JP2006117011A - Independently driven motorcar - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、独立駆動電動車に関し、特に、左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動モータで駆動する独立駆動電動車に関する。 The present invention relates to an independent drive electric vehicle, and more particularly to an independent drive electric vehicle in which left and right drive wheels are independently driven by a drive motor.
従来、左右の車輪を駆動モータ等の駆動源で独立に駆動し、左右輪の駆動力の差を制御することにより車体のヨー角を制御する独立駆動式車両として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載された車輪独立駆動式車両においては、運転者が旋回方向を意図してステアリングホイールに操舵角を入力した場合、入力した操舵角に基づき転舵した左右の駆動輪の転舵角と車速から目標ヨーレイトを算出して、検出したヨーレイトと目標ヨーレイトに差(ヨーレイトノイズ)があると、ヨーレイトノイズを減少させるように左右輪の駆動力差を制御するものである。 Conventionally, as an independent drive type vehicle in which left and right wheels are independently driven by a drive source such as a drive motor and a yaw angle of a vehicle body is controlled by controlling a difference in driving force between left and right wheels, for example, Patent Document 1 describes. Is known. In the wheel independent drive type vehicle described in Patent Document 1, when the driver inputs a steering angle to the steering wheel with the intention of the turning direction, steering of the left and right drive wheels steered based on the input steering angle is performed. The target yaw rate is calculated from the angle and the vehicle speed, and if there is a difference (yaw rate noise) between the detected yaw rate and the target yaw rate, the difference in driving force between the left and right wheels is controlled so as to reduce the yaw rate noise.
ところで、上記従来のような左右独立駆動式車両にあっては、運転者がアクセルペダルを踏むことで目標とする前後方向加速度を達成し、且つ、旋回走行時において目標とするヨーレイトを発生することができるように、駆動モータの駆動力合計を確保しなければならない。つまり、駆動モータ容量としては、車両が走行するために必要な容量と、目標とするヨー角速度を達成するために必要とする容量を加えた、合計容量を必要とする。
しかしながら、目標とする前後方向加速度を達成し、且つ、旋回走行時において目標とするヨーレイトを発生することができるように、駆動モータの駆動力合計を確保する場合において、前後方向の加速度は維持しつつ、例えば車両の限界域までヨー制御可能範囲を広げようとすると、前後方向加速度分と限界域までのヨー制御分を駆動力合計として持つような、トルク容量の大きい駆動モータが必要となる。駆動モータは、トルク容量が大きくなると必然的に外形寸法も大きくなるため、車両への搭載が不利になる上に重量の増加も避けられない。 However, when the total driving force of the drive motor is secured so that the target longitudinal acceleration can be achieved and the target yaw rate can be generated during turning, the longitudinal acceleration is maintained. On the other hand, if the yaw controllable range is extended to the limit range of the vehicle, for example, a drive motor having a large torque capacity is required which has the longitudinal acceleration amount and the yaw control amount to the limit range as the total driving force. As the drive motor has a large torque capacity, the outer dimensions are inevitably increased, which is disadvantageous for mounting on a vehicle and an increase in weight is inevitable.
この発明の目的は、目標とする前後方向加速度を達成し、且つ、旋回走行時において目標とするヨーレイトを発生することができるように、駆動モータの駆動力合計を確保する場合に、 駆動モータの車両への搭載が不利にならず重量の増加も避けることができる独立駆動電動車を提供することである。 An object of the present invention is to achieve a target longitudinal acceleration and to generate a target yaw rate during turning, and to secure a total driving force of the driving motor. It is an object of the present invention to provide an independent drive electric vehicle that is not disadvantageous for mounting on a vehicle and can avoid an increase in weight.
上記目的を達成するため、この発明に係る独立駆動電動車は、左右の車輪をそれぞれ独立に駆動する駆動モータと、前記駆動モータを、前記駆動モータの駆動時及び制動時に発生するトルク反力により移動可能に車体に支持する支持部と、前記駆動モータの移動に連動し、前記トルク反力に基づく駆動力を取り出す駆動力取り出し部と、前記駆動力取り出し部と前記各車輪を連結し、前記駆動力取り出し部から前記各車輪に駆動力を伝達して前記各車輪を操舵する駆動力伝達部とを有している。 In order to achieve the above object, an independent drive electric vehicle according to the present invention includes a drive motor for independently driving left and right wheels and a torque reaction force generated during driving and braking of the drive motor. A support unit that is movably supported by the vehicle body, a driving force extraction unit that extracts the driving force based on the torque reaction force in conjunction with the movement of the driving motor, and connects the driving force extraction unit and the wheels; A driving force transmission unit that transmits the driving force from the driving force extraction unit to the wheels and steers the wheels.
この発明によれば、車両の左右輪を独立に駆動可能な電動車両において、モータの制御駆動時に発生するトルク反力を積極的に利用し車輪操舵を行うので、駆動モータのトルク容量を、車輪操舵によるヨーレイト発生分増大させること無く、目標とするヨー制御可能範囲を達成することができる。また、駆動モータが発生するトルク反力を積極的に利用することで、車輪操舵を行う場合に必要とされてきた専用の駆動源(動力源)が不要となるので、専用の駆動源を備える場合の設置スペースを確保する必要がなく、重量及びコストが増加することもない。 According to the present invention, in the electric vehicle capable of independently driving the left and right wheels of the vehicle, the wheel reaction is actively performed using the torque reaction force generated at the time of the motor control drive. A target yaw controllable range can be achieved without increasing the amount of yaw rate generated by steering. In addition, since the torque reaction force generated by the drive motor is actively used, a dedicated drive source (power source) that has been required for wheel steering becomes unnecessary, and thus a dedicated drive source is provided. In this case, it is not necessary to secure the installation space, and the weight and cost are not increased.
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、この発明の一実施の形態に係る独立駆動電動車の駆動部を概略的に示す斜視説明図である。図1に示すように、独立駆動電動車の車両後部左右両側に配置された各車輪10,11は、各車軸12,13を介して各駆動モータ14,15に、それぞれ接続されており、後部左側の車輪10は駆動モータ14により駆動され、後部右側の車輪11は駆動モータ15により駆動される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective explanatory view schematically showing a drive unit of an independent drive electric vehicle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
なお、後部左側の車輪10に関する構成と後部右側の車輪11に関する構成は、配置が左右反対になる他は同様であるので、以下の説明においては、一方の構成要素の符号に続けて()内に他方の構成要素の符号のみを記して説明対象を併記し、重複した説明を省略する。
Since the configuration related to the rear
車軸12は、一端が駆動モータ14の駆動軸(図示しない)に他端が車輪10の中心(W/CTR)に、車軸13は、一端が駆動モータ15の駆動軸(図示しない)に他端が車輪11の中心に、それぞれ連結されている。駆動モータ14の駆動力が車軸12を介して車輪10に伝達され、駆動モータ15の駆動力が車軸13を介して車輪11に伝達されることにより、各車輪10,11は独立して駆動される。
The
各駆動モータ14,15は、両端が塞がれた略円筒体状の外装ケースを有しており、それぞれの外装ケース外周面から突出する各モータブラケット(支持部)16,17により、各端面の中心延長上に位置する各車軸12,13がほぼ一直線となるように、横並びにサスペンションメンバ18に取り付けられている。サスペンションメンバ18は、独立駆動電動車におけるサスペンションシステムを形成する構成部材であり、複数個(一例として、4個の場合を図1に示す)の振動を遮断するインシュレータ19を介して、車体に装着されている。
Each
また、駆動モータ14(15)の外装ケース外周面には、モータブラケット16(17)の反対側に位置して、作用端部20(21)が突出して設けられている。作用端部20(21)は、例えば、モータブラケット16(17)と作用端部20(21)が外装ケースの横断面直径位置(図1,図2参照)となるように配置されている。 Further, a working end 20 (21) is provided on the outer peripheral surface of the outer case of the drive motor 14 (15) so as to be located on the opposite side of the motor bracket 16 (17). The working end 20 (21) is disposed, for example, so that the motor bracket 16 (17) and the working end 20 (21) are located at the cross-sectional diameter position of the outer case (see FIGS. 1 and 2).
作用端部20(21)は、第1流体圧シリンダ22(23)のピストンロッド22a(23a)に連結されており、第1流体圧シリンダ22(23)は、サスペンションメンバ18に固定された第2流体圧シリンダ24(25)に一体的に取り付けられている。第2流体圧シリンダ24(25)のピストンロッド24a(25a)には、タイロッド26(27)の一端が連結されており、タイロッド26(27)の他端は、車輪設置面と平行に車輪前後方向に延びる車輪中心線の車輪中心より車両後方に取り付けられている。この流体圧シリンダ22(23),24(25)は、空気圧や油圧等の流体圧により作動する往復動アクチュエータとして機能し、駆動モータ14(15)からのトルク反力を直線運動に変換する。
The working end 20 (21) is connected to the
図2は、図1の駆動モータとピストンの位置関係を示す図1の矢視Sによる説明図である。図2に示すように、モータブラケット17は、サスペンションメンバ18に固定された支軸28に、例えば、ラバー部材を組み込んだインシュレータからなる回転許容部材29を介して軸回転自在に装着されている。駆動モータ15を、サスペンションメンバ18に例えばラバーマウントすることで、駆動モータ15の駆動時及び制動時に発生する、車両を駆動するための駆動トルクによるトルク反力を積極的に利用することができる。
FIG. 2 is an explanatory view taken along the arrow S in FIG. 1, showing the positional relationship between the drive motor and the piston in FIG. As shown in FIG. 2, the
従って、駆動モータ15は、モータブラケット17が取り付けられた支軸28を回転中心として軸周りに回転揺動し、これに伴って作用端部21は、支軸28から作用端部21の作用点までの距離r(例えば、300mm)を回転半径とする円弧上を往復動することが可能である。駆動モータ15の回転揺動、即ち、作用端部21の往復動により、作用端部21に連結された第1流体圧シリンダ23のピストンロッド23aが進出・退避し、このピストンロッド23aの動きに第2流体圧シリンダ25のピストンロッド25aが連動する。
Accordingly, the
つまり、駆動モータ15は、駆動モータ15の駆動時及び制動時に発生するトルク反力により移動可能に、モータブラケット17によって車体に支持されており、トルク反力によって回転揺動する駆動モータ15の動きは、作用端部21から第1流体圧シリンダ23、第2流体圧シリンダ25、タイロッド27を順番に経て車輪11に伝達される。
That is, the
なお、上記説明は、モータブラケット17を備えた駆動モータ15について行ったが、モータブラケット16を備えた駆動モータ14についても同様であり、第1流体圧シリンダ23と第2流体圧シリンダ25には第1流体圧シリンダ22と第2流体圧シリンダ24が、車輪11には車輪10が、それぞれ対応する。
The above description is given for the
図3は、車輪操舵時におけるピストンと車輪の相互の動きを示す平面説明図である。図3に示すように、駆動モータ14(15)からのトルク反力が作用する第1流体圧シリンダ22(23)は、シリンダ本体内部が、シリンダ本体内部を往復動するピストン22a(23a)により第1室Aと第2室Bに区画されており、第1室Aと第2室Bには、ピストンロッド22b(23b)が取り付けられたピストン22a(23a)を常時シリンダ中央に位置させるように付勢する、コイルバネ等の付勢手段30が装着されている。
FIG. 3 is an explanatory plan view showing the mutual movement of the piston and the wheel during wheel steering. As shown in FIG. 3, the first fluid pressure cylinder 22 (23) to which the torque reaction force from the drive motor 14 (15) acts is formed by a
同様に、第2流体圧シリンダ24(25)は、シリンダ本体内部が、シリンダ本体内部を往復動するピストン24a(25a)により第1室Aと第2室Bに区画されており、第1室Aと第2室Bには、ピストンロッド24b(25b)が取り付けられたピストン24a(25a)を常時シリンダ中央に位置させるように付勢する、コイルバネ等の付勢手段30が装着されている。つまり、第1室Aと第2室Bのそれぞれには、トルク反力が発生しないときに車輪が進行方向を向くようにするセンタリング用の付勢手段30が装着されている。
Similarly, in the second fluid pressure cylinder 24 (25), the inside of the cylinder body is partitioned into a first chamber A and a second chamber B by a
また、第1流体圧シリンダ22(23)と第2流体圧シリンダ24(25)は、第1室A同士及び第2室B同士が、それぞれ流体の流路となる連通管31により連通しており、第1室A同士及び第2室B同士の内部容積は、それぞれ相互補完的に変化する。つまり、第1流体圧シリンダ22(23)のピストンロッド22b(23b)が進出状態にあるとき、第2流体圧シリンダ24(25)のピストンロッド24b(25b)は第2室Bの付勢手段30の付勢力に抗して進出状態となり、第1流体圧シリンダ22(23)のピストンロッド22b(23b)が退避状態にあるとき、第2流体圧シリンダ24(25)のピストンロッド24b(25b)は第1室Aの付勢手段30の付勢力に抗して退避状態となる(図3参照)。
In addition, the first fluid pressure cylinder 22 (23) and the second fluid pressure cylinder 24 (25) are communicated with each other by a
図3に示す車両の左旋回時、車両の回頭性を向上させるため後輪は前輪と逆相の右向きとなる。このとき、右側の車輪11に接続された駆動モータ15(図1参照)は力行方向であるため、駆動モータ15からのトルク反力により、作用端部21(図1参照)は第1流体圧シリンダ23のピストン23aを押し込む方向に移動する。従って、第1流体圧シリンダ23のピストンロッド23bは退避状態となり、これに対応して、第2流体圧シリンダ25のピストンロッド25bは退避状態となり、タイロッド27を引き込む。タイロッド27を引き込むことで、右側の車輪11はトーアウト方向へと向きを変える。
When the vehicle turns left as shown in FIG. 3, the rear wheel faces rightward in reverse phase with the front wheel in order to improve the turning ability of the vehicle. At this time, since the drive motor 15 (see FIG. 1) connected to the
一方、左側の車輪10に接続された駆動モータ14は回生方向であるため、駆動モータ14からのトルク反力により、作用端部20は第1流体圧シリンダ22のピストン22aを引き出す方向に移動する。従って、第1流体圧シリンダ22のピストンロッド22bは進出状態となり、これに対応して、第2流体圧シリンダ24のピストンロッド24bは進出状態となり、タイロッド26を押し出す。タイロッド26を押し出すことで、左側の車輪10はトーイン方向へと向きを変える。
On the other hand, since the
このように、駆動モータ14(15)からのトルク反力を利用した、左側車輪10(右側車輪11)の向きをそれぞれ変化させる姿勢変更作用により、車両旋回時の旋回能力を助長する方向に左の車輪10(右の車輪11)を操舵することができる。 As described above, the posture changing action that changes the direction of the left wheel 10 (right wheel 11) using the torque reaction force from the drive motor 14 (15) is used to turn the vehicle in the direction of promoting the turning ability when turning the vehicle. Wheel 10 (right wheel 11) can be steered.
つまり、作用端部20(21)、第1流体圧シリンダ22(23)、及び第2流体圧シリンダ24(25)は、駆動モータ14(15)の移動に連動し、トルク反力に基づく駆動力を取り出す駆動力取り出し部として機能する。また、タイロッド26(27)は、駆動力取り出し部と車輪10(11)を個別に連結し、駆動力取り出し部から車輪10(11)に駆動力を伝達して車輪10(11)を操舵する駆動力伝達部として機能する。そして、各駆動モータ14,15からのトルク反力を直線運動に変換させる装置として流体圧シリンダ22,23,24,25を使用することにより、簡便な構成で車輪の操舵が可能となる。
That is, the working end 20 (21), the first fluid pressure cylinder 22 (23), and the second fluid pressure cylinder 24 (25) are driven based on the torque reaction force in conjunction with the movement of the drive motor 14 (15). It functions as a driving force extraction unit that extracts force. Further, the tie rod 26 (27) individually connects the driving force extraction unit and the wheel 10 (11), and transmits the driving force from the driving force extraction unit to the wheel 10 (11) to steer the wheel 10 (11). It functions as a driving force transmission unit. And by using the
図4は、トルク反力を利用した車輪操舵状態を示す平面説明図であり、図5は、普通タイヤにおける横滑り角とセルフアライニングトルクの関係をグラフで示す説明図である。図4に示すように、左側の車輪10において、タイロッド26の他端が取り付けられたタイロッド着力点Tが、キングピン軸Kの後方約100mm離間した位置に設けられ、車両旋回時に車輪10のタイヤが変形する際の変形中心点(タイヤ接地点)Hが、キングピン軸Kの後方約20mm離間した位置にあるとする。
FIG. 4 is an explanatory plan view showing a wheel steering state using a torque reaction force, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing a graph of a relationship between a side slip angle and a self-aligning torque in a normal tire. As shown in FIG. 4, in the
上記条件の下、タイロッド26の押し出し或いは引き込みによるタイロッド入力により車輪10を操舵するためには、タイヤ接地点Hとキングピン軸Kのずれから発生するセルフアライニングトルクを超えるトルクの発生が必要条件となる。つまり、普通タイヤの場合、最大で約50〜55N・m程度のセルフアライニングトルク(図5参照)がキングピン軸周りに発生しているので、これを打ち消して車輪10を操舵するには、タイロッド26の推力として約50〜55kg程度が必要になる。
In order to steer the
このタイロッド26の推力を発生させるピストン能力については、以下の入出力比の概略的な計算により求めることができる。図2において、例えば、駆動モータ15の最大トルクが130N・mであり、第1流体圧シリンダ23のピストン取り付けピッチ(支軸28から作用端部21の作用点までの距離)が300mmである場合、第1流体圧シリンダ23のピストン23aに働く力Faは、Fa=130/0.3=433Nとなる。よって、第1流体圧シリンダ23のピストン23aのストローク量を2mmとすれば、仕事量は433N×2mmとなり、第2流体圧シリンダ25のピストン25aのストローク量を1mmとした場合の仕事量は866N×1mmとなる。
The piston ability for generating the thrust of the
従って、駆動モータ15の最大トルクが130N・mであれば、第2流体圧シリンダ25のピストン25aを1mmストロークさせることで、第2流体圧シリンダ25によって駆動されるタイロッド27は、推力866N・m(866/9.8=88kgf)を発生することができる。つまり、力を2倍にして伝えればよいことになる。
Therefore, if the maximum torque of the
このため、車輪10(11)を駆動する駆動モータ14(15)に、1000N・m程度のピストン能力を有する第2流体圧シリンダ24(25)を設置することで、車両旋回時の旋回能力を高めて独立駆動電動車の運動性能を向上させることができる。 For this reason, by installing the second fluid pressure cylinder 24 (25) having a piston capability of about 1000 N · m in the drive motor 14 (15) for driving the wheel 10 (11), the turning capability at the time of vehicle turning can be increased. The motion performance of the independently driven electric vehicle can be improved.
図6は、この発明の他の実施の形態に係る独立駆動電動車の図3と同様の平面説明図である。図6に示すように、この実施の形態においては、2個の第2流体圧シリンダ24,25に代えて一つの第2流体圧シリンダ32を備えている。即ち、第2流体圧シリンダ32は、シリンダ本体内部を往復動するピストン32aの両側にピストンロッド32bとピストンロッド32cを有しており、ピストンロッド32bが第2流体圧シリンダ24のピストンロッド24bとして、ピストンロッド32cが第2流体圧シリンダ25のピストンロッド25bとして、それぞれ機能している。その他の構成及び作用は、前述の実施の形態(図3参照)と同様である。
FIG. 6 is an explanatory plan view similar to FIG. 3 of an independent drive electric vehicle according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in this embodiment, one second
第2流体圧シリンダ32は、シリンダ本体内部がピストン32aにより第1室Aと第2室Bに区画されており、第1室Aと第2室Bには、ピストン32aを常時シリンダ中央に位置させるように付勢する、コイルバネ等の付勢手段30が装着されている。第2流体圧シリンダ32の第1室Aは第1流体圧シリンダ22の第2室Bに、第2流体圧シリンダ32の第2室Bは第1流体圧シリンダ23の第2室Bに、それぞれ連通管31により連通している。
In the second
この第2流体圧シリンダ32において、第1流体圧シリンダ23のピストンロッド23bを押し込む力が、第1流体圧シリンダ22のピストンロッド22bを押し込む力より大きい場合、第2流体圧シリンダ32のピストンロッド32cは退避状態となってタイロッド27を引き込み、右側の車輪11はトーアウト方向へと向きを変える。ピストンロッド32cが退避状態となるのに対応しピストンロッド32bは進出状態となって、タイロッド26を押し出し、左側の車輪10はトーイン方向へと向きを変える(図6参照)。
In the second
一方、第1流体圧シリンダ22のピストンロッド22bを押し込む力が、第1流体圧シリンダ23のピストンロッド23bを押し込む力より大きい場合、第2流体圧シリンダ32のピストンロッド32bは退避状態となってタイロッド26を引き込み、左側の車輪10はトーアウト方向へと向きを変え、それに対応して、タイロッド27を押し出し、右側の車輪11はトーイン方向へと向きを変える。
On the other hand, when the force pushing the
このように、一つの第2流体圧シリンダ32により左右のタイロッド26,27を動かす場合、左右の駆動モータ14,15の力行・回生の関係に拘わらず、左右の駆動モータ14,15のトルク差(トルク反力差)により、その差分に見合った分だけ左右のタイロッド26,27が作動し、左右の車輪10,11を転舵する。
As described above, when the left and
図7は、この発明の更に他の実施の形態に係る独立駆動電動車の図3と同様の平面説明図である。図7に示すように、この実施の形態においては、第1流体圧シリンダ22(23)と第2流体圧シリンダ24(25)の第2室B同士を連通する連通管31に電磁制御弁33を設置すると共に、電磁弁制御部34及び駆動制御演算部(モータコントロールユニット:MCU)35を備えている。その他の構成及び作用は、前述の実施の形態(図3参照)と同様である。
FIG. 7 is an explanatory plan view similar to FIG. 3 of an independent drive electric vehicle according to still another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in this embodiment, the electromagnetic control valve 33 is connected to the
この電磁制御弁33を設けることにより、連通管31の内部を通過する流体の流量を調節することができる。電磁制御弁33の開閉作動は、電磁弁制御部34から出力される制御指令によって制御され、電磁弁制御部34は、各駆動モータ14,15の作動を制御する駆動制御演算部35から出力される車両の現在状態に関するデータに基づき、制御指令を出力する。この電磁弁制御部34には、ステアリングセンサ(図示しない)からのステアリング情報a、車速情報b、及びヨーレイトセンサ(図示しない)からのヨーレイト情報cが入力する。
By providing the electromagnetic control valve 33, the flow rate of the fluid passing through the
図8は、図7の独立駆動電動車における車輪転舵動作の流れを説明するフローチャートであり、図9は、車輪転舵量とヨー角速度と電磁弁開度の関係を示し、(a)は車輪転舵量とヨー角速度の関係をグラフで示す説明図、(b)は電磁弁開度と車輪転舵量の関係をグラフで示す説明図である。図8に示すように、先ず、運転者がステアリングを操作すると、駆動制御演算部35は、入力したステアリング情報a、車速情報b及びヨーレイト情報cの各情報から車両の走行状態を読み込み(ステップS101)、転舵角情報と車速情報により目標ヨー角速度を算出する(ステップS102)。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the flow of the wheel turning operation in the independently driven electric vehicle of FIG. 7, FIG. 9 shows the relationship between the wheel turning amount, the yaw angular velocity, and the electromagnetic valve opening, and FIG. An explanatory view showing the relationship between the wheel turning amount and the yaw angular velocity in a graph, and (b) is an explanatory view showing a relationship between the electromagnetic valve opening and the wheel turning amount in a graph. As shown in FIG. 8, first, when the driver operates the steering, the drive
次に、駆動制御演算部35は、算出された目標ヨー角速度が駆動モータ容量で可能か否かを判断し(ステップS103)、駆動モータ容量で可能な(yes)場合は、電磁制御弁33を閉じた電磁弁開度ゼロの状態とする(ステップS104)。そして、左右輪が必要とする駆動力の指令値を左右の各駆動モータ14,15に送り(ステップS105)、目標とするヨー角速度を達成する。つまり、転舵角0の転舵しない状態では、直進時の目標ヨー角速度は0であり、目標とするヨー角速度を達成することができるので電磁制御弁33は閉状態となる。その後、処理スタートに戻る。
Next, the drive
一方、ステップS103において駆動モータ容量で可能でない(no)場合は、電磁弁制御部34により目標ヨー角速度から電磁弁開度を算出して(ステップS106)、電磁制御弁33を開ける開度指令値を送信し(ステップS107)、車輪が必要とする駆動力の指令値を左右の各駆動モータ14,15に送る(ステップS108)。その後、目標ヨー角速度に達したか否かを判断し(ステップS109)、目標ヨー角速度に達した(yes)場合、処理スタートに戻り、目標ヨー角速度に達しない(no)場合、ステップS106に戻って目標とするヨー角速度を達成する。電磁弁開度は、予め用意しておいた、ヨー角速度と車輪転舵量の関係(図9(a)参照)及び車輪転舵量と電磁弁開度の関係(図9(b)参照)を示すマップから算出する。
On the other hand, if the drive motor capacity is not possible at step S103 (no), the electromagnetic valve control unit 34 calculates the electromagnetic valve opening from the target yaw angular velocity (step S106) and opens the electromagnetic control valve 33. (Step S107), and the command value of the driving force required by the wheels is sent to the left and
これにより、走行状態に応じた目標とするヨー角速度を、左右の各駆動モータ14,15の駆動力差とそこから得られる各駆動モータ14,15からのトルク反力を利用した車輪転舵によって、達成することができる。よって、電磁制御弁33の作動を制御することにより、独立駆動電動車の旋回動作中において、各駆動モータ14,15のトルク反力による左右の車輪10,11における方向変化後の姿勢を維持することができる。
Thereby, the target yaw angular velocity according to the running state is obtained by wheel steering using the driving force difference between the left and
つまり、第1流体圧シリンダ22(23)と第2流体圧シリンダ24(25)を連通する流体流路に配置した、流体の移動を制御する電磁制御弁33により、これら流体圧シリンダが発生させた車輪操舵力を保持することができ、また、電磁制御弁33の開閉を車両の状態に応じて制御する電磁弁制御部34と、車両状態の情報を得るためのモータコントローラユニット35を有することにより、車両の状態に応じた左右の車輪10,11の操舵制御が可能になる。
That is, these fluid pressure cylinders are generated by the electromagnetic control valve 33 that controls the movement of the fluid disposed in the fluid flow path that communicates the first fluid pressure cylinder 22 (23) and the second fluid pressure cylinder 24 (25). And a
このように、この発明によれば、車両後部左右両側に配置された車輪10,11を独立して駆動可能な独立駆動電動車において、各駆動モータ14,15の駆動時及び制動時に発生するトルク反力を積極的に利用することにより左右の車輪10,11の操舵を行って、小容量で小型の駆動モータであっても車両運動性能の向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, in the independently driven electric vehicle capable of independently driving the
図10は、この発明に係る独立駆動電動車によって得られる効果をグラフで示す説明図である。図10に示すように、車両が走行するために必要な駆動モータ容量は、車両が走行するために必要な容量と、目標とするヨー角速度を達成するために必要な容量の合計容量となる。この駆動力合計に必要なモータ容量において、車両が走行するために必要な容量は、従来と出願発明の何れも同じであるが、目標とするヨー角速度を達成するために必要とするモータ容量、即ち、ヨー制御を行うためのモータ容量は、出願発明の方が従来に比べ少なくなる。 FIG. 10 is an explanatory view showing the effect obtained by the independent drive electric vehicle according to the present invention in a graph. As shown in FIG. 10, the drive motor capacity necessary for the vehicle to travel is the total capacity of the capacity necessary for the vehicle to travel and the capacity necessary to achieve the target yaw angular velocity. In the motor capacity required for the total driving force, the capacity required for the vehicle to travel is the same for both the conventional and the invention of the application, but the motor capacity required to achieve the target yaw angular velocity, That is, the motor capacity for performing the yaw control is smaller in the invention of the application than in the prior art.
例えば、試作車両をベースに駆動モータ容量を試算してみると、従来は、走行に必要なモータ容量が80(kw)、ヨー制御に必要なモータ容量が40(kw)であるから、合計して120(kw)が必要である。これに対し、この出願発明にあっては、ヨー制御に必要なモータ容量が20(kw)となり、従来に比べ略半減することになる。つまり、車輪の方向舵を1°きることにより略20(kw)削減することができる。このため、合計して100(kw)で済む(上記数値は、車両全体での容量を示す)。 For example, when calculating the drive motor capacity based on a prototype vehicle, the motor capacity required for running is 80 (kw) and the motor capacity required for yaw control is 40 (kw). 120 (kw) is required. On the other hand, in the present invention, the motor capacity required for yaw control is 20 (kw), which is substantially halved compared to the prior art. That is, approximately 20 (kw) can be reduced by turning the rudder of the wheel by 1 °. Therefore, a total of 100 (kw) is sufficient (the above numerical value indicates the capacity of the entire vehicle).
この結果、搭載する駆動モータの小型化を図りつつもヨーレイト制御のゲインを上げることができるので、車両運動性能の向上が可能となり、また、小型化することで車両レイアウト上の有利性を得ることができ、その上、車両重量の低減を図ることもでき、これらを同時に達成することができる。また、従来に比べ小型の駆動モータを使用することができるのでコスト低減にも大きな効果が得られる。 As a result, it is possible to increase the gain of yaw rate control while reducing the size of the drive motor to be mounted, so that it is possible to improve the vehicle motion performance and to obtain the advantage in the vehicle layout by reducing the size. In addition, the vehicle weight can be reduced, and these can be achieved simultaneously. In addition, since a smaller drive motor can be used as compared with the prior art, a great effect can be obtained in cost reduction.
なお、上記実施の形態において、流体圧シリンダの代わりにリンクを用いたメカニカル式機構(例えば、L型リンク)を用いてもよい。また、上記実施の形態では、車両の回頭性向上を目的として、左右の後輪10,11を前輪と逆相に転舵する場合について説明したが、コーナリング時の安定性向上を目的として、左右の後輪10,11を前輪と同相に操舵する場合についても、同様に適用することができる。
In the above embodiment, a mechanical mechanism using a link (for example, an L-type link) may be used instead of the fluid pressure cylinder. In the above embodiment, the case where the left and right
10,11 車輪
12,13 車軸
14,15 駆動モータ
16,17 モータブラケット
18 サスペンションメンバ
19 インシュレータ
20,21 作用端部
22,23 第1流体圧シリンダ
22a,23a ピストン
22b,23b ピストンロッド
24,25,32 第2流体圧シリンダ
24a,25a ピストン
24b,25b ピストンロッド
26,27 タイロッド
28 支軸
29 回転許容部材
30 付勢手段
31 連通管
33 電磁制御弁
34 電磁弁制御部
35 モータコントロールユニット
A 第1室
B 第2室
10, 11
Claims (6)
前記駆動モータを、前記駆動モータの駆動時及び制動時に発生するトルク反力により移動可能に車体に支持する支持部と、
前記駆動モータの移動に連動し、前記トルク反力に基づく駆動力を取り出す駆動力取り出し部と、
前記駆動力取り出し部と前記各車輪を連結し、前記駆動力取り出し部から前記各車輪に駆動力を伝達して前記各車輪を操舵する駆動力伝達部と
を有する独立駆動電動車。 A drive motor that independently drives the left and right wheels;
A support portion for supporting the drive motor on the vehicle body movably by a torque reaction force generated during driving and braking of the drive motor;
A driving force extraction unit that extracts the driving force based on the torque reaction force in conjunction with the movement of the driving motor;
An independent drive electric vehicle comprising: a driving force transmission unit that connects the driving force extraction unit and the wheels, transmits a driving force from the driving force extraction unit to the wheels, and steers the wheels.
前記駆動力伝達部に連結されて、前記駆動力伝達部を押し出し或いは引き込むように進出退避動作するピストンロッドを有する流体圧シリンダである請求項1に記載の独立駆動電動車。 The driving force take-out part is
2. The independent drive electric vehicle according to claim 1, wherein the independent drive electric vehicle is a fluid pressure cylinder that is connected to the drive force transmission unit and has a piston rod that advances and retracts so as to push out or retract the drive force transmission unit.
前記駆動モータの移動により進出退避するピストンロッドを有する第1シリンダ、及び前記駆動力伝達部に連結し、前記第1シリンダのピストンロッド進出時に進出しピストンロッド退避時に退避するピストンロッドを有する第2シリンダからなる請求項2に記載の独立駆動電動車。 The fluid pressure cylinder is
A first cylinder having a piston rod that advances and retreats by movement of the drive motor, and a second cylinder that is connected to the driving force transmission unit and has a piston rod that advances when the piston rod of the first cylinder advances and retracts when the piston rod retracts. The independent drive electric vehicle according to claim 2, comprising a cylinder.
前記モータコントローラから得られた車両状態に基づき前記電磁弁の開閉を制御する電磁弁制御部と
を有する請求項4に記載の独立駆動電動車。 A motor controller that outputs information about the vehicle status;
The independent drive electric vehicle according to claim 4, further comprising: an electromagnetic valve control unit that controls opening and closing of the electromagnetic valve based on a vehicle state obtained from the motor controller.
前記車体に装着されたサスペンションメンバに、回転許容部材を介して回動自在に軸支したモータブラケットである請求項1から5のいずれか1項に記載の独立駆動電動車。
The support part is
The independent drive electric vehicle according to any one of claims 1 to 5, which is a motor bracket pivotally supported on a suspension member mounted on the vehicle body via a rotation permission member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004304288A JP2006117011A (en) | 2004-10-19 | 2004-10-19 | Independently driven motorcar |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2386782A2 (en) | 2010-05-13 | 2011-11-16 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Left and right wheels drive system |
US8511416B2 (en) | 2009-02-27 | 2013-08-20 | Nissan Motor Co., Ltd. | Motor supporting structure |
-
2004
- 2004-10-19 JP JP2004304288A patent/JP2006117011A/en not_active Withdrawn
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EP2386782A2 (en) | 2010-05-13 | 2011-11-16 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Left and right wheels drive system |
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