(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各輪を個別に駆動可能な複数の電動機と、該複数の電動機に対する夫々の駆動指令を算出し、算出した各駆動指令に応じて前記複数の電動機を駆動制御する制御手段と、を備えた車両用駆動制御装置において、
前記制御手段は、算出した何れかの前記駆動指令値が不感帯の領域と重なるか否かを判定し、算出した何れかの前記駆動指令が不感帯の領域と重なるときに、当該駆動指令を不感帯の領域外に補正することを特徴とする車両用駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記駆動指令を不感帯の領域外に補正する際、左輪及び右輪への前記駆動指令の差分を維持するように、前記夫々の駆動指令を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、算出した何れかの前記駆動指令が不感帯の領域と重なるときに、当該駆動指令を、その絶対値が不感帯の領域外の最小値となるように補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、操舵輪に対する前記駆動指令を、左輪及び右輪への差分が最小となるように算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記駆動指令の正負が不感帯の領域外で切換わるとき、当該駆動指令を、その絶対値が不感帯の領域外の最小値から増加するように補正することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各輪を個別に駆動可能な複数の電動モータを備え、例えば何れかのモータ異常を検知したときに、各輪への駆動力の配分を制御して左右輪の駆動力差を調整することにより、車両挙動の安定を図るものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３２８５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両駆動用の一般的な電動モータでは、主に電流センサの分解能に起因した振動（駆動力の変動）を抑制するために、電流値やトルクが０となる付近に不感帯が設けられている。しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、この不感帯による駆動力の誤差を考慮していないので、各輪の駆動力の配分を制御する際に、車両挙動が不安定になったり、駆動力の変動に伴う振動が発生したりする可能性がある。
そこで、本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、電動モータの不感帯による駆動力の誤差を排除し、車両挙動を安定させ且つ車両振動を抑制することのできる車両用駆動制御装置の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明に係る車両用駆動制御装置は、各輪を個別に駆動可能な複数の電動機を備え、複数の電動機に対する夫々の駆動指令を算出し、算出した各駆動指令に応じて複数の電動機を駆動制御するものであって、算出した何れかの駆動指令が不感帯の領域と重なるか否かを判定し、算出した何れかの駆動指令が不感帯の領域と重なるときに、その駆動指令を不感帯の領域外に補正することを特徴とする。
ここで、不感帯の領域とは、電動機が有効に作動しない駆動指令の範囲である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る車両用駆動制御装置によれば、夫々の駆動指令を不感帯の領域と重ならないように算出する、或いは算出した何れかの駆動指令が不感帯の領域と重なるときに、その駆動指令を不感帯の領域外に補正することで、電動機の不感帯の領域による駆動力の誤差を排除し、車両挙動を安定させ且つ車両振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の概略構成図であり、各車輪１ｉ（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を、夫々、電動モータ２ｉによって個別に駆動可能な電動駆動車両である。各電動モータ２ｉへの電力は、バッテリ３から供給され、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）方式のインバータ４ｉによって直流を交流に変換してから供給される。
【０００７】
各電動モータ２ｉを駆動制御するはコントローラ５で、このコントローラ５は、後述する駆動制御処理を実行し、インバータ４ｉに内蔵されたスイッチング素子のデューティ比を調整すると共に、電動モータ２ｉの界磁電流を調整することにより、各電動モータ２ｉのトルクを制御する。
なお、コントローラ５には、モニタ回路６で検出する電流値及び電圧値と、車速センサ７で検出する車速と、舵角センサ８で検出する操舵角と、ヨーレイトセンサ９で検出するヨーレイトと、加速度センサ１０で検出する横加速度と、アクセルセンサ１１で検出するアクセル操作量と、ブレーキセンサ１２で検出するブレーキ操作量と、が入力される。
【０００８】
次に、コントローラ５で実行される駆動制御処理を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
先ずステップＳ１では、目標前後加速度Ｘｇを達成するのに必要な総トルク指令Ｔａを算出する。なお、目標前後加速度Ｘｇはアクセル操作量に応じて算出する。
続くステップＳ２では、総トルク指令Ｔａを均等に分割し、各電動モータ２ｉへのトルク指令ＴａFL〜ＴａRRとして配分する。例えば、図３に示すように、Ｔａ＝４の場合、フロント左をＴａFL＝１、フロント右をＴａFR＝１、リヤ左をＴａRL＝１、リヤ右をＴａRR＝１とする。勿論、発進時や加速時には荷重が後側に移動するので後輪への配分を増加させたり、クルーズ時には後輪への配分を減少させることで直進安定性の向上を図ったりして、車両の走行状態に応じて配分してもよい。
【０００９】
続くステップＳ３では、下記（１）式に示すように、目標ヨーレイトγを達成するのに必要な総トルク指令Ｔｙを算出する。目標ヨーレイトγは、左旋回を正値とし、右旋回を負値とする。ここで、Ｊは車両平面重心回りの慣性能率、Ｌはトレッド、Ｒはタイヤ動半径、Ｆｚは横加速度から算出される輪荷重係数である。
【００１０】
【数１】
0004650207.tif 000002
【００１１】
なお、目標ヨーレイトγは下記（２）式に従って算出する。ここで、Ｋはステアリング特性係数（ＮＳ＝０）、Ｖは車速、Ｄはホイールベース、δは操舵角である。
【００１２】
【数２】
0004650207.tif 000003
【００１３】
続くステップＳ４では、総トルク指令Ｔｙを均等に分割し、且つ旋回内輪を負値、旋回外輪を正値とし、各電動モータ２ｉへのトルク指令ＴｙFL〜ＴｙRRとして配分する。例えば、図３に示すように、左旋回でＴｙ＝＋０.８の場合、フロント左をＴｙFL＝−０.２、フロント右をＴｙFR＝＋０.２、リヤ左をＴｙRL＝−０.２、リヤ右をＴｙRR＝＋０.２とする。
【００１４】
続くステップＳ５では、トルク指令Ｔａｉ及びＴｙｉの加算によって、各トルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRを算出する。すなわち、図３に示すように、総トルク指令Ｔａ＝４、総トルク指令Ｔｙ＝＋０.８の場合、フロント左がＴｔFL＝ＴａFL＋ＴｙFL＝０.８、フロント右がＴｔFR＝ＴａFR＋ＴｙFR＝１.２、リヤ左がＴｔRL＝ＴａRL＋ＴｙRL＝０.８、リヤ右がＴｔRR＝ＴａRR＋ＴｙRR＝１.２となる。
【００１５】
続くステップＳ６では、トルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRの何れかが不感帯の領域と重なっているか否かを判定する。
ここで、不感帯の領域とは、電動モータ２が有効に作動しないトルク指令Ｔｔの範囲のことであり、主に電流センサの分解能に起因した振動（駆動力の変動）を抑制することを目的として電流値やトルクが０となる付近に設けられている。例えば、図４に示すように、トルク指令が『−１＜Ｔｔ＜＋１』の範囲にあるときに、実際に出力されるモータトルクは『Ｔｍ＝０』となり、トルク指令が『Ｔｔ≦−１』となるときに、モータトルクが『Ｔｍ≦−１』となり、トルク指令が『Ｔｔ≧１』となるときに、モータトルクが『Ｔｍ≧１』となる。
【００１６】
ここで、トルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRの何れかが不感帯の領域と重なっているときにはステップＳ７に移行する。一方、トルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRの何れも不感帯の領域と重なっていなければステップＳ８に移行する。
ステップＳ７では、各トルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRを、不感帯の領域と重ならないように、且つ左輪及び右輪へのトルク指令の差分（〔ＴｔFL＋ＴｔRL〕−〔ＴｔFR＋ＴｔRR〕）を維持するように補正する。
【００１７】
具体的には、先ず不感帯の領域と重なっているトルク指令Ｔｔを、その絶対値が不感帯の領域外の最小値となるように補正する。例えば、図５に示すように、フロント左とリヤ左のトルク指令が共にＴｔ＝０.８で不感帯の領域と重なっている場合（Ｔｔ＜１）、これらフロント左とリヤ左のトルク指令を共にＴｔ＝１.０に補正する。そして、左輪及び右輪へのトルク指令の差分を維持するために、フロント右とリヤ右のトルク指令を共にＴｔ＝１.２からＴｔ＝１.４へと補正する。
続くステップＳ８では、各トルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRに応じて夫々の電動モータ２ＦＬ〜２ＲＲを駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
【００１８】
なお、トルク指令Ｔｔの正負が不感帯の領域外で切換わるときは、このトルク指令Ｔｔを、その絶対値が不感帯の領域外の最小値から増加するように補正するものとする。つまり、『Ｔｔ＞１』の状態から『Ｔｔ＜−１』の状態へと移行するときには、トルク指令をＴｔ＝−１から増加させ、逆に『Ｔｔ＜−１』の状態から『Ｔｔ＞１』の状態へと移行するときには、トルク指令をＴｔ＝１から増加させる。
以上より、電動モータ２ＦＬ〜２ＲＲが「複数の電動機」に対応し、コントローラ５で実行される図２の駆動制御処理が「制御手段」に対応する。また、トルク指令Ｔｔが「駆動指令」に対応する。
【００１９】
次に、上記実施形態の動作や作用効果について説明する。
車両駆動用の一般的な電動モータでは、前述したように、トルク指令Ｔｔに応じたモータトルクＴｍを出力できない不感帯の領域が設けられている。そのため、トルク指令Ｔｔによって電動モータ２を駆動しても、トルク指令Ｔｔが不感帯の領域と重なるときに、電動モータ２で実際に出力されるモータトルクＴｍが０になってしまい誤差が生じてしまう。
【００２０】
例えば、図６に示すように、総トルク指令がＴａ＝４、Ｔｙ＝０のときに、各トルク指令をＴｔｉ＝１として略直進走行しているとする。この状態から、総トルク指令がＴａ＝４、Ｔｙ＝＋０.８となり、これを各トルク指令に配分すると、前述したようにフロント左とリヤ左が共にＴｔ＝０.８となり、フロント右とリヤ右が共にＴｔ＝１.２となる。したがって、フロント左とリヤ左は不感帯の領域と重なることでモータトルクがＴｍ＝０になってしまうので、目標ヨーレイトγや目標前後加速度Ｘｇを達成できなくなり、車両挙動が不安定になったり、モータトルクＴｍの変動に伴う振動が発生したりする可能性がある。
【００２１】
そこで、本実施形態では、各トルク指令Ｔｔｉを不感帯の領域と重ならないように算出する。すなわち、所定の割合で配分した各トルク指令Ｔｔｉのうち、不感帯の領域と重なるトルク指令Ｔｔを検出したら（ステップＳ６の判定が“Yes”）、そのトルク指令Ｔｔを不感帯の領域外に補正する。このとき、不感帯の領域に重なったトルク指令Ｔｔを、不感帯の領域外に補正する際、左輪及び右輪へのトルク指令Ｔｔの差分（〔ＴｔFL＋ＴｔRL〕−〔ＴｔFR＋ＴｔRR〕）を維持するように、各トルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRを補正する。
【００２２】
すなわち、図７に示すように、フロント左とリヤ左のトルク指令を共にＴｔ＝０.８からＴｔ＝１.０へと補正すると共に、フロント右とリヤ右のトルク指令を共にＴｔ＝１.２からＴｔ＝１.４へと補正する。
これにより、上記のような不感帯の領域による駆動力の誤差を排除し、車両挙動を安定させることができる。また、モータトルクＴｍの変動を抑制することもできるので、図８に示すように、ヨー角加速度の変動を滑らかにし、車両振動を抑制することもできる。さらに、目標前後加速度Ｘｇや目標ヨーレイトγを確実に達成することができるので、特に車両の直進安定性や良好な旋回性能を確保しつつ、上記の効果を得ることができる。
【００２３】
また、不感帯の領域と重なっているトルク指令Ｔｔを、その絶対値が不感帯の領域外の最小値となるように補正する。これにより、全てのトルク指令ＴｔFL〜ＴｔRRの総和を最小限に留めることができるので、電力消費の増大を防止することができる。
また、トルク指令Ｔｔの正負が不感帯の領域外で切換わるときは、このトルク指令Ｔｔを、その絶対値が不感帯の領域外の最小値から増加するように補正する。これにより、モータトルクＴｍの急変を抑制することができるので、車両振動の発生を抑制することができる。
【００２４】
なお、上記の一実施形態では、目標ヨーレイトγを達成するのに必要な総トルク指令Ｔｙを、全輪に均等に配分しているが、これに限定されるものではない。操舵輪のモータトルクＴｍが左右輪で異なると、ステアリング系に入力されるアンバランスなトルク反力によって運転者に違和感を与える可能性があるので、操舵輪に対するトルク指令Ｔｔは、左右輪での差分を可及的に小さくすることが望ましい。そこで、操舵輪に対するトルク指令Ｔｔの左右輪での差分が０となるように、総トルク指令Ｔｙは後輪のみに配分するようにしてもよい。これにより、ステアリング系に入力されるアンバランスなトルク反力を軽減することが出来るので、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００２５】
また、上記の一実施形態では、４輪全てを個別に駆動可能な構成としているが、これに限定されるものではない。要は、複数の車輪を個別に駆動可能な構成であればよいので、例えば前輪をエンジンで駆動し、リヤの左右輪を夫々個別に駆動な構成としてもよい。さらには、本発明を、２輪車両や３輪車両、或いは５輪以上の車両に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図３】トルク指令の配分を説明する図である。
【図４】電動モータの不感帯の領域を説明する図である。
【図５】トルク指令の補正について説明した図である。
【図６】トルク指令が不感帯の領域と重なるときのタイムチャートである。
【図７】トルク指令を補正したときのタイムチャートである。
【図８】ヨー角加速度のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  車輪
２ＦＬ〜２ＲＲ  電動モータ
３  バッテリ
４ＦＬ〜４ＲＲ  インバータ
５  コントローラ
６  モニタ回路
７  車速センサ
８  舵角センサ
９  ヨーレイトセンサ
１０  加速度センサ
１１  アクセルセンサ
１２  ブレーキセンサ
【図１】
0004650207.tif 000004
【図２】
0004650207.tif 000005
【図３】
0004650207.tif 000006
【図４】
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【図５】
0004650207.tif 000008
【図６】
0004650207.tif 000009
【図７】
0004650207.tif 000010
【図８】
0004650207.tif 000011