(57)【要約】      （修正有）【課題】全ての車輪が駆動輪である電動車両に適用が可能な、駆動輪のスリップを適切に抑制する電動車両制御方法を提供する。【解決手段】モータ４ｆ、４ｒを走行駆動源とする電動車両の制御方法は、モータトルク指令値を算出し、モータ４ｆ、４ｒにつながる駆動輪９ｆ、９ｒがスリップしているか否かを判定し、モータトルク指令値とモータ回転数とに基づいて駆動輪９ｆ、９ｒの車輪駆動力推定値を算出し、車輪駆動力推定値の最大値又は最小値と相関のある値に基づいて車輪駆動力指令値を算出する。駆動輪９ｆ、９ｒがスリップしていないと判定した場合は、モータトルク指令値を用いてモータ４ｆ、４ｒを制御し、駆動輪９ｆ、９ｒがスリップしていると判定した場合は、車輪駆動力指令値に基づいてスリップ抑制制御トルク指令値を算出し、モータトルク指令値に代えスリップ抑制制御トルク指令値を用いてモータ４ｆ、４ｒを制御し、スリップを抑制する。【選択図】図１
2020205682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを走行駆動源とする電動車両の制御方法であって、
アクセル開度に基づいてモータトルク指令値を算出し、
前記モータにつながる駆動輪がスリップしているか否かを判定し、
前記モータトルク指令値とモータ回転数とに基づいて前記駆動輪の車輪駆動力推定値を算出し、
前記車輪駆動力推定値の最大値又は最小値と相関のある値に基づいて車輪駆動力指令値を算出し、
前記駆動輪がスリップしていないと判定された場合は、
前記モータトルク指令値に基づいて前記モータを制御し、
前記駆動輪がスリップしていると判定された場合は、
前記車輪駆動力指令値に基づいてスリップ抑制制御トルク指令値を算出し、
前記モータトルク指令値に代えて、前記スリップ抑制制御トルク指令値に基づいて前記モータを制御するスリップ抑制制御を実行する、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の制御方法において、
前記スリップ抑制制御中に再度前記駆動輪がスリップしていると判定された場合は、再度前記駆動輪がスリップしていると判定された時点からの前記車輪駆動力推定値の最大値又は最小値と相関のある値に基づいて前記車輪駆動力指令値を更新する、
電動車両の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動車両の制御方法において、
前記スリップ抑制制御中に前記駆動力推定値が所定の値を超えた場合は、前記スリップ抑制制御を解除するとともに、前記モータを制御するための指令値の値を、前記スリップ抑制制御トルク指令値から前記モータトルク指令値に徐々に変化させる、
電動車両の制御方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法において、
前記車輪駆動力推定値の最大値又は最小値と相関のある値は、当該車輪駆動力推定値の最大値又は最小値に所定のゲインを乗じて算出される、
電動車両の制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の電動車両の制御方法において、
前記所定のゲインは、ステアリング角度に応じて設定される、
電動車両の制御方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法において、
前記車輪駆動力推定値は、前記モータトルク指令値と、前記モータ回転数から前記車輪駆動力までの伝達特性とに基づいて算出される、
電動車両の制御方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法において、
前記モータトルク指令値に基づいて前記モータのモータ角速度を算出し、
算出した前記モータ角速度と、実際の前記モータ角速度とに基づいて前記駆動輪がスリップしているか否かを判定する、
電動車両の制御方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法において、
前記モータトルク指令値に基づいて前記モータのモータ角加速度を算出し、
算出した前記モータ角加速度と、実際の前記モータ角加速度とに基づいて前記駆動輪がスリップしているか否かを判定する、
電動車両の制御方法。
【請求項９】
走行駆動源としてのモータと、前記モータを制御するコントローラとを備える電動車両の制御装置であって、
前記コントローラは、
アクセル開度に基づいてモータトルク指令値を算出し、
前記モータにつながる駆動輪がスリップしているか否かを判定し、
前記モータトルク指令値とモータ回転数とに基づいて前記駆動輪の車輪駆動力推定値を算出し、
前記車輪駆動力推定値の最大値又は最小値と相関のある値に基づいて車輪駆動力指令値を算出し、
前記駆動輪がスリップしていないと判定された場合は、
前記モータトルク指令値に基づいて前記モータを制御し、
前記駆動輪がスリップしていると判定された場合は、
前記車輪駆動力指令値に基づいてスリップ抑制制御トルク指令値を算出し、
前記モータトルク指令値に代えて、前記スリップ抑制制御トルク指令値に基づいて前記モータを制御するスリップ抑制制御を実行する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の制御方法、及び、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータによって車輪を駆動する電動車両において、駆動輪のスリップが検出されたときに、従動輪の速度に基づいて駆動輪につながるモータの目標回転速度を制御することによって、発生したスリップを抑制するスリップ制御方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５８３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された上記の制御方法は、モータの目標回転速度を従動輪の速度に基づいて算出するものであるため、従動輪を具備することが前提である。したがって、全ての車輪が駆動輪であって、従動輪を有さない電動車両には上述のスリップ制御方法を適用することはできない。
【０００５】
本発明は、全ての車輪が駆動輪である電動車両に適用したとしても、駆動輪のスリップを適切に抑制することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様における車両の制御方法は、モータを走行駆動源とする電動車両の制御方法であって、モータトルク指令値を算出し、モータにつながる駆動輪がスリップしているか否かを判定し、モータトルク指令値とモータ回転数とに基づいて駆動輪の車輪駆動力推定値を算出し、車輪駆動力推定値の最大値又は最小値と相関のある値に基づいて車輪駆動力指令値を算出する。そして、駆動輪がスリップしていないと判定された場合は、モータトルク指令値に基づいてモータを制御し、駆動輪がスリップしていると判定された場合は、車輪駆動力指令値に基づいてスリップ抑制制御トルク指令値を算出し、モータトルク指令値に代えて、スリップ抑制制御トルク指令値に基づいてモータを制御するスリップ抑制制御を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従動輪速度を用いることなくスリップ抑制制御トルク指令値を算出し、当該スリップ抑制制御トルク指令値に基づくスリップ抑制制御を実行することができるので、全ての車輪が駆動輪である電動車両に適用したとしても、駆動輪のスリップを適切に抑制することができる。
【０００８】
本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態の電動車両の制御方法が適用される電動車両のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、一実施形態のモータコントローラによって行われる処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、アクセル開度−トルクテーブルの一例を示す図である。
【図４】図４は、前後駆動力配分処理を実現するブロック図である。
【図５】図５は、スリップ制御演算処理部を示すブロック図である。
【図６】図６は、スリップ判定部を示すブロック図である。
【図７】図７は、モータ角加速度推定部を示すブロック図である。
【図８】図８は、モータ角加速度演算部を示すブロック図である。
【図９】図９は、モータを前後に独立して搭載した車両の運動方程式を説明する図である。
【図１０】図１０は、外乱トルク推定部を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、フロントモータ角速度によるスリップ判定演算部を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、フロントモータ角加速度によるスリップ判定演算部を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、フロントスリップ制御演算部を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、フロント駆動力推定部を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、フロント駆動力指令値算出部を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、フロントスリップ抑制制御トルク算出部を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、本発明が適用される電動車両（左右輪駆動車両）のシステム構成例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、本発明が適用される電動車両（４ＷＤ左右輪駆動車両）のシステム構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、本発明が適用される電動車両（４輪独立駆動車両）のシステム構成例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、一実施形態の電動車両の制御方法の制御結果の一例を説明するための図である。
【図２１】図２１は、一実施形態の電動車両の制御方法の制御結果の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［一実施形態］
最初に、本発明が適用される車両のシステム構成（システム構成１）について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態が適用される電動車両の主要なシステム構成（システム構成１）を示すブロック図である。なお、ここでの電動車両とは、車両の駆動源として少なくとも一つの駆動モータ（電動モータ）を備え、駆動モータの駆動力により走行する自動車のことであり、電気自動車や、ハイブリッド自動車が含まれる。
【００１２】
バッテリ１は、フロント駆動モータ４ｆおよびリア駆動モータ４ｒへ駆動電力を放電し、フロント駆動モータ４ｆおよびリア駆動モータ４ｒからの回生電力により充電される。
【００１３】
電動モータコントローラ２（以下単にコントローラ２ともいう）には、アクセル開度θ、フロント駆動モータ４ｆの回転子位相αｆ、リア駆動モータ４ｒの回転子位相αｒ、フロント駆動モータ４ｆの電流（三相交流の場合は、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ）、リア駆動モータ４ｒの電流（三相交流の場合は、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ）等の車両状態を示す各種車両変数の信号がデジタル信号として入力される。コントローラ２は、入力された信号に基づいてフロント駆動モータ４ｆおよびリア駆動モータ４ｒを制御するためのＰＷＭ信号をそれぞれ生成する。また、生成したそれぞれのＰＷＭ信号に応じてフロントインバータ３ｆおよびリアインバータ３ｒの駆動信号を生成する。
【００１４】
フロントインバータ３ｆ、および、リアインバータ３ｒ（以下、まとめてフロント／リアインバータ３ｆ、３ｒともいう）は、相ごとに備えられた２個のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等のパワー半導体素子）をオン／オフすることにより、バッテリ１ｆｒから供給される直流の電流を交流に変換あるいは逆変換し、フロント駆動モータ４ｆおよびリア駆動モータ４ｒに所望の電流を流す。
【００１５】
フロント駆動モータ４ｆ（三相交流モータ）、および、リア駆動モータ４ｒ（三相交流モータ）は（以下、まとめてフロント／リア駆動モータ４ｆ、４ｒ、あるいは単にモータ４ｆ、４ｒともいう）、フロント／リアインバータ３ｆ、３ｒから供給される交流電流により駆動力を発生し、フロント減速機５ｆｒ、リア減速機５ｒ、および、フロントドライブシャフト８ｆ、リアドライブシャフト８ｒを介して、フロント駆動輪９ｆおよびリア駆動輪９ｒ（以下、まとめてフロント／リア駆動輪９ｆ、９ｒともいう）に駆動力を伝達する。また、フロント／リア駆動モータ４ｆ、４ｒは、車両の走行時にフロント／リア駆動輪９ｆ、９ｒに連れ回されて回転するときに、回生駆動力を発生させることで、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この場合、フロント／リアインバータ３ｆ、３ｒは、回生運転時に発生する交流電流を直流電流に変換して、バッテリ１に供給する。
【００１６】
なお、本明細書において記載するフロント駆動輪９ｆは、車両前方の左右の駆動輪を示し、リア駆動輪９ｒは、車両後方の左右の駆動輪を示すものとする。
【００１７】
フロント回転センサ６ｆ、および、リア回転センサ６ｒは、例えば、レゾルバやエンコーダであり、フロント／リア駆動モータ４ｆ、４ｒの回転子位相αｆ、αｒをそれぞれ検出する。
【００１８】
フロント車輪回転数センサ１０ｆ、および、リア車輪回転数センサ１０ｒは、二つのフロント駆動輪９ｆ、および、二つのリア駆動輪９ｒの車輪回転数をそれぞれ検出する。
【００１９】
図２は、コントローラ２によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０１からステップＳ２０５に係る処理は、車両システムが起動している間、一定の間隔で常時実行されるようにプログラムされている。
【００２０】
ステップＳ２０１では、車両状態を示す信号がコントローラ２に入力される。ここでは、以下で説明する制御演算に必要なフロント／リアの各構成に関する信号を、センサ入力、または、他のコントローラより通信にて取得する。本実施形態では、コントローラ２には、モータの回転子位相α（電気角）［ｒａｄ］、それぞれの車輪の車輪回転速度ωｍ［ｍ／ｓ］、アクセル開度θ［%］、モータ４ｆ、４ｒのモータ回転速角速度ω、モータ４ｆ、４ｒに流れる三相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、バッテリ１の直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）および、不図示のステアリングの回転角度ωｓｔｒ［ｒａｄ］が入力される。
【００２１】
モータ４ｆ、４ｒに流れる三相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗは、電流センサ７ｆ、７ｒを用いて取得される。ただし、三相の電流値の合計は０になることから、三相のうちの一つの電流値（例えばｉｗ）は取得せず、他の二つの電流値（例えばｉｕ、ｉｖ）から計算により求めてもよい。
【００２２】
フロント／リアのモータの回転子位相α（電気角）［ｒａｄ］は、レゾルバ又はエンコーダ等で構成される回転センサ６ｆ、６ｒを用いて取得される。そして、モータの回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］は、回転子位相αを微分することにより求められる。
【００２３】
フロント／リアのモータ回転速度Ｎｍ［ｒｐｍ］は、回転子角速度ω（電気角）を電動モータの極対数ｐで除算して、電動モータ４の機械的な角速度であるモータ回転角速度ωｍ（ｒａｄ／ｓ）を求め、求めたモータ回転角速度ωｍに６０／（２π）を乗算することによって求められる。
【００２４】
４つの車輪のそれぞれの車輪回転数は車輪回転数センサ１０ｒ、１０ｆから取得される。そして、コントローラ２は、それぞれの車輪回転数にタイヤ動半径ｒを乗算することにより車輪回転速度ｖ［ｍ／ｓ］を求め、［ｍ／ｓ］から［ｋｍ／ｓ］への単位変換係数「３６００／１０００」を乗算することで、車輪回転速度ωｗｆｒ、ωｗｆｌ、ωｗｒｒ、ωｗｒｌを求める。
【００２５】
アクセル開度θ（%）は、図示しないアクセル開度センサから取得する。なお、アクセル開度θ（%）は、図示しない車両コントローラ等の他のコントローラから取得するようにしても良い。
【００２６】
直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）は、バッテリ１とインバータ３間の直流電源ラインに設けられた電圧センサ（不図示）により検出する。なお、直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）は、バッテリコントローラ（不図示）から送信される信号により検出するようにしてもよい。
【００２７】
ステアリングの回転角度θｓｔｒ［ｒａｄ］は、レゾルバ又はエンコーダ等で構成される回転センサ（不図示）を用いて取得される。
【００２８】
ステップＳ２０２では、コントローラ２が、車両情報に基づいてドライバが要求する基本目標トルクとしての目標トルク指令値Ｔ*ｍ（モータトルク指令値）を設定する。具体的には、まず、コントローラ２は、ステップＳ２０１で入力されたアクセル開度θおよび算出したフロントモータ回転速度ωｍｆに基づいて、図３に示すアクセル開度−トルクテーブルを参照することにより、目標トルク指令値Ｔ*ｍを設定する。次に、コントローラ２は、前後駆動力配分処理（図４参照）を実行して、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、および、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒを算出する。
【００２９】
図４は、前後駆動力配分処理を説明するための図である。図中のＫｆは、ドライバ要求トルクとしての目標トルク指令値Ｔｍ*に応じて出力する駆動力を、フロント駆動モータ４ｆとリア駆動モータ４ｒとに分配するための値であって、０〜１の間の値に設定される。コントローラ２は、目標トルク指令値Ｔｍ*に、０〜１の間の値に設定されるＫｆを乗じることにより、フロント駆動システムへのフロント目標トルク指令値Ｔｍｆ*を算出する。同時に、コントローラ２は、目標トルク指令値Ｔｍ*に、１−Ｋｆを乗じることで、リア駆動システムのリア目標トルク指令値Ｔｍｒ*を算出する。
【００３０】
ステップＳ２０３では、コントローラ２がスリップ制御演算処理を行う。本実施形態のスリップ制御演算処理では、スリップを抑制する最終フロントトルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆと、最終リアトルク指令値Ｔ*ｍｒ＿ｆが算出される。本実施形態のスリップ制御演算処理の詳細については後述する。
【００３１】
ステップＳ２０４では、コントローラ２が電流指令値算出処理を行う。具体的には、コントローラ２は、ステップＳ２０３で算出されたフロント／リア最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆ、Ｔ*ｍｒ＿ｆに加え、フロント／リアモータ回転角速度ωｍｆ、ωｍｒと直流電圧値Ｖｄｃとに基づいて、フロント／リア駆動モータ４ｆ、４ｒそれぞれのｄ軸電流目標値ｉｄ*、ｑ軸電流目標値ｉｑ*を求める。具体的には、コントローラ２は、トルク指令値、モータ回転角速度、及び、直流電圧値と、ｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値との関係を定めたテーブルを予め用意しておいて、このテーブルを参照することにより、ｄ軸電流目標値ｉｄ*及びｑ軸電流目標値ｉｑ*を算出する。
【００３２】
ステップＳ２０５では、フロント／リアインバータにおいてｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑをそれぞれ、ステップＳ２０４で求めたｄ軸電流目標値ｉｄ*及びｑ軸電流目標値ｉｑ*と一致させるための電流制御を行う。このため、まず初めに、ステップＳ２０１で取得した三相交流電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、フロント／リアモータ４ｆ、４ｒの回転子位相αに基づいて、各モータに対するｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑを求める。続いて、ｄ軸、ｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*と、ｄ軸、ｑ軸電流ｉｄ、ｉｑとの偏差から、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑを算出する。なお、ここでは、算出したｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑに対して非干渉制御を加える場合もある。
【００３３】
次に、フロント／リアのモータ４ｆ、４ｒに対するｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑと、フロント／リアのモータ４ｆ、４ｒの回転子位相αから、フロント／リアのモータ４ｆ、４ｒのそれぞれに対する三相交流電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを求める。そして、求めた三相交流電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗと、直流電圧値Ｖｄｃから、ＰＷＭ信号ｔｕ（％）、ｔｖ（％）、ｔｗ（％）を求める。このようにして求めたＰＷＭ信号ｔｕ、ｔｖ、ｔｗにより、フロント／リアインバータ３ｆ、３ｒのスイッチング素子を開閉することによって、フロント／リアモータ４ｆ、４ｒを最終フロントトルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆと、最終リアトルク指令値Ｔ*ｍｒ＿ｆとで指示された所望のトルクで駆動することができる。
【００３４】
〈スリップ制御演算処理〉
以下では、ステップＳ２０３で実行されるスリップ制御演算処理の詳細を説明する。
【００３５】
図５は、スリップ制御演算処理を実行するための制御ブロック（スリップ制御演算処理部５０）の構成例を示す図である。
【００３６】
スリップ制御演算処理部５０は、スリップ判定部５０１と、フロントスリップ制御演算部５０２と、リアスリップ制御演算部５０３とを含んで構成される。
【００３７】
スリップ判定部５０１は、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ、フロントモータ角速度ωｍｆ、リアモータ角速度ωｍｒ、右フロント車輪回転速度ωｗｆｒ、左フロント車輪回転速度ωｗｆｌ、右リア車輪回転速度ωｗｒｒ、左リア車輪回転速度ωｗｒｌ、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆ、フロント駆動力推定値、リア駆動力指令値Ｆ*ｒ、およびリア駆動力推定値を入力とし、フロント最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆとリア最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｒを出力する。スリップ判定部５０１の詳細は、図６を用いて後述する。
【００３８】
なお、本明細書の式中又は図面中において、フロント駆動力推定値およびリア駆動力推定値は以下の符号で表される。ただし、以下の文中におけるフロント駆動力推定値およびリア駆動力推定値の符号は省略する。
【００３９】
2020205682.tif 000003
【００４０】
フロントスリップ制御演算部５０２は、フロント最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆ、フロントモータ角速度ωｍｆ、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、ステアリング回転角度θｓｔｒを入力とし、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆ、フロント駆動力推定値、およびフロント最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆを出力する。
【００４１】
リアスリップ制御演算部５０３は、リア最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｒ、リアモータ角速度ωｍｒ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ、ステアリング回転角度θｓｔｒを入力とし、リア駆動力指令値Ｆ*ｒ、リア駆動力推定値、およびリア最終トルク指令値Ｔ*ｍｒ＿ｆを出力する。
【００４２】
〈スリップ判定演算処理〉
以下では、スリップ判定部５０１が実行するスリップ判定演算処理の詳細を説明する。
【００４３】
図６は、スリップ判定部５０１の構成例を示す図である。
【００４４】
スリップ判定部５０１は、モータ角加速度推定部６０１と、フロントモータ角速度によるスリップ判定演算部６０２と、フロントモータ角加速度によるスリップ判定演算部６０３と、フロントスリップ制御解除判定部６０４と、フロントスリップ判定部６０５と、リアモータ角速度によるスリップ判定演算部６０６と、リアモータ角加速度によるスリップ判定演算部６０７と、リアスリップ制御解除判定部６０８と、リアスリップ判定部６０９と、を含んで構成される。
【００４５】
モータ角加速度推定部６０１は、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ、各車輪の回転速度である右フロント車輪回転速度ωｗｆｒ、左フロント車輪回転速度ωｗｆｌ、右リア車輪回転速度ωｗｒｒ、および左リア車輪回転速度ωｗｒｌを入力とし、フロントモータ角加速度推定値とリアモータ角加速度推定値を出力する。
【００４６】
なお、本明細書の式中又は図面中において、フロントモータ角加速度推定値とリアモータ角加速度推定値は以下の符号で表される。ただし、以下の文中におけるフロントモータ角加速度推定値とリアモータ角加速度推定値の符号は省略する。
【００４７】
2020205682.tif 000004
【００４８】
フロントモータ角速度によるスリップ判定演算部６０２（以下、フロント角速度スリップ判定演算部６０２とも称する）は、フロントモータ角加速度推定値およびフロントモータ角速度ωｍｆを入力とし、フロントスリップ制御フラグ１（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ１＿ｆ）を出力する。
【００４９】
フロントモータ角加速度によるスリップ判定演算部６０３（以下、フロント角加速度スリップ判定演算部６０３とも称する）は、フロントモータ角加速度推定値およびフロントモータ角速度ωｍｆを入力とし、フロントスリップ制御フラグ２（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ２＿ｆ）を出力する。
【００５０】
フロントスリップ制御解除判定部６０４には、フロント駆動力推定値とフロント駆動力指令値Ｆ*ｆを入力とし、フロントスリップ制御解除フラグｓｔｏｐ＿ｆｌｇ＿ｆを出力する。フロントスリップ制御解除フラグｓｔｏｐ＿ｆｌｇ＿ｆは、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆに所定のゲインを乗算した値の絶対値よりフロント駆動力推定値が大きい場合に、１にセットされる。ここでの所定のゲインは、実験やシミュレーション等により予め見出された値であって、フロント駆動力推定値との比較において路面状態が高μ路に遷移したと判定するための指標として適切な値が設定される。
【００５１】
フロントスリップ判定部６０５は、フロントスリップ制御フラグ１（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ１＿ｆ）とフロントスリップ制御フラグ２（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ２＿ｆ）とを入力とし、これらの論理和（or）を計算して、フロント最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆを出力する。ただし、フロントスリップ制御解除フラグｓｔｏｐ＿ｆｌｇ＿ｆが１の場合には、路面状態が高μ路に遷移したと判断され、フロント最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆは０にセットされる。これにより、スリップ抑制制御が解除されると、フロント最終トルク指令値は、後述するフロントトルク指令値切替部１３０４においてフロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｆからアクセル開度に応じて算出されたフロントモータトルク指令値Ｔ*ｍｒに徐々に戻される。
【００５２】
リアモータ角速度によるスリップ判定演算部６０６（以下、リア角速度スリップ判定演算部６０６とも称する）は、リアモータ角加速度推定値およびリアモータ角速度ωｍｒを入力とし、リアスリップ制御フラグ１（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ１＿ｒ）を出力する。
【００５３】
リアモータ角加速度によるスリップ判定演算部６０７（以下、リア角加速度スリップ判定演算部６０７とも称する）は、リアモータ角加速度推定値およびリアモータ角速度ωｍｒを入力とし、リアスリップ制御フラグ２（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ２＿ｒ）を出力する。
【００５４】
リアスリップ制御解除判定部６０８には、リア駆動力推定値とリア駆動力指令値Ｆ*ｒを入力とし、リアスリップ制御解除フラグｓｔｏｐ＿ｆｌｇ＿ｒを出力する。リアスリップ制御解除フラグｓｔｏｐ＿ｆｌｇ＿ｒは、リア駆動力推定値が、リア駆動力指令値Ｆ*ｒに所定のゲインを乗算した値の絶対値より大きい場合に、１にセットされる。
【００５５】
リアスリップ判定部６０９は、リアスリップ制御フラグ１（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ１＿ｒ）とリアスリップ制御フラグ２（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ２＿ｒ）とを入力とし、これらの論理和（or）を計算して、リア最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｒを出力する。ただし、リアスリップ制御解除フラグｓｔｏｐ＿ｆｌｇ＿ｒが１の場合には、路面状態が高μ路に遷移したと判断され、リア最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｒは０にセットされる。なお、スリップ抑制制御が解除された後の制御は上述のフロントモータに係る制御と同様である。
【００５６】
次に、モータ角加速度推定部６０１の詳細について図７を用いて説明する。
【００５７】
図７は、モータ角加速度推定部６０１を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。モータ角加速度推定部６０１は、車輪速度セレクト部７０１と、外乱トルク推定部７０２と、制御系演算遅れ処理部７０３と、モータ応答遅れ処理部７０４と、モータトルク配分ゲイン７０５、７０６と、モータ角加速度演算部７０７と、センサ信号処理遅れ処理部７０８、７０９と、加算器７１０と、減算器７１１とを含んで構成される。
【００５８】
加算器７１０は、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆとリア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒとを足し合わせて、目標トルク指令値Ｔ*ｍを算出する。算出された目標トルク指令値Ｔ*ｍは、車輪速度セレクト部７０１と、外乱トルク推定部７０２と、減算器７１１とに出力される。
【００５９】
車輪速度セレクト部７０１は、右フロント車輪回転速度ωｗｆｒ、左フロント車輪回転速度ωｗｆｌ、右リア車輪回転速度ωｗｒｒ、および左リア車輪回転速度ωｗｒｌを入力とし、４つの車輪のうち、スリップしていない車輪、換言すると、実際の車体速度に最も近いと思われる車輪の回転速度を選択して、セレクト車輪回転速度ωｖとして出力する。
【００６０】
本実施形態の車輪速度セレクト部７０１は、目標トルク指令値が正のときは駆動力が前進方向であるため、各車輪回転速度のうち最も小さい（遅い）値が車体速度に最も近いと判断して、各車輪回転速度のうち最も小さい車輪回転速度をセレクト車輪回転速度ωｖとして出力する。一方、車輪速度セレクト部７０１は、目標トルク指令値が負のときは駆動力が後進方向であるため、車輪回転速度が負の値で表されることを前提に、各車輪回転速度のうち最も大きい（遅い）値が車体速度に最も近いと判断して、各車輪回転速度のうち最も大きい車輪回転速度をセレクト車輪回転速度ωｖとして出力する。
【００６１】
外乱トルク推定部７０２は、セレクト車輪回転速度ωｖおよび目標トルク指令値Ｔ*ｍを入力とし、外乱トルク推定値Ｔｄｉｓｔを出力する。外乱トルク推定値Ｔｄｉｓｔの算出方法の詳細は、図１０を参照して後述する。
【００６２】
減算器７１１は、目標トルク指令値Ｔ*ｍから外乱トルク推定値Ｔｄｉｓｔを減算することにより算出した補正後目標トルク指令値Ｔ*ｍ２を制御系演算遅れ処理部７０３に出力する。
【００６３】
制御系演算遅れ処理部７０３およびモータ応答遅れ処理部７０４では、補正後目標トルク指令値Ｔ*ｍ２に対して、補正後目標トルク指令値Ｔ*ｍ２の演算を含む制御演算に要する制御演算遅れ時間Ｌ１の無駄時間処理ｅ-L1s、および、補正後目標トルク指令値が入力されてから実際のトルクが発生するまでの遅れを模擬した伝達関数Ｇａ（ｓ）を用いた一次遅れ処理Ｇａ（＝１／（τａｓ＋１））が施されることにより、制御系遅れ演算後目標トルク指令値Ｔ*ｍ３が算出される。
【００６４】
モータトルク配分ゲイン７０５は、０〜１の間の値に設定されるＫｆを制御系遅れ演算後目標トルク指令値Ｔ*ｍ３に乗じることにより、制御系遅れ演算後フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ３を算出する。
【００６５】
モータトルク配分ゲイン７０６は、１−Ｋｆを制御系遅れ演算後目標トルク指令値Ｔ*ｍ３に乗じることにより、制御系遅れ演算後リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ３を算出する。
【００６６】
モータ角加速度演算部７０７は、制御系遅れ演算後フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ３と制御系遅れ演算後リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ３とを入力とし、遅れ補正前フロントモータ角加速度推定値と遅れ補正前リアモータ角加速度推定値を出力する。遅れ補正前フロントモータ角加速度推定値と遅れ補正前リアモータ角加速度推定値の算出方法の詳細は、図８等を参照して後述する。
【００６７】
センサ信号処理遅れ処理部７０８は、遅れ補正前フロントモータ角加速度推定値に対して、回転センサ６ｆ、６ｒ等の各種センサで信号を検出するのに要する時間や、検出した信号値を処理するのに要する時間であるセンサ信号処理時間Ｌ２の無駄時間処理ｅ-L2sを施し、フロントモータ角加速度推定値を出力する。
【００６８】
センサ信号処理遅れ処理部７０９は、遅れ補正前リアモータ角加速度推定値に対して、回転センサ６ｆ、６ｒ等の各種センサで信号を検出するのに要する時間や、検出した信号値を処理するのに要する時間であるセンサ信号処理時間Ｌ２の無駄時間処理ｅ-L2sを施し、リアモータ角加速度推定値を出力する。
【００６９】
制御系演算遅れ処理部７０３、モータ応答遅れ処理部７０４、およびセンサ信号処理遅れ処理部７０８、７０９を用いて行うこれら制御系の遅れ演算処理は、フロント／リア駆動モータ４ｆ、４ｒを制御するための各種演算に要する時間遅れ、モータトルク指令値に対してフロント／リア駆動モータ４ｆ、４ｒに実際のトルクが発生するまでの時間遅れ、および、車両状態を検出して所定の処理を行うのに要する時間に起因する時間遅れ（回転センサ６や車輪回転数センサ等の各種センサで信号を検出・処理するのに要する時間に起因する時間遅れ）を考慮した処理である。モータ角加速度推定部７０１は、これら制御系の遅れを補償する遅れ演算処理を実行する上述の処理部の少なくとも一つを含むことにより、モータ角加速度推定値の推定誤差を小さくすることができる。
【００７０】
次に、モータ角加速度演算部７０７の詳細について説明する。
【００７１】
図８は、モータ角加速度演算部７０７を実現する制御ブロックの構成例を示す。図８で示すモータ角加速度演算部８０７を構成する制御ブロックは、図９を参照して以下に説明する４ＷＤ車両の運動方程式と等価に構成された車両モデルである。
【００７２】
図９は、システム構成２にかかる車両（４ＷＤ車両）の駆動力伝達系をモデル化した図であり、同図における各パラメータは以下のとおりである。なお、補助記号のｆはフロントを、ｒはリアを示している。
【００７３】
Ｊｍｆ、Ｊｍｒ：モータイナーシャ
Ｊｗｆ、Ｊｗｒ：駆動軸イナーシャ（１軸分）
Ｋｄｆ、Ｋｄｒ：駆動軸のねじり剛性
Ｋｔｆ、Ｋｔｒ：タイヤと路面の摩擦に関する係数
Ｎｆ、Ｎr：オーバーオールギヤ比
ｒｆ、ｒr：タイヤ荷重半径
ωｍｆ、ωｍｒ：モータ回転角速度
ω＾ｍｆ、ω＾ｍｒ：モータ回転角速度推定値
θｍｆ、θｍｒ：モータ角度
ωｗｆ、ωｗｒ：駆動輪角速度
θｗｆ、θｗｒ：駆動輪角度
Ｔｍｆ、Ｔｍｒ：モータトルク
Ｔｄｆ、Ｔｄｒ：駆動軸トルク
Ｆｆ、Ｆｒ：駆動力（２軸分）
θｄｆ、θｄｒ：駆動軸ねじり角度
Ｖ：車体速度
Ｍ：車体質量
【００７４】
図９より、４ＷＤ車両の運動方程式は、次式（１）〜（１１）で表される。
【数１】
2020205682.tif 000005
【数２】
2020205682.tif 000006
【数３】
2020205682.tif 000007
【数４】
2020205682.tif 000008
【数５】
2020205682.tif 000009
【数６】
2020205682.tif 000010
【数７】
2020205682.tif 000011
【数８】
2020205682.tif 000012
【数９】
2020205682.tif 000013
【数１０】
2020205682.tif 000014
【数１１】
2020205682.tif 000015
【００７５】
図８中に示す不感帯は、フロント駆動軸８ｆに係るフロント駆動軸トルクＴｄｆ、および、リア駆動軸８ｒに係るリア駆動軸トルクＴｄｒのぞれぞれのギヤバックラッシュ特性を模擬した不感帯モデルであって、次式（１２）で表される。
【００７６】
【数１２】
2020205682.tif 000016
【００７７】
ただし、式（１２）中のθdeadfはフロント駆動モータ４ｆからフロント駆動軸８ｆまでのオーバーオールのギヤバックラッシュ量であり、θdeadrはリア駆動モータ４ｒからリア駆動軸８ｒまでのオーバーオールのギヤバックラッシュ量である。
【００７８】
次に、外乱トルク推定部７０２の詳細について、図１０等を参照して説明する。
【００７９】
図１０は、外乱トルク推定部７０２を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。外乱トルク推定部７０２は、モータ４ｆ、４ｒに作用する外乱トルクを推定値する。外乱トルク推定部７０２は、制御ブロック１００１と、フィルタ１００２と、減算器１００３とを含んで構成される。
【００８０】
なお、車両に作用する外乱としては、空気抵抗、乗員数や積載量に起因する車両質量の変動によるモデル化誤差、タイヤの転がり抵抗、路面の勾配抵抗等が考えられる。これら外乱要因のうち、どれが支配的な要因になるかは運転条件により異なるが、外乱トルク推定部７０２は、上述した外乱要因を駆動モータに作用する外乱トルクとして一括して推定することができる。
【００８１】
制御ブロック１００１は、ローパスフィルタＨ（ｓ）と、車両応答Ｇｒ（ｓ）の逆系とから構成される。
【００８２】
車両応答Ｇｒ（ｓ）は、車体質量Ｍと、モータイナーシャＪｍと、駆動軸イナーシャＪｗとから求まる等価質量を用いて、以下式（１３）のように設定される。
【数１３】
2020205682.tif 000017
【００８３】
また、ローパスフィルタＨ（ｓ）は、分母次数と分子次数との差分が車両応答Ｇｒ（ｓ）の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性を有するローパスフィルタであり、次式（１４）で表される。
【数１４】
2020205682.tif 000018
【００８４】
制御ブロック１００１では、上述のように構成されるＨ（ｓ）／Ｇｒ（ｓ）によって、駆動軸９の回転速度に相関のある回転体の回転速度であって、車体速度に最も近い速度を表すセレクト車輪回転速度ωｖにフィルタリング処理が施されることにより第１のモータトルク推定値が算出される。
【００８５】
フィルタ８０２では、ローパスフィルタＨ１（ｓ）によってモータトルク指令値Ｔ*ｍにフィルタリング処理が施されることにより第２のモータトルクトルク推定値が算出される。
【００８６】
なお、本明細書の式中又は図面中において、第１のモータトルク推定値と第２のモータトルク推定値は以下の符号で表される。ただし、以下の文中における第１のモータトルク推定値と第２のモータトルク推定値の符号は省略する。
【００８７】
2020205682.tif 000019
【００８８】
そして、減算器１００３において第１のモータトルク推定値と第２のモータトルク推定値との偏差が演算されることにより、外乱トルク推定値Ｔｄｉｓｔが算出される。
【００８９】
次に、フロント角速度スリップ判定演算部６０２の詳細について説明する。
【００９０】
〈フロントモータ角速度によるスリップ判定演算〉
図１１は、フロント角速度スリップ判定演算部６０２を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。フロント角速度スリップ判定演算部６０２は、初期化処理部１１０１と、モータ角速度推定部１１０２と、スリップ判定部１１０３とを含んで構成される。
【００９１】
初期化処理部１１０１は、フロントモータ角速度ωｍｆを入力とし、初期化フラグｆｌｇ＿ｉｎｉを出力する。初期化処理部１１０１は、フロントモータ角速度ωｍｆを微分することによりフロントモータ角加速度を算出し、フロントモータ角加速度の絶対値が所定値未満の場合には初期化フラグｆｌｇ＿ｉｎｉを１に、フロントモータ角加速度の絶対値が所定値以上の場合には初期化フラグｆｌｇ＿ｉｎｉを０に設定する。
【００９２】
モータ角速度推定部１１０２は、積分器を有し、フロントモータ角加速度推定値を積分処理することによりフロントモータ角速度推定値を算出する。当該積分器は、初期化フラグｆｌｇ＿ｉｎｉが１の場合に、フロントモータ角速度ωｍｆで初期化される。フロントモータ角加速度推定値は、駆動系の捩れ剛性及びギヤバックラッシュ特性を考慮したフロントモータトルクからフロントモータ角加速度までの伝達特性を用いて算出されているので、上述のような初期化処理が施されることにより、当該伝達特性のモデル化誤差に起因するフロントモータ角速度推定値の推定誤差を低減することができる。なお、初期化処理を行うか否かの基準となる上記の所定値は、フロントモータ角速度推定値の推定誤差を低減する観点から予め実験等により導出された適切な値が設定される。
【００９３】
なお、本明細書の式中又は図面中において、フロントモータ角速度推定値およびフロントモータ角加速度推定値は以下の符号で表される。ただし、以下の文中におけるフロントモータ角速度推定値およびフロントモータ角加速度推定値の符号は省略する。
【００９４】
2020205682.tif 000020
【００９５】
スリップ判定部１１０３は、フロントモータ角速度ωｍｆとフロントモータ角速度推定値の偏差を算出する。そして、スリップ判定部１１０３は、算出した偏差が所定値以上の場合に、車両にスリップが発生していると判定してフロントスリップ制御フラグ１（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ１＿ｆ）を１に設定する。一方、スリップ判定部１１０３は、算出した偏差が所定値未満の場合に、車両にスリップが発生していないと判定してスリップ制御フラグ１（ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ１＿ｆ）を０に設定する。ここでの所定値には、予め実験やシミュレーション等により導出された値であって、フロントモータ角速度ωｍｆとモータ角速度推定値との偏差と比較することによって車両のスリップを適切に判定できる値が設定される。
【００９６】
〈リアモータ角速度によるスリップ判定演算〉
なお、リアモータ角速度によるスリップ判定演算部６０６（図６参照）は、上述したフロントモータ角速度によるスリップ判定演算部６０２（図１１参照）と同様の構成である。ただし、初期化処理部１１０１、モータ角速度推定部１１０２、およびスリップ判定部１１０３には、フロントモータ角速度ωｍｆに代えてリアモータ角速度ωｍｒが入力され、モータ角速度推定部１１０２には、モータ角加速度推定値に代えてリアモータ角加速度推定値が入力される。
【００９７】
〈フロントモータ角加速度によるスリップ判定演算〉
図１２は、フロント角加速度スリップ判定演算部６０３を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。フロント角加速度スリップ判定演算部６０３は、モータ角加速度演算部１２０１と、スリップ判定部１２０２とを含んで構成される。
【００９８】
フロントモータ角加速度演算部１２０１は、フロントモータ角速度ωｍｆを微分して、フロントモータ角加速度を算出する。算出したフロントモータ角加速度はスリップ判定部１２０２に出力される。
【００９９】
スリップ判定部１２０２は、フロントモータ角加速度とフロントモータ角加速度推定値の偏差を算出する。そして、スリップ判定部１２０２は、算出した偏差が所定値以上の場合に、車両にスリップが発生していると判定してフロントスリップ制御フラグ２（ｓｌｉｐ＿ｆｌａｇ２＿ｆ）を１に設定する。また、スリップ判定部１２０２は、算出した偏差が所定値未満の場合に、スリップが発生していないと判定してフロントスリップ制御フラグ２（ｓｌｉｐ＿ｆｌａｇ２＿ｆ）を０に設定する。ここでの所定値には、予め実験やシミュレーション等により導出された値であって、フロントモータ角加速度とフロントモータ角加速度推定値との偏差と比較することによって車両のスリップを適切に判定できる値が設定される。
【０１００】
〈リアモータ角加速度によるスリップ判定演算〉
なお、リアモータ角加速度によるスリップ判定演算部６０７（図６参照）は、上述したフロントモータ角加速度によるスリップ判定演算部６０３（図１２参照）と同様の構成である。ただし、モータ角加速度演算部１２０１、およびスリップ判定部１２０２には、フロントモータ角速度ωｍｆに代えてリアモータ角速度ωｍｆが入力され、スリップ判定部１２０２には、フロントモータ角加速度推定値に代えてリアモータ角加速度推定値が入力される。
【０１０１】
〈フロントスリップ制御演算〉
図１３は、フロントスリップ制御演算部５０２（図５参照）を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。フロントスリップ制御演算部５０２は、フロント駆動力指令値算出部１３０１、フロント駆動力推定部１３０２、フロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３、およびフロントトルク指令値切替部１３０４を含んで構成される。
【０１０２】
フロント駆動力指令値算出部１３０１は、フロント最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆ、フロント駆動力推定値、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、およびステアリング回転角度θｓｔｒを入力とし、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆを出力する。フロント駆動力指令値算出部１３０１の詳細は、図１５を参照して後述する。
【０１０３】
フロント駆動力推定部１３０２は、フロント最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆとフロントモータ角速度ωｍｆを入力とし、フロント駆動力推定値を出力する。フロント駆動力推定部１３０２の詳細は図１４を参照して後述する。
【０１０４】
フロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３は、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆとフロント駆動力推定値とを入力とし、フロントスリップ制御抑制トルクＴ*ｍｓｆを出力する。フロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３の詳細は、図１６を参照して後述する。
【０１０５】
フロントトルク指令値切替部１３０４は、フロント最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆが１以上の場合は、フロント最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆにフロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｆを設定し、ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆが０の場合は、フロント最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆにフロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆを設定する。
【０１０６】
〈リアスリップ制御演算〉
なお、リアスリップ制御演算部５０３（図５参照）は、上述したフロントスリップ制御演算部５０２（図１３参照）と同様の構成である。ただし、フロント駆動力指令値算出部１３０１およびフロントトルク指令値切替部１３０４には、フロント最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆとフロント最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆとに代えて、リア最終スリップ制御フラグｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｒとリア最終トルク指令値Ｔ*ｍｒ＿ｆとが入力される。また、フロント駆動力推定部１３０２には、フロント最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｆとフロントモータ角速度ωｍｆとに代えて、リア最終トルク指令値Ｔ*ｍｒ＿ｆとリアモータ角速度ωｍｒとが入力される。
【０１０７】
次に、フロント駆動力推定部１３０２の詳細について説明する。
【０１０８】
〈駆動力推定値演算〉
図１４は、フロント駆動力推定部１３０２を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。フロント駆動力推定部は、フィルタ１４０１、１４０２、および減算器１４０３を含んで構成される。
【０１０９】
フィルタ１４０１は、Ｈａ（ｓ）と表されるローパスフィルタで構成され、フィルタ１４０２は、Ｈｂ（ｓ）と表されるローパスフィルタで構成される。ローパスフィルタＨａ（ｓ）、Ｈｂ（ｓ）は、以下式（１６）に示すとおりである。
【０１１０】
先ず、上記式（１）、（３）について、ωｍｆ／Ｎｆをωｗｆに近似させて（ωｍｆ／Ｎｆ≒ωｗｆ）、駆動力Ｆｆについて整理すると、下記式（１５）で表すことができる。下記式（１５）によれば、フロント目標トルク指令値Ｔｍｆおよびフロントモータ回転角速度ωｍｆと、モータ回転数から車輪駆動力Ｆｔまでの伝達特性（ｋａ、ｋｂ）とに基づいて、フロント駆動力推定値を算出することができる。
【０１１１】
【数１５】
2020205682.tif 000021
【０１１２】
そして、上記式（１５）には微分項ｓが含まれているため、下記（１６）のようにローパスフィルタＨａ（ｓ）、Ｈｂ（ｓ）を用いた処理（ＬＰＦ処理）を行うとともに、減算器１４０３を用いた減算処理を行うことによって、フロント駆動力推定値が算出される。
【０１１３】
【数１６】
2020205682.tif 000022
【０１１４】
なお、リア駆動力推定値についても、フロント駆動力推定部１３０２と同様に構成された不図示のリア駆動力推定部において、リアモータ角速度ωｍｆとリア最終トルク指令値Ｔ*ｍｆ＿ｒとに基づいて、フロント駆動力推定値を算出するための上記演算と同様の演算が行われることにより算出される。
【０１１５】
次に、フロント駆動力指令値算出部１３０１の詳細について説明する。
【０１１６】
〈駆動力指令値演算〉
図１５は、フロント駆動力指令値算出部１３０１を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。フロント駆動力指令値算出部１３０１は、駆動力推定値ピーク値算出部１５０１、駆動力指令値調整部１５０２、および駆動力推定値前回処理部１５０３を含んで構成される。
【０１１７】
駆動力推定値ピーク値算出部１５０１は、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、フロント駆動力推定値、およびフロント駆動力推定値ピーク値前回値を入力とし、フロント駆動力推定値ピーク値を出力する。より詳細には、駆動力推定値ピーク値算出部１５０１は、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆが正の値の場合は、フロント駆動力推定値とフロント駆動力推定値ピーク値前回値とを比較して、大きい方の値をフロント駆動力推定値ピーク値として出力する。一方、駆動力推定値ピーク値算出部１５０１は、フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆが負の値の場合は、フロント駆動力推定値とフロント駆動力推定値ピーク値前回値とを比較して、小さい方の値をフロント駆動力推定値ピーク値として出力する。
【０１１８】
そして、後述する駆動力指令値調整部１５０２において、フロント駆動力推定値ピーク値に応じたフロント駆動力指令値Ｆ*ｆが算出される。そして、後述するフロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３において、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆに基づいてフロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｔが算出される。ここで、フロント駆動力推定値ピーク値の大きさは、路面μの大きさに対応する。例えば、フロント駆動力推定値ピーク値は、路面μが相対的に大きい圧雪路の方が、路面μが相対的に小さい氷結路よりも大きくなる。したがって、フロント駆動力推定値ピーク値に応じてフロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｔが算出されることによって、スリップ率を計算することを要さずに、各種路面の路面μに応じた最大又は最小の駆動力をフロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｔとして算出することができる。
【０１１９】
なお、本明細書の式中又は図面中において、フロント駆動力推定値ピーク値およびフロント駆動力推定値ピーク値前回値は以下の符号で表される。ただし、以下の文中におけるフロント駆動力推定値ピーク値およびフロント駆動力推定値ピーク値前回値の符号は省略する。
【０１２０】
2020205682.tif 000023
【０１２１】
駆動力指令値調整部１５０２は、フロント駆動力推定値ピーク値と、ステアリング回転角度θｓｔｒとを入力とし、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆを出力する。フロント駆動力指令値Ｆ*ｆは、フロント駆動力推定値ピーク値に所定のゲインが乗算されることにより算出される。ここでのゲインは、より適正な駆動力指令値に調整し、旋回に必要な応力を適切に発生させることを目的として、例えば１以下の値に設定される。
【０１２２】
また、ここでの所定のゲインはステアリング回転角度θｓｔｒに応じて変更されてもよい。ステアリング回転角度θｓｔｒは、車両の旋回の程度に関連するため、ステアリング回転角度θｓｔｒに応じてゲインを調整することにより、旋回時のスリップをより好適に抑制することができる。
【０１２３】
駆動力推定値前回値処理部１５０３は、駆動力推定値ピーク値とフロント最終スリップ制御フラグＳｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆを入力とし、駆動力推定値ピーク値前回値を出力する。より詳細には、駆動力推定値前回値処理部１５０３は、入力された駆動力推定値ピーク値とフロント最終スリップ制御フラグＳｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆとを記憶媒体（メモリ）に格納するとともに、駆動力推定値ピーク値前回値を出力する。その後、記憶した値に基づいて、駆動力推定値ピーク値前回値とフロント最終スリップ制御フラグ前回値Ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆ＿ｚを更新する。
【０１２４】
そして、フロント最終スリップ制御フラグＳｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆとフロント最終スリップ制御フラグ前回値Ｓｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｆ＿ｚとを比較して両者が異なる場合には、駆動力推定値ピーク値前回値を０にリセットする。これにより、スリップ抑制制御が実行されている間（スリップが発生したと判定され、スリップ抑制制御トルクによりモータが制御されている間）に再度スリップが発生したと判定された場合に、駆動力指令値を適切に更新することができる。
【０１２５】
なお、リア駆動力指令値Ｆ*ｒについても、フロント駆動力指令値算出部１３０１と同様に構成された不図示のリア駆動力指令値算出部において、リア駆動力推定値とリア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒとリア最終スリップ制御フラグＳｌｉｐ＿ｆｌｇ＿ｒと、ステアリング回転角度θｓｔｒとに基づいて、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆを算出するための上記演算と同様の演算が行われることにより算出される。
【０１２６】
次に、フロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３の詳細について説明する。
【０１２７】
〈スリップ抑制制御トルク算出演算〉
図１６は、フロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３を実現する制御ブロックの構成例を示す図である。フロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３は、積分器１６０２、乗算器１６０１、１６０３、減算器１６０４、および、加算器１６０５を含んで構成される。
【０１２８】
減算器１６０４は、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆからフロント駆動力推定値を減算して得た値を、積分器１６０２と乗算器１６０１とに出力する。
【０１２９】
乗算器１６０１は、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆとフロント駆動力推定値との差分に比例ゲインＫｐを乗算して得た値を加算器１６０５に出力する。
【０１３０】
乗算器１６０３は、積分器１６０２による積分処理が施されたフロント駆動力指令値Ｆ*ｆとフロント駆動力推定値との差分に対して積分ゲインＫｉを乗算することにより得た値を加算器１６０５に出力する。
【０１３１】
そして、加算器１６０５は、乗算器１６０１から出力される値と乗算器１６０３から出力される値との和を算出して、算出した値をフロントスリップ抑制制御トルクＴｍｓｆとして出力する。なお、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉは、フロント駆動力指令値Ｆ*ｆとフロント駆動力推定値との偏差を小さくし、フロントの駆動輪に発生したスリップを適切に抑制できる値が適宜設定される。
【０１３２】
このように、車体速度を要さずにフロントスリップ抑制制御トルクＴｍｓｆが算出されて、フロントスリップ抑制制御トルクＴｍｓｆに基づくスリップ抑制制御が実行されることにより、従動輪のない車両（例えば４ＷＤ車両）において全ての駆動輪が同時にスリップした場合でも、発生したスリップを適切に抑制することができる。
【０１３３】
なお、リアスリップ抑制制御トルクＴｍｓｒについても、フロントスリップ抑制制御トルク算出部１３０３と同様に構成された不図示のリアスリップ抑制制御トルク算出部において、リア駆動力指令値Ｆ*ｒとリア駆動力推定値とに基づいて、フロントスリップ抑制制御トルクＴｍｓｒを算出するための上記演算と同様の演算が行われることにより算出される。
【０１３４】
以上が図１で示すシステム構成１の車両、すなわち、前後の駆動軸に駆動モータをそれぞれ有する車両に適用される場合の本実施形態の電動車両の制御方法の詳細の説明である。ただし、本実施形態の制御方法が適用される車両は上述したシステム構成１の車両に限られない。本実施形態の制御方法は、図１７に示すような左右の駆動輪（９ｒａ、９ｒｂ）に対応する駆動モータ（４ｒａ）を別個に備える車両にも同様に適用することができる。
【０１３５】
また、本実施形態の制御方法は、図１８に示すように３つの駆動モータ（４ｆ、４ｒａ）を備える車両、および、図１９に示すように４つの駆動モータ（４ｆａ、４ｒａ）を備える車両にも同様に適用することができる。ただし、３つ以上の駆動モータを備える車両に適用する場合には、駆動モータの数に応じた駆動力配分処理が施されるとともに（図４参照）、駆動モータの数に応じたスリップ制御演算（図５から図８等参照がそれぞれ実行される。
【０１３６】
以下では、上記実施形態の電動車両の制御方法を適用した場合に得られる効果について、図２０および図２１を参照して説明する。
【０１３７】
図２０は、モータを前後に独立して搭載した車両（システム構成１）に本発明に係る制御方法を適用した場合の制御結果を示すタイムチャートである。本タイムチャートは、路面μが相対的に低い路面（例えば圧雪路）において、時刻ｔ０にて車両が発進加速した後に、時刻ｔ３にてより低い路面μ（例えば氷結路）に遷移した場合を示している。
【０１３８】
図２０の横軸は時間を、縦軸は、上から順にフロント／リアスリップ制御フラグ、フロント／リア駆動力（駆動力指令値、駆動力推定値）、フロント／リアモータトルク（目標トルク指令値、最終トルク指令値）、および、フロント／リア速度（車輪速度、車体速度）を示す。
【０１３９】
図２０（ａ）は、フロントモータのタイムチャートである。フロントスリップ制御フラグが立ち上がっていることから分かるように、時刻ｔ２において前輪のスリップが発生している。この時、フロントスリップ抑制制御によって、駆動力指令値と駆動力推定値との乖離に基づいて最終トルク指令値が算出されることにより前輪スリップが抑制されている。また、時刻ｔ３における路面μの変化によって再度スリップが発生した場合でも、駆動力指令値が更新されることによって、更新された駆動力指令値と駆動力推定値との乖離に基づいて最終トルク指令値が算出され、再度発生したスリップも適切に抑制される。
【０１４０】
図２０（ｂ）は、リアモータのタイムチャートである。上述のフロントモータと同様に、時刻ｔ１において後輪のスリップが発生している。この時、リアスリップ抑制制御によって、駆動力指令値と駆動力推定値との乖離に基づいて最終トルク指令値が算出されることにより後輪スリップが抑制されている。また、時刻ｔ３における路面μの変化によって再度スリップが発生した場合でも、駆動力指令値が更新されることによって、更新された駆動力指令値と駆動力推定値との乖離に基づいて最終トルク指令値が算出され、再度発生したスリップも適切に抑制される。
【０１４１】
このように、本実施形態にかかる電動車両の制御方法を適用することにより、車体速度を要さずに前後輪のスリップを適切に抑制することができる。また、本実施形態の制御方法によれば、スリップ抑制制御中に生じる路面μの変化にも適切に対応することができる。
【０１４２】
図２１は、図２０と同様にモータを前後に独立して搭載した車両（システム構成１）に本発明に係る制御方法を適用した場合の制御結果を示すタイムチャートである。本タイムチャートは、路面μが相対的に低い路面（例えば圧雪路）において、時刻ｔ０にて車両が発進加速した後に、時刻ｔ３にて路面μが高い路面（例えばアスファルト路）に遷移した場合を示している。
【０１４３】
図２１の横軸は時間を、縦軸は、上から順にフロント／リアスリップ制御フラグ、フロント／リア駆動力（駆動力指令値、駆動力推定値）、フロント／リアモータトルク（目標トルク指令値、最終トルク指令値）、および、フロント／リア速度（車輪速度、車体速度）を示す。
【０１４４】
図２１（ａ）は、フロントモータのタイムチャートである。フロントスリップ制御フラグが立ち上がっていることから分かるように、時刻ｔ２において前輪のスリップが発生している。この時、フロントスリップ抑制制御によって、駆動力指令値と駆動力推定値との乖離に基づいて最終トルク指令値が算出されることにより前輪スリップが抑制されている。また、時刻ｔ３における路面μの変化によって駆動力推定値がスリップの発生を判別するための所定値を超過したことにより、スリップ制御を解除し、最終トルク指令値を目標トルク指令値に徐々に変化させている。
【０１４５】
図２１（ｂ）は、リアモータのタイムチャートである。上述のフロントモータと同様に、時刻ｔ１において後輪のスリップが発生している。この時、リアスリップ抑制制御によって、駆動力指令値と駆動力推定値との乖離に基づいて最終トルク指令値が算出されることにより後輪スリップが抑制されている。また、時刻ｔ３における路面μの変化によって駆動力推定値がスリップの発生を判別するための所定値を超過したことにより、スリップ制御を解除し、最終トルク指令値を目標トルク指令値に徐々に変化させている。
【０１４６】
このように、本実施形態にかかる電動車両の制御方法を適用することにより、低μ路において前後輪のスリップを抑制することができる。また、高μ路においては最終トルク指令値を目標トルク指令値に追従させることによって、路面に応じた適切な駆動力を発生させることができる。また、モータを制御するための指令値の値（最終トルク指令値）を、スリップ抑制制御トルク指令値から目標トルク指令値に徐々に変化させることにより、トルク段差等を生じさせずに、スムーズに通常制御へ移行することができる。
【０１４７】
以上、本発明にかかる電動車両の制御方法によれば、車体速度を用いることなく路面μの異なる種々の路面に応じて適切な駆動力を発生させて、前後駆動輪のスリップを抑制することができる。
【０１４８】
以上、一実施形態の電動車両の制御方法は、モータ（４ｆ、４ｒ）を走行駆動源とする電動車両の制御方法であって、モータトルク指令値（フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ）を算出し、モータにつながる駆動輪（９ｆ、９ｒ）がスリップしているか否かを判定し、モータトルク指令値とモータ回転数とに基づいて駆動輪（９ｆ、９ｒ）の車輪駆動力推定値（フロント駆動力推定値、リア駆動力推定値）を算出し、車輪駆動力推定値の最大値又は最小値（フロント駆動力推定値ピーク値、リア駆動力推定値ピーク値）と相関のある値に基づいて車輪駆動力指令値（フロント駆動力指令値Ｆ*ｆ、リア駆動力指令値Ｆ*ｒ）を算出する。そして、駆動輪（９ｆ、９ｒ）がスリップしていないと判定された場合は、モータトルク指令値（Ｔ*ｍｆ、Ｔ*ｍｒ）に基づいてモータ（４ｆ、４ｒ）を制御し、駆動輪（９ｆ、９ｒ）がスリップしていると判定された場合は、車輪駆動力指令値（フロント駆動力指令値Ｆ*ｆ、リア駆動力指令値Ｆ*ｒ）に基づいてスリップ抑制制御トルク指令値（フロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｆ、リアスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｒ）を算出し、モータトルク指令値（Ｔ*ｍｆ、Ｔ*ｍｒ）に代えて、スリップ抑制制御トルク指令値（フロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｆ、リアスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｒ）に基づいてモータ（４ｆ、４ｒ）を制御するスリップ抑制制御を実行する。
【０１４９】
これにより、車体速度を用いることなくスリップ抑制制御トルク指令値を算出し、当該スリップ抑制制御トルク指令値に基づくスリップ抑制制御を実行することができるので、例えば従動輪を有さない車両であって、４輪同時にスリップした場合でも、発生したスリップを適切に抑制することができる。
【０１５０】
また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、スリップ抑制制御中に再度駆動輪（９ｆ、９ｒ）がスリップしていると判定された場合は、再度駆動輪（９ｆ、９ｒ）がスリップしていると判定された時点からの車輪駆動力推定値の最大値又は最小値（フロント駆動力推定値ピーク値、リア駆動力推定値ピーク値）と相関のある値に基づいて車輪駆動力指令値（フロント駆動力指令値Ｆ*ｆ、リア駆動力指令値Ｆ*ｒ）を更新する。これにより、スリップ抑制制御中に再度スリップが発生した場合でも、再度のスリップ発生に応じたスリップ抑制制御を適切に実行することができる。
【０１５１】
また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、スリップ抑制制御中に車輪駆動力推定値（フロント駆動力推定値、リア駆動力推定値）が所定の値を超えた場合は、スリップ抑制制御を解除するとともに、モータを制御するための指令値の値（最終トルク指令値）を、スリップ抑制制御トルク指令値（フロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｆ、リアスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｒ）からモータトルク指令値（フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ）に徐々に変化させる。これにより、路面μが低い路面から、路面μが相対的に高い路面に遷移した場合にスリップ抑制制御を適切に解除することができる。また、スリップ抑制制御トルク指令値（フロントスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｆ、リアスリップ抑制制御トルクＴ*ｍｓｒ）に基づく制御からモータトルク指令値（Ｔ*ｍｆ、Ｔ*ｍｒ）に基づく制御へ徐々に移行することにより、スリップ抑制制御を解除した際にトルク段差が発生すること等に起因して生じるショックを抑制することができる。
【０１５２】
また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、車輪駆動力推定値（フロント駆動力推定値、リア駆動力推定値）の最大値又は最小値と相関のある値は、車輪駆動力の最大値又は最小値（フロント駆動力推定値ピーク値、リア駆動力推定値ピーク値）に所定のゲインを乗じて算出される。これにより、後段で算出されるスリップ抑制制御トルク指令値をより適正な値に調整し、スリップ抑制制御中において旋回に必要な応力をより適切に発生させることができる。
【０１５３】
また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、所定のゲインは、ステアリング角度に応じて設定される。これにより、車両の旋回時に発生したスリップをより適切に抑制することができる。
【０１５４】
また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、モータトルク指令値（フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ）と、モータ回転数から前記車輪駆動力までの伝達特性（ｋａ、ｋｂ）とに基づいて、車輪駆動力推定値（フロント駆動力推定値、リア駆動力推定値）を算出する。これにより、車輪の駆動力を推定するための追加のセンサ等を要さずに、車輪駆動力を好適に推定することができる。
【０１５５】
また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、モータトルク指令値（フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ）に基づいてモータ（４ｆ、４ｒ）のモータ角速度を算出し、駆動輪（９ｆ、９ｒ）がスリップしているか否かを、算出したモータ角速度と、実際のモータ角速度とに基づいて判定する。また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、モータトルク指令値（フロント目標トルク指令値Ｔ*ｍｆ、リア目標トルク指令値Ｔ*ｍｒ）に基づいてモータ（４ｆ、４ｒ）のモータ角加速度を算出し、駆動輪がスリップしているか否かを、算出したモータ角加速度と、実際の前記モータ角加速度とに基づいて判定する。これにより、モータ（４ｆ、４ｒ）への入力であるモータトルク指令値と、出力であるモータ回転数とから駆動輪の駆動力を算出することができるので、複数の駆動輪のスリップ状態を独立に判定することができる。
【０１５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【０１５７】
２…コントローラ
４、４ｆ、４ｒ、４ｆａ、４ｆｂ、４ｒａ、４ｒｂ…モータ（駆動モータ）
９、９ｆ、９ｒ、９ｆａ、９ｆｂ、９ｒａ、９ｒｂ…駆動輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2020205682.tif 000042
【図２０】
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【図２１】
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