驅(qū)動(dòng)力控制裝置及驅(qū)動(dòng)力控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛的驅(qū)動(dòng)力控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為車輛的驅(qū)動(dòng)力控制裝置，已知有專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)。在該車輛中，在抑制驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)滑移時(shí)，在表示輪胎與路面之間的滑移率s與摩擦系數(shù)μ的關(guān)系的μ-s特性曲線的包含μ峰值的區(qū)域內(nèi)控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由此，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性性能與牽引性能的兼得。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:(日本)特開2011-97826號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007]然而，存在如下問題:若如上述那樣在包含μ峰值的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行牽引控制，則在單個(gè)輪超過μ峰值的情況下，超過該μ峰值的輪的滑移率進(jìn)一步增大，在左右輪之間產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力之差，產(chǎn)生不希望的橫擺力矩。本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)問題而完成的，目的在于提供一種在控制驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)能夠使車輛動(dòng)作穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力控制裝置及驅(qū)動(dòng)力控制方法。
[0008]解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)力控制裝置中，驅(qū)動(dòng)源經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)軸連接于車輛的驅(qū)動(dòng)輪，產(chǎn)生對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，在進(jìn)行使驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩減少來抑制驅(qū)動(dòng)輪的滑移狀態(tài)的滑移抑制控制時(shí)，以使驅(qū)動(dòng)輪的滑移率在路面摩擦系數(shù)相對(duì)于滑移率的特性中處于比路面摩擦系數(shù)的峰值的滑移率小的滑移率的區(qū)域的方式，控制驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示實(shí)施例1的電動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0011]圖2是表示實(shí)施例1的各種控制器的連接狀態(tài)的概略圖。
[0012]圖3是表示比較例的各種控制器的連接狀態(tài)的概略圖。
[0013]圖4是表示利用實(shí)施例1的各控制器收發(fā)的信息的內(nèi)容的控制框圖。
[0014]圖5是表示實(shí)施例1的車輛控制器和制動(dòng)控制器內(nèi)設(shè)置的牽引控制的要求、以及由馬達(dá)控制器執(zhí)行的控制內(nèi)容的控制框圖。
[0015]圖6是表示實(shí)施例1的指令值選擇處理的流程圖。
[0016]圖7是表示實(shí)施例1的減振控制轉(zhuǎn)矩指令值計(jì)算處理的控制框圖。
[0017]圖8是表示在實(shí)施例1的牽引控制部中執(zhí)行的滑移控制的控制框圖。
[0018]圖9是表示實(shí)施例1的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)輪速度基準(zhǔn)值計(jì)算處理的控制框圖。
[0019]圖10是表示實(shí)施例1的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)輪速度計(jì)算處理的控制框圖。
[0020]圖11是表示實(shí)施例1的加速滑移控制轉(zhuǎn)矩計(jì)算處理的控制框圖。
[0021]圖12是表示實(shí)施例1的滑移控制轉(zhuǎn)矩指令值計(jì)算處理的控制框圖。
[0022]圖13是表示實(shí)施例1的加速滑移控制開始速度計(jì)算處理的控制框圖。
[0023]圖14是表示實(shí)施例1的加速滑移控制結(jié)束速度計(jì)算處理的控制框圖。
[0024]圖15是表示實(shí)施例1的加速滑移控制標(biāo)志計(jì)算處理的控制框圖。
[0025]圖16是表示進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)滑移控制的情況下的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的時(shí)序圖。
[0026]圖17是表示在比較例中進(jìn)行了滑移控制時(shí)的滑移率與驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系的特性圖。
[0027]圖18是表示在實(shí)施例1中僅右輪產(chǎn)生了μ躍變、且進(jìn)行了滑移控制時(shí)的滑移率與驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系的特性圖。
[0028]圖19是表示進(jìn)行了實(shí)施例1的滑移控制時(shí)的左右驅(qū)動(dòng)輪車輪速度與馬達(dá)轉(zhuǎn)矩指令值的關(guān)系的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029][實(shí)施例1]圖1是表示實(shí)施例1的電動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。電動(dòng)車輛是前輪驅(qū)動(dòng)車輛，具有作為驅(qū)動(dòng)輪的前輪FR、FL和作為從動(dòng)輪的后輪RR、RL。在各輪上，設(shè)有將制動(dòng)襯墊按壓于與輪胎一體地旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力的輪缸W/C(FR)、W/C(FL)、W/C(RR)、W/C(RL)(也會(huì)僅記載為“W/C”)和檢測(cè)各輪的車輪速度的車輪速度傳感器9(FR)、9(FL)、9(RR)、9(RL)(也會(huì)僅記載為“9” )。在輪缸W/C上經(jīng)由液壓配管5a連接有液壓?jiǎn)卧?。
[0030]液壓?jiǎn)卧?具備多個(gè)電磁閥、儲(chǔ)存箱、栗用馬達(dá)和制動(dòng)控制器50，根據(jù)來自制動(dòng)控制器50的指令控制各種電磁閥及栗用馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，并控制各輪的輪缸液壓。注意，液壓?jiǎn)卧?既可以是公知的線控制動(dòng)單元，也可以是具備能夠執(zhí)行車輛穩(wěn)定控制的液壓回路的制動(dòng)單元，不特別限定。
[0031]在作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)馬達(dá)I上設(shè)有檢測(cè)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)變壓器2。在電動(dòng)馬達(dá)I上經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)3a連接有差動(dòng)齒輪3，在連接于差動(dòng)齒輪3的驅(qū)動(dòng)軸4上連接有前輪FR、FL。在車輛的后方搭載有高電壓電池6和電池控制器60，高電壓電池6向電動(dòng)馬達(dá)I供給驅(qū)動(dòng)用的電力，或?qū)⒃偕娏厥?，電池控制?0對(duì)高電壓電池6的電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視及控制。夾設(shè)于高電壓電池6與電動(dòng)馬達(dá)I之間的逆變器10由馬達(dá)控制器100控制。另外，在高電壓電池6上經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器7(組件)連接有輔機(jī)用電池8，該輔機(jī)用電池8作為液壓?jiǎn)卧?的驅(qū)動(dòng)用電源發(fā)揮功能。
[0032]在實(shí)施例1的電動(dòng)車輛設(shè)有CAN通信線，CAN通信線是與搭載于車輛的多個(gè)控制器連接的車內(nèi)通信線，制動(dòng)控制器50、車輛控制器110、電池控制器60等相互以能夠進(jìn)行信息通信的方式連接。注意，對(duì)輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行控制的動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制器20和對(duì)進(jìn)行車速顯示的速度儀表進(jìn)行控制的儀表控制器22連接于CAN通信線，但圖1未圖示。另外，在動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制器20設(shè)有檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角傳感器21。
[0033]圖2是表示實(shí)施例1的各種控制器的連接狀態(tài)的概略圖。在實(shí)施例1的電動(dòng)車輛內(nèi)，將對(duì)作用于驅(qū)動(dòng)輪與路面之間的轉(zhuǎn)矩狀態(tài)進(jìn)行控制的電池控制器60、馬達(dá)控制器100、DC-DC轉(zhuǎn)換器7及制動(dòng)控制器50作為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(/、°7—卜P— V系)而集中連接于第一 CAN總線CAN1(第一通信裝置)。另外，動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制器20及儀表控制器22這一底盤系統(tǒng)連接于第二CAN總線CAN2(第二通信裝置)。
[0034]第一 CAN總線CANl與第二 CAN總線CAN2通過連接總線CAN3連接。在連接總線CAN3上設(shè)有車輛控制器110，在第一 CAN總線CANl內(nèi)收發(fā)的信息在被連接總線CAN3上的車輛控制器110接收之后，輸出到第二 CAN總線CAN2。同樣，在第二 CAN總線CAN2內(nèi)收發(fā)的信息在被連接總線CAN3上的車輛控制器110接收之后，輸出到第一 CAN總線CANl。
[0035](關(guān)于控制器的連接結(jié)構(gòu))在此，對(duì)于構(gòu)成上述控制器的連接關(guān)系的理由，與表示比較例的連接狀態(tài)的概略圖對(duì)比著進(jìn)行說明。圖3是表示比較例的各種控制器的連接狀態(tài)的概略圖。以往，在構(gòu)成車輛的控制系統(tǒng)時(shí)，制動(dòng)控制器50如圖3所示那樣連接于第二CAN總線CAN2。這是因?yàn)?，一直以來，制?dòng)系統(tǒng)的控制都是底盤系統(tǒng)的控制，而不是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制這樣的定位。例如，從車輛開發(fā)的高效化這一觀點(diǎn)出發(fā)，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)這樣的各個(gè)系統(tǒng)大多分別被作為獨(dú)立的系統(tǒng)而開發(fā)。并且，在將這些獨(dú)立地開發(fā)的系統(tǒng)作為車輛整體系統(tǒng)而整合時(shí)，通過連接于CAN通信線來整合。CAN通信線雖然在能夠連接的控制器數(shù)量上存在上限，但由于能夠容易地連接多個(gè)控制器而實(shí)現(xiàn)群組化，因此分為將底盤系統(tǒng)集中連接的群組和將動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)集中連接的群組，并在將各個(gè)群組之間連接的連接總線上設(shè)置車輛控制器來控制整體，這就是以往的系統(tǒng)。
[0036]在此，在上述比較例的結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生了難以確保充分的行駛性能的情況。例如，在車輛起步時(shí)，若駕駛員大幅度踏下油門踏板，向驅(qū)動(dòng)輪輸出較大的轉(zhuǎn)矩，則有時(shí)會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)滑移。為了抑制這種情況，制動(dòng)控制器50要求車輛控制器110抑制滑移狀態(tài)。這樣一來，在車輛控制器110中，基于從制動(dòng)控制器50接收的要求向馬達(dá)控制器100輸出降低轉(zhuǎn)矩等的要求。
[0037]但是，由于進(jìn)行利用車輛控制器110暫時(shí)接收流入到第二CAN總線CAN2內(nèi)的信息、之后使之流入第一CAN總線CANl內(nèi)的處理，因此從制動(dòng)控制器50輸出的制動(dòng)要求在通信時(shí)機(jī)上延遲一次而輸出到馬達(dá)控制器100，出現(xiàn)了產(chǎn)生延遲而不能有效地抑制驅(qū)動(dòng)滑移的情況。特別是，在驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生了滑移的情況下，驅(qū)動(dòng)輪的慣量與車輛的慣量相比極小，相應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)容易驟變。另外，雖然也考慮使控制增益、通信速度上升，但CAN通信線被設(shè)計(jì)成能夠從后面容易地連接很多系統(tǒng)，即使僅制動(dòng)控制器使控制增益、控制周期上升，也被CAN通信線內(nèi)的通信速度限制，因此難以確保充分的響應(yīng)性。
[0038]于是，在實(shí)施例1中，從制動(dòng)控制器50是控制驅(qū)動(dòng)輪與路面之間的轉(zhuǎn)矩的系統(tǒng)這一觀點(diǎn)出發(fā)，將制動(dòng)控制器50定位為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，并將其連接于第一CAN通信線CANl。在該情況下，制動(dòng)控制器50所輸出的車速信息等雖然向第二CAN總線CAN2內(nèi)發(fā)送的時(shí)機(jī)會(huì)延遲一些，但從車輛的慣量的大小來看車速不會(huì)驟變，沒有任何問題。
[0039](關(guān)于電動(dòng)車輛特有的技術(shù)問題)接下來，對(duì)電動(dòng)車輛特有的技術(shù)問題進(jìn)行說明。一直以來，在使用車輪速度數(shù)據(jù)進(jìn)行具有內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制的車輛系統(tǒng)中，大多從制動(dòng)控制器50接收車輪速度數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)矩降低要求并利用。這是因?yàn)?，即使在?nèi)燃機(jī)的控制上努力，到實(shí)際反映于輸出轉(zhuǎn)矩之前的響應(yīng)性也存在限度，因此，作為在動(dòng)力傳動(dòng)(/、°7一卜V— V)的開發(fā)中所要求的響應(yīng)性的瓶頸，很少有CAN通信線的響應(yīng)性成為問題的情況。因此，在動(dòng)力傳動(dòng)的開發(fā)中使用轉(zhuǎn)矩降低要求、車輪速度數(shù)據(jù)的情況下，大多原原本本地使用在制動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)中獲得的車輪速度檢測(cè)性能來控制。實(shí)際情況是這種基本設(shè)計(jì)思想在電動(dòng)車輛的開發(fā)上也多被沿襲。
[0040]另一方面，在驅(qū)動(dòng)輪與電動(dòng)馬達(dá)I連接的電動(dòng)車輛的情況下，其轉(zhuǎn)矩控制的響應(yīng)性遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)好，能夠進(jìn)行精度更高的驅(qū)動(dòng)輪滑移控制。在運(yùn)用該電動(dòng)馬達(dá)I的良好的響應(yīng)性的控制的實(shí)現(xiàn)上，CAN通信線的響應(yīng)性就成為了問題。出于這些背景，在運(yùn)用電動(dòng)馬達(dá)I的較高的響應(yīng)性的系統(tǒng)的構(gòu)建上，謀求這樣的系統(tǒng)構(gòu)建:不是從制動(dòng)控制器50將車輪速度數(shù)據(jù)作為二次信息而接收，而是作為一次信息而接收來計(jì)算控制量。
[0041 ]另外，雖然控制車輛整體的車輛控制器110對(duì)整體進(jìn)行監(jiān)視并控制較為重要，但若過于推進(jìn)中央集權(quán)、亦即在收集全部的信息之后再向各控制器輸出全部的指令，則車輛控制器110的運(yùn)算負(fù)荷將增大，需要非常高價(jià)的控制器。另外，車輛控制器110在也考慮了通信速度較低的信息的基礎(chǔ)上輸出指令，無論采用多么高價(jià)的車輛控制器110，都不能構(gòu)建響應(yīng)性良好的車輛系統(tǒng)。另外，雖然也考慮迅速地收發(fā)全部的信息，但會(huì)變更成通信速度的上升給所有連接于該通信線的其他控制器帶來影響的設(shè)計(jì)，在復(fù)雜的系統(tǒng)內(nèi)提升全體的通信速度是非常困難的。
[0042]于是，在實(shí)施例1中，構(gòu)建了如下結(jié)構(gòu):將CAN通信線的結(jié)構(gòu)分為第一CAN總線CANl與第二 CAN總線CAN2，而且不是由車輛控制器110輸出全部的指令，而是由比車輛控制器110更下位的控制器進(jìn)行某種程度的判斷并控制。具體而言，為了能夠在馬達(dá)控制器100中先于車輛控制器110判斷最終的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩指令值，構(gòu)成為能夠?qū)闹苿?dòng)控制器50輸出的制動(dòng)要求直接發(fā)送到馬達(dá)控制器100。并且，在馬達(dá)控制器100中構(gòu)成為，除了讀取通常的來自車輛控制器110的轉(zhuǎn)矩要求之外，還能夠讀取來自制動(dòng)控制器50的制動(dòng)要求，并能夠輸出與行駛狀態(tài)相應(yīng)的最終的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩指令值。
[0043](關(guān)于利用控制器收發(fā)的信息)圖4是表示利用實(shí)施例1的各控制器收發(fā)的信息的內(nèi)容的控制框圖。