(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において、タイヤ毎のノンユニフォーミティの影響を低減し、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、ヨーモーメント演算部１４０と、スリップ率演算部１５０と、スリップ率制御部１６０とを備え、ヨーモーメント演算部１４０において算出されたヨーモーメントが零になるスリップ率を算出する。トルク演算部１７０は、直進判定・加速度演算部１２０において直進状態であることが検出されたとき、スリップ率制御部１６０によって算出された「ヨーモーメントが零になるスリップ率」になるように、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力トルクを最適化する。【選択図】図２
2010259292.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、
前記電気自動車の旋回方向の回転角が変化する速度を検出するヨーレート検出部と、
検出された前記ヨーレートから前記電気自動車に生じているヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算部と、
前記電気自動車の車体速度及び車輪速度からスリップ率を算出するスリップ率演算部と、
算出された前記ヨーモーメントが零になるスリップ率を算出するスリップ率制御部と、
前記スリップ率制御部によって算出されたスリップ率になるように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備える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】
通常、タイヤの重量、剛性、寸法は、同じ銘柄であっても誤差レベルで互いに異なっている。これをタイヤの不均一性（ノンユニフォーミティ）という。同じ車両において、装着されたタイヤ毎のノンユニフォーミティが顕著になると、タイヤ毎のトルク、前後力、横力、上下力の変動（フォースバリエーション）が無視できない程度に大きくなる。そのため、タイヤのノンユニフォーミティが車両の走行性に影響を与えることがある。
【０００３】
タイヤ毎の特性差の一例として、左右のタイヤ圧に差がある場合の車両制御方法が開示されている（例えば、特許文献１）。この技術では、タイヤ圧の差による制動力の左右差を左右輪のスリップ制御によって抑制し、車両制動時における車両の安定性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２５７３４９号公報（第５頁、第７図など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術には、次のような問題点がある。すなわち、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へ応用することは難しかった。電気自動四輪車では、車輪毎に駆動トルクが制御されるため、タイヤのノンユニフォーミティが車輪の駆動トルクに与える影響が通常の車両よりも大きい。そのため、電気自動四輪車では、車輪毎のノンユニフォーミティが大きいと、直進走行時における車両の操縦安定性が低下することがあった。
【０００６】
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、タイヤ毎のノンユニフォーミティの影響を低減し、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】
【０００７】
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、前記電気自動車の旋回方向の回転角が変化する速度を検出するヨーレート検出部と、検出された前記ヨーレートから前記電気自動車に生じているヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算部と、前記電気自動車の車体速度及び車輪速度からスリップ率を算出するスリップ率演算部と、算出された前記ヨーモーメントが零になるスリップ率を算出するスリップ率制御部と、前記スリップ率制御部によって算出されたスリップ率になるように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備えることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第１の特徴によれば、駆動制御部は、電気自動車のヨーモーメントを零にするスリップ率を算出し、このスリップ率に基づいて電気モータの出力トルクを制御する。つまり、駆動制御部は、電気自動車に装着された個々のタイヤの車輪速の違いを相殺する最適な出力指令値を設定することができる。つまり、駆動制御部は、タイヤ毎の重量、寸法などのノンユニフォーミティによって生じる車輪速の違いを無くすことができる。
【０００９】
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、タイヤのノンユニフォーミティが車両の走行性に与える影響を低減し、車両直進時の操縦安定性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
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、タイヤ毎のノンユニフォーミティの影響を受けることなく、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】
【００１１】
【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】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
（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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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、直進判定・加速度演算部１２０と、ヨーレートセンサ１３０と、ヨーモーメント演算部１４０と、スリップ率演算部１５０と、スリップ率制御部１６０と、トルク演算部１７０と、モータ制御部１８０とを有する。
【００１８】
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。
【００１９】
直進判定・加速度演算部１２０は、図示しない、車速センサ、操舵角センサ、その他の加速度センサからの信号に基づいて、電気自動四輪車１０が直進していることを判定する。
【００２０】
ヨーレートセンサ１３０は、電気自動四輪車１０に働くヨーレートを検出する。すなわち、電気自動四輪車１０の旋回方向の回転角が変化する速度を検出する。ヨーモーメント演算部１４０は、検出されたヨーレートから電気自動四輪車１０に働くヨーモーメントを算出する。
【００２１】
スリップ率演算部１５０は、電気自動四輪車１０の車体速度を検出する、図示しない車体速センサと、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの回転速度を検出する回転センサの検出信号から、スリップ率を算出する。スリップ率制御部１６０は、ヨーモーメント演算部１４０において算出されたヨーモーメントが零になるスリップ率を算出する。
【００２２】
トルク演算部１７０は、直進判定・加速度演算部１２０において直進状態であることが検出されたとき、スリップ率制御部１６０によって算出された「ヨーモーメントが零になるスリップ率」になるインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力トルクを算出する。
【００２３】
モータ制御部１８０は、トルク演算部１７０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。
【００２４】
（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。
【００２５】
図３に示すように、ステップＳ１において、直進判定・加速度演算部１２０は、電気自動四輪車１０が直進していることを判定する。直進しているとき、ステップＳ２において、ヨーレートセンサ１３０は、電気自動四輪車１０に働くヨーレートを検出する。すなわち、電気自動四輪車１０の旋回方向の回転角が変化する速度を検出する。また、車体速センサ（不図示）は、電気自動四輪車１０の車体速度を検出する。回転センサ（不図示）は、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの回転速度を検出する。
【００２６】
続いて、ステップＳ３において、ヨーモーメント演算部１４０は、検出されたヨーレートから電気自動四輪車１０に働くヨーモーメントを算出する。また、スリップ率演算部１５０は、電気自動四輪車１０の車体速度を検出する車体速センサ（不図示）と、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの回転速度を検出する回転センサ（不図示）の検出信号からスリップ率を算出する。スリップ率制御部１６０は、ヨーモーメント演算部１４０において算出されたヨーモーメントが零になるスリップ率を算出する。
【００２７】
ステップＳ４において、スリップ率制御部１６０は、ヨーモーメント演算部１４０において算出されたヨーモーメントが零になるスリップ率を算出する。
【００２８】
ステップＳ５において、トルク演算部１７０は、スリップ率制御部１６０によって算出された「ヨーモーメントが零になるスリップ率」になるインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力トルクを算出する。
【００２９】
ステップＳ６において、モータ制御部１８０は、トルク演算部１７０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】
（４）作用・効果
車両制御装置１００は、電気自動四輪車１０のヨーモーメントを零にするスリップ率を算出し、このスリップ率に基づいてインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲの出力トルクを制御する。つまり、車両制御装置１００は、電気自動四輪車１０に装着された個々のタイヤの車輪速の違いを相殺する最適な出力指令値を設定することができる。つまり、電気自動四輪車１０は、タイヤ毎の重量、寸法などのノンユニフォーミティによって生じる車輪速の違いを無くすことができる。
【００３１】
従って、車両制御装置１００によれば、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲを別個独立したインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによって駆動する電気自動四輪車１０において、タイヤのノンユニフォーミティが車両の走行性に与える影響を低減し、車両直進時の操縦安定性を高めることができる。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施形態では、一例として、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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】
【００３７】
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…直進判定・加速度演算部、  １３０…ヨーレートセンサ、  １４０…ヨーモーメント演算部、  １５０…スリップ率演算部、  １６０…スリップ率制御部、  １７０…トルク演算部、１８０…モータ制御部
【図１】
2010259292.tif 000003
【図２】
2010259292.tif 000004
【図３】
2010259292.tif 000005