JP5562277B2 - 電気自動車 - Google Patents
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Description
このため、モータへ与えるトルク指令値を制限する手段が考えられるが、走行する路面の状やタイヤと路面と間の摩擦係数は、舗装、未舗装、舗装の形態、降雨による路面の濡れ状態等によって種々異なる。そのため、一律にモータトルク指令値の制限だけでは、無駄なトルク制限による走行性能の低下を招いてしまう。
車両速度の検出値と駆動輪回転数とから駆動輪の路面に対するスリップ率を推定するスリップ率推定手段42と、
車両速度の検出値と前記モータトルク指令値とから、車両に作用する外力により発生するトルクを推定する外乱オブザーバ43と、
前記モータトルク指令値または前記モータの電流値から換算されるモータトルク値、および前記外乱オブザーバの推定した外力により発生するトルクを用いて、前記駆動輪2に作用する全トルクを推定する作用トルク推定手段44と、
この作用トルク推定手段44の推定したトルク、前記スリップ率推定手段42の推定したスリップ率から、前記駆動輪2の路面・タイヤ間の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段45と、
この推定された摩擦係数と前記駆動輪2に作用する上下方向の荷重から、定められた関係によって許容最大トルクを定める許容最大トルク演算手段46と、
この定められた許容最大トルクによって前記加減速の操作手段16,17から前記モータ6に与えるモータトルク指令値を制限するモータトルク指令値制限手段47とを備える。
このように、モータトルクTmまたはモータ電流から換算されるモータトルクTm、および外乱オブザーバ43によって求めた車両に作用する車体重量等のその他外力による発生トルク推定値⌒Teとの加算値、およびスリップ率λから、路面・タイヤ間の摩擦係数μを推定する。この摩擦係数μと上下方向の荷重⌒FZ から許容最大トルクTmax を定めて、これを超えないようにトルク制限を行う。そのため、路面状況等に応じた適切なタイヤのスリップを防止が行えて、スリップ防止のための無駄な走行性能の制限を伴うことなく、確実なスリップ防止が行える。
なお、上記のスリップ制御は直走時に制御であり、曲線走行時は、上記のスリップ制御に加えて、走行する曲線路の曲率等に応じた適宜の制御を加える。
インホイールモータ駆動装置8を用いた電気自動車であると、各輪が独立して応答性の高いモータ6で駆動されるため、駆動輪2のスリップによる制御が走行の安定性に大きく影響する。そのため、この発明による、路面状況等に応じた適切なタイヤのスリップを防止が行えて、スリップ防止のための無駄な走行性能の制限を伴うことなく、確実なスリップ防止が行えるという効果が、より効果的に発揮される。
インホイールモータ駆動装置8がモータの回転を減速して車輪に伝える減速機付きである場合や、それが高い減速比を有するサイクロイド減速機を使用した場合には、モータの小型化に寄与するが、モータのトルクは拡大して車輪に伝達するため、車輪のスリップの防止はより重要となる。
この実施形態では、モータコントール部29は、各パワー回路部28に対して別々に設けられ、これらパワー回路部28とモータコントール部29とでなるインバータ装置22と、その制御対象のモータ6を含むインホイールモータ駆動装置8とで、前述のようにインホイールモータユニット30が構成される。
λ=(N2−N1)N1
により求められる値とする。
すなわち、スリップ率λは、駆動輪回転数N2と従動輪回転数N1の差を、従動輪回転数N1で除した値とする。
許容最大トルクTmax =μ×⌒FZ
により、許容最大トルクTmax を求める。
許容最大トルク演算手段46は、前記の定められた関係として、第2テーブル46を用いる。
作用トルク推定手段44は、モータトルク指令値Tmと、外乱オブザーバ43の推定した外力により発生するトルク⌒Teとを用いて、駆動輪2に作用する全トルクTを推定する。
摩擦係数推定手段45は、上記のように推定された駆動輪2に作用する全トルクTと、スリップ率λとから、第1のテーブル45aを用いて、駆動輪2の路面・タイヤ間の摩擦係数μを推定する。
許容最大トルク演算手段46は、その推定された摩擦係数μと駆動輪2に作用する上下方向の荷重⌒FZ から、第2のテーブル46aを用いて許容最大トルクTmax を定める。 モータトルク指令値制限手段47は、上記のように定められた許容最大トルクTmax によって、この値を超えないように、ECU21のトルク配分手段48からモータ6に与えるモータトルク指令値Tmを制限する。
なお、インホイールモータ駆動装置8のモータ電流の配線や各種センサ系,指令系の配線は、モータハウジング72等に設けられたコネクタ99により纏めて行われる。
2,3…車輪
4,5…車輪用軸受
6…モータ
7…減速機
8…インホイールモータ駆動装置
9,10…電動式のブレーキ
21…ECU
22…インバータ装置
24,24A…回転センサ
28…パワー回路部
29…モータコントール部
30…インホイールモータユニット
31…インバータ
32…PWMドライバ
33…モータ駆動制御部
35…電流センサ
36…角度センサ
41…荷重センサ
42…スリップ率推定手段
43…外乱オブザーバ
44…作用トルク推定手段
45…摩擦係数推定手段
46…許容最大トルク演算手段
47…モータトルク指令値制限手段
Claims (6)
- 駆動輪を駆動するモータと、加減速の操作手段の出力する指令を基にして与えられるモータトルク指令値に従って前記モータを制御するモータコントロール部とを備えた電気自動車において、
車両速度の検出値と駆動輪回転数とから駆動輪の路面に対するスリップ率を推定するスリップ率推定手段と、
車両速度の検出値と前記モータトルク指令値とから、車両に作用する外力により発生するトルクを推定する外乱オブザーバと、
前記モータトルク指令値または前記モータの電流値、および前記外乱オブザーバの推定した外力により発生するトルクを用いて、前記駆動輪に作用する全トルクを推定する作用トルク推定手段と、
この作用トルク推定手段の推定したトルクと、前記スリップ率推定手段の推定したスリップ率から、前記駆動輪の路面・タイヤ間の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
この推定された摩擦係数と、駆動輪に作用する上下方向の荷重とから、定められた関係によって許容最大トルクを定める許容最大トルク演算手段と、
この定められた許容最大トルクによって前記加減速の操作手段から前記モータに与えるモータトルク指令値を制限するモータトルク指令値制限手段とを備える
ことを特徴とする電気自動車。 - 請求項1において、前記駆動輪に作用する上下方向の荷重を検出する手段が、前記駆動輪を支持する車輪用軸受に取付けられた荷重センサである電気自動車。
- 請求項1または請求項2において、前記モータトルク指令値制限手段がトルクリミッタである電気自動車。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記モータは、一部または全体が駆動輪内に配置されて前記モータと車輪用軸受とを含むインホイールモータ駆動装置を構成する電気自動車。
- 請求項4において、前記インホイールモータ駆動装置は、前記モータの回転を減速して駆動輪に伝える減速機を含む電気自動車。
- 請求項5において、前記減速機がサイクロイド減速機である電気自動車。
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