JP6841078B2 - 駆動力制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、複数の駆動輪のそれぞれにモータが連結された車両の駆動力を制御する装置に関するものである。
特許文献1および特許文献2には、複数の駆動輪のそれぞれにモータが連結された車両の駆動力制御装置が記載されている。特許文献1に記載された駆動力制御装置は、一対の前輪のそれぞれに連結されたモータを力行制御するとともに、一対の後輪のそれぞれに連結されたモータを回生制御するように構成されている。また、前輪で生じる駆動力と後輪で生じる駆動力(制動力)との合算値が車両に要求される駆動力となるように各モータを制御するように構成されている。
特許文献2に記載された車両は、左側の駆動輪と右側の駆動輪とのそれぞれにモータが連結されており、それらモータ同士のトルクの伝達を可能にする摩擦クラッチを備えている。その摩擦クラッチのトルクの伝達容量は、道路状況に応じて制御される。また、各モータを制御する駆動力制御装置は、道路状況および車速に応じて、一つのモータのみから動力を出力して走行するか、二つのモータから動力を出力して走行するかを定めるとともに、それぞれのモータを力行制御するか回生制御するかを定めている。具体的には、郊外道路状況でかつ低車速時には、一つのモータのみから動力を出力して走行し、郊外道路状況でかつ中高車速時には、二つのモータから動力を出力して走行するように構成されている。
特開2011-188557号公報 特開2016−59269号公報
特許文献1に記載された車両の駆動力制御装置のように前輪と後輪との一方から駆動力を出力し、他方から制動力を出力する場合には、前輪と後輪とのいずれか一方の駆動輪と路面とのスリップ量が大きくなるため、その駆動輪の耐久性が低下する可能性がある。また、そのようにスリップ量が大きくなると、駆動輪と路面との間での動力損失が大きくなるため、モータの効率が良い運転点で稼働することができたとしても、モータの出力に対する車両の加速度が小さくなる可能性がある。すなわち、車両全体としての動力損失が大きくなる可能性がある。
また、車両の駆動力源として設けられるモータは、一般的に、所定のトルクまではトルクが増大するに連れて効率が良好になる。したがって、特許文献2に記載された車両の駆動力制御装置のように低車速で走行している場合に、一つのモータの動力で走行すれば、そのモータから出力するトルクが大きくなるため、二つのモータの動力で走行する場合と比較して、効率が良好な運転点でモータを稼働することができる。一方、上記のように構成されたモータは、所定のトルク以上のトルクを出力する場合には、トルクの増大に応じて効率が悪化するため、車両に要求される駆動力が大きい場合には、一つのモータで走行すると、二つのモータで走行する場合と比較して効率が悪化する可能性がある。また、所定のトルクよりも小さいトルクを出力する場合であっても、一方のモータを力行制御し、他方のモータを回生制御するなどによって二つのモータを稼働して走行した方が効率が良好となる可能性がある。したがって、特許文献2に記載された駆動力制御装置のように、道路状況に応じて稼働させるモータを一律に定め、またクラッチの伝達トルク容量を一律に定めると、車両全体としての効率が良好な走行を行うことができない可能性がある。
この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、駆動輪のそれぞれに設けられた複数のモータとクラッチとを適切に制御することにより、走行時における車両全体としての効率を良好にできる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、この発明は、車両の右側の駆動輪に連結された第1モータと、前記車両の左側の駆動輪に連結された第2モータと、前記第1モータおよび前記第2モータに電力を供給する電源と、前記第1モータと前記第2モータとの間でトルクの伝達を可能にすることができるとともに、伝達トルク容量を変更可能なクラッチとを有する駆動力制御装置において、前記第1モータと前記第2モータとの出力トルク、および前記クラッチの伝達トルク容量を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記第1モータと前記第2モータとのうちの一方の第1制御モータに連結された前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの一方の第1駆動輪の車輪速に基づいた回転数で前記第1制御モータが回転した際に、前記第1制御モータの効率が最大となる前記第1制御モータの第1基準トルクを求め、前記第1基準トルクと前記第1駆動輪に要求されるトルクとの差に基づいて前記クラッチの伝達トルク容量を求め、前記第1制御モータが前記第1基準トルクを出力しかつ前記求められた伝達トルク容量に基づいて前記クラッチがトルクを伝達する場合における前記クラッチを介して前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの他方の第2駆動輪に伝達されるトルクと、前記第2駆動輪に要求されるトルクとに基づいて、前記第1モータと前記第2モータとのうちの他方の第2制御モータの第2基準トルクを求め、前記第1基準トルクを所定トルクずつ変更するとともに、前記第1基準トルクを前記所定トルクずつ変更する都度、当該変更されたトルクに応じた前記第1駆動輪に伝達されるトルクと前記第1駆動輪に要求されるトルクとの差に基づいて前記クラッチの伝達トルク容量を求め、前記第1基準トルクを変更したトルクと、当該変更されたトルクに基づいて求められた前記クラッチの伝達トルク容量とに基づいて、前記第1制御モータから前記クラッチを介して前記第2駆動輪に伝達されるトルクを求め、前記求められた前記第2駆動輪に伝達されるトルクと当該第2駆動輪に要求されるトルクとに基づいて、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに伝達されるトルクの合算値が、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに要求されるトルクの合計値となるように前記第2基準トルクを変更し、前記第1基準トルクと前記第2基準トルクとを変更する都度、前記電源の電力消費量を求め、前記電源の電力消費量が、前回求められた前記電源の電力消費量よりも多くなった時点で、前回求められた前記電源の電力消費量となる前記第1制御モータのトルクを当該第1制御モータの目標トルクとして定め、かつ前回求められた前記電源の電力消費量となる前記第2制御モータのトルクを当該第2制御モータの目標トルクとして定め、前記定められた前記第1制御モータの目標トルクに基づいて当該第1制御モータからトルクを出力するとともに、前記定められた当該第2制御モータの目標トルクに基づいて前記第2制御モータからトルクを出力するように構成されていることを特徴とするものである。
この発明は、前記コントローラは、前記第1制御モータを、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの要求されるトルクが大きい方の駆動輪に連結されたモータに定めるように構成されていてよい。
また、この発明は、車両の右側の駆動輪に連結された第1モータと、前記車両の左側の駆動輪に連結された第2モータと、前記第1モータおよび前記第2モータに電力を供給する電源と、前記第1モータと前記第2モータとの間でトルクの伝達を可能にすることができるとともに、伝達トルク容量を変更可能なクラッチとを有する駆動力制御装置において、前記第1モータと前記第2モータとの出力トルクを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記クラッチの前記伝達トルク容量を所定値以上にして走行する場合に、前記第1モータと前記第2モータとのうちの一方の第3制御モータから出力可能な最大トルクである第3基準トルクを求め、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに伝達されるトルクの合算値が、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに要求されるトルクの合計値となるように、前記合計値と前記第3基準トルクとの偏差に基づいて前記第1モータと前記第2モータとのうちの他方の第4制御モータの第4基準トルクを求め、前記第3基準トルクを所定トルクずつ変更するとともに、前記合算値が前記合計値となるように前記第4基準トルクを変更し、かつ前記第3基準トルクと前記第4基準トルクを変更する都度、前記電源の電力消費量を求め、前記電源の電力消費量が、前回求められた前記電源の電力消費量よりも多くなった時点で、前回求められた前記電源の電力消費量である第1電力消費量となる前記第3制御モータのトルクを当該第3制御モータの目標トルクとして定め、かつ前記第1電力消費量となる前記第4制御モータのトルクを当該第4制御モータの目標トルクとして定め、前記定められた前記第3制御モータの目標トルクに基づいて前記第3制御モータからトルクを出力するとともに、前記定められた前記第4制御モータの目標トルクに基づいて前記第4制御モータからトルクを出力するように構成されていることを特徴とするものである。
この発明は、前記コントローラは、前記第3制御モータに連結された前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの一方の第3駆動輪の車輪速に基づいた回転数で前記第3制御モータが回転した際に、前記第3制御モータの効率が最大となる前記第3制御モータの第5基準トルクを求め、前記第5基準トルクと前記合計値との偏差に基づいて前記第4制御モータの第6基準トルクを求め、前記第5基準トルクを所定トルクずつ変更するとともに、前記合算値が前記合計値となるように前記第6基準トルクを変更し、かつ前記第5基準トルクと前記第6基準トルクとを変更する都度、前記電源の電力消費量を求め、前記電源の電力消費量が、前回求められた前記電源の電力消費量よりも多くなった時点で、前回求められた前記電源の電力消費量である第2電力消費量と、前記第1電力消費量とを比較し、前記第1電力消費量が前記第2電力消費量よりも少ない場合に、前記第1電力消費量となる前記第3制御モータのトルクを当該第3制御モータの目標トルクとして定め、かつ前記第1電力消費量となる前記第4制御モータのトルクを当該第4制御モータの目標トルクとして定め、前記第1電力消費量が前記第2電力消費量よりも多い場合に、前記第2電力消費量となる前記第3制御モータのトルクを当該第3制御モータの目標トルクとして定め、かつ前記第2電力消費量となる前記第4制御モータのトルクを当該第4制御モータの目標トルクとして定めるように構成されていてよい。
この発明は、前記コントローラは、前記第3制御モータが前記第5基準トルクを出力するとともに、前記第4制御モータに連結された前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの他方の第4駆動輪の車輪速に基づいた回転数での効率が最大となるトルクを前記第4制御モータから出力した場合における前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに伝達されるトルクの合計値が、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに要求されるトルクの合計値よりも大きい場合に、前記第3制御モータから出力可能な最大トルクに基づいて前記第3制御モータおよび前記第4制御モータの目標トルクを定めることができるように構成されていてよい。
この発明は、前記コントローラは、前記第3制御モータから出力可能な最大トルクが、前記合計値よりも大きい場合に、前記第3制御モータから出力可能な最大トルクに基づいて前記第3制御モータおよび前記第4制御モータの目標トルクを定めることができるように構成されていてよい。
この発明は、前記第3制御モータを力行制御し、かつ前記第4制御モータを回生制御するように、前記第3制御モータの目標トルクと前記第4制御モータの目標トルクとを定めることができるように構成されていてよい。
この発明によれば、右側の駆動輪に連結された第1モータと、左側の駆動輪に連結された第2モータとが、クラッチを介してトルクを伝達することができる。また、それらのモータは、左右の駆動輪のそれぞれに伝達されるトルクの合算値が、それらの駆動輪のそれぞれに要求されるトルクの合計値となるように制御されるとともに、各モータの目標トルクは、電源から出力される電力が最少となるように定められている。したがって、第1モータと第2モータとから出力されたトルクは、駆動輪に到るトルクの伝達経路内でそれぞれの駆動輪に要求されるトルクに調整されるため、いずれ一つの駆動輪に過度なトルクが作用して、その駆動輪がスリップする事態が生じるなどの駆動輪と路面との間での動力損失が増大することを抑制することができる。また、電源から出力される電力消費量をパラメータとして各モータの目標トルクを定めていることにより、駆動装置全体としての効率を向上させることができる。
一対の前輪にそれぞれ連結されたモータと、モータ同士のトルクの伝達を可能にするクラッチとを備えた第1駆動装置の一例を説明するための断面図である。 この発明で対象とすることができる車両の一例を説明するための模式図である。 第1ECUの構成を説明するためのブロック図である。 第2ECUの構成を説明するためのブロック図である。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS1ないしステップS9を示すフローチャートである。 モータの特性(効率)を説明するための模式図である。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS10ないしステップS21を示すフローチャートである。 要求トルクを充足することを条件とした際における第1モータのトルクと、第1駆動装置全体としての効率との関係を示す模式図である。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS22ないしステップS30を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS31ないしステップS41を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS42ないしステップS48を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS49ないしステップS56を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS23’ないしステップS30’を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS31’ないしステップS41’を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS42’ないしステップS48’を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS49’ないしステップS56’を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS59ないしステップS66を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS67ないしステップS74を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS60’ないしステップS66’を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するための、ステップS67’ないしステップS74’を示すフローチャートである。
この発明で対象とすることができる車両は、前輪と後輪との少なくともいずれか一方の一対の駆動輪にそれぞれ駆動用モータ(以下、単にモータと記す)が連結されるとともに、それらのモータ同士のトルクの伝達を可能にするクラッチを備えている。それらモータとクラッチとを備えた駆動装置の一例を図1に模式的に示している。図1に示す駆動装置1は、車幅方向における中央部分を挟んで両側がほぼ対象の形状に構成されている。したがって、以下の説明では、一方側(図における右側)の構成について説明し、他方側の構成は、一方側と構成が異なる部分のみについて説明し、他の部分の構成についてはその説明を省略する。なお、一方側と他方側とが同一の構成については、図中において一方側の部材の参照符号に「R」を付し、他方側の部材の参照符号に「L」を付すとともに、以下の説明において一方側の部材と他方側の部材との区別をつけて説明する必要がある場合には、一方側の部材の名称に「第1」を付し、他方側の部材の名称に「第2」を付す。
この駆動装置1は、駆動力源としてのモータ2を備えている。このモータ2は、従来知られているハイブリッド車両や電気自動車の駆動力源として設けられたモータと同様に、発電機能のあるモータであって、その一例として永久磁石形の同期モータで構成されている。
このモータ2の出力軸3は、車幅方向に延出しており、車幅方向における中央側に延出した部分に出力ギヤ4が連結されている。また、出力軸3と平行にカウンタシャフト5が設けられており、そのカウンタシャフト5の一方の端部に、出力ギヤ4よりも大径のカウンタドリブンギヤ6が連結され、他方の端部に、カウンタドリブンギヤ6よりも小径のピニオンギヤ7が連結されている。さらに、ピニオンギヤ7には、ピニオンギヤ7よりも大径の終減速ギヤ8が連結されている。
この終減速ギヤ8の回転中心には、車幅方向における外側に向けて突出するとともに、その端部が開口した円筒軸9が連結されている。そして、円筒軸9にドライブシャフト10の一方の端部がスプライン係合し、ドライブシャフト10の他方の端部に駆動輪11が連結されている。
また、出力軸3のうち車幅方向における外側に延出した端部には、円盤状のブレーキロータ12が連結されている。このブレーキロータ12は、磁性材料により構成されている。このブレーキロータ12と対向して環状のブレーキステータ13が設けられている。このブレーキステータ13は、ブレーキロータ12に向けて接近することができるとともに、回転することができないようにケースCにスプライン係合している。さらに、ブレーキステータ13には、コイル14が設けられており、そのコイル14に通電することにより生じる電磁力によってブレーキステータ13とブレーキロータ12とが接触するように構成されている。
このようにブレーキステータ13とブレーキロータ12とが接触することにより、その摩擦力に応じて制動トルクがブレーキロータ12に作用する。すなわち、ブレーキステータ13とブレーキロータ12とコイル14とにより、摩擦ブレーキ15を構成している。
さらに、第1出力軸3Rにおける第1出力ギヤ4Rが連結されている箇所よりも車幅方向における中央側の先端には、ハット状の延長軸16が連結され、その延長軸16に環状のクラッチディスク17が一体回転可能に連結されている。
また、第2出力軸3Lにおける第2出力ギヤ4Lが連結されている箇所よりも車幅方向における中央側の先端には、有底円筒状に形成されるとともに、中空部にクラッチディスク17を収容するカバー軸18が連結されている。
カバー軸18の底面とクラッチディスク17との間には、環状のプレッシャープレート19が設けられている。このプレッシャープレート19は、磁性材料により構成されており、またカバー軸18と一体に回転するとともに、カバー軸18の回転軸線方向に移動することができるように、カバー軸18にスプライン係合している。
さらに、カバー軸18の底面とプレッシャープレート19との間には、プレッシャープレート19をクラッチディスク17に向けて押圧するスプリング20が設けられている。
また、上記のカバー軸18の外側には、コイル21が設けられており、このコイル21は、通電することによりプレッシャープレート19をクラッチディスク17から離隔させる方向、すなわちスプリング20のバネ力に抗する方向に電磁力が発生するように構成されている。
上記のクラッチディスク17とプレッシャープレート19とスプリング20とコイル21とにより電磁クラッチ(以下、単にクラッチと記す)22を構成しており、コイル21に通電していない場合には、スプリング20のバネ力によりクラッチディスク17とプレッシャープレート19とが接触して一体回転し、コイル21に通電した場合には、その電力に応じてクラッチディスク17とプレッシャープレート19との伝達トルク容量が設定される。
したがって、コイル21に通電せずに、プレッシャープレート19とクラッチディスク17とを摩擦係合させることにより、第1モータ2Rと第2モータ2Lとを一体に回転させることや、第1モータ2Rと第2モータ2Lとの間でトルクを伝達することができる。また、コイル21に通電することにより、プレッシャープレート19とクラッチディスク17との伝達トルク容量を低下させることができ、第1モータ2Rと第2モータ2Lとを相対回転させるとともに、第1モータ2Rと第2モータ2Lとで伝達するトルクを低下させることができる。
また、図1に示す駆動装置1は、更に、車両の電源がオフされている場合に各駆動輪11R,11Lに制動トルクを作用させることができるパーキングロック機構23を備えている。このパーキングロック機構23は、車両の電源がオフされた状態であっても第1ブレーキロータ12Rと第1ブレーキステータ13Rとの接触圧を維持できるように構成されている。具体的には、パーキングロック機構23は、ブレーキステータ13Rを挟んで第1ブレーキロータ12Rとは反対側に設けられた環状の可動プレート24と、送りねじ機構25と、送りねじ機構25を作動させる制動用モータ26とを備えている。
送りねじ機構25は、制動用モータ26が出力するトルクによる回転運動を直線運動に変換し、可動プレート24を第1ブレーキステータ13R側へ押圧する作動装置である。パーキングロック機構23は、制動用モータ26によって送りねじ機構25に所定の回転方向(正転方向とする)のトルクを付与することにより、可動プレート24および第1ブレーキステータ13Rを第1ブレーキロータ12R側に押圧して、第1ブレーキロータ12Rと第1ブレーキステータ13Rとを摩擦係合させて第1出力軸3Rを制動する。なお、制動用モータ26によって送りねじ機構25に逆転方向のトルクを付与することにより、このパーキングロック機構23による第1出力軸3Rの制動を解除することができる。
また、パーキングロック機構23における送りねじ機構25は、直線運動を回転運動に変換する場合の送りねじの逆効率が、回転運動を直線運動に変換する場合の送りねじの正効率よりも低く設定されている。したがって、送りねじ機構25で可動プレート24および第1ブレーキステータ13Rを、第1ブレーキロータ12R側に押圧して第1出力軸3Rを制動した状態を維持することができる。そのため、制動用モータ26によって送りねじ機構25を作動させ、第1出力軸3Rを制動した状態で、前述の第1コイル14Rや制動用モータ26に対する通電が止められた場合であっても、パーキングロック機構23による第1出力軸3Rの制動状態を維持することができる。したがって、この送りねじ機構25は、回転運動を直線運動に変換して第1出力軸3Rを制動するための推力を発生するとともに、推力を発生して第1出力軸3Rを制動した状態を保持することが可能な推力発生機構である。
上述した駆動装置1は、電源がオフされている場合には、コイル21への電力の供給が停止されるので、クラッチ22は係合した状態となる。そのため、パーキングロック機構23で第1出力軸3Rの回転を停止させることにより、第2出力軸3Lの回転も停止される。つまり、各駆動輪11R,11Lに制動トルクを作用させた状態を維持することができる。なお、パーキングロック機構23は、第2出力軸3Lの回転を禁止するように設けられていてもよく、また、第1出力軸3Rに限らず、例えば、第1カウンタシャフト5Rの回転を禁止するように設けられていてもよい。
上述した駆動装置1は、クラッチ22を完全に係合して、左右の駆動輪11R,11Lを一体に回転させ、または左右の駆動輪11R,11Lに同一のトルクを伝達して走行する場合には、第1モータ2Rと第2モータ2Lとの少なくともいずれか一方のモータ2R(2L)からトルクを出力して走行することや、第1モータ2Rと第2モータ2Lとの一方のモータ2R(2L)から駆動トルクを出力するとともに、第1モータ2Rと第2モータ2Lとの他方のモータ2L(2R)が、上記駆動トルクのうちの一部を回生して走行することができ、または第1モータ2Rと第2モータ2Lとの一方のモータ2R(2L)から大きなトルクを出力するとともに、他方のモータ2L(2R)が不足するトルクを出力することなど、それぞれのモータ2R,2Lから出力するトルクを適宜設定することができる。
また、旋回時など左右の駆動輪11R,11Lを相対回転させる場合、あるいは左右の駆動輪11R,11Lに伝達するトルクを異ならせる場合には、クラッチ22をスリップさせて、各モータ2R,2Lは、上記と同様に少なくともいずれか一方のモータ2R(2L)からトルクを出力して走行することや、一方のモータ2R(2L)から駆動トルクを出力して他方のモータ2L(2R)が駆動トルクの一部を回生して走行することができ、それぞれのモータ2R,2Lから出力するトルクを適宜設定することができる。
さらに、左右の駆動輪11R,11Lの回転数差が所定値以上大きい場合、あるいは左右の駆動輪11R,11Lに伝達するトルク差が所定値以上大きい場合には、クラッチ22を完全に解放して、左右の駆動輪11R,11Lの出力を適宜定めることができる。その際には、例えば、外輪に連結されたモータ2R(2L)を力行し、内輪に連結されたモータ2L(2R)を回生してもよく、外輪に連結されたモータ2R(2L)のみがトルクを出力してもよい。
つぎに、上述した駆動装置1を備えた車両Veの制御システムSの構成例について説明する。図2は、システム構成の一例を説明するための模式図である。図2に示す例では、上述した駆動装置1が、車幅方向における中央部に、かつ車両Veの前方および後方にそれぞれ設けられている。すなわち、図2に示す車両Veは、四輪駆動車である。なお、車両Veの前方に設けられた駆動装置(以下、第1駆動装置と記す)1と車両Veの後方に設けられた駆動装置(以下、第2駆動装置と記す)1’とは、車両Veの前後方向における中央部分を挟んで対象の形状に形成されている。以下の説明では、第2駆動装置1’を構成する部材と、第1駆動装置1に設けられた部材とを区別するために、参照符号に「’」を付す。
上述した第1モータ2R、第2モータ2L、各コイル14R,14L,21には、従来知られたハイブリッド車両や電気自動車に搭載された蓄電装置と同様に、バッテリーやキャパシタなどにより構成された高電圧の蓄電装置27から電力が供給されるように構成されている。なお、第2駆動装置1’に内蔵されている各モータ2R’,2L’や各コイル14R’,14L’,21’にも同様に、蓄電装置27から電力が供給される。また、蓄電装置27には、各モータ2R,2L,2R’,2L’により発電された電力が供給されるように構成されている。この蓄電装置27が、この発明の実施形態における「電源」に相当する。
この蓄電装置27と各モータ2R,2Lとの間には、直流電流と交流電流とを切替えるとともに、各モータ2R,2Lに供給される電流値やその周波数を制御することができる第1インバータ28が設けられている。同様に、第2駆動装置1’に供給される電流値やその周波数を制御することができる第2インバータ29が設けられている。
上述した第1駆動装置1に設けられた各モータ2R,2Lおよび各コイル14R,14L,21、第2駆動装置1’に設けられた各モータ2R’,2L’および各コイル14R’,14L’,21’を、一括して制御するための第1電子制御装置(以下、第1ECUと記す)30が設けられている。この第1ECU30は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当し、従来知られている車両に搭載された電子制御装置と同様にマイクロコンピュータを主体として構成されている。その第1ECU30の構成を説明するためのブロック図を図3に示している。
この第1ECU30には、車両Veの姿勢に関連するデータや、運転者による操作部の操作状態などの信号が入力され、その入力される信号、および予め記憶されている演算式またはマップなどに基づいて、第1インバータ28や、第2インバータ29に制御信号を出力するように構成されている。なお、第1ECU30から第1インバータ28や第2インバータ29に出力する制御信号を求める際には、従来知られたアンチロックシステム(ABS)、トラクションコントロール(TRC)、エレクトロニックスラビリティコントロール(ESC)、ダイナミックヨーレートコントロール(DYC)などを考慮して求めている。
上記第1ECU30に入力される操作状態の信号の一例としては、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ31、ブレーキペダルの踏み込み力を検出する第1ブレーキペダルセンサ32、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する第2ブレーキペダルセンサ33、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ34、ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサ35からの信号であり、車両Veの姿勢に関連するデータの信号の一例としては、車両Veの前後加速度を検出する第1Gセンサ36、車両Veの横加速度を検出する第2Gセンサ37、車両Veのヨーレートを検出するヨーレートセンサ38、右前輪11R、左前輪11L、右後輪39R、左後輪39Lのそれぞれの周速を検出する車輪速センサ40,41,42,43からの信号である。
なお、第1ECU30を作動させるためや、第1インバータ28に搭載されている図示しないトランジスタを制御するための電力を供給するために、第1補機バッテリ44が設けられている。この第1補機バッテリ44は、蓄電装置27よりも低電圧である。
上述したようにパーキングロック機構23は、各コイル14R,14L,21へ電力の供給が不能になるなどの上記第1ECU30と第1補機バッテリ44との間の電気系統にフェールが生じた場合、または蓄電装置27と第1インバータ28との間の電気系統にフェールが生じた場合などにも制御することができることが好ましい。したがって、図2に示す例では、第1ECU30とは別に他の電子制御装置(以下、第2ECUと記す)45が設けられている。なお、第2ECU45は、各パーキングロック機構23,23’(具体的には、各制動用モータ26,26’)にも電気的に接続されている。この第2ECU45も第1ECU30と同様にマイクロコンピュータを主体として構成されている。この第2ECU45の構成を説明するためのブロック図を図4に示している。
第2ECU45には、車両Veの姿勢に関連するデータや、運転者による操作部の操作状態などの信号が入力され、その入力される信号、および予め記憶されている演算式またはマップなどに基づいて各パーキングロック機構23,23’を作動させることを許可するか否かを判断するとともに、各パーキングロック機構23,23’の制御量を演算などにより定め、その定められた制御量に基づいて、各パーキングロック機構23,23’に制御信号を出力するように構成されている。
上記第2ECU45に入力される操作状態の信号の一例としては、第1ブレーキペダルセンサ32、第2ブレーキペダルセンサ33、各摩擦ブレーキ15R,15L,15R’,15L’に通電されている電流値を検出する図示しないセンサからの信号であり、車両Veの姿勢に関連するデータの信号の一例としては、車輪速センサ40,41,42,43からの信号である。また、各パーキングロック機構23,23’を作動させることの許可は、所定の時間以上停車していること、各制動用モータ26,26’を作動させるためのスイッチが運転者などによりオンされていること、停車中でかつイグニッションがオフされていること、少なくともいずれかの摩擦ブレーキ15R,15L,15R’,15L’が作動することができないことなどのいずれか一つが成立していることで判定することができる。
さらに、ブレーキペダルの踏み込み力や踏み込み量と、各駆動輪11R,11L,39R,39Lの車輪速とから各パーキングロック機構23,23’による制動トルクを定め、その制動トルクを得られるように、各制動用モータ26,26’へ電流を出力するように構成されている。そして、第2ECU45を作動させるためや、各パーキングロック機構23,23’を制御するための電力を供給するために、第2補機バッテリ46が設けられている。なお、第1ECU30の信号を第2ECU45が受けることができ、第1ECU30がフェールした場合などには、第2ECU45が作動することを許可するように構成することができる。
つぎに、各モータ2R,2L,2R’,2L’の出力を定めるための制御例について説明する。図5ないし図20に示すフローチャートは、その制御例を説明するためのものであり、第1ECU30で実行される。なお、図5ないし図20に示すフローチャートは、一連のフローチャートで実行することができるものの、便宜上、図5ないし図20に分けて示してある。また、以下の説明では、便宜上、それぞれのモータ2R,2L,2R’,2L’とそれぞれの駆動輪11R,11L,39R,39Lとのギヤ比を「1」として説明する。
ここに示す制御例では、まず、それぞれの駆動輪11R,11L,39R,39Lに要求されるトルクTi rを求める(ステップS1)。このステップS1は、従来知られている制御と同様に、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)、ブレーキペダルの操作量(ブレーキペダルの踏み込み量やその踏力)、ステアリングの操舵角、車輪速センサ40,41,42,43により検出された各車輪速、前後加速度などに基づいて求めることができる。なお、それぞれの駆動輪11R,11L,39R,39Lに要求されるトルクTi rを求める詳細な制御内容は、例えば、特願2015−253254号に記載されている。
ついで、ステップS1で求められたそれぞれの駆動輪11R,11L,39R,39Lに要求されるトルクTi rから、一対の前輪のトルク比TrF、および一対の後輪のトルク比TrRを求める(ステップS2)。このステップS2は、二輪駆動車であれば、駆動輪となる右前輪11Rと左前輪11Lとのトルク比TrF、または右後輪39Rと左後輪39Lとのトルク比TrRを求めればよい。
なお、以下の説明では、前輪を駆動する各モータ2R、2Lのトルクを定める制御例について説明するものの、四輪駆動車の場合には、前輪と後輪についてそれぞれ同一の制御を実行すればよい。
ステップS2で求められた右前輪11Rと左前輪11Lとのトルク比TrFが所定の範囲内であるか否かを判断する(ステップS3)。このステップS3は、左右の駆動輪11R,11Lに伝達するトルクに差を生じさせる必要があるか否か、すなわちクラッチ22をスリップあるいは解放させる必要があるか否かを判断するためのステップであり、したがって、ステップS3における「所定の範囲」とは、「1」をセンターとして予め定められた範囲である。その範囲は、実験やシミュレーションに基づいて定められている。
一方、直進走行時や旋回半径が比較的小さい場合には、右前輪11Rと左前輪11Lとのトルク比TrFがほぼ「1」になり、ステップS3で肯定的に判断される。そのような場合には、クラッチ22を完全に係合する(ステップS4)。すなわち、クラッチ22の指示圧を最大とする。具体的には、コイル21に通電しない。つまり、第1モータ2Rと第2モータ2Lとを同一の回転数で回転させるとともに、第1モータ2Rと第2モータ2Lとの間のトルクの伝達を可能にする。
ついで、第1駆動装置1に要求されるトルク(以下、要求トルクと記す)Tallを求める(ステップS5)。言い換えると、右前輪11Rと左前輪11Lとに伝達するべきトルクの合計値を求める。このステップS5は、従来知られている制御と同様に、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、車速センサにより検出された車速などから求めることができる。
さらに、それぞれのモータ2R,2Lについて、効率が最も良好となる出力トルクTR max,TL maxを求める(ステップS6)。モータ2R,2Lの効率とは、モータ2R,2Lへの入力(電力)と、モータ2R,2Lから出力される動力との比である。このステップS6は、予め第1ECU30に記憶されているマップと、車輪速に応じた各モータ2R,2Lの現在の回転数とに基づいて求めることができる
図6には、そのマップの一例を示しており、横軸が回転数を示し、縦軸がトルクを示し、同一の効率となる運転点を結んだ曲線を示している。図中におけるA点が最も効率が良好となる運転点であり、その運転点から離れるほど効率が低下(悪化)する。すなわち、モータの回転数が、図6におけるN1とした場合には、ステップS6で求められるトルクは、図6におけるT1になる。このモータ2R,2Lの特性は、実験などにより求めることができ、それぞれのモータ2R,2L毎に予め第1ECU30に記憶されている。なお、図6には、駆動トルクと回転数との関係を示しているが、制動トルクと回転数との関係も図6に示す例と同一となる。
ついで、ステップS5で求められた要求トルクTallが、ステップS6で求められた各モータ2R,2Lの出力トルクTR max,TL maxの合計値(以下、合計トルクと記す)Tmaxよりも大きいか否かを判断する(ステップS7)。要求トルクTallが、合計トルクTmaxよりも大きいことにより、ステップS6で肯定的に判断された場合には、第1モータ2Rの効率が良好となるように第1モータ2Rのトルクを定めた場合(以下、第1モータ2Rをメインとして制御した場合と記す。)と、第2モータ2Lの効率が良好となるように第2モータ2Lのトルクを定めた場合(以下、第2モータ2Rをメインとして制御した場合と記す。)とのいずれの方が、蓄電装置27の消費電力量Pallが、良好となるか否かを判断する。これは、第1モータ2Rと、第2モータ2Lとの特性が異なる可能性があるためである。
まず、第1モータ2Rをメインとして制御した場合の各モータ2R,2LのトルクTR maxR,TL maxRを仮設定する(ステップS8)。具体的には、第1モータ2Rの出力トルクTR maxRは、第1モータ2Rの効率が良好な運転点に応じたトルクTR maxとして仮設定し、第2モータ2Lの出力トルクTL maxRは、要求トルクTallと仮設定された第1モータ2RのトルクTR maxRとの差、すなわち各駆動輪11R,11Lに伝達されるトルクの合算値が、要求トルクTallとなるように不足する分のトルクを第2モータ2Lのトルクとして仮設定する。
同様に、第2モータ2Lをメインとして制御した場合の各モータ2R,2LのトルクTR maxL,TL maxLを仮設定する(ステップS9)。具体的には、第2モータ2Lの出力トルクTL maxLは、第2モータ2Lの効率が良好な運転点に応じたトルクTL maxとして仮設定し、第1モータ2Rの出力トルクTR maxLは、要求トルクTallと仮設定された第2モータ2LのトルクTL maxLとの差、すなわち各駆動輪11R,11Lに伝達されるトルクの合算値が、要求トルクTallとなるように不足する分のトルクを第1モータ2Rのトルクとして仮設定する。
そして、第1モータ2Rをメインとして制御した場合における蓄電装置27の電力消費量PallRと、第2モータ2Lをメインとして制御した場合における蓄電装置27の電力消費量PallLとをそれぞれ算出する(ステップS10)。蓄電装置27の電力消費量は、第1モータ2Rの出力(トルクと回転数との積に基づくエネルギー量)を効率で除算した値と、第2モータ2Lの出力を効率で除算した値との和から求めることができる
ついで、第1モータ2Rをメインとして制御した場合における蓄電装置27の電力消費量PallRが、第2モータ2Lをメインとして制御した場合における蓄電装置27の電力消費量PallLよりも少ないか否かを判断する(ステップS11)。すなわち、第1モータ2Rをメインとして制御した方が、第2モータ2Lをメインとして制御するよりも第1駆動装置1全体としての効率が良好となるか否かを判断する。
第1モータ2Rをメインとして制御した方が、第2モータ2Lをメインとして制御するよりも第1駆動装置1全体としての効率が良好となり、ステップS11で肯定的に判断された場合には、第1駆動装置1全体としての効率が最大となる各モータ2R,2Lのトルクを検索するための変数TR v,TL vを初期化する(ステップS12)。具体的には、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS8で設定されたトルクTR maxRに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS8で設定されたトルクTL maxRに定める
ついで、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに、所定値を加算Tcし、かつ現在定められている第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vから所定値Tcを減算する(ステップS13)。このステップS13における加算する所定値Tcと減算する所定値Tcとは、同一である。つまり、第1駆動装置1から出力されるトルクを一定にしつつ、各モータ2R,2Lが受け持つトルクの分担量を変更する
ステップS13で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vに基づいて蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS14)。このステップS14は、上記ステップS10と同様に求めることができる。なお、以下の説明において、現在設定されている変数TR v,TL vに基づいて演算されるパラメータには、(i)を付す。
要求トルクTallを充足することを条件とした際における第1モータ2Rのトルクと、第1駆動装置1全体としての効率ηallとの関係は、図8に示すように第1モータ2Rのトルクが所定トルクになるまでは、トルクの増加に伴って第1駆動装置1全体としての効率ηallが良好になり(すなわち電力消費量が少なくなり)、第1モータ2Rのトルクが所定トルク以上では、トルクの増加に伴って第1駆動装置1全体としての効率ηallが悪化する(すなわち電力消費量が増大する)と考えられる。したがって、ステップS14についで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多いか否かを判断する(ステップS15)。すなわち、図8における効率ηallが最大になる第1モータ2Rのトルクよりも、第1モータ2Rのトルクが大きくなったか否か、言い換えると、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前の各モータ2R,2Lの運転状態が、電力消費量が最小の運転状態であったか否かを判断する。なお、以下の説明において、現在設定されている変数TR v,TL vに変更する直前、すなわち前回設定されている変数TR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて演算されるパラメータには、(i-1)を付す。
各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多くステップS15で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に設定して(ステップS16)、この制御を一旦終了する。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)以下でありステップS15で否定的に判断された場合には、ステップS13にリターンする。すなわち、ステップS13で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに、更に、所定値Tcを加算し、かつステップS13で変更された第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vから、更に、所定値Tcを減算する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS15で肯定的に判断されるまで、ステップS13、ステップS14、ステップS15を繰り返し実行する。
一方、第2モータ2Lをメインとして制御した方が、第1モータ2Rをメインとして制御するよりも第1駆動装置1全体としての効率が良好となり、ステップS11で否定的に判断された場合には、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる各モータ2R,2Lのトルクを検索するための変数TR v,TL vを初期化する(ステップS17)。具体的には、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS9で設定されたトルクTR maxLに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS9で設定されたトルクTL maxLに定める
ついで、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから所定値Tcを減算し、かつ現在定められている第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vに、所定値Tcを加算する(ステップS18)。このステップS18における加算する所定値Tcと減算する所定値Tcとは、同一である。つまり、第1駆動装置1から出力されるトルクを一定にしつつ、各モータ2R,2Lが受け持つトルクの分担量を変更する
ステップS18で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vに基づいて蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS19)。このステップS19は、上記ステップS10と同様に求めることができる。
ついで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多いか否かを判断する(ステップS20)。すなわち、第1モータ2Rのトルクが、第1駆動装置1全体としての効率が最も良好となる第1モータ2Rのトルクよりも低下したか否か、または第1駆動装置1全体としての効率が最も良好になる第2モータ2Lのトルクよりも大きくなったか否か、言い換えると、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前の各モータ2R,2Lの運転状態が、電力消費量が最も少ない運転状態であったか否かを判断する。これは、要求トルクTallを充足することを条件とした際における第2モータ2Lのトルクと、第1駆動装置1全体としての効率ηallとの関係も、図8に示す例と同様と考えられるためである。
各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多くステップS20で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に設定して(ステップS21)、この制御を一旦終了する。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)以下でありステップS20で否定的に判断された場合には、ステップS18にリターンする。すなわち、ステップS18で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから、更に、所定値Tcを減算し、かつステップS18で変更された第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vに、更に、所定値Tcを加算する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS20で肯定的に判断されるまで、ステップS18、ステップS19、ステップS20を繰り返し実行する。
上述したように第1モータ2Rと第2モータ2Lとのいずれか一方の効率が良好となる運転点に基づいて他方のモータの出力トルクを定め、更に、それら各モータ2R,2Lのトルクを変更させて第1駆動装置1の電力消費量を算出することにより、各駆動輪11R,11Lに要求されるトルクを維持しつつ、第1駆動装置1の電力消費量が最も少ない運転状態で、各モータ2R,2Lを制御することができる。すなわち、上記ステップS8ないしステップS21は、第1駆動装置1の効率が最大となる各モータ2R,2Lの運転点を検索することができる。
一方、要求トルクTallが、合計トルクTmax以下であり、ステップS7で否定的に判断された場合には、第1モータ2Rの効率が良好になる第1モータ2RのトルクTR maxが、第2モータ2Lの効率が良好になる第2モータ2LのトルクTL maxよりも大きいか否かを判断する(ステップS22)。これは、第1モータ2Rと第2モータ2Lとの特性が同一でない場合を考慮したステップであり、各モータ2R,2Lの特性が相違している場合には、効率が良好になるそれぞれのモータ2R,2LのトルクTR max,TL maxを対比して、そのトルクが大きい方のモータ2R(2L)をメインに制御するためである。なお、ステップS22における各モータ2R,2Lの運転点における各モータ2R,2Lの回転数は、それらのモータ2R,2Lが連結された車輪速(または車速)に応じた回転数とする。このステップS22で肯定的に判断された場合における第1モータ2Rが、この発明の実施形態における「第3制御モータ」に相当し、第2モータ2Lが、この発明の実施形態における「第4制御モータ」に相当し、それとは反対に、ステップS22で否定的に判断された場合における第1モータ2Rが、この発明の実施形態における「第4制御モータ」に相当し、第2モータ2Lが、この発明の実施形態における「第3制御モータ」に相当する。
第1モータ2RのトルクTR maxの方が第2モータ2LのトルクTL maxよりも大きいことによりステップS22で肯定的に判断された場合には、効率が良好になる運転点で第1モータ2Rを運転することにより、要求トルクTallを充足できるか否か、すなわち第1モータ2RのトルクTR maxが、要求トルクTallよりも大きいか否かを判断する(ステップS23)。これは、効率が良好な運転点で第1モータ2Rを運転した場合に、第2モータ2Lを力行制御するべきか回生制御するべきかを判断するためである。
効率が良好な運転点で第1モータ2Rを運転することにより、要求トルクTallを充足できず、ステップS23で否定的に判断された場合には、効率が良好な運転点で第1モータ2Rを運転する場合には、第2モータ2Lを力行制御することになる。効率が良好な運転点で第1モータ2Rを運転した場合の各モータ2R,2LのトルクTR maxR,TL maxRを求める(ステップS24)。具体的には、第1モータ2Rの出力トルクTR maxRを、第1モータ2Rの効率が良好になる運転点と、現在の回転数とに基づいて求め、第2モータ2Lの出力トルクTL maxRを、要求トルクTallと、第1モータ2RのトルクTR maxRとの差から求める。上記第1モータ2Rの出力トルクTR maxRが、この発明の実施形態における「第5基準トルク」に相当し、第2モータ2Lの出力トルクTL maxRが、この発明の実施形態における「第6基準トルク」に相当する。
そして、第1モータ2Rを効率が良好な運転点で稼働し、かつ不足するトルクを第2モータ2Lから出力した場合における蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS25)。このステップS25は、ステップS10と同様に求めることができる。
ついで、上記ステップS12ないしステップS21と同様に、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる各モータ2R,2Lの運転点を更に検索する。
具体的には、まず、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる第1モータ2Rのトルクを検索する変数TR v,TL vを初期化する(ステップS26)。具体的には、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS24で求められたトルクTR maxRに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS24で求められたトルクTL maxRに定める。
ついで、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに所定値Tcを加算し、かつ現在定められている第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vから所定値Tcを減算する(ステップS27)。このステップS27は、上記ステップS18と同様である
ステップS27で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vに基づいて蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS28)。このステップS28は、ステップS10やステップS14などと同様に求めることができる。
ついで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)、より具体的には、ステップS25で求められた電力消費量または後述するステップS29で否定的に判断された時点での電力消費量よりも多いか否か、または現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vが第1モータ2Rから出力可能な最大トルクToutmaxRとなったか否かを判断する(ステップS29)。このステップS29は、ステップS15やステップS20と同様の判断に加えて、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vが第1モータ2Rから出力可能な最大トルクToutmaxRとなったか否かを判断している。
各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多く、または現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vが第1モータ2Rから出力可能な最大トルクToutmaxRとなり、ステップS29で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクTR v(i-1),TL v(i-1)を、第1ECU30に一時的に記憶する(ステップS30)。この電力消費量P all (i-1)が、この発明の実施形態における「第2電力消費量」に相当する。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも少なく、かつ現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vが第1モータ2Rから出力可能な最大トルクToutmaxRでないことによりステップS29で否定的に判断された場合には、ステップS27にリターンする。すなわち、ステップS27で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに、更に、所定値Tcを加算し、かつステップS27で変更された第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vから、更に、所定値Tcを減算する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS29で肯定的に判断されるまで、ステップS27、ステップS28、ステップS29を繰り返し実行する。
一方、第1モータ2Rが最大トルクToutmaxRを出力すれば、要求トルクTallを充足することができる場合がある。そのような場合には、要求トルクTall以上のトルクを第1モータ2Rから出力するとともに、余剰のトルクを第2モータ2Lが回生した場合の方が、第1駆動装置1の効率が良好になる可能性がある。より具体的には、各駆動輪11R,11Lに要求されるトルクの向きが、同一方向であったとしても、第1モータ2Rと第2モータ2Lとから出力されるトルクの向きが反対方向とした方が、第1駆動装置1の効率が良好になる可能性がある。そのため、ステップS30についで、第1モータ2Rを力行制御するとともに、第2モータ2Lを回生制御して、要求トルクTallを充足することができるか否かを判断する(ステップS31)。つまり、第1モータ2Rの最大トルクToutmaxRが、要求トルクTallよりも大きいか否かを判断する。
第1モータ2Rを力行制御するとともに、第2モータ2Lを回生制御して、要求トルクを充足することができず、ステップS31で否定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、ステップS30で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に設定して(ステップS32)、この制御を一旦終了する。
それとは反対に、第1モータ2Rを力行制御するとともに、第2モータ2Lを回生制御して、要求トルクを充足することができ、ステップS31で肯定的に判断された場合には、第1モータ2Rが最大トルクToutmaxRを出力した場合の各モータ2R,2LのトルクTR outmaxR,TL outmaxRを求める(ステップS33)。具体的には、第1モータ2Rの出力トルクTR outmaxRは、第1モータ2Rの特性に基づいて求め、第2モータ2Lの出力トルクTL outmaxRは、要求トルクTallと、第1モータ2RのトルクTR outmaxRとの差から求める。その場合、第2モータ2Lの出力トルクは、「負」の値、すなわち回生トルクを出力することになる。この第1モータ2Rの最大トルクTR outmaxRが、この発明の実施形態における「第3基準トルク」に相当し、第2モータ2Lの最大トルクTL outmaxRが、この発明の実施形態における「第4基準トルク」に相当する。
そして、第1モータ2Rが最大トルクToutmaxRを出力し、第2モータ2Lを回生制御した場合における蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS34)。このステップS34は、ステップS10と同様に求めることができる。
ついで、上記ステップS12ないしステップS21と同様に、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる各モータ2R,2Lの運転点を更に検索する。
具体的には、まず、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる第1モータ2Rのトルクを検索する変数TR v,TL vを初期化する(ステップS35)。具体的には、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS33で求められたトルクTR outmaxRに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS33で求められたトルクTL outmaxRに定める。
ついで、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから所定値Tcを減算し、かつ現在定められている第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vに所定値Tcを加算する(ステップS36)。すなわち、ステップS36では、第1モータ2Rの出力トルクを低下させるとともに、第2モータ2Lによる回生量を低下させる。このステップS36は、上記ステップS18やステップS27と同様である
ステップS36で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vにおける蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS37)。このステップS37は、ステップS14やステップS19などと同様に求めることができる。
ついで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多いか否かを判断する(ステップS38)。このステップS38は、ステップS15やステップS20と同様である。各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多く、ステップS38で肯定的に判断された場合には、ステップS36にリターンする。すなわち、ステップS36で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから、更に、所定値Tcを減算し、かつステップS36で変更された第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vに、更に、所定値Tcを加算、すなわち回生量を減算する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS38で肯定的に判断されるまで、ステップS36、ステップS37、ステップS38を繰り返し実行する。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも少なく、ステップS37で否定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’を、第1ECU30に一時的に記憶する(ステップS39)。この電力消費量P all (i-1)が、この発明の実施形態における「第1電力消費量」に相当する。
ついで、ステップS30で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS39で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良いか否かを判断する(ステップS40)。すなわち、ステップ29で肯定的に判断される直前にステップS28で求められた電力消費量Pall(i-1)が、ステップS38で肯定的に判断される直前にステップS37で求められた電力消費量Pall(i-1)よりも少ないか否かを判断する。
ステップS30で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS39で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良く、ステップS40で肯定的に判断された場合には、ステップS32に進む。すなわち、各モータ2R,2LのトルクTR out,TL outを、ステップS30で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に設定して、このルーチンを一旦終了する。
それとは反対に、ステップS39で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS30で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良好であり、ステップS40で否定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、ステップS39で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に設定して(ステップS41)、このルーチンを一旦終了する。
一方、効率が良好な運転点で第1モータ2Rを運転すれば要求トルクTallを充足でき、ステップS23で肯定的に判断された場合には、第1モータ2Rを力行制御し、第2モータ2Lを回生制御すればよく、その際に第1駆動装置1の効率が最大となる各モータ2R,2Lの運転点を検索する。その運転点は、第1モータ2Rのトルクが、効率が良好となる第1モータ2RのトルクTR maxよりも大きいか否かが不明なため、まず、第1モータ2Rのトルクを低下させながら、電力消費量が少ない運転点を検索し、その後に、第1モータ2Rのトルクを増大させながら、電力消費量が少ない運転点を検索する。
まず、第1モータ2Rのトルクを低下させながら、電力消費量が少ない運転点を検索する。具体的には、効率が良好な運転点で第1モータ2Rを運転した場合の各モータ2R,2LのトルクTR maxR,TL maxRを求める(ステップS42)。このステップS42は、上記ステップS24などと同様に、第1モータ2Rの出力トルクTR maxRを、第1モータ2Rの効率が良好となる運転点と、現在の回転数とに基づいて求め、第2モータ2Lの出力トルクTL maxRを、要求トルクTallと、第1モータ2RのトルクTR maxRとの差から求める。その場合、第2モータ2Lの出力トルクは、「負」の値、すなわち回生トルクを出力することになる。
そして、各モータ2R,2Lが、ステップS42で求められたトルクを出力した場合における蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS43)。このステップS43は、ステップS10やステップS14などと同様に求めることができる。
ついで、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる各モータ2R,2Lのトルクを検索する変数TR v,TL vを初期化する(ステップS44)。具体的には、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS42で求められたトルクTR maxRに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS42で求められたトルクTL maxRに定める。
つぎに、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから所定値Tcを減算し、かつ現在定められている第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vに所定値Tcを加算する(ステップS45)。すなわち、ステップS36では、第1モータ2Rの出力トルクを低下させるとともに、第2モータ2Lによる回生量を低下させる。このステップS45は、上記ステップS36と同様である
ステップS45で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vに基づいて蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS46)。このステップS46は、ステップS10やステップS14などと同様に求めることができる。
ついで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多いか否かを判断する(ステップS47)。このステップS47は、ステップS15やステップS20などと同様である。
各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多く、ステップS47で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクを、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクトルクTR v(i-1),TL v(i-1)として、第1ECU30に一時的に記憶する(ステップS48)。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも少なく、ステップS47で否定的に判断された場合には、ステップS45にリターンする。すなわち、ステップS45で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから、更に、所定値Tcを減算し、かつステップS45で変更された第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vに、更に、所定値Tcを加算する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS47で肯定的に判断されるまで、ステップS45、ステップS46、ステップS47を繰り返し実行する。
ついで、1モータ2Rのトルクを増大させながら、電力消費量が少ない運転点を検索する。具体的には、まず、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる各モータ2R,2Lのトルクを検索する変数TR v,TL vを初期化する(ステップS49)。このステップS49では、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS42で求められたトルクTR maxRに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS42で求められたトルクTL maxRに定める。つまり、上記ステップS44と同様である。
ついで、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに所定値Tcを加算し、かつ現在定められている第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vから所定値Tcを減算する(ステップS50)。すなわち、ステップS50では、第1モータ2Rの出力トルクを増大させるとともに、第2モータ2Lによる回生量を増加させる
ステップS50で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vに基づいて蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS51)。このステップS51は、ステップS10やステップS14などと同様に求めることができる。
ついで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多いか否かを判断する(ステップS52)。このステップS52は、ステップS15やステップS20などと同様である。
各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多く、ステップS52で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクを、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’として、第1ECU30に一時的に記憶する(ステップS53)。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも少なく、ステップS52で否定的に判断された場合には、ステップS50にリターンする。すなわち、ステップS50で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに、更に、所定値Tcを加算し、かつステップS50で変更された第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vから、更に、所定値Tcを減算する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS52で肯定的に判断されるまで、ステップS50、ステップS51、ステップS52を繰り返し実行する。
ステップS53についで、ステップS48で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS53で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良いか否かを判断する(ステップS54)。すなわち、ステップ47で肯定的に判断される直前にステップS46で求められた電力消費量Pall(i-1)が、ステップS52で肯定的に判断される直前にステップS51で求められた電力消費量Pall(i-1)よりも少ないか否かを判断する。
ステップS48で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS53で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良く、ステップS54で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、ステップS48で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に設定して(ステップS55)、このルーチンを一旦終了する。
それとは反対に、ステップS53で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS48で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良好であり、ステップS54で否定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、ステップS53で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に設定して(ステップ56)、このルーチンを一旦終了する。
上述したようにクラッチ22を完全に係合した状態、すなわち右前輪11Rと左前輪11Lとに同一のトルクを伝達する状態であっても、要求トルクTallを充足することを条件として、蓄電装置27の電力消費量が最も少なくなる第1モータ2Rと第2モータ2Lとの目標トルクTR out,TL outを検索することにより、第1駆動装置1から過度なトルクが出力されることを抑制することができる。すなわち、図2に示す四輪駆動車の場合であっても、前輪に要求されるトルクを基準として各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outが設定されるため、前輪と後輪とから出力されるトルクの向きが反対方向になるなどの事態を抑制することができる。すなわち、いずれかの駆動輪のスリップ量が増加することを抑制することができる。その結果、各駆動輪11R,11L,39R,39Lの耐久性の低下を抑制することができるとともに、駆動輪と路面との間で生じる動力損失が増大することを抑制することができる。言い換えると、車両Ve全体としての効率を向上させることができる。
一方、第1モータ2Rの効率が良好となる第1モータ2RのトルクTR maxが、第2モータ2Lの効率が良好となる第2モータ2LのトルクTL maxよりも小さく、上述したステップS22で否定的に判断された場合も上記ステップS23からステップS56と同様に、各モータ2R,2Lの効率が良好となる運転点を検索する。その運転点を検索する方法は、上記ステップS23からステップS56における「第1モータ2R」を『第2モータ2L』に読み替え、かつ「第2モータ2L」を『第1モータ2R』に読み替えれば良いため、その説明を省略するとともに、図中におけるステップの番号に「’」を付す。
また、ステップS2で求められた右前輪11Rと左前輪11Lとのトルク比TrFが所定の値の範囲内でなく、ステップS3で否定的に判断された場合には、クラッチ22を解放(スリップを含む)させることになる。クラッチ22をスリップさせた場合には、クラッチ22の伝達トルク容量と、クラッチ22のスリップ量とに基づいた動力損失が生じるとともに、その動力損失に応じてクラッチ22が発熱する。そのため、この制御例では、クラッチ22の耐久性が低下することを抑制するために、クラッチ22を完全に解放する必要があるか否かを判断する(ステップS57)。具体的には、クラッチ22の耐久性などを考慮して、ステップS2で求められたトルク比TrFが、クラッチ22を完全に解放しなければならないトルク比であるか否かを判断する。より具体的には、ステップS2で求められたトルク比が、予め定められた第1閾値α以上、あるいは予め定められた第2閾値β以下であるか否かを判断する。これは、例えば、右前輪11Rに伝達するトルクが、左前輪11Lに伝達するトルクよりも大きいほど、トルク比TrFが大きくなるとともに、右前輪11Rに伝達するトルクが、左前輪11Lに伝達するトルクよりも小さいほどトルク比TrFが小さくなるため、そのトルク比TrFの上限と下限とを定めている。
ステップS2で求められたトルク比TrFが、クラッチ22を完全に解放しなければならないトルク比であって、ステップS57で肯定的に判断された場合は、クラッチ22を完全に解放するとともに、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、それぞれのモータ2R,2Lが連結された駆動輪11R,11Lに要求されるトルクに定めて(ステップS58)、このルーチンを一旦終了する。
それとは反対にステップS2で求められたトルク比TrFが、クラッチ22をスリップさせることができる程度のトルク比であって、ステップS57で否定的に判断された場合には、ついで、要求されるトルクが大きい駆動輪に連結されているモータが、第1モータ2Rか否かを判断する(ステップS59)。例えば、車両Veが左旋回している場合には、外輪となる右前輪11Rに要求されるトルクが左前輪11Lに要求されるトルクよりも大きくなり、その右前輪11Rに第1モータ2Rが連結されているため、ステップS59では肯定的に判断される。その場合における第1モータ2Rが、この発明の実施形態における「第1制御モータ」に相当し、第2モータ2Lが、この発明の実施形態行おける「第2制御モータ」に相当する。なお、ステップS59で否定的に判断された場合には、第1モータ2Rが、この発明の実施形態における「第2制御モータ」に相当し、第2モータ2Lが、この発明の実施形態行おける「第1制御モータ」に相当する。
要求されるトルクが大きい駆動輪に第1モータ2Rが連結されており、ステップS59で肯定的に判断された場合は、第1モータ2Rの効率が良好となる運転点に基づいて、第1モータ2Rおよび第2モータ2Lの出力トルクTR sR,TL sRと、クラッチ22の伝達トルク容量TC sRを求める(ステップS60)。
このステップS60は、まず、第1モータ2Rの現在の回転数と、第1モータ2Rの特性に基づいて定められたマップとから第1モータ2RのトルクTR sRを求める。この第1モータ2RのトルクTR sRが、この発明の実施形態における「第1基準トルク」に相当する。ついで、求められた第1モータ2RのトルクTR sRと、右前輪11Rに要求されるトルクとの差から、クラッチ22の伝達トルク容量TC sRを求める。つぎに、クラッチ22がトルクを伝達する際の動力損失を求める。この動力損失は、クラッチ22の係合圧とスリップ量とから求めることができ、その際のクラッチ22の係合圧は、上記伝達トルク容量TC sRを設定するための係合圧とし、スリップ量は、左右輪11R,11Lの回転数差とすればよい。ついで、左前輪11Lに要求されるトルクと、クラッチ22を介して第1モータ2Rから伝達されるトルクとの差から、第2モータ2LのトルクTL sRを求める。この第2モータ2LのトルクTL sRが、この発明の実施形態における「第2基準トルク」に相当する。
ここで、ステップS60を具体例を挙げて説明する。まず、右前輪11Rに要求されるトルクが100Nm、左前輪11Lに要求されるトルクが20Nmとし、第1モータ2Rの効率が良好となるトルクTR sRが120Nmとする。その際には、まず、第1モータ2RのトルクTR sRは、120Nmに定め、クラッチ22の伝達トルク容量TC sRは、20Nm(120Nm−100Nm)となる。その際のクラッチ22の動力損失が10Nmとした場合には、第1モータ2Rからクラッチ22を介して、左前輪11Lに10Nmが伝達されることになるため、左前輪11Lに要求されるトルクと第1モータ2Rからクラッチ22を介して左前輪11Lに伝達されるトルクとの差は、10Nm(20Nm−10Nm)になり、これが、第2モータ2Lの出力トルクTL sRとなる。
第1モータ2Rの効率が良好になるように各モータ2R,2Lおよびクラッチ22を制御した場合における蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を求める(ステップS61)。ステップS61における電力消費量Pall(i)は、ステップS10で求めた電力消費量と同様に各モータ2R,2Lによる電力消費量を求め、それらの電力消費量にクラッチ22の伝達トルク容量TC sRを設定するために要する電力消費量を加算して、蓄電装置27の電力消費量を求める。クラッチ22の伝達トルク容量TC sRを設定するために要する電力消費量は、要求される電磁力などに基づいて求めることができる。
ついで、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる各モータ2R,2Lのトルクを検索する変数TR v,TL vを初期化する(ステップS62)。具体的には、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS60で求められたトルクTR sRに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS60で求められたトルクTL sRに定める。
つぎに、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから所定値Tcを減算し、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR v-Tcに基づいて変更する(ステップS63)。具体的には、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから所定値Tcを減算した値に基づいて、クラッチ22の伝達トルク容量TC sRを求め、そのクラッチ22の伝達トルク容量TC sRに基づいて第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを定める。すなわち、ステップS60で各モータ2R,2LのトルクTR sR,TL sRとクラッチ22の伝達トルク容量TC sRとを求める際における、第1モータ2RのトルクTR sRの値を変更して、第2モータ2LのトルクTL sRを検索する。なお、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを低減させることにより、第1モータ2Rから左前輪11Lに伝達されるトルクが減少するため、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vは増大する
ステップS63で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vに基づいて蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS64)。このステップS63は、上記ステップS61と同様に求めることができ、より具体的には、ステップS63で変更された各モータ2R,2LのトルクTR v,TL vに基づく電力消費量を、上記ステップS10と同様に求め、その求められた電力消費量に、ステップS63で第2モータ2Lを求める際に用いたクラッチ22の伝達トルク容量TC sRに基づいた電力消費量を加算して、蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を求めることができる。
ついで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多いか否かを判断する(ステップS65)。このステップS65は、ステップS15やステップS20などと同様である。
各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多く、ステップS65で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクTR v(i-1),TL v(i-1)として、第1ECU30に一時的に記憶する(ステップS66)。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも少なく、ステップS65で否定的に判断された場合には、ステップS63にリターンする。すなわち、ステップS63で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vから、更に、所定値Tcを減算し、それに伴って第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを変更する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS65で肯定的に判断されるまで、ステップS63、ステップS64、ステップS65を繰り返し実行する。
上記ステップS62からステップS65では、第1モータ2Rのトルクを低減することにより、第1駆動装置1の効率が良好となる各モータ2R,2Lの運転点を検索しているものの、第1モータ2Rのトルクを増大させることにより、第1駆動装置1の効率が良好となる可能性がある。そのため、ステップS65についで、第1モータ2Rのトルクを増大させて第1駆動装置1の効率が良好となる各モータ2R,2Lの運転点を検索する。
具体的には、まず、第1駆動装置1全体としての効率が最大になる各モータ2R,2Lのトルクを検索する変数TR v,TL vを初期化する(ステップS67)。このステップS67では、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを、ステップS60で求められたトルクTR sRに定め、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、ステップS60で求められたトルクTL sRに定める。つまり、上記ステップS62と同様である。
つぎに、現在定められている第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに所定値Tcを加算し、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを、変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR v+Tcに基づいて変更する(ステップS68)。このステップS68は、上記ステップS63と同様に行うことができる。なお、第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vを増大させることにより、第1モータ2Rから左前輪11Lに伝達されるトルクが増大するため、第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vは減少する
ステップS68で置き換えられた変数(現在設定されている変数)TR v,TL vに基づいて蓄電装置27の電力消費量Pall(i)を算出する(ステップS69)。このステップS69は、上記ステップS64と同様に求めることができる。
ついで、上記各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多いか否かを判断する(ステップS70)。すなわち、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前の各モータ2R,2Lの運転状態が、電力消費量が最も少ない運転状態であったか否かを判断する。
各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも多く、ステップS70で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lのトルクを変更する直前のトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’として、第1ECU30に一時的に記憶する(ステップS71)。
それとは反対に、各モータ2R,2Lのトルクを変更した後の電力消費量Pall(i)が、その変更を行う直前の電力消費量Pall(i-1)よりも少なく、ステップS70で否定的に判断された場合には、ステップS68にリターンする。すなわち、ステップS67で変更された第1モータ2Rのトルクを検索するための変数TR vに、更に、所定値Tcを加算し、それに伴って第2モータ2Lのトルクを検索するための変数TL vを変更する。つまり、電力消費量が最も少ない各モータ2R,2Lの運転状態が検索されるまで、言い換えると、ステップS69で肯定的に判断されるまで、ステップS68、ステップS69、ステップS70を繰り返し実行する。
ステップS71についで、ステップS66で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS71で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良いか否かを判断する(ステップS72)。すなわち、ステップ65で肯定的に判断される直前にステップS64で求められた電力消費量Pall(i-1)が、ステップS70で肯定的に判断される直前にステップS69で求められた電力消費量Pall(i-1)よりも小さいか否かを判断する。
ステップS66で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS71で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良く、ステップS72で肯定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、ステップS66で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に設定して(ステップS73)、このルーチンを一旦終了する。
それとは反対に、ステップS71で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率が、ステップS66で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1),TL v(i-1)に基づいて運転した場合における第1駆動装置1の効率よりも良好であり、ステップS72で否定的に判断された場合には、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを、ステップS71で第1ECU30に記憶された各モータ2R,2LのトルクTR v(i-1)’,TL v(i-1)’に設定して(ステップ74)、このルーチンを一旦終了する。
上述したようにクラッチ22をスリップさせた状態では、一方のモータ2R(2L)のトルクを定めた後に、クラッチ22の伝達トルク容量を定め、ついで、他方のモータ2L(2R)の目標トルクを定め、各モータ2R,2Lおよびクラッチ22の電力消費量を算出している。その結果、第1駆動装置1全体としての効率が良好なトルクを各モータ2R,2Lが出力することができる。また、クラッチ22を係合した場合と同様に、要求トルクTallを充足することを条件として、蓄電装置27の電力消費量が最も少なくなる第1モータ2Rと第2モータ2Lとの目標トルクTR out,TL outを検索しているため、第1駆動装置1から過度なトルクが出力されることを抑制することができる。すなわち、図2に示す四輪駆動車の場合であっても、前輪に要求されるトルクを基準として各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outが設定されるため、前輪と後輪とから出力されるトルクの向きが反対方向になるなどの事態を抑制することができる。すなわち、いずれかの駆動輪のスリップ量が増加することを抑制することができる。その結果、各駆動輪11R,11L,39R,39Lの耐久性の低下を抑制することができるとともに、駆動輪と路面との間で生じる動力損失が増大することを抑制することができる。言い換えると、車両Ve全体としての効率を向上させることができる。
一方、要求されるトルクが大きい駆動輪に連結されているモータが、第2モータ2Lであって、上述したステップS59で否定的に判断された場合も上記ステップS60からステップS74と同様に、各モータ2R,2Lの効率が良好となる運転点を検索する。その運転点を検索する方法は、上記ステップS60からステップS74における「第1モータ2R」を『第2モータ2L』に読み替え、かつ「第2モータ2L」を『第1モータ2R』に読み替えれば良いため、その説明を省略するとともに、図中におけるステップの番号に「’」を付している。
なお、上述した各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outは、上記の制御例のように実際に検出された車輪速などの検出値と、各モータ2R,2Lの特性(マップ)とに基づいて定めてなくてもよい。具体的には、各モータ2R,2Lの設計値(特性)を基に、左側の駆動輪2Lと右側の駆動輪2Rとに伝達される合算トルクが、左側の駆動輪2Lと右側の駆動輪2Rとに要求される要求トルクを満たす第1モータ2Rと第2モータ2Lとのトルクの組み合わせを複数定め、その定められたトルクの組み合わせ毎に、常時、第1駆動装置1の効率を演算して、最も第1駆動装置1の効率が良好となるトルクを求めて、各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを定めてもよい。または、要求トルクと、各駆動輪11R,11Lに要求されるトルクとをパラメータとして、第1駆動装置1の効率が最も良好となる各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを予め演算や実験によって求めてマップに書き込んで、そのマップに基づいて各モータ2R,2Lの目標トルクTR out,TL outを定めてもよい。
1,1’…駆動装置、 2R,2L…駆動用モータ(モータ)、 11R…右前輪、 11L…左前輪、 22…クラッチ、 27…蓄電装置、 30,45…電子制御装置(ECU)、 39R…右後輪、 39L…左後輪、 Ve…車両。

Claims (7)

  1. 車両の右側の駆動輪に連結された第1モータと、前記車両の左側の駆動輪に連結された第2モータと、前記第1モータおよび前記第2モータに電力を供給する電源と、前記第1モータと前記第2モータとの間でトルクの伝達を可能にすることができるとともに、伝達トルク容量を変更可能なクラッチとを有する駆動力制御装置において、
    前記第1モータと前記第2モータとの出力トルク、および前記クラッチの伝達トルク容量を制御するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    前記第1モータと前記第2モータとのうちの一方の第1制御モータに連結された前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの一方の第1駆動輪の車輪速に基づいた回転数で前記第1制御モータが回転した際に、前記第1制御モータの効率が最大となる前記第1制御モータの第1基準トルクを求め、
    前記第1基準トルクと前記第1駆動輪に要求されるトルクとの差に基づいて前記クラッチの伝達トルク容量を求め、
    前記第1制御モータが前記第1基準トルクを出力しかつ前記求められた伝達トルク容量に基づいて前記クラッチがトルクを伝達する場合における前記クラッチを介して前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの他方の第2駆動輪に伝達されるトルクと、前記第2駆動輪に要求されるトルクとに基づいて、前記第1モータと前記第2モータとのうちの他方の第2制御モータの第2基準トルクを求め、
    前記第1基準トルクを所定トルクずつ変更するとともに、前記第1基準トルクを前記所定トルクずつ変更する都度、当該変更されたトルクに応じた前記第1駆動輪に伝達されるトルクと前記第1駆動輪に要求されるトルクとの差に基づいて前記クラッチの伝達トルク容量を求め、
    前記第1基準トルクを変更したトルクと、当該変更されたトルクに基づいて求められた前記クラッチの伝達トルク容量とに基づいて、前記第1制御モータから前記クラッチを介して前記第2駆動輪に伝達されるトルクを求め、
    前記求められた前記第2駆動輪に伝達されるトルクと当該第2駆動輪に要求されるトルクとに基づいて、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに伝達されるトルクの合算値が、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに要求されるトルクの合計値となるように前記第2基準トルクを変更し、
    記第1基準トルクと前記第2基準トルクとを変更する都度、前記電源の電力消費量を求め、
    前記電源の電力消費量が、前回求められた前記電源の電力消費量よりも多くなった時点で、前回求められた前記電源の電力消費量となる前記第1制御モータのトルクを当該第1制御モータの目標トルクとして定め、かつ前回求められた前記電源の電力消費量となる前記第2制御モータのトルクを当該第2制御モータの目標トルクとして定め、
    前記定められた前記第1制御モータの目標トルクに基づいて当該第1制御モータからトルクを出力するとともに、前記定められた当該第2制御モータの目標トルクに基づいて前記第2制御モータからトルクを出力するように構成されている
    ことを特徴とする駆動力制御装置。
  2. 請求項1に記載の駆動力制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記第1制御モータを、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの要求されるトルクが大きい方の駆動輪に連結されたモータに定めるように構成されている
    ことを特徴とする駆動力制御装置。
  3. 車両の右側の駆動輪に連結された第1モータと、前記車両の左側の駆動輪に連結された第2モータと、前記第1モータおよび前記第2モータに電力を供給する電源と、前記第1モータと前記第2モータとの間でトルクの伝達を可能にすることができるとともに、伝達トルク容量を変更可能なクラッチとを有する駆動力制御装置において、
    前記第1モータと前記第2モータとの出力トルクを制御するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    前記クラッチの前記伝達トルク容量を所定値以上にして走行する場合に、前記第1モータと前記第2モータとのうちの一方の第3制御モータから出力可能な最大トルクである第3基準トルクを求め、
    前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに伝達されるトルクの合算値が、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに要求されるトルクの合計値となるように、前記合計値と前記第3基準トルクとの偏差に基づいて前記第1モータと前記第2モータとのうちの他方の第4制御モータの第4基準トルクを求め、
    前記第3基準トルクを所定トルクずつ変更するとともに、前記合算値が前記合計値となるように前記第4基準トルクを変更し、かつ前記第3基準トルクと前記第4基準トルクを変更する都度、前記電源の電力消費量を求め、
    前記電源の電力消費量が、前回求められた前記電源の電力消費量よりも多くなった時点で、前回求められた前記電源の電力消費量である第1電力消費量となる前記第3制御モータのトルクを当該第3制御モータの目標トルクとして定め、かつ前記第1電力消費量となる前記第4制御モータのトルクを当該第4制御モータの目標トルクとして定め、
    前記定められた前記第3制御モータの目標トルクに基づいて前記第3制御モータからトルクを出力するとともに、前記定められた前記第4制御モータの目標トルクに基づいて前記第4制御モータからトルクを出力するように構成されている
    ことを特徴とする駆動力制御装置。
  4. 請求項3に記載の駆動力制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記第3制御モータに連結された前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの一方の第3駆動輪の車輪速に基づいた回転数で前記第3制御モータが回転した際に、前記第3制御モータの効率が最大となる前記第3制御モータの第5基準トルクを求め、
    前記第5基準トルクと前記合計値との偏差に基づいて前記第4制御モータの第6基準トルクを求め、
    前記第5基準トルクを所定トルクずつ変更するとともに、前記合算値が前記合計値となるように前記第6基準トルクを変更し、かつ前記第5基準トルクと前記第6基準トルクとを変更する都度、前記電源の電力消費量を求め、
    前記電源の電力消費量が、前回求められた前記電源の電力消費量よりも多くなった時点で、前回求められた前記電源の電力消費量である第2電力消費量と、前記第1電力消費量とを比較し、
    前記第1電力消費量が前記第2電力消費量よりも少ない場合に、前記第1電力消費量となる前記第3制御モータのトルクを当該第3制御モータの目標トルクとして定め、かつ前記第1電力消費量となる前記第4制御モータのトルクを当該第4制御モータの目標トルクとして定め、
    前記第1電力消費量が前記第2電力消費量よりも多い場合に、前記第2電力消費量となる前記第3制御モータのトルクを当該第3制御モータの目標トルクとして定め、かつ前記第2電力消費量となる前記第4制御モータのトルクを当該第4制御モータの目標トルクとして定めるように構成されている
    ことを特徴とする駆動力制御装置。
  5. 請求項4に記載の駆動力制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記第3制御モータが前記第5基準トルクを出力するとともに、前記第4制御モータに連結された前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とのうちの他方の第4駆動輪の車輪速に基づいた回転数での効率が最大となるトルクを前記第4制御モータから出力した場合における前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに伝達されるトルクの合計値が、前記右側の駆動輪と前記左側の駆動輪とに要求されるトルクの合計値よりも大きい場合に、前記第3制御モータから出力可能な最大トルクに基づいて前記第3制御モータおよび前記第4制御モータの目標トルクを定めることができるように構成されている
    ことを特徴とする駆動力制御装置。
  6. 請求項3なし5のいずれか一項に記載の駆動力制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記第3制御モータから出力可能な最大トルクが、前記合計値よりも大きい場合に、前記第3制御モータから出力可能な最大トルクに基づいて前記第3制御モータおよび前記第4制御モータの目標トルクを定めることができるように構成されている
    ことを特徴とする駆動力制御装置。
  7. 請求項3なし6のいずれか一項に記載の駆動力制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記第3制御モータを力行制御し、かつ前記第4制御モータを回生制御するように、前記第3制御モータの目標トルクと前記第4制御モータの目標トルクとを定めることができるように構成されている
    ことを特徴とする駆動力制御装置。
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