JP2017225242A - Traction control device for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両の駆動輪のスリップを抑制するトラクション制御装置に関する。 The present invention relates to a traction control device that suppresses slipping of drive wheels of an electric vehicle.
この種のトラクション制御装置では、車速や車両の前後加速度等から車体速度を算出し、この車体速度を車輪速センサにより検出される駆動輪の車輪速と比較し、両者の偏差が所定値以上の場合にスリップ判定を下して、モータトルク低減等によりスリップ抑制を図っている。しかしながら、近年普及しているモータを走行用動力源とした電動車両では、エンジンに比較してモータのトルク立ち上がりの応答性が良好なこと、及びエンジンに比較してモータの駆動系の慣性質量が小さいこと等の要因により、特に低μ路面でトルク低減が遅れるという問題を抱えている。 In this type of traction control device, the vehicle body speed is calculated from the vehicle speed, the longitudinal acceleration of the vehicle, etc., the vehicle body speed is compared with the wheel speed of the driving wheel detected by the wheel speed sensor, and the deviation between the two is not less than a predetermined value. In this case, slip determination is performed to suppress slip by reducing motor torque or the like. However, in an electric vehicle that uses a motor that is widely used in recent years as a driving power source, the motor torque rise response is better than that of the engine, and the inertial mass of the motor drive system is higher than that of the engine. Due to factors such as being small, there is a problem that torque reduction is delayed particularly on a low μ road surface.
このような問題の対策として、例えば特許文献1に記載の技術が提案されている。当該特許文献1の技術では、アクセル開度及び車速から求めた目標トルク指令値をベースとしてトルクブーストトルク指令値を算出し、車両の駆動系の捩れ特性を考慮したモータトルクとモータ回転速度との間の伝達関数を用いて、トルクブーストトルク指令値から高μ路相当の推定モータ回転速度を算出している。そして、推定モータ回転速度から求めた推定モータ角加速度と、実モータ回転速度から求めた実モータ角加速度との偏差が所定値以上の場合に、スリップ判定を下してトルクを低減している。
As a countermeasure for such a problem, for example, a technique described in
しかしながら、特許文献1の技術では、左右の駆動輪の路面μが異なる所謂スプリット路面や悪路等において迅速にスリップ判定を下せなかった。即ち、特許文献1の技術がスリップ判定の指標としているモータ回転速度は常に左右の駆動輪の平均値を示すことから、例えばスプリット路面で低μ側の駆動輪に急激なスリップが生じたとしても、高μ路側の駆動輪がグリップしているため実モータ回転速度は緩慢にしか上昇しない。結果としてスリップ判定を下すタイミングが遅れ、スリップ判定に基づくトルク低減も遅れてしまうという問題を抱えていた。
However, in the technique of
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、路面状態に関わらず常に駆動輪のスリップを迅速且つ確実に判定でき、このスリップ判定に基づき速やかに駆動輪のスリップを抑制することができる電動車両のトラクション制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to always and promptly and reliably determine the slip of the drive wheel regardless of the road surface condition, and promptly based on this slip determination. An object of the present invention is to provide a traction control device for an electric vehicle that can suppress slipping of drive wheels.
上記の目的を達成するため、本発明の電動車両のトラクション制御装置は、電動車両に走行用動力源として搭載されたモータのトルクに基づき、前記電動車両の駆動系の捩れ特性を考慮した伝達関数を用いて左右の駆動輪の推定車輪速を個別に算出する推定車輪速演算手段と、前記推定車輪速演算手段により算出された前記推定車輪速と車体速度との比較に基づき、前記左右の駆動輪のスリップを判定するスリップ判定手段と、前記スリップ判定手段によりスリップ判定が下されたときに前記駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制手段とを備えたことを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve the above object, a traction control device for an electric vehicle according to the present invention is based on the torque of a motor mounted as a driving power source in the electric vehicle and takes into account the torsional characteristics of the drive system of the electric vehicle. Based on a comparison between the estimated wheel speed calculating means for individually calculating the estimated wheel speeds of the left and right drive wheels using the motor, and the estimated wheel speed calculated by the estimated wheel speed calculating means and the vehicle body speed. A slip determination means for determining the slip of the wheel, and a slip suppression means for suppressing the slip of the drive wheel when the slip determination is made by the slip determination means (claim 1).
このように構成した電動車両のトラクション制御装置によれば、モータのトルクから駆動系の捩れ特性を考慮した伝達関数を用いて左右の駆動輪の推定車輪速が個別に算出され、それらの推定車輪速と車体速度との比較に基づき左右の駆動輪のスリップが判定される。このため、左右何れかの駆動輪にスリップが発生したときには推定車輪速がいち早く上昇してスリップ判定される。また、例えばスプリット路面で低μ側の駆動輪が急激にスリップすると、その側の推定車輪速が上昇して速やかにスリップ判定される。よって、スプリット路面や悪路等の路面状況に関わらず、常に駆動輪のスリップを迅速且つ確実に判定可能となる。 According to the traction control device for an electric vehicle configured as described above, the estimated wheel speeds of the left and right drive wheels are individually calculated from the torque of the motor using the transfer function considering the torsional characteristics of the drive system, and the estimated wheels The slip of the left and right drive wheels is determined based on a comparison between the speed and the vehicle body speed. For this reason, when slip occurs in any of the left and right drive wheels, the estimated wheel speed increases rapidly and a slip determination is made. Further, for example, when the driving wheel on the low μ side suddenly slips on the split road surface, the estimated wheel speed on that side increases, and the slip determination is made promptly. Therefore, it is always possible to quickly and reliably determine the slip of the driving wheel regardless of the road surface condition such as a split road surface or a bad road.
その他の態様として、前記左右の駆動輪の実車輪速を検出する車輪速検出手段をさらに備え、前記スリップ判定手段が、前記推定車輪速演算手段により算出された前記推定車輪速と前記車体速度との比較、及び前記車輪速検出手段により検出された前記実車輪速と前記車体速度との比較に基づき、それぞれ前記駆動輪のスリップを判定することが好ましい(請求項2)。 As another aspect, the vehicle further includes wheel speed detecting means for detecting actual wheel speeds of the left and right drive wheels, and the slip determining means includes the estimated wheel speed and the vehicle body speed calculated by the estimated wheel speed calculating means. And a comparison between the actual wheel speed detected by the wheel speed detecting means and the vehicle body speed, it is preferable to determine slip of the driving wheel, respectively.
この態様によれば、推定車輪速に基づくスリップ判定は制御応答性が良好であり、実車輪速に基づくスリップの判定は制御精度の面で優れているため、双方を高次元で両立可能となる。
その他の態様として、前記スリップ抑制手段が、前記スリップ判定手段により前記推定車輪速に基づく前記駆動輪のスリップ判定が下されたときに、まず該推定車輪速から算出されたスリップ抑制に必要な制御量に基づき前記駆動輪のスリップ抑制を図り、その後に前記スリップ判定手段により前記実車輪速に基づく前記駆動輪のスリップ判定が下されたときに、該実車輪速から算出されたスリップ抑制に必要な制御量に基づき前記駆動輪のスリップ抑制を図ることが好ましい(請求項3)。
According to this aspect, the slip determination based on the estimated wheel speed has good control responsiveness, and the slip determination based on the actual wheel speed is excellent in terms of control accuracy. .
As another aspect, when the slip suppression means makes a slip determination of the drive wheel based on the estimated wheel speed by the slip determination means, control necessary for slip suppression calculated from the estimated wheel speed is first performed. Necessary for the slip suppression calculated from the actual wheel speed when the slip determination of the drive wheel is performed based on the amount and the slip determination means then determines the slip of the drive wheel based on the actual wheel speed. It is preferable to suppress slippage of the drive wheel based on a simple control amount.
この態様によれば、まず推定車輪速から算出された制御量に基づきスリップ抑制が図られ、その後に実車輪速から算出された制御量に基づきスリップ抑制が図られることから、トラクション制御の応答性と制御精度とを高次元で両立可能となる。
その他の態様として、前記電動車両は、前記左右の駆動輪間に差動制限装置を備え、前記推定車輪速演算手段が、前記差動制限装置を介したトルク移動量を反映して前記左右の駆動輪の推定車輪速を個別に算出し、前記スリップ抑制手段が、前記スリップ判定手段によりスリップ判定が下されたときに、前記推定車輪速から算出されたスリップ抑制に必要なトルク制御量に基づき前記モータのトルクを低減すると共に、前記推定車輪速から算出されたスリップ抑制に必要なロック率の制御量に基づき前記差動制限装置を制御することが好ましい(請求項4)。
According to this aspect, the slip suppression is first performed based on the control amount calculated from the estimated wheel speed, and then the slip suppression is performed based on the control amount calculated from the actual wheel speed. And control accuracy at a high level.
As another aspect, the electric vehicle includes a differential limiting device between the left and right drive wheels, and the estimated wheel speed calculation means reflects the amount of torque movement through the differential limiting device. The estimated wheel speed of the driving wheel is calculated individually, and the slip suppression means is based on the torque control amount required for slip suppression calculated from the estimated wheel speed when the slip determination is made by the slip determination means. It is preferable to reduce the torque of the motor and control the differential limiting device based on a control amount of a lock rate necessary for slip suppression calculated from the estimated wheel speed.
この態様によれば、推定車輪速から算出されたロック率の制御量に基づき差動制限装置が制御されることで、より確実に駆動輪のスリップを抑制可能となる。
その他の態様として、前記推定車輪速演算手段が、前記モータのトルクに基づき前記伝達関数を用いて左右の駆動軸トルクを算出し、該左右の駆動軸トルク、左右の駆動系の慣性、及び左右の路面反力に基づき前記左右の駆動輪の推定車輪速を個別に算出することが好ましい(請求項5)。
According to this aspect, the differential limiting device is controlled based on the control amount of the lock rate calculated from the estimated wheel speed, so that slipping of the drive wheel can be more reliably suppressed.
As another aspect, the estimated wheel speed calculation means calculates left and right drive shaft torques using the transfer function based on the torque of the motor, and the left and right drive shaft torques, left and right drive system inertias, and left and right It is preferable that the estimated wheel speeds of the left and right drive wheels are calculated individually based on the road surface reaction force.
この態様によれば、モータのトルクに基づき伝達関数を用いて左右の駆動軸トルクが算出され、左右の駆動軸トルク、左右の駆動系の慣性、及び左右の路面反力に基づき左右の駆動輪の推定車輪速が個別に算出される。
その他の態様として、前記スリップ抑制手段が、前記推定車輪速に基づき算出された制御量から前記実車輪速に基づき算出された制御量へと緩やかに変化させることが好ましい(請求項6)。
According to this aspect, the left and right drive shaft torques are calculated using the transfer function based on the motor torque, and the left and right drive wheels are calculated based on the left and right drive shaft torques, the left and right drive system inertias, and the left and right road surface reaction forces. The estimated wheel speed is calculated individually.
As another aspect, it is preferable that the slip suppression means gradually changes from a control amount calculated based on the estimated wheel speed to a control amount calculated based on the actual wheel speed.
この態様によれば、推定車輪速に基づく制御量から実車輪速に基づく制御量へと緩やかに変化することから、運転者に違和感を与えることなく円滑にスリップ抑制がなされる。 According to this aspect, since the control amount based on the estimated wheel speed gradually changes from the control amount based on the actual wheel speed, the slip is smoothly suppressed without giving the driver a sense of incongruity.
本発明のトラクション制御装置によれば、路面状態に関わらず常に駆動輪のスリップを迅速且つ確実に判定でき、このスリップ判定に基づき速やかに駆動輪のスリップを抑制することができる。 According to the traction control device of the present invention, it is always possible to quickly and reliably determine the slip of the drive wheel regardless of the road surface condition, and it is possible to quickly suppress the slip of the drive wheel based on this slip determination.
以下、本発明を具体化した電動車両のトラクション制御装置の一実施形態を説明する。
図1は本実施形態のトラクション制御装置が適用された電動車両を示す全体構成図である。
本実施形態の電動車両1は、走行用動力源として搭載されたモータ2により前輪3(駆動輪)を駆動する前輪駆動車である。モータ2の図示しない出力軸は、電子制御式LSD(差動制限装置)4a付きのディファレンシャルギヤを内蔵した減速機4に連結され、この減速機4はドライブシャフト5を介して左右の前輪3に連結されている。モータ2は電力線を介してインバータ6に接続され、インバータ6はバッテリ7に接続されている。インバータ6はDC-AC変換機能を奏し、モータ2の力行制御時には、バッテリ7から供給される直流電力を三相交流電力に変換してモータ2に供給し、モータ2の回生制御時には、モータ2からの回生電力を直流電力に変換してバッテリ7に充電する。
Hereinafter, an embodiment of an electric vehicle traction control device embodying the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an electric vehicle to which the traction control device of this embodiment is applied.
The
電動車両1の総合的な制御はECU9(電子制御装置)により実行され、ECU9は入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)等から構成されている。ECU9の入力側には、モータ2の回転速度を検出するモータ回転速度センサ10、左右の前輪3の車輪速を検出する車輪速センサ11(車輪速検出手段)、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ12、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ13等の各種センサ類が接続されている。また、ECU9の出力側にはインバータ6及びLSD4aが接続されている。
The overall control of the
ECU9はインバータ6を介して上記のようなモータ2の駆動制御を実行すると共に、前輪3のスリップ発生時にはモータトルクの低減及びLSD4aのロック率制御によりスリップを抑制するトラクション制御を実行する。
ところで、[発明が解決しようとする課題]で述べたように、特許文献1の技術では、車両の駆動系の捩れ特性を考慮して推定モータ角加速度を算出し、実モータ角加速度との比較に基づき駆動輪のスリップ判定を行っているが、スプリット路面や悪路等で片輪スリップが生じた場合に迅速にスリップ判定を下せないという不具合があった。
The ECU 9 executes the drive control of the
By the way, as described in [Problems to be Solved by the Invention], in the technique of
このような問題点を鑑みて本発明者は、モータ回転速度に代えて左右前輪3の車輪速度を推定した上で、車体速度との比較に基づきスリップを判定する手法を見出した。以下、この知見に基づきECU9により実行されるトラクション制御について説明する。
図2はトラクション制御を実行するためのECU9の構成を示す制御ブロック図である。
In view of such problems, the present inventor has found a method for determining slip based on comparison with the vehicle body speed after estimating the wheel speed of the left and right front wheels 3 instead of the motor rotation speed. Hereinafter, traction control executed by the
FIG. 2 is a control block diagram showing a configuration of the
本実施形態のトラクション制御の大まかな流れは、本発明特有の推定車輪速を指標としたスリップ判定に基づきスリップ抑制のための制御量を算出する処理(以下、手法Aと称する)と、従来からの実車輪速を指標としたスリップ判定に基づきスリップ抑制のための制御量を算出する処理(以下、手法Bと称する)とを並行して実行し、それらの制御量に基づき最終的な制御量を導出するものである。 The rough flow of the traction control according to the present embodiment includes a process for calculating a control amount for slip suppression (hereinafter referred to as method A) based on slip determination using the estimated wheel speed unique to the present invention as an index, and conventionally. The process of calculating a control amount for slip suppression (hereinafter referred to as method B) based on the slip determination using the actual wheel speed as an index is executed in parallel, and the final control amount is based on those control amounts. Is derived.
まず、本発明の推定車輪速を指標とした手法Aについて述べると、モータ実トルク、推定路面反力及びLSD4aのロック率が推定車輪速演算部21に入力され、この推定車輪速演算部21で左右の推定車輪速L’,R’が個別に算出される(推定車輪速演算手段)。これらの車輪速L,Rはスリップ判定部22に入力され、このスリップ判定部22で左右の推定車輪速L’,R’と車体速度との比較に基づき前輪3のスリップが判定され、何れかの前輪3にスリップが発生している場合にスリップ判定が下される(スリップ判定手段)。なお、車体速度の算出は周知のため詳細は説明しないが、車速や車両1の前後加速度等から算出される。得られたスリップ判定の情報は制御量演算部23に入力され、制御量演算部23では、推定車輪速L’,R’及び車体速度に基づきスリップ抑制に必要なモータトルクの低減方向の制御量a1及びLSD4aのロック率の制御量a2が算出され、それらの制御量a1,a2がスリップ統合制御部24に入力される。
First, the method A using the estimated wheel speed of the present invention as an index will be described. The actual motor torque, the estimated road surface reaction force, and the lock rate of the
次いで、従来の実車輪速を指標とした手法Bについて述べると、車体速度及び実車輪速L,Rがスリップ判定部25に入力され、このスリップ判定部25で左右の推定車輪速L,Rと車体速度との比較に基づき前輪3のスリップが判定され、何れかの前輪3にスリップが発生している場合にスリップ判定が下される(スリップ判定手段)。スリップ判定の情報は制御量演算部26に入力され、制御量演算部26ではスリップ抑制に必要なモータトルクの低減方向の制御量b1及びLSD制御量b2が算出され、それらの制御量b1,b2がスリップ統合制御部24に入力される。
Next, a description will be given of the conventional method B using the actual wheel speed as an index. The vehicle body speed and the actual wheel speeds L and R are input to the
スリップ統合制御部24では、手法Aにより算出された制御量a1,a2及び手法Bにより算出された制御量b1,b2を統合して、最終的な制御量c1,c2を決定する。スリップ統合制御部24の処理の詳細については後述するが、得られた制御量c1に基づきモータトルクが低減方向に制御されると共に、制御量c2に基づきスリップ側の前輪3からグリップ側の前輪3にトルクが移動され、これにより前輪3のスリップが抑制される(スリップ抑制手段)。
The slip
図3はECU9が実行するトルク・LSD制御量演算ルーチンを示すフローチャート、図4はECU9が実行する手法Aのフローチャート、図5はECU9が実行する手法Bのフローチャートである。
まず、図3のステップS1で手法Aを実行し、続くステップS2で手法Bを実行する。なお、ステップS1の処理は、図2中の推定車輪速演算部21、スリップ判定部22及び制御量演算部23に相当し、ステップS2の処理は、図2中のスリップ判定部25及び制御量演算部26に相当する。
FIG. 3 is a flowchart showing a torque / LSD control amount calculation routine executed by the
First, technique A is executed in step S1 of FIG. 3, and technique B is executed in subsequent step S2. The process of step S1 corresponds to the estimated wheel
ステップS1で手法Aが開始されると、ECU9は図4のステップS11に移行して左右の推定車輪速L’,R’を算出する。続くステップS12で推定車輪速L’,R’と車体速度との比較に基づきスリップ判定を下さなかった場合には、No(否定)の判定を下して一旦ルーチンを終了する。また、スリップ判定した場合にはステップS12でYes(肯定)の判定を下してステップS13に移行し、スリップ抑制のためのトルク制御量a1及びLSD制御量a2を算出した後にルーチンを終了する。
When the method A is started in step S1, the
上記ステップS11の推定車輪速L’,R’の算出処理は、以下の手順で実行される。
まず、左右前輪3の駆動軸トルクTdx0,Tdx0を、次式(1),(2)に従って算出する。
Tdx0=Tm/2+ΔT ……(1)
Tdy0=Tm/2−ΔT ……(2)
ここに、Tmはモータ実トルク、ΔTはLSD4aを介したトルク移動量(ロック率と相関)であり、添字のx,yは左右輪の符号を表わす。
The calculation process of the estimated wheel speeds L ′ and R ′ in step S11 is executed according to the following procedure.
First, drive shaft torques Tdx0 and Tdx0 of the left and right front wheels 3 are calculated according to the following equations (1) and (2).
Tdx0 = Tm / 2 + ΔT (1)
Tdy0 = Tm / 2−ΔT (2)
Here, Tm is the motor actual torque, ΔT is the amount of torque movement (correlation with the lock rate) via the
なお、LSD4aを装備しない車両では、Tdx0=Tdy0=Tm/2となると共に、スリップ抑制のためにLSD4aを利用不能なことからLSD制御量c2(a2,b2,ab2)の算出処理が省略される。
次いで、求めた駆動軸トルクTdx0,Tdy0を、次式(3),(4)に従って車両1の駆動系(モータ2から左右前輪3までの動力伝達経路に相当)の捩れ特性を考慮した伝達関数を用いて駆動軸トルクTdx,Tdyをそれぞれ算出する。
In a vehicle not equipped with the
Next, the obtained drive shaft torques Tdx0 and Tdy0 are transferred functions that take into account the torsional characteristics of the drive system of the vehicle 1 (corresponding to the power transmission path from the
Tdx=伝達関数[Tdx0] ……(3)
Tdy=伝達関数[Tdy0] ……(4)
求めた駆動軸トルクTdx,Tdyに基づき、次式(5),(6)に従って推定車輪速L’,R’として推定車輪角速度dr/dtをそれぞれ算出する。
Tdx = transfer function [Tdx0] (3)
Tdy = transfer function [Tdy0] (4)
Based on the obtained drive shaft torques Tdx and Tdy, estimated wheel angular velocities dr / dt are calculated as estimated wheel speeds L ′ and R ′ according to the following equations (5) and (6), respectively.
ここに、Iは駆動系の慣性、Trは路面反力である。
即ち、特許文献1の技術のようにモータトルクTmに対して駆動系の捩れ特性を考慮しただけでは、左右の推定車輪速L’,R’を個別に算出できないため、LSD4aの左右間のトルク移動量及び左右前輪3の路面反力Trx,Tryに基づき、左右前輪3へのトルク配分状況を反映させて個別に推定車輪速L’,R’を求めているのである。
Here, I is the inertia of the drive system, and Tr is the road surface reaction force.
That is, the left and right estimated wheel speeds L ′ and R ′ cannot be calculated individually only by considering the torsional characteristics of the drive system with respect to the motor torque Tm as in the technique of
一方、ステップS2で手法Bが開始されると、ECU9は図5のステップS21に移行し、左右の実車輪速L,Rと車体速度との比較に基づきスリップ判定を下さなかった場合には、Noの判定を下して一旦ルーチンを終了する。また、スリップ判定した場合にはステップS21でYesの判定を下してステップS22に移行し、スリップ抑制のためのトルク制御量b1及びLSD制御量b2を算出した後にルーチンを終了する。
On the other hand, when the method B is started in step S2, the
以上のようにステップ1,2の処理を終えると、ECU9は図3のステップS3に移行する。なお、ステップS3の以降の処理は、図2中のスリップ統合制御部24に相当する。
ステップS3では手法Bでスリップ判定を下したか否かを判定し、スリップ判定なしとしてNoの判定を下したときにはステップS4に移行する。ステップS4では最終的な制御量c1,c2として手法Aの制御量a1,a2を設定した後にステップS5に移行する。即ち、ステップS4では、トルク制御量c1としてトルク制御量a1を、LSD制御量c2としてLSD制御量a2を設定する。
When the processing in
In step S3, it is determined whether or not the slip determination is made by the method B, and when the determination of No is made without slip determination, the process proceeds to step S4. In step S4, the control amounts a1 and a2 of method A are set as the final control amounts c1 and c2, and then the process proceeds to step S5. That is, in step S4, the torque control amount a1 is set as the torque control amount c1, and the LSD control amount a2 is set as the LSD control amount c2.
また、手法Bでスリップ判定を下したとしてステップS3でYesの判定を下したときにはステップS6に移行し、手法Aでスリップ判定したか否かを判定する。ステップS6の判定がNoのときにはステップS7に移行し、最終的な制御量c1,c2として手法Bの制御量b1,b2を設定した後にステップS5に移行する。即ち、ステップS7では、トルク制御量c1としてトルク制御量b1を、LSD制御量c2としてLSD制御量b2を設定する。 Further, if the slip determination is made by the method B and the determination of Yes is made in step S3, the process proceeds to step S6 to determine whether or not the slip determination is made by the method A. When the determination in step S6 is No, the process proceeds to step S7. After the control amounts b1 and b2 of the method B are set as the final control amounts c1 and c2, the process proceeds to step S5. That is, in step S7, the torque control amount b1 is set as the torque control amount c1, and the LSD control amount b2 is set as the LSD control amount c2.
また、手法Aでスリップ判定を下したとしてステップS6でYesの判定を下したときには、ステップS8に移行する。ステップS8では次式(7),(8)に従って過渡制御量ab1,ab2を算出した上で、最終的な制御量c1,c2として過渡制御量ab1,ab2を設定した後にステップS5に移行する。即ち、ステップS8では、トルク制御量c1として過渡トルク制御量ab1を、LSD制御量c2として過渡LSD制御量ab2を設定する。 Further, when the slip determination is made by the method A and the Yes determination is made in step S6, the process proceeds to step S8. In step S8, the transient control amounts ab1 and ab2 are calculated according to the following equations (7) and (8), and the transient control amounts ab1 and ab2 are set as the final control amounts c1 and c2, and then the process proceeds to step S5. That is, in step S8, the transient torque control amount ab1 is set as the torque control amount c1, and the transient LSD control amount ab2 is set as the LSD control amount c2.
ab1=a1×K+b1×(1−K)……(7)
ab2=a2×K+b2×(1−K)……(8)
ここに、Kは車速等の車両1の走行状況、或いはスリップ開始からの経過時間に応じて設定される補正係数である。
例えば補正係数Kは、スリップ開始当初の1.0から時間経過に伴って次第に低下して所定時間後に0に達する。従って、この場合の過渡制御量ab1,ab2(結果として最終的な制御量c1,c2も)は、所定時間をかけて制御量a1,a2aから制御量b1,b2へと緩やかに変化することになる。
ab1 = a1 × K + b1 × (1-K) (7)
ab2 = a2 * K + b2 * (1-K) (8)
Here, K is a correction coefficient set in accordance with the traveling state of the
For example, the correction coefficient K gradually decreases with time from 1.0 at the beginning of the slip and reaches 0 after a predetermined time. Therefore, the transient control amounts ab1 and ab2 (as a result, the final control amounts c1 and c2) in this case change gradually from the control amounts a1 and a2a to the control amounts b1 and b2 over a predetermined time. Become.
このようにしてステップS4,7,8で最終的な制御量c1,c2を設定した後、ECU9はステップS5に移行して急変防止処理を実行した後にルーチンを終了する。この急変防止処理は、例えば制御量c1,c2gの変化勾配を予め設定された上限値に制限するものであり、これにより制御量c1,c2の急変、ひいてはモータトルクやLSDロック率の急変が抑制される。
After setting the final control amounts c1 and c2 in steps S4, S7 and S8 in this way, the
次に、以上のECU9の処理によるトラクション制御の状況を説明する。
左右の前輪3の何れかにスリップが生じると、駆動系の捩れ特性を反映した推定車輪速がいち早く上昇し、その後に遅れをもって実車輪速が上昇する。このため、まず手法Aでスリップ判定が下され、図3のステップS4で手法Aによる制御量a1,a2が制御量c1,c2として設定されて、モータトルクやLSD4aのロック率の制御により前輪3のスリップ抑制が図られる。そして、その後に手法Bでスリップ判定が下されると、ステップS8で過渡制御量ab1,ab2が制御量c1,c2として設定されてスリップ抑制の制御に適用される。
Next, the state of traction control by the processing of the
When a slip occurs in any of the left and right front wheels 3, the estimated wheel speed reflecting the torsional characteristics of the drive system increases rapidly, and thereafter the actual wheel speed increases with a delay. For this reason, first, slip determination is made by the method A, and the control amounts a1 and a2 by the method A are set as the control amounts c1 and c2 in step S4 in FIG. 3, and the front wheels 3 are controlled by controlling the motor torque and the lock rate of the
上記したように過渡制御量ab1,ab2は所定時間をかけて制御量a1,a2aから制御量b1,b2に変化するため、制御量c1,c2も制御量a1,a2から制御量b1,b2へと緩やかに変化し、所定時間以降は制御量b1,b2に保持される。図6はこのときの制御量c1,c2の設定状況を示すタイムチャートであり、まず制御量a1,a2が設定され、その後に制御量a1,a2から制御量b1,b2へと次第に変化し、所定時間以降は制御量b1,b2に保持されると共に、制御量b1,b2はスリップの抑制に伴って次第に低減されて最終的に0になる。 As described above, since the transient control amounts ab1, ab2 change from the control amounts a1, a2a to the control amounts b1, b2 over a predetermined time, the control amounts c1, c2 also change from the control amounts a1, a2 to the control amounts b1, b2. The control amounts b1 and b2 are maintained after a predetermined time. FIG. 6 is a time chart showing the setting state of the control amounts c1 and c2 at this time. First, the control amounts a1 and a2 are set, and then gradually change from the control amounts a1 and a2 to the control amounts b1 and b2. After the predetermined time, the control amounts b1 and b2 are held, and the control amounts b1 and b2 are gradually reduced as the slip is suppressed and finally become zero.
なお、何らかの要因により手法Aでスリップ判定が下されなかった場合には、図3のステップS7で手法Bによる制御量b1,b2が制御量c1,c2として設定されてスリップ抑制の制御に適用される。
以上のように本実施形態の電動車両1のトラクション制御装置によれば、車両1の駆動系の捩れ特性を考慮した伝達関数を用いて、LSD4aのトルク移動量及び左右の路面反力Trx,Tryを反映させた上で、モータトルクTmから左右前輪3の推定車輪速L’,R’を算出して車体速度と比較している。このため、左右何れかの前輪3にスリップが発生したときには推定車輪速L’,R’がいち早く上昇することから、トルク立ち上がりの応答性が良好なモータ2を搭載した電動車両1においても迅速且つ確実にスリップ判定でき、このスリップ判定に基づくトルク低減により速やかに前輪3のスリップを抑制することができる。
If the slip determination is not made by the method A for some reason, the control amounts b1 and b2 by the method B are set as the control amounts c1 and c2 in step S7 in FIG. 3 and applied to the slip suppression control. The
As described above, according to the traction control device for the
しかも特許文献1の技術とは異なり、左右前輪3の推定車輪速L’,R’を個別に算出しているため、例えばスプリット路面で低μ側の前輪3に急激なスリップが生じた場合には、その側の推定車輪速L’,R’が急激に上昇して速やかにスリップ判定される。このためスプリット路面や悪路等の路面状況に関わらず、常に前輪3のスリップを迅速且つ確実に判定してスリップを抑制することができる。
In addition, unlike the technique of
一方、本発明特有の手法Aでは推定車輪速L’,R’をスリップ判定の指標とし、従来からの手法Bでは実車輪速L,Rをスリップ判定の指標としているが、共に車輪速を車体速度と比較する同一の処理手順で実施できることから、これらの手法A,Bは容易に組合せ可能である。そして手法A,Bを比較すると、上記のように駆動系の捩れ特性を反映した推定車輪速に基づく手法Aは、いち早くスリップ判定可能なことから制御応答性が良好であり、実車輪速L,Rに基づく手法Bは、手法Aのような推定誤差を含まないことから制御精度の面で優れている。 On the other hand, in the method A peculiar to the present invention, the estimated wheel speeds L ′ and R ′ are used as indicators for slip determination, and in the conventional method B, the actual wheel speeds L and R are used as indicators for slip determination. These methods A and B can be easily combined because they can be performed with the same processing procedure as compared with the speed. Then, comparing the methods A and B, the method A based on the estimated wheel speed reflecting the torsional characteristics of the drive train as described above has good control responsiveness because it can quickly determine the slip, and the actual wheel speed L, Method B based on R is superior in terms of control accuracy because it does not include an estimation error like method A.
そこで、本実施形態では手法A,Bを組合せることにより、まず手法Aにより迅速にスリップ判定して早期タイミングでスリップ抑制のための制御(モータトルク、LSDロック率の制御)を開始し、手法Bでもスリップ判定した後には、手法Bで得られたより的確な制御量b1,b2に基づきスリップ抑制のための制御を高い精度で継続している。結果としてスリップ発生時のトラクション制御の応答性と制御精度とを高次元で両立でき、もって一層迅速且つ確実に前輪3のスリップを抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, by combining the methods A and B, first, slip determination is quickly performed by the method A, and control (control of motor torque and LSD lock rate) for slip suppression is started at an early timing. After slip determination is performed also for B, the control for slip suppression is continued with high accuracy based on the more accurate control amounts b1 and b2 obtained by the method B. As a result, the responsiveness and control accuracy of traction control at the time of slip occurrence can be achieved at a high level, and the slip of the front wheel 3 can be suppressed more quickly and reliably.
しかも手法Aから手法Bへの切換は、式(7),(8)に基づく過渡制御量ab1,ab2を仲立ちとして緩やかに行われる。これにより、最終的な制御量c1,c2が制御量a1,a2aから制御量b1,b2へと緩やかに変化し、運転者に違和感を与えることなく円滑にスリップ抑制がなされるため、トラクション制御中の車両1のドライバビリティを向上できるという別の利点も得られる。
In addition, switching from the method A to the method B is performed gently with the transitional control amounts ab1 and ab2 based on the equations (7) and (8) as an intermediate. As a result, the final control amounts c1 and c2 gradually change from the control amounts a1 and a2a to the control amounts b1 and b2, and the slip is smoothly suppressed without giving the driver a sense of incongruity. Another advantage is that the drivability of the
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、前輪駆動の電動車両1のトラクション制御装置に具体化したが、適用対象はこれに限ることはなく、後輪駆動や4輪駆動、或いはハイブリッド車両や燃料電池車両等の各種電動車両に適用できる。
また上記実施形態では、手法Aと手法Bとを組み合わせたが、必ずしも双方を組み合わせる必要はなく、手法Aのみを実施するようにしてもよい。また手法A,Bを組み合わせる場合であっても、実施形態のように手法Aから手法Bに切り換えることなく、例えば手法Aの制御量a1,a2と手法Bの制御量b1,b2との大きい方を最終的な制御量c1,c2として設定するようにしてもよい。
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the invention is embodied in the traction control device of the front wheel drive
Moreover, in the said embodiment, although the method A and the method B were combined, it is not necessary to combine both, You may make it implement only the method A. Even when the methods A and B are combined, for example, the larger one of the control amounts a1 and a2 of the method A and the control amounts b1 and b2 of the method B without switching from the method A to the method B as in the embodiment. May be set as final control amounts c1 and c2.
また上記実施形態では、スリップ抑制のためにLSD4aを利用したが、LSD4aを装備していない車両に適用してモータトルクの低減によりスリップ抑制を図ってもよい。さらにスリップ抑制の手法は上記に限るものではなく任意に適用可能であり、例えば左右前輪3に対して個別に制動制御してスリップ抑制してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although LSD4a was utilized for slip suppression, it may apply to the vehicle which is not equipped with LSD4a, and may aim at slip suppression by reduction of a motor torque. Further, the slip suppression method is not limited to the above, and can be arbitrarily applied. For example, the left and right front wheels 3 may be individually brake controlled to suppress the slip.
1 電動車両
2 モータ
3 前輪(駆動輪)
4a LSD(差動制限装置)
9 ECU(推定車輪速演算手段、スリップ判定手段、スリップ抑制手段)
11 車輪速センサ(車輪速検出手段)
21 推定車輪速演算部(推定車輪速演算手段)
22,25 スリップ判定部(スリップ判定手段)
23,26 制御量演算部(スリップ抑制手段)
24 スリップ統合制御部(スリップ抑制手段)
4a LSD (differential limiting device)
9 ECU (estimated wheel speed calculation means, slip determination means, slip suppression means)
11 Wheel speed sensor (wheel speed detection means)
21 Estimated wheel speed calculator (estimated wheel speed calculator)
22, 25 Slip judgment part (slip judgment means)
23, 26 Control amount calculation unit (slip suppression means)
24 Slip integrated control unit (slip suppression means)
Claims (6)
前記推定車輪速演算手段により算出された前記推定車輪速と車体速度との比較に基づき、前記左右の駆動輪のスリップを判定するスリップ判定手段と、
前記スリップ判定手段によりスリップ判定が下されたときに前記駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制手段と
を備えたことを特徴とする電動車両のトラクション制御装置。 Estimated wheel speed for separately calculating the estimated wheel speed of the left and right drive wheels using a transfer function that takes into account the torsional characteristics of the drive system of the electric vehicle, based on the torque of a motor mounted as a power source for travel in the electric vehicle Computing means;
A slip determination means for determining a slip of the left and right drive wheels based on a comparison between the estimated wheel speed calculated by the estimated wheel speed calculation means and the vehicle body speed;
A traction control device for an electric vehicle, comprising: slip suppression means for suppressing slippage of the drive wheel when slip determination is made by the slip determination means.
前記スリップ判定手段は、前記推定車輪速演算手段により算出された前記推定車輪速と前記車体速度との比較、及び前記車輪速検出手段により検出された前記実車輪速と前記車体速度との比較に基づき、それぞれ前記駆動輪のスリップを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の電動車両のトラクション制御装置。 Wheel speed detecting means for detecting the actual wheel speed of the left and right drive wheels,
The slip determination means is for comparing the estimated wheel speed calculated by the estimated wheel speed calculating means with the vehicle body speed, and comparing the actual wheel speed detected by the wheel speed detecting means with the vehicle body speed. The traction control device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the slip of the drive wheel is determined based on each.
ことを特徴とする請求項2に記載の電動車両のトラクション制御装置。 When the slip determination unit makes a slip determination of the drive wheel based on the estimated wheel speed, the slip suppression unit first drives the drive based on a control amount necessary for slip suppression calculated from the estimated wheel speed. Based on the control amount required for slip suppression calculated from the actual wheel speed when the slip determination of the drive wheel is performed based on the actual wheel speed by the slip determination means. The traction control device for an electric vehicle according to claim 2, wherein slip suppression of the drive wheels is intended.
前記推定車輪速演算手段は、前記差動制限装置を介したトルク移動量を反映して前記左右の駆動輪の推定車輪速を個別に算出し、
前記スリップ抑制手段は、前記スリップ判定手段によりスリップ判定が下されたときに、前記推定車輪速から算出されたスリップ抑制に必要なトルク制御量に基づき前記モータのトルクを低減すると共に、前記推定車輪速から算出されたスリップ抑制に必要なロック率の制御量に基づき前記差動制限装置を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の電動車両のトラクション制御装置。 The electric vehicle includes a differential limiting device between the left and right drive wheels,
The estimated wheel speed calculation means individually calculates the estimated wheel speed of the left and right drive wheels reflecting the amount of torque movement through the differential limiting device,
The slip suppression means reduces the torque of the motor based on a torque control amount required for slip suppression calculated from the estimated wheel speed when the slip determination is made by the slip determination means, and the estimated wheel The traction control device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the differential limiting device is controlled based on a control amount of a lock rate required for slip suppression calculated from a speed.
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電動車両のトラクション制御装置。 The estimated wheel speed calculation means calculates left and right drive shaft torques using the transfer function based on the torque of the motor, and calculates the left and right drive shaft torques, left and right drive system inertias, and left and right road surface reaction forces. The traction control device for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the estimated wheel speeds of the left and right drive wheels are individually calculated based on the calculated values.
ことを特徴とする請求項3に記載の電動車両のトラクション制御装置。 The traction of the electric vehicle according to claim 3, wherein the slip suppression means gradually changes from a control amount calculated based on the estimated wheel speed to a control amount calculated based on the actual wheel speed. Control device.
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