JP4765552B2 - 電動車輌の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車輌の駆動力制御装置に係り、更に詳細には各輪毎に電動機が設けられ電動機の駆動力が対応する車輪に個別に付与される電動車輌の駆動力制御装置に係る。

各車輪にそれぞれ対応する電動機が設けられ、電動機の駆動力が対応する車輪に個別に付与される電動車輌は従来より種々の構成のものが提案されている。かかる電動車輌の一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１に記載されている如く、アンチスキッド制御等の車輌安定化制御が良好に行われるよう各車輪の駆動力の配分制御を行う駆動力制御装置を備えた電動車輌が従来より知られている。
特開平１０−２９５００４号公報

一般に、電動機の損失には種々の損失があり、特に電動機の効率(電力効率)に大きく影響する損失として、銅損（巻き線抵抗による発熱損失）及びベアリングの潤滑油や冷却用オイルの粘性による引きずり損失がある。図７に示されている如く、銅損は電動機の温度Ｔmの上昇につれて増大するのに対し、引きずり損失は電動機の温度Ｔmの上昇につれて減少する。従って図７の銅損の線と引きずり損失の線との交点に対応する電動機の温度を理想温度Ｔmtとすると、電動機の電力効率はその温度が理想温度である場合に最も高いので、電動機の損失を低減してその電力効率を高くするためには、理想温度との温度差が大きい電動機の温度Ｔmができるだけ理想温度Ｔmtに近づくよう電動機が制御されることが好ましい。

しかるに上述の如き従来の電動車輌の駆動力制御装置に於いては、駆動力の配分を制御するに当り電動機の損失や電力効率、理想温度に対する電動機の温度の関係については全く考慮されておらず、そのため車輌が走行する際に於ける車輌全体としての電力効率を悪化させる虞れがあり、電動機の電力効率を向上させることにより電動車輌全体の電力効率を向上させる上で改善が必要とされている。

本発明は、各車輪にそれぞれ対応する電動機の駆動力が付与されるよう構成された従来の電動車輌に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、電動機の温度が理想温度よりも高くても低くても電動機の電力効率が低下し、電動機の温度が理想温度に近いほど電動機の電力効率が高くなることに着目し、電動機の温度に基づいて電動機の電力効率が向上するよう電動機を制御することにより、従来に比して電動車輌全体の電力効率を向上させることである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ちそれぞれ対応する車輪に駆動力を付与する少なくとも一対の電動機を有する電動車輌の駆動力制御装置であって、前記電動機の出力を目標出力に制御する電動機制御手段と、前記電動機の実際の温度を検出する手段とを有し、前記電動機制御手段は各電動機の電力効率が最も高い温度を理想温度として、前記一対の電動機の実際の温度が何れも前記理想温度よりも低いときには、前記一対の電動機のうち実際の温度と前記理想温度との偏差が大きい方の電動機を決定し、当該電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力を増大修正すると共に、他方の電動機の目標出力を低減修正することを特徴とする電動車輌の駆動力制御装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記電動車輌は各車輪毎に対応する車輪に駆動力を付与する電動機を有し、前記電動機制御手段は車輌に要求される駆動力を車輌の走行状況に応じて少なくとも左右輪間に於いて配分し、左前後輪の二つの電動機について実際の温度と前記理想温度との偏差が大きい方の電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力を増大修正すると共に、左前後輪の他方の車輪の電動機の目標出力が左前後輪に配分された駆動力に対応する目標出力より前記偏差が大きい方の電動機の修正後の目標出力を減算した値になるよう前記他方の車輪の電動機の目標出力を演算し、右前後輪の二つの電動機について実際の温度と前記理想温度との偏差が大きい方の電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力を増大修正すると共に、右前後輪の他方の車輪の電動機の目標出力が右前後輪に配分された駆動力に対応する目標出力より前記偏差が大きい方の電動機の修正後の目標出力を減算した値になるよう前記他方の車輪の電動機の目標出力を演算するよう構成される（請求項２の構成）。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記電動機制御手段は電動機の温度を理想温度に近づけるための一方の電動機の増大修正後の目標出力が当該電動機の最高出力を越えるときには、当該電動機の目標出力を前記最高出力に設定し、他方の電動機の目標出力を二つの電動機の目標出力の和より前記最高出力を減算した値に設定するよう構成される（請求項３の構成）。

一般に、電動機の温度は作動に伴う発熱により上昇すると共に放熱により低下し、作動に伴う発熱の量は電動機の出力が高いほど大きいので、電動機の温度が理想温度よりも低いときには電動機の出力を高くすることにより電動機の出力を高くしない場合に比して電動機の温度を電動機の理想温度に近づけることができ、逆に電動機の温度が理想温度よりも高いときには電動機の出力を低くすることにより電動機の出力を低くしない場合に比して電動機の温度を電動機の理想温度に近づけることができる。

上記請求項１の構成によれば、各電動機の電力効率が最も高い温度を理想温度として、一対の電動機の実際の温度が何れも理想温度よりも低いときには、一対の電動機のうち実際の温度と理想温度との偏差の大きさが大きい方の電動機が決定され、当該電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力が増大修正されると共に、他方の電動機の目標出力が低減修正される。従って、一対の電動機の実際の温度が何れも理想温度よりも低い状況に於いて、車輌全体の駆動力を大きく変化させることなく温度の偏差の大きさが大きい電動機の温度を確実に理想温度に近づけることができ、これにより当該電動機の電力効率を確実に向上させることができる。

また上記請求項２の構成によれば、電動車輌は各車輪毎に対応する車輪に駆動力を付与する電動機を有し、車輌に要求される駆動力が車輌の走行状況に応じて少なくとも左右輪間に於いて配分され、左前後輪の二つの電動機について実際の温度と理想温度との偏差の大きさが大きい方の電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力が増大修正されると共に、左前後輪の他方の車輪の電動機の目標出力が左前後輪に配分された駆動力に対応する目標出力より前記偏差の大きさが大きい方の電動機の修正後の目標出力を減算した値になるよう他方の車輪の電動機の目標出力が演算され、右前後輪の二つの電動機について実際の温度と理想温度との偏差の大きさが大きい方の電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力が増大修正されると共に、右前後輪の他方の車輪の電動機の目標出力が右前後輪に配分された駆動力に対応する目標出力より前記偏差の大きさが大きい方の電動機の修正後の目標出力を減算した値になるよう他方の車輪の電動機の目標出力が制御されるので、車輌全体の駆動力を変化させることなく左前後輪及び右前後輪の何れについても温度の偏差の大きさが大きい方の電動機の温度が理想温度に近づくようその電動機の出力を制御し、その電動機の電力効率を確実に向上させることができ、また電力効率を向上させるための電動機の出力の制御に起因して駆動力の左右配分が車輌の走行状況に応じた所定の配分以外の配分になることを確実に防止することができる。
また上記請求項３の構成によれば、電動機の温度を理想温度に近づけるための一方の電動機の増大修正後の目標出力が当該電動機の最高出力を越えるときには、当該電動機の目標出力が最高出力に設定され、他方の電動機の目標出力が二つの電動機の目標出力の和より最高出力を減算した値に設定される。従って電動機の温度を理想温度に近づけるための一方の電動機の増大修正後の目標出力が当該電動機の最高出力を越えるときにも、車輌全体の駆動力を変化させることなく一方の電動機の温度ができるだけ理想温度に近づくようの二つの電動機の出力を制御することができる。

［課題解決手段の好ましい態様］
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、電動機制御手段は一対の電動機の実際の温度が何れも理想温度よりも高いときには、一対の電動機のうち実際の温度と理想温度との偏差の大きさが大きい方の電動機を決定し、当該電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力を低減修正すると共に、他方の電動機の目標出力を増大修正することにより、前者の電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づけられるよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、電動車輌は左右前輪及び左右後輪に対応する車輪に駆動力を付与する電動機を有するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、電動車輌は左右前輪に駆動力を付与する前輪用電動機と左右後輪に駆動力を付与する後輪用電動機とを有するよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、左前後輪及び右前後輪の何れについても、電動機制御手段は前後二つの車輪の温度が理想温度よりも高いときには、温度が高い方の電動機の出力を低下させることにより、当該電動機の温度が理想温度に近づくよう、前後二つの車輪の電動機を制御するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は上記好ましい態様４の構成に於いて、左前後輪及び右前後輪の何れについても、電動機制御手段は前後二つの車輪の温度が理想温度よりも低いときには、温度が低い方の電動機の出力を増大させることにより、当該電動機の温度が理想温度に近づくよう、前後二つの車輪の電動機を制御するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は上記好ましい態様４及び５の構成に於いて、左前後輪及び右前後輪の何れについても、電動機制御手段は前後輪の一方の温度が理想温度よりも高く且つ前後輪の他方の温度が理想温度よりも低いときには、理想温度との偏差の大きさが大きい方の電動機の温度が理想温度に近づくよう、前後二つの車輪の電動機を制御するよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は上記好ましい態様４乃至６の構成に於いて、左前後輪及び右前後輪の何れについても、電動機制御手段は前輪及び後輪の温度の偏差の大きさが基準値以下であるときには、電動機の温度を理想温度に近づけることなく電動機に要求される出力に基づいて電動機を制御するよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２又は上記好ましい態様１乃至８の構成に於いて、電動機制御手段は少なくとも電動機の温度と理想温度との偏差に基づいて電動機の出力の増減量を制御するよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至３又は上記好ましい態様１乃至８の構成に於いて、全ての電動機は同一の理想温度を有するよう構成される（好ましい態様９）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至３又は上記好ましい態様１乃至９の構成に於いて、電動機は制動時に回生制動を行うよう構成される（好ましい態様１０）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。

図１はインホイールモータ式の四輪駆動車に適用された本発明による電動車輌の駆動力制御装置の実施例１を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ操舵輪である左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ非操舵輪である左右の後輪を示している。左右の前輪１０FL及び１０FRにはそれぞれインホイールモータである電動発電機１２FL及び１２FRが組み込まれており、左右の前輪１０FL及び１０FRは電動発電機１２FL及び１２FRにより駆動される。電動発電機１２FL及び１２FRは制動時にはそれぞれ左右前輪の回生発電機としても機能し、回生制動力を発生する。

同様に、左右の後輪１０RL及び１０RRにはそれぞれインホイールモータである電動発電機１２RL及び１２RRが組み込まれており、左右の前輪１０RL及び１０RRは電動発電機１２RL及び１２RRにより駆動される。電動発電機１２RL及び１２RRは制動時にはそれぞれ左右後輪の発電機としても機能し、回生制動力を発生する。

電動発電機１２FL〜１２RRの駆動力はアクセル開度センサ１４により検出される図１には示されていないアクセルペダルの踏み込み量としてのアクセル開度φに基づき駆動力制御用電子制御装置１６により制御される。電動発電機１２FL〜１２RRの回生制動力も駆動力制御用電子制御装置１６により制御される。

尚図１には詳細に示されていないが、駆動力制御用電子制御装置１６はマイクロコンピュータ、駆動回路、インバータ、バッテリを含み、マイクロコンピュータは例えばＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のものであってよい。また通常走行時には図１には示されていないバッテリに充電された電力が駆動回路及びインバータを経て各電動発電機１２FL〜１２RRへ供給され、車輌の減速制動時には各電動発電機１２FL〜１２RRによる回生制動により発電された電力がインバータ及び駆動回路を経てバッテリに充電される。

左右の前輪１０FL、１０FR及び左右の後輪１０RL、１０RRの摩擦制動力は摩擦制動装置１８の油圧回路２０により対応するホイールシリンダ２２FL、２２FR、２２RL、２２RRの制動圧が制御されることによって制御される。図には示されていないが、油圧回路２０はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧力は通常時には運転者によるブレーキペダル２４の踏み込み量及びブレーキペダル２４の踏み込みに応じて駆動されるマスタシリンダ２６の圧力に応じて制御され、また必要に応じてオイルポンプや種々の弁装置が制動力制御用電子制御装置２８によって制御されることにより、運転者によるブレーキペダル２４の踏み込み量に関係なく制御される。

尚図１には詳細に示されていないが、制動力制御用電子制御装置２８もマイクロコンピュータと駆動回路とよりなり、マイクロコンピュータは例えばＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のものであってよい。

駆動力制御用電子制御装置１６にはアクセル開度センサ１４よりのアクセル開度φを示す信号に加えて、温度センサ３０FL〜３０RRより電動発電機１２FL〜１２RRの温度Ｔmi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を示す信号、操舵角センサ３２より操舵角θを示す信号、車速センサ３４より車速Ｖを示す信号が入力される。また制動力制御用電子制御装置２８には圧力センサ３６よりマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号、圧力センサ３８FL〜３８RRより対応する車輪の制動圧（ホイールシリンダ圧力）Ｐbi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を示す信号が入力される。駆動力制御用電子制御装置１６及び制動力制御用電子制御装置２８は必要に応じて相互に信号の授受を行う。尚操舵角センサ３２は車輌の左旋回方向を正として操舵角θを検出する。

駆動力制御用電子制御装置１６は、運転者の加減速操作量であるアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき車輌の目標前後力Ｆxtを演算し、目標前後力Ｆxtが負の値であり制動力であるときには、目標前後力Ｆxtを所定の配分比にて各車輪に配分して各車輪の目標駆動力Ｆxti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。そして目標駆動力Ｆxtiが電動発電機１２FL〜１２RRの最大回生制動力Ｆremax以下であるときには、電動発電機１２FL〜１２RRの目標回生制動力Ｆreti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を目標駆動力Ｆxtiに設定して電動発電機１２FL〜１２RRの回生制動力がそれぞれ対応する目標回生制動力Ｆretiになるよう電動発電機１２FL〜１２RRを制御すると共に、各車輪の目標摩擦制動力Ｆwbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が０であることを示す信号を制動力制御用電子制御装置２８へ出力する。

これに対し駆動力制御用電子制御装置１６は、目標駆動力Ｆxtiが電動発電機１２FL〜１２RRの最大回生制動力Ｆremaxよりも高いときには、電動発電機１２FL〜１２RRの目標回生制動力Ｆretiを最大回生制動力Ｆremaxに設定して電動発電機１２FL〜１２RRの回生制動力が最大回生制動力Ｆremaxになるよう電動発電機１２FL〜１２RRを制御すると共に、各車輪の目標摩擦制動力Ｆwbti（＝Ｆxti−Ｆremax）を演算して該目標摩擦制動力Ｆwbtiを示す信号を制動力制御用電子制御装置２８へ出力する。

また駆動力制御用電子制御装置１６は、目標前後力Ｆxtが負の値ではなく駆動力であるときには、操舵角θ及び車速Ｖ等に基づき目標前後力Ｆxtの左輪配分比Ｒl（０＜Ｒl＜１）及び右輪配分比Ｒr（＝１−Ｒl）を演算し、左輪配分比Ｒlに基づき左前後輪の目標前後力Ｆxtl（＝ＲlＦxt）及び右前後輪の目標前後力Ｆxtr（＝ＲrＦxt）を演算し、各車輪の目標摩擦制動力Ｆwbtiをそれぞれ０に設定して該目標摩擦制動力Ｆwbtiを示す信号を制動力制御用電子制御装置２８へ出力する。

また駆動力制御用電子制御装置１６は、左前後輪の二つの電動発電機１２FL、１２RLについて実際の温度Ｔmfl、Ｔmrlと電動発電機の理想温度Ｔmtとの二つの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxlt及び大きい方の温度偏差に基づいて当該電動発電機の出力を制御すると共に、目標前後力Ｆxltより前記温度偏差の大きさが大きい方の電動発電機の出力に対応する車輪前後力を減算した値になるよう左前後輪の他方の車輪の電動発電機の出力を制御する。

同様に、駆動力制御用電子制御装置１６は、右前後輪の二つの電動発電機１２FR、１２RRについて実際の温度Ｔmfr、Ｔmrrと電動発電機の理想温度Ｔmtとの二つの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、右前後輪の目標前後力Ｆxrt及び大きい方の温度偏差に基づいて当該電動発電機の出力を制御すると共に、目標前後力Ｆxrtより前記温度偏差の大きさが大きい方の電動発電機の出力に対応する車輪前後力を減算した値になるよう右前後輪の他方の車輪の電動発電機の出力を制御する。

更に制動力制御用電子制御装置２８は、駆動力制御用電子制御装置１６より入力される各車輪の目標摩擦制動力Ｆwbtiに基づき各車輪の目標制動圧Ｐbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、各車輪の制動圧Ｐbiが目標制動圧Ｐbtiになるよう油圧回路２０を制御することにより、各車輪の摩擦制動力Ｆwbi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が各車輪の目標摩擦制動力Ｆwbtiになるよう制御する。

次に図２乃至図４に示されたフローチャートを参照して図示の実施例１に於ける制駆動力制御について説明する。尚図２乃至図４に示されたフローチャートによる制御は駆動力制御用電子制御装置１６が起動されることにより開始され、図には示されていないイグニッションスイッチがオフに切り換えられるまで所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ１０に於いてはアクセル開度センサ１４により検出されたアクセル開度φを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いてはアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の目標前後力Ｆxtが演算される。

ステップ３０に於いては車輌の目標前後力Ｆxtが負の値であるか否かの判別、即ち車輌に要求される前後力が制動力であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ４０に於いて制動力制御用電子制御装置２８へ車輌の目標前後力Ｆxtを示す信号及び制動力の制御指令信号が出力されることにより、制動力制御用電子制御装置２８により当技術分野に於いて公知の要領にて目標前後力Ｆxtに基づいて各車輪の制動力が制御され、否定判別が行われたときにはステップ５０へ進む。

ステップ５０に於いては操舵角θ及び車速Ｖ等に基づき目標前後力Ｆxtの左輪配分比Ｒl及び右輪配分比Ｒrが演算され、ステップ６０に於いては左輪配分比Ｒlに基づき左前後輪の目標前後力Ｆxtl（＝ＲlＦxt）及び右前後輪の目標前後力Ｆxtr（＝ＲrＦxt）が演算される。

ステップ１００に於いては図３に示されたルーチンに従って左前後輪の二つの電動発電機１２FL、１２RLについて実際の温度Ｔmfl、Ｔmrlと電動発電機の理想温度Ｔmtとの二つの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxtl及び大きい方の温度偏差に基づいて左前輪の目標前後力Ｆxtfl及び左後輪の目標前後力Ｆxtrlが演算される。

同様に、ステップ３００に於いては図４に示されたルーチンに従って右前後輪の二つの電動発電機１２FR、１２RRについて実際の温度Ｔmfr、Ｔmrrと電動発電機の理想温度Ｔmtとの二つの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxtr及び大きい方の温度偏差に基づいて右前輪の目標前後力Ｆxtfr及び右後輪の目標前後力Ｆxtrrが演算される。

ステップ５００に於いてはステップ１００及び３００に於いて演算された各車輪の目標前後力Ｆxti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）に基づき各車輪の目標駆動トルクＴxti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ５１０に於いては各車輪の駆動トルクＴxiがそれぞれ対応する目標駆動トルクＴxtiになるよう電動発電機１２FL〜１２RRが制御される。

次に図３に示されたフローチャートを参照して上記ステップ１００に於いて実行される左前輪の目標前後力Ｆxtfl及び左後輪の目標前後力Ｆxtrlの演算ルーチンについて説明する。

まずステップ１１０に於いては左前輪の電動発電機１２FLの温度Ｔmflが理想温度Ｔmtよりも低く且つ左後輪の電動発電機１２RLの温度Ｔmrlが理想温度Ｔmtよりも低いか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１６０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１２０へ進む。

ステップ１２０に於いては理想温度Ｔmtと温度Ｔmfl及びＴmrlのうちの低い方の温度との偏差ΔＴmlminが演算され、ステップ１３０に於いては温度が低い方の電動発電機の温度が上昇して理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxlt及び温度偏差ΔＴmlminに基づいて電動発電機の温度が低い方の車輪の目標前後力Ｆxltminが温度偏差ΔＴmlminの比例項、積分項、微分項よりなるＰＩＤ補償演算によって演算される。

ステップ１４０に於いては温度が高い方の車輪の目標前後力Ｆxtlmaxが左前後輪の目標前後力Ｆxtlより目標前後力Ｆxtlminを減算した値に演算され、ステップ１５０に於いてはＴmfl＜Ｔmrlであるときには左前輪の目標前後力Ｆxtflが目標前後力Ｆxtlminに設定されると共に、左後輪の目標前後力Ｆxtrlが目標前後力Ｆxtlmaxに設定され、逆にＴmfl＞Ｔmrlであるときには左前輪の目標前後力Ｆxtflが目標前後力Ｆxtlmaxに設定されると共に、左後輪の目標前後力Ｆxtrlが目標前後力Ｆxtlminに設定される。尚Ｔmfl＝Ｔmrlであるときには左前輪の目標前後力Ｆxtfl及び左後輪の目標前後力Ｆxtrlは何れもＦxtl／２に設定される。

ステップ１６０に於いては左前輪の電動発電機１２FLの温度Ｔmflが理想温度Ｔmtよりも高く且つ左後輪の電動発電機１２RLの温度Ｔmrlが理想温度Ｔmtよりも高いか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ２１０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１７０へ進む。

ステップ１７０に於いては理想温度Ｔmtと温度Ｔmfl及びＴmrlのうちの高い方の温度との偏差ΔＴmlmaxが演算され、ステップ１８０に於いては温度が高い方の電動発電機の温度が低下して理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxtl及び温度偏差ΔＴmlmaxに基づいて電動発電機の温度が高い方の車輪の目標前後力Ｆxtlmaxが温度偏差ΔＴmlmaxの比例項、積分項、微分項よりなるＰＩＤ補償演算によって演算される。

ステップ１９０に於いては温度が低い方の車輪の目標前後力Ｆxtlminが左前後輪の目標前後力Ｆxtlより目標前後力Ｆxtlmaxを減算した値に演算され、ステップ２００に於いてはＴmfl＞Ｔmrlであるときには左前輪の目標前後力Ｆxtflが目標前後力Ｆxtlmaxに設定されると共に、左後輪の目標前後力Ｆxtrlが目標前後力Ｆxtlminに設定され、逆にＴmfl＜Ｔmrlであるときには左前輪の目標前後力Ｆxtflが目標前後力Ｆxtlminに設定されると共に、左後輪の目標前後力Ｆxtrlが目標前後力Ｆxtlmaxに設定される。尚Ｔmfl＝Ｔmrlであるときには左前輪の目標前後力Ｆxtfl及び左後輪の目標前後力Ｆxtrlは何れもＦxlt／２に設定される。

ステップ２１０に於いては理想温度Ｔmtと温度Ｔmflとの偏差ΔＴmfl及び理想温度Ｔmtと温度Ｔmrlとの偏差ΔＴmrlが演算され、ステップ２２０に於いては偏差ΔＴmf1及びΔＴmrlのうち大きさが大きい方（ΔＴmlb）の電動発電機の温度が理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxtl及び大きさが大きい方の温度偏差ΔＴmlbに基づいて当該車輪の目標前後力Ｆxtllbが温度偏差ΔＴmlbの比例項、積分項、微分項よりなるＰＩＤ補償演算によって演算される。

ステップ２３０に於いては温度偏差ΔＴmfl及びΔＴmrlのうち大きさが小さい方（ΔＴmls）の車輪の目標前後力Ｆxtllsが左前後輪の目標前後力Ｆxtlより目標前後力Ｆxtllbを減算した値に演算され、ステップ２４０に於いてはΔＴmflの大きさがΔＴmrlの大きさよりも大きいときには左前輪の目標前後力Ｆxtflが目標前後力Ｆxtllbに設定されると共に、左後輪の目標前後力Ｆxtrlが目標前後力Ｆxtllsに設定され、逆にΔＴmflの大きさがΔＴmrlの大きさよりも小さいときには左前輪の目標前後力Ｆxtflが目標前後力Ｆxtllsに設定されると共に、左後輪の目標前後力Ｆxtrlが目標前後力Ｆxtllbに設定される。

次に図４に示されたフローチャートを参照して上記ステップ３００に於いて実行される右前輪の目標前後力Ｆxtfr及び右後輪の目標前後力Ｆxtrrの演算ルーチンについて説明する。尚ステップ３１０乃至４４０はそれぞれ上述のステップ１１０乃至２４０と同様に右前後輪について実行される。

まずステップ３１０に於いては右前輪の電動発電機１２FRの温度Ｔmfrが理想温度Ｔmtよりも低く且つ右後輪の電動発電機１２RRの温度Ｔmrrが理想温度Ｔmtよりも低いか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ３６０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ３２０へ進む。

ステップ３２０に於いては理想温度Ｔmtと温度Ｔmfr及びＴmrrのうちの低い方の温度との偏差ΔＴmrminが演算され、ステップ３３０に於いては温度が低い方の電動発電機の温度が上昇して理想温度Ｔmtに近づくよう、右前後輪の目標前後力Ｆxtr及び温度偏差ΔＴmrminに基づいて電動発電機の温度が低い方の車輪の目標前後力Ｆxtrminが温度偏差ΔＴmrminの比例項、積分項、微分項よりなるＰＩＤ補償演算によって演算される。

ステップ３４０に於いては温度が高い方の車輪の目標前後力Ｆxtrmaxが右前後輪の目標前後力Ｆxtrより目標前後力Ｆxtrminを減算した値に演算され、ステップ３５０に於いてはＴmfr＜Ｔmrrであるときには右前輪の目標前後力Ｆxtfrが目標前後力Ｆxtrminに設定されると共に、右後輪の目標前後力Ｆxtrrが目標前後力Ｆxtrmaxに設定され、逆にＴmfr＞Ｔmrrであるときには右前輪の目標前後力Ｆxtfrが目標前後力Ｆxtrmaxに設定されると共に、右後輪の目標前後力Ｆxtrrが目標前後力Ｆxtrminに設定される。尚Ｔmfr＝Ｔmrrであるときには右前輪の目標前後力Ｆxtfr及び右後輪の目標前後力Ｆxtrrは何れもＦxrt／２に設定される。

ステップ３６０に於いては右前輪の電動発電機１２FRの温度Ｔmfrが理想温度Ｔmtよりも高く且つ右後輪の電動発電機１２RRの温度Ｔmrrが理想温度Ｔmtよりも高いか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ４１０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ３７０へ進む。

ステップ３７０に於いては理想温度Ｔmtと温度Ｔmfr及びＴmrrのうちの高い方の温度との偏差ΔＴmrmaxが演算され、ステップ３８０に於いては温度が高い方の電動発電機の温度が低下して理想温度Ｔmtに近づくよう、右前後輪の目標前後力Ｆxtr及び温度偏差ΔＴmrmaxに基づいて電動発電機の温度が高い方の車輪の目標前後力Ｆxtrmaxが温度偏差ΔＴmrmaxの比例項、積分項、微分項よりなるＰＩＤ補償演算によって演算される。

ステップ３９０に於いては温度が低い方の車輪の目標前後力Ｆxtrminが右前後輪の目標前後力Ｆxtrより目標前後力Ｆxtrmaxを減算した値に演算され、ステップ４００に於いてはＴmfr＞Ｔmrrであるときには右前輪の目標前後力Ｆxtfrが目標前後力Ｆxtrmaxに設定されると共に、右後輪の目標前後力Ｆxtrrが目標前後力Ｆxtrminに設定され、逆にＴmfr＜Ｔmrrであるときには右前輪の目標前後力Ｆxtfrが目標前後力Ｆxtrminに設定されると共に、右後輪の目標前後力Ｆxtrrが目標前後力Ｆxtrmaxに設定される。尚Ｔmfr＝Ｔmrrであるときには右前輪の目標前後力Ｆxtfr及び右後輪の目標前後力Ｆxtrrは何れもＦxrt／２に設定される。

ステップ４１０に於いては理想温度Ｔmtと温度Ｔmfrとの偏差ΔＴmfr及び理想温度Ｔmtと温度Ｔmrrとの偏差ΔＴmrrが演算され、ステップ４２０に於いては偏差ΔＴmfr及びΔＴmrrのうち大きさが大きい方（ΔＴmrb）の電動発電機の温度が理想温度Ｔmtに近づくよう、右前後輪の目標前後力Ｆxtr及び大きさが大きい方の温度偏差ΔＴmrbに基づいて当該車輪の目標前後力Ｆxtrrbが温度偏差ΔＴmrbの比例項、積分項、微分項よりなるＰＩＤ補償演算によって演算される。

ステップ４３０に於いては温度偏差ΔＴmfr及びΔＴmrrのうち大きさが小さい方（ΔＴmrs）の車輪の目標前後力Ｆxtrrsが右前後輪の目標前後力Ｆxtrより目標前後力Ｆxtrrbを減算した値に演算され、ステップ４４０に於いてはΔＴmfrの大きさがΔＴmrrの大きさよりも大きいときには右前輪の目標前後力Ｆxtfrが目標前後力Ｆxtrrbに設定されると共に、右後輪の目標前後力Ｆxtrrが目標前後力Ｆxtrrsに設定され、逆にΔＴmfrの大きさがΔＴmrrの大きさよりも小さいときには右前輪の目標前後力Ｆxtfrが目標前後力Ｆxtrrsに設定されると共に、右後輪の目標前後力Ｆxtrrが目標前後力Ｆxtrrbに設定される。

かくして図示の実施例１によれば、ステップ２０に於いてアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき車輌の目標前後力Ｆxtが演算され、ステップ３０に於いて車輌の目標前後力Ｆxtが駆動力であると判定されると、ステップ５０及び６０に於いて操舵角θ及び車速Ｖ等に基づき左前後輪の目標前後力Ｆxtl及び右前後輪の目標前後力Ｆxtrが演算される。

そしてステップ１００に於いて左前後輪の二つの電動発電機１２FL、１２RLについて実際の温度Ｔmfl、Ｔmrlと電動発電機の理想温度Ｔmtとの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxtl及び大きい方の温度偏差に基づいて左前輪の目標前後力Ｆxtfl及び左後輪の目標前後力Ｆxtrlが演算される。

またステップ３００に於いて右前後輪の二つの電動発電機１２FR、１２RRについて実際の温度Ｔmfr、Ｔmrrと電動発電機の理想温度Ｔmtとの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の目標前後力Ｆxtr及び大きい方の温度偏差に基づいて右前輪の目標前後力Ｆxtfr及び右後輪の目標前後力Ｆxtrrが演算される。

更にステップ５００に於いてステップ１００及び３００に於いて演算された各車輪の目標前後力Ｆxtiに基づき各車輪の目標駆動トルクＴxtiが演算され、ステップ５１０に於いて各車輪の駆動トルクＴxiがそれぞれ対応する目標駆動トルクＴxtiになるよう電動発電機１２FL〜１２RRが制御される。

従って図示の実施例１によれば、左前後輪の二つの電動発電機１２FL、１２RLについて実際の温度Ｔmfl、Ｔmrlと電動発電機の理想温度Ｔmtとの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、左前後輪の電動発電機１２FL、１２RLの出力を制御することができると共に、右前後輪の二つの電動発電機１２FR、１２RRについて実際の温度Ｔmfr、Ｔmrrと電動発電機の理想温度Ｔmtとの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、右前後輪の電動発電機１２FR、１２RRの出力を制御することができ、これにより車輌全体の制駆動力の大きさ及び制駆動力の左右配分に変更を来たすことなく車輌全体としての電力効率を確実に向上させることができる。

例えば図６は四輪に同一の駆動力が付与されるべき状況に於いて、左前輪及び右後輪の電動発電機の温度Ｔmfl、Ｔmrrが理想温度Ｔmtよりも高い状況に於ける図示の実施例１の作動を示す説明図である。

車輌の目標前後力Ｆxtに基づく左右前輪及び左右後輪の目標前後力をそれぞれＦxtafl、Ｆxtafr、Ｆxtarl、Ｆxtarrとし、駆動力の左右配分による左前後輪及び右前後輪の目標前後力をそれぞれＦxtl、Ｆxtrとすると、図６に示されている如く、左前輪及び右後輪の目標前後力が低減され右前輪及び左後輪の目標前後力が増大されるので、実施例１に従って演算される左右前輪及び左右後輪の目標前後力Ｆxtiと他の目標前後力との間には下記の式１〜３が成立する。
Ｆxtfl＋Ｆxtrl＝Ｆxtafl＋Ｆxtarl＝Ｆxtl ……（１）
Ｆxtfr＋Ｆxtrr＝Ｆxtafr＋Ｆxtarr＝Ｆxtr ……（２）
Ｆxtfl＋Ｆxtrl＋Ｆxtfr＋Ｆxtrr
＝Ｆxtafl＋Ｆxtarl＋Ｆxtafr＋Ｆxtarr
＝Ｆxt ……（３）

図５は本発明による電動車輌の駆動力制御装置の実施例２に於ける制駆動力制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図５に於いて図２に示されたステップと同一のステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。

この実施例２に於いては、ステップ１０、１００、３００、５００、５１０は上述の実施例１の場合と同様に実行され、ステップ１０の次に実行されるステップ７０に於いてはアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づいて当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の目標前後力Ｆxtが演算されると共に、目標前後力Ｆxt、操舵角θ、車速Ｖ等に基づいて当技術分野に於いて公知の要領にて左輪の目標前後力Ｆxtl及び右輪の目標前後力Ｆxtrが演算される。尚目標前後力Ｆxtl又はＦxtrは操舵角θ、車速Ｖ等によっては車輌の目標前後力Ｆxtが駆動力（正の値）であっても制動力（負の値）として演算される場合がある。

ステップ８０に於いては左輪の目標前後力Ｆxtlが負の値であり制動力である否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ９０に於いて制動力制御用電子制御装置２８へ左輪の目標前後力Ｆxtlを示す信号及び制動力の制御指令信号が出力されることにより、制動力制御用電子制御装置２８により当技術分野に於いて公知の要領にて目標前後力Ｆxtlに基づいて左前後輪の制動力が制御される。

またステップ１００が完了すると、ステップ２５０に於いて右輪の目標前後力Ｆxtrが負の値であり制動力である否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ３００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２６０に於いて制動力制御用電子制御装置２８へ右輪の目標前後力Ｆxtrを示す信号及び制動力の制御指令信号が出力されることにより、制動力制御用電子制御装置２８により当技術分野に於いて公知の要領にて目標前後力Ｆxtrに基づいて右前後輪の制動力が制御される。

かくして図示の実施例２によれば、上述の実施例１の場合と同様、左前後輪及び右前後輪の何れの前後二輪についても、電動発電機の実際の温度と理想温度Ｔmtとの偏差のうち大きさが大きい方の電動発電機の実際の温度が当該電動発電機の理想温度Ｔmtに近づくよう、温度偏差の大きさが大きい方の電動発電機の出力を制御することができ、これにより車輌全体の制駆動力の大きさ及び制駆動力の左右配分に変更を来たすことなく車輌全体としての電力効率を確実に向上させることができる。

特に図示の実施例２によれば、ステップ７０に於いてアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づいて車輌の目標前後力Ｆxtが演算されると共に、目標前後力Ｆxt、操舵角θ、車速Ｖ等に基づいて左輪の目標前後力Ｆxtl及び右輪の目標前後力Ｆxtrが演算され、それぞれステップ８０、２５０に於いて左輪の目標前後力Ｆxtl及び右輪の目標前後力Ｆxtrが駆動力であると判定されると、ステップ１００、３００が実行されるので、車輌全体の目標前後力Ｆxtが駆動力であっても左輪の目標前後力Ｆxtl又は右輪の目標前後力Ｆxtrが制動力に演算される車輌の場合にも、左輪の目標前後力Ｆxtl又は右輪の目標前後力Ｆxtrが駆動力である場合に上述の作用効果を得ることができる。

尚、上述の実施例１及び２によれば、ステップ１１０及び１６０若しくはステップ３１０及び３６０に於いて否定判別が行われたときには、即ち前後輪の一方の電動発電機の温度が理想温度よりも高く且つ前後輪の他方の電動発電機の温度が理想温度よりも低いときには、温度偏差の大きさが大きい方の電動発電機の温度が理想温度Ｔmtに近づくよう、前後輪の電動発電機の出力を制御することができ、従って前後輪の一方の電動発電機の温度が理想温度よりも高く且つ前後輪の他方の電動発電機の温度が理想温度よりも低いときには電動発電機の出力の補正制御が行われない場合に比して、確実に車輌全体としての電力効率を向上させることができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の実施例１及び２に於いては、電動発電機１２FL〜１２RRはインホイールモータであるが、電動発電機は車体側に設けられてもよく、各車輪の駆動源としての電動発電機は回生制動を行わないものであってもよい。

また上述の実施例１及び２に於いては、各車輪に電動発電機１２FL〜１２RRが設けられ、各車輪にはそれぞれ対応する電動発電機の駆動力が個別に付与されるようになっているが、本発明は左右前輪に駆動力を付与する前輪用電動発電機と左右後輪に駆動力を付与する後輪用電動発電機とを有する車輌に適用されてもよく、その場合には前輪用電動発電機及び後輪用電動発電機の一方の温度が理想温度に近づくよう制御される際に車輌に要求される前後力を変更しないよう前輪用電動発電機及び後輪用電動発電機の他方の出力が制御される。

また上述の実施例１及び２に於いては、電動機の温度と理想温度との偏差の大きさが大きい方の電動機の温度が理想温度に近づくよう電動機の出力が制御されるようになっているが、前後輪の何れの温度偏差の大きさも基準値以下であるときには、電動機の温度を理想温度に近づけるための電動機の出力の制御が行われないよう修正されてもよい。

また上述の実施例１及び２に於いては言及されていないが、電動機の温度を理想温度に近づけるための電動機の出力が当該電動機の最高出力を越えるときには、当該電動機の出力が最高出力に制御され、他方の電動機の出力が二つの車輪の電動機の目標出力の和より前記最高出力を減算した値に制御されるよう修正されてよい。

また上述の実施例１及び２に於いては言及されていないが、何れかの車輪についてトラクション制御又はアンチスキッド制御が行われているときには、少なくとも当該車輪を含む前後輪について電動機の温度を理想温度に近づけるための電動機の出力の制御が行われないよう修正されてもよい。

ホイールインモータ式の四輪駆動車に適用された本発明による駆動力制御装置の実施例１を示す概略構成図である。 本発明による駆動力制御装置の実施例１に於ける制駆動力制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 実施例１に於ける左前輪の目標前後力Ｆxtfl及び左後輪の目標前後力Ｆxtrlの演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 実施例１に於ける右前輪の目標前後力Ｆxtfr及び右後輪の目標前後力Ｆxtrrの演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 本発明による駆動力制御装置の実施例２に於ける制駆動力制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 四輪に同一の駆動力が付与されるべき状況に於いて、左前輪及び右後輪の電動発電機の温度が理想温度Ｔmtよりも高い状況に於ける実施例１の作動を示す説明図である。 電動機の温度Ｔmと銅損及び引きずり損の関係及び電動機の理想温度Ｔmtを示す説明図である。

符号の説明

１２FL〜１２RR 電動発電機
１４ アクセル開度センサ
１６ 駆動力制御用電子制御装置
１８ 摩擦制動装置
２４ ブレーキペダル
２８ 制動力制御用電子制御装置
３０FL〜３０RR 温度センサ
３２ 操舵角センサ
３４ 車速センサ
３６、３８FL〜３８RR 圧力センサ

Claims (3)

1. それぞれ対応する車輪に駆動力を付与する少なくとも一対の電動機を有する電動車輌の駆動力制御装置であって、前記電動機の出力を目標出力に制御する電動機制御手段と、前記電動機の実際の温度を検出する手段とを有し、前記電動機制御手段は各電動機の電力効率が最も高い温度を理想温度として、前記一対の電動機の実際の温度が何れも前記理想温度よりも低いときには、前記一対の電動機のうち実際の温度と前記理想温度との偏差が大きい方の電動機を決定し、当該電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力を増大修正すると共に、他方の電動機の目標出力を低減修正することを特徴とする電動車輌の駆動力制御装置。
2. 前記電動車輌は各車輪毎に対応する車輪に駆動力を付与する電動機を有し、前記電動機制御手段は車輌に要求される駆動力を車輌の走行状況に応じて少なくとも左右輪間に於いて配分し、左前後輪の二つの電動機について実際の温度と前記理想温度との偏差が大きい方の電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力を増大修正すると共に、左前後輪の他方の車輪の電動機の目標出力が左前後輪に配分された駆動力に対応する目標出力より前記偏差が大きい方の電動機の修正後の目標出力を減算した値になるよう前記他方の車輪の電動機の目標出力を演算し、右前後輪の二つの電動機について実際の温度と前記理想温度との偏差が大きい方の電動機の実際の温度が当該電動機の理想温度に近づくよう当該電動機の目標出力を増大修正すると共に、右前後輪の他方の車輪の電動機の目標出力が右前後輪に配分された駆動力に対応する目標出力より前記偏差が大きい方の電動機の修正後の目標出力を減算した値になるよう前記他方の車輪の電動機の目標出力を演算することを特徴とする請求項１に記載の電動車輌の駆動力制御装置。
3. 前記電動機制御手段は電動機の温度を理想温度に近づけるための一方の電動機の増大修正後の目標出力が当該電動機の最高出力を越えるときには、当該電動機の目標出力を前記最高出力に設定し、他方の電動機の目標出力を二つの電動機の目標出力の和より前記最高出力を減算した値に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車輌の駆動力制御装置。

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