JP4904972B2 - Slip suppression control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の駆動輪にスリップが発生した場合に、このスリップを回復するためのスリップ抑制制御装置に関する。 The present invention relates to a slip suppression control device for recovering a slip when a slip occurs on a drive wheel of a vehicle.
乗用車やトラック等の車両の駆動輪がスリップした場合、車両の挙動が不安定になったり、動力発生源が発生する動力を有効に駆動力へ変換できないことにより推進効率が低下したりする。このため、駆動輪にスリップが発生した場合には、速やかに駆動輪のグリップを回復させる必要がある。特許文献1には、駆動輪のスリップ制御の開始初期においては、駆動輪のスリップ値に関わらず、スリップの発生している駆動輪に対して一時的に所定の制動トルクを与えるスリップ制御装置が開示されている。
When a drive wheel of a vehicle such as a passenger car or a truck slips, the behavior of the vehicle becomes unstable, or the propulsion efficiency is lowered because the power generated by the power generation source cannot be effectively converted into the drive power. For this reason, when slip occurs in the drive wheel, it is necessary to quickly recover the grip of the drive wheel.
しかし、特許文献1に開示された技術は、スリップ制御の初期においては、スリップ値に関わらず所定の制動トルクを与えるため、スリップの抑制が不十分になったり、駆動輪を制動が過剰になって所望の駆動トルクを発生できなかったりするおそれがある。
However, since the technique disclosed in
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動輪に発生したスリップを、駆動輪のスリップ状態に応じて迅速に回復させるとともに、適切な駆動力で駆動輪を駆動できるスリップ抑制制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above, and is capable of quickly recovering a slip generated on a drive wheel in accordance with a slip state of the drive wheel and driving the drive wheel with an appropriate driving force. An object is to provide a suppression control device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスリップ抑制制御装置は、車両を走行させる駆動輪のスリップを抑制するものであり、前記駆動輪の駆動トルク、前記駆動輪の速度、前記車両の速度に基づいて、前記駆動輪のスリップ状態の尺度となるスリップパラメータと、前記駆動輪と路面との摩擦の尺度となる摩擦パラメータとの関係の履歴を作成し、記憶手段に記憶させる履歴作成部と、前記履歴から得られる前記摩擦パラメータの最大値及び前記スリップパラメータと、前記履歴から求められる現時点における前記摩擦パラメータとに基づいて、前記駆動輪の駆動トルクを決定する駆動トルク演算部と、を含み、前記履歴から得られる前記スリップパラメータは、前記履歴から得られる前記摩擦パラメータが最大となるときの前記スリップパラメータであり、前記駆動トルク演算部は、前記履歴から求められる前記摩擦パラメータの最大値と、前記履歴から求められる現時点における前記摩擦パラメータとに基づいて第1のスリップ抑制トルクを決定するとともに、現時点における前記車両の速度と、現時点における前記駆動輪の速度と、前記履歴から求められる前記摩擦パラメータが最大となるときの前記スリップパラメータと、前記駆動輪がスリップ状態からグリップ状態へ戻る設定時間とに基づいて第2のスリップ抑制トルクを決定し、現時点における前記駆動輪の駆動トルクから、前記第1のスリップ抑制トルクと前記第2のスリップ抑制トルクとを減算した値を、前記駆動輪の駆動トルクとすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a slip suppression control device according to the present invention suppresses slipping of a drive wheel that travels a vehicle, the drive torque of the drive wheel, Based on the speed and the speed of the vehicle, a history of a relationship between a slip parameter that is a measure of the slip state of the drive wheel and a friction parameter that is a measure of the friction between the drive wheel and the road surface is created and stored in the storage means Drive torque for determining the drive torque of the drive wheels based on a history creation unit to be stored, the maximum value of the friction parameter and the slip parameter obtained from the history, and the current friction parameter obtained from the history seen including a calculation unit, wherein the slip parameter obtained from the history, it and the friction parameters obtained from the history up The driving torque calculation unit determines a first slip suppression torque based on the maximum value of the friction parameter obtained from the history and the current friction parameter obtained from the history. In addition, the vehicle speed at the current time, the speed of the driving wheel at the current time, the slip parameter when the friction parameter obtained from the history is maximized, and the driving wheel returns from the slip state to the grip state. A second slip suppression torque is determined based on the set time, and a value obtained by subtracting the first slip suppression torque and the second slip suppression torque from the drive torque of the drive wheel at the present time is determined as the drive. The driving torque of the wheel is used.
このスリップ抑制制御装置は、上記構成によって、駆動輪のスリップ状態を、履歴から求められる現時点における摩擦パラメータによって考慮して、所望の状態へ回復させることができる。その結果、駆動輪に発生したスリップを、駆動輪のスリップ状態に応じて迅速に回復させるとともに、適切な駆動力で駆動輪を駆動できる。 With this configuration, the slip suppression control device can recover the slip state of the drive wheel to a desired state in consideration of the current friction parameter obtained from the history. As a result, the slip generated in the drive wheel can be quickly recovered according to the slip state of the drive wheel, and the drive wheel can be driven with an appropriate driving force.
次の本発明に係るスリップ抑制制御装置は、前記スリップ抑制制御装置において、前記駆動トルク演算部は、前記設定時間を、前記スリップパラメータの大きさに応じて変更することを特徴とする。 The slip suppression control device according to the present invention is characterized in that, in the slip suppression control device, the drive torque calculation unit changes the set time according to the magnitude of the slip parameter.
次の本発明に係るスリップ抑制制御装置は、前記スリップ抑制制御装置において、前記車両が傾斜している場合、又は前記スリップパラメータの変化に対して前記摩擦パラメータがピーク性を持たない場合に、前記設定時間を前記スリップパラメータの大きさに応じて変更することを特徴とする。 In the slip suppression control device according to the present invention, when the vehicle is inclined in the slip suppression control device, or when the friction parameter does not have a peak characteristic with respect to the change of the slip parameter, The set time is changed according to the magnitude of the slip parameter.
次の本発明に係るスリップ抑制制御装置は、前記スリップ抑制制御装置において、前記スリップパラメータが大きくなるにしたがって前記設定時間を短くすることを特徴とする。 The slip suppression control apparatus according to the present invention is characterized in that, in the slip suppression control apparatus, the set time is shortened as the slip parameter increases.
次の本発明に係るスリップ抑制制御装置は、前記スリップ抑制制御装置において、前記駆動トルク演算部は、前記設定時間で前記駆動輪がスリップ状態からグリップ状態へ戻るために必要な前記駆動輪の加速度と、前記駆動輪の実際の加速度とに基づいて、前記摩擦パラメータを補正することを特徴とする。 In the slip suppression control device according to the next aspect of the present invention, in the slip suppression control device, the drive torque calculation unit includes an acceleration of the drive wheel necessary for the drive wheel to return from the slip state to the grip state in the set time. And the friction parameter is corrected based on the actual acceleration of the drive wheel.
この発明によれば、駆動輪に発生したスリップを、駆動輪のスリップ状態に応じて迅速に回復させるとともに、適切な駆動力で駆動輪を駆動できる。 According to the present invention, the slip generated on the drive wheel can be quickly recovered according to the slip state of the drive wheel, and the drive wheel can be driven with an appropriate driving force.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲に含まれるものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, or those that are substantially the same, and those that are included in a so-called equivalent range.
以下においては、電動機を動力発生源とする車両、例えば、いわゆる電気自動車やFCV(Fuel Cell Vehicle:燃料電池車両)に本発明を適用した場合を説明するが、本発明の適用対象は、駆動輪の駆動力を制御できる動力発生源を備えていればよい。このような車両であれば、本発明は、電動機と内燃機関とを組み合わせて動力発生源とする、いわゆるハイブリッド車両や、動力発生源に内燃機関を用いる車両に対しても適用できる。なお、本発明では、動力発生源のトルクを調整することによって駆動輪のスリップを抑制するため、車両が備える動力発生源は、例えば電動機のように、出力中のトルクを簡易に知ることができるとともに、出力するトルクを迅速に変更できるものであることが好ましい。 In the following description, a case where the present invention is applied to a vehicle using an electric motor as a power generation source, for example, a so-called electric vehicle or FCV (Fuel Cell Vehicle) will be described. It is sufficient to provide a power generation source that can control the driving force. If it is such a vehicle, this invention is applicable also to what is called a hybrid vehicle which uses an electric motor and an internal combustion engine as a power generation source, and the vehicle which uses an internal combustion engine for a power generation source. In the present invention, since the slip of the drive wheel is suppressed by adjusting the torque of the power generation source, the power generation source provided in the vehicle can easily know the torque being output, such as an electric motor. In addition, it is preferable that the output torque can be changed quickly.
また、以下において、スリップ抑制制御は、車両が備える駆動輪に許容できないスリップが発生した場合、これを許容範囲内のスリップに抑制する制御をいう。例えば、駆動輪と路面との間における路面反力がスリップ率の変化に対して最大値を持つ場合、駆動輪のスリップ率が、最大の路面反力におけるスリップ率を超えると、駆動輪のスリップが許容できない。この場合、スリップ抑制制御は、車両が備える駆動輪のスリップ率が最大の路面反力におけるスリップ率を超えた場合、前記駆動輪のスリップ率を最大の路面反力におけるスリップ率に抑制する制御となる。 In the following, the slip suppression control refers to control that suppresses slips that are not allowed to occur in the drive wheels included in the vehicle to slips within the allowable range. For example, when the road surface reaction force between the driving wheel and the road surface has a maximum value with respect to the change in the slip ratio, if the slip ratio of the driving wheel exceeds the slip ratio at the maximum road surface reaction force, the slip of the driving wheel Is not acceptable. In this case, the slip suppression control is a control for suppressing the slip ratio of the drive wheel to the slip ratio at the maximum road reaction force when the slip ratio of the drive wheel provided in the vehicle exceeds the slip ratio at the maximum road reaction force. Become.
(実施形態1)
この実施形態は、車両の駆動輪の駆動トルク、前記駆動輪の速度、前記車両の速度に基づいて、前記駆動輪のスリップ状態の尺度となるスリップパラメータと、前記駆動輪と路面との摩擦の尺度となる摩擦パラメータとの関係の履歴を作成し、前記履歴から得られる前記摩擦パラメータの最大値及び前記スリップパラメータと、前記履歴から求められる現時点における前記摩擦パラメータとに基づいて、前記駆動輪の駆動トルクを決定する点に特徴がある。ここで、摩擦パラメータとは、路面反力、駆動輪と路面との間の摩擦係数その他の、駆動輪と路面との摩擦の大きさを示す尺度となるパラメータである。また、スリップパラメータとは、スリップ率、スリップ量その他の、駆動輪と路面とのスリップの状態(スリップの大きさ)を示す尺度となるパラメータである。
(Embodiment 1)
In this embodiment, based on the driving torque of the driving wheel of the vehicle, the speed of the driving wheel, and the speed of the vehicle, the slip parameter as a measure of the slip state of the driving wheel and the friction between the driving wheel and the road surface are measured. A history of the relationship with a friction parameter as a scale is created, and based on the maximum value of the friction parameter obtained from the history and the slip parameter, and the current friction parameter obtained from the history, the driving wheel It is characterized in that the driving torque is determined. Here, the friction parameter is a parameter serving as a scale indicating the magnitude of the friction between the driving wheel and the road surface, such as the road surface reaction force, the friction coefficient between the driving wheel and the road surface, and the like. The slip parameter is a parameter that serves as a scale indicating the slip state (slip magnitude) between the drive wheel and the road surface, such as the slip ratio and slip amount.
図1は、実施形態1に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。以下の説明において、車両1が前進する方向(図1中の矢印X方向)を前とし、車両1が後進する方向、すなわち前進する方向とは反対の方向を後とする。また、左右の区別は、車両1の前進する方向を基準とする。すなわち、「左」とは、車両1の前進する方向に向かって左側をいい、「右」とは、車両1の前進する方向に向かって右側をいう。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle including a traveling device according to the first embodiment. In the following description, the direction in which the
実施形態1に係る車両1は、電動機のみを動力発生源とする走行装置100を備える。走行装置100は、動力発生源である左前側電動機10flと、右前側電動機10frと、左後側電動機10rlと、右後側電動機10rrとを備える。この実施形態において、左前側電動機10flは左側前輪2flを駆動し、右前側電動機10frは右側前輪2frを駆動し、左後側電動機10rlは左側後輪2rlを駆動し、右後側電動機10rrは右側後輪2rrを駆動する。
The
上述したように、この走行装置100において、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl及び右側後輪2rrは、それぞれ異なる電動機で駆動される。このように、車両1は、すべての車輪が駆動輪となる。すなわち、車両1の駆動輪は、すなわち左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl及び右側後輪2rrである。左側前輪2fl、右側前輪2frは車両1の駆動輪であるとともに、ハンドル4によって操舵されて車両1の進行方向を変更する操舵輪としても機能する。
As described above, in the
また、この走行装置100においては、上述したように、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl及び右側後輪2rrは、それぞれ異なる電動機によって直接駆動される。そして、左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrは、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl及び右側後輪2rrのホイール内に配置される、いわゆるインホイール形式の構成となっている。
In the
なお、電動機と車輪との間に減速機構を設け、左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrの回転数を減速して、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl及び右側後輪2rrに伝達してもよい。一般に、電動機は小型化するとトルクが低下するが、減速機構を設けることによって電動機のトルクを増加させることができる。その結果、左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrを小型化することができる。 A speed reduction mechanism is provided between the motor and the wheel to reduce the rotational speed of the left front motor 10fl, the right front motor 10fr, the left rear motor 10rl, and the right rear motor 10rr, and the left front wheel 2fl and the right front wheel 2fr. The left rear wheel 2rl and the right rear wheel 2rr may be transmitted. In general, when the electric motor is downsized, the torque decreases, but the torque of the electric motor can be increased by providing a speed reduction mechanism. As a result, the left front motor 10fl, the right front motor 10fr, the left rear motor 10rl, and the right rear motor 10rr can be reduced in size.
左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrは、ECU(Electronic Control Unit)50によって制御されて、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rrの駆動力が調整される。この実施形態においては、アクセル開度センサ41によって検出されるアクセル5の開度により走行装置100の総駆動力F_all、及び左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rr各輪の駆動力が制御される。
The left front motor 10fl, the right front motor 10fr, the left rear motor 10rl, and the right rear motor 10rr are controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 50, and the left front wheel 2fl, the right front wheel 2fr, the left rear wheel 2rl, the right rear wheel The driving force of the wheel 2rr is adjusted. In this embodiment, the total driving force F_all of the
また、この実施形態に係るスリップ抑制制御において、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rrの駆動力は、ECU50に組み込まれるスリップ抑制制御装置30によって変更される。すなわち、この実施形態に係るスリップ抑制制御においては、スリップ抑制制御装置30が、車両1が備える各駆動輪の駆動力を変更する駆動力変更手段としての機能を発揮する。また、この実施形態においては、上述した構成により、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rrそれぞれの駆動力を独立して制御することができる。これにより、この実施形態に係るスリップ抑制制御を実行する際には、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rrそれぞれのスリップを個別に制御できる。
In the slip suppression control according to this embodiment, the driving force of the left front wheel 2fl, the right front wheel 2fr, the left rear wheel 2rl, and the right rear wheel 2rr is changed by the slip
左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrは、左前側レゾルバ40fl、右前側レゾルバ40fr、左後側レゾルバ40rl、右後側レゾルバ40rrによって回転角度や回転速度が検出される。左前側レゾルバ40fl、右前側レゾルバ40fr、左後側レゾルバ40rl及び右後側レゾルバ40rrの出力は、ECU50に取り込まれて、左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrの制御に用いられる。
The left front motor 10fl, the right front motor 10fr, the left rear motor 10rl, and the right rear motor 10rr are rotated by the left front resolver 40fl, the right front resolver 40fr, the left rear resolver 40rl, and the right rear resolver 40rr. Is detected. The outputs of the left front resolver 40fl, the right front resolver 40fr, the left rear resolver 40rl, and the right rear resolver 40rr are captured by the
左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrは、インバータ6に接続されている。インバータ6には、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池、あるいは燃料電池(FC:Fuel Cell)等の車載電源7が接続されており、必要に応じてインバータ6を介して左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrへ供給される。これらの出力は、ECU50からの指令によってインバータ6を制御することで制御される。なお、この実施形態においては、1台のインバータで1台の電動機を制御する。左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrを制御するため、インバータ6は、それぞれの電動機に対応した4台のインバータで構成される。
The left front motor 10fl, the right front motor 10fr, the left rear motor 10rl, and the right rear motor 10rr are connected to the inverter 6. An in-
左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrが走行装置100の動力発生源として用いられる場合、車載電源7の電力がインバータ6を介して供給される。また、例えば車両1の減速時には、左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl、右後側電動機10rrが発電機として機能して回生発電を行い、これによって車両1の運動エネルギを電気エネルギに変換して回収し、車載電源7に蓄える。これは、ブレーキ信号やアクセルオフ等の信号に基づいて、ECU50がインバータ6を制御することにより実現される。なお、この実施形態に係るスリップ抑制制御を実行する際にも、必要に応じて左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl、右後側電動機10rrの回生発電を実行する。次に、駆動輪がスリップしたときの状態を説明する。
When the left front motor 10fl, the right front motor 10fr, the left rear motor 10rl, and the right rear motor 10rr are used as power generation sources of the traveling
図2は、車両の駆動輪がスリップしたときにおける駆動トルク、路面反力、駆動輪速度、車両速度、スリップ率の時間変化を示す説明図である。図3は、駆動トルクや路面反力等を説明する概念図である。以下においては、説明の便宜上、必要に応じて、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rrを区別せず駆動輪2という。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing temporal changes in drive torque, road surface reaction force, drive wheel speed, vehicle speed, and slip rate when the drive wheels of the vehicle slip. FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating driving torque, road surface reaction force, and the like. In the following, for convenience of explanation, the left front wheel 2fl, the right front wheel 2fr, the left rear wheel 2rl, and the right rear wheel 2rr are referred to as
車両1の走行中、例えば、駆動輪2のトルク(駆動トルク)Tが増加すると(図2の上段)、駆動輪2と路面GLとの間でスリップし始める(図2の中段における(1)で示す部分)。駆動輪2がスリップし始めると、駆動輪速度(駆動輪2の周速度)Vwと車両速度(車両1の走行速度)Vとの差が大きくなり、その結果としてスリップ率slipが増加する。また、路面反力(路面GLが駆動輪2を押す力)Ftrcも増加する。ここで、駆動輪速度Vwは、駆動輪2の回転角速度をωとし、駆動輪2の半径(回転軸Zrから外周までの距離)をrとすると、Vw=r×ωとなる(図3参照)。
While the
ここで、路面反力Ftrcは式(1)で、スリップ率slipは式(2)で求めることができる。
Ftrc=(T×RD−Iv×a)/r・・(1)
slip=(Vw−V/Vw)・・(2)
なお、Ivは駆動輪2のイナーシャも含んだ駆動系のイナーシャ、RDは減速比、aは駆動輪2の加速度(駆動輪加速度)である。駆動系のイナーシャは、例えば、この実施形態における車両においては、電動機のローターから駆動輪2までの間に存在する動力伝達に関わる構造物すべてのイナーシャである。
Here, the road surface reaction force Ftrc can be obtained from equation (1), and the slip ratio slip can be obtained from equation (2).
Ftrc = (T × RD−Iv × a) / r (1)
slip = (Vw−V / Vw) (2)
Note that Iv is inertia of the drive system including inertia of the
駆動輪2がスリップしている途中においては、路面反力が最大となる箇所がある(図2の中段における(2)で示す部分)。この時間をt1とする。このときの路面反力を最大路面反力Ftrc_max、スリップ率を最大路面反力スリップ率slip_maxとする。
While the
最大路面反力Ftrc_maxを超えると(t=t1以降)、駆動輪速度Vwは短時間で急激に上昇し、これにともなってスリップ率slipも急激に上昇する。そして、スリップ率slipのピークを超えると、駆動トルクTを制御することにより、駆動輪2のスリップが徐々にグリップ状態へ回復し始める(図2の中段における(3)で示す部分)。図2の中段における(4)で示す部分は、駆動輪2のスリップがグリップ状態へ回復している途中であり、スリップ率slipはグリップ走行時におけるスリップ率へ近づいていく。
When the maximum road surface reaction force Ftrc_max is exceeded (after t = t 1 ), the drive wheel speed Vw increases rapidly in a short time, and the slip ratio slip also increases rapidly. When the slip rate slip exceeds the peak, the drive torque T is controlled to gradually recover the slip of the
一般に、駆動輪2と路面GLとの間において、最大路面反力スリップ率slip_max、すなわち最大路面反力Ftrc_maxが発生している状態で、駆動輪2が駆動されることが好ましい。したがって、駆動輪2にスリップが発生した場合には、スリップ率をできるだけ早く最大路面反力スリップ率slip_maxに戻すことが好ましい。
In general, it is preferable that the
ここで、駆動トルクTが増加することによって、あるいは駆動トルクTは一定であるが駆動輪2が高μ路面から低μ路面へ移行することによって駆動輪2のスリップが発生し、スリップ率が最大路面反力スリップ率slip_maxを超えた場合には、駆動輪2の回転数は加速度をもって増加する。その結果、スリップ率slipはより高いスリップ率へ急激に移行しようとする。このため、この実施形態に係るスリップ制御は、駆動輪2のスリップが発生した場合には、駆動輪2の持つ加速度を打ち消してから、スリップ率を最大路面反力スリップ率slip_maxへ戻す。
Here, when the driving torque T increases or when the driving torque T is constant but the
図4は、路面反力とスリップ率との関係を示す概念図である。なお、図4は、実施形態1のスリップ抑制制御に用いる路面反力−スリップ率の履歴マップ(F−s履歴マップ)でもある。図5は、駆動輪にスリップが発生したときにおける駆動輪速度の回復を示す概念図である。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the road surface reaction force and the slip ratio. FIG. 4 is also a road surface reaction force-slip rate history map (Fs history map) used in the slip suppression control of the first embodiment. FIG. 5 is a conceptual diagram showing recovery of the drive wheel speed when slip occurs in the drive wheel.
この実施形態では、駆動輪2のスリップが発生した場合には、駆動輪2の持つ加速度を打ち消すことで、駆動輪2のスリップが現在よりも進行しないように、スリップ率をある一定の値(slip_p)に、すなわち路面反力をある一定の値(Ftrc_p)に留め、スリップ率slipの増加を抑制する。駆動輪2の持つ加速度を打ち消すため、この実施形態では、現在の駆動トルクT_pから第1のスリップ抑制トルクT1を減算する。
In this embodiment, when the slip of the
第1のスリップ抑制トルクT1は、スリップ率の増加を抑えて、一定のスリップ率に保つためのトルクであり、式(3)で表される。
T1=a×Iv=(Ftrc_max−Ftrc_p)×r/RD・・(3)
ここで、rは駆動輪2の半径である。式(3)のFtrc_maxは、図4のF−s履歴マップ60から求め、Ftrc_pは、現在の車両速度V及び現在の駆動輪速度Vwから求めたスリップ率slip_pをF−s履歴マップ60に与えて求める。
The first slip suppression torque T1 is a torque for suppressing an increase in the slip ratio and maintaining a constant slip ratio, and is represented by Expression (3).
T1 = a × Iv = (Ftrc_max−Ftrc_p) × r / RD (3)
Here, r is the radius of the
現在の駆動トルクT_pから第1のスリップ抑制トルクT1を減算した駆動トルクを駆動輪2へ与えると、駆動輪2はあるスリップ率(この実施形態ではslip_p)でスリップした状態となる。すなわち、駆動輪2のスリップ率はslip_pで停止して、増加も減少もしない状態になる。そこで、この実施形態では、第1のスリップ抑制トルクT1に加え、さらに第2のスリップ抑制トルクを現在の駆動トルクT_pから減算して、駆動輪2をスリップ状態からグリップ状態へ回復させる。そして、駆動輪2がグリップ状態へ回復したときには、駆動輪2のスリップ率が最大路面反力スリップ率slip_maxとなるようにする。これによって、駆動輪2のグリップ力を最大限有効に活用して車両1を走行させることができる。ここで、第2のスリップ抑制トルクT2は、式(4)で表される。
T2=(Vw−V/(1−slip_max))×1000/3600/Δt/π/r×π×RD×Iv・・(4)
ここで、最大路面反力スリップ率slip_maxは、図4のF−s履歴マップ60から求める。式(4)から、第2のスリップ抑制トルクT2は、駆動輪2のスリップを、設定時間Δtでグリップ状態へ回復させるために要するトルクである。また、設定時間Δtは、駆動輪2のスリップ率が、現在の駆動トルクT_pにおけるスリップ率slip_pから最大路面反力スリップ率slip_maxになるまでの時間である。なお、式(4)中におけるVw、Vは、現時点における値であって、スリップ抑制制御中にVw、Vが変化した場合には、変化した値を用いる。
When the driving torque obtained by subtracting the first slip suppression torque T1 from the current driving torque T_p is applied to the
T2 = (Vw−V / (1−slip_max)) × 1000/3600 / Δt / π / r × π × RD × Iv (4)
Here, the maximum road surface reaction force slip ratio slip_max is obtained from the
ここで、slip_maxは、駆動輪2のスリップ率が最大路面反力スリップ率となるように、すなわち、最大路面反力Ftrc_maxで駆動輪2が駆動されるようにするための値である。式(4)において、slip_maxの代わりに異なる値を用いれば、その値のスリップ率で駆動輪2が駆動される。例えば、slip_maxの代わりに、0以上slip_max未満の値を設定すれば、最大スリップ率よりも小さいスリップ率で駆動輪2を駆動することができる。これによって、例えば、車両1の運転条件(例えば、省燃費モード)によって最大スリップ率で運転させる必要がない場合や、路面の条件(例えば極めてスリップしやすい路面)によって最大スリップ率で運転させるとスリップ抑制制御がハンチングを起こすおそれがある場合等には、適切なスリップ率を設定することができる。
Here, slip_max is a value for driving the
式(3)から求めた第1のスリップ抑制トルクT1、及び式(4)から求めた第2のスリップ抑制トルクT2を、駆動輪2にスリップが発生している状態における現在の駆動トルクT_pから減算したトルクを、駆動輪2のスリップを抑制するための目標駆動トルクT_oとする。すなわち、T_o=T_p−(T1+T2)となる。ここで、T1+T2を目標スリップ抑制トルクT_trcとすると、T_o=T_p−T_trcとなる。
The first slip suppression torque T1 obtained from the equation (3) and the second slip suppression torque T2 obtained from the equation (4) are calculated from the current drive torque T_p in a state where the
この実施形態では、第2のスリップ抑制トルクT2を式(4)のように設定して、設定時間Δtでグリップ状態へ回復させるようにする。これによって、駆動輪2がグリップ状態へ回復するときにおける駆動輪速度Vwのハンチング(図5の一点鎖線)を抑えることができる。そして、図5の実線に示すように、駆動輪2をグリップ状態へ迅速に回復させることができる。次に、この実施形態に係るスリップ抑制制御装置30を説明する。
In this embodiment, the second slip suppression torque T2 is set as shown in Expression (4), and the grip state is restored in the set time Δt. Thereby, it is possible to suppress hunting of the driving wheel speed Vw when the
図6は、実施形態1に係るスリップ抑制制御装置の構成例を示す説明図である。図6に示すように、スリップ抑制制御装置30は、ECU50に組み込まれて構成されている。ECU50は、CPU(Central Processing Unit:中央演算装置)50pと、記憶部50mと、入力ポート55及び出力ポート56と、入力インターフェース57及び出力インターフェース58とから構成される。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the slip suppression control device according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the slip
なお、ECU50とは別個に、この実施形態に係るスリップ抑制制御装置30を用意し、これをECU50に接続してもよい。そして、この実施形態に係るスリップ抑制制御を実現するにあたっては、ECU50が備える走行装置100等に対する制御機能を、前記スリップ抑制制御装置30が利用できるように構成してもよい。
In addition, separately from ECU50, the slip
スリップ抑制制御装置30は、履歴作成部31と、運転条件判定部32と、駆動トルク演算部33とを含んで構成される。これらが、この実施形態に係るスリップ抑制制御を実行する部分となる。この実施形態において、スリップ抑制制御装置30は、ECU50を構成するCPU50pの一部として構成される。
The slip
スリップ抑制制御装置30の履歴作成部31と、運転条件判定部32と、駆動トルク演算部33とは、バス541、バス542、及び入力ポート55及び出力ポート56を介して接続される。これにより、スリップ抑制制御装置30を構成する履歴作成部31と、運転条件判定部32と、駆動トルク演算部33とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。
The
また、CPU50pが備えるスリップ抑制制御装置30と、記憶部50mとは、バス543を介して接続される。これによって、スリップ抑制制御装置30は、ECU50が有する走行装置100の運転制御データを取得し、これを利用することができる。また、スリップ抑制制御装置30は、この実施形態に係るスリップ抑制制御を、ECU50が予め備えている運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。
Further, a slip
入力ポート55には、入力インターフェース57が接続されている。入力インターフェース57には、左前側レゾルバ40fl、右前側レゾルバ40fr、左後側レゾルバ40rl、右後側レゾルバ40rr、アクセル開度センサ41、操舵角センサ42、車両速度センサ43、前後方向加速度センサ44、横方向加速度センサ45その他の、走行装置100の運転制御に必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。
An
これらのセンサ類から出力される信号は、入力インターフェース57内のA/Dコンバータ57aやディジタル入力バッファ57dにより、CPU50pが利用できる信号に変換されて入力ポート55へ送られる。これにより、CPU50pは、走行装置100の運転制御や、この実施形態に係るスリップ抑制制御に必要な情報を取得することができる。
Signals output from these sensors are converted into signals that can be used by the
出力ポート56には、出力インターフェース58が接続されている。出力インターフェース58には、スリップ抑制制御に必要な制御対象が接続されている。この実施形態では、左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrを制御するためのインバータ6が、この実施形態に係るスリップ抑制制御に必要な制御対象である。出力インターフェース58は、制御回路581、582等を備えており、CPU50pで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、ECU50のCPU50pは、左前側電動機10fl、右前側電動機10fr、左後側電動機10rl及び右後側電動機10rrの駆動力を制御することができる。
An
記憶部50mには、この実施形態に係るスリップ抑制制御の処理手順を含むコンピュータプログラムや制御マップ、あるいはこの実施形態に係るスリップ抑制制御に用いるデータマップ等が格納されている。ここで、記憶部50mは、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
The
上記コンピュータプログラムは、CPU50pへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、この実施形態に係るスリップ抑制制御の処理手順を実現できるものであってもよい。また、このスリップ抑制制御装置30は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、履歴作成部31、運転条件判定部32及び駆動トルク演算部33の機能を実現するものであってもよい。次に、この実施形態に係るスリップ抑制制御を説明する。次の説明では、適宜図1〜図6を参照されたい。
The computer program may be capable of realizing the processing procedure of the slip suppression control according to this embodiment in combination with the computer program already recorded in the
図7は、実施形態1に係るスリップ抑制制御において、路面反力とスリップ率との履歴を作成する手順を示すフローチャートである。図8は、実施形態1に係るスリップ抑制制御において、駆動輪に発生したスリップをグリップ状態へ回復させるための手順を示すフローチャートである。この実施形態におけるスリップ抑制制御では、グリップ状態とスリップ状態との間で、駆動輪2の路面反力Ftrcとスリップ率slipとの関係の履歴を取得し、F−s履歴マップ60(図4参照)として記憶しておく。そして、F−s履歴マップ60を用いて、駆動輪2のスリップをグリップ状態へ回復させる際における制御パラメータを設定する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for creating a history of road surface reaction force and slip rate in the slip suppression control according to the first embodiment. FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure for recovering a slip generated on a drive wheel to a grip state in the slip suppression control according to the first embodiment. In the slip suppression control in this embodiment, the history of the relationship between the road surface reaction force Ftrc of the
この実施形態に係るスリップ抑制制御では、まず路面反力Ftrcとスリップ率slipとの関係の履歴を取得し、F−s履歴マップ60(図4参照)として記憶する。このため、スリップ抑制制御装置30の履歴作成部31は、路面反力Ftrc及びスリップ率slipを算出する(ステップS101)。路面反力Ftrcは式(1)から、スリップ率slipは式(2)から求めることができる。
In the slip suppression control according to this embodiment, a history of the relationship between the road surface reaction force Ftrc and the slip rate slip is first acquired and stored as an Fs history map 60 (see FIG. 4). For this reason, the
ここで、路面反力Ftrcを求める際に用いる駆動トルクTは、各電動機に対するトルク指令値(電流値)から求めることができる。また、駆動輪加速度aは、各駆動輪に取り付けられるレゾルバから検出される各駆動輪の駆動輪速度Vwの変化に基づいて求めることができる。また、スリップ率slipを求める際に用いる駆動輪速度Vwは、各駆動輪に取り付けられるレゾルバから、車両速度Vは車両速度センサ43から求めることができる。
Here, the driving torque T used when the road surface reaction force Ftrc is obtained can be obtained from a torque command value (current value) for each electric motor. Further, the driving wheel acceleration a can be obtained based on a change in the driving wheel speed Vw of each driving wheel detected from a resolver attached to each driving wheel. Further, the driving wheel speed Vw used when the slip ratio slip is obtained can be obtained from a resolver attached to each driving wheel, and the vehicle speed V can be obtained from the
次に履歴作成部31は、ステップS101で求めた路面反力Ftrcとスリップ率slipとの関係を、履歴記憶手段であるECU50の記憶部50mに格納して記憶させる(ステップS102)。履歴作成部31は、グリップ状態とスリップ状態との間で複数の路面反力Ftrcとスリップ率slipとの関係を取得し、記憶部50mへ格納することで、図4に示すF−s履歴マップ60を得る。F−s履歴マップ60は、記憶部50mに格納される。
Next, the
F−s履歴マップ60が得られたら、履歴作成部31は、F−s履歴マップ60から最大路面反力Ftrc_max及び最大路面反力スリップ率slip_maxを決定する(ステップS103)。これは、F−s履歴マップ60における路面反力Ftrcのピーク値を最大路面反力Ftrc_maxとし、そのときのスリップ率を最大路面反力スリップ率slip_maxとすることで決定できる。次に説明するスリップ抑制制御、すなわち駆動輪2に発生したスリップをグリップ状態へ回復させる際の制御においては、上記手順によって得られたF−s履歴マップ60を用いて、制御パラメータを設定する。
When the
スリップ抑制制御を実行するにあたり、スリップ抑制制御装置30の運転条件判定部32は、車両1の走行中において、少なくとも一つの駆動輪2にスリップが発生したか否かを判定する(ステップS201)。例えば、車両速度センサ43から取得される車両速度Vと、駆動輪速度Vwとの偏差が所定の閾値を超えた場合に、その駆動輪にはスリップが発生していると判定することができる。また、スリップ率が所定の閾値を超えた場合に、その駆動輪にはスリップが発生していると判定してもよい。
In executing the slip suppression control, the operating
いずれの駆動輪2にもスリップが発生していない場合(ステップS201:No)、STARTに戻り、運転条件判定部32は車両1の運転状態を監視する。少なくとも一つの駆動輪2にスリップが発生した場合(ステップS201:Yes)、スリップ抑制制御装置30の駆動トルク演算部33は、上述した第1のスリップ抑制トルクT1及び第2のスリップ抑制トルクT2を決定する(ステップS202)。第1のスリップ抑制トルクT1は式(3)から、第2のスリップ抑制トルクT2は式(4)から決定することができる。なお、T2を決定する際に用いる設定時間Δtは、予め一定値として設定しておく。
If no slip has occurred in any of the drive wheels 2 (step S201: No), the process returns to START, and the driving
ここで、第1のスリップ抑制トルクT1を決定する際に用いる路面反力Ftrc_pは、スリップ抑制制御でT1、T2を決定する時のスリップ率slip_pを、F−s履歴マップ60に与えて得られた路面反力である。また、第2のスリップ抑制トルクT2を決定する際に用いるスリップ率slip_pは、スリップ抑制制御でT1、T2を決定する時のスリップ率である。
Here, the road surface reaction force Ftrc_p used when determining the first slip suppression torque T1 is obtained by giving the slip rate slip_p when determining T1 and T2 in the slip suppression control to the
T1、T2を決定したら(ステップS202)、駆動トルク演算部33は、目標スリップ抑制トルクT_trc(=T1+T2)を決定する(ステップS203)。そして、駆動トルク演算部33は、決定した目標スリップ抑制トルクT_trcと、現在の駆動トルク(すなわち駆動輪2にスリップが発生している状態における駆動トルク)Tpとを用いて、スリップの発生している駆動輪を駆動するための目標駆動トルクT_o(=T_p―Ttrc)を算出する(ステップS204)。
When T1 and T2 are determined (step S202), the
そして、駆動トルク演算部33は、ステップS204で算出した目標駆動トルクT_oをインバータ6へ指令して(ステップS205)、スリップが発生している駆動輪を、前記目標駆動トルクT_oで駆動する。これによって、スリップが発生している駆動輪2は速やかにグリップ状態へ回復するとともに、駆動輪2のスリップ率は最大路面反力スリップ率slip_maxとなる。その結果、スリップが回復した駆動輪2は、グリップ力を最大限有効に活用して車両1を走行させることができる。
Then, the drive
以上、この実施形態では、駆動輪のスリップ状態の尺度となるスリップパラメータと、前記駆動輪と路面との摩擦の尺度となる摩擦パラメータとの関係の履歴を作成し、前記履歴から得られる前記摩擦パラメータの最大値及び前記スリップパラメータと、前記履歴から求められる現時点における前記摩擦パラメータとに基づいて、前記駆動輪の駆動トルクを決定する。これによって、駆動輪のスリップ状態を、履歴から求められる現時点における摩擦パラメータによって考慮して、駆動輪と路面との摩擦を履歴上に存在する、所望の状態へ回復させることができる。その結果、駆動輪に発生したスリップを、駆動輪のスリップ状態に応じて迅速に回復させるとともに、適切な駆動力で駆動輪を駆動できる。なお、この実施形態の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。また、この実施形態及びその変形例で開示した構成を備えるものは、この実施形態及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。 As described above, in this embodiment, a history of the relationship between the slip parameter that is a measure of the slip state of the drive wheel and the friction parameter that is a measure of the friction between the drive wheel and the road surface is created, and the friction obtained from the history is obtained. The drive torque of the drive wheel is determined based on the maximum value of the parameter, the slip parameter, and the current friction parameter obtained from the history. Thus, the slip state of the drive wheel is taken into consideration by the current friction parameter obtained from the history, and the friction between the drive wheel and the road surface can be restored to a desired state existing on the history. As a result, the slip generated in the drive wheel can be quickly recovered according to the slip state of the drive wheel, and the drive wheel can be driven with an appropriate driving force. The configuration of this embodiment can also be applied as appropriate in the following embodiments. Moreover, what is equipped with the structure disclosed by this embodiment and its modification has the effect | action and effect similar to this embodiment and its modification.
(実施形態2)
実施形態2は、実施形態1と略同様の構成であるが、スリップパラメータに応じて設定時間Δtを変更し、車両の走行状態に応じて設定時間Δtを一定とするか、スリップパラメータに応じて変更するかを選択する点が異なる。他の構成は実施形態1と同様である。なお、実施形態2に係るスリップ抑制制御は、実施形態1に係るスリップ抑制制御装置30(図6参照)で実現できる。次の説明においては、適宜図1〜図6を参照されたい。
(Embodiment 2)
The second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, but changes the set time Δt according to the slip parameter and makes the set time Δt constant according to the running state of the vehicle, or according to the slip parameter. The point of selecting whether to change is different. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Note that the slip suppression control according to the second embodiment can be realized by the slip suppression control device 30 (see FIG. 6) according to the first embodiment. In the following description, please refer to FIGS.
図9は、設定時間とスリップ量との関係を示す説明図である。図10は、実施形態2に係るスリップ抑制制御において、駆動輪に発生したスリップをグリップ状態へ回復させるための手順を示すフローチャートである。図11は、摩擦係数とスリップ量との関係を示す説明図である。図12は、駆動輪にスリップが発生したときにおける駆動輪速度の回復を示す概念図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the set time and the slip amount. FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure for recovering a slip generated on a drive wheel to a grip state in the slip suppression control according to the second embodiment. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the friction coefficient and the slip amount. FIG. 12 is a conceptual diagram showing recovery of driving wheel speed when slip occurs on the driving wheel.
図9に示すように、実施形態1では、駆動輪2のスリップ量S(あるいはスリップ率slip)、すなわちスリップパラメータの大きさに関わらず、設定時間Δt(駆動輪2のスリップ率が、現在の駆動トルクT_pにおけるスリップ率slip_pから最大路面反力スリップ率slip_maxになるまでの時間)を一定(Δt=Δt_b)としていた。この実施形態では、駆動輪2のスリップ量S、すなわちスリップパラメータの大きさに応じて設定時間Δtを変更する。例えば、図9に示すように、スリップ量Sが大きくなるにしたがって、設定時間Δtを短くする。この例では、スリップ量Sの増加とともに、設定時間ΔtをΔt_a(Δt_a>0)から0まで変化させる。
As shown in FIG. 9, in the first embodiment, regardless of the slip amount S (or slip ratio slip) of the
これによって、図12の実線で示すように、実施形態1に係るスリップ抑制制御(図12の点線)よりも早い時間で駆動輪2のグリップを回復できる。また、グリップを回復したときのショックも低減できる。さらに、駆動輪2のスリップ量Sが大きい場合には設定時間Δtを小さくするので、スリップ量Sが大きく車両1の挙動変化が大きい場合には、速やかに車両1の挙動を安定させることができる。
Thereby, as shown by the solid line in FIG. 12, the grip of the
実施形態2に係るスリップ抑制制御では、次に説明するように、車両1の走行状態に応じて、設定時間Δtを一定とするか、設定時間Δtをスリップパラメータの大きさに応じて変更するかを選択する。実施形態2に係るスリップ抑制制御を実行するにあたり、運転条件判定部32は、摩擦係数μ(すなわち摩擦パラメータ)とスリップ量S(すなわちスリップパラメータ)との関係にピーク性があるか否かを判定する(ステップS301)。なお、後述するように、摩擦係数μとスリップ量Sとの関係の代わりに、摩擦パラメータである路面反力Ftrcと、スリップパラメータであるスリップ率slipとの関係を用いてもよい。
In the slip suppression control according to the second embodiment, as described below, whether the set time Δt is constant or the set time Δt is changed according to the magnitude of the slip parameter according to the traveling state of the
ここで、なお、μとSとの関係にピーク性がある場合とは、図11に示す曲線Aのように、Sに対してμの極大値を持つ場合をいう。例えば、通常の舗装路面を走行する場合は、μとSとの関係にピーク性がある。また、μとSとの関係にピーク性がない場合とは、図11に示す曲線Bのように、Sに対してμの極大値を持たない場合をいう。例えば、深雪中を走行するような場合は、μとSとの関係にピーク性がない。 Here, the case where the relationship between μ and S has a peak property refers to a case where the maximum value of μ with respect to S is obtained as shown by the curve A in FIG. For example, when traveling on a normal paved road surface, there is a peak in the relationship between μ and S. Further, the case where there is no peak in the relationship between μ and S refers to the case where there is no maximum value of μ with respect to S as shown by the curve B shown in FIG. For example, when traveling in deep snow, there is no peak in the relationship between μ and S.
摩擦係数μとスリップ量Sとの関係は、路面反力Ftrcとスリップ率slipとの関係に置き換えて考えることができる。したがって、摩擦係数μとスリップ量Sとにピーク性があるか否かは、路面反力Ftrcとスリップ率slipとにピーク性があるか否かで判断できる。路面反力Ftrcとスリップ率slipとにピーク性があるか否かは、路面反力Ftrcとスリップ率slipとの履歴から作成したF−s履歴マップ60(図4参照)から判定することができる。例えば、現在のF−s履歴マップ60の路面反力Ftrcがスリップ率slipに対して極大値を持てば、摩擦係数μとスリップ量Sとの関係にピーク性があると判定できる。また、現在のF−s履歴マップ60の路面反力Ftrcがスリップ率slipに対して極大値を持たなければ、摩擦係数μとスリップ量Sとの関係にピーク性がないと判定できる。
The relationship between the friction coefficient μ and the slip amount S can be considered by replacing it with the relationship between the road surface reaction force Ftrc and the slip rate slip. Therefore, whether or not the friction coefficient μ and the slip amount S have a peak property can be determined by whether or not the road surface reaction force Ftrc and the slip rate slip have a peak property. Whether or not the road surface reaction force Ftrc and the slip rate slip have a peak can be determined from the Fs history map 60 (see FIG. 4) created from the history of the road surface reaction force Ftrc and the slip rate slip. . For example, if the road surface reaction force Ftrc of the current
摩擦係数μとスリップ量Sとの関係にピーク性がある場合(ステップS301:Yes)、駆動トルク演算部33は、第2のスリップ抑制トルクT2を算出する際に用いる設定時間Δtを、スリップ量Sに応じて変化させる(ステップS305)。すなわち、図9に示す設定時間マップ61におけるC1のように、スリップ量Sの増加とともに設定時間Δtが小さくなるようにする。スリップ量Sは、駆動輪速度Vwと車両速度Vとの差(Vw−V)で求めることができる。また、上述したように、スリップ量Sの代わりにスリップ率slipを用いてもよい。駆動トルク演算部33は、第2のスリップ抑制トルクT2を算出する際に、そのときのスリップ量Sあるいはスリップ率slipを算出して設定時間マップ61に与え、対応する設定時間Δtを取得する。なお、設定時間マップ61は、例えば、記憶部50mに格納しておく。
When the relationship between the friction coefficient μ and the slip amount S has a peak characteristic (step S301: Yes), the
摩擦係数μとスリップ量Sとの関係にピーク性がない場合(ステップS301:No)、車両の走行状態(この実施形態では、車両1の傾斜状態)に応じて設定時間Δtを一定とするか、スリップ量Sに応じて変更するかを選択する。運転条件判定部32は、操舵角センサ42や横方向加速度センサ45からの情報に基づき、車両1が旋回中であるか否かを判定する(ステップS302)。車両1が旋回中である場合(ステップS302:Yes)、車両1はロールによって傾斜する。この場合、駆動トルク演算部33は、第2のスリップ抑制トルクT2を算出する際に用いる設定時間Δtを、スリップ量Sに応じて変化させる(ステップS305)。
If the relationship between the friction coefficient μ and the slip amount S has no peak (step S301: No), is the set time Δt constant according to the running state of the vehicle (in this embodiment, the inclined state of the vehicle 1)? , Whether to change according to the slip amount S is selected. The driving
車両1が旋回中でない場合(ステップS302:No)、運転条件判定部32は、車両1の走行している路面にカントがついているか否かを判定する(ステップS303)。車両1の走行している路面にカントがついている場合(ステップS303:Yes)、駆動トルク演算部33は、第2のスリップ抑制トルクT2を算出する際に用いる設定時間Δtを、スリップ量Sに応じて変化させる(ステップS305)。
When the
車両1の走行している路面にカントがついていない場合(ステップS303:No)、運転条件判定部32は、車両1の走行している路面が坂路であるか否かを判定する(ステップS304)。車両1の走行している路面が坂路である場合(ステップS304:Yes)、駆動トルク演算部33は、第2のスリップ抑制トルクT2を算出する際に用いる設定時間Δtを、スリップ量Sに応じて変化させる(ステップS305)。車両1の走行している路面が坂路でない場合(ステップS304:No)、第2のスリップ抑制トルクT2を算出する際に用いる設定時間Δtを、スリップ量Sによらず一定値(この例ではΔt=Δt_b)とする(ステップS306)。
When there is no cant on the road surface on which the
以上、実施形態2では、スリップパラメータに応じて設定時間を変更する。これによって、スリップ状態にある駆動輪を、さらに迅速にグリップ状態へ回復させることができ、また駆動輪がグリップを回復したときのショックも低減できる。また、路面の状況や駆動輪の摩耗状態に応じたスリップ抑制制御を実現できる。なお、駆動輪のスリップ状態に応じて、設定時間は0としてもよい。これによって、駆動輪のスリップ量が極めて大きい場合には、速やかに駆動輪のグリップを回復できるので、車両の挙動が不安定になることを効果的に抑制できる。 As described above, in the second embodiment, the set time is changed according to the slip parameter. As a result, the drive wheel in the slip state can be quickly restored to the grip state, and shock when the drive wheel recovers the grip can be reduced. In addition, it is possible to realize slip suppression control according to the road surface condition and the wear state of the drive wheels. The set time may be set to 0 according to the slip state of the drive wheel. As a result, when the slip amount of the drive wheel is extremely large, the grip of the drive wheel can be quickly recovered, so that the behavior of the vehicle can be effectively prevented from becoming unstable.
また、車両の走行状態に応じて設定時間を一定とするか、スリップパラメータに応じて変更するかを選択するので、スリップの抑制を優先する必要がある場合には、設定時間をスリップパラメータに応じて変更することにより、早期に駆動輪のスリップをグリップ状態へ回復させることができる。なお、この実施形態の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。また、この実施形態及びその変形例で開示した構成を備えるものは、この実施形態及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。 In addition, since it is selected whether to set the set time constant according to the running state of the vehicle or to change according to the slip parameter, if it is necessary to prioritize slip suppression, the set time is set according to the slip parameter. Thus, the slip of the drive wheel can be restored to the grip state at an early stage. The configuration of this embodiment can also be applied as appropriate in the following embodiments. Moreover, what is equipped with the structure disclosed by this embodiment and its modification has the effect | action and effect similar to this embodiment and its modification.
(実施形態3)
実施形態3は、実施形態1と略同様であるが、駆動輪がスリップ状態からグリップ状態へ設定時間Δtで回復するために必要な駆動輪の加速度と、現時点における駆動輪の実際の加速度とに基づいて、路面反力を補正する点が異なる。他の構成は実施形態1と同様である。
(Embodiment 3)
The third embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the drive wheel acceleration required for the drive wheel to recover from the slip state to the grip state in the set time Δt and the actual acceleration of the drive wheel at the present time are described. The difference is that the road surface reaction force is corrected. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
図13は、実施形態3に係るスリップ抑制制御における路面反力の補正を説明する概念図である。現時点における路面反力Ftrcとスリップ率slipとの関係をF−s_1とする。駆動輪2がスリップからグリップ状態へ設定時間Δtで回復するとした場合に必要な駆動輪の加速度A_gは、式(5)で表される。なお、A_gは推定値である。
A_g=−slip/(1−slip)×V×1000/3600/Δt/π/r×π×RD・・(5)
FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating the correction of the road surface reaction force in the slip suppression control according to the third embodiment. The relationship between the road surface reaction force Ftrc and the slip rate slip at the present time is represented by F-s_1. The driving wheel acceleration A_g required when the
A_g = −slip / (1-slip) × V × 1000/3600 / Δt / π / r × π × RD (5)
駆動輪の実際の加速度をA_rとすると、路面反力の補正値(補正路面反力)ΔFtrcは、式(6)で表される。
ΔFtrc=|A_r−A_g|×(It+Iv)×RD/r・・(6)
When the actual acceleration of the driving wheel is A_r, the road surface reaction force correction value (corrected road surface reaction force) ΔFtrc is expressed by Expression (6).
ΔFtrc = | A_r−A_g | × (It + Iv) × RD / r (6)
A_g>A_rである場合は、F−s_1から求められる路面反力が、実際の路面反力よりも低い場合である。この場合、駆動トルク演算部33は、最大路面反力スリップ率slip_maxよりもスリップ率が大きい領域では、F−s_1に式(6)から求めた補正路面反力ΔFtrcを加算して得られた値に基づいて求めたF−s_2を用いて、第1のスリップ抑制トルクT1、第2のスリップ抑制トルクT2及び目標スリップ抑制トルクT_trcを決定する。ここで、F−s_2=F−s_1×(Ftrc_max1+ΔFtrc)/Ftrc_max1となる。このときの最大路面反力Ftrc_max2、すなわち、slip_maxにおけるF−s_2は、F−s_1=Ftrc_max1なので、Ftrc_max1×(Ftrc_max1+ΔFtrc)/Ftrc_max1となる。
When A_g> A_r, the road surface reaction force obtained from F-s_1 is lower than the actual road surface reaction force. In this case, the drive
A_g<A_rである場合は、F−s_1から求められる路面反力が、実際の路面反力よりも高い場合である。この場合、駆動トルク演算部33は、最大路面反力スリップ率slip_maxよりもスリップ率が大きい領域では、F−s_1から、式(6)を用いて求めた補正路面反力ΔFtrcを減算して得られた値に基づいて求めたF−s_3を用いて、第1のスリップ抑制トルクT1、第2のスリップ抑制トルクT2及び目標スリップ抑制トルクT_trcを決定する。ここで、F−s_3=F−s_1×(Ftrc_max1+ΔFtrc)/Ftrc_max1となる。このときの最大路面反力Ftrc_max3すなわち、slip_maxにおけるF−s_3は、F−s_1=Ftrc_max1なので、Ftrc_max1×(Ftrc_max1−ΔFtrc)/Ftrc_max1となる。
When A_g <A_r, the road surface reaction force obtained from F-s_1 is higher than the actual road surface reaction force. In this case, the drive
通信による遅れや、駆動系に存在するドライブシャフト等の剛性の低いもの等に起因する誤差が、路面反力やスリップ率に発生するおそれがあるが、上記手順により路面反力を補正すれば、前記誤差を低減することができる。その結果、駆動輪2にスリップが発生した場合には、より迅速かつ確実にグリップ状態へ回復させることができる。また、グリップ状態へ回復する際のショックも低減できる。
Errors due to delays due to communication and low rigidity such as drive shafts existing in the drive system may occur in the road surface reaction force and slip rate, but if the road surface reaction force is corrected by the above procedure, The error can be reduced. As a result, when slip occurs in the
以上、この実施形態では、駆動輪がスリップ状態からグリップ状態へ設定時間で回復するための駆動輪加速度と、現時点における実際の駆動輪加速度とに基づいて、路面反力(摩擦パラメータ)を補正する。これによって、スリップ抑制制御の精度が向上する。なお、この実施形態及びその変形例で開示した構成を備えるものは、この実施形態及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。 As described above, in this embodiment, the road surface reaction force (friction parameter) is corrected based on the driving wheel acceleration for recovering the driving wheel from the slip state to the grip state in the set time and the actual driving wheel acceleration at the present time. . This improves the accuracy of the slip suppression control. In addition, what is equipped with the structure disclosed by this embodiment and its modification has the effect | action and effect similar to this embodiment and its modification.
以上のように、本発明に係るスリップ抑制制御装置は、駆動輪のスリップを抑制することに有用であり、特に、駆動輪に発生したスリップを、駆動輪のスリップ状態に応じて迅速に回復させることに適している。 As described above, the slip suppression control device according to the present invention is useful for suppressing the slip of the drive wheel, and in particular, the slip generated on the drive wheel is quickly recovered according to the slip state of the drive wheel. Suitable for that.
1 車両
2 駆動輪
2fl 左側前輪
2fr 右側前輪
2rl 左側後輪
2rr 右側後輪
4 ハンドル
5 アクセル
6 インバータ
7 車載電源
10fl 左前側電動機
10fr 右前側電動機
10rl 左後側電動機
10rr 右後側電動機
30 スリップ抑制制御装置
31 履歴作成部
32 運転条件判定部
33 駆動トルク演算部
40fl 左前側レゾルバ
40fr 右前側レゾルバ
40rl 左後側レゾルバ
40rr 右後側レゾルバ
41 アクセル開度センサ
42 操舵角センサ
43 車両速度センサ
44 前後方向加速度センサ
45 横方向加速度センサ
50 ECU
50m 記憶部
50p CPU
60 履歴マップ
61 設定時間マップ
100 走行装置
DESCRIPTION OF
60
Claims (5)
前記駆動輪の駆動トルク、前記駆動輪の速度、前記車両の速度に基づいて、前記駆動輪のスリップ状態の尺度となるスリップパラメータと、前記駆動輪と路面との摩擦の尺度となる摩擦パラメータとの関係の履歴を作成し、記憶手段に記憶させる履歴作成部と、
前記履歴から得られる前記摩擦パラメータの最大値及び前記スリップパラメータと、前記履歴から求められる現時点における前記摩擦パラメータとに基づいて、前記駆動輪の駆動トルクを決定する駆動トルク演算部と、を含み、
前記履歴から得られる前記スリップパラメータは、前記履歴から得られる前記摩擦パラメータが最大となるときの前記スリップパラメータであり、
前記駆動トルク演算部は、
前記履歴から求められる前記摩擦パラメータの最大値と、前記履歴から求められる現時点における前記摩擦パラメータとに基づいて第1のスリップ抑制トルクを決定するとともに、
現時点における前記車両の速度と、現時点における前記駆動輪の速度と、前記履歴から求められる前記摩擦パラメータが最大となるときの前記スリップパラメータと、前記駆動輪がスリップ状態からグリップ状態へ戻る設定時間とに基づいて第2のスリップ抑制トルクを決定し、
現時点における前記駆動輪の駆動トルクから、前記第1のスリップ抑制トルクと前記第2のスリップ抑制トルクとを減算した値を、前記駆動輪の駆動トルクとすることを特徴とするスリップ抑制制御装置。 It suppresses slipping of drive wheels that drive the vehicle,
A slip parameter that is a measure of the slip state of the drive wheel, and a friction parameter that is a measure of the friction between the drive wheel and the road surface, based on the drive torque of the drive wheel, the speed of the drive wheel, and the speed of the vehicle; A history creation unit that creates a history of the relationship and stores the history in a storage means;
And the maximum value and the slip parameter of the friction parameters obtained from the history, based on the said friction parameters at the present time obtained from the history, seen including a driving torque calculation unit for determining the driving torque of the driving wheel ,
The slip parameter obtained from the history is the slip parameter when the friction parameter obtained from the history is maximum,
The drive torque calculator is
While determining the first slip suppression torque based on the maximum value of the friction parameter obtained from the history and the friction parameter at the current time obtained from the history,
The speed of the vehicle at the current time, the speed of the drive wheel at the current time, the slip parameter when the friction parameter obtained from the history is maximized, and a set time for the drive wheel to return from the slip state to the grip state; A second slip suppression torque is determined based on
A slip suppression control device characterized in that a value obtained by subtracting the first slip suppression torque and the second slip suppression torque from the drive torque of the drive wheel at the present time is used as the drive torque of the drive wheel.
前記設定時間で前記駆動輪がスリップ状態からグリップ状態へ戻るために必要な前記駆動輪の加速度と、前記駆動輪の実際の加速度とに基づいて、前記摩擦パラメータを補正することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスリップ抑制制御装置。 The drive torque calculator is
The friction parameter is corrected based on an acceleration of the drive wheel required for the drive wheel to return from a slip state to a grip state in the set time and an actual acceleration of the drive wheel. Item 5. The slip suppression control device according to any one of Items 1 to 4 .
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