JP7435818B2 - 電動車両の制御方法、及び電動車両の制御システム - Google Patents

電動車両の制御方法、及び電動車両の制御システム Download PDF

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Description

この発明は、電動車両の制御方法、及び電動車両の制御システムに関する。
JP2017-65299Aは、電動車両の制動時において、一つの車輪にスリップが発生した場合、当該車輪に対する制動トルクを低減させるとともに、この低減分となる制動トルクをスリップしていない車輪に加算する技術を開示している。
しかし、例えば前輪操舵の電動車両においてJP2017-65299Aの技術を適用すると、前輪がスリップした場合に後輪の制動トルクが増加するので、操舵等の挙動が不安定となる。また、後輪がスリップした場合に前輪の制動トルクが増加するので電動車両が前のめりとなりドライバーに不快感を与えることになる。
そこで、本発明は、電動車両の制動時における挙動を安定化させ且つ不快感を低減させる電動車両の制御方法、及び電動車両の制御装置を提供することを目的とする。
本発明のある態様によれば、前輪を駆動するフロント駆動モータにフロント制動トルクを印加し後輪を駆動するリア駆動モータにリア制動トルクを印加することで電動車両を制動させる電動車両の制御方法であって、制動時において、前輪のスリップを検知したときに、フロント制動トルク及びリア制動トルクを減少させるトルク制限処理を実行し、後輪のスリップを検知したときに、フロント制動トルクとリア制動トルクとの総和を維持しつつフロント制動トルクを増加させる配分トルク変更処理を実行する。
図1は、本実施形態の電動車両の制御方法が適用される電動車両システムの基本構成を説明するブロック図である。 図2は、電動車両の駆動制御の主要な処理を説明するフローチャートである。 図3は、アクセルモードにおけるアクセル開度-トルクテーブルの一例を示す図である。 図4は、1ペダルモードにおけるアクセル開度-トルクテーブルの一例を示す図である。 図5は、トルク制限処理を説明するフローチャートである。 図6は、ブレーキ操作量と、後輪のスリップ傾向度の閾値と、の関係を示すマップである。 図7は、ブレーキ操作量と、前輪のスリップ率の閾値と、の関係を示すマップである。 図8は、スリップ率及びスリップ変化率に基づいてフロント制動トルク制御を行うためのマップである。 図9は、リア制動トルク制限処理Aを実行する場合のタイムチャートである。 図10は、リア制動トルク制限処理Aを実行後にリア制動トルク制限処理B、及びフロント制動トルク制御を実行する場合のタイムチャートである。 図11は、リア制動トルク制限処理Aを実行後にリア制動トルク制限処理B、リア制動トルク制限処理C、及びフロント制動トルク制御を実行する場合のタイムチャートである。 図12は、電動車両が制動して停止する場合であってフロント制動トルク制御等が解除される場合のタイムチャートである。 図13は、電動車両が制動後に停止せずに再加速する場合であってフロント制動トルク制御等が解除される場合のタイムチャートである。
以下、本発明の実施形態について説明する。
<電動車両システムの構成>
図1は、本実施形態による電動車両の制御方法(制御システム)が適用される電動車両システム100の主要な構成を説明するブロック図である。
なお、本実施形態における電動車両とは、車両の駆動源としての駆動モータ4(電動モータ)を備え、当該駆動モータ4の駆動力により走行可能な自動車のことであり、電気自動車や、ハイブリッド自動車が含まれる。特に、電動車両に適用される本実施形態の電動車両システム100は、2つの駆動モータ4(フロント駆動モータ4f及びリア駆動モータ4r)を有する。以下、電動車両システム100の構成をより詳細に説明する。
図1に示すように、電動車両システム100は、フロント駆動システムfdsと、リア駆動システムrdsと、バッテリ1と、モータコントローラ2(制御部)と、を有する。
フロント駆動システムfdsには、前輪であるフロント駆動輪9f(左フロント駆動輪9fL、右フロント駆動輪9fR)を駆動させるフロント駆動モータ4fを制御するための各種センサ及びアクチュエータ類が設けられている。
一方、リア駆動システムrdsには、後輪であるリア駆動輪9r(左リア駆動輪9rL、右リア駆動輪9rR)を駆動させるリア駆動モータ4rを制御するための各種センサ及びアクチュエータ類が設けられている。
そして、このフロント駆動システムfds及びリア駆動システムrdsは、それぞれ、モータコントローラ2により個別に制御される。
バッテリ1は、駆動モータ4(フロント駆動モータ4f、リア駆動モータ4r)に駆動電力をそれぞれ供給(放電)する電力源として機能する一方で、当該駆動モータ4(フロント駆動モータ4f、リア駆動モータ4r)からそれぞれ回生電力の供給を受けることで充電が可能となるように、インバータ3(フロントインバータ3f、リアインバータ3r)に接続されている。
発電機11は、エンジン、又は燃料電池であって、バッテリ1のSOC(充電量)が所定の下限値未満になると、発電してバッテリ1に電力を供給するものである。
モータコントローラ2は、例えば、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)から構成されるコンピュータである。モータコントローラ2は、本発明の電動車両の制御装置を構成し、本発明の電動車両の制御方法を実行するプログラムを備えた構成要素である。
モータコントローラ2には、アクセル開度APO、車速V、摩擦ブレーキのブレーキペダルの操作量(ブレーキ操作量BR)、駆動モータ4の回転子位相α(フロント回転子位相αf、リア回転子位相αr)、及び駆動モータ4の電流Im(フロントモータ電流Imf、リアモータ電流Imr)の車両状態を示す各種車両変数の信号がデジタル信号として入力される。また、モータコントローラ2には、運転者の操作に基づいて、電動車両の走行モードを決定するモードスイッチからの信号が入力される。走行モードとしては、アクセル操作を解除しても制動トルクがほとんど発生しないアクセルモードと、アクセル操作を解除したときに強力な制動トルクとなる回生トルク(回生電流)を発生させて電動車両を停止可能な1ペダルモードがある。
モータコントローラ2は、入力された信号に基づいて各駆動モータ4を制御するためのPWM信号を生成する。また、生成したそれぞれのPWM信号に応じて各インバータ3の駆動信号を生成する。
また、モータコントローラ2にはバッテリ1からSOCの情報が入力され、SOCが所定の下限値未満になると発電機11を起動し、SOCが所定の上限値に到達すると発電機11を停止させる。
各インバータ3は、各相に対応して具備された2個のスイッチング素子(例えば、IGBTやMOS-FET等のパワー半導体素子)を有する。特に、各インバータ3は、モータコントローラ2からの指令に応じて、スイッチング素子をオン/オフすることにより、バッテリ1から供給される直流電流を交流電流に変換あるいは逆変換し、各駆動モータ4に供給する電流を所望の値に調節する。
各駆動モータ4は、三相交流モータとして構成される。各駆動モータ4(フロント駆動モータ4f、リア駆動モータ4r)は、対応する各インバータ3(フロントインバータ3f、リアインバータ3r)から供給される交流電流により駆動力を発生し、当該駆動力を対応する各減速機5(フロント減速機5f、リア減速機5r)、及び各ドライブシャフト8(フロントドライブシャフト8f、リアドライブシャフト8r)を介して、各駆動輪9(フロント駆動輪9f、リア駆動輪9r)に伝達する。
また、駆動モータ4は、電動車両の走行時に駆動輪9に連れ回されて回転するときに、回生電力を発生させることで、電動車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この場合、インバータ3は、回生運転時に発生する交流電流(回生電力)を直流電流に変換して、バッテリ1に供給する。
角速度検出手段(角速度検出工程を実行する)である回転センサ6(フロント回転センサ6f、リア回転センサ6r)は、駆動モータ4の回転子位相α(フロント回転子位相αf、リア回転子位相αr)をそれぞれ検出し、モータコントローラ2に出力する。なお、回転センサ6は、例えば、レゾルバやエンコーダなどにより構成される。
電流センサ7(フロント電流センサ7f、リア電流センサ7r)は、各駆動モータ4に流れる3相交流電流(iu,iv,iw)をそれぞれ検出する。なお、3相交流電流(iu,iv,iw)の和は0であるため、電流センサ7により任意の2相の電流を検出して、残りの1相の電流は演算により求めてもよい。特に、電流センサ7は、フロント駆動モータ4fに流れる電流である3相交流電流(iuf,ivf,iwf)とリア駆動モータ4rに流れる電流である3相交流電流(iur,ivr,iwr)を検出する。
図2は、本実施形態のモータコントローラ2による電動車両の制御装置における基本的な処理を説明するフローチャートである。なお、モータコントローラ2は、図2に示すステップS201からステップS205に係る処理を所定の演算周期ごとに実行するようにプログラムされている。
ステップS201において、モータコントローラ2は、ステップS202以降の処理を実行するために用いる各種パラメータを、以下の1~3の処理に従い取得する入力処理を行う。
1.各センサの検出値
モータコントローラ2は、上記した図示しないアクセル開度センサ及び各センサから、アクセル開度APO(%)、ブレーキ操作量BR、回転子位相α[rad]、駆動モータ4に流れる三相交流電流(iu,iv,iw)[A]、及びバッテリ1の直流電圧値Vdc[V]を取得する。また、モータコントローラ2は、モードスイッチ信号を取得する。
2.モータトルク指令値の前回値
モータコントローラ2は、内部メモリに記憶された後述するモータトルク指令値(フロントモータトルク指令値Tmf、リアモータトルク指令値Tmr)の前回値を取得する。
3.演算により求める制御パラメータ
モータコントローラ2は、上記「1.」に従い取得した各パラメータに基づいて、モータ電気角速度ωe[rad/s]、モータ回転速度ωm[rad/s]、モータ回転数Nm[rpm]、及び車輪速度ωw[km/h]を算出する。
(i)モータ電気角速度ωe
モータコントローラ2は、回転子位相α(フロント回転子位相αf及びリア回転子位相αr)を時間微分して各モータ電気角速度ωe(フロントモータ電気角速度ωef、リアモータ電気角速度ωer)を求める。
(ii)モータ回転速度ωm
モータコントローラ2は、モータ電気角速度ωeを駆動モータ4の極対数で除して駆動モータ4の機械的な角速度であるモータ回転速度ωm(フロントモータ回転速度ωmf、リアモータ回転速度ωmr)を算出する。なお、モータ回転速度ωmと駆動軸であるドライブシャフト8の回転速度との間の関係は、減速機5のギア比に応じて適宜定まる。すなわち、モータ回転速度ωmは、ドライブシャフト8の回転速度に相関のある速度パラメータである。
(iii)モータ回転数Nm
モータコントローラ2は、モータ回転速度ωmに単位変換係数(60/2π)を乗じることでモータ回転数Nm(フロントモータ回転数Nmf、リアモータ回転数Nmr)を算出する。
(iv)車輪速度ωw
先ず、モータコントローラ2は、フロントモータ回転速度ωmfにタイヤ動半径Rを乗算し、この乗算により得られた値とフロント減速機5fのギア比に基づいて左フロントモータ回転速度ωwfL及び右フロントモータ回転速度ωwfRを算出する。また、モータコントローラ2は、リアモータ回転速度ωmrにタイヤ動半径Rを乗算し、この乗算により得られた値とリア減速機5rのファイナルギアのギア比に基づいて、左リアモータ回転速度ωwrL及び右リアモータ回転速度ωwrRを算出する。そして、本実施形態では、このように求められた各車輪速度ωwに単位変換係数(3600/1000)を施し、車輪速度ωwの単位[m/s]を[km/h]に変換する。なお、左フロントモータ回転速度ωwfL、右フロントモータ回転速度ωwfR、左リアモータ回転速度ωwrL、右リアモータ回転速度ωwrRをそれぞれセンサで直接検知してもよい。
車速Vは、GPS等のセンサから取得する、又は例えば前記回転速度(ωmf、ωmr)のうち、加速中においては回転速度が低い方を選択し、減速中においては回転速度が高い方を選択し、ほぼ等速で走行している場合はいずれか一方を選択して当該車輪速度に基づいて上記のように算出する。
図3は、アクセルモードにおけるアクセル開度-トルクテーブルの一例を示す図である。図4は、1ペダルモードにおけるアクセル開度-トルクテーブルの一例を示す図である。
ステップS202のモータトルク算出処理では、モータコントローラ2がトータルトルク目標値Tm1を設定する。具体的には、ドライバーが電動車両の走行モードとして、アクセルモードを選択した場合、ステップS201で入力されたアクセル開度APO及びモータ回転速度ωmに応じて算出されるアクセルモードの駆動力特性の一態様を表した図3に示すアクセル開度APO-トルクテーブルを参照することにより、トータルトルク目標値Tm1を設定する。
また、ドライバーが電動車両の走行モードとして、1ペダルモードを選択した場合、ステップS201で入力されたアクセル開度APO及びモータ回転速度ωmに応じて算出される1ペダルモードの駆動力特性の一態様を表した図4に示すアクセル開度APO-トルクテーブルを参照することにより、トータルトルク目標値Tm1を設定する。図4に示すように、例えば、アクセル開度APOを1/8にした場合には、ほぼ全てのモータ回転数(車速V)についてモータトルクが負となり回生電流を伴う制動トルクを発生させていることがわかる。
ステップS203において、モータコントローラ2は、トルク制限処理を実行する。トルク制限処理の詳細は後述する。
ステップS204において、モータコントローラ2は、電流指令値算出処理を実行する。具体的に、モータコントローラ2は、ステップS203で算出したフロントモータトルク指令値Tmf(又はフロントモータトルク指令値Tmf’)、リアモータトルク指令値Tmr、フロントモータ回転速度ωmf、リアモータ回転速度ωmr、及びステップS201で取得した直流電圧値Vdcに基づいて、予め定められたテーブルを参照して、dq軸電流目標値(id *,iq *)を算出する。特に、モータコントローラ2は、フロント駆動モータ4fに設定されるdq軸電流目標値(id *,iq *)であるフロントdq軸電流目標値(idf *,iqf *)と、リア駆動モータ4rに設定されるdq軸電流目標値(id *,iq *)であるリアdq軸電流目標値(idr *,iqr *)を算出する。
ステップS205において、モータコントローラ2は、電流制御演算処理を実行する。具体的に、モータコントローラ2は、先ず、ステップS201で取得した三相交流電流値(iu,iv,iw)及び回転子位相αに基づいて、dq軸電流値(id,iq)を算出する。次に、モータコントローラ2は、このdq軸電流値(id,iq)とステップS204で求めたdq軸電流目標値(id *,iq *)との偏差からdq軸電圧指令値(vd,vq)を算出する。特に、モータコントローラ2は、フロント駆動モータ4fに設定されるdq軸電圧指令値(vd,vq)であるフロントdq軸電圧指令値(vdf,vqf)と、リア駆動モータ4rに設定されるdq軸電圧指令値(vd,vq)であるリアdq軸電圧指令値(vdr,vqr)を算出する。
さらに、モータコントローラ2は、dq軸電圧指令値(vd,vq)及び回転子位相αに基づいて、三相交流電圧指令値(vu,vv,vw)を算出する。特に、モータコントローラ2は、フロント駆動モータ4fに設定される三相交流電圧指令値(vu,vv,vw)であるフロント三相交流電圧指令値(vuf,vvf,vwf)と、リア駆動モータ4rに設定される三相交流電圧指令値(vu,vv,vw)であるリア三相交流電圧指令値(vuf,vvf,vwf)を算出する。
そして、モータコントローラ2は、算出した三相交流電圧指令値(vu,vv,vw)及び直流電圧値Vdcに基づいてPWM信号(tu,tv,tw)[%]を求める。このようにして求めたPWM信号(tu,tv,tw)により、インバータ3のスイッチング素子を開閉することによって、駆動モータ4(フロント駆動モータ4f、リア駆動モータ4r)を合算トルク指令値(フロントモータトルク指令値Tmf、リアモータトルク指令値Tmr)で指示された所望のトルクで駆動することができる。
<トルク制限処理>
以下に、図2のステップS203に示すトルク制限処理について詳細に説明する。モータコントローラ2は、前記のように、フロントインバータ3fにPWM信号を介してフロントモータトルク指令値Tmfを送信し、リアインバータ3rにPWM信号を介してリアモータトルク指令値Tmrを送信している。
一方、本実施形態の電動車両システム100において、前記の1ペダルモードを選択すると、アクセル操作により、フロントモータトルク指令値Tmfをフロント制動トルクとして機能させ、リアモータトルク指令値Tmrをリア制動トルクとして機能させることができる。
ところで、前輪(フロント駆動輪9f)にフロント制動トルクを印加し、後輪(リア駆動輪9r)にリア制動トルクを印加すると、前輪又は後輪にスリップが発生し、特に1ペダルモードにおいて顕著に発生し得る。
一方、前輪及び後輪に対する配分トルク(例えば7:3)は、ハンドル操作と実際の電動車両の操舵との関係が適正となるように予め設定されている。また、電動車両では、一般に前輪が操舵するようになっている。
よって、例えば前輪でスリップを検知した場合、上記のJP2017-5299Aのように後輪に対する配分トルクを高くすると、電動車両の操舵特性がオーバーステア(Oversteer)傾向となり、車速Vが速い状態でハンドル操作を行うと電動車両がスピンする虞がある。
また、逆に後輪でスリップを検知した場合、後輪の制動トルクをゼロにする、すなわち実質的に従動輪にすることでスリップを解消することも可能である。しかし、この場合、前輪に全ての制動トルクが印加されるので、電動車両の重心が前方に移動して電動車両のピッチ角が前方に傾斜し、ドライバーに不快感を与えることになる。
そこで、本発明では、電動車両の制動時における挙動を安定化させるべく、以下に説明するように、フロント駆動モータ4f、及びリア駆動モータ4rに対してトルク制限処理を実行する。
<トルク制限処理のフロー>
図5は、トルク制限処理を説明するフローチャートである。図6は、ブレーキ操作量BRと、後輪のスリップ傾向度STの閾値と、の関係を示すマップである。図7は、ブレーキ操作量BRと、前輪のスリップ率Sの閾値と、の関係を示すマップである。図8は、スリップ率S及びスリップ率Sの変化量(Δスリップ率)に基づいてフロント制動トルク制御を行うためのマップである。
ステップS301において、モータコントローラ2は、アクセル開度APO、車速V、ブレーキ操作量BRを入力し、ステップS302においてモータコントローラ2は、トータルトルク目標値Tm1を算出する。なお、ステップS301は、ステップS201に含まれるものであり、ステップS302は、ステップS202に含まれるものである。
ステップS303において、モータコントローラ2は、トータルトルク目標値Tm1が制動トルクか否かを判断し、NOであればステップS304に移行し、YESであればステップS305に移行する。制動トルクか否かの判断は、例えば、アクセル開度及びモータ回転数の情報と、図3、又は図4のマップと、を対比する、或いはフロント電流センサ7f、又はリア電流センサ7rが回生電流を検知しているか否かで判断する。特に、走行モードとして1ペダルモードが選択されているときは制動トルクが顕著に発生する。
ステップS304において、モータコントローラ2は、トータルトルク目標値Tm1が駆動トルクであると判断し、後述のフロント制動トルク制御、又はリア制動トルク制限処理(A,B,C)を実行している場合はこれらを全て解除する。そして、モータコントローラ2は、例えばトータルトルク目標値Tm1に前後駆動力配分ゲインKf(0≦Kf(例えば0.7)≦1)及び(1-Kf)(例えば0.3)をそれぞれ乗じることで、フロントモータトルク指令値Tmf及びリアモータトルク指令値Tmrを求めることで、前輪・後輪配分トルクを決定し、これらの値を前記のステップS204で用いる。
ステップS305において、モータコントローラ2は、トータルトルク目標値Tm1が制動トルクであると判断し、トータルトルク目標値Tm1に(1-Kf)を乗じてリアモータトルク指令値Tmr(リア制動トルク)を算出する。
ステップS306において、モータコントローラ2は、後述のフロント制動トルク制御を実行中であるか否かを判断し、NOであればステップS307に移行し、YESであればステップS310に移行する。
ステップS307において、モータコントローラ2は、後輪のスリップ傾向度STを算出する。ここで、後輪のスリップ傾向度STは、リア制動トルクに対するリア駆動モータ4rの回転数の変化量の割合(リア駆動モータ4rの回転数の変化量/リア制動トルク)として算出する。リア制動トルクの大きさは、リアモータトルク指令値Tmrの値、又はリア電流センサ7rが検知する回生電流の大きさに基づいて算出する。また、リア駆動モータ4rの回転数の変化量は、算出されたリアモータ回転速度ωmrから、前記のリアモータ回転速度ωmrであってローパスフィルタを通じて得られた回転速度(直近の過去の回転数に相当する)を減算して算出する。なお、後輪のスリップ傾向度STは、リア駆動モータ4rの回転数をセンサにより直接検知し、その変化量を用いて変化量/リア制動トルクとして算出するようにしてもよい。また、後輪のスリップ傾向度STは、後述のABS制御を実行するABSコントローラ(モータコントローラ2)で検出した後輪左右の輪速パルス情報をもとに輪速を算出し、左右平均のスリップ率を用いてスリップ率/リア制動トルクとして算出してもよい。
ステップS308において、モータコントローラ2は、図6のマップを参照し、後輪のスリップ傾向度STが閾値STthを超えているか否か判断し、NOであればステップS313に移行し、YESであればステップS309に移行する。
ここで、図6は、ドライバーのブレーキ操作量BRが大きくなるほど後述のステップS309の制御を実行しにくくし、且つブレーキ操作による制動を優先的に実行するためのマップである。ここで、ブレーキ操作が行われていないとときは、ブレーキ操作量BRはゼロであり、閾値STthは最小値STthminであるが、ブレーキ操作量BRが大きくなるほど閾値STthは単調に増加する。なお、モータコントローラ2はブレーキ操作時に後輪(又は前輪)のスリップを検知した場合は、ABS制御(Anti-lock Blake System)を実行する。
ステップS309において、モータコントローラ2は、配分トルク変更処理となるリア制動トルク制限処理A(以後、処理Aと称す。)を実行する。ここでは、電動車両に印加されるトータルの制動トルク(トータルトルク目標値Tm1)を一定とした状態で、リア駆動モータ4rに対する配分トルク(リア制動トルク)を低下させ、その分フロント駆動モータに対する配分トルク(フロント制動トルク)を増加させる。
具体的には、例えば、前記の駆動力配分ゲインKfを0.6から0.8に変更することで、前輪と後輪の配分トルクを0.6:0.4から0.8:0.2に変更する。或いは、後輪においてスリップが発生しないフロント制動トルクとするための第1トルク補正値を予め用意し、リアモータトルク指令値Tmrに当該第1トルク補正値を加算し、フロントモータトルク指令値Tmfから当該第1トルク補正値を減算するように構成してもよい。ただし、フロント制動トルクをステップ関数的に変化させると前輪が突然スリップする虞があるので、所定の時定数で変更後の配分トルクとなるように制御する。モータコントローラ2はステップS309を実行するとステップS313に移行する。
前記のように、モータコントローラ2は、ステップS306でYESと判断した場合ステップS310に移行する。
そして、ステップS310において、モータコントローラ2は、前輪と後輪の配分トルクが規定値内であるか否か判断し、YESであればステップS311に移行し、NOであればステップS312に移行する。
ここで、規定値とは、後輪の配分トルクの最大値を規定するものであり、例えば、前輪と後輪の配分トルクは0.7:0.3となる。後輪の配分トルクが規定値(例えば0.3)を超えると電動車両の操舵特性がオーバーステアとなり、電動車両の制動時にハンドル操作を行うと電動車両がスピンする虞がある。したがって、これを回避するために後輪の配分トルクの上限として規定値を設けている。
ステップS311において、モータコントローラ2は、リア制動トルク制限処理B(以後、処理Bと称す。)を実行する。ここでは、後述のステップS312においてYESと判断する、すなわち前輪のスリップが検知されることで、前輪が摩擦抵抗の小さい路面に突入したと判断している。そして、その判断に基づいて事前に(フィードフォワード的に)リア駆動モータ4rに印加されるリア制動トルクを減少させることで、後輪のスリップを回避することを目的としている。特に、ステップS309の処理Aを実行すると前輪の配分トルクが高くなるので前輪のスリップを検知する可能性が高くなる。したがってステップ309の実行後にステップS311を実行する可能性が高い。
処理Bは、処理Aとは異なり、後輪においてスリップが発生しないリア制動トルク(負のトルク)となる第2トルク補正値を予め用意し、リアモータトルク指令値Tmrに当該第2トルク補正値を加算するものである。この処理により、前輪のスリップの原因となった路面に後輪が突入する前にリア駆動モータ4rに印加するリア制動トルクを減少させることができるので、後輪のスリップを未然に防ぐことが可能となる。モータコントローラ2は、ステップS311を実行するとステップS313に移行する。
ステップS312において、モータコントローラ2は、リア制動トルク制限処理C(以後、処理Cと称す。)を実行する。処理Cは、後述のステップS320により後輪の配分トルクが前記の規定値を超えることになる場合に、後輪の配分トルクが当該規定値を超えないようにリア駆動モータ4rに印加するリア制動トルクを制限するものであり、後述のステップS319で定まるフロントモータトルク指令値Tmf’との配分トルクが前記の規定値となるように(又は当該規定値よりも小さくなるように)リアモータトルク指令値Tmrを制御する。
これにより、電動車両の操舵特性がオーバーステアとなることを回避できる。また、処理C(処理A、処理Bも同様)を実行してもリア制動トルク(リアモータトルク指令値Tmr)はゼロにはならない。よって、前輪及び後輪の制動トルクについて一定の配分比を保持することで電動車両のピッチ角変化を抑制することができ、ドライバーに不快感を与えることもない。モータコントローラ2は、ステップS312を実行するとステップS313に移行する。
ステップ313において、モータコントローラ2は、ステップS308(NO)、ステップS309、ステップS311、ステップS312で算出されたリアモータトルク指令値Tmrをリア駆動モータ4r(後輪)に印加するリア制動トルクとして決定し、その値をステップS204(図2)で使用する。
ステップS314において、モータコントローラ2は、ステップS302で求めたトータルトルク目標値Tm1に駆動力配分ゲインKf(初期値)を乗ずることでフロントモータトルク指令値Tmf(フロント制動トルク)を前輪配分トルクとして算出する。ただし、ステップS309の処理Aを実行している場合は、処理Aにおける配分トルクによりフロントモータトルク指令値Tmfを算出する。
ステップS315において、モータコントローラ2は、前輪のスリップ率Sを算出する。ここで、前輪のスリップ率Sは、後輪がスリップしていないことを前提とし、(後輪の回転数-前輪の回転数)/(後輪の回転数)により算出する。
ステップS316において、モータコントローラ2は、図7のマップを参照し、後輪のスリップ率Sが閾値Sthを超えているか否か判断し、NOであればステップS317に移行し、YESであればステップS318に移行する。
ここで、図7は、ドライバーのブレーキ操作量BRが大きくなるほど後述のステップS318の制御を実行しにくくし、且つブレーキ操作による制動を優先的に実行するためのマップである。ここで、ブレーキ操作が行われていないとときは、ブレーキ操作量BRはゼロであり、閾値Sthは最小値Sthminであるが、ブレーキ操作量BRが大きくなるほど閾値Sthは単調に増加する。
ステップS317において、モータコントローラ2は、ステップS314で算出したフロントモータトルク指令値Tmfをフロント駆動モータ4f(前輪)に印加するフロント制動トルクとして決定し、その値をステップS204(図2)で使用する。
ステップS318において、モータコントローラ2は、前輪のスリップを抑制するためのフロント制動トルク制御を実行する。モータコントローラ2は、ステップS315で算出した現在のスリップ率Sと、前記スリップ率Sであってローパスフィルタを通じて得られた値(直近の過去のスリップ率Sに相当する)との差分によりΔスリップ率(スリップ率Sの変化量)を算出する。ここで、Δスリップ率が正の場合は前輪のスリップが減少傾向にあることを意味し、負の場合は前輪のスリップが増加傾向にあることを意味する。
そして、モータコントローラ2は、図8のマップを参照し、前輪のΔスリップ率がゼロ、又は正の値となるように(スリップが解消するように)、スリップ率SとΔスリップ率から次のステップS319においてフロントモータトルク指令値Tmf’(フロント制動トルク)の前回値に加算する加算トルク(Δ+、Δ-)を算出する。
ここで、フロントモータトルク指令値Tmf’(フロント制動トルク)は、ステップS314で算出したフロントモータトルク指令値Tmf(フロント制動トルク)を初期値とし、加算トルク(Δ+)、又は加算トルク(Δ-)が随時加算されて値が更新されるものである。
加算トルク(Δ+)は、フロントモータトルク指令値Tmf’を増加させるものであり、前輪の制動トルクを減少させるものである。
加算トルク(Δ-)は、フロントモータトルク指令値Tmf’を減少させるものであり、前輪の制動トルクを増加させるものである。
ステップS319において、モータコントローラ2は、ステップS318で算出した加算トルク(Δ+)、又は加算トルク(Δ-)を前回値のフロントモータトルク指令値Tmf’に加算してフロントモータトルク指令値Tmf’を算出(更新)する。
ステップS320において、モータコントローラ2は、更新後のフロントモータトルク指令値Tmf’をフロント駆動モータ4f(前輪)に印加するフロント制動トルクとして決定し、その値をステップS204(図2)で使用する。
ステップS321において、モータコントローラ2は、フロントモータトルク指令値Tmf’の現在値とステップS314で算出したフロントモータトルク指令値Tmfとを比較し、フロントモータトルク指令値Tmf’がフロントモータトルク指令値Tmf(前輪配分トルク)と規定時間の間一致しているか否か判断し、YESであればステップS322に移行し、NOであればステップS204(図2)に移行する。
ステップS322において、モータコントローラ2は、前輪のスリップ率Sの増加傾向が解消し、フロント駆動モータ4fに本来のフロント制動トルク(1ペダル制御に係るフロント制動トルク)を印加可能と判断してフロント制動トルク制御を解除し、ステップS204(図2)に移行する。これにより、スリップ率Sに関わらず、例えば前輪及び後輪に対して次の制動トルクが印加されるまでステップS316の判断がNOに設定される。
なお、処理A、処理B、処理Cのいずれを行っても、リア駆動モータ4rに印加するリア制動トルクがゼロになることはない。
<処理Aのタイムチャート>
図9は、処理Aを実行する場合のタイムチャートである。ここでは、ドライバーが走行モードとして1ペダルモードを選択し、例えば濡れた路面のように摩擦力が低下した路面において、所定のアクセル開度でアクセルペダルを踏んだ状態からアクセルペダルの踏み込みを解除したことで、後輪(例えば右リア)でスリップを検知した場合のトータルトルク(フロントトルク、リアトルク)、駆動輪9(右フロント、左フロント、右リア、左リア)の回転数のタイムチャートを示している。
ここで、フロントトルクが正のときは電動車両を加速させるフロント駆動トルクであり、負のときは電動車両を制動(減速)させるフロント制動トルクとなる。同様に、リアトルクが正のときは電動車両を加速させるリア駆動トルクであり、負のときは電動車両を制動(減速)させるリア制動トルクとなる。
図9に示すように、時刻t0以前において、ドライバーが所定のアクセル開度でアクセルペダルを踏んでおり(Acceleration)、トータルトルクも電動車両を前進(加速)させる駆動トルク(正のトルク)となっている。このとき、前輪(右フロント、左フロント)及び後輪(右リア、左リア)は所定の回転数を維持しており、電動車両はほぼ等速で走行している。
時刻t0において、ドライバーがアクセルペダルの踏み込みを解除すると(Decceleration)、トータルトルクは減少し初め時刻t1においてゼロとなり、以後トータルトルクは電動車両を減速させる制動トルク(負のトルク)となる。なお、時刻t0からt1の間では、駆動輪9の回転数はほとんど減少しない。
時刻t1において、モータコントローラ2はトータルトルクが制動トルクに移行したと判断すると(図5のステップS303の判断がYES)、トータルトルクを前輪のフロントトルク(フロント制動トルク)と後輪のリアトルク(リア制動トルク)に所定の配分(例えば7:3)に分配する(図5のステップS305)。また、このとき駆動輪9の回転数も徐々に減少し始める。
なお、ここでは、図5のS306の判断はNOとし、ステップS311の処理B及びステップS312の処理Cは行っていないものとする。また、処理A、処理B、処理C、及びフロント制動トルク制御を実行する前は、フロント制動トルク(収束値)及びリア制動トルク(収束値)は、アクセル操作量(アクセル開度APO)等を入力値とする1ペダル制御により制御される。
時刻t2において、リアトルク(リア制動トルク)が所定の値(BP)(路面の最大摩擦力に相当する制動トルク)よりも低くなると、例えば右リアの駆動輪9にスリップが発生する。すなわち、右リアの回転数の減少を示す曲線の傾きが他の駆動輪9の回転数の減少を示す曲線の傾きよりも大きくなり始める。
時刻t3において、モータコントローラ2は、右リアの駆動輪9のスリップ傾向度STが閾値STthmin(ドライバーがブレーキペダルを踏んでいる場合はSTth)を超えたと判断して後輪スリップ検知フラグをONにする。これにより、図5のステップS308の判断がYESとなる。
そして、モータコントローラ2は、図5のステップS309の処理Aを実行する。これにより、前輪と後輪の配分トルクは例えば0.6:0.4から0.8:0.2に変更され、ステップS313において後輪の変更後の配分トルクによりリア駆動モータ4rに印加するリア制動トルクが決定する。また、前輪のスリップが無いことを条件としてステップS317において変更後の配分トルクによりフロント駆動モータ4fに印加するフロント制動トルクが決定する。よって、時刻t3から時刻t4にかけてリア制動トルクが単調に減少するとともにフロント制動トルクが単調に増加し、時刻t3から時刻t4の間で、前輪と後輪の配分トルクが例えば7:3から8:2に変化する。
図5のステップS309の処理Aにより決定するリアトルク(リア制動トルク)は、前記のように冠水により摩擦力が低下した路面であっても後輪についてスリップが発生しない制動トルクとなるように設定されている。よって、図5のステップS309の処理Aを実行することで、右リアの駆動輪9の回転数は他の駆動輪9の回転数に収束し、スリップは解消する。
図9の右リアの回転数を表す曲線のうち、曲線B(破線)は、右リアにスリップが発生しなかった場合の回転数を表している。一方、処理Aを実行してもトータルトルクに変化はない。よって、右リアの駆動輪9の回転数を表す曲線A(実線)は、時刻t3以降において曲線Bに収束する。また、スリップが発生していない駆動輪9の時刻t3以降の挙動は処理Aを実行しても変化しない。
なお、時刻t3において図5のステップS308の判断がNOのままであった場合、右リアの駆動輪9の回転数は曲線C(破線)に示すようにその後急速に減少し、最終的に回転がロックされた状態となる。
<処理B及びフロント制動トルク制御のタイムチャート>
図10は、処理Aを実行後に処理B、及びフロント制動トルク制御を実行する場合のタイムチャートである。図10は、処理Aを実行した後に前輪でスリップが発生した場合のタイムチャートとなっている。したがって、図10に示すトータルトルク(フロントトルク、リアトルク)、及び駆動輪9(右フロント、左フロント、右リア、左リア)の回転数について、時刻t4までは図9のタイムチャートと同様に推移する。なお、図10において駆動輪9(左フロント、左リア)の回転数を示す曲線の図示を省略している。
モータコントローラ2が処理Aを実行しフロントトルク(フロント制動トルク)の配分トルクが増加すると、時刻t4において、例えば右フロントの駆動輪9の回転数が他の駆動輪9(左フロント、左リア)の回転数よりも低くなり始め、スリップが発生する。
時刻t5において、モータコントローラ2は、右フロントの駆動輪9のスリップ率Sが閾値Sthmin(ドライバーがブレーキペダルを踏んでいる場合はSth)を超えたと判断して前輪スリップ検知フラグをONに設定する。これにより、図5に示すステップS316の判断はYESとなり、ステップS318のフロント制動トルク制御が実行される。
また、時刻t5において、モータコントローラ2は、ステップS306の判断をYESとし、ステップS310の判断がYESであることを条件にステップS311の処理Bを実行する。すなわち、時刻t5において前輪に対するフロント制動トルク制御と後輪に対する処理Bがほぼ同時に実行される。
時刻t5における前輪のスリップの原因は、フロントトルク(フロント制動トルク)の配分トルクが増加したこと以外に、時刻t5において前輪が摩擦率のさらに低い路面に突入した場合も含まれる。このため、当該路面に前輪が突入した後に後輪が当該路面に突入することになるので、後輪のスリップ(スリップ傾向度ST)が再び増加する虞がある。したがって、フロント制動トルク制御を実行する際は処理B(又は処理C)も実行することが好適となる。しかし、処理Bは必ずしも実行する必要はなく、例えばドライバーが処理Bを実行するか否か選択できるようにしても良い。
また、前輪のスリップ率Sは、前記のように、(後輪の回転数―前輪の回転数)/後輪の回転数、により算出される。したがって、処理Bにより後輪のスリップを確実に回避することで、前輪のスリップ率Sの信頼性を高め、フロント制動トルク制御を確実に実行することができる。
フロント制動トルク制御は、少なくとも前輪のスリップ率Sが増加傾向とならないようにフロントトルクを増加させる(フロント制動トルクを減少させる)ものであるが、図10に示すように、オーバーシュートになっても良いしアンダーシュートになっても良い。いずれにしても、時刻t5以降において、フロント制動トルク制御を実行することで右フロントの駆動輪9の回転数(曲線D)が右リアの駆動輪9の回転数(曲線A)に近づく態様で右フロントの駆動輪9のスリップは解消していく。
図10において、右フロントの駆動輪9の回転数を示す曲線E(破線)は、前輪にスリップが発生せず、フロント制動トルク制御を実行しない場合を表している。まあ、曲線Fは、右フロントの駆動輪9にスリップが発生してもフロント制動トルク制御を実行しない場合であり、この場合は右フロントの駆動輪9の回転数が急速に減少し回転がロックされた状態となる。なお、曲線B、曲線Cは、それぞれ図9の曲線B、曲線Cと同様である。
時刻t5以降において、フロントトルク(フロント制動トルク)は所定の値に収束し、リアトルク(リア制動トルク)も所定の値を維持しているが、フロント制動トルク制御及び処理Bを実行することでトータルトルクは増加、即ちトータルの制動トルクは減少している。
したがって、時刻t5以降において、右リアの駆動輪9の回転数を表す曲線Aは曲線Bに収束せず、曲線Bよりも回転数が高い状態となり且つ曲線Bよりも傾きが緩やかな状態で単調に減少する。同様に、右フロントの駆動輪9の回転数を表す曲線Dは曲線Eに収束せず、曲線Eよりも回転数が高い状態となり且つ曲線Eよりも傾きが緩やかな状態で単調に減少する。
なお、減速中に後輪にスリップが検知されずに前輪にスリップが検知された場合は、処理Aを実行することなく、フロント制動トルク制御(及び処理B)を実行することになる。
<処理C及びフロント制動トルク制御のタイムチャート>
図11は、リア制動トルク制限処理Aを実行後にリア制動トルク制限処理B、リア制動トルク制限処理C、及びフロント制動トルク制御を実行する場合のタイムチャートである。図11では、図10に示すタイムチャートのように、処理A、フロント制動トルク制御、処理Bを実行したにも関わらず、前輪がさらに摩擦力の低い路面に突入してフロントモータトルク指令値Tmf’が増加(フロント制動トルクが減少)したことで、リアトルク(リア制動トルク)の配分トルクが規定値(例えば0.3)を超えた結果、処理Cを実行する場合のタイムチャートである。したがって、図11に示すトータルトルク(フロントトルク、リアトルク)、及び駆動輪9(右リア、左リア)の回転数について、時刻t5までは図10のタイムチャートと同様に推移する。なお、図11においても、駆動輪9(左フロント、左リア)の回転数を示す曲線の図示を省略している。
図11において、曲線Gは、処理A、フロント制動トルク制御、処理B、及び処理Cを実行したときのリアトルク(リア制動トルク)である。また、曲線Hは、処理A、フロント制動トルク制御を実行したのちに処理Bを実行せずに処理Cを実行した場合のリアトルク(リア制動トルク)である。
すなわち、モータコントローラ2は、図5のステップS310において、処理B(処理Bを実行しない場合は処理A)により算出されるリアモータトルク指令値Tmrと、処理Cにより得られるリアモータトルク指令値Tmrとを比較し、値が高い方(制動トルクが小さい方)を選択している。
図11に示すように、時刻t6から時刻t7の間では、処理Bにより算出されるリアモータトルク指令値Tmrよりも、処理Cにより得られるリアモータトルク指令値Tmrの値が高いので、リアトルク(リア制動トルク)は処理Cにより算出されたリアモータトルク指令値Tmrを適用している。ただし、処理Cは、フロント制動トルク制御により算出されるフロントモータトルク指令値Tmf’とリアモータトルク指令値Tmrとの比率(Tmf’:Tmr)を考えたときに、例えば0.7:0.3を維持するようにリアモータトルク指令値Tmrの値が制御されるので、リアモータトルク指令値Tmr(リア制動トルク)がゼロになることはない。
一方、時刻t5から時刻t6の間、及び時刻t7以降では、処理Bにより算出されるリアモータトルク指令値Tmrよりも、処理Cにより得られるリアモータトルク指令値Tmrの値が低いので、リアトルク(リア制動トルク)は処理Bにより算出されたリアモータトルク指令値Tmrを適用している。
なお、図10、図11、図12のタイムチャートにおいて、ドライバーがブレーキペダルを強く踏み込んでいる場合(ブレーキ操作量BRが大きい場合)は、処理A、処理B、処理C、及びフロント制動トルク制御のいずれも実行しにくくなる。すなわち、図6に示す閾値STthが高くなるので図5のステップS308の判断はNOとなりやすく、図7に示す閾値Sthが高くなるので図5のステップS316の判断はNOとなりやすい。上記処理を実行しない場合に前輪、又は後輪にスリップが発生すると、モータコントローラ2はABS制御によりスリップを解消する。
<電動車両停止時のタイムチャート>
図12は、電動車両が制動して停止する場合であってフロント制動トルク制御等が解除される場合のタイムチャートである。図12では、図10と同様に、減速中に処理A、フロント制動トルク制御、処理Bを実行したのち、例えば濡れた路面から抜け出すことで路面の摩擦力が復活し、前輪(後輪)に本来の制動トルクが印加可能となり、さらに電動車両が停止した場合のタイムチャートを示している。
したがって、トータルトルク(フロントトルク、リアトルク)、及び駆動輪9(右フロント、左フロント、右リア、左リア)の回転数について、時刻t5までは図10のタイムチャートと同様に推移する。なお、図12(図13も同様)において、フロントトルク、駆動輪9の回転数を示す曲線の図示を省略している。
図12において、曲線Jは、フロント制動トルク制御及び処理Bが反映されたトータルトルクを表し、曲線Kは、当該トータルトルク中のリアトルク成分を表している。
また、曲線Lは、1ペダル制御で定まるトータルトルクであり、時刻t5から時刻t8の間以外の時刻では曲線Jに一致する。また、曲線Mは、曲線Lで表されるトータルトルク中のリアトルク成分であり、時刻t3から時刻t9の間以外の時刻では曲線Kに一致する。
曲線Jにおいて、時刻t5から時刻t8の間の変化は、フロント制動トルク制御及び処理Bを実行したことによりトータルトルクが増加(制動トルクが減少)したことを表している。
前記のように、路面の摩擦力が復活することで、フロント制動トルク制御により設定されるフロントモータトルク指令値Tmf’が減少し(フロント制動トルクが増加し)、時刻t8において、フロントトルク(フロントモータトルク指令値Tmf’)が、1ペダル制御で定まるフロントトルク(フロントモータトルク指令値Tmf)に一致する。
或いは、時刻t8において、トータルトルクが、1ペダル制御で定まるトータルトルクに一致する。このとき、フロントモータトルク指令値Tmf’は、曲線Kと曲線Mのトルクの差分だけ、1ペダル制御で定まるフロントモータトルク指令値Tmfよりも低い値となっている。
ここで、時刻t8から時刻t9の間は、図5のステップS321の規定時間となっている。よって、時刻t9において、モータコントローラ2は、前輪のスリップが解消したと判断して前輪スリップ検知フラグをOFFにする。
これにより、図5のステップS316の判断がNOとなり、ステップS317により、フロントトルクはステップS320で定めたフロントモータトルク指令値Tmf’から、1ペダル制御で定まるフロントモータトルク指令値Tmfに切り替わる。
また、図5のステップS306の判断がNOとなり、ステップS311の処理Bは解除され、ステップS308の判断がNOであればステップS309の処理Aも解除される。したがって、時刻t9以後において、図12の曲線Jで示すトータルトルクは曲線Lに一致し、曲線Kで示すリアトルク成分は曲線Mに一致する。
なお、時刻t9において、曲線Kで示すリアトルク成分はステップ関数的に変化しているが、曲線Mの位置まで徐々に変化するようにしてもよい。これに対応して、フロントトルクもステップS320で定めたフロントモータトルク指令値Tmf’から、1ペダル制御で定まるフロントモータトルク指令値Tmfにまで徐々に変化するようにしてもよい。
時刻t9の後、時刻t10において車速Vがゼロになる。モータコントローラ2は、時刻t9、時刻t10、又は電動車両において次の制動トルクが発生したときのいずれかで後輪スリップ検知フラグをOFFにすることができる。
なお、減速中に後輪にスリップが検知されずに前輪にスリップが検知された場合は、処理Aを実行することなく、フロント制動トルク制御(及び処理B、処理C)を実行することになる。
<電動車両が再加速する場合のタイムチャート>
図13は、電動車両が制動後に停止せずに再加速する場合であってフロント制動トルク制御等が解除される場合のタイムチャートである。図13では、減速時に処理A及びフロント制動トルク制御を実行し(ここでは処理Bは実行せず)、その後ドライバーがアクセルペダルを踏み込むことでトータルトルクが制動トルク(負のトルク)から駆動トルク(正のトルク)に切り替わる場合のタイムチャートである。
図13において、トータルトルク(フロントトルク、リアトルク)、及び駆動輪9(右フロント、左フロント、右リア、左リア)の回転数は、時刻t5までは図10のタイムチャートと同様に推移する。
時刻t5において、モータコントローラ2は、前輪のスリップを検知することで前輪スリップ検知フラグをONにし、フロント制動トルク制御を実行する。
その後、時刻t11において、ドライバーがアクセルペダルを踏み込むことで(Acceleration)、トータルトルクが増加(制動トルクが減少)し始める。
時刻t12において、処理A及びフロント制動トルク制御を反映したトータルトルク(曲線J)が、1ペダル制御で定まるトータルトルク(又は、フロント駆動モータ4f及びリア駆動モータ4rで発生するトータルの回生電流に対応するトータルトルク)(曲線L)に一致する。
時刻t13において、トータルトルクが所定値(例えばゼロ)になり、以後、トータルトルクが駆動トルクとなり電動車両は加速を再開する。ここで、時刻t12と時刻t13の間が、図5のステップS321の規定時間よりも短い場合を考える。しかし、その場合でも、時刻t13においてトータルトルク(制動トルク)がゼロとなり、前輪のスリップは解消すると判断できる。よって、モータコントローラ2は、前輪スリップ検知フラグをOFFにすることができる。また、後輪スリップ検知フラグも時刻t13においてOFFにすることは可能であるが、次の制動トルクが発生したときにOFFにしても良い。
いずれにしても、トータルトルクがゼロになることで、図5のステップS303の判断がNOとなる。よって、モータコントローラ2はフロントモータトルク指令値Tmf及びリアモータトルク指令値Tmrを、処理A、処理B、処理C、及びフロント回生制限処理を全て解除して1ペダル制御で定まる値に設定することができる(ステップS304)。
[本実施形態の効果]
本実施形態の電動車両の制御方法によれば、前輪を駆動するフロント駆動モータ4fにフロント制動トルクを印加し後輪を駆動するリア駆動モータ4rにリア制動トルクを印加することで電動車両を制動させる電動車両の制御方法であって、制動時において、前輪のスリップを検知したときに、フロント制動トルク及びリア制動トルクを減少させるトルク制限処理(処理B、処理C、フロント制動トルク制御)を実行し、後輪のスリップを検知したときに、フロント制動トルクとリア制動トルクとの総和を維持しつつフロント制動トルクを増加させる配分トルク変更処理(処理A)を実行する。
上記方法により、前輪のスリップを検知した場合は、フロント制動トルクのみならずリア制動トルクを減少させる。これにより、前輪のスリップを解消するとともにリア駆動モータ4rに対する配分トルクの増加を防止して電動車両のオーバーステア状態を回避できる。また、後輪のスリップを検知した場合は、トータルの制動トルクを維持しつつフロント制動トルクを増加させリア制動トルクを減少させる。これにより、後輪のスリップを解消するとともに、トータルの制動トルクを維持しつつ後輪の制動トルクを最小限保持するので、ドライバーが電動車両の減速に違和感を生じることはなく、また電動車両のピッチ角の進行方向への傾斜、即ち前のめりになることを低減してドライバーの不快感も低減することができる。以上より、電動車両の制動時における挙動を安定化させ且つ不快感を低減させることができる。
本実施形態において、前輪のスリップを検知したときに、リア制動トルクを配分トルク変更処理時のリア制動トルクよりも低く設定する(処理B)。即ち、前輪のスリップを検知したとき、リアモータトルク指令値Tmrを配分トルク変更処理時のリアモータトルク指令値Tmrよりも高く設定する。前輪が突入した路面に後輪が突入することになるので、前輪にスリップが検知されるとその後後輪にスリップが検知される虞があり、配分トルク変更処理(処理A)を実行した後でも発生し得る。したがって、前輪のスリップを検知したとき、リアモータトルク指令値Tmrを配分トルク変更処理(処理A)時のリアモータトルク指令値Tmrよりも高く設定することで、後輪のスリップを確実に回避し、後輪の回転数と前輪の回転数に基づいて算出する前輪のスリップ率Sの信頼性を高めることができる。
本実施形態において、前輪のスリップを検知したときに、前輪のスリップを解消するようにフロント制動トルク制御を実行するとともに、フロント制動トルクに対するリア制動トルクの割合が規定値(例えば、フロント制動トルク:リア制動トルク=0.7:0.3)を超えないようにリア制動トルクを制御する(制御C)。これにより、前輪のスリップを解消するとともにリア駆動モータ4rに対する配分トルクの増加を防止して電動車両のオーバーステア状態を確実に回避できる。
本実施形態において、アクセル操作量に基づいてフロント制動トルクを制御する1ペダル制御が可能な場合において、トルク制限処理は、1ペダル制御に優先して実行されるとともに、フロント制動トルク制御に係るフロント制動トルクが、1ペダル制御に係るフロント制動トルクに到達した場合にトルク制限処理を解除する。
これにより、路面の摩擦力が復活した後にフロント駆動モータ4f及びリア駆動モータ4rの配分トルクを一定にすることができるので、電動車両の制動時におけるピッチを安定化させることができる。
本実施形態において、アクセル操作量に基づいてフロント制動トルクを制御する1ペダル制御が可能な場合において、トルク制限処理は、1ペダル制御に優先して実行されるとともに、1ペダル制御に係るフロント制動トルクが所定値(例えばゼロ)に到達した場合にトルク制限処理を解除する。
これにより、電動車両を安定的に再加速させることができる。
本実施形態において、電動車両の車速Vがゼロになるとトルク制限処理及び配分トルク変更処理を解除する。これにより、簡易且つ確実にトルク制限処理及び配分トルク変更処理を解除することができる。
本実施形態において、後輪のスリップ(スリップ傾向度ST)を、リア制動トルクに対するリア駆動モータ4rの回転数の変化量の割合に基づいて検知する。これにより、後輪のスリップを前輪から独立して迅速に検知することができる。
本実施形態において、後輪のスリップ(スリップ傾向度ST)を、リア制動トルクに対するリア駆動モータ4rの回転数の変化量の割合が所定の閾値(STth)を超えるか否かで検知し、閾値(Stth)を、摩擦ブレーキの操作量(ブレーキ操作量BR)が大きくなるほど高くする。
これにより、摩擦ブレーキによるブレーキ操作を優先して実行することで、電動車両の制動を安定的に行うことができる。
本実施形態の電動車両の制御システムは、前輪を駆動するフロント駆動モータ4fと、後輪を駆動するリア駆動モータ4rと、フロント駆動モータ4f及びリア駆動モータ4rを駆動制御する制御部(モータコントローラ2)と、備え、制御部(モータコントローラ2)が、フロント駆動モータ4fにフロント制動トルクを印加しリア駆動モータ4rにリア制動トルクを印加することで電動車両を制動させる電動車両の制御システムであって、制御部(モータコントローラ2)は、制動時において、前輪のスリップを検知したときに、フロント制動トルク及びリア制動トルクを減少させるトルク制限処理(処理B、処理C、フロント制動トルク制御)を実行し、後輪のスリップを検知したときに、フロント制動トルクとリア制動トルクとの総和を維持しつつフロント制動トルクを増加させる配分トルク変更処理(処理A)を実行する。
上記構成により、前輪のスリップを検知した場合は、フロント制動トルクのみならずリア制動トルクを減少させる。これにより、前輪のスリップを解消するとともにリア駆動モータ4rに対する配分トルクの増加を防止して電動車両のオーバーステア状態を回避できる。また、後輪のスリップを検知した場合は、トータルの制動トルクを維持しつつフロント制動トルクを増加させリア制動トルクを減少させる。これにより、後輪のスリップを解消するとともに、トータルの制動トルクを維持しつつ後輪の制動トルクを最小限保持するので、ドライバーが電動車両の減速に違和感を生じることはなく、また電動車両のピッチ角の進行方向への傾斜、即ち前のめりになることを低減してドライバーの不快感も低減することができる。以上より、電動車両の制動時における挙動を安定化させ且つ不快感を低減させることができる。

Claims (11)

  1. コンピュータが実行する電動車両の制御方法であって、
    前輪を駆動するフロント駆動モータにフロント制動トルクを印加し後輪を駆動するリア駆動モータにリア制動トルクを印加することで電動車両を制動させる電動車両の制御方法であり
    前記制動時において、
    前記後輪のスリップを検知したときに、前記フロント制動トルクと前記リア制動トルクとの総和を維持しつつ前記フロント制動トルクを増加させる配分トルク変更処理を実行し、
    前記配分トルク変更処理により前記後輪のスリップが解消し、且つ前記前輪のスリップを検知したときに、前記フロント制動トルク及び前記リア制動トルクを減少させるトルク制限処理を実行する電動車両の制御方法。
  2. 前記前輪のスリップを検知したときに、前記リア制動トルクを前記配分トルク変更処理時の前記リア制動トルクよりも低く設定する請求項1に記載の電動車両の制御方法。
  3. 前記前輪のスリップを検知したときに、前記前輪のスリップを解消するフロント制動トルク制御を実行するとともに、前記フロント制動トルクに対する前記リア制動トルクの割合が規定値を超えないように前記リア制動トルクを制御する請求項1に記載の電動車両の制御方法。
  4. アクセル操作量に基づいて前記フロント制動トルクを制御する1ペダル制御が可能な場合において、
    前記トルク制限処理は、前記1ペダル制御に優先して実行されるとともに、
    前記フロント制動トルク制御に係る前記フロント制動トルクが、前記1ペダル制御に係る前記フロント制動トルクに到達した場合に前記トルク制限処理を解除する請求項3に記載の電動車両の制御方法。
  5. アクセル操作量に基づいて前記フロント制動トルクを制御する1ペダル制御が可能な場合において、
    前記トルク制限処理は、前記1ペダル制御に優先して実行されるとともに、
    前記1ペダル制御に係る前記フロント制動トルクが所定値に到達した場合に前記トルク制限処理を解除する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電動車両の制御方法。
  6. 電動車両の車速がゼロになると前記トルク制限処理及び前記配分トルク変更処理を解除する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電動車両の制御方法。
  7. 前記後輪のスリップを、前記リア制動トルクに対するリア駆動モータの回転数の変化量の割合に基づいて検知する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電動車両の制御方法。
  8. 前記後輪のスリップを、前記リア制動トルクに対するリア駆動モータの回転数の変化量の割合が所定の閾値を超えるか否かで検知し、
    前記閾値を、摩擦ブレーキの操作量が大きくなるほど高くする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電動車両の制御方法。
  9. 前輪を駆動するフロント駆動モータと
    後輪を駆動するリア駆動モータと、
    前記フロント駆動モータ及び前記リア駆動モータを駆動制御する制御部と、備え、
    前記制御部が、前記フロント駆動モータにフロント制動トルクを印加し前記リア駆動モータにリア制動トルクを印加することで電動車両を制動させる電動車両の制御システムであって、
    前記制御部は、
    前記制動時において、
    前記後輪のスリップを検知したときに、前記フロント制動トルクと前記リア制動トルクとの総和を維持しつつ前記フロント制動トルクを増加させる配分トルク変更処理を実行し、
    前記配分トルク変更処理により前記後輪のスリップが解消し、且つ前記前輪のスリップを検知したときに、前記フロント制動トルク及び前記リア制動トルクを減少させるトルク制限処理を実行する電動車両の制御システム。
  10. スリップの解消とは、スリップした駆動輪の回転数が他の駆動輪の回転数に収束することである請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電動車両の制御方法。
  11. スリップの解消とは、スリップした駆動輪の回転数が他の駆動輪の回転数に収束することである請求項9に記載の電動車両の制御システム。
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