WO2023013564A1 - 車両の制御システム - Google Patents

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WO2023013564A1
WO2023013564A1 PCT/JP2022/029413 JP2022029413W WO2023013564A1 WO 2023013564 A1 WO2023013564 A1 WO 2023013564A1 JP 2022029413 W JP2022029413 W JP 2022029413W WO 2023013564 A1 WO2023013564 A1 WO 2023013564A1
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torque
control
motor
vehicle
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直樹 ▲高▼橋
博志 藤本
空由 布施
亮太 ▲高▼橋
悠太郎 岡村
亮佑 古賀
哲也 古市
晃 丸山
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Mitsubishi Motors Corp
University of Tokyo NUC
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
University of Tokyo NUC
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Priority to US18/572,422 priority patent/US20240286492A1/en
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    • F16H2048/364—Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs using electric or hydraulic motors

Definitions

  • This case relates to a control system for a vehicle equipped with a differential mechanism that imparts a torque difference to the left and right wheels, and two electric motors connected to this differential mechanism.
  • Patent Literature 1 discloses an energy transmission device comprising a planetary gear device or a rotor as a differential mechanism.
  • the differential mechanism is a mechanism that mechanically connects the two electric motors and the left and right wheels, their rotations (torques) may interfere with each other. This interference can cause vehicle vibration. Interference may also prevent the desired torque difference from being realized between the left and right wheels.
  • ECU electronic control unit
  • PDUs power drive units
  • the vehicle control system of the present invention was devised in view of this problem, and one of the purposes is to compensate for the rotational interference peculiar to the mechanism in a vehicle equipped with two electric motors and a differential mechanism. .
  • the vehicle control system disclosed herein is a vehicle control system that includes a differential mechanism that imparts a torque difference to left and right wheels, and two electric motors that are connected to the differential mechanism.
  • This control system is connected to each other by high-speed communication means, and includes two control devices that respectively control the two electric motors, and a first control device that detects the rotation speed of one of the electric motors and outputs it to each of the two control devices.
  • a rotation speed sensor, a second rotation speed sensor that detects the rotation speed of the other electric motor and outputs it to each of the two control devices, and calculates the required torque of each of the electric motors based on the vehicle information of the vehicle. and a higher-order controller.
  • At least one of the two control devices is configured to implement two torque requirements calculated by the upper control device based on the detection signal of the first rotation speed sensor and the detection signal of the second rotation speed sensor. Calculates two indicated torques.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle to which a control system according to a first embodiment is applied;
  • FIG. 1 is a skeleton diagram for explaining a configuration example of a differential mechanism mounted on a vehicle according to each embodiment;
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the control system in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a modification of FIG. 3;
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining an example of wheel speed control in FIG. 3;
  • FIG. FIG. 4 is a block diagram for explaining an example of shaft torque control in FIG. 3;
  • FIG. FIG. 2 is an example of a flowchart executed by a host ECU in FIG. 1;
  • FIG. 8(a) is an example of a flowchart implemented by the main motor controller
  • FIG. 8(b) is an example of a flowchart implemented by the sub-motor controller.
  • It is a block diagram which shows the structural example of the control system which concerns on 2nd embodiment.
  • FIG. 10 is a table for explaining an example of synchronization control in FIG. 9;
  • FIG. 10 is an example of a flowchart implemented by each motor controller in FIG. 9;
  • control systems differ only in the configuration of a motor controller (control device), which will be described later, and are the same in other configurations (vehicle configuration and host control device configuration). Configurations common to the two embodiments will be described in detail in the first embodiment.
  • the motor electric motor
  • axle wheels
  • inverter wheel speed sensor
  • rotational speed sensor rotational speed sensor
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle 1 equipped with the control system of this embodiment.
  • a vehicle 1 is equipped with two motors 2 (electric motors) for driving left and right wheels 5 (here, rear wheels).
  • the letter "L” or “R” attached to the end of the code represents the arrangement position (on the left or right side of the vehicle 1) of the element corresponding to the code.
  • 5L represents one of the left and right wheels 5 located on the left side of the vehicle (namely the left wheel)
  • 5R represents the other located on the right side (namely the right wheel).
  • the two motors 2 have the function of driving at least one of the front wheels or the rear wheels of the vehicle 1, and may have the function of driving all four wheels.
  • one of the two motors 2 arranged on the left side is also called a left motor 2L
  • the other arranged on the right side is also called a right motor 2R.
  • the left motor 2L and the right motor 2R operate independently of each other and can individually output driving forces of different magnitudes.
  • the left motor 2L and the right motor 2R of this embodiment have the same rated output and are provided in a "pair".
  • the vehicle 1 includes a power distribution mechanism 3 (differential mechanism) that imparts a torque difference to the left and right wheels 5.
  • the power distribution mechanism 3 of this embodiment has a function of amplifying the torque difference between the two motors 2 and then distributing the torque to each of the left and right wheels 5 .
  • the power distribution mechanism 3 includes a pair of speed reduction mechanisms 3g (gear trains enclosed by dashed lines in FIG. 2) that reduce the rotational speed of each motor 2.
  • the reduction mechanism 3g is a mechanism that increases the torque by reducing the torque (driving force) output from the motor 2 .
  • the speed reduction ratio G of the speed reduction mechanism 3g is appropriately set according to the output characteristics and performance of the motor 2.
  • the speed reduction ratios G of the left and right speed reduction mechanisms 3g are the same. Note that if the torque performance of the motor 2 is sufficiently high, the reduction mechanism 3g may be omitted.
  • a pair of motors 2 are connected to a power distribution mechanism 3 , and torque is amplified by reducing the rotation speed of the motors 2 and transmitted (distributed) to each of the left and right wheels 5 .
  • the power distribution mechanism 3 is a differential mechanism having a yaw control function (AYC function), and is connected to the axle 4 (left axle 4L) connected to the left wheel 5L and the right wheel 5R. and the axle 4 (right axle 4R).
  • the yaw control function is a function for stabilizing the attitude of the vehicle 1 by actively controlling the sharing ratio of the driving force (driving torque) of the left and right wheels 5 to adjust the yaw moment.
  • the power distribution mechanism 3 incorporates a planetary gear mechanism, a differential gear mechanism, and the like.
  • a vehicle drive system including a pair of motors 2 and a power distribution mechanism 3 is also called a DM-AYC (Dual-Motor Active Yaw Control) system.
  • the power distribution mechanism 3 shown in FIG. 2 has a pair of speed reduction mechanisms 3g set to a speed reduction ratio G and a planetary gear mechanism having a function of amplifying the torque difference with a predetermined amplification factor.
  • the power distribution mechanism 3 is preferably arranged between the left and right motors 2L and 2R in the vehicle width direction.
  • the planetary gear mechanism is a double pinion planetary gear in which the sun gear 3s1 and ring gear 3r are input elements, and the sun gear 3s2 and carrier 3c are output elements. Torque from the left motor 2L is input to the sun gear 3s1, and torque from the right motor 2R is input to the ring gear 3r.
  • the input element is provided so as to rotate integrally with an idle gear 37 to be described later, and the output element is provided so as to integrally rotate with the output shaft 33 .
  • Each speed reduction mechanism 3g reduces the rotational speed of each motor 2 in two steps by means of four gears 34, 35, 36, 37 provided on three shafts 31, 32, 33 arranged in parallel. Configured.
  • the three shafts are hereinafter referred to as a motor shaft 31, a counter shaft 32, and an output shaft 33 in order from the upstream side of the power transmission path from each motor 2 to the left and right wheels 5.
  • Two of these shafts 31 to 33 are provided in the power distribution mechanism 3 .
  • the two motor shafts 31, the two counter shafts 32, and the two output shafts 33 located on the left and right are configured similarly (symmetrically). Further, the speed reduction mechanisms 3g provided on these shafts 31 to 33 are similarly configured (symmetrically) on the left and right sides.
  • the motor shaft 31 is positioned coaxially with each rotating shaft of the left and right motors 2 and has a first fixed gear 34 .
  • the counter shaft 32 is provided with a second fixed gear 35 that meshes with the first fixed gear 34 and a third fixed gear 36 having a smaller diameter than the second fixed gear 35 .
  • the large-diameter second fixed gear 35 is arranged inside the small-diameter third fixed gear 36 in the vehicle width direction.
  • the output shaft 33 is provided with an idle gear 37 that meshes with the third fixed gear 36 .
  • the first fixed gear 34 and the second fixed gear 35 constitute a first-stage reduction gear train
  • the third fixed gear 36 and the idle gear 37 constitute a second-stage reduction gear train.
  • the sun gear 3s1 is connected to the idle gear 37 on the left side
  • the ring gear 3r is connected to the idle gear 37 on the right side.
  • each motor 2L, 2R is electrically connected to a battery 7 via an inverter 6 (6L, 6R).
  • the inverter 6 is a converter (DC-AC inverter) that mutually converts the power of the DC circuit on the battery 7 side (DC power) and the power of the AC circuit on the motor 2 side (AC power).
  • the battery 7 is, for example, a lithium-ion secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery, and is a secondary battery capable of supplying a high-voltage DC current of several hundred volts.
  • the vehicle 1 is equipped with one high-level ECU 10 (high-level control unit) and two motor controllers 11 and 12 (control units) as electronic control units (ECU, Electronic Control Unit) for controlling the motor 2 .
  • These electronic control units 10 to 12 are connected so as to be able to communicate with each other via an in-vehicle communication network.
  • other electronic control units mounted on the vehicle 1 for example, a battery control unit, a brake control unit, etc.
  • various electronic products are connected to the in-vehicle communication network.
  • Each of the electronic control units 10 to 12 includes processors (microprocessors) such as CPU (Central Processing Unit) and MPU (Micro Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), non-volatile memory, etc.
  • a processor is an arithmetic processing device that incorporates a control unit (control circuit), an arithmetic unit (arithmetic circuit), a cache memory (register group), and the like.
  • ROM, RAM and non-volatile memory are memory devices in which programs and data during operation are stored.
  • the control contents of each of the electronic control units 10 to 12 are recorded as application programs, for example, in their ROM, RAM, nonvolatile memory, and removable media. Also, when the program is executed, the contents of the program are developed in the memory space within the RAM and are executed by the processor.
  • the host ECU 10 is an electronic control device that comprehensively controls the entire electronic device mounted on the vehicle 1.
  • ECU Plug-in Hybrid Electric Vehicle-ECU
  • a sensor for acquiring various information of the vehicle 1 (hereinafter referred to as “vehicle information”) is connected to the host ECU 10 .
  • vehicle information is connected to the host ECU 10 .
  • an accelerator opening sensor 21 a brake sensor 22 , a steering angle sensor 23 , a vehicle speed sensor 24 and a wheel speed sensor 25 are connected to the host ECU 10 .
  • the accelerator opening sensor 21 is a sensor that detects the depression amount (accelerator opening) of the accelerator pedal and the depression speed thereof.
  • the brake sensor 22 is a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal (brake pedal stroke) and the depression speed thereof.
  • the steering angle sensor 23 is a sensor that detects the steering angle of the left and right wheels 5 (actual steering angle or steering angle)
  • the vehicle speed sensor 24 is a sensor that detects the vehicle speed (vehicle speed).
  • the wheel speed sensors 25L and 25R are sensors for detecting the wheel angular velocity ⁇ L of the left wheel 5L and the wheel angular velocity ⁇ R of the right wheel 5R, respectively, and are individually provided in the vicinity of the left wheel 5L and in the vicinity of the right wheel 5R.
  • the motor controllers 11 and 12 are electronic control units that control the operating states of the motors 2L and 2R by controlling the inverters 6L and 6R.
  • the two motor controllers 11 and 12 are connected to each other by high-speed communication means such as local CAN or hardwire, and can transmit and receive information.
  • the motor controllers 11 and 12 and the host ECU 10 are connected, for example, so as to be capable of CAN communication.
  • Rotational speed sensors 26L, 26R for detecting the rotational speeds of the motors 2L, 2R are connected to the motor controllers 11, 12, respectively.
  • As the rotation speed sensors 26L and 26R for example, resolvers, Hall sensors, encoders, etc. can be used, but it is preferable to use sensors with high detection accuracy.
  • the left rotation speed sensor 26L is provided in the left motor 2L, detects the rotation speed of the left motor 2L (left motor rotation angular speed ⁇ Lm ), and outputs it to the two motor controllers 11 and 12, respectively.
  • a right rotation speed sensor 26R is provided in the right motor 2R, detects the rotation speed of the right motor 2R (right motor rotation angular speed ⁇ Rm ), and outputs it to the two motor controllers 11 and 12, respectively.
  • the left and right rotational speed sensors 26L and 26R are referred to as "rotational speed sensor 26" unless otherwise distinguished.
  • the host ECU 10 calculates the required torque of each motor 2L, 2R based on the vehicle information (accelerator opening, brake pedal stroke, steering angle, vehicle body speed, wheel speed) detected by the sensors 21-25.
  • Each requested torque calculated here is a torque (target torque value) to be realized by the vehicle 1 based on the driver's operation and the running state of the vehicle 1 .
  • the host ECU 10 calculates the total driving torque based on the driver's operation and driving conditions, obtains the target value of the torque difference to be applied to the left and right wheels 5, and requests the left motor 2L from the total driving torque and the target torque difference.
  • the torque and the required torque of the right motor 2R may be calculated. Note that the method of calculating the required torque is not particularly limited.
  • At least one of the two motor controllers 11 and 12 calculates two indicated torques for realizing the required torque calculated by the host ECU 10 based on the detection signal of the rotation speed sensor 26L and the detection signal of the rotation speed sensor 26R. do.
  • the two command torques calculated here one is command torque for controlling one motor 2 and the other is command torque for controlling the other motor 2 .
  • the detection signals of the rotational speed sensors 26L and 26R are simply referred to as "detection signals”.
  • the motor controller 11 that controls the right motor 2R calculates two command torques based on two detection signals.
  • this motor controller 11 is also referred to as “main motor controller 11".
  • the main motor controller 11 (main controller) calculates two commanded torques and controls the right motor 2R (one electric motor) using one commanded torque (hereinafter referred to as “main side commanded torque”).
  • main side commanded torque the motor 2 (here, the right motor 2R) controlled by the main motor controller 11 is also referred to as "main side motor 2".
  • the main motor controller 11 transmits the calculated other commanded torque to the motor controller 12 that controls the left motor 2L via high-speed communication means.
  • the other motor controller 12 is also referred to as "sub-motor controller 12".
  • the sub-motor controller 12 controls the left motor 2L (the other electric motor) using the command torque transmitted from the main motor controller 11 (hereinafter referred to as "sub-side command torque").
  • the motor 2 here, the left motor 2L
  • the sub-side motor 2 is also referred to as the "sub-side motor 2". Note that the left and right of the main-side and sub-side motors 2 may be reversed.
  • one main motor controller 11 controls not only the commanded torque of the main-side motor 2, which is the subject of its own control, but also the command torque of the sub-side motor 2. It also calculates the indicated torque.
  • the command torque on the sub side calculated by the main motor controller 11 is transmitted to the sub motor controller 12 by high-speed communication (for example, high-speed CAN communication).
  • the sub-motor controller 12 only uses the sub-side instruction torque received from the main motor controller 11 .
  • Such a system eliminates the need for synchronous control between the two motor controllers 11 and 12 .
  • the communication speed between the two motor controllers 11 and 12 is higher than the communication speed between the host ECU 10 and the motor controllers 11 and 12, for example about ten times. As a result, the motor 2 can be controlled more accurately.
  • the command torque on the main side calculated by the main motor controller 11 is also transmitted to the sub motor controller 12 via high-speed communication means.
  • the sub motor controller 12 like the main motor controller 11, calculates two command torques based on two detection signals. Then, the sub-motor controller 12 performs failure monitoring by comparing the calculated one (main side) indicated torque with the main side indicated torque received from the main motor controller 11 . Further, the sub-motor controller 12 performs failure monitoring by comparing the calculated other (sub-side) command torque with the sub-side command torque received from the main motor controller 11 .
  • the sub-motor controller 12 also performs the same calculations as the main motor controller 11 on the back side, and calculates the two command torque values received from the main motor controller 11 and the two command torque values calculated by itself.
  • defects such as failures of the motor controllers 11 and 12, failures in high-speed communication means, and disconnection of hard wires can be monitored.
  • this failure monitoring is performed only by the sub-motor controller 12 . That is, the roles of the two motor controllers 11 and 12 are clearly separated.
  • FIG. 3 and 4 are block diagrams showing configuration examples of the control system according to the embodiment.
  • the rotation speed sensor 26 is not shown, and the input of detection signals (motor rotation angular velocities ⁇ Lm , ⁇ Rm ) is shown.
  • the main motor controller 11 and the sub motor controller 12 respectively include first CAN transformers 11a and 12a, I/O (Input/Output) sections 11b and 12b, application control sections 11c and 12c, and current control sections 11d and 12d.
  • second CAN transformers 11e and 12e. 3 and 4 differ only in whether the application control units 11c and 12c perform motor shaft vibration suppression control, which will be described later.
  • Each of the CAN transformers 11a, 11e, 12a, 12e and the I/O units 11b, 12b is a hardware configuration.
  • the first CAN transformers 11 a and 12 a receive torque requirements from the host ECU 10 .
  • the first CAN transformer 12 a of the sub-motor controller 12 also receives the sub-side instruction torque transmitted from the second CAN transformer 11 e of the main motor controller 11 .
  • the I/O units 11b and 12b receive the motor rotation angular velocities ⁇ Lm and ⁇ Rm from the two rotation speed sensors 26L and 26R, convert the rotation speed, and calculate the estimated left and right wheel speeds (the above wheel angular velocities ⁇ L and value corresponding to ⁇ R ). This estimated wheel speed can be used for control in place of the wheel angular velocities ⁇ L and ⁇ R detected by the wheel speed sensors 25L and 25R.
  • the application control units 11c and 12c and the current control units 11d and 12d are both software configurations, and the functions of the motor controllers 11 and 12 are classified for convenience.
  • Each of these elements can be described as an independent program, and can also be described as a composite program in which multiple elements are combined.
  • a program corresponding to each element is stored in the memory or storage device of the motor controllers 11 and 12 and executed by the processor.
  • the application control unit 11c of the main motor controller 11 shown in FIG. 3 performs two types of control, namely wheel speed control and shaft torque control, to calculate command torques of the motors 2L and 2R.
  • FIG. 3 shows that the shaft torque control is performed after the wheel speed control is performed, the order may be reversed.
  • the application control unit 12c of the sub-motor controller 12 shown in FIG. 3 performs failure monitoring. An example of wheel speed control and shaft torque control will be described below with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the wheel speed control calculates the target wheel speed of the right and left wheels of the vehicle 1 based on the required torque calculated by the host ECU 10, and outputs the torque (required axle torque) for realizing this target wheel speed using two detection signals.
  • This control is calculated using As shown in FIG. 5, in the wheel speed control, the required drive forces for the left and right axles are used as input values.
  • the required axle driving force corresponds to the required torque calculated by the host ECU 10, and may be converted by the application control section 11c before the wheel speed control is performed, or may be converted during the wheel speed control.
  • the wheel speed control includes one feedforward control (FF control), one feedback control (FB control), target slip ratio calculation processing, and target wheel speed calculation processing.
  • FF control feedforward control
  • FB control feedback control
  • target slip ratio calculation processing target wheel speed calculation processing
  • target wheel speed calculation processing is a target value of the slip rate of each of the left and right wheels 5 .
  • the target wheel speed is obtained from this target slip ratio and the reference vehicle body speed.
  • the reference vehicle speed can be calculated, for example, from the wheel speeds of the four wheels, but the method of obtaining it is not particularly limited.
  • each axle required driving force is converted into axle required torque.
  • the target slip ratio is calculated based on the difference between the estimated driving force calculated by the driving force observer and the required axle driving force, and then the target wheel speed is calculated. Then, based on the error between the target wheel speed and the motor rotation angular acceleration, the FB amount to be added to the axle required torque converted by the FF control is calculated.
  • the driving force observer calculates the inertia torque by multiplying the motor rotational angular acceleration by the axle downstream inertia including the wheels 5, subtracts this from the axle required torque, and multiplies the reciprocal of the effective radius of the wheels 5. It is an estimator that calculates an estimated driving force.
  • Axial torque control is a control that achieves the required torque calculated by the host ECU 10, and includes feedback control using two detection signals.
  • the shaft torque control includes one feedforward control (FF control), one feedback control (FB control), and a shaft torque observer provided on each side.
  • the axial torque observer calculates the inertia torque by multiplying the axle upstream rotational angular acceleration obtained from the motor rotational angular acceleration by the axle upstream motor equivalent inertia, and calculates the inertia torque, which is output from the non-interfering compensator E described later.
  • This is an estimator that calculates an estimated shaft torque by subtracting it from the two-axle control torque.
  • each axle required torque is converted into a value that considers the non-interacting compensator E.
  • the wheel speed control is performed before the shaft torque control, so the output value of the wheel speed control becomes the input value of the shaft torque control. , the output value and the input value should be reversed.
  • the FB control the FB amount to be added to the axle control torque after FF control is calculated based on the error between the required axle torque and the estimated axle torque.
  • the power distribution mechanism 3 mounted on the vehicle 1 of the present embodiment is a two-input two-output mechanism in which the left and right motors 2 and the left and right wheels 5 are mechanically connected. Interference due to friction between the left and right motors 2, interference due to friction between shafts and bearings, and between shafts and gears (hereinafter referred to as "left and right interference”) can occur. The left and right interference results in interference torque that affects the left and right opposite axle control torques.
  • the non-interfering compensator E is a compensator that cancels the interference torque that affects the left and right opposite sides.
  • the axle control torque (referred to as "second axle control torque") whose interference torque has been canceled by the non-interfering compensator E is converted into motor control torque (indicated torque) for controlling the motors 2L and 2R. be.
  • Application control units 11c and 12c of motor controllers 11 and 12 shown in FIG. 4 perform motor shaft vibration suppression control in addition to the wheel speed control and shaft torque control described above.
  • control for suppressing the cogging torque is performed based on the motor control torque (command torque) and the rotational angular velocities ⁇ Lm and ⁇ Rm of the motors 2L and 2R. Since the motor shaft vibration suppression control is performed by the motor controllers 11 and 12 that control the motors 2L and 2R, the influence of communication delays when communicating from the main motor controller 11 to the sub motor controller 12 can be eliminated. can be done.
  • the wheel speed control, shaft torque control, and motor shaft vibration suppression control described above are not essential. may be implemented. For example, when wheel speed control and shaft torque control are omitted, FF control may be performed on the required torque calculated by the host ECU 10 to calculate the motor control torque (command torque).
  • the non-interfering compensator E is also not essential and may be omitted.
  • FIGS. 7, 8(a) and 8(b) An example of a flow chart executed by the host ECU 10, the main motor controller 11 and the sub motor controller 12 will be described with reference to FIGS. 7, 8(a) and 8(b).
  • Each flowchart is repeatedly executed at predetermined calculation cycles under predetermined conditions, such as from when the vehicle 1 is in the Ready ON state to when it is in the Ready OFF state, or while the vehicle is running (when the vehicle speed is not 0).
  • the computation cycle of the host ECU 10 and the computation cycle of the motor controllers 11 and 12 may be the same or different.
  • the host ECU 10 first acquires vehicle information detected by various sensors 21 to 25 (step S1). Next, the required torques of the motors 2L and 2R are calculated (step S2), the required torques are transmitted to the main motor controller 11 and the sub-motor controller 12 (step S3), and this flow chart is returned.
  • the main motor controller 11 acquires the required torque from the host ECU 10 (step S10), and also acquires detection signals from the rotational speed sensors 26L and 26R (step S11).
  • the motor rotation angular velocities ⁇ Lm and ⁇ Rm are processed for the number of revolutions (step S12), and wheel speed control is performed (step S13).
  • shaft torque control is also performed here (step S14), and the indicated torques of the motors 2L and 2R are calculated by these.
  • the commanded torque on the sub side is transmitted to the sub motor controller 12 (step S15), the commanded torque on the main side is used to control the motor 2 on the main side (step S16), and the flow chart returns. Note that steps S13 and S14 may be interchanged, or only one of them may be performed.
  • the sub-motor controller 12 acquires the sub-side command torque from the main motor controller 11 (step S21), performs fail monitoring (step S22), and is used to control the motor 2 on the sub side.
  • the sub motor controller 12 performs the same processing (calculation and control) as the main motor controller 11, calculates two command torques, and also acquires the main side command torque from the main motor controller 11. do. Then, the commanded torques on the two main sides are compared, and the commanded torques on the two sub sides are compared to monitor whether there is any problem.
  • one of the two motor controllers 11 and 12 is the main controller and the other is the sub controller.
  • the sub-side command torque is transmitted to the sub-motor controller 12 by high-speed communication. For this reason, it is possible to perform precise calculations that compensate for rotation interference while eliminating the need for synchronous control between the two motor controllers 11 and 12, and to more accurately achieve the required torque.
  • sub-motor controller 12 performs the same calculations as the main motor controller 11, and monitors two failures in the sub-motor controller 12. Therefore, the motor controllers 11 and 12 are monitored for failure, communication failure, disconnection, etc. can do.
  • the main motor controller 11 performs shaft torque control to achieve the shaft torque that matches the required torque calculated by the host ECU 10 .
  • This shaft torque control includes FB control using two detection signals, and can calculate command torques of the motors 2L and 2R that can achieve the required torque.
  • the non-interfering compensator E is provided on the downstream side of the shaft torque control, the left and right interference can be canceled, and the left and right can be equivalently treated as independent mechanisms. Control configuration can be simplified.
  • the main motor controller 11 performs wheel speed control to achieve the target wheel speed.
  • the main motor controller 11 calculates a target wheel speed based on the required torque calculated by the host ECU 10, and uses two detection signals to calculate command torques for the motors 2L and 2R that can achieve the target wheel speed. Therefore, the required torque calculated by the host ECU 10 can be realized in terms of the wheel speed.
  • the control system of this embodiment is also applicable to the vehicle 1 shown in FIG. 1, which includes the power distribution mechanism 3 shown in FIG.
  • the control system of this embodiment differs from that of the first embodiment in that the two motor controllers are not differentiated between the main side and the sub side. In other words, the control system of this embodiment is obtained by removing the roles of "main" and "sub” from the main motor controller 11 and sub motor controller 12 in FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the control system of this embodiment, and corresponds to FIG.
  • the first motor controller 13 and the second motor controller 14 are electronic controllers for controlling the motor 2 and are connected to each other via high-speed communication means.
  • the first motor controller 13 controls the right motor 2R and the second motor controller 14 controls the left motor 2L, but the left and right motors 2L and 2R may be reversed.
  • the two motor controllers 13 and 14 are configured similarly to each other.
  • the motor controllers 13 and 14 include first CAN transformers 13a and 14a, I/O (Input/Output) units 13b and 14b, and application control units 13c and 14c. , current control units 13d and 14d, and second CAN transformers 13e and 14e.
  • first CAN transformers 13a and 14a I/O (Input/Output) units 13b and 14b
  • application control units 13c and 14c application control units 13c and 14c.
  • current control units 13d and 14d current control units 13d and 14d
  • second CAN transformers 13e and 14e A different point from the first embodiment is that the above-described wheel speed control, shaft torque control, and failure monitoring are performed in both of the application control units 13c and 14c.
  • the first motor controller 13 calculates the indicated torques of the two motors 2 based on the two detection signals, and controls one of the motors 2 (here, the right motor 2R) using one of the calculated indicated torques. .
  • the second motor controller 14 calculates the indicated torques of the two motors 2 based on the two detection signals, and controls the other motor 2 (here, the left motor 2L) using the calculated indicated torque of the other motor. do. Further, the motor controllers 13 and 14 mutually transmit and receive the two calculated instruction torques via high-speed communication means, and perform failure monitoring.
  • each motor controller 13, 14 compares the calculated command torque with the command torque received via the high-speed communication means to perform synchronous control.
  • each of the motor controllers 13 and 14 determines whether or not the compared two indicated torque values match, and transmits/receives signal information (for example, flag information) according to the determination result. to control each motor 2.
  • Each of the motor controllers 13 and 14 calculates two indicated torques in a predetermined calculation period, but for synchronous control, at least the value of the indicated torque of the motor 2 controlled by itself is calculated for a given period (for example, current calculation (Several to 10 cycles in the past from the cycle) are stored. That is, the first motor controller 13 stores the calculated instructed torque value for the right motor 2R for a constant period, and the second motor controller 14 stores the calculated instructed torque value for the left motor 2L for a constant period. do. Note that the stored instruction torque value is updated each time it is calculated.
  • Each of the motor controllers 13 and 14 compares the indicated torques of the motors 2 controlled by themselves in synchronous control. That is, the first motor controller 13 compares the calculated instructed torque of the right motor 2R with the instructed torque of the right motor 2R received from the second motor controller 14 . The second motor controller 14 compares the calculated command torque for the left motor 2L with the command torque for the left motor 2L received from the first motor controller 13 .
  • Each of the motor controllers 13 and 14 transmits signal information (for example, a flag T) indicating that they match when the compared indicated torques match. If the compared instructed torques do not match, each motor controller 13, 14 stores a past instructed torque value that matches the instructed torque received from the motor controllers 14, 13 on the opposite side. Determine if it exists.
  • signal information for example, a flag T
  • Each of the motor controllers 13 and 14 transmits signal information indicating the number of times that it has gone back from the current time, if there is a matching value.
  • the signal information for example, when the instructed torque in the calculation cycle one time before the current time matches the value of the received instructed torque, the number of times of going back is 1, so a "flag F1" is set and the number of going back is indicated. is 2, it is set as “flag F2", and if the number of times of going back is n times, it is set as "flag Fn”.
  • each of the motor controllers 13 and 14 transmits signal information (for example, flag F0) indicating non-matching when there is no matching value.
  • FIG. 10 is a table for explaining an example of synchronous control.
  • the first motor controller 13 compares the two commanded torques for the right motor 2R (that is, the commanded torque calculated by the first motor controller 13 and the commanded torque received from the second motor controller 14). If they match each other, it falls on the left column, and flag T is sent. If they do not match, the past calculation results of the indicated torque calculated by itself are traced back, and if there is a matching value X times before, it corresponds to the right column and the flag FX is transmitted. On the other hand, if there is no matching value among the stored commanded torques, it corresponds to the middle column and the flag F0 is transmitted.
  • the second motor controller 14 compares the two commanded torques for the left motor 2L (that is, the commanded torque calculated by the second motor controller 14 and the commanded torque received from the first motor controller 13). If they match each other, it corresponds to the ascending row and flag T is sent. If they do not match, the past calculation results of the commanded torque calculated by itself are traced back, and if there is a matching value Y times before, it corresponds to descending, and the flag FY is transmitted. On the other hand, if there is no matching value among the stored commanded torques, this corresponds to the middle row and the flag F0 is transmitted.
  • the calculation timing of the second motor controller 14 is the calculation timing of the first motor controller 13. is delayed by Y times compared to . Therefore, in this case, the instructed torque of the right motor 2R calculated by the first motor controller 13 is left as it is without correction, and the instructed torque of the left motor 2L calculated by the second motor controller 14 is delayed by Y times. Replace with value.
  • the first motor controller 13 fixes the indicated torque value of the right motor 2R.
  • the first motor controller 13 which is ahead, continues to perform calculations behind the scenes, but stands by with the indicated torque value as it is. After the calculation timing of the second motor controller 14 has caught up with the first motor controller 13, the above-described synchronous control is performed again.
  • the calculation timing of the first motor controller 13 is changed to the second motor It is X times behind the calculation timing of the controller 14 . Therefore, in this case, the instructed torque of the left motor 2L calculated by the second motor controller 14 is left as it is without correction, and the instructed torque of the right motor 2R calculated by the first motor controller 13 is delayed by X times. replaced with the value
  • the motor controllers 13 and 14 continue to perform calculations in the same manner, but until the lagging first motor controller 13 catches up with the second motor controller 14 (that is, X times during the calculation period), the second motor controller 14 fixes the value of the indicated torque of the left motor 2L. That is, until the two motor controllers 13 and 14 are synchronized, the second motor controller 14, which is ahead, continues to perform calculations behind the scenes, but stands by with the indicated torque value as it is. After the calculation timing of the first motor controller 13 has caught up with the second motor controller 14, the above-described synchronous control is performed again.
  • either one of the two motor controllers 13 and 14 is set to "main" like the main motor controller 11 of the first embodiment described above, and the main motor controller 13 or 14 calculates The motor 2 is controlled using the indicated torque.
  • Which of the motor controllers 13 and 14 should be set as main can be determined as appropriate.
  • One example is a method of setting the motor controller 13 or 14 determined as matching as a result of the comparison as the main. It is also conceivable to set the motor controller 13 or 14 with the smaller number of times of delay X, Y as the main controller.
  • each motor controller 13, 14 may compare not only the commanded torque of the motor 2 controlled by itself, but also the commanded torque of the motor 2 on the opposite side. Further, each of the motor controllers 13 and 14 only determines whether or not the two compared indicated torque values match, and transmits/receives signal information indicating that they match and signal information indicating that they do not match. , each motor 2 may be controlled based on this signal information. In this case, the motor controllers 13 and 14 do not need to store the calculation results for a certain period. Although the case where the flag information is used as the signal information is exemplified, any signal information that can identify the determination result, the number of times of delay X, Y, or the like may be used.
  • FIG. 11 is an example of a flowchart executed by each motor controller 13, 14 of this embodiment. Note that the host ECU 10 of this embodiment sends the required torque to the first motor controller 13 and the second motor controller 14 instead of the "main motor controller 11 and the sub motor controller 12" in step S3 of the flowchart of FIG. Send.
  • each of the motor controllers 13 and 14 acquires the required torque from the host ECU 10 (step S30), and also acquires detection signals of the rotation speed sensors 26L and 26R (step S31).
  • the motor rotation angular velocities ⁇ Lm and ⁇ Rm are processed for the number of rotations (step S32), and wheel speed control is performed (step S33).
  • shaft torque control is also performed here (step S34), and the indicated torques of the motors 2L and 2R are calculated by these.
  • step S35 fail monitoring is performed (step S35).
  • two commanded torques calculated by each motor controller 13, 14 are transmitted and received between the motor controllers 14, 13 on the opposite side, and the commanded torque values are compared to determine whether each motor controller 13, 14 It monitors faults such as failures, failures in high-speed communication means, and broken hardwires.
  • Each of the motor controllers 13 and 14 transmits the instructed torque of the motor 2 on the opposite side that it does not control (step S36), and receives the instructed torque of the motor 2 that it controls (step S37). Control is executed (step S38). Then, the motor 2 is controlled using the commanded torque of the motor 2 controlled by itself (step S39).
  • both motor controllers 13 and 14 perform equivalent calculations (controls) to calculate two commanded torques, respectively, and send and receive mutual calculation results (two commanded torques) to monitor failures. for each.
  • failure monitoring can be performed by comparing information on the presence or absence of a detection signal and mutual command torque information sent and received, and failures of the motor controllers 13 and 14, communication failures, disconnections, etc. can be monitored more effectively. can.
  • each motor controller 13, 14 compares the instructed torque calculated by itself with the instructed torque received from the motor controllers 14, 13 on the opposite side, and performs synchronous control. As a result, even if there is a deviation in the calculation timing of the indicated torque in each of the motor controllers 13 and 14, the deviation can be eliminated, and the required torque can be realized more accurately.
  • each motor controller 13, 14 stores past calculation results for a certain number of cycles, and if the two compared command torques do not match, the stored past command A determination is made as to whether or not there is a value in the torque that matches the received commanded torque. Then, signal information based on this determination result is transmitted, and the motor controllers 14 and 13 on the opposite side receive this signal information. Since each motor controller 13, 14 controls the motor 2 with reference to these signal information, more highly accurate synchronous control can be performed, and accurate required torque can be realized.
  • the configuration of the vehicle 1 described above is an example, and is not limited to the above.
  • the configuration of the power distribution mechanism 3 is not limited to that shown in FIG. 2, and planetary gear mechanisms of various configurations and mechanisms other than planetary gear mechanisms can be employed.
  • the vehicle may be a vehicle in which a torque difference is applied to the left and right wheels 5 by a differential mechanism that does not have an amplification function.
  • the vehicle 1 may be a two-wheel drive (rear-wheel drive, front-wheel drive) vehicle or a four-wheel drive vehicle. In the case of a four-wheel drive vehicle, at least one of the front and rear wheels may be connected to a differential mechanism that applies a torque difference to the left and right wheels by means of two electric motors.

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Abstract

左右輪（５）にトルク差を付与する差動機構（３）と、差動機構（３）に接続される二つの電動機（２）とを具備する車両（１）の制御システムは、高速通信手段により互いに接続され、二つの電動機（２）をそれぞれ制御する二つの制御装置（１１，１２）と、一方の電動機（２Ｒ）の回転速度を検出して二つの制御装置（１１，１２）のそれぞれに出力する第一回転速度センサ（２６Ｒ）と、他方の電動機（２Ｌ）の回転速度を検出して二つの制御装置（１１，１２）のそれぞれに出力する第二回転速度センサ（２６Ｌ）と、車両（１）の車両情報に基づいて各電動機（２）の要求トルクを演算する上位制御装置（１０）と、を備える。二つの制御装置（１１，１２）の少なくとも一方は、二つの回転速度センサ（２６Ｒ，２６Ｌ）の検出信号に基づいて、上位制御装置（１０）で演算された要求トルクを実現するための二つの指示トルクを演算する。

Description

車両の制御システム
　本件は、左右輪にトルク差を付与する差動機構と、この差動機構に接続される二つの電動機とを具備する車両の制御システムに関する。
　従来、独立した二つの電動機を備えた電動車両において、各電動機と左右輪とを機械的に連結し、左右の電動機の出力トルクに差がある場合、そのトルク差を増幅して左右輪に伝達する差動機構（動力分配機構）が知られている。例えば、特許文献１には、差動機構として、遊星歯車装置またはロータからなるエネルギ伝達装置が開示されている。増幅機能を持つ差動機構を備えることで、大きなトルク差を左右輪に発生させることができるというメリットがある。
特許第４６３７１３６号
　ところで、差動機構は、二つの電動機と左右輪とを機械的に連結する機構であることから、互いの回転（トルク）が干渉しうる。この干渉は、車両の振動を引き起こす可能性がある。また、干渉によって、要求通りのトルク差が左右輪に実現されない可能性もある。しかし、上記の特許文献１のように、一つのＥＣＵ（電子制御装置）に全てのセンサ信号が入力され、このＥＣＵによって二つのＰＤＵ（パワードライブユニット）が制御される構成では、緻密な制御を実施することは難しく、干渉を補償することは困難である。なお、このような課題は、差動機構が増幅機能を持っていない場合にも同様に生じうる。
　本件の車両の制御システムは、このような課題に鑑み案出されたもので、二つの電動機と差動機構とを備えた車両において、機構特有の回転干渉を補償することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
　本件は、以下に開示する態様又は適用例として実現できる。開示の車両制御システムは、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
　ここで開示する車両の制御システムは、左右輪にトルク差を付与する差動機構と前記差動機構に接続される二つの電動機とを具備する車両の制御システムである。
　本制御システムは、高速通信手段により互いに接続され、前記二つの電動機をそれぞれ制御する二つの制御装置と、一方の前記電動機の回転速度を検出して前記二つの制御装置のそれぞれに出力する第一回転速度センサと、他方の前記電動機の回転速度を検出して前記二つの制御装置のそれぞれに出力する第二回転速度センサと、前記車両の車両情報に基づいて各々の前記電動機の要求トルクを演算する上位制御装置と、を備える。
　前記二つの制御装置の少なくとも一方は、前記第一回転速度センサの検出信号及び前記第二回転速度センサの検出信号に基づいて、前記上位制御装置で演算された前記要求トルクを実現するための二つの指示トルクを演算する。
　開示の車両の制御システムによれば、機構特有の回転干渉を補償するような緻密な演算を実施でき、より正確に要求トルクを実現できる。
第一実施形態に係る制御システムが適用された車両の模式図である。 各実施形態に係る車両に搭載される差動機構の構成例を説明するためのスケルトン図である。 図１の制御システムの構成例を示すブロック図である。 図３の変形例を示すブロック図である。 図３の車輪速制御の一例を説明するためのブロック図である。 図３の軸トルク制御の一例を説明するためのブロック図である。 図１の上位ECUで実施されるフローチャート例である。 図８（ａ）はメインモータコントローラで実施されるフローチャート例であり、図８（ｂ）はサブモータコントローラで実施されるフローチャート例である。 第二実施形態に係る制御システムの構成例を示すブロック図である。 図９の同期制御の一例を説明するための表である。 図９の各モータコントローラで実施されるフローチャート例である。
　図面を参照して、実施形態としての車両の制御システムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。各実施形態の構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
　以下の説明では、二つの実施形態に係る制御システムを示す。これらの制御システムでは、後述するモータコントローラ（制御装置）の構成が異なるのみであり、他の構成（車両構成や上位制御装置の構成）は同一である。二つの実施形態において共通する構成については、第一実施形態のなかで詳述する。なお、下記の実施形態では、モータ（電動機），車軸，車輪，インバータ，車輪速センサ，回転速度センサはそれぞれ、左右で対になっているものとして説明する。
＝＝第一実施形態＝＝
［１－１．車両構成］
　図１は、本実施形態の制御システムを備えた車両１の模式図である。車両１には、左右輪５（ここでは後輪）を駆動する二つのモータ２（電動機）が搭載される。以下の説明において、符号の末尾に付した「Ｌ」又は「Ｒ」のアルファベットは、当該符号にかかる要素の配設位置（車両１の左側又は右側にあること）を表す。例えば、５Ｌは左右輪５のうち車両の左側（Left）に位置する一方（すなわち左輪）を表し、５Ｒは右側（Right）に位置する他方（すなわち右輪）を表す。
　二つのモータ２は、車両１の前輪または後輪の少なくともいずれかを駆動する機能を持つものであり、四輪すべてを駆動する機能を持っていてもよい。以下、二つのモータ２のうち左側に配置される一方を左モータ２Ｌともいい、右側に配置される他方を右モータ２Ｒともいう。左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒは、互いに独立して作動し、互いに異なる大きさの駆動力を個別に出力しうる。なお、本実施形態の左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒは互いに定格出力が同一であって、「対」で設けられる。
　車両１は、左右輪５にトルク差を付与する動力分配機構３（差動機構）を備える。本実施形態の動力分配機構３は、二つのモータ２のトルク差を増幅してから左右輪５の各々にトルクを分配する機能を持つ。図２に示すように、動力分配機構３は、各モータ２の回転速度を減速する一対の減速機構３ｇ（図２中の破線で囲んだギア列）を含む。減速機構３ｇは、モータ２から出力されるトルク（駆動力）を減速することでトルクを増大させる機構である。減速機構３ｇの減速比Gは、モータ２の出力特性や性能に応じて適宜設定される。本実施形態では、左右の減速機構３ｇの減速比Gが互いに同一である。なお、モータ２のトルク性能が十分に高い場合には、減速機構３ｇを省略してもよい。一対のモータ２は動力分配機構３に接続されており、モータ２の回転速度が減速されることでトルクが増幅されて左右輪５の各々に伝達（分配）される。
　図１及び図２に示すように、動力分配機構３は、ヨーコントロール機能（AYC機能）を持ったディファレンシャル機構であり、左輪５Ｌに連結される車軸４（左車軸４Ｌ）と右輪５Ｒに連結される車軸４（右車軸４Ｒ）との間に介装される。ヨーコントロール機能とは、左右輪５の駆動力（駆動トルク）の分担割合を積極的に制御することでヨーモーメントを調節し、車両１の姿勢を安定させる機能である。動力分配機構３の内部には、遊星歯車機構や差動歯車機構などが内蔵される。なお、一対のモータ２と動力分配機構３とを含む車両駆動装置は、DM-AYC（Dual-Motor Active Yaw Control）装置とも呼ばれる。
　ここで、図２を用いて、動力分配機構３の一例を説明する。図２に示す動力分配機構３は、減速比Gに設定された一対の減速機構３ｇと、所定の増幅率でトルク差を増幅する機能を持った遊星歯車機構とを有する。動力分配機構３は、車幅方向において、左右のモータ２Ｌ，２Ｒ間に配置されることが好ましい。
　遊星歯車機構は、サンギア３ｓ１及びリングギア３ｒが入力要素であり、サンギア３ｓ２及びキャリア３ｃが出力要素であるダブルピニオン遊星歯車である。サンギア３ｓ１には左モータ２Ｌからのトルクが入力され、リングギア３ｒには右モータ２Ｒからのトルクが入力される。入力要素は後述する遊転ギア３７と一体回転するよう設けられ、出力要素は出力軸３３と一体回転するように設けられる。
　各減速機構３ｇは、いずれも平行に配置された三つの軸３１，３２，３３に設けられた四つのギア３４，３５，３６，３７によって、各モータ２の回転速度を二段階で減速するよう構成される。以下、三つの軸を、各モータ２から左右輪５への動力伝達経路の上流側から順に、モータ軸３１，カウンタ軸３２，出力軸３３と呼ぶ。これらの軸３１～３３は、動力分配機構３に二つずつ設けられる。左右に位置する二つのモータ軸３１，二つのカウンタ軸３２，二つの出力軸３３は、それぞれが同様に（左右対称に）構成される。また、これらの軸３１～３３に設けられる減速機構３ｇも左右で同様に（左右対称に）構成される。
　モータ軸３１は、左右のモータ２の各回転軸と同軸上に位置し、第一固定ギア３４を有する。カウンタ軸３２には、第一固定ギア３４と噛合する第二固定ギア３５と、第二固定ギア３５よりも小径の第三固定ギア３６とが設けられる。大径の第二固定ギア３５が、小径の第三固定ギア３６よりも車幅方向内側に配置される。出力軸３３には、第三固定ギア３６と噛合する遊転ギア３７が設けられる。第一固定ギア３４と第二固定ギア３５とで、一段目の減速ギア列が構成され、第三固定ギア３６と遊転ギア３７とで、二段目の減速ギア列が構成される。なお、左側の遊転ギア３７にはサンギア３ｓ１が連結され、右側の遊転ギア３７にはリングギア３ｒが連結される。
　図１に示すように、各モータ２Ｌ，２Ｒは、インバータ６（６Ｌ，６Ｒ）を介してバッテリ７に電気的に接続される。インバータ６は、バッテリ７側の直流回路の電力（直流電力）とモータ２側の交流回路の電力（交流電力）とを相互に変換する変換器（DC-ACインバータ）である。また、バッテリ７は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池であり、数百ボルトの高電圧直流電流を供給しうる二次電池である。モータ２の力行時には、直流電力がインバータ６で交流電力に変換されてモータ２に供給される。モータ２の発電時には、発電電力がインバータ６で直流電力に変換されてバッテリ７に充電される。
　車両１には、モータ２の制御に関する電子制御装置（ECU，Electronic Control Unit）として、一つの上位ECU１０（上位制御装置）と二つのモータコントローラ１１，１２（制御装置）とが搭載される。これらの電子制御装置１０～１２は、車載通信網を介して、互いに通信可能となるように接続される。なお、車載通信網にはこれらの電子制御装置１０～１２のほか、車両１に搭載される他の電子制御装置（例えばバッテリ制御装置，ブレーキ制御装置など）や種々のエレクトロニクス製品が接続される。
　各電子制御装置１０～１２には、例えばCPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）等のプロセッサ（マイクロプロセッサ）やROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリ等が実装される。プロセッサは、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）等を内蔵する演算処理装置である。また、ROM，RAM及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。各電子制御装置１０～１２での制御内容は、例えばアプリケーションプログラムとして、それぞれのROM，RAM，不揮発メモリ，リムーバブルメディア内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAM内のメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。
　上位ECU１０は、車両１に搭載されるエレクトロニクス装置全体を総合的に制御する電子制御装置であり、例えば、EV-ECU（Electric Vehicle-ECU），HEV-ECU（Hybrid Electric Vehicle-ECU），PHEV-ECU（Plug-in Hybrid Electric Vehicle-ECU）などが挙げられる。上位ECU１０には、車両１の各種情報（以下「車両情報」という）を取得するためのセンサが接続される。図１に示す例では、上位ECU１０には、アクセル開度センサ２１，ブレーキセンサ２２，舵角センサ２３，車速センサ２４，車輪速センサ２５が接続される。
　アクセル開度センサ２１はアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）やその踏み込み速度を検出するセンサである。ブレーキセンサ２２は、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキペダルストローク）やその踏み込み速度を検出するセンサである。舵角センサ２３は、左右輪５の舵角（実舵角またはステアリングの操舵角）を検出するセンサであり、車速センサ２４は、車速（車体速）を検出するセンサである。車輪速センサ２５Ｌ，２５Ｒは、左輪５Ｌの車輪角速度ωL及び右輪５Ｒの車輪角速度ωRをそれぞれ検出するセンサであり、左輪５Ｌの近傍及び右輪５Ｒの近傍のそれぞれに個別に設けられる。
　各モータコントローラ１１，１２は、各インバータ６Ｌ，６Ｒを制御することでモータ２Ｌ，２Ｒの作動状態を制御する電子制御装置である。二つのモータコントローラ１１，１２は、ローカルCANやハードワイヤといった高速通信手段により互いに接続され、情報の送受信が可能である。また、各モータコントローラ１１，１２と上位ECU１０とは、例えばCAN通信可能に接続される。各モータコントローラ１１，１２には、モータ２Ｌ，２Ｒの回転速度を検出する回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒが接続される。なお、回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒとしては、例えばレゾルバ，ホールセンサ，エンコーダなどが挙げられるが、検出精度の高いセンサを用いることが好ましい。
　左回転速度センサ２６Ｌは、左モータ２Ｌに設けられ、左モータ２Ｌの回転速度（左モータ回転角速度ωLm）を検出して二つのモータコントローラ１１，１２のそれぞれに出力する。また、右回転速度センサ２６Ｒは、右モータ２Ｒに設けられ、右モータ２Ｒの回転速度（右モータ回転角速度ωRm）を検出して二つのモータコントローラ１１，１２のそれぞれに出力する。以下の説明において、左右の回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒを特に区別しない場合には「回転速度センサ２６」と表記する。
［１－２．制御構成］
　上位ECU１０は、上記のセンサ２１～２５で検出された車両情報（アクセル開度，ブレーキペダルストローク，舵角，車体速，車輪速）に基づいて、各モータ２Ｌ，２Ｒの要求トルクを演算する。ここで演算される各要求トルクは、ドライバ操作や車両１の走行状態から、車両１で実現すべきトルク（トルクの目標値）である。上位ECU１０は、例えば、ドライバ操作や走行状態に基づいて総駆動トルクを演算し、左右輪５に付与するトルク差の目標値を求め、総駆動トルクと目標のトルク差とから左モータ２Ｌの要求トルク及び右モータ２Ｒの要求トルクを算出してもよい。なお、要求トルクの算出手法は特に限られない。
　二つのモータコントローラ１１，１２の少なくとも一方は、回転速度センサ２６Ｌの検出信号及び回転速度センサ２６Ｒの検出信号に基づいて、上位ECU１０で演算された要求トルクを実現するための二つの指示トルクを演算する。ここで演算される二つの指示トルクのうち、一方は、一方のモータ２を制御するための指示トルクであり、他方は、他方のモータ２を制御するための指示トルクである。以下、回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒの検出信号を、単に「検出信号」という。
　図１に示すように、本実施形態の制御システムでは、右モータ２Ｒを制御するモータコントローラ１１が二つの検出信号に基づいて二つの指示トルクを演算する。以下、このモータコントローラ１１を「メインモータコントローラ１１」ともいう。メインモータコントローラ１１（メイン制御装置）は、二つの指示トルクを演算し、一方の指示トルク（以下「メイン側の指示トルク」という）を用いて右モータ２Ｒ（一方の電動機）を制御する。以下、メインモータコントローラ１１が制御するモータ２（ここでは右モータ２Ｒ）を「メイン側のモータ２」ともいう。
　また、メインモータコントローラ１１は、演算した他方の指示トルクを、左モータ２Ｌを制御するモータコントローラ１２に高速通信手段を介して送信する。以下、他方のモータコントローラ１２を「サブモータコントローラ１２」ともいう。サブモータコントローラ１２は、メインモータコントローラ１１から送信される指示トルク（以下「サブ側の指示トルク」という）を用いて左モータ２Ｌ（他方の電動機）を制御する。以下、サブモータコントローラ１２が制御するモータ２（ここでは左モータ２Ｌ）を「サブ側のモータ２」ともいう。なお、メイン側及びサブ側のモータ２の左右が逆であってもよい。
　つまり、本実施形態の制御システムでは、一つのメインモータコントローラ１１が、二つの検出信号に基づいて、自身の制御対象であるメイン側のモータ２の指示トルクだけでなく、サブ側のモータ２の指示トルクも演算する。メインモータコントローラ１１で演算されたサブ側の指示トルクは、高速通信（例えば高速CAN通信）によりサブモータコントローラ１２に送信される。サブモータコントローラ１２は、メインモータコントローラ１１から受信したサブ側の指示トルクを用いるだけである。このようなシステムにより、二つのモータコントローラ１１，１２間の同期制御が不要となる。なお、二つのモータコントローラ１１，１２間の通信速度は、上位ECU１０と各モータコントローラ１１，１２との間の通信速度よりも高く、例えば10倍程度である。これにより、より精度よくモータ２の制御が可能となる。
　また、本実施形態の制御システムでは、メインモータコントローラ１１が演算したメイン側の指示トルクもサブモータコントローラ１２に高速通信手段を介して送信する。また、サブモータコントローラ１２は、メインモータコントローラ１１と同様、二つの検出信号に基づいて二つの指示トルクを演算する。そして、サブモータコントローラ１２は、演算した一方（メイン側）の指示トルクを、メインモータコントローラ１１から受信したメイン側の指示トルクと比較することでフェイル監視を実施する。さらにサブモータコントローラ１２は、演算した他方（サブ側）の指示トルクを、メインモータコントローラ１１から受信したサブ側の指示トルクと比較することでフェイル監視を実施する。
　このように、サブモータコントローラ１２においても、メインモータコントローラ１１と同等の演算を裏側で行い、メインモータコントローラ１１から受信した二つの指示トルクの値と、自身が演算した二つの指示トルクの値とを比較することで、各モータコントローラ１１，１２の故障，高速通信手段の障害，ハードワイヤの断線といった不具合が監視される。本実施形態の制御システムでは、このフェイル監視をサブモータコントローラ１２のみで実施する。つまり、二つのモータコントローラ１１，１２の役割が明確に分かれている。
　図３及び図４は、実施形態に係る制御システムの構成例を示すブロック図である。なお、回転速度センサ２６の図示は省略しており、検出信号（モータ回転角速度ωLm，ωRm）の入力を図示している。メインモータコントローラ１１及びサブモータコントローラ１２はそれぞれ、第一CANトランス１１ａ，１２ａと、I／O（Input / Output）部１１ｂ，１２ｂと、アプリケーション制御部１１ｃ，１２ｃと、電流制御部１１ｄ，１２ｄと、第二CANトランス１１ｅ，１２ｅと、を備える。なお、図３と図４とでは、アプリケーション制御部１１ｃ，１２ｃにおいて、後述するモータ軸振動抑制制御が実施されるか否かが異なるのみである。
　各CANトランス１１ａ，１１ｅ，１２ａ，１２ｅ及びI／O部１１ｂ，１２ｂはいずれもハードウェア構成である。第一CANトランス１１ａ，１２ａは、上位ECU１０から要求トルクを受信する。また、サブモータコントローラ１２の第一CANトランス１２ａは、メインモータコントローラ１１の第二CANトランス１１ｅから送信されたサブ側の指示トルクも受信する。I／O部１１ｂ，１２ｂは、二つの回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒからのモータ回転角速度ωLm，ωRmを受信し、回転数変換を行って左右の推定車輪速（上記の車輪角速度ωL，ωRに相当する値）を求める。なお、この推定車輪速は、車輪速センサ２５Ｌ，２５Ｒで検出される車輪角速度ωL，ωRに代えて制御に使用可能である。
　一方、アプリケーション制御部１１ｃ，１２ｃ及び電流制御部１１ｄ，１２ｄはいずれもソフトウェア構成であり、モータコントローラ１１，１２の機能を便宜的に分類して示したものである。これらの要素は、独立したプログラムとして各々を記述することができるとともに、複数の要素を合体させた複合プログラムとして記述することもできる。各要素に相当するプログラムは、モータコントローラ１１，１２のメモリや記憶装置に記憶され、プロセッサで実行される。
　図３に示すメインモータコントローラ１１のアプリケーション制御部１１ｃでは、車輪速制御及び軸トルク制御という二種類の制御が実施されることで、各モータ２Ｌ，２Ｒの指示トルクが演算される。なお、図３では、車輪速制御の実施後に軸トルク制御を実施するよう示しているが、これらの順序は逆であってもよい。また、図３に示すサブモータコントローラ１２のアプリケーション制御部１２ｃでは、フェイル監視が実施される。以下、図５及び図６を用いて、車輪速制御及び軸トルク制御の一例について説明する。
　車輪速制御は、上位ECU１０で演算された要求トルクに基づいて車両１の左右の目標車輪速を演算し、この目標車輪速を実現するためのトルク（車軸要求トルク）を、二つの検出信号を用いて演算する制御である。図５に示すように、車輪速制御では、左右それぞれの車軸要求駆動力が入力値として用いられる。車軸要求駆動力は、上位ECU１０で演算された要求トルクに対応し、アプリケーション制御部１１ｃにおいて、車輪速制御の実施前に変換されてもよいし、車輪速制御内で変換してもよい。
　車輪速制御では、左右独立して演算が実施される。また、車輪速制御には、一つのフィードフォワード制御（FF制御）と、一つのフィードバック制御（FB制御）と、目標スリップ率の演算処理及び目標車輪速の演算処理とが含まれる。ここで、目標スリップ率とは、左右輪５のそれぞれのスリップ率の目標値である。目標車輪速は、この目標スリップ率と基準車体速とから求められる。なお、基準車体速は、例えば四輪の車輪速から演算可能であるが、求め方は特に限られない。
　FF制御では、各車軸要求駆動力が車軸要求トルクに変換される。FB制御では、駆動力オブザーバにより演算された推定駆動力と車軸要求駆動力との誤差に基づいて目標スリップ率が演算され、次いで目標車輪速が演算される。そして、目標車輪速とモータ回転角加速度との誤差に基づいて、FF制御で変換された車軸要求トルクに加算するFB量が演算される。なお、駆動力オブザーバは、モータ回転角加速度に、車輪５を含む車軸下流イナーシャを乗じることでイナーシャトルクを算出し、これを車軸要求トルクから減じて、車輪５の有効半径の逆数を乗じることで推定駆動力を演算する推定器である。
　軸トルク制御は、上位ECU１０で演算された要求トルクどおりの軸トルクを実現する制御であり、二つの検出信号を用いたフィードバック制御を含む。図６に示すように、軸トルク制御には、左右それぞれに設けられた、一つのフィードフォワード制御（FF制御）と、一つのフィードバック制御（FB制御）と、軸トルクオブザーバとが含まれる。軸トルクオブザーバは、モータ回転角加速度から求めた車軸上流回転角加速度に、車軸上流モータ等価イナーシャを乗じることでイナーシャトルクを算出し、これを、後述する非干渉化補償器Ｅから出力された第二車軸制御トルクから減じることで推定軸トルクを演算する推定器である。
　FF制御では、各車軸要求トルクが非干渉化補償器Ｅを考慮した値に変換される。なお、本実施形態では、軸トルク制御の前に車輪速制御が実施されるため、車輪速制御の出力値が軸トルク制御の入力値となるが、これらの制御の順序が逆の場合には、出力値と入力値とを逆転させればよい。FB制御では、車軸要求トルクと推定軸トルクとの誤差に基づいて、FF制御後の車軸制御トルクに加算するFB量が演算される。
　ここで、非干渉化補償器Ｅについて簡単に説明する。本実施形態の車両１に搭載される動力分配機構３は、左右のモータ２と左右輪５とを機械的に連結した二入力二出力機構であるため、左右のモータ２のイナーシャトルクの干渉，左右のモータ２の摩擦による干渉，軸と軸受との摩擦や軸とギアとの摩擦による干渉など（以下、これらを「左右の干渉」という）が生じうる。左右の干渉は、左右逆側の車軸制御トルクに影響を及ぼす干渉トルクとなる。非干渉化補償器Ｅは、左右逆側に影響する干渉トルクを打ち消す補償器である。なお、非干渉化補償器Ｅにより干渉トルクが打ち消された車軸制御トルク（「第二車軸制御トルク」という）は、各モータ２Ｌ，２Ｒを制御するためのモータ制御トルク（指示トルク）に変換される。
　図４に示すモータコントローラ１１，１２の各アプリケーション制御部１１ｃ，１２ｃでは、上述した車輪速制御及び軸トルク制御に加え、モータ軸振動抑制制御が実施される。モータ軸振動抑制制御では、モータ制御トルク（指示トルク）と各モータ２Ｌ，２Ｒの回転角速度ωLm，ωRmとに基づいてコギングトルクを抑制する制御が実施される。なお、モータ軸振動抑制制御は、各モータ２Ｌ，２Ｒを制御する各モータコントローラ１１，１２で実施されるため、メインモータコントローラ１１からサブモータコントローラ１２へ通信するときの通信遅れの影響をなくすことができる。
　なお、上述した車輪速制御，軸トルク制御，モータ軸振動抑制制御は必須ではなく、全てを省略してもよいし、いずれか一つだけを実施してもよいし、いずれか二つを組み合わせて実施してもよい。例えば、車輪速制御及び軸トルク制御を省略する場合には、上位ECU１０で演算された要求トルクに対しFF制御を実施して、モータ制御トルク（指示トルク）を算出してもよい。なお、非干渉化補償器Ｅも必須ではなく、省略してもよい。
［１－３．フローチャート］
　次に、図７，図８（ａ）及び図８（ｂ）を用いて、上位ECU１０，メインモータコントローラ１１及びサブモータコントローラ１２でそれぞれ実施されるフローチャートの一例を説明する。各フローチャートは、例えば車両１がReady ON状態になってからReady OFFになるまでの間や車両走行中（車速が０でないとき）など、所定条件下において所定の演算周期で繰り返し実行される。なお、上位ECU１０の演算周期と各モータコントローラ１１，１２の演算周期とは同一であってもよいし、互いに異なってもよい。
　図７に示すように、上位ECU１０は、まず各種センサ２１～２５で検出された車両情報を取得する（ステップＳ１）。次いで、各モータ２Ｌ，２Ｒの要求トルクを算出し（ステップＳ２）、この要求トルクをメインモータコントローラ１１及びサブモータコントローラ１２のそれぞれに送信して（ステップＳ３）、このフローチャートをリターンする。
　図８（ａ）に示すように、メインモータコントローラ１１は、上位ECU１０から要求トルクを取得するとともに（ステップＳ１０）、各回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒの検出信号を取得する（ステップＳ１１）。次いで、モータ回転角速度ωLm，ωRmを回転数処理し（ステップＳ１２）、車輪速制御を実施する（ステップＳ１３）。さらにここでは、軸トルク制御も実施し（ステップＳ１４）、これらによって各モータ２Ｌ，２Ｒの指示トルクを算出する。そして、サブ側の指示トルクをサブモータコントローラ１２に送信し（ステップＳ１５）、メイン側の指示トルクを用いてメイン側のモータ２を制御し（ステップＳ１６）、このフローチャートをリターンする。なお、ステップＳ１３及びＳ１４は入れ替えてもよいし、どちらか一方のみを実施してもよい。
　図８（ｂ）に示すように、サブモータコントローラ１２は、メインモータコントローラ１１からサブ側の指示トルクを取得し（ステップＳ２１）、フェイル監視を実施するとともに（ステップＳ２２）、サブ側の指示トルクを用いてサブ側のモータ２を制御する。なお、ステップＳ２２のフェイル監視では、サブモータコントローラ１２がメインモータコントローラ１１と同等の処理（演算及び制御）を行って二つの指示トルクを算出し、メインモータコントローラ１１からメイン側の指示トルクも取得する。そして、二つのメイン側の指示トルクを比較し、二つのサブ側の指示トルクを比較して、不具合がないかを監視する。
［１－４．作用，効果］
　上述した制御システムでは、二つの回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒの検出信号が二つのモータコントローラ１１，１２のそれぞれに入力されるようになっており、上位ECU１０で演算された要求トルクが実現されるように、下位の二つのモータコントローラ１１，１２の少なくとも一方（ここではメインモータコントローラ１１）において指示トルクが演算される。この演算において、二つの検出信号の値が用いられるため、機構特有の回転干渉を補償するような緻密な演算を実施でき、より正確に要求トルク（例えば、要求指示通りの左右駆動トルクや左右輪５のトルク差）を実現できる。
　上述した制御システムでは、二つのモータコントローラ１１，１２の一方をメイン、他方をサブとし、メインモータコントローラ１１において、二つのモータ２Ｌ，２Ｒの各回転速度ωLm，ωRmを同じタイミングで把握して二つの指示トルクを演算し、サブ側の指示トルクをサブモータコントローラ１２に高速通信で送信する。このため、二つのモータコントローラ１１，１２間での同期制御を不要としながら、回転干渉を補償するような緻密な演算を実施でき、より正確に要求トルクを実現できる。
　また、上記のサブモータコントローラ１２は、メインモータコントローラ１１と同等の演算を行い、サブモータコントローラ１２において二つのフェイル監視を行うため、各モータコントローラ１１，１２の故障や通信障害や断線等を監視することができる。
　上述した制御システムでは、メインモータコントローラ１１において、上位ECU１０で演算された要求トルクどおりの軸トルクを実現する軸トルク制御が実施される。この軸トルク制御は、二つの検出信号を用いたFB制御を含んでおり、要求トルクを実現可能なモータ２Ｌ，２Ｒの指示トルクを演算することができる。なお、本実施形態では、軸トルク制御の下流側に非干渉化補償器Ｅが設けられているため、左右の干渉を打ち消すことができ、等価的に左右独立した機構として扱うことができるため、制御構成を簡素化できる。
　さらに上述した制御システムでは、メインモータコントローラ１１において、目標車輪速を実現する車輪速制御が実施される。メインモータコントローラ１１は、上位ECU１０で演算された要求トルクに基づき目標車輪速を算出し、二つの検出信号を用いて、この目標車輪速を実現可能なモータ２Ｌ，２Ｒの指示トルクを演算する。このため、上位ECU１０で演算された要求トルクを、車輪速という側面から実現することができる。
＝＝第二実施形態＝＝
［２－１．構成］
　次に、第二実施形態に係る制御システムについて説明する。本実施形態の制御システムも、図２に示す動力分配機構３を備えた、図１に示す車両１に適用可能である。本実施形態の制御システムは、第一実施形態と比較して、二つのモータコントローラに、メイン側，サブ側といった区別をつけない点が異なる。すなわち、本実施形態の制御システムは、図１中のメインモータコントローラ１１及びサブモータコントローラ１２から「メイン」及び「サブ」という役割を除いたものである。
　図９は、本実施形態の制御システムの構成例を示すブロック図であり、図３に対応する。第一モータコントローラ１３及び第二モータコントローラ１４は、モータ２の制御に関する電子制御装置であり、高速通信手段を介して互いに接続される。ここでは、第一モータコントローラ１３が右モータ２Ｒを制御し、第二モータコントローラ１４が左モータ２Ｌを制御する場合を例示するが、左右のモータ２Ｌ，２Ｒがこれと逆であってもよい。
　二つのモータコントローラ１３，１４は、互いに同様に構成される。具体的には、各モータコントローラ１３，１４は、上記のモータコントローラ１１と同様、第一CANトランス１３ａ，１４ａと、I／O（Input / Output）部１３ｂ，１４ｂと、アプリケーション制御部１３ｃ，１４ｃと、電流制御部１３ｄ，１４ｄと、第二CANトランス１３ｅ，１４ｅと、を備える。第一実施形態と異なる点は、いずれのアプリケーション制御部１３ｃ，１４ｃにおいても、上述した、車輪速制御，軸トルク制御及びフェイル監視が実施されることである。
　つまり、第一モータコントローラ１３は、二つの検出信号に基づき、二つのモータ２の指示トルクを演算し、演算した一方の指示トルクを用いて一方のモータ２（ここでは右モータ２Ｒ）を制御する。同様に、第二モータコントローラ１４は、二つの検出信号に基づき、二つのモータ２の指示トルクを演算し、演算した他方の指示トルクを用いて他方のモータ２（ここでは左モータ２Ｌ）を制御する。さらに、各モータコントローラ１３，１４は、高速通信手段を介して、演算した二つの指示トルクを互いに送受信し、フェイル監視を実施する。
　さらに本実施形態の制御システムでは、各モータコントローラ１３，１４が、演算した指示トルクと、高速通信手段を介して受信した指示トルクとを比較して同期制御を実施する。各モータコントローラ１３，１４は、この同期制御において、比較した二つの指示トルクの値が一致するか否かを判定し、判定結果に応じた信号情報（例えばフラグ情報）を送受信して、信号情報を参照して各モータ２を制御する。
　各モータコントローラ１３，１４は、所定の演算周期で二つの指示トルクを演算するが、同期制御のために、少なくとも自身が制御するモータ２の指示トルクの値を一定周期分（例えば、現在の演算周期から過去に遡って数～１０周期分）だけ記憶しておく。すなわち、第一モータコントローラ１３は、演算した右モータ２Ｒの指示トルクの値を一定周期分だけ記憶し、第二モータコントローラ１４は、演算した左モータ２Ｌの指示トルクの値を一定周期分だけ記憶する。なお、記憶される指示トルクの値は、演算されるたびに更新される。
　各モータコントローラ１３，１４は、同期制御において、自身が制御するモータ２の指示トルク同士を比較する。すなわち、第一モータコントローラ１３は、演算した右モータ２Ｒの指示トルクと、第二モータコントローラ１４から受信した右モータ２Ｒの指示トルクとを比較する。第二モータコントローラ１４は、演算した左モータ２Ｌの指示トルクと、第一モータコントローラ１３から受信した左モータ２Ｌの指示トルクとを比較する。
　各モータコントローラ１３，１４は、比較した指示トルク同士が一致する場合には、一致すること示す信号情報（例えばフラグＴ）を送信する。
　各モータコントローラ１３，１４は、比較した指示トルク同士が一致しない場合には、記憶している過去の指示トルクのなかに、反対側のモータコントローラ１４，１３から受信した指示トルクと一致する値が存在する否かを判定する。
　各モータコントローラ１３，１４は、一致する値が存在する場合には、現時点から遡った回数を示す信号情報を送信する。信号情報としては、例えば、現時点から一回前の演算周期の指示トルクが、受信した指示トルクの値と一致した場合には、遡った回数が１であるため「フラグＦ１」とし、遡った回数が２であれば「フラグＦ２」とし、遡った回数がｎ回であれば「フラグＦｎ」とする。
　また、各モータコントローラ１３，１４は、一致する値が存在しない場合には、一致しないことを示す信号情報（例えばフラグＦ０）を送信する。
　図１０は、同期制御の一例を説明するための表である。
　第一モータコントローラ１３は、右モータ２Ｒに対する二つの指示トルク（すなわち、第一モータコントローラ１３で演算した指示トルクと第二モータコントローラ１４から受信した指示トルク）を比較する。これらが互いに一致する場合は左列に該当し、フラグＴを送信する。これらが一致しない場合は、自身が演算した指示トルクについて過去の演算結果を遡り、Ｘ回前に一致する値が存在する場合には、右列に該当し、フラグＦＸを送信する。一方、記憶している指示トルクのなかに一致する値が存在しない場合には、中央の列に該当し、フラグＦ０を送信する。
　同様に、第二モータコントローラ１４は、左モータ２Ｌに対する二つの指示トルク（すなわち、第二モータコントローラ１４で演算した指示トルクと第一モータコントローラ１３から受信した指示トルク）を比較する。これらが互いに一致する場合は上行に該当し、フラグＴを送信する。これらが一致しない場合は、自身が演算した指示トルクについて過去の演算結果を遡り、Ｙ回前に一致する値が存在する場合には、下行に該当し、フラグＦＹを送信する。一方、記憶している指示トルクのなかに一致する値が存在しない場合には、中央の行に該当し、フラグＦ０を送信する。
　各モータコントローラ１３，１４がいずれもフラグＴを送信した場合、すなわち、左右の指示トルクがいずれも一致している場合（図１０の左上欄のとき）は、二つのモータコントローラ１３，１４間に演算タイミングのずれが生じていない（同期がとれている）ため、演算した指示トルクを特に補正することなく使用する。
　第一モータコントローラ１３がフラグＦ０（不一致）を送信し、第二モータコントローラ１４がフラグＦＹ（Ｙ回遅れ）を送信した場合、第二モータコントローラ１４の演算タイミングが第一モータコントローラ１３の演算タイミングに比べてＹ回分遅れていることになる。そのため、この場合は、第一モータコントローラ１３で演算された右モータ２Ｒの指示トルクは補正せずにそのままとし、第二モータコントローラ１４で演算された左モータ２Ｌの指示トルクをＹ回分遅延させた値に置換する。
　次回以降の演算周期では、各モータコントローラ１３，１４での演算は継続して行うものの、遅れている第二モータコントローラ１４が第一モータコントローラ１３に追いつくまでの間（すなわち、Ｙ回の演算周期の間）、第一モータコントローラ１３は、右モータ２Ｒの指示トルクの値を固定する。つまり、二つのモータコントローラ１３，１４の同期がとれるまでは、進んでいる第一モータコントローラ１３は、裏で演算は続けているものの、そのままの指示トルク値で待機することになる。そして、第二モータコントローラ１４の演算タイミングが第一モータコントローラ１３に追いついた以降は、再び上述した同期制御を実施する。
　また、第二モータコントローラ１４がフラグＦ０（不一致）を送信し、第一モータコントローラ１３がフラグＦＸ（Ｘ回遅れ）を送信した場合も同様に、第一モータコントローラ１３の演算タイミングが第二モータコントローラ１４の演算タイミングに比べてＸ回分遅れている。このため、この場合は、第二モータコントローラ１４で演算された左モータ２Ｌの指示トルクは補正せずにそのままとし、第一モータコントローラ１３で演算された右モータ２Ｒの指示トルクをＸ回分遅延させた値に置換する。
　次回以降の演算周期も同様に、各モータコントローラ１３，１４での演算は継続して行うものの、遅れている第一モータコントローラ１３が第二モータコントローラ１４に追いつくまでの間（すなわち、Ｘ回の演算周期の間）、第二モータコントローラ１４は、左モータ２Ｌの指示トルクの値を固定する。つまり、二つのモータコントローラ１３，１４の同期がとれるまでは、進んでいる第二モータコントローラ１４は、裏で演算は続けているものの、そのままの指示トルク値で待機することになる。そして、第一モータコントローラ１３の演算タイミングが第二モータコントローラ１４に追いついた以降は、再び上述した同期制御を実施する。
　上述した３パターン以外の信号情報の場合は、二つのモータコントローラ１３，１４のいずれか一方の演算タイミングが単に遅れている、という状況でない可能性がある。したがって、この場合は、二つのモータコントローラ１３，１４のいずれか一方を、上述した第一実施形態のメインモータコントローラ１１のように、「メイン」に設定し、メインモータコントローラ１３又は１４で演算された指示トルクを用いてモータ２を制御する。いずれのモータコントローラ１３，１４をメインに設定するかは適宜決めることができる。一例としては、比較の結果、一致していると判定したモータコントローラ１３又は１４をメインに設定する方法が挙げられる。また、遅れ回数Ｘ，Ｙが少ない方のモータコントローラ１３又は１４をメインに設定することも考えられる。
　なお、ここで例示した同期制御は一例であって、本手法以外の方法で二つのモータコントローラ１３，１４の同期をとるよう制御してもよい。例えば、同期制御において、各モータコントローラ１３，１４は自身が制御するモータ２の指示トルクだけでなく、反対側のモータ２の指示トルクについても比較してもよい。また、各モータコントローラ１３，１４は、比較した二つの指示トルクの値が一致するか否かだけを判定し、一致することを示す信号情報と、一致しないことを示す信号情報とを送受信して、この信号情報に基づき各モータ２を制御してもよい。この場合は、各モータコントローラ１３，１４において演算結果を一定周期分だけ記憶しておく必要はない。なお、信号情報としてフラグ情報を用いる場合を例示したが、判定結果や遅れ回数Ｘ，Ｙ等を識別できる信号情報であればよい。
［２－２．フローチャート］
　図１１は、本実施形態の各モータコントローラ１３，１４で実施されるフローチャート例である。なお、本実施形態の上位ECU１０は、図７のフローチャートのステップＳ３において、「メインモータコントローラ１１とサブモータコントローラ１２」の代わりに、第一モータコントローラ１３と第二モータコントローラ１４」に要求トルクを送信する。
　図１１に示すように、各モータコントローラ１３，１４は、上位ECU１０から要求トルクを取得するとともに（ステップＳ３０）、各回転速度センサ２６Ｌ，２６Ｒの検出信号を取得する（ステップＳ３１）。次いで、モータ回転角速度ωLm，ωRmを回転数処理し（ステップＳ３２）、車輪速制御を実施する（ステップＳ３３）。さらにここでは、軸トルク制御も実施し（ステップＳ３４）、これらによって各モータ２Ｌ，２Ｒの指示トルクを算出する。
　次に、フェイル監視を実施する（ステップＳ３５）。このフェイル監視では、各モータコントローラ１３，１４が演算した二つの指示トルクを反対側のモータコントローラ１４，１３との間で送受信し、指示トルク値を比較することで、各モータコントローラ１３，１４の故障，高速通信手段の障害，ハードワイヤの断線といった不具合を監視する。
　また、各モータコントローラ１３，１４は、自身が制御しない反対側のモータ２の指示トルクを送信するとともに（ステップＳ３６）、自身が制御するモータ２の指示トルクを受信して（ステップＳ３７）、同期制御を実施する（ステップＳ３８）。そして、自身が制御するモータ２の指示トルクを用いてモータ２を制御する（ステップＳ３９）。
［２－３．作用，効果］
　したがって、本実施形態の制御システムにおいても、第一実施形態と同様、二つの検出信号が二つのモータコントローラ１３，１４のそれぞれに入力されるようになっており、上位ECU１０で演算された要求トルクが実現されるように、下位の二つのモータコントローラ１３，１４の両方において指示トルクが演算される。この演算において、二つの検出信号の値が用いられるため、機構特有の回転干渉を補償するような緻密な演算を実施でき、より正確に要求トルク（例えば、要求指示通りの左右駆動トルクや左右輪５のトルク差）を実現できる。
　また、本実施形態では、両方のモータコントローラ１３，１４が同等の演算（制御）を実施して二つの指示トルクをそれぞれ算出し、互いの演算結果（二つの指示トルク）を送受信してフェイル監視をそれぞれで行う。これにより、検出信号の有無や送受信した相互の指示トルクの情報を比較することでフェイル監視を行うことができ、各モータコントローラ１３，１４の故障や、通信障害，断線等をより監視することができる。
　ただし、本実施形態の制御システムでは、第一実施形態と比較して、各モータコントローラ１３，１４で指示トルクが演算されるため、演算タイミングのずれが生じる可能性がある。これに対し、各モータコントローラ１３，１４は、自身が演算した指示トルクと、反対側のモータコントローラ１４，１３から受信した指示トルクとを比較し、同期制御を実施する。これにより、各モータコントローラ１３，１４での指示トルクの演算タイミングにずれがあったとしても、そのずれを解消することができ、より正確に要求トルクを実現できる。
　特に、上述した同期制御では、各モータコントローラ１３，１４が、過去の演算結果を一定周期分だけ記憶しておき、比較した二つの指示トルクが一致しない場合には、記憶している過去の指示トルクの中に、受信した指示トルクと一致する値が存在するか否かを判定する。そして、この判定結果に基づいた信号情報を送信し、反対側のモータコントローラ１４，１３がこの信号情報を受信する。各モータコントローラ１３，１４は、これら信号情報を参照してモータ２を制御するため、より高精度な同期制御を実施することができ、正確な要求トルクの実現を図ることができる。
　なお、第一実施形態と同様の構成については、第二実施形態の制御システムにおいても、同様の効果を得ることができる。
＝＝その他＝＝
　上述した車両１の構成は一例であって、上述したものに限られない。例えば、動力分配機構３の構成は図２に示すものに限られず、様々な構成の遊星歯車機構や遊星歯車機構以外の機構を採用可能である。また、増幅機能を備えない差動機構により、左右輪５にトルク差が付与される車両であってもよい。
　また、車両１は、二輪駆動（後輪駆動、前輪駆動）車両であってもよいし、四輪駆動車両であってもよい。四輪駆動車両である場合は、前後輪の少なくとも一方において、二つの電動機によって左右輪にトルク差を付与する差動機構が接続されていればよい。
　１　車両
　２　モータ（電動機）
　２Ｌ　左モータ
　２Ｒ　右モータ
　３　動力分配機構（差動機構）
　５　左右輪，車輪
　７　バッテリ
　１０　上位ECU（上位制御装置）
　１１　メインモータコントローラ（制御装置）
　１２　サブモータコントローラ（制御装置）
　１３　第一モータコントローラ（制御装置）
　１４　第二モータコントローラ（制御装置）
　２１　アクセル開度センサ
　２２　ブレーキセンサ
　２３　舵角センサ
　２４　車速センサ
　２５，２５Ｌ，２５Ｒ　車輪速センサ
　２６　回転速度センサ
　２６Ｌ　左回転速度センサ
　２６Ｒ　右回転速度センサ

Claims (8)

  1. 　左右輪にトルク差を付与する差動機構と前記差動機構に接続される二つの電動機とを具備する車両の制御システムであって、
    　高速通信手段により互いに接続され、前記二つの電動機をそれぞれ制御する二つの制御装置と、
    　一方の前記電動機の回転速度を検出して前記二つの制御装置のそれぞれに出力する第一回転速度センサと、
    　他方の前記電動機の回転速度を検出して前記二つの制御装置のそれぞれに出力する第二回転速度センサと、
    　前記車両の車両情報に基づいて各々の前記電動機の要求トルクを演算する上位制御装置と、を備え、
    　前記二つの制御装置の少なくとも一方は、前記第一回転速度センサの検出信号及び前記第二回転速度センサの検出信号に基づいて、前記上位制御装置で演算された前記要求トルクを実現するための二つの指示トルクを演算する
    ことを特徴とする、車両の制御システム。
  2. 　一方の前記制御装置は、二つの前記検出信号に基づき前記二つの指示トルクを演算し、当該演算した一方の前記指示トルクを用いて前記一方の電動機を制御するとともに、当該演算した他方の指示トルクを他方の前記制御装置に前記高速通信手段を介して送信するメイン制御装置であり、
    　前記他方の制御装置は、前記メイン制御装置から送信される前記他方の指示トルクを用いて前記他方の電動機を制御するサブ制御装置である
    ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御システム。
  3. 　前記メイン制御装置は、前記メイン制御装置が演算した前記一方の指示トルクも前記サブ制御装置に前記高速通信手段を介して送信し、
    　前記サブ制御装置は、前記二つの検出信号に基づき前記二つの指示トルクを演算し、当該演算した一方の前記指示トルクを前記メイン制御装置から受信した前記一方の指示トルクと比較することでフェイル監視を実施するとともに、当該演算した他方の指示トルクを前記メイン制御装置から受信した前記他方の指示トルクと比較することでフェイル監視を実施する
    ことを特徴とする、請求項２に記載の車両の制御システム。
  4. 　一方の前記制御装置は、二つの前記検出信号に基づき前記二つの指示トルクを演算し、演算した一方の前記指示トルクを用いて一方の前記電動機を制御し、
    　他方の前記制御装置は、前記二つの検出信号に基づき前記二つの指示トルクを演算し、演算した他方の前記指示トルクを用いて他方の前記電動機を制御し、
    　各々の前記制御装置は、前記高速通信手段を介して、演算した前記二つの指示トルクを互いに送受信してフェイル監視を実施する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御システム。
  5. 　前記各制御装置は、演算した前記指示トルクと、前記高速通信手段を介して受信した前記指示トルクとを比較して同期制御を実施するものであって、
    　前記各制御装置は、前記同期制御において、比較した二つの前記指示トルクの値が一致するか否かを判定し、判定結果に応じた信号情報を送受信して、前記信号情報を参照して前記各電動機を制御する
    ことを特徴とする、請求項４に記載の車両の制御システム。
  6. 　前記各制御装置は、所定の演算周期で前記二つの指示トルクを演算し、少なくとも自身が制御する前記電動機の前記指示トルクの値を一定周期分だけ記憶するものであって、
    　前記同期制御において、
    　自身が制御する前記電動機の前記指示トルク同士を比較し、
    　比較した前記指示トルク同士が一致する場合には、一致することを示す前記信号情報を送信し、
    　比較した前記指示トルク同士が一致しない場合には、記憶している過去の前記指示トルクの中に前記受信した指示トルクと一致する値が存在する否かを判定して、
    　前記一致する値が存在する場合には、現時点から遡った回数を示す前記信号情報を送信し、
    　前記一致する値が存在しない場合には、一致しないことを示す前記信号情報を送信する
    ことを特徴とする、請求項５に記載の車両の制御システム。
  7. 　前記少なくとも一方の前記制御装置は、二つの前記検出信号を用いたフィードバック制御を含み、前記上位制御装置で演算された前記要求トルクどおりの軸トルクを実現する軸トルク制御を実施する
    ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の車両の制御システム。
  8. 　前記少なくとも一方の前記制御装置は、前記上位制御装置で演算された前記要求トルクに基づいて前記車両の左右の目標車輪速を演算し、二つの前記検出信号を用いて前記左右の目標車輪速を実現する車輪速制御を実施する
    ことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の車両の制御システム。
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