JP2009254077A - Drive force control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の駆動力源からタイヤにトルクを伝達するにあたり、タイヤと路面との間の摩擦係数を制御することの可能な駆動力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a driving force control device capable of controlling a friction coefficient between a tire and a road surface when transmitting torque from a driving force source of a vehicle to the tire.
一般に、車両に駆動力源が搭載されており、その駆動力源のトルクがタイヤに伝達されて、タイヤと路面との間で駆動力が発生する。ここで、駆動力源からタイヤに伝達されるトルクが同じであり、かつ、タイヤの回転数が同じであっても、タイヤと路面との間における摩擦係数が変化すると、駆動力も変化する。このように、車両の挙動は、タイヤと路面との間の摩擦係数により変化する。一方、タイヤと路面との間の摩擦係数と、タイヤに伝達されるトルク特性との関係に着目し、タイヤに伝達するトルクを振動させることにより、タイヤと路面との間の摩擦係数を任意に制御する技術が、特許文献1に記載されている。
Generally, a driving force source is mounted on a vehicle, and torque of the driving force source is transmitted to a tire, so that a driving force is generated between the tire and a road surface. Here, even if the torque transmitted from the driving force source to the tire is the same and the rotation speed of the tire is the same, the driving force also changes when the friction coefficient changes between the tire and the road surface. Thus, the behavior of the vehicle changes depending on the coefficient of friction between the tire and the road surface. On the other hand, paying attention to the relationship between the friction coefficient between the tire and the road surface and the torque characteristics transmitted to the tire, the friction coefficient between the tire and the road surface is arbitrarily determined by vibrating the torque transmitted to the tire. A technique for controlling is described in
この特許文献1に記載された車両制御装置では、車両の各車輪を駆動する電動モータが設けられており、必要とされる駆動トルクを得るためのモータトルク指令値にしたがって、電動モータが駆動および制御される。また、通常の制御では、各車輪あるいは電動モータの駆動トルクを検出し、検出された駆動トルクが、モータトルク指令値となるようにフィードバック制御される。さらに、上記の通常の制御に加えて、電動モータの駆動信号に微少振動の信号を重畳することによりタイヤに微少振動を与えて、タイヤの摩擦力を制御することが記載されている。例えば、タイヤに与えるトルクの微少振動の振幅、周波数、位相を制御して、タイヤと路面との間の摩擦係数を任意に調整することにより、車両の走行性能および挙動が安定化するものとされている。
In the vehicle control device described in
ところで、車両の駆動力源からタイヤに至る動力伝達経路には、歯車伝動装置、巻き掛け伝動装置、摩擦伝動装置、トラクション伝動装置などが設けられており、このうち、歯車伝動装置は、回転要素同士の滑りが生じることがないため、動力損失が少ないという利点がある。しかしながら、電動モータからタイヤに至る動力伝達経路に歯車伝動装置が設けられている車両において、特許文献1に記載されているように、電動モータからタイヤに伝達するトルクに微少振動を与える制御をおこなったときに、電動モータのトルクが駆動側と回生側の両方に亘るように振動されると、歯車同士の噛み合い部分で、バックラッシに起因する歯当たり音が生じる虞があった。
By the way, a gear transmission device, a winding transmission device, a friction transmission device, a traction transmission device, and the like are provided in the power transmission path from the driving force source of the vehicle to the tire. Among these, the gear transmission device is a rotating element. Since there is no slippage between them, there is an advantage that power loss is small. However, in a vehicle in which a gear transmission is provided in the power transmission path from the electric motor to the tire, as described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、駆動力源からタイヤに伝達されるトルクを振動させる場合に、伝動装置の凹部と凸部との係合部分で衝突音が生じることを抑制できる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above. When the torque transmitted from the driving force source to the tire is vibrated, a collision sound is generated at the engaging portion between the concave portion and the convex portion of the transmission device. It is an object of the present invention to provide a driving force control device that can suppress the occurrence.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、路面に接触するタイヤと、このタイヤに伝達するトルクを発生する駆動力源とを有し、前記駆動力源から前記タイヤに伝達する要求トルクを求め、この要求トルクを基準として交番的に変化する振動トルクを求め、前記駆動力源から前記タイヤに振動トルクを伝達することにより、前記タイヤと路面との間における摩擦係数を制御する駆動力制御装置において、前記駆動力源から前記タイヤに至るトルクの伝達経路に、凹部と凸部との噛み合いによりトルク伝達をおこなう伝動装置が設けられているとともに、前記要求トルクが駆動領域または回生領域のいずれか一方にあり、かつ、前記振動トルクが前記駆動領域と回生領域とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段と、前記要求トルクが駆動領域または回生領域のいずれか一方にあり、かつ、前記振動トルクが前記駆動領域と回生領域とを交互に行き来すると判断された場合は、前記振動トルクを前記要求トルクと同じ領域で生じさせるように、前記振動トルクを補正する補正手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記補正手段は、前記要求トルクがある領域とは異なる領域にある振動トルクの一部を除去することにより、前記振動トルクが前記要求トルクと同じ領域で生じるように前記振動トルクを補正する手段と、前記振動トルクのうち、除去された部分を含む位相における振動トルクの仕事量と、前記振動トルクのうち、除去された位相とは反対の位相における振動トルクの仕事量との差が相対的に小さくなるように、前記振動トルクを補正する手段とを含むことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the correction means removes a part of the vibration torque in a region different from the region where the required torque is present, so that the vibration torque becomes the required value. Means for correcting the vibration torque to occur in the same region as the torque, the work of the vibration torque in the phase including the removed portion of the vibration torque, and the removed phase of the vibration torque And a means for correcting the vibration torque so that the difference between the work of the vibration torque in the opposite phase is relatively small.
請求項1の発明によれば、駆動力源からタイヤに伝達する要求トルクを求め、この要求トルクを境界として交番的に変化する振動トルクを生じさせることにより、タイヤと路面との間における摩擦係数を制御することができる。また、駆動力源からタイヤに伝達する要求トルクが駆動領域または回生領域のいずれか一方にあり、かつ、振動トルクが交番的に変化する、つまり、駆動領域と回生領域とを交互に行き来すると判断された場合は、振動トルクが要求トルクと同じ領域となるように、振動トルクを補正する。したがって、伝動装置の凹部と凸部とが衝突して衝突音が生じることを抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the required torque to be transmitted from the driving force source to the tire is obtained, and the frictional coefficient between the tire and the road surface is generated by generating the vibration torque that alternately changes with the required torque as a boundary. Can be controlled. Also, it is determined that the required torque transmitted from the driving force source to the tire is in either the driving region or the regenerative region, and the vibration torque changes alternately, that is, the driving region and the regenerative region alternate. If so, the vibration torque is corrected so that the vibration torque is in the same region as the required torque. Therefore, it can suppress that the recessed part and convex part of a transmission collide and a collision sound arises.
請求項2の発明によれば、要求トルクが存在する領域とは異なる領域にある振動トルクの変化分の一部を除去することにより、振動トルクの全てが要求トルクと同じ領域で生じるように、振動トルクを補正する。より具体的には、振動トルクのうち、要求トルクに加算または減算する分のトルクの一部が除去された位相における振動トルクの仕事量と、振動トルクのうち、トルクの一部が除去された位相とは反対の位相における振動トルクの仕事量との差が相対的に小さくなるように、振動トルクを補正する。したがって、タイヤに伝達されるトルクの振動により、車両が不用意に加速または減速することを抑制できる。
According to the invention of
この発明における駆動力源は、タイヤと動力伝達可能に接続された動力発生装置である。この駆動力源としては、電動モータ、エンジン、油圧モータが挙げられる。電動モータは、電気エネルギを運動エネルギに変換する回転装置であり、電動モータに供給する電力の電流値を制御することにより、電動モータのトルクを制御可能である。電動モータとしては、運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を兼備したモータ・ジェネレータを用いることができる。前記エンジンは、燃料を燃焼させた時の熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置であり、エンジンとしては内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンを用いることができる。これらのエンジンは、吸入空気量、燃料噴射量を制御することにより、出力トルクを制御可能である。また、ガソリンエンジンおよびLPGエンジンは、点火時期を制御することにより、出力トルクを制御可能である。油圧モータは、オイルの流体エネルギをロータの運動エネルギに変換する流体機械であり、油圧モータは回転式の油圧モータ、例えば、歯車モータ、ベーンモータ、ねじモータを用いることができる。油圧モータでは、ロータに運動エネルギを与えるオイルの油圧を制御することにより、ロータの出力トルクを制御可能である。 The driving force source in the present invention is a power generation device connected to a tire so as to be able to transmit power. Examples of the driving force source include an electric motor, an engine, and a hydraulic motor. The electric motor is a rotating device that converts electric energy into kinetic energy, and the torque of the electric motor can be controlled by controlling the current value of the electric power supplied to the electric motor. As the electric motor, a motor / generator having a function of converting kinetic energy into electric energy can be used. The engine is a power unit that converts thermal energy when fuel is burned into kinetic energy, and an internal combustion engine such as a gasoline engine, a diesel engine, or an LPG engine can be used as the engine. These engines can control the output torque by controlling the intake air amount and the fuel injection amount. Further, the gasoline engine and the LPG engine can control the output torque by controlling the ignition timing. The hydraulic motor is a fluid machine that converts the fluid energy of oil into the kinetic energy of the rotor, and a rotary hydraulic motor such as a gear motor, a vane motor, or a screw motor can be used as the hydraulic motor. In the hydraulic motor, the output torque of the rotor can be controlled by controlling the oil pressure of oil that gives kinetic energy to the rotor.
この発明の伝動装置は、凹部と凸部との間に、バックラッシ、つまり、円周方向の隙間もしくはガタが不可避的に形成されている。この発明における伝動装置には、歯車同士の噛み合い力によりトルク伝達をおこなう歯車伝動装置が含まれる。この歯車伝動装置を用いた動力伝達装置としては、入力回転数と出力回転数との比を変更可能な変速機、入力回転数と出力回転数との比を変更できない減速機、駆動力源の動力を前輪と後輪とに分配するトランスファ、左右の車輪に回転数差が生じることを許容するデファレンシャルなどが含まれる。上記変速機には、遊星歯車式変速機、選択歯車式変速機、常時噛み合い式変速機などが含まれる。さらに、この発明の伝動装置には、変速機の出力軸と推進軸との連結部分に設けられるスプライン結合、つまり、内歯と外歯との噛み合いによりトルク伝達をおこなう機構も含まれる。この発明における駆動領域には、タイヤの回転を促進するトルクを与える領域の意味が含まれ、回生領域には、タイヤの回転を阻害するトルク(制動力)をタイヤに与える領域の意味が含まれる。この発明において、仕事量同士の差が相対的に小さくなるとは、相対的な大小関係を意味しており、小さいか大きいかを判断するための基準値が存在する必要はない。 In the transmission device according to the present invention, backlash, that is, a circumferential gap or play is inevitably formed between the concave portion and the convex portion. The transmission device according to the present invention includes a gear transmission that transmits torque by the meshing force between the gears. As a power transmission device using this gear transmission, a transmission that can change the ratio of the input rotation speed and the output rotation speed, a reduction gear that cannot change the ratio of the input rotation speed and the output rotation speed, A transfer that distributes power to the front and rear wheels, a differential that allows a difference in rotational speed between the left and right wheels, and the like are included. Examples of the transmission include a planetary gear type transmission, a selection gear type transmission, a constant mesh transmission, and the like. Further, the transmission device according to the present invention includes a spline coupling provided at a connection portion between the output shaft and the propulsion shaft of the transmission, that is, a mechanism for transmitting torque by meshing the inner teeth with the outer teeth. The drive region in this invention includes the meaning of a region that applies torque that promotes the rotation of the tire, and the regeneration region includes the meaning of a region that applies torque (braking force) that inhibits rotation of the tire to the tire. . In the present invention, that the difference between work amounts is relatively small means a relative magnitude relationship, and there is no need to have a reference value for determining whether the difference is small or large.
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図2に示す車両1は4個の車輪、具体的には、右前輪2および左前輪3および右後輪4および左後輪5を有している。各車輪は、ホイール6にタイヤ7を取り付けて構成されるとともに、そのホイール6の内側に電動モータ8を配置した車輪、つまり、インホイールモータ形式の車輪である。この電動モータ8は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行(駆動)機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータである。すなわち、電動モータ8が電動機として動作させることが力行制御であり、電動モータ8を発電機として動作させることが回生制御である。また、電動モータ8からホイール6に至る動力の伝達経路には減速機9が配置されている。この減速機9は、入力回転数よりも出力回転数の方が低回転となる構成であり、減速機9としては、例えば、常時噛み合い式の歯車変速機構を用いることが可能である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The
このように、図2に示された車両1は、各車輪のタイヤ7に伝達するトルクを、独立して制御することの可能な四輪駆動車である。この電動モータ8および減速機9および各車輪は、懸架装置を介して車体により支持されている。この懸架装置は、ショックアブソーバ、スプリングなどを有する公知のものである。さら、車体には電源13が設けられている。この電源13としては、放電および充電をおこなうことの可能な二次電池、例えば、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能である。さらに、二次電池に加えて、燃料電池を用いることもできる。この電源13と各電動モータ8とが、インバータ(図示せず)を有する電気回路により接続されている。
As described above, the
また、各車輪に与える制動力を制御する制動装置が設けられている。この制動装置は、ホイール7と一体回転するロータと、このロータを挟み付けるディスクキャリパと、ディスクキャリパを作動させるホイールシリンダ10と、ホイールシリンダ10の油圧を制御するアクチュエータ11とを有している。ホイールシリンダ10は、各車輪毎に設けられており、アクチュエータ11は車体に設けられている。さらに、各車輪、特に前輪の操舵角を制御する操舵装置12が設けられている。この操舵装置12は、室内に設けられたステアリングホイール、車体の下方に設けられたタイロッド、ステアリングホイールの回転操作をタイロッドの動作力に変換するギヤボックスなどを有する公知の構造である。さらに、制動装置および電動モータ8を制御する電子制御装置14が設けられており、電子制御装置14には、アクセルペダルの操作状態、ブレーキペダルの操作状態、車速、各車輪の回転数、電動モータ8の回転数およびトルクなどを検出するセンサやスイッチの信号が入力される。この電子制御装置14からは、電動モータ8の回転数およびトルクを制御する振動、ホイールシリンダ10の油圧を制御する信号などが出力される。
A braking device is provided for controlling the braking force applied to each wheel. The braking device includes a rotor that rotates integrally with the
図2に示す車両1は、走行性能を制御する機能として、アンチロックブレーキシステム、トラクションコントロールシステムなどを備えている。これらのシステムは、タイヤ7の摩擦力を最大に発揮させて車体を安定化させるように、タイヤ7の摩擦力を制御するものであり、例えば、コーナリングフォースが充分大きく、かつ、制動力が大きくなるような目標スリップ率を求め、タイヤ7の実際のスリップ率を目標スリップ率に近づけるように、制動装置のホイールシリンダ10の油圧制御、電動モータ8の回転数およびトルクの制御などをおこなうことにより、車両1の操舵性能、動力性能、制動性能、旋回性能などを確保しようとするものである。このような制御をおこなうため電子制御装置14には、タイヤ7のスリップ率と、タイヤ7と路面との間の摩擦係数との関係を表すマップおよびデータが記憶されており、このデータおよびマップに基づいて、ホイールシリンダ10の油圧、および電動モータ8のトルクおよび回転数が制御される。
The
一方、タイヤ7のスリップ率と、タイヤ7と路面との間の摩擦係数との対応関係は、路面条件により異なる。また、タイヤ7に伝達するトルクを変動させる、つまり、トルクに振動を与えることで、タイヤ7と路面との間の摩擦係数を、任意に調整することが可能であることが知られている。具体的にはタイヤ7に与える電動モータ8のトルクを振動させるときに、その振動の振幅、周波数、位相などを制御することにより、タイヤ7と路面との間の摩擦係数を、任意に調整することが知られている。この原理は、再公表特許WO02/000463号公報に記載されている。例えば、タイヤ7に代えてゴムブロックを用いた摩擦モデルは、下記の振動方程式(1)で表すことができる。
振動方程式(1)において、Fnは、ゴムブロックが路面に接触する垂直方向の荷重であり、μ・Fnは、一定方向に滑るゴムブロックに作用する摩擦力(μは、路面の摩擦係数)であり、mは、ゴムブロックの質量、kは、ゴムブロックと路面間のバネ定数、cは、ゴムブロックの減衰係数、ω0は、ゴムブロックの共振周波数である。この振動方程式(1)を解くことにより、ゴムブロックに微少振動を与えない摩擦力と、ゴムブロックに微少振動を与えた場合の摩擦力との比μre1が、次式(2)で求められる。
上記の2つの数式から、制御対象となるタイヤ7の前後方向に振動を与えることにより、タイヤ7と路面との間おける摩擦係数を任意に調整できることが分かる。上記の比μre1は、与える微少振動の周波数ωに依存し、周波数ωが共振周波数ω0に近づくほど、比μre1の値が小さくなる傾向を示す。また、共振周波数ω0より高い周波数の振動を周波数変調により与えることで、比μre1の値を相対的に大きくすることも可能である。さらに、タイヤ7の回転方向に振動トルクを付与することで、タイヤ7の前後方向における摩擦係数とスリップ率との関係は、スリップ率が増加することにともない摩擦係数が大きくなる傾向になることが知られており、これは、再公表特許WO02/000463号公報にも記載されている。
From the above two formulas, it is understood that the friction coefficient between the
この実施例では、実際の摩擦係数が、目標摩擦係数となったか否かを推定するため、電子制御装置14には、スリップ率と摩擦係数との関係を示すマップおよびデータが記憶されている。そして、タイヤ7のスリップ率を推定するとともに、マップおよびデータから、実際の摩擦係数を推定可能である。なお、各タイヤ7のスリップ率は、各車輪の回転速度を検知するセンサの信号に基づいて推定可能であり、その推定方法は、特開2002−274356号公報、特開平6−258196号公報などに記載されているように周知であるので、具体的な説明を省略する。このように、タイヤ7に伝達するトルクを振動させることにより、タイヤ7と路面との間における前後方向の摩擦係数を調整することが可能である。なお、振動トルクを与えた場合と与えない場合とを比較すると、前後方向におけるスリップ率が同じであるとすれば、振動トルクを与えた場合の方が、振動トルクを与えない場合に比べて、タイヤ7の前後方向の摩擦係数が小さくなることが知られている。これは、再公表特許WO02/000463号公報に記載されている。
In this embodiment, in order to estimate whether or not the actual friction coefficient has reached the target friction coefficient, the
ところで、電動モータ8からタイヤ7に至る動力伝達経路には、減速機9が配置されている。減速機9では、歯車同士の噛み合い部分にバックラッシが不可避的に形成されている。このため、電動モータ8からタイヤ7に伝達されるトルクが振動して、電動モータ8のトルクが駆動側から回生側に切り替わるとき、および回生側から駆動側に切り替わるときに、歯車同士の噛み合い部分で歯と歯が衝突して衝撃音が発生する可能性があった。ここで、駆動側とは、電動モータ8が力行制御されることを意味し、回生側とは電動モータ8が回生制御されることを意味する。
Incidentally, a
この実施例では、電動モータ8からタイヤ7に伝達されるトルクに振動を与えるときに、歯車同士の噛み合い部分で歯と歯が衝突して衝撃音が発生することを抑制するために、図1のフローチャートを実行する。図1のフローチャートは、車両1の走行中に、タイヤ7の前後方向にトルクを振動させる例である。まず、タイヤ7に伝達するトルクの振動を開始する条件が成立しているか否かが判断される(ステップS1)。例えば、タイヤ7と路面との間の摩擦係数を調整するために、トルク振動を開始するか否かを、ドライバーの意思により選択するスイッチが設けられていれば、そのスイッチの操作状態に基づいて、ステップS1の判断をおこなうことができる。このステップS1で否定的に判断された場合は、格別の制御をおこなうことなくスタートに戻る。
In this embodiment, when vibration is applied to the torque transmitted from the
これに対して、ステップS1で肯定的に判断された場合は、振動トルクのゲインG、振動トルクの周波数Fを決定する(ステップS2)。このステップS2の処理を図3の波形図により説明する。この図3には、要求トルクおよび振動トルクの波形が示されている。この実施例では、車速およびアクセル開度をパラメータとして要求駆動力が求められ、その要求駆動力に基づいて、電動モータ8から出力するべき要求トルクを求める処理がおこなわれる。このように、要求トルクを求めるためのデータおよびマップが、電子制御装置14に記憶されている。そして、この要求トルクに所定トルクを加算し、かつ、要求トルクから所定トルクを減算して、要求トルクを境界として変動するトルク、つまり、振動トルクが求められる。
On the other hand, if a positive determination is made in step S1, the vibration torque gain G and the vibration torque frequency F are determined (step S2). The processing in step S2 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. FIG. 3 shows waveforms of required torque and vibration torque. In this embodiment, the required driving force is obtained using the vehicle speed and the accelerator opening as parameters, and processing for obtaining the required torque to be output from the
このように、振動トルクは、要求トルクを境界として、要求トルクよりも高い位相と、要求トルクよりも低い位相との間を、所定の周期で交互に行き来する。この要求トルクと振動トルクとの差が、振動トルクゲインGであり、単位時間あたりにおける振動周期の回数が、周波数Fである。振動周期は、要求トルクを開始点として、その要求トルクよりも高くなり、ついで、要求トルクを経由して、要求トルクよりも低くなり、その後、要求トルクに戻るまでの時間である。この実施例では、車速と摩擦係数との対応関係を示すデータおよびマップが電子制御装置14に記憶されており、車速から目標摩擦係数が求められる。ついで、その目標摩擦係数毎に、振動トルクゲインおよび周波数を決定したマップおよびデータが、電子制御装置14に記憶されており、ステップS2では、このマップおよびデータを用いて、振動トルクゲインおよび周波数が求められる。
As described above, the vibration torque alternates between the phase higher than the required torque and the phase lower than the required torque at a predetermined cycle with the required torque as a boundary. The difference between the required torque and the vibration torque is the vibration torque gain G, and the frequency of the vibration period per unit time is the frequency F. The vibration period is a time from the request torque as a starting point, which is higher than the request torque, then lower than the request torque via the request torque, and thereafter returns to the request torque. In this embodiment, data and a map indicating the correspondence between the vehicle speed and the friction coefficient are stored in the
このステップS2についで、電動モータ8からタイヤ7に伝達されるトルクを振動させる制御が開始される(ステップS3)。このステップS3でおこなわれるタイヤ7のトルク振動は、ステップS2で求められた特性を有する。具体的には、電動モータ8に供給される電力の電流値を制御して、トルクを振動させることができる。このステップS3についで、振動トルクが零Nmを境界として、駆動側と回生側とで入れ替わるか否かが判断される(ステップS4)。このステップS4で肯定的に判断された場合は、振動トルクが零Nmを横切る部分、つまり、回生側トルクを除去し、かつ、要求トルクから、残りの振動トルクまでの振動ゲインG´を、所定時間t´毎に抽出するとともに、その振動ゲインG´および所定時間t´を、電子制御装置14に記憶する(ステップS5)。
Subsequent to step S2, control for oscillating torque transmitted from the
このステップS5の処理を、図4の振動波形により説明する。この図4では、アクセルペダルが踏み込まれ、かつ、要求トルクが駆動側にある。また、振動トルクのうち、要求トルクよりも低い部分が、零Nmを境界として、駆動側と回生側とを交互に行き来している。そこで、振動トルクのうち零Nmを越える部分、具体的には、回生側のトルクを削除している。このため、振動トルクの一部が零Nmとなる。また、振動トルクが要求トルク以下となるA点から、振動トルクが要求トルクに戻るまでのB点までの間で、要求トルク未満の振動トルクの振動ゲインG´が、所定時間t´毎に抽出される。このステップS5についで、振動トルクが要求トルクよりも高くなる部分、つまりB点からC点までの間は、所定時間t´毎に、要求トルクに振動ゲインG´を加算することで、振動トルクを求め(ステップS6)、スタートに戻る。これに対して、ステップS4で否定的に判断された場合は、ステップS2で求められた値で、タイヤに振動トルクを与える制御を継続し(ステップS7)、スタートに戻る。 The processing in step S5 will be described with reference to the vibration waveform in FIG. In FIG. 4, the accelerator pedal is depressed and the required torque is on the drive side. In addition, a portion of the vibration torque that is lower than the required torque alternates between the drive side and the regeneration side with zero Nm as a boundary. Therefore, the portion of the vibration torque exceeding zero Nm, specifically, the regeneration side torque is deleted. For this reason, a part of the vibration torque becomes zero Nm. Further, the vibration gain G ′ of the vibration torque less than the required torque is extracted at every predetermined time t ′ from the point A where the vibration torque is less than the required torque to the point B until the vibration torque returns to the required torque. Is done. Following this step S5, the portion where the vibration torque is higher than the required torque, that is, from point B to point C, is obtained by adding the vibration gain G ′ to the required torque at every predetermined time t ′. (Step S6) and return to the start. On the other hand, if a negative determination is made in step S4, the control for applying the vibration torque to the tire with the value obtained in step S2 is continued (step S7), and the process returns to the start.
なお、上記の説明では、アクセルペダルが踏み込まれており、かつ、要求トルクが駆動側にある例について説明しているが、この制御例は、アクセルペダルが戻されており、かつ、電動モータ8で回生制御をおこなっている場合、つまり、要求トルクが回生側にある場合にも適用可能である。この場合は、ステップS5において、振動トルクが主として回生側で変動し、かつ、振動トルクが零Nmを境界として、回生側と駆動側とで入れ替わる場合に、駆動側の部分がカットされる。また、ステップS5では、カットされた部分のトルクが零Nmに制御される。さらに、ステップS5では、所定時間t´毎に振動ゲインG´を加算する。さらに、ステップS6では、振動トルクが要求トルクよりも低くなる部分では、所定時間t´毎に、要求トルクに振動ゲインG´を加算することで、振動トルクを求める。上記の制御例で用いるマップおよびデータは、予め実験またはシミュレーションにより得られた値を、電子制御装置14に記憶したものである。なお、図1のフローチャートの一部を変更する例を説明すると、ステップS2の後に、ステップS3をおこなうことなくステップS4に進むルーチンを採用することも可能である。この場合、ステップS5またはステップS7で、電動モータ8のトルク振動を開始すればよい。
In the above description, an example in which the accelerator pedal is depressed and the required torque is on the drive side is described. However, in this control example, the accelerator pedal is returned and the
このように、図1の制御例では、振動トルクが零Nmを境界として、駆動側と回生側とで行き来することを回避できる。このため、電動モータ8からタイヤ7に至る減速機9で、歯車同士の噛み合い部分で衝撃音が生じることを抑制できる。また、懸架装置のスプリングにより荷重が支えられていない部分(バネ下部品)の振動を抑制できる。また、タイヤ7の前後方向に振動トルクを与えて摩擦係数を調整することにより、タイヤ7の横方向における摩擦係数の特性を調整することができる。具体的には、タイヤ7の前後方向におけるスリップ率が同じであるとすれば、振動トルクを与えた場合の方が、振動トルクを与えない場合に比べて、タイヤ7の横方向における摩擦係数が大きくなることが知られている。これは、再公表特許WO02/000463号公報に記載されている。さらに、ステップS5およびステップS6の処理をおこなうことで、A点からB点までの間における電動モータ8の仕事量と、B点からC点までの間における電動モータ8の仕事量とを一致させることができる。したがって、車両1の走行中に前後方向で加減速が生じることを抑制できる。なお、ステップS6では、A点からB点までの間における電動モータ8の仕事量と、B点からC点までの間における電動モータ8の仕事量との差を、相対的に小さくする制御をおこなうこともできる。
Thus, in the control example of FIG. 1, it is possible to avoid the vibration torque from going back and forth between the drive side and the regeneration side with zero Nm as a boundary. For this reason, with the
また、図4に示す例では、振動トルクが正弦波の形状となっており、振動トルクの変曲点を含む両側の範囲が、ほぼ平坦なトルクに調整されているが、図5に示すように、振動ゲインG´を徐々に変化させることで、平坦部分のない振動トルクの波形とすることもできる。この発明は、各車輪のホイール7の内側に電動モータ8が配置された、いわゆるインホイールモータ形式のパワートレーンの他に、車体に搭載された電動モータのトルクが、伝動装置を経由して、前輪または後輪のいずれか一方に伝達される構成の二輪駆動車にも適用可能である。さらに、車体に搭載された電動モータのトルクが、伝動装置を経由して、前輪および後輪の両方に伝達される構成の四輪駆動車にも適用可能である。
Further, in the example shown in FIG. 4, the vibration torque has a sine wave shape, and the range on both sides including the inflection point of the vibration torque is adjusted to a substantially flat torque, as shown in FIG. Further, by gradually changing the vibration gain G ′, it is possible to obtain a vibration torque waveform without a flat portion. In the present invention, in addition to the power train of the so-called in-wheel motor type in which the
ここで、この実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、タイヤ7が、この発明のタイヤに相当し、電動モータ8が、この発明の駆動力源に相当し、減速機9が、この発明の伝動装置に相当する。また、図1に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS4が、この発明の判断手段に相当し、ステップS5,S6が、この発明の補正手段に相当する。さらに、タイヤ7に伝達するトルクを振動させる制御の参考例を説明する。これは、要求トルクに対して、振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来するように制御するとともに、駆動側における仕事量と、回生側における仕事量とを同じにする制御である。
Here, the correspondence between the configuration described in this embodiment and the configuration of the present invention will be described. The
1…車両、 7…タイヤ、 8…電動モータ、 9…減速機、 14…電子制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記駆動力源から前記タイヤに至るトルクの伝達経路に、凹部と凸部との噛み合いによりトルク伝達をおこなう伝動装置が設けられているとともに、
前記要求トルクが駆動領域または回生領域のいずれか一方にあり、かつ、前記振動トルクが前記駆動領域と回生領域とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段と、
前記要求トルクが駆動領域または回生領域のいずれか一方にあり、かつ、前記振動トルクが前記駆動領域と回生領域とを交互に行き来すると判断された場合は、前記振動トルクを前記要求トルクと同じ領域で生じさせるように、前記振動トルクを補正する補正手段と
を備えていることを特徴とする駆動力制御装置。 A tire having contact with a road surface and a driving force source that generates torque to be transmitted to the tire are obtained. A required torque to be transmitted from the driving force source to the tire is obtained, and the torque changes alternately with reference to the required torque. In the driving force control device that determines the vibration torque and transmits the vibration torque from the driving force source to the tire to control the coefficient of friction between the tire and the road surface,
In the torque transmission path from the driving force source to the tire, there is provided a transmission device for transmitting torque by meshing between the concave portion and the convex portion,
Determination means for determining whether the required torque is in either the drive region or the regenerative region, and whether the vibration torque alternates between the drive region and the regenerative region;
When it is determined that the required torque is in either the drive region or the regenerative region, and the vibration torque alternates between the drive region and the regenerative region, the vibration torque is the same region as the required torque. A driving force control apparatus comprising: a correcting unit that corrects the vibration torque so as to generate the vibration torque.
前記要求トルクがある領域とは異なる領域にある振動トルクの一部を除去することにより、前記振動トルクが前記要求トルクと同じ領域で生じるように前記振動トルクを補正する手段と、
前記振動トルクのうち、除去された部分を含む位相における振動トルクの仕事量と、前記振動トルクのうち、除去された位相とは反対の位相における振動トルクの仕事量との差が相対的に小さくなるように、前記振動トルクを補正する手段と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の駆動力制御装置。 The correction means includes
Means for correcting the vibration torque so that the vibration torque is generated in the same region as the request torque by removing a part of the vibration torque in a region different from the region where the request torque is present;
The difference between the work of the vibration torque in the phase including the removed portion of the vibration torque and the work of the vibration torque in the phase opposite to the removed phase of the vibration torque is relatively small. The driving force control apparatus according to claim 1, further comprising means for correcting the vibration torque.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008097438A JP2009254077A (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Drive force control device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013085375A (en) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Toyota Motor Corp | Driving force controller of vehicle |
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2008
- 2008-04-03 JP JP2008097438A patent/JP2009254077A/en active Pending
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