(57)【要約】【課題】それぞれの駆動モータで左右輪が個別に駆動される車両であっても、簡易な手段で直進走行時の安定性を向上できる。【解決手段】左右後輪３Ｌ、３Ｒをそれぞれ駆動する駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを備える。その２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲは、エンジンで駆動される発電機７からの電力によって駆動される。２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲと発電機７とは電気的に直列に接続されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右で対をなす車輪の組を１組以上備える車両において、少なくとも上記１組の左右輪の各輪をそれぞれ個別に駆動する複数のモータと、その複数のモータに電力を供給する電源とを備え、
上記電源に対し、左右で対をなす車輪をそれぞれ駆動する複数のモータを電気的に直列に接続したことを特徴とする車両の駆動制御装置。
【請求項２】
内燃機関を備えた車両の駆動装置において、上記電源は、上記内燃機関の動力で駆動される発電機からなることを特徴とする請求項１に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項３】
それぞれ個別のモータで駆動される上記車輪のうちの、左右で対をなす左右輪の駆動力差を検出する駆動力差検出手段と、その駆動力差検出手段の検出に基づき上記左右輪をそれぞれ駆動する各モータの界磁電流値を補正する界磁電流補正手段とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項４】
上記界磁電流補正手段は、車両が直進走行時と判定した場合に上記補正を行い、駆動力差検出手段の検出に基づき左右輪の駆動力が等しくなる方向に左右の車輪に接続する各モータの界磁電流値を補正することを特徴とする請求項３に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項５】
上記界磁電流補正手段は、相対的に、発生駆動力が大きい車輪側のモータの界磁電流値を下げると共に、発生駆動力が小さい車輪側のモータの界磁電流値を上げることで補正することを特徴とする請求項４に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項６】
上記界磁電流補正手段は、同時期に補正する、各モータの界磁電流の補正値の絶対値を等しくすることを特徴とする請求項５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、車輪の全部若しくは一部をモータで駆動する車両の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の車輪の一部をモータで駆動する従来の駆動制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
この駆動制御装置では、左右前輪をエンジンで駆動すると共に左右後輪の各輪を個別のモータで駆動する構成となっている。左右後輪をそれぞれ駆動する２台のモータを車両後側の車幅方向中央部に配置し、各モータを、それぞれの減速機を介して対応する車輪に連結している。
【０００３】
上記２台のモータは、電源である第２ジェネレータから電力が供給されると共に電子制御ユニットによって界磁電流が制御されることで起電力、さらには接続される各車輪での発生駆動力を制御する。そして、従来技術にあっては、第２ジェネレータなどからなる電源と２台のモータとは、電気的に並列に接続されて構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３１８４７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように左右各輪を個別に駆動するモータが車幅方向中央部に配置されると、その分、後部のフロア高さが高くなってしまう。
また、電源に対し２台のモータが並列に接続されていることから、モータの直流抵抗値や逆起電圧のバラツキによって、２台のモータの電機子電流値が異なる結果、左右輪の発生駆動力に差が生じるおそれがある。この駆動力の左右差は、直進走行時における安定性に影響が出る。
【０００６】
本発明は、上記のよな問題点に着目してなされたもので、左右輪がそれぞれの駆動モータで個別に駆動される車両であっても、簡易な手段で直進走行時の安定性を向上できることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、左右で対をなす車輪の組を１組以上備える車両において、少なくとも上記１組の左右輪の各輪をそれぞれ個別に駆動する複数のモータと、その複数のモータに電力を供給する電源とを備え、
上記電源に対し、左右で対をなす車輪をそれぞれ駆動する複数のモータを電気的に直列に接続したことを特徴とするものである。
「左右で対をなす車輪の組」とは、左右前輪及び左右後輪の４輪からなる車両にあっては、左右前輪で１組となり、左右後輪が別の１組となる。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、共通の電源に対し、左右輪のモータが直列に接続される結果、各モータへの電機子電流値が等しくなることから、左右輪の発生駆動力を同じ値に調整しやすくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。
この図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、内燃機関であるエンジン２によって駆動されると共に、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、それぞれ駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲによって個々に駆動可能となっている。すなわち、左右の後輪３Ｌ、３Ｒは、それぞれ個別の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲによって駆動されるようになっている。
【００１０】
本実施形態では、上記各駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動軸はそれぞれ、図２に示すように、対応する後輪３Ｌ、３Ｒの車軸に、減速機１１ＲＬ、１１ＲＲ及びクラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲを介して直接接続されている。
また、上記エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション３０及びディファレンスギア３１を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されるようになっている。
【００１１】
上記トランスミッション３０には、現在の変速のレンジを検出するシフト位置検出手段３２が設けられ、該シフト位置検出手段３２は、検出したシフト位置信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
上記エンジン２の吸気管路１４（例えばインテークマニホールド）には、メインスロットルバルブ１５とサブスロットルバルブ１６が介装されている。メインスロットルバルブ１５は、アクセル開度指示装置（加速指示操作部）であるアクセルペダル１７の踏み込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。このメインスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量に機械的に連動するか、あるいは当該アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ４０の踏み込み量検出値に応じて、エンジンコントローラ１８が電気的に調整制御することで、そのスロットル開度が調整される。上記アクセルセンサ４０の踏み込み量検出値は、４ＷＤコントローラ８にも出力される。
【００１２】
また、サブスロットルバルブ１６は、ステップモータ１９をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。上記ステップモータ１９の回転角は、駆動モータコントローラ２０からの駆動信号によって調整制御される。なお、サブスロットルバルブ１６にはスロットルセンサが設けられており、このスロットルセンサで検出されるスロットル開度検出値に基づいて、上記ステップモータ１９のステップ数はフィードバック制御される。ここで、上記サブスロットルバルブ１６のスロットル開度をメインスロットルバルブ１５の開度以下等に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジン２の出力トルクを制御することができる。
【００１３】
また、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数検出センサ２１を備え、エンジン回転数検出センサ２１は、検出した信号をエンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
また、符号３４は制動指示操作部を構成するブレーキペダルであって、そのブレーキペダル３４のストローク量がブレーキストロークセンサ３５によって検出される。該ブレーキストロークセンサ３５は、検出したブレーキストローク量を制動コントローラ３６及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１４】
制動コントローラ３６は、入力したブレーキストローク量に応じて、各車輪１Ｌ、２Ｒ、３Ｌ、３Ｒに装備したディスクブレーキなどの制動装置３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲを通じて、車両に作用する制動力を制御する。
また、上記エンジン２の回転トルクＴｅの一部は、無端ベルト６を介して発電機７に伝達されることで、上記発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｈで回転する。
【００１５】
上記発電機７は、出力電圧Ｖを調整するための電圧調整器２２（レギュレータ）を備え、４ＷＤコントローラ８によって発電機制御指令値ｃ１（デューティ比）が制御されることで、界磁電流Ｉｆｈを通じて、エンジン２に対する発電負荷トルクＴｈ及び発電する電圧Ｖが制御される。すなわち、電圧調整器２２は、４ＷＤコントローラ８から発電機制御指令ｃ１（界磁電流値）を入力し、その発電機制御指令ｃ１に応じた値に発電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整すると共に、発電機７の出力電圧Ｖを検出して４ＷＤコントローラ８に出力可能となっている。なお、発電機７の回転数Ｎｈは、エンジン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することができる。
【００１６】
その発電機７が発電した電力は、電線９を介して２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに供給可能となっている。発電機７と２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲとは、図３に示すように、電気的に直列に接続されている。
上記電線９の途中にはジャンクションボックス１０が設けられている。ジャンクションボックス１０内には電流センサ２３が設けられ、該電流センサ２３は、発電機７から２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに供給される電力の電流値Ｉａを検出し、当該検出した電機子電流信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。また、電線９を流れる電圧値（駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの電圧）が４ＷＤコントローラ８で検出される。符号２４は、リレーであり、４ＷＤコントローラ８から指令によって駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに供給される電圧（電流）の遮断及び接続が制御される。
【００１７】
また、上記２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲは、４ＷＤコントローラ８からの指令によって界磁電流が個別に制御され、その界磁電流の調整によってそれぞれ接続する後輪３Ｌ、３Ｒへの駆動トルクが調整される。
上記各駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動軸の回転数Ｎｍを検出する駆動モータ用回転数センサ２６を備え、該駆動モータ用回転数センサ２６は、検出した駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。駆動モータ用回転数センサ２６は、入力軸側回転速度検出手段を構成する。
【００１８】
また、上記各クラッチ１２は、油圧クラッチや電磁クラッチであって、４ＷＤコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じて接続状態又は切断状態となる。
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１９】
４ＷＤコントローラ８は、図４に示すように、発電機制御部８Ａ、リレー制御部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、クラッチ制御部８Ｄ、余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、及び余剰トルク変換部８Ｇを備える。
上記発電機制御部８Ａは、電圧調整器２２を通じて、発電機７の発電電圧Ｖをモニターしながら、当該発電機７の発電機指令値ｃ１を出力して界磁電流Ｉｆｈを調整する。
【００２０】
リレー制御部８Ｂは、発電機７から駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲへの電力供給の遮断・接続を制御する。
クラッチ制御部８Ｄは、上記クラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲにクラッチ制御指令を出力することで、クラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲの状態を制御する。
また、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づき、余剰トルク演算部８Ｅ→目標トルク制限部８Ｆ→余剰トルク変換部８Ｇの順に循環して処理が行われる。
【００２１】
次に、余剰トルク演算部８Ｅでは、図５に示すような処理を行う。
すなわち、先ず、ステップＳ１０において、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲからの信号に基づき演算した、前輪１Ｌ、１Ｒ（主駆動輪）の車輪速から後輪３Ｌ、３Ｒ（従駆動輪）の車輪速を減算することで、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ量であるスリップ速度ΔＶＦを求め、ステップＳ２０に移行する。
【００２２】
ここで、スリップ速度ΔＶＦの演算は、例えば、次のように行われる。
前輪１Ｌ、１Ｒにおける左右輪速の平均値である平均前輪速ＶＷｆ、及び後輪３Ｌ、３Ｒにおける左右輪速の平均値である平均後輪速ＶＷｒを、それぞれ下記式により算出する。
ＶＷｆ＝（ＶＷｆｌ＋ＶＷｆｒ）／２
ＶＷｒ＝（ＶＷｒｌ＋ＶＷｒｒ）／２
次に、上記平均前輪速ＶＷｆと平均後輪速ＶＷｒとの偏差から、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒのスリップ速度（加速スリップ量）ΔＶＦを、下記式により算出する。
ΔＶＦ  ＝  ＶＷｆ  −ＶＷｒ
【００２３】
ステップＳ２０では、上記求めたスリップ速度ΔＶＦが所定値、例えばゼロより大きいか否かを判定する。スリップ速度ΔＶＦが０以下と判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていないと推定されるので、ステップＳ３０に移行し、Ｔｈにゼロを代入した後、復帰する。
【００２４】
一方、ステップＳ２０において、スリップ速度ΔＶＦが０より大きいと判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていると推定されるので、ステップＳ４０に移行する。
ステップＳ４０では、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑えるために必要な吸収トルクＴΔＶＦを、下記式によって演算してステップＳ５０に移行する。この吸収トルクＴΔＶＦは加速スリップ量に比例した量となる。
【００２５】
ＴΔＶＦ  ＝  Ｋ１  ×  ΔＶＦ
ここで、Ｋ１は、実験などによって求めたゲインである。
ステップＳ５０では、現在の発電機７の負荷トルクＴＧを、下記式に基づき演算したのち、ステップＳ６０に移行する。
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ここで、
Ｖ  ：発電機７の電圧
Ｉａ：発電機７の電機子電流
Ｎｈ：発電機７の回転数
Ｋ３：効率
Ｋ２：係数
である。
ステップＳ６０では、下記式に基づき、余剰トルクつまり発電機７で負荷すべき目標の発電負荷トルクＴｈを求め、復帰する。
【００２６】
Ｔｈ  ＝  ＴＧ  ＋  ＴΔＶＦ
次に、目標トルク制限部８Ｆの処理について、図６に基づいて説明する。
すなわち、まず、ステップＳ１１０で、上記目標発電負荷トルクＴｈが、発電機７の最大負荷容量ＨＱより大きいか否かを判定する。目標発電負荷トルクＴｈが当該発電機７の最大負荷容量ＨＱ以下と判定した場合には、復帰する。一方、目標発電負荷トルクＴｈが発電機７の最大負荷容量ＨＱよりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１２０に移行する。
【００２７】
ステップＳ１２０では、目標の発電負荷トルクＴｈにおける最大負荷容量ＨＱを越える超過トルクΔＴｂを下記式によって求め、ステップＳ１３０に移行する。
ΔＴｂ＝  Ｔｈ  −  ＨＱ
ステップＳ１３０では、エンジン回転数検出センサ２１及びスロットルセンサからの信号等に基づいて、現在のエンジントルクＴｅを演算してステップＳ１４０に移行する。
【００２８】
ステップＳ１４０では、下記式のように、上記エンジントルクＴｅから上記超過トルクΔＴｂを減算したエンジントルク上限値ＴｅＭを演算し、求めたエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジンコントローラ１８に出力した後に、ステップＳ１５０に移行する。
ＴｅＭ  ＝Ｔｅ  −ΔＴｂ
ステップＳ１５０では、目標発電負荷トルクＴｈに最大負荷容量ＨＱを代入した後に、復帰する。
【００２９】
次に、余剰トルク変換部８Ｇの処理について、図７に基づいて説明する。
なお、この余剰トルク変換部８Ｇの処理の全部若しくは１部の処理については、駆動モータ毎に個別に実施しても良い。
まず、ステップＳ２００で、Ｔｈが０より大きいか否かを判定する。Ｔｈ＞０と判定されれば、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしているので、ステップＳ２２０に移行する。また、Ｔｈ≦０と判定されれば、前輪１Ｌ、１Ｒは加速スリップしていない状態であるので、そのまま復帰する。
【００３０】
次に、ステップＳ２２０では、駆動モータ用回転数センサ２１が検出した駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍを入力し、その駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに応じた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍを算出し、当該目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍを電動モータ制御部８Ｃに出力した後、ステップＳ２３０に移行する。
【００３１】
ここで、上記駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに対する目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍは、回転数Ｎｍが所定回転数以下の場合には一定の所定電流値とし、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが所定の回転数以上になった場合には、公知の弱め界磁制御方式で駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流Ｉｆｍを小さくする。すなわち、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが高速回転になると駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの誘起電圧Ｅの上昇により駆動モータトルクが低下することから、上述のように、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍが所定値以上になったら駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流Ｉｆｍを小さくして誘起電圧Ｅを低下させることで駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに流れる電流を増加させて所要駆動モータトルクを得るようにする。この結果、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが高速回転になっても駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの誘起電圧Ｅの上昇を抑えて駆動モータトルクの低下を抑制するため、所要の駆動モータトルクを得ることができる。また、駆動モータ界磁電流Ｉｆｍを所定の回転数未満と所定の回転数以上との２段階で制御することで、連続的な界磁電流制御に比べ制御の電子回路を安価にできる。
【００３２】
なお、所要の駆動モータトルクに対し駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに応じて界磁電流Ｉｆｍを調整することで駆動モータトルクを連続的に補正する駆動モータトルク補正手段を備えても良い。すなわち、２段階切替えに対し、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに応じて駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流Ｉｆｍを調整すると良い。この結果、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが高速回転になっても駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの誘起電圧Ｅの上昇を抑え駆動モータトルクの低下を抑制するため、所要の駆動モータトルクを得ることができる。また、なめらかな駆動モータトルク特性にできるため、２段階制御に比べ車両は安定して走行できるし、常に駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動効率が良い状態にすることができる。
【００３３】
次に、ステップＳ２３０では、上記余剰トルク演算部８Ｅが演算した発電負荷トルクＴｈに基づきマップなどから対応する目標駆動モータトルクＴｍ（ｎ）を算出して、ステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２４０では、上記目標駆動モータトルクＴｍ（ｎ）及び目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍを変数として、マップなどに基づき、対応する目標電機子電流Ｉａを求め、ステップＳ３１０に移行する。
【００３４】
ステップＳ３１０では、上記目標電機子電流Ｉａに基づき、発電機制御指令値であるデューティ比ｃ１を演算し出力した後に、復帰する。
次に、モータ制御部８Ｃの処理を説明する。モータ制御部８Ｃでは、余剰トルク変換部８Ｇが求めた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍとなるように、２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流をそれぞれ調整することで、当該駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲのトルクを所要の値に調整する。
【００３５】
次に、エンジンコントローラ１８の処理について説明する。
エンジンコントローラ１８では、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づいて図８に示すような処理が行われる。
すなわち、まずステップＳ６１０で、アクセルセンサ４０からの検出信号に基づいて、運転者の要求する目標出力トルクＴｅＮを演算して、ステップＳ６２０に移行する。
【００３６】
ステップＳ６２０では、４ＷＤコントローラ８から制限出力トルクＴｅＭの入力があるか否かを判定する。入力が有ると判定するとステップＳ６３０に移行する。一方、入力が無いと判定した場合にはステップＳ６７０に移行する。
ステップＳ６３０では、目標出力トルクＴｅＮが制限出力トルクＴｅＭよりも大きいか否かを判定する。制限出力トルクＴｅＭよりも目標出力トルクＴｅＮの方が大きいと判定した場合には、ステップＳ６４０に移行する。一方、制限出力トルクＴｅＭの方が大きいか目標出力トルクＴｅＮと等しければステップＳ６７０に移行する。
【００３７】
ステップＳ６４０では、目標出力トルクＴｅＮに制限出力トルクＴｅＭを代入することで目標出力トルクＴｅＮを減少して、ステップＳ６７０に移行する。
ステップＳ６７０では、スロットル開度やエンジン回転数などに基づき、現在の出力トルクＴｅを算出してステップＳ６８０に移行する。
ステップＳ６８０では、現在の出力トルクＴｅに対する目標出力トルクＴｅＮのの偏差分ΔＴｅ′を下記式に基づき出力して、ステップＳ６９０に移行する。
【００３８】
ΔＴｅ′  ＝ＴｅＮ  −  Ｔｅ
ステップＳ６９０では、その偏差分ΔＴｅに応じたスロットル開度θの変化分Δθを演算し、その開度の変化分Δθに対応する開度信号を上記ステップモータ１９に出力して、復帰する。
次に、上記構成の装置における作用などについて説明する。
【００３９】
路面μが小さいためや運転者によるアクセルペダル１７の踏み込み量が大きいなどによって、エンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されたトルクが路面反力限界トルクよりも大きくなると、つまり、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップすると、各クラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲが接続されると共に、その加速スリップ量に応じた発電負荷トルクＴｈで発電機７が発電することで、４輪駆動状態に移行する。続いて、前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される駆動トルクが、当該前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクに近づくように調整されることで、２輪駆動状態に移行する。この結果、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒでの加速スリップが抑えられる。
【００４０】
しかも、発電機７で発電した余剰の電力によって駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが駆動されて従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒも駆動されることで、車両の加速性が向上する。
このとき、主駆動輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクを越えた余剰のトルクで駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを駆動するため、エネルギー効率が向上し、燃費の向上に繋がる。
【００４１】
４輪駆動状態となったときに、共通の電源である発電機７から左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに対して電機子電流が供給されるが、図３に示すように、発電機７に対して左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが直列に接続されている結果、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの電機子電流が同じとなり、当該左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動トルクが同じ値に、さらには、その各駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに駆動される左右輪で発生する駆動力が同じ値になる。この結果、左右後輪３Ｌ、３Ｒが個別にモータで駆動される車両であっても、車両の直進走行時の安定性が向上する。
【００４２】
また、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲは、それぞれ対応する車輪の近傍に配置される結果、つまり、車両中央部に２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを配置しない結果、車体後側のフロアを下げてフロアスペースを大きくする効果も有する。
もっとも、従来例のように、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを車幅方向中央部に配置してもよい。
【００４３】
ここで、上記実施形態では、前輪が加速スリップした場合に後輪３Ｌ、３Ｒを駆動する構成で説明しているが、アクセル開度などに応じて４輪駆動状態に移行するシステムであっても適用可能である。また、４ＷＤスイッチを設け、４ＷＤスイッチによって４輪駆動状態と２輪駆動状態とを切り替える駆動制御構成であっても良い。すなわち、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動制御は上記制御に限定されない。
【００４４】
また、上記実施形態では、発電機７の発電した電圧で駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを駆動して４輪駆動を構成する場合で説明しているが、これに限定されない。２台の駆動駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲヘ電力供給できる共通のバッテリを備えるシステムに採用しても良い。この場合には、バッテリから電力を供給するようにすればよいし、さらにはバッテリからの供給と共に発電機７からの電力供給も併行して行うようにしてもよい。
【００４５】
または、上記実施形態では、主駆動源として内燃機関を例示しているが、主駆動源をモータから構成しても良い。
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部分については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同じであるが、モータ制御部８Ｃの処理が異なる。
【００４６】
本実施形態のモータ制御部８Ｃは、図９に示すように、作動判定部５０、目標ヨーレート検出部５１、実ヨーレート検出部５２、上記偏差演算部５３、極性反転部５４、左後輪制御部５５、及び右後輪制御部５６を備える。偏差演算部５３が、駆動力差検出手段を構成し、極性反転部５４、左後輪制御部５５、及び右後輪制御部５６が、界磁電流補正手段を構成する。
【００４７】
作動判定部５０は、２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流指令値を補正するか否かを判定する。作動判定部５０は、次の▲１▼〜▲３▼の条件を満足していると判定すると、界磁電流指令値を補正を実施するとして、目標ヨーレート検出部５１、実ヨーレート検出部５２に起動指令を出力する。また、下記の▲１▼〜▲３▼の条件を満足し無くなると、停止指令を出力する。
【００４８】
▲１▼Ｔｈ＞０、つまり、発電機７が発電して４輪駆動状態となっている。
▲２▼ＴＣＳ制御などの強制制動制御が実施されていない。
▲３▼ステアリングホイールの操舵角がゼロ近傍、つまり、操舵角の絶対値が所定角度以内である。所定角度とは、運転者が直進走行を指示しているとされる、ステアリングホイールの操作量の範囲内であることを指す。
【００４９】
次に、目標ヨーレート検出部５１は、起動指令を入力すると作動を開始して、舵角センサからの操舵角検出値を入力すると共に車速センサから車速を入力して、公知の計算によって目標ヨーレートを演算して偏差演算部５３に連続的に出力する。
同様に、実ヨーレート検出部５２は、ヨーレートセンサからの信号に基づき実ヨーレート値を偏差演算部５３に連続的に出力する。
【００５０】
偏差演算部５３は、入力した目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差を演算して、その偏差量に応じた値を、直接に左後輪制御部５５へ出力すると共に、極性反転部５４を介して極性を反転させてから右後輪制御部５６に出力する。
上記偏差演算部５３は、作動増幅部５３Ａ、積分回路５３Ｂ、及びサンプル／ホールド回路５３Ｃから構成される。作動増幅部５３Ａは、目標ヨーレートよりも実ヨーレートが右旋回傾向にある場合を「プラス値」、左旋回傾向にある場合を「マイナス値」として偏差量を求め、続いて積分回路５３Ｂで、例えば時定数１秒程度のフィルタでＡＣ分を除去し、サンプル／ホールド回路５３Ｃで車輪スリップ時及び舵角が所定舵角以上の場合には直前の値を保持する処理を行う。
【００５１】
次に、左後輪制御部５５は、余剰トルク変換部８Ｇが求めた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍに偏差演算部５３から入力した偏差値を加算した値を左後輪側駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲのモータ界磁電流となるように制御する。
また、右後輪制御部５６は、余剰トルク変換部８Ｇが求めた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍに偏差演算部５３から入力した、極性を反転した偏差値を加算した値を右後輪側駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲのモータ界磁電流となるように制御する。
【００５２】
本実施形態の作用効果などについて説明する。
理論的には、第１実施形態で説明したように、直進走行状態では、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動トルクは等しいはずであるが、機械・磁界効率の違いなどによって、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動トルクに差が出るおそれがある。これに対して、本実施形態では、目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差から、左右後輪３Ｌ、３Ｒの発生駆動力差に応じた値を演算し、その偏差が小さくなる方向に、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流値をそれぞれ補正しているので、より直進走行時の安定性が向上する。
【００５３】
ここで、界磁電流の補正は、路面摩擦係数の左右アンバランスの影響を受けないように、ＴＣＳ制御などが行われていないグリップ走行時に行っている。さらに、旋回時のヨーレートで偏差を検出しないように舵角がゼロ近傍付近の場合にのみ界磁電流の補正を行うようにしている。
また、界磁電流の変化で２つのモータの端子電圧の和が変化しないように、界磁電流の補正量の絶対値が左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲで同じ値となるように修正している。また、左右の界磁電流の補正値は、一方の値の極性を反転しているだけであるので、演算が簡易である。
【００５４】
その他の構成や作用・効果は第１実施形態と同様である。
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部分については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第２実施形態と同じであるが、モータ制御部８Ｃの処理の一部が異なる。
【００５５】
本実施形態のモータ制御部８Ｃは、図１０に示すように、作動判定部５０、右輪駆動トルク演算部６１、左輪駆動トルク演算部６２、偏差演算部５３、極性反転部５４、左後輪制御部５５、及び右後輪制御部５６を備える。
右輪駆動トルク演算部６１は、右側の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに設けたトルクセンサからの信号に基づき右後輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクを演算して作動増幅部５３Ａに出力する。左輪駆動トルク演算部６２は、左側の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに設けたトルクセンサからの信号に基づき左後輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクを演算して作動増幅部５３Ａに出力する。作動増幅部５３Ａは、右輪駆動トルクが大きいときにプラス値で偏差を出力し、左輪駆動トルクが大きいときにマイナス値で偏差を出力する。
【００５６】
その他のモータ制御部８Ｃの構成は、上記第２実施形態のモータ制御部８Ｃと同じである。
そして、本実施形態では、左右の駆動トルク差から左右輪の発生駆動力の偏差に応じた値を演算し、その偏差が小さくなるように左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流値をそれぞれ補正する。
【００５７】
作用・効果などについては上記第２実施形態と同様である。
次に、第４実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部分については同一の符号を付して説明する。
図１１は本実施形態の駆動制御装置の構成図を示す図である。
本実施形態では、図１１に示すように、左右前輪もそれぞれ、第１実施形態で説明した構造の駆動モータ４ＦＬ、４ＦＲで個別に駆動可能となっている。
【００５８】
そして、４輪にそれぞれ対応する４台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ、４ＦＬ、４ＦＲに対して、上記発電機７から電力が供給可能となっている。本実施形態では、図１２に示すように、共通の電源である発電機７に対して、４台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ、４ＦＬ、４ＦＲは電気的に直列に接続されている。
また、４ＷＤコントローラ８では、アクセル開度に応じて発電機７を発電させると共に、４ＷＤスイッチからの信号に基づき、左右後輪側のクラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲの接続・非接続を実行して４輪駆動状態と２輪駆動状態との切替を行う。なお、主駆動輪が前輪の場合で説明しているが、２輪駆動時に駆動される主駆動輪は後輪３Ｌ、３Ｒであっても良いし、前輪後輪切替スイッチなどを設けて、状況に応じて２輪駆動時に駆動される車輪を前輪若しくは後輪３Ｌ、３Ｒに切替可能になっていても良い。
【００５９】
また、上記第２及び第３実施形態で説明した界磁電流値の補正制御を行う場合には、左右で対になる車輪間で界磁電流値の補正を実施するので、左右前輪間でも上記界磁電流値の補正を、左右後輪間の界磁電流値の補正とは別に行う。
また、上記説明では、４台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ、４ＦＬ、４ＦＲが全て直列に発電機７に接続されると説明しているが、左右で対をなす車輪の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ間が電気的に直列に接続されていればよい。すなわち、図１３に示すように、左右前輪に対応した２個の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを直列に接続すると共に、左右後輪３Ｌ、３Ｒに対応した２個の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを直列に接続するが、発電機７に対して、左右前輪に対応した２個の駆動モータ４ＦＬ、４ＦＲと左右後輪３Ｌ、３Ｒに対応した２個の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲとを並列に接続しても良い。
【００６０】
このように、左右前輪もそれぞれ駆動モータ４ＦＬ、４ＦＲで駆動制御される構成であっても、車両の直進走行における安定性が向上する。
ここで、上記実施形態では、左右後輪側の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの電源と、左右前輪側の駆動モータ４ＦＬ、４ＦＲの電源とを共通の発電機７としているが、左右後輪側の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの電源と、左右前輪側の駆動モータ４ＦＬ、４ＦＲの電源とを別に構成しても良い。要は、左右で対向する車輪の組を駆動するモータが、それぞれ共通の電源に対して直列に接続されていればよい。
【００６１】
次に、第５実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部分については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、図１４に示すように、上記第４実施形態と同様であるが、共通の電源が、図１５に示すように、発電機７、バッテリ７０、及び電流制御回路７１から構成されている。
本実施形態にあっては、バッテリ７０を備えていても、４台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ、４ＦＬ、４ＦＲを直列に接続する結果、電流制御回路７１が１つで済む。
その他の構成や作用・効果については上記第４実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る概略装置構成図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係るモータと車輪との接続を示す構成図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係る発電機と各モータとの接続状態を示す図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係る４ＷＤコントローラを示すブロック図である。
【図５】本発明に基づく第１実施形態に係る余剰トルク演算部の処理を示す図である。
【図６】本発明に基づく第１実施形態に係る目標トルク制御部の処理を示す図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係る余剰トルク変換部の処理を示す図である。
【図８】本発明に基づく実施形態に係るエンジンコントローラの処理を示す図である。
【図９】本発明に基づく第２実施形態に係るモータ制御部を示すブロック図である。
【図１０】本発明に基づく第３実施形態に係るモータ制御部を示すブロック図である。
【図１１】本発明に基づく第４実施形態に係る概略装置構成図である。
【図１２】本発明に基づく第４実施形態に係るモータと車輪との接続を示す構成図である。
【図１３】本発明に基づく第４実施形態に係る別の概略装置構成図である。
【図１４】本発明に基づく第５実施形態に係る概略装置構成図である。
【図１５】本発明に基づく第５実施形態に係るモータと車輪との接続を示す構成図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ    前輪
２    エンジン
３Ｌ、３Ｒ    後輪
４ＲＬ、４ＲＲ、４ＦＬ、４ＦＲ
駆動モータ
６    ベルト
７    発電機
８    ４ＷＤコントローラ
８Ａ    発電機制御部
８Ｂ    リレー制御部
８Ｃ    モータ制御部
８Ｄ    クラッチ制御部
８Ｅ    余剰トルク演算部
８Ｆ    目標トルク制限部
８Ｇ    余剰トルク変換部
９    電線
１０  ジャンクションボックス
１１ＲＬ、１１ＲＲ  減速機
１２ＲＬ、１２ＲＲ  クラッチ
１４  吸気管路
１５  メインスロットルバルブ
１６  サブスロットルバルブ
１８  エンジンコントローラ
１９  ステップモータ
２０  駆動モータコントローラ
２１  エンジン回転数センサ
２２  電圧調整器
２３  電流センサ
２６  駆動モータ用回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ
車輪速センサ
３０  トランスミッション
３１  ディファレンシャル・ギヤ
３２  シフト位置検出手段
３４  ブレーキペダル
３５  ブレーキストロークセンサ
３６  制動コントローラ
３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲ
制動装置
４０  アクセルセンサ
５０    作動判定部
５１    目標ヨーレート検出部
５２    実ヨーレート検出部
５３    偏差演算部
５３Ａ  作動増幅部
５３Ｂ  積分回路
５３Ｃ  サンプル／ホールド回路
５４    極性反転部
５５    左後輪制御部
５６    右後輪制御部
６１    右輪駆動トルク演算部
６２    左輪駆動トルク演算部
７０    バッテリ
７１    電流制御回路
Ｉｆｈ    発電機の界磁電流
Ｖ        発電機の電圧
Ｎｈ      発電機の回転数
Ｉａ      目標電機子電流
Ｉｆｍ    目標駆動モータ界磁電流
Ｅ        駆動モータの誘起電圧
Ｎｍ      駆動モータの回転数（回転速度）
ΔＮｍ    駆動モータの回転加速度
ＴＧ      発電機負荷トルク
Ｔｈ      目標発電機負荷トルク
Ｔｅ      エンジンの出力トルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004312944.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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