JP6252453B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の左右輪を独立して駆動するモータを備えた車両駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device including a motor that independently drives left and right wheels of a vehicle.
従来から、モータの駆動時に生じるトルクリプル(トルク脈動)を抑制するために、トルクリプルに同期した補償電流をモータ駆動用電流に重畳させることが行われている。例えば、特許文献1には、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用モータに補償電流を流す技術が提案されている。 Conventionally, in order to suppress torque ripple (torque pulsation) that occurs when a motor is driven, a compensation current synchronized with the torque ripple is superimposed on the motor driving current. For example, Patent Document 1 proposes a technique for supplying a compensation current to a drive motor for an electric vehicle or a hybrid vehicle.
電気自動車の一形態として、左右輪をモータによって独立して駆動する車両が知られている。例えば、車輪のホイール内部もしくはその近傍にモータを配置し、このモータにより車輪を直接駆動するインホイールモータ方式の車両においては、左右輪を独立して駆動制御することができる。 As one form of an electric vehicle, a vehicle in which left and right wheels are independently driven by a motor is known. For example, in an in-wheel motor vehicle in which a motor is disposed in or near the wheel of the wheel and the wheel is directly driven by this motor, the left and right wheels can be independently driven and controlled.
補償電流をモータに流した場合、補償電流の脈動に合わせてインバータ(モータ駆動回路)から音が発生する。左右輪をモータによって独立して駆動する車両では、各モータに対応してインバータが1台ずつ設けられるため、各インバータから補償電流の脈動に合わせて音が発生する。図2は、左右輪のモータごとのトルクリプルと補償電流との関係(a),(b)、および、左右何れか一輪(本例では左輪)用のインバータに流れる電流(インバータ電流と呼ぶ)とそのインバータからの発生音量との関係(c)を表している。図2(c)に示すインバータ電流の脈動は、補償電流成分を表わしている。 When the compensation current is supplied to the motor, sound is generated from the inverter (motor drive circuit) in accordance with the pulsation of the compensation current. In a vehicle in which the left and right wheels are independently driven by motors, one inverter is provided for each motor, and thus a sound is generated from each inverter in accordance with the pulsation of the compensation current. FIG. 2 shows the relationship (a) and (b) between the torque ripple and the compensation current for each motor on the left and right wheels, and the current (referred to as the inverter current) that flows through the inverter for one of the left and right wheels (the left wheel in this example). The relationship (c) with the volume generated from the inverter is shown. The pulsation of the inverter current shown in FIG. 2C represents the compensation current component.
こうした車両においては、左輪を駆動する左輪モータの補償電流の位相と、右輪を駆動する右輪モータの補償電流の位相とが一致すると、それぞれのインバータから発生する音が重なり合って(音量がピークとなるタイミングが一致して)、ドライバーに聞こえる音が大きくなり、ドライバーに不快感を与えるおそれがある。 In such a vehicle, if the phase of the compensation current of the left wheel motor that drives the left wheel coincides with the phase of the compensation current of the right wheel motor that drives the right wheel, the sounds generated from the respective inverters overlap (volume is peaked). The timing at which they become coincident) increases the sound heard by the driver, which may cause driver discomfort.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ドライバーにできるだけノイズによる不快感を与えないようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to prevent the driver from feeling uncomfortable due to noise as much as possible.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
左車輪を駆動する左輪モータ(30l)と、
前記左車輪とは独立して右車輪を駆動する右輪モータ(30r)と、
バッテリから電力供給されて前記左輪モータを駆動する左輪インバータ(35l)と、
前記バッテリから電力供給されて前記右輪モータを駆動する右輪インバータ(35r)と、
車両を走行させるために要求される要求駆動力を発生させるための基本電流に、トルクリプルを低減するための補償電流を重畳した、左輪モータ目標電流および右輪モータ目標電流、に基づいて、前記左輪インバータの作動および前記右輪インバータの作動をそれぞれ個別に制御するモータ制御手段(40)と
を備えた車両駆動装置において、
前記左輪モータに流す補償電流と、前記右輪モータに流す補償電流との位相差の大きさ(Δθ)を検出する位相差検出手段(S13)と、
前記位相差の大きさが小さい場合には、前記位相差の大きさが大きい場合に比べて、前記左輪モータに流す補償電流および前記右輪モータに流す補償電流を小さくする補償電流調整手段(S14,S17)とを備えたことにある。
In order to achieve the above object, the features of the present invention are:
A left wheel motor (30 l) for driving the left wheel;
A right wheel motor (30r) for driving the right wheel independently of the left wheel;
A left wheel inverter (35l) powered by a battery to drive the left wheel motor;
A right wheel inverter (35r) powered by the battery to drive the right wheel motor;
Based on a left wheel motor target current and a right wheel motor target current obtained by superimposing a compensation current for reducing torque ripple on a basic current for generating a required driving force required for running the vehicle, the left wheel In a vehicle drive device comprising motor control means (40) for individually controlling the operation of the inverter and the operation of the right wheel inverter,
Phase difference detection means (S13) for detecting the magnitude (Δθ) of the phase difference between the compensation current passed through the left wheel motor and the compensation current passed through the right wheel motor;
Compensation current adjusting means (S14) that reduces the compensation current flowing to the left wheel motor and the compensation current flowing to the right wheel motor when the phase difference is small compared to when the phase difference is large. , S17).
本発明の車両駆動装置は、左車輪を左輪モータによって駆動し、右車輪を右輪モータによって駆動する。モータ制御手段は、車両を走行させるために要求される要求駆動力を発生させるための基本電流に、トルクリプルを低減するための補償電流を重畳した、左輪モータ目標電流および右輪モータ目標電流、に基づいて、左輪インバータの作動および右輪インバータの作動をそれぞれ個別に制御する。こうして、左輪インバータから左輪モータに左輪モータ目標電流相当の電流が流れて左車輪が回転し、右輪インバータから右輪モータに右輪モータ目標電流相当の電流が流れて右車輪が回転する。この場合、基本電流には、例えば、車両の運動状態(姿勢、上下振動)を制御するための運動制御用電流など、状況に応じて必要となる制駆動力を発生させるための電流が含まれていてもよい。 In the vehicle drive device of the present invention, the left wheel is driven by the left wheel motor, and the right wheel is driven by the right wheel motor. The motor control means includes a left wheel motor target current and a right wheel motor target current obtained by superimposing a compensation current for reducing torque ripple on a basic current for generating a required driving force required for running the vehicle. Based on this, the operation of the left wheel inverter and the operation of the right wheel inverter are individually controlled. Thus, a current corresponding to the left wheel motor target current flows from the left wheel inverter to the left wheel motor and the left wheel rotates, and a current corresponding to the right wheel motor target current flows from the right wheel inverter to the right wheel motor and the right wheel rotates. In this case, the basic current includes, for example, a current for generating a braking / driving force necessary depending on the situation, such as a motion control current for controlling the motion state (posture, vertical vibration) of the vehicle. It may be.
このように補償電流を基本電流に重畳することにより、左右輪のトルクリプルを低減することができる。補償電流は、モータの回転角に応じた位相にて通電制御される。左輪モータと右輪モータとは、独立して駆動制御されるため、左輪モータに流す補償電流、および、右輪モータに流す補償電流についても独立して制御される。左輪モータに流す補償電流の位相と、右輪モータに流す補償電流の位相とが一致していると、それぞれのインバータから発生する音が重なり合って(音量がピークとなるタイミングが一致して)、ドライバーに聞こえる音が大きくなる。 By superimposing the compensation current on the basic current in this way, the torque ripple on the left and right wheels can be reduced. The compensation current is energized and controlled at a phase corresponding to the rotation angle of the motor. Since the left wheel motor and the right wheel motor are independently driven and controlled, the compensation current flowing to the left wheel motor and the compensation current flowing to the right wheel motor are also controlled independently. If the phase of the compensation current that flows to the left wheel motor matches the phase of the compensation current that flows to the right wheel motor, the sounds generated from the respective inverters overlap (the timing at which the volume peaks), The sound that the driver can hear increases.
そこで、本発明においては、位相差検出手段と補償電流調整手段とを備えている。位相差検出手段は、左輪モータに流す補償電流と、右輪モータに流す補償電流との位相差の大きさを検出する。この位相差とは、共通の時間軸上に描いた左輪モータに流す補償電流の波形と、右輪モータに流す補償電流の波形とが時間軸方向にずれている量を表したものである。モータの通電制御(インバータの制御)は、モータの電気角に基づいているため、同じタイミングで左輪モータの電気角と右輪モータの電気角とを参照すれば、補償電流の位相差の大きさを検出することができる。 Therefore, in the present invention, a phase difference detection unit and a compensation current adjustment unit are provided. The phase difference detection means detects the magnitude of the phase difference between the compensation current flowing through the left wheel motor and the compensation current flowing through the right wheel motor. This phase difference represents the amount of deviation in the time axis direction between the waveform of the compensation current drawn on the left wheel motor drawn on the common time axis and the waveform of the compensation current sent to the right wheel motor. Since energization control of the motor (control of the inverter) is based on the electrical angle of the motor, if the electrical angle of the left wheel motor and the electrical angle of the right wheel motor are referenced at the same timing, the magnitude of the phase difference of the compensation current Can be detected.
補償電流調整手段は、位相差の大きさが小さい場合には、位相差の大きさが大きい場合に比べて、左輪モータに流す補償電流および右輪モータに流す補償電流を小さくする。従って、各インバータから発生する音が小さくなり、ドライバーに不快感を与えにくくすることができる。 When the magnitude of the phase difference is small, the compensation current adjusting means reduces the compensation current that flows to the left wheel motor and the compensation current that flows to the right wheel motor as compared to the case where the magnitude of the phase difference is large. Therefore, the sound generated from each inverter is reduced, and it is possible to make it difficult for the driver to feel uncomfortable.
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiments in parentheses, but each constituent element of the invention is represented by the reference numerals. It is not limited to the embodiments specified.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の車両駆動装置を備えた車両1を概略的に示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a vehicle 1 provided with the vehicle drive device of the present embodiment.
車両1は、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrを備えている。以下、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrの何れかについて特定する必要が無い場合には、それらを単に車輪10と呼ぶ。また、左前輪10fl、右前輪10frについては、左右位置を区別しない場合には前輪10fと呼び、左後輪10rl、右後輪10rrについては、左右位置を区別しない場合には後輪10rと呼ぶ。各車輪10は、図示しないサスペンションにより車体に懸架されている。
The vehicle 1 includes a left front wheel 10fl, a right front wheel 10fr, a left rear wheel 10rl, and a right rear wheel 10rr. Hereinafter, when it is not necessary to specify any of the left front wheel 10fl, the right front wheel 10fr, the left rear wheel 10rl, and the right rear wheel 10rr, they are simply referred to as the wheels 10. The left front wheel 10fl and the right front wheel 10fr are referred to as a
左後輪10rl、右後輪10rrの内部には、モータ30l、モータ30rがそれぞれ組み込まれている。以下、モータ30lとモータ30rとを区別する必要がない場合には、それらをモータ30、あるいは、モータ30l,30rと呼び、区別する必要がある場合には、モータ30lを左輪モータ30l、モータ30rを右輪モータ30rと呼ぶ。左輪モータ30l、右輪モータ30rは、いわゆるインホイールモータであって、それぞれ左後輪10rl、右後輪10rrとともに車両1のバネ下に配置され、モータトルクを左後輪10rl、右後輪10rrに伝達可能に連結されている。
A
各モータ30l,30rは、例えば、永久磁石同期モータが使用される。左輪モータ30lには、インバータ35lが接続され、右輪モータ30rには、インバータ35rが接続される。インバータ35l,インバータ35rは、モータ駆動回路として設けられる三相出力インバータである。以下、インバータ35lとインバータ35rとを区別する必要がない場合には、それらをインバータ35、あるいは、インバータ35l、35rと呼び、区別する必要がある場合には、インバータ35lを左輪インバータ35l、インバータ35rを右輪インバータ35rと呼ぶ。
As each of the
車両には、モータ30l,30rを駆動するための共通の電源となるバッテリ20、および、バッテリ20の出力電圧を所定電圧に変換するDC/DCコンバータ21が設けられている。各インバータ35には、共通のDC/DCコンバータ21を介してバッテリ20から電力が供給される。左輪インバータ35lは、供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を左輪モータ30lに供給する。左輪モータ30lは、通電によりトルクを発生し、左後輪10rlに対して駆動力を付与する。同様に、右輪インバータ35rは、供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を右輪モータ30rに供給する。右輪モータ30rは、通電によりトルクを発生し、右輪10rrに対して駆動力を付与する。こうした構成によって、本実施形態の車両1においては、左右後輪10rl,10rrを互いに独立して駆動することができるようになっている。
The vehicle is provided with a
また、モータ30l、30rは、発電機としても機能し、車輪10fl,10rrの回転エネルギーにより発電して、発電電力をインバータ35l,35rおよびDC/DCコンバータ21を介してバッテリ20に回生することができる。このモータ30l、30rの発電により発生する回生制動トルクは、車輪10fl,10rrに対して制動力を付与する。尚、各車輪10には摩擦ブレーキ装置が設けられているが、本発明とは直接関係しないため、図示および説明を省略する。
Further, the
2つのインバータ35l,35rは、モータ制御用電子制御ユニット40に接続されている。モータ制御用電子制御ユニット40(以下、モータECU40と呼ぶ)は、CPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要部として備え、各種プログラムを実行して個々のモータ30l,30rの作動を独立して制御する。モータECU40は、インバータ35l,35rに設けられた図示しない電流センサと接続され、モータ30l,30rに流れる電流を検出できるようになっている。また、モータECU40は、モータ30l,30rに設けられた回転角センサ43l,43rと接続され、モータ30l,30rの電気角を検出できるようになっている。
The two
また、モータECU40は、ドライバーが車両1を走行させるために操作した操作状態を検出する操作状態検出装置41と、車両1の運動状態を検出する運動状態検出装置42と接続され、それらの検出装置41,42から出力される検出信号が入力されるように構成されている。
The
操作状態検出装置41は、アクセルペダルの踏み込み量(あるいは、角度や圧力など)からドライバーのアクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量(あるいは、角度や圧力など)からドライバーのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、ドライバーが操舵ハンドルを操作した操舵操作量を検出する操舵角センサなどを含む。運動状態検出装置42は、車体の走行速度である車速を検出する車速センサ、各車輪10の回転速度を検出する車輪速センサ、車体のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、各車輪位置における車体(バネ上)の上下方向の加速度を検出するバネ上加速度センサ、車体の前後方向における前後加速度を検出する前後加速度センサ、車体の左右方向における横加速度を検出する横加速度センサ、車体のピッチレートを検出するピッチレートセンサ、車体のロールレートを検出するロールレートセンサなどを含む。尚、方向要素が含まれるセンサ値については、その符号によって方向が識別される。また、センサ値の大きさを論じる場合は、その絶対値を用いるものとする。
The operation
また、車両1にはドライバーの操舵操作をアシストする電動パワーステアリング装置50が設けられている。電動パワーステアリング装置50は、減速機56を介してステアリングシャフト55に操舵アシストトルクを付与するアシストモータ52と、操舵ハンドル54からステアリングシャフト55に入力された操舵トルクTrを検出するトルクセンサ53と、アシストモータ52の作動を制御するアシストECU51とを備える。アシストECU51は、CPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータ、および、モータ駆動回路を主要部として備える。
The vehicle 1 is also provided with an electric
アシストECU51は、操舵トルクTrと目標アシストトルクTa*との関係を設定したアシストマップを記憶しており、このアシストマップに基づいて、操舵トルクTrに応じた目標アシストトルクTa*を演算し、アシストモータ52が目標アシストトルクTa*を発生するように、アシストモータ52の作動を制御する。これにより、目標アシストトルクTa*に追従したトルクがステアリングシャフト55に付与され、ドライバーの操舵操作がアシストされる。
The assist
モータECU40は、操作状態検出装置41により検出されたアクセル操作量に基づいてドライバー要求加速度を設定する。モータECU40は、アクセル操作量とドライバー要求加速度との関係を予め設定した要求加速度マップを記憶しており、この要求加速度マップに基づいてドライバー要求加速度を演算する。例えば、ドライバー要求加速度は、アクセル操作量が大きくなるに従って増加する値に設定される。モータECU40は、ドライバー要求加速度に基づいて、車両をドライバー要求加速度で加速させるために必要となる駆動力を演算し、その駆動力の半分を、それぞれ左後輪10rl,右後輪10rrのドライバー要求駆動力に割り当てる。
The
また、モータECU40は、運動状態検出装置42によって検出される車両運動状態に基づいて、左輪モータ30lおよび右輪モータ30rで発生させる運動制御用制駆動力を設定する。例えば、車両がピッチング運動をしている場合には、そのピッチング運動を抑制する運動制御用制駆動力(ピッチング制振用制駆動力)を演算する。ここで、「制駆動力」とは、駆動力、あるいは、制動力であって、何れか一方を特定できない場合に用いられる用語としている。
Further, the
各車輪10は、図示しないサスペンションを介して車体に連結されている。車輪10に制駆動力を発生させた場合、その制駆動力の一部がサスペンションを介して車体の上下力に変換される。従って、左輪モータ30l、右輪モータ30rの制駆動トルクを制御することにより、車体の姿勢を変化させることができる。こうした車輪10の制駆動力によって車両のピッチング運動を抑制する技術は、公知であり、例えば、特開2010−132254号公報等に記載されている。この公報に提案された技術は、モータの目標トルクと、車輪速から推定した実際のトルクとを車両モデルに入力して、ピッチング運動を抑制する制駆動力を演算するように構成されている。また、他の手法の一例として、例えば、ばね上加速度センサにより検出される車体の上下加速度あるいは上下速度に基づいて、車体のピッチング運動を抑える上下力を演算し、その上下力を発生させるために必要な制駆動力を求めるようにしてもよい。
Each wheel 10 is connected to the vehicle body via a suspension (not shown). When the braking / driving force is generated on the wheel 10, a part of the braking / driving force is converted into the vertical force of the vehicle body via the suspension. Accordingly, the posture of the vehicle body can be changed by controlling the braking / driving torque of the left wheel motor 30l and the
このようにした演算されたピッチング制振用制駆動力は、左後輪10rl,右後輪10rrに均等に割り当てられる。 The thus calculated pitching damping braking / driving force is equally allocated to the left rear wheel 10rl and the right rear wheel 10rr.
モータECU40は、1輪分のドライバー要求駆動力と運動制御用制駆動力とを合わせた合力を、それぞれ左後輪10rl,右後輪10rrの要求駆動力に設定し、この要求駆動力を左後輪10rl,右後輪10rrで発生させるために必要な左輪モータ30l,右輪モータ30rのトルクを演算する。モータECU40は、トルクを電流に換算する。このように演算された電流、つまり、ドライバー要求駆動力と運動制御用制駆動力とを合わせた合力を左後輪10rl,右後輪10rrに発生させるために必要となるモータ駆動電流を、基本電流ibasel,ibaserと呼ぶ。
The
また、モータECU40は、各モータ30l,30rごとにトルクリプルを抑制するための補償電流icl,icrを演算し、この補償電流icl,icrを後述するように補正する。そして、補正した後の最終補償電流icl*,icr*を基本電流ibasel,ibaserに重畳した電流を、目標電流il*,ir*として設定する(il*=ibasel+icl*,ir*=ibaser+icr*)。左輪モータ30lの目標電流il*を左輪モータ目標電流il*と呼び、右輪モータ30rの目標電流ir*を右輪モータ目標電流ir*と呼ぶ。
Further, the
モータECU40は、左輪モータ目標電流il*に追従した電流が左輪モータ30lに流れるように、左輪インバータ35lに制御信号(例えば、PWM制御信号)を出力して、左輪インバータ35lのスイッチング素子のデューティ比を制御する。同様に、モータECU40は、右輪モータ目標電流ir*に追従した電流が右輪モータ30rに流れるように、右輪インバータ35rに制御信号(例えば、PWM制御信号)を出力して、右輪インバータ35rのスイッチング素子のデューティ比を制御する。この場合、モータECU40は、回転角センサ43l,43rによって検出されるそれぞれのモータ電気角θl,θrに基づいた電流位相にて、各モータ30l,30rへの通電を制御する。こうして、左後輪10rl、右後輪10rrは、トルクリプルが低減された要求駆動力を発生する。
The
上述したように、左輪モータ30lに流す補償電流の位相と、右輪モータ30rに流す補償電流の位相とが一致すると、それぞれのモータ30l,30rを駆動するインバータ35l,35rから発生する音が重なりあって(音量がピークとなるタイミングが一致して)、ドライバーにノイズとして聞こえる音が大きくなる。そこで、本実施形態においては、左輪モータ30lに流す補償電流と、右輪モータ30rに流す補償電流との位相差に基づいて、補償電流の大きさを調整する。左輪モータ30lに流す補償電流と、右輪モータ30rに流す補償電流とを区別する必要がある場合には、前者を左輪補償電流と呼び、後者を右輪補償電流と呼ぶ。
As described above, when the phase of the compensation current flowing to the left wheel motor 30l matches the phase of the compensation current flowing to the
モータECU40は、補償電流を以下のように設定する。図3は、モータECU40が実施する補償電流演算ルーチンである。補償電流演算ルーチンは、所定の演算周期で繰り返し実施される。
The
本ルーチンが起動すると、モータECU40は、ステップS11において、回転角センサ43l,43rによって検出されるモータ30l,30rのモータ電気角θl,θrを読み込む。続いて、モータECU40は、ステップS12において、モータ電気角θl,θrに応じた補償電流icl,icrを決定する。モータECU40は、モータ電気角と補償電流との関係を予め設定したマップを記憶しており、このマップを参照して、左輪モータ30lのモータ電気角θlに応じた左輪補償電流icl、および、右輪モータ30rのモータ電気角θrに応じた右輪補償電流icrを設定する。左輪補償電流icl、および、右輪補償電流icrは、後述するように補正される。
When this routine is started, the
続いて、モータECU40は、ステップS13において、左輪補償電流iclと右輪補償電流icrとの位相差(絶対値)を表す位相左右差Δθを検出する。左輪補償電流iclと右輪補償電流icrとは、それぞれモータ電気角θl,θrに応じて設定されるため、この位相左右差Δθは、モータ電気角θlとモータ電気角θrとの差の絶対値に応じて決まる。例えば、位相左右差Δθは、図2(b)に示すように、補償電流を正弦波形とした場合に、共通の時間軸上に描いた左輪補償電流iclの波形と右輪補償電流icrの波形とが時間軸方向にずれている量を位相角で表したものである。
Subsequently, in step S13, the
続いて、モータECU40は、ステップS14において、位相左右差Δθに応じて設定される補償電流ゲインG1を算出する。モータECU40、図4に示すように、位相左右差Δθと補償電流ゲインG1との関係を設定した位相左右差−補償電流ゲインマップを記憶しており、このマップを参照して補償電流ゲインG1を算出する。補償電流ゲインG1は、位相左右差Δθがゼロの場合に最小値に設定され、位相左右差Δθが大きくなるに従って大きな値(位相左右差Δθが小さくなるに従って小さな値)になるように設定される。
Subsequently, in step S14, the
補償電流によってインバータ35で発生する音は、その音量が、補償電流の周波数の2倍の周波数で変化する。従って、インバータ35で発生する音の音量変化を表わす波形(図2(c)参照)を捉えた場合、左輪インバータ35lの発生音の位相(音量波形の位相)と右輪インバータ35rの発生音の位相との差は、補償電流の位相左右差Δθが0°,180°のときにゼロになり、90°のときに最大となる。従って、位相左右差−補償電流ゲインマップにおいては、位相左右差Δθは、0°〜90°の範囲に設定される。位相左右差Δθが90°のときは、左輪インバータ35lの発生音の位相と右輪インバータ35rの発生音の位相とが最もずれた状態となる。
The sound generated in the inverter 35 by the compensation current changes in volume at twice the frequency of the compensation current. Therefore, when the waveform (see FIG. 2C) representing the volume change of the sound generated by the inverter 35 is captured, the phase of the sound generated by the left wheel inverter 35l (the phase of the volume waveform) and the sound generated by the
続いて、モータECU40は、ステップS15において、アクセル操作量に基づいて設定されるドライバー要求加速度αに基づいて、補償電流ゲインG2を算出する。モータECU40は、図5に示すように、ドライバー要求加速度αと補償電流ゲインG2との関係を設定した要求加速度−補償電流ゲインマップを記憶しており、このマップを参照して補償電流ゲインG2を算出する。補償電流ゲインG2は、ドライバー要求加速度αが大きくなるに従って小さな値になるように設定される。
Subsequently, in step S15, the
続いて、モータECU40は、ステップS16において、車速センサにより検出される車速Vを読み込み、車速Vに基づいて、補償電流ゲインG3を算出する。モータECU40は、図6に示すように、車速Vと補償電流ゲインG3との関係を設定した車速−補償電流ゲインマップを記憶しており、このマップを参照して補償電流ゲインG3を算出する。補償電流ゲインG3は、中速域において高い値が設定され、低速域においては車速が低いほど小さくなる値に、高速域においては車速が高くなるほど小さくなる値に設定される。
Subsequently, in step S <b> 16, the
続いて、モータECU40は、ステップS17において、次式に示すように、左輪補償電流iclと右輪補償電流icrとに、それぞれ補償電流ゲインG1,G2,G3を乗算して、その乗算結果である最終左輪補償電流icl*と最終右輪補償電流icr*とを得る。
icl*=icl×G1×G2×G3
icr*=icr×G1×G2×G3
Subsequently, in step S17, the
icl * = icl * G1 * G2 * G3
icr * = icr * G1 * G2 * G3
モータECU40は、最終左輪補償電流icl*と最終右輪補償電流icr*とを算出すると補償電流演算ルーチンを一旦終了する。そして、モータECU40は、所定の演算周期にて補償電流演算ルーチンを繰り返し実施する。
When the
モータECU40は、基本電流ibaselに最終左輪補償電流icl*を重畳した電流を左輪モータ目標電流il*として設定し、基本電流ibaserに最終右輪補償電流icr*を重畳した電流を右輪モータ目標電流ir*として設定する。
The
各インバータ35l、35rからは、補償電流の脈動に同期して音が発生する。この場合、補償電流の波高値(絶対値)が最大となるタイミングで音量が最大となる。このため、位相左右差Δθの大きさが小さいほど、各インバータ35l、35rから発生する音を合わせた合成音の音量ピークが大きくなり、合成音がノイズとしてドライバーに聞こえやすくなる。そこで、本実施形態においては、位相左右差Δθの大きさが小さいほど補償電流を小さく補正するような補償電流ゲインG1が設定される。
Each
また、インバータ35l,35rから発生する音は、車両の発進時、つまり、ドライバー要求加速度が大きく、かつ、車速が低いときに、ドライバーにとって感じやすい。また、トルクリプルは、高速走行時においては、高い周波数の振動となってなまされるため、ドライバーには感じ難くなる。
The sound generated from the
そこで、本実施形態においては、ドライバー要求加速度が大きいほど補償電流を小さくするように補正する補償電流ゲインG2が設定され、また、低車速時においても補償電流を小さくするように補正する補償電流ゲインG3が設定される。従って、本実施形態によれば、適正に補償電流を補正して、インバータ35l、35rから発生する音によって、できるだけドライバーに不快感を与えないようにすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the compensation current gain G2 is set so as to make the compensation current smaller as the driver required acceleration is larger, and the compensation current gain is made to make the compensation current smaller even at a low vehicle speed. G3 is set. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to appropriately compensate the compensation current so as to prevent the driver from feeling uncomfortable as much as possible by the sound generated from the
<補償電流演算ルーチンの変形例1>
次に、補償電流演算ルーチンの変形例1について説明する。図7は、変形例1に係る補償電流演算ルーチンを表すフローチャートである。この補償電流演算ルーチンでは、実施形態の補償電流演算ルーチンにおけるステップS15〜S17に代えて、ステップS18〜S21の処理が組み込まれている。ここでは、実施形態と異なる処理について説明し、実施形態と同じ処理については、図面に共通のステップ番号を付して説明を省略する。
<Variation 1 of Compensation Current Calculation Routine>
Next, Modification 1 of the compensation current calculation routine will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a compensation current calculation routine according to the first modification. In this compensation current calculation routine, steps S18 to S21 are incorporated in place of steps S15 to S17 in the compensation current calculation routine of the embodiment. Here, processes different from those in the embodiment will be described, and the same processes as those in the embodiment will be denoted by common step numbers in the drawings and description thereof will be omitted.
モータECU40は、ステップS18において、位相左右差Δθに応じて設定される左右トルク差係数K1を算出する。左右トルク差係数K1は、左輪モータ30lと右輪モータ30rとの間に発生させるトルク差(左右トルク差)の程度を表す値であって、その値が大きいほど、大きな左右トルク差を発生させるように働く。この左右トルク差は、左輪モータ30lの基本電流ibaselと右輪モータ30rの基本電流ibaserとを互いに異なるようにすることで発生させる。例えば、左輪モータ30lの基本電流ibaselを(1+K1)倍に設定し、右輪モータ30rの基本電流ibaserを(1−K1)倍に設定することで、左輪モータ30lと右輪モータ30rとの間にトルク差を発生させることができる。
In step S18, the
モータECU40は、図8に示すように、位相左右差Δθと左右トルク差係数K1との関係を設定した位相左右差−左右トルク差係数マップを記憶しており、このマップを参照して左右トルク差係数K1を算出する。左右トルク差係数K1は、位相左右差Δθが大きくなるに従って小さな値(位相左右差Δθが小さくなるに従って大きな値)になるように設定される。
As shown in FIG. 8, the
続いて、モータECU40は、ステップS19において、次式に示すように、左輪モータ30lの基本電流ibaselと右輪モータ30rの基本電流ibaserとを補正する。
ibasel=ibasel×(1+K1)
ibaser=ibaser×(1−K1)
Subsequently, in step S19, the
ibasel = ibasel × (1 + K1)
ibaser = ibaser * (1-K1)
従って、左輪モータ30lと右輪モータ30rとの間に、基本電流の大きさに差を設けたため、左輪モータ30lと右輪モータ30rとの間にトルク差(左右トルク差)が生じ
る。この左右トルク差は、ドライバーが感じない程度のわずかな大きさに設定されている。
Accordingly, since a difference is provided in the magnitude of the basic current between the left wheel motor 30l and the
続いて、モータECU40は、ステップS20において、次式に示すように、最終左輪補償電流icl*と最終右輪補償電流icr*とを算出する。
icl*=icl×G1
icr*=icr×G1
Subsequently, in step S20, the
icl * = icl * G1
icr * = icr * G1
続いて、モータECU40は、ステップS21において、アシストECU51に対して、操舵アシスト特性の変更指令を出力して、本ルーチンを一旦終了する。
Subsequently, in step S21, the
左右トルク差を発生させた場合、車体にヨー方向の力が発生する。このため、ドライバーは、車体のヨー運動を抑えるように操舵ハンドル54を操作することになる。本実施形態においては、ドライバーがハンドル保舵状態を維持できるように、ヨー運動を抑える方向の操舵アシストトルクを通常時よりも大きくする。 When a left-right torque difference is generated, a force in the yaw direction is generated on the vehicle body. Therefore, the driver operates the steering handle 54 so as to suppress the yaw movement of the vehicle body. In the present embodiment, the steering assist torque in a direction to suppress the yaw motion is set to be larger than normal so that the driver can maintain the steering wheel steering state.
アシストECU51は、トルクセンサ53によって検出された操舵トルクTrと、目標アシストトルクTa*との関係(操舵アシスト特性)を設定したアシストマップを記憶しているが、左右トルク差係数K1によって左右トルク差が発生する状況においては、図9に示すように、ヨー運動を抑える方向の目標アシストトルクTa*を大きくするように操舵アシスト特性を補正する。この場合、モータECU40の出力する変更指令のなかに、左右トルク差係数K1に相当する大きさを表す情報を含めておくことにより、アシストECU51は、その情報にしたがって、左右トルク差係数K1が大きいほど、操舵トルクTrに対する目標アシストトルクTa*の増加補正量を大きくする。あるいは、モータECU40は、左右トルク差係数K1が設定値(K1ref)よりも大きい場合にのみ、つまり、位相左右差Δθが設定値(Δθref)未満となる場合にのみ、アシストECU51に対して、操舵アシスト特性の変更指令を出力するようにしてもよい。この場合、アシストECU51は、変更指令にしたがって、目標アシストトルクTa*を一定量、あるいは、一定の比率にて増加補正する。
The assist
この補償電流演算ルーチンの変形例1によれば、実施形態と同様に、位相左右差Δθの大きさが小さいほど補償電流が小さくなるように補正されるため、インバータ35l、35rから発生する音をドライバーに感じさせないようにすることができる。また、位相左右差Δθの大きさが小さいほど大きな左右トルク差が発生するため、左後輪10rlと右後輪10rrとの相対的な回転位置を徐々に変化させることができる。これにより、モータ30l,30rの相対的な電気角を変化させて、位相左右差Δθを増加させることができる。この結果、インバータ35l、35rから発生する音を合成した合成音の音量ピークを下げることができる。
According to the first modification of the compensation current calculation routine, as in the embodiment, the compensation current is corrected so as to be smaller as the magnitude of the phase difference Δθ is smaller. Therefore, the sound generated from the
また、インバータ35l,35rの上流側(電源供給側)に設けられるDC/DCコンバータ21においても、インバータ35l,35rに供給する電流の変動によって音が発生する。DC/DCコンバータ21に流れる電流は、インバータ35l,35rからモータ30l,30rに流す電流における補償電流成分によって変動する。DC/DCコンバータ21に流れる電流は、インバータ35l,35rに供給する電流の和であるため、モータ30l,30r間における補償電流の位相差(位相左右差)が小さいほど、補償電流が互いに重なって大きな振幅で変動する。逆に、位相左右差が大きい場合、例えば、モータ30l,30r間における補償電流の位相が互いに逆相となる場合には、補償電流が相殺されて、DC/DCコンバータ21に流れる電流は安定する。このため、この変形例によれば、DC/DCコンバータ21から発生する音についても低減することができる。
In addition, in the DC / DC converter 21 provided on the upstream side (power supply side) of the
また、左右トルク差を発生させた場合には、操舵アシスト特性が変更され、車体がヨー運動をすると予想される方向とは反対方向の目標アシストトルクTa*が通常時よりも大きく設定される。例えば、左右トルク差によって車体に左回り方向の力が付与されると予想される場合には、図9に示すように、右操舵方向の目標アシストトルクTa*が増加する。これにより、左右トルク差によって非所望のヨー運動が発生しても、軽いハンドル操作で保舵状態を維持することができる。 Further, when the left-right torque difference is generated, the steering assist characteristic is changed, and the target assist torque Ta * in the direction opposite to the direction in which the vehicle body is expected to perform the yaw motion is set to be larger than normal. For example, when it is predicted that a counterclockwise force is applied to the vehicle body due to the difference between the left and right torques, the target assist torque Ta * in the right steering direction increases as shown in FIG. As a result, even if an undesired yaw motion occurs due to a difference in the left and right torque, the steered state can be maintained with a light handle operation.
尚、この変形例1においては、基本電流にトルク差を設けているが、それに代えて、目標電流にトルク差を設ける構成であってもよい。例えば、左輪モータ30lの基本電流ibaselと最終左輪補償電流icl*との合計である目標電流il*に補正係数(1+K1)を乗算して目標電流il*を補正し、右輪モータ30rの基本電流ibaserと最終右輪補償電流icr*との合計である目標電流ir*に補正係数(1−K1)を乗算して目標電流ir*を補正するようにしてもよい。
In the first modification, a torque difference is provided in the basic current, but a configuration in which a torque difference is provided in the target current may be used instead. For example, the target current il * is corrected by multiplying the target current il *, which is the sum of the basic current ibasel of the left wheel motor 30l and the final left wheel compensation current icl *, by the correction coefficient (1 + K1), and the basic current of the
<補償電流演算ルーチンの変形例2>
次に、補償電流演算ルーチンの変形例2について説明する。図10は、変形例2に係る補償電流演算ルーチンを表すフローチャートである。この補償電流演算ルーチンでは、実施形態の補償電流演算ルーチンにおけるステップS15〜S17に代えて、ステップS22〜S25の処理が組み込まれている。ここでは、実施形態と異なる処理について説明し、実施形態と同じ処理については、図面に共通のステップ番号を付して説明を省略する。
<Second Modification of Compensation Current Calculation Routine>
Next, a second modification of the compensation current calculation routine will be described. FIG. 10 is a flowchart showing a compensation current calculation routine according to the second modification. In this compensation current calculation routine, steps S22 to S25 are incorporated in place of steps S15 to S17 in the compensation current calculation routine of the embodiment. Here, processes different from those in the embodiment will be described, and the same processes as those in the embodiment will be denoted by common step numbers in the drawings and description thereof will be omitted.
モータECU40は、ステップS22において、位相左右差Δθに応じて設定されるピッチング制振左右差係数K2を算出する。ピッチング制振左右差係数K2は、左輪モータ30lで発生させるピッチング制振用制駆動力と、右輪モータ30rで発生させるピッチング制振用制駆動力との差(ピッチング制振左右差と呼ぶ)の程度を表す値であって、その値が大きいほど、大きなピッチング制振左右差を発生させるように働く。これによって、変形例1と同様に、左輪モータ30lと右輪モータ30rとの間にトルク差を発生させることができる。
In step S22, the
モータECU40は、図11に示すように、位相左右差Δθとピッチング制振左右差係数K2との関係を設定した位相左右差−ピッチング制振左右差係数マップを記憶しており、このマップを参照してピッチング制振左右差係数K2を算出する。ピッチング制振左右差係数K2は、位相左右差Δθが大きくなるに従って小さな値になるように設定される。
As shown in FIG. 11, the
続いて、モータECU40は、ステップS23において、次式に示すように、後輪10rの左右片側のモータ(この例では、右輪モータ30r)のピッチング制御ゲインGprをピッチング制振左右差係数K2を使って補正する。
Gpr=Gpr×(1+K2)
この例では、右輪モータ30rのピッチング制御ゲインGprを増加させるように補正しているが、減少させるように補正(Gpr=Gpr×(1−K2))してもよく、また、補正対象を左輪モータ30lのピッチング制御ゲインGplとすることもできる。また、変形例1と同様に、左輪モータ30lのピッチング制御ゲインGplと、右輪モータ30rのピッチング制御ゲインGprとの両方を、増減方向が互いに逆になるように補正してもよい。
Subsequently, in step S23, the
Gpr = Gpr × (1 + K2)
In this example, the pitching control gain Gpr of the
モータECU40は、上述したようにドライバー要求駆動力と運動制御用制駆動力とを合わせた合力を、左後輪10rl,右後輪10rrの要求駆動力に設定する。従って、この要求駆動力を左後輪10rlで発生させるために必要な左輪モータ30lのトルクと、右後輪10rrで発生させるために必要な右輪モータ30rのトルクとに差が発生する。これにより、変形例1と同様に、左後輪10rlと右後輪10rrとの相対的な回転位置(回転角度)が徐々に変化し、位相左右差Δθが大きくなる。
As described above, the
続いて、モータECU40は、ステップS24において、次式に示すように、最終左輪補償電流icl*と最終右輪補償電流icr*とを算出する。
icl*=icl×G1
icr*=icr×G1
尚、最終左輪補償電流icl*、最終右輪補償電流icr*の演算に当たっては、実施形態と同様に、補償電流ゲインG1だけでなく、補償電流ゲインG2,G3を乗算するようにしてもよい(icl*=icl×G1×G2×G3,icr*=icr×G1×G2×G3)。
Subsequently, in step S24, the
icl * = icl * G1
icr * = icr * G1
In the calculation of the final left wheel compensation current icl * and the final right wheel compensation current icr *, not only the compensation current gain G1 but also the compensation current gains G2 and G3 may be multiplied (as in the embodiment). icl * = icl * G1 * G2 * G3, icr * = icr * G1 * G2 * G3).
続いて、モータECU40は、ステップS25において、アシストECU51に対して、操舵アシスト特性の変更指令を出力して、本ルーチンを一旦終了する。このステップS24の処理は、変形例1におけるステップS20の処理と同様である。つまり、左右トルク差によって、車体がヨー運動をすると予想される方向とは反対方向の目標アシストトルクTa*を通常時よりも大きくする。
Subsequently, in step S25, the
この補償電流演算ルーチンの変形例2によれば、実施形態と同様に、位相左右差Δθが小さいほど補償電流が小さくなるように補正されるため、インバータ35l、35rから発生する音をドライバーに感じさせないようにすることができる。また、位相左右差Δθが小さいほど大きなピッチング制振左右差が設定されるため、左右トルク差を発生させることができる。これにより、モータ30l,30rの相対的な電気角を変化させて、位相左右差Δθを増加させることができる。
According to the second modification of the compensation current calculation routine, since the compensation current is corrected so as to be smaller as the phase difference Δθ is smaller as in the embodiment, the driver feels the sound generated from the
例えば、図12に示すように、モータ制御量は、ピッチング制振制御を行う場合には、ドライバー要求制御量に対して出力位相が遅れるが、片側輪(例えば、右輪10rr)のピッチング制振用制御ゲインを増加させることにより、その車輪の出力位相をさらに遅らせることができる。これにより、左右トルク差を発生させることができ、その結果、モータ30l,30rの相対的な電気角を変化させることができる。この左右トルク差は、ドライバーが感じない程度のわずかな大きさに設定されている。
For example, as shown in FIG. 12, when performing pitching vibration suppression control, the motor control amount is delayed in output phase with respect to the driver requested control amount, but the pitching vibration suppression of one side wheel (for example, right wheel 10rr). By increasing the control gain, the output phase of the wheel can be further delayed. Thereby, a left-right torque difference can be generated, and as a result, the relative electrical angles of the
この結果、変形例1と同様にインバータ35l、35rから発生する音を合成した合成音の音量ピークを下げることができる。また、DC/DCコンバータ21から発生する音についても低減することができる。また、左右トルク差によって非所望のヨー運動が発生しても、軽いハンドル操作で保舵状態を維持することができる。
As a result, the volume peak of the synthesized sound obtained by synthesizing the sounds generated from the
以上、本実施形態に係る車両駆動装置について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the vehicle drive device which concerns on this embodiment was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment and modification, A various change is possible unless it deviates from the objective of this invention.
例えば、本実施形態においては、左右後輪10rl,10rrを独立して駆動する後輪駆動形式の車両に適用されるものであるが、左右前輪10fl,10frを独立して駆動する前輪駆動形式の車両にも適用することができる。また、左右前後輪10fl,10fr,10rl,10rrを独立して駆動する4輪駆動形式の車両にも適用することができる。また、本実施形態においては、インホイールモータ30にて車輪10を駆動するが、車体側に左右独立して設けたモータによって左右輪を駆動する構成であってもよい。 For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a rear-wheel drive type vehicle that independently drives the left and right rear wheels 10rl and 10rr, but the front-wheel drive type that independently drives the left and right front wheels 10fl and 10fr. It can also be applied to vehicles. The present invention can also be applied to a four-wheel drive type vehicle that independently drives the left and right front and rear wheels 10fl, 10fr, 10rl, and 10rr. Moreover, in this embodiment, although the wheel 10 is driven by the in-wheel motor 30, the structure which drives a left-right wheel with the motor provided in the vehicle body side independently on the left and right may be sufficient.
また、本実施形態および変形例においては、各種パラメータ(位相左右差Δθ、ドライバー要求加速度α、車速V)の大きさに合わせてリニアに補償電流を調整する構成を採用しているが、各種パラメータの大きさを複数段階に分けて、その段階に応じたレベルで補償電流を調整する構成であってもよい。例えば、補償電流を2段階に調整する構成であってもよい。 Further, in the present embodiment and the modified example, a configuration is adopted in which the compensation current is linearly adjusted according to the magnitudes of various parameters (phase difference Δθ, driver requested acceleration α, vehicle speed V). It is also possible to divide the size of the current into a plurality of stages and adjust the compensation current at a level according to the stages. For example, the compensation current may be adjusted in two stages.
1…車両、10…車輪、10fl…左前輪、10fr…右前輪、10rl…左後輪、10rr…右後輪、20…バッテリ、21…DC/DCコンバータ、30l,30r…モータ(インホイールモータ)、35l,35r…インバータ、40…モータECU、41…操作状態検出装置、42…運動状態検出装置、43l,43r…回転角センサ、50…電動パワーステアリング装置、51…アシストECU、icl*,icr*…最終補償電流、icl,icr…補償電流、θl,θr…モータ電気角、Δθ…位相左右差、G1,G2,G3…補償電流ゲイン、K1…左右トルク差係数、K2…ピッチング制振左右差係数。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 10 ... Wheel, 10fl ... Left front wheel, 10fr ... Right front wheel, 10rl ... Left rear wheel, 10rr ... Right rear wheel, 20 ... Battery, 21 ... DC / DC converter, 30l, 30r ... Motor (in-wheel motor ), 35l, 35r ... inverter, 40 ... motor ECU, 41 ... operation state detection device, 42 ... motion state detection device, 43l, 43r ... rotation angle sensor, 50 ... electric power steering device, 51 ... assist ECU, icl *, icr *: final compensation current, icl, icr: compensation current, θl, θr: motor electrical angle, Δθ: phase left / right difference, G1, G2, G3: compensation current gain, K1: left / right torque difference coefficient, K2: pitching damping Left-right difference coefficient.
Claims (1)
前記左車輪とは独立して右車輪を駆動する右輪モータと、
バッテリから電力供給されて前記左輪モータを駆動する左輪インバータと、
前記バッテリから電力供給されて前記右輪モータを駆動する右輪インバータと、
車両を走行させるために要求される要求駆動力を発生させるための基本電流に、トルクリプルを低減するための補償電流を重畳した、左輪モータ目標電流および右輪モータ目標電流、に基づいて、前記左輪インバータの作動および前記右輪インバータの作動をそれぞれ個別に制御するモータ制御手段と
を備えた車両駆動装置において、
前記左輪モータに流す補償電流と、前記右輪モータに流す補償電流との位相差の大きさを検出する位相差検出手段と、
前記位相差の大きさが小さい場合には、前記位相差の大きさが大きい場合に比べて、前記左輪モータに流す補償電流および前記右輪モータに流す補償電流を小さくする補償電流調整手段と
を備えた車両駆動装置。 A left wheel motor that drives the left wheel;
A right wheel motor that drives the right wheel independently of the left wheel;
A left wheel inverter that is powered by a battery to drive the left wheel motor;
A right wheel inverter that is powered by the battery and drives the right wheel motor;
Based on a left wheel motor target current and a right wheel motor target current obtained by superimposing a compensation current for reducing torque ripple on a basic current for generating a required driving force required for running the vehicle, the left wheel A vehicle drive device comprising: motor control means for individually controlling the operation of the inverter and the operation of the right wheel inverter;
Phase difference detection means for detecting the magnitude of the phase difference between the compensation current passed through the left wheel motor and the compensation current passed through the right wheel motor;
Compensation current adjusting means for reducing the compensation current flowing to the left wheel motor and the compensation current flowing to the right wheel motor when the magnitude of the phase difference is small compared to when the magnitude of the phase difference is large. The vehicle drive device provided.
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