(57)【要約】【課題】各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車のコーナリング時にピッチング或いはバウンシングなどの外乱が与えられても、操縦安定性の低下を防止する。【解決手段】電気自動四輪車１０の車両制御装置１００は、電気自動車の重心を中心とする左右軸回りの上下方向の振動を検出するピッチング検出部１３０と、ピッチングモーメントを算出するピッチングモーメント演算部１４０とを備え、トルク演算部１６０は、各インホイールモータの出力トルクと、アクセルからの出力指令値に基づくモータトルクと、ピッチングモーメントとから、インホイールモータの出力トルクを算出する。トルク演算部１６０は、タイヤデータ記憶部１５０に記憶されたタイヤデータに基づいて、コーナリングパワーの最大値を超えない出力トルクを算出する。【選択図】図２
2010259291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車の車両制御装置であって、
前記電気モータの出力トルクを検出するトルク検出部と、
各車輪に装着された各タイヤが前記タイヤの接地面に与える荷重により前記電気自動車の重心を中心とする左右軸回りの上下方向の振動を検出するピッチング検出部と、
検出された上下方向の振動からピッチングモーメントを演算するピッチングモーメント演算部と、
前記タイヤが前記接地面に与える前記荷重と、前記荷重が前記接地面に与えられるとき前記タイヤが許容するコーナリングパワーとの関係がマップ化されたタイヤデータを保持するタイヤデータ保持部と、
演算された前記ピッチングモーメントに基づいて前記電気モータを駆動させるための出力指令値を制御する駆動制御部とを有し、
前記駆動制御部は、前記タイヤデータに基づいて、前記コーナリングパワーの最大値を超えない出力指令値を設定する電気自動車の車両制御装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記タイヤデータに基づいて、前記コーナリングパワーが最大値になる出力指令値を前記電気モータ毎に個別に設定する請求項１に記載の電気自動車の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車の車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気モータによって駆動される電気自動車、及びエンジン等の内燃機関を備える自動四輪車などの車両には、凹凸、ドライ／ウェット等の路面の状態によって、縦揺れ（ピッチング）或いは上下跳ね（バウンシング）などの外乱が与えられる。
【０００３】
コーナリング時に、上述した外乱が車両に与えられると、車輪に加わる荷重が車輪毎に変化する。そのため、車輪に装着されたタイヤ毎にコーナリングパワー（ＣＰ）が変化する。そのため、コーナリング時における車両の操縦安定性が低下することが問題になっていた。
【０００４】
これに対して、コーナリング時に、車両の駆動トルクを補正することによって車両を安定化させる制御システムが開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１６１９２３号公報（第１６−１７頁、第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した制御システムには、次のような問題点がある。上述した車両のうち、各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車、具体的に電気自動四輪車では、駆動トルクは車輪毎に制御されるため、コーナリング時に、タイヤ毎のコーナリングパワー（ＣＰ）の違いが車輪毎の駆動トルクに及ぼす影響が大きい。
【０００７】
そのため、各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車では、特に、コーナリング時において操縦安定性を保つために、車輪毎の駆動トルクを適切に補正することが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車において、コーナリング時に、電気自動車に縦揺れ（ピッチング）或いは上下跳ね（バウンシング）などの外乱が与えられても、操縦安定性の低下を防止することが可能な電気自動車の車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。本発明の第１の特徴は、各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車の車両制御装置（車両制御装置１００）であって、前記電気モータの出力トルクを検出するトルク検出部（モータトルク検出部１１０）と、各車輪に装着された各タイヤが前記タイヤの接地面に与える荷重により前記電気自動車の重心を中心とする左右軸回りの上下方向の振動を検出するピッチング検出部（ピッチング検出部１３０）と、検出された上下方向の振動からピッチングモーメントを演算するピッチングモーメント演算部（ピッチングモーメント演算部１４０）と、前記タイヤが前記接地面に与える前記荷重と、前記荷重が前記接地面に与えられるとき前記タイヤが許容するコーナリングパワーとの関係がマップ化されたタイヤデータを保持するタイヤデータ保持部（タイヤデータ記憶部１５０）と、演算された前記ピッチングモーメントに基づいて前記電気モータを駆動させるための出力指令値を制御する駆動制御部（トルク演算部１６０、モータ制御部１７０）とを有し、前記駆動制御部は、前記タイヤデータに基づいて、前記コーナリングパワーの最大値を超えない出力指令値を設定することを要旨とする。
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、駆動制御部は、電気自動車の上下方向の振動（ピッチング）から算出されるピッチングモーメントに基づいて、電気モータを駆動させる。更に、駆動制御部は、タイヤが接地面に与える荷重と、タイヤに許容されるコーナリングパワーとの関係に基づいて、コーナリングパワーの最大値を超えないように出力指令値を設定する。
【００１１】
つまり、駆動制御部は、電気自動車のピッチングと、各車輪に取り付けられた各タイヤの持つコーナリング性能とを考慮して適切な出力指令値を設定することができる。
【００１２】
これにより、車輪毎にかかる荷重が変動することによりコーナリングパワーが不安定になることを防止することができる。
【００１３】
従って、本発明の第１の特徴によれば、各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車において、コーナリング時に、電気自動車に縦揺れ（ピッチング）或いは上下跳ね（バウンシング）などの外乱が与えられても、操縦安定性の低下を防止することができる。
【００１４】
本発明の第２の特徴は、前記駆動制御部が前記タイヤデータに基づいて、前記コーナリングパワーが最大値になる出力指令値を前記電気モータ毎に個別に設定することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の特徴によれば、各車輪を別個独立した電気モータによって駆動する電気自動車において、コーナリング時に、電気自動車に横揺れ（ロール）、縦揺れ（ピッチング）或いは上下跳ね（バウンシング）などの外乱が与えられても、操縦安定性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る電気自動四輪車の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気自動四輪車の駆動システムの機能ブロック構成図である。
【図３】本実施形態に係る電気自動四輪車のインホイールモータの出力指令値の制御方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る電気自動車について、図面を参照しながら説明する。具体的には、１）電気自動四輪車の全体概略構成、２）電気自動四輪車の車両制御装置の構成、３）モータトルクの制御方法、４）作用・効果、及び５）その他の実施形態について説明する。
【００１８】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００１９】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２０】
（１）電気自動四輪車の全体概略構成
図１は、本実施形態に係る電気自動四輪車１０の概略斜視図である。電気自動四輪車１０は、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの内側に電気モータ、いわゆるインホイールモータをそれぞれ備える。つまり、電気自動四輪車１０は、各車輪（車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ）を別個独立したインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによって駆動する。
【００２１】
また、電気自動四輪車１０は、車両制御装置１００を備える。車両制御装置１００は、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの実際の出力値（出力トルク）に応じて、出力指令値を制御する。
【００２２】
（２）電気自動四輪車の車両制御装置の構成
図２は、本実施形態に係る電気自動四輪車１０の構成図である。車両制御装置１００は、出力指令値取得部１１０と、モータトルク検出部１２０と、ピッチング検出部１３０と、ピッチングモーメント演算部１４０と、タイヤデータ記憶部１５０と、トルク演算部１６０と、モータ制御部１７０とを有する。
【００２３】
出力指令値取得部１１０は、運転者のアクセル操作に基づく信号、すなわちインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲにおいて所定のモータトルクを発生させるための出力指令値を取得する。
【００２４】
モータトルク検出部１２０は、電気自動四輪車１０のインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力トルクを検出する。モータトルク検出部１２０は、モータ電流値から演算によりトルクを求める。トルクセンサを使用してもよい。
【００２５】
ピッチング検出部１３０は、各車輪（車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ）に装着されたタイヤが接地面に与える荷重によって電気自動四輪車１０の重心を中心とする左右軸回りの上下方向の振動を検出する加速度センサである。上下方向の振動には、縦揺れ（ピッチング）及び上下跳ね（バウンシング）などの外乱による振動が含まれる。
【００２６】
ピッチングモーメント演算部１４０は、ピッチング検出部１３０において検出された上下方向の振動を表す信号からピッチングモーメントを演算する。
【００２７】
タイヤデータ記憶部１５０は、タイヤが接地面に与える荷重と、荷重が接地面に与えられるときタイヤが許容するコーナリングパワーとの関係がタイヤの種類毎にマップ化されたタイヤデータを保持する。
【００２８】
トルク演算部１６０は、モータトルク検出部１２０において検出された出力トルクと、出力指令値取得部１１０によって取得された出力指令値に基づくモータトルクと、ピッチングモーメント演算部１４０において算出されたピッチングモーメントとから、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力トルクを算出する。トルク演算部１６０は、タイヤデータ記憶部１５０に記憶されたタイヤデータに基づいて、コーナリングパワーの最大値を超えない出力トルクを算出する。
【００２９】
モータ制御部１７０は、トルク演算部１６０において算出されたトルクに基づいて、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲにおいて所定のモータトルクを発生させるように、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲに与える出力指令値を制御する。
【００３０】
（３）モータトルクの制御方法
図３は、本実施形態に係る電気自動四輪車１０のインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力指令値の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態に係る電気自動車の車両制御方法は、以下のステップを有する。
【００３１】
図３に示すように、ステップＳ１において、ピッチング検出部１３０は、縦揺れ（ピッチング）及び上下跳ね（バウンシング）などの外乱による振動を検出する。
【００３２】
ステップＳ２において、ピッチングモーメント演算部１４０は、ピッチング検出部１３０において検出された信号からピッチングモーメントを算出する。
【００３３】
ステップＳ３において、トルク演算部１６０は、ピッチングモーメント演算部１４０において算出されたピッチングモーメントが所定値を上回るか否かを判別する。所定値以下の場合、ステップＳ１に戻る。一方、所定値を上回る場合、ステップＳ４に進む。
【００３４】
ステップＳ４において、トルク演算部１６０は、モータトルク検出部１２０において検出された出力トルクと、出力指令値取得部１１０によって取得された出力指令値に基づくモータトルクと、ピッチングモーメント演算部１４０において算出されたピッチングモーメントとから、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力トルクを算出する。このとき、トルク演算部１６０は、タイヤデータ記憶部１５０に記憶されたタイヤデータに基づいて、コーナリングパワーの最大値を超えない出力トルクを算出する。
【００３５】
ステップＳ５において、モータ制御部１７０は、トルク演算部１６０において算出されたトルクに基づいて、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲにおいて所定のモータトルクを発生させるように、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲに与える出力指令値を制御する。
【００３６】
（４）作用・効果
車両制御装置１００は、電気自動四輪車１０の上下方向の振動（ピッチング及びバウンシング）を検出し、上下方向の揺動から算出されるピッチングモーメントに基づいて、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲを駆動させる。このとき、車両制御装置１００は、タイヤが接地面に与える荷重と、タイヤに許容されるコーナリングパワーとの関係に基づいて、コーナリングパワーの最大値を超えないように出力指令値を設定する。つまり、車両制御装置１００は、電気自動四輪車１０のピッチングと、各車輪に取り付けられた各タイヤの持つコーナリング性能とを考慮して適切な出力指令値を設定することができる。これにより、車輪毎にかかる荷重が変動することによってコーナリングパワーが不安定になることを防止できる。
【００３７】
従って、車両制御装置１００によれば、各車輪を別個独立したインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによって駆動する電気自動四輪車１０において、コーナリング時に、電気自動四輪車１０に縦揺れ（ピッチング）或いは上下跳ね（バウンシング）などの外乱が与えられても、操縦安定性の低下を防止することができる。
【００３８】
（５）その他の実施形態
本発明の一実施形態により本発明の内容を開示した。しかし、本発明は、上述した論述及び図面に限定されない。上述した論述及び図面を基に当業者にとって明らかになる様々な実施形態は、全て本発明に含まれる。
【００３９】
実施形態では、各車輪（車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ）にインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲを備える電気自動四輪車１０の場合に付いて説明したが、例えば、後輪（車輪２０ＲＬ，２０ＲＲ）のみに、インホイールモータが装着された車両であっても良い。また、本発明は、インホイールモータを備えない車両であっても適用可能である。
【００４０】
また、タイヤデータ記憶部１７０に記憶されたタイヤデータには、同一のタイヤに関して、空気圧が異なるときの、空気圧の違いによるタイヤが許容するコーナリングパワーとの関係などが記憶されていてもよい。タイヤの内圧などを検出するセンサを備えることによって、車両の操縦安定性を一層高めることができる。
【００４１】
例えば、本実施形態では四輪の電気自動四輪車を例に取って説明したが、六輪等、四輪以外の車輪を有する自動車にも適用可能である。
【００４２】
車輪の内部に充填される充填体は、空気でなくてもよい。例えば、窒素でもよい。また、気体に限らない。液体であってもよい。
【００４３】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００４４】
１０…電気自動四輪車、  ２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ…車輪、  ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲ…インホイールモータ、  １００…車両制御装置、  １１０…出力指令値取得部、  １２０…モータトルク検出部、  １３０…ピッチング検出部、  １４０…ピッチングモーメント演算部、  １５０…タイヤデータ記憶部、  １６０…トルク演算部、  １７０…モータ制御部
【図１】
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【図２】
2010259291.tif 000004
【図３】
2010259291.tif 000005