JP6671988B2 - 左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献2では、左右独立に回転速度を制御し、旋回走行時に左右の駆動輪に必要な回転速度差を与え、良好な走行性能が得られる技術が提案されている。
永久磁石埋め込み型同期モータを使用し、左右輪のトルクを独立に制御することができる電気自動車の場合、旋回時、外側の車輪の回転数が、内側に比べて大きくなる。永久磁石埋め込み型同期モータの特性として、実施形態に対応する図5に示すように、高回転側でトルクが小さくなる特性がある。そのため、高回転側の外側の車輪のトルクが内側に比べて小さくなり、旋回の妨げとなる。例えば、転舵角に比べて自動車の旋回半径が大きくなる。
なお、永久磁石埋め込み型同期モータに限らず、上記の高回転側で最大トルクが小さくなる特性があるモータでは、上記と同様に旋回の妨げが生じる。
前記2つのモータ2,2の回転数を比較する回転数比較手段22と、この回転数比較手段22で比較した回転数が大きい方のモータ2の回転数からこのモータ2の現在の回転数における最大トルクを算出する最大トルク算出手段23と、前記トルク分配手段12aから前記両モータ制御手段13,13に与える指令トルクを、前記算出された最大トルクに制限するトルク制限手段24とを備え、前記トルク制限手段24は、低回転側の駆動輪のトルクが高回転側の駆動輪のトルクを超えないように制御する。
また、旋回内側の駆動輪1の最大トルクを制限するにとどめているため、制御が容易でかつ安全である。
前記4つのモータ2の回転数を比較して最大の回転数のモータ2を検出する回転数比較手段22と、この回転数比較手段22で比較した回転数が最大のモータ2の回転数からこのモータ2の現在の回転数における最大トルクを算出する最大トルク算出手段23と、前記トルク分配手段12aから前記4つのモータ制御手段13に与える指令トルクを、前記算出された最大トルクに制限するトルク制限手段24とを備え、前記トルク制限手段24は、前記最大の回転数のモータで駆動される駆動輪のトルクを、低回転側の駆動輪のトルクが超えないように制御する。
図1に示すように、この電気自動車は、左右の後輪がそれぞれ電動のモータ2により個別に駆動される駆動輪1,1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2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1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。
回転数比較手段22において、左右のモータ2,2の回転数が同じ場合は、任意に定めた左右いずれかのモータ2の回転数が大きい場合と同様に扱うようにする。例えば、(左のモータの回転数)≧(右のモータの回転数)であるか否かの判断を行うようにする。なお、実際には左右のモータ2,2の回転数が一致する場合は極稀である。
なお、トルク制限手段24は、図ではトルク分配手段12aの後段に示したが、トルク分配手段12aから出力する指令トルク自体を前記最大トルクで制限しても良い。
図3において、左のモータ2の回転数の方が大きい場合は、ステップS2で、その回転数における最大トルクを左のモータ2の回転数から算出する。右のモータ2の回転数の方が大きい場合は、ステップS3でその回転数における最大トルクを右のモータ2の回転数から算出する。これらの最大トルクの算出は、最大トルク算出手段23(図1参照)が行う。
このようにして、左右輪の最大トルクを、高回転側の最大トルクに制限することで、高回転側の旋回外側の駆動輪1のトルクが旋回内側の駆動輪1のトルクに比べて小さくなることを防止する。これにより、次に原理を示すように旋回が行われ難くなることが回避される。
図4は、4輪車の旋回時の幾何学モデルを示す。旋回時の旋回内側の駆動輪1の旋回半径をRi、旋回外側の駆動輪1の旋回半径をRoとすると、旋回内側の駆動輪1の回転数Ni、旋回外側の駆動輪1の回転数Noの関係は、
Ri/Ro=Ni/No ……(式1)
となる。
Ti ≧ To ……(式2)
となり、旋回が困難になる。すなわち、旋回外側の駆動輪1の最大トルクToが小さいことによって、転舵角度に応じた旋回半径よりも大きな旋回半径となってしまう。
例えば、指令トルクの最大値は左右ともToとして、そこに、アクセル開度(アクセル指令の出力し得る最大値に対する現在の指令の割合)を掛けた値を、左右の指令トルクの値とする。なお、Ti=Toとする代わりに、Ti< Toとなる制御を行うようにしても良い。Ti=ToとするかTi< Toとするかを手入力や外部からの入力操作によって選択する選択手段(図示せず)を旋回等補助制御装置21に設けておいても良い。
なお、この制御は、前記基底回転数Nb以上の場合に実行があるため、図3のステップS1の前に車速を判断し、前記基底回転数Nb以下となる車速の範囲ではこの旋回等補助制御装置21による制御を実行しないようにする手段(図示せず)を設けても良いが、車速に関わらず常に実行するようにしても支障はない。
以上の例は後輪駆動であるが、例えば、図6に示したような前輪駆動でも全く同じ原理で動作できる。
4輪駆動車の場合、左右の前輪も駆動輪1,1となり、それぞれにモータ2,2が設けられる。モータ駆動装置であるインバータ装置13は、4輪の各駆動輪1に対してそれぞれ設けられ、トルク分配手段12aは、これら4つのインバータ装置13へ指令トルクを分配する。
最大トルク算出手段23Aは、前記回転数比較手段22で比較した回転数が最大のモータ2の回転数からこのモータ2の現在の回転数における最大トルクを算出する(ステップR2)。
トルク制限手段24Aは、前記トルク分配手段12aから前記4つのインバータ装置13に与える指令トルクを、前記算出された最大トルクに制限する(ステップR3)。
2…モータ
3…従動輪
4…転舵装置
5…操舵操作手段
12…ECU
12aトルク分配手段
13…インバータ装置(モータ駆動装置)
15…アクセル指令手段
16…ブレーキ指令手段
17…インホイールモータ駆動装置
21,21A…旋回等補助制御装置
22,22A…回転数比較手段
23,23A…最大トルク算出手段
24,24A…トルク制限手段
25…回転数検出手段
Claims (5)
- 左右の駆動輪をそれぞれ駆動する2つの電動のモータと、前記2つのモータを独立して制御可能な2つのモータ制御手段と、アクセル指令手段から与えられたアクセル指令に応答し前記2つのモータ制御手段に指令トルクを分配するトルク分配手段とを備え、前記モータは高回転側で最大トルクが小さくなる特性を有する電気自動車に装備され、
前記2つのモータの回転数を比較する回転数比較手段と、この回転数比較手段で比較した回転数が大きい方のモータの回転数からこのモータの現在の回転数における最大トルクを算出する最大トルク算出手段と、前記トルク分配手段から前記両モータ制御手段に与える指令トルクを、前記算出された最大トルクに制限するトルク制限手段とを備え、前記トルク制限手段は、低回転側の駆動輪のトルクが高回転側の駆動輪のトルクを超えないように制御する左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置。 - 請求項1に記載の左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置において、前記電気自動車は後輪駆動車である左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置。
- 請求項1に記載の左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置において、前記電気自動車は前輪駆動車である左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置。
- 前後左右の駆動輪をそれぞれ駆動する4つの電動のモータと、前記4つのモータを独立して制御可能な4つのモータ制御手段と、アクセル指令手段から与えられたアクセル指令に応答し前記4つのモータ制御手段に指令トルクを分配するトルク分配手段とを備え、前記モータは高回転側で最大トルクが小さくなる特性を有する電気自動車に装備され、
前記4つのモータの回転数を比較して最大の回転数のモータを検出する回転数比較手段と、この回転数比較手段で比較した回転数が最大のモータの回転数からこのモータの現在の回転数における最大トルクを算出する最大トルク算出手段と、前記トルク分配手段から前記4つのモータ制御手段に与える指令トルクを、前記算出された最大トルクに制限するトルク制限手段とを備え、前記トルク制限手段は、前記最大の回転数のモータで駆動される駆動輪のトルクを、低回転側の駆動輪のトルクが超えないように制御する左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の左右輪独立制御電気自動車の旋回等補助制御装置において、前記モータは、永久磁石埋め込み型同期モータである左右輪独立制御の電気自動車の旋回等補助制御装置。
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