JP5115333B2 - Slip suppression control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の駆動輪に発生した滑りをグリップ状態に回復させ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 generated on a drive wheel of a vehicle to a grip state.
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、車両の挙動が変化したり、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、駆動輪と路面との間の摩擦係数に対するスリップ率が、目標のスリップ率となるようにスロットル弁の開度を調整する自動車の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 changes, or the propulsion efficiency decreases 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. Patent Document 1 discloses an automobile slip control device that adjusts the opening degree of a throttle valve so that a slip ratio with respect to a friction coefficient between a drive wheel and a road surface becomes a target slip ratio.
しかし、特許文献1に開示されたスリップ制御装置は、スリップ値に基づいて制御するため、スリップ値が増加する速度によっては、駆動輪のスリップを十分に抑制できなかったり、駆動輪のスリップを過度に抑制したりするおそれがある。その結果、車両の挙動が変化したり、所望の制駆動力を得ることができかったりすることがあり、ドライバビリティが低下するおそれがある。 However, since the slip control device disclosed in Patent Document 1 performs control based on the slip value, depending on the speed at which the slip value increases, the slip of the drive wheel cannot be sufficiently suppressed or the slip of the drive wheel is excessive. There is a risk of being suppressed. As a result, the behavior of the vehicle may change or a desired braking / driving force may not be obtained, and drivability may be reduced.
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動輪のスリップの抑制が不足あるいは過剰になることに起因するドライバビリティの低下を抑制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 an object of the present invention is to provide a slip suppression control device that can suppress a decrease in drivability due to insufficient or excessive suppression of slip of a drive wheel. And
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、車両が備える駆動輪と路面との間の摩擦の尺度となる摩擦パラメータを推定する摩擦パラメータ推定部と、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータを摩擦パラメータ学習値として設定するとともに、前記駆動輪に発生したスリップが増加から減少に転ずるまでの間は、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも小さいと判定される場合に、前記摩擦パラメータ学習値を更新し、前記駆動輪に発生したスリップが収束に向かっているときには、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも大きい場合に、前記摩擦パラメータ学習値を更新する摩擦パラメータ更新部と、設定された最新の前記摩擦パラメータ学習値に基づいて、前記駆動輪の制駆動力を設定する制駆動力設定部と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a slip suppression control device according to the present invention includes a friction parameter estimation unit that estimates a friction parameter serving as a measure of friction between a drive wheel and a road surface included in a vehicle. The friction parameter estimated by the friction parameter estimator is set as a friction parameter learning value, and the friction parameter estimated by the friction parameter estimator is estimated until the slip generated in the drive wheel starts to increase and decreases. When it is determined that the estimated parameter value is smaller than the latest friction parameter learning value, the friction parameter learning value is updated, and when the slip generated on the drive wheel is approaching convergence, the friction parameter estimation is performed. When the estimated value of the friction parameter estimated by the section is larger than the latest learned friction parameter value, A friction parameter update section for updating the friction parameter learning value, and characterized in that it comprises based on the latest of the friction parameter learning value set, a longitudinal force setting unit for setting a braking and driving force of the driving wheel, the To do.
本発明の望ましい態様としては、前記スリップ抑制制御装置において、前記摩擦パラメータ更新部は、前記駆動輪に発生したスリップが増加から減少に転ずるまでの間では、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも小さいと判定される場合に、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータよりも小さい値に補正した値を用いて、前記摩擦パラメータ学習値を更新することが好ましい。 As a desirable aspect of the present invention, in the slip suppression control device, the friction parameter update unit is configured to estimate the friction estimated by the friction parameter estimation unit until the slip generated in the drive wheel changes from increase to decrease. When it is determined that the estimated parameter value is smaller than the latest friction parameter learning value, the friction parameter learning value is calculated using a value corrected to a value smaller than the friction parameter estimated by the friction parameter estimation unit. Is preferably updated.
本発明の望ましい態様としては、前記スリップ抑制制御装置において、前記摩擦パラメータ更新部は、前記駆動輪に発生したスリップが収束に向かっているときには、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも大きい場合に、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータよりも大きい値に補正した値を用いて、前記摩擦パラメータ学習値を更新することが好ましい。 As a preferred aspect of the present invention, in the slip suppression control device, the friction parameter update unit estimates the friction parameter estimated by the friction parameter estimation unit when a slip generated in the drive wheel is approaching convergence. When the value is larger than the latest friction parameter learning value, it is preferable to update the friction parameter learning value using a value corrected to a value larger than the friction parameter estimated by the friction parameter estimation unit.
この発明によれば、駆動輪のスリップの抑制が不足あるいは過剰になることに起因するドライバビリティの低下を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in drivability due to insufficient or excessive suppression of drive wheel slip.
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、駆動輪の制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。また、駆動輪のスリップは、運転上許容できない大きさのスリップであり、駆動輪と路面との間の摩擦係数が最大値を超えたときのスリップである。 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. A power generation source that can control the braking / driving force is sufficient. 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. Further, the slip of the drive wheel is a slip having an unacceptable magnitude in driving, and is a slip when the friction coefficient between the drive wheel and the road surface exceeds the maximum value.
本実施形態は、次の点に特徴がある。すなわち、駆動輪のスリップを抑制するにあたって、駆動輪に発生したスリップが増加から減少に転ずるまで、すなわちスリップが収束に向かうまでの間は、摩擦パラメータの推定値が最新の摩擦パラメータ学習値よりも小さい場合にのみ、推定された摩擦パラメータを摩擦パラメータ学習値として設定する。また、駆動輪に発生したスリップが減少しているとき、すなわち、スリップが収束に向かっているときには、摩擦パラメータの推定値が最新の摩擦パラメータ学習値よりも大きい場合にのみ、推定された摩擦パラメータを摩擦パラメータ学習値として設定する。ここで、摩擦パラメータとは、路面反力、最大路面反力、駆動輪と路面との間の摩擦係数、駆動輪と路面との間の最大摩擦係数その他の、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。 This embodiment is characterized by the following points. That is, in suppressing the slip of the drive wheel, the estimated value of the friction parameter is larger than the latest learned friction parameter value until the slip generated on the drive wheel starts from increasing to decreasing, that is, until the slip is converged. Only when it is small, the estimated friction parameter is set as a friction parameter learning value. In addition, when the slip generated on the drive wheel is decreasing, that is, when the slip is converging, the estimated friction parameter is obtained only when the estimated value of the friction parameter is larger than the latest learned friction parameter value. Is set as a friction parameter learning value. Here, the friction parameters are road surface reaction force, maximum road surface reaction force, friction coefficient between the drive wheel and the road surface, maximum friction coefficient between the drive wheel and the road surface, and other friction between the drive wheel and the road surface. It is a parameter that serves as a measure of size.
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.
図1は、本実施形態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は、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 present embodiment. In the following description, the direction in which the vehicle 1 moves forward (the direction of the arrow X in FIG. 1) is the front, and the direction in which the vehicle 1 moves backward, that is, the direction opposite to the direction in which the vehicle 1 moves forward is the rear. The left / right distinction is based on the direction in which the vehicle 1 moves forward. That is, “left” refers to the left side in the direction in which the vehicle 1 moves forward, and “right” refers to the right side in the direction in which the vehicle 1 moves forward.
本実施形態に係る車両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。本実施形態において、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 vehicle 1 according to the present embodiment includes a
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、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が駆動輪となる、いわゆる4輪駆動の駆動方式の車両である。これらの駆動輪のうち、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。なお、車両1は、すべての車輪を駆動輪とするものに限られず、前輪(左側前輪2fl及び右側前輪2fr)のみを駆動してもよいし、後輪(左側後輪2rl及び右側後輪2rr)のみを駆動してもよい。
As described above, in the
この走行装置100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の制駆動力が調整される。本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の総制駆動力F_all、及び左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rr各輪の制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 braking / driving force of the wheel 2rr is adjusted. In the present embodiment, the total braking / driving force F_all of the
また、本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の制駆動力は、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、本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制駆動力を変更する制駆動力変更手段としての機能を発揮する。また、本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それぞれの制駆動力を独立して制御することができる。これにより、本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 the present embodiment, the braking / 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は、左前側電動機10flを駆動する左前側電動機用インバータ6fl、右前側電動機10frを駆動する右前側電動機用インバータ6fr、左後側電動機10rlを駆動する左後側電動機用インバータ6rl、及び右後側電動機10rrを駆動する右後側電動機用インバータ6rrで構成される。このように、本実施形態においては、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ており、1台のインバータで1台の電動機を制御する。 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. The inverter 6 includes a left front motor inverter 6fl that drives the left front motor 10fl, a right front motor inverter 6fr that drives the right front motor 10fr, a left rear motor inverter 6rl that drives the left rear motor 10rl, and a right It is composed of a right rear motor inverter 6rr that drives the rear motor 10rr. Thus, in this embodiment, it is comprised by four inverters corresponding to each electric motor, and one electric motor is controlled by one inverter.
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。
An in-vehicle power source 7 such as a nickel-hydrogen battery, a lead storage battery, or a fuel cell (FC) is connected to the inverter 6, and 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及び右後側電動機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、本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。
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
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。また、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は、必要に応じて電動機10といい、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は、必要に応じてレゾルバ40という。
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
図2は、スリップ抑制制御における制御モードを説明するための概念図である。図3は、路面反力とスリップ率との関係を示す説明図である。図4は、車輪速度や路面反力等を説明する概念図である。図2は、スリップ抑制制御の実行中における駆動輪2の回転速度(車輪速度という)Vw、及び車両1の速度(車両速度)Vcの時間変化を示している。ここで、車輪速度Vwは、駆動輪2の周速度であり、駆動輪2の回転角速度をω(rad/秒)、駆動輪2の半径をrとすると、Vw=r×ωで求めることができる。また、車両速度Vcは、例えば、左側前輪2fl、右側前輪2fr、左側後輪2rl、右側後輪2rrそれぞれの車輪速度Vwの平均値として求めることができる。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a control mode in the slip suppression control. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the road surface reaction force and the slip ratio. FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating wheel speed, road surface reaction force, and the like. FIG. 2 shows temporal changes in the rotational speed (called wheel speed) Vw of the
図3のF−sで示す実線に示すように、図4に示す車両1が備える駆動輪2と路面GLとの間の路面反力Ftrcは、スリップ率slip(=(Vw−Vc)/Vw)の増加とともに大きくなる。そして、路面反力Ftrcは、あるスリップ率において最大値(最大路面反力)Ftrc_maxになり、その後はスリップ率slipの増加とともに低下する。なお、最大路面反力Ftrc_maxでのスリップ率はslip_maxである。ここで、路面反力Ftrcは、駆動輪2と路面GLとの間の摩擦係数μに比例し、最大路面反力Ftrc_maxのときの摩擦係数がμmaxとなる。また、路面反力Ftrcは、路面GLが駆動輪2を押す力であり、駆動輪2の制駆動力Fdと大きさが同じで向きが反対である(なお、図4に示すFdは駆動力を示す)。
As shown by the solid line indicated by Fs in FIG. 3, the road surface reaction force Ftrc between the
駆動輪2のスリップ率slipが、最大路面反力Ftrc_maxのときのスリップ率slip_maxを超えると、駆動輪2には許容できないスリップが発生し、車輪速度Vw及びスリップ率slipが急激に上昇する。ここで、駆動輪2は、最大路面反力Ftrc_max、すなわち最大摩擦係数μmaxのときに、最も大きな制駆動力Fdを発生できる。したがって、駆動輪2のグリップ力を最大限有効に活用して車両1を走行させるためには、駆動輪2のスリップ率slipは、最大路面反力Ftrc_maxでのスリップ率slip_maxになるように制御することが好ましい。駆動輪2が目標とするスリップ率を目標スリップ率slip_tgとすると、目標スリップ率slip_tgは、最大路面反力Ftrc_maxのときのスリップ率slip_maxになる。
When the slip ratio slip of the
駆動輪2には許容できないスリップが発生すると、本実施形態に係るスリップ抑制制御が実行されて、駆動輪2のスリップが抑制される。スリップ抑制制御においても、駆動輪2のスリップ率slipが目標スリップ率slip_tgになるようにする。図2においては、車輪速度Vw及び車両速度Vcとともに目標スリップ率slip_tgが記載してあるが、車輪速度Vwが目標スリップ率slip_tgと車両速度Vcとの間にある場合に、駆動輪2のスリップ率slipは目標スリップ率slip_tgよりも小さい値になっているものとする。すなわち、駆動輪2には、許容できないスリップは発生していない状態で、車両1が走行しているものとする。
When an unacceptable slip occurs in the
本実施形態に係るスリップ抑制制御は、駆動輪2の動き方によって制御を4段階に変化させるものであり、制御モード1、制御モード2、制御モード3、制御モード4の順に実行される。制御モード1は、駆動輪2に許容できないスリップが発生して路面GLに対するグリップを失ったので、駆動輪2に付与されるトルク(駆動トルク)Tdを低下させる制御が実行される制御モードである。制御モード1においては、図2に示すように、車輪速度Vwが急激に上昇するが、駆動トルクTdが低下するので、駆動輪2に許容できないスリップが発生してある時間が経過すると、車輪速度Vwの上昇が停止する。その後、車輪速度Vwは低下し始めて、駆動輪2のスリップは収束に向かい、駆動輪2のグリップが回復する。ここで、制御モード1においては、駆動輪2の加速度(車輪加速度)a=dω/dtが正であり、車輪速度Vwの上昇が停止すると、車輪加速度aは0になる。ここで、車輪加速度aは、回転角加速度である。
The slip suppression control according to the present embodiment changes the control in four stages depending on how the
制御モード2は、駆動輪2のスリップが収束に向かうとき、すなわち、駆動輪2の車輪速度Vwの上昇が停止して、低下に向かい始めたときから実行される。すなわち、車輪加速度aが負に転じたときから制御モード2が実行される。この場合、駆動輪2のスリップが収束し始めており、駆動輪2は路面GLとのグリップを回復し始めているので、制御モード2は、駆動輪2のスリップの状態に応じて駆動トルクを上昇させる制御モードである。
The
制御モード3は、駆動輪2のスリップが収束して、駆動輪2は路面GLとのグリップを回復した状態において実行される。制御モード3では、駆動輪2が路面GLとのグリップを回復したときのショックに起因して、駆動輪2やその駆動系に発生する振動が許容範囲に収まるまで待機する制御モードである。制御モード4は、駆動トルクを徐々に増加させるとともに路面反力Ftrcを算出しながら、路面GLの状態を把握する制御モードである。図3に示すように、制御モード1、制御モード2は、駆動輪2のスリップ率slipがslip_tgよりも大きい場合の制御モードであり、制御モード3、制御モード4は、駆動輪2のスリップ率slipがslip_tgよりも小さい場合の制御モードである。
The
スリップ抑制制御においては、最大路面反力Ftrc_maxに基づいて駆動トルクの低下量あるいは増加量を設定する。このため、スリップ抑制制御においては、制御モード1から制御モード4までの間は常に最大路面反力Ftrc_maxを推定し、最新のFtrc_maxを用いて駆動トルクを設定する。ここで、最大路面反力Ftrc_maxを推定する手法について説明する。路面反力Ftrcは式(1)で求めることができる。
Ftrc=(Td×RD−Iv×a)/r・・(1)
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は車輪加速度であり、上述したように回転角加速度で表される。また、駆動系のイナーシャIvは、例えば、本実施形態に係る車両1においては、電動機10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。
In the slip suppression control, a decrease amount or an increase amount of the drive torque is set based on the maximum road surface reaction force Ftrc_max. For this reason, in the slip suppression control, the maximum road reaction force Ftrc_max is always estimated between the control mode 1 and the control mode 4, and the driving torque is set using the latest Ftrc_max. Here, a method of estimating the maximum road surface reaction force Ftrc_max will be described. The road surface reaction force Ftrc can be obtained by Expression (1).
Ftrc = (Td × RD−Iv × a) / r (1)
Note that Iv is inertia of the drive system including inertia of the
本実施形態においては、車両1の走行中、駆動トルクTdを取得して、式(1)から路面反力Ftrcを求める。そして、路面反力の今回値Ftrc(n)から路面反力の前回値Ftrc(n−1)を減じた路面反力偏差ΔFtrcが負になった場合に、最大路面反力Ftrc_maxは、路面反力の前回値Ftrc(n−1)であると推定される。本実施形態では、このようにして推定された最大路面反力Ftrc_maxが摩擦パラメータ学習値(最大路面反力学習値)Ftrcmとして設定され、本実施形態に係るスリップ抑制制御に用いられる。 In the present embodiment, the driving torque Td is acquired while the vehicle 1 is traveling, and the road surface reaction force Ftrc is obtained from the equation (1). When the road surface reaction force deviation ΔFtrc obtained by subtracting the previous value Ftrc (n−1) of the road surface reaction force from the current value Ftrc (n) of the road surface reaction force becomes negative, the maximum road surface reaction force Ftrc_max is It is estimated that the previous value Ftrc (n-1) of the force. In the present embodiment, the maximum road surface reaction force Ftrc_max estimated in this way is set as a friction parameter learning value (maximum road surface reaction force learning value) Ftrcm, and is used for the slip suppression control according to the present embodiment.
次に、スリップ抑制制御中における最大路面反力学習値Ftrcmの更新について説明する。本実施形態に係るスリップ抑制制御では、スリップ抑制制御の実行中に最大路面反力Ftrc_maxを推定する。ここで、駆動輪2がスリップしてからグリップを回復するまでに設定時間Δtを要するとした場合に必要な駆動輪2の加速度A_gは、式(2)で表される。なお、A_gは推定値である。ここで、設定時間Δtは、予め設定した所定の値としてもよいし、スリップ率slipに応じて変更してもよい。例えば、設定時間Δtは、スリップ率slipが大きくなるにしたがって、設定時間Δtを短くして、駆動輪2のスリップが大きくなるほど迅速にスリップが収束するようにしてもよい。
A_g=−(Vw−V/(1−slip_max))×1000/3600/Δt/r・・(2)
ここで、式(2)中のslip_maxは、最新の最大路面反力学習値Ftrcmに対応するスリップ率である。
Next, update of the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm during the slip suppression control will be described. In the slip suppression control according to the present embodiment, the maximum road surface reaction force Ftrc_max is estimated during the execution of the slip suppression control. Here, the acceleration A_g of the
A_g = − (Vw−V / (1-slip_max)) × 1000/3600 / Δt / r (2)
Here, slip_max in the equation (2) is a slip ratio corresponding to the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm.
駆動輪2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)Ftrc_cは、式(3)で表される。
Ftrc_c=|A_r−A_g|×Iv/r・・(3)
When the actual acceleration of the
Ftrc_c = | A_r−A_g | × Iv / r (3)
A_g>A_rである場合は、設定された最新の最大路面反力学習値Ftrcmが、駆動輪2の実際の加速度をA_rから推定される最大路面反力Ftrc_maxよりも低い場合である。この場合、設定された最新の最大路面反力学習値Ftrcmに、式(3)で求めた補正路面反力Ftrc_cを加算した値(Ftrcm+Ftrc_c)が、図1に示すスリップ抑制制御装置30によって推定される最大路面反力(推定最大路面反力)Ftrc_max_gとなる。スリップ抑制制御装置30は、推定最大路面反力Ftrc_max_g(=Ftrcm+Ftrc_c)をスリップ抑制制御に用いる最大路面反力として設定し、最新の最大路面反力学習値Ftrcmを、推定最大路面反力Ftrc_max_gに更新する。このように、A_g>A_rである場合は、最大路面反力学習値の前回値Ftrcm_lよりも、最大路面反力学習値の今回値Ftrcm_nの方が大きくなる。
When A_g> A_r, the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm that is set is lower than the maximum road surface reaction force Ftrc_max estimated from the actual acceleration of the
A_g<A_rである場合は、設定された最新の最大路面反力学習値Ftrcmが、駆動輪2の実際の加速度をA_rから推定される最大路面反力Ftrc_max_rよりも高い場合である。この場合、設定された最新の最大路面反力学習値Ftrcmから、式(3)で求められた補正路面反力Ftrc_cを減算した値(Ftrcm−Ftrc_c)が、図1に示すスリップ抑制制御装置30によって推定される推定最大路面反力Ftrc_max_gとなる。スリップ抑制制御装置30は、推定最大路面反力Ftrc_max_g(=Ftrcm−Ftrc_c)をスリップ抑制制御に用いる最大路面反力として設定し、最新の最大路面反力学習値Ftrcmを、推定最大路面反力Ftrc_max_gに更新する。このように、A_g<A_rである場合は、最大路面反力学習値の前回値Ftrcm_lよりも、最大路面反力学習値の今回値Ftrcm_nの方が小さくなる。
When A_g <A_r, the set latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm is higher than the maximum road surface reaction force Ftrc_max_r estimated from the actual acceleration of the
A_g=A_rである場合は、設定された最新の最大路面反力学習値Ftrcmが、駆動輪2の実際の加速度をA_rから推定される最大路面反力Ftrc_max_rと同じ値となる。この場合、設定された最新の最大路面反力学習値Ftrcmが、図1に示すスリップ抑制制御装置30によって推定される推定最大路面反力Ftrc_max_gとなる。この場合、最大路面反力学習値Ftrcmは更新されず、前回の最大路面反力学習値Ftrcmがスリップ抑制制御に用いる最大路面反力として、引き続き設定される。このように、A_g=A_rである場合は、最大路面反力学習値の前回値Ftrcm_lと、最大路面反力学習値の今回値Ftrcm_nとが等しくなる。
When A_g = A_r, the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm that is set is the same value as the maximum road surface reaction force Ftrc_max_r in which the actual acceleration of the
スリップ抑制制御中に、最大路面反力を推定し、最新の最大路面反力学習値Ftrcmに更新する場合、駆動輪2やその駆動系の振動に応じて推定最大路面反力Ftrc_max_gが変化してしまう。また、駆動輪2やその駆動系に振動が発生していない場合でも、ECU50の通信の遅れや演算周期の存在により、最大路面反力学習値Ftrcmや補正路面反力Ftrc_cの推定精度が低下して、推定最大路面反力Ftrc_max_gは、実際の最大路面反力Ftrc_maxとは異なる値となるおそれがある。
When the maximum road surface reaction force is estimated and updated to the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm during the slip suppression control, the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g changes according to the vibration of the
上述した制御モード1においては、駆動輪2のスリップを抑制するために駆動トルクをそれまでよりも低減するべきである。しかしながら、最大路面反力が実際よりも高く推定された場合、この推定値で更新した最大路面反力学習値Ftrcmを用いて駆動トルクを制御すると、駆動輪2のスリップが増加することになる。また、制御モード2においては、スリップが収束する傾向にあり、適正な駆動トルクを駆動輪2へ与えることにより、駆動輪2の駆動力が最大路面反力Ftrc_maxとなるようにして効率よく加速していくべきである。しかしながら、最大路面反力が実際よりも低く推定された場合、この推定値で更新した最大路面反力学習値Ftrcmを用いて駆動トルクを制御すると、駆動輪2へ適切な駆動トルクを与えることができず、車両1の運転者には失速感を与えることになる。このように、最大路面反力を適切に推定し、最大路面反力学習値Ftrcmとして設定できないと、駆動輪2のスリップの抑制が不足、あるいは過剰になることに起因して、ドライバビリティの低下を招くおそれがある。
In the control mode 1 described above, the drive torque should be reduced more than before in order to suppress the slip of the
本実施形態に係るスリップ抑制制御では、上記問題点を回避するため、次のような手段を用いる。まず、制御モード1においては、推定最大路面反力Ftrc_max_gが最新の最大路面反力学習値Ftrcmよりも小さいと判定される場合にのみ、最大路面反力学習値Ftrcmを更新する。すなわち、制御モード1においては、最大路面反力学習値Ftrcmが減少する方向にのみ、最大路面反力学習値Ftrcmが更新される。 In the slip suppression control according to the present embodiment, the following means are used to avoid the above problem. First, in the control mode 1, the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm is updated only when it is determined that the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g is smaller than the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm. That is, in the control mode 1, the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm is updated only in the direction in which the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm decreases.
上述したように、制御モード1では、駆動輪2がスリップしたので、スリップを早期に収束させるために、駆動トルクを確実かつ十分に低下させる必要がある。最大路面反力が実際よりも高く推定されると、駆動トルクの低下量が少ないか、反対に駆動トルクが増加してしまうため、駆動輪2のスリップは収束しない。しかし、最大路面反力が実際よりも低く推定された場合には、最大路面反力が実際の値である場合よりも、駆動トルクの低下量は大きくなるため、駆動輪2のスリップを迅速に収束させることができる。これによって、駆動輪2のスリップを確実かつ迅速に収束させて、車両1の挙動を早期に安定させることができる。
As described above, in the control mode 1, since the
本実施形態では、制御モード1においては、図1に示すスリップ抑制制御装置30が推定した推定最大路面反力Ftrc_max_gを、より小さい値に補正して、最新の最大路面反力学習値Ftrcmとして更新することが好ましい。すなわち、推定最大路面反力Ftrc_max_gに、0よりも大きく1よりも小さい補正係数k1を乗じた値k1×Ftrc_max_gを、最新の最大路面反力学習値Ftrcmとして更新することが好ましい。これによって、駆動トルクの低下量はより大きくなるため、駆動輪2のスリップをさらに迅速に収束させることができる。その結果、駆動輪2のスリップをさらに確実かつ迅速に収束させて、車両1の挙動をより早期に安定させることができる。
In the present embodiment, in the control mode 1, the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g estimated by the slip
次に、制御モード2においては、推定最大路面反力Ftrc_max_gが最新の前記最大路面反力学習値Ftrcm_lよりも大きいと判定される場合にのみ、最大路面反力学習値Ftrcmを更新する。すなわち、制御モード2においては、最大路面反力学習値Ftrcmが増加する方向にのみ、最大路面反力学習値Ftrcmが更新される。
Next, in the
上述したように、制御モード2では、駆動輪2のスリップが収束に向かうので、適正な駆動トルクを駆動輪2へ与えて車両1を加速させる必要がある。ここで、制御モード1においては、推定最大路面反力Ftrc_max_gが最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lよりも小さい場合にのみ、推定最大路面反力Ftrc_max_gを最大路面反力学習値Ftrcmとして設定する。したがって、最新の最大路面反力学習値Ftrcmは、必ず実際の最大路面反力よりも小さくなる。ここで、最大路面反力が実際よりも低く推定されると、駆動トルクの増加量が少ないか、反対に駆動トルクが低下してしまうため、車両1に適正な加速度を与えるためのトルクが不足し、車両1の運転者には失速感を与えてしまうおそれが高い。
As described above, in the
しかし、最大路面反力が実際よりも高く推定された場合には、最大路面反力が実際の値に推定された場合よりも駆動トルクの増加量は大きくなる。このため、より実際の最大路面反力に近い値で駆動輪2を駆動させて、車両1に適正な加速度を与えることができる。その結果、車両1の挙動を安定させるとともに、車両1の運転者に与える失速感を回避することができる。
However, when the maximum road surface reaction force is estimated to be higher than the actual value, the amount of increase in drive torque is greater than when the maximum road surface reaction force is estimated to be an actual value. For this reason, it is possible to drive the
本実施形態では、制御モード2においては、図1に示すスリップ抑制制御装置30が推定した推定最大路面反力Ftrc_max_gを、より大きい値に補正して、最新の最大路面反力学習値Ftrcmとして更新することが好ましい。すなわち、推定最大路面反力Ftrc_max_gに、1よりも大きい補正係数k2を乗じた値k2×Ftrc_max_gを、最新の最大路面反力学習値Ftrcmとして更新することが好ましい。これによって、駆動トルクの増加量はより大きくなるため、より迅速に実際の最大路面反力に近い値で駆動輪2を駆動させることができる。その結果、車両1に対しては、より迅速に適正な加速度を与えることができるので、車両1の挙動をより迅速に安定させるとともに、車両1の運転者に与える失速感をより確実に回避することができる。
In the present embodiment, in the
図5は、スリップ抑制制御における路面反力の推定値、駆動トルクの指令値、車輪速度等の時間変化を示す概念図である。図5の上段(A)は、最大路面反力が理想的に推定されている場合におけるスリップ抑制制御を示しており、図5の中段(B)は、最大路面反力の推定値が変動した場合におけるスリップ抑制制御を示している。また、図5の下段(C)は、本実施形態に係るスリップ抑制制御を示している。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing temporal changes in the estimated value of the road surface reaction force, the command value of the driving torque, the wheel speed and the like in the slip suppression control. The upper part (A) of FIG. 5 shows the slip suppression control when the maximum road surface reaction force is ideally estimated, and the middle part (B) of FIG. 5 shows that the estimated value of the maximum road surface reaction force fluctuated. The slip suppression control in the case is shown. Further, the lower part (C) of FIG. 5 shows the slip suppression control according to the present embodiment.
最大路面反力が理想的に推定されている場合、図5の上段(A)に示すように、図4に示す駆動輪2にスリップが発生して以降(t=1以降)の最大路面反力は、Ftrc_max_iで一定となる。駆動輪2にスリップが発生すると、スリップ抑制制御が開始される。t=1〜t=9までが制御モード1であり、t=9〜t=10までが制御モード2であり、t=10〜t=11までが制御モード3であり、t=11以降が制御モード4である。
When the maximum road surface reaction force is ideally estimated, as shown in the upper part (A) of FIG. 5, the maximum road surface reaction after the occurrence of slip on the
最大路面反力が理想的に推定されている場合、図1に示すスリップ抑制制御装置30は、推定された最大路面反力Ftrc_max_iに基づいて駆動輪2の駆動トルクTdを低下させる。最大路面反力が理想的に推定されている場合、スリップ抑制制御装置30は、図5の上段(A)に示すような駆動トルクの指令値(駆動トルク指令値)Ts_iで駆動輪2の駆動トルクを制御する。
When the maximum road surface reaction force is ideally estimated, the slip
これによって、最大路面反力が理想的に推定されている場合には、車輪速度はVw_iのように変化し、車両速度はVcのように変化する。その結果、スリップ抑制制御においては、駆動輪2のスリップ率slipは、目標スリップ率slip_tgになるように制御される。
Accordingly, when the maximum road reaction force is ideally estimated, the wheel speed changes as Vw_i, and the vehicle speed changes as Vc. As a result, in the slip suppression control, the slip ratio slip of the
しかし、実際には、図5の中段(B)に示すように、最大路面反力の推定値(推定最大路面反力Ftrc_max_g)が変動する結果、推定最大路面反力Ftrc_max_gによって更新される最大路面反力学習値Ftrcmも変動する。このため、変動する最大路面反力学習値Ftrcmに基づいて決定される、電動機10に対する駆動トルク指令値Tsも、図5の中段(B)に示すように変動する。これによって、制御モード1において、最大路面反力学習値Ftrcmが大きく推定されたときには(t=3近傍やt=7近傍)、駆動トルク指令値Tsも増加する。その結果、駆動輪2には、図5の中段(B)においてSで示す部分で再スリップが発生し、駆動輪2のスリップの収束が遅れることになる。
However, actually, as shown in the middle part (B) of FIG. 5, the estimated value of the maximum road surface reaction force (estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g) varies, and as a result, the maximum road surface updated by the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g. The reaction force learning value Ftrcm also varies. For this reason, the drive torque command value Ts for the
本実施形態に係るスリップ抑制制御では、図5の下段(C)に示すように、制御モード1においては、推定最大路面反力Ftrc_max_gが最新の最大路面反力学習値Ftrcmよりも小さいと判定される場合にのみ、最大路面反力学習値Ftrcmを更新する。例えば、t=1.5〜t=4.5の間や、t=5〜t=9の間においては、最大路面反力学習値Ftrcmが前回値よりも大きくなるので、最大路面反力学習値Ftrcmは更新されない。その結果、図5の中段(B)に示す例において駆動輪2に発生した再スリップは発生せず、駆動輪2のスリップが迅速に抑制される。次に、本実施形態に係るスリップ抑制制御装置30について説明する。
In the slip suppression control according to the present embodiment, as shown in the lower part (C) of FIG. 5, in the control mode 1, it is determined that the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g is smaller than the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm. Only when the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm is updated. For example, between t = 1.5 and t = 4.5 or between t = 5 and t = 9, the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm is larger than the previous value, so that the maximum road surface reaction force learning is performed. The value Ftrcm is not updated. As a result, in the example shown in the middle part (B) of FIG. 5, the re-slip generated in the
図6は、本実施形態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 present embodiment. As shown in FIG. 6, the slip
なお、ECU50とは別個に、本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、本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、制御条件判定部31と、摩擦パラメータ推定部32と、摩擦パラメータ更新部33と、制駆動力制御部34とを含んで構成される。これらが、本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。本実施形態において、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の制御条件判定部31と、摩擦パラメータ推定部32と、摩擦パラメータ更新部33と、制駆動力制御部34とは、バス541、バス542、及び入力ポート55、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を構成する制御条件判定部31と、摩擦パラメータ推定部32と、摩擦パラメータ更新部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 control
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、本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、本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。本実施形態では、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、すなわち、左前側電動機用インバータ6fl、右前側電動機用インバータ6fr、左後側電動機用インバータ6rl、右後側電動機用インバータ6rrが、本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の制駆動力を制御することができる。
An
記憶部50mには、本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、あるいは本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、本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、制御条件判定部31、摩擦パラメータ推定部32、摩擦パラメータ更新部33及び制駆動力制御部34の機能を実現するものであってもよい。次に、本実施形態に係るスリップ抑制制御を説明する。本実施形態に係るスリップ抑制制御は、上述したスリップ抑制制御装置30により実現できる。
The computer program may be capable of realizing the processing procedure of the slip suppression control according to the present embodiment in combination with the computer program already recorded in the
図7〜図9は、本実施形態に係るスリップ抑制制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るスリップ抑制制御を実行するにあたり、ステップS101において、スリップ抑制制御装置30が備える制御条件判定部31は、図1に示す車両1の駆動輪2にスリップが発生したか否かを判定する。例えば、制御条件判定部31は、路面反力Ftrcのピーク値、すなわち、最大路面反力Ftrc_maxを検出した場合には、駆動輪2にスリップが発生したと判定する。
7 to 9 are flowcharts showing the procedure of the slip suppression control according to the present embodiment. In executing the slip suppression control according to the present embodiment, in step S101, the control
あるいは、目標スリップ率slip_tgを上回るスリップ率slipが検出された場合、制御条件判定部31は駆動輪2にスリップが発生したと判定する。ここで、図1に示す車両1は複数の駆動輪2を備えるが、少なくとも一つの駆動輪のスリップが検出された場合には、スリップ抑制制御装置30は、その駆動輪2に対してスリップ抑制制御を実行する。なお、駆動輪2にスリップが発生した場合、スリップ抑制制御装置30が備える摩擦パラメータ更新部33は、制御条件判定部31が検出した最大路面反力Ftrc_maxを、最新の最大路面反力学習値Ftrcmとして更新し、記憶部50mへ格納する。
Alternatively, when a slip ratio slip exceeding the target slip ratio slip_tg is detected, the control
ここで、最大路面反力Ftrc_maxは、スリップ抑制制御装置30が備える摩擦パラメータ推定部32により推定される。摩擦パラメータ推定部32は、電動機10に対する駆動トルク指令値Tsや電動機10の駆動電流値等に基づいて求めた駆動トルクTd、及びレゾルバ40から取得した駆動輪2の回転角速度(車輪角速度)ωに基づいて求めた車輪加速度aから、最大路面反力Ftrc_maxを推定する(式(1)参照)。また、摩擦パラメータ推定部32は、最大路面反力Ftrc_maxのときのスリップ率を、目標スリップ率slip_tgとして設定する。駆動輪2のスリップ率slipは、レゾルバ40から取得される駆動輪2の車輪角速度ωから求められる車輪速度Vw及び車両速度Vcに基づいて、摩擦パラメータ推定部32によって求められる。
Here, the maximum road surface reaction force Ftrc_max is estimated by the friction
ステップS101でNoと判定された場合、すなわち、駆動輪2にスリップが発生していない場合には、スリップ抑制制御は終了し、制御条件判定部31は、駆動輪2のスリップの監視を継続する。ステップS101でYesと判定された場合、すなわち、車両1が備える複数の駆動輪2のうち、少なくとも一輪にスリップが発生した場合には、ステップS102へ進み、本実施形態に係るスリップ抑制制御が実行される。
When it is determined No in step S101, that is, when no slip has occurred in the
ステップS102において、スリップ抑制制御装置30が備える制駆動力制御部34は、スリップ抑制制御の制御モード1で駆動輪2の制駆動力を制御する。すなわち、最新の最大路面反力学習値Ftrcmに基づいて駆動輪2を駆動する電動機10の駆動トルク指令値Tsを演算し、インバータ6を介して電動機10を駆動する。これによって、駆動輪2の駆動トルクTdを低下させて、駆動輪2のスリップ(スリップ率slip)が増加から減少に転ずるように制御する。
In step S102, the braking / driving
ここで、図8を用いて、制御モード1における最大路面反力学習値Ftrcmの更新の手順を説明する。ステップS201において、スリップ抑制制御装置30が備える摩擦パラメータ推定部32は、推定最大路面反力Ftrc_max_gを求める。推定最大路面反力Ftrc_max_gは、上述したように、式(3)で求めた補正路面反力Ftrc_c及び最大路面反力学習値Ftrcmから求めることができる。
Here, the procedure for updating the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm in the control mode 1 will be described with reference to FIG. In step S201, the friction
推定最大路面反力Ftrc_max_gが求められたら、ステップS202へ進む。ステップS202において、スリップ抑制制御装置30が備える摩擦パラメータ更新部33は、推定最大路面反力Ftrc_max_gと、現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lとを比較する。ステップS202でYesと判定された場合、すなわち、推定最大路面反力Ftrc_max_gが現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lよりも小さい場合には、ステップS203へ進む。ステップS203において、摩擦パラメータ更新部33は、ステップS201で推定した推定最大路面反力Ftrc_max_gを、最大路面反力学習値Ftrcmに設定し、最大路面反力学習値Ftrcmを更新する。
When the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g is obtained, the process proceeds to step S202. In step S202, the friction
ステップS202でNoと判定された場合、すなわち、推定最大路面反力Ftrc_max_gが現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_l以上である場合には、ステップS204へ進む。ステップS204において、摩擦パラメータ更新部33は、現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lを、最大路面反力学習値Ftrcmに設定する。すなわち、最大路面反力学習値Ftrcmは更新されず、最大路面反力学習値Ftrcmとしては、現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lが維持される。次に、図7に戻って本実施形態に係るスリップ抑制制御を説明する。
When it is determined No in step S202, that is, when the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g is equal to or greater than the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm_l at the current time, the process proceeds to step S204. In step S204, the friction
ステップS103において、制御条件判定部31は、車輪加速度aが正から負に変化したか否かを判定する。車輪加速度aは、車輪角速度ω(あるいは車輪速度Vw)の一回微分で求めることができる。ここで、スリップ抑制制御中において、駆動輪2の振動に起因して、車輪角速度ωも振動する。そして、車輪角速度ωは振動しながら、全体としては増加、あるいは低下する。
In step S103, the control
このため、車輪加速度aが正から負に変化したか否かを判定する場合には、例えば、ディジタルローパスフィルタのようなフィルタ技術を振動除去手段として用いて、振動を除去した車輪角速度ωを用いてもよい。これによって、車輪加速度aの変化を確実に判定できる。 For this reason, when determining whether or not the wheel acceleration a has changed from positive to negative, for example, a filter technique such as a digital low-pass filter is used as the vibration removing means, and the wheel angular velocity ω from which vibration is removed is used. May be. Thereby, the change of the wheel acceleration a can be determined reliably.
ここで、ステップS103では、スリップ抑制制御を制御モード1から制御モード2へ切り替える際の判定をする。すなわち、駆動輪2のスリップが増加から減少へ転じたタイミングを判定する。このタイミングを判定するにあたっては、例えば、車輪角速度ωの振動を3周期検出した場合には、駆動輪2のスリップが増加から減少へ転じたと判定してもよい。
Here, in step S103, determination is made when the slip suppression control is switched from the control mode 1 to the
ステップS103においてNoと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31が、車輪加速度aは正であると判定した場合、駆動輪2のスリップ(スリップ率slip)は増加しているので、制御モード1を継続する。ステップS103においてYesと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31が、車輪加速度aは負であると判定した場合、駆動輪2のスリップ(スリップ率slip)は減少に転じたので、ステップS104に進み、スリップ抑制制御の制御モード2に移行する。
When it is determined No in step S103, that is, when the control
ステップS104において、制駆動力制御部34は、スリップ抑制制御の制御モード2で駆動輪2の制駆動力を制御する。すなわち、制駆動力制御部34は、最新の最大路面反力学習値Ftrcmに基づいて駆動輪2を駆動する電動機10の駆動トルク指令値Tsを演算し、インバータ6を介して電動機10を駆動する。これによって、駆動輪2のスリップの状態に応じて駆動トルクTdを上昇させる。
In step S104, the braking / driving
ここで、図9を用いて、制御モード2における最大路面反力学習値Ftrcmの更新の手順を説明する。ステップS301において、摩擦パラメータ推定部32は、推定最大路面反力Ftrc_max_gを求める。推定最大路面反力Ftrc_max_gが求められたら、ステップS302へ進む。ステップS302において、スリップ抑制制御装置30が備える摩擦パラメータ更新部33は、推定最大路面反力Ftrc_max_gと、現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lとを比較する。
Here, a procedure for updating the maximum road surface reaction force learning value Ftrcm in the
ステップS302でYesと判定された場合、すなわち、推定最大路面反力Ftrc_max_gが現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lよりも大きい場合には、ステップS303へ進む。ステップS303において、摩擦パラメータ更新部33は、ステップS301で推定した推定最大路面反力Ftrc_max_gを、最大路面反力学習値Ftrcmに設定し、最大路面反力学習値Ftrcmを更新する。
If it is determined Yes in step S302, that is, if the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g is larger than the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm_l at the current time, the process proceeds to step S303. In step S303, the friction
ステップS302でNoと判定された場合、すなわち、推定最大路面反力Ftrc_max_gが現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_l以下である場合には、ステップS304へ進む。ステップS304において、摩擦パラメータ更新部33は、現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lを、最大路面反力学習値Ftrcmに設定する。すなわち、最大路面反力学習値Ftrcmは更新されず、最大路面反力学習値Ftrcmとしては、現時点における最新の最大路面反力学習値Ftrcm_lが維持される。次に、図7に戻って本実施形態に係るスリップ抑制制御を説明する。
When it is determined No in step S302, that is, when the estimated maximum road surface reaction force Ftrc_max_g is equal to or less than the latest maximum road surface reaction force learning value Ftrcm_l at the current time, the process proceeds to step S304. In step S304, the friction
ステップS105において、制御条件判定部31は、現時点におけるスリップ率slipが、目標スリップ率slip_tgよりも小さいか否かを判定する。ステップS105でNoと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31がslip≧slip_tgであると判定した場合、ステップS106へ進む。ステップS106において、制御条件判定部31は、車輪加速度aが負から正に変化したか否かを判定する。
In step S105, the control
ステップS106においてYesと判定された場合、すなわち制御条件判定部31が、車輪加速度aが負から正に変化したと判定した場合、駆動輪2のスリップ(スリップ率slip)は増加していると判定できる。この場合、制御モード1に戻り、制駆動力制御部34は、駆動輪2の駆動トルクTdを低下させて、駆動輪2のスリップ(スリップ率slip)が増加から減少に転ずるように制御する。
When it determines with Yes in step S106, ie, when the control
ステップS106においてNoと判定された場合、すなわち制御条件判定部31が、車輪加速度aが負のままであると判定した場合、駆動輪2のスリップ(スリップ率slip)は減少していると判定できる。この場合、制御モード2に戻り、制駆動力制御部34は、駆動輪2のスリップの状態に応じて駆動トルクTdを上昇させる。
When it is determined No in step S106, that is, when the control
ステップS105でYesと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31がslip<slip_tgであると判定した場合、ステップS107へ進む。ステップS107において、制駆動力制御部34は、スリップ抑制制御の制御モード3で駆動輪2の制駆動力を制御する。すなわち、制駆動力制御部34は、駆動輪2が路面GLとのグリップを回復したときに駆動輪2やその駆動系に発生する振動が、許容範囲に収まるまで待機する。
When it determines with Yes at step S105, ie, when the control
ステップS108において、制御条件判定部31は、駆動輪2の振動が許容範囲に収まっているか否かを判定する。駆動輪2の振動は、車輪角速度ω(あるいは車輪速度Vw)の変動周期から推定することができる。なお、この駆動輪2の振動は、駆動輪2が路面GLとのグリップを回復したときのショックに起因して、駆動輪2に発生する振動である。ステップS108でNoと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31が、駆動輪2の振動は許容できないと判定した場合、ステップS109に進む。
In step S108, the control
ステップS109において、制御条件判定部31は、駆動輪2のスリップが増加しているか否かを判定する。これは、駆動輪2のスリップ率slipが増加しているか否かで判定できる。例えば、駆動輪2のスリップ率slipの今回値slip_nと前回値slip_lとの差(slip_n−slip_l)が正であれば、スリップ率slipは増加していると判定できる。
In step S109, the control
ステップS109でYesと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31がスリップは増加していると判定した場合、制御モード1に戻り、制駆動力制御部34は、駆動輪2の駆動トルクTdを低下させて、駆動輪2のスリップ(スリップ率slip)が増加から減少に転ずるように制御する。ステップS109でNoと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31がスリップは減少していると判定した場合、制御モード3に戻り、制駆動力制御部34は、駆動輪2が路面GLとのグリップを回復したときに駆動輪2やその駆動系に発生する振動が、許容範囲に収まるまで待機する。
When it is determined Yes in step S109, that is, when the control
ステップS109でYesと判定された場合、すなわち、制御条件判定部31が、駆動輪2の振動は許容できると判定した場合、ステップS110に進む。ステップS110において、制駆動力制御部34は、スリップ抑制制御の制御モード4で駆動輪2の制駆動力を制御する。すなわち、制駆動力制御部34は、駆動トルクTdを徐々に増加させるとともに、路面反力Ftrcを算出しながら、路面GLの状態を把握する。
When it determines with Yes at step S109, ie, when the control
以上、本実施形態では、駆動輪のスリップを抑制するにあたって、駆動輪に発生したスリップが増加から減少に転ずるまでの間は、最大路面反力の推定値が最新の最大路面反力学習値よりも小さい場合にのみ、推定された最大路面反力を最大路面反力学習値として設定し、更新する。また、駆動輪に発生したスリップが減少しているときには、最大路面反力の推定値が最新の最大路面反力学習値よりも大きい場合にのみ、推定された最大路面反力を最大路面反力学習値として設定し、更新する。これによって、駆動輪のスリップの抑制が不足あるいは過剰になることに起因するドライバビリティの低下を抑制できる。 As described above, in the present embodiment, when the slip of the drive wheel is suppressed, the estimated value of the maximum road surface reaction force is greater than the latest maximum road surface reaction force learning value until the slip generated on the drive wheel turns from an increase to a decrease. Only when it is smaller, the estimated maximum road surface reaction force is set as the maximum road surface reaction force learning value and updated. In addition, when the slip generated on the drive wheels is decreasing, the estimated maximum road reaction force is calculated only when the estimated value of the maximum road reaction force is greater than the latest maximum road reaction force learning value. Set as learning value and update. As a result, it is possible to suppress a decrease in drivability due to insufficient or excessive suppression of slipping of the drive wheels.
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、駆動輪のスリップの抑制が不足あるいは過剰となることに起因するドライバビリティの低下を抑制す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 drive wheel slip, and in particular, drivability degradation due to insufficient or excessive suppression of drive wheel slip. It is suitable for suppressing.
1 車両
2 駆動輪
4 ハンドル
5 アクセル
6 インバータ
7 車載電源
10 電動機
30 スリップ抑制制御装置
31 制御条件判定部
32 摩擦パラメータ推定部
33 摩擦パラメータ更新部
34 制駆動力制御部
40 レゾルバ
41 アクセル開度センサ
50 ECU
50m 記憶部
50p CPU
100 走行装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
100 travel device
Claims (3)
前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータを摩擦パラメータ学習値として設定するとともに、前記駆動輪に発生したスリップが増加から減少に転ずるまでの間は、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも小さいと判定される場合に、前記摩擦パラメータ学習値を更新し、前記駆動輪に発生したスリップが収束に向かっているときには、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも大きい場合に、前記摩擦パラメータ学習値を更新する摩擦パラメータ更新部と、
設定された最新の前記摩擦パラメータ学習値に基づいて、前記駆動輪の制駆動力を設定する制駆動力設定部と、
を含むことを特徴とするスリップ抑制制御装置。 A friction parameter estimator that estimates a friction parameter that is a measure of friction between a driving wheel and a road surface included in the vehicle;
The friction parameter estimated by the friction parameter estimator is set as a friction parameter learning value, and the friction parameter estimated by the friction parameter estimator until the slip generated on the drive wheel starts from increasing to decreasing. The friction parameter learning value is updated when it is determined that the estimated value is smaller than the latest friction parameter learning value, and the slip generated on the drive wheel is approaching convergence, the friction parameter estimation unit A friction parameter update unit that updates the friction parameter learning value when the estimated value of the friction parameter estimated by the method is larger than the latest friction parameter learning value ;
A braking / driving force setting unit that sets the braking / driving force of the driving wheel based on the latest learned friction parameter learning value,
A slip suppression control device comprising:
前記駆動輪に発生したスリップが増加から減少に転ずるまでの間では、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも小さいと判定される場合に、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータよりも小さい値に補正した値を用いて、前記摩擦パラメータ学習値を更新することを特徴とする請求項1に記載のスリップ抑制制御装置。 The friction parameter updating unit
Until it is determined that the estimated value of the friction parameter estimated by the friction parameter estimation unit is smaller than the latest friction parameter learning value until the slip generated in the drive wheel starts from increasing to decreasing. The slip suppression control device according to claim 1, wherein the friction parameter learning value is updated using a value corrected to a value smaller than the friction parameter estimated by the friction parameter estimation unit.
前記駆動輪に発生したスリップが収束に向かっているときには、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータの推定値が最新の前記摩擦パラメータ学習値よりも大きい場合に、前記摩擦パラメータ推定部が推定した前記摩擦パラメータよりも大きい値に補正した値を用いて、前記摩擦パラメータ学習値を更新することを特徴とする請求項1又は2に記載のスリップ抑制制御装置。 The friction parameter updating unit
When the slip generated on the drive wheel is converging, the friction parameter estimation unit estimates when the friction parameter estimation value estimated by the friction parameter estimation unit is larger than the latest friction parameter learning value. using a value obtained by correcting a value greater than the friction parameters, slip suppression control apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that updating the friction parameter learning value.
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