JP2014236590A - 電気自動車のスリップ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アクセルの操作量からモータが回転すべき角加速度を計算して閾値を求める閾値計算手段21と、回転角センサ3aの検出値を2回微分して角加速度を計算する角加速度計算手段22を設ける。モータ3で駆動される車輪7がスリップしたことを判断するスリップ判断手段23、およびスリップしたと判断された場合にトルクを制限するスリップ時トルク制限手段25を設ける。前記スリップ判断手段23は、前記角加速度と閾値とを角加速度比較部26で判断する。閾値を超えたとされる判断が連続する連続回数をカウントし、その連続回数が設定値に達するとスリップしたと判断する。
【選択図】 図4
Description
この発明の他の目的は、スリップ状態の解消が確実に行え、かつ乗車している人に、急激な加減速感を感じさせることない快適な走行性を維持できるようにすることである。
アクセル4の操作量から前記モータ3が回転すべき角加速度を計算し、この計算した角加速度を基にスリップ判断の閾値を計算する閾値計算手段21と、
前記モータ3の回転速度を検出する回転角センサ3aの検出値から前記モータ3の角加速度を計算する角加速度計算手段22と、
前記モータ3で駆動される車輪7がスリップしたことを判断するスリップ判断手段23と、
このスリップ判断手段23でスリップしたと判断された場合に、前記モータ3に発生させるトルクを制限するスリップ時トルク制限手段25とを備える。
前記スリップ判断手段23は、前記角加速度計算手段22で計算された角加速度と前記閾値とを比較して角加速度が閾値を超えたかまたは閾値以上になったか否かを判断する角加速度比較部26と、
この角加速度比較部26により前記閾値以上となりまたは閾値を超えたとされる判断が連続する連続回数をカウントするカウント部27と、
このカウント部27によりカウントされた連続回数が設定値に達するとスリップしたと判断するスリップ判断部28とを有する、
ことを特徴とする。
スリップが生じた車輪7のモータ3のトルクを零にするため、スリップの発生が確実に防止される。
スリップが発生したモータ3のトルクを零にした後、急激にトルクを復元させると、車両5の急激な加速により、運転者等の乗者している人に加速感を与えるが、上記のようにトルク回復部31がトルクを徐々に回復させる構成であると、加減速感を感じさせることない快適な走行性を維持することができる。
この発明では、角加速度が閾値以上となりまたは閾値を超えたかの判断を設定回数行ってからスリップの判断を行う。この設定回数の判断はごく短時間で行えるが、この間に多少は車両5が進行する。そのため、スリップ判断が完了しなくても、上記のようにカウント値が増えるに従って、前記モータ3に発生させるトルクを徐々に低減させることにより、早期にスリップ解消への対処が行える。また、スリップであると判断された場合にモータ3のトルクを零に制御するときに、予めトルクを低減しておくことで、車両5に生じる急激な速度低下が回避され、加減速感を感じさせることない快適な走行性を維持することができる。設定回数に達するまでにトルクを低減させるため、実際にはスリップが生じていない場合にトルクを低減させる場合が生じるが、カウント値が増えるに従ってトルクを徐々に低減させるため、スリップが生じていない場合にトルクを低減させることによる走行速度の低下が緩和され、かつ速やかなスリップ解消の制御が行える。すなわち、カウント値が少なくてスリップの可能性の不明度が高い場合は極僅かなトルク低減を行い、カウント値が多くなってスリップの可能性の確実度が高まるに従ってトルク低減を大きくするため、速やかなスリップ解消と無駄なトルク低減の回避とを両立させることができる。
前記基準速度計算部30は、
スリップしたと判断された車輪7とは左右の反対側の車輪7がスリップ状態であると判断されていない場合は、この反対側の車輪7の現在の回転速度と、スリップと判断された車輪7の前記カウント部27によりカウントされた1回目の角加速度比較時の回転速度とを比較して低い方の回転速度を基準回転速度とし、
スリップしたと判断された車輪7とは左右の反対側の車輪7がスリップ状態であると判断されている場合は、元のスリップと判断された車輪7の前記カウント部27によりカウントされた1回目の角加速度比較時の回転速度を基準回転速度とする、
ものとしても良い。
インホイールモータ装置11の場合、各車輪7が個別にモータ駆動されて、スリップの影響が大きく、この発明によるスリップ制御による効果が、より効果的に発揮される。
また、前記スリップ時トルク制限手段は、前記モータの回転速度が前記スリップをしたと判断される前の回転速度を基準に定めたスリップ判断の基準速度まで低下したか否かを判断し、低下したと判断した場合に前記モータに発生させるトルクを徐々に回復させるトルク回復部を有する場合は、運転者等の乗者している人に、急激な加減速感を感じさせることない快適な走行性を維持することができる。
閾値についての具体例を示すと、アクセルにより車両に与える加速度aは次の公式で計算される。
前記モータトルクの和Tを、アクセル4の操作量として上記の式1,式2から求まる角加速度・ωを閾値とする。
この過程S1の処理を行う手段が前記閾値演算手段21である。
センサ類として回転角センサ3のみを用い、高価なセンサである加速度センサを用いないため、コスト低下が図れるが、上記のように2回微分した値は、ばらつきが大きくてそのままでは使えないため、次のように連続複数回の判断でスリップ判断を行う。
このカウンタ27aのカウント値が、設定回数Nに達したか否か、図示の例ではカウント値N≧15の条件を充足したか否かを判断し、設定回数に達していない場合はリターンし、過程S1から処理を再開する。この再開時は、カウンタ27aがリセットされていないので、前回のカウント値Nを維持したままで再開する。なお、逐次減速の過程(S6)は後に説明する。
このように、角加速度が閾値を超える状態が設定回数Nまで連続した場合にスリップであると判断するため、回転角センサ3を2回微分して得た角加速度によりスリップ判断しても、確実なスリップ判断が行える。
片輪スリップの場合、すなわち、スリップしたと判断された車輪7とは左右の反対側の車輪7がスリップ状態であると判断されていない場合は、この反対側の車輪7の現在の回転速度と、スリップと判断された車輪7の前記の記録した1回目の角加速度比較時の回転速度とを比較し、低い方の回転速度を基準回転速度とする。
両輪スリップの場合、すなわち、スリップしたと判断された車輪7とは左右の反対側の車輪7もスリップ状態であると判断されている場合は、元のスリップと判断された車輪7の前記カウント部27によりカウントされた1回目の角加速度比較時の回転速度を基準回転速度とする。この基準速度計算過程S9の処理を行う手段が、基準回転速度計算部30となる。
このようにして、再度、現在の回転速度と基準回転速度との比較を行い(S10)、スリップが解消していると判断した場合は、再度、前記の僅かな設定量だけトルクを回復させる(S11)。これら判断過程S10、およびトルクを僅かな設定量だけ回復させる過程S12により、前記トルク回復部31が構成される。
前記トルク零化部29、基準速度計算部30、およびトルク回復部31により、スリップ時トルク制限手段25が構成される。
この逐次減速過程S6の処理を行う手段が、スリップ前トルク漸減手段24となる。
2…インバータ装置
3…モータ
3a…回転角センサ
4…アクセル
4a…アクセル操作センサ
5…車両
6,7…車輪
11…インホイールモータ装置
20…スリップ制御装置
21…閾値計算手段
22…角加速度計算手段
23…スリップ判断手段
24…スリップ判断前トルク漸減手段
25…スリップ時トルク制限手段
26…角加速度比較部
27…カウント部
28…スリップ判断部
29…トルク零化部
30…基準速度計算部
31…トルク回復部
Claims (6)
- 走行駆動用の電動のモータを備えた車両である電気自動車のスリップ制御を行う電気自動車のスリップ制御装置において、
アクセルの操作量から前記モータが回転すべき角加速度を計算し、この計算した角加速度を基にスリップ判断の閾値を計算する閾値計算手段と、
前記モータの回転速度を検出する回転角センサの検出値から前記モータの角加速度を計算する角加速度計算手段と、
前記モータで駆動される車輪がスリップしたことを判断するスリップ判断手段と、
このスリップ判断手段でスリップしたと判断された場合に、前記モータに発生させるトルクを制限するスリップ時トルク制限手段とを備え、
前記スリップ判断手段は、前記角加速度計算手段で計算された角加速度と前記閾値とを比較して角加速度が閾値を超えたかまたは閾値以上になったか否かを判断する角加速度比較部と、
この角加速度比較部により前記閾値以上となりまたは閾値を超えたとされる判断が連続する連続回数をカウントするカウント部と、
このカウント部によりカウントされた連続回数が設定値に達するとスリップしたと判断するスリップ判断部とを有する、
ことを特徴とする電気自動車のスリップ制御装置。 - 請求項1に記載の電気自動車のスリップ制御装置において、前記スリップ時トルク制限手段は、前記スリップ判断手段でスリップしたと判断されると、前記モータに発生させるトルクを零にするトルク零化部を有する電気自動車のスリップ制御装置。
- 請求項2に記載の電気自動車のスリップ制御装置において、前記スリップ時トルク制限手段は、前記モータの回転速度が前記スリップをしたと判断される前の回転速度を基準に定めたスリップ判断の基準速度まで低下したか否かを判断し、低下したと判断した場合に前記モータに発生させるトルクを徐々に回復させるトルク回復部を有する電気自動車のスリップ制御装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電気自動車のスリップ制御装置において、前記スリップ判断部によりスリップしたと判断されるよりも前に、前記カウント部によるカウント値が増えるに従って、前記モータに発生させるトルクを徐々に低減させるスリップ判断前トルク漸減手段を設けた電気自動車のスリップ制御装置。
- 請求項3に記載の電気自動車のスリップ制御装置において、前記スリップ時トルク制限手段は、前記基準速度を定める基準速度計算部を有し、前記車両は左右の車輪をそれぞれ駆動する複数のモータを有していて各モータ毎に前記スリップ判断手段および前記スリップ時トルク制限手段を有し、
前記基準速度計算部は、
スリップしたと判断された車輪とは左右の反対側の車輪がスリップ状態であると判断されていない場合は、この反対側の車輪の現在の回転速度と、スリップと判断された車輪の前記カウント部によりカウントされた1回目の角加速度比較時の回転速度とを比較して低い方の回転速度を基準回転速度とし、
スリップしたと判断された車輪とは左右の反対側の車輪がスリップ状態であると判断されている場合は、元のスリップと判断された車輪の前記カウント部によりカウントされた1回目の角加速度比較時の回転速度を基準回転速度とする、
電気自動車のスリップ制御装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電気自動車のスリップ制御装置において、前記モータは、インホイールモータ装置を構成するモータである電気自動車のスリップ制御装置。
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