(57)【要約】【課題】  各モータにおける指令値に対する応答にばらつきがある場合であっても、車両の横流れや加減速時における偏向を防止する。【解決手段】  車両１は、４つの車輪１１〜１４を備えている。制駆動力制御２は、車輪１１〜１４のトルク指令値を１０％増加させ、他の車輪１２〜１４のトルク指令値を個々に１０％減少させて、それぞれの場合における車両１の加速度を加速度センサ１５で検出する。推定手段２１は、車両１の加速度に基づいて、車輪１１〜１４のトルクの大きさを推定する。補正手段２２は、推定手段２１で推定された車輪の制駆動力に基づいて、車輪１１〜１４の制駆動力の補正値を算出する。制御手段２３は、補正手段２２で算出された補正値に基づいて、車輪１１〜１４のトルク指令値を補正する。【選択図】  図１
2006020403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪として４輪を備え、前記４輪がそれぞれ独立した制駆動力によって駆動する車両における前記各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御装置であって、
前記４輪の制駆動力を独立に制御する制駆動力制御手段と、
４輪のうちから２輪を選択し、一方の車輪の制駆動力を所定量増加させ、他方の車輪の制駆動力を所定量減少させる制駆動力調整手段と、
前記制駆動力調整手段によって調整された状態の車両の加減速を検出する加減速検出手段で検出された車両の加減速度を用いて、前記車輪の制駆動力の大きさを推定する制駆動力推定手段と、
前記制駆動力推定手段によって推定された制駆動力に基づいて、前記各車輪の制駆動力を補正する制駆動力補正手段と、
を備えることを特徴とする車輪の制駆動力制御装置。
【請求項２】
前記制駆動力調整手段は、任意の１輪を含んで２輪を選択する３通りの組み合わせのそれぞれについて、前記任意の１輪の制駆動力を所定量増加させ、他方の車輪の制駆動力を所定量減少させるものであり、
前記制駆動力推定手段は、前記３通りの組み合わせにおける加減速度の平均値を用いて、前記任意の１輪における制駆動力の大きさを推定する、
請求項１に記載の制駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の制駆動力制御装置に係り、特に、車輪として４輪を備え、前記４輪がそれぞれ独立した制駆動力によって駆動する車両における車輪の制駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータによって駆動される電気自動車などの車輌においては、スペース効率の高さや駆動力の伝達効率の高さなどから、車輪毎にインホイールモータを備えたインホイールモータシステムが考案されている。このようなインホイールモータシステムでは、個々の車輪に取り付けられたモータを独立して駆動させて、車輪を駆動するものである。
【０００３】
また、この種のインホイールモータを用いた車両として、特開平５−１９９７０５号公報に開示されたトルク定数可変型モータを用いたものがある。このトルク定数可変型モータを用いた車両では、各モータのトルクを調整することにより、車輪のトルク（制駆動力）を調整可能としている。
【特許文献１】特開平５−１９９７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示されたトルク定数可変型モータを用いた車両では、前後左右の車輪において、それぞれ独立して制駆動力を制御している。このため、左右のモータで駆動力に差が生じると、車両に横流れが生じたり、加減速時に偏向が生じたりするという問題がある。ここで、モータが指令値に対して正確に応答するものであれば、このような問題が生じることは少ないが、実際には、モータの個々の劣化度合いなどにより、モータが指令値に対して正確に応答せず、各モータにおいて指令値に対する応答にばらつきが生じることがある。このように、各モータにおける指令値に対する応答のばらつきにより、左右モータに差が生じるという問題が発生するものであった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、各モータにおける指令値に対する応答にばらつきがある場合であっても、車両の横流れや加減速時における偏向を防止することができる車輪の制駆動力制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決した本発明に係る車輪の制駆動力制御装置は、車輪として４輪を備え、４輪がそれぞれ独立した制駆動力によって駆動する車両における各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御装置であって、４輪の制駆動力を独立に制御する制駆動力制御手段と、４輪のうちから２輪を選択し、一方の車輪の制駆動力を所定量増加させ、他方の車輪の制駆動力を所定量減少させる制駆動力調整手段と、調整手段によって調整された状態の車両の加減速を検出する加減速検出手段と、加減速検出手段で検出された車両の加減速加減速度を用いて、車輪の制駆動力の大きさを推定する制駆動力推定手段と、制駆動力推定手段によって推定された制駆動力に基づいて、各車輪の制駆動力を補正する制駆動力補正手段と、を備えるものである。
【０００７】
本発明に係る車輪の制駆動力制御装置においては、４輪のうちから２輪を選択し、一方の車輪の制駆動力を増加させ、他方の車輪の制駆動力を減少させている。この状態で、車両の加減速度を検出して、一方の車輪における制駆動力を推定するようにしている。したがって、制駆動力制御手段からの制駆動力の指令値に対する車輪の制駆動力にばらつきがあったとしても、一方の車輪における制駆動力の推定を行うことができる。また、この推定した制駆動力によって、車輪の制駆動力を補正しているので、各車輪に対する制駆動力指令値に対する応答にばらつきがある場合であっても、車両の横流れや加減速時における偏向を防止することができる。
【０００８】
ここで、制駆動力調整手段は、任意の１輪を含んで２輪を選択する３通りの組み合わせのそれぞれについて、任意の１輪の制駆動力を所定量増加させ、他方の車輪の制駆動力を所定量減少させるものであり、制駆動力推定手段は、３通りの組み合わせにおける加減速度の平均値を用いて、任意の１輪における制駆動力の大きさを推定する、態様とすることができる。
【０００９】
このように、本発明では、３通りの加減速度の平均値を用いて、車輪の制駆動力の大きさを推定している。このため、ある１輪制駆動力を良好に推定することができるので、高い精度で車輪の制駆動力を補正することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車輪の制駆動力制御装置によれば、各モータにおける指令値に対する応答にばらつきがある場合であっても、車両の横流れや加減速時における偏向を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る車輪の制駆動力制御装置のブロック構成図である。
【００１２】
図１に示すように、車輪として４輪を備える車両１には、車輪の制駆動力制御装置２が設けられている。車両１には、第一車輪１１〜第四車輪１４の４つの車輪が取り付けられており、各車輪には、それぞれ図示しないインホイールモータが設けられている。これらのインホイールモータにより、各車輪１１〜１４は、それぞれ独立した制駆動力によって駆動する。また、車両１には、車両の加速度を検出する本発明の加減速度検出手段である加速度センサ１５が設けられている。
【００１３】
制駆動力制御装置２は、本発明の制駆動力推定手段である推定手段２１、本発明の制駆動力補正手段である補正手段２２、本発明の制駆動力制御手段である制御手段２３、および本発明の制駆動力調整手段である調整手段２４が設けられている。
【００１４】
推定手段２１は、加速度センサ１５に接続されており、推定手段２１には、加速度センサ１５で検出された車両の加速度が出力される。推定手段２１では、加速度センサ１５から出力された車両の加速度を用いて、車輪の制駆動力の大きさを推定している。また、推定手段２１には、補正手段２２が接続されており、推定した車輪の制駆動力を補正手段２２に出力している。
【００１５】
補正手段２２は、推定手段２１から出力された車輪の制駆動力に基づいて、車輪の制駆動力の補正値を算出している。補正手段２２には、制御手段２３が接続されており、補正手段２２では、算出した補正値を制御手段２３に出力している。
【００１６】
制御手段２３は、第一車輪１１〜第四車輪１４に設けられたインホイールモータにそれぞれ接続されている。制御手段２３では、第一車輪１１〜第四車輪１４の制駆動力を算出し、算出した制駆動力を第一車輪１１〜第四車輪１４のインホイールモータに出力している。また、制御手段２３には、補正手段２２から補正後の車輪の制駆動力が出力される。制御手段２３は、出力された補正後の制駆動力に基づいて、第一車輪１１〜第四車輪１４に設けられたインホイールモータの制駆動力を制御している。
【００１７】
調整手段２４は、第一車輪１１〜第四車輪に対して、所定量の制駆動力を増加させ、または減少させて制駆動力を調整している。加速度センサ１５では、第一車輪１１〜第四車輪１４のうち、任意の１輪の制駆動力が増加させられ、他の１輪の制駆動力が減少させられたときの車両１の加速度を検出する。
【００１８】
以上の構成を有する本実施形態に係る車輪の制駆動力制御装置の制御手順について説明する。図２は、車輪の制駆動力制御装置における制御手順を示すフローチャートである。
【００１９】
本実施形態では、４つの車輪１１〜１４について、それぞれの指令値に対する応答が適正な範囲にあるか否かを判断する。その判断結果に基づいて、指令値に対する補正を行うか否かの補正要否判断を行い、補正を行う際には、その補正値を算出する。また、ここでの制駆動力の制御は、車両１の走行中、原則として、適宜の時間間隔をおいて行われる。
【００２０】
さらに、本実施形態では、第一車輪１１から第四車輪１４のうち、任意の１輪を含んで２輪を選択する３通りの組み合わせのそれぞれについて、任意の１輪の制駆動力を所定量増加させ、他方の車輪の制駆動力を所定量減少させ、制駆動力の大きさを推定する。
【００２１】
車輪の制駆動力制御を行う際には、４つの車輪１１〜１４のうち、制御対象となる車輪を順次決定する。まず、第I車輪の制御を行うとして、I＝０に設定した後（Ｓ１）、カウンタを１加算して（Ｓ２）I＝１とし、第一車輪１１に対する制御を行う。第一車輪１１の制御を行うにあたり、調整手段２４によって、第一車輪１１のトルク（制駆動力）指令値を１０％増加させる。
【００２２】
第一車輪１１のトルク指令値を１０％増加させたら、他のある１輪、たとえば第二車輪１２のトルク指令値を１０％減少させる（Ｓ３）。第一車輪１１のトルク指令値を１０％増加させるとともに、第二車輪１２のトルク指令値を１０％減少させたら、加速度センサ１５によって、車両１の第一前後加減速度Ｘ１１を測定する（Ｓ３）。加速度センサ１５は、測定した第一前後加減速度Ｘ１１を推定手段２１に出力する。
【００２３】
次に、第一車輪１１のトルク指令値を１０％増加させた状態のまま、第二車輪１２のトルク指令値を元に戻すとともに、第三車輪１３のトルク指令値を１０％減少させる（Ｓ４）。こうして、第一車輪１１のトルク指令値を１０％増加させるとともに、第三車輪１３のトルク指令値を１０減少させたら、加速度センサ１５によって、車両１の第二前後加減速度Ｘ１２を測定する（Ｓ４）。加速度センサ１５は、測定した第二前後加減速度Ｘ１２を推定手段２１に出力する。
【００２４】
続いて、第一車輪１１のトルク指令値を１０％増加させた状態のまま、第三車輪１３のトルク指令値を元に戻すとともに、第四車輪１４のトルク指令値を１０％減少させる（Ｓ６）。こうして、第一車輪１１のトルク指令値を１０％増加させるとともに、第四車輪１４のトルク指令値を１０％減少させたら、加速度センサ１５によって、車両１の第三前後加減速度Ｘ１３を測定する（Ｓ５）。加速度センサ１５は、測定した第三前後加減速度Ｘ１３を推定手段２１に出力する。
【００２５】
推定手段２１では、加速度センサ１５から順次出力された前後加減速度Ｘ１１〜Ｘ１３を平均して、平均前後加減速度Ｘ１を算出する（Ｓ６）。前後加減速度Ｘ１１〜Ｘ１３の前後加速度の加算平均値を用いている。
【００２６】
こうして、平均前後加減速度Ｘ１を求めたら、平均前後加減速度Ｘ１の絶対値が所定のしきい値以下であるか否かを判断する（Ｓ７）。その結果、平均前後加減速度Ｘ１の絶対値が所定のしきい値以下である場合には、第一車輪１１のトルク指令値に対するトルクの応答が適正な範囲にあると考えられる。
【００２７】
したがって、この場合には、第一車輪１１を駆動するインホイールモータの指令値に対するトルクの応答は適正な範囲にあるので、指令値に対する補正は行わず、すべての車輪１１〜１４での補正判断が終了したか否かを判断し（Ｓ１０）、終了していれば制御を終了する。ここでは、Ｉ＝１であるので、制御を終了せず、ステップＳ２に戻り、Ｉ＝２として第二車輪１２について、補正要否判断を行う。
【００２８】
一方、平均前後加減速度Ｘ１の絶対値が所定のしきい値を超える場合には、第一車輪１１のトルク指令値に対するトルクの応答が適正な範囲にないと考えられる。この場合には、第一車輪１１を制駆動するインホイールモータの調子が変動し、第一車輪１１のトルク指令値に対するトルクの応答が適正な範囲にない状態になっている。
【００２９】
この場合には、推定手段２１は、平均前後加減速度Ｘ１を補正手段２２に出力し、補正手段２２において、第一車輪１１を制駆動するインホイールモータに対する指令値を補正する。このため、補正手段２２では、指令値を補正する際の補正係数を算出する（Ｓ８）。補正係数の算出にあたり、予め、第一車輪１１のトルクを１０％増加させたときに、車両１の加速度が増加する増加率を調べておき、補正手段２２に固定値として記憶させておく。
【００３０】
なお、この増加率は設計値である。また、ここでいう増加率とは、第一車輪１１のトルクを増加させなかった場合に対する第一車輪１１のトルクを増加させた場合における車両１の加速度が増加する割合をいう。さらに、第一車輪１１のみならず、第二車輪１２〜第四車輪１４のそれぞれついても、トルクを１０％増加させた場合の増加率を予め調べておき、補正手段２２に記憶させておく。この増加率は左右対称であることから、前輪同士で互いに同一の値となり、後輪同士で互いに同一の値となる。
【００３１】
そして、補正手段２２では、推定手段２１から出力された平均前後加減速度Ｘ１と、予め設定された第一車輪１１の増加率と、を用いて、トルク指令値の補正係数を算出する（Ｓ８）。トルク指令値の補正係数を算出するにあたり、第一車輪１１のトルク指令値に対するトルクのばらつきσ１を下記（１）式より求める。
【００３２】
σＩ＝ＸＩ／Ｘ０Ｉ  ・・・（１）
ここで、Ｘ０Ｉは、第Ｉ車輪のトルクを１０％増加させた場合の増加率である。
【００３３】
こうして求めたばらつきσ１を用いて、下記（２）式によって第一車輪１１のインホイールモータに対する補正ゲインＫ１を算出し、この補正ゲインＫ１を補正係数とする。
【００３４】
ＫＩ＝１／（１＋σＩ）  ・・・（２）
この補正ゲインＫ１を用いることにより、制駆動力制御装置２から第一車輪１１に出力されるトルク指令値Ａを下記（３）式によって補正指令値ＡＲに補正する。
【００３５】
ＡＲ＝ＫＩ・Ａ  ・・・（３）
補正手段２２は、算出した補正指令値ＡＲを制御手段２３に出力する。制御手段２３は、第一車輪１１に対するトルク指令値を、元のトルク指令値Ａから補正指令値ＡＲに変更して第一車輪１１のインホイールモータを駆動制御する。
【００３６】
車輪を駆動するインホイールモータは、その劣化度合いなどにより、トルク指令値に対するトルクにばらつきが生じることがある。この点、本実施形態では、第一車輪１１のトルクを増加させる一方、他の車輪１２〜１４のいずれかのトルクを減少させ、車両１の加減速度を比較することにより、第一車輪１１におけるトルク指令値に対するトルクの応答のばらつきを判断している。
【００３７】
このため、第一車輪１１を駆動するインホイールモータのトルク指令値に対するトルクが適正でなく、たとえばトルク指令値よりも大きいトルクを生じている場合には、第一車輪１１のトルクが、補正前のトルク指令値よりも小さくなるように補正される。逆に、第一車輪１１を駆動するインホイールモータがトルク指令値よりも小さいトルクを生じている場合には、第一車輪１１のトルクが、補正前のトルク指令値よりも大きくなるように補正される。したがって、第一車輪１１を駆動するインホイールモータの調子によらず、適正なトルクを付与しながら第一車輪１１を駆動させることができる。
【００３８】
また、第一車輪１１の応答のばらつきを検出する際、第一車輪１１のトルクを減少させる割合と同一の割合で他の車輪１２〜１４のいずれかのトルクを減少させるようにしている。このため、車両１の全体に係るトルクは大きく変動することがないので、応答のばらつきの検出を行っている際に、車両１を運転するドライバに対して、応答のばらつきの検出を行っていることによる違和感を与えないようにすることができる。
【００３９】
以後、第一車輪１１のほか、第二車輪１２〜第四車輪１４についても同様の補正要否判断が行われ、補正が必要であると判断されたときには、補正手段２２によって補正係数が算出され、制御手段２３から第二車輪１２〜第四車輪１４に対してそれぞれ出力されるトルク指令値に補正処理がなされる。
【００４０】
たとえば、第二車輪１２について補正要否判断を行う際には、ステップＳ３で第二車輪１２のトルク指令値を１０％増加させ、第一車輪１１のトルク指令値を１０減少させて、車両１の加速度を測定する。次のステップＳ４で、第二車輪１２のトルク指令値を１０％増加させ、第三車輪１３のトルク指令値を１０減少させて、車両１の加速度を測定する。さらに、ステップＳ５で第二車輪１２のトルク指令値を１０％増加させ、第四車輪１４のトルク指令値を１０減少させて、車両１の加速度を検出する。こうして、補正の要否を判断し、補正が必要である場合には、上記（１）式〜（３）式を用いて、補正係数（補正ゲイン）Ｋ２を算出し、トルク指令値を補正指令値ＡＲとする。
【００４１】
このような補正処理を行うことにより、各車輪１１〜１４におけるトルク指令値に対する応答のばらつきを抑制することができる。したがって、各車輪における左右のインホイールモータにおける応答のばらつきに起因する横流れや加速時における変更を防止することができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、ある車輪のトルクを増加させる際、１０％増加させ、他の車輪を１０％減少させるようにしているが、１０％に限らず、他のパーセンテージの増減量とすることもできる。また、上記実施形態では、望ましい態様として、増加させるトルクと、減少させるトルクとを同一の割合としているが、両者の割合が同一でない態様とすることもできる。
【００４３】
また、上記実施形態では、トルク指令値の補正係数を算出した後、トルク指令値の補正が行われた車輪についての制御を終了しているが、この制御を終了することなく、トルク指令値に対する応答トルクが、真値に近い所定の範囲内に収まるまで、制御を継続する態様とすることもできる。
【００４４】
具体的には、図２におけるステップＳ９で指令値を更新した後、ステップＳ３に戻り、同様の処理を繰り返す。こうして、ステップＳ７で平均前後加減速度ＸＩが所定のしきい値内に収まると、トルク指令値に対する応答トルクが、真値に近い所定の範囲内に収まったと判断することができる。その後、他の車輪の制御に移るか、制御を終了する態様とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る車輪の制駆動力制御装置のブロック構成図である。
【図２】車輪の制駆動力制御装置における制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１…車両、２…制駆動力制御装置、３…制御装置、１１…第一車輪、１２…第二車輪、１３…第三車輪、１４…第四車輪、１５…加速度センサ、２１…推定手段、２２…補正手段、２３…制御手段、２４…調整手段。
【図１】
2006020403.tif 000003
【図２】
2006020403.tif 000004