(57)【要約】【課題】異常な車輪があるときに車両の走行の安定を図る際に、エネルギーの無駄な消費を防止することができる車両の駆動制御装置を提供する。【解決手段】車両１は、各車輪２Ａ〜２Ｄをそれぞれ個別に駆動するモータ３Ａ〜３Ｄを備えている、モータ３Ａ〜３Ｄは、それぞれコントローラ４Ａ〜４Ｄに接続されている。各車輪２Ａ〜２Ｄには、それぞれ空気圧センサ５Ａ〜５Ｄが取り付けられており、空気圧センサ５Ａ〜５Ｄに検出された空気圧が低い車輪２Ａを異常輪とする。この異常輪２Ａに対応するモータ３Ａの目標駆動力を低くするとともに、走行状態が目標状態となるように他の正常な車輪２Ｂ〜２Ｄに対応するモータ３Ｂ〜３Ｄの目標駆動力を調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における複数の車輪をそれぞれ個別に駆動する複数の駆動装置と、車両状態に応じて前記駆動装置の目標駆動力を決定する目標駆動力設定手段と、前記駆動装置の駆動力が前記目標駆動力となるように前記駆動装置を制御する制御手段と、を備える車両の駆動装置において、
前記複数の車輪のうち、異常が発生した異常輪を判定する判定手段を備え、
前記目標駆動力設定手段は、異常輪と判定された車輪に対応した駆動装置の目標駆動力を低下させ、かつ、車両走行状態が目標状態となるように他の駆動装置の目標駆動力を調整することを特徴とする車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記判定手段は、車輪の空気圧が所定値以下のときに、異常輪と判定する請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
【請求項３】
前記判定手段は、車輪形状が他の車輪の車輪形状と異なる車輪を異常輪と判定する請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における電気自動車などにおいては、車両における複数の車輪をそれぞれ個別に駆動する複数の駆動装置を備えるものが考えられている。この車両は、車両の状態に応じて目標駆動力を決定する目標駆動力決定手段と、この目標駆動力に基づいて、駆動装置を制御する制御手段とを備えるものである。
【０００３】
このような複数の車輪を個別に駆動する駆動装置を備えるものとして、特開２００１−１７７９０６号公報に開示された電気自動車制御装置がある。この電気自動車制御装置は、左車輪を駆動する左モータと右車輪を駆動する右モータをそれぞれの出力トルクを検出し、両トルクが一致するように、それぞれのモータ速度を速度制御している。このような制御を行うことにより、左右のタイヤの路面抵抗係数や空気圧が異なる場合にも運転者の意図する方向に安定して車両を走行させることができるというものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７７９０６号公報（５頁、６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載された電気自動車制御装置においては、左右車輪のトルク差を一致させるようにそれぞれのモータ速度を制御するものである。このため、路面抵抗係数や空気圧が異なるなどの異常が生じている車輪に対しても制御が働くので、エネルギーを無駄に消費することがある。たとえば、ある車輪の空気圧が低下した場合、その車輪の路面抵抗は増すので、車両安定を保つためにより大きなトルクを加える制御を行っている。したがって、異常のある車輪も含めて４輪すべてに対して制御をかけるので、その分無駄にエネルギーを消費してしまうことがあるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、異常な車輪があるときに車両の走行の安定を図る際に、エネルギーの無駄な消費を防止することができる車両の駆動制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る車両の駆動制御装置は、車両における複数の車輪をそれぞれ個別に駆動する複数の駆動装置と、車両状態に応じて駆動装置の目標駆動力を決定する目標駆動力設定手段と、駆動装置の駆動力が目標駆動力となるように駆動装置を制御する制御手段と、を備える車両の駆動装置において、複数の車輪のうち、異常が発生した異常輪を判定する判定手段を備え、目標駆動力設定手段は、異常輪と判定された車輪に対応した駆動装置の目標駆動力を低下させ、かつ、車両走行状態が目標状態となるように他の駆動装置の目標駆動力を調整するものである。
【０００８】
本発明においては、異常が発生した異常輪を判定する判定手段を有しており、この異常輪と判定された車輪を駆動する際の目標駆動力を低下させている。このため、異常輪を駆動することによる無駄なエネルギーの消費を防止することができる。ところが、単に異常輪の目標駆動力を低下させるのみでは、他の正常輪との間のバランスを崩してしまうことが考えられる。この点、本発明に係る駆動制御装置では、目標駆動力設定手段において、異常輪の目標駆動力を低下させるとともに、車両の走行状態が目標状態となるように、他の車輪を駆動する駆動装置の目標駆動力を調整している。したがって、異常輪の駆動力を低下させたとしても、他の車輪との間でのバランスを崩さないようにして、車両の安定状態を保ちながら、良好な走行状態を維持することができる。
【０００９】
ここで、判定手段は、車輪の空気圧が所定値以下のときに、異常輪と判定する態様とするのが好適である。
【００１０】
車輪の空気圧が低くなる異常が発生すると、路面抵抗が増加するので、これに大きなトルクを加えると無駄なエネルギーを生じることになる。そこで、車輪の空気圧が所定値以下のときに異常輪として判定して、目標駆動力を低下させることにより、好適にエネルギーのロスを少なくすることができる。
【００１１】
また、判定手段は、車輪形状が他の車輪の車輪形状と異なる車輪を異常輪と判定する態様とすることもできる。
【００１２】
車輪の空気圧が低くなると、車輪が変形を起こす。したがって、車輪形状が他の車輪の車輪形状を異常輪と判定することにより、上記の場合と同様、無駄なエネルギーのロスを少なくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は第１の実施形態に係る駆動制御装置を備える車両の概要を示す構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る駆動制御装置を備える車両１は、４つの車輪である車輪２Ａ〜２Ｄを備えている。各車輪２Ａ〜２Ｄには、それぞれの車輪２Ａ〜２Ｄに対応し、それぞれの車輪２Ａ〜２Ｄを個別に駆動する駆動装置であるモータ３Ａ〜３Ｄが接続されている。各モータ３Ａ〜３Ｄは、それぞれ、対応する制御手段であるコントローラ（モータコントローラ）４Ａ〜４Ｄに接続されており、各コントローラ４Ａ〜４Ｄから出力される目標駆動力信号に基づいて、車輪２Ａ〜２Ｄを駆動している。また、各モータ３Ａ〜３Ｄには図示しないトルクセンサが取り付けられており、各モータ３Ａ〜３Ｄが各車輪２Ａ〜２Ｄに与えるトルクを検出し、それぞれ対応するコントローラ４Ａ〜４Ｄに出力している。コントローラ４Ａ〜４Ｄには、互いに通信リンクが張られており、それぞれコントローラ間通信を行うことができるようになっている。さらに、左前のコントローラ４Ｂは、車両の状態に応じて各モータ３Ａ〜３Ｄの目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段としても機能している。
【００１５】
また、各車輪２Ａ〜２Ｄには、それぞれ空気圧センサ５Ａ〜５Ｄが取り付けられている。空気圧センサ５Ａ〜５Ｄは、それぞれコントローラ４Ａ〜４Ｄに接続されており、各車輪２Ａ〜２Ｄの空気圧を検出し、信号化してコントローラ４Ａ〜４Ｄに出力している。各コントローラ４Ａ〜４Ｄは、各空気圧センサ５Ａ〜５Ｄから出力される信号に基づいて、各車輪２Ａ〜２Ｄの異常を検出する判定手段としても機能している。各車輪２Ａ〜２Ｄに異常が生じているか否かは、車輪の空気圧が所定のしきい値を以下となっているか否かで判断することができる。そして、各コントローラ４Ａ，４Ｃ，４Ｄに対応する車輪２Ａ，２Ｃ，２Ｄが異常輪となっていると判定した各コントローラ４Ａ，４Ｃ，４Ｄは、目標駆動力設定手段としてのコントローラ４Ｂに異常発生信号を出力する。
【００１６】
コントローラ４Ａ〜４Ｄは、バッテリ６に接続されており、バッテリ６から電気を取り出して、各モータ３Ａ〜３Ｄに供給している。また、車両１の中央部には、ヨーレートセンサ７が設けられている。ヨーレートセンサ７は、車両１のヨーレートを検出しており、検出したヨーレートをコントローラ４Ｂに出力している。
【００１７】
さらに、運転者が操作するステアリングが取り付けられる図示しないステアリング軸には、舵角センサ８が取り付けられており、ステアリングの舵角を検出している。また、運転席に設けられたアクセルペダルには、アクセル開度を検出するアクセルセンサ９が接続されている。さらに、ブレーキペダルが取り付けられるブレーキペダルにはブレーキストロークおよびブレーキペダルの踏力を検出するブレーキセンサ１０が接続されている。これらの舵角センサ８、アクセルセンサ９、およびブレーキセンサ１０は、いずれもコントローラ４Ｂに接続されており、それぞれ検出したステアリングの舵角、アクセル開度、ブレーキストロークおよびブレーキペダルの踏力を出力している。本発明に係る駆動制御装置は、各モータ３Ａ〜３Ｄおよびコントローラ４Ａ〜４Ｄによって構成される。
【００１８】
本実施形態に係る駆動制御装置では、目標駆動力設定手段として機能するコントローラ４Ｂに対して出力されたヨーレート信号、ステアリング舵角信号、アクセル開度信号、ブレーキストロークおよび踏力信号に基づいて、各モータ３Ａ〜３Ｄの目標駆動力が算出される。算出された目標駆動力は、信号化されてモータ３Ｂに対してはコントローラ４Ｂから目標駆動力信号として出力される。また、他のモータ３Ａ，３Ｃ，３Ｄに対しては、それぞれに対応するコントローラ４Ａ，４Ｃ，４Ｄに対して、目標駆動力信号が通信リンクを介して出力される。各コントローラ４Ａ，４Ｃ，４Ｄからは、それぞれに対応するモータ３Ａ，３Ｃ，３Ｄに対して、目標駆動力を達成する目標駆動力信号が出力される。
【００１９】
また、異常輪と判定された車輪がある場合に、その異常輪と判定された車輪にかけるトルクを小さくするとともに、車両の走行状態が目標状態となるように他の車輪に接続されたモータの目標駆動力を調整する。この他の車輪に接続されたモータの目標駆動力の調整は、ヨーレートセンサで検出されるヨーレートが最適となるように行われる。その具体的な手順について、以下に説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る駆動制御装置による制御の手順を示すフローチャートである。
【００２１】
車両１の走行中、各空気圧センサ５Ａ〜５Ｃでは、それぞれ各車輪２Ａ〜２Ｄの空気圧を信号化した空気圧信号をコントローラ４Ａ〜４Ｄに出力している。コントローラ４Ａ〜４Ｄでは、各空気圧センサ５Ａ〜５Ｄから出力される空気圧信号に基づいて、各車輪２Ａ〜２Ｄの空気圧が低下する異常が生じているか否かを判定する（Ｓ１）。ここで、車輪２Ａ〜２Ｄの空気圧に異常が生じていないと判断されたら、引き続き、各車輪２Ａ〜２Ｄの空気圧の監視を継続する。
【００２２】
一方、車輪２Ａ〜２Ｄのいずれか、たとえば右前車輪２Ａに空気圧が低下する異常があるとコントローラ４Ａにおいて判定したら、異常が発生した車輪（以下「異常輪」という）２Ａのトルクが０でないか否かを、図示しないトルクセンサから出力されるトルク信号に基づいて判断する（Ｓ２）。その結果、異常輪２Ａのトルクが０であると判断した場合には、目標駆動力の調整を行う必要がないので、そのままステップＳ１に戻り、空気圧センサ５Ａ〜５Ｄを用いた各車輪の空気圧の監視を継続する。一方、ステップＳ２において異常輪２Ａにかけるトルクが０でないと判断した場合には、通信リンクを介してコントローラ４Ａからコントローラ４Ｂに対して、異常輪２Ａにかけられているトルクのトルク量信号を出力する。コントローラ４Ｂでは、異常輪２Ａにかけるトルクを修正する（Ｓ３）。トルクの修正は、異常輪２Ａに現在かけられているトルクから所定の値を引いたものとして、異常輪２Ａにかけるトルクを低くしている。トルクを低くすることから、異常輪２Ａに対応するモータ３Ａの目標駆動力を調整し、その目標駆動力を低下させる。このように、異常輪２Ａにかけるトルクを小さくするように、モータ３Ａの目標駆動力を低下させることにより、無駄なエネルギーのロスを少なくすることができる。
【００２３】
ここで、異常輪２Ａのトルクを小さくすると、図３に示すように、異常輪２Ａにトルクが働かなくなることから、他の正常な車輪２Ｂ〜２Ｄとの間における力のバランスが崩れ、矢印Ｙ方向にヨーが発生しやすくなる。矢印Ｙ方向へのヨーを抑制するためには、たとえば車輪２Ｃのトルクを大きくすればよい。このようなトルクの調整を行うため、ステップＳ３で異常輪２Ａのトルクを小さくした場合には、コントローラ４Ｂにおいて、ヨーレートセンサ７から出力されるヨーレート信号等を読み込む（Ｓ４）。ここでは、ヨーレート信号のほか、舵角センサ８から出力されるステアリング舵角信号、アクセルセンサ９から出力されるアクセル開度信号、ブレーキセンサ１０から出力されるブレーキストロークおよび踏力信号を読み込む（Ｓ４）。そして、これらの各信号を演算処理することにより、車両中の車両におけるヨーレートが運転操作に対して異常なヨーレートとなっているか否かを判断する（Ｓ５）。具体的には、ヨーレートセンサ７によって検出されたヨーレートをγ、舵角センサ８によって検出された舵角をθ、図示しない車速センサによって検出された車速をＶとしたとき、θ・Ｖ−α＜γ＜θ・Ｖ＋αである場合には異常なヨーレートとなっていないと判断する。その結果、異常なヨーレートとはなっていないと判断した場合には、他の正常な車輪２Ｂ〜２Ｄのトルク調整を行うことなくステップＳ１に戻り、空気圧センサ５Ａ〜５Ｄを用いた各車輪の空気圧の監視を継続する。
【００２４】
一方、異常なヨーレートであると判断された場合には、ヨーの発生を抑えて、車両走行状態が目標状態となるように、正常な左右の車輪２Ｂ〜２Ｄのトルクを調整する（Ｓ６）。具体的には、検出されるヨーレートγがθ・Ｖ−α＜γ＜θ・Ｖ＋αとなるように正常な車輪２Ｂ〜２Ｄのトルクを調整する。どの車輪のトルクの調整を行うかは、目標駆動力設定手段として機能するコントローラ４Ｂで演算を行って決める。その演算の結果、左前の車輪２Ｂの調整を行うのであれば、モータ３Ｂの目標駆動力を算出し、信号化された目標駆動力信号をそのままモータ３Ｂに出力する。また、左右後の車輪２Ｃ，２Ｄのトルクの調整を行うのであれば、車輪２Ｃ，２Ｄに対応するモータ３Ｃ，３Ｄの目標駆動力を算出する。その目標駆動力を信号化して目標駆動力信号とし、通信リンクを介してそれぞれコントローラ４Ｃ，４Ｄに出力する。コントローラ４Ｃ，４Ｄでは、出力された目標駆動力信号をモータ３Ｃ，３Ｄに出力する。具体的には、たとえば図３に示すように、車両直進時であり、右前の車輪２Ａが異常輪となった場合であって、コントローラ４Ｂの演算処理により、右後の車輪２Ｃのトルクを上げる調整を行い、たとえばヨーレートセンサの値が０になるように制御する。この場合、コントローラ４Ｂからコントローラ４Ｃに対して、車輪２Ｃに対応するモータ３Ｃの目標駆動力信号が通信リンクを経て出力される。そして、コントローラ４Ｃからモータ３Ｃに対して目標駆動力信号を出力され、モータ３Ｃの目標駆動力が調整されることにより、車輪２Ｃのトルクが調整される。
【００２５】
その後、トルクの調整が済んだら、再びステップＳ１に戻り、空気圧センサ５Ａ〜５Ｄを用いた各車輪の空気圧の監視を継続する。
【００２６】
このように、本実施形態に係る車両制御装置では、異常輪が発生したときに、異常輪のトルクを小さくする。このときに、他の正常な車輪との間でのバランスを崩すことなく、車両の走行状態が目標状態となるように、他の正常な車輪の制御を行っている。したがって、無駄なエネルギーのロスを効果的に防止するとともに、車両の挙動を乱すことなく、良好な走行状態を維持する車両の駆動制御を行うことができる。
【００２７】
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、上記実施形態では空気圧センサで空気圧を検出することによって異常輪の判定を行っているが、たとえば車輪の形状を検出することにより、その扁平状況などの形状の変化に着目して、車輪の異常を判定することもできる。
【００２８】
また、車輪としてテンパータイヤ（応急用のタイヤ）やスタッドレスタイヤなどの特殊なタイヤを装着している場合には、通常のタイヤを装着している場合と比較すると、トラクションの限界が低く、その意味で異常輪を装着しているとみなすことができる。そのため、これらの特殊なタイヤを装着しているか否かの検出手段を設け、または装着したタイヤをドライバが指定できるようにして、特殊なタイヤを装着しているときには、異常輪を装着しているとして、上記の制御を行う態様とすることもできる。
【００２９】
さらに、上記の実施形態では、ヨーの発生を抑えるために、右後の車輪のみのトルクを上げる制御を行っているが、適宜、状況に応じて、その他の車輪のトルクに対して制御を行う態様とすることもできる。また、上記実施形態では、コントローラ４Ｂを目標駆動力設定手段としているが、目標駆動力設定手段を別個に設けることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、異常な車輪があるときに車両の走行の安定を図る際に、エネルギーの無駄な消費を防止することができる車両の駆動制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動制御装置を備える車両の概要を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る駆動制御装置による制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】右前車輪が異常輪である場合のヨーの発生状態の例を説明する模式図である。
【符号の説明】
１…車両、２Ａ…異常輪（車輪）、２Ｂ〜２Ｄ…車輪、３Ａ〜３Ｄ…モータ、４Ａ〜４Ｄ…コントローラ、５Ａ〜５Ｄ…空気圧センサ、６…バッテリ、７…ヨーレートセンサ、８…舵角センサ、９…アクセルセンサ、１０…ブレーキセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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