JP5893486B2 - 電気自動車 - Google Patents
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Description
しかし、転舵する車輪がロックした際には、ステアリング操作が不能になるため、旋回中やステアリング動作が必要な状況においては、車両が停止するまでは、危険な状態となる。
いずれかの車輪がロック状態であるか否かを判定するロック状態判定手段15と、このロック状態判定手段15でロック状態であると判定された場合に、車両の目標ヨー角速度または目標横加速度となるように、ヨー角速度または横加速度に影響する車両の制御可能作動部のフィードバック制御を行う車両挙動安定化制御手段17とを備える。前記駆動モータ5は、例えばインホイールモータ駆動装置を構成する駆動モータ5である。ヨー角速度または横加速度に影響する車両の制御可能作動部は、例えば、前記駆動モータ5、またはブレーキ装置21、またはステアリング装置12である。
ヨー角速度や横加速度は、車両が旋回動作するとき生じ、スピンに近いような挙動を示したときに大きく生じる。そのため、目標ヨー角速度または目標横加速度となるように制御することで、車輪がロックした場合でも、操舵不能にならずに、直前の車両挙動からスピン等の車両挙動が不安定になることを防ぐことができる。
これにより車両挙動をより一層安定させることができる。なお、ヨー角速度や横加速度は、車両に備えられたジャイロ等のヨーレイトセンサ,横加速度センサで検出できる。
駆動力を検出するセンサとしては、スリップ等に係わらずに、車輪と路面間に実際に生じている車輪の駆動力を検出するセンサとして、車輪用軸受装置に設けられた荷重センサ9が提案されている。この実際に生じている左右の車輪の駆動力を検出し、左右輪の駆動力差を求めることで、車輪がロック状態か否かを適切に判定することができる。また、荷重センサ9により駆動力を検出することで、精度の良いロック状態の判定が行える。この適切なロック判定により、無駄な車両挙動安定化制御を行うことなく、必要な車両挙動安定化制御を適切に行うことができる。
車輪ロックやスリップを生じていない左右輪の理論的な回転速度差は、車輪の転舵角と車輪の前後作用の車輪間の距離(トレッド,ホイールベース)によって定まる。そのため、理論的に求まる左右の車輪の回転速度差に対して、実際の左右輪の回転速度の差が、適宜定めた許容範囲を超えるか否かによって、車輪がロック状態か否かを判定することができる。回転検出器は構成が簡単で安価なものがあり、回転速度差でロック判定を行うことで、ロック判定のための手段が簡単な構成で安価なもので済む。
駆動モータ5の駆動力の制御により目標ヨー角速度または目標横加速度となるように制御する場合、単に駆動モータ5の制御手段の変更で済み、ブレーキ装置21やステアリング装置12の形式,構成に係わらずに適用できる。また、車輪がロックしている間も操舵角と車速に基づいた目標ヨー角速度等を発生させるように各輪の駆動力を制御するので、運転者の意図した方向に操舵することができる。
車輪に制動力を加えて目標ヨー角速度または目標横加速度となるように制御すると、より安全に車両の挙動を安定化させる。各輪の制動力を独立して制御可能なブレーキ装置21を搭載している場合、各輪毎に適切な制動力を与えることで、走行速度を極端に低下させるこくなく、車両の挙動を安定化させることができる。ブレーキ装置21が電動式である場合は、油圧式のブレーキに比べて制動力を応答性良くきめ細やかに制御でき、車輪ロックに対する挙動安定化の制御がより適切に行える。
ステアリングの転舵角を制御することで車両の挙動を安定化させる場合、必ずしも走行速度の低下させずに、車輪ロックに対する車両挙動の安定化を図ることがきる。
転舵角を安定化制御のために自動的に変える場合、操作装置部12Aと転舵機構部12Bとが機械的に連結されたままであると、操作装置部12Aに運転者に不測の動作を生じさせる。そのため、前記ステアリング装置12は、操作装置部12Aと転舵機構部12Bとが機械的に切り離されているか、または連結を遮断することが可能なステアバイワイヤ式のステアリング装置12であることが好ましい。これにより、運転者に違和感を生じさせることなく、車輪ロックに対する車両挙動の安定化の制御が行える。
ヨー角速度や横加速度に影響する車両の制御可能作動部を2種類以上併せて制御することで、制御系は複雑になるが、車輪ロックの状況や、そのときの駆動モータ5、ブレーキ装置21、ステアリング装置12等の状況に応じたより適切な挙動安定化の制御が行える。
また、前記ロック状態判定手段は、前記駆動モータで駆動される各輪を支持する車輪用軸受装置に設けられた荷重センサにより駆動力を検出し、左右輪の駆動力差により車輪がロック状態か否かを判定するため、精度の良いロック状態の判定が行え、この適切なロック判定により、無駄な車両挙動安定化制御を行うことなく、必要な車両挙動安定化制御を適切に行うことができる。
センサ類として、各車輪2,3の車輪用軸受6に設けられた荷重センサ9と、操舵角センサ10と、車速センサ11とが搭載されている。荷重センサは、車輪2,3の路面接地点に作用する直交3軸方向の荷重(前後方向の駆動力、上下方向荷重、左右方向力であるコーナリング力)の検出が可能である。操舵角センサ10は、操作装置部を構成するステアリングハンドル12Aに付随して設けられ、ステアリングハンドル12Aの回転角度を検出する。
この実施形態ではECU13に、車輪2,3のロックに対応する処理を行うロック対応制御手段14が設けられている。ロック対応制御手段14は、ロック状態判定手段15、目標決定手段16、および車両挙動安定化制御手段17からなる。
まず、ステップ1で、荷重センサ9から左右の駆動力Fdxl 、Fdxr を取得する。ステップ2では、左右輪2,2,3,3の駆動力差が、基準の駆動力差Fdxs よりも大きいか否かを判定し、大きい場合は、ヨー角速度フィードバック制御を開始し(ステップ2A)、ステップ3にすすむ。基準の駆動力差は、車輪がロックしていると判断できる閾値である。駆動力差が小さい場合は、通常制御(ステップ9)となる。上記ステップ1,2の処理を前記ロック状態判定手段15により行う。
まず、ステップ1で、荷重センサから左右の駆動力Fxl、Fxrを取得する。ステップ2では、左右輪2,2,3,3の駆動力差が、基準の駆動力差よりも大きい場合は、ロックであると判定してヨー角速度フィードバック制御を開始し(ステップ2A)、ステップ3に進む。基準の駆動力差は、車輪2,3がロックしていると判断できる閾値である。駆動力差が小さい場合は、通常制御となる(ステップ9)。上記ステップ1,2の処理を前記ロック状態判定手段15により行う。
2,3…車輪
2L,2R,3,3R…車輪
4…インボイールモータ駆動装置
5…駆動モータ
6…車輪用軸受
9…荷重センサ
10…操舵角センサ
11…車速センサ
12…ステアリング装置
12A…ステアリングハンドル(操作装置部)
12B…転舵装置部
13…ECU
14…ロック対応制御手段
15…ロック状態判別手段
16…目標決定手段
17…車両挙動安泰化制御手段
18…回転検出器
Claims (10)
- 左右の車輪を独立して駆動する駆動モータを備えた電気自動車において、
いずれかの車輪がロック状態であるか否かを判定するロック状態判定手段と、
このロック状態判定手段でロック状態であると判定された場合に、車両の目標ヨー角速度または目標横加速度となるように、ヨー角速度または横加速度に影響する車両の制御可能作動部のフィードバック制御を行う車両挙動安定化制御手段とを備え、
前記ロック状態判定手段は、前記駆動モータで駆動される各輪を支持する車輪用軸受装置に設けられた荷重センサにより駆動力を検出し、左右輪の駆動力差により車輪がロック状態か否かを判定する、
ことを特徴とする電気自動車。 - 請求項1において、前記駆動モータは、インホイールモータ駆動装置を構成する駆動モータである電気自動車。
- 請求項1または請求項2において、車両の操舵角と車両速度から目標ヨー角速度または目標横加速度を決定する目標値決定手段を備え、前記車両挙動安定化制御手段は、前記目標ヨー角速度または目標横加速度となるように前記制御可能作動部の制御を行う電気自動車。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記車両挙動安定化制御手段により制御を行う前記制御可能作動部が前記駆動モータであり、前記車両挙動安定化制御手段は、左右輪の駆動モータの駆動力を、前記目標ヨー角速度または目標横加速度となるように制御する電気自動車。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記車両挙動安定化制御手段により制御を行う前記制御可能作動部がブレーキ装置であり、前記車両挙動安定化制御手段は、前記ブレーキ装置の制動力を、前記目標ヨー角速度または目標横加速度となるように制御する電気自動車。
- 請求項5において、車両の各輪の制動力を独立して制御可能なブレーキ装置を搭載した電気自動車。
- 請求項5または請求項6において、前記ブレーキ装置が電動式である電気自動車。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記車両挙動安定化制御手段により制御を行う前記制御可能作動部が、ステアリング装置であり、前記車両挙動安定化制御手段は、前記ステアリング装置の転舵角を、前記目標ヨー角速度または目標横加速度となるように制御する電気自動車。
- 請求項8において、前記ステアリング装置は、操作装置部と転舵機構部とが機械的に切り離されているか、または連結を遮断することが可能なステアバイワイヤ式のステアリング装置である電気自動車。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記車両挙動安定化制御手段により制御を行う前記制御可能作動部が、前記駆動モータ、ブレーキ装置、およびステアリング装置のうちのいずれか2つ以上であり、前記駆動モータの駆動力、ブレーキ装置の制動力、およびステアリング装置の転舵角のうちのいずれか2つ以上を共に、前記目標ヨー角速度または目標横加速度となるように制御する電気自動車。
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