検出したヨーレートφに基づいて設定するものとし、ヨーレートφが大きいほど回転数差閾値Ｗthを大きく設定する。
ステップＳ６では、コントロールユニット２０は、Ｗdef＜Ｗthである状態の継続時間を計測するための継続時間タイマのカウント値ｔcを“０”にクリアしてステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、コントロールユニット２０は、車両１が走行中であるか否かを判定し、車速Ｖ＝０であって車両１が停止中である場合には制御方式切替え判定処理を終了し、車速Ｖ≠０であって車両１が走行中である場合には前記ステップＳ２に移行して制御方式切替え判定処理を繰り返す。
ステップＳ７では、コントロールユニット２０は、車両１が走行中であるか否かを判定し、車速Ｖ＝０であって車両１が停止中である場合には制御方式切替え判定処理を終了し、車速Ｖ≠０であって車両１が走行中である場合には前記ステップＳ２に移行して制御方式切替え判定処理を繰り返す。
ステップＳ８では、コントロールユニット２０は、操舵角センサ１１で検出した操舵角θを読み込む。
次にステップＳ９で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ８で読み込んだ操舵角θの絶対値｜θ｜が操舵角閾値θthより小さいか否かを判定し、｜θ｜≧θthであるときには前記ステップＳ６に移行し、｜θ｜＜θthであるときにはステップＳ１０に移行する。ここで、操舵角閾値θthは、運転者が旋回走行するために操舵操作を行っていると判断できる程度に設定する。
次にステップＳ９で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ８で読み込んだ操舵角θの絶対値｜θ｜が操舵角閾値θthより小さいか否かを判定し、｜θ｜≧θthであるときには前記ステップＳ６に移行し、｜θ｜＜θthであるときにはステップＳ１０に移行する。ここで、操舵角閾値θthは、運転者が旋回走行するために操舵操作を行っていると判断できる程度に設定する。
ステップＳ１０では、コントロールユニット２０は、カウント値ｔcをインクリメントする。
次にステップＳ１１で、コントロールユニット２０は、カウント値ｔcが継続時間Ｔ１に相当する閾値ｔth1より大きいか否かを判定し、ｔc≦ｔth1であるときには前記ステップＳ７に移行し、ｔc＞ｔth1であるときにはステップＳ１２に移行する。
次にステップＳ１１で、コントロールユニット２０は、カウント値ｔcが継続時間Ｔ１に相当する閾値ｔth1より大きいか否かを判定し、ｔc≦ｔth1であるときには前記ステップＳ７に移行し、ｔc＞ｔth1であるときにはステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、コントロールユニット２０は、モータ制御方式を回転数制御に設定する。次にステップＳ１３で、コントロールユニット２０は、カウント値ｔcを“０”にクリアし、前記ステップＳ７に移行する。
ステップＳ１４では、コントロールユニット２０は、右輪駆動電流Ｉr及び左輪駆動電流Ｉlを算出する。具体的には、モータインバータ４ＦＲ，４ＲＲで検出した前右輪駆動電流Ｉfrと後右輪駆動電流Ｉrrとの平均回転数を右輪駆動電流Ｉrとして算出し、モータインバータ４ＦＬ，４ＲＬで検出した前左輪駆動電流Ｉflと後左輪駆動電流Ｉrlとの平均回転数を左輪駆動電流Ｉlとして算出する。
ステップＳ１４では、コントロールユニット２０は、右輪駆動電流Ｉr及び左輪駆動電流Ｉlを算出する。具体的には、モータインバータ４ＦＲ，４ＲＲで検出した前右輪駆動電流Ｉfrと後右輪駆動電流Ｉrrとの平均回転数を右輪駆動電流Ｉrとして算出し、モータインバータ４ＦＬ，４ＲＬで検出した前左輪駆動電流Ｉflと後左輪駆動電流Ｉrlとの平均回転数を左輪駆動電流Ｉlとして算出する。
次にステップＳ１５で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ１４で算出した右輪駆動電流Ｉr及び左輪駆動電流Ｉlから左右駆動輪の駆動電流差Ｉdef（＝｜Ｉr−Ｉl｜）を算出し、ステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６では、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ１５で算出した駆動電流差Ｉdefが駆動電流差閾値Ｉthより小さいか否かを判定し、Ｉdef＜ＩthであるときにはステップＳ１７に移行し、Ｉdef≧Ｉthであるときには後述するステップＳ２０に移行する。
ステップＳ１６では、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ１５で算出した駆動電流差Ｉdefが駆動電流差閾値Ｉthより小さいか否かを判定し、Ｉdef＜ＩthであるときにはステップＳ１７に移行し、Ｉdef≧Ｉthであるときには後述するステップＳ２０に移行する。
ステップＳ１７では、コントロールユニット２０は、操舵角センサ１１で検出した操舵角θを読み込む。
次にステップＳ１８で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ１７で読み込んだ操舵角θの絶対値｜θ｜が操舵角閾値θthより小さいか否かを判定し、｜θ｜＜θthであるときにはステップＳ１９に移行する。｜θ｜≧θthであるときには後述するステップＳ２０に移行する。
次にステップＳ１８で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ１７で読み込んだ操舵角θの絶対値｜θ｜が操舵角閾値θthより小さいか否かを判定し、｜θ｜＜θthであるときにはステップＳ１９に移行する。｜θ｜≧θthであるときには後述するステップＳ２０に移行する。
ステップＳ１９では、コントロールユニット２０は、Ｉdef≧Ｉthである状態の継続時間を計測するための継続時間タイマのカウント値ｔcを“０”にクリアしてから前記ステップＳ７に移行する。
また、ステップＳ２０では、コントロールユニット２０は、継続時間タイマのカウント値ｔcをインクリメントしてステップＳ２１に移行する。
また、ステップＳ２０では、コントロールユニット２０は、継続時間タイマのカウント値ｔcをインクリメントしてステップＳ２１に移行する。
ステップＳ２１では、コントロールユニット２０は、カウント値ｔcが継続時間Ｔ２に相当する閾値ｔth2より大きいか否かを判定し、ｔc≦ｔth2であるときには前記ステップＳ７に移行し、ｔc＞ｔth2であるときにはステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、コントロールユニット２０は、モータ制御方式をトルク制御に設定する。次にステップＳ２３で、コントロールユニット２０は、カウント値ｔcを“０”にクリアし、前記ステップＳ７に移行する。
ステップＳ２２では、コントロールユニット２０は、モータ制御方式をトルク制御に設定する。次にステップＳ２３で、コントロールユニット２０は、カウント値ｔcを“０”にクリアし、前記ステップＳ７に移行する。
上記のように電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａで判定された制御方式の結果を受けて、各輪電動モータ制御部２０Ｂで電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲへの駆動指令値を算出する。このとき、制御方式の切り替え時に駆動指令値を瞬時に切り替えることもできるが、トルク制御と回転数制御との駆動指令値を夫々算出して、その混合比率を１００：０から０：１００へ所定時間をかけて変化させることで、駆動指令値を徐々に変化させることもできる。
（動作）
次に、本発明における第１の実施形態の動作について説明する。
今、車両１が高速でトンネル内を直進走行しているものとする。この場合には、図４のステップＳ１で、コントロールユニット２０は電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式を回転数制御に設定するため、ステップＳ２からステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４で求めた左右輪の駆動電流Ｉr，Ｉlに差がなくＩdef＜Ｉthであるものとすると、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行する。車両１は直進走行しているため、ステップＳ１７で読み込んだ操舵角θは“０”であり、ステップＳ１８の判定結果がＹｅｓとなる。したがって、回転数制御が継続される。
次に、本発明における第１の実施形態の動作について説明する。
今、車両１が高速でトンネル内を直進走行しているものとする。この場合には、図４のステップＳ１で、コントロールユニット２０は電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの制御方式を回転数制御に設定するため、ステップＳ２からステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４で求めた左右輪の駆動電流Ｉr，Ｉlに差がなくＩdef＜Ｉthであるものとすると、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行する。車両１は直進走行しているため、ステップＳ１７で読み込んだ操舵角θは“０”であり、ステップＳ１８の判定結果がＹｅｓとなる。したがって、回転数制御が継続される。
このように、車両１が直進走行している場合には、モータ制御方式として回転数制御が設定されて、各輪の回転数が目標回転数に一致するように電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動トルクが制御される。
その後、車両１がトンネル出口を通過した際に、強い横風によって車両１に対して車幅方向左側から外乱が加えられたものとする。この場合には、横風によって車両１にヨーレートφが発生するため車両１の左右で路面反力に差が生じ、その結果、左右輪の回転数に差が生じる。このとき、車両１に対して車幅方向左側から外乱が加えられているため、車両右側の路面反力が車両左側の路面反力と比べて大きくなり、左輪の回転数が右輪の回転数に比べて大きくなる。したがって、回転数制御によって左右輪の回転数が共に目標回転数となるように電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動電流が制御され、左輪の電動モータ３ＦＬ及び３ＲＬの駆動電流Ｉlが右輪の電動モータ３ＦＲ及び３ＲＲの駆動電流Ｉrより小さくなる。これにより、車両１のヨーモーメントが抑制されて安定した直進走行を継続する。
その後、車両１がトンネル出口を通過した際に、強い横風によって車両１に対して車幅方向左側から外乱が加えられたものとする。この場合には、横風によって車両１にヨーレートφが発生するため車両１の左右で路面反力に差が生じ、その結果、左右輪の回転数に差が生じる。このとき、車両１に対して車幅方向左側から外乱が加えられているため、車両右側の路面反力が車両左側の路面反力と比べて大きくなり、左輪の回転数が右輪の回転数に比べて大きくなる。したがって、回転数制御によって左右輪の回転数が共に目標回転数となるように電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動電流が制御され、左輪の電動モータ３ＦＬ及び３ＲＬの駆動電流Ｉlが右輪の電動モータ３ＦＲ及び３ＲＲの駆動電流Ｉrより小さくなる。これにより、車両１のヨーモーメントが抑制されて安定した直進走行を継続する。
トンネル出口での横風による外乱入力は一瞬であるため、回転数制御によって電動モータの右輪駆動電流Ｉrと左輪駆動電流Ｉlとに差が生じるのも一瞬である。つまり、駆動電流差Ｉdefが駆動電流差閾値Ｉth以上の時間が継続時間Ｔ２以上継続することはなく、コントロールユニット２０は、ステップＳ１６の判定によりステップＳ２０に移行するが、ステップＳ２１でｔc≦ｔth2であると判定してステップＳ７に移行する。したがって、トルク制御に移行せずに回転数制御を継続する。
この状態から、車両１の走行路面状態が変化し、左輪側が低μ路、右輪側が高μ路のスプリットμ路に移行したものとする。この場合には、左輪の回転数が右輪の回転数と比較して大きくなるため、回転数制御によって左右輪の回転数が共に目標回転数となるように電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動電流が制御され、左輪の電動モータ３ＦＬ及び３ＲＬの駆動電流Ｉlが右輪の電動モータ３ＦＲ及び３ＲＲの駆動電流Ｉrより小さくなる。このとき、左右輪の駆動電流差Ｉdefが駆動電流差閾値Ｉth以上であるものとする。
このスプリットμ路での走行が継続時間Ｔ２より長く継続すると、Ｉdef≧Ｉthである状態が継続時間Ｔ２より長く継続することになり、コントロールユニット２０は、ステップＳ１６でＩdef≧Ｉthであると判定してステップＳ２０に移行し、ステップＳ２１でｔc＞ｔth2であると判定してステップＳ２２に移行して、モータ制御方式を回転数制御からトルク制御に変更する。したがって、トルク制御によって、各電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動トルクが目標駆動トルクとなるように、すなわち左右輪の駆動力が等しくなるように制御される。このように、左右輪の駆動電流差Ｉdefが駆動電流差閾値Ｉth以上である状態が継続時間Ｔ２より長く継続しているとき、モータ制御方式をトルク制御方式に設定する。
ところで、本実施形態では、上述したように直進走行時には回転数制御方式によって電動モータを制御するが、ちなみに、直進走行時にトルク制御方式によって電動モータが制御された場合には、以下のような動作となる。
図５は、回転数制御方式による直進走行時の動作を説明する図である。この図５に示すように、車両１０１が直進走行しておりトルク制御を実施しているときに、横風や路面のうねりなど車両横方向の外乱を受けたものとする。この場合、外乱によって生じるヨーモーメントにより車両１０１の左右で路面反力に差が生じる。
図５は、回転数制御方式による直進走行時の動作を説明する図である。この図５に示すように、車両１０１が直進走行しておりトルク制御を実施しているときに、横風や路面のうねりなど車両横方向の外乱を受けたものとする。この場合、外乱によって生じるヨーモーメントにより車両１０１の左右で路面反力に差が生じる。
図６は、外乱入力時のヨーレートの発生状態を示す図である。図６の太線に示すように、トルク制御を実施している場合、外乱入力時（［１］）には左右輪の回転数差がヨーレートを助長する方向に作用する。そのため、ヨーレートの絶対値が回転数制御を実施している場合と比較して大きくなり（［２］）、ヨーレートの収束時間が長くなる（［３］）。したがって、トルク制御を実施している場合、回転数制御を実施している場合と比較して車両挙動変化（ヨーレートの積分）が大きくなってしまう。
これに対して、本実施形態では、直進走行時に回転数制御を実施するため、上記のように車幅方向の外乱が入力された場合に左右輪の回転数差がなくなるように電動モータが制御される。その結果、図６の細線に示すように、車両に発生するヨーモーメントの増加を抑制して、車両挙動変化を小さくすることができる。そのため、トンネル出口で強い横風が吹いてきた場合に、車両の横方向の運動が発散するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、回転数制御時に外乱が入力されて左右輪の回転数差が発生した場合、一瞬であればトルク制御に移行せずに回転数制御を継続するので、トルク変動を低く抑えることができる。また、回転数制御時に左右どちらか片輪の路面摩擦係数が比較的長時間低下した場合には、トルク制御に移行するので、左右輪の駆動力が等しくなるように制御することができる。
車両１が直進走行している状態から旋回走行に移行したものとする。この場合には、運転者による｜θ｜≧θthとなる操舵操作が行われるため、コントロールユニット２０は、ステップＳ１７でステアリング操舵角θを読み込み、ステップＳ１８で操舵角｜θ｜が操舵角閾値θth以上であると判定する。｜θ｜≧θthである状態が継続時間Ｔ２より長く継続しているものとすると、ステップＳ２１の判定によりステップＳ２２に移行して、モータ制御方式を回転数制御からトルク制御へ変更する。
このように、車両１が旋回走行している場合、より具体的には、操舵角θが操舵角閾値θth以上である状態が継続時間Ｔ２より長く継続している場合、モータ制御方式としてトルク制御が設定されて、各輪の電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動トルクが目標駆動トルクに一致するように当該電動モータ３ＦＬ〜３ＲＲの駆動トルクが制御される。
ところで、本実施形態では、上述したように旋回走行時にはトルク制御方式によって電動モータを制御するが、ちなみに、旋回走行時に回転数制御方式によって電動モータが制御された場合には、以下のような動作となる。
ところで、本実施形態では、上述したように旋回走行時にはトルク制御方式によって電動モータを制御するが、ちなみに、旋回走行時に回転数制御方式によって電動モータが制御された場合には、以下のような動作となる。
図７は、トルク制御方式による旋回走行時の動作を説明する図である。この図７に示すように、車両１０１が旋回走行しているときに、回転数制御を実施しているものとする。この場合、路面反力に抗して左右輪が同じ回転数となるように駆動トルクが制御されるため、旋回内輪側の駆動トルクが旋回外輪側の駆動トルクと比較して大きくなる。その結果、旋回方向と逆向きのヨーモーメントが発生してしまう。
これに対して、本実施形態では、旋回走行時にトルク制御を実施するため、旋回時の内外輪の回転数差が路面からの駆動反力により自動的に調整されることになり、安定した旋回走行を確保することができる。
これに対して、本実施形態では、旋回走行時にトルク制御を実施するため、旋回時の内外輪の回転数差が路面からの駆動反力により自動的に調整されることになり、安定した旋回走行を確保することができる。
また、車両１が旋回走行している状態から直進走行に復帰したものとする。この場合には、運転者によってステアリングが中立位置に操作されて操舵角θ＝０となると共に、左右輪の回転数が等しくＷdef＜Ｗthとなる。そのため、コントロールユニット２０では、ステップＳ５及びステップＳ９で共にＹｅｓと判定するため、θ＝０である状態が継続時間Ｔ１より長く続いているものとすると、ステップＳ１１からステップＳ１２に移行してモータ制御方式をトルク制御から回転数制御に変更する。
このように、左右輪の回転数差Ｗdefが回転数差閾値Ｗthより小さく、且つ操舵角θが操舵角閾値θthより小さい状態が所定期間より長く継続時間Ｔ１より長く継続しているとき、モータ制御方式として回転数制御が設定される。
このように、左右輪の回転数差Ｗdefが回転数差閾値Ｗthより小さく、且つ操舵角θが操舵角閾値θthより小さい状態が所定期間より長く継続時間Ｔ１より長く継続しているとき、モータ制御方式として回転数制御が設定される。
また、回転数差閾値Ｗthはヨーレートφの関数であり、ヨーレートφが大きいほど回転数差閾値Ｗthが大きく設定される。これにより、ヨーレートφが小さいときには回転数差閾値Ｗthが小さく設定されて、回転数制御への移行条件が厳しくなる。したがって、例えば、路面の片勾配などにより横力やヨーモーメントが小さいまま車両が旋回走行しており、ヨーレートφが小さいにもかかわらず回転数差Ｗdefが発生している場合には、回転数制御に切り替わらないようにすることができる。仮にこの状態で回転数制御に切り替えた場合、急に車両が旋回外側へ向かおうとしてしまい、車両挙動が不安定となってしまう。
これに対して本実施形態では、ヨーレートφが小さいときには回転数制御に切り替え難くなるように回転数差閾値Ｗthを設定することで、上記不安定状態の発生を抑制することができる。
さらに、ヨーレートφが大きいときには回転数差閾値Ｗthが大きく設定されて、回転数制御への移行条件が緩和される。したがって、例えば、ドライバが操舵していない状態で車両横方向から外乱が入力され、ヨーレートφが大きくて回転数差Ｗdefが発生している場合には、回転数制御に切り替わるようにすることができる。そのため、車両の直進安定性を向上することができる。
さらに、ヨーレートφが大きいときには回転数差閾値Ｗthが大きく設定されて、回転数制御への移行条件が緩和される。したがって、例えば、ドライバが操舵していない状態で車両横方向から外乱が入力され、ヨーレートφが大きくて回転数差Ｗdefが発生している場合には、回転数制御に切り替わるようにすることができる。そのため、車両の直進安定性を向上することができる。
本実施形態において、アクセルペダルセンサ１２がアクセル操作検出手段を構成し、モータインバータ４ＦＬ〜４ＲＲがモータ動作検出手段を構成し、車輪回転数センサ１５ＦＬ〜１５ＲＲが回転数検出手段を構成し、操舵角センサ１１が操舵操作量検出手段を構成し、ヨーレートセンサ１４がヨーレート検出手段を構成する。また、図２の電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａが制御方式判定手段を構成し、各輪電動モータ制御部２０Ｂが駆動力制御手段を構成する。また、電動モータ制御方式切替え判定部２０Ａ及び各輪電動モータ制御部２０Ｂがモータ制御手段を構成する。さらに、図４におけるステップＳ５，Ｓ９，Ｓ１１およびステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２１の処理が、旋回性あるいは直進安定性のどちらを優先すべきであるかの判定に対応する。
（第１の実施形態の効果）
（１）モータ動作検出手段が、各電動モータの駆動電流を検出し、回転数検出手段が各駆動輪の回転数を検出し、操舵操作量検出手段が運転者による操舵操作量を検出し、これら検出結果に基づいて、制御方式判定手段が、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で各電動モータを制御するかを判定する。そして、その判定結果に基づいて、駆動力制御手段が各電動モータの出力駆動力を制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態などの電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことができる。
（１）モータ動作検出手段が、各電動モータの駆動電流を検出し、回転数検出手段が各駆動輪の回転数を検出し、操舵操作量検出手段が運転者による操舵操作量を検出し、これら検出結果に基づいて、制御方式判定手段が、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で各電動モータを制御するかを判定する。そして、その判定結果に基づいて、駆動力制御手段が各電動モータの出力駆動力を制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態などの電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことができる。
（２）ヨーレート検出手段が車両のヨーレートを検出し、操舵操作量検出手段が操舵操作量として操舵角を検出する。そして、制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差がヨーレートに基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角が所定の操舵角閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御すると判定する。
また、制御方式判定手段は、左右電動モータの駆動電流差が所定の駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角が前記操舵角閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御すると判定する。したがって、車両が直進走行し、直進安定性が優先される状況では回転数制御を行うことができる。また、車両が旋回走行し、旋回性が優先される状況ではトルク制御を行うことができる。即ち、電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことができる。
また、制御方式判定手段は、左右電動モータの駆動電流差が所定の駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角が前記操舵角閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御すると判定する。したがって、車両が直進走行し、直進安定性が優先される状況では回転数制御を行うことができる。また、車両が旋回走行し、旋回性が優先される状況ではトルク制御を行うことができる。即ち、電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことができる。
さらに、回転数制御時に左右どちらか片輪のμが低下した場合、一瞬であれば回転数制御を継続してトルク変動を低く抑えることができ、比較的長時間であればトルク制御に切替えて左右輪の駆動力が等しくなるように制御することができる。
（３）自車速に応じて、トルク制御方式あるいは回転数制御方式で制御する判定条件が変化されるので、車速に対応して、いずれかの制御方式に切り替えやすくすることが可能となる。
（３）自車速に応じて、トルク制御方式あるいは回転数制御方式で制御する判定条件が変化されるので、車速に対応して、いずれかの制御方式に切り替えやすくすることが可能となる。
（４）電動モータ制御手段が、各電動モータにおける駆動電流を含む車両状態から、旋回性あるいは直進安定性のどちらを優先すべきであるか判定し、その判定結果に応じて、トルク制御あるいは回転数制御のどちらかに切り替えて前記各駆動輪を駆動制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態など、直進安定性および旋回性のうち、走行状況において、より効果的な制御方式とすることができるため、電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことができる。
（５）モータ動作検出手段が、各電動モータの駆動電流を検出し、回転数検出手段が各駆動輪の回転数を検出し、操舵操作量検出手段が運転者によるステアリングホイールへの操舵操作量を検出し、これら検出結果に基づいて、制御方式判定手段が、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で各電動モータを制御するかを判定する。そして、その判定結果に基づいて、駆動力制御手段が各電動モータの出力駆動力を制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態などの電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御を行うことが可能な自動車とすることができる。
（６）各電動モータの駆動電流を含む車両状態を検出し、検出された車両状態に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で各電動モータを制御するかを判定し、その判定結果に基づいて各電動モータの出力駆動力を制御する。したがって、車両が直進走行中である場合や旋回走行中である場合、また、外乱を受けている状態などの電動車両の走行状況により適合した駆動用モータの制御方法とすることができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
（構成）
この第２の実施形態は、モータ制御方式の切り替え判定において、操舵角速度の大きさを判定条件に加えるようにしたものである。
図８は、第２の実施形態におけるコントロールユニット２０で実行される制御方式切替え判定処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の制御方式切替え判定処理では、図４に示す前述した第１の実施形態の制御方式切替え判定処理において、ステップＳ９の判定がＹｅｓであるときに操舵角速度θ′を読み込むステップＳ３１と、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定するステップＳ３２とを追加し、ステップＳ１８の判定がＹｅｓであるときに操舵角速度θ′を読み込むステップＳ３３と、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定するステップＳ３４とを追加したことを除いては、図４に示す第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する。そこで、第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する部分には同一ステップ番号を付し、処理の異なる部分を中心に説明する。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
（構成）
この第２の実施形態は、モータ制御方式の切り替え判定において、操舵角速度の大きさを判定条件に加えるようにしたものである。
図８は、第２の実施形態におけるコントロールユニット２０で実行される制御方式切替え判定処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の制御方式切替え判定処理では、図４に示す前述した第１の実施形態の制御方式切替え判定処理において、ステップＳ９の判定がＹｅｓであるときに操舵角速度θ′を読み込むステップＳ３１と、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定するステップＳ３２とを追加し、ステップＳ１８の判定がＹｅｓであるときに操舵角速度θ′を読み込むステップＳ３３と、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定するステップＳ３４とを追加したことを除いては、図４に示す第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する。そこで、第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する部分には同一ステップ番号を付し、処理の異なる部分を中心に説明する。
ステップＳ３１では、コントロールユニット２０は、操舵角速度θ′を読み込む。この操舵角速度θ′は、操舵角センサ１１で検出した操舵角θを時間微分した値を採用したり、操舵角速度センサ等の検出装置を用いて検出したりする。
次にステップＳ３２で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ３１で読み込んだ操舵角速度θ′の絶対値が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定し、｜θ′｜≧θ′thであるときには前記ステップＳ６に移行し、｜θ′｜＜θ′thであるときには前記ステップＳ１０に移行する。
次にステップＳ３２で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ３１で読み込んだ操舵角速度θ′の絶対値が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定し、｜θ′｜≧θ′thであるときには前記ステップＳ６に移行し、｜θ′｜＜θ′thであるときには前記ステップＳ１０に移行する。
ここで、操舵角速度閾値θ′thは、車速Ｖに応じて変化させるようにし、車速Ｖが大きいほど小さい値に設定する。
また、ステップＳ３３では、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ３１と同様に操舵角速度θ′を読み込み、ステップＳ３４に移行する。
ステップＳ３４で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ３３で読み込んだ操舵角速度θ′の絶対値が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定し、｜θ′｜≧θ′thであるときには前記ステップＳ２０に移行し、｜θ′｜＜θ′thであるときには前記ステップＳ１９に移行する。
また、ステップＳ３３では、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ３１と同様に操舵角速度θ′を読み込み、ステップＳ３４に移行する。
ステップＳ３４で、コントロールユニット２０は、前記ステップＳ３３で読み込んだ操舵角速度θ′の絶対値が操舵角速度閾値θ′thより小さいか否かを判定し、｜θ′｜≧θ′thであるときには前記ステップＳ２０に移行し、｜θ′｜＜θ′thであるときには前記ステップＳ１９に移行する。
（動作）
次に、本発明における第２の実施形態の動作について説明する。
今、車両１が直進走行しており、モータ制御方式が回転数制御に設定されている状態から、運転者によりθ′≧θ′thとなる速やかな操舵操作が行われ、車両１が旋回走行を始めたものとする。このとき、操舵操作初期であって操舵角θが操舵角閾値θthより小さいものとすると、コントロールユニット２０は、図８のステップＳ１８で｜θ｜＜θthであると判定し、ステップＳ３３に移行する。運転者による速やかな操舵操作が行われており、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′th以上であるので、ステップＳ３４からステップＳ２０に移行する。このとき、θ′≧θ′thである状態が継続時間Ｔ２より長く継続していないため、ステップＳ２１の判定によりステップＳ７に移行して回転数制御を継続するが、その後、θ′≧θ′thの状態のまま継続時間Ｔ２が経過すると、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行するので、モータ制御方式が回転数制御からトルク制御に変更される。
次に、本発明における第２の実施形態の動作について説明する。
今、車両１が直進走行しており、モータ制御方式が回転数制御に設定されている状態から、運転者によりθ′≧θ′thとなる速やかな操舵操作が行われ、車両１が旋回走行を始めたものとする。このとき、操舵操作初期であって操舵角θが操舵角閾値θthより小さいものとすると、コントロールユニット２０は、図８のステップＳ１８で｜θ｜＜θthであると判定し、ステップＳ３３に移行する。運転者による速やかな操舵操作が行われており、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′th以上であるので、ステップＳ３４からステップＳ２０に移行する。このとき、θ′≧θ′thである状態が継続時間Ｔ２より長く継続していないため、ステップＳ２１の判定によりステップＳ７に移行して回転数制御を継続するが、その後、θ′≧θ′thの状態のまま継続時間Ｔ２が経過すると、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行するので、モータ制御方式が回転数制御からトルク制御に変更される。
このように、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′th以上である状態が所定期間より長く継続している場合には、モータ制御方式をトルク制御に設定する。操舵開始から運転者によりθ′≧θ′thとなる速やかな操舵操作が行われた場合、θ′≧θ′thの状態で継続時間Ｔ２が経過するタイミングは、θ≧θthの状態で継続時間Ｔ２が経過するタイミングより早い。
したがって、回転数制御を実施しているときにドライバによる速やかな操舵入力があると、少ない遅れでトルク制御に切り替えることができる。つまり、操舵角速度θ′を制御方式の切り替え判定条件に加えることにより、ドライバの操舵介入の意思を早く検知することができるので、ドライバの操舵入力時に回転数制御が維持されてしまうことに起因する旋回性能の劣化を抑制することができる。また、ドライバの操舵に応じたＤＹＣ制御との両立が図れる。
（第２の実施形態の効果）
（１）ヨーレート検出手段が車両のヨーレートを検出し、操舵操作量検出手段が操舵操作量として操舵角及び操舵角速度を検出する。そして、制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差がヨーレートに基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角が所定の操舵角閾値未満、且つ操舵角速度が所定の操舵角速度閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御すると判定する。
（１）ヨーレート検出手段が車両のヨーレートを検出し、操舵操作量検出手段が操舵操作量として操舵角及び操舵角速度を検出する。そして、制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差がヨーレートに基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角が所定の操舵角閾値未満、且つ操舵角速度が所定の操舵角速度閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御すると判定する。
また、制御方式判定手段は、左右電動モータの駆動電流差が所定の駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角が前記操舵角閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角速度が前記操舵角速度閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御すると判定する。したがって、操舵角速度の大きさを制御方式の切替え判定条件に加えているので、例えば、回転数制御時でもドライバの速やかな操舵入力があると少ない遅れでトルク制御に切り替えることができる。そのため、ドライバの操舵入力時に回転数制御が維持されることに起因する旋回性能の劣化を抑制することができる。また、ドライバの操舵に応じたＤＹＣ（Direct Yaw Control）制御と両立させることができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
（構成）
この第３の実施形態は、操舵角に基づいて設定される回転数差閾値及び駆動電流差閾値を用いてモータ制御方式の切り替え判定を行うようにしたものである。
図９は、第３の実施形態におけるコントロールユニット２０で実行される制御方式切替え判定処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の制御方式切替え判定処理では、図８に示す前述した第２の実施形態の制御方式切替え判定処理において、ステップＳ３を左右輪の回転数Ｗr，Ｗl及び操舵角θを読み込むステップＳ４１に置換し、ステップＳ５、Ｓ８及びＳ９を、回転数差Ｗdefが操舵角θに基づいて設定される回転数差閾値Ｗth（θ）より小さいか否かを判定するステップＳ４２に置換し、ステップＳ１４を左右輪の駆動電流Ｉr，Ｉl及び操舵角θを読み込むステップＳ４３に置換し、ステップＳ１６〜Ｓ１８を、駆動電流差Ｉdefが操舵角θに基づいて設定される駆動電流差閾値Ｉth（θ）より小さいか否かを判定するステップＳ４４に置換したことを除いては、図４に示す第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する。そこで、第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する部分には同一ステップ番号を付し、処理の異なる部分を中心に説明する。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
（構成）
この第３の実施形態は、操舵角に基づいて設定される回転数差閾値及び駆動電流差閾値を用いてモータ制御方式の切り替え判定を行うようにしたものである。
図９は、第３の実施形態におけるコントロールユニット２０で実行される制御方式切替え判定処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の制御方式切替え判定処理では、図８に示す前述した第２の実施形態の制御方式切替え判定処理において、ステップＳ３を左右輪の回転数Ｗr，Ｗl及び操舵角θを読み込むステップＳ４１に置換し、ステップＳ５、Ｓ８及びＳ９を、回転数差Ｗdefが操舵角θに基づいて設定される回転数差閾値Ｗth（θ）より小さいか否かを判定するステップＳ４２に置換し、ステップＳ１４を左右輪の駆動電流Ｉr，Ｉl及び操舵角θを読み込むステップＳ４３に置換し、ステップＳ１６〜Ｓ１８を、駆動電流差Ｉdefが操舵角θに基づいて設定される駆動電流差閾値Ｉth（θ）より小さいか否かを判定するステップＳ４４に置換したことを除いては、図４に示す第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する。そこで、第１の実施形態における制御方式切替え判定処理と同様の処理を実行する部分には同一ステップ番号を付し、処理の異なる部分を中心に説明する。
ステップＳ４１で、コントロールユニット２０は、前述した第１及び第２の実施形態における制御方式切替え判定処理のステップＳ３と同様に、右駆動輪回転数Ｗr及び左駆動輪回転数Ｗlを算出すると共に、操舵角センサ１１で検出した操舵角θを読み込んで、前記ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４２では、コントロールユニット２０は、左右輪の回転数差Ｗdefが操舵角θに基づいて設定される回転数差閾値Ｗth（θ）より小さいか否かを判定する。ここで、回転数差閾値Ｗth（θ）は操舵角θに応じて変化する関数とし、例えば、操舵角θが大きいほど回転数差閾値Ｗth（θ）を大きく設定する。
ステップＳ４２では、コントロールユニット２０は、左右輪の回転数差Ｗdefが操舵角θに基づいて設定される回転数差閾値Ｗth（θ）より小さいか否かを判定する。ここで、回転数差閾値Ｗth（θ）は操舵角θに応じて変化する関数とし、例えば、操舵角θが大きいほど回転数差閾値Ｗth（θ）を大きく設定する。
ステップＳ４３では、コントロールユニット２０は、前述した第１及び第２の実施形態における制御方式切替え判定処理のステップＳ１４と同様に、右輪駆動電流Ｉr及び左輪駆動電流Ｉlを算出すると共に、操舵角センサ１１で検出した操舵角θを読み込んで、前記ステップＳ１５に移行する。
ステップＳ４４では、コントロールユニット２０は、左右輪の駆動電流差Ｉdefが操舵角θに基づいて設定される駆動電流差閾値Ｉth（θ）より小さいか否かを判定する。ここで、駆動電流差閾値Ｉth（θ）は操舵角θに応じて変化する関数とし、例えば、操舵角θが大きいほど駆動電流差閾値Ｉth（θ）を大きく設定する。
ステップＳ４４では、コントロールユニット２０は、左右輪の駆動電流差Ｉdefが操舵角θに基づいて設定される駆動電流差閾値Ｉth（θ）より小さいか否かを判定する。ここで、駆動電流差閾値Ｉth（θ）は操舵角θに応じて変化する関数とし、例えば、操舵角θが大きいほど駆動電流差閾値Ｉth（θ）を大きく設定する。
（動作）
次に、本発明における第３の実施形態の動作について説明する。
今、車両１が旋回走行しており、モータ制御方式がトルク制御に設定されているものとする。この状態から、車両１が一定曲率のカーブ路を走行する一定円旋回走行を始めたものとする。このとき、左右輪の回転数差Ｗdefが操舵角θに基づいて設定される回転数差閾値Ｗth（θ）より小さいものとすると、コントロールユニット２０は、図９のステップＳ４２の判定によりステップＳ３１に移行してステアリングの操舵角速度θ′を読み込む。車両１は一定円旋回走行をしており操舵角速度θ′＝０であるので、ステップＳ３２で｜θ′｜＜θ′thであると判定され、ステップＳ１０に移行する。したがって、一定円旋回走行が比較的長時間継続し、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′thより小さい状態が継続時間Ｔ１より長く継続している場合には、モータ制御方式がトルク制御から回転数制御に変更される。
このように、直進走行時だけでなく一定円旋回走行時でも、モータ制御方式を回転数制御に設定する。そのため、例えば、一定曲率のコーナーを走行中に強い横風が吹いてきた場合であっても、車両の横方向の運動が発散することを抑制することができる。
次に、本発明における第３の実施形態の動作について説明する。
今、車両１が旋回走行しており、モータ制御方式がトルク制御に設定されているものとする。この状態から、車両１が一定曲率のカーブ路を走行する一定円旋回走行を始めたものとする。このとき、左右輪の回転数差Ｗdefが操舵角θに基づいて設定される回転数差閾値Ｗth（θ）より小さいものとすると、コントロールユニット２０は、図９のステップＳ４２の判定によりステップＳ３１に移行してステアリングの操舵角速度θ′を読み込む。車両１は一定円旋回走行をしており操舵角速度θ′＝０であるので、ステップＳ３２で｜θ′｜＜θ′thであると判定され、ステップＳ１０に移行する。したがって、一定円旋回走行が比較的長時間継続し、操舵角速度θ′が操舵角速度閾値θ′thより小さい状態が継続時間Ｔ１より長く継続している場合には、モータ制御方式がトルク制御から回転数制御に変更される。
このように、直進走行時だけでなく一定円旋回走行時でも、モータ制御方式を回転数制御に設定する。そのため、例えば、一定曲率のコーナーを走行中に強い横風が吹いてきた場合であっても、車両の横方向の運動が発散することを抑制することができる。
（第３の実施形態の効果）
（１）操舵操作量検出手段が操舵操作量として操舵角及び操舵角速度を検出し、制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差が操舵角に基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角速度が所定の操舵角速度閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御する。
また、制御方式判定手段は、左右電動モータの駆動電流差が操舵角に基づいて設定される駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角速度が前記操舵角速度閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御する。
（１）操舵操作量検出手段が操舵操作量として操舵角及び操舵角速度を検出し、制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差が操舵角に基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角速度が所定の操舵角速度閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御する。
また、制御方式判定手段は、左右電動モータの駆動電流差が操舵角に基づいて設定される駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角速度が前記操舵角速度閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御する。
したがって、直進走行時だけでなく一定円旋回走行時でも回転数制御を行うことができる。その結果、一定曲率のコーナーを走行中に車両横方向から外乱を受けた場合であっても、車両横方向の運動が発散するのを抑制することができる。また、回転数制御時にドライバの操舵入力があると少ない遅れでトルク制御に切替えることができる。また、ドライバの操舵に応じたＤＹＣ制御と両立させることができる。
（応用例）
本応用例では、上記各実施形態において、制御方式切替え判定処理内で用いている閾値（回転数差閾値Ｗth、駆動電流差閾値Ｉth、操舵角閾値θth、操舵角速度閾値θ′th）を、車速Ｖに応じて変化する関数とする。この場合、上記各閾値を、低速ではトルク制御となる時間が長くなり、高速では回転数制御となる時間が長くなるように設定する、言い換えると、車速Ｖが大きいほど回転数制御とするための判定条件を緩和するように設定する。
本応用例では、上記各実施形態において、制御方式切替え判定処理内で用いている閾値（回転数差閾値Ｗth、駆動電流差閾値Ｉth、操舵角閾値θth、操舵角速度閾値θ′th）を、車速Ｖに応じて変化する関数とする。この場合、上記各閾値を、低速ではトルク制御となる時間が長くなり、高速では回転数制御となる時間が長くなるように設定する、言い換えると、車速Ｖが大きいほど回転数制御とするための判定条件を緩和するように設定する。
これにより、外乱による車両挙動の影響を受けやすい高速域では回転数制御に切替えやすくして、車両挙動の安定化（直進安定性の向上）を実現し、ドライバの操舵入力量が比較的大きくなる低速域ではトルク制御に切替えやすくして、旋回性能を向上することができる。なお、上記各閾値を、車速Ｖが大きいほどトルク制御とするための判定条件を緩和するように設定することもできる。
また、上記各実施形態においては、車輪と一体に設計された所謂インホイールモータを各駆動輪に独立に設置する場合について説明したが、インホイールモータに代えて各駆動輪の駆動力を独立に制御可能なモータを夫々設置することができる。この場合にも、車体の左右にかかる駆動力を独立に制御できるので、本発明を適用可能である。
１ 車両
２ＦＬ〜２ＲＲ 駆動輪
３ＦＬ〜３ＲＲ 電動モータ
４ＦＬ〜４ＲＲ モータインバータ
１０ ステアリングホイール
１１ 操舵角センサ
１２ アクセルペダルセンサ
１３ ブレーキペダルセンサ
１４ ヨーレートセンサ
１５ＦＬ〜１５ＲＲ 回転数センサ
２０ コントロールユニット
２１ 電源ユニット
２ＦＬ〜２ＲＲ 駆動輪
３ＦＬ〜３ＲＲ 電動モータ
４ＦＬ〜４ＲＲ モータインバータ
１０ ステアリングホイール
１１ 操舵角センサ
１２ アクセルペダルセンサ
１３ ブレーキペダルセンサ
１４ ヨーレートセンサ
１５ＦＬ〜１５ＲＲ 回転数センサ
２０ コントロールユニット
２１ 電源ユニット
Claims (8)
- 各駆動輪を少なくとも左右独立に駆動する各電動モータと、運転者によるアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段とを備え、前記各電動モータの出力トルクが前記アクセル操作量に基づいて設定される目標出力トルクと一致するように当該各電動モータを制御するトルク制御方式と、前記各駆動輪の回転数が前記アクセル操作量に基づいて設定される目標回転数と一致するように当該各電動モータを制御する回転数制御方式とを切り替え可能な電動車両の駆動力制御装置であって、
前記各電動モータの駆動電流を検出するモータ動作検出手段と、前記各駆動輪の回転数を検出する回転数検出手段と、運転者による操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、前記各電動モータの駆動電流、前記各駆動輪の回転数及び前記操舵操作量に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で前記各電動モータを制御するかを判定する制御方式判定手段と、該制御方式判定手段の判定結果に基づいて前記各電動モータの出力駆動力を制御する駆動力制御手段とを備えることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。 - 車両に発生するヨーレートを検出するヨーレート検出手段を有し、前記操舵操作量検出手段は前記操舵操作量として操舵角を検出し、前記制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差がヨーレートに基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角が所定の操舵角閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御すると判定し、左右電動モータの駆動電流差が所定の駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角が前記操舵角閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御すると判定することを特徴とする請求項１に記載の電動車両の駆動力制御装置。
- 車両に発生するヨーレートを検出するヨーレート検出手段を有し、前記操舵操作量検出手段は前記操舵操作量として操舵角及び操舵角速度を検出し、前記制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差がヨーレートに基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角が所定の操舵角閾値未満、且つ操舵角速度が所定の操舵角速度閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御すると判定し、左右電動モータの駆動電流差が所定の駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角が前記操舵角閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角速度が前記操舵角速度閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御すると判定することを特徴とする請求項１に記載の電動車両の駆動力制御装置。
- 前記操舵操作量検出手段は前記操舵操作量として操舵角及び操舵角速度を検出し、前記制御方式判定手段は、左右駆動輪の回転数差が操舵角に基づいて設定される回転数差閾値未満、且つ操舵角速度が所定の操舵角速度閾値未満である状態が所定期間より長く継続しているとき、回転数制御方式で制御すると判定し、左右電動モータの駆動電流差が操舵角に基づいて設定される駆動電流差閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているか、又は操舵角速度が前記操舵角速度閾値以上の状態が所定期間より長く継続しているとき、トルク制御方式で制御すると判定することを特徴とする請求項１に記載の電動車両の駆動力制御装置。
- 前記制御方式判定手段は、自車速に応じて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式とするか判定する条件を変化させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動車両の駆動力制御装置。
- トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御装置であって、
前記各電動モータにおける駆動電流を含む車両状態から、旋回性あるいは直進安定性のどちらを優先すべきであるか判定し、旋回性を優先すべきと判定したときトルク制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御し、直進安定性を優先すべきと判定したとき回転数制御方式に切り替えて前記各駆動輪を駆動制御する電動モータ制御手段を備えることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。 - トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御装置を備えた自動車であって、
運転席前部位置に設置されたステアリングホイールと、前記各電動モータの駆動電流を検出するモータ動作検出手段と、前記各駆動輪の回転数を検出する回転数検出手段と、前記ステアリングホイールに対して行われる運転者による操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、前記各電動モータの駆動電流、前記各駆動輪の回転数及び前記操舵操作量に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で前記各電動モータを制御するかを判定する制御方式判定手段と、該制御方式判定手段の判定結果に基づいて前記各電動モータの出力駆動力を制御する駆動力制御手段とを備えることを特徴とする自動車。 - トルク制御方式及び回転数制御方式の何れかの制御方式で各駆動輪の駆動源である各電動モータを制御する電動車両の駆動力制御方法であって、
前記各電動モータの駆動電流を含む車両状態を検出する検出ステップと、検出された車両状態に基づいて、トルク制御方式及び回転数制御方式のどちらの制御方式で前記各電動モータを制御するかを判定する判定ステップと、その判定結果に基づいて前記各電動モータの出力駆動力を制御する駆動制御ステップとを含むことを特徴とする電動車両の駆動力制御方法。
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