JP2007161190A - Electrically-driven vehicle - Google Patents

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Ryoji Mizutani
良治 水谷
Yasuaki Tawara
安晃 田原
Mitsutaka Tsuchida
充孝 土田
Junichiro Sakurai
潤一郎 櫻井
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Toyota Motor Corp
Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrically-driven vehicle furnished with a substitute means of a steering angle sensor. <P>SOLUTION: Motor generators IWMR, IWML are respectively built in front wheels FR, FL and respectively drive the front wheels FR, FL. An ECU 30 computes motor rotational frequency MRNR, MRNL of the motor generators IWMR, IWML in accordance with signals from rotation sensors 20R, 20L. Additionally, the ECU 30 computes an operation angle Δθ of steering by multiplying a differential value of the motor rotational frequency MRNR, MRNL by a previously set conversion coefficient. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動車両に関し、特に、前輪を左右別々のモータで駆動する電動車両に関する。   The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle in which front wheels are driven by separate left and right motors.

特開平９−１１７０１６号公報（特許文献１）は、前輪を左右別々のモータで駆動する電気自動車（Electric Vehicle）を開示する。この電気自動車においては、前輪が左右別々のモータで駆動され、ステアリングホイールの操舵に基づいて左右のモータのトルク配分を変化させる。   Japanese Patent Laid-Open No. 9-117016 (Patent Document 1) discloses an electric vehicle that drives front wheels with separate left and right motors. In this electric vehicle, the front wheels are driven by separate left and right motors, and the torque distribution of the left and right motors is changed based on steering of the steering wheel.

この電気自動車によれば、左右のモータのトルク配分を変化させることによりパワーステアリングと同等な効果を生じせしめることができるので、パワーステアリングシステムを不要にすることができる（特許文献１参照）。
特開平９−１１７０１６号公報 特開平５−３２８５４２号公報 According to this electric vehicle, an effect equivalent to that of power steering can be produced by changing the torque distribution of the left and right motors, so that the power steering system can be dispensed with (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-117016 JP-A-5-328542

ステアリングシステムには、ステアリングの操作角を検出するステアリング角センサが従来より設けられている。そして、ステアリング角センサによって検出されたステアリング操作角は、車両安定性制御（Vehicle Stability Control：ＶＳＣ）や駐車アシスト制御など、様々な車両制御システムに用いられている。そこで、ステアリング角センサが故障した場合の代用手段を備えておくことが車両の信頼性向上を図るうえで重要な課題となっている。   Conventionally, a steering angle sensor for detecting an operation angle of the steering is provided in the steering system. The steering operation angle detected by the steering angle sensor is used in various vehicle control systems such as vehicle stability control (VSC) and parking assist control. Therefore, it is an important issue to improve the reliability of the vehicle by providing a substitute means when the steering angle sensor fails.

また、ステアリング角センサの代用手段を備えることによってステアリング角センサを不要にすることができれば、部品コストも低減することができる。   Further, if the steering angle sensor can be made unnecessary by providing the steering angle sensor substitute means, the component cost can be reduced.

しかしながら、特開平９−１１７０１６号公報では、ステアリング角センサが故障した場合の対処については、特に考慮されていない。   However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1117016 does not take any special measures into account when the steering angle sensor fails.

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ステアリング角センサの代用手段を備えた電動車両を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electric vehicle provided with a substitute means for a steering angle sensor.

この発明によれば、電動車両は、右前輪に機械的に結合されて右前輪を駆動する第１の電動機と、左前輪に機械的に結合されて左前輪を駆動する第２の電動機と、第１および第２の電動機の回転数をそれぞれ検出する第１および第２の回転数検出手段と、第１および第２の回転数検出手段によってそれぞれ検出された第１および第２の電動機の回転数の回転数差に基づいてステアリングの操作角を算出する算出手段とを備える。   According to the present invention, the electric vehicle includes a first electric motor that is mechanically coupled to the right front wheel and drives the right front wheel, and a second electric motor that is mechanically coupled to the left front wheel and drives the left front wheel; First and second rotation speed detection means for detecting rotation speeds of the first and second motors, respectively, and rotations of the first and second motors detected by the first and second rotation speed detection means, respectively. Calculating means for calculating the steering operation angle based on the difference in the number of revolutions.

この発明による電動車両においては、第１および第２の電動機によって前輪を左右別々に駆動する。そして、算出手段は、第１および第２の電動機の回転数差に基づいてステアリングの操作角（回転角）を算出するので、ステアリングの操作角を検出するステアリング角センサを不要にすることができる。したがって、この発明による電動車両によれば、部品コストを削減することができる。   In the electric vehicle according to the present invention, the front wheels are driven separately by the first and second electric motors. Since the calculation means calculates the steering operation angle (rotation angle) based on the difference between the rotation speeds of the first and second motors, a steering angle sensor for detecting the steering operation angle can be eliminated. . Therefore, according to the electric vehicle according to the present invention, the component cost can be reduced.

好ましくは、第１の電動機は、右前輪のホイール内に設けられる。第２の電動機は、左前輪のホイール内に設けられる。   Preferably, the first electric motor is provided in the wheel of the right front wheel. The second electric motor is provided in the left front wheel.

この電動車両においては、第１および第２の電動機の各々は、車輪のホイール内に設けられるいわゆるインホイールモータから成る。したがって、この電動車両によれば、従来駆動系（トランスミッションやディファレンシャルギヤなど）が占有していたスペースを有効利用できるなど、インホイールモータとしての種々のメリットを享受することができる。   In this electric vehicle, each of the first and second electric motors includes a so-called in-wheel motor provided in the wheel of the wheel. Therefore, according to this electric vehicle, various merits as an in-wheel motor can be enjoyed, for example, the space occupied by the conventional drive system (transmission, differential gear, etc.) can be used effectively.

好ましくは、電動車両は、ステアリングの操作角を検出するステアリング角センサをさらに備える。算出手段は、ステアリング角センサの異常時、ステアリングの操作角を算出する。   Preferably, the electric vehicle further includes a steering angle sensor that detects an operation angle of the steering. The calculating means calculates the steering operation angle when the steering angle sensor is abnormal.

この電動車両においては、ステアリング角センサに異常が発生した際、算出手段によってステアリングの操作角が算出されるので、ステアリング角センサに異常が発生しても車両走行に影響はない。したがって、この電動車両によれば、車両の走行信頼性が向上する。   In this electric vehicle, when an abnormality occurs in the steering angle sensor, the steering operation angle is calculated by the calculating means. Therefore, even if an abnormality occurs in the steering angle sensor, the vehicle travel is not affected. Therefore, according to this electric vehicle, traveling reliability of the vehicle is improved.

好ましくは、算出手段は、第１および第２の電動機の回転数差が予め設定された基準値よりも小さいとき、ステアリングの操作角を算出する。   Preferably, the calculating means calculates the steering operation angle when the difference between the rotational speeds of the first and second motors is smaller than a preset reference value.

この電動車両においては、算出手段は、第１および第２の電動機の回転数差が予め設定された基準値以上であるとスリップが発生していると判断し、ステアリングの操作角の算出を行なわない。したがって、この電動車両によれば、ステアリングの操作角の誤算出を防止することができる。   In this electric vehicle, the calculating means determines that a slip has occurred if the difference in rotational speed between the first and second electric motors is equal to or greater than a preset reference value, and calculates the steering operation angle. Absent. Therefore, according to this electric vehicle, erroneous calculation of the steering operation angle can be prevented.

この発明によれば、第１および第２の電動機の回転数差に基づいてステアリングの操作角を算出する算出手段をステアリング角センサの代用手段として備えるので、ステアリング角センサを不要にすることができる。その結果、部品コストを削減することができる。   According to the present invention, since the calculating means for calculating the steering operation angle based on the difference between the rotation speeds of the first and second motors is provided as a substitute means for the steering angle sensor, the steering angle sensor can be dispensed with. . As a result, component costs can be reduced.

また、ステアリング角センサを備えている場合、ステアリング角センサに異常が発生しても、ステアリング角センサの代用手段として算出手段が機能するので、車両走行への影響を防止することができる。その結果、車両の走行信頼性を向上させることができる。   In the case where the steering angle sensor is provided, even if an abnormality occurs in the steering angle sensor, the calculation means functions as a substitute means for the steering angle sensor, so that it is possible to prevent the vehicle from being affected. As a result, the traveling reliability of the vehicle can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の全体構成を示す機能ブロック図である。図１を参照して、電動車両１００は、蓄電装置Ｂと、電源ケーブル１２と、インバータ１４Ｒ，１４Ｌと、３相ケーブル１６Ｒ，１６Ｌと、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬと、リダクションギヤ１８Ｒ，１８Ｌと、前輪ＦＲ，ＦＬと、後輪ＲＲ，ＲＬと、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌと、電子制御装置（Electronic Control Unit；以下「ＥＣＵ」とも称する。）３０とを備える。また、電動車両１００は、ステアリングホイール２２と、ステアリングシャフト２４と、ステアリングギア２６と、タイロッド２８とをさらに備える。 [Embodiment 1]
1 is a functional block diagram showing an overall configuration of an electric vehicle according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, electrically powered vehicle 100 includes a power storage device B, a power cable 12, inverters 14R and 14L, three-phase cables 16R and 16L, motor generators IWMR and IWML, reduction gears 18R and 18L, Front wheels FR, FL, rear wheels RR, RL, rotation sensors 20R, 20L, and an electronic control unit (hereinafter also referred to as “ECU”) 30 are provided. Electric vehicle 100 further includes a steering wheel 22, a steering shaft 24, a steering gear 26, and a tie rod 28.

蓄電装置Ｂは、電源ケーブル１２に接続される。インバータ１４Ｒ，１４Ｌは、電源ケーブル１２に互いに並列に接続される。モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬは、それぞれ３相ケーブル１６Ｒ，１６Ｌを介してインバータ１４Ｒ，１４Ｌに接続される。そして、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの出力軸は、それぞれリダクションギヤ１８Ｒ，１８Ｌを介して前輪ＦＲ，ＦＬに機械的に結合される。   The power storage device B is connected to the power cable 12. The inverters 14R and 14L are connected to the power cable 12 in parallel with each other. Motor generators IWMR and IWML are connected to inverters 14R and 14L via three-phase cables 16R and 16L, respectively. The output shafts of motor generators IWMR and IWML are mechanically coupled to front wheels FR and FL via reduction gears 18R and 18L, respectively.

ステアリングホイール２２は、ステアリングシャフト２４の一方端に結合され、ステアリングシャフト２４の他方端は、ステアリングギア２６内でタイロッド２８に係合される。タイロッド２８は、図示されないナックルアームを介して両端が前輪ＦＲ，ＦＬに接続される。   The steering wheel 22 is coupled to one end of the steering shaft 24, and the other end of the steering shaft 24 is engaged with the tie rod 28 in the steering gear 26. Both ends of the tie rod 28 are connected to the front wheels FR and FL via a knuckle arm (not shown).

蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂは、電源ケーブル１２を介してインバータ１４Ｒ，１４Ｌへ直流電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬを用いた回生制動時、インバータ１４Ｒ，１４Ｌによって充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。   The power storage device B is a chargeable / dischargeable DC power source, and is composed of, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. The power storage device B supplies DC power to the inverters 14R and 14L via the power cable 12. Power storage device B is charged by inverters 14R and 14L during regenerative braking using motor generators IWMR and IWML. Note that a large-capacity capacitor may be used as the power storage device B.

インバータ１４Ｒは、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＲに基づいて、蓄電装置Ｂから受ける直流電力を３相交流電力に変換し、その変換した３相交流電力をモータジェネレータＩＷＭＲへ出力する。これにより、モータジェネレータＩＷＭＲは、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１４Ｒは、車両の回生制動時、前輪ＦＲからの回転力を受けてモータジェネレータＩＷＭＲが発電した３相交流電力をＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＲに基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力を蓄電装置Ｂへ出力する。   Inverter 14R converts DC power received from power storage device B into three-phase AC power based on signal PWMR from ECU 30, and outputs the converted three-phase AC power to motor generator IWMR. Thus, motor generator IWMR is driven to generate a designated torque. Inverter 14R converts the three-phase AC power generated by motor generator IWMR to DC power based on signal PWMR from ECU 30 during regenerative braking of the vehicle and receives the rotational force from front wheel FR, and the converted DC Electric power is output to power storage device B.

モータジェネレータＩＷＭＲは、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＩＷＭＲは、インバータ１４Ｒから受ける３相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＩＷＭＲは、車両の回生制動時、３相交流電力を発生してインバータ１４Ｒへ出力する。   Motor generator IWMR is a three-phase AC motor, for example, a three-phase AC synchronous motor. Motor generator IWMR generates vehicle driving torque by the three-phase AC power received from inverter 14R. Motor generator IWMR generates three-phase AC power and outputs it to inverter 14R during regenerative braking of the vehicle.

リダクションギヤ１８Ｒは、モータジェネレータＩＷＭＲから出力されるトルクおよび回転数を一定の減速比で前輪ＦＲへ伝達する。なお、後述のように、モータジェネレータＩＷＭＲおよびリダクションギヤ１８Ｒは、一体化されて前輪ＦＲのホイール内に配設される。すなわち、モータジェネレータＩＷＭＲおよびリダクションギヤ１８Ｒは、いわゆるインホイールモータを形成する。   Reduction gear 18R transmits torque and rotational speed output from motor generator IWMR to front wheel FR at a constant reduction ratio. As will be described later, motor generator IWMR and reduction gear 18R are integrated and disposed in the wheel of front wheel FR. That is, motor generator IWMR and reduction gear 18R form a so-called in-wheel motor.

なお、インバータ１４Ｌ、モータジェネレータＩＷＭＬおよびリダクションギヤ１８Ｌの構成は、それぞれインバータ１４Ｒ、モータジェネレータＩＷＭＲおよびリダクションギヤ１８Ｒと同様であるので、それらの説明は繰返さない。   Since the configuration of inverter 14L, motor generator IWML, and reduction gear 18L is the same as that of inverter 14R, motor generator IWMR, and reduction gear 18R, description thereof will not be repeated.

ステアリングホイール２２は、前輪ＦＲ，ＦＬに舵角（または操舵角とも称される。）を与えるための操作端である。ステアリングシャフト２４は、運転者によって操作されたステアリングホイール２２の回転をステアリングギヤ２６へ伝達する。ステアリングギヤ２６は、ステアリングシャフト２４の回転量をタイロッド２８の軸方向の変位量に変換する。タイロッド２８は、ステアリングギヤ２６によって与えられる軸方向の変位量に応じた舵角を前輪ＦＲ，ＦＬに与える。   The steering wheel 22 is an operation end for giving a steering angle (also referred to as a steering angle) to the front wheels FR and FL. The steering shaft 24 transmits the rotation of the steering wheel 22 operated by the driver to the steering gear 26. The steering gear 26 converts the amount of rotation of the steering shaft 24 into the amount of axial displacement of the tie rod 28. The tie rod 28 gives the front wheels FR and FL a steering angle corresponding to the amount of axial displacement given by the steering gear 26.

回転センサ２０Ｒは、モータジェネレータＩＷＭＲの回転位置に応じて変化する信号を発生してＥＣＵ３０へ出力する。回転センサ２０Ｌは、モータジェネレータＩＷＭＬの回転位置に応じて変化する信号を発生してＥＣＵ３０へ出力する。なお、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌは、後述のように、実際にはそれぞれモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬに組込まれたレゾルバから成る。   Rotation sensor 20R generates a signal that changes according to the rotational position of motor generator IWMR and outputs the signal to ECU 30. Rotation sensor 20L generates a signal that changes according to the rotational position of motor generator IWML, and outputs the signal to ECU 30. As will be described later, rotation sensors 20R and 20L are actually constituted by resolvers incorporated in motor generators IWMR and IWML, respectively.

ＥＣＵ３０は、インバータ１４Ｒ，１４Ｌをそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭＲ，ＰＷＭＬを生成し、その生成した信号ＰＷＭＲ，ＰＷＭＬをそれぞれインバータ１４Ｒ，１４Ｌへ出力する。   ECU 30 generates signals PWMR and PWML for driving inverters 14R and 14L, respectively, and outputs the generated signals PWMR and PWML to inverters 14R and 14L, respectively.

また、ＥＣＵ３０は、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌからの信号に基づいてモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬのモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬを算出し、その算出したモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬからモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差を算出する。   Further, ECU 30 calculates motor speeds MRNR and MRNL of motor generators IWMR and IWML based on signals from rotation sensors 20R and 20L, and the motor speeds of motor generators IWMR and IWML are calculated from the calculated motor speeds MRNR and MRNL. Calculate the difference.

そして、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差に基づいてステアリングホイール２２の操作角（回転角）を算出する。具体的には、たとえば、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差とステアリングホイール２２の操作角との関係を示す変換係数を予め設定しておき、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌからの検出信号に基づいて算出したモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬのモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬに基づいて、ステアリングホイール２２の操作角を算出する。あるいは、様々な走行状態におけるモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差とステアリングホイール２２の操作角との関係を予めマップまたは演算式として作成しておき、そのマップまたは演算式を用いて、算出されたモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬに基づいてステアリングホイール２２の操作角を算出してもよい。   Then, ECU 30 calculates the operation angle (rotation angle) of steering wheel 22 based on the difference in rotation speed between motor generators IWMR and IWML. Specifically, for example, a conversion coefficient indicating the relationship between the rotational speed difference between the motor generators IWMR and IWML and the operation angle of the steering wheel 22 is set in advance, and is calculated based on detection signals from the rotation sensors 20R and 20L. The operation angle of the steering wheel 22 is calculated based on the motor rotational speeds MRNR and MRNL of the motor generators IWMR and IWML. Alternatively, the relationship between the rotational speed difference between the motor generators IWMR and IWML in various driving states and the operation angle of the steering wheel 22 is created in advance as a map or an arithmetic expression, and is calculated using the map or the arithmetic expression. The operation angle of the steering wheel 22 may be calculated based on the motor rotation speeds MRNR and MRNL.

そして、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差に基づいて算出したステアリングホイール２２の操作角を用いて、車両安定性制御（ＶＳＣ）や駐車アシスト制御などの各種制御を行なう。   Then, ECU 30 performs various controls such as vehicle stability control (VSC) and parking assist control using the operation angle of steering wheel 22 calculated based on the difference in rotational speed between motor generators IWMR and IWML.

図２は、図１に示したモータジェネレータＩＷＭＬがインホイールモータとして組込まれた前輪ＦＬの断面図である。なお、モータジェネレータＩＷＭＲがインホイールモータとして組込まれた前輪ＦＲの構成も同様であるので、この図２では、前輪ＦＬの構成が代表的に示されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of front wheel FL in which motor generator IWML shown in FIG. 1 is incorporated as an in-wheel motor. Since the configuration of the front wheel FR in which the motor generator IWMR is incorporated as an in-wheel motor is the same, the configuration of the front wheel FL is representatively shown in FIG.

図２を参照して、前輪ＦＬは、ホイールディスク５０と、ホイールハブ５２と、ブレーキキャリパ５４と、モータジェネレータＩＷＭＬと、リダクションギヤ１８Ｌと、回転センサ２０Ｌと、シャフト６０と、ケース６２と、タイヤ６４とを含む。   Referring to FIG. 2, front wheel FL includes wheel disc 50, wheel hub 52, brake caliper 54, motor generator IWML, reduction gear 18L, rotation sensor 20L, shaft 60, case 62, and tire. 64.

ホイールディスク５０は、略カップ型形状を有し、ネジによってホイールハブ５２と締結される。ホイールハブ５２は、シャフト６０に連結され、ハブベアリングによってシャフト６０の軸方向に対して回転自在に支持される。ブレーキキャリパ５４は、ブレーキパッドでブレーキロータの外周端を挟み込むことにより前輪ＦＬにブレーキをかける。   The wheel disc 50 has a substantially cup shape and is fastened to the wheel hub 52 by screws. The wheel hub 52 is connected to the shaft 60 and is supported by a hub bearing so as to be rotatable with respect to the axial direction of the shaft 60. The brake caliper 54 brakes the front wheel FL by sandwiching the outer peripheral end of the brake rotor with a brake pad.

モータジェネレータＩＷＭＬ、リダクションギヤ１８Ｌおよび回転センサ２０Ｌは、ケース６２に収納される。モータジェネレータＩＷＭＬのステータコアは、ケース６２に固設され、ステータコアの内周にロータが設けられる。   Motor generator IWML, reduction gear 18L and rotation sensor 20L are housed in case 62. The stator core of motor generator IWML is fixed to case 62, and a rotor is provided on the inner periphery of stator core.

リダクションギヤ１８Ｌは、サンギヤ、ピニオンギヤ、リングギヤおよびプラネタリキャリアによって構成されるプラネタリギヤであり、モータジェネレータＩＷＭＬのロータにサンギヤ軸が連結され、シャフト６０にプラネタリキャリアが連結される。   Reduction gear 18L is a planetary gear constituted by a sun gear, a pinion gear, a ring gear, and a planetary carrier. A sun gear shaft is connected to the rotor of motor generator IWML, and a planetary carrier is connected to shaft 60.

回転センサ２０Ｌは、モータジェネレータＩＷＭＬに組込まれたレゾルバから成る。回転センサ２０Ｌは、モータジェネレータＩＷＭＬのロータに連結されたサンギヤ軸の回転位置を検出することによって、モータジェネレータＩＷＭＬの回転位置に応じて変化する信号を発生する。なお、サンギヤ軸の回転位置を検出する代わりにモータジェネレータＩＷＭＬのロータ位置を直接検出してもよい。   The rotation sensor 20L is formed of a resolver incorporated in the motor generator IWML. Rotation sensor 20L generates a signal that changes according to the rotational position of motor generator IWML by detecting the rotational position of the sun gear shaft coupled to the rotor of motor generator IWML. Instead of detecting the rotational position of the sun gear shaft, the rotor position of motor generator IWML may be detected directly.

図３は、図１に示したＥＣＵ３０によるステアリングの操作角の算出に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。   FIG. 3 is a flowchart relating to the calculation of the steering operation angle by the ECU 30 shown in FIG. The process shown in this flowchart is called from the main routine and executed every certain time or every time a predetermined condition is satisfied.

図３を参照して、ＥＣＵ３０は、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌからの信号を取得し（ステップＳ１０）、その取得した各信号に基づいてモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬのモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬを算出する（ステップＳ２０）。そして、ＥＣＵ３０は、算出されたモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬの差（絶対値）が予め設定されたしきい値ΔＭＲＮよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３０）。   Referring to FIG. 3, ECU 30 acquires signals from rotation sensors 20R and 20L (step S10), and calculates motor rotation speeds MRNR and MRNL of motor generators IWMR and IWML based on the acquired signals (step S10). Step S20). Then, ECU 30 determines whether or not the difference (absolute value) between calculated motor rotation speeds MRNR and MRNL is smaller than a preset threshold value ΔMRN (step S30).

このステップＳ３０による判定処理は、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差が必要以上に大きいときは、前輪ＦＲ，ＦＬの少なくとも一方でスリップが発生している可能性が高いとして、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差に基づくステアリング操作角の算出を行なわないようにするために設けられる。なお、このしきい値ΔＭＲＮは、モータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬに依存する値としてもよい。   In the determination processing in step S30, when the difference in rotational speed between the motor generators IWMR and IWML is larger than necessary, it is highly possible that at least one of the front wheels FR and FL is slipping, the motor generators IWMR and IWML This is provided in order not to calculate the steering operation angle based on the difference in rotational speed between the two. The threshold value ΔMRN may be a value that depends on the motor rotational speeds MRNR and MRNL.

そして、ステップＳ３０においてモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬの差が予め設定されたしきい値ΔＭＲＮ以上であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＥＣＵ３０は、ステアリングの操作角を算出することなく一連の処理を終了し、メインルーチンに処理が戻される。   If it is determined in step S30 that the difference between the motor rotational speeds MRNR and MRNL is greater than or equal to a preset threshold value ΔMRN (NO in step S30), the ECU 30 continues without calculating the steering operation angle. The process is terminated, and the process is returned to the main routine.

一方、ステップＳ３０においてモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬの差がしきい値ΔＭＲＮよりも小さいと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、算出されたモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬの差分値に予め設定された変換係数Ｋを乗じることによって、ステアリングの操作角Δθを算出する（ステップＳ４０）。   On the other hand, if it is determined in step S30 that the difference between motor rotational speeds MRNR and MRNL is smaller than threshold value ΔMRN (YES in step S30), ECU 30 preliminarily calculates the difference value between motor rotational speeds MRNR and MRNL. By multiplying the set conversion coefficient K, the steering operation angle Δθ is calculated (step S40).

以上のように、この実施の形態１によれば、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬによって前輪ＦＲ，ＦＬが別々に駆動される。そして、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差に基づいてステアリングの操作角Δθを算出するので、ステアリングの操作角を検出するステアリング角センサを不要にすることができる。   As described above, according to the first embodiment, front wheels FR and FL are driven separately by motor generators IWMR and IWML. Since ECU 30 calculates steering operation angle Δθ based on the difference in rotation speed between motor generators IWMR and IWML, a steering angle sensor for detecting the steering operation angle can be dispensed with.

［実施の形態２］
実施の形態２では、ステアリングの操作角（回転角）を検出するステアリング角センサが備えられ、ステアリング角センサの故障によりステアリングの操作角を検出することができないときに、モータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬの回転数差を用いてステアリングの操作角が算出される。 [Embodiment 2]
In the second embodiment, a steering angle sensor that detects the steering operation angle (rotation angle) is provided. When the steering operation angle cannot be detected due to a failure of the steering angle sensor, the rotation of the motor generators IWMR and IWML is performed. The steering operation angle is calculated using the number difference.

図４は、この発明の実施の形態２による電動車両の全体構成を示す機能ブロック図である。図４を参照して、実施の形態２による電動車両１００Ａは、図１に示した実施の形態１による電動車両１００の構成において、ステアリング角センサ３２をさらに備え、ＥＣＵ３０に代えてＥＣＵ３０Ａを備える。   FIG. 4 is a functional block diagram showing the overall configuration of the electric vehicle according to Embodiment 2 of the present invention. Referring to FIG. 4, electrically powered vehicle 100 </ b> A according to Embodiment 2 further includes steering angle sensor 32 in the configuration of electrically powered vehicle 100 according to Embodiment 1 shown in FIG. 1, and includes ECU 30 </ b> A instead of ECU 30.

ステアリング角センサ３２は、ステアリングシャフト２４の回転角すなわちステアリングの操作角Δθｓを検出し、その検出した操作角ΔθｓをＥＣＵ３０Ａへ出力する。   The steering angle sensor 32 detects the rotation angle of the steering shaft 24, that is, the steering operation angle Δθs, and outputs the detected operation angle Δθs to the ECU 30A.

ＥＣＵ３０Ａは、ステアリング角センサ３２からの操作角Δθｓを受け、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌからの信号を受ける。そして、ＥＣＵ３０Ａは、ステアリング角センサ３２が故障していると判断すると、ステアリング角センサ３２によって検出される操作角Δθｓに代えて、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌからの信号に基づいて算出したモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬのモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬを用いてステアリングの操作角を演算により算出する。   ECU 30A receives operation angle Δθs from steering angle sensor 32, and receives signals from rotation sensors 20R and 20L. When ECU 30A determines that steering angle sensor 32 is out of order, instead of operating angle Δθs detected by steering angle sensor 32, motor generator IWMR calculated based on signals from rotation sensors 20R and 20L, The steering operation angle is calculated by calculation using the IWML motor rotational speed MRNR, MRNL.

図５は、図４に示したＥＣＵ３０Ａによるステアリングの操作角の算出に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。   FIG. 5 is a flowchart relating to calculation of the steering operation angle by ECU 30A shown in FIG. The process shown in this flowchart is also called and executed from the main routine at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.

図５を参照して、このフローチャートに示される処理は、図３に示したフローチャートにおいてステップＳ５，Ｓ５０をさらに含む。すなわち、ＥＣＵ３０Ａは、まず、ステアリング角センサ３２からの信号入力があるか否かを判定する（ステップＳ５）。ＥＣＵ３０Ａは、ステアリング角センサ３２からの信号入力があると判定すると（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ステアリング角センサ３２は正常であると判断し、ステアリング角センサ３２からステアリングの操作角Δθｓを取得する（ステップＳ５０）。そして、ＥＣＵ３０Ａは、モータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬを用いてステアリングの操作角Δθを演算により算出することなく一連の処理を終了し、メインルーチンに処理が戻される。   Referring to FIG. 5, the process shown in this flowchart further includes steps S5 and S50 in the flowchart shown in FIG. That is, the ECU 30A first determines whether or not there is a signal input from the steering angle sensor 32 (step S5). If ECU 30A determines that there is a signal input from steering angle sensor 32 (YES in step S5), ECU 30A determines that steering angle sensor 32 is normal, and acquires steering operation angle Δθs from steering angle sensor 32 (step S5). S50). Then, ECU 30A ends the series of processes without calculating the steering operation angle Δθ by using the motor rotational speeds MRNR and MRNL, and the process is returned to the main routine.

一方、ステップＳ５においてステアリング角センサ３２からの信号入力がないと判定されると（ステップＳ５においてＮＯ）、ＥＣＵ３０Ａは、ステアリング角センサ３２が故障しているものと判断し、ステップＳ１０へ処理を進める。そして、その後、ＥＣＵ３０Ａは、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌからの信号に基づいて算出したモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬを用いてステアリングの操作角Δθを演算により算出する。   On the other hand, when it is determined in step S5 that there is no signal input from the steering angle sensor 32 (NO in step S5), the ECU 30A determines that the steering angle sensor 32 is out of order, and proceeds to step S10. . Thereafter, the ECU 30A calculates the steering operation angle Δθ by calculation using the motor rotational speeds MRNR and MRNL calculated based on the signals from the rotation sensors 20R and 20L.

なお、上記以外のＥＣＵ３０Ａのその他の機能は、実施の形態１におけるＥＣＵ３０と同じである。また、電動車両１００Ａのその他の構成は、実施の形態１による電動車両１００と同じである。   The other functions of ECU 30A other than those described above are the same as those of ECU 30 in the first embodiment. Other configurations of electrically powered vehicle 100A are the same as electrically powered vehicle 100 according to the first embodiment.

以上のように、この実施の形態２によれば、ステアリング角センサ３２が故障した際、ＥＣＵ３０Ａによってステアリングの操作角が算出されるので、ステアリング角センサ３２に異常が発生しても電動車両１００Ａの走行に影響はない。したがって、この実施の形態２によれば、車両の走行信頼性が向上する。   As described above, according to the second embodiment, when the steering angle sensor 32 breaks down, the ECU 30A calculates the steering operation angle. Therefore, even if an abnormality occurs in the steering angle sensor 32, the electric vehicle 100A There is no effect on driving. Therefore, according to the second embodiment, the traveling reliability of the vehicle is improved.

なお、上記の各実施の形態１，２においては、電動車両１００，１００Ａは、インホイールモータによって駆動されるものとしたが、この発明の適用範囲は、必ずしもインホイールモータ駆動方式に限定されるものではない。この発明は、前輪を左右別々のモータで駆動する電動車両に関するものであり、インホイールモータ駆動方式が好適ではあるが、左右の前輪を駆動するモータが車体に搭載されたオンボードタイプの電動車両も、この発明の適用範囲に含まれる。   In each of the first and second embodiments, the electric vehicles 100 and 100A are driven by the in-wheel motor. However, the scope of application of the present invention is not necessarily limited to the in-wheel motor drive system. It is not a thing. The present invention relates to an electric vehicle in which front wheels are driven by left and right motors, and an in-wheel motor drive system is suitable, but an on-board type electric vehicle in which motors for driving left and right front wheels are mounted on a vehicle body. Is also included in the scope of the present invention.

また、上記においては、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌは、それぞれモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬに組込まれたレゾルバから成るものとしたが、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌには、モータ外付けの公知の回転位置検出センサを用いることができる。また、回転センサ２０Ｒ，２０Ｌ側でモータジェネレータの回転数を演算してＥＣＵ３０，３０Ａへ出力するようにしてもよい。   In the above description, the rotation sensors 20R and 20L are made of resolvers incorporated in the motor generators IWMR and IWML, respectively. However, the rotation sensors 20R and 20L are provided with known rotational position detection sensors external to the motor. Can be used. Alternatively, the rotation speed of the motor generator may be calculated on the rotation sensors 20R, 20L side and output to the ECUs 30, 30A.

さらに、上記においては、左右のモータジェネレータＩＷＭＲ，ＩＷＭＬのモータ回転数ＭＲＮＲ，ＭＲＮＬの差を用いてステアリングの操作角Δθを算出するものとしたが、左右の前輪または駆動軸の回転数を検出し、または、左右の前輪または駆動軸の回転位置を検出して前輪または駆動軸の回転数を算出し、その検出または算出された回転数の差を用いてステアリング操作角を算出してもよい。   Further, in the above description, the steering operation angle Δθ is calculated using the difference between the motor rotational speeds MRNR and MRNL of the left and right motor generators IWMR and IWML, but the rotational speeds of the left and right front wheels or the drive shaft are detected. Alternatively, the rotational positions of the left and right front wheels or the drive shaft may be detected to calculate the rotational speed of the front wheels or the drive shaft, and the steering operation angle may be calculated using the difference between the detected or calculated rotational speeds.

また、上記の実施の形態２においては、ステアリング角センサ３２からの信号入力の有無によってステアリング角センサ３２の故障判定を行なうものとしたが、他の方法によってステアリング角センサ３２の故障判定を行なってもよい。たとえば、ステアリング角センサ３２からの入力信号の電圧変動に基づいて故障判定を行なってもよいし、ステアリング角センサ３２内に故障診断機能を設けてＥＣＵへ出力し、その結果に基づいて故障判定を行なってもよい。   In the second embodiment, the failure determination of the steering angle sensor 32 is performed based on the presence / absence of a signal input from the steering angle sensor 32. However, the failure determination of the steering angle sensor 32 is performed by another method. Also good. For example, the failure determination may be performed based on the voltage fluctuation of the input signal from the steering angle sensor 32, or a failure diagnosis function is provided in the steering angle sensor 32 and output to the ECU, and the failure determination is performed based on the result. You may do it.

なお、この発明による電動車両には、内燃機関も動力源として搭載するハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）も含まれる。さらに、蓄電装置Ｂの代わりに、または、蓄電装置Ｂとともに、燃料電池（Fuel Cell）を直流電源として搭載した燃料電池車もこの発明による電動車両に含まれる。   The electric vehicle according to the present invention includes a hybrid vehicle in which an internal combustion engine is also mounted as a power source. Further, instead of power storage device B or together with power storage device B, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell as a DC power source is also included in the electric vehicle according to the present invention.

なお、上記において、モータジェネレータＩＷＭＲは、この発明における「第１の電動機」に対応し、モータジェネレータＩＷＭＬは、この発明における「第２の電動機」に対応する。また、回転センサ２０ＲおよびＥＣＵ３０，３０Ａは、この発明における「第１の回転数検出手段」を形成し、回転センサ２０ＬおよびＥＣＵ３０，３０Ａは、この発明における「第２の回転数検出手段」を形成する。   In the above, motor generator IWMR corresponds to “first electric motor” in the present invention, and motor generator IWML corresponds to “second electric motor” in the present invention. Further, rotation sensor 20R and ECUs 30, 30A form "first rotation number detection means" in the present invention, and rotation sensor 20L and ECUs 30, 30A form "second rotation number detection means" in the present invention. To do.

さらに、ＥＣＵ３０，３０Ａにより実行されるステップＳ４０による処理は、この発明における「算出手段」により実行される処理に対応し、ステアリング角センサ３２は、この発明における「検出手段」に対応する。   Further, the processing in step S40 executed by the ECUs 30 and 30A corresponds to the processing executed by the “calculation means” in the present invention, and the steering angle sensor 32 corresponds to the “detection means” in the present invention.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明の実施の形態１による電動車両の全体構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the whole structure of the electric vehicle by Embodiment 1 of this invention. 図１に示すモータジェネレータがインホイールモータとして組込まれた前輪の断面図である。It is sectional drawing of the front wheel in which the motor generator shown in FIG. 1 was integrated as an in-wheel motor. 図１に示すＥＣＵによるステアリングの操作角の算出に関するフローチャートである。3 is a flowchart relating to calculation of an operation angle of a steering by an ECU shown in FIG. この発明の実施の形態２による電動車両の全体構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the whole structure of the electric vehicle by Embodiment 2 of this invention. 図４に示すＥＣＵによるステアリングの操作角の算出に関するフローチャートである。5 is a flowchart relating to calculation of an operation angle of a steering by an ECU shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１２ 電源ケーブル、１４Ｒ，１４Ｌ インバータ、１６Ｒ，１６Ｌ ３相ケーブル、１８Ｒ，１８Ｌ リダクションギヤ、２０Ｒ，２０Ｌ 回転センサ、２２ ステアリングホイール、２４ ステアリングシャフト、２６ ステアリングギヤ、２８ タイロッド、３０，３０Ａ ＥＣＵ、３２ ステアリング角センサ、５０ ホイールディスク、５２ ホイールハブ、５４ ブレーキキャリパ、６０ シャフト、６２ ケース、６４ タイヤ、１００，１００Ａ 電動車両、ＩＷＭＲ，ＩＷＭＬ モータジェネレータ、Ｂ 蓄電装置、ＦＲ，ＦＬ 前輪、ＲＲ，ＲＬ 後輪。   12 Power cable, 14R, 14L Inverter, 16R, 16L Three-phase cable, 18R, 18L Reduction gear, 20R, 20L Rotation sensor, 22 Steering wheel, 24 Steering shaft, 26 Steering gear, 28 Tie rod, 30, 30A ECU, 32 Steering Angle sensor, 50 wheel disc, 52 wheel hub, 54 brake caliper, 60 shaft, 62 case, 64 tires, 100, 100A electric vehicle, IWMR, IWML motor generator, B power storage device, FR, FL front wheel, RR, RL rear wheel .

Claims (4)

右前輪に機械的に結合され、前記右前輪を駆動する第１の電動機と、
左前輪に機械的に結合され、前記左前輪を駆動する第２の電動機と、
前記第１および第２の電動機の回転数をそれぞれ検出する第１および第２の回転数検出手段と、
前記第１および第２の回転数検出手段によってそれぞれ検出された前記第１および第２の電動機の回転数の回転数差に基づいてステアリングの操作角を算出する算出手段とを備える電動車両。 A first electric motor mechanically coupled to the right front wheel for driving the right front wheel;
A second electric motor mechanically coupled to the left front wheel for driving the left front wheel;
First and second rotation speed detection means for detecting rotation speeds of the first and second electric motors, respectively;
An electric vehicle comprising: a calculation unit that calculates a steering operation angle based on a rotation speed difference between the rotation speeds of the first and second motors detected by the first and second rotation speed detection units, respectively. 前記第１の電動機は、前記右前輪のホイール内に設けられ、
前記第２の電動機は、前記左前輪のホイール内に設けられる、請求項１に記載の電動車両。 The first electric motor is provided in a wheel of the right front wheel,
The electric vehicle according to claim 1, wherein the second electric motor is provided in a wheel of the left front wheel. 前記ステアリングの操作角を検出するステアリング角センサをさらに備え、
前記算出手段は、前記ステアリング角センサの異常時、前記ステアリングの操作角を算出する、請求項１または請求項２に記載の電動車両。 A steering angle sensor for detecting the steering operation angle;
The electric vehicle according to claim 1, wherein the calculation unit calculates an operation angle of the steering when the steering angle sensor is abnormal. 前記算出手段は、前記第１および第２の電動機の回転数差が予め設定された基準値よりも小さいとき、前記ステアリングの操作角を算出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動車両。   4. The steering device according to claim 1, wherein the calculating unit calculates an operation angle of the steering when a rotational speed difference between the first and second electric motors is smaller than a preset reference value. 5. The electric vehicle as described in.
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