WO2014103522A1 - 電動車両の制御装置および電動車両の制御方法 - Google Patents

電動車両の制御装置および電動車両の制御方法 Download PDF

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春樹 佐藤
敬介 鈴木
中島　祐樹
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle control device and an electric vehicle control method.
  • JP 2007-325372A discloses a control of an electric vehicle that ensures the running stability of the vehicle by limiting the output to a plurality of electric motors while maintaining the yaw rate when the output of the battery is reduced and the output is limited.
  • An apparatus is disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a technique in which the required power does not exceed the battery output possible power while ensuring the torque difference between the left and right wheels even when the battery output possible power sharply decreases.
  • the control device for an electric vehicle calculates a consumable power by subtracting a power necessary to generate a driving force difference between left and right wheels from a power that can be input and output by a battery, and calculates a target drive of the vehicle.
  • a motor torque command value is calculated based on the force, the power that can be consumed, and the difference in driving force between the left and right wheels. And based on the calculated motor torque command value, the drive of the motor which can generate a torque difference in either one of the left and right wheels of the front and rear wheels of the vehicle is controlled.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle to which an electric vehicle control device according to an embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a flow of control processing of the rear wheel motor performed by the vehicle controller.
  • FIG. 3 is an example of a map showing the relationship between the vehicle speed VSP, the vehicle inclination angle ⁇ , and the left-right torque difference distribution rate ⁇ .
  • FIG. 4 is a three-dimensional map in which the acceleration / deceleration torque that can be output is determined with respect to the rotation speed of the motor 15, the rotation speed of the motor 16, and the power that can be consumed by the battery.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a control result by the control device for the electric vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram showing a control result by the conventional method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-325327.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle to which an electric vehicle control device according to an embodiment is applied.
  • the electric vehicle 1 includes front wheels 2 and 3, a steering mechanism 6, rear wheels 4 and 5, and a rear wheel drive unit 11.
  • a pair of front wheels 2 and 3 provided on the front side of the vehicle are steered by a steering wheel 6 a of a steering mechanism 6.
  • the steering mechanism 6 is provided with a steering angle sensor 6b that detects the steering angle of the front wheels 2 and 3.
  • the pair of rear wheels 4 and 5 provided on the rear side of the vehicle are driven by the rear wheel drive unit 11.
  • the rear wheel drive unit 11 includes a high-power battery 12, inverters 13 and 14, motors 15 and 16, and a vehicle controller 17.
  • the motors 15 and 16 are provided for the left and right rear wheels 4 and 5 so that the left and right rear wheels 4 and 5 can be driven independently.
  • the motor 15 that drives the right rear wheel 4 is referred to as a “right rear wheel motor”
  • the motor 16 that drives the left rear wheel 5 is referred to as a “left rear wheel motor”.
  • the electric power charged in the battery 12 is supplied to the rear wheel motors 15 and 16 via the inverters 13 and 14 provided for the rear wheel motors 15 and 16, respectively.
  • Each rear wheel motor 15, 16 generates a driving force corresponding to the AC voltage value from the inverters 13, 14, and the driving force is transmitted to the rear wheels 4, 5 (drive wheels) via the output shafts 18, 19. Is done.
  • the AC voltage value from the inverters 13 and 14 is controlled by the vehicle controller 17 in accordance with the driving state of the vehicle.
  • the vehicle controller 17 has a CPU, a ROM, a RAM, and an I / O interface.
  • the vehicle controller 17 includes a vehicle speed sensor 21 (actual vehicle speed detecting means), an accelerator pedal opening sensor 22 (accelerator opening detecting means), a brake pedal opening sensor 23, a position sensor 24, an acceleration sensor 25, a yaw rate sensor 26, an inclination Outputs of various sensors such as the angle sensor 27 and the rudder angle sensor 6b are input.
  • the vehicle speed sensor 21 detects the actual vehicle speed, that is, the actual vehicle speed VSP.
  • the accelerator pedal opening sensor 22 detects an accelerator pedal opening (hereinafter referred to as “accelerator opening”) APO (depression amount of the accelerator pedal).
  • the brake pedal opening sensor 23 detects a brake pedal opening (a brake pedal depression amount).
  • the position sensor 24 detects the position of the select lever.
  • the acceleration sensor 25 detects the acceleration of the vehicle.
  • the yaw rate sensor 26 detects the yaw rate of the vehicle.
  • the tilt angle sensor 27 detects a tilt angle ⁇ in the left-right direction with respect to the traveling direction of the vehicle. Based on these outputs, the vehicle controller 17 controls the AC voltage value output from the inverters 13 and 14 to the motors 15 and 16 to adjust the driving force of the rear wheel motors 15 and 16.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a flow of control processing of the rear wheel motors 15 and 16 performed by the vehicle controller 17. The process starting from step S10 is performed at predetermined time intervals.
  • step S10 based on the vehicle speed VSP detected by the vehicle speed sensor 21 and the accelerator pedal opening APO detected by the accelerator pedal opening sensor 22, the vehicle target driving force (vehicle acceleration request torque) in the front-rear direction of the vehicle. Tf is calculated. Further, the vehicle required driving force difference ⁇ T is calculated based on the yaw rate detected by the yaw rate sensor 26 and the steering angle detected by the rudder angle sensor 6b. This vehicle required driving force difference ⁇ T is a correction value for correcting the torque of the rear wheel motors 15 and 16. In the following description, it is assumed that ⁇ T is added to the basic torque of the right rear wheel motor 15 and ⁇ T is subtracted from the basic torque of the left rear wheel motor 16.
  • step S20 the left-right torque difference distribution ratio ⁇ is obtained based on the vehicle speed VSP detected by the vehicle speed sensor 21 and the vehicle inclination angle ⁇ detected by the inclination angle sensor 27.
  • FIG. 3 is an example of a map showing the relationship between the vehicle speed VSP, the vehicle inclination angle ⁇ , and the left-right torque difference distribution ratio ⁇ .
  • the left-right torque difference distribution ratio ⁇ is a correction coefficient for correcting the vehicle required driving force difference ⁇ T obtained in step S10.
  • the minimum value is 0 and the maximum value is 1.
  • the left-right torque difference distribution ratio ⁇ is increased in order to ensure the stability of the vehicle as the vehicle speed VSP increases and as the vehicle inclination angle ⁇ decreases.
  • the torque difference between the left and right drive wheels increases as the left / right torque difference distribution ratio ⁇ increases.
  • step S30 a necessary driving force difference ⁇ Tp to be secured as a minimum for the vehicle is obtained from the following equation (1).
  • ⁇ Tp ⁇ T ⁇ ⁇ (1)
  • step S40 the power Pdyc necessary to realize the driving force difference ⁇ Tp obtained in step S30 is calculated from the following equation (2).
  • Pdyc ⁇ Tp ⁇ (
  • Equation (3) Tdb is the previous acceleration / deceleration request torque
  • N1 is the rotation speed of the right rear wheel motor
  • N2 is the rotation speed of the left rear wheel motor 16.
  • Loss loss MAP (Tdb + ⁇ T, N1) ⁇ loss MAP (Tdb, N1) + loss MAP (Tdb ⁇ T, N2) ⁇ loss MAP (Tdb, N2) (3)
  • the loss MAP in the equation (3) is a map that defines the motor loss according to the acceleration / deceleration request torque and the motor rotation speed.
  • step S50 the output possible power Pout and the input possible power Pin of the battery 12 are obtained.
  • the outputtable power Pout and the inputable power Pin of the battery 12 can be obtained based on, for example, the SOC (State Of Charge) and temperature of the battery 12.
  • step S60 the consumable upper limit power Pmax and the consumable lower limit power Pmin necessary for calculating the limit value of the acceleration / deceleration request torque are obtained from the following equations (4) and (5).
  • the other power consumption in the equations (4) and (5) is the power consumption of an auxiliary machine such as an air conditioner compressor.
  • Pmax Pout ⁇ Other power consumption ⁇ Pdyc (4)
  • Pmin Pin ⁇ Other power consumption ⁇ Pdyc (5)
  • step S70 the acceleration / deceleration torque is obtained by referring to a map as shown in FIG. 4 based on the consumable upper limit power Pmax obtained in step S60, the rotation speed N1 of the motor 15, and the rotation speed N2 of the motor 16.
  • An upper limit value Tlmax is obtained.
  • the acceleration / deceleration torque lower limit value is obtained by referring to a map as shown in FIG. 4 on the basis of the consumable lower limit power Pmin, the rotation speed N1 of the motor 15, and the rotation speed N2 of the motor 16 obtained in step S60. Obtain Tlmin.
  • the map shown in FIG. 4 is a three-dimensional map in which acceleration / deceleration torque that can be output is determined for the number of rotations of the motor 15, the number of rotations of the motor 16, and the power that can be consumed by the battery in consideration of the motor loss. .
  • a two-dimensional map that defines the acceleration / deceleration torque that can be output is prepared for the motor speed and the battery consumable power, and the higher of the motor 15 speed and the motor 16 speed is selected.
  • the acceleration / deceleration torque upper limit value Tlmax (acceleration / deceleration torque lower limit value Tlmin) may be calculated by referring to the two-dimensional map based on the rotational speed.
  • step S90 torque command values for the rear wheel motors 15 and 16 are calculated from the following equations (7) and (8). That is, the value obtained by limiting Td + ⁇ T with the final motor torque lower limit value Tmin1 and the final motor torque upper limit value Tmax1 is used as the torque command value for the right rear wheel motor 15, and Td ⁇ T is the final motor torque lower limit value Tmin2 and the final motor torque upper limit value Tmax2.
  • the value limited in step S5 is used as the torque command value for the left rear wheel motor 16.
  • Torque command value of right rear wheel motor 15 MAX (MIN (Td + ⁇ T, Tmax1), Tmin1) (7)
  • Torque command value of left rear wheel motor 16 MAX (MIN (Td ⁇ T, Tmax2), Tmin2) (8)
  • Tmax1 and Tmin1 respectively represent the final motor torque upper limit value and the final motor torque lower limit value of the right rear wheel motor 15, and are represented by the following equations (9) and (10).
  • Tmax2 and Tmin2 represent the final motor torque upper limit value and the final motor torque lower limit value of the left rear wheel motor 16, respectively, and are represented by the following equations (11) and (12).
  • Tmax1 Td + ⁇ Tx (max) (9)
  • Tmin1 Td + ⁇ Tx (min) (10)
  • Tmax2 Td ⁇ Tx (min) (11)
  • Tmin2 Td ⁇ Tx (max) (12)
  • ⁇ Tx (max) in the equations (9) and (12) indicates the maximum value of ⁇ Tx that satisfies the following equation (13), and ⁇ Tx (min) in the equations (10) and (11) is expressed by the following equation (13)
  • step S100 the drive of the inverter 13 is controlled based on the torque command value of the right rear wheel motor 15 obtained by the equation (7), and the torque command value of the left rear wheel motor 16 obtained by the equation (8) is set. Based on this, the drive of the inverter 14 is controlled.
  • FIG. 5A is a diagram showing a control result by the control device for an electric vehicle in one embodiment
  • FIG. 5B is a diagram showing a control result by a conventional method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-325372. As shown in FIG.
  • total power the total power required to generate a torque difference between the left and right wheels of the vehicle
  • the driving torque of the vehicle is set so that the total power is equal to or less than the outputable power Pout of the battery 12 in a state where sufficient power is secured.
  • electric power is supplied to the motors 15 and 16 that can generate a torque difference in either one of the left and right wheels of the front and rear wheels of the vehicle.
  • the vehicle controller 17 determines the power that can be input and output from the battery 12 based on the state of the battery 12, the target driving force of the vehicle, the driving force difference between the left and right wheels based on the yaw rate and steering angle of the vehicle, Power required to generate a difference in driving force and power that can be consumed by subtracting the power required to generate a driving force difference between the left and right wheels from the power that can be input and output from the battery 12;
  • a target driving force of the vehicle, a consumable power, and a motor torque command value obtained based on a driving force difference between the left and right wheels are calculated.
  • the drive of the motors 15 and 16 is controlled based on the calculated motor torque command value.
  • the consumable power obtained by subtracting the power required to generate the driving force difference between the left and right wheels from the power that can be input and output from the battery 12, the target driving force of the vehicle, and the driving force difference between the left and right wheels.
  • the motor torque command value including the torque command value for generating the driving force difference between the left and right wheels is obtained, the torque difference is generated between the left and right wheels of the vehicle even when the output power of the battery 12 is suddenly reduced. It is possible to prevent the necessary power from exceeding the power that can be output from the battery 12 while stabilizing the vehicle.
  • a limit value for limiting the target driving force of the vehicle is calculated based on the number of revolutions of the motors 15 and 16 and the power that can be consumed, and the target driving force of the vehicle is limited based on the calculated limit value.
  • a motor torque command value is calculated based on the limited target driving force of the vehicle and the driving force difference between the left and right wheels.
  • the torque command value for generating the driving force difference between the left and right wheels is secured, and the target driving force of the vehicle is limited. Even in this case, it is possible to prevent the necessary power from exceeding the power that can be output from the battery 12 while stabilizing the vehicle by generating a torque difference between the left and right wheels of the vehicle.
  • the driving force difference between the left and right wheels is corrected based on at least the vehicle speed and the inclination angle in the left-right direction with respect to the traveling direction of the vehicle, and the correction is performed from the power that can be input and output by the battery. Subtracting the power required to generate the difference in driving force between the left and right wheels, the power that can be consumed is calculated. As a result, the driving force difference between the left and right wheels can be corrected according to the driving scene of the vehicle, so that the input / output power of the battery 12 can be used up with high accuracy while generating the necessary torque difference between the left and right wheels of the vehicle. Can do.
  • the larger the vehicle tilt angle the smaller the difference in driving force between the left and right wheels. Therefore, when the vehicle tilt angle is large, the vehicle can be prevented from sliding down by increasing the torque in the front-rear direction. .
  • the lower the vehicle speed the smaller the difference in driving force between the left and right wheels, so it is possible to secure the torque in the front-rear direction without increasing the driving force difference between the left and right wheels when driving at low vehicle speeds, which are not easily affected by crosswinds. it can.
  • the vehicle speed is high and is easily affected by crosswinds, the vehicle can be stabilized by increasing the difference in driving force between the left and right wheels.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the motors 15 and 16 are provided corresponding to the rear wheels 4 and 5, but a motor corresponding to each front wheel may be provided, and the rear wheels or the front wheels are driven. It is good also as a structure which provides only one motor. Further, motors corresponding to the front and rear wheels may be provided.
  • the present invention can be applied not to an electric vehicle but to a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle.
  • the vehicle required driving force difference ⁇ T is calculated based on the yaw rate and the steering angle of the vehicle, but may be calculated in consideration of other factors.

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Abstract

　電動車両の制御装置は、バッテリの入出力可能電力を演算し、車両の目標駆動力を演算し、車両のヨーレート及び操舵角に基づいて左右輪の駆動力差を演算し、左右のトルク差を発生させるのに必要な電力を演算し、入出力可能電力から、左右輪のトルク差を発生させるのに必要な電力を減算して、消費可能電力を演算し、車両の目標駆動力、消費可能電力、および左右輪の駆動力差に基づいて、モータトルク指令値を演算し、モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御する。

Description

電動車両の制御装置および電動車両の制御方法
　本発明は、電動車両の制御装置および電動車両の制御方法に関する。
　ＪＰ２００７－３２５３７２Ａには、バッテリ残量が低下して出力制限がかかった場合に、ヨーレートを維持した状態で複数の電動機に出力制限をかけることによって、車両の走行安定性を確保する電動車両の制御装置が開示されている。
　しかしながら、従来の制御装置では、繰り返し演算により徐々に複数の電動機に出力制限をかけるため、バッテリ出力可能電力が急峻に低下した場合に、短期的にバッテリ制限電力を超過する可能性がある。
　本発明は、バッテリ出力可能電力が急峻に低下した場合でも、左右輪のトルク差を確保しつつ、必要電力がバッテリ出力可能電力を超過しない技術を提供することを目的とする。
　一実施形態における電動車両の制御装置は、バッテリが入出力可能な電力から、左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を減算して、消費可能電力を演算し、車両の目標駆動力、消費可能電力、および、左右輪の駆動力差に基づいて、モータトルク指令値を演算する。そして、演算したモータトルク指令値に基づいて、車両の前後輪のいずれか一方の左右輪にトルク差を発生させることが可能なモータの駆動を制御する。
　本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。
図１は、一実施形態における電動車両の制御装置を適用した電気自動車の概略構成図である。 図２は、車両コントローラによって行われる後輪モータの制御処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、車速ＶＳＰおよび車両の傾斜角θと左右トルク差配分率αとの関係を示すマップの一例である。 図４は、モータ１５の回転数、モータ１６の回転数、および、バッテリ消費可能電力に対して、出力可能な加減速トルクを定めた３次元マップである。 図５Ａは、一実施形態における電動車両の制御装置による制御結果を示す図である。 図５Ｂは、特開２００７－３２５３２７号公報に記載の従来の方法による制御結果を示す図である。
　図１は、一実施形態における電動車両の制御装置を適用した電気自動車の概略構成図である。図１に示すように、電気自動車１は、前輪２、３、操舵機構６、後輪４、５、後輪駆動部１１を備える。車両前方側に一対設けられる前輪２、３は、操舵機構６のステアリングホイール６ａによって操舵される。この操舵機構６には、前輪２、３の操舵角度を検出する舵角センサ６ｂが設置されている。
　車両後方側に一対設けられる後輪４、５は、後輪駆動部１１によって駆動される。後輪駆動部１１は、強電バッテリ１２、インバータ１３、１４、モータ１５、１６、車両コントローラ１７を備える。
　モータ１５、１６は、左右の後輪４、５を独立して駆動することができるように、左右の後輪４、５ごとに設けられている。以下、右後輪４を駆動するモータ１５を「右後輪モータ」、左後輪５を駆動するモータ１６を「左後輪モータ」という。バッテリ１２に充電された電力は、各後輪モータ１５、１６ごとに設けられたインバータ１３、１４を介して各後輪モータ１５、１６に供給される。各後輪モータ１５、１６は、インバータ１３、１４からの交流電圧値に応じた駆動力を発生し、その駆動力が出力軸１８、１９を介して後輪４、５（駆動輪）に伝達される。なお、インバータ１３、１４からの交流電圧値は、車両の運転状態に応じて車両コントローラ１７によって制御される。
　車両コントローラ１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースを有する。車両コントローラ１７には、車速センサ２１（実車速検出手段）、アクセルペダル開度センサ２２（アクセル開度検出手段）、ブレーキペダル開度センサ２３、ポジションセンサ２４、加速度センサ２５、ヨーレートセンサ２６、傾斜角センサ２７、舵角センサ６ｂなどの各種センサの出力が入力する。ここで、車速センサ２１は実際の車両の速度、つまり実車速ＶＳＰを検出する。アクセルペダル開度センサ２２は、アクセルペダル開度（以下「アクセル開度」という）ＡＰＯ（アクセルペダルの踏み込み量）を検出する。ブレーキペダル開度センサ２３は、ブレーキペダル開度（ブレーキペダル踏み込み量）を検出する。ポジションセンサ２４は、セレクトレバーのポジションを検出する。加速度センサ２５は、車両の加速度を検出する。ヨーレートセンサ２６は、車両のヨーレートを検出する。傾斜角センサ２７は、車両の進行方向に対する左右方向の傾斜角θを検出する。車両コントローラ１７は、これら出力に基づいて、インバータ１３、１４からモータ１５、１６に出力される交流電圧値を制御して、各後輪モータ１５、１６の駆動力を調整する。
　図２は、車両コントローラ１７によって行われる後輪モータ１５、１６の制御処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０から始まる処理は、所定の時間間隔毎に行われる。
　ステップＳ１０では、車速センサ２１によって検出される車速ＶＳＰ、および、アクセルペダル開度センサ２２によって検出されるアクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて、車両の前後方向における車両目標駆動力（車両加速要求トルク）Ｔｆを演算する。また、ヨーレートセンサ２６によって検出されるヨーレート、および、舵角センサ６ｂによって検出されるステアリング角に基づいて、車両要求駆動力差ΔＴを演算する。この車両要求駆動力差ΔＴは、後輪モータ１５、１６のトルクを補正するための補正値である。以下では、右後輪モータ１５の基本トルクにΔＴを加算するとともに、左後輪モータ１６の基本トルクからΔＴを減算するものとして説明する。
　ステップＳ２０では、車速センサ２１によって検出される車速ＶＳＰ、および、傾斜角センサ２７によって検出される車両の傾斜角θに基づいて、左右トルク差配分率αを求める。
　図３は、車速ＶＳＰおよび車両の傾斜角θと左右トルク差配分率αとの関係を示すマップの一例である。左右トルク差配分率αは、ステップＳ１０で求めた車両要求駆動力差ΔＴを補正するための補正係数であり、最小値を０、最大値を１とする。車両の旋回時等において、車速が高くなるほど、横風の影響により車体が不安定になりやすく、また、車両の傾斜角θが小さいほど、車体が不安定になりやすい。従って、図３に示すように、車速ＶＳＰが高くなるほど、また、車両の傾斜角θが小さくなるほど、車両の安定度を確保するために、左右トルク差配分率αを大きくする。後述するように、左右トルク差配分率αが大きくなるほど、左右の駆動輪のトルク差は大きくなる。
　ステップＳ３０では、次式（１）より、車両として最低限確保すべき必要な駆動力差ΔＴｐを求める。
　　ΔＴｐ＝ΔＴ×α　　　　…（１）
　ステップＳ４０では、次式（２）より、ステップＳ３０で求めた駆動力差ΔＴｐを実現するために必要な電力Ｐｄｙｃを演算する。
　　Ｐｄｙｃ＝ΔＴｐ×（｜Ｎ１－Ｎ２｜）＋損失分　　　…（２）
　ただし、式（２）の損失分は、次式（３）で表される。式（３）中のＴｄｂは、前回の加減速要求トルク、Ｎ１は右後輪モータ１５の回転数、Ｎ２は左後輪モータ１６の回転数である。
　　損失分＝損失ＭＡＰ（Ｔｄｂ＋ΔＴ，Ｎ１）－損失ＭＡＰ（Ｔｄｂ，Ｎ１）＋損失ＭＡＰ（Ｔｄｂ－ΔＴ，Ｎ２）－損失ＭＡＰ（Ｔｄｂ，Ｎ２）　　　…（３）
　式（３）中の損失ＭＡＰは、加減速要求トルクとモータ回転数に応じたモータの損失を定義したマップである。
　ステップＳ５０では、バッテリ１２の出力可能電力Ｐｏｕｔ、入力可能電力Ｐｉｎを求める。バッテリ１２の出力可能電力Ｐｏｕｔ、入力可能電力Ｐｉｎは、例えば、バッテリ１２のＳＯＣ（State Of Charge）や温度に基づいて求めることができる。
　ステップＳ６０では、次式（４）、（５）より、加減速要求トルクの制限値演算に必要な消費可能上限電力Ｐｍａｘと消費可能下限電力Ｐｍｉｎを求める。ただし、式（４）、（５）における他消費電力とは、エアコンのコンプレッサ等、補機等の消費電力のことである。
　　Ｐｍａｘ＝Ｐｏｕｔ－他消費電力－Ｐｄｙｃ　　　…（４）
　　Ｐｍｉｎ＝Ｐｉｎ－他消費電力－Ｐｄｙｃ　　　…（５）
　ステップＳ７０では、ステップＳ６０で求めた消費可能上限電力Ｐｍａｘ、モータ１５の回転数Ｎ１、および、モータ１６の回転数Ｎ２に基づいて、図４に示すようなマップを参照することにより、加減速トルク上限値Ｔｌｍａｘを求める。また、ステップＳ６０で求めた消費可能下限電力Ｐｍｉｎ、モータ１５の回転数Ｎ１、および、モータ１６の回転数Ｎ２に基づいて、図４に示すようなマップを参照することにより、加減速トルク下限値Ｔｌｍｉｎを求める。
　図４に示すマップは、モータ損失を考慮して、モータ１５の回転数、モータ１６の回転数、および、バッテリ消費可能電力に対して、出力可能な加減速トルクを定めた３次元マップである。
　なお、モータの回転数およびバッテリ消費可能電力に対して、出力可能な加減速トルクを定めた２次元マップを用意しておき、モータ１５の回転数とモータ１６の回転数のうち、高い方の回転数に基づいて、２次元マップを参照することにより、加減速トルク上限値Ｔｌｍａｘ（加減速トルク下限値Ｔｌｍｉｎ）を算出するようにしてもよい。
　ステップＳ８０では、ステップＳ７０で求めた加減速トルク上限値Ｔｌｍａｘおよび加減速トルク下限値Ｔｌｍｉｎに基づいて、ステップＳ１０で演算した車両加速要求トルクＴｆの上下限値を制限し、最終加速要求トルクＴｄを演算する（式（６）参照）。
　　Ｔｄ＝ＭＡＸ（ＭＩＮ（Ｔｆ、Ｔｌｍａｘ）、Ｔｌｍｉｎ）　　　…（６）
　ステップＳ９０では、次式（７）、（８）より、後輪モータ１５、１６に対するトルク指令値を算出する。すなわち、Ｔｄ＋ΔＴを最終モータトルク下限値Ｔｍｉｎ１および最終モータトルク上限値Ｔｍａｘ１で制限した値を右後輪モータ１５のトルク指令値とし、Ｔｄ－ΔＴを最終モータトルク下限値Ｔｍｉｎ２および最終モータトルク上限値Ｔｍａｘ２で制限した値を左後輪モータ１６のトルク指令値とする。
　　右後輪モータ１５のトルク指令値＝ＭＡＸ（ＭＩＮ（Ｔｄ＋ΔＴ、Ｔｍａｘ１）、Ｔｍｉｎ１）　　　…（７）
　　左後輪モータ１６のトルク指令値＝ＭＡＸ（ＭＩＮ（Ｔｄ－ΔＴ、Ｔｍａｘ２）、Ｔｍｉｎ２）　　　…（８）
　ここで、Ｔｍａｘ１、Ｔｍｉｎ１はそれぞれ、右後輪モータ１５の最終モータトルク上限値、最終モータトルク下限値を表しており、次式（９）、（１０）で表される。また、Ｔｍａｘ２、Ｔｍｉｎ２はそれぞれ、左後輪モータ１６の最終モータトルク上限値、最終モータトルク下限値を表しており、次式（１１）、（１２）で表される。
　　Ｔｍａｘ１＝Ｔｄ＋ΔＴｘ（ｍａｘ）　　　　…（９）
　　Ｔｍｉｎ１＝Ｔｄ＋ΔＴｘ（ｍｉｎ）　　　　…（１０）
　　Ｔｍａｘ２＝Ｔｄ－ΔＴｘ（ｍｉｎ）　　　　…（１１）
　　Ｔｍｉｎ２＝Ｔｄ－ΔＴｘ（ｍａｘ）　　　　…（１２）
　式（９）、（１２）におけるΔＴｘ（ｍａｘ）は、次式（１３）を満たすΔＴｘのうちの最大値を示し、式（１０）、（１１）におけるΔＴｘ（ｍｉｎ）は、次式（１３）を満たすΔＴｘのうちの最小値を示す。
　　Ｐｉｎ－他消費電力≦Ｎ１×（Ｔｄ＋ΔＴｘ）＋損失ＭＡＰ（（Ｔｄ＋ΔＴｘ）、Ｎ１）＋Ｎ２×（Ｔｄ－ΔＴｘ）＋損失ＭＡＰ（（Ｔｄ－ΔＴｘ）、Ｎ２）≦Ｐｏｕｔ－他消費電力　　　　…（１３）
　ステップＳ１００では、式（７）により求めた右後輪モータ１５のトルク指令値に基づいて、インバータ１３の駆動を制御するとともに、式（８）により求めた左後輪モータ１６のトルク指令値に基づいて、インバータ１４の駆動を制御する。
　図５Ａは、一実施形態における電動車両の制御装置による制御結果を示す図、図５Ｂは、特開２００７－３２５３７２号公報に記載の従来の方法による制御結果を示す図である。図５Ａに示すように、一実施形態における電動車両の制御装置では、車両の駆動トルク（加減速トルク）を得るために必要な電力、モータ１５、１６の損失、補機等の消費電力、および、車両の左右輪にトルク差を発生させるために必要な電力の合計（以下、合計電力）がバッテリ１２の出力可能電力Ｐｏｕｔを超える場合、少なくとも車両の左右輪にトルク差を発生させるために必要な電力を確保した状態で、合計電力がバッテリ１２の出力可能電力Ｐｏｕｔ以下となるように、車両の駆動トルクを設定する。これにより、バッテリ１２の出力が急変（急低下）した場合でも、所望の左右トルク差を発生させて車両を安定化させつつ、必要電力がバッテリの出力可能電力を超過するのを防ぐことができる。
　これに対して、特開２００７－３２５３２７号公報に記載の従来の制御方法では、図５Ｂに示すように、複数のモータに対して徐々に出力制限を行うため、バッテリの出力が急変（急低下）した場合に、必要電力がバッテリの出力可能電力を一時的に超過してしまう。
　以上、一実施形態における電動車両の制御装置によれば、車両の前後輪のいずれか一方の左右輪にトルク差を発生させることが可能なモータ１５、１６と、モータ１５、１６に電力を供給するバッテリ１２と、車両コントローラ１７とを備える。車両コントローラ１７は、バッテリ１２の状態に基づいて求められるバッテリ１２の入出力可能な電力と、車両の目標駆動力と、車両のヨーレート及び操舵角に基づいて左右輪の駆動力差と、左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力と、バッテリ１２の入出力可能な電力から、左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を減算することによって求められる消費可能電力と、車両の目標駆動力、消費可能電力、および、左右輪の駆動力差に基づいて求められるモータトルク指令値とを演算する。そして、演算したモータトルク指令値に基づいて、モータ１５、１６の駆動を制御する。バッテリ１２の入出力可能な電力から、左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を減算することによって求めた消費可能電力と車両の目標駆動力と左右輪の駆動力差とに基づいて、左右輪の駆動力差を発生させるためのトルク指令値を含むモータトルク指令値を求めるので、バッテリ１２の出力可能電力が急低下した場合でも、車両の左右輪にトルク差を発生させて車両を安定化させつつ、必要電力がバッテリ１２の出力可能電力を超過するのを防ぐことができる。
　特に、モータ１５、１６の回転数と消費可能電力とに基づいて、車両の目標駆動力を制限するための制限値を算出し、算出した制限値に基づいて、車両の目標駆動力を制限する。そして、制限された車両の目標駆動力、および左右輪の駆動力差に基づいて、モータトルク指令値を演算する。モータトルク指令値を算出する際に、左右輪の駆動力差を発生させるためのトルク指令値は確保した上で、車両の目標駆動力を制限するので、バッテリ１２の出力可能電力が急低下した場合でも、車両の左右輪にトルク差を発生させて車両を安定化させつつ、必要電力がバッテリ１２の出力可能電力を超過するのを防ぐことができる。
　また、一実施形態における電動車両の制御装置では、少なくとも車速および車両の進行方向に対する左右方向における傾斜角に基づいて、左右輪の駆動力差を補正し、バッテリが入出力可能な電力から、補正後の左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を減算して、消費可能電力を演算する。これにより、車両の走行シーンに応じて左右輪の駆動力差を補正することができるので、車両の左右輪に必要なトルク差を発生させつつ、バッテリ１２の入出力可能電力を精度良く使い切ることができる。
　特に、車両の傾斜角が大きいほど、左右輪の駆動力差が小さくするので、車両の傾斜角が大きい場合に、前後方向のトルクを大きくすることで車両がずり下がるのを防止することができる。また、車速が低いほど、左右輪の駆動力差を小さくするので、横風の影響を受けにくい低車速走行時には、左右輪の駆動力差を大きくすることなく、前後方向のトルクを確保することができる。逆に、車速が高くて横風の影響を受けやすい状況下では、左右輪の駆動力差を大きくすることにより、車両を安定させることができる。
　本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した実施形態では、各後輪４、５に対応させてモータ１５、１６を設けているが、各前輪に対応させたモータを設ける構成としてもよいし、後輪または前輪を駆動するモータを１つだけ設ける構成としてもよい。また、前後の各輪に対応させたモータを設けてもよい。さらに、電気自動車ではなく、ハイブリッド車や燃料電池自動車に適用することもできる。
　車両要求駆動力差ΔＴは、車両のヨーレート、および、ステアリング角に基づいて演算したが、さらに他の要素を考慮して演算してもよい。
　本願は、２０１２年１２月２６日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２８３５９５に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (6)

  1. 　車両の前後輪のいずれか一方の左右輪にトルク差を発生させることが可能なモータと、
    　前記モータに電力を供給するバッテリと、
    　前記バッテリの状態に基づいて前記バッテリが入出力可能な電力を演算するバッテリ入出力電力演算手段と、
    　車両の目標駆動力を演算する目標駆動力演算手段と、
    　少なくとも車両のヨーレート及び操舵角に基づいて左右輪の駆動力差を演算する左右駆動力差演算手段と、
    　左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を演算する必要電力演算手段と、
    　前記バッテリが入出力可能な電力から、前記左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を減算して、消費可能電力を演算する消費可能電力演算手段と、
    　前記車両の目標駆動力、前記消費可能電力、および、前記左右輪の駆動力差に基づいて、モータトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算手段と、
    　前記モータトルク指令値に基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
    を備える電動車両の制御装置。
  2. 　請求項１に記載の電動車両の制御装置において、
    　前記モータトルク指令値演算手段は、
    　　前記モータの回転数と前記消費可能電力とに基づいて、前記車両の目標駆動力を制限するための制限値を算出する駆動力制限値算出手段と、
    　　前記制限値に基づいて、前記車両の目標駆動力を制限する目標駆動力制限手段と、
    を備え、
    　　前記目標駆動力制限手段によって制限された車両の目標駆動力、および、前記左右輪の駆動力差に基づいて、前記モータトルク指令値を演算する、
    電動車両の制御装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の電動車両の制御装置において、
    　少なくとも車速および車両の進行方向に対する左右方向における傾斜角に基づいて、前記左右輪の駆動力差を補正する左右輪駆動力差補正手段をさらに備え、
    　前記消費可能電力演算手段は、前記バッテリが入出力可能な電力から、前記補正後の左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を減算して、前記消費可能電力を演算する、
    電動車両の制御装置。
  4. 　請求項３に記載の電動車両の制御装置において、
    　前記左右輪駆動力差補正手段は、車両の傾斜角が大きいほど、前記左右輪の駆動力差を小さくする、
    電動車両の制御装置。
  5. 　請求項３に記載の電動車両の制御装置において、
    　前記左右輪駆動力差補正手段は、車速が低いほど、前記左右輪の駆動力差を小さくする、
    電動車両の制御装置。
  6. 　車両の前後輪のいずれか一方の左右輪にトルク差を発生させることが可能なモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備える電動車両の制御方法であって、
    　前記バッテリの状態に基づいて前記バッテリが入出力可能な電力を演算し、
    　車両の目標駆動力を演算し、
    　少なくとも車両のヨーレート及び操舵角に基づいて左右輪の駆動力差を演算し、
    　左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を演算し、
    　前記バッテリが入出力可能な電力から、前記左右輪の駆動力差を発生させるのに必要な電力を減算して、消費可能電力を演算し、
    　前記車両の目標駆動力、前記消費可能電力、および、前記左右輪の駆動力差に基づいて、モータトルク指令値を演算し、
    　前記モータトルク指令値に基づいて前記モータの駆動を制御する、
    電動車両の制御方法。
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