JP2005047326A

JP2005047326A - Slip judging device, slip judging method, and vehicle

Info

Publication number: JP2005047326A
Application number: JP2003204534A
Authority: JP
Inventors: Akira Motomi; 明本美
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance slip judging accuracy for a vehicle by lessening misjudgement of slip and secure the running stability of the vehicle. <P>SOLUTION: A judgement whether a slip is generated is performed by comparing the deviation of the wheel speed of the driving wheels 28a and 28b sensed by wheel speed sensors 34a, 34b, 36a, 36b from the wheel speed of the non-driving wheels 29a and 29b with the slip judging threshold set as incremental with higher vehicle body speed sensed by a vehicle body sensor 48. Because the slip judging threshold is set large while the fact is taken into consideration that the error included in each wheel speed sensed by the sensor 34a, 34b, 36a, 36b gives a greater influence upon the slip judgement as the body speed V becomes higher, misjudgement of slip can be lessened. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スリップ判定装置およびスリップ判定方法ならびに車両に関し、詳しくは、複数の車輪の一部を駆動して走行する車両のスリップを判定するスリップ判定装置およびスリップ判定方法ならびに複数の車輪の一部を駆動して走行する車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスリップ判定装置は、車両の駆動輪の回転速度と従動輪の回転速度とに基づいて駆動輪の空転によるスリップが発生したか否かを判定するものが提案されている（特許文献１参照）。この装置では、駆動輪の回転速度が従動輪の回転速度に所定値を加えた値よりも大きくなったとき、即ち、駆動輪の回転速度と従動輪の回転速度との回転速度差が所定値よりも大きくなったときにスリップが発生したと判定している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１１２６３４号公報（図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたスリップ判定装置では、車両の車体速については何ら考慮されておらずスリップの発生を誤判定する場合がある。例えば、車両が比較的高速で走行しているときには、スリップの判定の際に駆動輪の回転速度や従動輪の回転速度に含まれる誤差の影響を強く受けるから、スリップの発生を誤判定する場合が多い。このため、こうしたスリップ判定装置による判定結果によって車両を運転すると、却って車両の走行安定性を損なう場合がある。
【０００５】
本発明のスリップ判定装置およびスリップ判定方法は、こうした問題を解決し、スリップの誤判定をより少なくしてスリップの判定精度をより向上させることを目的の一つとする。また、本発明の車両は、スリップの誤判定を少なくして車両の走行安定性を確保することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のスリップ判定装置およびスリップ判定方法ならびに車両は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１のスリップ検出装置は、
複数の車輪の一部を駆動して走行する車両のスリップを判定するスリップ判定装置であって、
前記複数の車輪のうちの駆動輪の回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段と、
前記複数の車輪のうちの非駆動輪の回転速度を検出する非駆動輪回転速度検出手段と、
前記車両の車体速を検出する車体速検出手段と、
前記検出された前記駆動輪の回転速度と前記非駆動輪の回転速度との回転速度差と前記検出された車体速とに基づいて前記駆動輪の空転によるスリップが発生したか否かを判定するスリップ判定手段と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のスリップ判定装置では、駆動輪の回転速度と非駆動輪の回転速度との回転速度差と車体速とに基づいて駆動輪の空転によるスリップが発生したか否かを判定する。即ち、車体速を考慮してスリップが発生したか否かを判定するから、車体速を考慮しないものに比してスリップの誤判定をより少なくでき、スリップの判定精度を向上させることができる。
【０００９】
こうした本発明のスリップ判定装置において、前記スリップ判定手段は、前記検出された車体速に基づいて判定閾値を設定し、前記回転速度差が該設定した判定閾値以上のときにスリップが発生したと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、スリップの判定に用いる判定閾値をより適切な値とすることができる。
【００１０】
この判定閾値を設定してスリップの発生を判定する態様の本発明のスリップ判定装置において、前記スリップ判定手段は、前記検出された車体速が高いほど大きくなる傾向に前記判定閾値を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車両が高速で走行しているときのスリップの誤判定をより少なくすることができる。
【００１１】
また、判定閾値を設定してスリップの発生を判定する態様の本発明のスリップ判定装置において、前記スリップ判定手段は、前記検出された車体速が所定車体速未満のときには所定値を前記判定閾値として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定車体速未満で走行しているときの判定閾値をより適切な値に設定できる。
【００１２】
さらに、判定閾値を設定してスリップの発生を判定する態様の本発明のスリップ判定装置において、前記スリップ判定手段は、前記検出された車体速に基づいて第１の値を設定すると共に該設定した第１の値と所定値としての第２の値とに基づいて前記判定閾値を設定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明のスリップ判定装置において、前記スリップ判定手段は、前記検出された車体速が高いほど大きくなる傾向に前記第１の値を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車両が高速で走行しているときのスリップの誤判定をより少なくすることができる。これらの態様の本発明のスリップ判定装置において、前記スリップ判定手段は、前記第１の値と前記第２の値とのうち大きい方を前記判定閾値として設定する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の車両は、
複数の車輪の一部を駆動して走行する車両であって、
前記複数の車輪の一部に駆動力を出力する原動機と、
上述のいずれかの態様の本発明のスリップ判定装置と、
該スリップ判定装置のスリップ判定手段によりスリップが発生したと判定されたとき、前記車輪の一部に出力される駆動力が制限されるよう前記原動機の制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１４】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明のスリップ判定装置を備え、このスリップ判定装置によりスリップが発生したと判定されたときには、車輪の一部に出力される駆動力が制限されるよう原動機を制御するから、スリップが発生したか否かをより正確に判定して、駆動軸に出力される駆動力をより適切に制限することができる。この結果、車両の走行安定性を確保することができる。ここで、「原動機」としては、制御における応答性が速い電動機または発電電動機が好ましい。
【００１５】
本発明のスリップ判定方法は、
複数の車輪の一部を駆動して走行する車両のスリップを判定するスリップ判定方法であって、
（ａ）前記複数の車輪のうちの駆動輪の回転速度および前記複数の車輪のうちの非駆動輪の回転速度を検出するステップと、
（ｂ）前記車両の車体速を検出するステップと、
（ｃ）前記検出された前記駆動輪の回転速度と前記非駆動輪の回転速度との回転速度差と前記検出された車体速とに基づいて前記駆動輪の空転によるスリップが発生したか否かを判定するステップと
を備えることを要旨とする。
【００１６】
この本発明のスリップ判定方法では、駆動輪の回転速度と非駆動輪の回転速度との回転速度差と車体速とに基づいて駆動輪の空転によるスリップが発生したか否かを判定する。即ち、車体速を考慮してスリップが発生したか否かを判定するから、車体速を考慮しないでするものに比して、スリップの誤判定をより少なくでき、スリップの判定精度を向上させることができる。
【００１７】
こうした本発明のスリップ判定方法において、前記ステップ（ｃ）は、前記検出された車体速に基づいて判定閾値を設定し、前記回転速度差が該設定した判定閾値以上のときにスリップが発生したと判定するものとすることもできる。こうすれば、スリップ判定に用いる判定閾値はより適切な値とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、二輪駆動の自動車として構成されており、バッテリ２４からインバータ回路２３を介して供給された電力を用いて駆動輪２８ａ，２８ｂに接続された駆動軸２６に動力の出力が可能なモータ２２と、駆動輪２８ａ，２８ｂおよび非駆動輪２９ａ，２９ｂの各々の車輪速を検出する車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂと、自動車２０の車体速を検出する車体速センサ４８と、車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂや車体速センサ４８の検出結果に基づいて駆動輪２８ａ，２８ｂの空転によるスリップが発生したか否かを判定すると共に自動車全体をコントロールする電子制御ユニット５０とを備える。
【００１９】
モータ２２は、例えば、電動機として機能すると共に発電機としても機能する周知の同期発電電動機として構成され、インバータ回路２３は、バッテリ２４からの電力をモータ２２の駆動に適した電力に変換する複数のスイッチング素子により構成されている。こうしたモータ２２やインバータ回路２３の構成そのものは周知であり、本発明の中核をなさないから、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００２０】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ５４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ５６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット５０には、駆動軸２６（モータ２２の回転軸）の回転角を検出する回転角センサ３２からの回転角θや、車体速センサ４８からの車体速Ｖ、車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂからの駆動輪２８ａ，２８ｂの車輪速Ｖｆ１，Ｖｆ２および非駆動輪２９ａ，２９ｂの車輪速Ｖｒ１，Ｖｒ２、シフトレバー４１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４２からのシフトポジション、アクセルペダル４３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ４４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル４５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ４６からのブレーキ開度などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット５０からは、モータ２２を駆動制御するインバータ回路２３のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２１】
こうして構成された自動車２０の動作、特に、スリップが発生したか否かを判定してモータ２２を駆動制御する動作について説明する。図２は、実施例の自動車２０の電子制御ユニット５０により実行されるモータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２２】
このルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ４４からのアクセル開度Ａｃｃや車体速センサ４８からの車体速Ｖ、車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂにより検出され演算された車輪速Ｖｆ，Ｖｒなどを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、車輪速Ｖｆ，Ｖｒは、実施例では、車輪速センサ３４ａ，３４ｂおよび車輪速センサ３６ａ，３６ｂにより各々検出された車輪速Ｖｆ１，Ｖｆ２および車輪速Ｖｒ１，Ｖｒ２の平均値を用いるものとした。また、車体速Ｖについては、実施例では、車体速センサ４８により検出されたものを用いたが、車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂにより検出される車輪速Ｖｆ１，Ｖｆ２，Ｖｒ１，Ｖｒ２から算出したものを用いてもよいし、回転角センサ３２から検出されるモータ２２の回転軸の回転角θから算出したものを用いてもよいし、或いは、これらを組み合わせて算出したものを用いてもよい。
【００２３】
次に、入力したアクセル開度Ａｃｃと車体速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｍ＊を設定する（ステップＳ１０２）。ここで、要求トルクＴｍ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車体速Ｖと要求トルクＴｍ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車体速Ｖとが与えられると、マップから対応するモータ要求トルクＴｍ＊を導出するものとした。このマップの一例を図３に示す。
【００２４】
続いて、ステップＳ１００で入力した車輪速Ｖｆと車輪速Ｖｒとに基づいて車輪速差ΔＶを計算する（ステップＳ１０４）。ここで、車輪速差ΔＶの計算は、実施例では、駆動輪２８ａ，２８ｂの車輪速Ｖｆ１，Ｖｆ２の平均Ｖｆから非駆動輪２９ａ，２９ｂの車輪速Ｖｒ１，Ｖｒ２の平均Ｖｒを減じる（Ｖｆ−Ｖｒ）ことにより行なわれる。
【００２５】
次に、この車輪速差ΔＶに基づいてスリップが発生しているか否かの判定処理を行なう（ステップＳ１０６）。この判定処理は、図４のスリップ判定処理ルーチンに基づいて行なわれる。以下、図４のスリップ判定処理ルーチンの処理について説明する。このルーチンが実行されると、まず、スリップ判定閾値Ｖｒｅｆを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、スリップ判定閾値Ｖｒｅｆの設定は、実施例では、車体速Ｖと仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、車体速Ｖが与えられると、マップから対応する仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐを導出し、導出した仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐと所定値ｋ（例えば、時速３ｋｍや３．５ｋｍ、４ｋｍなど）とを比較して大きい方の値をスリップ判定閾値Ｖｒｅｆとして設定するものとした。このマップの一例を図５に示す。このマップでは、図示するように、車体速Ｖが高いほど仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐが大きくなる傾向（例えば、車体速Ｖの増加に対して３．５％や４％、４．５％などの上昇率）に車体速Ｖと仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐとが関係付けられている。これは、車体速Ｖが高いほど駆動輪２８ａ，２８ｂの車輪速Ｖｆや非駆動輪２９ａ，２９ｂの車輪速Ｖｒに含まれる誤差がスリップの判定に与える影響が大きくなるという理由に基づく。また、所定値ｋは、所定車体速以下のときに車輪速Ｖｆ，Ｖｒに含まれる誤差がスリップの判定に与える影響を考慮して設定される。このように、車体速Ｖに応じて車輪速Ｖｆ，Ｖｒに含まれる誤差がスリップの判定に与える影響を考慮してスリップ判定閾値Ｖｒｅｆを設定することにより、スリップの誤判定を防止しているのである。
【００２６】
そして、ステップＳ１０４で算出した車輪速差ΔＶとスリップ判定閾値Ｖｒｅｆとを比較する（ステップＳ１２２）。その結果、車輪速差ΔＶが判定閾値Ｖｒｅｆ以上であるときにはスリップが発生したと判定して（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了する。一方、車輪速差ΔＶが判定閾値Ｖｒｅｆ未満であるときには、スリップは発生していないと判定して、そのまま本ルーチンを終了する。
【００２７】
以上が図４のスリップ判定処理ルーチンの処理である。図２のモータ駆動制御ルーチンの処理に戻って、上述のスリップ判定処理ルーチンによりスリップが発生したと判定されたときには（ステップＳ１０８）、発生したスリップを抑制するためにステップＳ１０２で設定した要求トルクＴｍ＊の制限を行なう（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｍ＊の制限は、例えば、要求トルクＴｍ＊から所定値を減じるものとしてもよいし、スリップの程度が大きいほど、即ち車輪速差ΔＶがスリップ判定閾値Ｖｒｅｆに対して大きくなるほど大きな値を要求トルクＴｍ＊から減じるものとしてもよい。そして、ステップＳ１０２により設定された要求トルクＴｍ＊またはステップＳ１１０により制限されたトルクＴｍ＊に見合うトルクが駆動軸２６に出力されるようモータ２２を駆動制御して（ステップＳ１１２）、本ルーチンを終了する。モータ２２の駆動制御は、具体的には、インバータ回路２３の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なわれる。
【００２８】
以上説明した実施例の自動車２０によれば、車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂにより検出された駆動輪２８ａ，２８ｂの車輪速Ｖｆと非駆動輪２９ａ，２９ｂの車輪速Ｖｒとの偏差としての車輪速差ΔＶと、車体速センサ４８により検出された車体速Ｖが高いほど大きくなる傾向に設定されたスリップ判定閾値Ｖｒｅｆとを比較することによりスリップの判定を行なう。即ち、スリップの判定を行なう際、スリップ判定閾値Ｖｒｅｆは、車体速Ｖが高いほど車輪速Ｖｆ，Ｖｒに含まれる誤差がスリップ判定に与える影響が大きくなるのを考慮して設定されるから、車体速Ｖを考慮しないものに比してスリップの誤判定をより少なくできる。また、スリップの判定をより正確に行なってモータ２２を駆動制御するから、自動車２０の走行安定性を確保することができる。
【００２９】
実施例の自動車２０では、車体速Ｖから図５のマップを用いて仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐを導出すると共に導出した仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐと所定値ｋとを比較して大きい方をスリップ判定閾値Ｖｒｅｆとして設定するものとしたが、車体速Ｖから直接スリップ判定閾値Ｖｒｅｆを導出して設定するものとしてもよい。車体速Ｖから直接スリップ判定閾値Ｖｒｅｆを導出する際に用いるマップの一例を図６に示す。なお、これらマップを利用してスリップ判定閾値Ｖｒｅｆを設定するものの他、計算によりスリップ判定閾値Ｖｒｅｆを設定するものとしてもよいことは勿論である。
【００３０】
実施例の自動車２０では、図５のマップに例示するように、車体速Ｖの増加に対して直線的に増加したスリップ判定閾値Ｖｒｅｆを設定するものとしたが、車体速Ｖの増加に対して曲線的に増加したスリップ判定閾値Ｖｒｅｆを設定するものとしてもよいし、車体速Ｖの増加に対して階段状に増加したスリップ判定閾値Ｖｒｅｆを設定するものとしてもよい。また、実施例の自動車２０では、所定車体速以下は一律のスリップ判定閾値Ｖｒｅｆ（所定値ｋ）を設定するものとしたが、所定車体速以下についても車体速Ｖに応じてスリップ判定閾値Ｖｒｅｆを可変とするものとしてもよい。
【００３１】
実施例の自動車２０では、駆動輪２８ａ，２８ｂにスリップが発生したと判定されたときにモータ２２から出力するトルクを制限するものとしたが、こうしたトルクの制限に加えて或いはトルクの制限に代えて運転者に対して所定の警告（例えば、警告ランプの点灯や警告音の出力など）を行なうものとしてもよい。
【００３２】
実施例では、駆動輪２８ａ，２８ｂに接続された駆動軸に直接的に動力の出力が可能に機械的に接続されたモータ２２を備える自動車２０に適用して説明したが、駆動軸に動力の出力が可能な原動機を備える車両であれば、如何なる構成の車両に適用するものとしても構わない。例えば、エンジンと、エンジンの出力軸に接続されたジェネレータと、ジェネレータからの発電電力を用いて駆動軸に動力を出力するモータとを備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。また、図７に示すように、エンジン１２２と、エンジン１２２に接続されたプラネタリギヤ１２６と、プラネタリギヤ１２６に接続された発電可能なモータ１２４と、同じくプラネタリギヤ１２６に接続されると共に駆動輪２８ａ，２８ｂに接続された駆動軸に動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２２とを備えるいわゆる機械分配型のハイブリッド自動車１２０に適用することもできるし、図８に示すように、エンジンの２２２の出力軸に接続されたインナーロータ２２４ａと駆動輪２８ａ，２８ｂに接続された駆動軸に取り付けられたアウターロータ２２４ｂとを有しインナーロータ２２４ａとアウターロータ２２４ｂとの電磁的な作用により相対的に回転するモータ２２４と、駆動軸に動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２２とを備えるいわゆる電気分配型のハイブリッド自動車２２０に適用することもできる。或いは、図９に示すように、駆動輪２８ａ，２８ｂに接続された駆動軸に変速機３２４（無段変速機や有段の自動変速機など）を介して接続されたモータ２２と、クラッチＣＬを介してモータ２２の回転軸と接続されたエンジン３２２とを備えるハイブリッド自動車３２０に適用することもできる。このとき、駆動輪にスリップが発生したときの制御としては、制御における出力応答性の速さなどから主に駆動軸に機械的に接続されたモータを制御することにより駆動軸に出力されるトルクを制限するが、このモータの制御と協調して他のモータを制御したりエンジンを制御したりするものとしてもよい。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の自動車２０の電子制御ユニット５０により実行されるモータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】車体速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとモータ要求トルクＴｍ＊との関係を示すマップである。
【図４】実施例の自動車２０の電子制御ユニット５０により実行されるスリップ判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】車体速Ｖと仮スリップ判定閾値Ｖｒｅｆｔｍｐとの関係を示すマップである。
【図６】車体速Ｖとスリップ判定閾値Ｖｒｅｆとの関係を示すマップである。
【図７】変形例の自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例の自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例の自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０，３２０自動車、２２モータ、２３インバータ回路、２４バッテリ、２６駆動軸、２８ａ，２８ｂ駆動輪、２９ａ，２９ｂ非駆動輪、３２回転角センサ、３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ車輪速センサ、４１シフトレバー、４２シフトポジションセンサ、４３アクセルペダル、４４アクセルペダルポジションセンサ、４５ブレーキペダル、４６ブレーキペダルポジションセンサ、４８車体速センサ、５０電子制御ユニット、５２ＣＰＵ、５４ＲＯＭ、５６ＲＡＭ、１２２，２２２，３２２エンジン、１２４モータ、１２６プラネタリギヤ、２２４ａインナーロータ、２２４ｂアウターロータ、２２４モータ、３２４変速機、ＣＬクラッチ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a slip determination device, a slip determination method, and a vehicle, and more particularly, to a slip determination device, a slip determination method, and a part of a plurality of wheels that determine a slip of a vehicle that travels by driving a part of the plurality of wheels. The present invention relates to a vehicle that travels by driving.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of slip determination device has been proposed that determines whether slip due to idling of a drive wheel has occurred based on the rotation speed of a drive wheel of a vehicle and the rotation speed of a driven wheel (patent) Reference 1). In this device, when the rotational speed of the driving wheel becomes larger than a value obtained by adding a predetermined value to the rotational speed of the driven wheel, that is, the rotational speed difference between the rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the driven wheel is a predetermined value. It is determined that a slip has occurred when the value becomes larger.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-112634 (FIG. 5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a slip determination device, no consideration is given to the vehicle body speed of the vehicle, and the occurrence of slip may be erroneously determined. For example, when the vehicle is traveling at a relatively high speed, it is strongly affected by errors included in the rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the driven wheel when the slip is determined, and therefore the occurrence of slip is erroneously determined. There are many. For this reason, when the vehicle is driven according to the determination result by the slip determination device, the running stability of the vehicle may be impaired.
[0005]
An object of the slip determination device and the slip determination method of the present invention is to solve such problems and to further improve slip determination accuracy by reducing slip erroneous determination. Another object of the vehicle of the present invention is to ensure the running stability of the vehicle by reducing slip misjudgment.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
The slip determination device, the slip determination method, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above object.
[0007]
The first slip detection device of the present invention comprises:
A slip determination device for determining a slip of a vehicle traveling by driving some of a plurality of wheels,
Drive wheel rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the drive wheel of the plurality of wheels;
Non-drive wheel rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the non-drive wheel of the plurality of wheels;
Vehicle body speed detecting means for detecting the vehicle body speed of the vehicle;
Based on the detected rotational speed difference between the rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the non-driving wheel, and the detected vehicle body speed, it is determined whether slippage due to idling of the driving wheel has occurred. The gist of the present invention is to provide slip determination means.
[0008]
In the slip determination device of the present invention, it is determined whether or not slip due to idling of the drive wheels has occurred based on the rotational speed difference between the rotational speeds of the drive wheels and the non-drive wheels and the vehicle body speed. That is, since it is determined whether or not a slip has occurred in consideration of the vehicle speed, it is possible to reduce the erroneous determination of slip as compared with the case in which the vehicle speed is not considered, and to improve the accuracy of slip determination.
[0009]
In such a slip determination device of the present invention, the slip determination means sets a determination threshold based on the detected vehicle body speed, and determines that a slip has occurred when the rotational speed difference is greater than or equal to the set determination threshold. It can also be a means to do. If it carries out like this, the determination threshold value used for determination of slip can be made into a more suitable value.
[0010]
In the slip determination device of the present invention in which the determination threshold value is set to determine the occurrence of slip, the slip determination means is a means for setting the determination threshold value so as to increase as the detected vehicle speed increases. It can also be. In this way, it is possible to further reduce slip misjudgment when the vehicle is traveling at high speed.
[0011]
Further, in the slip determination device of the present invention in which the determination threshold is set to determine the occurrence of slip, the slip determination means uses a predetermined value as the determination threshold when the detected vehicle speed is less than a predetermined vehicle speed. It can also be a means for setting. In this way, the determination threshold value when the vehicle is traveling at a speed lower than the predetermined vehicle speed can be set to a more appropriate value.
[0012]
Further, in the slip determination device of the present invention in which the determination threshold value is set to determine the occurrence of slip, the slip determination means sets and sets the first value based on the detected vehicle body speed. The determination threshold value may be set based on a first value and a second value as a predetermined value. In the slip determination device of this aspect of the present invention, the slip determination means may be means for setting the first value so that the detected vehicle speed becomes higher as the detected vehicle speed is higher. In this way, it is possible to further reduce slip misjudgment when the vehicle is traveling at high speed. In the slip determination device of the present invention of these aspects, the slip determination unit may be a unit that sets the larger one of the first value and the second value as the determination threshold value. .
[0013]
The vehicle of the present invention
A vehicle that drives by driving some of a plurality of wheels,
A prime mover that outputs a driving force to some of the plurality of wheels;
The slip determination device of the present invention according to any one of the aspects described above;
And a control means for controlling the prime mover so that the driving force output to a part of the wheel is limited when the slip determination means of the slip determination device determines that a slip has occurred. .
[0014]
The vehicle of the present invention includes the slip determination device of the present invention according to any one of the above-described aspects, and when the slip determination device determines that slip has occurred, the driving force output to a part of the wheel is limited. Since the prime mover is controlled in such a manner, it is possible to more accurately determine whether or not slip has occurred, and to more appropriately limit the driving force output to the driving shaft. As a result, the running stability of the vehicle can be ensured. Here, the “motor” is preferably an electric motor or a generator motor having a quick response in control.
[0015]
The slip determination method of the present invention includes:
A slip determination method for determining slip of a vehicle traveling by driving some of a plurality of wheels,
(A) detecting a rotational speed of a driving wheel of the plurality of wheels and a rotational speed of a non-driving wheel of the plurality of wheels;
(B) detecting a vehicle body speed of the vehicle;
(C) Whether slippage due to idling of the driving wheel has occurred based on the rotational speed difference between the detected rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the non-driving wheel and the detected vehicle speed. And a step of determining the above.
[0016]
In the slip determination method of the present invention, it is determined whether or not slip due to idling of the driving wheel has occurred based on the rotational speed difference between the rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the non-driving wheel and the vehicle body speed. In other words, since it is determined whether or not a slip has occurred in consideration of the vehicle speed, it is possible to reduce slip misjudgment and improve the accuracy of slip determination as compared with those not considering the vehicle speed. Can do.
[0017]
In such a slip determination method of the present invention, the step (c) sets a determination threshold based on the detected vehicle speed, and slip occurs when the rotational speed difference is equal to or greater than the set determination threshold. It can also be determined. In this way, the determination threshold used for slip determination can be set to a more appropriate value.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described using examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an automobile 20 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 20 of the embodiment is configured as a two-wheel drive vehicle as shown in the figure, and a drive shaft 26 connected to the drive wheels 28a and 28b using electric power supplied from the battery 24 via the inverter circuit 23. , A motor 22 capable of outputting power, wheel speed sensors 34a, 34b, 36a, 36b for detecting the respective wheel speeds of the drive wheels 28a, 28b and the non-drive wheels 29a, 29b, and a vehicle body speed of the automobile 20. The vehicle speed sensor 48, the wheel speed sensors 34a, 34b, 36a, 36b, and the detection results of the vehicle speed sensor 48, whether or not slippage due to idling of the drive wheels 28a, 28b has occurred and And an electronic control unit 50 for controlling.
[0019]
The motor 22 is configured as, for example, a known synchronous generator motor that functions as an electric motor and also as a generator, and the inverter circuit 23 converts a plurality of electric power from the battery 24 into electric power suitable for driving the motor 22. It is comprised by the switching element. Since the configuration of the motor 22 and the inverter circuit 23 is well known and does not form the core of the present invention, further detailed description is omitted.
[0020]
The electronic control unit 50 is configured as a microprocessor centered on the CPU 52. In addition to the CPU 52, a ROM 54 that stores a processing program, a RAM 56 that temporarily stores data, an input / output port (not shown), and the like. Is provided. The electronic control unit 50 includes a rotation angle θ from a rotation angle sensor 32 that detects a rotation angle of the drive shaft 26 (rotation axis of the motor 22), a vehicle body speed V from a vehicle speed sensor 48, a wheel speed sensor 34a, 34b, 36a, 36b, the wheel speeds Vf1, Vf2 of the driving wheels 28a, 28b and the wheel speeds Vr1, Vr2 of the non-driving wheels 29a, 29b, the shift position from the shift position sensor 42 that detects the operating position of the shift lever 41, The accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 44 that detects the depression amount of the accelerator pedal 43, the brake opening degree from the brake pedal position sensor 46 that detects the depression amount of the brake pedal 45, and the like are input via the input port. Yes. Further, the electronic control unit 50 outputs a switching control signal to the switching element of the inverter circuit 23 that drives and controls the motor 22 through an output port.
[0021]
The operation of the automobile 20 configured in this way, particularly, the operation of controlling the motor 22 by determining whether or not a slip has occurred will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a motor drive control routine executed by the electronic control unit 50 of the automobile 20 according to the embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec).
[0022]
When this routine is executed, the CPU 52 of the electronic control unit 50 first starts the accelerator opening degree Acc from the accelerator pedal position sensor 44, the vehicle body speed V from the vehicle body speed sensor 48, and the wheel speed sensors 34a, 34b, 36a, 36b. A process of inputting the wheel speeds Vf, Vr and the like detected and calculated by the above is performed (step S100). Here, as the wheel speeds Vf and Vr, in the embodiment, average values of the wheel speeds Vf1 and Vf2 and the wheel speeds Vr1 and Vr2 detected by the wheel speed sensors 34a and 34b and the wheel speed sensors 36a and 36b, respectively, are used. did. In the embodiment, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 48 is used. However, the vehicle speed Vf1, Vf2, Vr1, Vr2 detected by the wheel speed sensors 34a, 34b, 36a, 36b is used. What was calculated may be used, what was calculated from the rotation angle θ of the rotation axis of the motor 22 detected from the rotation angle sensor 32 may be used, or what was calculated by combining these may be used. Also good.
[0023]
Next, the required torque Tm * required for the drive shaft 26 is set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle body speed V (step S102). Here, in the embodiment, the required torque Tm * is set in such a manner that the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tm * is obtained in advance and stored in the ROM 54 as a map. Given the speed V, the corresponding motor required torque Tm * is derived from the map. An example of this map is shown in FIG.
[0024]
Subsequently, the wheel speed difference ΔV is calculated based on the wheel speed Vf and the wheel speed Vr input in step S100 (step S104). Here, in the calculation of the wheel speed difference ΔV, in the embodiment, the average Vr of the wheel speeds Vr1, Vr2 of the non-drive wheels 29a, 29b is subtracted from the average Vf of the wheel speeds Vf1, Vf2 of the drive wheels 28a, 28b (Vf− Vr).
[0025]
Next, it is determined whether or not slip has occurred based on the wheel speed difference ΔV (step S106). This determination process is performed based on the slip determination process routine of FIG. Hereinafter, the process of the slip determination process routine of FIG. 4 will be described. When this routine is executed, first, a slip determination threshold value Vref is set (step S120). Here, in the embodiment, the slip determination threshold value Vref is set by obtaining the relationship between the vehicle body speed V and the temporary slip determination threshold value Vreftmp in advance and storing it in the ROM 54 as a map. A corresponding temporary slip determination threshold value Vreftmp is derived, and the derived temporary slip determination threshold value Vreftmp is compared with a predetermined value k (for example, 3 km, 3.5 km, 4 km, etc.), and the larger value is set as the slip determination threshold value Vref. It was supposed to be set. An example of this map is shown in FIG. In this map, as shown in the figure, the temporary slip determination threshold value Vreftmp tends to increase as the vehicle body speed V increases (for example, increases of 3.5%, 4%, 4.5%, etc. with respect to the increase in the vehicle body speed V). The vehicle speed V and the temporary slip determination threshold value Vreftmp are related to each other. This is based on the reason that the higher the vehicle body speed V, the greater the influence of errors included in the wheel speed Vf of the drive wheels 28a and 28b and the wheel speed Vr of the non-drive wheels 29a and 29b on the slip determination. The predetermined value k is set in consideration of the influence of errors included in the wheel speeds Vf and Vr on slip determination when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle body speed. As described above, the slip determination threshold value Vref is set in consideration of the influence of the error included in the wheel speeds Vf and Vr on the slip determination according to the vehicle body speed V, thereby preventing erroneous slip determination. is there.
[0026]
Then, the wheel speed difference ΔV calculated in step S104 is compared with the slip determination threshold value Vref (step S122). As a result, when the wheel speed difference ΔV is equal to or greater than the determination threshold value Vref, it is determined that slip has occurred (step S124), and this routine is terminated. On the other hand, when the wheel speed difference ΔV is less than the determination threshold value Vref, it is determined that no slip has occurred, and this routine is immediately terminated.
[0027]
The above is the processing of the slip determination processing routine of FIG. Returning to the processing of the motor drive control routine of FIG. 2, when it is determined by the above-described slip determination processing routine that a slip has occurred (step S108), the required torque Tm set in step S102 to suppress the generated slip. * Is restricted (step S110). The restriction of the required torque Tm * may be, for example, a value obtained by subtracting a predetermined value from the required torque Tm *, and a larger value as the degree of slip increases, that is, the wheel speed difference ΔV increases with respect to the slip determination threshold value Vref. It may be subtracted from the required torque Tm *. Then, the motor 22 is driven and controlled so that a torque commensurate with the required torque Tm * set at step S102 or the torque Tm * limited at step S110 is output to the drive shaft 26 (step S112), and this routine is terminated. To do. Specifically, the drive control of the motor 22 is performed by switching control of a plurality of switching elements of the inverter circuit 23.
[0028]
According to the automobile 20 of the embodiment described above, the deviation between the wheel speed Vf of the driving wheels 28a, 28b detected by the wheel speed sensors 34a, 34b, 36a, 36b and the wheel speed Vr of the non-driving wheels 29a, 29b. The slip determination is performed by comparing the wheel speed difference ΔV of the vehicle with the slip determination threshold value Vref set to increase as the vehicle body speed V detected by the vehicle body speed sensor 48 increases. That is, when the slip determination is performed, the slip determination threshold value Vref is set in consideration of the influence that the error included in the wheel speeds Vf and Vr increases on the slip determination as the vehicle body speed V increases. As compared with the case where the speed V is not taken into account, the erroneous determination of slip can be reduced. Further, since the slip is determined more accurately and the motor 22 is driven and controlled, the running stability of the automobile 20 can be ensured.
[0029]
In the vehicle 20 of the embodiment, the temporary slip determination threshold value Vreftmp is derived from the vehicle body speed V using the map of FIG. 5 and the calculated temporary slip determination threshold value Vreftmp is compared with the predetermined value k, and the larger one is determined as the slip determination threshold value Vref. However, the slip determination threshold value Vref may be derived directly from the vehicle body speed V and set. An example of a map used when the slip determination threshold value Vref is derived directly from the vehicle body speed V is shown in FIG. In addition to setting the slip determination threshold value Vref using these maps, it is needless to say that the slip determination threshold value Vref may be set by calculation.
[0030]
In the automobile 20 of the embodiment, as illustrated in the map of FIG. 5, the slip determination threshold value Vref that linearly increases with respect to the increase in the vehicle body speed V is set. The slip determination threshold value Vref that increases in a curve may be set, or the slip determination threshold value Vref that increases stepwise with respect to the increase in the vehicle body speed V may be set. Further, in the automobile 20 of the embodiment, the uniform slip determination threshold value Vref (predetermined value k) is set for a predetermined vehicle body speed or less, but the slip determination threshold value Vref is set according to the vehicle body speed V for a predetermined vehicle body speed or less. It may be variable.
[0031]
In the automobile 20 of the embodiment, the torque output from the motor 22 is limited when it is determined that slip has occurred in the drive wheels 28a, 28b. However, in addition to the torque limitation or in place of the torque limitation. A predetermined warning (for example, lighting of a warning lamp or output of a warning sound) may be given to the driver.
[0032]
Although the embodiment has been described by being applied to the automobile 20 including the motor 22 mechanically connected to the drive shafts connected to the drive wheels 28a and 28b so that power can be directly output, As long as the vehicle includes a prime mover capable of output, it may be applied to a vehicle having any configuration. For example, the present invention may be applied to a so-called series-type hybrid vehicle including an engine, a generator connected to the output shaft of the engine, and a motor that outputs power to the drive shaft using generated power from the generator. In addition, as shown in FIG. 7, the engine 122, the planetary gear 126 connected to the engine 122, the motor 124 capable of generating power connected to the planetary gear 126, and the planetary gear 126 are connected to the drive wheels 28a and 28b. The present invention can also be applied to a so-called mechanical distribution type hybrid vehicle 120 that includes a motor 22 mechanically connected to a drive shaft so that power can be output to the connected drive shaft. As shown in FIG. 222 has an inner rotor 224a connected to the output shaft 222 and an outer rotor 224b attached to the drive shaft connected to the drive wheels 28a and 28b. The inner rotor 224a and the outer rotor 224b are relatively driven by electromagnetic action. Motor 224 that rotates in a rotating manner, and power can be output to the drive shaft. It can also be applied to a hybrid vehicle 220 of a so-called electric distribution type and a motor 22 connected. Alternatively, as shown in FIG. 9, a motor 22 connected to a drive shaft connected to the drive wheels 28a, 28b via a transmission 324 (such as a continuously variable transmission or a stepped automatic transmission) and a clutch CL The present invention can also be applied to a hybrid vehicle 320 that includes an engine 322 connected to the rotating shaft of the motor 22 via the motor. At this time, as a control when slip occurs in the drive wheel, the torque output to the drive shaft mainly by controlling the motor mechanically connected to the drive shaft from the speed of output response in the control, etc. However, it is also possible to control another motor or control the engine in cooperation with this motor control.
[0033]
The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an automobile 20 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a motor drive control routine executed by the electronic control unit 50 of the automobile 20 according to the embodiment.
FIG. 3 is a map showing a relationship among vehicle body speed V, accelerator opening Acc, and motor required torque Tm *.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a slip determination processing routine executed by the electronic control unit 50 of the automobile 20 according to the embodiment.
FIG. 5 is a map showing the relationship between vehicle body speed V and provisional slip determination threshold value Vreftmp.
FIG. 6 is a map showing the relationship between vehicle body speed V and slip determination threshold value Vref.
FIG. 7 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an automobile 120 according to a modified example.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an automobile 220 according to a modification.
FIG. 9 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an automobile 320 according to a modified example.
[Explanation of symbols]
20, 120, 220, 320 Automobile, 22 Motor, 23 Inverter circuit, 24 Battery, 26 Drive shaft, 28a, 28b Drive wheel, 29a, 29b Non-drive wheel, 32 Rotation angle sensor, 34a, 34b, 36a, 36b Wheel speed Sensor, 41 Shift lever, 42 Shift position sensor, 43 Accelerator pedal, 44 Accelerator pedal position sensor, 45 Brake pedal, 46 Brake pedal position sensor, 48 Vehicle speed sensor, 50 Electronic control unit, 52 CPU, 54 ROM, 56 RAM, 122, 222, 322 Engine, 124 motor, 126 planetary gear, 224a inner rotor, 224b outer rotor, 224 motor, 324 transmission, CL clutch.

Claims

A slip determination device for determining a slip of a vehicle traveling by driving some of a plurality of wheels,
Drive wheel rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the drive wheel of the plurality of wheels;
Non-drive wheel rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the non-drive wheel of the plurality of wheels;
Vehicle body speed detecting means for detecting the vehicle body speed of the vehicle;
Based on the detected rotational speed difference between the rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the non-driving wheel, and the detected vehicle body speed, it is determined whether slippage due to idling of the driving wheel has occurred. A slip determination device comprising slip determination means.

The slip determination means is a means for setting a determination threshold based on the detected vehicle speed and determining that a slip has occurred when the rotational speed difference is greater than or equal to the set determination threshold. Slip determination device.

The slip determination device according to claim 2, wherein the slip determination unit is a unit that sets the determination threshold value so as to increase as the detected vehicle speed increases.

The slip determination device according to claim 2 or 3, wherein the slip determination means is a means for setting a predetermined value as the determination threshold when the detected vehicle speed is less than a predetermined vehicle speed.

The slip determination means sets a first value based on the detected vehicle speed, and sets the determination threshold based on the set first value and a second value as a predetermined value. The slip determination device according to claim 2.

The slip determination device according to claim 5, wherein the slip determination unit is a unit that sets the first value so as to increase as the detected vehicle speed increases.

The slip determination device according to claim 5 or 6, wherein the slip determination means is a means for setting a larger one of the first value and the second value as the determination threshold.

A vehicle that drives by driving some of a plurality of wheels,
A prime mover that outputs a driving force to some of the plurality of wheels;
A slip determination device according to any one of claims 1 to 7,
A vehicle comprising: a control unit that controls the prime mover so that a driving force output to a part of the wheel is limited when it is determined by the slip determination unit of the slip determination device that a slip has occurred.

The vehicle according to claim 8, wherein the prime mover is an electric motor.

A slip determination method for determining slip of a vehicle traveling by driving some of a plurality of wheels,
(A) detecting a rotational speed of a driving wheel of the plurality of wheels and a rotational speed of a non-driving wheel of the plurality of wheels;
(B) detecting a vehicle body speed of the vehicle;
(C) Whether slippage due to idling of the driving wheel has occurred based on the rotational speed difference between the detected rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the non-driving wheel and the detected vehicle speed. A slip determination method comprising the steps of:

The slip determination method according to claim 10,
The step (c) is a slip determination method in which a determination threshold is set based on the detected vehicle body speed, and it is determined that a slip has occurred when the rotational speed difference is greater than or equal to the set determination threshold.