CN109484203A - 滑移控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种滑移控制装置，其即使在于低速时车轮旋转速度的测定精度变差的情况下，仍可进行稳定的滑移控制，可防止车辆动作紊乱的情况。适用于滑移控制装置(11)，其计算车轮旋转速度(ω)与允许旋转速度(ω’)的偏差(Δω)或滑移率(λ)的偏差(Δλ)，并且采用积分补偿、比例补偿或者微分补偿或两者同时进行的可变的各增益(K_I、K_P、K_D)，通过上述偏差(Δω)而进行反馈控制。包括反馈增益变更部(14、14A)，该反馈增益变更部(14、14A)在车速V小于等于阈值V_th时，使用于上述反馈控制的增益中的比例增益K_p、微分增益K_D的任一者或两者降低，积分增益K1维持不变或降低。

Description

滑移控制装置

相关申请

本申请要求申请日为2017年9月13日、申请号为JP特愿2017—175418号以及2018年2月1日、申请号为JP特愿2018—016389号申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。

技术领域

本发明涉及抑制车辆的轮胎滑移的滑移控制装置，本发明特别是涉及通过电动机而驱动各车轮的电动汽车的滑移控制装置。

背景技术

在过去，人们知道有下述滑移控制装置，其中，防止在车辆的加速时或减速时车轮自旋或锁定的情况。比如，在于专利文献1中记载的方法中，在加速时驱动轮的角加速度的值超过角加速度阈值的场合，采用包括角加速度与反馈增益相乘的项的转矩指令补偿值，对转矩指令进行反馈控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平8—182119号公报

专利文献2：JP特开2017—022870号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1中记载有下述的方法，其中，在于加速时，驱动轮的角加速度的值超过角加速度阈值的场合，采用包括角加速度与反馈增益相乘的值的转矩指令补偿值，对转矩指令进行反馈控制，由此，进行滑移控制。在该滑移控制中，对应于车轮旋转速度设定变更角加速度阈值或反馈增益。

在这里，在专利文献1的方法中，考虑电动机的输出特性，为了在高旋转区域不产生大转矩，变更反馈增益。但是，没有考虑低速行驶时的车轮旋转速度的测定值的变动。车轮旋转速度根据单位时间的输入脉冲数量的变化而进行测定。由于在低速行驶时，单位时间的输入脉冲数量本身减少，故测定精度恶化。如果车轮旋转速度的测定精度恶化，由于因反馈控制产生振动，故无法进行稳定的反馈控制。

即使在于不通过车轮旋转速度而采用滑移率进行反馈控制的情况下，与上述场合相同，如果车轮旋转速度的测定值变动，则无法进行稳定的反馈控制。其原因在于：滑移率λ根据车轮旋转速度ω和车速V，通过下述的计算式(式(1))而计算，但是，在式(1)中包括车轮旋转速度。另外R₀为轮胎的半径。

数学公式1

为了抑制振动，人们还考虑一律地减小增益的方法，但是，如果减小增益，由于滑移控制的响应性降低，故具有无法防止车轮自旋或锁定的可能性。

另外，如果在车速V高时，车轮自旋或锁定，则具有车辆动作紊乱而产生危险的情况。

本发明的目的在于提供一种滑移控制装置，其中，即使在于低速时，车轮旋转速度的测定精度恶化的情况下，仍可进行稳定的滑移控制，可防止车辆动作紊乱的情况。

用于解决课题的技术方案

在下面，为了容易理解，参照实施方式的标号而进行说明。

本发明的第1方案的滑移控制装置11装载于可进行电动机4的牵引的加速和再生的减速的车辆1上，该滑移控制装置11计算车轮旋转速度偏差Δω，该车轮旋转速度偏差Δω指车轮旋转速度ω相对允许车轮旋转速度ω’的偏差，并且采用下述增益根据上述车轮旋转速度偏差Δω获得反馈运算值K_PID，该增益为，进行比例补偿的可变的比例增益K_P与进行微分补偿的可变的微分增益K_D的至少一者的增益、与进行积分补偿的可变的积分增益K_I，采用上述反馈运算值K_PID而变更已输入的制驱动指令值，驱动上述电动机4，其特征在于，

该滑移控制装置包括反馈增益变更部14，该反馈增益变更部14在车速V小于等于规定的阈值V_th(V_{th_P}、V_{th_I}、V_{th_D})时，在上述比例增益K_P以及微分增益K_D中，上述反馈运算值K_PID的获得所用的增益为比例增益K_P以及微分增益K_D的两者的场合，降低这两者的增益K_P、K_D或任一者的增益，在上述反馈运算值K_PID的获得所用的增益为比例增益K_P以及微分增益K_D的任一者的场合，降低所使用增益，将上述积分增益K_I维持原样或降低，

在作为上述各增益K_I、K_P、K_D的降低后的大小相对降低前的大小的降低后比例α_P、α_I、α_D中，将上述积分增益K_I的上述降低后的比例α_I设为最大。

又，上述降低后比例α_P、α_I、α_D中，关于没有降低的增益也包括维持场合的比例。又，上述[将上述积分增益K_I的上述降低后的比例α_I设为最大]，包括其它任何增益K_P、K_D的降低后的比例α_P、α_D与积分增益K_I的降低后的比例α_I为相同的场合，只要满足后述的[应满足的关系]所述的事项即可。

上述规定的阈值V_th和允许车轮旋转速度ω’为通过设计等而适当确定。

如果对该构成进行说明，反馈增益变更部14在车速V小于等于规定的阈值V_th时，使反馈增益降低，但是，上述滑移控制装置11计算上述反馈运算值K_PID而进行反馈控制可以采用PID控制、PI控制、以及ID控制的任一者。在某车速阈值V_th以下时，虽然如上述那样降低增益，但是关于降低后与降低前的增益的大小比例的大小关系，如果积分的增益K_I的上述降低后的比例α_I变得最大，其它为任何关系均可。

在PID控制的场合，仅降低比例增益K_P以及微分增益K_D中的任何一也可以。但是，在平时积分增益K₁的上述降低后的比例α_I必须变为最大，所以，该场合必然不使积分增益K₁的值降低。

即，各增益K_P、K_I、K_D的降低后比例α_P、α_I、α_D包括满足下述条件场合的所有情况。

[应满足的关系]

PID控制的场合，α_I≧α_P且α_I≧α_D(其中，α_P与α_D的大小关系没有要求。)

PI控制的场合，α_I≧α_P

ID控制的场合，α_I≧α_D

其中，

α_P＝K_P/K_{B_P}，α_I＝K_I/K_{B_I}，α_D＝K_D/K_{B_D}。

在此，

K_P、K_I、K_D为降低后(降低中途)的各增益的大小，

K_{B_P}、K_{B_I}、K_{B_D}为降低前的各增益的大小(基准值)。

又，在该说明书中，关于各增益，在不特意区别降低前后而显示的场合，与降低后(降低中途)相同，标记为K_P、K_I、K_D。

在此，如果将各增益从基准值降低的车速V的阈值设为V_{th_P}、V_{th_I}、V_{th_D}，则必然需要满足下述式。

V_{th_I}≦V_{th_P}、V_{th_D}

此时，不问V_{th_P}与V_{th_D}的大小关系，上述3个阈值全部相同(V_{th_P}＝V_{th_I}＝V_{th_D}＝V_th)也可。

0km/h时的各增益的降低后的比例为α_{0_P}、α_{0_I}、α_{0_D}时，如果满足上述α_P＝K_P/K_{B_P}、α_I＝K_I/K_{B_I}、α_D＝K_D/K_{B_D}的关系式，将α_{0_P}、α_{0_I}、α_{0_D}如何设定也没有关系。将V₀设定为0<V₀<V_th(＝V_{th_P}、V_{th_D}之中大的一者)，将α_{0_P}、α_{0_I}、α_{0_D}的任一者或多个维持在V₀。

上述第2方案的滑移控制装置11装载于可进行电动机4的牵引的加速和再生的减速的车辆1上，该滑移控制装置计算下述滑移率λ相对滑移率允许值λ’的滑移率偏差Δλ，该滑移率λ根据车轮旋转速度ω和车速V而计算，并且采用下述增益，根据上述滑移率偏差Δλ获得反馈运算值K_PID，采用上述反馈运算值K_PID而变更已输入的制驱动指令值，驱动上述电动机4，上述增益为，进行比例补偿的可变的比例增益K_P以及进行微分补偿的可变的微分增益K_D中的至少一者的增益、进行积分补偿的可变的积分增益K_I，其特征在于，

该滑移控制装置包括反馈增益变更部14A，该反馈增益变更部14A在车速V小于等于阈值V_th(V_{th_P}、V_{th_I}、V_{th_D})时，在上述比例增益K_P以及微分增益K_D中，上述反馈运算值K_PID的获得所用的增益为比例增益K_P以及微分增益K_D的两者的场合，降低这两者的增益K_P、K_D或任一者的增益，在上述反馈运算值K_PID的计算所用的增益为比例增益K_P以及微分增益K_D的任一者的场合，降低所使用增益，将上述积分增益K_I维持原样或降低，

在作为上述各增益K_P、K_I、K_D的降低后的大小相对降低前的大小的降低后比例α_P、α_I、α_D中，将上述积分增益K_I的上述降低后的比例α_I设为最大。

又，在上述降低后比例α_P、α_I、α_D中，关于不降低的增益，也包含维持场合的比例。又，降低增益的条件以及方法，与第1构成相关的滑移控制装置11相同。例如，与第1构成相关的滑移控制装置11相同，反馈控制可以采用PID控制、PI控制以及ID控制的任一者。在降低上述增益时，在PID控制的场合，也可降低比例增益K_P以及微分增益K_D的两者，或仅降低任何一方。

上述规定的阈值V_th和允许滑移率允许值λ’为通过设计等而适当确定的值。

以下，对这些第1、第2的构成相关的滑移控制装置11的作用进行说明。

在低速行驶时，在车轮旋转速度ω的检测输出为脉冲的场合，因为单位时间的输入脉冲数减少等，车轮旋转速度ω的测定精度恶化。因此，车轮旋转速度偏差Δω(比如，车轮旋转速度ω相对将车轮旋转速度ω乘以规定的常数而得到的允许车轮旋转速度ω’的偏差Δω、滑移率偏差Δλ(相对滑移率允许值λ’(上限值(＞0)或下限值(≦0)的滑移率λ的偏差))的变动变大。

在此，反馈控制存在比例补偿、积分补偿以及微分补偿。微分补偿以及比例补偿根据车轮旋转速度偏差Δω或滑移率偏差Δλ的变动容易产生振动。微分补偿因为对车轮旋转速度偏差Δω或滑移率偏差Δλ进行微分，会对振动产生增幅。比例补偿也会将车轮旋转速度偏差Δω或滑移率偏差Δλ的变动如原样反应于补偿值。一方面，积分补偿即使在车轮旋转速度偏差Δω或滑移率偏差Δλ变动时，也难以产生振动。积分补偿对车轮旋转速度偏差Δω或滑移率偏差Δλ进行积分，车轮旋转速度偏差Δω或滑移率偏差Δλ的变动的影响变小。

因此，在低速行驶时使容易发生振动的比例补偿以及微分补偿的各增益(各比例增益K_P、以及微分增益K_D)降低或为零，将比例补偿以及微分补偿进行减弱或无效化。由此，在低速时即使车轮旋转速度ω的测定精度恶化，也能够进行稳定的滑动控制，能够防止车辆动作失常。

上述反馈增益变更部14(14A)判断车辆是处于加速还是处于减速，在加速时和减速时，使下述增益的降低的方法不同，该方法为，在上述车速V在上述阈值V_th以下时，对上述比例增益K_P、积分增益K_I、以及微分增益K_D中任一个或多个进行降低。即，在加速时和减速时，即使使增益降低的补偿种类变化，或降低的程度变化，或低下的程度的变化进行变化也可。在减速时和加速时，相对稳定的滑动控制的各增益K_P、K_I、K_D的影响不同，因此，优选加速时和减速时的上述增益的降低的方法进行变化。

上述第1构成的滑移控制装置11还包括：

允许旋转速度获得部12，该允许旋转速度获得部12适用已确定的规则，根据影响滑移率的车轮的因子的状态量的检测值获得上述允许车轮旋转速度ω’；

车轮旋转速度偏差计算部13，该车轮旋转速度偏差计算部13计算上述车轮旋转速度偏差Δω；

控制器15A，该控制器15A采用分别进行上述比例补偿、积分补偿及微分补偿的各上述增益K_P、K_I、K_D，根据上述车轮旋转速度偏差Δω获得上述反馈运算值K_PID；

制驱动指令值计算部16，该制驱动指令值计算部16采用上述反馈运算值K_PID变更上述已输入的制驱动指令值，将其输出给上述电动机4的控制器10，

上述反馈增益变更部14在车辆减速时，与相同车速的加速时相比，将下述值设置得更小也可，该值为，将比例增益K_P或微分增益K_D的上述变化后比例α_P’、α_I’、α_D’除以积分增益K_I的上述降低后比例α_I’的值。

即，减速时的各增益K_P、K_I、K_D的上述变化后比例(变化后相对变化前的比例)分别为α_P’、α_I’、α_D’、加速时的各增益K_P、K_I、K_D的上述变化后比例(变化后相对变化前的大小的比例)分别为α_P、α_I、α_D时，以满足以下的关系的方式变更增益K_P、K_I、K_D。

如果是PID控制，α_P/α_I≧α_P’/α_I’且α_D/α_I≧α_D’/α_I’

如果是PI控制，α_P/α_I≧α_P’/α_I’

如果是ID控制，α_D/α_I≧α_D’/α_I’

在减速时，为了使积分补偿处于支配地位，变化增益K_P、K_I、K_D，由此，可进行更加稳定的反馈控制。在该场合，在加速时和减速时比较积分增益K_I的上述比例α_I的场合，将加速时的场合变小的方面具有效果。又，加速时与减速时在比较比例补偿、微分补偿的增益K_P、K_D的场合，将加速时的场合减小的方面是有效果的。又，加速时和减速时在比较比例补偿、微分补偿的增益K_P、K_D的上述比例α_P’、α_D’的场合，减小减速时的场合具有效果。

作为上述已确定的规则，比如也可通过图表等而确定车速V和操纵角δh的检测值与允许旋转速度ω’的关系，上述允许旋转速度获得部12用该已确定的关系而获得允许旋转速度ω’。另外，还可考虑横摆角速度γ而获得允许旋转速度ω’。也可代替之，而上述允许旋转速度获得部12将规定的常数与车轮旋转速度ω的检测值相乘而得到的值作为允许旋转速度ω’。

上述第2方案的滑移控制装置11还包括：滑移率计算部21，该滑移率计算部21根据上述车轮旋转速度ω和上述车速V5计算滑移率λ；滑移率偏差计算部22，该滑移率偏差计算部22计算滑移率偏差Δλ；控制器15A，该控制器15A采用上述比例补偿、积分补偿与微分补偿的各上述增益K_P、K_I、K_D，根据上述滑移率偏差Δλ获得反馈运算值K_PID；制驱动指令值计算部16A，该制驱动指令值计算部16A采用上述反馈运算值K_PID变更上述已输入的制驱动指令值，将其输出给上述电动机4的控制器，上述反馈增益变更部14A在车辆减速时，与相同车速的加速时相比，将下述值设置得更小，该值为，将比例增益K_P或微分增益K_D的上述变化后比例α_P’、α_I’、α_D’除以积分增益K_I的上述降低后比例α_I’的值。

与第1构成相同，为满足以下的关系，变更增益K_P、K_I、K_D。

如果是PID控制，α_P/α_I≧α_P’/α_I’且α_D/α_I≧α_D’/α_I’

如果是PI控制，α_P/α_I≧α_P’/α_I’

如果是ID控制，α_D/α_I≧α_D’/α_I’

如此，在减速时为了使积分补偿处于支配地位，变化增益K_P、K_I、K_D，由此，能进行更稳定的反馈控制。

其中，上述反馈增益变更部14在车速V为上述阈值V_th以下时，将比例增益K_P以及微分增益K_D的任何一者或两者变更为零或与零接近的值。如此，在将比例增益K_P以及微分增益K_D的任意一者或两者变更为零或接近零的值，由此，上述降低后比例α_P(α_{0_P})或α_D(α_{0_D})或者两者为零或接近零的值，上述[接近零的值]为控制上视作零的值，根据设计而确定。

也可在上述车辆1中，以可独立控制的方式设置多个驱动轮2，上述电动机4按照驱动上述多个驱动轮2中的各驱动轮2的方式构成。可独立地控制驱动轮2的车辆1的上述电动机4既可为轮毂电动机型，也可为车载型。在可独立地控制驱动轮2的车辆1的场合，由于独立地进行各自的驱动轮2的滑移控制，故更加有效地获得滑移控制效果。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。

图1为表示装载本发明的第1实施方式和第2实施方式的滑移控制装置的车辆的一个例子的构思方案的说明图；

图2为表示图1的滑移控制装置的构思方案的方框图；

图3为表示第2实施方式的滑移控制装置的构思方案的功能方框图；

图4为表示图1或图3的滑移控制装置的反馈增益的变更例子的曲线图；

图5为表示图1或图3的滑移控制装置的反馈增益的另一变更例子的曲线图；

图6为表示图1或图3的滑移控制装置的反馈增益的进一步的另一变更例子的曲线图；

图7为表示图1或图3的滑移控制装置的反馈增益的进一步的另一变更例子的曲线图；

图8为表示补偿值、车速与车轮速度的时间变化例子的曲线图；

图9为表示图1或图3的滑移控制装置的反馈增益的进一步的另一变更例子的曲线图；

图10为表示图1或图3的滑移控制装置的反馈增益的进一步的另一变更例子的曲线图；

图11为表示图1或图3的滑移控制装置的反馈增益的进一步的另一变更例子的曲线图；

图12为表示补偿值、车速与车轮速度的另一时间变化例子的曲线图；

图13为轮毂电动机驱动装置的一个例子的剖视图。

具体实施方式

((车辆整体构成))

根据图1、图2和图13，对本发明的第1实施方式进行说明。像图1所示的那样，本实施方式的滑移控制装置设置于车辆1上，在该车辆1中，分别在4轮的驱动轮2上具有构成轮毂电动机驱动装置3的旋转型的电动机4。车辆1可进行电动机4的牵引的加速和再生的减速，另外可独立地控制4轮。

各轮毂电动机驱动装置3比如像图13所示的那样，包括：车轮用轴承5；上述电动机4；减速器6，该减速器6减小该电动机4的旋转输出的速度，然后将其传递给构成车轮用轴承5的旋转圈的轮毂5a。在上述轮毂5a上安装驱动轮1(图1)的轮。电动机4为比如同步电动机等的交流电动机，其包括定子4a和转子4b。在轮毂电动机驱动装置3中设置车轮旋转速度传感器7(图1)。车轮旋转速度传感器7由比如磁性编码器与磁性传感器构成，输出与车轮旋转速度ω成比例的脉冲间隔的脉冲列。又，代替车轮旋转速度传感器7，采用图13中的旋转传感器23的值。旋转传感器23为检测电动机4的转子的旋转速度的传感器，输出与车轮旋转速度成比例的值。

在图1中，在进行车辆1的综合控制的VCU等的上级ECU 8中，从各种传感器9而输入加速踏板和制动踏板的踩下量等，上级ECU 8将制驱动指令分配给控制各驱动轮1的电动机4的电动机控制器10。电动机控制器10由逆变器与控制机构构成，该逆变器对应于电动机3，将电池(在图中未示出)的直流电变换为交流电，该控制机构按照已输入的制驱动指令控制上述逆变器的输出，并且进行与电动机3的旋转相位等相对应的效率化等的控制。电动机控制器10针对各自的电动机4的每个而设置，但是，前轮侧和后轮侧的每次2个地分别集中于1个外壳上，在图1中，该集中的控制器用作1个电动机控制器10的部件(block)。

上述各种传感器9按照通过1个而代表的方式表示加速踏板传感器、制动踏板传感器与其它的各种传感器。在上述上级ECU 8与电动机控制器10之间，夹设有滑移控制装置11。

滑移控制装置11相对各自的电动机4而设置，但是在图1中，通过1个部件(block)而代表性地表示。在滑移控制装置11中，从车速检测机构17而输入车速V，并且从各电动机4的车轮旋转速度传感器7而检测的各种车轮旋转速度ω经由电动机控制器10而输入。

((第1实施方式，滑移控制装置))

图2表示滑移控制装置11的构思方案例子。滑移控制装置11包括允许旋转速度获得部12；车轮旋转速度偏差计算部13；反馈增益变更部14；控制器15；制驱动指令值计算部16。允许旋转速度获得部12为适用已确定的规则，根据对滑移造成影响的车辆的因子的状况量的检测值，获得上述允许车轮旋转速度ω’的机构。作为上述已确定的规则，比如通过图表(在图中未示出)确定车速V、操纵角δh、横摆角速度γ的检测值与允许车轮旋转速度ω’的关系，上述允许旋转速度获得部12采用该关系，获得允许车轮旋转速度ω’。另外，横摆角速度γ也可不必包括在上述关系中。也可代替之，允许旋转速度获得部12将车轮旋转速度ω与规定的常数相乘，求出允许车轮旋转速度ω’。上述图表存储于滑移控制装置11的存储器这样的存储机构中。

车速V通过车速检测机构17而检测。操纵角δ_h为相对方向盘(在图中未示出)的中立位置的操舵角。其通过操纵角测定机构18而测定。横摆角速度γ通过设置于车辆1上的横摆角速度测定机构19而测定。车轮旋转速度ω通过上述车轮旋转速度传感器7(参照图1)而检测，从上述电动机控制器10而转送。

车轮旋转速度偏差计算部13为计算车轮旋转速度ω相对上述允许旋转速度ω’的偏差，即，车轮旋转速度偏差Δω(实际的车轮旋转速度相对允许旋转速度ω’的偏差)的机构。控制器15为比如PID控制器，其采用用于分别进行比例补偿、积分补偿与微分补偿的可变的增益K_P、K_I、K_D，计算反馈运算值K_PID相对上述车轮旋转速度偏差Δω的机构。该反馈运算值K_PID为与从上级ECU 8提供给滑移控制装置11的制驱动指令值相同单位的值，在本例子中为转矩值。

制驱动指令值计算部16为采用上述反馈运算值K_PID，变更从上级ECU 8而输入的制驱动指令值，将其输出给电动机控制器10的机构。在本例子中，上级ECU 8所给出指令的制驱动指令值为转矩指令值，反馈运算值K_PID也为转矩值。于是，在本例子中，制驱动指令值计算部16为转矩指令值计算部。

反馈增益变更部14为变更上述控制器15所采用的上述比例补偿、积分补偿和微分补偿的相应的上述增益K_P、K_I、K_D的机构，在车速V小于等于阈值V_th时，在上述比例增益K_P以及微分增益K_D中，上述反馈运算值K_PID的获得所用的增益为比例增益K_P以及微分增益K_D的两者的场合，降低这两者的增益K_P、K_D或任一者的增益，在上述反馈运算值K_PID的计算所用的增益为比例增益K_P以及微分增益K_D的任一者的场合，降低所使用增益，将上述积分增益K_I维持原样或降低，在作为上述各增益K_P、K_I、K_D的降低后的大小相对降低前的大小的降低后比例α_P、α_I、α_D(其中，关于没有降低的增益，在维持的场合的比例也称为降低后比例α_P、α_I、α_D)中，将上述积分增益K_I的上述降低后的比例α_I设为最大。

在此，所谓[将上述积分增益K_I的上述降低后的比例α_I设为最大]，为满足下述关系。

[应满足的关系]

PID控制的场合，α_I≧α_P且α_I≧α_D(其中，α_P与α_D的大小关系没有要求。)

PI控制的场合，α_I≧α_P

ID控制的场合，α_I≧α_D

其中，

α_P＝K_P/K_{B_P}，α_I＝K_I/K_{B_I}，α_D＝K_D/K_{B_D}。

在此，

K_P、K_I、K_D为降低后(降低中途)的各增益的大小，

K_{B_P}、K_{B_I}、K_{B_D}为降低前的各增益的大小(基准值)。

又，如下述那样，α_I比α_P以及α_D大也可。即，除去相同值的场合也可。

PID控制的场合，α_I＞α_P且α_I＞α_D(其中，α_P与α_D的大小关系没有要求。)

PI控制的场合，α_I＞α_P

ID控制的场合，α_I＞α_D

该反馈增益变更部14更具体说，车速V在小于等于作为上述阈值V_th而根据各增益而规定的阈值V_{th_P}、V_{th_I}、V_{th_D}时，降低上述比例补偿、积分补偿、以及微分补偿的上述各增益K_P、K_I、K_D，将积分补偿的增益K_I的降低后的大小相对降低前的大小的比例设置为比下述比例大，该比例为，比例补偿以及微分补偿的增益K_P、K_D的降低后的大小相对降低前的大小的比例。将降低前的各增益的大小分别定为K_{B_P}、K_{B_I}、K_{B_D}，将作为降低后的大小的比例的降低后比例设定为α时，各增益的α为下述式(2)～(4)。

α_P＝K_P/K_{B_P} (2)

α_I＝K_I/K_{B_I} (3)

α_D＝K_D/K_{B_D} (4)

上述反馈增益变更部14将比例增益K_P以及微分增益K_D的降低后比例α_P、α_D的值设定为小于积分增益K_I的降低后比例α_I。比如，反馈增益变更部14将比例补偿以及微分补偿的增益K_P、K_D变更为零。比例补偿以及微分补偿的增益K_P、K_D并非必须降低到零，为与零接近的值也可以。比例增益K_P以及微分增益K_D的降低后比例α_P、α_D可以为不同的值，也可以为相同的值。

如果例举一例，上述反馈增益变更部14，

使比例增益K_P从1000变到0，此时，变化后的大小的比例α_P为0％。

使积分增益K_I从10变到2，此时，变化后的大小的比例α_I为20％。

使微分增益K_D从100变到0，此时，变化后的大小的比例α_D为0％。在该例子中，α_P、α_D的两者虽然为零，但是α_P、α_D的值比α_I小即可，为使α_P、α_D的值为不同值，变更K_P、K_D也可。

又，各上述增益所规定的速度阈值V_{th_P}、V_{th_I}、V_{th_D}可以为不同的值，也可为互相相同的值。其中，大小关系必然如下(参照图4、图5)。

PID控制的场合，V_{th_I}≦V_{th_P}且V_{th_I}≦V_{th_D}(其中，V_{th_P}、V_{th_D}的大小关系没有要求。)

PI控制的场合，V_{th_I}≦V_{th_P}

ID控制的场合，V_{th_I}≦V_{th_D}

反馈增益变更部14针对积分补偿的增益(积分增益K_I)，判断车速是加速还是减速，对其进行变更。具体来说，在加速时，使积分补偿的增益K_I小于基准值。在减速时，与相同车速V时的加速时相比较，积分增益增加。上述“基准值”为通过设计而适当地并且独立地确定的值。反馈增益变更部14具有判断车辆1是加速还是减速的加速/减速判断部14a。加速/减速判断部14a根据比如加速度传感器(在图中未示出)的前后加速度信号的正负判断车速是加速还是减速。

(作用与效果)

在低速行驶时，由于在滑移控制装置11中，作为车轮旋转速度ω而输入的车轮旋转速度传感器7的单位时间的脉冲数量减少等的情况，故车轮旋转速度ω的测定精度变差。由此，车轮旋转速度偏差Δω的变动增加。在这里，反馈控制的微分补偿，与比例补偿容易因车轮旋转速度偏差Δω的变动而振动。对于微分补偿，对车轮旋转速度偏差Δω进行微分处理，故将振动放大。同样对于比例补偿，车轮旋转速度偏差Δω的变动原样地由补偿值反映。在一个积分补偿中，即使在车轮旋转速度偏差Δω变动的情况下，仍难以振动。对于积分补偿，由于对车轮旋转速度偏差Δω进行积分，故减小车轮旋转速度偏差Δω的变动的影响。于是，在低速行驶时，降低容易产生振动的比例增益K_P和微分增益K_D，或使其为零，使对比例补偿和微分补偿无效。由此，即使在于低速行驶时，车轮旋转速度ω的测定精度恶化的情况下，仍可进行稳定的滑移控制，可防止车轮动作紊乱的情况。

关于积分补偿的增益K_I的影响，其因车辆1是加速还是减速而不同。于是，反馈增益变更部14判断车辆1是加速还是减速，在加速时，使积分补偿增益K_I小于基准值。在加速时，通过使积分补偿增益K_I小于基准值，可一边抑制振动，一边进行滑移控制。由此，虽然滑移控制的响应性降低，但是，即使在于低速行驶时，响应性降低的情况下，车辆动作仍难以紊乱，故没有问题。

在车辆减速时，与该车速V的加速时相比较，反馈增益变更部14使积分增益K_I增加。在减速时，在车辆减速到低速时的期间，车轮旋转速度偏差Δω的积分值增加。由此，在于低速行驶时，车轮旋转速度ω的测定值变动的情况下，对积分补偿的值造成的影响微小。于是，即使在与加速时相比较，积分增益增加K_I的情况下，振动仍难以发生。通过与加速时相比较，积分增益增加K_I增加，仍可以更加良好的响应性进行反馈控制。如果以良好的响应性而进行反馈控制，则可防止车轮的锁定，可防止车辆动作紊乱的情况。又，关于加速时和减速时的增益的变更方法，可以变更任意一个增益，即使具有未变更的增益也可(参照图11)。

像上述那样，对应于车速V，改变反馈控制的各增益K_P、K_I、K_D，另外判断车辆1加速还是减速，在加速时和减速时，使增益K_I的降低方法不同，由此即使在于减速时，车轮旋转速度ω的测定精度变差的情况下，仍可进行稳定的滑移控制，可防止车辆动作紊乱。

另外，本实施方式适用于可独立地控制4轮的各驱动轮2的车辆1，由于独立地进行各自的驱动轮2的滑移控制，故更加有效地获得滑移控制效果。又，关于作用的详细情况，与降低后相同，在第2实施方式中进行说明。

((第2实施方式的滑移控制装置))

根据图3～图7，对本发明的第2实施方式进行说明。在本实施方式中，除了特别说明的事项以外，其它的方面与第1实施方式相同。

本实施方式与第1实施方式的区别在于结合图1而描述的车辆1中的滑移控制装置11。像图3所示的那样，本实施方式的滑移控制装置11包括：滑移率计算部21、滑移率偏差计算部22、反馈增益变更部14A、控制器15A与制驱动指令值计算部16A。

横摆角速度计算部21采用车轮旋转速度ω、车速V、横摆角速度γ与操纵角δ_h，通过式(5)～(10)而计算滑移率λ。

数学公式2

在这里，R₀表示轮胎半径，β表示车辆重心点的横向滑动角，d_f表示前轮踏面，d_r表示后轮踏面，l_f表示从重心位置到前轮车轮位置的距离。另外，V、δ、ω的后缀表示针对车轮的车速V、操纵角δ_h、车轮旋转速度ω中的哪个，具体来说，FL表示左前轮、FR表示右前轮、RL表示左后轮、RR表示右后轮。滑移率λ表示驱动轮2的滑动度，在滑移状态，λ＝0，在锁定时，λ＞0，在轮自旋时，λ＜0。

车速V通过车速检测机构17而检测。操纵角δh为相对方向盘(在图中未示出)的中立位置的操舵角度，其通过测定机构18而测定。滑移率λ通过横摆角速度测定机构19而测定。车轮旋转速度ω通过上述车轮旋转速度传感器7(参照图1)而检测，从上述电动机控制器10而转送。

滑移率偏差计算部22计算滑移率λ相对滑移率λ允许值λ’(上限值(＞0)或下限值(＜0))的偏差，即，滑移率偏差Δλ(实际的滑移率λ相对滑移率λ允许值的偏差)。滑移率允许值λ’通过基于模拟等的设计而适当地设定。

控制器15A监视各驱动轮2的滑移率λ，在滑移率λ超过滑移率λ允许值λ’(超过上限值(＞0)或下限值(＜0))的场合，进行相对滑移率偏差Δλ的PID运算，获得反馈运算值K_PID。

数学公式3

K_PID＝K_PΔλ+K_I∑Δλ+R_D(Δλ(n-1)-Δλ(n)) (11)

在这里，K_P、K_I、K_D分别表示比例增益、积分增益、微分增益。在本实施例中，对进行比例补偿、积分补偿、微分补偿的所有反馈控制进行了例示，但是进行比例补偿与积分补偿的反馈控制、或积分补偿与微分补偿的反馈控制也适用。

加速/减速判断部14a判断车辆1是加速还是减速。加速/减速判断部14a通过比如加速度传感器(在图中未示出)的前后加速度信号的正负判断车辆加速还是减速。加速/减速判断部14a作为反馈增益变更部14A的一部分而设置。

反馈增益变更部14A对应于车速V而求出前述的比例增益K_P、积分增益K_I、微分增益K_D。

反馈增益变更部14A为变更上述控制器15A所采用的上述比例补偿、积分补偿与微分补偿的相应的上述增益K_P、K_I、K_D的机构，在车速V小于等于各增益所规定的阈值V_{th_P}、V_{th_I}、V_{th_D}时，降低上述比例补偿、积分补偿与微分补偿的各上述增益K_P、K_I、K_D，将积分补偿的增益K_I的降低后的大小相对降低前的大小的比例，比比例补偿以及微分补偿的各增益K_P、K_D的降低后的大小相对降低前的大小的比例设为更大。如果将降低前的各增益的大小分别设为K_{B_P}、K_{B_I}、K_{B_D}，降低后的大小的比例设为α，各增益α为式(12)～(14)。

α_P＝K_P/K_{B_P} (12)

α_I＝K_I/K_{B_I} (13)

α_D＝K_D/K_{B_D} (14)

反馈增益变更部14A将α_P与α_D的值设为比α_I小。比如，反馈增益变更部14A将比例补偿和微分补偿的各增益K_P、K_D变为零。比例补偿和微分补偿的各增益K_P、K_D也可不必降低到零，还可为接近零的值。

如果列举一个例子，则上述反馈增益变更部14A：

使比例增益K_P从1000变到0，此时，变化后的大小的比例α_P为0％。

使积分增益K_I从10变到2，此时，变化后的大小的比例α_I为20％。

使微分增益K_D从100变到0，此时，变化后的大小的比例α_D为0％。在该例子中，α_P与α_D的两者为零，但是α_P与α_D的值比α_I小即可，为使α_P与α_D为不同的值，也可以变更K_P、K_D。

反馈增益变更部14针对积分补偿的增益(积分增益K₁)判断车辆1是加速还是减速。具体来说，在加速时，使积分补偿的增益K₁小于基准值。在减速时，与该车速V的加速时相比较，使积分增益增加。又，减速时积分增益的值不必须降低，维持基准值原样也可以。上述“基准值”为通过设计而适当确定的值。

制驱动指令值计算部16A通过将控制器15A计算的反馈运算值K_PID与上级ECU 8发出指令的制驱动指令值相加，获得所输出的制驱动指令值。在本例子中，上级ECU 8发出指令的制驱动指令值为转矩指令值，反馈运算值K_PID也为转矩值。于是，在本例子中，制驱动指令值计算部16A为转矩指令值计算部。在转矩指令值为负的场合，即，在施加再生制动的场合，在放松再生制动的调整后，计算转矩指令值，并且在转矩指令值为正的场合，在放松驱动转矩的调整后计算转矩指令值。由此，可按照滑移率λ小于等于滑移率允许值λ’的方式，控制上述驱动轮2的转矩指令值、抑制驱动轮2的锁定或自旋。

(作用和效果)

像前述的那样，控制器15A包括比例补偿、积分补偿及/或微分补偿。在这里，由于在低速行驶时，车轮旋转速度ω的测定精度变差，故滑移率λ的变动大。因滑移率λ的变动，滑移率偏差Δλ也产生变动。如果产生变动的滑移率偏差Δλ输入到控制器15A中，则微分补偿最容易构成振动的原因，接着，比例补偿构成振动的原因。另一方面，积分补偿难以构成振动的原因。由于微分补偿对滑移率偏差进行微分处理，故使振动放大。比例补偿使滑移率偏差Δλ原样地反映于补偿值。另一方面，由于积分补偿对滑移率偏差进行积分处理，故减小测定值的变动的影响。

由于上述的理由，在低速行驶时，使容易构成振动的原因的比例补偿或微分补偿、或这两者弱化或无效。比如，在车速0km/h的场合，使比例增益K_P和微分增益K_D分别设定为α_{0_P}、α_{0_D}。此时，如果α_{0_P}或α_{0_D}如果为零，能将比例补偿或微分补偿无效。该2个比例增益K_P和微分增益K_D，像图4所示的那样，在车速0～V_{th_P}、V_{th_D}km/h的范围内，其值连续地(在图示的例子中，相对车速，是线性的)变化。V_{th_P}、V_{th_D}分别为相对车速的增益的阈值，设定在10～15km/h，比如V_{th_P}＝12km/h，V_{th_D}＝15km/h。在该例子中，虽然V_{th_P}≠V_{th_D}，但是V_{th_P}与V_{th_D}为相同值也可以。在图4中，积分补偿也同样在车速0～V_th＿I km/h将值连续变化。此时，必须以α_I≧α_P、且α_I≧α_D的方式变化值。V_th＿I必须以V_{th_I}≦V_{th_P}、且V_{th_I}≦V_{th_D}的方式设定，因此比如是10km/h。在该例子中，虽然将V_{th_I}与V_{th_P}、V_{th_D}设定为不同的值，但是也可以设定为V_{th_I}＝V_{th_P}、或V_{th_I}＝V_{th_D}。例如，以V_{th_I}＝V_{th_P}≦V_{th_D}的方式，仅以微分补偿增大车速的阈值。

此时，还可像图5那样，α_{0_P}、α_{0_D}的大小关系根据车速而替换也可。积分增益K_I与图4同样，平时以α_I≧α_P、且α_I≧α_D的方式变化值。图4、图5的实施例中，将各增益以线性来变化，但不限于此。α_I≧α_P、且α_I≧α_D的关系如果被满足，可以非线性进行变化。又，图6所示那样，设定为0＜V₀＜V_th，在V₀～V_th km/h范围内，连续变化值，在0～V₀km/h中可维持在以V₀km/h设定的α值。α_{0_P}、α_{0_D}像图7所示那样，可维持在α＝0。α不限于零，接近零的值也是可以的。又，根据加速/减速部的判断，在加速时和减速时，使增益的变化为不同的变化。

在加速时，积分补偿的增益(积分增益K_I)比如像图9那样，为基准值(比如，大于等于15km/h的增益)的1/4，伴随车速V的上升，连续的(在图示的例子中，相对车速为线性)改变增益K_I。

此时，不同于比例增益K_P、微分增益K_D，在车速V₀km/h的场合，积分增益K_I不为0。其原因在于：如果积分增益也为0，则滑移控制不动作。

图8按照时间序列而表示加速时的车速V、车轮速、滑移控制与滑移率偏差(即，比例补偿值)、积分补偿值、微分补偿值。通过像上述那样，在低速行驶中设定加速时的增益，可一边抑制振动，一边进行滑移控制。另外，输入滑移控制响应性降低，但是，即使在于比如小于等于15km/h走的低速行驶时，滑移控制的响应性降低的情况下，由于车辆动作难以紊乱，故是没有问题的。

在减速时，为了满足以下的式(14)，可以变更任一或多个增益。

α_P/α_I≧α_P’/α_I’且α_D/α_I≧α_D’/α_I’ (14)

在此，减速时的各增益的降低后比例(降低后相对于降低前的比例)分别设为α_P’、α_P’、α_D’。即，在加速时和减速时将积分补偿的增益的上述比例进行比较的场合，减速时的场合比加速时将增益的上述比例增大。例如，如图9所示那样，设定相对加速时的车速阈值V_{th_I}设定为更小值的车速阈值V_{th_I}’，在0～V_{th_I} km/h的范围变化值。在加速时与减速时，比较积分补偿的增益的上述降低后比例α_I、α_I’的场合，如该图那样，将加速时的场合设置的小会更具效果。另一方面，在比较补偿或微分补偿的增益的上述比例的场合，减速时的场合，与加速时的场合相比，将增益的上述比例减小。例如图10所示，与加速时的车速的阈值V₀、V_th不同的减速时的车速的阈值V₀’、V_th’，以V₀＜V₀’＜V_th＜V_th’的方式设定，以V₀’～V_th’km/h连续变化值也可。

在加速时与减速时，比较比例补偿、微分补偿的增益的上述降低后比例α_P、α_P’、α_D、α_D’、α_I’的场合，如该图所示，将减速时设定更小是有效的。在此，在图10的例子中，虽然同时变化比例增益和微分增益，但是分别变化也可。又，如图11所示，在加速时与减速时，比如仅对微分增益，不改变增益的变更方法也可，如上述样，通过变化加速时与减速时的增益的变化方法，能够进行更稳定的反馈控制。

图11按照时间序列而表示减速时的车速V、车轮速、滑移控制与滑移率偏差(即，比例补偿值)、积分补偿值、微分补偿值。通过像上述那样，在低速行驶时设定减速时的增益，可一边抑制振动，一边进行滑移控制。另外，由于与加速时相比较，可较大地设定积分增益，故还可确保滑移控制的响应性，车辆动作难以紊乱。

像这样，按照本实施方式的滑移控制装置11，对应于车速V改变反馈控制中的各增益K_P、K_I、K_D，另外判断车辆是加速还是减速，在加速和减速时，使增益K_I的变化不同，由此即使在于低速时车轮旋转速度ω的测定精度恶化的情况下，仍可进行稳定的滑移控制，可防止车辆动作紊乱的情况。

另外，关于第2实施方式所说明的各事项，关于偏差，在第2实施方式中，相对采用车轮旋转速度ω和车速V而算出的滑移率λ与滑移率允许值λ’的偏差Δλ，除去在第1实施方式中，采用车轮旋转速度ω与允许旋转速度ω’的偏差Δω，可如原样适用于第1实施方式。又，关于上述偏差，除去不同点，关于第1实施方式说明的事项，在第2实施方式中能够如原样适用。

另外，上述各实施方式针对适用于4轮采用轮毂电动机驱动装置3的车辆1的场合进行了描述，但是，本发明可适用于车载型的4轮独立驱动车、左右轮独立驱动型的2轮驱动车、1个电动机型等的车辆。

应认为，本次公开的实施方式在全部的方面是列举性的，没有限定性。本发明的范围不通过上述的描述，而通过权利要求书而给出，其包括与权利要求书等同的含义和范围内的全部的变更。

标号的说明：

标号4表示电动机；

标号7表示车轮旋转速度传感器；

标号11表示滑移控制装置；

标号14、14A表示反馈增益变更部；

标号17表示车速检测机构；

标号V表示车速；

标号λ表示滑移率；

标号λ’表示滑移率允许值；

标号Δλ表示滑移率偏差；

标号ω表示车轮旋转速度；

标号ω’表示允许旋转速度；

标号Δω表示车轮旋转速度偏差；

标号K_PID表示反馈运算值。

Claims (8)

1.一种滑移控制装置，该滑移控制装置装载于可进行电动机的牵引的加速和再生的减速的车辆上，该滑移控制装置计算车轮旋转速度偏差，该车轮旋转速度偏差指车轮旋转速度相对允许车轮旋转速度的偏差，并且采用下述增益根据上述车轮旋转速度偏差获得反馈运算值，该增益为，进行比例补偿的可变的比例增益与进行微分补偿的可变的微分增益的至少一者的增益、与进行积分补偿的可变的积分增益，采用上述反馈运算值而变更已输入的制驱动指令值，驱动上述电动机，其特征在于，

该滑移控制装置包括反馈增益变更部，该反馈增益变更部在车速小于等于规定的阈值时，在上述比例增益以及微分增益中，上述反馈运算值的获得所用的增益为比例增益以及微分增益的两者的场合，降低这两者的增益或任一者的增益，在上述反馈运算值的获得所用的增益为比例增益以及微分增益的任一者的场合，降低所使用增益，将上述积分增益维持原样或降低，

在作为上述各增益的降低后的大小相对降低前的大小的降低后比例中，将上述积分增益的上述降低后的比例设为最大。

2.一种滑移控制装置，该滑移控制装置装载于可进行电动机的牵引的加速和再生的减速的车辆上，该滑移控制装置计算下述滑移率相对滑移率允许值的滑移率偏差，该滑移率根据车轮旋转速度和车速而计算，并且采用下述增益，根据上述滑移率偏差获得反馈运算值，采用上述反馈运算值而变更已输入的制驱动指令值，驱动上述电动机，上述增益为，进行比例补偿的可变的比例增益以及进行微分补偿的可变的微分增益中的至少一者的增益、进行积分补偿的可变的积分增益，其特征在于，

该滑移控制装置包括反馈增益变更部，该反馈增益变更部在车速小于等于阈值时，在上述比例增益以及微分增益中，上述反馈运算值的获得所用的增益为比例增益以及微分增益的两者的场合，降低这两者的增益或任一者的增益，在上述反馈运算值的获得所用的增益为比例增益以及微分增益的任一者的场合，降低所使用增益，将上述积分增益维持原样或降低，

在作为上述各增益的降低后的大小相对降低前的大小的降低后比例中，将上述积分增益的上述降低后的比例设为最大。

3.根据权利要求1所述的滑移控制装置，其中，上述反馈增益变更部判断车辆是处于加速还是处于减速，在加速时和减速时，使下述增益的降低的方法不同，该方法为，在上述车速在上述阈值以下时，对上述比例增益、积分增益、以及微分增益中任一个或多个进行降低。

4.根据权利要求2所述的滑移控制装置，其中，上述反馈增益变更部判断车辆是处于加速还是处于减速，在加速时和减速时，使下述增益的降低的方法不同，该方法为，在上述车速在上述阈值以下时，对上述比例增益、积分增益、以及微分增益中任一个或多个进行降低。

5.根据权利要求1或3所述的滑移控制装置，其中，该滑移控制装置还包括：

允许旋转速度获得部，该允许旋转速度获得部适用已确定的规则，根据影响滑移率的车轮的因子的状态量的检测值获得上述允许车轮旋转速度；

车轮旋转速度偏差计算部，该车轮旋转速度偏差计算部计算上述车轮旋转速度偏差；

控制器，该控制器采用分别进行上述积分补偿、比例补偿及/或微分补偿的可变的各增益，根据上述车轮旋转速度偏差获得上述反馈运算值；

制驱动指令值计算部，该制驱动指令值计算部采用上述反馈运算值变更上述已输入的制驱动指令值，将其输出给上述电动机的控制器，

上述反馈增益变更部在车辆减速时，与相同车速的加速时相比，将下述值设置得更小，该值为，将比例增益或微分增益的上述变化后比例除以积分增益的上述降低后比例的值。

6.根据权利要求2或4所述的滑移控制装置，其中，该滑移控制装置还包括：

滑移率计算部，该滑移率计算部根据上述车轮旋转速度和上述车速计算滑移率；

滑移率偏差计算部，该滑移率偏差计算部计算上述滑移率偏差；

控制器，该控制器采用分别进行上述积分补偿、比例补偿及/或微分补偿的可变的各增益，根据上述滑移率偏差获得上述反馈运算值；

制驱动指令值计算部，该制驱动指令值计算部采用上述反馈运算值变更上述已输入的制驱动指令值，将其输出给上述电动机的控制器；

上述反馈增益变更部在车辆减速时，与相同车速的加速时相比，将下述值设置得更小，该值为，将比例增益或微分增益的上述变化后比例除以积分增益的上述降低后比例的值。

7.根据权利要求1～6中的任何一项所述的滑移控制装置，其中，上述反馈增益变更部在车速为上述阈值以下时，将比例增益以及微分增益的任何一者或两者变更为零或与零接近的值。

8.根据权利要求1～7中的任何一项所述的滑移控制装置，其中，在上述车辆中，以可独立控制的方式设置多个驱动轮，上述电动机按照驱动上述多个驱动轮中的相应的驱动轮的方式构成。