JP7548832B2 - MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、モータ制御装置およびモータ制御方法に関する。 The present invention relates to a motor control device and a motor control method.
従来、車両制御において、スリップ等の回転数異常に対処する技術が考えられている。例えば、電動ブレーキシステムを備えたものや、特許文献1のような駆動用のモータを制御するものがある。
Conventionally, there have been technologies for vehicle control that deal with abnormalities in rotation speed such as slippage. For example, there are technologies equipped with electric brake systems and technologies for controlling the drive motor as described in
しかしながら、インホイールモータで車輪を駆動する場合のような、複数の車輪の駆動トルクを個別に制御可能な車両においては、回転数異常状態から復帰させる際の制御について改善の余地があった。 However, in vehicles where the drive torque of multiple wheels can be controlled individually, such as when the wheels are driven by in-wheel motors, there is room for improvement in the control when recovering from an abnormal rotation speed state.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回転数異常状態から適切に復帰させることできるモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a motor control device and a motor control method that can properly recover from an abnormal rotation speed state.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータ制御装置は、判定部と、モータ制御部とを備える。前記判定部は、複数の車輪をそれぞれ別のモータで駆動する車両において、前記モータの回転加速度に基づいて、前記モータ毎に回転数異常状態を判定する。前記モータ制御部は、前記判定部によって前記回転数異常状態と判定された前記モータに対して前記回転数異常状態から復帰させる復帰制御を行う。前記判定部は、前記回転加速度が第1閾値以上である場合には、空転状態であると判定し、前記回転加速度が前記第1閾値未満、かつ、前記第1閾値より低い第2閾値以上である場合には、スリップ状態であると判定する。前記モータ制御部は、前記空転状態と判定された場合と、前記スリップ状態と判定された場合とで前記復帰制御の内容を異ならせる。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the motor control device according to the present invention includes a determination unit and a motor control unit. In a vehicle in which a plurality of wheels are driven by different motors, the determination unit determines an abnormal rotation speed state for each motor based on the rotation acceleration of the motor. The motor control unit performs return control for returning the motor determined by the determination unit to be in the abnormal rotation speed state from the abnormal rotation speed state. The determination unit determines that the motor is in a spin state when the rotation acceleration is equal to or greater than a first threshold value, and determines that the motor is in a slip state when the rotation acceleration is less than the first threshold value and equal to or greater than a second threshold value lower than the first threshold value. The motor control unit differentiates the content of the return control when the motor is determined to be in the spin state from that when the motor is determined to be in the slip state.
本発明によれば、回転数異常状態から適切に復帰させることできる。 The present invention makes it possible to properly recover from an abnormal rotation speed state.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するモータ制御装置およびモータ制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。 Below, embodiments of the motor control device and motor control method disclosed in the present application will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.
まず、図1Aおよび図1Bを用いて、実施形態に係るモータ制御方法の概要について説明する。図1Aは、実施形態に係る車両の構成例を示す図である。図1Bは、実施形態に係るモータ制御方法の概要を示す図である。実施形態に係るモータ制御方法は、図1Aに示す車両Cに搭載されたモータ制御装置1によって実行される。図1Aに示すように、車両Cは、各車輪に車輪を駆動するインホイールモータであるモータMfl,Mfr,Mrl,Mrrを備えた車両である。なお、以下では、モータMfl,Mfr,Mrl,Mrrを特に区別しない場合、モータMと総称する場合がある。
First, an overview of the motor control method according to the embodiment will be described using Figures 1A and 1B. Figure 1A is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle according to the embodiment. Figure 1B is a diagram showing an overview of the motor control method according to the embodiment. The motor control method according to the embodiment is executed by a
実施形態に係るモータ制御方法では、まず、モータMの回転加速度に基づいて、モータM毎に回転数異常状態を判定する。具体的には、実施形態に係るモータ制御方法では、回転数異常状態として、空転状態であるか、スリップ状態であるかを判定する。 In the motor control method according to the embodiment, first, an abnormal rotation speed state is determined for each motor M based on the rotation acceleration of the motor M. Specifically, in the motor control method according to the embodiment, the abnormal rotation speed state is determined to be a free-spin state or a slip state.
なお、空転状態とは、図1Bに示すように、車両Cが路面の凹凸によって、車輪が非接地状態となることを指す。具体的には、空転状態とは、路面との摩擦係数が略ゼロの状態を指す。 The spinning state refers to a state in which the wheels of vehicle C are not in contact with the ground due to unevenness of the road surface, as shown in FIG. 1B. More specifically, the spinning state refers to a state in which the coefficient of friction with the road surface is approximately zero.
また、スリップ状態とは、図1Bに示すように、車両Cが凍結した路面を走行することによって、車輪が接地状態に関わらずグリップしていない(ほとんど前進していない)状態を指す。具体的には、スリップ状態とは、路面との摩擦係数が極端に低い状態を指す。 The slip state refers to a state in which vehicle C is traveling on a frozen road surface and the wheels are not gripping the road (are not moving forward at all) regardless of the state of contact with the ground, as shown in FIG. 1B. More specifically, the slip state refers to a state in which the coefficient of friction with the road surface is extremely low.
このような特性に着目して、実施形態に係るモータ制御方法では、後述するマップ情報31(図3参照)を参照して、回転加速度が第1閾値TH1(図3参照)以上である場合には、空転状態であると判定する。また、実施形態に係るモータ制御方法では、回転加速度が第1閾値TH1未満、かつ、第1閾値TH1よりも低い第2閾値TH2(図3参照)以上である場合には、スリップ状態であると判定する。 Focusing on these characteristics, the motor control method according to the embodiment refers to map information 31 (see FIG. 3) described below, and determines that the motor is in a spinning state when the rotational acceleration is equal to or greater than a first threshold value TH1 (see FIG. 3). The motor control method according to the embodiment also determines that the motor is in a slipping state when the rotational acceleration is less than the first threshold value TH1 and equal to or greater than a second threshold value TH2 (see FIG. 3) that is lower than the first threshold value TH1.
そして、実施形態に係るモータ制御方法では、空転状態と判定した場合には、空転用の復帰制御を行うことで、空転状態から復帰させ、スリップ状態と判定した場合には、スリップ用の復帰制御を行うことで、スリップ状態から復帰させる。 In the motor control method according to the embodiment, if it is determined that the motor is in a spin state, recovery control for spin is performed to recover the motor from the spin state, and if it is determined that the motor is in a slip state, recovery control for slip is performed to recover the motor from the slip state.
すなわち、実施形態に係るモータ制御方法では、空転状態と判定された場合と、スリップ状態と判定された場合とで復帰制御の内容を異ならせる。これにより、実施形態に係るモータ制御方法では、空転状態に適した復帰制御を行うことができるとともに、スリップ状態に適した復帰制御を行うことができる。従って、実施形態に係るモータ制御方法によれば、回転数異常状態から適切に復帰させることできる。 In other words, in the motor control method according to the embodiment, the content of the return control is different depending on whether the motor is determined to be in a free-spin state or a slip state. As a result, the motor control method according to the embodiment can perform return control suitable for a free-spin state, and can also perform return control suitable for a slip state. Therefore, the motor control method according to the embodiment can properly return from an abnormal rotation speed state.
なお、空転用の復帰制御や、スリップ用の復帰制御の詳細な処理については図2以降で後述する。 Details of the recovery control for spin and slip will be described later in Figure 2 and subsequent pages.
次に、図2を用いて、実施形態に係るモータ制御装置1の構成について説明する。図2は、実施形態に係るモータ制御装置1の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、モータ制御装置1は、制御部2と、記憶部3とを備える。また、モータ制御装置1は、回転数センサ100に接続される。
Next, the configuration of the
回転数センサ100は、各モータMの回転数を検出するセンサである。
The
ここで、モータ制御装置1は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
Here, the
コンピュータのCPUは、たとえば、ROMに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部2の取得部21、判定部22およびモータ制御部23として機能する。
The computer's CPU functions as the acquisition unit 21,
また、制御部2の取得部21、判定部22およびモータ制御部23の少なくともいずれか一つまたは全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成することもできる。
In addition, at least one or all of the acquisition unit 21,
また、記憶部3は、RAMやフラッシュメモリに対応する。RAMやフラッシュメモリは、マップ情報31や、各種プログラムの情報等を記憶することができる。なお、モータ制御装置1は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
The
マップ情報31は、後述の判定部22による判定処理に用いられる閾値情報である。図3は、マップ情報31の一例を示す情報である。図3に示すマップ情報31は、実験結果等により予め生成される。図3に示すように、マップ情報31は、回転加速度および車両Cのトルクに対して閾値(第1閾値TH1,第2閾値TH2)の情報を紐づけた情報である。具体的には、第1閾値TH1は、空転状態およびスリップ状態を切り分ける閾値であり、第2閾値TH2は、スリップ状態および正常状態を切り分ける閾値である。
次に、制御部20の各機能(取得部21、判定部22およびモータ制御部23)について説明する。
Next, we will explain each function of the control unit 20 (acquisition unit 21,
取得部21は、各種情報を取得する。例えば、取得部21は、回転数センサ100からモータMの回転数の情報を取得する。また、取得部21は、モータMの回転数の時間変化に基づいて回転加速度を算出する。
The acquisition unit 21 acquires various information. For example, the acquisition unit 21 acquires information on the rotation speed of the motor M from the
判定部22は、各種の判定処理を行う。例えば、判定部22は、モータMの回転加速度に基づいて、空転状態かスリップ状態かを判定する。具体的には、判定部22は、マップ情報31を参照して、回転加速度が第1閾値以上である場合には、空転状態であると判定し、回転加速度が第1閾値未満、かつ、第1閾値より低い第2閾値以上である場合には、スリップ状態であると判定する。
The
モータ制御部23は、判定部22によって回転数異常状態(空転状態またはスリップ状態)と判定されたモータMに対して回転数異常状態から復帰させる復帰制御を行う。具体的には、モータ制御部23は、空転状態と判定された場合と、スリップ状態と判定された場合とで復帰制御の内容を異ならせる。
The
まず、空転状態と判定された場合の復帰制御について説明する。モータ制御部23は、空転状態と判定された場合には、車輪の回転が停止するようにモータMのトルク指令を行う。具体的には、モータ制御部23は、車輪の目標回転数をゼロに設定し、フィードバック制御により実回転数が目標回転数に収束するように、トルク指令値を負の値で制御する。これにより、空転状態の車輪を停止できるため、高精度に空転状態から復帰させることができる。
First, the return control when it is determined that the wheel is in a spinning state will be described. When it is determined that the wheel is in a spinning state, the
次に、スリップ状態と判定された場合の復帰制御について説明する。モータ制御部23は、スリップ状態と判定された場合には、スリップ状態と判定される前の車輪の回転数になるようにモータMのトルク指令を行う。具体的には、モータ制御部23は、車輪の目標回転数をスリップ状態と判定される前の車輪の回転数に設定し、フィードバック制御により実回転数が目標回転数に収束するように、トルク指令値を負の値で制御する。これにより、スリップする前の回転数に戻すことができるため、高精度にスリップ状態から復帰させることができる。
Next, the return control when a slip state is determined will be described. When a slip state is determined, the
ここで、図4を用いて、スリップ状態時の復帰制御について説明する。図4は、スリップ状態時の復帰制御の説明図である。図4に示す例では、時刻t2において判定部22がスリップ状態と判定したとする。
Here, the return control during a slip state will be explained using FIG. 4. FIG. 4 is an explanatory diagram of the return control during a slip state. In the example shown in FIG. 4, it is assumed that the
かかる場合、モータ制御部23は、車輪の目標回転数を、例えば、時刻t1の回転数に設定する。すなわち、モータ制御部23は、100ms(所定時間の一例)前のスリップが始まる前の正常な回転状態にある際の回転数を目標回転数として設定する。
In such a case, the
そして、モータ制御部23は、時刻t2以降において、トルク指令値を負の値にして、実回転数を目標回転数に収束させるようにする。なお、図4では、スリップ状態を判定してから100ms前の回転数を目標回転数としたが、100msに限らず、車両Cの車種や車輪状態(タイヤの経年劣化や品種等)に応じて任意の所定時間を設定可能である。
Then, the
このように、モータ制御部23は、スリップ状態となる前である所定時間前の回転数を目標回転数とすることで、スリップ状態から高精度に復帰させることができる。
In this way, the
次に、図5および図6を用いて、空転状態およびスリップ状態それぞれにおけるトルクの再分配処理について説明する。図5は、空転状態におけるトルクの再分配処理を示す図である。図6は、スリップ状態におけるトルクの再分配処理を示す図である。なお、図5および図6では、右前輪が空転状態およびスリップ状態となった場合について説明する。換言すれば、右前輪以外の3つの車輪は、非空転状態および非スリップ状態である。 Next, the torque redistribution process in a spinning state and a slipping state will be described with reference to Figures 5 and 6. Figure 5 is a diagram showing the torque redistribution process in a spinning state. Figure 6 is a diagram showing the torque redistribution process in a slipping state. Note that Figures 5 and 6 explain the case where the right front wheel is in a spinning state and a slipping state. In other words, the three wheels other than the right front wheel are in a non-spinning state and a non-slip state.
図5に示すように、モータ制御部23は、空転状態と判定された場合には、空転状態の車輪のモータMに分配されたトルクを非空転状態の車輪のモータMに再分配する。図5に示す例では、モータ制御部23は、右前輪のモータMに分配されたトルクを他の3つの車輪のモータMに再分配することで車両の要求トルクを満たすようにする。
As shown in FIG. 5, when the
なお、モータ制御部23は、3つのモータMそれぞれに均等に再分配してもよく、3つのモータMのトルク比が変わらないように再分配してもよい。あるいは、モータ制御部23は、車両Cが直進時には、直進性が低下しないように再分配してもよく、旋回時には、旋回性が低下しないように再配分してもよい。
The
このように、空転状態のモータMのトルクを非空転状態のモータMに再分配して要求トルクを満たすことで、空転状態の解消および走破性の担保を両立することができる。 In this way, the torque of the motor M in a spinning state is redistributed to the motor M in a non-spinning state to satisfy the required torque, thereby eliminating the spinning state and ensuring off-road performance.
次に、図6に示すように、モータ制御部23は、スリップ状態と判定された場合には、スリップ状態のモータMに分配されたトルクを非スリップ状態のモータMへ再分配することを禁止する。
Next, as shown in FIG. 6, when it is determined that a slip state is occurring, the
これは、スリップ状態が路面の状態に起因している可能性が高いためであり、仮に、非スリップ状態のモータMへトルクを再分配してしまうと、非スリップ状態からスリップ状態になってしまう可能性が高いためである。 This is because there is a high possibility that the slip state is caused by the road surface condition, and if torque were to be redistributed to a motor M that is not in a slip state, there is a high possibility that the non-slip state would change into a slip state.
このように、スリップ状態のモータMのトルク再分配を禁止することで、非スリップ状態の車輪がスリップ状態となってしまうことを抑制することができる。 In this way, by prohibiting torque redistribution from the motor M in a slipping state, it is possible to prevent a wheel that is not in a slipping state from going into a slipping state.
また、モータ制御部23は、復帰制御を行っている場合において、復帰完了判定を行う。具体的には、モータ制御部23は、スリップ状態の場合、実回転数が目標回転数に収束した場合(実回転数および目標回転数の差分が所定値未満の場合)スリップ状態から復帰したと判定する。
In addition, when the
そして、モータ制御部23は、スリップ状態から復帰したと判定した場合、トルク指令値をゼロに戻してから徐々に通常のトルク分配に戻していき、復帰制御を終了する。
When the
また、モータ制御部23は、空転状態の場合、まず、実回転数が目標回転数に収束した場合、トルク指令値をゼロに戻す。そして、モータ制御部23は、トルク指令値をゼロに戻した後、車輪が所定回転数以上となった場合に、空転状態から復帰したと判定する。つまり、モータ制御部23は、トルクを出していない状態で車輪が回転している場合、車輪が路面をグリップして回転していると判定し、空転状態から復帰したと判定する。
In addition, in the case of a spinning state, the
モータ制御部23は、空転状態から復帰したと判定した場合、徐々に通常のトルク分配に戻していき、復帰制御を終了する。これにより、空転状態およびスリップ状態から高精度に復帰させることができる。
When the
なお、モータ制御部23は、目標回転数への収束判定中において、実回転数が目標回転数から遠ざかる(回転数が上昇する)方向に遷移した場合には、車輪がグリップしているとして、空転状態またはスリップ状態から復帰したと判定する。
Note that, if the actual rotation speed transitions away from the target rotation speed (the rotation speed increases) during convergence determination to the target rotation speed, the
次に、図7~図9を用いて、実施形態に係るモータ制御装置1によって実行される処理の処理手順について説明する。図7~図9は、実施形態に係るモータ制御装置1によって実行される処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図7~図9に示す処理順序は、まず、図7→図8(あるいは、図8→図7でもよい)→図9の順に行われる。
Next, the processing procedure of the processing executed by the
まず、図7を用いて、回転数異常状態の判定処理から復帰制御処理までの処理手順について説明する。なお、図7に示す処理は、全車輪について、車輪毎に行われる。 First, the process from the process of determining whether the rotation speed is abnormal to the process of restoring control will be described with reference to FIG. 7. Note that the process shown in FIG. 7 is performed for each wheel.
図7に示すように、モータ制御装置1の制御部2は、モータMの回転加速度を算出する(ステップS101)。つづいて、制御部2は、現在のトルクから判定処理に用いる第1閾値TH1および第2閾値TH2を決定する(ステップS102)。
As shown in FIG. 7, the
つづいて、制御部2は、第1閾値TH1および第2閾値TH2を用いて、空転状態であるか否かを判定する(ステップS103)。制御部2は、空転状態である場合(ステップS103:Yes)、目標回転数をゼロに設定し(ステップS104)、実回転数と目標回転数とからトルク指令値を算出し(ステップS105)、処理を終了する。
Next, the
一方、ステップS103において、制御部2は、空転状態ではない場合(ステップS103:No)、スリップ状態であるか否かを判定する(ステップS106)。制御部2は、スリップ状態である場合(ステップS106:Yes)、目標回転数を所定時間前の回転数に設定し(ステップS107)、ステップS105を実行する。
On the other hand, in step S103, if the vehicle is not in an idling state (step S103: No), the
また、制御部2は、スリップ状態ではない場合(ステップS106:No)、処理を終了する。
Also, if the slip state is not present (step S106: No), the
次に、図8を用いて、回転数異常状態からの復帰判定処理について説明する。なお、図8に示す処理は、全車輪(空転中/スリップ中の全車輪でもよい)について、車輪毎に行われる。 Next, the process of determining whether or not the rotation speed has returned from an abnormal state will be described with reference to FIG. 8. Note that the process shown in FIG. 8 is performed for each wheel (or for all wheels that are spinning/slipping).
図8に示すように、制御部2は、まず、空転状態判定中であるか否かを判定する(ステップS201)。制御部2は、空転状態判定中である場合(ステップS201:Yes)、実回転数が目標回転数(ゼロ回転数)に収束したか否かを判定する(ステップS202)。
As shown in FIG. 8, the
制御部2は、実回転数が目標回転数に収束した場合(ステップS202:Yes)、トルクをゼロにし(ステップS203)、車輪が路面にグリップしたか否か(トルクがゼロの状態で車輪が回転しているか否か)を判定する(ステップS204)。そして、制御部2は、グリップした場合(ステップS204:Yes)、空転状態から復帰したと判定し(ステップS205)、処理を終了する。なお、空転状態から復帰した場合、トルクを徐々に復帰させる(通常のトルク配分に戻す)。
When the actual rotation speed converges to the target rotation speed (step S202: Yes), the
一方、ステップS201において、制御部2は、空転状態判定中ではない場合(ステップS201:No)、スリップ状態判定中であるか否かを判定する(ステップS206)。
On the other hand, in step S201, if the
制御部2は、スリップ状態判定中である場合(ステップS206:Yes)、実回転数が目標回転数(所定時間前の回転数)に収束したか否かを判定する(ステップS207)。一方、制御部2は、スリップ状態判定中ではない場合(ステップS206:No)、処理を終了する。
If the
また、ステップS207において、制御部2は、実回転数が目標回転数に収束した場合(ステップS207:Yes)、ステップS205を実行する。なお、スリップ状態から復帰した場合、トルクをゼロにてからトルクを徐々に復帰させる。一方、ステップS207において、制御部2は、実回転数が目標回転数に収束していない場合(ステップS207:No)、回転数異常状態が継続していると判定し(ステップS208)、処理を終了する。
In addition, in step S207, if the actual rotation speed has converged to the target rotation speed (step S207: Yes), the
次に、図9を用いて、回転数異常状態時のトルク再配分処理について説明する。なお、図9に示す処理は、全車輪について1回だけ行われる。 Next, the torque redistribution process when the rotation speed is abnormal will be explained using FIG. 9. Note that the process shown in FIG. 9 is performed only once for each wheel.
図9に示すように、制御部2は、まず、スリップ状態のモータMがあるか否かを判定する(ステップS301)。制御部2は、スリップ状態のモータMがある場合(ステップS301:Yes)、スリップ状態のモータMのトルク配分を他のモータMへ再配分することを禁止する(ステップS302)。つづいて、制御部2は、正常状態(非スリップおよび非空転状態)のモータMに要求トルクの4分の1のトルク(車輪1つ分のトルクであり、ここでは、要求トルクを車輪に均等に配分した場合のトルク)を出力させ(ステップS303)、処理を終了する。
As shown in FIG. 9, the
一方、ステップS301において、制御部2は、スリップ状態のモータMがない場合(ステップS301:No)、空転状態のモータMがあるか否かを判定する(ステップS304)。
On the other hand, in step S301, if there is no motor M in a slipping state (step S301: No), the
制御部2は、空転状態のモータMがある場合(ステップS304:Yes)、非空転状態のモータMがあるか否かを判定する(ステップS305)。制御部2は、非空転状態のモータMがある場合(ステップS305:Yes)、空転状態のモータMのトルク配分を非空転状態のモータMにトルクを再配分する(ステップS306)。また、制御部2は、非空転状態のモータMが無い場合(ステップS305:No)、処理を終了する。つづいて、制御部2は、非空転状態である各モータMに再配分後のトルクを出力させ(ステップS307)、処理を終了する。
If there is a motor M in a spinning state (step S304: Yes), the
一方、ステップS304において、制御部2は、空転状態のモータMがない場合(ステップS304:No)、正常状態である全てのモータMそれぞれに要求トルクの4分の1のトルク(要求トルクを車輪に均等に配分した場合のトルク)を出力させ(ステップS308)、処理を終了する。
On the other hand, in step S304, if there is no motor M in an idling state (step S304: No), the
なお、上述したマップ情報31は、予め生成されて記憶されている情報であるため、車両Cの車輪等が車両出荷時の状態であることを前提としている。このため、車輪等の関連部品の経年劣化が生じた場合や、ユーザが車両購入後にタイヤやホイールを交換した場合には、あらかじめ記憶されているマップ情報31では、空転やスリップを正確に判定できない場合がある。例えば、ユーザが車両購入後にタイヤやホイールを交換することで、車輪の重量や重量バランスが標準装備から変化し、変更後の車輪は標準装備の車輪と比べて、空転やスリップの回転加速度条件が異なる場合がある。
Note that the above-mentioned
このため、車両出荷時の状態を元に生成したマップ情報31を使用することで、実際にはスリップ状態であるにも関わらず、空転状態であると誤判定してしまうおそれがある。
Therefore, by using
そこで、判定部22は、回転数異常状態の判定結果に基づいて、マップ情報31の閾値(特に、第1閾値TH1)を補正する。具体的には、判定部22は、以下の4通りの判定結果が得られた場合には、マップ情報31の誤りによる誤判定の可能性が高いとしてマップ情報31を補正する。
(1)4輪中、3輪以上を空転状態と判定
(2)空転時の復帰制御時に車輪のグリップにより空転が解消する場合が頻発
(3)空転時のトルク再分配により他車輪が空転状態に変化
(4)空転時のトルク再分配により他車輪がスリップ状態に変化
Therefore, based on the determination result of the abnormal rotation speed state, the
(1) Three or more of the four wheels are judged to be in a spinning state. (2) During the return control in the case of a spinning state, the wheel grip frequently causes the spinning state to be resolved. (3) The other wheels go into a spinning state due to the torque redistribution during the spinning state. (4) The other wheels go into a slipping state due to the torque redistribution during the spinning state.
(1)4輪中、3輪以上を空転状態と判定
空転状態は、路面の凹凸によって一部の車輪が非接地状態になることで生じるため、2輪までは同時に発生する可能性はあるが、現実に3輪以上が同時に発生する可能性は極めて低いと考えられる。すなわち、3輪以上が同時に空転状態と判定された場合には、マップ情報31の誤りにより誤判定である可能性が高い。
(1) Three or more of four wheels are judged to be spinning The spinning state occurs when some of the wheels are not in contact with the ground due to unevenness of the road surface, so it is possible that up to two wheels may spin at the same time, but it is considered that the possibility of three or more wheels spinning at the same time is extremely low in reality. In other words, if three or more wheels are judged to be spinning at the same time, there is a high possibility that this is an erroneous judgment due to an error in the
(2)空転時の復帰制御時に車輪のグリップにより空転が解消する場合が頻発
上述したように、空転状態時の復帰制御では、目標回転数をゼロに設定するが、例えば、実回転数がゼロに収束せずに上昇することでグリップしたと復帰判定する場合の頻度が高くなるほど、誤判定の可能性が高い。
(2) During recovery control in the event of a spin, spin is frequently eliminated due to wheel grip. As described above, during recovery control in the event of a spin, the target rotation speed is set to zero. However, the more frequently the actual rotation speed does not converge to zero but instead rises, resulting in a determination that grip has been achieved and recovery being made, the more likely it is that a misjudgment will occur.
(3)空転時のトルク再分配により他車輪が空転状態に変化
空転状態のモータMのトルクを非空転状態のモータMに再分配するが、トルクの上昇により非空転状態のモータMが空転状態に変化する可能性が極めて低いと考えられる。すなわち、現実にはスリップ状態が発生しているにも関わらず、空転状態と誤判定している可能性が高い。
(3) Torque redistribution during slippage causes other wheels to slip. The torque of the slipping motor M is redistributed to the non-spinning motor M, but it is considered highly unlikely that the non-spinning motor M will slip due to an increase in torque. In other words, there is a high possibility that the wheel is erroneously judged to be in a slippage state even though a slippage state actually occurs.
(4)空転時のトルク再分配により他車輪がスリップ状態に変化
空転状態のモータMのトルクを非空転状態のモータMに再分配するが、トルクの上昇により非空転状態のモータMがスリップ状態に変化する可能性は(3)に比べれば高い。しかしながら、スリップ路面を比較的速い速度で走行して路面の凹凸により車輪が空転する状況は極めてまれである。すなわち、現実にはスリップ状態が発生しているにも関わらず、空転状態と誤判定している可能性が高い(ただし、(3)に比べて低い)。
(4) Other wheels slip due to torque redistribution during spinning The torque of the spinning motor M is redistributed to the non-spinning motor M, but the possibility that the non-spinning motor M will slip due to an increase in torque is higher than in (3). However, it is extremely rare for the wheels to spin due to unevenness of the road surface when traveling at a relatively high speed on a slippery road surface. In other words, there is a high possibility that the wheels are erroneously determined to be in a spinning state even when a slipping state actually occurs (however, this is lower than in (3)).
判定部22は、上記(1)~(4)の判定結果が得られた場合には、図10に示すように、マップ情報31の第1閾値TH1を補正する。図10は、マップ情報31の補正処理を示す図である。
When the
図10に示すように、判定部22は、まず、空転状態と判定した際の回転加速度の最大値と、第1閾値TH1との偏差を算出し、かかる偏差に所定の補正係数をかけた値を補正量として算出する。そして、判定部22は、かかる補正量に基づいて、第1閾値TH1を補正する(図10の一点鎖線)。
As shown in FIG. 10, the
このように、判定部22は、実際の判定結果からマップ情報31を補正することで、後の判定処理における判定結果の精度を高めることができる。
In this way, the
なお、補正係数は、任意の値を設定可能であるが、例えば、誤判定の可能性が高い程、値を高くするようにしてもよい。一例として、(1)~(4)の順で、(1)の補正係数を最も高くし、(4)の補正係数を最も低くするようにする。また、(2)については、頻度が高いほど、補正係数を高くするようにする。 The correction coefficient can be set to any value, but for example, the higher the possibility of erroneous judgment, the higher the value. As an example, in the order of (1) to (4), the correction coefficient for (1) is set to the highest and the correction coefficient for (4) is set to the lowest. For (2), the higher the frequency, the higher the correction coefficient.
上述してきたように、モータ制御装置1は、判定部22と、モータ制御部23とを備える。判定部22は、複数の車輪をそれぞれ別のモータMで駆動する車両Cにおいて、モータMの回転加速度に基づいて、モータM毎に回転数異常状態を判定する。モータ制御部23は、判定部22によって回転数異常状態と判定されたモータMに対して回転数異常状態から復帰させる復帰制御を行う。判定部22は、回転加速度が第1閾値以上である場合には、空転状態であると判定し、回転加速度が第1閾値未満、かつ、第1閾値より低い第2閾値以上である場合には、スリップ状態であると判定する。モータ制御部23は、空転状態と判定された場合と、スリップ状態と判定された場合とで復帰制御の内容を異ならせる。これにより、回転数異常状態の内容に応じて最適な復帰制御を行えるため、回転数異常状態から適切に復帰させることできる。
As described above, the
なお、上述した実施形態では、4輪の車両Cを例に挙げたが、2輪以上の車両であれば適用可能である。また、基本的なスリップ/空転判定処理や、復帰制御であれば、1輪の車両であっても適用可能である。 In the above embodiment, a four-wheeled vehicle C is used as an example, but the present invention can be applied to any vehicle with two or more wheels. In addition, the basic slip/spin determination process and return control can be applied to a one-wheeled vehicle.
また、車両Cは、前輪2輪および後輪2輪の車両である場合を示したが、車幅方向に3輪以上の車輪を有していたり、車両の長さ方向に3輪以上の車輪を有した5輪以上の車両であってもよい。 In addition, while vehicle C has been shown to have two front wheels and two rear wheels, it may have three or more wheels in the width direction of the vehicle, or three or more wheels in the length direction of the vehicle, making it a vehicle with five or more wheels.
また、上述した実施形態では、4輪すべてが駆動輪である場合を示したが、一部の車輪(例えば、4輪のうち、前輪2輪)が駆動輪であってもよい。また、モータMは、インホイールモータに限らず、各車輪(駆動輪)のトルクを個別に制御可能な構成であれば任意の構成を採用可能である。 In the above embodiment, all four wheels are driven, but some of the wheels (for example, the two front wheels out of the four wheels) may be driven. In addition, the motor M is not limited to an in-wheel motor, and any configuration can be used as long as it is capable of individually controlling the torque of each wheel (drive wheel).
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications may readily occur to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and equivalents thereof.
1 モータ制御装置
2 制御部
3 記憶部
20 制御部
21 取得部
22 判定部
23 モータ制御部
31 マップ情報
100 回転数センサ
C 車両
M モータ
TH1 第1閾値
TH2 第2閾値
Claims (4)
前記モータの回転加速度が第1閾値以上である場合には、空転状態であると判定し、前記回転加速度が前記第1閾値未満、かつ、前記第1閾値より低い第2閾値以上である場合には、スリップ状態であると判定する制御部を備え、
前記制御部は、
前記空転状態と判定された場合、前記車輪の回転を停止させるトルク指令を行うことによる前記車輪の回転停止を検出すると、前記車輪に対してトルクを出力しないように制御し、トルクを出力していない状態で前記車輪の回転を検出した場合に前記空転状態から復帰したと判定する復帰制御を行い、前記スリップ状態と判定された場合、前記空転状態と判定された場合とは異なる復帰制御を行う
モータ制御装置。 A motor control device for controlling a plurality of motors in a vehicle in which each of the wheels is driven by a separate motor, comprising:
a control unit that determines that the motor is in an idling state when a rotation acceleration of the motor is equal to or greater than a first threshold, and that the motor is in a slip state when the rotation acceleration is less than the first threshold and equal to or greater than a second threshold that is lower than the first threshold,
The control unit is
When the wheel is determined to be in the spin state, if the wheel is detected to have stopped rotating by issuing a torque command to stop the rotation of the wheel, a return control is performed to determine that the wheel has returned from the spin state when the wheel rotation is detected in a state where no torque is being output, and when the wheel is determined to be in the slip state , a return control different from that performed when the wheel is determined to be in the spin state is performed.
Motor control device.
前記空転状態と判定された場合には、前記空転状態の前記モータに分配されたトルクを非空転状態の前記モータに再分配し、前記スリップ状態と判定された場合には、前記スリップ状態の前記モータに分配されたトルクを非スリップ状態の前記モータへ再分配しない
請求項1に記載のモータ制御装置。 The control unit is
When it is determined that the motor is in the free-spinning state, the torque distributed to the motor in the free-spinning state is redistributed to the motor in the non-free-spinning state, and when it is determined that the motor is in the slipping state, the torque distributed to the motor in the slipping state is not redistributed to the motor in the non-slip state.
The motor control device according to claim 1 .
前記スリップ状態と判定された場合には、前記スリップ状態と判定される前の前記車輪の回転数になるように前記モータのトルク指令を行う
請求項1に記載のモータ制御装置。 The control unit is
When it is determined that the wheel is in a slip state, a torque command is issued to the motor so that the number of revolutions of the wheel becomes the number of revolutions before the wheel is determined to be in a slip state.
The motor control device according to claim 1 .
前記モータの回転加速度が第1閾値以上である場合には、空転状態であると判定し、前記回転加速度が前記第1閾値未満、かつ、前記第1閾値より低い第2閾値以上である場合には、スリップ状態であると判定し、
前記空転状態と判定された場合、前記車輪の回転を停止させるトルク指令を行うことによる前記車輪の回転停止を検出すると、前記車輪に対してトルクを出力しないように制御し、トルクを出力していない状態で前記車輪の回転を検出した場合に前記空転状態から復帰したと判定する復帰制御を行い、前記スリップ状態と判定された場合、前記空転状態と判定された場合とは異なる復帰制御を行う
モータ制御方法。 A motor control method for a vehicle in which a plurality of wheels are driven by separate motors, the method comprising:
When the rotation acceleration of the motor is equal to or greater than a first threshold, it is determined that the motor is in an idling state, and when the rotation acceleration is less than the first threshold and equal to or greater than a second threshold that is lower than the first threshold, it is determined that the motor is in a slip state;
When the wheel is determined to be in the spin state, if the wheel is detected to have stopped rotating by issuing a torque command to stop the rotation of the wheel, a return control is performed to determine that the wheel has returned from the spin state when the wheel rotation is detected in a state where no torque is being output, and when the wheel is determined to be in the slip state , a return control different from that performed when the wheel is determined to be in the spin state is performed.
Motor control methods.
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