CN117677528A - 车辆控制装置 - Google Patents

车辆控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117677528A
CN117677528A CN202280036647.2A CN202280036647A CN117677528A CN 117677528 A CN117677528 A CN 117677528A CN 202280036647 A CN202280036647 A CN 202280036647A CN 117677528 A CN117677528 A CN 117677528A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
vehicle speed
upper limit
limit value
slip ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280036647.2A
Other languages
English (en)
Inventor
高桥亮太
藤本博志
布施空由
高桥直树
松尾俊辅
冈村悠太郎
古贺亮佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
University of Tokyo NUC
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
University of Tokyo NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp, University of Tokyo NUC filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Publication of CN117677528A publication Critical patent/CN117677528A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2036—Electric differentials, e.g. for supporting steering vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B60L3/102—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip of individual wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B60L3/106—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip for maintaining or recovering the adhesion of the drive wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18172—Preventing, or responsive to skidding of wheels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明的车辆控制装置(10)具备：运算作为车轮(5)的滑移率(λ)的目标值的目标滑移率(y)的运算部(11)；至少基于车辆(1)的车速(V)来设定目标滑移率(y)的上限值(ymax)，并且将由运算部(11)运算出的目标滑移率(y)限制在上限值(ymax)以下的限制部(12)；以及控制车辆(1)的驱动转矩，以达到成为由限制部(12)限制的目标滑移率(y)的车轮速度的控制部(13)。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及一种搭载于车辆的控制车轮的滑移状态的车辆控制装置。
背景技术
以往，已知运算车辆的目标滑移率，以使实际的车轮的滑移率与目标滑移率一致的方式调节车辆的驱动转矩的驱动转矩控制。目标滑移率的值例如基于车辆的要求驱动力进行运算。另外，如果目标滑移率的值变得过大，则车轮容易打滑。因此，目标滑移率的值被限制在预先设定的规定的上限值以下的范围(参照专利文献1～3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-65793号公报
专利文献2：日本专利第4637136号公报
专利文献3：日本专利第4907390号公报
发明所要解决的技术问题
另一方面，最优的滑移率的值可以根据车辆的行驶状态、路面状态而变化。因此，如果实施将目标滑移率的上限值固定的状态下的驱动转矩控制，则有行驶性能和稳定性降低的情况。例如，如果目标滑移率的上限值过小，则作用于车轮与路面之间的摩擦力变小，行驶性能(驱动力、制动力)下降。另外，如果目标滑移率的上限值过大，则作用于车轮的横向力变小，车身姿势的稳定性下降。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种鉴于上述那样的技术问题而发明的能够改善车辆的行驶性能和稳定性的车辆控制装置。此外，不限于该目的，通过后述的“具体实施方式”所示的各结构所导出的作用效果，发挥利用现有技术无法得到的作用效果也能定位成本发明的其他目的。
用于解决技术问题的技术手段
本发明能够作为以下公开的方式或应用例来实现。本发明的车辆控制装置解决上述的技术问题的至少一部分。
在此公开的车辆控制装置是搭载于车辆的控制车轮的滑移状态的车辆控制装置，具备：运算部，该运算部运算作为所述车轮的滑移率的目标值的目标滑移率；限制部，该限制部至少基于所述车辆的车速来设定所述目标滑移率的上限值，并且将由所述运算部运算出的所述目标滑移率限制在所述上限值以下；以及控制部，该控制部控制所述车辆的驱动转矩，以达到成为由所述限制部限制的所述目标滑移率的车轮速度。
发明的效果
根据发明的车辆控制装置，能够改善车辆的行驶性能和稳定性。
附图说明
图1是用于说明应用了作为实施例的车辆控制装置的车辆的图。
图2是表示图1所示的车辆的驱动系的结构的骨架图。
图3是图2所示的行星齿轮机构的速度线图。
图4是表示图1所示的车辆控制装置的结构的框图。
图5是表示由图1的限制部设定的车速与上限值的关系的映射。
具体实施方式
[1.车辆]
作为实施例的车辆控制装置应用于图1所示的车辆1。车辆1具备：在车宽方向上并排配置的左右轮5(车轮)；向左右轮5赋予转矩差的动力分配机构3(差动机构)；以及与动力分配机构3连接的一对电动机2。在图中在数字符号标注的字母R、L表示该符号所涉及的要素的配置位置(处于车辆1的右侧、左侧)。例如，5R表示左右轮5中的位于车辆1的右侧(Right)的一方(即，右轮)，5L表示位于左侧(Left)的另一方(即，左轮)。
电动机2具有驱动车辆1的前轮或者后轮中的至少任一的功能，也可以具有驱动全部四个车轮的功能。将一对电动机2中的配置于右侧的一方也称为右电动机2R(右马达)，将配置于左侧的另一方也称为左电动机2L(左马达)。右电动机2R和左电动机2L彼此独立地工作，能够分别输出彼此不同大小的驱动力。这些电动机2经由彼此分开设置的一对减速机构而与动力分配机构3连接。本实施方式的右电动机2R和左电动机2L的额定输出相同，并且两个一组成对地设置。
车辆1具备动力分配机构3，该动力分配机构3放大一对电动机2的转矩差并分别向左右轮5分配。本实施例的动力分配机构3是具有偏航控制功能(AYC(Active Yaw Control)功能)的差速机构，并且插装于与左轮5L连结的车轮轴4(左车轮轴4L)和与右轮5R连结的车轮轴4(右车轮轴4R)之间。偏航控制功能是指通过主动地控制左右轮5的驱动力(驱动转矩)的分配比例来调节偏航力矩，从而使车辆1的姿势稳定的功能。在动力分配机构3的内部内置有行星齿轮机构、差动齿轮机构等。此外，包含一对电动机2和动力分配机构3的车辆驱动装置也被称为DM-AYC(Dual-Motor Active Yaw Control：双马达主动偏航控制)装置。
如图2所示，动力分配机构3包含对电动机2的旋转速度进行减速的一对减速机构(由图2中的虚线围成的齿轮系)、变速机构(由图2中的单点划线围成的齿轮系)。减速机构是通过对从电动机2输出的转矩(驱动力)进行减速来使转矩增大的机构。减速机构的减速比根据电动机2的输出特性、性能而适当地设定。在电动机2的转矩性能足够高的情况下，也可以省略减速机构。另外，变速机构是使分别向左右轮5传递的转矩差放大的机构。
图2所示的动力分配机构3的变速机构包含一对行星齿轮机构。这些行星齿轮机构具有设置于各自的行星齿轮架的行星齿轮的自转轴彼此连结的结构。各行星齿轮架将行星齿轮支承为能够自转，并且将行星齿轮支承为能够在太阳齿轮与齿圈之间公转。另外，从左右各电动机2传递的驱动力被输入一方的行星齿轮机构的齿圈和太阳齿轮。传递至左右轮5的驱动力从另一方的行星齿轮机构的太阳齿轮和行星齿轮架输出。另一方的行星齿轮机构的齿圈不存在。此外，图2所示的动力分配机构3的构造仅是用于实现偏航控制功能的一例，也能够应用其他的公知构造。
各电动机2L、2R经由逆变器6(6L、6R)与电池7电连接。逆变器6是将电池7侧的直流电路的电力(直流电力)和电动机2侧的交流电路的电力(交流电力)相互转换的转换器(DC-AC逆变器)。另外，电池7例如是锂离子二次电池、镍氢二次电池，是能够供给数百伏特的高压直流电流的二次电池。在电动机2动力运行时，直流电力通过逆变器6转换为交流电力并向电动机2供给。在电动机2发电时，发电电力通过逆变器6转换为直流电力并向电池7充电。逆变器6的工作状态由车辆控制装置10进行控制。
车辆控制装置10是搭载于车辆1的电子控制装置(ECU、Electronic ControlUnit)中的一个。在车辆控制装置10中内置有未图示的处理器(中央处理装置)、存储器(主存储器)、存储装置(storage)、接口装置等，并且这些部件经由内部总线以能够彼此通信的方式连接。由车辆控制装置10实施的判定、控制的内容作为固件、应用程序而存储、保存于存储器，在程序的执行时，程序的内容在存储器空间内被展开，并通过处理器来执行。
如图1所示，车辆控制装置10与油门开度传感器21、制动传感器22、转向角传感器23、模式选择开关传感器24、旋转变压器25以及车轮速度传感器26连接。油门开度传感器21是检测加速踏板的踩踏量(油门开度)、其踩踏速度的传感器。制动传感器22是检测制动踏板的踩踏量(制动踏板行程)、其踩踏速度的传感器。转向角传感器23是检测左右轮5的转向角(实际转向角或者方向盘的操作转向角)的传感器，模式选择开关传感器24是将用于设定可由乘员任意选择的车辆1的行驶模式(例如，雪地模式、柏油路面模式等)的开关和检测该开关的操作状态的传感器一体化的器件。
旋转变压器25是检测电动机2的旋转角速度(即，马达角速度ωRm、ωLm)的传感器，单独地设置于各电动机2。另外，车轮速度传感器26是检测从动力分配机构3向车轮轴4输出的旋转角速度(车轮角速度ωRds、ωLds)的传感器，设置于动力分配机构3与左右的车轮轴4的连接部位的附近。车辆控制装置10基于通过这些传感器21～26检测出的各信息来控制逆变器6的工作状态，从而控制一对电动机2的输出。此外，检测电动机2的旋转角速度的传感器的种类并不限于旋转变压器25，也可以是其他的传感器(例如霍尔传感器、编码器)。
[2.控制模型]
对与本实施例关联的控制模型进行说明。当对车辆的车轮5施加制动驱动转矩(制动转矩及驱动转矩)而使车轮5的旋转速度变化时，与车身速度的相对速度变化(滑移)，接地面变形而产生制动驱动力(制动力及驱动力)。在此，将车身重量设为M，车身速度(车速)设为v，将制动驱动力设为Fx，将车轮惯性(惯性力矩)设为Jw，将车轮角速度设为ωds，轴转矩(制动驱动转矩)设为Tds，将轮胎的有效半径设为r，将车轮速度设为Vw，将滑移率设为λ(将车身速度和车轮速度的相对速度标准化得到的滑移率)，则以下的等式成立。
【数学式1】
公式1
公式2
公式3 Vw＝rωds
公式4
另外，将制动驱动力除以垂直阻力而标准化得到的变量称为摩擦系数μ。一般而言，摩擦系数μ与滑移率λ的关系是非线性的。摩擦系数μ的值为规定的滑移率(最优滑移率λp0)时取得最大值μmax。在此，车轮角速度相对于轴转矩输入的传递函数(将输入输出的关系表现为复数s的函数)如下所示。下式中的Jn是标称惯性。即，在为某个滑移率λn(标称滑移率)时，从驱动侧观察到的车轮5的等效惯性被认为是Jn。
【数学式2】
公式5
图3是与动力分配机构3的输入输出相关的速度线图。图中的b1、b2是由内置于动力分配机构3的齿轮的结构决定的等效第二速度比。在本实施例中，以下的等式成立。
【数学式3】
公式6
TRin、TLin是基于齿轮的减速及连结后的输入侧转矩，还包含马达侧的惯性转矩。另外，TRm、TLm是减去马达侧的惯性转矩后的转矩，能够如以下这样表示。
【数学式4】
公式7
TRIm、TLIm是电动机2的惯性转矩。另外，Im是电动机2的惯性，ωRm、ωLm是第一减速后的马达侧的角速度。马达角速度ωRm、ωLm与驱动轴侧的角速度ωRds、ωLds的关系通过下式表示。
【数学式5】
公式8
由于传递至驱动轴侧的转矩TRds、TLds是减去了电动机2的惯性转矩后的耦合后的转矩，因此通过下式表示。
【数学式6】
公式9
另外，在使用车轮速度的惯性转矩的计算中，能够利用下式。
【数学式7】
公式10
公式11
[3.车辆控制装置]
如图1所示，在车辆控制装置10的内部至少设置有运算部11、限制部12以及控制部13。在本实施例中，如图4所示，控制部13包含FF控制部14和FB控制部15。另外，除了上述的要素之外，还设置有模型计算部16和驱动力观测器部17。这些要素是为了方便对车辆控制装置10的功能进行分类而表示的。这些要素可以被记述为独立的程序，也可以被记述为将多个要素合并而成的复合程序。相当于各要素的程序被存储于车辆控制装置10的存储器、存储装置，并由处理器来执行。
运算部11是单独运算车轮5R、5L的滑移率λ的目标值即目标滑移率y(滑移率指令值)的结构。目标滑移率y的值至少基于车辆1的要求驱动力进行运算。在本实施例中，基于车辆1的要求驱动力和推定驱动力，运算目标滑移率y的值。例如，基于对从要求驱动力减去了推定驱动力后的值(误差)积分而得到的值，运算目标滑移率y。要求驱动力例如基于由传感器21～26检测出的各信息来计算。在此，目标滑移率y的定义如下所示。
【数学式8】
公式12
该目标滑移率y与车辆1的制动时(减速时)的滑移率λ的定义相同。制动时的滑移率λ与目标滑移率y之间的关系由下式表示。如果滑移率λ足够小，则两者的值大致相同。
【数学式9】
公式13
此外，在由运算部11运算的目标滑移率y的值过大的情况下，该值(绝对值)被限制在由后述的限制部12设定的上限值ymax以下的范围。在该情况下，超过上限值ymax的量的值作为剩余量的值被废弃。因此，为了将该剩余量的值反映到下次以后的运算中，也可以是在乘以规定的增益之后再次导入运算部11的上游侧，并从要求驱动力减去的运算结构。
限制部12至少基于车辆1的车速V单独设定目标滑移率y的上限值ymax，并且将由运算部11运算出的目标滑移率y的绝对值|y|限制在上限值ymax以下。由上限值ymax限制的目标滑移率y还包含制动侧(负侧)的值。虽然这里所说的车速V也可以是基于由车轮速度传感器26检测出的车轮角速度ωLds、ωRds计算出的值，但优选是基于由旋转变压器25检测出的电动机角速度ωRm、ωLm计算出的值。上限值ymax作为目标滑移率y的限制器而发挥作用。图5是例示车速V与上限值ymax的关系的映射。在图5中，表示驱动侧(正侧)的限制特性。该映射被保存于车辆控制装置10的内部(例如，限制部12的内部、限制部12能够访问的存储器上等)。
在上述的映射中，设定作为随着车速V的上升而上限值ymax上升的车速区域的第一车速区域V1～V2、和随着车速V的上升而上限值ymax下降的第二车速区域V3～V4。第一车速区域V1～V2意味着车速V从第一车速V1到第二车速V2的车速区域，第二车速区域V3～V4意味着车速V从第三车速V3到第四车速V4的车速区域。车速V的值的大小关系为0＜V1＜V2＜V3＜V4，第二车速区域V3～V4与第一车速区域V1～V2相比为高速侧的车速区域。
如图5所示，在第一车速区域V1～V2设定的上限值ymax的值具有相对于车速V的上升以上升梯度增加的特性，其上升梯度为A1。另一方面，在第二车速区域V3～V4设定的上限值ymax的值具有相对于车速V的上升以下降梯度减少的特性，其下降梯度为-A2。在此，当比较两个梯度的绝对值时，将上升梯度的绝对值|A1|设定为比下降梯度的绝对值|-A2|大的值。
通过使上升梯度绝对值|A1|为比较大的值，相对于车速V的上升，上限值ymax的值进一步增大，目标滑移率y容易接近最优滑移率λp0。另外，如果将下降梯度的绝对值|-A2|设定为上升梯度的绝对值|A1|以上，则在车速V上升到一定程度后，上限值ymax的值急剧减少，转矩被过度抑制。与此相对，通过将下降梯度的绝对值|-A2|设定得比上升梯度的绝对值|A1|小，能够防止这种体验感的下降。
另外，在上述的映射中，设定有不依赖于车速V的大小而将上限值ymax设定为第一规定值y1的第三车速区域V0～V1和不依赖于车速V的大小而将上限值ymax设定为第二规定值y2的第四车速区域V4～V5。第三车速区域V0～V1意味着车速V从规定车速V0到第一车速V1的车速区域，第四车速区域V4～V5意味着车速V从第四车速V4到第五车速V5的车速区域。车速V的值的大小关系为0≤V0＜V1，V4＜V5。
第三车速区域V0～V1是与第一车速区域V1～V2相比为低速侧的车速区域，第四车速区域V4～V5是与第二车速区域V3～V4相比为高速侧的车速区域。在此，将第一规定值y1设定为比第二规定值y2小的值。另外，在夹在第一车速区域V1～V2和第二车速区域V3～V4之间的第五车速区域V2～V3中，与车速V的大小无关，上限值ymax被设定为第三规定值y3。上限值ymax的大小关系是y1<y2<y3。
通过将第一规定值y1设定为较小的值(比第二规定值y2小的值)，从而停止的车辆1刚开始行驶后的滑移被较强地限制，加速度容易增大。另一方面，通过将第三规定值y3设定为较大的值(比第一规定值y1和第二规定值y2大的值)，从而在车轮5R、5L的摩擦力增大的滑移率λ的范围内容易维持目标滑移率y，驱动力容易增大。另外，通过将第二规定值y2再次设定为较小的值(至少比第三规定值y3小的值)，能够防止伴随在中高速区域内的滑移及转矩抑制而产生振动。此外，与车辆1的起动时相比，在中高速区域内不过度限制目标滑移率y的情况下，加速度容易增大。即，通过将第二规定值y2设定为比第一规定值y1大的值，不仅减振性能，加速性能也被改善。
此外，也可以使除了车速V以外的参数反映于上限值ymax。例如，也可以根据车辆1的驾驶员的操作量、车辆状态(横向加速度、偏航率等)、路面状态来设定上限值ymax。列举具体例子，在车辆1的行驶模式为雪地模式的情况下，与车辆1的行驶模式为柏油路面模式的情况相比，将用于修正上限值ymax的值的增益X的值设定得较小。或者，在路面容易打滑的情况下(与通常路面相比路面摩擦系数的推定值较小的情况下)、作用于车辆1的加减速度较大的情况下，将增益X的值设定得较小，在路面难以打滑的情况下、作用于车辆1的加减速度较小的情况下，将增益X的值设定得较大。
增益X是与上限值ymax相乘的参数，例如在0以上的范围内被设定。增益X越比1小，上限值ymax与增益X的积越小，增益X越比1大，上限值ymax与增益X的积越大。将增益X相乘后得到的值用作最终的目标滑移率y的上限值ymax。通过这样的设定，路面越容易打滑，则越能较强地抑制滑移，因此车身姿势的稳定性提高。
控制部13对于每个车轮5R、5L控制车辆1的驱动转矩，以达到成为由限制部12限制的目标滑移率y的车轮速度。在控制部13设置有负责基于要求驱动力的控制的FF控制部14和负责基于由限制部12限制的目标滑移率y的控制的FB控制部15。在FF控制部14中，作为控制对象的车轮5R、5L的有效半径r与要求驱动力相乘，计算关于该车轮5R、5L的要求车轮转矩。如果车轮5R、5L粘着，则公式1的左边足够小，轴转矩Tds与轮胎的有效半径r和制动驱动力Fx的积rFx大致一致。因此，能够通过前馈生成与驱动力指令值大致相等的驱动力，驱动力控制***的反馈来补偿稍许的误差。
另外，在FB控制部15中，计算该车轮5R、5L的转矩的反馈控制量。将由FF控制部14计算出的要求车轮转矩与由FB控制部15计算出的反馈控制量相加而得到该车轮5R、5L的最终输出转矩T。基于该输出转矩T，控制一对电动机2的工作状态。此外，作为用于将车轮轴4的转矩转换为电动机2的转矩的运算方法，能够应用公知的方法。
关于反馈控制量的计算，在FB控制部15中，例如对于前一次的运算周期中的车速v乘以目标滑移率y加1后的值。另外，该值除以作为控制对象的车轮5R、5L的有效半径r而计算该车轮5R、5L的角速度目标值ω*。随后，以使在前一次的运算周期中的该车轮5R、5L的实际的角速度ω与角速度目标值ω*的差减小的方式(理想的是差为0)计算转矩的反馈控制量(例如PI控制量)。此外，也可以代替前一次运算周期中的车速v、角速度ω而使用由模型计算部16计算出的车速v、角速度ω的推定值。
另外，在使用极配置法设计车轮速度控制的情况下，如果将极设为共轭复数，将实部设为-a(a>0)，将虚部设为b，则车轮速度控制为PI(比例积分)控制，其比例增益Kp及积分增益Ki如以下这样表示。在此，如果b＝0，则由于是重实根，因此车轮速度控制循环的响应成为临界衰减。
【数学式10】
公式14 Kp＝2Ina
公式15 Ki＝Jn(a2+b2)
模型计算部16根据规定的车辆模型，计算车轮5R、5L通过输出转矩T被驱动时的车速、车轮速度、车身加速度等的推定值。这些推定值例如可以通过应用用于将电动机2的转矩转换为车轮轴4的转矩的公知运算方法来导出。
驱动力观测器部17至少基于输出转矩T来计算推定驱动力。在此，例如基于由模型计算部16计算出的车轮速度，计算左右轮5各自的惯性转矩Jws。接着，计算从输出转矩T减去惯性转矩Jws后得到的推定轴转矩。通过将该推定轴转矩除以车轮5R、5L的有效半径r来计算推定驱动力。
上述的惯性转矩Jws也可以根据旋转变压器25的检测值来计算。例如，基于上述的公式8，根据由旋转变压器25检测出的马达角速度ωRm、ωLm推定左右轮5各自的车轮速度(驱动轴侧的角速度ωRds、ωLds)。另外，由于左右轮5各自的惯性转矩Jws相当于公式10中的右边的第二项和公式11中的右边的第二项，因此能够根据各自的车轮速度来计算。随后，通过将从输出转矩T减去惯性转矩Jws后得到的推定轴转矩除以车轮5R、5L的有效半径r来计算推定驱动力。
[4.作用/效果]
(1)在上述的实施例中，在车辆控制装置10设置有运算部11、限制部12及控制部13。运算部11运算车轮5R、5L的滑移率λ的目标值即目标滑移率y。限制部12至少基于车辆1的车速V来设定目标滑移率y的上限值ymax，并将由运算部11运算出的目标滑移率y限制在上限值ymax以下。控制部13控制车辆1的驱动转矩，以达到成为由限制部12限制的目标滑移率y的车轮速度。
通过这样的结构，能够使目标滑移率y接近与车速V对应的最优值，能够改善车辆1的行驶性能和稳定性。尤其是，与上限值ymax的值被设定成固定的现有的控制相比，能够适当地分开使用允许的滑移的速度范围和限制车轮5L、5R的滑移的速度范围，能够改善车辆1的行驶性能和稳定性。
(2)在上述的实施例中，限制部12能够根据车辆1的驾驶员的操作量、车辆状态(横向加速度、偏航率等)、路面状态来设定上限值ymax。例如，通过根据由模式选择开关传感器24选择的行驶模式来设定上限值ymax，能够进一步改善车辆1的行驶性能和稳定性。另外，在路面容易打滑的情况下、作用于车辆1的加减速度较大的情况下，通过减小上限值ymax，能够较强地抑制滑移而使车身姿势的稳定性提高。另一方面，在路面不易打滑、作用于车辆1的加减速度较小的情况下，通过增大上限值ymax，能够使目标滑移率y接近最优滑移率λp0，从而能够提高车辆1的行驶性能。
(3)在上述的实施例中，运算部11能够基于车辆1的要求驱动力和推定驱动力来运算目标滑移率y。通过这样的结构，能够改善反馈的响应性，能够高精度地控制目标滑移率y。因此，能够改善车辆1的行驶性能和稳定性。
(4)在上述的实施例中，限制部12能够使用电动机2的旋转角速度(马达角速度ωRm、ωLm)来设定左右轮5各自的目标滑移率y的上限值ymax。通过这样结构，与例如使用基于车轮速度传感器26的检测值(车轮角速度ωLds、ωRds)的车速V来设定上限值ymax的情况相比，能够改善目标滑移率y的响应性、控制性。因此，能够改善车辆1的行驶性能和稳定性。
(5)如图5所示，在规定车速V与上限值ymax的关系的映射中，设定了作为伴随车速V的上升而上限值ymax上升的车速区域的第一车速区域V1～V2和相比第一车速区域V1～V2为高速侧的车速区域且随着车速V的上升而上限值ymax下降的第二车速区域V3～V4。另外，第一车速区域V1～V2中的上升梯度的绝对值|A1|被设定为比第二车速区域V3～V4中的下降梯度的绝对值|-A2|大。通过这样结构，能够使低速区域中的目标滑移率y更早接近最优滑移率λp0，从而能够提高车辆1的行驶性能。另外，能够避免在中高速区域的过度的转矩抑制，能够防止体验感的下降。
(6)在图5所示的映射中，设定了相比第一车速区域V1～V2为低速侧的车速区域且与车速V的大小无关地将上限值ymax设定为第一规定值y1的第三车速区域V0～V1和相比第二车速区域V3～V4为高速侧的车速区域且与车速V的大小无关地将上限值ymax设定为第二规定值y2的第四车速区域V4～V5。另外，第一规定值y1被设定为比第二规定值y2小。通过这样的结构，能够抑制车辆1的起动时(极低速时)的打滑，能够提高加速性能。另外，由于能够防止中高速区域的滑移和伴随着转矩抑制而产生振动，因此能够进一步改善减振性能和加速性能。
[5.变形例]
上述的实施例不过是例示，并不意在排除在本实施例中未明示的各种变形、技术的应用。本实施例的各结构能够在不脱离它们的主旨的范围进行各种变形并实施。另外，能够根据需要进行取舍选择，或进行适当组合。
例如，在上述的实施例中，例示了应用于车辆1的后轮的车辆控制装置10，但也可以对前轮应用同样的车辆控制装置，也可以对前后轮的双方应用同样的车辆控制装置。在至少具备控制车轮5R、5L的滑移状态的车辆控制装置10的车辆1中，通过实施与上述的实施例同样的控制，能够实现与上述的实施例同样的效果。
在实现本申请所涉及的车辆控制装置时，能够参照以下的参考文献所记载的驱动力控制方法。
藤本博志、高野毅、延本秀寿、冈崎俊实，“基于高精度滑移率控制的驱动力控制技术”、马自达技报、No.32，p.228-233(2015)；
藤本博志、天田顺也、宫岛孝幸，《具有可变驱动单元***的电动汽车的开发与控.制》，2013年汽车技术会春季学术演讲会前印刷集，No.8-13，p.17-20(2013)；
吉村雅贵、藤本博志，《搭载了车轮马达的电动汽车的驱动转矩控制法》、电气学会论文杂志D，Vol.131，No.5，p.721728(2011)。
符号说明
1车辆
2电动机
3动力分配机构(差动机构)
4车轮轴
5左右轮(车轮)
6逆变器
7电池
10车辆控制装置(ECU)
11运算部
12限制部
13控制部
14FF控制部
15FB控制部
16模型计算部
17驱动力观测器部
21油门开度传感器
22制动传感器
23转向角传感器
24模式选择开关传感器
25旋转变压器
26车轮速度传感器
λ滑移率
λp0最优滑移率
y目标滑移率
ymax上限值

Claims (6)

1.一种车辆控制装置，搭载于车辆并控制车轮的滑移状态，其特征在于，具备：
运算部，该运算部运算作为所述车轮的滑移率的目标值的目标滑移率；
限制部，该限制部至少基于所述车辆的车速来设定所述目标滑移率的上限值，并且将由所述运算部运算出的所述目标滑移率限制在所述上限值以下；以及
控制部，该控制部控制所述车辆的驱动转矩，以达到成为由所述限制部限制的所述目标滑移率的车轮速度。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述限制部根据所述车辆的驾驶员的操作量、车辆状态或路面状态来设定所述上限值。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述运算部基于所述车辆的要求驱动力和推定驱动力来运算所述目标滑移率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制装置，在具备向左右轮赋予转矩差的差动机构和与所述差动机构连接的一对电动机的所述车辆中，该车辆控制装置通过控制所述一对电动机的工作状态来分别控制所述左右轮的滑移状态，其特征在于，
所述限制部基于所述一对电动机的旋转角速度来设定所述左右轮各自的所述目标滑移率的上限值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述限制部具有规定所述车速与所述上限值的关系的映射，
所述映射具有第一车速区域和第二车速区域，在该第一车速区域中，随着所述车速的上升而所述上限值上升，该第二车速区域是与所述第一车速区域相比为高速侧的车速区域，在该第二车速区域中，随着所述车速的上升而所述上限值下降，并且，
所述第一车速区域中的所述上限值相对于所述车速的上升梯度的绝对值比所述第二车速区域中的所述上限值相对于所述车速的下降梯度的绝对值大。
6.根据权利要求5所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述映射具有第三车速区域和第四车速区域，该第三车速区域是与所述第一车速区域相比为低速侧的车速区域，在该第三车速区域中，不依赖于所述车速的大小而将所述上限值设定为第一规定值，该第四车速区域是与所述第二车速区域相比为高速侧的车速区域，在该第四车速区域中，不依赖于所述车速的大小而将所述上限值设定为第二规定值，并且，
所述第一规定值比所述第二规定值小。
CN202280036647.2A 2021-08-06 2022-08-01 车辆控制装置 Pending CN117677528A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021129862 2021-08-06
JP2021-129862 2021-08-06
PCT/JP2022/029414 WO2023013565A1 (ja) 2021-08-06 2022-08-01 車両制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117677528A true CN117677528A (zh) 2024-03-08

Family

ID=85154765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280036647.2A Pending CN117677528A (zh) 2021-08-06 2022-08-01 车辆控制装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4382346A1 (zh)
JP (1) JPWO2023013565A1 (zh)
CN (1) CN117677528A (zh)
WO (1) WO2023013565A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116278814B (zh) * 2023-05-19 2023-07-21 成都赛力斯科技有限公司 基于滑移率的汽车稳定性控制方法、装置及新能源汽车

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0725327A (ja) * 1993-07-09 1995-01-27 Mazda Motor Corp 車両の制御装置
JP3856030B2 (ja) * 1999-10-08 2006-12-13 トヨタ自動車株式会社 ４輪駆動車の制御装置
JP4182944B2 (ja) * 2004-11-09 2008-11-19 日産自動車株式会社 車両のモータトラクション制御装置
JP2009065793A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Bridgestone Corp 電動車両

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023013565A1 (ja) 2023-02-09
JPWO2023013565A1 (zh) 2023-02-09
EP4382346A1 (en) 2024-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6909959B2 (en) Torque distribution systems and methods for wheeled vehicles
US8190344B2 (en) Optimization of vehicle stability and steering during a regenerative braking event
US9783061B2 (en) Method for operating an electric drive module
EP2172378B1 (en) A method and device for regenerative braking in a vehicle
CN102248936A (zh) 控制车辆的方法及车辆
KR102569899B1 (ko) 전기 모터를 구비하는 차량 및 그를 위한 주행 제어 방법
KR20090062321A (ko) 인 휠 드라이브 전기자동차의 독립구동 주행시스템과 그제어방법
KR20210014821A (ko) 차량의 휠 슬립 제어 방법
US11872980B2 (en) Method for controlling wheel slip of vehicle
CN117677528A (zh) 车辆控制装置
EP3812225B1 (en) Braking control device
CN113199945A (zh) 控制装置
WO2023013566A1 (ja) 車両制御装置
US10752288B2 (en) Lateral motion control for cornering and regenerative braking energy capture
KR20210018652A (ko) 차량의 휠 슬립 제어 방법
WO2021220693A1 (ja) 車両の制御装置
WO2021080011A1 (ja) 制御装置
WO2015019399A1 (ja) 車両の制振制御装置
WO2016125686A1 (ja) 車両の制駆動トルク制御装置
CN113002520A (zh) 车辆的驱动力控制装置
JP2022057096A (ja) 車両の制御装置
JP7380911B2 (ja) 車両の制御装置
WO2024038710A1 (ja) 設計手法及び車両制御装置
WO2024038711A1 (ja) 車両制御装置及び車両制御方法
JP7480661B2 (ja) 車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination