JP7255701B2 - 電動車両のモータ制御装置 - Google Patents

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Description

本開示は、車輪を駆動するモータを有する電気自動車やハイブリッド車両の電動車両において、左右一対の車輪を駆動する左右一対のモータのモータ制御装置に関する。
従来、特許文献１に示されるように、車両に搭載された二つのモータで左輪の駆動力と右輪の駆動力とを個別に制御する技術が知られている。すなわち、左右輪の駆動力を個別に制御することで、旋回性能や車体安定性が向上する技術である。左右のモータは左右輪のそれぞれに対して接続され、左右輪の駆動力伝達経路は互いに独立させることが可能である。
また、特許文献２又は特許文献３に示されるように、二つのモータを左右輪のそれぞれに接続しつつ、左右輪の駆動力伝達経路を差動機構で連結して左右輪への駆動力の伝達割合が調整可能な動力伝達経路を備える車両も開発されている。このような構造により、走行状態に応じて受動的なトルク配分（左右輪の駆動トルク差の吸収）と、能動的なトルク配分（左右輪への駆動トルクの配分）とを行うことができる。
特開２００７－１６１１９０号公報 特許第４９０７３９０号公報 特許第４６３７１３６号公報
左右輪の駆動トルクを制御するモータコントロールユニットでは、モータが発生するトルクリプル（回転中のトルク変動）を低減し、また、左右輪に連結したドライブシャフトのねじれ振動の抑制（ドライブシャフトの剛性に応じた固有振動数付近での振動の抑制）のために、走行に必要な走行要求トルクに対してトルク調整量の補正を加えて、モータ回転数の過度な変動を抑制する振動抑制制御が行われている。
従って、左右輪が独立して動作しうる車両では、左右輪のモータコントロールユニットごとに単独で振動抑制制御が行われることで、振動抑制制御が可能であるが、二つのモータを左右輪のそれぞれに接続しつつ、左右輪の駆動力伝達経路を差動機構で連結して、左右輪への駆動力の伝達割合が調整可能な動力伝達経路を備える電動車両においては、左右のモータトルクは駆動力伝達経路を介して左右輪に伝達されるので、一方のモータトルクが反対側のモータトルクに干渉することが生じる。例えば、一方のモータトルクが反対側のモータトルクを打ち消すように干渉することが生じる。
このため、一方のモータに対する振動抑制制御のためのモータトルク（振動抑制補正後のモータトルク）が、他方のモータトルクに干渉することによって、例えば、自身のモータ回転速度に基づくフィードバック制御によって振動抑制補正を行う場合には、干渉された他方のモータは、干渉後のモータ回転速度に基づくフィードバック制御によって振動抑制補正を行うこととなり、その他方の振動補正後のモータトルクによって再び一方のモータのモータトルクが干渉を受けて再度フィードバック制御によって一方のモータトルクを補正するというように振動抑制補正が繰り返されて、トルク操作量が収束せずに発散してしまい、振動抑制制御が発揮できなくなる問題や、車両挙動が不安定になる問題を有する。
また、以上のような相互干渉によるトルク操作量の発散に対して、モータ回転速度に基づくフィードバック制御のゲインを低下することで、またはリミッタを設定して振動抑制補正トルク量に制限を設けことで相互干渉の影響を弱めることが考えられるが、振動抑制効果を低下させてしまう問題を有する。
そこで、上記課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態は、第１モータの出力及び第２モータの出力がそれぞれ車両の左右輪に差動機構を介して伝達可能に構成される動力伝達経路を備える電動車両において、それぞれのモータの振動抑制のための補正トルクが相手側のモータ出力に干渉する相互干渉を防止して、モータ回転数の過度な変動を抑制する振動抑制制御を効果的に発揮できるモータ制御装置を提供することを目的とする。
（１）前述した目的を達成するために発明されたものであり、本発明の少なくとも一つの実施形態は、第１モータの出力及び第２モータの出力がそれぞれ車両の左右輪に差動機構を介して伝達可能に構成される動力伝達経路を備える電動車両のモータ制御装置であって、前記第１モータの出力を制御する第１モータ制御部と、前記第２モータの出力を制御する第２モータ制御部と、前記第１モータの振動抑制のための振動抑制補正トルク量を算出して前記第１モータ制御部からの出力を補正する第１モータ振動抑制部と、前記第２モータの振動抑制のための振動抑制補正トルク量を算出して前記第２モータ制御部からの出力を補正する第２モータ振動抑制部と、前記振動抑制補正トルク量によるモータ出力の変化が、前記動力伝達経路を介して振動抑制補正を行うモータとは反対側のモータのモータ出力に干渉する干渉トルクを打ち消すように、前記反対側のモータへの前記第１モータ制御部又は前記第２モータ制御部からの出力を予測補正する非干渉補正部と、を備え、前記非干渉補正部は、前記第２モータのモータ出力が前記振動抑制補正トルク量によって変化した際に、前記第１モータ制御部の出力を予測補正する第１非干渉部と、前記第１モータのモータ出力が前記振動抑制補正トルク量によって変化した際に、前記第２モータ制御部の出力を予測補正する第２非干渉部と、を有し、前記第１非干渉部は、前記第２モータの出力を前記振動抑制補正トルク量だけ増加させると前記第１モータの出力が前記振動抑制補正トルク量に所定の干渉係数を積算したトルク量だけ減少する干渉が前記動力伝達経路を介して行われる場合、前記減少するトルク量だけ増加させるように前記第１モータ制御部の出力を予め予測補正し、前記第２非干渉部は、前記第１モータの出力を前記振動抑制補正トルク量だけ増加させると前記第２モータの出力が前記振動抑制補正トルク量に所定の干渉係数を積算したトルク量だけ減少する干渉が前記動力伝達経路を介して行われる場合、前記減少するトルク量だけ増加させるように前記第２モータ制御部の出力を予め予測補正することを特徴とする。
このような構成によれば、非干渉補正部によって、第１モータ又は第２モータの一方に対する振動抑制制御のための補正トルク量によるモータ出力の変化が、動力伝達経路を介して他方のモータからの出力に干渉して、他方のモータの振動抑制のためのフィードバック制御に、例えば、他方のモータの回転速度をフィードバックする振動抑制制御に影響を与えることが防止される。すなわち、干渉される側のモータ出力を制御するモータ制御部からの出力を、動力伝達経路において作用する干渉トルクを打ち消すような出力に予測補正することで非干渉化を行う。これによって、第１モータと第２モータの振動抑制のためのトルク操作量が発散して、振動抑制制御が発揮できなくなる問題や、トルク操作量の発散により車両挙動が不安定性になるという問題を解消できる。また、第１モータ制御部の出力を予測補正する第１非干渉部と、第２モータ制御部の出力を予測補正する第２非干渉部とを有ることによって、第１モータの振動抑制制御及び第２モータの振動抑制制御が相互に干渉することが防止される。さらに、第１非干渉部及び第２非干渉部は、第１モータ及び第２モータの出力をそれぞれ振動抑制補正トルク量だけ増加させると振動抑制補正トルク量に所定の干渉係数を積算したトルク量だけ減少する干渉が動力伝達経路を介して反対側のモータに対して行われるので、反対側のモータに対してその干渉により減少するトルク量を予め加算するように予測補正することによって、簡単に非干渉化を行うことができる。
（２）幾つかの実施形態では、前記動力伝達経路は、前記第１モータ及び前記第２モータの出力を制御することで、前記左右輪における駆動トルクの分担割合を調整して旋回モーメントを制御可能な旋回モーメント制御装置を構成することを特徴とする。
このような構成によれば、車両の旋回モーメントの大きさを調整して車両姿勢を安定させる旋回モーメント制御装置が設けられている電動車両においても、モータ回転数の過度な変動を抑制する振動抑制制御が効果的に得られる。
（３）幾つかの実施形態では、前記所定の干渉係数は、前記動力伝達経路を構成する歯車列によって形成されるギヤ比を基に算出されることを特徴とする。
このような構成によれば、振動抑制補正トルク量に積算する所定の干渉係数は、動力伝達経路を構成する歯車列によって形成されるギヤ比を基に算出されるので、簡単に設定することができる。
（４）幾つかの実施形態では、前記第１モータ振動抑制部及び前記第２モータ振動抑制部は、それぞれ前記第１モータの回転速度及び第２モータの回転速度に基づくフィードバック制御によって前記第１モータの振動抑制補正トルク量及び前記第２モータの振動抑制補正トルク量を算出することを特徴とする。
このような構成によれば、第１モータ及び第２モータの振動抑制補正トルク量を、モータの回転速度に基づくフィードバック制御によって算出する場合であっても、自身のモータ回転速度が他方のモータの振動抑制補正トルク量の干渉を受けないので、振動抑制制御の安定性を向上できる。
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、第１モータ及び第２モータの振動抑制のための補正トルクが相手側のモータ出力に干渉する相互干渉を防止して、モータ回転数の過度な変動を抑制する振動抑制制御を効果的に発揮できる。
本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用される電動車両の全体構成ブロック図である。 モータ制御装置の構成を含めた全体構成ブロック図である。 左右モータのモータトルクが左右輪に流れる概念図である。 旋回モーメント制御装置の動力伝達経路を示すスケルトン図である。 図４に示す動力伝達経路による左モータ、左輪、右輪、右モータの各要素における回転速度の共線関係を示す共線図である。 左右モータのモータトルクが左右輪の車輪軸へ流れるトルクフロー図である。 図６Ａにおいて干渉項をモータトルク側で表したトルクフロー図である。 非干渉補正部が設けられない比較例を示し、左右モータのトルク変動を示す特性グラフである。 図７と同様に非干渉補正部が設けられない比較例を示し、左右モータの回転速度の変動を示す特性グラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、実施形態として記載されている、または図面に示されている構成部品の相対的配置等は、本発明の範囲をこれらに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１に、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用される電動車両の全体構成ブロック図を示す。車両１は、車輪を駆動するモータを有する電気自動車やハイブリッド車両の電動車両であり、後輪側の左右輪３、５を左右一対のモータ７、９によって駆動する電気自動車である。車両１は、前輪側を駆動モータによって駆動される４輪駆動車両であっても前輪側を駆動しない２輪駆動車両であってもよい。
この車両１には、ＡＹＣ（アクティブヨーコントロール）機能を持つ旋回モーメント制御装置１１が搭載されている。旋回モーメント制御装置１１は、左輪３に連結される左車軸１３と右輪５に連結される右車軸１５との間に介装される。
ＡＹＣ機能とは、左右輪３、５における駆動トルクの分担割合を主体的に制御することでヨーモーメント（旋回モーメント）の大きさを調整し、車両１のヨー方向の姿勢を安定させる機能である。本実施形態の旋回モーメント制御装置１１は、ＡＹＣ機能だけでなく、駆動力を左右輪３、５に伝達して車両１を走行させる機能と、車両１の旋回時に発生する左右輪３、５の回転数差を吸収する機能とを併せ持つ。
図３に示すように、旋回モーメント制御装置１１には、左右一対のモータ７、９を備え、一方は主に左車軸１３を介して左輪３に駆動力を伝達する左モータ（第１モータ）７であり、他方は主に右車軸１５を介して右輪５に駆動力を伝達する右モータ（第２モータ）９である。これら左モータ７及び右モータ９は、いずれも、発動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたモータジェネレータ（ＭＧ）である。
また、旋回モーメント制御装置１１には、左モータ７及び右モータ９から左輪３の左車軸１３及び右輪５の右車軸１５にモータトルクＴＲｍ、ＴＬｍを伝達する歯車の噛み合い経路（歯車列）を有するとともに、左車軸１３と右車軸１５の間で駆動トルクを移動させることができる差動機構（ＤＩＦＦ）１７を有する動力伝達経路１９を備えている。
図４は、この旋回モーメント制御装置１１の構成の一例を示すスケルトン図であり、動力伝達経路１９を示す。左モータ７及び右モータ９の出力軸はそれぞれ、インプットギヤＺｉ、カウンタギヤＺｃ、アウトプットギヤＺｏからなる減速ギヤ列を介して、デフドラギヤＺｄに接続される。左モータ７側のデフドラギヤＺｄは、差動機構１７を構成する遊星歯車機構のＩ／ＰサンギヤＺｓ１に接続され、右モータ９側のデフドラギヤＺｄは、差動機構１７を構成する遊星歯車機構のアニュラスギヤＺｒ１に接続される。
遊星歯車機構のアニュラスギヤＺｒ１とＩ／ＰサンギヤＺｓ１との間に噛み合って介装される遊星ギヤのピニオンギヤ大Ｚｐ１と、ピニオンギヤ大Ｚｐ１に並設されるピニオンギヤ小Ｚｐ２とは、共通のキャリアＣに回転自由に支持され、そのキャリアＣの回転中心軸２１が右車軸１５に接続される。また、ピニオンギヤ小Ｚｐ２の内側に噛み合うＯ／ＰサンギヤＺｓ２の回転中心軸２３が左車軸１３に接続される。なお、図４のスケルトン図に示す動力伝達経路１９によって、トルク差増幅型トルクベクタリング装置を構成している。
以上のように構成される動力伝達経路１９においては、図５に示す共線図のように、左モータ７、左輪３、右輪５、及び右モータ９における回転速度は、同一の一直線上に位置する共線関係を有する。図５に示す共線図は、横軸に順に左モータ７、左輪３、右輪５、右モータ９を、各要素間を構成する歯車のギヤ比の間隔に並べて表し、縦軸にそれぞれの回転速度を表している。また、図５では、車両１が左に旋回し、右輪５の回転速度が左輪３の回転速度よりも早い状態を表している。
なお、図４のスケルトン図に示す動力伝達経路１９の構成は一例であり、図５の共線図のように、左モータ７、左輪３、右輪５、及び右モータ９における回転速度が、同一の一直線上に位置する共線関係を有する構造であればよい。
左モータ７及び右モータ９の作動状態は、左インバータ（ＩＮＶ）２５と右インバータ２７とによって制御される。左インバータ２５及び右インバータ２７は、バッテリ（ＢＡＴＴ）２９から給電される直流電力を交流電力に変換して左モータ７及び右モータ９にそれぞれ供給する変換機（ＤＣ－ＡＣインバータ）である。各インバータ２５、２７には、複数のスイッチング素子を含む三相ブリッジ回路が内蔵される。交流電力は、各スイッチング素子の接続状態を断続的に切り替えることで生成される。また、スイッチング周波数や出力電圧を制御することで、各モータ７、９の出力（駆動トルク）や回転数が調整される。左モータ７及び右モータ９の作動は、左インバータ２５及び右インバータ２７を介してモータＥＣＵ（モータ制御装置）３０によって制御される。
図２に示すように、モータＥＣＵ３０は、車両ＥＣＵ（車両制御装置）４０が運転者の走行要求状態から左右輪３、５、及び左右モータ７、９の要求駆動トルクを算出して、その左右モータ７、９の要求駆動トルクを基に左右モータ７、９の作動を制御する。運転者の要求走行状態は、運転者が操作するアクセルペダル開度センサ３１からの信号や、車速を検出する車速センサ３３からの信号や、運転者が操作するステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ３５からの信号、その他種々のセンサからの信号が入力されて、運転者の走行要求状態を判定する。
また、左モータ７、右モータ９にはそれぞれ、左回転速度センサ４１、右回転速度センサ４３としてのレゾルバやエンコーダが内蔵されている。これら左右の回転速度センサ４１、４３からの信号はモータＥＣＵ３０に入力されている。
図２は、車両ＥＣＵ４０、モータＥＣＵ３０、及び動力伝達経路１９の構成を概略的に示す全体構成ブロック図である。
図２において、車両ＥＣＵ４０には、前述したように、主に運転者が操作するアクセルペダル開度センサ３１からの信号や、車速センサ３３からの信号や、操舵角センサ３５からの信号が入力されて、運転者の走行要求状態を判定して、その運転者の走行要求に応じた左右輪３、５の車輪要求トルクＴＲ ＊、ＴＬ ＊を演算する左右輪トルク演算部４５と、左右輪３、５の車輪要求トルクＴＲ ＊、ＴＬ ＊から左右モータ７、９のモータ要求トルクＴＲｍ ＊、ＴＬｍ ＊を演算して、モータＥＣＵ３０に出力する左右モータトルク演算部４７とを有している。
また、モータＥＣＵ３０は、右モータ９を制御する右モータＥＣＵ（第１モータ制御部）３０Ａと、左モータ７を制御する左モータＥＣＵ（第２モータ制御部）３０Ｂと、を備えている。車両ＥＣＵ４０からの右モータ要求トルクＴＲｍ ＊の要求値は右モータＥＣＵ３０Ａに入力され、左モータ要求トルクＴＬｍ ＊の要求値は左モータＥＣＵ３０Ｂに入力される。
モータＥＣＵ３０では、車両ＥＣＵ４０からの右モータ要求トルクＴＲｍ ＊及び左モータ要求トルクＴＬｍ ＊のそれぞれに２段階の補正を加えて右モータ９及び左モータ７にそれぞれ右モータ要求トルクの要求値ＴＲｍ ＊＊及び左モータ要求トルクの要求値ＴＬｍ ＊＊を出力する。
１段目の補正として、モータＥＣＵ３０は、右モータ９の振動抑制のための振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍを算出して右モータＥＣＵ３０Ａから右モータ９への出力を補正する右モータ振動抑制部（第１モータ振動抑制部）４９と、左モータ７の振動抑制のための振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍを算出して左モータＥＣＵ３０Ｂから左モータ７への出力を補正する左モータ振動抑制部（第２モータ振動抑制部）５１と、を備えている。
右モータ振動抑制部４９での振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍの算出は、振動抑制右トルク演算部５３で行われ、左モータ振動抑制部５１での振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍの算出は、振動抑制左トルク演算部５５で行われる。
これら振動抑制右トルク演算部５３及び振動抑制左トルク演算部５５での演算は、例えば、右モータ９の回転速度を右回転速度センサ４３で検出し、左モータ７の回転速度を左回転速度センサ４１で検出し、振動抑制右トルク演算部５３では、右モータ９の回転速度の変動が所定の範囲内を超えて変動しないように振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍをフィードバック制御によって算出し、同様に、振動抑制左トルク演算部５５では、左モータ７の回転速度の変動が所定の範囲内を超えて変動しないように振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍをフィードバック制御によって算出する。
そして、右モータＥＣＵ３０Ａでは、振動抑制右トルク演算部５３で算出された振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍと、車両ＥＣＵ４０からの右モータ要求トルクＴＲｍ ＊の要求値とが加減算器５７に入力されて、右モータ要求トルクＴＲｍ ＊の要求値に振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍが加算されて右モータ要求トルクＴＲｍ ＊の要求値が補正される。
同様に、左モータＥＣＵ３０Ｂでも、振動抑制左トルク演算部５５で算出された振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍと、車両ＥＣＵ４０からの左モータ要求トルクＴＬｍ ＊の要求値とが加減算器５９に入力されて、左モータ要求トルクＴＬｍ ＊の要求値に振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍが加算されて左モータ要求トルクＴＬｍ ＊の要求値が補正される。
２段目の補正として、図２に示すように、モータＥＣＵ３０には、右モータＥＣＵ３０Ａと左モータＥＣＵ３０Ｂとを繋ぐように非干渉補正部６１が備えられている。この非干渉補正部６１は、振動抑制補正トルク量によるモータ出力の変化が、動力伝達経路１９を介して振動抑制補正を行うモータとは反対側のモータのモータ出力に干渉する干渉トルクを、打ち消すように反対側のモータへの出力を予測補正する部分である。
すなわち、旋回モーメント制御装置１１を構成する動力伝達経路１９を介して左右輪３、５に左右モータ７、９のモータ出力が伝達する過程で一方のモータ出力を増加させると他方のモータ出力は一方のモータ出力によって干渉されて減少する現象が生じる。
このため、例えば、振動抑制右トルク演算部５３では、右モータ９の右回転速度センサ４３からの回転速度信号を基に右モータ９の回転速度の変動が所定の範囲内を超えて変動しないように振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍをフィードバック制御し、同様に、振動抑制左トルク演算部５５でも、左モータ７の左回転速度センサ４１からの回転速度信号を基に左モータ７の回転速度の変動が所定の範囲内を超えて変動しないように振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍをフィードバック制御するので、非干渉補正部６１が設けられていない場合には、左右のモータ出力が相互に干渉する問題が生じる。
この相互干渉の状態を、比較例として図７、８に示す。図７は、縦軸の上段側にモータトルクの波形、下段側にモータ回転速度を基にフィードバック補正した振動抑制補正トルクの波形を表し、横軸に経過時間を表す。また、図８は、縦軸にモータ回転速度の波形を表し、横軸に経過時間を表す。なお、車両１の走行状態は左右でトルク差を設けていない直進発進状態の場合を示す。
図７では、まず左モータが振動抑制のために補正トルクを増加し（ａ）、左モータトルク全体が増加したとき、右モータの振動抑制のための補正トルクは左モータトルクの補正トルクの増加に対応した干渉を受けて減少する（ｂ）。そうすると右モータの回転速度が低下するため、右モータの振動抑制のために補正トルクを増加させる（ｃ）。そうすると今度は、左モータトルクは右モータトルクの補正トルクの増加に対応した干渉を受けて減少する（ｄ）。そうすると左モータは回転速度が低下した左モータは再び上記（ａ）に戻り同様の作動を繰り返す。また、図８では、図７のように左右モータのモータトルクが増加減少を繰り返すことで、左右モータの回転速度が発散する状態を示す。
本実施形態では、非干渉補正部６１によって、上記のように左右のモータ出力が相互に干渉することが防止されて、右モータ９と左モータ７のトルク操作量が発散することが防止されて、右モータ９及び左モータ７のそれぞれの振動抑制制御が効果的に得られる。また、車両挙動が不安定になるという問題を解消できる。
非干渉補正部６１の構成は、図２に示すように、左モータ７のモータ出力が振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍによって変化した際に、右モータＥＣＵ３０Ａの出力を予測補正する右非干渉部（第１非干渉部）６３と、右モータ９のモータ出力が振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍによって変化した際に、左モータＥＣＵ３０Ｂの出力を予測補正する左非干渉部（第２非干渉部）６５と、を有する。
右非干渉部６３においては、図２に示すように、旋回モーメント制御装置１１を構成する動力伝達経路１９によって、左モータ７の出力ＴＬｍを振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍだけ増加させると右モータ９の出力が振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍに所定の干渉係数（ｂ１／（ｂ２＋１））を積算したトルク量だけ減少する干渉トルク（図２のＫ１部）が作用するので、この減少する干渉トルク量を右モータＥＣＵ３０Ａの出力に加算するように予測補正する。
また、左非干渉部６５おいても同様に、図２に示すように、旋回モーメント制御装置１１を構成する動力伝達経路１９によって、右モータ９の出力ＴＲｍを振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍだけ増加させると左モータ７の出力が振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍに所定の干渉係数（ｂ２／（ｂ１＋１））を積算したトルク量だけ減少する干渉トルク（図２のＫ２部）が作用するので、この減少する干渉トルク量を左モータＥＣＵ３０Ｂの出力に加算するように予測補正する。
そして、図２に示すように、右非干渉部６３によって補正される右非干渉補正量ΔＴＬｍ・ｂ１／（ｂ２＋１）が加減算器６７に加算入力される。従って、振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍを用いて加減算器５７で１段目の補正がされた右モータ要求トルクＴＲｍ ＊の要求値は、さらに、右非干渉補正量ΔＴＬｍ・ｂ１／（ｂ２＋１）を用いて加減算器６７で２段目の補正がされて新たな右モータ要求トルクの要求値ＴＲｍ ＊＊が得られる。
同様に、左非干渉部６５によって補正される左非干渉補正量ΔＴＲｍ・ｂ２／（ｂ１＋１）が加減算器６９に加算入力される。従って、振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍを用いて加減算器５９で１段目の補正がされた左モータ要求トルクＴＬｍ ＊の要求値は、さらに、左非干渉補正量ΔＴＲｍ・ｂ２／（ｂ１＋１）を用いて加減算器６９で２段目の補正がされて新たな左モータ要求トルクの要求値ＴＬｍ ＊＊が得られる。
そして、右モータ要求トルクの要求値ＴＲｍ ＊＊が右モータ９に出力され、その要求値に対して右モータ９から右モータトルクＴＲｍを出力する。また、左モータ要求トルクの要求値ＴＬｍ ＊＊が左モータ７に出力され、その要求値に対して左モータ７から左モータトルクＴＬｍを出力する。そして、旋回モーメント制御装置１１の動力伝達経路１９を介して、右輪５の右車軸１５に右輪トルクＴＲが、左輪３の左車軸１３に左輪トルクＴＬが伝達される。
次に干渉係数について説明する。図４に示す旋回モーメント制御装置１１の動力伝達経路１９を示すスケルトン図より、右モータ９に右モータトルクＴＲｍ、左モータ７に左モータトルクＴＬｍを印加したとき、右輪５の右輪トルクＴＲ、左輪３の左輪トルクＴＬは、それぞれ次の式（１）、式（３）で表すことができる。また、式（１）、（３）を変形して式（２）、（４）で表すことができる。
ＴＲ＝ｒ・（ｂ２＋１）・ＴＲｍ－ｒ・ｂ１・ＴＬｍ…（１）
（１）を変形して
＝ｒ（ｂ２＋１）（ＴＲｍ－ｂ１／（ｂ２＋１）・ＴＬｍ）…（２）
ＴＬ＝ｒ・（ｂ１＋１）・ＴＬｍ－ｒ・ｂ２・ＴＲｍ…（３）
（３）を変形して
＝ｒ・（ｂ１＋１）（ＴＬｍ－ｂ２／（ｂ１＋１）・ＴＲｍ）…（４）
ここで、
ｒ：図４においてモータから遊星歯車機構を有して構成される差動機構１７までのギヤ（インプットギヤＺｉ、カウンタギヤＺｃ、アウトプットギヤＺｏ、デフドラギヤＺｄ）の歯数から算出されるギヤ比である。
ｂ１：図４において差動機構１７内の左輪３までのギヤ（Ｉ／ＰサンギヤＺｓ１、ピニオンギヤ大Ｚｐ１、ピニオンギヤ小Ｚｐ２、Ｏ／ＰサンギヤＺｓ２）の歯数から算出されるギヤ比である。
ｂ２：図４において差動機構１７内の右輪５までのギヤ（アニュラスギヤＺｒ１、ピニオンギヤ大Ｚｐ１、ピニオンギヤ小Ｚｐ２、Ｏ／ＰサンギヤＺｓ２）の歯数から算出されるギヤ比である。
式（１）、式（３）のトルク状態を、図６Ａのトルクフロー図に示し、干渉項をモータトルク側で表した式（２）、（４）のトルク状態を、図６Ｂのトルクフロー図に示す。この図６Ｂのトルクフロー図より、右モータ９に右モータトルクＴＲｍ、左モータ７に左モータトルクＴＬｍを印加したとき、左モータ７から右モータ９へＴＬｍ・（ｂ１／（ｂ２＋１））の減少（干渉）トルクが作用し、また、右モータ９から左モータ７へＴＲｍ・（ｂ２／（ｂ１＋１））の減少（干渉）トルクが作用することが分かる。図６Ａ）、図６Ｂの加減算器７１、７３へ減算として入力される。
従って、左モータ７の左モータトルクＴＬｍを振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍだけ増加させると、右モータ９の右モータトルクＴＲｍが左モータ７の振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍに所定の干渉係数（ｂ１／（ｂ２＋１））を積算したトルク量だけ減少させる干渉が行われる。
また同様に、右モータ９の右モータトルクＴＲｍを振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍだけ増加させると、左モータ７の左モータトルクＴＲｍが右モータ９の振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍに所定の干渉係数（ｂ２／（ｂ１＋１））を積算したトルク量だけ減少させる干渉が行われる。
従って、旋回モーメント制御装置１１の動力伝達経路１９において、左右のモートルクは、反対側の車輪の車軸にも伝達され、左右のモータトルクの一方が増加した場合には反対側のモータトルクを減少させるように干渉するので、この干渉によるモータトルクの変化を見越して、左右のモータＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂの非干渉補正部６１によって、干渉されるモータトルク量を打ち消すように、干渉を受ける側のモータへの出力を予測補正することで、左モータ７及び右モータ９における振動抑制制御による振動抑制補正トルクが相互に干渉する不具合を解消できる。
以上説明した本実施形態によれば、干渉される側のモータへの右モータＥＣＵ３０Ａ又は左モータＥＣＵ３０Ｂからの出力を、干渉トルクを打ち消すように予測補正することで非干渉化を行うので、右モータ９と左モータ７のトルク操作量が発散して、振動抑制制御が発揮できなくなるような問題や車両挙動が不安定になるという問題を解消できる。
また、右モータＥＣＵ３０Ａの出力を予測補正する右非干渉部６３と、左モータＥＣＵ３０Ｂの出力を予測補正する左非干渉部６５とを有ることによって、右モータ９の振動抑制制御及び左モータ７の振動抑制制御が相互に干渉することを防止できる。
また、右非干渉部６３では、左モータ７の出力ＴＬｍを振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍだけ増加させると右モータの出力が振動抑制補正トルク量ΔＴＬｍに所定の干渉係数（ｂ１／（ｂ２＋１））を積算したトルク量だけ減少する干渉が行われるので、減少する干渉トルク量を右モータ９への出力に加算するように予測補正して右モータＥＣＵ３０Ａからの出力を補正する。
さらに、左非干渉部６５では、右モータ９の出力ＴＲｍを振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍだけ増加させると左モータ７の出力が振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍに所定の干渉係数（ｂ２／（ｂ１＋１））を積算したトルク量だけ減少する干渉が行われるので、減少する干渉トルク量を左モータ７への出力に加算するように予測補正して左モータＥＣＵ３０Ｂからの出力を補正する。
このように、予測補正による非干渉化が、振動抑制補正トルク量ΔＴＲｍ、ΔＴＬｍに所定の干渉係数を積算したトルク量を加算することによって行うことができるので、簡単に非干渉化を行うことができる。
さらに、所定の干渉係数は、旋回モーメント制御装置１１を構成する動力伝達経路１９の歯車列によって形成されるギヤ比を基に算出されるので、干渉係数を簡単に設定できる。
また、右モータ９及び左モータ７の振動抑制補正トルク量を、モータの回転速度に基づくフィードバック制御によって算出する場合であっても、自身のモータ回転速度が他方のモータの振動抑制補正トルク量の干渉を受けないので、振動抑制制御の安定性を向上できる。
なお、本実施形態での干渉係数は、図４のスケルトン図に示す動力伝達経路１９を例として設定したものであり、必ずしもこの図４に示す動力伝達経路に限るものではなく、右モータの出力及び左モータの出力がそれぞれ車両の左右輪に差動機構を介して伝達可能に構成される動力伝達経路であればよい。
また、図１、２のように、一つのモータＥＣＵ３０内に右モータＥＣＵ３０Ａと左モータＥＣＵ３０Ｂとを備える構成としたが、右モータ９用に右モータＥＣＵ３０Ａと、左モータ７用に左モータＥＣＵ３０Ｂとを別々に二つ設ける構成としてもよい。
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、第１モータの出力及び第２モータの出力が、モータから左右輪への動力伝達経路を介して相手側のモータ出力に干渉する相互干渉を防止して、モータ回転数の過度な変動を抑制する振動抑制制御を効果的に発揮できるので、電動車両のモータ制御装置への利用に適している。
１ 車両（電動車両）
３ 左輪
５ 右輪
７ 左モータ（第２モータ）
９ 右モータ（第１モータ）
１１ 旋回モーメント制御装置
１３ 左車軸
１５ 右車軸
１７ 差動機構
１９ 動力伝達経路
２５ 左インバータ
２７ 右インバータ
２９ バッテリ
３０ モータＥＣＵ（モータ制御装置）
３０Ａ 右モータＥＣＵ（第１モータ制御部）
３０Ｂ 左モータＥＣＵ（第２モータ制御部）
４０ 車両ＥＣＵ
４１ 左回転速度センサ
４３ 右回転速度センサ
４９ 右モータ振動抑制部（第１モータ振動抑制部）
５１ 左モータ振動抑制部（第２モータ振動抑制部）
５３ 振動抑制右トルク演算部
５５ 振動抑制左トルク演算部
５７、５９、６７、６９、７１、７３ 加減算器
６１ 非干渉補正部
６３ 右非干渉部（第１非干渉部）
６５ 左非干渉部（第２非干渉部）
Ｋ１ 左モータから右モータへの干渉トルク
Ｋ２ 右モータから左モータへの干渉トルク

Claims (4)

  1. 第１モータの出力及び第２モータの出力がそれぞれ車両の左右輪に差動機構を介して伝達可能に構成される動力伝達経路を備える電動車両のモータ制御装置であって、
    前記第１モータの出力を制御する第１モータ制御部と、
    前記第２モータの出力を制御する第２モータ制御部と、
    前記第１モータの振動抑制のための振動抑制補正トルク量を算出して前記第１モータ制御部からの出力を補正する第１モータ振動抑制部と、
    前記第２モータの振動抑制のための振動抑制補正トルク量を算出して前記第２モータ制御部からの出力を補正する第２モータ振動抑制部と、
    前記振動抑制補正トルク量によるモータ出力の変化が、前記動力伝達経路を介して振動抑制補正を行うモータとは反対側のモータのモータ出力に干渉する干渉トルクを打ち消すように、前記反対側のモータへの前記第１モータ制御部又は前記第２モータ制御部からの出力を予測補正する非干渉補正部と、
    を備え、
    前記非干渉補正部は、
    前記第２モータのモータ出力が前記振動抑制補正トルク量によって変化した際に、前記第１モータ制御部の出力を予測補正する第１非干渉部と、
    前記第１モータのモータ出力が前記振動抑制補正トルク量によって変化した際に、前記第２モータ制御部の出力を予測補正する第２非干渉部と、
    を有し、
    前記第１非干渉部は、前記第２モータの出力を前記振動抑制補正トルク量だけ増加させると前記第１モータの出力が前記振動抑制補正トルク量に所定の干渉係数を積算したトルク量だけ減少する干渉が前記動力伝達経路を介して行われる場合、前記減少するトルク量だけ増加させるように前記第１モータ制御部の出力を予め予測補正し、
    前記第２非干渉部は、前記第１モータの出力を前記振動抑制補正トルク量だけ増加させると前記第２モータの出力が前記振動抑制補正トルク量に所定の干渉係数を積算したトルク量だけ減少する干渉が前記動力伝達経路を介して行われる場合、前記減少するトルク量だけ増加させるように前記第２モータ制御部の出力を予め予測補正することを特徴とする電動車両のモータ制御装置。
  2. 前記動力伝達経路は、前記第１モータ及び前記第２モータの出力を制御することで、前記左右輪における駆動トルクの分担割合を調整して旋回モーメントを制御可能な旋回モーメント制御装置を構成することを特徴とする請求項１に記載の電動車両のモータ制御装置。
  3. 前記所定の干渉係数は、前記動力伝達経路を構成する歯車列によって形成されるギヤ比を基に算出されることを特徴とする請求項１に記載の電動車両のモータ制御装置。
  4. 前記第１モータ振動抑制部及び前記第２モータ振動抑制部は、それぞれ前記第１モータの回転速度及び第２モータの回転速度に基づくフィードバック制御によって前記第１モータの振動抑制補正トルク量及び前記第２モータの振動抑制補正トルク量を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両のモータ制御装置。
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