JPH04271211A - 電動車両 - Google Patents

電動車両

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JPH04271211A
JPH04271211A JP3021589A JP2158991A JPH04271211A JP H04271211 A JPH04271211 A JP H04271211A JP 3021589 A JP3021589 A JP 3021589A JP 2158991 A JP2158991 A JP 2158991A JP H04271211 A JPH04271211 A JP H04271211A
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vehicle
sensor
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峯沢 幸弘
Mitsugi Yamashita
貢 山下
Mutsumi Kawamoto
睦 川本
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動力源としてモータ
(電動機)を搭載した電動車両に係り、特にモータを各
車輪にそれぞれ対応させて設けた電動車両に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、図8に示すように駆動力源と
して各車輪15〜18に対応させてモータ11〜14を
設け、四輪独立駆動方式(4WD)とした電動車両が提
案されている。このような電動車両においては、モータ
を一台のみ搭載した電動車両と比較して、スリップ等は
起こりにくくなり運転性能は向上されている。しかしな
がらそれでも従来のものにおいては、それら複数のモー
タ11〜14を全て同じ出力となるように常にバランス
させて制御しているため、坂道や雪道あるいは局所的に
路面抵抗の異なる道路等においてはまだスリップを起こ
すことがあった。
【0003】また、各モータ11〜14を全て同じ出力
となるように常にバランスさせて制御しているため、電
動車両全体として見たときの総合的な効率が悪いという
不具合もあった。
【0004】上記不具合を解決するために、選択的に電
動車両としての効率向上が求められるときは車両速度と
当該車両に要求されている駆動力値とに基づいて効率が
最適となるように各モータ11〜14の駆動力指令値を
それぞれ別個に決定し、また、同じく選択的に適正な駆
動力が求められるときには各車輪にかかる荷重値と車両
に要求されている駆動力値とに基づいて各車輪の駆動力
が最適となるように各モータ11〜14の駆動力指令値
をそれぞれ別個に決定する。そしてその指令値に応じて
各モータ11〜14を制御するようにして、車両全体と
して必要な駆動力を確保しつつ、総合的効率が高く、走
行性が良好で、かつ安定性、安全性の高い電動車両を発
明者らは先に開発した(特願昭63−283387号等
)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
に記載した発明者らの提案では、各車輪15〜18にか
かる荷重に100%比例させて、各車輪15〜18の駆
動力配分値を出力した場合、図20に示すように、路面
の摩擦係数がμ=0.8(乾燥アスフアルト路)からμ
=0.4(滑らかな濡れた路面)、μ=0.3(積雪路
)およびμ=0.2(氷結路)に変化した場合に内側に
旋回しやすくなる。なお、図20においてFF、FRと
あるのはそれぞれフロントエンジンフロントドライブ、
フロントエンジンリアドライブの略である。
【0006】また、各車輪15〜18の荷重に100%
比例した駆動力配分値を出力した場合には、旋回速度が
限界値を超えたときには図21(a)に示すように目標
とする旋回曲線(破線)より内側の旋回曲線(実線)を
示すことが分かった。これは図21(b)に示すように
各車輪15〜18に対する駆動力配分が100%荷重に
比例している場合は左右の車輪15〜18の駆動力に差
が生じ、それが大きなスピンモーメントを生じるためと
考えられる。
【0007】そこで、本発明の目的は路面状態に左右さ
れずに、しかも旋回時においても安定に走行できる電動
車両を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は次の構成
により達成される。
【0009】すなわち、駆動力源として各車輪に対して
それぞれ別個にモータを搭載した電動車両において、ア
クセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、車
体旋回状態検出手段と、荷重検出手段と、前記アクセル
操作量検出手段の検出値と前記車体旋回状態検出手段の
検出値と前記荷重検出手段の検出値とに基づいて各車輪
の駆動モータ毎の駆動力指令値を算出する各車輪の駆動
力指令値算出手段と、該各車輪の駆動力指令値算出手段
の算出駆動力に基づいて各車輪駆動モータの駆動力を制
御する駆動モータ制御手段と、を設けた電動車両である
【0010】本発明の電動車両の構成図を図1に示す。
【0011】
【作用および発明の効果】本発明はアクセル操作量、た
とえば踏み込み量と車体旋回状態と各車輪の荷重とに基
づいて各車輪の駆動モータ毎の駆動力指令値を算出する
。そして、その算出値に基づいて各車輪駆動モータの駆
動力を制御する。
【0012】車体旋回状態検出手段とは、例えば車体の
左右方向加速度および/または路面の摩擦係数に対応し
た測定値を検出するための手段であり、具体的には車体
左右方向加速度センサおよび/またはヨー速度センサ等
である。
【0013】荷重検出は各車輪に設けられた荷重検出セ
ンサで直接検出するか、または以下に述べるように、車
体左右方向加速度と車体前後方向加速度センサの検出値
より以下に述べ手順で各車輪の荷重配分を求めることに
より行う。
【0014】各車輪に対する駆動力指令値算出手段の該
駆動力指令値算出方法は、アクセル操作量を検出するア
クセル操作量検出手段と車体旋回状態検出手段と各車輪
の荷重検出手段の各検出手段の検出値を三次元マップを
使うとか、ファジー理論を使うなどの手法で算出しても
良いが、次のような算出手順でも行うことができる。ま
ず、アクセル操作量に基づき目標駆動力算出値を求める
。次いで、荷重検出手段の検出値、例えば前記車体左右
方向加速度センサおよび/または車体前後方向加速度セ
ンサの検出値より、各車輪に対する荷重配分を次の式に
より求める。
【0015】
【数1】
【0016】ここで、FR、FLはそれぞれ右前輪、左
前輪を表し、RR、RLはそれぞれ右後輪、左後輪を表
わす。gは重力加速度、aは前後方向加速度検出値、b
は左右方向加速度検出値、hは左右方向加速度検出手段
および前後方向加速度検出手段の地面からの設置高さ、
l1、l2はそれぞれ重心位置からの前輪、後輪接地点
までの水平距離、l3は左右方向の車輪中心部間距離で
ある(図8参照)。
【0017】一方、車体旋回状態検出手段で検出した検
出値、例えば車体左右方向加速度から求めた荷重に対す
る駆動力比例配分割合とヨー速度検出値の変化率から求
めた荷重に対する駆動力比例配分割合の積を車両の荷重
に対する駆動力の比例配分割合とする。
【0018】次いで、該車両の荷重に対する駆動力の比
例配分割合と前記式で求めた各車輪に対する荷重配分と
の関係マップ(図7)から各車輪に対する荷重の駆動力
比例分を求め、残りの駆動力は均等に各車輪に振り分け
る。
【0019】こうして、各車輪の駆動力指令値算出手段
は各車輪の駆動力指令値を算出し、各車輪駆動モータの
制御手段を介して各車輪の駆動モータを駆動させる。そ
の結果、車体の左右方向加速度および/または路面の摩
擦係数等を考慮に入れて各車輪の駆動力配分を決めるこ
とができ車両の走行安定性が向上する。
【0020】本発明で車両が安定走行できるので、車両
がドリフトアウトまたはオーバーステアしない限界旋回
加速度以内では100%荷重配分に比例したトルク配分
を各車輪に与えることが最も高い速度で旋回が可能とな
る(図9)。また、限界旋回加速度を超えると、各車輪
には等配分(0%荷重配分)の駆動力を与える方向に変
える方がよい。
【0021】また、路面の摩擦係数が変化した場合には
、例えば乾燥アスファルトから雪道等の摩擦係数が小さ
い路面に車両が進行すると、各車輪に対する駆動力は各
車輪の荷重に比例する部分を減少させることが好ましい
(図20)。
【0022】また、左右方向加速度または路面の摩擦係
数対応値のそれぞれの単独の検出値に基づいて各車輪の
荷重に対する駆動力の比例配分割合を求め、残りの駆動
力は均等に各車輪に振り分ける方法でも、それぞれ旋回
時または路面の状態の変化時に安定した車両走行が可能
となる。
【0023】
【実施例】本発明の一実施例を図面と共に説明する。図
2は本実施例の電動車両の構成図である。同図において
、制御装置1には、電動車両に要求される駆動力値の信
号として車両のアクセルペダルの操作量センサ5の値を
入力する。さらに、車速は各モータ11〜14の回転速
度検出値を入力する。この時モータのレゾルバ信号を利
用することにより、各モータドライバ19〜22をモー
タ回転速度のセンサとして用いることができる。また、
各モータ11〜14の駆動力の方向すなわち回転方向を
決定するためのシフトポジョンスイッチ2の出力信号を
入力する。
【0024】さらにこの実施例では、車体左右方向加速
度センサ(横Gセンサ)7および車体前後方向加速度セ
ンサ(縦Gセンサ)9(図8)を入力させる。この実施
例では各車輪にかかる荷重を横Gセンサ7と縦Gセンサ
9で求めているが各車輪に荷重センサを設けても良い。
【0025】図2の実施例における制御装置1での処理
の流れを、図3を用いて説明する。まず、制御装置の初
期設定を行って、各センサからのアナログ入力値はA/
D割込ルーチン(図3(b))でデジタル量に変換し、
各車輪15〜18のトルクを決定する。そして、10m
sec毎に車速を演算した後、前記トルク値を各車輪1
5〜18のモータ11〜14に出力する(図3(c))
。この各車輪15〜18のモータ11〜14へ出力する
トルク値の求め方は図4に示す。
【0026】まず、アクセル操作量に基づきトルク指令
値を求め、これを横Gセンサ7の値aに従って、図5の
マップからトルクの各車輪15〜18にかかる荷重に対
する比例配分割合(Tr1)を求める。次いでヨー速度
センサ10の検出値の変化分からヨー加速度を求めると
、これが路面の摩擦係数μの変化量に比例した値となる
。そこで、このヨー加速度に対する各車輪15〜18の
荷重に対するトルク比例配分の割合(Tr2)を図6の
マップから求める。
【0027】前記二つのマップから求めたトルクの配分
割合の積Tr(Tr1×Tr2)を各車輪15〜18の
荷重に比例して配分するトルク配分値とする。そして、
縦Gセンサ9の値aと前記横Gセンサ7の値bとに基づ
き、前記数式に基づき各車輪15〜18の荷重配分を求
める。そして、この荷重配分と前記トルク比例配分Tr
との関係マップ(図7)に従い、各車輪15〜18のト
ルク配分を求める。
【0028】ここで、トルクの比例配分率はヨー速度セ
ンサの変化率のみから算出しても良い。また、各車輪1
5〜18にかかる荷重の検出を行うには、上記のように
、加速度センサを用いても良いし、各車輪15〜18毎
に荷重センサ(図示せず。)などを用いることもできる
【0029】横Gセンサ7、縦Gセンサ9およびヨー加
速度センサ10は図8に示すように車両の重心位置に配
置されていることが好ましい。なお、ヨー速度センサ1
0は周知のメカニカルジャイロ、ガスレイトジャイロ、
光ファイバージャイロ等が用いられ、横Gセンサ7、縦
Gセンサ9は圧電型センサやひずみゲージ型のセンサを
用いる。
【0030】図8に示すaは縦Gセンサ9の検出値であ
り、bは横Gセンサ7の検出値である。
【0031】図7はこうして求められた各車輪15〜1
8のトルクの荷重に対する比例部分の配分割合と荷重配
分割合との関係マップである。ここで、100%配分と
は荷重配分に100%比例したトルク配分することであ
り、0%配分とは荷重配分割合にかかわらず各車輪15
〜18に等分にトルクを配分することで、50%配分と
はトルクを各車輪15〜18に半分は荷重に比例させ、
残り半分は等配分することである。この関係を図7のグ
ラフに従って求めた配分値を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】本発明のアクセル操作量検出手段Aは本実
施例では車両のアクセルペダルの操作量センサ5である
【0034】また、本発明の荷重検出手段Bは、本実施
例では (B−1)車体左右方向加速度センサ7と車体前後方向
加速度センサ9のそれぞれの値から算出する前記数式に
より車輪毎に荷重配分を算出する手順、または(B−2
)各車輪毎に設けられた荷重センサ(図示せず。)であ
る。
【0035】そして、本発明の車体旋回状態検出手段C
は、本実施例では、 (C−1)車体左右方向加速度センサ7、(C−2)ヨ
ー速度センサ10である。
【0036】また、前記(B−2)の荷重センサにより
車体の左右方向加速度を計ることもできる。
【0037】そして、本発明は図10〜図19に示すよ
うな実施例も採用できる。  図10は前記A、B−1
、C−1により駆動力指令値を算出する実施例であり、
図11は前記A、B−2、C−1により駆動力指令値を
算出する実施例であり、また、図12は前記A、B−1
、C−1により駆動力指令値を算出する実施例である。 図12に示す実施例と図10に示す実施例とは図10に
示す実施例が図5に示す方法で駆動力配分率を算出する
のに対して、図12に示す実施例は目標駆動力算出手段
の算出値とは無関係に図6に示す例と同様に、左右方向
加速度のみで駆動力配分率を算出する点で相違する。
【0038】図13は前記A、B−1、C−2からの信
号により三次元マップなどで各車輪の駆動力指令値を算
出する実施例であり、図14は前記A、B−1、C−2
により駆動力指令値を算出する実施例である。図15は
前記A、B−2、C−2により駆動力指令値を算出する
実施例である。
【0039】図16は前記A、B−1、C−1、C−2
からの信号により三次元マップなどで各車輪の駆動力指
令値を算出する実施例であり、図17は前記A、B−1
、C−1、C−2により駆動力指令値を算出する実施例
であり、図18は前記A、B−2、C−1、C−2によ
り駆動力指令値を算出する実施例であり、図19は前記
A、B−1、C−1、C−2により駆動力指令値を算出
する実施例である。ここで、図17に示す実施例と図1
9に示す実施例の関係は前記図10と図12との関係と
同じである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成図である。
【図2】本発明の一実施例の構成図である。
【図3】本発明の一実施例のフローチャートである。
【図4】本発明の一実施例の駆動力配分値の算出手順を
示すフローチャートである。
【図5】本発明の一実施例の駆動力配分値に応じた駆動
力指令値と左右方向加速度との関係図である。
【図6】本発明の一実施例の駆動力配分とヨー加速度と
の関係図である。
【図7】本発明の一実施例の荷重配分と駆動力配分との
関係を示すグラフである。
【図8】本発明の一実施例の左右方向加速度センサ、前
後方向加速度センサ、ヨー加速度センサの配置図を示す
【図9】駆動力の配分による限界旋回速度と左右方向加
速度の関係図である。
【図10】本発明の一実施例の構成図である。
【図11】本発明の一実施例の構成図である。
【図12】本発明の一実施例の構成図である。
【図13】本発明の一実施例の構成図である。
【図14】本発明の一実施例の構成図である。
【図15】本発明の一実施例の構成図である。
【図16】本発明の一実施例の構成図である。
【図17】本発明の一実施例の構成図である。
【図18】本発明の一実施例の構成図である。
【図19】本発明の一実施例の構成図である。
【図20】路面の摩擦係数変化時の車両の軌跡を示す図
である。
【図21】100%荷重に比例して駆動力を各車輪に配
分した時の車両の旋回軌跡を示す図である。
【符号の説明】
5  アクセル操作量センサ 7  車体左右方向加速度センサ 9  車体前後方向加速度センサ 10  ヨー加速度センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  駆動力源として各車輪に対してそれぞ
    れ別個にモータを搭載した電動車両において、アクセル
    操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、車体旋回
    状態検出手段と、荷重検出手段と、前記アクセル操作量
    検出手段の検出値と前記車体旋回状態検出手段の検出値
    と前記荷重検出手段の検出値とに基づいて各車輪の駆動
    モータ毎の駆動力指令値を算出する各車輪の駆動力指令
    値算出手段と、該各車輪の駆動力指令値算出手段の算出
    駆動力に基づいて各車輪駆動モータの駆動力を制御する
    駆動モータ制御手段と、を設けたことを特徴とする電動
    車両。
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