JP2015216724A - Braking-driving force control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インホイールモータによって車輪に駆動力および制動力を発生させる車両の制駆動力制御装置に関する。 The present invention relates to a braking / driving force control device for a vehicle that generates driving force and braking force on wheels by an in-wheel motor.
従来から、車輪にモータを組み込み、このモータにより車輪を直接駆動するインホイールモータ方式の車両が知られている。インホイールモータ方式の車両においては、各モータを個別に力行制御または回生制御することにより、車輪に制駆動力(制動力および駆動力)を発生させることができる。 Conventionally, an in-wheel motor type vehicle in which a motor is incorporated in a wheel and the wheel is directly driven by this motor is known. In an in-wheel motor vehicle, braking / driving force (braking force and driving force) can be generated on the wheels by individually performing power running control or regenerative control of each motor.
車輪の前後方向の制駆動力の一部は、サスペンションによって車体の上下方向の力に変換される。特に、インホイールモータ方式の車両においては、上下方向の力への変換効率が高く、制駆動力を制御することにより、車体に大きな上下方向の力を発生させることができる。例えば、特許文献1に提案されたインホイールモータ方式の車両の制駆動力制御装置は、車体の上下振動を検出し、その上下振動を抑制するように車輪の制駆動力を制御する。
A part of the braking / driving force in the longitudinal direction of the wheel is converted into a vertical force of the vehicle body by the suspension. In particular, in an in-wheel motor type vehicle, the conversion efficiency into a vertical force is high, and a large vertical force can be generated in the vehicle body by controlling the braking / driving force. For example, an in-wheel motor braking / driving force control device proposed in
ところで、車輪がロックあるいはスリップしている状況では、制駆動力の制御によって車体の上下方向の力を適切に発生させることができない。このため、アンチロック制御(以下、ABS制御と呼ぶ)あるいはトラクション制御(以下、TRC制御と呼ぶ)が実施される。一般に、ABS制御およびTRC制御は、車輪速センサにより検出される車輪速と、4輪の車輪速に基づいて演算される車体速とから車輪のスリップ率を計算し、このスリップ率が閾値を超えたと判定されたときに実施される。 By the way, in a situation where the wheels are locked or slipped, the vertical force of the vehicle body cannot be appropriately generated by controlling the braking / driving force. Therefore, antilock control (hereinafter referred to as ABS control) or traction control (hereinafter referred to as TRC control) is performed. In general, ABS control and TRC control calculate a wheel slip ratio from a wheel speed detected by a wheel speed sensor and a vehicle body speed calculated based on the wheel speed of four wheels, and the slip ratio exceeds a threshold value. It is carried out when it is determined that
図4は、路面の摩擦係数μとスリップ率Sとの関係を表すμ−S特性を示す。このμ−S特性は、タイヤの有する特性の一つである。ABS制御あるいはTRC制御を実施する場合、摩擦係数μが最大となるスリップ率Sに基づいて制駆動力を制御すれば、タイヤの性能を最大限引き出すことができる。しかし、摩擦係数μの最大値(μピークと呼ぶ)は、図4の特性からわかるように、常に同じスリップ率で得られるわけではなく、路面状態、タイヤの種類などによって変化する。このため、摩擦係数μが最大となるスリップ率Sを事前に推定することはできない。従って、車体速と車輪速とに基づいてスリップ率を算出しても、そのスリップ率が過剰であってABS制御によりスリップ率を低下すべき状態(ロック状態)であるのか否かについての判定、および、そのスリップ率が過剰であってTRC制御によりスリップ率を低下すべき状態(スリップ状態)であるのか否かについての判定を精度良く行うことができない。 FIG. 4 shows μ-S characteristics representing the relationship between the friction coefficient μ of the road surface and the slip ratio S. This μ-S characteristic is one of the characteristics of a tire. When performing ABS control or TRC control, the tire performance can be maximized by controlling the braking / driving force based on the slip ratio S at which the friction coefficient μ is maximum. However, the maximum value of the friction coefficient μ (referred to as μ peak) is not always obtained with the same slip ratio, as can be seen from the characteristics of FIG. 4, and varies depending on the road surface condition, the type of tire, and the like. For this reason, the slip ratio S at which the friction coefficient μ is maximum cannot be estimated in advance. Therefore, even if the slip ratio is calculated based on the vehicle body speed and the wheel speed, the determination as to whether or not the slip ratio is excessive and the slip ratio should be reduced by the ABS control (lock state). In addition, it is impossible to accurately determine whether or not the slip ratio is excessive and the slip ratio should be reduced by TRC control (slip state).
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定を適切に行うことを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to appropriately determine the locked state and the slip state of a wheel.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
左右前後輪(10)がモータ(30)によって駆動および制動可能で、少なくとも左右前輪あるいは左右後輪が車輪に組み込まれる形式のモータによって駆動および制動される4輪駆動車両の制駆動力制御装置において、
ドライバーの操作量に基づいて各車輪の目標制駆動力(Freq)を設定し、前記各車輪が前記目標制駆動力を発生するように、各モータの制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手段(50)と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する実運動状態量検出手段(S13)と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量と前記実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標(ΔF1〜ΔF4)を取得する乖離指標取得手段(S14,S15)と、
前記乖離指標取得手段により取得した運動状態乖離指標に基づいて、各車輪がロック状態またはスリップ状態であるか否かを判定する車輪状態判定手段(S16,S17)とを備えたことにある。
In order to achieve the above object, the features of the present invention are:
In a braking / driving force control device for a four-wheel drive vehicle in which left and right front and rear wheels (10) can be driven and braked by a motor (30), and at least left and right front wheels or left and right rear wheels are driven and braked by a motor incorporated in the wheels. ,
A braking / driving torque control means for setting a target braking / driving force (Freq) of each wheel based on an operation amount of the driver and controlling a braking / driving torque of each motor so that each wheel generates the target braking / driving force. (50),
An actual motion state amount detecting means (S13) for detecting an actual motion state amount representing an actual motion state of the vehicle body when the braking / driving torque control means controls the braking / driving torque of each motor;
When the braking / driving torque control means controls the braking / driving torque of each motor, the degree to which the theoretical motion state quantity representing the motion state that should be theoretically taken of the vehicle body and the actual motion state quantity is deviated. Divergence index acquisition means (S14, S15) for acquiring motion state divergence indices (ΔF1 to ΔF4) to be expressed;
Wheel state determination means (S16, S17) for determining whether or not each wheel is in a locked state or a slip state based on the motion state deviation index acquired by the deviation index acquisition means.
本発明の制駆動力制御装置は、左右前後輪がモータによって駆動および制動可能であって、少なくとも左右前輪あるいは左右後輪が車輪に組み込まれる形式のモータ(インホイールモータ)によって駆動および制動される4輪駆動車両に適用される。例えば、4輪(左右前後輪)の全てがインホイールモータによって駆動および制動(制駆動と呼ぶ)される車両への適用が好ましいが、左右前輪あるいは左右後輪がインホイールモータによって制駆動され、他の車輪が車体側に固定されるモータによって制駆動される車両に適用してもよい。 In the braking / driving force control device of the present invention, the left and right front and rear wheels can be driven and braked by a motor, and at least the left and right front wheels or the left and right rear wheels are driven and braked by a motor (in-wheel motor) incorporated in the wheels. Applies to four-wheel drive vehicles. For example, it is preferable to apply to a vehicle in which all four wheels (left and right front and rear wheels) are driven and braked by an in-wheel motor (referred to as braking / driving), but the left and right front wheels or the left and right rear wheels are controlled and driven by an in-wheel motor, The present invention may be applied to a vehicle driven and driven by a motor in which other wheels are fixed to the vehicle body side.
制駆動トルク制御手段は、ドライバーの操作量に基づいて各車輪の目標制駆動力を設定し、各車輪が目標制駆動力を発生するように、各モータの制駆動トルクを制御する。これにより、車輪に制駆動力が発生する。車輪で発生した制駆動力(駆動力と制動力とを表す力)の一部は、サスペンションによって車体の上下力に変換される。特に、インホイールモータで車輪を制駆動する車両の場合には、上下力への変換効率が高い。従って、車輪の制駆動力により車体の運動状態(姿勢)を制御することができる。 The braking / driving torque control means sets the target braking / driving force of each wheel based on the operation amount of the driver, and controls the braking / driving torque of each motor so that each wheel generates the target braking / driving force. Thereby, braking / driving force is generated on the wheels. A part of the braking / driving force generated by the wheels (the force representing the driving force and the braking force) is converted into the vertical force of the vehicle body by the suspension. In particular, in the case of a vehicle in which wheels are controlled and driven by an in-wheel motor, the conversion efficiency into vertical force is high. Therefore, the motion state (posture) of the vehicle body can be controlled by the braking / driving force of the wheels.
車輪がロックあるいはスリップしていない状態であれば、モータのトルクにより車輪に適切な制駆動力を発生させることができるが、車輪がロックあるいはスリップしてしまうと、車輪に発生させることのできる制駆動力が低下する。これに伴って、制駆動力に比例した車体に働く上下力が低下し、車体の運動状態が変化する。本発明においては、こうした現象を捉えることにより、車輪のロック状態およびスリップ状態を判定できるようにしている。 If the wheel is not locked or slipped, an appropriate braking / driving force can be generated on the wheel by the motor torque, but if the wheel is locked or slipped, the braking can be generated on the wheel. The driving force is reduced. Along with this, the vertical force acting on the vehicle body in proportion to the braking / driving force decreases, and the motion state of the vehicle body changes. In the present invention, the locked state and slip state of the wheel can be determined by capturing such a phenomenon.
実運動状態量検出手段は、制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する。例えば、実運動状態量検出手段は、車体の前後力、ロールモーメント、ピッチモーメント、ヨーモーメントなどを実運動状態量として検出するとよい。 The actual motion state quantity detecting means detects an actual motion state quantity representing the actual motion state of the vehicle body when the braking / driving torque control means controls the braking / driving torque of each motor. For example, the actual motion state quantity detection means may detect the longitudinal force, roll moment, pitch moment, yaw moment, etc. of the vehicle body as the actual motion state quantity.
乖離指標取得手段は、駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量と実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を取得する。実運動状態量と理論運動状態量とは、車輪がロックあるいはスリップしていない状態であれば乖離しないが、車輪がロックあるいはスリップしている状態では乖離する。そこで、車輪状態判定手段は、乖離指標取得手段により取得した運動状態乖離指標に基づいて、各車輪がロック状態またはスリップ状態であるか否かを判定する。 The divergence index acquisition means is configured such that when the drive torque control means controls the braking / driving torque of each motor, the theoretical motion state quantity representing the motion state that can be taken theoretically and the actual motion state quantity are different. The motion state deviation index representing the degree of being is acquired. The actual motion state quantity and the theoretical motion state quantity do not deviate if the wheel is not locked or slipped, but deviate if the wheel is locked or slipped. Therefore, the wheel state determination means determines whether or not each wheel is in a locked state or a slip state based on the motion state deviation index acquired by the deviation index acquisition means.
路面の摩擦係数μとスリップ率Sとの関係を表すμ−S特性において、スリップ率Sが摩擦係数μの最大値となるμピークを超えると車輪の制駆動力は低下し、これに伴って、車体の上下力も低下する。このため、各モータへの制御指令に基づいて推定される理論上とりうるべき車体の理論運動状態量と実運動状態量とが乖離する。従って、理論運動状態量と実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を用いることで、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定を適切に行うことができる。これによりに、例えば、ABS制御あるいはTRC制御を適切に実施することができる。尚、例えば、乖離指標取得手段は、実運動状態検出手段により検出された実運動状態量に基づいて、各車輪で発生している実際の制駆動力である実制駆動力を推定する実制駆動力推定手段を備え、目標制駆動力と前記実制駆動力との偏差を運動状態乖離指標として取得するとよい。 In the μ-S characteristic representing the relationship between the friction coefficient μ of the road surface and the slip ratio S, the braking / driving force of the wheel decreases when the slip ratio S exceeds the μ peak that is the maximum value of the friction coefficient μ. Also, the vertical force of the vehicle body is reduced. For this reason, the theoretical motion state quantity of the vehicle body that should be theoretically estimated based on the control command to each motor deviates from the actual motion state quantity. Therefore, by using the motion state divergence index indicating the degree of divergence between the theoretical motion state amount and the actual motion state amount, it is possible to appropriately determine the wheel lock state and the slip state. Thereby, for example, ABS control or TRC control can be appropriately performed. For example, the divergence index obtaining unit estimates the actual braking / driving force that is the actual braking / driving force generated at each wheel based on the actual motion state amount detected by the actual motion state detecting unit. A driving force estimating means may be provided, and a deviation between the target braking / driving force and the actual braking / driving force may be acquired as a motion state deviation index.
また、従来装置では、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定にあたって、各車輪に設けられた車輪速センサによって検出される車輪速、および、4輪の車輪速から演算される車体速に基づいてスリップ率を演算する。このため、車輪速センサが故障した場合、あるいは、4輪すべてが同時にロックあるいはスリップして車体速を適正に演算できない場合には、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定が難しい。これに対して、本発明では、スリップ率を演算しなくても適正に判定することができる。 Further, in the conventional device, in determining the locked state and the slip state of the wheel, the slip is determined based on the wheel speed detected by the wheel speed sensor provided on each wheel and the vehicle speed calculated from the wheel speeds of the four wheels. Calculate the rate. For this reason, when the wheel speed sensor fails or when all four wheels are locked or slipped simultaneously and the vehicle body speed cannot be properly calculated, it is difficult to determine the wheel lock state and the slip state. On the other hand, in the present invention, it is possible to appropriately determine without calculating the slip ratio.
本発明の一側面は、
前記制駆動トルク制御手段は、
前記車輪状態判定手段によってロック状態またはスリップ状態であると判定された車輪の制駆動用のモータの制駆動トルクの大きさを、前記運動状態乖離指標が大きいほど小さくするように補正することにある。
One aspect of the present invention is:
The braking / driving torque control means includes:
The purpose of the present invention is to correct the magnitude of the braking / driving torque of the wheel braking / driving motor determined to be in the locked state or the slip state by the wheel state determining means so as to decrease as the motion state deviation index increases. .
本発明の一側面においては、制駆動トルク制御手段が、車輪状態推定手段によってロック状態またはスリップ状態であると判定された車輪の制駆動用のモータの制駆動トルクの大きさ(絶対値)を、運動状態乖離指標が大きいほど、つまり、理論運動状態量と実運動状態量との差が大きいほど、小さくするように補正する。従って、車輪のロック状態およびスリップ状態を適正に解消させることができる。また、タイヤの性能を良好に引き出すことができる。 In one aspect of the present invention, the braking / driving torque control means determines the magnitude (absolute value) of the braking / driving torque of the wheel braking / driving motor determined by the wheel state estimating means as being locked or slipping. The larger the movement state deviation index, that is, the larger the difference between the theoretical movement state quantity and the actual movement state quantity, the smaller the correction. Therefore, the locked state and slip state of the wheel can be properly eliminated. Further, the tire performance can be satisfactorily extracted.
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiments in parentheses, but each constituent element of the invention is represented by the reference numerals. It is not limited to the embodiments specified.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の制駆動力制御装置が搭載される車両1の構成を概略的に示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the configuration of a
車両1は、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrを備えている。左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrの内部には、モータ30fl、30fr、30rl、30rrがそれぞれ組み込まれている。
The
モータ30fl、30fr、30rl、30rrは、いわゆるインホイールモータであって、それぞれ左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrとともに車両1のバネ下に配置され、モータトルクを左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrに伝達可能に連結されている。この車両1においては、各モータ30fl、30fr、30rl、30rrの回転をそれぞれ独立して制御することにより、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrに発生させる駆動力および制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。
The motors 30fl, 30fr, 30rl, and 30rr are so-called in-wheel motors, which are arranged under the spring of the
左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrは、モータ30fl、30fr、30rl、30rrのケーシングを介して、それぞれ独立したサスペンション20fl、20fr、20rl、20rrにより車体Bに懸架されている。サスペンション20fl、20fr、20rl、20rrは、車体Bと車輪10fl、10fr、10rl、10rrとを連結する連結機構であってサスペンションリンク機構と、上下方向の荷重を支え衝撃を吸収するためのサスペンションバネと、バネ上(車体B)の振動を減衰させるショックアブソーバとを備えている。サスペンション20fl、20fr、20rl、20rrは、ウイッシュボーン型サスペンションやストラット型サスペンションなど公知の4輪独立懸架方式のサスペンションを採用することができる。 The left front wheel 10fl, the right front wheel 10fr, the left rear wheel 10rl, and the right rear wheel 10rr are suspended on the vehicle body B by independent suspensions 20fl, 20fr, 20rl, and 20rr through casings of motors 30fl, 30fr, 30rl, and 30rr, respectively. ing. Suspensions 20fl, 20fr, 20rl, and 20rr are connecting mechanisms that connect the vehicle body B and the wheels 10fl, 10fr, 10rl, and 10rr, a suspension link mechanism, and a suspension spring that supports a load in the vertical direction and absorbs an impact. And a shock absorber for attenuating vibration on the spring (vehicle body B). As the suspensions 20fl, 20fr, 20rl, and 20rr, a known four-wheel independent suspension type suspension such as a wishbone type suspension or a strut type suspension can be adopted.
以下、各車輪10fl、10fr、10rl、10rr、サスペンション20fl、20fr、20rl、20rr、モータ30fl、30fr、30rl、30rrに関して、任意のものを特定する必要がない場合には、それらを、車輪10、サスペンション20、モータ30と呼ぶ。また、前輪10fl、10fr側に設けられる部品を特定する場合には、符号末尾に「f」、後輪10rl、10rr側に設けられる部品を特定する場合には、符号末尾に「r」を付す。 Hereinafter, when it is not necessary to specify any of the wheels 10fl, 10fr, 10rl, 10rr, the suspensions 20fl, 20fr, 20rl, 20rr, the motors 30fl, 30fr, 30rl, 30rr, the wheels 10, The suspension 20 and the motor 30 are called. In addition, when specifying a component provided on the front wheels 10fl and 10fr side, “f” is added to the end of the symbol, and when specifying a component provided on the rear wheels 10rl and 10rr, “r” is added to the end of the symbol. .
各モータ30は、例えば、ブラシレスモータが使用される。各モータ30は、モータドライバ35に接続される。モータドライバ35は、例えば、インバータであって、各モータ30に対応するように4組設けられ、バッテリ60から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を各モータ30に独立して供給する。これにより、各モータ30は、駆動制御されてトルクを発生し、各車輪10に対して駆動力を付与する。このように、モータ30に電力供給して駆動トルクを発生させることを力行と呼ぶ。
Each motor 30 is, for example, a brushless motor. Each motor 30 is connected to a
また、各モータ30は、発電機としても機能し、各車輪10の回転エネルギーにより発電して、発電電力をモータドライバ35を介してバッテリ60に回生することができる。このモータ30の発電により発生する回生制動トルクは、車輪10に対して制動力を付与する。尚、各車輪10には摩擦ブレーキ装置が設けられているが、本発明とは直接関係しないため、図示および説明を省略する。
Each motor 30 also functions as a generator, and can generate electric power by the rotational energy of each wheel 10 and regenerate the generated power to the
モータドライバ35は、モータ制御用電子制御ユニット50に接続されている。モータ制御用電子制御ユニット50(以下、モータECU50と呼ぶ)は、CPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要部として備え、各種プログラムを実行して個々のモータ30の作動を独立して制御するものである。モータECU50は、ドライバーが車両を走行させるために操作した操作状態を検出する操作状態検出装置40と、車両の運動状態を検出する運動状態検出装置45とを接続し、それらの検出装置40,45から出力される検出信号が入力されるように構成されている。
The
操作状態検出装置40は、アクセルペダルの踏み込み量(あるいは、角度や圧力など)からドライバーのアクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量(あるいは、角度や圧力など)からドライバーのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、ドライバーが操舵ハンドルを操作した操舵操作量を検出する操舵角センサなどから構成される。運動状態検出装置45は、各車輪10の回転速度である車輪速を検出する車輪速センサ、4輪の車輪速に基づいて車体Bの走行速度である車体速を演算して検出する車速センサ、車体Bのヨーレートを検出するヨーレートセンサ、各車輪位置における車体B(バネ上)の上下方向の加速度を検出するバネ上加速度センサ、車体Bの前後方向における前後加速度を検出する前後加速度センサ、車体Bの左右方向における横加速度を検出する横加速度センサ、車体Bのピッチレートを検出するピッチレートセンサ、車体Bのロールレートを検出するロールレートセンサ、各サスペンション20のストローク量を検出するストロークセンサ、各車輪10のバネ下の上下方向における上下加速度を検出するバネ下加速度センサなどを適宜組み合わせて構成される。尚、方向要素が含まれるセンサ値については、その符号によって方向が識別される。また、センサ値の大きさを論じる場合は、その絶対値を用いるものとする。
The operation
モータECU50は、モータ制御ルーチンの実行時においては、操作状態検出装置40により検出されたアクセル操作量、ブレーキ操作量に基づいて各車輪10毎のドライバー要求各輪制駆動力Freqを設定する。例えば、モータECU50は、予め設定された制駆動力マップに基づいて、アクセル操作量が大きいほど大きくなるドライバー要求トータル駆動力、あるいは、ブレーキ操作量が大きいほど大きくなるドライバー要求トータル制動力を設定し、ドライバー要求トータル駆動力、あるいは、ドライバー要求トータル制動力を所定の配分比で4輪に配分することにより、各車輪10のドライバー要求各輪制駆動力Freqを設定する。このドライバー要求各輪制駆動力Freqは、本発明における目標制駆動力に相当する。
When the motor control routine is executed, the
モータECU50は、ドライバー要求各輪制駆動力Freqに対応する目標トルクTreq(目標駆動トルクTreqまたは目標回生制動トルクTreq)を演算し、各モータ30が目標トルクTreqを発生するように(目標トルクTreqに対応する目標電流がモータ30に流れるように)モータドライバ35を制御する。これにより、各車輪10においては、ドライバー要求各輪制駆動力Freqに相当する制駆動力が発生する。尚、ドライバー要求各輪制駆動力Freqは、4輪におけるドライバー要求各輪制駆動力の総称であって、各輪毎にドライバー要求各輪制駆動力を特定する場合には、以下、その符号として、左前輪に関してはFreq1,右前輪に関してはFreq2,左後輪に関してはFreq3,右後輪に関してはFreq4を用いる。
The
各車輪10を懸架するサスペンション20は、図2に示すように、車両の側面視において、前輪サスペンション20fにおける瞬間回転中心Cf(車体Bに対する前輪10fの瞬間中心)が、前輪10fよりも後方かつ上方に位置し、後輪サスペンション20rにおける瞬間回転中心Cr(車体Bに対する後輪10rの瞬間中心)が、後輪10rよりも前方かつ上方に位置するように構成されている。また、前輪10fの接地点と瞬間回転中心Cfとを結ぶ線と接地水平面とのなす角度(小さい方の角度)をθf、後輪10rの接地点と瞬間回転中心Crとを結ぶ線と接地水平面とのなす角度(小さい方の角度)をθrとする。本実施形態の車両においては、θfに比べてθrの方が大きいという関係を有する(θf<θr)が、その逆の関係を有していても良い。以下、θfを瞬間回転角θfと呼び、θrを瞬間回転角θrと呼ぶ。
As shown in FIG. 2, the suspension 20 that suspends each wheel 10 has an instantaneous rotation center Cf (an instantaneous center of the
このようなサスペンション20の構成(ジオメトリ)においては、前輪10fに駆動トルクが付与されると、図2(a)に示すように、前輪10fの接地点に車両の進行方向に関して前向きの力FxfDが作用し、この力FxfDによって車体Bを下向きに付勢する上下力FzfDが前輪10fの接地点に発生する。従って、前輪10fを駆動することにより車体Bを沈ませる方向の力が作用する。逆に、図2(b)に示すように、前輪10fに制動トルクが付与されると、前輪10fの接地点に車両の進行方向に関して後ろ向きの力FxfBが作用し、この力FxfBによって車体Bを上向きに付勢する上下力FzfBが前輪10fの接地点に発生する。従って、前輪10fを制動することにより車体Bを浮き上がらせる方向の力が作用する。また、図2(a)に示すように、後輪10rに駆動トルクが付与されると、後輪10rの接地点に車両の進行方向に関して前向きの力FxrDが作用し、この力FxrDによって車体Bを上向きに付勢する上下力FzrDが後輪10rの接地点に発生する。従って、後輪10rを駆動することにより車体Bを浮き上がらせる方向の力が作用する。逆に、図2(b)に示すように、後輪10rに制動トルクが付与されると、後輪10rの接地点に車両の進行方向に関して後ろ向きの力FxrBが作用し、この力FxrBによって車体Bを下向きに付勢する上下力FzrBが後輪10rの接地点に発生する。従って、後輪10rを制動することにより車体Bを沈ませる方向の力が作用する。このようにサスペンション20によって、車輪10の駆動力および制動力が車体Bの上下方向の力に変換される。
In such a configuration (geometry) of the suspension 20, when a driving torque is applied to the
車体Bに働く上下力の大きさは、前輪10f側については制駆動力Fxf(FxfDまたはFxfB)にtan(θf)を乗算した値となり、後輪10r側については制駆動力Fxr(FxrDまたはFxrB)にtan(θr)を乗算した値となる。制駆動力を車体Bの上下力に変換する機能は主にサスペンション20のリンク機構によるものであるが、最終的に上下力変換率を決定するのは瞬間回転中心Cf,Crの位置であり、瞬間回転中心Cf,Crはサスペンションバネやショックアブソーバにも関連するため、サスペンション20全体が制駆動力を車体Bの上下力に変換するものとして捉えることができる。
The magnitude of the vertical force acting on the vehicle body B is a value obtained by multiplying the braking / driving force Fxf (FxfD or FxfB) by tan (θf) on the
従って、車輪10の駆動力あるいは制動力(制駆動力)を制御することにより、車体Bに上下方向の力を付与することができ、車体Bの運動状態の制御(姿勢制御)を行うことができる。また、車輪10のロックおよびスリップ時においては車輪10の制駆動力が低下するため、車体Bに働く上下力も低下する。例えば、図2(a)に破線矢印にて示すように、駆動力FxfD,FxrDが低下してFxfD’,FxrD’になると、上下力FzfD,FzrDも低下してFzfD’,FzrD’になる。また、図2(b)に破線矢印にて示すように、制動力FxfB,FxrBが低下してFxfB’,FxrB’になると、上下力FzfB,FzrBも低下してFzfB’,FzrB’になる。このため、車輪10のロック時およびスリップ時においては、車体Bの運動状態が変化する。従って、車体Bの運動状態の変化に基づいて、車輪10のロック状態およびスリップ状態を判定(ロックおよびスリップの有無を判定)することができる。 Therefore, by controlling the driving force or braking force (braking / driving force) of the wheel 10, a vertical force can be applied to the vehicle body B, and the motion state control (posture control) of the vehicle body B can be performed. it can. Further, since the braking / driving force of the wheel 10 is reduced when the wheel 10 is locked and slipped, the vertical force acting on the vehicle body B is also reduced. For example, as indicated by broken line arrows in FIG. 2A, when the driving forces FxfD and FxrD are reduced to FxfD 'and FxrD', the vertical forces FzfD and FzrD are also reduced to FzfD 'and FzrD'. Further, as indicated by broken line arrows in FIG. 2B, when the braking forces FxfB and FxrB are reduced to FxfB 'and FxrB', the vertical forces FzfB and FzrB are also reduced to FzfB 'and FzrB'. For this reason, the movement state of the vehicle body B changes when the wheel 10 is locked and slipped. Therefore, based on the change in the motion state of the vehicle body B, the locked state and slip state of the wheel 10 can be determined (the presence or absence of lock and slip is determined).
ここで、車体Bの運動状態の変化に基づいて、車輪10のロック状態およびスリップ状態を判定する原理について説明する。4輪の制駆動力と車体Bの運動状態量とは次式(1)で表される関係を有する。
従って、各輪のモータ30がドライバー要求各輪制駆動力Freq(Freq1,Freq2,Freq3,Freq4)に従って制御された場合には、上記式(1)の左辺(Fx1,Fx2,Fx3,Fx4)にドライバー要求各輪制駆動力(Freq1,Freq2,Freq3,Freq4)を代入することで、車体Bが理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量(Fx,Mx,My,Mz)を演算することができる。車輪10がロックあるいはスリップした場合には、車輪10で発生できる制駆動力が低下するため車体Bに働く上下力も低下する。このため、4輪のロック状態あるいはスリップ状態に応じて、車体Bの運動状態が変化する。従って、実際の運動状態量と、ドライバー要求各輪制駆動力Freqを使って求められる理論運動状態量とが乖離する。 Therefore, when the motor 30 of each wheel is controlled in accordance with the driver requested wheel braking driving force Freq (Freq1, Freq2, Freq3, Freq4), the left side (Fx1, Fx2, Fx3, Fx4) of the above equation (1) is satisfied. By substituting each wheel braking drive force (Freq1, Freq2, Freq3, Freq4) requested by the driver, a theoretical motion state quantity (Fx, Mx, My, Mz) representing a motion state that the vehicle body B should be able to take theoretically is calculated. be able to. When the wheel 10 is locked or slipped, the braking / driving force that can be generated by the wheel 10 is reduced, so that the vertical force acting on the vehicle body B is also reduced. For this reason, the motion state of the vehicle body B changes according to the locked state or slip state of the four wheels. Therefore, the actual motion state quantity deviates from the theoretical motion state quantity obtained by using the driver requested wheel drive force Freq.
実際の運動状態量(実運動状態量と呼ぶ)は、運動状態検出装置45により検出したセンサ値から推定することができる。例えば、車体Bの実前後力Fxrealは、前後加速度センサにより検出されるセンサ値に基づいて推定することができる。また、車体Bの実ロールモーメントMxreal、および、実ピッチモーメントMyrealは、各輪毎に設けられたバネ上上下加速度センサ、ストロークセンサ等により検出されるセンサ値に基づいて推定することができる。また、車体の実ヨーモーメントMzrealは、ヨーレートセンサにより検出されるセンサ値に基づいて推定することができる。
The actual motion state amount (referred to as actual motion state amount) can be estimated from the sensor value detected by the motion
車輪10の駆動力は、図5に示すように、スリップ率Sがμピークよりも大きくなると低下する。制動力についても、駆動力と同様にスリップ率Sがμピークよりも大きくなると低下する。従って、理論運動状態量(Fx,Mx,My,Mz)と実運動状態量(Fxreal,Mxreal,Myreal,Mzreal)とを比較することで、車輪10のスリップ率Sがμピークを越えている状態か否かについて判定することができる。これにより、μピークが路面状態やタイヤの種類によって変化しても、実際のμピークに対応した車輪10のロック状態とスリップ状態との判定を行うことができる。例えば、実運動状態量(Fxreal,Mxreal,Myreal,Mzreal)が理論運動状態量(Fx,Mx,My,Mz)に対して乖離していない状態であれば、車輪10がロック状態でもスリップ状態でもないと判定することができる。一方、実運動状態量(Fxreal,Mxreal,Myreal,Mzreal)が理論運動状態量(Fx,Mx,My,Mz)に対して乖離している状態であれば、車輪10がロック状態あるいはスリップ状態であると判定することができる。 As shown in FIG. 5, the driving force of the wheel 10 decreases when the slip ratio S becomes larger than the μ peak. As with the driving force, the braking force also decreases when the slip ratio S becomes larger than the μ peak. Therefore, by comparing the theoretical motion state quantities (Fx, Mx, My, Mz) and the actual motion state quantities (Fxreal, Mxreal, Myreal, Mzreal), the slip ratio S of the wheel 10 exceeds the μ peak. It can be determined whether or not. As a result, even if the μ peak changes depending on the road surface condition or the type of tire, it is possible to determine whether the wheel 10 is locked or slipped corresponding to the actual μ peak. For example, if the actual motion state quantity (Fxreal, Mxreal, Myreal, Mzreal) is not deviated from the theoretical motion state quantity (Fx, Mx, My, Mz), whether the wheel 10 is locked or slipping. It can be determined that there is no. On the other hand, if the actual motion state quantity (Fxreal, Mxreal, Myreal, Mzreal) is deviated from the theoretical motion state quantity (Fx, Mx, My, Mz), the wheel 10 is locked or slipped. It can be determined that there is.
尚、スリップ率Sは、車両制動時では、((車体速度−車輪速度)/車体速度)×100(%)で表され、車両加速時では、((駆動輪速度−車体速度)/駆動輪速度)×100(%)で表される。 The slip ratio S is represented by ((body speed−wheel speed) / body speed) × 100 (%) during vehicle braking, and ((drive wheel speed−body speed) / drive wheel during vehicle acceleration. Speed) × 100 (%).
上記式(1)を利用すれば、次式(2)で示されるように、実運動状態量(Fxreal,Mxreal,Myreal,Mzreal)から各車輪10で発生した制駆動力(F1real,F2real,F3real,F4real)を推定することができる。
実制駆動力は、実運動状態量が反映された値となっている。そこで、本実施形態においては、各車輪10ごとにドライバー要求各輪制駆動力(Freq1,Freq2,Freq3,Freq4)と実制駆動力(F1real,F2real,F3real,F4real)とを比較し、両者の差に基づいて、実運動状態量(Fxreal,Mxreal,Myreal,Mzreal)が理論運動状態量(Fx,Mx,My,Mz)に対して乖離した原因となっている車輪10、つまり、ロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪10を特定する。 The actual braking / driving force is a value reflecting the actual motion state quantity. Therefore, in the present embodiment, for each wheel 10, the driver-requested wheel braking / driving forces (Freq1, Freq2, Freq3, Freq4) and the actual braking / driving forces (F1real, F2real, F3real, F4real) are compared. Based on the difference, the actual movement state quantity (Fxreal, Mxreal, Myreal, Mzreal) is the cause of the deviation from the theoretical movement state quantity (Fx, Mx, My, Mz), that is, the locked state or The wheel 10 in the slip state is specified.
例えば、左前輪10flの制駆動力偏差ΔF1(=Freq1−F1real)、右前輪10frの制駆動力偏差ΔF2(=Freq2−F2real)、左後輪10rlの制駆動力偏差ΔF3(=Freq3−F3real)、右後輪10rrの制駆動力偏差ΔF4(=Freq4−F4real)を計算し、各制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4に対して、判定閾値ΔFrefを超えているか否かについて判定すればよい。これにより、制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4が判定閾値ΔFrefを超えている車輪10を、ロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪であると判定することができる。 For example, the braking / driving force deviation ΔF1 (= Freq1-F1real) of the left front wheel 10fl, the braking / driving force deviation ΔF2 (= Freq2-F2real) of the right front wheel 10fr, and the braking / driving force deviation ΔF3 (= Freq3-F3real) of the left rear wheel 10rl. If the braking / driving force deviation ΔF4 (= Freq4−F4real) of the right rear wheel 10rr is calculated and it is determined whether or not the determination threshold ΔFref is exceeded for each braking / driving force deviation ΔF1, ΔF2, ΔF3, ΔF4. Good. Thereby, it is possible to determine that the wheel 10 whose braking / driving force deviations ΔF1, ΔF2, ΔF3, and ΔF4 exceed the determination threshold value ΔFref is a wheel in a locked state or a slip state.
また、制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4は、実運動状態量(Fxreal,Mxreal,Myreal,Mzreal)が理論運動状態量(Fx,Mx,My,Mz)に対して乖離している程度が大きいほど大きくなる。従って、制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4は、本発明の運動状態乖離指標として用いることができる。以下、制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4について、対応する車輪10を区別する必要がない場合には、単に制駆動力偏差ΔFと呼ぶ。 The braking / driving force deviations ΔF1, ΔF2, ΔF3, and ΔF4 are such that the actual motion state quantities (Fxreal, Mxreal, Myreal, Mzreal) are deviated from the theoretical motion state quantities (Fx, Mx, My, Mz). The larger the value, the larger. Therefore, the braking / driving force deviations ΔF1, ΔF2, ΔF3, and ΔF4 can be used as the motion state deviation index of the present invention. Hereinafter, the braking / driving force deviations ΔF1, ΔF2, ΔF3, and ΔF4 are simply referred to as braking / driving force deviations ΔF when it is not necessary to distinguish the corresponding wheels 10.
次に、モータECU50の実施する車輪10のスリップおよびロック時における制御処理について説明する。図3は、モータECU50の実施する車輪状態判定ルーチンを表す。車輪状態判定ルーチンは、所定の短い演算周期にて繰り返し実施される。
Next, the control process at the time of slipping and locking of the wheel 10 performed by the
車輪状態判定ルーチンが起動されると、モータECU50は、ステップS11において、車輪10のロック状態およびスリップ状態の判定許可条件が成立しているか否かについて判断する。本実施形態においては、判定許可条件として、車両が悪路走行中でないこと(第1条件)、操舵ハンドルが中立位置に維持されていること(第2条件)、という2つのアンド条件が設定されている。
When the wheel state determination routine is activated, the
モータECU50は、第1条件に関して、例えば、運動状態検出装置45の車輪速センサにより検出される各車輪の車輪速の単位時間当たりの変化量を表す車輪加速度を演算し、4輪の車輪加速度の絶対値の平均値(あるいは、最大値、最小値など使用してもよい)が悪路判定基準値を超えている場合に、車両が悪路走行中であると判定する。悪路判定は、車輪加速度を用いることに限るものでなく、例えば、バネ下加速度センサにより検出されるバネ下の上下加速度の絶対値が悪路判定基準値を超えているか否かについて判定するなど周知の手法を採用することができる。
With respect to the first condition, the
また、モータECU50は、第2条件に関して、操作状態検出装置40の操舵角センサにより検出される操舵操作量に基づいて、操舵ハンドルが中立位置に所定時間以上維持されているか否かについて判断する。この所定時間は、操舵操作が終了して車両状態が安定するまでに必要な時間に設定される。
Further, regarding the second condition, the
モータECU50は、判定許可条件が成立していない場合(S11:No)には、本ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期にて本ルーチンを繰り返す。
When the determination permission condition is not satisfied (S11: No), the
一方、判定許可条件が成立している場合には(S11:Yes)、モータECU50は、ステップS12において、ドライバー要求各輪制駆動力Freq(Freq1,Freq2,Freq3,Freq4)を読み込む。モータECU50は、このロック・スリップ制御ルーチンと並行して、ドライバー要求各輪制駆動力Freqに従ってモータ10の制駆動トルクを制御するモータ制御ルーチンを実施しており、このステップS12では、モータ制御ルーチンの実行によって演算されたドライバー要求各輪制駆動力Freqを読み込む。
On the other hand, if the determination permission condition is satisfied (S11: Yes), the
続いて、モータECU50は、ステップS13において、運動状態検出装置45により検出されるセンサ値に基づいて車体Bの実運動状態量を演算により推定する。本実施形態においては、上述したように、実運動状態量として、車体Bの実前後力Fxreal、実ロールモーメントMxreal、実ピッチモーメントMyreal、実ヨーモーメントMzrealを推定する。
Subsequently, in step S13, the
続いて、モータECU50は、ステップS14において、実運動状態量から推定される各車輪10の実制駆動力(F1real,F2real,F3real,F4real)を上記式(2)を使って計算する。
Subsequently, in step S14, the
続いて、モータECU50は、ステップS15において、各車輪10ごとにドライバー要求各輪制駆動力(Freq1,Freq2,Freq3,Freq4)と実制駆動力(F1real,F2real,F3real,F4real)との偏差である制駆動力偏差ΔF1(=Freq1−F1real),ΔF2(=Freq2−F2real),ΔF3(=Freq3−F3real),ΔF4(=Freq4−F4real)を計算する。
Subsequently, in step S15, the
続いて、モータECU50は、ステップS16において、各車輪10における偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4と、予め設定された判定閾値ΔFrefとを比較し、制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4の全てが判定閾値ΔFref以下であるか否かについて判断する。制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4の全てについて判定閾値ΔFref以下である場合(S16:Yes)には、モータECU50は、ロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪10は存在しないと判定して本ルーチンを一旦終了する。
Subsequently, in step S16, the
一方、制駆動力偏差ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4のうちの一つでも判定閾値ΔFrefを越えている場合(S16:No)には、モータECU50は、ステップS17において、判定閾値ΔFrefより大きな制駆動力偏差ΔFが生じている車輪10をロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪(以下、対象車輪と呼ぶ)であると判定する。つまり、4輪の中から対象車輪を特定する。
On the other hand, if any one of the braking / driving force deviations ΔF1, ΔF2, ΔF3, and ΔF4 exceeds the determination threshold ΔFref (S16: No), the
続いて、モータECU50は、ステップS18において、ドライバー要求各輪制駆動力Freqが駆動力であるか否かについて判断する。ドライバー要求各輪制駆動力Freqが駆動力である場合には(S18:Yes)、対象車輪がスリップ状態となっているためステップS19において、TRC制御を実施する。一方、ドライバー要求各輪制駆動力Freqが制動力である場合には(S18:No)、対象車輪がロック状態となっているためステップS20において、ABS制御を実施する。
Subsequently, in step S18, the
ステップS19において実施されるTRC制御は、従来から知られている手法で対象車輪の目標駆動トルクTreqを低減するようにしても良いが、本実施形態においては、対象車輪の制駆動力偏差ΔFに調整ゲインKtrcを乗算した値(Ktrc×ΔF)をモータトルクに換算し、換算されたモータトルクである調整トルクΔTを使って目標駆動トルクTreqを補正する。つまり、モータECU50は、制駆動力偏差ΔFに比例した調整トルクΔTを目標駆動トルクTreqから減算した値(Treq−ΔT)を、新たな目標駆動トルクTreqに設定する。また、対象車輪の目標駆動トルクTreqを低減した分(調整トルクΔT)を、他の車輪(非対象車輪)の目標駆動トルクTreqに配分加算することにより、4輪のトータルの駆動力が変化しないようにする。この場合、例えば、非対象車輪の接地荷重配分比にて調整トルクΔTを配分して、対象車輪の駆動力の低下分を補うようにするとよい。モータECU50は、本ルーチンと並行に実施されているモータ制御ルーチンにおいて、このように補正された目標駆動トルクTreqにしたがってモータ30を駆動制御する。尚、調整ゲインKtrcは、予め設定された値であるが、車輪10毎に独立して設定された値であってもよい。
In the TRC control performed in step S19, the target drive torque Treq of the target wheel may be reduced by a conventionally known method, but in this embodiment, the braking / driving force deviation ΔF of the target wheel is increased. A value (Ktrc × ΔF) obtained by multiplying the adjustment gain Ktrc is converted into a motor torque, and the target drive torque Treq is corrected using the adjustment torque ΔT that is the converted motor torque. That is, the
また、ステップS20において実施されるABS制御についても、従来から知られている手法で対象車輪の目標回生制動トルクTreqを低減するようにしても良いが、本実施形態においては、対象車輪の制駆動力偏差ΔFに調整ゲインKabsを乗算した値(Kabs×ΔF)をモータトルクに換算し、換算されたモータトルクである調整トルクΔTを使って目標回生制動トルクTreqを補正する。つまり、モータECU50は、制駆動力偏差ΔFに比例した調整トルクΔTを目標回生制動トルクTreqから減算した値(Treq−ΔT)を、新たな目標回生制動トルクTreqに設定する。また、対象車輪の目標回生制動トルクTreqを低減した分(調整トルクΔT)を、他の車輪(非対象車輪)の目標回生制動トルクTreqに配分加算することにより、4輪のトータルの制動力が変化しないようにする。この場合、例えば、非対象車輪の接地荷重配分比にて調整トルクΔTを配分して、対象車輪の制動力の低下分を補うようにするとよい。モータECU50は、本ルーチンと並行に実施されているモータ駆動制御ルーチンにおいて、このように補正された目標回生制動トルクTreqにしたがってモータ30を駆動制御する。尚、調整ゲインKabsは、予め設定された値であるが、車輪10毎に独立して設定された値であってもよい。
Also, with respect to the ABS control performed in step S20, the target regenerative braking torque Treq of the target wheel may be reduced by a conventionally known method, but in this embodiment, the braking / driving of the target wheel is performed. A value (Kabs × ΔF) obtained by multiplying the force deviation ΔF by the adjustment gain Kabs is converted into motor torque, and the target regenerative braking torque Treq is corrected using the adjustment torque ΔT that is the converted motor torque. That is, the
モータECU50は、ステップS19のTRC制御あるいはステップS20のABS制御を実施すると本ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期にて本ルーチンを繰り返す。
When the
以上説明した本実施形態の制駆動力制御装置によれば、実運動状態量と理論運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を用いて、各車輪10のロック状態とスリップ状態とを判定するため、路面状態に応じた適切な判定を行うことができる。従って、路面状態等によってμピークが変化しても、そのμピークを越えた適切なタイミングでABS制御あるいはTRC制御を開始することができる。この結果、ABS制御あるいはTRC制御を必要以上に早く開始してしまうことが無く、μピーク近傍で車輪10を制駆動することができ、タイヤの性能を良好に引き出すことができる。 According to the braking / driving force control device of the present embodiment described above, the lock state and slip of each wheel 10 are determined using the motion state divergence index indicating the degree to which the actual motion state amount and the theoretical motion state amount deviate. Therefore, it is possible to make an appropriate determination according to the road surface condition. Therefore, even if the μ peak changes due to road surface conditions or the like, ABS control or TRC control can be started at an appropriate timing beyond the μ peak. As a result, the ABS control or the TRC control is not started earlier than necessary, and the wheel 10 can be controlled in the vicinity of the μ peak, and the tire performance can be satisfactorily extracted.
また、運動状態乖離指標として、ドライバー要求各輪制駆動力(Freq1,Freq2,Freq3,Freq4)と、実運動状態量から推定される実制駆動力(F1real,F2real,F3real,F4real)との偏差である制駆動力偏差(ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4)を用いているため、簡単に、対象車輪を特定して各車輪10のロック状態とスリップ状態との判定を行うことができる。 Also, as the motion state deviation index, the deviation between the driver requested wheel drive force (Freq1, Freq2, Freq3, Freq4) and the actual drive force (F1real, F2real, F3real, F4real) estimated from the actual motion state quantity. Since the braking / driving force deviation (ΔF1, ΔF2, ΔF3, ΔF4) is used, it is possible to easily identify the target wheel and determine the locked state and the slip state of each wheel 10.
また、各車輪10のロック状態およびスリップ状態の判定にあたって、従来装置のようにスリップ率を用いなくて済むため、車輪速センサが故障した場合、あるいは、4輪すべてが同時にロックあるいはスリップして車体速を適正に演算できない場合であっても、車輪10のロック状態およびスリップ状態の判定を適正に行うことができる。 Further, since it is not necessary to use the slip ratio as in the conventional device in determining the locked state and the slip state of each wheel 10, if the wheel speed sensor breaks down or all four wheels are locked or slipped simultaneously, the vehicle body Even when the speed cannot be properly calculated, the determination of the locked state and the slip state of the wheel 10 can be properly performed.
以上、本実施形態にかかる制駆動力制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the braking / driving force control device according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、本実施形態においては、図6(a)に示すように、左右前後輪10の全てがインホイールモータ30にて独立して駆動される形式の車両1への適用について説明しているが、図6(b)に示すように、左右後輪10rがインホイールモータ30rにて独立して駆動され、左右前輪10fがハイブリッドシステム7にて共通に駆動される形式の車両2に適用されてもよい。また、図6(c)に示すように、左右前輪10fがインホイールモータ30にて独立して駆動され、左右後輪10rがハイブリッドシステム7にて共通に駆動される形式の車両3に適用されてもよい。このハイブリッドシステム7は、車体B側にモータおよび内燃機関を備え、モータ単体により車輪10を制駆動することが可能なシステムである。車輪10のロック状態およびスリップ状態の判定については、ハイブリッドシステム7が、モータ単体により車輪10を制駆動しているときに実施されるとよい。その理由は、モータが内燃機関に比べて車輪10に付与するトルクを正確に制御することができ、結果として、運動状態量の推定が正確となるからである。
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 6A, application to a
また、本実施形態においては、車輪10のロック状態およびスリップ状態の判定許可条件の1つとして第2条件(操舵ハンドルが中立位置に維持されていること)が設定されているが、これは演算を簡単にするためであって、操舵操作量に応じた理論運動状態量(理論運動状態量に対応する物理量であってもよい)を演算できる構成であれば第2条件を省略することもできる。 In the present embodiment, the second condition (the steering wheel is maintained at the neutral position) is set as one of the determination permission conditions for the locked state and the slip state of the wheel 10, but this is calculated. The second condition can be omitted as long as the configuration can calculate a theoretical motion state quantity (which may be a physical quantity corresponding to the theoretical motion state quantity) according to the steering operation amount. .
1,2,3…車両、10fl,10fr,10rl,10rr…車輪、20fl,20fr,20rl,20rr…サスペンション、30fl,30fr,30rl,30rr…モータ、40…操作状態検出装置、45…運動状態検出装置、50…モータ制御用電子制御ユニット(モータECU)、B…車体、Cf,Cr…瞬間回転中心、Freq1,Freq2,Freq3,Freq4…ドライバー要求各輪制駆動力、F1real,F2real,F3real,F4real…実制駆動力、ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4 …制駆動力偏差。
1, 2, 3 ... Vehicle, 10fl, 10fr, 10rl, 10rr ... Wheel, 20fl, 20fr, 20rl, 20rr ... Suspension, 30fl, 30fr, 30rl, 30rr ... Motor, 40 ... Operation state detection device, 45 ...
Claims (2)
ドライバーの操作量に基づいて各車輪の目標制駆動力を設定し、前記各車輪が前記目標制駆動力を発生するように、各モータの制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手段と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する実運動状態検出手段と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量と前記実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を取得する乖離指標取得手段と、
前記乖離指標取得手段により取得した運動状態乖離指標に基づいて、各車輪がロック状態またはスリップ状態であるか否かを判定する車輪状態判定手段と
を備えた制駆動力制御装置。 In a braking / driving force control device for a four-wheel drive vehicle in which left and right front and rear wheels can be driven and braked by a motor, and at least left and right front wheels or left and right rear wheels are driven and braked by a motor incorporated in the wheels,
Braking / driving torque control means for setting the target braking / driving force of each wheel based on the operation amount of the driver, and controlling the braking / driving torque of each motor so that each wheel generates the target braking / driving force;
An actual motion state detection means for detecting an actual motion state amount representing an actual motion state of the vehicle body when the braking / driving torque control means is controlling the braking / driving torque of each motor;
When the braking / driving torque control means controls the braking / driving torque of each motor, the degree to which the theoretical motion state quantity representing the motion state that should be theoretically taken of the vehicle body and the actual motion state quantity is deviated. A divergence index acquisition means for acquiring a motion state divergence index to represent;
A braking / driving force control device comprising: wheel state determination means for determining whether or not each wheel is in a locked state or a slip state based on the motion state deviation index acquired by the deviation index acquisition means.
前記制駆動トルク制御手段は、
前記車輪状態判定手段によってロック状態またはスリップ状態であると判定された車輪の制駆動用のモータの制駆動トルクの大きさを、前記運動状態乖離指標が大きいほど小さくするように補正する制駆動力制御装置。 The braking / driving force control device according to claim 1,
The braking / driving torque control means includes:
The braking / driving force for correcting the braking / driving torque of the motor for braking / driving the wheel determined to be in the locked state or the slip state by the wheel state determining means so as to decrease as the motion state deviation index increases. Control device.
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2014
- 2014-05-08 JP JP2014096765A patent/JP2015216724A/en active Pending
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