JP2023021494A - Vehicle control device, vehicle control method and vehicle control system - Google Patents

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尚希 篠原
Naoki Shinohara
圭介 鈴木
Keisuke Suzuki
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Abstract

To provide a vehicle control device, a vehicle control method and a vehicle control system which can enhance smoothness when a vehicle stops in vehicle control which generates a driving force in a direction opposed to a target brake force when the vehicle stops.SOLUTION: A vehicle control device 17 corrects a control command to be output for generating anti-jerk control torque by a rear motor 7 by use of a friction coefficient modification gain according to a temperature of brake pads of friction brakes 3 in a state where a friction brake force is being generated when decelerating a vehicle according to target brake torque.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法および車両制御システムに関する。 The present invention relates to a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control system.

特許文献1には、要求制動力と回生実行量とから算出される目標摩擦制動量に基づいて摩擦制動装置の制御量を決定する手段と、摩擦制動の作動開始時からその摩擦制動により吸収した制動エネルギーに基づいて目標摩擦制動量と実際の摩擦制動量とが一致するよう摩擦制動装置の制御量を補正する手段と、を含む制動制御装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses means for determining a control amount of a friction braking device based on a target friction braking amount calculated from a required braking force and a regenerative execution amount, and a control amount absorbed by the friction braking from the start of the operation of the friction braking. and means for correcting the control amount of the friction braking device so that the target friction braking amount and the actual friction braking amount match based on the braking energy.

特開2008-120220号公報JP-A-2008-120220

しかしながら、特許文献1では、予め設定されたパッド温度変化に対する補正係数のマップを参照して補正係数を決めているため、状況が変化した場合に精度良く補正係数が求まらないおそれがある。
ところで、車両制御の一つとして車両の止まり際に目標制動力と反対方向に駆動力を発生させることで止まり際を滑らかにすることが考えられるが、温度変化によってブレーキ特性が変わることで精度良く目標制動力が求められない場合、目標制動力と実制動力との差が大きくなり、滑らかに止まれなくなるおそれがある。
本発明の目的の一つは、車両の止まり際に目標制動力と反対方向に駆動力を発生させる車両制御において、車両の止まり際の滑らかさを向上できる車両制御装置、車両制御方法および車両制御システムを提供することにある。
However, in Patent Document 1, since the correction coefficient is determined by referring to a preset map of correction coefficients for changes in pad temperature, there is a risk that the correction coefficient cannot be obtained with high accuracy when the situation changes.
By the way, as one vehicle control, it is conceivable to generate a driving force in the direction opposite to the target braking force when the vehicle stops to make the stopping smoother. If the target braking force cannot be obtained, the difference between the target braking force and the actual braking force becomes large, and there is a risk that the vehicle will not stop smoothly.
One object of the present invention is to provide a vehicle control apparatus, a vehicle control method, and a vehicle control that can improve smoothness when a vehicle stops in vehicle control for generating a driving force in a direction opposite to a target braking force when the vehicle stops. It is to provide a system.

本発明の一実施形態における車両制御方法は、車両を減速させるために必要な目標制動力に関する物理量を取得し、目標制動力に関する物理量に基づいて車両を減速させるときに、摩擦制動力が発生している状態で、駆動装置による駆動力を発生させるために出力する制御指令を、摩擦制動装置の温度に関する物理量に起因して補正する。 A vehicle control method according to an embodiment of the present invention acquires a physical quantity related to a target braking force required to decelerate a vehicle, and generates friction braking force when decelerating the vehicle based on the physical quantity related to the target braking force. In this state, the control command output for generating the driving force by the driving device is corrected due to the physical quantity related to the temperature of the friction braking device.

よって、本発明によれば、車両の止まり際の滑らかさを向上できる。 Therefore, according to the present invention, the smoothness of the vehicle when it stops can be improved.

実施形態1における電動車両の制御システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an electric vehicle control system according to Embodiment 1. FIG. アンチジャーク制御を実施するための車両制御装置17の制御ブロック図である。2 is a control block diagram of a vehicle control device 17 for implementing anti-jerk control; FIG. 目標制動トルク補正部31の制御ブロック図である。3 is a control block diagram of a target braking torque corrector 31. FIG. ブレーキパッドの温度-摩擦係数特性図である。FIG. 4 is a temperature-friction coefficient characteristic diagram of a brake pad; 目標制動力が実制動力よりも小さい場合のアンチジャーク制御の動作を示すタイムチャートである。4 is a time chart showing the operation of anti-jerk control when the target braking force is smaller than the actual braking force; 目標制動力が実制動力よりも大きい場合のアンチジャーク制御の動作を示すタイムチャートである。4 is a time chart showing the operation of anti-jerk control when the target braking force is greater than the actual braking force; 温度に基づく補正ゲイン算出部34の制御ブロック図である。3 is a control block diagram of a correction gain calculator 34 based on temperature. FIG. 摩擦係数修正ゲイン算出部35の制御ブロック図である。3 is a control block diagram of a friction coefficient correction gain calculator 35. FIG. アンチジャーク制御の動作を示すタイムチャートである。4 is a time chart showing the operation of anti-jerk control;

〔実施形態1〕
図1は、実施形態1における電動車両の制御システムの構成図である。
電動車両1は、前輪2FL,2FRと後輪2RL,2RRと、各輪に設けられ車輪に摩擦制動力を発生させる摩擦ブレーキ(摩擦制動装置)3FL,3FR,3RL,3RR(以下、各輪の摩擦ブレーキを総称して摩擦ブレーキ3とも記載する。)を有する。
電動車両1は、後輪2RL,2RRにトルクを出力するリアモータ(駆動装置)7を有する。なお、後輪2RL,2RRを総称して駆動輪2とも記載する。リアモータ7および後輪2RL,2RR間の動力伝達は、減速機8、ディファレンシャル10およびリア車軸6RL,6RRを介して行われる。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of an electric vehicle control system according to a first embodiment.
The electric vehicle 1 has front wheels 2FL, 2FR, rear wheels 2RL, 2RR, and friction brakes (friction braking devices) 3FL, 3FR, 3RL, 3RR (hereinafter referred to as the Friction brakes are also collectively referred to as friction brakes 3).
The electric vehicle 1 has a rear motor (driving device) 7 that outputs torque to rear wheels 2RL and 2RR. The rear wheels 2RL and 2RR are collectively referred to as drive wheels 2 as well. Power transmission between the rear motor 7 and the rear wheels 2RL, 2RR is performed via a reduction gear 8, a differential 10 and rear axles 6RL, 6RR.

各車輪2FL,2FR,2RL,2RRは、車輪速を検出する車輪速センサ11FR,11FL,11RL,11RRを有する。リアモータ7は、モータ回転数を検出する後輪用レゾルバ13を有する。また、電動車両1は、車両の前後方向加速度を検出するGセンサ5を有する。
摩擦ブレーキ3は、各輪と一体に回転するブレーキロータに対し、各輪の回転軸方向にブレーキパッドを押し付けて摩擦力により制動力を発生させる。実施形態1の摩擦ブレーキ3は、ブレーキ液圧により作動するホイルシリンダによってブレーキパッドを押し付ける構成について説明するが、電動モータにより駆動するボールねじ機構等を介してブレーキパッドを押し付ける構成としても良く、特に限定しない。
Each wheel 2FL, 2FR, 2RL, 2RR has a wheel speed sensor 11FR, 11FL, 11RL, 11RR for detecting wheel speed. The rear motor 7 has a rear wheel resolver 13 that detects the number of revolutions of the motor. In addition, the electric vehicle 1 has a G sensor 5 that detects longitudinal acceleration of the vehicle.
The friction brake 3 presses a brake pad against a brake rotor that rotates integrally with each wheel in the direction of the rotation axis of each wheel to generate braking force by frictional force. The friction brake 3 of the first embodiment will be described as having a configuration in which the brake pad is pressed by a wheel cylinder operated by brake fluid pressure. Not limited.

電動車両1は、低電圧バッテリ14および高電圧バッテリ15を有する。低電圧バッテリ14は、例えば鉛蓄電池である。高電圧バッテリ15は、例えばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池である。高電圧バッテリ15は、DC-DCコンバータ16により昇圧された電力により充電される。
電動車両1は、車両制御装置(コントロール部)17、ブレーキ制御装置18、リアモータ制御装置20およびバッテリ制御装置19を有する。各制御装置17,18,20は、CANバス21を介してお互いに情報を共有する。
Electric vehicle 1 has a low voltage battery 14 and a high voltage battery 15 . Low-voltage battery 14 is, for example, a lead-acid battery. High-voltage battery 15 is, for example, a lithium-ion battery or a nickel-metal hydride battery. The high voltage battery 15 is charged with electric power boosted by the DC-DC converter 16 .
The electric vehicle 1 has a vehicle control device (control section) 17 , a brake control device 18 , a rear motor control device 20 and a battery control device 19 . Each controller 17 , 18 , 20 shares information with each other via CAN bus 21 .

車両制御装置17は、後輪用レゾルバ13、アクセル操作量を検出するアクセルペダルセンサ22、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ23、ギヤ位置センサ24等の各種センサから情報を取得し、車両の統合制御を行う。車両制御装置17は、ドライバのアクセル操作やブレーキ操作等に応じた要求トルクに対し、要求配分トルクに応じてリアモータ7が出力すべき運転者要求トルクを出力する。
ブレーキ制御装置18は、ブレーキセンサ23等の各種センサから情報を取得して車両の目標制動力のトルク換算値である目標制動トルクを設定し、目標制動トルクに応じて各輪に必要なブレーキ液圧を発生させ、油圧配管18aを通して摩擦ブレーキ3に出力する。
The vehicle control device 17 acquires information from various sensors such as a rear wheel resolver 13, an accelerator pedal sensor 22 that detects the amount of accelerator operation, a brake sensor 23 that detects the amount of brake operation, and a gear position sensor 24, and integrates the vehicle. control. The vehicle control device 17 outputs a driver-requested torque to be output by the rear motor 7 according to the requested distributed torque, with respect to the requested torque according to the driver's accelerator operation, brake operation, or the like.
The brake control device 18 acquires information from various sensors such as the brake sensor 23, sets a target braking torque that is a torque conversion value of the target braking force of the vehicle, and determines the brake fluid required for each wheel according to the target braking torque. A pressure is generated and output to the friction brake 3 through the hydraulic pipe 18a.

バッテリ制御装置19は、高電圧バッテリ15の充放電状態および高電圧バッテリ15を構成する単電池セルを監視する。バッテリ制御装置19は、高電圧バッテリ15の充放電状態等に基づいて、バッテリ要求トルク制限値を算出する。バッテリ要求トルク制限値は、リアモータ7において許容する最大トルクである。例えば高電圧バッテリ15の充電量が低下しているときには、通常よりもバッテリ要求トルク制限値を小さな値に設定する。
リアモータ制御装置20は、リア要求トルクに基づいてリアモータ7に供給する電力を制御する。
Battery control device 19 monitors the charge/discharge state of high-voltage battery 15 and the single cells that make up high-voltage battery 15 . The battery control device 19 calculates a battery request torque limit value based on the charge/discharge state of the high voltage battery 15 and the like. The battery request torque limit value is the maximum torque allowed in the rear motor 7 . For example, when the charge amount of the high-voltage battery 15 is low, the battery request torque limit value is set to a smaller value than usual.
The rear motor control device 20 controls electric power supplied to the rear motor 7 based on the rear required torque.

実施形態1の電動車両1では、停車時の不快な車両の揺れを抑制し、乗員の疲労を軽減することを狙いとし、停車時に実制動トルク相当の駆動トルクをリアモータ7で出力するアンチジャーク制御を実施する。これにより、一定のブレーキ操作量での停車時に生じる前後ジャーク(加加速度)を、アンチジャーク制御無しの場合と比べて68%程度低減できる。つまり、巧みなブレーキ操作無しでも、滑らかな停車を実現できる。アンチジャーク制御では、目標制動トルクと実制動トルクとが同程度であるとの仮定の下、目標制動トルク相当のトルクであるアンチジャーク制御トルクをリアモータ7で出力する。 In the electric vehicle 1 of Embodiment 1, anti-jerk control is performed in which driving torque equivalent to the actual braking torque is output from the rear motor 7 when the vehicle is stopped, with the aim of suppressing unpleasant vehicle shaking and reducing passenger fatigue when the vehicle is stopped. to implement. As a result, the longitudinal jerk (jerk) that occurs when the vehicle is stopped with a certain amount of brake operation can be reduced by about 68% compared to the case without anti-jerk control. In other words, smooth stopping can be realized without skillful brake operation. In the anti-jerk control, under the assumption that the target braking torque and the actual braking torque are approximately the same, the rear motor 7 outputs an anti-jerk control torque corresponding to the target braking torque.

図2は、アンチジャーク制御を実施するための車両制御装置17の制御ブロック図である。
目標制動トルク補正部31は、目標制動トルクと後述する摩擦係数修正ゲインを入力し、推定実制動トルクを出力する。図3は、目標制動トルク補正部31の制御ブロック図である。目標制動トルク補正部31は、設定したノミナル摩擦係数値(基準摩擦係数)に摩擦係数修正ゲインを乗じた値を、目標制動トルクに乗じて推定実制動トルクを算出する。ノミナル摩擦係数値は、走行開始時に設定される値であり、一度設定したら走行中は変更しない。ノミナル摩擦係数値は、図4に示すようなブレーキパッドの温度-摩擦係数特性を予めマップとして取得しておき、マップを参照して設定する。温度は、走行開始時の外気温度でも良いし、予め規定した温度(例えば、20℃)を用いても良い。
振動抑制制御部32は、推定実制動トルク、Gセンサ値および車両速度を入力し、アンチジャーク制御トルクおよび勾配推定結果(勾配推定値、勾配抵抗推定値)を出力する。Gセンサ値はGセンサ5の出力値である。車両速度は、車輪速センサ11や後輪用レゾルバ13の出力値から算出できる。
FIG. 2 is a control block diagram of the vehicle control device 17 for implementing anti-jerk control.
A target braking torque correction unit 31 receives a target braking torque and a friction coefficient correction gain, which will be described later, and outputs an estimated actual braking torque. FIG. 3 is a control block diagram of the target braking torque corrector 31. As shown in FIG. The target braking torque correction unit 31 calculates an estimated actual braking torque by multiplying the target braking torque by a value obtained by multiplying the set nominal friction coefficient value (reference friction coefficient) by the friction coefficient correction gain. The nominal friction coefficient value is a value set at the start of running, and once set, is not changed during running. The nominal friction coefficient value is set by referring to a map obtained in advance from the temperature-friction coefficient characteristics of the brake pad as shown in FIG. The temperature may be the outside air temperature at the start of running, or a predetermined temperature (for example, 20° C.).
The vibration suppression control unit 32 inputs the estimated actual braking torque, the G sensor value and the vehicle speed, and outputs the anti-jerk control torque and the slope estimation result (slope estimated value, slope resistance estimated value). The G sensor value is the output value of the G sensor 5. The vehicle speed can be calculated from the output values of the wheel speed sensor 11 and the rear wheel resolver 13 .

振動抑制制御部32は、車両速度とGセンサ値から路面勾配によって車両に作用する抵抗である勾配抵抗推定値を算出する。具体的には、車両速度から算出される推定加速度とGセンサ値(実加速度)との偏差から勾配推定値を求め、勾配推定値から推定勾配抵抗値を算出する。下り坂の勾配によってアンチジャーク制御トルクの加算時に車両減速度が過度に低下するのを回避するためである。
振動抑制制御部32は、推定実制動トルクから勾配抵抗分のトルクを減算し、ピッチング方向の振動抑制が可能なアンチジャーク制御トルクを算出する。勾配抵抗分のトルクを減じるのは、ブレーキ制動力を上回る駆動力を発生するアンチジャーク制御トルクが印加されるのを回避するためである。
The vibration suppression control unit 32 calculates a slope resistance estimated value, which is the resistance acting on the vehicle due to the road slope, from the vehicle speed and the G sensor value. Specifically, an estimated gradient value is obtained from the deviation between the estimated acceleration calculated from the vehicle speed and the G sensor value (actual acceleration), and the estimated gradient resistance value is calculated from the estimated gradient value. This is to avoid an excessive decrease in vehicle deceleration when the anti-jerk control torque is added due to the slope of the downward slope.
The vibration suppression control unit 32 subtracts the torque corresponding to the gradient resistance from the estimated actual braking torque to calculate an anti-jerk control torque capable of suppressing vibration in the pitching direction. The reason why the torque corresponding to the slope resistance is reduced is to avoid applying the anti-jerk control torque that generates a driving force exceeding the braking force.

停車時の車両挙動に基づく補正ゲイン算出部33は、勾配推定結果、目標制動トルク、Gセンサ値、車両速度およびブレーキ操作量を入力し、車両挙動に基づく補正ゲインを出力する。ブレーキパッドの経年劣化等によりパッド温度の特性(温度-摩擦係数特性)が変化すると、後述する温度に基づく補正ゲイン算出部34によりパッド温度変化による摩擦係数の変化分を目標制動トルクに対して補正しても、目標制動トルクに基づくアンチジャーク制御トルクと実制動トルクにずれが生じる。図5に示すように、目標制動トルクが実制動トルクよりも小さい場合には、アンチジャーク制御トルクが実制動トルクに対して不足するため、停止際のショックが強く出る。なお、図5において、停止際に発生しているジャークの最大値(ピーク値)を、最大ジャークという。一方、図6に示すように、目標制動トルクが実制動トルクよりも大きい場合には、アンチジャーク制御トルクが実制動トルクに対して過剰であるため、制動距離が長くなってしまう。なお、図6において、停止際に発生している加速度の最大振幅を、加速度変動幅という。そこで、実施形態1では、停車時に発生した車両挙動(ジャーク、加速度)に基づき、実制動トルクに対して目標制動トルクに何%の誤差があるのかを学習し、次回停車時において、誤差を打ち消すために目標制動トルクを補正するゲイン(車両挙動に基づく補正ゲイン)を算出する。 A correction gain calculation unit 33 based on vehicle behavior when the vehicle is stopped receives the gradient estimation result, target braking torque, G sensor value, vehicle speed, and brake operation amount, and outputs a correction gain based on the vehicle behavior. When the pad temperature characteristics (temperature-friction coefficient characteristics) change due to deterioration of the brake pads over time, etc., the temperature-based correction gain calculator 34, which will be described later, corrects the change in the friction coefficient due to the pad temperature change to the target braking torque. However, a deviation occurs between the anti-jerk control torque based on the target braking torque and the actual braking torque. As shown in FIG. 5, when the target braking torque is smaller than the actual braking torque, the anti-jerk control torque is insufficient with respect to the actual braking torque, resulting in a strong shock upon stopping. In FIG. 5, the maximum value (peak value) of jerk occurring at the time of stopping is called maximum jerk. On the other hand, as shown in FIG. 6, when the target braking torque is larger than the actual braking torque, the anti-jerk control torque is excessive with respect to the actual braking torque, resulting in a long braking distance. In FIG. 6, the maximum amplitude of acceleration occurring at the time of stopping is called the acceleration fluctuation range. Therefore, in the first embodiment, based on the vehicle behavior (jerk, acceleration) that occurs when the vehicle is stopped, the percentage error in the target braking torque with respect to the actual braking torque is learned, and the error is canceled the next time the vehicle is stopped. Therefore, a gain for correcting the target braking torque (correction gain based on vehicle behavior) is calculated.

例えば、車両速度が規定速度以下となる停止間際において、最大ジャークが最大ジャーク閾値以上の場合には、車両挙動に基づく補正ゲインを正の符号とし、最大ジャークが大きいほど補正ゲインを大きくする。これにより、実制動トルクに対するアンチジャーク制御トルクの不足を抑制できる。また、車両速度が規定速度以下となる停止間際において、発生した最大ジャークが最大ジャーク閾値未満であって、かつ、加速度変動幅が加速度変動幅閾値以上の場合には、車両挙動に基づく補正ゲインを負の符号とし、加速度変動幅が大きいほど補正ゲインを小さくする(絶対値を大きくする)。これにより、実制動トルクに対するアンチジャーク制御トルクの過剰を抑制できる。最大ジャーク閾値は、目標制動トルクに勾配抵抗推定値のトルク換算値を加えた値と、規定の制動トルクとを比較し、前者が後者以上の場合は最大ジャーク閾値を第1閾値X1とし、前者が後者未満の場合は最大ジャーク閾値を第2閾値X2(|X1|>|X2|)としても良い。 For example, when the maximum jerk is equal to or greater than the maximum jerk threshold just before stopping when the vehicle speed is equal to or lower than a specified speed, the correction gain based on the vehicle behavior is set to a positive sign, and the larger the maximum jerk, the larger the correction gain. Thereby, the shortage of the anti-jerk control torque with respect to the actual braking torque can be suppressed. In addition, when the maximum jerk generated is less than the maximum jerk threshold value and the acceleration fluctuation width is equal to or greater than the acceleration fluctuation width threshold value just before stopping when the vehicle speed is equal to or lower than the specified speed, the correction gain based on the vehicle behavior is applied. With a negative sign, the larger the acceleration fluctuation range, the smaller the correction gain (the larger the absolute value). As a result, excess anti-jerk control torque relative to actual braking torque can be suppressed. The maximum jerk threshold is obtained by comparing a value obtained by adding the torque conversion value of the estimated slope resistance value to the target braking torque and the specified braking torque. is less than the latter, the maximum jerk threshold may be set to the second threshold X2 (|X1|>|X2|).

温度に基づく補正ゲイン算出部34は、目標制動トルク、車両挙動に基づく補正ゲイン、車輪角速度(車輪速センサ11の出力値)、外気温および冷却水温を入力し、温度に基づく補正ゲインを出力する。温度変化によりパッドの摩擦係数が変化すると、実制動トルクに対し、目標制動トルクに基づくアンチジャーク制御トルクにずれが生じる。そこで、パッド温度およびパッド摩擦係数を推定し、ノミナル摩擦係数値に対する推定パッド摩擦係数の誤差を打ち消すために目標制動トルクを補正するゲイン(温度に基づく補正ゲイン)を算出する。 A temperature-based correction gain calculator 34 inputs a target braking torque, a vehicle behavior-based correction gain, a wheel angular velocity (output value of the wheel speed sensor 11), an outside air temperature, and a cooling water temperature, and outputs a temperature-based correction gain. . When the friction coefficient of the pad changes due to temperature changes, the anti-jerk control torque based on the target braking torque deviates from the actual braking torque. Therefore, the pad temperature and pad friction coefficient are estimated, and a gain (correction gain based on temperature) for correcting the target braking torque is calculated in order to cancel the error of the estimated pad friction coefficient with respect to the nominal friction coefficient value.

図7は、温度に基づく補正ゲイン算出部34の制御ブロック図である。パッド温度推定および摩擦係数推定部341は、目標制動トルク、車輪角速度、外気温、冷却水温および車両挙動に基づく補正ゲインからパッド温度を推定し、推定したパッド温度から、図4に示したブレーキパッドの温度-摩擦係数特性図を参照して推定パッド摩擦係数を算出する。パッド温度T1は、下記の式(1)を用いて算出するが、走行開始時は式(2)を用いて算出する。 FIG. 7 is a control block diagram of the correction gain calculator 34 based on temperature. Pad temperature estimation and friction coefficient estimation unit 341 estimates the pad temperature from the correction gain based on the target braking torque, wheel angular velocity, outside air temperature, cooling water temperature, and vehicle behavior, and from the estimated pad temperature, the brake pad shown in FIG. Calculate the estimated pad friction coefficient with reference to the temperature-friction coefficient characteristic diagram. The pad temperature T1 is calculated using the following formula (1), and is calculated using the formula (2) at the start of running.

T1(t)=T1(t-1)-{(T1(t-1)-T2(t))×K(t)+α×Tb(t)×ω(t)}/(C×m) …(1)
T1(0)=T2(0) …(2)
ここで、T2は外気温、K(t)は自然対流、強制対流などに関する補正係数(定義したマップより算出)、αはブレーキパッドに流入する制動熱量割合、Tb(t)は実制動トルク、ω(t)は車輪角速度、Cはブレーキパッドの比熱、mはブレーキパッドの質量である。実制動トルクTb(t)は、目標制動トルクにパッド摩擦係数μ(t)を乗じて算出する。パッド摩擦係数μ(t)は、下記の式(3)を用いて算出する。
μ(t)=ノミナル摩擦係数×温度に基づく補正ゲイン×(1+車両挙動に基づく補正ゲイン) …(3)
T1(t)=T1(t-1)-{(T1(t-1)-T2(t))×K(t)+α×Tb(t)×ω(t)}/(C×m) … (1)
T1(0) = T2(0) …(2)
where, T2 is the outside air temperature, K(t) is the correction coefficient for natural convection, forced convection, etc. (calculated from the defined map), α is the braking heat rate that flows into the brake pads, Tb(t) is the actual braking torque, ω(t) is the wheel angular velocity, C is the specific heat of the brake pad, and m is the mass of the brake pad. The actual braking torque Tb(t) is calculated by multiplying the target braking torque by the pad friction coefficient μ(t). The pad friction coefficient μ(t) is calculated using the following formula (3).
μ(t)=nominal friction coefficient×correction gain based on temperature×(1+correction gain based on vehicle behavior) (3)

温度に基づく補正ゲイン演算部342は、推定パッド摩擦係数をノミナル摩擦係数値で除した値(推定パッド摩擦係数/ノミナル摩擦係数値)を温度に基づく補正ゲインとして出力する。
摩擦係数修正ゲイン算出部35は、車両挙動に基づく補正ゲインおよび温度に基づく補正ゲインを入力し、摩擦係数修正ゲインを出力する。図8は、摩擦係数修正ゲイン算出部35の制御ブロック図である。1に車両挙動に基づく補正ゲインを加えた値(1+車両挙動に基づく補正ゲイン)と、温度に基づく補正ゲインと、を乗じた値{(1+車両挙動に基づく補正ゲイン)×温度に基づく補正ゲイン}を摩擦係数修正ゲインとして出力する。
The temperature-based correction gain calculator 342 outputs a value obtained by dividing the estimated pad friction coefficient by the nominal friction coefficient value (estimated pad friction coefficient/nominal friction coefficient value) as a temperature-based correction gain.
A friction coefficient correction gain calculator 35 inputs a correction gain based on vehicle behavior and a correction gain based on temperature, and outputs a friction coefficient correction gain. FIG. 8 is a control block diagram of the friction coefficient correction gain calculator 35. As shown in FIG. A value obtained by multiplying 1 by a correction gain based on vehicle behavior (1 + correction gain based on vehicle behavior) and a correction gain based on temperature {(1 + correction gain based on vehicle behavior) x correction gain based on temperature } is output as the friction coefficient correction gain.

次に、実施形態1の作用効果を説明する。
図9は、アンチジャーク制御の動作を示すタイムチャートである。
区間1では、走行開始時にノミナル摩擦係数値と実際の摩擦係数とに差があるか否かを外気温により推定し、温度に基づく補正ゲインを補正する。さらに、減速中のパッド温度の変化に伴い温度に基づく補正ゲインを変化させることにより、走行開始時から温度変化に効果が出ることを狙っている。しかしながら、図9では、現在のブレーキパッドの温度-摩擦係数特性が元々取得していた特性とずれがあるため、温度に基づく補正のみでは対応できず、目標制動トルクに対して実制動トルクが過剰となって、停車間際に大きなジャークが発生している。
Next, the effect of Embodiment 1 is demonstrated.
FIG. 9 is a time chart showing the operation of anti-jerk control.
In section 1, whether or not there is a difference between the nominal friction coefficient value and the actual friction coefficient at the start of running is estimated based on the outside air temperature, and the correction gain based on the temperature is corrected. Furthermore, by changing the temperature-based correction gain in accordance with the change in pad temperature during deceleration, it is intended that the temperature change will be effective from the start of running. However, in FIG. 9, the current brake pad temperature-friction coefficient characteristics are different from the originally acquired characteristics, so correction based on temperature alone cannot be used, and the actual braking torque is excessive relative to the target braking torque. As a result, a large jerk occurs just before the stop.

区間2では、区間1と同様に温度に基づくゲインを補正する。さらに、区間1での停車時に最大ジャークが最大ジャーク閾値を超えており、良好な停車が達成されなかったことを停車時の車両挙動に基づく補正ゲイン算出部33が検出することにより、車両挙動に基づく補正ゲインが更新される。これら2つのゲインから求めた摩擦係数修正ゲインによって目標制動トルクを補正することにより、実制動トルク相当のアンチジャーク制御トルクが算出される。区間1のように、温度に基づく補正ゲインのみで実制動トルク相当のアンチジャーク制御トルクを算出できない場合には、ブレーキパッドの温度-摩擦係数特性が経年劣化等により変化したことが想定される。そのため、車両挙動に基づく補正ゲインにより摩擦係数修正ゲインを補正することで、ブレーキパッドの温度-摩擦係数特性の変化に対応でき、実制動トルク相当のアンチジャーク制御トルクを達成できる。 In interval 2, the gain based on temperature is corrected in the same way as in interval 1. Furthermore, when the vehicle stops in section 1, the maximum jerk exceeds the maximum jerk threshold, and the correction gain calculation unit 33 based on the vehicle behavior at the time of stop detects that the vehicle has not been satisfactorily stopped. based correction gains are updated. By correcting the target braking torque with the friction coefficient correction gain obtained from these two gains, the anti-jerk control torque equivalent to the actual braking torque is calculated. When the anti-jerk control torque equivalent to the actual braking torque cannot be calculated only with the correction gain based on the temperature, as in section 1, it is assumed that the temperature-friction coefficient characteristics of the brake pad have changed due to aged deterioration or the like. Therefore, by correcting the friction coefficient correction gain with a correction gain based on vehicle behavior, it is possible to respond to changes in the temperature-friction coefficient characteristics of the brake pads, and achieve anti-jerk control torque equivalent to the actual braking torque.

区間3は、区間2での停車から長時間ブレーキを使用せず、走行開始時の外気温相当までパッド温度が低下したシーンである。区間3では、区間2と比べてパッド温度が低下しているが、温度に基づく補正ゲイン算出部34は、推定パッド温度を時間の経過と共に更新し、そのときの推定温度に基づき、ブレーキパッドの温度-摩擦係数特性からより適切と考えられる温度に基づく補正ゲインを設定する。さらに、区間2においてブレーキパッドの経年変化よる温度-摩擦係数特性の変化についても、停車時の車両挙動に基づく補正ゲイン算出部33が設定されるため、実制動トルク相当のアンチジャーク制御トルクを実現できる。 Section 3 is a scene in which the brakes were not used for a long time after stopping in section 2, and the pad temperature dropped to the temperature equivalent to the outside temperature at the start of driving. In interval 3, the pad temperature is lower than in interval 2, but the temperature-based correction gain calculator 34 updates the estimated pad temperature over time, and based on the estimated temperature at that time, the brake pad temperature is reduced. A temperature-based correction gain that is considered more appropriate from the temperature-friction coefficient characteristics is set. Furthermore, in section 2, the correction gain calculation unit 33 is set based on the vehicle behavior when the vehicle is stopped for changes in the temperature-friction coefficient characteristics due to aging of the brake pads, so an anti-jerk control torque equivalent to the actual braking torque is realized. can.

以上のように、実施形態1の車両制御装置17は、目標制動トルクに応じて車両を減速させるときに、摩擦制動力が発生している状態で、リアモータ7による駆動力であるアンチジャーク制御トルクを発生させるために出力する制御指令(目標制動トルク)を、摩擦ブレーキ3のブレーキパッドの温度に応じた摩擦係数修正ゲインにより補正する。これにより、減速中のパッド温度の変化に伴いブレーキパッドの摩擦係数が変化した場合であっても、実制動トルク相当のアンチジャーク制御トルクを達成できるため、車両の止まり際の滑らかさを向上できる。 As described above, the vehicle control device 17 of the first embodiment decelerates the vehicle in accordance with the target braking torque, and the anti-jerk control torque, which is the driving force of the rear motor 7, is generated while the friction braking force is being generated. A control command (target braking torque) output for generating is corrected by a friction coefficient correction gain according to the temperature of the brake pad of the friction brake 3. As a result, even if the friction coefficient of the brake pads changes due to changes in the pad temperature during deceleration, anti-jerk control torque equivalent to the actual braking torque can be achieved, improving smoothness when the vehicle stops. .

車両制御装置17は、目標制動トルクに応じて車両を減速させるときに、車両の加速度およびジャークを取得し、取得した加速度およびジャークから実制動トルクに対して目標制動トルクに何%の誤差があるのかを学習し、次回停車時において、誤差を打ち消すための車両挙動に基づく補正ゲインを求め、摩擦係数修正ゲインを補正する。これにより、ブレーキパッドの経年劣化等により温度-摩擦係数特性が変化した場合であっても、実制動トルク相当のアンチジャーク制御トルクを達成できるため、車両の止まり際の滑らかさを向上できる。 When the vehicle is decelerated according to the target braking torque, the vehicle control device 17 obtains the acceleration and jerk of the vehicle, and from the obtained acceleration and jerk, determines by what percentage the target braking torque has an error with respect to the actual braking torque. is learned, and when the vehicle is stopped next time, a correction gain based on the vehicle behavior for canceling the error is obtained, and the friction coefficient correction gain is corrected. As a result, even if the temperature-friction coefficient characteristics change due to deterioration over time of the brake pads, etc., the anti-jerk control torque equivalent to the actual braking torque can be achieved, so the smoothness of the vehicle when it stops can be improved.

車両制御装置17は、外気温T2、車輪角速度ω、ブレーキパッドの質量m、ブレーキパッドの比熱C、目標制動トルク、ノミナル摩擦係数および予め記憶したブレーキパッドの温度-摩擦係数特性から温度に基づく補正ゲインを求め、温度に基づく補正ゲインが大きいほど摩擦係数修正ゲインを大きくする。これにより、ブレーキパッドの温度を実測することなくノミナル摩擦係数に対するパッド摩擦係数のずれを算出できる。そして、このずれ量に比例した摩擦係数修正ゲインにより目標制動トルクを補正することにより、実制動トルク相当のアンチジャーク制御トルクを達成できる。 The vehicle control device 17 performs correction based on the outside air temperature T2, the wheel angular velocity ω, the mass m of the brake pad, the specific heat C of the brake pad, the target braking torque, the nominal friction coefficient, and the temperature-friction coefficient characteristics of the brake pad stored in advance. A gain is obtained, and the larger the temperature-based correction gain, the larger the friction coefficient correction gain. As a result, the deviation of the pad friction coefficient from the nominal friction coefficient can be calculated without actually measuring the temperature of the brake pad. By correcting the target braking torque with a friction coefficient correction gain proportional to the amount of deviation, an anti-jerk control torque equivalent to the actual braking torque can be achieved.

〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、本実施形態では、後輪駆動の電動車両に適用したが、前輪駆動の電動車両や四輪駆動の電動車両でも良い。また、電動車両に限らず、内燃機関であるエンジンを備えた車両や、エンジンとモータの両方を用いて走行可能なハイブリッド車両であっても良い。
目標制動力は、ドライバによるブレーキ操作以外に自動ブレーキ等も含む。
[Other embodiments]
Although the embodiment for carrying out the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment, and design changes, etc. within the scope of the invention may be made. is also included in the present invention.
For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a rear-wheel drive electric vehicle, but may be applied to a front-wheel drive electric vehicle or a four-wheel drive electric vehicle. Further, the vehicle is not limited to an electric vehicle, and may be a vehicle equipped with an internal combustion engine, or a hybrid vehicle that can run using both an engine and a motor.
The target braking force includes automatic braking and the like in addition to the braking operation by the driver.

1 電動車両、 3 摩擦ブレーキ(摩擦制動装置)、 7 リアモータ(駆動装置)、 17 車両制御装置(コントロール部) 1 electric vehicle, 3 friction brake (friction braking device), 7 rear motor (driving device), 17 vehicle control device (control section)

Claims (6)

車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動装置と、前記車両に駆動力を発生させる駆動装置と、を有する前記車両に備えられ、入力した情報に基づいて演算した結果を出力するコントロール部を備える車両制御装置であって、
前記コントロール部は、
前記車両の速度に関する物理量を取得し、
前記車両を減速させるために必要な目標制動力に関する物理量を取得し、
前記目標制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させるときに、前記摩擦制動力が発生している状態で、前記駆動装置による駆動力を発生させるために出力する制御指令を、前記摩擦制動装置の温度に関する物理量に起因して補正する、
車両制御装置。
A vehicle comprising a control section that is provided in the vehicle having a friction braking device that generates a friction braking force on the vehicle and a drive device that generates a driving force on the vehicle, and which outputs a result of calculation based on input information. a controller,
The control unit
obtaining a physical quantity related to the speed of the vehicle;
Acquiring a physical quantity related to a target braking force required to decelerate the vehicle;
When decelerating the vehicle based on the physical quantity related to the target braking force, the friction braking device outputs a control command to generate a driving force by the driving device while the friction braking force is being generated. corrected due to physical quantities related to the temperature of
Vehicle controller.
請求項1に記載の車両制御装置であって、
前記コントロール部は、
前記目標制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させるときに、前記車両の挙動に関する物理量を取得し、
前記制御指令を、前記車両の挙動に関する物理量に起因して補正する、
車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
The control unit
obtaining a physical quantity related to the behavior of the vehicle when decelerating the vehicle based on the physical quantity related to the target braking force;
correcting the control command due to a physical quantity related to the behavior of the vehicle;
Vehicle controller.
請求項1に記載の車両制御装置であって、
前記摩擦制動装置の温度は、ブレーキパッドの温度であり、
前記コントロール部は、
予め取得された前記ブレーキパッドの基準摩擦係数と、前記目標制動力に関する物理量、前記ブレーキパッドの比熱、前記ブレーキパッドの質量、前記車両の車輪角速度、および外気温に基づいて求められた前記ブレーキパッドの推定摩擦係数と、に基づいて補正ゲインを求め、
前記補正ゲインの大きさに基づいて前記制御指令を補正する、
車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
The temperature of the friction braking device is the temperature of the brake pad,
The control unit
The brake pad obtained based on a pre-obtained reference coefficient of friction of the brake pad, a physical quantity related to the target braking force, a specific heat of the brake pad, a mass of the brake pad, a wheel angular velocity of the vehicle, and an outside air temperature. Determine the correction gain based on the estimated friction coefficient of and
correcting the control command based on the magnitude of the correction gain;
Vehicle controller.
請求項3に記載の車両制御装置であって、
前記コントロール部は、
前記目標制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させるときに、前記車両の挙動に関する物理量を取得し、
前記車両の挙動に関する物理量を加えて、前記補正ゲインを求め、
前記補正ゲインの大きさに基づいて前記制御指令を補正する、
車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 3,
The control unit
obtaining a physical quantity related to the behavior of the vehicle when decelerating the vehicle based on the physical quantity related to the target braking force;
calculating the correction gain by adding a physical quantity related to the behavior of the vehicle;
correcting the control command based on the magnitude of the correction gain;
Vehicle controller.
車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動装置と、前記車両に駆動力を発生させる駆動装置と、を備え、前記車両に搭載されたコントロール部が実行する車両制御方法であって、
前記車両の速度に関する物理量を取得し、
前記車両を減速させるために必要な目標制動力に関する物理量を取得し、
前記目標制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させるときに、前記摩擦制動力が発生している状態で、前記駆動装置による駆動力を発生させるために出力する制御指令を、前記摩擦制動装置の温度に関する物理量に起因して補正する、
車両制御方法。
A vehicle control method that includes a friction braking device that generates a friction braking force on a vehicle and a drive device that generates a driving force on the vehicle, and is executed by a control unit mounted on the vehicle,
obtaining a physical quantity related to the speed of the vehicle;
Acquiring a physical quantity related to a target braking force required to decelerate the vehicle;
When decelerating the vehicle based on the physical quantity related to the target braking force, the friction braking device outputs a control command to generate a driving force by the driving device while the friction braking force is being generated. corrected due to physical quantities related to the temperature of
Vehicle control method.
車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動装置と、
前記車両に駆動力を発生させる駆動装置と、
入力した情報に基づいて演算した結果を出力する制御装置であって、
前記車両の速度に関する物理量を取得し、
前記車両を減速させるために必要な目標制動力に関する物理量を取得し、
前記目標制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させるときに、前記摩擦制動力が発生している状態で、前記駆動装置による駆動力を発生させるために出力する制御指令を、前記摩擦制動装置の温度に関する物理量に起因して補正する、
前記制御装置と、
を備える車両制御システム。
a friction braking device that generates a friction braking force on the vehicle;
a driving device that generates a driving force for the vehicle;
A control device that outputs a result calculated based on input information,
obtaining a physical quantity related to the speed of the vehicle;
Acquiring a physical quantity related to a target braking force required to decelerate the vehicle;
When decelerating the vehicle based on the physical quantity related to the target braking force, the friction braking device outputs a control command to generate a driving force by the driving device while the friction braking force is being generated. corrected due to physical quantities related to the temperature of
the control device;
vehicle control system.
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