JP2019140797A - 車両走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両の操作量を検出する操作量検出手段10と、車両の少なくとも車速を検出する車両状態検出手段14と、車両を駆動するモータの少なくともモータ回転数を検出するモータ状態検出手段16と、操作量と車速に基づき車両の目標車速を算出する目標導出手段12と、車速及びモータ回転数に基づき算出される車両のスリップ率が、車両のタイヤ発生力が安定している最大スリップ率以内の場合に目標車速に追従する目標車速追従制御を実行し、最大スリップ率を超える場合に目標車速追従制御に代えてスリップ抑制制御を実行する制御量決定手段24及びモータ制御手段26を備える。
【選択図】図1
Description
N1:第1モータの回転数
N2:第2モータの回転数
Np:出力軸回転数
Nt:タイヤ回転数
Gr:デファレンシャルギア比
R:タイヤ半径
V:車速
ρ:プラネタリギア比
S*:最大スリップ率
g1,g2:重み係数
u1:第1モータの回転数変化分
u2:第2モータの回転数変化分
とした場合に、
評価関数として、
J1 = min { g1・u12 + g2・u22 }
とし、制約条件として、
(N1+u1)+(1/ρ)・(N2+u2) - f(S*) = 0
但し、f(S*) = (1+ρ)・Gr・V/(ρ・R・(1-S*))
を満たすように制御する。
N1:第1モータの回転数
N2:第2モータの回転数
Np:出力軸回転数
Nt:タイヤ回転数
Gr:デファレンシャルギア比
R:タイヤ半径
V:車速
ρ:プラネタリギア比
S*:最大スリップ率
u1:第1モータの回転数変化分
u2:第2モータの回転数変化分
du1:第1モータの応答速度
du2:第2モータの応答速度
とした場合に、
評価関数として、
J2 = min { (u1/du1)2 + (u2/du2)2}
とし、制約条件として、
(N1+u1)+(1/ρ)・(N2+u2) - f(S*) = 0
但し、f(S*) = (1+ρ)・Gr・V/(ρ・R・(1-S*))
を満たすように制御する。
図1は、本実施形態における車両用走行制御装置の構成ブロック図を示す。車両用走行制御装置は、操作量検出手段10、目標導出手段12、車両状態検出手段14、モータ状態検出手段16、最適制御手段18、スリップ判定手段20、スリップ抑制制御手段22、制御量決定手段24、及びモータ制御手段26を備える。
・操作量と車速を用いて目標車速を算出する
・車速と目標車速とモータ回転数を用いて目標車速に追従するための制御量を算出する
・車速とモータ回転数を用いてスリップ率を算出する
・算出したスリップ率を最大スリップ率と比較してスリップ率が最大スリップ率を超えているか否かを判定する
・算出したスリップ率が最大スリップ率以内であれば目標車速に追従する制御を実行し、最大スリップ率を超えていればスリップ抑制制御を実行する
・スリップ抑制制御のための評価関数を演算し、評価関数値を最小化する
N1:モータ1の回転数
N2:モータ2の回転数
Np:出力軸回転数
Nt:タイヤ回転数
Gr:デフギア(デファレンシャルギア)比
R:タイヤ半径
V:車速
ρ:プラネタリギア比
とすると、
Np = Gr・Nt
Np = ρ/(1+ρ)・N1 + 1/(1+ρ)・N2
の関係にある。
S*:最大スリップ率
として、次式を常に満足するように制御すればよい。
(Np - Gr・V/R)/(Np) ≦S*・・・(1)
Np ≦ Gr・V/(R・(1-S*)) ・・・(2)
従って、モータ1、モータ2の回転数N1、N2は、次式を満たすように制御する必要がある。
ρ/(1+ρ)・N1 + 1/(1+ρ)・N2 ≦ Gr・V/(R・(1-S*))
N1 + (1/ρ)・N2 ≦ (1+ρ)・Gr・V/(ρ・R・(1-S*))・・・(3)
次に、スリップ抑制制御手段22におけるスリップ抑制制御について説明する。
評価:J1 = min { g1・u12 + g2・u22 } ・・・(4)
制約条件:(N1+u1)+(1/ρ)・(N2+u2) - f(S*) = 0 ・・・(5)
但し、f(S*) = (1+ρ)・Gr・V/(ρ・R・(1-S*))
JJ1 = g1・u12 + g2・u22 + λ・( (N1+u1)+(1/ρ)・(N2+u2) - f(S*) ) ・・・(6)
∂JJ1/u1 = 2・g1・u1 + λ = 0 ⇒ u1 = - λ/(2・g1) ・・・(7)
∂JJ1/u2 = 2・g2・u2 + λ/ρ = 0 ⇒ u2 = - λ/(2・g2・ρ) ・・・(8)
となる。得られたu1,u2を制約条件(5)に代入すると次式を得る。
(N1 - λ/(2・g1))+(1/ρ)・(N2 - λ/(2・g2・ρ)) - f(S*) = 0
λ = (2・g1・g2・ρ2) (N1 + (1/ρ)・N2 - f(S*))/(g2・ρ2+ g1) ・・・(9)
このλを(7),(8)式に代入することで目標回転数N1,N2を得る。
u1 = - (g2・ρ2)・(N1 + (1/ρ)・N2 - f(S*))/(g2・ρ2 + g1) ・・・(10)
u2 = - (g1・ρ)・(N1 + (1/ρ)・N2 - f(S*))/(g2・ρ2 + g1) ・・・(11)
評価:J2 = min { (u1/du1)2 + (u2/du2)2} ・・・(12)
制約条件:(N1+u1)+(1/ρ)・(N2+u2) - f(S*) = 0 ・・・(13)
u1 = - ρ2・du1・(N1 + (1/ρ)・N2 - f(S*))/(du1・ρ2 + du2) ・・・(14)
u2 = - ρ・du2・(N1 + (1/ρ)・N2 - f(S*))/(du1・ρ2 + du2) ・・・(15)
図4は、本実施形態の処理フローチャートを示す。この処理は、所定の制御周期で繰り返し実行される。
Np = ρ/(1+ρ)・N1 + 1/(1+ρ)・N2
により算出される。
Sc= (Np - Gr・V/R)/(Np) ・・・(16)
で算出される。
dT1/dt=K1・(Gr・Vr/R-Np) ・・・(17)
により制御する。ここで、
T1:モータ1の制御量(トルク)
K1:ゲイン
である。また、モータ2については比例制御とし、
T2=K2・(N1-N2) ・・・(18)
により制御する。ここで、
T2:モータ2の制御量(トルク)
K2:ゲイン
である。
Tpe(k) = (1+ρ)・(- I1・N1(・)(k-1) + T1(k-1) ) ・・・(19)
により算出される。ここで、N1(・)は、モータ1のモータ回転数N1の時間微分を示す。
u1 = - (g2・ρ2)・(N1 + (1/ρ)・N2 - f(S*))/(g2・ρ2 + g1) ・・・(20)
u2 = - (g1・ρ)・(N1 + (1/ρ)・N2 - f(S*))/(g2・ρ2 + g1) ・・・(21)
として算出される。ここで、g1,g2は重みである。これらの式は、(10)式、(11)式と同一である。
T1 = (I1/dT)・u1 + (1/(1+ρ)・Tpe) ・・・(22)
T2 = (I2/dT)・u2 + (ρ/(1+ρ)・Tpe) ・・・(23)
により算出される。
発明者等は、本実施形態の制御方法の有効性を確認すべく、コンピュータシミュレーションを実行した。
Claims (6)
- 車両の操作量を検出する操作量検出手段と、
車両の少なくとも車速を検出する車両状態検出手段と、
車両を駆動するモータの少なくともモータ回転数を検出するモータ状態検出手段と、
前記操作量と前記車速に基づき車両の目標車速を算出する目標車速算出手段と、
前記車速及び前記モータ回転数に基づき算出される前記車両のスリップ率が、車両のタイヤ発生力が安定している最大スリップ率以内の場合に前記目標車速に追従する目標車速追従制御を実行し、前記最大スリップ率を超える場合に前記目標車速追従制御に代えてスリップ抑制制御を実行する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両走行制御装置。 - 請求項1に記載の車両走行制御装置において、
前記モータは2つ以上からなり、
前記制御手段は、前記スリップ抑制制御として、前記スリップ率を前記最大スリップ率以内にするために、2つ以上の前記モータを協調させてスリップ抑制に要するエネルギあるいは時間を最小にする、
ことを特徴とする車両走行制御装置。 - 請求項1に記載の車両走行制御装置において、
前記モータは第1モータ及び第2モータからなり、
前記第1モータは、プラネタリギアのサンギアに接続され、
前記第2モータは、前記プラネタリギアのリングギアに接続され、
前記プラネタリギアのキャリアは、車両の出力軸に接続され、
前記制御手段は、前記スリップ抑制制御として、前記スリップ率を前記最大スリップ率以内とするための前記第1モータ及び前記第2モータの回転数変化分を最小となるように制御する、
ことを特徴とする車両走行制御装置。 - 請求項3に記載の車両走行制御装置において、
前記制御手段は、
N1:第1モータの回転数
N2:第2モータの回転数
Np:出力軸回転数
Nt:タイヤ回転数
Gr:デファレンシャルギア比
R:タイヤ半径
V:車速
ρ:プラネタリギア比
S*:最大スリップ率
g1,g2:重み係数
u1:第1モータの回転数変化分
u2:第2モータの回転数変化分
とした場合に、
評価関数として、
J1 = min { g1・u12 + g2・u22 }
とし、制約条件として、
(N1+u1)+(1/ρ)・(N2+u2) - f(S*) = 0
但し、f(S*) = (1+ρ)・Gr・V/(ρ・R・(1-S*))
を満たすように制御する、
ことを特徴とする車両走行制御装置。 - 請求項1に記載の車両走行制御装置において、
前記モータは第1モータ及び第2モータからなり、
前記第1モータは、プラネタリギアのサンギアに接続され、
前記第2モータは、前記プラネタリギアのリングギアに接続され、
前記プラネタリギアのキャリアは、車両の出力軸に接続され、
前記制御手段は、前記スリップ抑制制御として、前記スリップ率を前記最大スリップ率以内とするための到達時間が最小となるように制御する、
ことを特徴とする車両走行制御装置。 - 請求項5に記載の車両走行制御装置において、
N1:第1モータの回転数
N2:第2モータの回転数
Np:出力軸回転数
Nt:タイヤ回転数
Gr:デファレンシャルギア比
R:タイヤ半径
V:車速
ρ:プラネタリギア比
S*:最大スリップ率
u1:第1モータの回転数変化分
u2:第2モータの回転数変化分
du1:第1モータの応答速度
du2:第2モータの応答速度
とした場合に、
評価関数として、
J2 = min { (u1/du1)2 + (u2/du2)2}
とし、制約条件として、
(N1+u1)+(1/ρ)・(N2+u2) - f(S*) = 0
但し、f(S*) = (1+ρ)・Gr・V/(ρ・R・(1-S*))
を満たすように制御する、
ことを特徴とする車両走行制御装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018022157A JP7079111B2 (ja) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 車両走行制御装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7520179B1 (ja) | 2023-04-14 | 2024-07-22 | 本田技研工業株式会社 | 電動車両制御システム |
| CN119190028A (zh) * | 2024-09-30 | 2024-12-27 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车辆脱困控制方法、系统、装置及存储介质和车辆 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006149095A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | 四輪駆動ハイブリッド車両 |
| JP2012035840A (ja) * | 2011-11-11 | 2012-02-23 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の制動制御装置 |
| WO2015151193A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 三菱電機株式会社 | 車両のトラクション制御装置 |
-
2018
- 2018-02-09 JP JP2018022157A patent/JP7079111B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2012035840A (ja) * | 2011-11-11 | 2012-02-23 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の制動制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP7520179B1 (ja) | 2023-04-14 | 2024-07-22 | 本田技研工業株式会社 | 電動車両制御システム |
| CN119190028A (zh) * | 2024-09-30 | 2024-12-27 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车辆脱困控制方法、系统、装置及存储介质和车辆 |
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