(57)【要約】【課題】タイヤ粘着状態を空転状態と誤判定することを防ぎつつ、タイヤが実際に空転状態になったことを早期に判定して空転抑圧する駆動制御装置を提供する。【解決手段】車両２１に駆動力を与える駆動装置のトルク指令値２と前記駆動装置の回転速度を用いて前記駆動装置のトルクを制御する駆動制御装置１であって、前記回転速度の脈動が発生したか否かを判定する脈動発生判定部５と、前記脈動発生点からの前記回転速度の位相を算出する位相算出部６と、前記位相に基づき、前記車両２１の車輪の空転有無を判定する空転判定部７と、を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に駆動力を与える駆動装置のトルク指令値と前記駆動装置の回転速度を用いて前記駆動装置のトルクを制御する駆動制御装置であって、
前記回転速度の脈動が発生したか否かを判定する脈動発生判定部と、
脈動発生点からの前記回転速度の位相を算出する位相算出部と、
前記位相に基づき、前記車両の車輪の空転有無を判定する空転判定部と、
を有することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
前記空転判定部は、前記脈動発生点からの前記回転速度の変動波形が、正弦波に比べて所定値以上の位相遅れであれば空転と判定し、所定値未満の位相遅れであれば粘着と判定することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
車両に駆動力を与える駆動装置のトルク指令値と前記駆動装置の回転速度を用いて前記駆動装置のトルクを制御する駆動制御装置であって、
前記回転速度の脈動が発生したか否かを判定する脈動発生判定部と、
脈動発生点から所定時間内における前記回転速度の回転加加速度を算出する加加速度算出部と、
前記回転加加速度に基づき、前記車両の車輪の空転有無を判定する空転判定部と、
を有することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項４】
前記空転判定部は、前記脈動発生点から所定時間以内の前記回転加加速度の符号が正であれば空転と判定し、負であれば粘着と判定することを特徴とする請求項３に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
空転を検知した場合、加速の時はトルクを減少させ、減速の時はトルクを増加させるトルク決定部を有することを特徴とする請求項１または３に記載の駆動制御装置。
【請求項６】
前記脈動発生判定部は、前記トルク指令値に基づき回転加速度を算出し、前記回転速度の加速度が前記回転加速度を上回った地点を前記脈動発生点と判定することを特徴とする請求項1または３に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
前記脈動発生判定部は、前記回転速度の二回時間微分である前記回転加加速度が所定値を上回った時を前記脈動発生点と判定することを特徴とする請求項３に記載の駆動制御装置。
【請求項８】
前記脈動発生判定部は、前記トルク指令値の単位時間あたりの変化量が所定値を上回った時を前記脈動発生点と判定することを特徴とする請求項１または３に記載の駆動制御装置。
【請求項９】
前記空転判定部は、車輪空転状態と判定した場合、前記回転速度が判定以前の値に戻るまで、または、前記トルク指令値が所定値以内に減少するまで空転状態と判定し続けることを特徴とする請求項１または３に記載の駆動制御装置。
【請求項１０】
脈動発生点から所定時間内における前記回転速度の回転加加速度を算出する加加速度算出部と、
前記駆動装置の前記回転速度の周波数成分を抽出する周波数成分抽出部とを備え、
前記空転判定部は、前記位相、前記回転加加速度、前記周波数成分の少なくとも一つに基づき、前記車両の車輪の空転有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項１１】
前記空転判定部は、前記位相または前記回転加加速度に基づき空転判定を開始し、前記周波数成分に基づき空転判定を終了することを特徴とする請求項１０に記載の駆動制御装置。
【請求項１２】
前記空転判定部は、前記位相または前記回転加加速度に基づき空転と判定した後、前記周波数成分が車輪の粘着状態を示す周波数となった時間が所定時間を超えた地点で粘着と判定することを特徴とする請求項１０に記載の駆動制御装置。
【請求項１３】
前記車両の走行中の路面の路面摩擦係数を取得する路面状態取得部を備え、
前記脈動発生判定部は、前記路面状態取得部で取得した路面摩擦係数が小さいほど、前記脈動発生点と判定する前記回転加速度、または前記トルク指令値の単位時間あたりの変化量の所定値を減少することを特徴とする請求項６に記載の駆動制御装置。
【請求項１４】
前記車両の走行中の路面の路面摩擦係数を取得する路面状態取得部を備え、
前記脈動発生判定部は、前記路面状態取得部で取得した路面摩擦係数が小さいほど、前記脈動発生点と判定する前記回転加加速度、または前記トルク指令値の単位時間あたりの変化量の所定値を減少することを特徴とする請求項７に記載の駆動制御装置。
【請求項１５】
前記車両の車両速度を取得し、前記車両速度を前記駆動装置の前記回転速度に相当する物理量である車両回転速度に換算する車両速度取得部を備え、
前記空転判定部は、前記駆動装置の前記回転速度と前記車両回転速度との偏差が所定値以上となる時間が所定以上継続した場合は空転と判定し、前記位相に基づき空転と判定した後に前記駆動装置の前記回転速度と前記車両回転速度との偏差が所定値未満となる時間が所定以上継続した場合は粘着と判定することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項１６】
前記車両の車両速度を取得し、前記車両速度を前記駆動装置の前記回転速度に相当する物理量である車両回転速度に換算する車両速度取得部を備え、
前記空転判定部は、前記駆動装置の前記回転速度と前記車両回転速度との偏差が所定値以上となる時間が所定以上継続した場合は空転と判定し、前記回転加加速度に基づき空転と判定した後に前記駆動装置の前記回転速度と前記車両回転速度との偏差が所定値未満となる時間が所定以上継続した場合は粘着と判定することを特徴とする請求項３に記載の駆動制御装置。
【請求項１７】
前記空転判定部による車輪の空転状態の判定結果を外部に送信する空転判定送信部をさらに備えることを特徴とする請求項１または３に記載の駆動制御装置。
【請求項１８】
前記外部は、前記車両の走行状態を制御するために前記駆動装置の前記トルク指令値を算出する走行制御装置であり、
前記走行制御装置は、前記空転判定部による前記空転状態の判定結果を用いて前記トルク指令値を算出することを特徴とする請求項１７に記載の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の加減速を行うための駆動装置（エンジン、モータ等）のトルクを制御する駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載の駆動装置からドライブシャフトを介して車輪及び該車輪に設けられたタイヤに動力が伝達される車両において、ドライブシャフトのねじれによる共振の影響を考慮しつつ、車輪及びこの車輪に設けられたタイヤ（本明細書では、これらを纏めて車輪ということがある）の空転状態（以下、スリップということがある）を判定して空転抑圧する駆動制御技術が知られている（例えば、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２０１２−２９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、駆動装置の回転速度（回転数）変動がねじれに起因するものかスリップに起因するものかを判定する手法であり、タイヤ粘着状態を空転状態と誤判定する問題を解決する技術である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ねじれ剛性を考慮した駆動装置のトルクと回転数との間の伝達特性を用いて推定した推定回転数相当値と、実際の回転数相当値との比較に基づいて、スリップを判定するようにしているので、滑りやすい路面でタイヤが直ちに空転状態になった際、空転開始直後の回転速度変動をねじれに起因すると判定する可能性があり、実際にタイヤ空転状態と判定するまでに時間を要する可能性がある。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、タイヤ粘着状態を空転状態と誤判定することを防ぎつつ、タイヤが実際に空転状態になったことを早期に判定することのできる駆動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る駆動制御装置は、回転速度の脈動が発生したか否かを判定する脈動発生判定部と、前記脈動発生点からの前記回転速度の位相を算出する位相算出部と、前記位相に基づき、前記車両の車輪の空転有無を判定する空転判定部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車輪の空転状態を適切に判定し、タイヤ粘着状態を空転状態と誤判定することを防ぎつつ、タイヤが実際に空転状態になったことを早期に判定して空転抑圧することが可能となる。
【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の全体構成図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部の部品構成図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部を物理モデルにて示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部の物理現象を示した説明図である。
【図４Ａ】本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部を物理モデルにて示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両のタイヤと車両間の摩擦力モデルにて示す図である。
【図５】ドライビングスティフネスの大きさによって、モータ回転速度の周波数特性がどのように変化するかを表すボーデ線図である。
【図６】振動現象が発生した時点におけるモータ回転速度の波形の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図８】脈動現象が発生した時点におけるモータトルク、モータ回転加速度、モータ回転加加速度の波形の一例を示す図である。
【図９】モータ回転速度、空転判定の時間変化の一例を示す図である。
【図１０】モータ回転速度による空転判定の一例を示す図である。
【図１１】トルク指令値による空転判定の一例を示す図である。
【図１２】空転判定結果に基づくトルク補正値の算出方法の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例１に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図１４】モータ回転速度、モータ回転加加速度、空転判定の時間変化の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施例２に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図１６Ａ】モータ回転速度と車両速度の時間変化の一例を示す図である。
【図１６Ｂ】周波数成分抽出方法としてバンドパスフィルタを用いた場合のモータ回転速度の周波数抽出値６８（バンドパスフィルタの出力）を示す図である。
【図１７】モータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示す図である。
【図１８】モータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示す図である。
【図１９】モータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示す図である。
【図２０】本発明の実施例３に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図２１】脈動現象が発生した時点におけるモータトルク、モータ回転加速度、モータ回転加加速度の波形の一例を示す図である。
【図２２】本発明の実施例３に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図２３】モータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示す図である。
【図２４】本発明の実施例４に係る駆動制御装置の構造に一部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る駆動制御装置の実施例を図面に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。
【実施例１】
【００１２】
まず初めに、本発明の駆動制御装置の一例である実施例１について図１乃至図１４を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る駆動制御装置のうち、駆動制御装置１を搭載した制御対象としての車両２１の全体構成図である。ＦＬ輪は左前輪、ＦＲ輪は右前輪、ＲＬ輪は左後輪、ＲＲ輪は右後輪をそれぞれ意味し、それぞれのＦＬ輪、ＦＲ輪、ＲＬ輪、ＲＲ輪に、路面と接地（粘着）するタイヤ２０ＦＬ、２０ＦＲ、２０ＲＬ、２０ＲＲが車両２１に装着されている。
【００１４】
車両２１は、車両２１の進行方向の加減速度を制御するための駆動トルク（駆動力）を発生させる駆動装置としてのモータ２２を搭載し、駆動制御装置１は、車体に搭載したバッテリ（不図示）から電力を受けて、モータ２２の電流を制御してトルク指令値（後で説明）に従った駆動トルクを発生させる。モータ２２で発生した駆動トルクは、デファレンシャルギア２３を介して左右のドライブシャフト２４Ｌ、２４Ｒに伝達され、各ドライブシャフト２４Ｌ、２４Ｒに直結した前輪左右のタイヤ２０ＦＬ、２０ＦＲに伝達されることで、駆動制御装置１は、車両２１を加減速させる。なお、ここではモータ２２を搭載した電動車両として説明したが、モータの代わりにエンジンを駆動装置（駆動源）としても良い。また、ここでは前輪駆動の車両として説明したが、後輪駆動や四輪駆動としても良い。
【００１５】
また、車両２１は、進行方向を制御するためのステアリング制御機構３０、ブレーキ制御機構３３、駆動制御装置１への指令値を演算する走行制御装置２５を備える。また、車両２１は、走行制御装置２５からの指令値に基づき上記ステアリング制御機構３０を制御する操舵制御装置２８と、当該指令値に基づき上記ブレーキ制御機構３３を制御し、各輪のブレーキ力配分を調整する制動制御装置３５を備える。
【００１６】
駆動制御装置１は、図１に詳細に示していないが、モータ２２の電流をスイッチングにより制御するパワー半導体（例えばＩＧＢＴ）、パワー半導体のスイッチングを制御するためのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力装置を有する。上記ＲＯＭには、図７等を用いて説明する駆動制御のフローが記憶されている。詳細は後述するが、駆動制御装置１は、走行制御装置２５から受信したトルク指令値２と、モータ２２に取り付けられた回転角センサ５１により取得したモータ回転角６０およびモータ回転速度６１とに基づき（図７参照）、発生させるべきモータトルクを演算し、前記モータトルクとなるようパワー半導体をスイッチングしてモータ２２に流れる電流を制御する。
【００１７】
次に、車両２１のブレーキの動作について説明する。ドライバが車両２１を運転している状態では、ドライバがブレーキペダル３２を踏む踏力を、必要であればブレーキブースタ（不図示）で倍力し、マスタシリンダ（不図示）によって、その力に応じた油圧を発生させる。発生した油圧は、ブレーキ制御機構３３を介して、各輪に設けられたホイルシリンダ３６ＦＬ、３６ＦＲ、３６ＲＬ、３６ＲＲに供給される。ホイルシリンダ３６ＦＬ〜３６ＲＲは、不図示のシリンダ、ピストン、パッド、ディスクロータ等から構成されており、マスタシリンダから供給された作動液によってピストンが推進され、ピストンに連結されたパッドがディスクロータに押圧される。尚、ディスクロータは、車輪とともに回転している。そのため、ディスクロータに作用したブレーキトルクは、車輪と路面との間に作用するブレーキ力となる。以上により、ドライバのブレーキペダル操作に応じて、各輪に制動力を発生させることができる。なお、本実施例の駆動制御装置１を搭載した車両２１において、ブレーキブースタやマスタシリンダを搭載する必要は必ずしもなく、ブレーキペダル３２とブレーキ制御機構３３を直結させ、ドライバがブレーキペダル３２を踏めば直接ブレーキ制御機構３３が動作する機構であっても良い。
【００１８】
制動制御装置３５は、図１に詳細に示していないが、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。制動制御装置３５には、例えば、前後加速度、横加速度、ヨーレートを検出可能なコンバインセンサ３４、各輪に設置された車輪速センサ３１ＦＬ、３１ＦＲ、３１ＲＬ、３１ＲＲ、後述する操舵制御装置２８を介した操舵角検出装置４１からのセンサ信号、上述の走行制御装置２５からのブレーキ力指令値などが入力されている。また、制動制御装置３５の出力は、不図示のポンプ、制御バルブを有するブレーキ制御機構３３に接続されており、ドライバのブレーキペダル操作とは独立に、各輪に任意の制動力を発生させることができる。走行制御装置２５が、制動制御装置３５にブレーキ力指令値を通信することで、車両２１に任意のブレーキ力を発生させることができ、ドライバの操作が生じない自動運転においては自動的に制動を行う役割を担っている。但し、本実施例は、上記制動制御装置３５に限定されるものではなく、ブレーキバイワイヤ等のほかのアクチュエータを用いてもよい。
【００１９】
次に、車両２１のステアリングの動作について説明する。ドライバが車両２１を運転している状態では、ドライバがハンドル２６を介して入力した操舵トルクと操舵角をそれぞれ操舵トルク検出装置２７と操舵角検出装置４１で検出し、それらの情報に基づいて、操舵制御装置２８は、操舵用モータ２９を制御してアシストトルクを発生させる。尚、操舵制御装置２８も、図１に詳細に示していないが、制動制御装置３５と同様に、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。上記ドライバの操舵トルクと操舵用モータ２９によるアシストトルクの合力により、ステアリング制御機構３０が可動し、前輪（ＦＬ輪、ＦＲ輪）の向きが変更される。一方で、前輪の切れ角に応じて、路面からの反力がステアリング制御機構３０に伝わり、路面反力としてドライバに伝わる構成となっている。なお、本実施例の駆動制御装置１を搭載した車両２１において、操舵トルク検出装置２７を搭載する必要は必ずしもなく、ドライバがハンドル２６を操作する際には操舵制御装置２８が動作せず、アシストトルクが発生しない（所謂重ステの）機構であっても良い。
【００２０】
操舵制御装置２８は、ドライバのステアリング操作とは独立に、操舵用モータ２９によりトルクを発生させ、ステアリング制御機構３０を制御することができる。従って、走行制御装置２５は、操舵制御装置２８に操舵力指令値を通信することで、前輪を任意の切れ角に制御することができ、ドライバの操作が生じない自動運転においては自動的に操舵を行う役割を担っている。但し、本実施例は、上記操舵制御装置２８に限定されるものではなく、ステアバイワイヤ等のほかのアクチュエータを用いてもよい。
【００２１】
次に、車両２１のアクセルの動作について説明する。ドライバのアクセルペダル３７の踏み込み量はストロークセンサ３８で検出され、（走行制御装置２５を介して）駆動制御装置１に入力される。尚、駆動制御装置１も、図１に詳細に示していないが、制動制御装置３５と同様に、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。駆動制御装置１は、例えば上記アクセルペダル３７の踏み込み量に応じてモータ２２のモータトルクを制御する。以上により、ドライバのアクセルペダル操作に応じて車両２１を加速させることができる。また、駆動制御装置１は、ドライバのアクセル操作とは独立にモータ２２のモータトルクを制御することができる。従って、走行制御装置２５は、駆動制御装置１にトルク指令値（加速指令値ともいう）を通信することで、（モータ２２のモータトルクを制御して）車両２１に任意の加速度を発生させることができ、ドライバの操作が生じない自動運転においては自動的に加速を行う役割を担っている。なお、本実施例の駆動制御装置１を搭載した車両２１は、主要な駆動装置が電気モータである電動車両である必要は必ずしもなく、主要な駆動装置がエンジンであっても良い。この場合、駆動制御装置１は、上記アクセルペダル３７の踏み込み量に応じてスロットル開度を算出し、前記スロットル開度を実現するようにエンジン運転状態を制御する。
【００２２】
前述したように、本実施例では、走行制御装置２５は、車両２１に配備された各種センサ等から得られる信号に基づき指令値（ブレーキ力指令値、操舵力指令値、トルク指令値（加速指令値））を演算し、演算した指令値（ブレーキ力指令値、操舵力指令値、トルク指令値（加速指令値））を各制御装置（制動制御装置３５、操舵制御装置２８、駆動制御装置１）に送信することで、車両２１のブレーキ力、前輪切れ角、加速度などを制御し、車両２１の走行状態を任意に制御することができる。
【００２３】
なお、以上の説明では、ハンドル２６、アクセルペダル３７、ブレーキペダル３２を搭載した車両２１を述べたが、これら入力装置が設置されていない車両であっても良い。この場合、本車両は、ドライバの操作が生じない完全自動運転車、遠隔で走行指令を受けて走行する遠隔運転車などとなる。
【００２４】
以下、説明を簡素化するために、モータ２２に連結されて回転駆動される駆動輪に連結されるドライブシャフトをドライブシャフト２４、駆動輪に装着されるタイヤをタイヤ２０、駆動輪に設置される車輪速センサを車輪速センサ３１と記載する。
【００２５】
図２Ａ及び図２Ｂを用いて、モータ２２、デファレンシャルギア２３、ドライブシャフト２４などからなる前記車両２１の駆動部について説明する。図２Ａは、本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部の部品構成図である。モータ２２において発生した駆動トルクは、減速機５２を経由してデファレンシャルギア２３に伝達され、デファレンシャルギア２３により駆動トルクが左右輪に配分されたうえで、ドライブシャフト２４を介してタイヤ２０に伝達される。図２Ｂは、本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部を物理モデルにて示す図である。駆動部は、図２Ｂに示す通り、モータ２２、タイヤ２０という二つの慣性があり、その間をドライブシャフト２４というバネが連結する二慣性系の物理モデルで表すことが可能である。また、本図では示していないが、タイヤ２０は路面と接触し、タイヤ２０と路面との間では後述の通り非線形の摩擦力が生じる（図４Ｂ参照）。
【００２６】
このような二慣性系の構成において、モータ２２のトルクもしくはタイヤ２０が接地している路面状態が急激に変動した場合、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなモータ回転速度６１の振動が発生する。図３は、本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部の物理現象を示した図である。図３（ａ）、（ｂ）は、横軸に時刻、縦軸にモータ回転速度６１を示したものであり、図３（ａ）に示す例では、０．５秒時点からモータ２２にステップ状のトルクを発生させている。その結果、０．５秒時点からモータ回転速度６１が振動している。この現象は、ドライブシャフト２４がバネとして働くことから発生する共振現象である。また、図３（ｂ）に示す例では、モータ２２にトルクを発生させて加速している状態から、０．５秒時点で滑りやすい路面に突入している。これも上記と同じく共振現象であり、滑りやすい路面に突入したことでタイヤ２０が空転状態となり、速度が急激に増大したことで発生している。その際のモータ回転速度６１の振動周波数は、タイヤ２０が路面に対して粘着しているか、空転しているかによって変動することが知られている。この周波数は、車両２１に構成されているタイヤ２０やドライブシャフト２４の形状によって、すなわち車種によって異なり、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、タイヤ粘着時に４Ｈｚ程度の振動が発生し（図３（ａ）のモータ回転速度６１（ａ）参照）、タイヤ空転時には１２Ｈｚ程度の振動が発生している（図３（ｂ）のモータ回転速度６１（ｂ）参照）。
【００２７】
図４Ａ及び図４Ｂを用いて、上記のような振動周波数の変動が生じるメカニズムを説明する。
図４Ａは、本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両の駆動部を物理モデルにて示す図である。図４Ｂは、本発明の実施例１に係る駆動制御装置を搭載した車両のタイヤと車両間の摩擦力モデルにて示す図である。
【００２８】
図４Ａは、車両２１の慣性を含んだ三慣性系の駆動部の物理モデルを示す概念図である。ここでは図２Ｂと同様に、モータ２２、タイヤ２０という二つの慣性があり、その間をドライブシャフト２４というバネが連結する。さらに、タイヤ２０と車両２１の間には、タイヤ２０と路面間の摩擦特性６２の関係が生じる。図４Ｂは、その摩擦特性６２の特徴、すなわちタイヤ２０と車両２１間の摩擦力モデルを示す。ここで、縦軸は車両２１を駆動させるようにタイヤ２０に発生する回転方向の力（駆動力６３）、横軸はタイヤ２０と車体との速度差の割合であるスリップ率６４を表している。車両の速度をＶ、タイヤの回転速度をω、タイヤ半径をＲ、微小な正数をεとおけば、スリップ率λは、次の数式１の通り定義される。
【００２９】
〔数１〕
λ＝（Ｒω−Ｖ）／ｍａｘ（Ｒω，Ｖ，ε）
タイヤ２０と車両２１間に速度差が生じない時、ＲωとＶは等しいことからλは０となり、この時、図４Ｂの通りタイヤ２０に駆動力６３は発生しない。一方、タイヤ２０に駆動力６３が発生する時、タイヤ２０が路面に対して粘着状態であっても、タイヤ２０のゴムの弾性変形により車両２１とタイヤ２０の間で微小な速度差が生じ、スリップ率６４が発生する。スリップ率６４が小さい領域では、スリップ率６４と駆動力６３の間にほぼ線形な関係があることが知られており、この関係（図４Ｂにおける摩擦特性６２の傾き）は一般にドライビングスティフネスと呼ばれる。スリップ率６４が小さいタイヤ粘着領域では点線６５（ａ）に示すようにドライビングスティフネスは大きく、スリップ率６４が大きくタイヤ空転領域に近づくほど点線６５（ｂ）に示すようにドライビングスティフネスは小さくなる。そして、タイヤ２０が完全空転状態になると、ドライビングスティフネスは０となる。
【００３０】
タイヤ２０が粘着状態になるとき、すなわちドライビングスティフネスが十分大きい領域では、タイヤ２０と車両２１はほぼ直結状態となっており、駆動部の物理モデルは、モータ２２とタイヤ２０＋車両２１の間の二慣性系となる。一方、タイヤ２０が空転してドライビングスティフネスが０となると、タイヤ２０と車両２１との間の摩擦特性６２が切り離されることになり、駆動部の物理モデルは、図２Ｂに示すようにモータ２２とタイヤ２０の間の二慣性系となる。このように、タイヤ２０の粘着・空転状態により、タイヤ２０側の慣性の大きさが変わることが、図３（ａ）、（ｂ）に示したような共振周波数の変動の原因である。
【００３１】
図５は、ドライビングスティフネスの大きさによって、モータ回転速度の周波数特性がどのように変化するかを表すボーデ線図である。ここでは、周波数特性６６（ａ）及び６６（ｂ）が粘着状態のモータ回転速度の周波数特性を表しており、周波数特性６６（ｃ）及び６６（ｄ）は空転状態のモータ回転速度の周波数特性を表す。また、ドライビングスティフネスは、６６（ａ）＞６６（ｂ）＞６６（ｃ）＞６６（ｄ）という関係になっている。図５より、共振周波数（図５において周波数特性の振幅がピークとなる周波数）は４Ｈｚ付近または１２Ｈｚ付近に断続的に存在し、ドライビングスティフネスの変化によって連続的に変化するわけではないことが分かる。
【００３２】
図６は、振動現象が発生した時点におけるモータ回転速度の波形の一例を示す図である。それぞれ図６（ａ）はタイヤ粘着状態でモータにトルクを急激に発生させた場合、図６（ｂ）はモータにトルクを発生させて加速している途中で、タイヤ２０が滑りやすい路面に突入した場合を示す。それぞれ上から、モータ回転速度、モータ回転加速度（モータ回転速度の１回時間微分）、モータ回転加加速度（モータ回転速度の２回時間微分）を表す。
【００３３】
まず、図６（ａ）に着目すると、モータにトルクを急激に発生させた時点を脈動発生点７２（ａ）として、その時点からモータ回転速度６１（ａ）に振動が発生している。その振動はほぼ正弦波である。言い換えれば、モータ回転速度６１（ａ）の波形は、脈動発生点を基準とする正弦波に対してほぼ遅れが発生しない。この時、モータ回転加速度７０（ａ）は正の値に急激に増加した直後、負の傾きで減少してそのまま負の値に変化していく。この傾きがモータ回転加加速度７１（ａ）であり、脈動発生点７２（ａ）でパルス状の大きな値となった直後に負の値となり、時間の経過とともに正の値となっていく。このように、タイヤ粘着状態のモータ回転速度の波形は、脈動発生点を基準とする正弦波に対して遅れの小さい波形となり、この時のモータ回転加加速度は脈動発生点の直後を除き負の値から始まる。
【００３４】
一方、図６（ｂ）に着目すると、タイヤ２０が滑りやすい路面に突入した時点を脈動発生点７２（ｂ）として、その時点からモータ回転速度６１（ｂ）に振動が発生している。全体としてはタイヤ２０の急激な速度上昇にともなって右肩上がりの時間推移であるが、振動の波形に着目すると、脈動発生点７２（ｂ）では下に凸な波形であり、その後変曲点を経て上に凸な波形に変わる。言い換えれば、脈動発生点を基準とする正弦波に対してほぼ９０度遅れている。この時、モータ回転加速度７０（ｂ）は正の傾きで始まり、その後は負の傾きに変化する。この傾きがモータ回転加加速度７１（ｂ）であり、脈動発生点７２（ａ）から正の値となり、時間の経過とともに負の値となっていく。このように、タイヤ粘着状態のモータ回転速度の波形は、脈動発生点を基準とする正弦波に対して９０度遅れた波形となり、この時のモータ回転加加速度は正の値から始まる。
【００３５】
このように、タイヤが粘着か空転かによって、脈動発生点を基準とするタイヤ回転速度の位相あるいは加加速度が異なる。したがって、本発明では、このメカニズムに着目して、脈動発生時の回転速度の位相または加加速度によるタイヤの空転判定を行う。
【００３６】
図７は、本発明の実施例１に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。図７に示される実施例１では、駆動制御装置１は、少なくとも、トルク指令取得部３、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、位相算出部６、空転判定部７及びトルク決定部８から構成されている。
【００３７】
トルク指令取得部３は、走行制御装置２５からトルク指令値２を受信する。トルク指令値２は、例えばドライバがアクセルペダル３７を踏んでいるときは車両２１を加速させるための正の値として受信され、ドライバがアクセルペダル３７を踏んでいないとき、もしくはブレーキペダル３２を踏んでいるときは、エンジンブレーキあるいは回生ブレーキに相当する負の値として受信される。走行制御装置２５からトルク指令値２を受信する方法は、一般にＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのデジタル通信が用いられる。
【００３８】
回転速度算出部４は、モータ２２に取り付けられた回転角センサ５１により取得したモータ回転角６０を時間微分（単位時間あたりの変化量を算出）し、モータ回転速度６１を算出する。回転角センサ５１は、一般にエンコーダ、レゾルバなど、モータの絶対角度が取得可能なセンサが用いられる。
【００３９】
脈動発生判定部５は、後述するモータ回転速度６１の位相を算出するための基準となる時点である脈動発生点７２を算出する。脈動発生点とは、物理現象で言えばドライブシャフト２４の共振現象が発生する瞬間のことであり、前述の通り、「モータ２２のトルクが急激に変化する」、「タイヤ２０が滑りやすい路面に突入して急激に速度を増大する」、等に起因して脈動が発生する。本発明において、脈動発生判定を正確に行うことが、タイヤの空転判定を適切に行うにあたって重要であり、後述するように複数の観点から脈動発生判定を行う。
【００４０】
図８を用いて、脈動発生判定部５の動作の一例を説明する。図８は脈動現象が発生した時点におけるモータトルク、モータ回転加速度、モータ回転加加速度の波形の一例を示す図である。それぞれ図８（ａ）はタイヤ粘着状態でトルク指令値２を急激に発生させた場合、図８（ｂ）はトルク指令値２が発生して加速している途中で、タイヤ２０が滑りやすい路面に突入した場合を示す。それぞれ上から、トルク指令値２、モータの回転加速度７０、モータ回転加加速度７１の時間波形を表す。
【００４１】
まず、脈動発生判定部５は、トルク指令値２が急激に変化した時点を脈動発生点７２として判定する。これは前述の通り、モータ２２のトルクが急激に変化することが脈動発生の一因であることから、トルク指令値２が急激に変化すれば脈動が発生すると判断できるためである。図８（ａ）のトルク指令値２（ａ）に着目すると、一点鎖線の時点でトルク指令値２（ａ）は急激に上昇しており、この時の傾きは脈動発生判定の閾値７８（ａ）より大きくなっている。従って、脈動発生判定部５は、トルク指令値２（ａ）の傾きが脈動発生判定の閾値７８（ａ）を上回った一点鎖線の時点を脈動発生点７２（ａ）として判定する。トルク指令値２の変化（傾き）が実際に脈動を発生させうるか否かは、駆動部の部品構成（モータの慣性、ドライブシャフトの剛性等の諸元）によって異なることから、脈動発生判定の閾値７８は、脈動発生しうる境界の値として実験的に決定することが望ましい。
【００４２】
次に、脈動発生判定部５は、回転加速度７０が所定値を超えて発生した時点を脈動発生点７２として判定する。これは、脈動発生時の回転加速度が、本来の車両２１の加速度よりも高くなることから、異常な回転加速度の発生をもって脈動発生したと判断できるためである。まず、タイヤ粘着時である図８（ａ）の回転加速度７０（ａ）に着目すると、一点鎖線の時点で回転加速度７０（ａ）が急激に上昇しており、閾値７８（ｂ）を超過している。従って、脈動発生判定部５は、回転加速度７０（ａ）が閾値７８（ｂ）を上回った一点鎖線の時点を脈動発生点７２（ｂ）として判定する。同様に、タイヤ空転時である図８（ａ）の回転加速度７０（ｂ）に着目すると、一点鎖線の時点で回転加速度７０（ｂ）が上昇しており、少し遅れて脈動発生判定の閾値７８（ｂ）を超過している。従って、脈動発生判定部５は、回転加速度７０（ｂ）が脈動発生判定の閾値７８（ｂ）を上回った一点鎖線の時点を脈動発生点７２（ｃ）として判定する。
【００４３】
さらに、脈動発生判定部５は、モータ回転加加速度７１が所定値を超えて発生した時点を脈動発生点７２として判定する。これは、回転加速度と同様、異常な回転加加速度の発生をもって脈動発生したと判断できるためである。まず、タイヤ粘着時である図８（ａ）のモータ回転加加速度７１（ａ）に着目すると、一点鎖線の時点でモータ回転加加速度７１（ａ）がパルス状に急激に発生しており、閾値７８（ｃ）を大きく超過している。従って、脈動発生判定部５は、モータ回転加加速度７１（ａ）が閾値７８（ｃ）を上回った一点鎖線の時点を脈動発生点７２（ｄ）として判定する。同様に、タイヤ空転時である図８（ａ）のモータ回転加加速度７１（ｂ）に着目すると、一点鎖線の時点でモータ回転加加速度７１（ｂ）が上昇しており、少し遅れて脈動発生判定の閾値７８（ｃ）を超過している。従って、脈動発生判定部５は、モータ回転加加速度７１（ｂ）が脈動発生判定の閾値７８（ｃ）を上回った一点鎖線の時点を脈動発生点７２（ｅ）として判定する。
【００４４】
回転加速度７０、モータ回転加加速度７１は、トルク指令値２が大きいほど発生する値が大きくなることから、脈動発生判定の閾値７８は、トルク指令値２に基づき動的に決定することが望ましい。例えば回転加速度７０であれば、共振が発生しないと仮定した際に本来車両２１に発生する加速度より算出することが一例である。具体的には、車両の質量Ｍ、トルク指令値Ｔ、減速機５２及びデファレンシャルギア２３の総減速比Ｇ、タイヤ２０の半径Ｒ、モータ回転加速度Ａの関係は、モータ２２及びタイヤ２０の慣性を十分小さいとして無視すれば数式２の通り得られる。
【００４５】
〔数２〕
Ａ＝ＴＧ＾２／ＭＲ＾２
脈動により発生する回転加速度は、数式２で得られるＡに加えて発生することから、脈動発生判定の閾値７８はＡを基準とし、Ａに定数倍を乗算する、定数値を加算する等、誤判定防止のオフセットを加えて決定することが一例である。
【００４６】
以上、説明した３つの脈動発生判定方法は、それぞれ適用可能な場面や利点・欠点が異なることから、本発明を適用する車両２１の駆動部の構成や車輪速センサ３１の性能に応じて適切に選択する、もしくは組み合わせることが望ましい。まず、トルク指令値２による判定方法は、脈動発生点を最も早く判定可能である。一方、実際に脈動発生したかどうかは不明である。また、トルク指令値２が変化していない状況、例えば一定値で加速している途中でタイヤ２０が滑りやすい路面に突入した場合には適用不可能である。一方、回転加速度７０またはモータ回転加加速度７１による判定は、実際に脈動発生した場合に判定する方法であり、誤って脈動発生と判定する可能性は低い。一方、図８でも説明したように、特にタイヤ空転時においては脈動発生の判定が実際より遅れる可能性がある。また、原理的には回転加加速度の方が回転加速度よりも早く判定が可能である一方、回転加加速度の算出は回転速度のノイズや分解能による影響を受けて誤判定が起こりやすい、といった特徴がある。
【００４７】
位相算出部６は、脈動発生点７２から所定値以内のモータ回転速度６１の時間波形を抽出し、脈動発生点７２を基準とする正弦波に比べて位相が何度進んでいるか、あるいは遅れているかを算出する。具体的な算出方法の例は後述する。
【００４８】
空転判定部７は、位相算出部６により算出されたモータ回転速度６１の位相に基づき、タイヤ２０が粘着状態にあるか空転状態にあるかを判定し、その空転判定７４を出力する。前述の通り、タイヤ粘着状態に比べて、空転状態ではモータ回転速度６１の位相が遅れる傾向にある。そのため、判定にあたっては位相遅れ値（角度）の閾値を設定し、その閾値を上回った場合には空転、下回った場合には粘着と判定する。位相遅れは、原理的には粘着状態で０度、空転状態で９０度であるが、実際には脈動発生点７２の判定自体が遅れる可能性があることから、得られる位相遅れは実際よりも進んだ（遅れの値が負方向に大きい）値が得られる可能性があることを考慮すると、閾値は例えば４５度に設定する。空転判定７４は、例えば粘着を０、空転を１とする二進数で表しても良いし、タイヤの推定スリップ率、あるいは位相遅れの角度に応じて、０（完全粘着）〜１（空転）の連続値として表してもよい。
【００４９】
図９を用いて、位相算出部６及び空転判定部７の動作の一例を説明する。図９はモータ回転速度、空転判定の時間変化の一例を示す図である。それぞれ図９（ａ）はタイヤ粘着状態でトルク指令値２を急激に発生させた場合、図９（ｂ）はトルク指令値２が発生して加速している途中で、タイヤ２０が滑りやすい路面に突入した場合を示す。
【００５０】
まず、図９（ａ）のタイヤ粘着時に着目すると、脈動発生判定部５が理想的に脈動判定を行うと、脈動発生点７２（ａ）は一点鎖線の時点として判定される。この時点からのモータ回転速度６１（ａ）は理想的には正弦波であり、図のように、脈動発生点７２（ａ）から時刻７５（ａ）の変曲点まで上に凸の波形として得られる。従って、モータ回転速度６１（ａ）の位相７３（ａ）は脈動発生点７２（ａ）を基準とする正弦波に対して遅れ無し（判定が遅れるほど位相が進んでいる）となり、位相算出部６は「位相遅れ」として−９０度から０度の間の値（理想的には０度）を算出する。その結果、図示の通り空転判定部７は空転判定７４（ａ）を粘着と判定し続ける。
【００５１】
一方、図９（ｂ）のタイヤ空転時に着目すると、脈動発生判定部５が理想的に脈動判定を行うと、脈動発生点７２（ｂ）は一点鎖線の時点として判定される。この時点からのモータ回転速度６１（ｂ）は図のように、脈動発生点７２（ｂ）から時刻７５（ｂ）の変曲点まで下に凸の波形として得られる。従って、モータ回転速度６１（ｂ）の位相７３（ｂ）は脈動発生点７２（ｂ）を基準とする正弦波に対して遅れが発生していることになり、位相算出部６は「位相遅れ」として０度から９０度の間の値（理想的には９０度）を算出する。その結果、図示の通り空転判定部７は時刻７５（ｂ）以降、空転判定７４（ｂ）を空転と判定する。
【００５２】
空転判定部７は、脈動発生点７２からのモータ回転速度６１の変動波形が、正弦波に比べて所定値以上の位相遅れであれば空転と判定し、所定値未満の位相遅れであれば粘着と判定する。
【００５３】
このように、脈動発生点７２を基準とするモータ回転速度６１の位相を求めることによって、モータ回転速度６１の脈動が発生した時点においてタイヤ２０が粘着状態にとどまっているか空転開始したかを判定することが可能である。なお、ここでは脈動発生点から最初の変曲点までの時間のモータ回転速度６１を用いて空転判定を行った場合を説明したが、脈動発生点で上に凸であるか否かを明確に検出できる場合、上記より短い時間で判定を行うことも可能である。
【００５４】
位相算出部６にフーリエ変換を利用する方法もある。フーリエ変換Ｆ（ｆ）とは、例えば抽出する周波数ｆ、積分記号∫、周波数成分を抽出する対象となるモータ回転速度ωの時間幅Ｔ、ネイピア数ｅ、円周率π、虚数単位ｉ、時刻ｔを用いて数式３の通り得られる。
【００５５】
〔数３〕
Ｆ（ｆ）＝∫＾Ｔ＿０｛ω（ｔ）ｅ＾（−２πｉｆｔ／Ｔ）｝ｄｔ
フーリエ変換は、モータ回転速度ωの中で、当該の周波数ｆの成分の振幅と位相が得られる。Ｆ（ｆ）は複素数として得られることから、この複素数の偏角を求めることで位相が得られる。フーリエ変換を用いることで、モータ回転速度６１がセンサノイズ等の影響で上に凸であるか否かを明確に判定するのが困難な場合でも、より正確な位相算出が可能である。
【００５６】
図１０及び図１１を用いて、空転判定を解除する条件の一例を説明する。これまで述べた位相による空転判定方法では、粘着状態から空転状態への変化を判定可能である一方、タイヤ２０が空転状態から粘着状態に戻ったことを判定することは不可能であり、空転判定を解除する条件の設定が別途求められる。
【００５７】
図１０は、モータ回転速度による空転判定の一例を示す図である。図１０では空転判定を解除する条件として、モータ回転速度６１に着目した。上からモータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示している。ここでは時刻０の時点から一定のトルク指令値２で加速し続けており、モータ回転速度６１に脈動が発生している。時刻７５（ａ）の直前でタイヤ２０が滑りやすい路面（雪道等）に突入して空転が発生し、そこからわずかに遅れた時刻７５（ａ）において、空転判定７４が粘着から空転に変化している。本例では、空転と判定された時点、すなわち時刻７５（ａ）におけるモータ回転速度６１（ｂ）を記憶しておき、その後、タイヤ２０が滑りにくい路面（アスファルト路面等）に戻ってモータ回転速度６１（ａ）が急激に減少し、モータ回転速度６１（ｂ）との差が所定値以内に戻った時刻７５（ｃ）で空転判定７４を粘着に戻す。この方法は、タイヤ２０が空転している間は車両２１の速度の変化が小さいということに着目した方法であり、モータ回転速度６１が空転判定前の速度に戻ったことで、タイヤと車両間の速度差（＝空転）が無くなったと判定できるという原理を利用している。
【００５８】
図１１は、トルク指令値による空転判定の一例を示す図である。図１１では、空転判定を解除する条件として、トルク指令値２に着目した。上からモータ回転速度６１、トルク指令値２、空転判定７４の時間変化の一例を示している。モータ回転速度６１の時間変化、空転判定７４の粘着から空転への変化の条件は図１０と同様である。本例では、空転と判定された時点、すなわち時刻７５（ａ）におけるトルク指令値２を記憶しておき、その後、時刻７５（ｂ）からトルク指令値２が減少しているが、これは上位のコントローラである走行制御装置２５側でも空転を判定し、トルク指令値２を減少させたことを想定している。その後、トルク指令値２が所定値より小さくなった時刻７５（ｃ）で、空転判定７４を粘着に戻す。この方法は、走行制御装置２５に空転防止制御が導入されており、本発明の駆動制御装置１に比べて空転判定に時間を要する一方で、走行制御装置２５は車両２１の車体速度を利用してより確実な空転判定およびトルクダウンができることを前提としている。すなわち走行制御装置２５に空転防止制御が入っていなければ、この方法は有効ではない。
【００５９】
トルク決定部８は、トルク指令値２、モータ回転角６０、モータ回転速度６１、空転判定部７の空転判定７４に基づき、トルク補正値７６を算出する。そして、トルク指令値２をトルク補正値７６の分だけ補正した最終モータトルク７７を算出し、モータ２２が最終モータトルク７７を発生させるようにパワー半導体をスイッチングしてモータに流れる電流を制御する。この時、モータ２２が永久磁石同期モータの場合、モータ回転角６０に基づくベクトル制御を行うことが一般的である。
【００６０】
図１２を用いて、トルク決定部８が前記空転判定結果に基づきトルク補正値７６を算出する方法の一例を説明する。図１２は、空転判定結果に基づくトルク補正値の算出方法の一例を示す図である。図１２では上から空転判定７４、トルク補正値７６（最終モータトルク７７）の時間変化の一例を示している。まず、空転判定部７は図１２に示す通り、時刻７５（ａ）から時刻７５（ｂ）の間でタイヤが空転状態であると判定したとする。その結果、モータトルクは時刻７５（ａ）から時刻７５（ｂ）の間で、負のトルク補正値７６を算出することで、この区間の最終モータトルク７７がトルク指令値２より低くなっている。これにより、この区間のモータの回転速度の上昇すなわち空転が抑圧される。図１２は車両２１が加速時（トルク指令値２が正値）の場合について述べたが、車両２１が減速中（トルク指令値２が負値）の場合は、トルクの補正方向が逆となる。
【００６１】
トルク決定部８は、空転を検知した場合、加速の時はトルクを減少させ、減速の時はトルクを増加させる。
【００６２】
ここまで述べた実施例１では、モータ回転速度の位相に基づき空転判定する方法を説明したが、空転判定方法として、モータ回転角の加加速度の符号に着目しても良い。図１３および図１４を用いて、本発明に係る駆動制御装置の実施例１の位相算出部６を加加速度算出部９に変更した場合の構成および動作について説明する。
【００６３】
図１３は、本発明の実施例１に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。図１３では、位相算出部６の代わりに加加速度算出部９を置いた構成としている。図１３に示される構成では、駆動制御装置１は、少なくとも、トルク指令取得部３、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、加加速度算出部９、空転判定部７、トルク決定部８から構成されている。トルク指令取得部３、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、トルク決定部８は図７で説明した構成と同様であるため説明を省略する。
【００６４】
加加速度算出部９は、脈動発生点７２から所定値以内のモータ回転速度６１の二回時間微分であるモータ回転加加速度７１を算出する。
【００６５】
空転判定部７は、加加速度算出部９により算出されたモータ回転速度６１のモータ回転加加速度７１の符号に基づき、タイヤ２０が粘着状態にあるか空転状態にあるかを判定し、その空転判定７４を出力する。図６で説明した通り、脈動発生点７２から所定時間以内において、モータ回転加加速度７１はタイヤ粘着状態では負の値が支配的となり、空転状態では正の値が支配的となる。そのため、判定にあたっては所定時間以内におけるモータ回転加加速度７１の正値の割合を算出し、その割合に対して閾値を設定する。そして、その閾値を上回った場合には空転、下回った場合には粘着と判定する。閾値としては０．５（＝５０％、すなわち正値となっている時間帯が半分）とすることが一例である。また、「所定時間」としては、空転時の脈動周波数の周期の１／４、例えば振動周波数が１０Ｈｚ（＝周期０．１秒）であれば１／４の０．２５秒とすることが一例である。空転判定７４は、例えば粘着を０、空転を１とする二進数で表しても良いし、タイヤの推定スリップ率、あるいは上記正値の割合に応じて、０（完全粘着）〜１（空転）の連続値として表してもよい。
【００６６】
図１４を用いて、本構成の空転判定部７が空転判定する方法の一例を説明する。図１４は、モータ回転速度、モータ回転加加速度、空転判定の時間変化の一例を示す図である。それぞれ図１４（ａ）はタイヤ粘着状態でトルク指令値２を急激に発生させた場合、図１４（ｂ）はトルク指令値２が発生して加速している途中で、タイヤ２０が滑りやすい路面に突入した場合を示す。
【００６７】
まず、図１４（ａ）のタイヤ粘着時に着目すると、脈動発生判定部５が理想的に脈動判定を行うと、脈動発生点７２（ａ）は一点鎖線の時点として判定される。この時点からのモータ回転加加速度７１（ａ）は図のように、脈動発生点７２（ａ）から所定時間経過した時刻７５（ａ）までの加加速度符号判定区間７９（ａ）において、負の値となっている。その結果、図示の通り空転判定部７は空転判定７４（ａ）を粘着と判定し続ける。
【００６８】
一方、図１４（ｂ）のタイヤ空転時に着目すると、脈動発生判定部５が理想的に脈動判定を行うと、脈動発生点７２（ｂ）は一点鎖線の時点として判定される。この時点からのモータ回転加加速度７１（ｂ）は図のように、脈動発生点７２（ｂ）から所定時間経過した時刻７５（ｂ）までの加加速度符号判定区間７９（ｂ）において、正の値となっている。その結果、図示の通り空転判定部７は時刻７５（ｂ）以降、空転判定７４（ｂ）を空転と判定する。
【００６９】
空転判定部７は、脈動発生点７２から所定時間以内のモータ回転加加速度の符号が正であれば空転と判定し、負であれば粘着と判定する。
【００７０】
このように、脈動発生点７２を基準とするモータ回転加加速度７１の正負を求めることによって、モータ回転速度６１の脈動が発生した時点においてタイヤ２０が粘着状態にとどまっているか空転開始したかを判定することが可能である。また、先述した位相で空転判定する手法に比べて、本手法はモータ回転速度６１を二回微分するだけで実行可能であり、より計算負荷が軽く、低性能なＣＰＵ等を備える駆動制御装置であってもリアルタイムに計算可能である。
【００７１】
以上述べた実施例１では、モータ回転速度の位相もしくは加加速度に基づく空転判定を行った例について述べたが、両者を併用して（組み合わせて）実施をしても良い。この場合、例えばタイヤ空転判定の早さを優先するのであれば、少なくとも一つの手段で空転判定を行った時点で空転と判定しても良い。また、空転判定の誤判定防止を優先するのであれば、両者の手段で同時に空転判定を行った場合にのみ空転と判定しても良い。
【００７２】
このように、本実施例１の駆動制御装置１によれば、モータ回転速度の位相もしくは加加速度に基づき、車両速度の情報を用いずにタイヤが空転状態か否かを判定可能であり、空転判定の誤判定を防ぎつつ、より早い段階での空転判定を行う駆動制御装置を提供することが可能となる。
【実施例２】
【００７３】
次に、本発明の実施例２について、図１５乃至図１９を用いて説明する。なお、実施例１と同様の部分は、同様の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
実施例１では、モータ回転速度の位相もしくは加加速度に基づき空転判定を行う例について述べたが、本実施例は空転開始の判定ができるものの、判定終了する材料が無い。そのため図１０及び１１で説明したように、空転判定を解除する条件が必要であるが、その場合も、実際にその時点で空転が止まったことは保証されないという課題がある。また、実施例１の方法では脈動発生点７２の判定精度にも依存し、脈動発生判定が適切に行われなかった場合に誤判定をする可能性がある。そこで、図３にあるように、タイヤの粘着状態・空転状態によって脈動周波数が変わることに着目し、位相もしくは加加速度と、脈動周波数を併用した空転判定を行うという構成であっても良い。
【００７５】
図１５は、本発明の実施例２に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。図１５に示される実施例２では、駆動制御装置１は、少なくとも、トルク指令取得部３、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、位相算出部６と加加速度算出部９の少なくとも一つ、周波数成分抽出部１０、空転判定部７及びトルク決定部８から構成されている。トルク指令取得部３、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、位相算出部６、加加速度算出部９及びトルク決定部８は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００７６】
周波数成分抽出部１０は、モータ回転速度６１から、特定の周波数成分を、モータ回転速度の周波数抽出値６８として抽出する。例えば図３に示すように、タイヤ粘着時に４Ｈｚ程度、タイヤ空転時に１２Ｈｚ程度の共振周波数となる制御対象では、１２Ｈｚの周波数成分、あるいは４Ｈｚと１２Ｈｚの周波数成分の両方を抽出する。
【００７７】
図１６を用いて周波数成分抽出部１０の動作の一例を説明図する。図１６Ａはモータ回転速度と車両速度の時間変化の一例を示す図である。ここでは図３と異なり、タイヤ粘着時は８Ｈｚ程度、空転時は６Ｈｚ程度の車両の場合を示している。横軸は時刻、縦軸はモータ回転速度６１および車両速度６７の回転方向に換算した速度を示す。０．５秒の時点からトルク指令値２がステップ状に発生し、車両は加速を開始するとともに、モータ回転速度６１の脈動（共振）が生じている。そして３秒の時点から路面が滑りやすくなっており、タイヤが空転するとともにモータ回転速度６１と車両速度６７に乖離が生じている。
【００７８】
図１６Ｂは、周波数成分抽出方法としてバンドパスフィルタを用いた場合のモータ回転速度の周波数抽出値６８（バンドパスフィルタの出力）を示す図である。バンドパスフィルタＢ（ｓ）は、例えばカットオフ周波数ω０、ラプラス演算子ｓ、尖鋭度Ｑを用いて数式４の通り得られる。
【００７９】
〔数４〕
Ｂ（ｓ）＝（ω０ｓ／Ｑ）／（ｓ＾２＋ω０ｓ／Ｑ＋ω０＾２）
ここではＱ＝５として、ω０＝３７．７ｒａｄ／ｓ（＝６Ｈｚ）とした場合の周波数抽出値６８（ａ）、ω０＝５０．３ｒａｄ／ｓ（＝８Ｈｚ）とした場合の周波数抽出値６８（ｂ）との比較を行っている。図１６Ｂより、３秒より前のタイヤ粘着時には、ω０＝６Ｈｚとした場合の周波数抽出値６８（ａ）の振幅が、ω０＝８Ｈｚとした場合の周波数抽出値６８（ｂ）の振幅より大きくなっている。一方、３秒以降のタイヤ空転時には、逆に６８（ａ）より６８（ｂ）の方が振幅が大きい。このように、周波数成分抽出部１０は、バンドパスフィルタを用いる場合、粘着時、空転時の共振周波数をカットオフ周波数に持つ２つのバンドパスフィルタの出力を比較し、その振幅の差異を算出する。
【００８０】
周波数成分抽出部１０に数式３のフーリエ変換を利用する方法もある。フーリエ変換は前述の通り、モータ回転速度ωの中で、当該の周波数ｆの成分の振幅と位相が得られる。具体的には複素数であるＦ（ｆ）の絶対値をとることで振幅が得られる。モータ回転速度が当該の周波数ｆで振動している場合は振動の振幅が算出され、一方でモータ回転速度が当該の周波数ｆとは異なる周波数で振動する（周波数ｆの成分を持たない）場合にはほぼ０の振幅を算出するという特徴がある。従って、この方法ではバンドパスフィルタを用いた方法と同様、粘着時、空転時の共振周波数を周波数ｆとする２つのフーリエ変換結果の差異を算出しても良いし、空転時の共振周波数を周波数ｆとするフーリエ変換のみを行い、その振幅を算出しても良い。なお、周波数成分抽出部１０はバンドパスフィルタやフーリエ変換のみに限ったものではなく、周波数成分が抽出できる方法であれば何でも適用可能である。
【００８１】
空転判定部７は、位相算出部６が算出したモータ回転速度の位相７３と加加速度算出部９が算出したモータ回転加加速度７１の少なくとも一つと、周波数成分抽出部１０により抽出されたモータ回転速度の周波数成分に基づき、タイヤが粘着状態にあるか空転状態にあるかを判定し空転判定７４を出力する。モータ回転速度の位相７３及びモータ回転加加速度７１による空転判定方法は前述の通りである。
【００８２】
空転判定部７が、周波数成分抽出部１０が抽出したモータ回転速度の周波数抽出値６８を用いて空転判定を行う方法の一例を説明する。前述の通り、周波数成分抽出部１０が、バンドパスフィルタやフーリエ変換などを用いて粘着時・空転時の共振周波数成分の差異を算出する場合、空転時の共振周波数成分が粘着時の共振周波数成分より大きい場合に空転と判定する。例えば図１６Ｂでは、周波数抽出値６８（ｂ）が６８（ａ）より大きい３．２秒以降でタイヤが空転状態と判定する。また、前述の通り、空転時の共振周波数を周波数ｆとするフーリエ変換で振幅を算出する場合、その振幅が所定値を超えた場合に空転状態と判定する。図１６Ａの例では、共振の振幅が１０ｒａｄ／ｓ程度となっていることから、例えば所定値として５ｒａｄ／ｓ程度に設定する。空転判定７４は、例えば粘着を０、空転を１とする二進数で表しても良いし、タイヤの推定スリップ率に応じて０（完全粘着）〜１（空転）の連続値として表してもよい。
【００８３】
図１７を用いて、空転判定部７が、周波数成分抽出部１０が抽出したモータ回転速度の周波数抽出値６８を用いて空転判定を行う動作の一例を説明する。図１７は、モータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示す図である。まず、モータ回転速度６１に着目すると、時刻７５（ａ）から滑りやすい路面に突入してタイヤ２０が空転状態となり、モータ回転速度６１の上昇率（加速度）が増大するとともに脈動（共振）周波数が大きくなっている。その後、時刻７５（ｂ）で滑りにくい路面に戻るが、空転して回転速度が増大したタイヤ２０はすぐには粘着状態にならず、車体速度と同じ速度まで急激に減速する間は空転状態が続き、モータ回転速度６１の脈動（共振）周波数は引き続き大きいままである。その後、時刻７５（ｃ）でタイヤ２０の回転速度が車体速度と同じになり、粘着状態が回復すると、ようやくモータ回転速度６１の脈動（共振）周波数は時刻７５（ａ）より以前の周波数に戻る。このようなモータ回転速度６１が検出されると、空転判定部７は、前述の方法により、時刻７５（ａ）から少し遅れた時刻から、時刻７５（ｃ）の間でタイヤ２０が空転状態であると判定・検知する。
【００８４】
次に、図１８及び図１９を用いて、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つと、モータ回転速度の周波数抽出値６８を組み合わせたより早期かつロバストな空転判定方法について述べる。前述した周波数抽出値６８による空転判定は、タイヤ粘着状態と空転状態で周波数が明確に異なることから、誤判定の可能性が少ないロバストな手法である。一方、前述した通り空転時の判定が遅れるという欠点がある。これは、周波数を検出するためには一波長分の波が必要であること、フィルタの過渡応答による動作遅れが生じることが原因である。一方、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた判定では、空転の判定が早いという利点がある一方、判定が必ずしも正確ではないこと、空転から粘着へ戻す判定が正確には行えないこと、といった欠点がある。以上のように、それぞれの手法の利点・欠点は互いに相補完的であり、両者を組み合わせることによって、より早期かつロバストな空転判定が実現可能である。
【００８５】
図１８を用いて、先述した両者を組み合わせる方法および動作の一例を説明する。図１８は、モータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示す図である。図１８では、図１７と同様の場面において、それぞれモータ回転速度６１、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）とモータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）、両者を組み合わせた最終的な空転判定７４（ｃ）の時間変化の一例を示すものである。ここでは、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）は、空転判定を解除する条件がないものとする。
【００８６】
まず、モータ回転速度６１に着目すると、時刻７５（ａ）から滑りやすい路面に突入してタイヤ２０が空転状態となり、モータ回転速度６１の上昇率（加速度）が増大するとともに脈動（共振）周波数が大きくなっている。その後、時刻７５（ｂ）で滑りにくい路面に戻るが、空転して回転速度が増大したタイヤ２０はすぐには粘着状態にならず、車体速度と同じ速度まで急激に減速する間は空転状態が続き、モータ回転速度６１の脈動（共振）周波数は引き続き大きいままである。その後、時刻７５（ｃ）でタイヤ２０の回転速度が車体速度と同じになり、粘着状態が回復すると、ようやくモータ回転速度６１の脈動（共振）周波数は時刻７５（ａ）より以前の周波数に戻る。
【００８７】
このようなモータ回転速度６１が検出されると、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）は、時刻７５（ａ）とほぼ同時に（わずかに遅れて）空転判定を開始するが、タイヤが粘着状態に戻っても空転判定を解除することができずに空転と判定し続ける。一方、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）は、時刻７５（ａ）から少し遅れて空転を判定し、時刻７５（ｃ）でタイヤ粘着状態に戻った後、さらにフィルタの過渡応答の分だけ少し遅れた時刻７５（ｄ）で空転判定を解除（粘着と判定）している。
【００８８】
このような場面において図１８では、最終的な空転判定７４（ｃ）を算出する方法として、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）に基づき空転判定を開始し、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）に基づき空転判定を終了する場合を示している。すなわち、空転判定７４（ａ）が空転と判定した時刻７５（ａ）から、最終的な空転判定７４（ｃ）は粘着から空転に判定を変化させ、空転判定７４（ｂ）が空転から粘着に戻した時刻７５（ｄ）から、最終的な空転判定７４（ｃ）は粘着から空転に判定を変化させている。このような構成により、粘着から空転への判定を早期に行うとともに、空転から粘着へ戻す判定をより正確に行うことが可能である。
【００８９】
図１９は、モータ回転速度６１、空転判定７４の時間変化の一例を示す図である。図１９では、図１８と同様の場面において、最終的な空転判定７４（ｃ）を算出する方法として、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）に基づき空転判定を開始し、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）が粘着状態を示す時間が所定時間を超えた地点で粘着と判定する場合を示している。
【００９０】
モータ回転速度６１の時間変化は図１８と同様のため説明を省略する。このようなモータ回転速度６１が検出されると、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）は、時刻７５（ａ）とほぼ同時に（わずかに遅れて）空転判定を開始するが、タイヤが粘着状態に戻っても空転判定を解除することができずに空転と判定し続ける。一方、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）は、時刻７５（ａ）から少し遅れて空転を判定し、ここでは時刻７５（ｂ）でタイヤが再粘着を開始（ただし状態は空転のまま）した瞬間、フィルタの過渡応答により誤って粘着と判定し、その後すぐに空転と判定し直している。そして、時刻７５（ｃ）でタイヤ粘着状態に戻った後、さらにフィルタの過渡応答の分だけ少し遅れた時刻７５（ｄ）で空転判定を解除（粘着と判定）している。このように、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）は安定した空転判定が行える一方、フィルタの過渡応答によっては途中で誤判定が生じる可能性がある。
【００９１】
図１９で示す方法は、上記問題を解決するものであって、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）に基づく粘着判定を所定時刻だけ少し遅らせることで、空転判定のロバスト性を増大する。すなわち、空転判定７４（ａ）が空転と判定した時刻７５（ａ）から、最終的な空転判定７４（ｃ）は粘着から空転に判定を変化させている。一方、空転判定７４（ｂ）が一瞬、粘着と誤判定した時刻７５（ｂ）では、粘着と判定する時間が所定値を下回ったために最終的な空転判定７４（ｃ）は空転と判定し続ける。そして、空転から粘着に戻した時刻７５（ｄ）から、最終的な空転判定７４（ｃ）は、所定時間待機した後、時刻７５（ｅ）において粘着から空転に判定を変化させている。換言すると、空転判定部７は、モータ２２（駆動装置）の回転速度と車両回転速度との偏差が所定値以上となる時間が所定以上継続した場合は空転と判定し、位相もしくは回転加加速度に基づき空転と判定した後にモータ２２（駆動装置）の回転速度と車両回転速度との偏差が所定値未満となる時間が所定以上継続した場合は粘着と判定する。このような構成により、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）がフィルタの過渡応答によって起こしうる誤判定に対応するとともに、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）が誤って空転と判定した場合も、モータ回転速度の周波数抽出値６８を用いた空転判定７４（ｂ）が空転判定しなければ、所定時間後には粘着と判定を戻すことも可能である。
【００９２】
このように、本実施例２の駆動制御装置１によれば、モータ回転速度の脈動周波数と、位相もしくは加加速度に基づき、早期の空転判定と、空転判定の安定性・ロバスト性を両立する駆動制御装置を提供することが可能となる。
【実施例３】
【００９３】
次に、本発明の実施例３について、図２０乃至図２３を用いて説明する。なお、実施例１及び２と同様の部分は、同様の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
実施例１及び２では、モータ回転速度６１のみの情報を用いて空転判定を行う前提の構成となっているが、外部から、それ以外の情報を取り込んで、さらにロバストな空転判定を行うという構成であっても良い。
【００９５】
図２０は、本発明の実施例３に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。図２０に示される実施例３では、駆動制御装置１は、少なくとも、トルク指令取得部３、路面摩擦係数取得部８２、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、位相算出部６、空転判定部７及びトルク決定部８から構成されている。なお、ここでは実施例１の構成を基準に説明したが、位相算出部６は、位相算出部６、加加速度算出部９、周波数成分抽出部１０の少なくとも一つから構成されていればよい。トルク指令取得部３、回転速度算出部４、位相算出部６、空転判定部７及びトルク決定部８は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００９６】
路面摩擦係数取得部８２は、走行制御装置２５から路面摩擦係数８１を受信する。路面摩擦係数８１は、タイヤと路面の間に成立している摩擦係数のことであり、値が小さいほど路面が滑りやすいことを表している。例えば、アスファルト路面では路面摩擦係数は一般に０．８程度であり、圧雪路では０．２程度などとされている。路面摩擦係数８１を取得する方法は従来様々な技術が公開されており、例えば「タイヤスリップ発生時の駆動力から推定する」、「他者の検出結果を受信する」、「カメラ等のセンサで検出する」、等の方法がある。走行制御装置２５から路面摩擦係数８１を受信する方法は、一般にＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのデジタル通信が用いられる。
【００９７】
脈動発生判定部５は、前述の通り、モータ回転速度６１の位相を算出するための基準となる時点である脈動発生点７２を算出する。その方法は前述の通り、トルク指令値２の単位時間あたりの変化量、モータ回転加速度７０、モータ回転加加速度７１の情報を使用し、それらが所定の閾値を超過した時点を脈動発生点７２と判定する。この閾値７８は前述の通り、駆動部の構成やトルク指令値２の値に応じて変更することが望ましいが、さらに路面摩擦係数８１を用いることで、よりロバストな脈動発生判定が可能である。
【００９８】
図２１を用いて、脈動発生判定の閾値７８を変更する方法の一例を説明する。図２１は、脈動現象が発生した時点におけるモータトルク、モータ回転加速度、モータ回転加加速度の波形の一例を示す図である。図２１の見方は図８（ｂ）と同様であるため説明を省略する。まず、トルク指令値２の閾値７８に着目すると、路面摩擦係数８１が高い（＝滑りにくい）路面では、閾値を７８（ａ）のように高く設定する。一方、路面摩擦係数８１が低い（＝滑りやすい）路面では、閾値を７８（ｂ）のように低く設定する。これにより、路面摩擦係数８１が小さいほど、より少ないトルクで空転状態となりやすいことから、より確実に脈動発生判定（すなわち空転判定）を行うことが可能となる。図２１のトルク指令値２の例では、閾値を７８（ａ）のように設定すると脈動発生判定をせず、一方で閾値を７８（ｂ）のように設定すると、脈動発生点７２（ａ）を判定可能である。
【００９９】
次に、回転加速度７０に着目すると、路面摩擦係数８１が高い路面では、閾値を７８（ｃ）のように高く設定し、路面摩擦係数８１が低い路面では、閾値を７８（ｄ）のように低く設定する。これは、路面摩擦係数８１が小さいほど、より少ないトルクで空転状態となりやすく、その場合の脈動の加速度は路面摩擦係数８１が高い場合に比べて小さくなることが要因である。このように路面摩擦係数８１に応じて閾値を変更することで、より確実に脈動発生判定（すなわち空転判定）を行うことが可能となる。図２１のモータ回転加速度７０の例では、閾値を７８（ｃ）のように設定すると脈動発生判定をせず、一方で閾値を７８（ｄ）のように設定すると、脈動発生点７２（ｂ）を判定可能である。
【０１００】
さらに、モータ回転加加速度７１に着目すると、路面摩擦係数８１が高い路面では、閾値を７８（ｅ）のように高く設定し、路面摩擦係数８１が低い路面では、閾値を７８（ｆ）のように低く設定する。これにより、回転加速度７０と同様の理由で、より確実に脈動発生判定（すなわち空転判定）を行うことが可能となる。図２１のモータ回転加加速度７１の例では、閾値を７８（ｅ）のように設定すると脈動発生判定をせず、一方で閾値を７８（ｆ）のように設定すると、脈動発生点７２（ｃ）を判定可能である。
【０１０１】
実施例３では外部から路面摩擦係数８１の情報を取り込んで、さらにロバストな空転判定を行う方法について説明したが、外部から取り込む車両情報として車両速度６７を取得しても良い。
【０１０２】
図２２は、本発明の実施例３の変形例に係る駆動制御装置の構成の一部を示すブロック図である。路面摩擦係数８１の代わりに車両速度６７を取得した例を示すブロック図である。図２２に示される構成例では、駆動制御装置１は、少なくとも、トルク指令取得部３、車両速度取得部８３、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、位相算出部６、空転判定部７及びトルク決定部８から構成されている。なお、ここでは実施例１の構成を基準に説明したが、位相算出部６は、位相算出部６、加加速度算出部９、周波数成分抽出部１０の少なくとも一つから構成されていればよい。トルク指令取得部３、回転速度算出部４、脈動発生判定部５、位相算出部６及びトルク決定部８は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【０１０３】
車両速度取得部８３は、走行制御装置２５から車両速度６７を受信する。車両速度６７は、数式１におけるＶであり、タイヤのスリップを検出するのに用いる情報である。車両速度６７を取得する方法は従来様々な技術が公開されており、例えば「従動輪（駆動していない車輪）の回転速度から取得する」、「ＧＰＳ／ＧＮＳＳを用いて取得する」、等の方法がある。また、一般に走行制御装置２５内に適用される空転防止制御は、車両速度を用いて数式１よりスリップ率を計算することにより行われる。走行制御装置２５から車両速度６７を受信する方法は、一般にＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのデジタル通信が用いられる。
【０１０４】
空転判定部７は、前述の通り、位相算出部６により算出されたモータ回転速度６１の位相（もしくは実施例２のように位相、加加速度、周波数抽出値の少なくとも一つ）に基づき、タイヤ２０が粘着状態にあるか空転状態にあるかを判定し、その空転判定７４を出力する。その際、車両速度６７を取り込むことで、判定のロバスト性をさらに向上すること、特に、空転から粘着への変化をより正確に行うことが可能である。
【０１０５】
図２３を用いて、車両速度取得部８３の処理について説明する。図２３では、車両速度６７を取り込むことで判定のロバスト性をさらに向上させる方法の一例を説明する。図２３は、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定７４（ａ）に基づき空転判定を行う状態を示す図である。
【０１０６】
図２３の状況や図の見方は図１９と同様であるため説明を省略する。図２３のモータ回転速度には、取得した車両速度６７をモータ回転速度に換算した物理量である車両回転速度Ｖ’に変換して重ねて描画している。この車両回転速度Ｖ’は、車両速度Ｖ、減速機５２及びデファレンシャルギア２３の総減速比Ｇ、タイヤ２０の半径Ｒより数式５の通り得られる。
【０１０７】
〔数５〕
Ｖ’＝ＧＲＶ
また、空転判定の時間変化のグラフには、新たに、車両速度６７とモータ回転速度６１の回転速度差８４が所定値以上になると空転と判定する空転判定７４（ｄ）を重ねて描画している。
【０１０８】
この時、最終的な空転判定７４（ｃ）に対し、空転から粘着の判定を、回転速度差８４に基づく空転判定７４（ｄ）により行うことで、ロバスト性を向上可能である。すなわち、図２３に示すように、空転判定７４（ｃ）は、時刻７５（ａ）の時点で、モータ回転速度の位相７３とモータ回転加加速度７１の少なくとも一つを用いた空転判定に基づき粘着から空転に変化した後、空転判定７４（ｄ）が空転から粘着に変化する時刻７５（ｃ）において、空転判定７４（ｃ）も空転から粘着に変更する。これにより、図１９では時刻７５（ｅ）でようやく行われていた空転判定７４（ｃ）の空転から粘着への変更は、実際にタイヤが粘着状態に変化した時刻７５（ｃ）で直ちに行われる。
【０１０９】
このように、本実施例３では、外部から路面摩擦係数８１や車両速度６７などの車両情報を取り込むことにより、より正確でロバストな空転判定を行うことが可能となる。
【実施例４】
【０１１０】
次に、本発明の実施例４について、図２４を用いて説明する。図２４は、本発明の実施例４に係る駆動制御装置の構造に一部を示すブロック図である。なお、上記の実施例１乃至３と同様の部分は、同様の符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
以上、説明した実施例１乃至３において、空転判定結果を外部に送信する構成となっても良い。図２４は、駆動制御装置１の実施例１の構成に対し、上位コントローラである走行制御装置２５に向けて空転判定結果を送信する空転判定送信部１０２を更に備えたブロック図である。ここでは上位コントローラである走行制御装置２５をブロック図に記載している。すなわち、本実施例において外部とは、車両２１の走行状態を制御するためにモータ２２（駆動装置）のトルク指令値２を算出する走行制御装置２５を意味している。空転判定送信部１０２は空転判定部７が算出した空転判定７４を走行制御装置２５に伝送し、走行制御装置２５の空転判定受信部１０３が空転判定７４を受信する。
【０１１２】
走行制御装置２５は、先述の通り、例えばドライバがアクセルペダル３７を踏んでいるときは車両２１を加速させるための正のトルク指令値２を算出し、ドライバがアクセルペダル３７を踏んでいないとき、もしくはブレーキペダル３２を踏んでいるときは、エンジンブレーキあるいは回生ブレーキに相当する負のトルク指令値２を算出するトルク指令算出部１０４を備える。また、駆動制御装置１から空転判定７４を受信した場合、判定結果が空転状態である場合は、空転を抑圧するため自動的にトルク指令値２を補正する。このように算出されたトルク指令値２が駆動制御装置１に送信される。走行制御装置２５と駆動制御装置１の間の通信は、一般にＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのデジタル通信が用いられる。なお、本実施例では駆動制御装置１の実施例１の構成を変更する形で説明したが、実施例２及び実施例３に対しても同様に適用可能である。
【０１１３】
このように、本実施例では、空転判定部７による空転判定７４を外部（例えば、上位コントローラである走行制御装置２５）に送信することにより、より効果的にタイヤ２０の空転抑圧を行うことが可能となる。
【０１１４】
以上、説明した実施例１乃至４において、電気駆動モータを動力源とする電気自動車を例にとって説明したが、本発明は、動力がドライブシャフトのような細いシャフトを介してタイヤに伝達される車両であれば適用可能である。例えば、エンジン車、ハイブリッド自動車建設機械（鉱山ダンプなど）、一人乗り小型自動車のような小型モビリティなどへも適用可能である。また、デファレンシャルギアを介して動力を左右輪に分配する形でなく、左右独立に電気モータを搭載し、それぞれがシャフトを通じて左右輪に動力を伝達する形であっても良い。
【０１１５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…駆動制御装置、２…トルク指令値、３…トルク指令取得部、４…回転速度算出部、５…脈動発生判定部、６…位相算出部、７…空転判定部、８…トルク決定部、９…加加速度算出部、１０…周波数成分抽出部、２０…タイヤ、２１…車両、２２…モータ、２３…デファレンシャルギア、２４…ドライブシャフト、２５…走行制御装置、２６…ハンドル、２７…操舵トルク検出装置、２８…操舵制御装置、２９…操舵用モータ、３０…ステアリング制御機構、３１…車輪速センサ、３２…ブレーキペダル、３３…ブレーキ制御機構、３４…コンバインセンサ、３５…制動制御装置、３６…ホイルシリンダ、３７…アクセルペダル、３８…ストロークセンサ、３９…加速制御装置、４１…操舵角検出装置、５１…モータの回転角センサ、５２…減速機、６０…モータ回転角、６１…モータ回転速度、６２…タイヤと路面間の摩擦特性、６３…駆動力、６４…スリップ率、６６…周波数特性、６７…車両速度、６８…モータ回転速度の周波数抽出値、７０…モータ回転加速度、７１…モータ回転加加速度、７２…脈動発生点、７３…モータ回転速度の位相、７４…空転判定、７５…時刻、７６…トルク補正値、７７…最終モータトルク、７８…脈動発生判定の閾値、７９…加加速度符号判定区間、８１…路面摩擦係数、８２…路面摩擦係数取得部、８３…車両速度取得部、８４…回転速度差、１０２…空転判定送信部、１０３…空転判定受信部、１０４…トルク指令算出部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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