JP4182944B2 - Vehicle motor traction control device - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車や電気自動車等に適用され、車輪を駆動する動力源に少なくとも1つのモータが装備された車両のモータトラクション制御装置に関する。   The present invention relates to a motor traction control device for a vehicle that is applied to a hybrid vehicle, an electric vehicle, and the like and in which at least one motor is installed in a power source that drives wheels.
車輪を駆動する動力源にモータが装備されたハイブリッド車や電気自動車等では、車輪が駆動スリップすると、車輪の駆動スリップに合わせてモータが過回転し、モータ駆動回路に過電流が発生するため、部品保護のためには駆動スリップを応答良く収束させる必要がある。この部品保護を目的として駆動スリップを収束させるモータトラクション制御装置は、駆動車輪の回転角速度の変化率(角加速度)が所定値以上のときに駆動スリップが発生すると予測し、モータトルクを低下する構成とし、モータトルクの増加に伴って生じる駆動スリップを防止している(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−304514号公報
In hybrid vehicles and electric vehicles equipped with a motor as the power source for driving the wheels, when the wheels are driven and slipped, the motor over-rotates in accordance with the driving slip of the wheels and an overcurrent is generated in the motor drive circuit. In order to protect the parts, it is necessary to converge the drive slip with good response. The motor traction control device for converging the driving slip for the purpose of protecting the component predicts that the driving slip occurs when the change rate (angular acceleration) of the rotational angular velocity of the driving wheel is equal to or higher than a predetermined value, and reduces the motor torque. And driving slip that occurs with an increase in motor torque is prevented (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-10-304514
しかしながら、上記従来のモータトラクション制御装置にあっては、駆動スリップが生じやすい低μ路における部品保護を優先し、駆動スリップの発生が予測されると高制御ゲイン(固定値)により大きなモータトルクダウン制御量を与える構成としていたため、駆動スリップが発生するとモータトルクが低減するが、モータトルクの低減により駆動車輪の角加速度が低下するとモータトルクの増加が許容され、再びスリップが発生する。駆動輪の車輪においてスリップの発生と収束とが繰り返され車輪速回転が変動すると、その反力により車両前後Gが変動する前後Gハンチングが発生してしまう、という問題がある。特に、車輪を駆動する動力源にモータが装備された車両は、モータによるトルクの増減応答性が速いので、このような現象がエンジン車に比べ生じやすい。   However, in the conventional motor traction control device described above, priority is given to component protection on a low-μ road where driving slip is likely to occur, and if the occurrence of driving slip is predicted, a large motor torque is reduced by a high control gain (fixed value). Since the control amount is provided, the motor torque is reduced when the driving slip occurs. However, when the angular acceleration of the driving wheel is lowered due to the reduction of the motor torque, the increase of the motor torque is permitted and the slip occurs again. When the generation and convergence of the slip are repeated in the wheels of the drive wheels and the wheel speed rotation fluctuates, there is a problem that front and rear G hunting in which the vehicle front and rear G fluctuates due to the reaction force. In particular, since a vehicle equipped with a motor as a power source for driving wheels has a fast torque response by the motor, such a phenomenon is more likely to occur than an engine vehicle.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、路面摩擦係数の高低にかかわらず、部品保護と前後Gハンチング防止との両立を達成することができる車両のモータトラクション制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problem, and provides a motor traction control device for a vehicle that can achieve both protection of parts and prevention of front and rear G hunting regardless of the level of road surface friction coefficient. With the goal.
上記目的を達成するため、本発明における車両のモータトラクション制御装置では、車輪を駆動する動力源に装備された少なくとも1つのモータと、車輪の駆動スリップを検出し、モータトルクダウン制御により車輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段と、を備えた車両のモータトラクション制御装置において、
路面摩擦係数相当値を推定する路面摩擦係数相当値推定手段を設け、
前記モータトラクション制御手段は、モータトラクション制御の制御ゲインを、前記路面摩擦係数相当値が低摩擦係数を示すときは高い値に設定し高摩擦係数を示すほど低い値に設定し、設定した制御ゲインとスリップ量を乗算した値に基づきモータトルクダウン制御量を算出し、
前記モータトラクション制御手段は、制御ゲインと車輪のスリップ量を乗算した値と、スリップ量とスリップ判断閾値との差をスリップ継続中において積算した値と、の和に基づき、最大モータトルクを制限する制限トルクを演算し、スリップ発生時、要求モータトルクから制限トルクを差し引いた値をモータトルクダウン制御量としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the motor traction control device for a vehicle according to the present invention, at least one motor provided in a power source for driving the wheel, and a driving slip of the wheel are detected, and the wheel grip is controlled by motor torque down control. A motor traction control device for a vehicle comprising:
A road surface friction coefficient equivalent value estimating means for estimating a road surface friction coefficient equivalent value is provided,
The motor traction control means sets the control gain of the motor traction control to a high value when the road surface friction coefficient equivalent value indicates a low friction coefficient, and to a lower value as the high friction coefficient is indicated. Based on the value obtained by multiplying the slip amount by the motor torque down control amount ,
The motor traction control means limits the maximum motor torque based on a sum of a value obtained by multiplying the control gain and the slip amount of the wheel and a value obtained by accumulating the difference between the slip amount and the slip determination threshold while the slip is continued. A limit torque is calculated, and when slip occurs, a value obtained by subtracting the limit torque from the required motor torque is used as a motor torque down control amount .
よって、本発明の車両のモータトラクション制御装置にあっては、モータトラクション制御手段において、モータトラクション制御の制御ゲインが、路面摩擦係数相当値が低摩擦係数を示すときは高い値に設定され、高摩擦係数を示すほど低い値に設定され、設定された制御ゲインとスリップ量を乗算した値に基づきモータトルクダウン制御量が算出される。すなわち、例えば、スリップ量が同じ駆動スリップ発生時、低μ路走行時においては制御ゲインが高い値とされ、高μ路走行時においては制御ゲインが低い値とされるというように、モータトルクダウン制御量は低μ路であるほど大きな量となる。したがって、例えば、低μ路走行時にスリップが発生すると、大きなモータトルクダウン制御量により応答良くスリップが収束するという作用を示し、モータの過回転が抑えられる。一方、高μ路走行にスリップが発生すると、小さなモータトルクダウン制御量により緩やかであるが確実に駆動輪速度が低下してグリップが回復するという作用を示し、収束後はドライバによるアクセル急踏み込み操作等が無い限り再スリップの発生が抑えられる。この結果、路面摩擦係数の高低にかかわらず、部品保護と前後Gハンチング防止との両立を達成することができる。   Therefore, in the motor traction control device for a vehicle according to the present invention, in the motor traction control means, the control gain of the motor traction control is set to a high value when the road surface friction coefficient equivalent value shows a low friction coefficient. The motor torque down control amount is calculated based on a value obtained by multiplying the set control gain and the slip amount. That is, for example, when a driving slip having the same slip amount occurs, the motor gain is reduced so that the control gain is high when traveling on a low μ road and the control gain is low when traveling on a high μ road. The control amount becomes larger as the road becomes lower. Therefore, for example, when slip occurs when traveling on a low μ road, the slip converges with good response due to a large motor torque-down control amount, and the over-rotation of the motor is suppressed. On the other hand, when slipping occurs on high-μ roads, a small motor torque-down control amount causes gradual but reliable reduction of the drive wheel speed and grip recovery. After convergence, the driver suddenly depresses the accelerator. As long as there is no such thing, the occurrence of re-slip is suppressed. As a result, it is possible to achieve both the protection of parts and the prevention of front and rear G hunting regardless of the level of the road surface friction coefficient.
以下、本発明の車両のモータトラクション制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例3に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing a motor traction control device for a vehicle according to the present invention will be described based on Examples 1 to 3 shown in the drawings.
まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図1は実施例1のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例1におけるハイブリッド車の駆動系は、図1に示すように、エンジンEと、第1モータジェネレータMG1と、第2モータジェネレータMG2(モータ)と、出力スプロケットOS、動力分割機構TMと、を有する。
First, the drive system configuration of the hybrid vehicle will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a drive system of a hybrid vehicle to which the motor traction control device of Embodiment 1 is applied. As shown in FIG. 1, the drive system of the hybrid vehicle in the first embodiment includes an engine E, a first motor generator MG1, a second motor generator MG2 (motor), an output sprocket OS, and a power split mechanism TM. Have.
前記エンジンEは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ1からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。   The engine E is a gasoline engine or a diesel engine, and the opening degree of a throttle valve and the like are controlled based on a control command from an engine controller 1 described later.
前記第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ2からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット3により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
前記両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ4からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし(以下、この状態を「力行」と呼ぶ)、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ4を充電することもできる(以下、この状態を回生と呼ぶ)。
The first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are synchronous motor generators in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator. Based on a control command from the motor controller 2 described later, Each is controlled independently by applying a three-phase alternating current generated by the control unit 3.
Both of the motor generators MG1 and MG2 can operate as electric motors that are rotated by receiving power supplied from the battery 4 (hereinafter, this state is referred to as “powering”), and the rotor is rotated by an external force. If it is, the battery 4 can be charged by functioning as a generator that generates electromotive force at both ends of the stator coil (hereinafter, this state is referred to as regeneration).
前記動力分割機構TMは、サンギヤSと、ピニオンPと、リングギヤRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の3つの回転要素(サンギヤS、リングギヤR、ピニオンキャリアPC)に対する入出力部材の連結関係について説明する。前記サンギヤSには、第1モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギヤRには、第2モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。前記ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンEが連結されている。なお、前記出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。   The power split mechanism TM is configured by a simple planetary gear having a sun gear S, a pinion P, a ring gear R, and a pinion carrier PC. And the connection relationship of the input / output member with respect to the three rotating elements (sun gear S, ring gear R, and pinion carrier PC) of the simple planetary gear will be described. A first motor generator MG1 is connected to the sun gear S. A second motor generator MG2 and an output sprocket OS are connected to the ring gear R. An engine E is connected to the pinion carrier PC via an engine damper ED. The output sprocket OS is connected to the left and right front wheels via a chain belt CB, a differential and a drive shaft (not shown).
上記連結関係により、図4に示す共線図上において、第1モータジェネレータMG1(サンギヤS)、エンジンE(プラネットキャリアPC)、第2モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS(リングギヤR)の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル(3つの回転数が必ず直線で結ばれる関係)を導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数(回転速度)をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤSとリングギヤRの歯数比λに基づく共線図レバー比(1:λ)になるように配置したものである。
Due to the above connection relationship, the first motor generator MG1 (sun gear S), the engine E (planet carrier PC), the second motor generator MG2 and the output sprocket OS (ring gear R) are arranged in this order on the alignment chart shown in FIG. It is possible to introduce a rigid lever model (a relationship in which three rotational speeds are always connected by a straight line) that can simply express the dynamic operation of a simple planetary gear.
Here, the “collinear diagram” is a velocity diagram used in a simple and easy-to-understand method of drawing instead of the method of obtaining by equation when considering the gear ratio of the differential gear, Take the number of rotations (rotation speed) of the rotating elements, take each rotating element on the horizontal axis, and set the interval between each rotating element to the collinear lever ratio (1: λ) based on the gear ratio λ of the sun gear S and ring gear R It arrange | positions so that it may become.
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例1におけるハイブリッド車の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、パワーコントロールユニット3と、バッテリ4(二次電池)と、ブレーキコントローラ5と、統合コントローラ6と、を有して構成されている。
Next, the control system of the hybrid vehicle will be described.
As shown in FIG. 1, the control system of the hybrid vehicle in the first embodiment includes an engine controller 1, a motor controller 2, a power control unit 3, a battery 4 (secondary battery), a brake controller 5, and an integrated controller. 6.
前記統合コントローラ6には、アクセル開度センサ7と、車速センサ8と、エンジン回転数センサ9と、第1モータジェネレータ回転数センサ10と、第2モータジェネレータ回転数センサ11と、から入力情報がもたらされる。なお、車速センサ8と第2モータジェネレータ回転数センサ11は、同じ動力分割機構TMの出力回転数を検出するもであるため、車速センサ8を省略し、第2モータジェネレータ回転数センサ11からのセンサ信号を車速信号として用いても良い。   The integrated controller 6 receives input information from an accelerator opening sensor 7, a vehicle speed sensor 8, an engine speed sensor 9, a first motor generator speed sensor 10, and a second motor generator speed sensor 11. Brought about. Note that the vehicle speed sensor 8 and the second motor generator rotation speed sensor 11 are for detecting the output rotation speed of the same power split mechanism TM, so the vehicle speed sensor 8 is omitted and the second motor generator rotation speed sensor 11 The sensor signal may be used as a vehicle speed signal.
前記ブレーキコントローラ5には、前左車輪速センサ12と、前右車輪速センサ13と、後左車輪速センサ14と、後右車輪速センサ15と、操舵角センサ16(操舵角検出手段)と、マスタシリンダ圧センサ17と、ブレーキストロークセンサ18と、から入力情報がもたらされる。   The brake controller 5 includes a front left wheel speed sensor 12, a front right wheel speed sensor 13, a rear left wheel speed sensor 14, a rear right wheel speed sensor 15, and a steering angle sensor 16 (steering angle detection means). The master cylinder pressure sensor 17 and the brake stroke sensor 18 provide input information.
前記エンジンコントローラ1は、アクセル開度センサ7からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ9からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ6からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点(Ne,Te)を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。   The engine controller 1 responds to an engine operating point (Ne) according to a target engine torque command or the like from an integrated controller 6 that inputs an accelerator opening AP from an accelerator opening sensor 7 and an engine speed Ne from an engine speed sensor 9. , Te), for example, is output to a throttle valve actuator (not shown).
前記モータコントローラ2は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ10,11からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ6からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第1モータジェネレータMG1のモータ動作点(N1,T1)と、第2モータジェネレータMG2のモータ動作点(N2,T2)と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット3へ出力する。なお、このモータコントローラ2は、バッテリ4の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報を用いる。   The motor controller 2 receives the motor of the first motor generator MG1 in response to a target motor generator torque command or the like from the integrated controller 6 that inputs the motor generator rotational speeds N1 and N2 from the motor generator rotational speed sensors 10 and 11 by the resolver. A command for independently controlling the operating point (N1, T1) and the motor operating point (N2, T2) of the second motor generator MG2 is output to the power control unit 3. The motor controller 2 uses information on the battery S.O.C that indicates the state of charge of the battery 4.
前記パワーコントロールユニット3は、より少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧システムを構成するもので、図5に示すように、ジョイントボックス3aと、昇圧コンバータ3bと、駆動モータ用インバータ3cと、発電ジェネレータ用インバータ3dと、コンデンサ3eと、を有する。前記第2モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータ3cが接続される。前記第1モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータ3dが接続される。また、前記ジョイントボックス3aには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ4が接続される。   The power control unit 3 constitutes a power supply system high voltage system capable of supplying power to both motor generators MG1 and MG2 with less current. As shown in FIG. 5, a joint box 3a and a boost converter 3b A drive motor inverter 3c, a generator generator inverter 3d, and a capacitor 3e. A drive motor inverter 3c is connected to the stator coil of the second motor generator MG2. A generator generator inverter 3d is connected to the stator coil of the first motor generator MG1. The joint box 3a is connected to a battery 4 that is discharged during power running and charged during regeneration.
前記ブレーキコントローラ5は、低μ路制動時や急制動時等において、4輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット19への制御指令によりABS制御を行い、また、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時、統合コントローラ6への制御指令とブレーキ液圧ユニット19への制御指令を出すことで回生ブレーキ協調制御を行う。このブレーキコントローラ5には、各車輪速センサ12,13,14,15からの車輪速情報や、操舵角センサ16からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ17やブレーキストロークセンサ18からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ6とブレーキ液圧ユニット19へ出力する。なお、前記ブレーキ液圧ユニット19には、前左車輪ホイールシリンダ20と、前右車輪ホイールシリンダ21と、後左車輪ホイールシリンダ22と、後右車輪ホイールシリンダ23と、が接続されている。   The brake controller 5 performs ABS control according to a control command to a brake hydraulic pressure unit 19 that independently controls the brake hydraulic pressure of the four wheels during low-μ road braking, sudden braking, and the like. At the time of braking by the brake, regenerative brake cooperative control is performed by issuing a control command to the integrated controller 6 and a control command to the brake hydraulic pressure unit 19. The brake controller 5 includes wheel speed information from the wheel speed sensors 12, 13, 14, 15, steering angle information from the steering angle sensor 16, braking operation from the master cylinder pressure sensor 17 and the brake stroke sensor 18. Quantity information is entered. And based on these input information, a predetermined calculation process is performed and the control command by the process result is output to the integrated controller 6 and the brake hydraulic pressure unit 19. A front left wheel wheel cylinder 20, a front right wheel wheel cylinder 21, a rear left wheel wheel cylinder 22, and a rear right wheel wheel cylinder 23 are connected to the brake fluid pressure unit 19.
前記統合コントローラ6は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ1への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ2への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ6には、各センサ7,8,9,10,11からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第1モータジェネレータ回転数N1と第2モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ1とモータコントローラ2へ出力する。なお、統合コントローラ6とエンジンコントローラ1、統合コントローラ6とモータコントローラ2、統合コントローラ6とブレーキコントローラ5は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線24,25,26により接続されている。   The integrated controller 6 manages the energy consumption of the entire vehicle and has a function for running the vehicle with the highest efficiency. The integrated controller 6 performs engine operating point control by a control command to the engine controller 1 during acceleration running or the like. In addition, the motor generator operating point control is performed by a control command to the motor controller 2 at the time of stopping, running, braking, or the like. The integrated controller 6 includes the accelerator opening AP, the vehicle speed VSP, the engine speed Ne, the first motor generator speed N1, and the second motor generator speed N2 from the sensors 7, 8, 9, 10, and 11. Entered. And based on these input information, a predetermined calculation process is performed and the control command by the process result is output to the engine controller 1 and the motor controller 2. FIG. The integrated controller 6 and the engine controller 1, the integrated controller 6 and the motor controller 2, and the integrated controller 6 and the brake controller 5 are connected by bidirectional communication lines 24, 25, and 26, respectively, for information exchange.
次に、駆動力性能について説明する。
実施例1のハイブリッド車の駆動力は、図2(b)に示すように、エンジン直接駆動力(エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力)とモータ駆動力(両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力)との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図2(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンEの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる(トルク・オン・デマンド)。
そして、実施例1のハイブリッド車では、動力分割機構TMを介し、エンジンEと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪の車輪とがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、車輪のスリップやブレーキ時の車輪のロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット3の保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、車輪のスリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのモータトラクション制御を採用している。
Next, driving force performance will be described.
As shown in FIG. 2 (b), the driving force of the hybrid vehicle of the first embodiment includes the engine direct driving force (the driving force obtained by subtracting the generator driving amount from the total engine driving force) and the motor driving force (both motor generators MG1). , Driving force by the sum of MG2). As shown in FIG. 2A, the maximum driving force is configured such that the lower the vehicle speed, the greater the motor driving force. In this way, since the vehicle does not have a transmission and travels by adding the direct driving force of the engine E and the motor driving force that is electrically converted, the full power of the accelerator pedal is fully opened from low speed to high speed from the state of low steady driving power. Until now, it is possible to control the driving force seamlessly in response to the driver's request (torque on demand).
In the hybrid vehicle of the first embodiment, the engine E, the motor generators MG1 and MG2, and the left and right front wheels are connected without a clutch through the power split mechanism TM. Further, as described above, most of the engine power is converted into electric energy by a generator, and the vehicle is driven by a motor with high output and high response. For this reason, for example, when driving on a slippery road surface such as an ice burn, when the driving force of the vehicle changes suddenly due to wheel slip or wheel lock during braking, the power control unit 3 is protected from excessive current. Alternatively, it is necessary to protect parts from the pinion over-rotation of the power split mechanism TM. On the other hand, motor traction control that utilizes the high-output and high-response motor characteristics, developed from the component protection function, detects wheel slip instantaneously, recovers the grip, and runs the vehicle safely. Is adopted.
次に、制動力性能について説明する。
実施例1のハイブリッド車では、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時には、モータとして作動している第2モータジェネレータMG2を、ジェネレータ(発電機)として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ4に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図3(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
これに対し、実施例1のハイブリッド車で採用している回生ブレーキ協調制御は、図3(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。
Next, the braking force performance will be described.
In the hybrid vehicle of the first embodiment, the kinetic energy of the vehicle is converted into electric energy by operating the second motor generator MG2 operating as a motor as a generator (generator) during braking by an engine brake or a foot brake. Then, a regenerative braking system that recovers and reuses the battery 4 is adopted.
As shown in Fig. 3 (a), the general regenerative brake cooperative control in this regenerative brake system calculates the required braking force with respect to the brake pedal depression amount, regardless of the magnitude of the required braking force. The required braking force is shared by the regenerative component and the hydraulic component.
In contrast, the regenerative brake cooperative control employed in the hybrid vehicle of the first embodiment calculates the required braking force with respect to the brake pedal depression amount as shown in FIG. 3 (b), and calculates the calculated required braking force. On the other hand, the regenerative brake is given priority, and as long as the regenerative portion can cover it, the regenerative portion is expanded to the maximum without using the hydraulic component. Thereby, especially in a traveling pattern in which acceleration / deceleration is repeated, energy recovery efficiency is high, and energy recovery by regenerative braking is realized up to a lower vehicle speed.
次に、車両モードについて説明する。
実施例1のハイブリッド車での車両モードとしては、図4の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
「停車モード」では、図4(1)に示すように、エンジンEと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図4(2)に示すように、モータMG2の駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図4(3)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギヤSが回ってエンジンEを始動する。「定常走行モード」では、図4(4)に示すように、主にエンジンEにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図4(5)に示すように、エンジンEの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ4の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図4(4)に示す「定常走行モード」において、エンジンEの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。
Next, the vehicle mode will be described.
As the vehicle mode in the hybrid vehicle of the first embodiment, as shown in the collinear diagram of FIG. 4, “stop mode”, “start mode”, “engine start mode”, “steady travel mode”, “acceleration mode” Have
In the “stop mode”, as shown in FIG. 4A, the engine E, the generator MG1, and the motor MG2 are stopped. In the “start mode”, as shown in FIG. 4 (2), the vehicle starts by driving the motor MG2 . In the “engine start mode”, as shown in FIG. 4 (3), the sun gear S rotates to start the engine E by the generator MG1 having a function as an engine starter. In the “steady travel mode”, as shown in FIG. 4 (4), the vehicle travels mainly by the engine E, and power generation is minimized in order to increase efficiency. In the “acceleration mode”, as shown in FIG. 4 (5), the engine E is rotated and the generator MG1 starts generating power. The electric power of the battery 4 is used to increase the driving force of the motor MG2. In addition, it accelerates.
In reverse running, in the “steady running mode” shown in FIG. 4 (4), if the rotation speed of the generator MG1 is increased while the increase in the rotation speed of the engine E is suppressed, the rotation speed of the motor MG2 becomes negative. Transition and reverse travel can be achieved.
始動時は、イグニッションキーを回すとエンジンEが始動し、エンジンEを暖機した後、直ぐにエンジンEは停止する。発進時や軽負荷時は、発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下るときなどは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンは停止してモータMG2により走行する。通常走行時は、エンジンEの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は車輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ4からパワーが供給され、さらに、駆動力を追加する。減速時や制動時には、車輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ4に蓄えられる。バッテリ4の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンEにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンEを自動的に停止する。   At the time of start-up, when the ignition key is turned, the engine E starts, and after the engine E is warmed up, the engine E stops immediately. When starting or at a light load, when starting or when going down a gentle hill that runs at a very low speed, the fuel is cut in areas where engine efficiency is low, and the engine stops and the motor MG2 runs. During normal travel, the driving force of the engine E is driven directly by one of the wheels by the power split mechanism TM, while the other drives the generator MG1 and assists the motor MG2. At the time of full open acceleration, power is supplied from the battery 4 and further driving force is added. When decelerating or braking, the wheel drives the motor MG2 and acts as a generator to perform regenerative power generation. The collected electrical energy is stored in the battery 4. When the charge amount of the battery 4 decreases, the generator MG1 is driven by the engine E and charging is started. When the vehicle is stopped, the engine E is automatically stopped except when the air conditioner is used or when the battery is charged.
次に、実施例1のモータトラクション制御装置について説明する。
図6は前記統合コントローラ6内に制御プログラムとして組み込まれた実施例1のモータトラクション制御装置を示すブロック図である(モータトラクション制御手段)。
実施例1のモータトラクション制御装置は、図6に示すように、要求モータトルク算出ブロック60と、路面μ推定ブロック61(路面摩擦係数相当値推定手段)と、制御ゲイン設定ブロック62と、角加速度算出ブロック63と、角加速度量算出ブロック64と、角加速度スリップ量算出ブロック65と、角加速度スリップ量積算値算出ブロック66と、加算器67と、制限トルク算出ブロック68と、モータトルク選択ブロック69と、を備えている。
Next, the motor traction control device according to the first embodiment will be described.
FIG. 6 is a block diagram showing the motor traction control device of the first embodiment incorporated as a control program in the integrated controller 6 (motor traction control means).
As shown in FIG. 6, the motor traction control device of the first embodiment includes a required motor torque calculation block 60, a road surface μ estimation block 61 (road surface friction coefficient equivalent value estimation means), a control gain setting block 62, an angular acceleration. Calculation block 63, angular acceleration amount calculation block 64, angular acceleration slip amount calculation block 65, angular acceleration slip amount integrated value calculation block 66, adder 67, limit torque calculation block 68, and motor torque selection block 69 And.
このモータトラクション制御装置は、モータトラクション制御の制御ゲインαを推定した路面摩擦係数μが低摩擦係数を示すときは高い値に設定し高摩擦係数を示すほど低い値に設定し、設定した制御ゲインαと角加速度ω’(スリップ量)を乗算した値に基づきモータトルクダウン制御量を算出する。つまり、制御ゲインαを乗算するスリップ量を、前記第2モータジェネレータMG2が連結された駆動車輪の角加速度ω’としている。より詳しくは、制御ゲインαと車輪の角加速度ω’を乗算値と、角加速度ω’と角加速度スリップ判断閾値ω’slipとの差をスリップ継続中において積算した値δと、の和(δ+αω’)に基づき、最大モータトルクを制限する制限トルクTMlimを演算し、スリップ発生時、要求モータトルクTMdrvから制限トルクTMlimを差し引いた値をモータトルクダウン制御量としている。   This motor traction control device sets a high value when the road surface friction coefficient μ, which estimates the control gain α of the motor traction control, shows a low friction coefficient, and sets a low value as the high friction coefficient shows, and sets the set control gain. A motor torque down control amount is calculated based on a value obtained by multiplying α by angular acceleration ω ′ (slip amount). That is, the slip amount multiplied by the control gain α is the angular acceleration ω ′ of the drive wheel to which the second motor generator MG2 is connected. More specifically, the sum (δ + αω) of a multiplication value of the control gain α and the angular acceleration ω ′ of the wheel and a value δ obtained by integrating the difference between the angular acceleration ω ′ and the angular acceleration slip determination threshold ω′slip while the slip continues. Based on '), the limit torque TMlim that limits the maximum motor torque is calculated, and when slip occurs, the value obtained by subtracting the limit torque TMlim from the requested motor torque TMdrv is used as the motor torque down control amount.
次に、作用を説明する。
[モータトラクション制御処理]
図7は実施例1の統合コントローラ6にて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
Next, the operation will be described.
[Motor traction control process]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the motor traction control process executed by the integrated controller 6 according to the first embodiment. Each step will be described below.
ステップS1では、要求モータトルク算出ブロック60において、要求駆動トルクf(AP,ω)からエンジン分担トルクTeを差し引いた要求モータトルクTMdrvを算出し、ステップS2へ移行する。
なお、第2モータジェネレータMG2のみを駆動源とする走行時には、エンジン分担トルクTeはゼロとなり、また、第2モータジェネレータMG2とエンジンEとを駆動源とする走行時には、エンジン分担トルクTeはエンジン直接駆動力(図2参照)となる。
In step S1, a required motor torque TMdrv obtained by subtracting the engine sharing torque Te from the required drive torque f (AP, ω) is calculated in the required motor torque calculation block 60, and the process proceeds to step S2.
When traveling using only the second motor generator MG2 as a drive source, the engine sharing torque Te becomes zero, and when traveling using the second motor generator MG2 and the engine E as a driving source, the engine sharing torque Te is directly applied to the engine. This is the driving force (see FIG. 2).
ステップS2では、路面μ推定ブロック61において、図8および後述する路面摩擦係数μの推定手法(各車輪の車輪速VW1〜VW4および単位荷重当たりの制駆動力F1〜F4を求め、これらの車輪速VW1〜VW4および単位荷重当たりの制駆動力F1〜F4の組み合わせを表す車輪毎の点を、2次元座標上に表記し、これらの点を代表する直線を求め、その勾配に基づき路面摩擦係数μを推定する。)により、路面摩擦係数μを推定し、ステップS3へ移行する。   In step S2, in the road surface μ estimation block 61, FIG. 8 and a road surface friction coefficient μ estimation method (described later, wheel speeds VW1 to VW4 of each wheel and braking / driving forces F1 to F4 per unit load are obtained, and these wheel speeds The points for each wheel representing the combinations of VW1 to VW4 and braking / driving forces F1 to F4 per unit load are described on two-dimensional coordinates, a straight line representing these points is obtained, and the road surface friction coefficient μ is calculated based on the gradient. To estimate the road surface friction coefficient μ, and the process proceeds to step S3.
ステップS3では、制御ゲイン設定ブロック62において、路面摩擦係数μの推定情報に基づき、モータトラクション制御の制御ゲインαを算出し、ステップS4へ移行する。
制御ゲインαは、図9に示すように、路面摩擦係数μの推定情報が低摩擦係数を示すときは高い値に設定し、高摩擦係数を示すほど低い値に設定する。
In step S3, the control gain setting block 62 calculates the control gain α of the motor traction control based on the estimation information of the road surface friction coefficient μ, and the process proceeds to step S4.
As shown in FIG. 9, the control gain α is set to a high value when the estimation information of the road surface friction coefficient μ indicates a low friction coefficient, and is set to a lower value as the high friction coefficient is indicated.
ステップS4では、角加速度算出ブロック63および角加速度量算出ブロック64において、制御ゲインαと角加速度ω’(=dω/dt)とを掛け合わせることで角加速度量α・ω’を算出し、ステップS5へ移行する。   In step S4, in the angular acceleration calculation block 63 and the angular acceleration amount calculation block 64, the angular acceleration amount α · ω ′ is calculated by multiplying the control gain α and the angular acceleration ω ′ (= dω / dt). The process proceeds to S5.
ステップS5では、角加速度ω’が角加速度スリップ判定閾値ω’slipを超えている場合にスリップ発生と判断し、スリップ発生時はステップS6へ移行し、スリップ収束時はステップS7へ移行する。   In step S5, when the angular acceleration ω 'exceeds the angular acceleration slip determination threshold value ω'slip, it is determined that a slip has occurred. When the slip occurs, the process proceeds to step S6, and when the slip converges, the process proceeds to step S7.
ステップS6では、ステップS6においてスリップ発生中であるとの判断に基づき、角加速度スリップ量算出ブロック65および角加速度スリップ量積算値算出ブロック66において、角加速度スリップ量(ω’−ω’slip)の時間積分値である角加速度スリップ量積算値δを算出し、ステップS8へ移行する。   In step S6, the angular acceleration slip amount (ω′−ω′slip) is calculated in the angular acceleration slip amount calculation block 65 and the angular acceleration slip amount integrated value calculation block 66 based on the determination that slip is occurring in step S6. An angular acceleration slip amount integrated value δ, which is a time integral value, is calculated, and the process proceeds to step S8.
ステップS7では、ステップS6においてスリップ収束であるとの判断に基づき、角加速度スリップ量積算値算出ブロック66において、角加速度スリップ量積算値δをリセット(δ=0)し、ステップS8へ移行する。   In step S7, based on the determination that slip convergence has occurred in step S6, the angular acceleration slip amount integrated value calculation block 66 resets the angular acceleration slip amount integrated value δ (δ = 0), and the process proceeds to step S8.
ステップS8では、加算器67および制限トルク算出ブロック68において、角加速度量α・ω’と角加速度スリップ量積算値δとの和(δ+α・ω’)に基づき、図10に示すように、和(δ+α・ω’)の値が大きくなるほど値が小さくなる制限トルクTMlimを算出し、ステップS9へ移行する。   In step S8, in the adder 67 and the limit torque calculation block 68, based on the sum (δ + α · ω ′) of the angular acceleration amount α · ω ′ and the angular acceleration slip amount integrated value δ, as shown in FIG. The limit torque TMlim, which decreases as the value of (δ + α · ω ′) increases, is calculated, and the process proceeds to step S9.
ステップS9では、モータトルク選択ブロック69において、ステップS1で算出された要求モータトルクTMdrvと、ステップS8で算出された制限トルクTMlimのうち、セレクトローにより一方のトルクを選択し、ステップS10へ移行する。
つまり、図10に示すように、セレクトローにより制限トルクTMlimが選択されるスリップ時には、要求モータトルクTMdrvと制限トルクTMlimとの差がモータトルクダウン量となる。
In step S9, one of the requested motor torque TMdrv calculated in step S1 and the limit torque TMlim calculated in step S8 is selected by select low in the motor torque selection block 69, and the process proceeds to step S10. .
That is, as shown in FIG. 10, at the time of slip when the limit torque TMlim is selected by select low, the difference between the requested motor torque TMdrv and the limit torque TMlim becomes the motor torque reduction amount.
ステップS10では、ステップS9にて選択したトルク値を目標モータトルク指令としてモータコントローラ2へ出力し、リターンへ移行する。   In step S10, the torque value selected in step S9 is output to the motor controller 2 as a target motor torque command, and the process proceeds to return.
[路面μの推定について]
上記図7のステップS2における(路面μ推定ブロック61)路面μの推定は、以下の方法で行う。
車輪スリップ率Sに対する路面摩擦係数μ(換言すれば、車輪の制駆動力)の変化特性は、高μ路では、例えば、図8(a)に実線で示すようになり、低μ路では、図8(a)に1点鎖線で示すようになることが知られている。何れの場合も、路面摩擦係数の最高値μmaxは異なるが、ほぼ同じような傾向を持った特性を呈する。上記の関係は、車輪スリップ率Sが図8(a)に示すように加速時におけるS≦Soの領域だけでなく、制動時におけるS≧−Soの領域においても、同様に成立することは周知の事実である。
[Estimation of road surface μ]
The estimation of the road surface μ in step S2 of FIG. 7 (road surface μ estimation block 61) is performed by the following method.
The change characteristic of the road surface friction coefficient μ with respect to the wheel slip ratio S (in other words, the braking / driving force of the wheel) is as shown by a solid line in FIG. As shown in FIG. 8A, it is known as indicated by a one-dot chain line. In either case, the maximum value μmax of the road surface friction coefficient is different, but exhibits characteristics having almost the same tendency. It is well known that the above relationship holds true not only in the region of S ≦ So during acceleration but also in the region of S ≧ −So during braking as shown in FIG. 8A. Is the fact of
そして、車輪スリップ率Sに対する路面摩擦係数μの変化特性がほぼ線形とみなせる車輪スリップ率So以下の領域の領域においては、車輪速と単位荷重当たりの制駆動力とで表記される図8(b)の2次元座標上に各車輪1〜4の車輪速VW1〜VW4と、単位荷重当たりの制駆動力F1〜F4との組み合わせを車輪毎にプロットすると、該プロットにより発生した4点は、図8(b)に実線で示すように、ほぼ同じ直線上の位置に配置される。そして、当該直線と上記2次元座標の車輪速(VW)軸とが交差する点における車輪速値が車体速Vxそのものであり、また、車輪速(VW)軸に対する上記直線の勾配が、図8(a)の横軸(車輪スリップ率S)に対する路面摩擦係数μの立ち上がり勾配に対応した車両のドライビングスティフネスkである。   Then, in the region of the region below the wheel slip rate So in which the change characteristic of the road surface friction coefficient μ with respect to the wheel slip rate S can be regarded as almost linear, FIG. 8 (b) expressed by the wheel speed and the braking / driving force per unit load. ) When the combinations of the wheel speeds VW1 to VW4 of the wheels 1 to 4 and the braking / driving forces F1 to F4 per unit load are plotted for each wheel on the two-dimensional coordinates of), the four points generated by the plot are As indicated by a solid line in FIG. The wheel speed value at the point where the straight line and the wheel speed (VW) axis of the two-dimensional coordinate intersect is the vehicle body speed Vx itself, and the slope of the straight line with respect to the wheel speed (VW) axis is shown in FIG. This is the driving stiffness k of the vehicle corresponding to the rising gradient of the road surface friction coefficient μ with respect to the horizontal axis (wheel slip ratio S) of (a).
ここで、図8(a)に示す実線特性および1点鎖線特性の比較から明らかなように、ドライビングスティフネスkと、路面摩擦係数の最高値μmaxとの間には、例えば、図8(c)に例示するような関係が成立し、そして、最高摩擦係数μmaxが路面の絶対的な滑り難さ(本明細書では、この絶対的な滑り難さも一般的な呼称であることから、路面摩擦係数μと称する。)を表すことから、図8(b)の車輪速(VW)軸に対する上記直線の勾配(ドライビングスティフネスk)から、路面の絶対的な滑り難さである路面摩擦係数μを推定することができる。   Here, as is clear from the comparison between the solid line characteristic and the one-dot chain line characteristic shown in FIG. 8 (a), between the driving stiffness k and the maximum value μmax of the road surface friction coefficient, for example, FIG. 8 (c) And the maximum friction coefficient μmax is an absolute slippage difficulty of the road surface (in this specification, since this absolute slippage difficulty is also a general term, the road surface friction coefficient From this, the road surface friction coefficient μ, which is the absolute difficulty of slipping on the road surface, is estimated from the slope of the straight line (driving stiffness k) with respect to the wheel speed (VW) axis in FIG. 8 (b). can do.
よって、実施例1においては、大きくスリップしておらず、前記線形領域にある車輪に関して、各車輪の車輪速VW1〜VW4および単位荷重当たりの制駆動力F1〜F4を求めると共に、これらの車輪速VW1〜VW4および単位荷重当たりの制駆動力F1〜F4の組み合わせを表す車輪毎の点を、図8(b)のごとき2次元座標上に表記し、これらの点を代表する直線を求め、上記の要領で車体速Vxおよび路面摩擦係数μを推定する。
[トラクション制御の背景技術について]
特開平6−229264号公報や特開平5−312061号公報等を含め、駆動輪に駆動スリップが発生したとき、当該駆動輪へ付与する駆動トルクを駆動スリップ状態に応じて調整するトルク低減制御を実施する車両用トラクション制御装置は、多数発表されている。
Therefore, in Example 1, the wheel speeds VW1 to VW4 and the braking / driving forces F1 to F4 per unit load are obtained for the wheels in the linear region that are not greatly slipped. The points for each wheel representing the combination of VW1 to VW4 and braking / driving forces F1 to F4 per unit load are shown on the two-dimensional coordinates as shown in Fig. 8 (b), and a straight line representing these points is obtained. The vehicle speed Vx and the road surface friction coefficient μ are estimated in the manner described above.
[Background of traction control]
Including JP-A-6-229264, JP-A-5-312061, etc., when a drive slip occurs in a drive wheel, torque reduction control is performed to adjust the drive torque applied to the drive wheel according to the drive slip state. A number of vehicle traction control devices to be implemented have been announced.
その車両用トラクション制御装置が、エンジンの駆動トルクを制御する方式を採用したものである場合、車両の低速走行時、特に発進時において以下の点が問題になることがある。
発進時には運転者が過度なアクセル操作を行った場合に生じる駆動スリップを低く抑えるためには、できるだけ早期にトラクション制御を開始することが望ましく、そのためにはスリップ基準値(スリップ目標値またはスリップ閾値、以下同様)を低い値に設定して、できるだけ早期に当該駆動スリップを検出する必要があり、特に、低車速時においては、エンジンやトランスミッション等の作動遅れ時間が大きいため、早期の駆動スリップの検出が駆動スリップを抑制する上で有効である。
しかし、低車速時にスリップ基準値を低く設定すると、駆動トルクを低下させすぎて、場合によってはエンジン回転数が極めて低くなってエンジン振動が大きくなる結果、運転フィーリングが良好にならず、さらに、エンジン回転数が低下し過ぎた場合、エンジンがストールしてしまう(エンストする)おそれがある。その結果、スリップ初期のスリップ基準値は高い値に設定する必要がある。
When the vehicle traction control device adopts a system for controlling the driving torque of the engine, the following points may be problematic when the vehicle is traveling at a low speed, particularly when starting.
In order to keep the driving slip generated when the driver performs excessive accelerator operation at the time of starting, it is desirable to start the traction control as early as possible. For this purpose, the slip reference value (slip target value or slip threshold, It is necessary to detect the driving slip as early as possible by setting a low value to the following). Especially at low vehicle speeds, the operation delay time of the engine, transmission, etc. is large, so detection of early driving slip is necessary. Is effective in suppressing driving slip.
However, if the slip reference value is set low at low vehicle speeds, the driving torque will be reduced too much, and in some cases the engine speed will be extremely low and engine vibration will increase, resulting in poor driving feeling. If the engine speed is too low, the engine may stall (is stalled). As a result, the slip reference value at the initial stage of slip needs to be set to a high value.
しかし、スリップ初期のスリップ基準値は高い値に設定すると、氷結路での転舵発進においては、FF車ではアンダーステアリングが発生し、FR車ではオーバーステアリングが発生するし、さらに、二次電池と駆動モータを用いた電気自動車等で、本制御を用いた場合には、発電機での発電が追いつかず、結果的に二次電池からの電力量の持ち出し量が多くなってしまい、大電流が発生するおそれがある。   However, if the slip reference value at the initial stage of the slip is set to a high value, under steering on an icy road, under steering occurs in the FF vehicle, over steering occurs in the FR vehicle, and the secondary battery and When this control is used in an electric vehicle using a drive motor, etc., power generation by the generator cannot catch up, resulting in an increase in the amount of power taken from the secondary battery, resulting in a large current. May occur.
上記問題を解決するため、特開昭60−104428号公報、特開昭62−265430号公報等が提案されており、これらには、車両の速度(車体速)が低いときに、スリップ基準値を高めに変更し、より多くの駆動スリップを許容するようにスリップ判定レベルを変更(よりスリップする判定方向)する技術が開示されている。
また、特開平5−312061号公報のように、駆動トルク調整手段による駆動トルク調整の開始以降に、スリップ基準値を当初設定した値より高い値に変更することで、運転フィーリング向上やエンジンストールを防止する技術が開示されている。しかし、これらの従来技術では、電力や電流について考慮されているわけではない。
In order to solve the above problems, Japanese Patent Laid-Open Nos. 60-104428 and 62-265430 have been proposed, and these include slip reference values when the vehicle speed (vehicle speed) is low. A technique is disclosed in which the slip determination level is changed so as to allow more drive slips (a determination direction in which slipping occurs more).
Further, as described in JP-A-5-312061, after the start of drive torque adjustment by the drive torque adjustment means, the slip reference value is changed to a value higher than the initially set value, thereby improving driving feeling and engine stall. A technique for preventing the above is disclosed. However, in these prior arts, power and current are not considered.
一方、特開平10−304514号公報には、スリップ率ではなく、スリップ初期に応答性を向上させる技術(角加速度制御)が開示されている。この手法は、主にハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車等のように、駆動力を発生させるユニットとしてモータを用いた車両に適用されるケースが多い。   On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 10-304514 discloses a technique (angular acceleration control) for improving responsiveness in the initial stage of slip, not the slip ratio. This technique is often applied to a vehicle using a motor as a unit for generating a driving force, such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle.
この技術の基本は、駆動輪の回転角速度の変化率(角加速度)が所定値以上のときに駆動スリップが発生すると予測し、モータトルクを低下させる構成となっている。この構成とすることにより、モータトルクの増加に伴って生じる駆動スリップを防止することができる。   The basis of this technology is a configuration that predicts that drive slip will occur when the rate of change (angular acceleration) of the rotational angular velocity of the drive wheels is greater than or equal to a predetermined value, and reduces the motor torque. With this configuration, it is possible to prevent a drive slip that occurs with an increase in motor torque.
ここで、駆動力を発生させるユニットとしてモータを用いたハイブリッド車において、駆動スリップの発生初期に高応答性にてスリップを抑制する「角加速度制御」が必要な理由について説明する。
仮にモータトラクション制御装置が無くて駆動スリップした場合には、エンジンの発電が追いつかず、モータはバッテリからどんどん電流を持ち出す。よって、モータ駆動回路に過電流が発生し、回路上の素子等にダメージを与えることになる。例えば、実施例1のパワーコントロールユニット3において、図5の矢印に示すように、コンデンサ3eを介して過電流が流れると、ジョイントボックス3aのヒューズや昇圧コンバータ3bのスイッチング回路がダメージを受けてしまう場合がある。しかも、ハイブリッド車や燃料電池車では、二次電池に対してモータ出力(モータ出力比)が大きければ大きいほど過電流が流れやすい。また、二次電池に対してエンジン、燃料電池の出力(エンジン出力比)が大きければ大きいほど過電圧、過電流が流れやすい。という関係がある。
したがって、確実に部品保護を図るためには、滑ったらトルク制限をかけるという「角加速度制御」により駆動スリップを応答良く収束させるモータトラクション制御が必要となる。
Here, the reason why “angular acceleration control” that suppresses slip with high responsiveness in the early stage of generation of drive slip in a hybrid vehicle using a motor as a unit that generates drive force will be described.
If there is no motor traction control device and the drive slips, the power generation of the engine cannot catch up and the motor draws more current from the battery. Therefore, an overcurrent is generated in the motor drive circuit, and the elements on the circuit are damaged. For example, in the power control unit 3 of the first embodiment, as shown by the arrow in FIG. 5, when an overcurrent flows through the capacitor 3e, the fuse of the joint box 3a and the switching circuit of the boost converter 3b are damaged. There is a case. Moreover, in a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle, overcurrent tends to flow as the motor output (motor output ratio) is larger than that of the secondary battery. In addition, overvoltage and overcurrent flow more easily as the output of the engine and fuel cell (engine output ratio) is larger than that of the secondary battery. There is a relationship.
Therefore, in order to reliably protect the parts, it is necessary to perform motor traction control that converges the drive slip with good response by "angular acceleration control" in which torque is limited when slipping.
しかしながら、従来の「角加速度制御」にあっては、駆動スリップが生じやすい低μ路における部品保護を優先し、駆動スリップの発生が予測されると高制御ゲイン(固定値)により大きなモータトルクダウン制御量を与える構成としていた。このため、例えば、図11に示す(1)の時点において駆動スリップの発生により駆動輪車輪速が増大すると、モータトルクが低減し、モータトルクの低減に伴って駆動輪車輪速も低下する。この駆動輪車輪速の低下は、図11(b)の目標制御範囲(最適スリップ量範囲)にある(2)の時点を経過し、さらに車体速レベルの(3)の時点まで低下する。そして、(3)の時点以降において車体速レベルを推移することでモータトルクの増加が許容されると、駆動輪車輪速は(4)の時点から(5)の時点へと再び増大する再スリップ状況となり、スリップ発生とスリップ収束の動作が、(5)の時点以降においても繰り返される。   However, in the conventional "angular acceleration control", priority is given to component protection on low-μ roads where drive slip is likely to occur, and if drive slip is predicted, motor torque can be reduced significantly by a high control gain (fixed value). The control amount was given. For this reason, for example, when the driving wheel speed increases due to the occurrence of driving slip at the time point (1) shown in FIG. 11, the motor torque decreases, and the driving wheel speed also decreases as the motor torque decreases. This decrease in the drive wheel wheel speed passes after the time point (2) in the target control range (optimum slip amount range) in FIG. 11 (b) and further decreases to the time point (3) of the vehicle body speed level. If the increase in motor torque is permitted by shifting the vehicle body speed level after the time point (3), the driving wheel speed increases again from the time point (4) to the time point (5). Situation occurs, and the slip generation and slip convergence operations are repeated after the time point (5).
つまり、「角加速度制御」の場合、過電流は防止できるものの、図11(b)に示すように、コーナリングパワーの高い目標制御範囲に対し実制御範囲がコーナリングパワーの低い(3)の領域まで拡大しているため、車輪のポテンシャルを最大限まで使い切れておらず、図12に示すように、駆動トルクの出力低下が大きくて駆動輪車輪速が車両速度に張り付くような場合、もたつきによる加速不良(スタンブル)が発生してしまうという問題がある。

In other words, in the case of “angular acceleration control”, although overcurrent can be prevented, as shown in FIG. 11B, the actual control range extends to a region where the cornering power is low (3) with respect to the target control range where the cornering power is high. Since the wheel potential has not been used up to the maximum as shown in FIG. 12, when the output decrease of the driving torque is large and the driving wheel speed sticks to the vehicle speed as shown in FIG. There is a problem that (stumbling) occurs.

また、「角加速度制御」の場合、図11および図12に示すように、駆動車輪においてスリップ発生(スリップ量大)とスリップ収束(スリップ量小)とが繰り返され車輪速回転が変動すると、その反力により車両前後Gが変動する前後Gハンチングが発生してしまうという問題がある。   In the case of “angular acceleration control”, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, when the generation of slip (large slip amount) and slip convergence (small slip amount) are repeated in the driving wheel and the wheel speed rotation fluctuates, There is a problem that front-rear G hunting occurs in which the front-rear G of the vehicle fluctuates due to the reaction force.
[モータトラクション制御作用]
実施例1のハイブリッド車のモータトラクション制御装置では下記の点に着目した。
フリクションサークルが小さい低μ路では、僅かなアクセル踏み込み量で駆動スリップが発生するというように、駆動輪の車輪から路面への伝達トルクそのものが小さいことで、スリップ発生と収束とが繰り返され車輪速回転が変動しても、前後Gハンチングはドライバを含めた乗員が違和感を持たない程度に小さい。
これに対し、フリクションサークルが大きい高μ路では、強いアクセル踏み込み量で駆動スリップが発生するというように、駆動輪の車輪から路面への伝達トルクの変動幅が大きくなり、スリップ発生と収束とが繰り返され車輪速回転が変動したら、前後Gハンチングはドライバを含めた乗員が違和感を持つ程度に大きく発生して問題となる。
[Motor traction control function]
The following points were noted in the motor traction control device of the hybrid vehicle of Example 1.
On low-μ roads with a small friction circle, driving slip is generated with a slight accelerator depression amount, so the transmission torque from the driving wheel to the road surface itself is small, so slip generation and convergence are repeated, and the wheel speed Even if the rotation fluctuates, the front / rear G hunting is so small that passengers including the driver do not feel uncomfortable.
On the other hand, on a high μ road with a large friction circle, driving slip occurs with a strong accelerator depression amount, and the fluctuation range of the transmission torque from the wheel of the driving wheel to the road surface increases, and slip generation and convergence occur. If the wheel speed rotation is repeated, the front / rear G hunting occurs to the extent that the occupant including the driver feels uncomfortable.
そこで、モータトラクション制御の制御ゲインを固定値で与える場合、大きな値に設定すると、従来の「角加速度制御」のように、部品保護を達成することができるものの、高μ路において前後Gハンチングが問題となる。また、モータトラクション制御の制御ゲインを固定値で与える場合、小さい値に設定すると、前後Gハンチングを防止することができるものの、駆動スリップが発生しやすい低μ路において、トルクダウンの応答遅れにより部品保護を達成することができない。すなわち、「部品保護」と「前後Gハンチング防止」とは、一方が成立すれば、他方が成立しないという、トレードオフの関係にある。   Therefore, when the control gain of motor traction control is given as a fixed value, setting it to a large value can achieve component protection as in the conventional “angular acceleration control”, but front and rear G hunting is not possible on high μ roads. It becomes a problem. In addition, when the control gain of motor traction control is given as a fixed value, setting it to a small value can prevent front and rear G hunting, but in low-μ roads where drive slip is likely to occur, the component due to torque delay response delay Protection cannot be achieved. That is, “part protection” and “preventing front / rear G hunting” are in a trade-off relationship that if one is established, the other is not established.
上記の点に着目し、実施例1では、モータトラクション制御の制御ゲインαを路面摩擦係数μに応じて設定し、設定した制御ゲインαと角加速度ω’を乗算した値に基づきモータトルクダウン制御量を算出することで、路面摩擦係数μの高低にかかわらず、部品保護と前後Gハンチング防止との両立を達成するようにした。   Focusing on the above points, in the first embodiment, the control gain α of the motor traction control is set according to the road surface friction coefficient μ, and the motor torque down control is performed based on the value obtained by multiplying the set control gain α and the angular acceleration ω ′. By calculating the amount, it is possible to achieve both the protection of parts and the prevention of front and rear G hunting regardless of the road friction coefficient μ.
すなわち、駆動スリップが発生すると、図7のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8→ステップS9→ステップS10へと進む流れとなる。   That is, when a driving slip occurs, the flow proceeds to step S1, step S2, step S3, step S4, step S5, step S6, step S8, step S9, and step S10 in the flowchart of FIG.
つまり、ステップS3では、ステップS2にて推定された路面μに応じて制御ゲインαが算出される。この制御ゲインαは、図9に示すように、氷雪路等の極低μ路で最も高い値であり、雨路や乾燥路というように、路面μが高くなるにしたがって徐々に低い値とされる。
例えば、同じ角加速度ω’で同じ角加速度スリップ量積算値δの駆動スリップ発生時、低μ路走行時においては制御ゲインαが高い値とされ、高μ路走行時においては制御ゲインαが低い値とされるというように、モータトルクダウン制御量は、図10に示すように、低μ路であるほど大きな量となる。
That is, in step S3, the control gain α is calculated according to the road surface μ estimated in step S2. As shown in FIG. 9, the control gain α is the highest value on extremely low μ roads such as icy and snowy roads, and gradually decreases as the road surface μ increases, such as rainy roads and dry roads. The
For example, when a driving slip occurs with the same angular acceleration ω ′ and the same angular acceleration slip amount integrated value δ, the control gain α is set to a high value when traveling on a low μ road, and the control gain α is low when traveling on a high μ road. As shown in FIG. 10, the motor torque down control amount becomes larger as the road becomes lower, as shown in FIG.
したがって、例えば、低μ路走行時に駆動スリップが発生すると、大きなモータトルクダウン制御量により応答良く駆動スリップが収束するという作用を示し、第2モータジェネレータMG2の過回転が抑えられ、部品保護機能が達成される。なお、前後Gハンチングに関しては、制御ハンチングにより駆動輪速の変動は発生するものの、上記のように、低μ路の場合、駆動輪の車輪から路面への伝達トルクそのものが小さいことで、路面反力による前後Gハンチングは問題とはならない。   Therefore, for example, when a drive slip occurs during traveling on a low μ road, the drive slip converges with a good response due to a large motor torque down control amount, and the over-rotation of the second motor generator MG2 is suppressed, and the component protection function is provided. Achieved. As for the front / rear G hunting, although the driving wheel speed fluctuates due to the control hunting, as described above, in the case of a low μ road, the transmission torque from the wheel of the driving wheel to the road surface itself is small. Front and rear G hunting by force is not a problem.
一方、高μ路走行に駆動スリップが発生すると、小さなモータトルクダウン制御量により緩やかであるが確実に駆動輪速度が低下してグリップが回復するという作用を示し、図13の駆動輪速特性に示すように、最初の駆動スリップが収束した後は従動輪速に沿ってなだらかに変動する特性を示す。そして、ドライバによるアクセル急踏み込み操作等が無い限り再スリップの発生が抑えられる。つまり、高μ路走行時には、車輪のグリップ性能を活かした駆動スリップの収束により部品保護を達成しつつ、制御がオーバーシュートするような強い勾配を抑え、車輪グリップの回復をうまくコントロールすることで、前後Gハンチングの原因となる制御ハンチングそのものを防止することができる。   On the other hand, when a driving slip occurs on a high μ road, the driving wheel speed is gradually reduced by a small motor torque down control amount, but the driving wheel speed is surely reduced and the grip is recovered. As shown, after the first driving slip converges, it shows a characteristic that varies gently along the driven wheel speed. The occurrence of re-slip is suppressed as long as the driver does not suddenly depress the accelerator. In other words, when driving on high μ roads, by protecting the parts by converging the driving slip utilizing the grip performance of the wheels, suppressing the strong gradient that the control overshoots, and controlling the recovery of the wheel grips well, Control hunting itself that causes front and rear G hunting can be prevented.
次に、効果を説明する。
実施例1の車両のモータトラクション制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle motor traction control device of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 車輪を駆動する動力源に装備された少なくとも1つのモータと、車輪の駆動スリップを検出し、モータトルクダウン制御により車輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段と、を備えた車両のモータトラクション制御装置において、路面摩擦係数相当値を推定する路面摩擦係数相当値推定手段を設け、前記モータトラクション制御手段は、モータトラクション制御の制御ゲインを前記路面摩擦係数相当値が低摩擦係数を示すときは高い値に設定し高摩擦係数を示すほど低い値に設定し、設定した制御ゲインとスリップ量を乗算した値に基づきモータトルクダウン制御量を算出するため、路面摩擦係数μの高低にかかわらず、部品保護と前後Gハンチング防止との両立を達成することができる。   (1) A vehicle motor comprising: at least one motor provided in a power source for driving the wheel; and motor traction control means for detecting a driving slip of the wheel and recovering the grip of the wheel by motor torque down control. In the traction control device, road surface friction coefficient equivalent value estimation means for estimating a road surface friction coefficient equivalent value is provided, and the motor traction control means has a control gain of motor traction control when the road surface friction coefficient equivalent value indicates a low friction coefficient. Is set to a high value and set to a low value to indicate a high friction coefficient, and the motor torque down control amount is calculated based on the value obtained by multiplying the set control gain and slip amount. Therefore, regardless of the road friction coefficient μ Thus, it is possible to achieve both protection of parts and prevention of front and rear G hunting.
(2) 前記モータトラクション制御手段は、制御ゲインαを乗算するスリップ量を、前記第2モータジェネレータMG2が連結された駆動車輪の角加速度ω’としたため、駆動スリップの発生予測により確実に部品保護を達成することができる。   (2) Since the motor traction control means sets the slip amount multiplied by the control gain α to the angular acceleration ω ′ of the drive wheel to which the second motor generator MG2 is connected, the component protection is ensured by predicting the occurrence of the drive slip. Can be achieved.
(3) 前記モータトラクション制御手段は、制御ゲインαと車輪の角加速度ω’を乗算値と、角加速度ω’と角加速度スリップ判断閾値ω’slipとの差をスリップ継続中において積算した値δと、の和(δ+αω’)に基づき、最大モータトルクを制限する制限トルクTMlimを演算し、スリップ発生時、要求モータトルクTMdrvから制限トルクTMlimを差し引いた値をモータトルクダウン制御量としたため、低μ路等で駆動スリップが収束することなく継続するとき、徐々にモータトルクダウン制御量を増大して駆動スリップの早期収束を促すことができる。   (3) The motor traction control means is a value δ obtained by multiplying a difference between the control gain α and the angular acceleration ω ′ of the wheel and the angular acceleration ω ′ and the angular acceleration slip determination threshold ω′slip while the slip continues. Based on the sum (δ + αω '), the limit torque TMlim that limits the maximum motor torque is calculated. When the driving slip continues on the μ road without converging, the motor torque down control amount can be gradually increased to promote early convergence of the driving slip.
(4) 前記路面摩擦係数相当値推定手段は、各車輪の車輪速VW1〜VW4および単位荷重当たりの制駆動力F1〜F4を求め、これらの車輪速VW1〜VW4および単位荷重当たりの制駆動力F1〜F4の組み合わせを表す車輪毎の点を、2次元座標上に表記し、これらの点を代表する直線を求め、その勾配に基づき路面摩擦係数μを推定するため、モータトラクション制御で用いる路面摩擦係数情報として、高精度な路面摩擦係数情報を得ることができる。   (4) The road surface friction coefficient equivalent value estimation means obtains wheel speeds VW1 to VW4 and braking / driving forces F1 to F4 per unit load of each wheel, and these wheel speeds VW1 to VW4 and braking / driving forces per unit load. The road surface used in motor traction control to express the points for each wheel representing the combination of F1 to F4 on two-dimensional coordinates, to obtain a straight line representing these points, and to estimate the road surface friction coefficient μ based on the gradient Highly accurate road surface friction coefficient information can be obtained as the friction coefficient information.
実施例2は、スリップ中の制限されたモータトルク出力値を路面摩擦係数相当値とする例である。なお、実施例2の構成は、実施例1と同様であるので、図示並びに説明を省略する。   The second embodiment is an example in which the limited motor torque output value during the slip is used as a road surface friction coefficient equivalent value. In addition, since the structure of Example 2 is the same as that of Example 1, illustration and description are abbreviate | omitted.
作用を説明すると、図14は実施例2の統合コントローラ6にて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートである。   The operation will be described. FIG. 14 is a flowchart showing the flow of the motor traction control process executed by the integrated controller 6 of the second embodiment.
ステップS22では、路面μ推定ブロック61において、スリップ中の制限されたモータトルク出力値(=現在トルク)を取得し、ステップS23へ移行する。   In step S22, the road surface μ estimation block 61 obtains a limited motor torque output value (= current torque) during slipping, and the process proceeds to step S23.
ステップS23では、制御ゲイン設定ブロック62において、現在トルクに基づき、モータトラクション制御の制御ゲインαを算出し、ステップS24へ移行する。
制御ゲインαは、図15に示すように、現在トルクを路面摩擦係数相当値とし、現在トルクが高い値を示すときは低い値に設定し、現在トルクが低い値を示すほど高い値に設定する。なお、ステップS21,ステップS24〜ステップS30は、図7のステップS1,ステップS4〜ステップS10とそれぞれ同一の処理を行うステップであるため、説明を省略する。
In step S23, a control gain α for motor traction control is calculated based on the current torque in the control gain setting block 62, and the process proceeds to step S24.
As shown in FIG. 15, the control gain α is set to a low value when the current torque indicates a high value, and is set to a higher value as the current torque indicates a lower value. . Steps S21 and S24 to S30 are the same steps as steps S1 and S4 to S10 in FIG.
この実施例2において、現在トルクを路面摩擦係数相当値とする理由を説明する。車輪の前後力と横力の許容限界を示すフリクションサークルで検討すると、低μ路であるほどフリクションサークルが小さく、フリクションサークルを超えるトルクが駆動輪に加わると許容限界を超えてスリップを生じる。言い換えると、低μ路であるほど駆動スリップ時に許容するトルクは小さいものとなる。したがって、スリップ制御中の現在トルク(=スリップ限界領域のトルク)が小さいほど、路面摩擦係数が低μであると推定することができるし、逆に、スリップ制御中の現在トルクが大きいほど、路面摩擦係数が高μであると推定することができる。なお、他の作用は実施例1と同様であるので説明を省略する。   In the second embodiment, the reason why the current torque is set to the road surface friction coefficient equivalent value will be described. Considering the friction circle indicating the allowable limit of the longitudinal force and lateral force of the wheel, the friction circle becomes smaller as the road becomes lower, and slip occurs beyond the allowable limit when torque exceeding the friction circle is applied to the drive wheels. In other words, the lower the μ road, the smaller the torque that is allowed during driving slip. Therefore, it can be estimated that the smaller the current torque during slip control (= the torque in the slip limit region) is, the lower the friction coefficient is, and conversely, the greater the current torque during slip control is, the greater the road surface is. It can be estimated that the friction coefficient is high μ. Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
次に、効果を説明する。
実施例2の車両のモータトラクション制御装置にあっては、実施例1の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle motor traction control device of the second embodiment, in addition to the effects (1), (2), (3) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(5) 前記路面摩擦係数相当値推定手段は、スリップ中の制限されたモータトルク出力値である現在トルクを路面摩擦係数相当値とするため、現在トルクを取得するだけの簡単に方法により、モータトラクション制御で用いるのに精度の良い路面摩擦係数情報を得ることができる。   (5) The road surface friction coefficient equivalent value estimation means uses the current torque, which is a limited motor torque output value during slip, as the road surface friction coefficient equivalent value, so that the motor can be obtained by a simple method of simply acquiring the current torque. Accurate road surface friction coefficient information can be obtained for use in traction control.
実施例3は、スリップ開始時のモータトルク出力値を路面摩擦係数相当値とする例である。   The third embodiment is an example in which the motor torque output value at the start of slip is set to a road surface friction coefficient equivalent value.
作用を説明すると、図16は実施例3の統合コントローラ6にて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートである。   The operation will be described. FIG. 16 is a flowchart showing the flow of the motor traction control process executed by the integrated controller 6 of the third embodiment.
ステップS32では、路面μ推定ブロック61において、スリップ開始時のモータトルクを取得し、ステップS33へ移行する。   In step S32, the road surface μ estimation block 61 acquires the motor torque at the start of slip, and the process proceeds to step S33.
ステップS33では、制御ゲイン設定ブロック62において、スリップ開始時のモータトルクに基づき、モータトラクション制御の制御ゲインαを算出し、ステップS34へ移行する。
制御ゲインαは、図17に示すように、スリップ開始時のモータトルクを路面摩擦係数相当値とし、スリップ開始時のモータトルクが高い値を示すときは低い値に設定し、スリップ開始時のモータトルクが低い値を示すほど高い値に設定する。なお、ステップS31,ステップS34〜ステップS40は、図7のステップS1,ステップS4〜ステップS10とそれぞれ同一の処理を行うステップであるため、説明を省略する。
In step S33, the control gain setting block 62 calculates a control gain α for motor traction control based on the motor torque at the start of slip, and the process proceeds to step S34.
As shown in FIG. 17, the control gain α is set to a value corresponding to the road surface friction coefficient corresponding to the motor torque at the start of slip, and is set to a low value when the motor torque at the start of slip shows a high value. The lower the torque, the higher the value. Steps S31 and S34 to S40 are the same steps as steps S1 and S4 to S10 in FIG.
この実施例3において、スリップ開始時のモータトルクを路面摩擦係数相当値とする理由を説明する。上記実施例2と同様に、車輪の前後力と横力の許容限界を示すフリクションサークルで検討することができ、スリップ開始時のモータトルク(=スリップ限界領域のトルク)が小さいほど、路面摩擦係数が低μであると推定することができるし、逆に、スリップ開始時のモータトルクが大きいほど、路面摩擦係数が高μであると推定することができる。加えて、スリップ開始時のモータトルクを路面摩擦係数相当値とすることで、スリップ開始時点から応答良く路面摩擦係数を推定するという、部品保護を重要課題とするモータトラクション制御に特有の要求性能をも満足することができる。   In the third embodiment, the reason why the motor torque at the start of slip is set to the road surface friction coefficient equivalent value will be described. Similar to the second embodiment, the friction circle indicating the allowable limit of the longitudinal force and lateral force of the wheel can be examined. The smaller the motor torque at the start of the slip (= the torque in the slip limit region), the smaller the road surface friction coefficient. Can be estimated as low μ, and conversely, as the motor torque at the start of slip increases, the road surface friction coefficient can be estimated as high μ. In addition, by setting the motor torque at the start of slip to a value equivalent to the road surface friction coefficient, the required performance characteristic for motor traction control, which is important for component protection, is to estimate the road surface friction coefficient with good response from the start of slip. Can also be satisfied.
次に、効果を説明する。
実施例3の車両のモータトラクション制御装置にあっては、実施例1の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle motor traction control device of the third embodiment, in addition to the effects (1), (2), and (3) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(6) 前記路面摩擦係数相当値推定手段は、スリップ開始時のモータトルク出力値を路面摩擦係数相当値とするため、スリップ開始時のモータトルクを取得するだけの簡単に方法により、モータトラクション制御で初期駆動スリップの抑制を達成する応答の良い路面摩擦係数情報を得ることができる。   (6) Since the road surface friction coefficient equivalent value estimating means uses the motor torque output value at the start of slip as the road surface friction coefficient equivalent value, the motor traction control is performed by a simple method of only acquiring the motor torque at the start of slip. Thus, it is possible to obtain road surface friction coefficient information with good response that achieves suppression of initial driving slip.
以上、本発明の車両のモータトラクション制御装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the motor traction control apparatus of the vehicle of this invention has been demonstrated based on Example 1-Example 3, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Each of Claims Design changes and additions are permitted without departing from the scope of the claimed invention.
実施例1〜3では、路面摩擦係数相当値推定手段として、各車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力の組み合わせを表す車輪毎の点を2次元座標上に表記し、これらの点を代表する直線を求めて路面摩擦係数を推定する手段、スリップ中の制限されたモータトルク出力値を路面摩擦係数相当値とする手段、スリップ開始時のモータトルク出力値を路面摩擦係数相当値とする手段の例を示したが、路面摩擦係数相当値を推定する手段であれば、実施例1〜3で示した以外の路面摩擦係数相当値推定手段を用いても良い。   In Examples 1 to 3, as road surface friction coefficient equivalent value estimation means, points for each wheel representing a combination of braking / driving forces per wheel speed and unit wheel load are represented on two-dimensional coordinates, and these points are representative. Means for estimating a road surface friction coefficient by obtaining a straight line to be used, Means for limiting a motor torque output value during slipping to be equivalent to a road surface friction coefficient, Means for setting a motor torque output value at the start of slip to a value equivalent to a road surface friction coefficient However, as long as it is a means for estimating the road surface friction coefficient equivalent value, road surface friction coefficient equivalent value estimation means other than those shown in the first to third embodiments may be used.
実施例1〜3では、モータトラクション制御手段として、制御ゲインを乗算するスリップ量として、モータが連結された駆動車輪の角加速度とする例を示したが、前後輪回転速度偏差や駆動輪スリップ率や、これらの2つ以上を組み合わせた値等、他のスリップ量を用いても良い。要するに、設定した制御ゲインとの乗算に基づきモータトルクダウン制御量を算出するスリップ量であれば良い。   In the first to third embodiments, an example in which the motor traction control unit uses the angular acceleration of the driving wheel connected to the motor as the slip amount multiplied by the control gain has been described. Alternatively, other slip amounts such as a value obtained by combining two or more of these may be used. In short, any slip amount that calculates the motor torque down control amount based on multiplication with the set control gain may be used.
実施例1〜3では、1つのエンジンと2つのモータジェネレータと動力分割機構を備えたハイブリッド車への適用例を示したが、本発明のモータトラクション制御装置は、他のパワーユニット構造を備えたハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車やモータ4WD車等、要するに、車輪を駆動する動力源に少なくとも1つのモータが装備された車両であれば適用することができる。   In the first to third embodiments, an example of application to a hybrid vehicle including one engine, two motor generators, and a power split mechanism is shown. However, the motor traction control device of the present invention is a hybrid including another power unit structure. In short, any vehicle such as a car, an electric vehicle, a fuel cell vehicle, a motor 4WD vehicle, etc., which is equipped with at least one motor as a power source for driving wheels can be applied.
実施例1のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。1 is an overall system diagram illustrating a hybrid vehicle to which a motor traction control device according to a first embodiment is applied. 実施例1のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。FIG. 2 is a driving force performance characteristic diagram and a driving force conceptual diagram in a hybrid vehicle to which the motor traction control device of Embodiment 1 is applied. 実施例1のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。It is a contrast characteristic figure showing the braking force performance by regenerative cooperation in the hybrid car to which the motor traction control device of Example 1 was applied. 実施例1のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車における各車両モードを示す共線図である。It is an alignment chart which shows each vehicle mode in the hybrid vehicle to which the motor traction control device of Example 1 was applied. 実施例1のハイブリッド車のモータ駆動制御系(バッテリ・パワーコントロールユニット・第1モータジェネレータ・第2モータジェネレータ)を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a motor drive control system (battery, power control unit, first motor generator, second motor generator) of the hybrid vehicle according to the first embodiment. 実施例1の統合コントローラ内に制御プログラムとして組み込まれたモータトラクション制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the motor traction control apparatus integrated as a control program in the integrated controller of Example 1. 実施例1の統合コントローラにて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a flow of a motor traction control process executed by the integrated controller according to the first embodiment. 実施例1の路面摩擦係数の推定方法を説明するための路面摩擦係数特性・単位車輪荷重当たりの制駆動力特性・最高摩擦係数特性を示す図である。It is a figure which shows the road surface friction coefficient characteristic, the braking / driving force characteristic per unit wheel load, and the maximum friction coefficient characteristic for demonstrating the estimation method of the road surface friction coefficient of Example 1. FIG. 実施例1において推定した路面μに対する制御ゲイン特性図である。FIG. 6 is a control gain characteristic diagram with respect to a road surface μ estimated in the first embodiment. 実施例1において角加速度スリップ量積算値δと角加速度量αω’との和に応じて算出される制限トルク特性図である。FIG. 6 is a limit torque characteristic diagram calculated according to the sum of an angular acceleration slip amount integrated value δ and an angular acceleration amount αω ′ in the first embodiment. 従来の角加速度制御での駆動輪車輪速特性とコーナリングパワー特性図である。It is a driving wheel wheel speed characteristic and cornering power characteristic figure in the conventional angular acceleration control. 従来の角加速度に基づくモータトラクションコントロールを用いた場合のアクセル開度・車両速度・駆動輪車速の各特性を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows each characteristic of the accelerator opening degree, vehicle speed, and driving wheel vehicle speed at the time of using the motor traction control based on the conventional angular acceleration. 実施例1でのモータトラクション制御での従動輪・駆動輪の各特性を示すタイムチャートである。3 is a time chart showing characteristics of driven wheels and drive wheels in motor traction control in Embodiment 1; 実施例2の統合コントローラにて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flow of a motor traction control process executed by an integrated controller according to a second embodiment. 実施例2において現在トルクに対する制御ゲイン特性図である。FIG. 10 is a control gain characteristic diagram with respect to the current torque in the second embodiment. 実施例3の統合コントローラにて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a flow of a motor traction control process executed by an integrated controller according to a third embodiment. 実施例3においてスリップ開始時のトルクに対する制御ゲイン特性図である。FIG. 10 is a control gain characteristic diagram with respect to torque at the start of slip in Example 3.
符号の説明Explanation of symbols
E エンジン
MG1 第1モータジェネレータ
MG2 第2モータジェネレータ
OS 出力スプロケット
TM 動力分割機構
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 パワーコントロールユニット
4 バッテリ
5 ブレーキコントローラ
6 統合コントローラ
60 要求モータトルク算出ブロック
61 路面μ推定ブロック(路面摩擦係数相当値推定手段)
62 制御ゲイン設定ブロック
63 角加速度算出ブロック
64 角加速度量算出ブロック
65 角加速度スリップ量算出ブロック
66 角加速度スリップ量積算値算出ブロック
67 加算器
68 制限トルク算出ブロック
69 モータトルク選択ブロック
7 アクセル開度センサ
8 車速センサ
9 エンジン回転数センサ
10 第1モータジェネレータ回転数センサ
11 第2モータジェネレータ回転数センサ
12 前左車輪速センサ
13 前右車輪速センサ
14 後左車輪速センサ
15 後右車輪速センサ
16 操舵角センサ
17 マスタシリンダ圧センサ
18 ブレーキストロークセンサ
19 ブレーキ液圧ユニット
20 前左車輪ホイールシリンダ
21 前右車輪ホイールシリンダ
22 後左車輪ホイールシリンダ
23 後右車輪ホイールシリンダ
E engine
MG1 1st motor generator
MG2 Second motor generator
OS output sprocket
TM power split mechanism 1 engine controller 2 motor controller 3 power control unit 4 battery 5 brake controller 6 integrated controller 60 required motor torque calculation block 61 road surface μ estimation block (road surface friction coefficient equivalent value estimation means)
62 Control gain setting block 63 Angular acceleration calculation block 64 Angular acceleration amount calculation block 65 Angular acceleration slip amount calculation block 66 Angular acceleration slip amount integrated value calculation block 67 Adder 68 Limit torque calculation block 69 Motor torque selection block 7 Accelerator opening sensor 8 Vehicle speed sensor 9 Engine speed sensor 10 First motor generator speed sensor 11 Second motor generator speed sensor 12 Front left wheel speed sensor 13 Front right wheel speed sensor 14 Rear left wheel speed sensor 15 Rear right wheel speed sensor 16 Steering Angle sensor 17 Master cylinder pressure sensor 18 Brake stroke sensor 19 Brake fluid pressure unit 20 Front left wheel wheel cylinder 21 Front right wheel wheel cylinder 22 Rear left wheel wheel cylinder 23 Rear right wheel wheel cylinder

Claims (5)

  1. 車輪を駆動する動力源に装備された少なくとも1つのモータと、車輪の駆動スリップを検出し、モータトルクダウン制御により車輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段と、を備えた車両のモータトラクション制御装置において、
    路面摩擦係数相当値を推定する路面摩擦係数相当値推定手段を設け、
    前記モータトラクション制御手段は、モータトラクション制御の制御ゲインを前記路面摩擦係数相当値が低摩擦係数を示すときは高い値に設定し高摩擦係数を示すほど低い値に設定し、設定した制御ゲインとスリップ量を乗算した値に基づきモータトルクダウン制御量を算出し、
    前記モータトラクション制御手段は、制御ゲインと車輪のスリップ量を乗算した値と、スリップ量とスリップ判断閾値との差をスリップ継続中において積算した値と、の和に基づき、最大モータトルクを制限する制限トルクを演算し、スリップ発生時、要求モータトルクから制限トルクを差し引いた値をモータトルクダウン制御量としたこと
    を特徴とする車両のモータトラクション制御装置。
    A motor traction control device for a vehicle, comprising: at least one motor provided in a power source for driving the wheel; and motor traction control means for detecting a driving slip of the wheel and recovering the grip of the wheel by motor torque down control. In
    A road surface friction coefficient equivalent value estimating means for estimating a road surface friction coefficient equivalent value is provided,
    The motor traction control means sets the control gain of motor traction control to a high value when the road surface friction coefficient equivalent value indicates a low friction coefficient, and sets the control gain to a lower value as the high friction coefficient indicates. Calculate the motor torque down control amount based on the value multiplied by the slip amount ,
    The motor traction control means limits the maximum motor torque based on a sum of a value obtained by multiplying the control gain and the slip amount of the wheel and a value obtained by accumulating the difference between the slip amount and the slip determination threshold while the slip is continued. A motor traction control device for a vehicle, wherein a limit torque is calculated, and a value obtained by subtracting the limit torque from the required motor torque when a slip occurs is used as a motor torque down control amount .
  2. 請求項1に記載された車両のモータトラクション制御装置において、
    前記モータトラクション制御手段は、制御ゲインを乗算するスリップ量を、前記モータが連結された駆動車輪の角加速度としたこと
    を特徴とする車両のモータトラクション制御装置。
    In the vehicle motor traction control device according to claim 1,
    The motor traction control device according to claim 1, wherein the motor traction control means uses the slip amount multiplied by the control gain as an angular acceleration of a driving wheel to which the motor is connected.
  3. 請求項1または請求項2に記載された車両のモータトラクション制御装置において、
    前記路面摩擦係数相当値推定手段は、各車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力の組み合わせを表す車輪毎の点を2次元座標上に表記し、これらの点を代表する直線を求めて路面摩擦係数を推定すること
    を特徴とする車両のモータトラクション制御装置。
    In the motor traction control device for a vehicle according to claim 1 or 2,
    The road surface friction coefficient equivalent value estimating means expresses a point for each wheel representing a combination of braking / driving force per wheel speed and unit wheel load on a two-dimensional coordinate, and obtains a straight line representing these points to determine the road surface. A motor traction control device for a vehicle characterized by estimating a friction coefficient .
  4. 請求項1に記載された車両のモータトラクション制御装置において、
    前記路面摩擦係数相当値推定手段は、スリップ中の制限されたモータトルク出力値を路面摩擦係数相当値とすること
    を特徴とする車両のモータトラクション制御装置。
    In the vehicle motor traction control device according to claim 1,
    The road surface friction coefficient equivalent value estimation means sets a limited motor torque output value during slipping as a road surface friction coefficient equivalent value .
  5. 請求項1に記載された車両のモータトラクション制御装置において、
    前記路面摩擦係数相当値推定手段は、スリップ開始時のモータトルク出力値を路面摩擦係数相当値とすること
    を特徴とする車両のモータトラクション制御装置。
    In the vehicle motor traction control device according to claim 1,
    The road surface friction coefficient equivalent value estimation means uses a motor torque output value at the start of slip as a road surface friction coefficient equivalent value .
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JP5889161B2 (en) * 2012-10-18 2016-03-22 本田技研工業株式会社 Vehicle drive system
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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