JP2009248689A - Driving force control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、左右の少なくとも二輪もしくは前後の少なくとも二輪の駆動トルクをそれぞれ独立して制御することのできる車両を対象とし、それらの駆動輪のトルクを制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle capable of independently controlling the drive torque of at least two wheels on the left and right or at least two wheels on the front and rear sides, and relates to a control device that controls the torque of these drive wheels.
従来、車両用の駆動力源として電動モータが使用されるようになってきており、ハイブリッド車や電気自動車では、各車輪ごともしくは所定の二輪ごとに電動モータを設け、それらの駆動力のトルクをその電動モータによって直接制御することも行われている。その例が特許文献1ないし5に記載されている。
Conventionally, an electric motor has been used as a driving force source for a vehicle. In a hybrid vehicle or an electric vehicle, an electric motor is provided for each wheel or every two predetermined wheels, and torque of the driving force is obtained. Direct control by the electric motor is also performed. Examples thereof are described in
特許文献1には、エンジンなどの原動機の両側に電動式駆動ユニットを設け、原動機からトルクが伝達されない左右の二輪の駆動トルクをその電動式駆動ユニットによって制御するように構成された駆動装置が記載されている。また、特許文献2には、四輪のそれぞれにモータを設けた車輪独立駆動方式の電気自動車であって、焼付防止のためにいずれかのモータの出力を低下させた場合、ヨーレートの変化を防止するように他のモータの目標駆動力を増大させるように構成された電気自動車が記載されている。
さらに、特許文献3には、各車輪ごとにモータを設けた四輪独立駆動車において、スリップやモータの過熱などによっていずれか二輪以上の制駆動力が変化した場合であっても車両の挙動を安定させるように、各車輪での制駆動力の再配分を行うように構成された装置が記載されている。そして、特許文献4あるいは5には、左右の車輪のトルク差で生じさせるヨーレートが不足している場合に、その不足を解消するように転舵角を補正するように構成された左右独立駆動式車両が記載されている。
Furthermore, in Patent Document 3, in a four-wheel independent drive vehicle in which a motor is provided for each wheel, even if the braking / driving force of any two or more wheels changes due to slip or motor overheating, the behavior of the vehicle is described. An apparatus is described that is configured to redistribute braking / driving force at each wheel to be stable. And in
特許文献1に記載された装置では、左右の車輪の駆動力をそれぞれに対応して設けられた駆動ユニットによって制御するように構成されている。しかしながら、駆動ユニットの状態によっては、トルク指令値と実際に出力されるトルクとに相違が生じる場合があり、特許文献1に記載された装置では、そのようなトルクの相違に対処する手段を備えていないので、車両のヨーレートが目標から大きく外れ、違和感が生じる可能性がある。また、特許文献2に記載された電気自動車によれば、焼付防止のためにいずれかの車輪の駆動トルクを低下させた場合に、他のモータで駆動トルクが補完されてヨーレートなどの挙動の安定が図られる。しかしながら、いずれか左右のモータあるいは前後のモータの実出力トルクが指令値と異なっている場合、このような事態に対処して挙動を安定させる手段が設けられていないので、意図した走行を行うことができないなど、違和感が生じる可能性がある。
The apparatus described in
このような事情は特許文献3に記載された装置においても同様であって、スリップやモータの過熱などで制駆動力が変化した場合に車両の挙動の変化を防止もしくは抑制できるとしても、実トルクと指令値との相違を是正するなどのことはできない。そして、特許文献4および5に記載されている車両では、左右のトルク差に起因するヨーレートの不足を転舵角を制御することにより補うことができるが、そのヨーレートが目標値から外れる要因となっている左右のトルク差を解消もしくは是正することができない。
This situation also applies to the device described in Patent Document 3, and even if the change in vehicle behavior can be prevented or suppressed when the braking / driving force changes due to slip or motor overheating, the actual torque The difference between the command value and the command value cannot be corrected. In the vehicles described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、温度に起因する左右もしくは前後の駆動トルクの差を早期に解消もしくは低減することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a control device capable of quickly eliminating or reducing the difference between left and right or front and rear drive torques caused by temperature. Is.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、左右の少なくとも二つの駆動輪もしくは前後の少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクを、それらの駆動輪ごとに設けられかつ低温時のトルク損失が高温時のトルク損失より大きい機構によって制御するように構成された車両の駆動力制御装置において、前記各機構の温度差を判定する温度差判定手段と、前記温度差が予め定めたしきい値を超えていることが前記温度差判定手段で判定された場合に前記温度差が小さくなるように前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差を増大させる駆動トルク制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記車両は、転舵角を制御する操舵アシスト装置を有し、前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差が前記駆動トルク制御手段で増大させられた場合に、目標ヨーモーメントに対する実ヨーモーメントの差を小さくするように前記操舵アシスト装置による転舵角を修正するヨーモーメント制御手段を更に備えていることを特徴とする車両の駆動力制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the vehicle includes a steering assist device that controls a turning angle, and a difference in driving torque between the at least two driving wheels is increased by the driving torque control means. And a driving force control of the vehicle, further comprising a yaw moment control means for correcting a turning angle by the steering assist device so as to reduce a difference of an actual yaw moment with respect to a target yaw moment. Device.
請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記駆動トルク制御手段は、前記機構のうち温度が低い機構のトルクを増大させることにより前記駆動トルクの差を増大させる手段を含むことを特徴とする車両の駆動力制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the drive torque control means includes means for increasing the difference in the drive torque by increasing the torque of a mechanism having a low temperature among the mechanisms. A driving force control apparatus for a vehicle characterized by the above.
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明において、前記駆動トルク制御装置は、前記機構のうち温度が高い機構のトルクを低下させることにより前記駆動トルクの差を増大させる手段を含むことを特徴とする車両の駆動力制御装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the drive torque control device increases the difference in the drive torque by reducing the torque of a mechanism having a high temperature among the mechanisms. A driving force control apparatus for a vehicle characterized by comprising:
請求項1の発明によれば、左右もしくは前後の少なくとも二輪に駆動トルクを付与する機構のうち、いずれかの一方の機構の温度が他方の機構の温度より低く、それに伴って一方の機構におけるトルク損失が相対的に大きい場合、その温度差が小さくなるように、各駆動輪の駆動トルクの差が増大させられる。例えば、請求項3に記載してあるように、温度の低い機構のトルクが増大させられる。あるいは請求項4に記載してあるように、温度の高い機構のトルクが低下させられる。したがって、温度の低い機構におけるトルクが相対的に増大するので、該機構でのトルク損失の絶対量が相対的に増大し、その損失分が熱となるので、温度の低い機構の温度が早期に上昇する。その結果、各機構での温度差が是正もしくは解消されて各機構での損失トルクが等しくなるので、制御に即した車両の挙動を達成することができる。 According to the first aspect of the present invention, the temperature of one of the mechanisms for applying driving torque to the left and right or at least two front and rear wheels is lower than the temperature of the other mechanism, and accordingly, the torque in one mechanism. When the loss is relatively large, the difference in drive torque between the drive wheels is increased so that the temperature difference is reduced. For example, as described in claim 3, the torque of the mechanism having a low temperature is increased. Alternatively, as described in claim 4, the torque of the mechanism having a high temperature is reduced. Accordingly, since the torque in the mechanism having a low temperature relatively increases, the absolute amount of torque loss in the mechanism relatively increases, and the loss becomes heat, so that the temperature of the mechanism having a low temperature is increased early. To rise. As a result, the temperature difference in each mechanism is corrected or eliminated, and the loss torque in each mechanism becomes equal, so that the behavior of the vehicle in accordance with the control can be achieved.
また、請求項2の発明によれば、前述した温度差あるいはトルク差を解消するように駆動トルクの差を過渡的に増大させている際に、その駆動トルクの差の増大に起因するヨーモーメントの変化、より具体的に目標ヨーモーメントに対する実ヨーモーメントの差の増大を抑制するように、転舵角が制御される。その結果、車両のヨーイングが意図したものとなり、車両の挙動を安定させることができる。 According to the second aspect of the present invention, when the drive torque difference is transiently increased so as to eliminate the temperature difference or torque difference, the yaw moment resulting from the increase in the drive torque difference is obtained. The turning angle is controlled so as to suppress the change of the actual yaw moment with respect to the target yaw moment. As a result, the yawing of the vehicle is intended and the behavior of the vehicle can be stabilized.
つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明は、車両における左右二輪の駆動力もしくは前後二輪の駆動力を個別に制御できる駆動力制御装置であり、その車両は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関や、内燃機関と電動機とを併用したハイブリッド駆動装置、あるいはモータなどを主たる駆動力源とし、その駆動力源から出力した動力を所定の二輪もしくは四輪に伝達して走行する車両、所定の二輪を前記主たる駆動力源の動力で駆動し、かつその駆動輪以外の二輪を電動機で駆動するいわゆる四輪駆動車、各車輪をモータによって個別に回転させることのできるいわゆるインホイールモータ車両、三輪車もしくは四輪以上の車輪を備えた車両などのいずれであってもよい。 Next, the present invention will be described more specifically. The present invention is a driving force control device capable of individually controlling the driving force of two left and right wheels or the driving force of two front and rear wheels in a vehicle. The vehicle includes an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, or an internal combustion engine and an electric motor. A hybrid drive device or a motor that is used in combination as a main driving force source, a vehicle that travels by transmitting the power output from the driving force source to a predetermined two-wheel or four-wheel, a predetermined two-wheel power of the main driving force source So-called four-wheel drive vehicle that drives with two motors other than the drive wheel by an electric motor, so-called in-wheel motor vehicle that can rotate each wheel individually by a motor, three-wheel vehicle or more than four wheels Any of a vehicle etc. may be sufficient.
図7にこの発明で対象とする車両の駆動系統および制御系統を模式的に示してある。ここに示す車両は、フロントエンジン・リヤドライブ(FR)車をベースにしたインホイール式四輪駆動車の例であり、エンジン(ENG)1が車両の前方側に搭載され、そのエンジン1の出力側にハイブリッド駆動装置(HV)2が連結されている。そのハイブリッド駆動装置2の出力軸がプロペラシャフト3を介してデファレンシャル4に連結され、ここから左右の後輪5にトルクが伝達されるようになっている。
FIG. 7 schematically shows a drive system and a control system of a vehicle targeted by the present invention. The vehicle shown here is an example of an in-wheel type four-wheel drive vehicle based on a front engine / rear drive (FR) vehicle. An engine (ENG) 1 is mounted on the front side of the vehicle, and the output of the
一方、左右の前輪6l,6rは操舵輪であって、ステアリングホイール7を含むステアリング機構8によって転舵されるように構成されている。このステアリング機構8は、ステアリングホイール7を操舵することによりモータが回転して前輪6l,6rの転舵を補助する操舵アシスト装置9を備えており、したがって前輪6l,6rの転舵角をステアリングホイール7の操舵量に応じて設定するだけでなく、電気的に制御できるようになっている。
On the other hand, the left and right
また、左右の前輪6l,6rのそれぞれにはインホイールモータ(IWM)10が設けられいる。このインホイールモータ10は、サスペンション機構(図示せず)によって支持されたハウジングの内部に電気モータと変速機構とを収容し、その電気モータによって前輪6l,6rを駆動するように構成された駆動装置であり、電気モータが動力を出力することによる駆動作用だけでなく、電気モータでエネルギ回生を行うことにより制動力を発生させるように構成されている。また、インホイールモータ10は電気モータの冷却や変速機構の潤滑などのためにオイルを内部に保持している。その潤滑あるいは冷却のための流動は、ギヤやローラなどの回転部材の回転によって掻き上げることによる流動やポンプを用いた強制的な流動のいずれであってもよいが、そのオイルは従来一般的に用いられているものと同様に、温度によって粘度が変化し、低温ほど粘度が増大する特性を有している。したがって、このインホイールモータ10が、この発明における「低温時のトルク損失が高温時のトルク損失より大きい機構」に相当している。
An in-wheel motor (IWM) 10 is provided on each of the left and right
さらに、上記のインホイールモータ10を制御するための電子制御装置ECUが設けられている。この電子制御装置ECUは、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて演算を行い、その演算の結果を制御指令信号としてインホイールモータ10に出力するように構成されている。この入力されるデータとは、例えば各インホイールモータ10の油温Tl,Trや操舵角度θ、車速Vなどである。
Further, an electronic control unit ECU for controlling the in-
ここで前述したハイブリッド駆動装置2の例を示すと、図8は2モータ形式のハイブリッド駆動装置の一例を示しており、動力分割機構11としてシングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられており、そのキャリヤ12にエンジン1が連結されている。また、サンギヤ13には、電動機としての機能と発電機としての機能とを備えた第1モータ・ジェネレータ(MG1)14が連結され、さらにリングギヤ15が出力軸16に連結されている。その出力軸16には、変速機17を介して第2モータ・ジェネレータ(MG2)18が連結されている。その変速機17は、例えば低車速時に第2モータ・ジェネレータ18が出力するトルクを増大させて出力軸16に伝達し、また高車速時には第2モータ・ジェネレータ18の回転数を相対的に低下させるためのものであって、変速比を高低二段に切り替えあるいは複数段に切り替えるように構成されている。
Here, an example of the
したがって図8に示すハイブリッド駆動装置2では、キャリヤ12にエンジン1から動力が入力され、これに対して第1モータ・ジェネレータ14を発電機として機能させることによりサンギヤ13に反力トルクが与えられ、その結果、これらのトルクを合成したトルクがリングギヤ15から出力軸16に出力される。その第1モータ・ジェネレータ14で発電された電力は第2モータ・ジェネレータ18に供給され、その第2モータ・ジェネレータ18が電動機として機能してそのトルクが出力軸16に付加される。また、第1モータ・ジェネレータ14で発電した電力は、前述したインホイールモータ10に供給し、前輪6l,6rを駆動することができる。すなわち、エンジン1が出力した動力の一部は、動力分割機構11を介して出力軸16に伝達され、また他の一部は電力に変換された後、第2モータ・ジェネレータ18によって機械的な動力に再変換されて出力軸16に伝達される。その場合、第1モータ・ジェネレータ14によってエンジン1の回転数を連続的に制御できるので、エンジン1を効率の良い状態で運転することが可能になる。
Therefore, in the
前述したようにインホイールモータ10はその内部のオイルを撹拌もしくは汲み上げることに伴ってトルクの損失が生じ、その損失トルクはオイルの粘度が大きいほど、すなわち低温ほど大きくなる。その損失トルクの大きさが左右の前輪6l,6rで異なっていることによる車両の挙動に対する影響を回避もしくは抑制するために、この発明の制御装置は、以下に述べる制御を実行するように構成されている。
As described above, the in-
図1はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、左側のインホイールモータ10の油温Tlが測定されて読み込まれ(ステップS1)、また右側のインホイールモータ10の油温Trが測定されて読み込まれる(ステップS2)。ついで、これらの油温Tl,Trの差の絶対値が、予め定めた閾値を超えているか否かが判断される(ステップS3)。この閾値は、左右のインホイールモータ10における温度差に起因する左右のトルク差が車両の挙動に影響する最小値として、実験やシミュレーションなどによって予め求めることができる。
FIG. 1 is a flowchart for explaining the control example. First, the oil temperature Tl of the left in-
このステップS3で否定的に判断された場合には、左右のインホイールモータ10における油温の相違が車両の挙動に影響しないので、特に制御を行うことなく、図1のルーチンを一旦終了する。これとは反対にステップS3で肯定的に判断された場合には、左右の駆動トルクの差を増大させる制御が実行される(ステップS4)。これは、油温が相対的に低いインホイールモータ10におけるトルク損失に伴う発熱を促して、左右の油温の差を低下させる制御であり、その制御の内容は以下のとおりである。
If a negative determination is made in step S3, the difference in oil temperature between the left and right in-
ステップS4の制御を実行する時点の車両の旋回方向が判断される(ステップS5)。これは一例として右旋回か否かの判断であり、操舵角度θに基づいて判断することができる。右旋回中であることによりステップS5で肯定的に判断された場合には、左側インホイールモータ10における油温(以下、単に左側の油温と記すことがある)Tlが右側のインホイールモータ10の油温(以下、単に右側の油温と記すことがある)Trより高温か否かが判断される(ステップS6)。 The turning direction of the vehicle at the time when the control of step S4 is executed is determined (step S5). This is, for example, determination as to whether the vehicle is turning right, and can be determined based on the steering angle θ. If a positive determination is made in step S5 because the vehicle is turning right, the oil temperature in the left in-wheel motor 10 (hereinafter sometimes simply referred to as the left oil temperature) Tl is the right in-wheel motor. It is determined whether or not the oil temperature is higher than 10 oil temperature (hereinafter sometimes simply referred to as the right oil temperature) Tr (step S6).
このステップS6で肯定的に判断された場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で内側の右前輪6rにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、右側のインホイールモータ10に掛かるトルクを大きくする。その場合、右旋回を行うヨーモーメントを生じさせる必要があるので、内輪である右前輪6rの走行方向に対する駆動トルクは、旋回方向での外輪である左前輪6lの走行方向に対する駆動トルクより相対的に小さくする。具体的には、左前輪6lの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_lをゼロ(Trq_l=0)にするとともに、右前輪6rの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_rを負のトルク(制動トルク)にする(ステップS7)。
If the determination in step S6 is affirmative, since the viscosity of the lubricating oil is high due to the low temperature of the lubricating oil, the loss torque at the inner right
このように左右の駆動トルクを制御すると、右旋回方向のヨーモーメントを増大させることになるので、操舵アシスト量を低減する(ステップS8)。この制御は、上述した左右のトルク差の増大量に応じて転舵角を減じるように前述した操舵アシスト装置9を制御することにより行ってもよく、あるいは操舵角や車速などに基づいて目標ヨーレート(もしくは目標ヨーモーメント)を求めるとともに、ヨーレートセンサ(図示せず)で検出された実ヨーレート(もしくは実ヨーモーメント)が目標ヨーレートに一致するように操舵アシスト量を制御することにより行ってもよい。 If the left and right drive torques are controlled in this way, the yaw moment in the right turn direction is increased, so the steering assist amount is reduced (step S8). This control may be performed by controlling the steering assist device 9 described above so as to reduce the turning angle in accordance with the increase in the left-right torque difference described above, or based on the steering angle, the vehicle speed, etc. (Or target yaw moment) may be obtained and the steering assist amount may be controlled so that the actual yaw rate (or actual yaw moment) detected by the yaw rate sensor (not shown) matches the target yaw rate.
一方、ステップS6で否定的に判断された場合すなわち右旋回中における左側の油温Tlが右側の油温Trより低温の場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で外側の左前輪6lにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、左側のインホイールモータ10に掛かるトルクを大きくする。その場合、右旋回方向のヨーモーメントを生じさせる必要があるので、旋回方向での内輪である右前輪6rの走行方向に対する駆動トルクを相対的に小さくする。具体的には、左前輪6lの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_lを正の値に設定するとともに、右前輪6rの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_rをゼロ(Trq_r=0)にする(ステップS9)。その後、ステップS8に進んで、操舵アシスト量を低減する。すなわち、左右のトルク差の増大に伴うヨーモーメントの変化もしくは増大を操舵アシスト装置9によって抑制もしくは是正して、実ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに近づける。
On the other hand, when a negative determination is made in step S6, that is, when the oil temperature Tl on the left side during the right turn is lower than the oil temperature Tr on the right side, the viscosity of the lubricating oil is high due to the low temperature of the lubricating oil. Since the loss torque at the outer left front wheel 6l in the turning direction is large, the torque applied to the left in-
さらに、左旋回であることによりステップS5で否定的に判断された場合には、左側インホイールモータ10における油温Tlが右側のインホイールモータ10の油温Trより高温か否かが判断される(ステップS10)。このステップS10で肯定的に判断された場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で外側の右前輪6rにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、右側のインホイールモータ10に掛かるトルクを大きくし、かつ内輪である左前輪6lの駆動トルクは、旋回方向での外輪である右前輪6rの駆動トルクより相対的に小さくする。具体的には、左前輪6lの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_lをゼロ(Trq_l=0)にするとともに、右前輪6rの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_rを正のトルクにする(ステップS11)。その後、ステップS8に進んで、操舵アシスト量を低減する。すなわち、左右のトルク差の増大に伴うヨーモーメントの変化もしくは増大を操舵アシスト装置9によって抑制もしくは是正する。
Further, if a negative determination is made in step S5 due to the left turn, it is determined whether or not the oil temperature Tl in the left in-
またさらに、ステップS10で否定的に判断された場合すなわち左旋回中における左側の油温Tlが右側の油温Trより低温の場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で内側の左前輪6lにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、左側のインホイールモータ10に掛かるトルクを大きくし、かつ外輪である右前輪6rの走行方向に対する駆動トルクを相対的に大きくする。具体的には、左前輪6lの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_lを負の値に設定するとともに、右前輪6rの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ10に対するトルク指令値Trq_rをゼロ(Trq_r=0)にする(ステップS12)。その後、ステップS8に進んで、操舵アシスト量を低減する。すなわち、左右のトルク差の増大に伴うヨーモーメントの変化もしくは増大を操舵アシスト装置9によって抑制もしくは是正する。
Furthermore, when the negative determination is made in step S10, that is, when the oil temperature Tl on the left side during the left turn is lower than the oil temperature Tr on the right side, the viscosity is high due to the low temperature of the lubricating oil. Since the loss torque at the inner left front wheel 6l in the turning direction is large, the torque applied to the left in-
上記のように、温度が低いことによりトルクの損失が大きいインホイールモータ10には正もしくは負のトルクが掛かるのに対して、温度が相対的に高いインホイールモータ10は空転してトルクの消費がないので、温度が相対的に低いインホイールモータ10でのトルク損失およびそれに伴う発熱が大きくなる。その結果、温度の低いインホイールモータ10の油温が早期に上昇し、その損失トルクが低下し、温度が高いインホイールモータ10での損失トルクと近似する。そのため、左右の前輪6l,6rの駆動トルクがそれぞれのトルク指令値に即したものとなり、早期に車両のヨーイングなどの挙動を安定させることができる。
As described above, the in-
この発明に係る制御装置は、損失トルクを相違させる要因となる温度差を、低温側での駆動エネルギの損失を増大させて早期に是正するように構成された装置であり、そのために駆動トルクや車両の挙動に影響する温度差が検出された場合に、左右のトルク差を増大させる。上記の図1に示す例では、相対的に高温側の車輪におけるトルクをゼロに設定し、相対的に低温側の車輪に掛かるトルクを増大させてその損失分を多くし、それに伴う発熱で温度差を是正するように構成されている。しかしながら、左右のトルク差は一方の車輪のトルクをゼロにする以外にも可能である。例えば、左右の車輪についての必要出力差をそれぞれの温度に基づいて求める一方、運転者による要求に基づいて左右の車輪に必要な駆動トルクを求め、これら左右の車輪の必要出力差と必要トルクとから左右の車輪を駆動するモータの動作点およびそれぞれの車輪の駆動トルクを決定してもよい。 The control device according to the present invention is a device configured to correct a temperature difference that causes a difference in loss torque at an early stage by increasing a loss of drive energy on the low temperature side. When a temperature difference that affects the behavior of the vehicle is detected, the left and right torque difference is increased. In the example shown in FIG. 1 above, the torque on the relatively high temperature side wheel is set to zero, the torque applied to the relatively low temperature side wheel is increased to increase the loss, and the generated heat causes the temperature to increase. Configured to correct the difference. However, the torque difference between the left and right is possible in addition to making the torque of one wheel zero. For example, the required output difference for the left and right wheels is determined based on the respective temperatures, while the drive torque required for the left and right wheels is determined based on the request from the driver. The operating point of the motor that drives the left and right wheels and the driving torque of each wheel may be determined.
その例を図2にブロック図で示してあり、左右の前輪6l,6rを駆動するインホイールモータ10の温度(油温)Tl,Trから左右の前輪6l,6rについての出力差が求められる(ブロックB1)。一方、アクセル開度などのドライバーの要求やクルーズコントロールシステムからの出力要求に基づいて各車輪の必要トルクを算出し(ブロックB2)、その演算結果から左右の前輪6l,6rの要求トルクTrq_l_req,Trq_r_reqが求められる(ブロックB3)。
An example of this is shown in a block diagram in FIG. 2, and an output difference between the left and right
そして、ブロックB1で求められた左右の出力差と、ブロックB3で求められた左右の要求トルクTrq_l_req,Trq_r_reqとから左右のインホイールモータ10の動作点が決定される(ブロックB4)。インホイールモータ10に用いられてるモータ(モータ・ジェネレータ)の特性は、図3に模式的に示すように、回転数がある程度以上に増大すると、回転数の増大に伴ってトルクが低下し、また図3に破線で示すように、最もエネルギ効率が高い動作点が中トルク・中回転数域に存在し、この動作点を離れるほど効率が低下する。したがって、上記のブロックB4では、図3に示すような特性を考慮したマップに基づいて各インホイールモータ10におけるモータ・ジェネレータの動作点を定めることができる。あるいは予め演算式を用意し、その演算式に基づいて各インホイールモータ10におけるモータ・ジェネレータの動作点を求めてもよい。より具体的には、温度の低いインホイールモータ10については、効率が相対的に低く、駆動することによる発熱の多い動作点、あるいは出力差を大きく採ることのできる動作点を設定する。こうして求められた動作点から左右の各車輪6l,6rの駆動トルクTrq_l,Trq_rが求められる(ブロックB5)。
Then, the operating points of the left and right in-
上記の図2に示す構成を備えていれば、車両としての必要トルクを満たしつつ、左右の出力差を設定できるので、温度差の解消のための出力差をより大きくすることができるとともに、前後輪の四輪を駆動する四輪駆動性能を確保することができる。 If the configuration shown in FIG. 2 is provided, the difference between the left and right outputs can be set while satisfying the required torque of the vehicle, so that the output difference for eliminating the temperature difference can be increased, and the front and rear Four-wheel drive performance for driving four wheels can be ensured.
また、この発明の制御装置では、四輪駆動車における前後輪へのトルク配分をも制御して、左右の出力差を増大させるように構成することができる。その例を図4にブロック図で示してある。先ず、左右の必要出力差が計算(ブロックB11)される一方、要求トルクに基づく左右の出力差が求められる(ブロックB12)。このブロックB11は、前述した図2におけるブロックB1と同様の演算ブロックである。また、ブロックB12は、前述した図2におけるブロックB3における左右の要求トルクTrq_l_req,Trq_r_reqの差を算出するブロックと同様の演算ブロックである。 In addition, the control device of the present invention can be configured to control the torque distribution to the front and rear wheels in the four-wheel drive vehicle to increase the left and right output difference. An example of this is shown in a block diagram in FIG. First, the required output difference between the left and right is calculated (block B11), while the left / right output difference based on the required torque is determined (block B12). This block B11 is an arithmetic block similar to the block B1 in FIG. The block B12 is a calculation block similar to the block that calculates the difference between the left and right required torques Trq_l_req and Trq_r_req in the block B3 in FIG. 2 described above.
ブロックB11で求められた出力差からブロックB12で求められた出力差が加算器B13において減算され、その差が「負」であるか否かが判断される(ブロックB14)。このブロックB14の結果が否定的である場合には、温度に基づく出力差が十分大きいことになるので、温度差の解消のための制御が特には必要がないので、必要出力差を満たすように各車輪の駆動指令値がそのまま出力される(ブロックB15)。 The output difference obtained in block B12 is subtracted in the adder B13 from the output difference obtained in block B11, and it is determined whether or not the difference is “negative” (block B14). If the result of this block B14 is negative, the output difference based on the temperature is sufficiently large, so control for eliminating the temperature difference is not particularly necessary, so that the required output difference is satisfied. The drive command value for each wheel is output as it is (block B15).
これに対してブロックB14の結果が肯定的である場合には、車両の挙動を乱さない範囲で前後のトルク配分比が変更される(ブロックB16)。これを前述した図7に示す前輪6l,6rにインホイールモータ10を設けた四輪駆動車を例に採って説明すると、インホイールモータ10を構成しているモータ・ジェネレータの特性は、図5に示すようになり、車速あるいは回転数がある程度以上に増大すると、トルクが次第に低下し、また効率は破線で示すようになる。車両が所定の車速で走行している状態で駆動要求に基づく左右のトルク差がΔTrqとなっている場合、左右の温度差が特には大きくない通常状態であれば、前輪に対するトルク配分比を相対的に小さくする。例えば、前輪に対するトルク配分比を「2」とし、後輪に対するトルク配分比を「8」とする。これは、図5におけるD1の状態である。したがって、この場合は、前輪で受け持つ駆動トルクが小さくなり、インホイールモータ10で消費するエネルギが相対的に少ないので、損失に伴う発熱が少なくなる。また、左右両側での発熱量の差も小さくなる。
On the other hand, if the result of block B14 is affirmative, the front-rear torque distribution ratio is changed within a range that does not disturb the behavior of the vehicle (block B16). This will be described by taking a four-wheel drive vehicle in which the in-
これに対して左右の前輪6l,6rのインホイールモータ10に温度差がある場合、左右のトルク差ΔTrqの状態で、前輪に対するトルク配分比を増大させる。これは、図5のD2の状態であり、例えば前後のトルク配分比を「5:5」にする。その結果、前輪のインホイールモータ10の出力を増大させることになるので、損失に伴う発熱量が増大し、オイルの温度が早期に上昇させられて、駆動トルクに対するオイルの粘度の影響が解消させられる。
On the other hand, when there is a temperature difference between the in-
前後トルク配分比の変更を上記のように左右の車輪の油温差に基づいて行う場合、油温の高低だけでなく、要求されているトルクの大小を加味して行うことができる。すなわち、油温の高い左右いずれかの前輪に要求されるトルクが大きい場合、インホイールモータ10での発熱量が増大するとオイルの過熱の可能性があるので、前輪に対するトルク配分比を低下させる。これとは反対に、油温の低い左右いずれかの前輪に要求されるトルクが大きい場合、前輪に対するトルク配分比を相対的に増大させる。こうすることにより、油温の低い前輪側のインホイールモータ10での発熱量が増大するので、油温を早期に上昇させ、左右の油温差を解消することができる。
When changing the front-rear torque distribution ratio based on the oil temperature difference between the left and right wheels as described above, it is possible to take into account not only the oil temperature level but also the magnitude of the required torque. That is, when the torque required for either the left or right front wheel having a high oil temperature is large, if the amount of heat generated by the in-
さらに、左右のインホイールモータ10で必要とする熱量と、左右のインホイールモータ10の動作点での損失に基づく実熱量とに基づいてトルクの前後配分比を制御することができる。すなわち、左右のインホイールモータ10のオイルを含む全体としての体積とその比熱ならびに左右の温度差から前輪で必要とする必要熱量が求まる。また、左右のインホイールモータ10の動作点に基づいてそれぞれの損失が求まるので、その差から実熱量差が求まる。こうして得られる必要熱量が実熱量差より大きい場合、前輪側での発熱を促進する必要があるので、前輪に対するトルク配分比を相対的に増大させる。これとは反対に、実熱量差が大きい場合には、前輪に対するトルク配分比を相対的に低下させる。前輪側での発熱量を特に増大させる必要がないからである。
Furthermore, the torque front / rear distribution ratio can be controlled based on the amount of heat required by the left and right in-
なお、後輪をインホイールモータ10が駆動するように構成した場合には、前後のトルク配分比の制御は、上述した例とは反対の制御になる。また、前後のトルク配分比の制御は、具体的には、左右の油温差と前後トルク配分比との関係を定めたマップを予め用意し、そのマップに基づいて前後トルク配分比を決定することにより行うことができる。
When the rear wheel is configured to be driven by the in-
このように、この発明の制御装置によれば、左右の温度差に起因するヨーモーメントの目標値からのズレを、左右両側での発熱量を制御することにより解消もしくは抑制するだけでなく、前後のトルク配分比を制御することにより解消もしくは抑制するように構成することができる。 Thus, according to the control device of the present invention, the deviation from the target value of the yaw moment caused by the temperature difference between the left and right is not only eliminated or suppressed by controlling the heat generation amount on both the left and right sides, but also By controlling the torque distribution ratio, it is possible to eliminate or suppress the torque distribution ratio.
さらに、この発明の制御装置によれば、インホイールモータ10に掛かるトルクによって油温の上昇を制御できるので、状況に応じて前後トルク配分比を制御することにより、左右の温度差の解消に加え、四輪駆動性能の効果的な発揮や不要な四輪駆動制御に起因する燃費の悪化を抑制することができる。例えば、図6に示すように、前輪の油温や四輪駆動要求の有無などに基づいて前後トルク配分比を制御する。具体的に説明すると、図6において、先ず、前輪側のインホイールモータ10の油温が低いか否かが判断される(ステップS21)。このステップS21で肯定的に判断された場合には、前輪側での発熱を促すために、前輪に対するトルク配分比が増大させられる(ステップS22)。
Furthermore, according to the control device of the present invention, the increase in the oil temperature can be controlled by the torque applied to the in-
これに対して、前輪側の油温が特には低くないことによりステップS21で否定的に判断された場合には、四輪駆動(4WD)状態が不要か否かが判断される(ステップS23)。これは、アクセル開度、前後車輪の回転数差、走行路面の勾配、走行路面が悪路か否かの判定結果などに基づいて判断することができる。なお、4WDの選択スイッチが備えられている場合には、そのスイッチのON/OFFをも加味して判断する。このステップS23で否定的に判断された場合、すなわち四輪駆動状態が必要であることが判断された場合には、ステップS22に進んで前輪に対するトルク配分比が増大させられる。 On the other hand, if the oil temperature on the front wheel side is not particularly low and a negative determination is made in step S21, it is determined whether or not the four-wheel drive (4WD) state is unnecessary (step S23). . This can be determined based on the accelerator opening, the difference between the rotation speeds of the front and rear wheels, the gradient of the traveling road surface, the determination result as to whether or not the traveling road surface is a bad road, and the like. When a 4WD selection switch is provided, the determination is made taking into account the ON / OFF of the switch. If a negative determination is made in step S23, that is, if it is determined that the four-wheel drive state is necessary, the routine proceeds to step S22, where the torque distribution ratio for the front wheels is increased.
四輪駆動状態が必要ではないことによりステップS23で肯定的に判断された場合には、油温が高いか否かが判断される(ステップS24)。前輪側のインホイールモータ10の油温が高いことによりステップS24で肯定的に判断された場合には、それ以上の油温の上昇を防止もしくは抑制するために、前輪に対するトルク配分比が低下させられる(ステップS25)。これに対して、油温が特には高くなっていない場合には、前後トルク配分比が通常の配分比に設定される(ステップS26)。すなわち、油温に基づく制御を含まない前後トルク配分比に制御される。
If an affirmative determination is made in step S23 because the four-wheel drive state is not necessary, it is determined whether the oil temperature is high (step S24). If the oil temperature of the in-
図6に示すように制御することにより、油温が過剰に高くなることを防止して四輪駆動状態が制限されたり、それに伴って車両の駆動性能が低下したりすることを防止もしくは抑制することができる。また、左右の油温差がある程度大きい場合には、その油温差を早期に解消して車両のヨーモーメントあるいはそれに起因する車両の挙動を安定させることができる。さらに、不必要に四輪駆動状態を設定したり、前後のそれぞれの車輪の駆動トルクが不必要に大きくなるように前後トルク配分比を設定したり、それに伴って燃費が悪化したりすることを防止もしくは抑制することができる。 By controlling as shown in FIG. 6, the oil temperature is prevented from becoming excessively high, and the four-wheel drive state is restricted, and accordingly, the drive performance of the vehicle is prevented from being reduced or suppressed. be able to. Further, when the oil temperature difference between the left and right is large to some extent, the oil temperature difference can be eliminated at an early stage to stabilize the vehicle yaw moment or the behavior of the vehicle resulting therefrom. Furthermore, the four-wheel drive state is set unnecessarily, the front-rear torque distribution ratio is set so that the drive torque of the front and rear wheels becomes unnecessarily large, and the fuel consumption is deteriorated accordingly. It can be prevented or suppressed.
なお、この発明は、四輪駆動車に限らず、二輪駆動車の制御装置にも適用することができる。また、前輪の全てにインホイールモータを設けた車両やハイブリッド駆動装置に替えて通常の変速機を備えた車両の制御装置にも適用することができる。 The present invention can be applied not only to a four-wheel drive vehicle but also to a control device for a two-wheel drive vehicle. Further, the present invention can be applied to a vehicle control device provided with a normal transmission instead of a vehicle or a hybrid drive device in which all the front wheels are provided with in-wheel motors.
1…エンジン(E/G)、 2…ハイブリッド駆動装置(HV)、 6l,6r…前輪、 7…ステアリングホイール、 8…ステアリング機構、 9…操舵アシスト装置、 10…インホイールモータ(IWM)、 Tl,Tr…油温、 θ…操舵角度、 V…車速、 11…動力分割機構、 ECU…電子制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記各機構の温度差を判定する温度差判定手段と、
前記温度差が予め定めたしきい値を超えていることが前記温度差判定手段で判定された場合に前記温度差が小さくなるように前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差を増大させる駆動トルク制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の駆動力制御装置。 It is configured to control the driving torque of at least two driving wheels on the left and right or at least two driving wheels on the front and rear sides by a mechanism provided for each of the driving wheels, and the torque loss at low temperature is larger than the torque loss at high temperature. In a vehicle driving force control device,
Temperature difference determining means for determining a temperature difference between the mechanisms;
Driving that increases the difference between the drive torques of the at least two drive wheels so that the temperature difference is reduced when the temperature difference determination means determines that the temperature difference exceeds a predetermined threshold value. A vehicle driving force control apparatus comprising: a torque control means.
前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差が前記駆動トルク制御手段で増大させられた場合に、目標ヨーモーメントに対する実ヨーモーメントの差を小さくするように前記操舵アシスト装置による転舵角を修正するヨーモーメント制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の車両の駆動力制御装置。 The vehicle has a steering assist device that controls a turning angle;
When the difference in driving torque between the at least two driving wheels is increased by the driving torque control means, the turning angle by the steering assist device is corrected so as to reduce the difference in actual yaw moment with respect to the target yaw moment. The vehicle driving force control device according to claim 1, further comprising a yaw moment control means.
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