(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後輪をモータ駆動する後輪駆動手段と、
減速時には上記モータによって後輪の回生制動を行なう回生制動手段と、
減速時には車両の前輪に制動力を与える前輪制動手段とを備えた車両の走行制御装置であって、
上記後輪のスリップ状態を推定する推定手段と、
上記推定手段により後輪のスリップが推定された時、上記回生制動手段による後輪の回生制動度合を非推定時より減少させる制動制御手段とを備え、
上記制動制御手段は、スリップ状態の推定時に上記前輪制動手段による前輪の制動度合を増大させると共に、
上記推定手段による後輪のスリップ検出時には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を抑制すべく、上記回生制動手段の制御トルクと上記前輪制動手段の制御トルクのトルク変化の向きが互いに逆向きになるように、上記回生制動手段による制動度合の増減制御時期と、上記前輪制動手段による制動度合の増減制御時期とを所定時間異ならせるように構成した
車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制動時(減速時)に車輪のスリップが推定された時、制動力(ブレーキ力)を弱めることにより車輪のスリップを抑制するような車両の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例の車両の走行制御装置としては、例えば特開平８−９８３１３号公報、特開平８−９８３１４号公報および特開２０００−１０８８７３号公報に記載されたものがある。
【０００３】
上述の特開平８−９８３１３号公報および特開平８−９８３１４号公報に記載のものは、電動エネルギによって車両を駆動する電動車両の制動装置であって、電動モータで駆動される前輪(駆動輪)と、従動輪としての後輪とを備えると共に、各車輪には油圧制動のためのホイールシリンダを配設し、上記電動モータの回生制動から油圧ＡＢＳ(アンチスキッドブレーキシステム)制御へ移行する場合に、徐々に回生制動を弱くし、回生制動力がゼロまたはゼロに近似する値になった時、油圧制動に切替えを行なうことで、この切替えに伴なう車速変化の急変を防止するものである。
【０００４】
また、特開２０００−１０８８７３号公報に記載のものは、バッテリの電力により駆動力を発生するモータと、内燃機関としてのエンジンとを併用して前輪を駆動走行するハイブリッド自動車であって、制動時に車輪のスリップ率が所定値を超えると、この車輪の制動圧を減圧して該車輪のロックを抑制するスリップ抑制手段と、減速時に上述のモータを介して電気エネルギを回収してバッテリを充電するエネルギ回収手段とを備え、スリップ抑制手段によるＡＢＳ作動時には上記モータの回生制動力を大きくするものである。
【０００５】
しかしながら、上述の何れの従来技術においても、後輪側での回生と前輪制動とに関する技術思想は開示されていない。
ところで、車両の後輪をモータ駆動する４ＷＤ車を構成し、減速時には油圧ブレーキに対して応答性が高い上記モータによって後輪の回生制動を行なうと共に、回生エネルギを回収すべく構成した場合、本来、減速時には回生エネルギを充分に回収したいにもかかわらず、減速時の上記回生制動は後輪に対して負のトルク(逆トルク)を与えるために、制動ブレーキが大きくなるので、特に低μ路等においては後輪がスリップしやすくなり、仮に、後輪がスリップすると、車両後部が左右に振れるような挙動が生じて、走行安全性が悪くなる問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、減速時に後輪モータにより後輪の回生制動を行なう回生制動手段を備えたものであって、後輪のスリップが推定(予測または判定も含む)された時、上記回生制御手段による後輪の回生制動度合を非推定時よりも減少させることで、スリップの非発生時である通常の減速時は、後輪モータによる回生エネルギの回収を最大限に増大させると共に、スリップ発生時またはスリップ発生の可能性が大きい時は、前輪のスリップよりも、車両の挙動に対して影響の大きい、後輪のスリップを抑制することができ、また、スリップ推定時に前輪の制動度合を増大させることで、減速時における車両の制動性を維持することができ、しかも車両の前後振動を防止することができる車両の走行制御装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による車両の走行制御装置は、車両の後輪をモータ駆動する後輪駆動手段と、減速時には上記モータによって後輪の回生制動を行なう回生制動手段と、減速時には車両の前輪に制動力を与える前輪制動手段とを備えた車両の走行制御装置であって、上記後輪のスリップ状態を推定する推定手段と、上記推定手段により後輪のスリップが推定された時、上記回生制動手段による後輪の回生制動度合を非推定時より減少させる制動制御手段とを備え、上記制動制御手段は、スリップ状態の推定時に上記前輪制動手段による前輪の制動度合を増大させると共に、上記推定手段による後輪のスリップ検出時には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を制御すべく、上記回生制動手段の制御トルクと上記前輪制動手段の制御トルクのトルク変化の向きが互いに逆向きになるように、上記回生制動手段による制動度合の増減制御時期と、上記前輪制動手段による制動度合の増減制御時期とを所定時間異ならせるように構成したものである。
【０００８】
上記構成の前輪制動手段は、エンジンブレーキまたは前輪モータの回生あるいは油圧ブレーキにより構成することができ、後輪のスリップ状態を推定する推定手段は、低いμ路を予測または検出する手段あるいは実スリップ率を検出する手段を含む。
【０００９】
上記構成によれば、スリップの非推定時(非予測時または非判定時)としての通常の減速時には、上記回生制動手段が後輪を駆動するモータによって回生制動を行なうので、この後輪モータによる回生エネルギの回収を最大限に増大させることができる。
【００１０】
また、上記推定手段がモータ駆動による後輪のスリップ状態を推定(予測または判定)すると、上述の制動制御手段は上記回生制動手段による後輪の回生制動の度合を非推定時に対して減少させるので、スリップ推定時には後輪のスリップを抑制して、走行安定性を確保することができる。
【００１１】
さらに、上記制動制御手段は、スリップ状態の推定時に上記前輪制動手段による前輪の制動度合を増大させるので、減速時において上述の推定手段で後輪のスリップ状態が推定(予測または判定)された時、上記制動制御手段は車両の前輪に対して制動力を与える前輪制動手段による前輪の制動度合を増大させる。
この結果、スリップ推定時には後輪側の回生制動の度合が減少されるが、この場合に、前輪での制動を行なうことができ、減速時における車両の制動性を維持することができる。
【００１２】
しかも、上記推定手段による後輪のスリップ検出時には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を抑制すべく、上記回生制動手段の制御トルクと上記前輪制動手段の制御トルクのトルク変化の向きが互いに逆向きになるように、上記回生制動手段による制動度合の増減制御時期と、上記前輪制動手段による制動度合の増減制御時期とを所定時間異ならせるように構成したので、推定手段が後輪のスリップを検出した時、後輪側の回生制動手段による制動度合の増減制御時期と前輪側の制動手段による制動度合の増減制御時期とが所定時間異なるようなブレーキ制御が実行される。
この結果、スリップ抑制制御による車両の前後振動を、前輪と後輪との制動制御によって抑止することができる。
【００１３】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両の走行制御装置を示すが、この実施例では車両の走行制御装置をハイブリッド車に適用した例を示すので、まず図１を参照して、ハイブリッド車の機械的構成について説明する。
【００１４】
[ハイブリッド車の機械的構成]
このハイブリッド車はバッテリ１から供給される電力により駆動される後輪モータ２(電動モータのことで以下単に後輪モータと略記する)と、ガソリン等の燃料の爆発力により駆動されるエンジン３とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じて、後輪モータ２のみによる走行、エンジン３のみによる走行、または、これら両者２，３による走行が実現される。
【００１５】
エンジン３はトルクコンバータ４を介して切換手段としてのクラッチ５の締結により無段変速機６(いわゆるＣＶＴ)に駆動力を伝達する。無段変速機６は、エンジン３から入力された駆動力を走行状態に応じて(または運転者の操作により)所定のトルクおよび回転数に変換して、ギヤトレイン７およびフロントディファレンシャル８を介して前輪９，９に伝達する。また、エンジン３はバッテリ１を充電するために発電機１０(前輪モータ)を駆動する。
ここで、上記無段変速機に代えて自動変速機(いわゆるＡＴ)を用いてもよいことは勿論である。
【００１６】
後輪モータ２はバッテリ１から供給される電力により駆動され、ギヤ１１およびリヤディファレンシャル１２を介して後輪１３，１３に駆動力を伝達する。
エンジン３は直噴型ガソリンエンジンあるいは吸気バルブの開弁タイミングを遅延させる高熱費タイプのものが搭載され、後輪モータ２は例えば最大出力２０KWのＩＰＭ同期式モータ(交流モータ)が使用され、発電機１０は例えば最大出力１０KWのものが使用され、バッテリ１としては例えば最大３０KWのニッケル水素電池が搭載される。
【００１７】
発電機１０は、通常の場合はエンジン始動時にバッテリ１から電力が供給されてエンジン３をクランキングさせる。この発電機１０として最大出力１０KWのものを使用すると、従前のオルタネータ(最大出力５KW程度)と異なり、排ガス規制および燃費向上を目的としてアイドルストップさせた後に、早期にエンジン３を始動して、エンジン回転数を早く立ち上げることができる。
【００１８】
また、この実施例では、上述の後輪モータ２のみの駆動時には後輪１３，１３が駆動輪となり、前輪９，９が従動輪となる一方、上述のエンジン３のみの駆動時には前輪９，９が駆動輪となり、後輪１３，１３が従動輪となる。
【００１９】
一方、制御手段としての統括制御ＥＣＵ２０(以下単にＥＣＵと略記する)はＣＰＵ、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５(図２参照)、インタフェース回路およびインバータ回路等を含み、エンジン３のスロットル開度ＴＶＯや点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共に、後輪モータ２の出力トルクや回転数Ｎｍ等をエンジン３のトルク変動や無段変速機６の変速ショックを吸収するようにコントロールする。また、ＥＣＵ２０は、エンジン３の作動時に発電機１０にて発電された電気をバッテリ１に充電させたり、バッテリ１で後輪モータ２を駆動するように制御する。
【００２０】
この実施例のハイブリッド自動車にはＡＢＳ(アンチスキッド・ブレーキ・システム)が搭載されている。ＡＢＳは、前輪９，９および後輪１３，１３に配設されたホイールシリンダに対してブレーキ液圧を供給することで、液圧ブレーキ動作を行うブレーキ装置１６，１７，１８，１９と、各ブレーキ装置１６〜１９へのブレーキ液圧を制御するブレーキ制御ＣＰＵ３０（図２参照）を備える。
【００２１】
ブレーキ制御ＣＰＵ３０は、ＥＣＵ２０がドライバのブレーキ操作時(減速時)に、各車輪のスリップ率から車輪がロックしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出すると車輪の制動力(ブレーキ力)を弱めて車輪のロックを抑制しながら目標値にコントロールする。
【００２２】
[ハイブリッド車の電気的構成]
図２は、この実施例のハイブリッド車の電気的構成を示すブロック図である。
図２に示すように、ＥＣＵ２０には、車速を検出する車速センサ２１からの信号、エンジン３の回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ２２からの信号、エンジン３に供給される電圧を検出する電圧センサ２３からの信号、エンジン３のスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ２４からの信号いわゆるＴＶＯ、ガソリン残量センサ２５からの信号、バッテリ１の蓄電残量を検出する蓄電残量センサ２６からの信号、セレクトレバーによるシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ２７からの信号、ドライバによるアクセルペダルの踏込量を検出するためのアクセルストロークセンサ２８からの信号、スタートスイッチ２９からの信号等を入力してエンジン３に対してスロットル開度ＴＶＯや点火時期や燃料噴射量の制御等を行うと共に、後輪モータ２への電力供給量の制御等を行う。また、ＥＣＵ２０は、上記各種センサ信号から車両の運転状態に関するデータ、車速、エンジン回転数Ｎｅ、電圧、ガソリン残量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系等をＬＣＤ等で構成された表示部３１を介して表示させる。
【００２３】
ブレーキ制御ＣＰＵ３０はプログラム記憶手段としてのＲＯＭ３２、データ記憶手段としてのＲＡＭ３３を有し、このＣＰＵ３０はＥＣＵ２０と双方向で通信可能に接続され、車輪速センサ３４からの車輪速信号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速ＶＢと現在の車輪速から各車輪のスリップ量(率)を演算し、駆動輪と従動輪の車輪速変化量(率)から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン３または後輪モータ２の出力トルクを低下させるか、あるいは目標スリップ率に収束するように制動圧をコントロールして駆動輪の加減速時のスリップを抑制する。
【００２４】
なお、姿勢制御装置を搭載する場合には、ヨーレートセンサ３５、横方向加速度センサ３６、ステアリング舵角センサ３７から各信号を入力すべく構成してもよい。
【００２５】
[基本運転モード]
上述のＥＣＵ２０(制御手段)は車速Ｖやアクセル開度αまたはバッテリ充電量ＢＣ等に基づいて次の各種の基本運転モードを設定する。
【００２６】
[始動時]
車両の始動時には、バッテリ１の電力を後輪モータ２に供給して、この後輪モータ２を駆動して、後輪１３，１３を走行させる。
【００２７】
[要求トルクが小さい時または車速が小さい時]
要求トルクが小さい時または車速が小さい時には、バッテリ１の電力を後輪モータ２に供給して、この後輪モータ２を駆動して、後輪１３，１３を走行させる。
【００２８】
[要求トルクが大きい時または車速が大きい時]
要求トルクが大きい時または車速が大きい時には、まずバッテリ１の電力を発電機１０に供給し、この発電機１０をモータ駆動させて、図１に示すプーリとベルトまたはスプロケットとチェーン等の動力伝達手段３８を介してエンジン３をスタート(クランキング)させ、エンジン３のスタート後(完爆後)においてはエンジン出力で前輪９、９を走行させる。
【００２９】
この場合，バッテリ１から後輪モータ２にも電力を供給して，後輪モータ２を比較的小さいトルクで駆動して，この後輪モータ２の出力で後輪１３，１３を走行させてもよい。つまり前輪９，９の走行時に後輪１３，１３を引き摺らないようにすることが望ましい。
【００３０】
[減速時で、かつ車速が大きい時]
減速時で、かつ車速が大きい時(例えば４０km/hをしきい値として車速の大小を判定)には、後輪１３，１３からの車輪入力で後輪モータ２を回生駆動し、この回生エネルギをバッテリ１に供給し、かつ高回転時には負のトルクが小さいというモータの特性を考慮して、エンジンブレーキをきかせて、発電機１０を回生駆動し、この回生エネルギをバッテリ１に供給する。
【００３１】
[減速時で、かつ車速が中または小の時]
減速時で、かつ車速がしきい値(例えば４０km/h)以下の時には、後輪１３，１３からの車輪入力で後輪モータ２を回生駆動し、この回生エネルギをバッテリ１に供給する。
【００３２】
[バッテリ充電量が小さくエンジン運転中の時]
バッテリ１の充電量が小さく、かつエンジン運転中の時には、動力伝達手段３８を介して発電機１０を回生駆動し、この回生エネルギをバッテリ１に供給する。
【００３３】
[バッテリ充電量が小さくエンジン停止中の時]
バッテリ１の充電量が小さく、かつエンジン停止中(車両停車中)の時には、クラッチ５のＯＦＦ条件下においてバッテリ１から発電機１０に電力を供給し、この発電機１０をモータ駆動させて、エンジン３をクランキングし、エンジン３のスタート後にはエンジン３の出力で動力伝達手段３８を介して発電機１０を回生駆動して、この回生エネルギをバッテリ１に供給する。
以上が、ＥＣＵ２０により設定される基本運転モードの説明である。
【００３４】
しかも、上述のＥＣＵ２０は、減速時には後輪モータ２によって後輪の回生制動を行なう回生制動手段(図３に示すフローチャートのステップＳ４と、ステップＳ７のＹＥＳ判定参照)と、
減速時には車両の前輪９，９に制動力を与える前輪制動手段(図３に示すフローチャートのステップＳ１６参照)と、
後輪１３，１３のスリップ状態を推定(予測または判定)する推定手段(図３に示すフローチャートのステップＳ９，Ｓ１０参照)と、
この推定手段により後輪１３，１３のスリップが推定(予測または判定)された時、上記回生制動手段による後輪１３，１３の回生制動度合を非推定時より減少させる、つまりブレーキ力を弱める制動制御手段(図３に示すフローチャートのステップＳ１１参照)と、
を兼ねる。
【００３５】
また、上述の制動制御手段は、スリップ状態の推定時に上記前輪制動手段による前輪の制動度合を増大させる(図７に示すタイムチャートのＧＴｂａｓｅ参照)。
さらに上述の制動制御手段は、スリップ状態の非推定時には、減速中の少なくとも所定期間中(所定期間とは減速要求が比較的高い減速初期を意味する)に切換手段としてのクラッチ５による前輪９とエンジン３との締結をしゃ断(図７にタイムチャートで実際のクラッチのＯＮ，ＯＦＦ状態を示すクラッチＯＦＦの部分参照)する一方、スリップ状態の推定時には少なくとも上記所定期間中においてクラッチ５による前輪９とエンジン３との締結を実行(図７にタイムチャートで示すクラッチＯＮ、エンジンブレーキＯＮの部分参照)する。
【００３６】
加えて、上述の推定手段(ステップＳ９，Ｓ１０参照)による後輪１３のスリップ検出時には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を抑制すべく、上記回生制動手段による制動度合(図７のフィードバック制御のＭＴ参照)の増減制御時期と、上記前輪制動手段による制動度合(図７のフィードバック制御中のＧＴ参照)の増減制御時期とを所定時間異ならせるように構成している。
【００３７】
すなわち、図７に示すタイムチャートにおいてモータの制御トルクＭＴの波状の波形部分における変化の状態と、同図の発電機の制御トルクＧＴの波状の波形部分における変化の状態とが互に向きが逆になるように構成されており、フィードフォワード制御からフィードバック制御に移行した時、このフィードバック制御中におけるモータの制御トルクＭＴと発電機の制御トルクＧＴとで相反する制御を実行することで、ＭＴの増減制御時期とＧＴの増減制御時期とを所定時間異ならせたものである(図４に示すフローチャートのステップＳ３６参照)。
【００３８】
このように構成したハイブリッド車の走行制御装置の作用を、図３、図４に示す一連のフローチャートを参照して、以下に詳述する。
なお、以下の説明に用いる符号の内容は次の通りである。
【００３９】
α…アクセル開度
Ｎｅ…エンジン回転数
Ｎｍ…モータ回転数
ＳＬ…スリップ率
ＳＬＯ…制御開始のしきい値
ΔＳＬ…スリップ率の変化率
ΔＳＬＯ…スリップ率の変化率のしきい値
ＳＬｓｔ…初期スリップ率
ΔＳＬｓｔ…スリップ開始初期のスリップ率の変化率
ΔＳＬｓｔｏ…しきい値
ＳＬα…補正値
ＳＬＡ…目標フィードバック値(目標スリップ率)
ＳＬＤ…スリップ率ＳＬと目標フィードバック値ＳＬＡとの差
ＳＬmax…極大スリップ値
ＳＬmin…極小スリップ値
Ｖ…車速
ＶＢ…車体速
ＭＴ…後輪モータの制御トルク
ＭＴ１，ＭＴ２…要求トルク(但し、ＭＴ１＞ＭＴ２)
ＭＴｂ…後輪モータの制御トルクベース値
ＭＴα…補正値
Ｔ１…制御開始時点からの時間を計時するカウンタ
Ｔ０…制御終了値
ＧＴ…発電機の制御トルク
ＧＴｂａｓｅ…発電機の制御トルクベース値
ＰＭ２，ＩＭ２，ＤＭ２…
後輪モータのフィードバックゲインで、
ＰＭ２は比例ゲイン、ＩＭ２は積分ゲイン、ＤＭ２は微分ゲイン
ＧＴＦ／Ｂ…発電機の制御トルクフィードバック値
ＰＧ，ＩＧ，ＦＧ…
発電機のフィードバックゲインで、ＰＧは比例ゲイン、ＩＧは積分ゲイン、
ＤＧは微分ゲイン
但し、ＰＧ＜ＰＭ２、ＩＧ＜ＩＭ２、ＤＧ＜ＤＭ２
【００４０】
この実施例ではスリップ発生時に該スリップを収束させるためスリップ初期においてはフィードフォワード制御を実行し、スリップ後期においてはフィードバック制御を実行すべく構成している。
【００４１】
[スリップ初期のフィードフォワード制御]
図３に示すフローチャートのステップＳ１で、ＥＣＵ２０は乗員によりスタートスイッチ２９がＯＮ操作されるのを待ち、スタートスイッチ２９のＯＮ時にのみ次のステップＳ２に移行する。
【００４２】
ステップＳ２で、ＥＣＵ２０は図２に示す各センサからの必要な各種のデータを入力する。次に、ステップＳ３で、ＥＣＵ２０は車速Ｖやアクセル開度αやバッテリ充電量ＢＣ等に基づいて前述の基本運転モードを設定する。
【００４３】
次に、ステップＳ４で、ＥＣＵ２０は後輪モータ２の基本制御トルクＭＴ(詳しくは図７に示す制御トルクベース値ＭＴｂ)を演算し、次のステップＳ５で、ＥＣＵ２０はエンジン３の基本制御トルクＥＴを演算する。
【００４４】
図５に示すようにエンジン３の基本制御トルクＥＴは車速Ｖとアクセル開度αから設定され、図６に示すように後輪モータ２の基本制御トルクＭＴはモータ回転数Nmで回転させるための電力量から設定される。
【００４５】
次に、ステップＳ６で、ＥＣＵ２０は減速中か否かを判定し、ＹＥＳ判定時(減速中の時)には次のステップＳ７に移行する一方、ＮＯ判定時にはステップＳ２２にスキップする。
【００４６】
このステップＳ７で、ＥＣＵ２０は後輪モータ２の制御トルクＭＴが負か否かを判定し、ＹＥＳ判定時(後輪モータ２の回生中)には次のステップＳ８に移行する一方、ＮＯ判定時にはステップＳ２２にスキップする。
【００４７】
上述の後輪モータ２はバッテリ１の直流電源をチョッパ回路、インバータ回路を用いて変換された三相交流電源で駆動され、後輪モータ２に対する供給電流の大きさや周波数(つまり回転数)または位相をインバータ制御して、制御トルクＭＴを調整して、負のトルクおよび回生エネルギを得るものである。
【００４８】
上述のステップＳ８で、ＥＣＵ２０は各車輪速から推定演算される車体速ＶＢと駆動輪つまり後輪１３，１３の現在の車輪速から各車輪のスリップ率(量)ＳＬを演算すると共に、このスリップ率ＳＬを微分したスリップ率の変化率ΔＳＬを演算する。
【００４９】
次に、ステップＳ９で、ＥＣＵ２０は低μ路判定を実行する。この場合、ＥＣＵ２０はスリップが開始した初期の変化率ΔＳＬｓｔ(但し、スリップが図８に示す所定値ＳＬｓｔとなったスリップ初期の変化率)を求めると共に、予め設定された変化率のしきい値ΔＳＬｓｔｏと上述の変化率ΔＳＬｓｔとを比較して、低μ路か高μ路かを判定する。
【００５０】
つまり、ΔＳＬｓｔ≦ΔＳＬｓｔｏの時は低μであると判定され、
ΔＳＬｓｔ＞ΔＳＬｓｔｏの時は高μであると判定される。
なお、このような低μ路判定に代えて、センサにより降雨時か否かを判定してもよく、ナビゲーション装置によりスリップしやすい道路を走行中か否かを予測してもよい。
【００５１】
次にステップＳ１０で、ＥＣＵ２０は先のステップＳ９の判定結果に基づいて、低μ路か否かを判定し、ＹＥＳ判定時には次のステップＳ１１に移行する一方、ＮＯ判定時には別のステップＳ１２に移行する。
【００５２】
上述のステップＳ１１で、ＥＣＵ２０は減速中かつ後輪モータ２の回生中において後輪のスリップ状態が推定されたことに対応して、制御トルクＭＴを補正する。
【００５３】
つまり、制御トルクベース値ＭＴｂ(負の値)に対して補正値Ｍα(図６、図７参照)を加算してブレーキ力を弱めるような補正後の制御トルク(ＭＴ＝ＭＴｂ＋Ｍα)を求める。
この補正は後輪モータ２に対する電流の大きさや周波数または位相を制御することで実行される。
【００５４】
次にステップＳ１３で、ＥＣＵ２０は低μ路判定に基づいてＡＢＳ(但し、この場合のＡＢＳは従前の油圧ブレーキによるＡＢＳと異なり、モータによるスリップ制御を意味する)制御開始のしきい値を変更する。つまり予め設定された制御開始のしきい値ＳＬＯに補正値ＳＬα(図８参照)を加算して変更後の開始しきい値(ＳＬＯ＝ＳＬＯ＋ＳＬα)を求める。これは早目にスリップを検出して走行安定性を図るために有効となる。
【００５５】
一方、上述のステップＳ１２では、予め設定された制御開始のしきい値ＳＬＯをそのまま用いるように設定する。
なお、上述のステップＳ１０では低μ路判定を実行し、ＹＥＳ判定時に後輪モータ２の制御トルクＭＴを補正(ステップＳ１１参照)すべく構成したが、これに代えて、高いμ路高速を判定して制御トルクＭＴを補正するように構成してもよいが、この場合には走行安定性向上のためにＡＢＳ制御開始のしきい値ＳＬＯは補正しないことが望ましい。
【００５６】
次にステップＳ１４で、ＥＣＵ２０はクラッチ５がＯＮか否かを判定し、ＮＯ判定時(クラッチＯＦＦ時)には次のステップＳ１５に移行して、このステップＳ１５で、ＥＣＵ２０はクラッチ５をＯＮにする一方、上述のステップＳ１４でのＹＥＳ判定時(クラッチＯＮ時)には別のステップＳ１６に移行し、このステップＳ１６で、ＥＣＵ２０は前輪９の制動力を強めるべく前輪モータ回生モードに設定する。つまり発電機の制御トルクベース値ＧＴｂａｓｅ(負の値で、図７のタイムチャート参照)を設定する。
【００５７】
次にステップＳ１７で、ＥＣＵ２０はスリップ率ＳＬが所定しきい値ＳＬＯを下回わったか否かを判定する(図７参照)。このステップＳ１７でスリップ率ＳＬが所定しきい値ＳＬＯを下回わったとＹＥＳ判定されると次のステップＳ１８に移行し、ＮＯ判定(ＳＬ＞ＳＬＯと判定)されると別のステップＳ２３(図４参照)に移行する。
【００５８】
ステップＳ１８では、スリップ率ＳＬの変化率ΔＳＬが所定しきい値ΔＳＬＯを下回わったか否かを判定する。ステップＳ１８で変化率ΔＳＬが所定しきい値ΔＳＬＯを下回わったとＹＥＳ判定されると次のステップＳ１９に移行する。スリップ率ＳＬの変化率ΔＳＬは、図７に示すように、スリップ率ＳＬが所定しきい値ＳＬＯを下回わった初期段階におけるスリップ率ＳＬの変化度合(傾き)を表わし、変化率ΔＳＬが所定しきい値ΔＳＬＯを下回わったならばスリップ率ＳＬが急変していると判定される。ステップＳ１８で変化率ΔＳＬが所定しきい値ΔＳＬＯを下回わっていないとＮＯ判定された時には、スリップ率ＳＬの偏差が小さくなっているので別のステップＳ２０に移行する。
【００５９】
ステップＳ１９で、ＥＣＵ２０はスリップ率ＳＬと所定しきい値ＳＬＯとの偏差が大きいスリップ初期と判定して、制動力を弱めて後輪１３を回わすように後輪モータ２の制御トルクＭＴを要求トルクＭＴ１(正の値)に設定する(図７参照)。
【００６０】
一方、ステップＳ２０ではスリップ率ＳＬの偏差が小さくなっているので、ＥＣＵ２０は後輪モータ２の制御トルクＭＴを要求トルクＭＴ２(但し、ＭＴ２＜ＭＴ１で、この実施例では負の値)に設定する(図７参照)。
次にステップＳ２１で、ＥＣＵ２０はカウンタＴ１をインクリメント(カウントアップのこと)して、ＡＢＳ制御開始時点からの時間を計時する。
【００６１】
次にステップＳ２２で、ＥＣＵ２０はエンジン３の制御トルクＥＴを実現するために、スロットル開度を調整すると共に、検出された吸入空気量に対して空燃比A/F＝１４．７(理論空燃比)となるような燃料噴射量を設定して、吸気行程から圧縮行程において各気筒に供給し、圧縮上死点ＴＤＣ付近で点火プラグにより点火させる。また、後輪モータ２の制御トルクＭＴを実現するために、インバータから後輪モータ２に供給する電流値および周波数を調整する。さらに、無段変速機６および発電機１０を駆動する。
【００６２】
[スリップ後期のフィードバック制御]
図４に示すフローチャートのステップＳ２３で、ＥＣＵ２０はカウンタＴ１がゼロか否かを判定し、カウンタＴ１のカウント中(ＮＯ判定時)には次のステップＳ２４に移行し、カウンタＴ１の非カウント中つまりＴ１＝０の時(ＹＥＳ判定時)には別のステップＳ２６に移行する。
【００６３】
上述のステップＳ２４で、ＥＣＵ２０はカウンタＴ１が所定値Ｔ０(ＡＢＳ制御終了時間に相当)を超えたか否かを判定する。ステップＳ２４でカウンタＴ１が所定値Ｔ０を超えたとＹＥＳ判定された時には、制御を終了してステップＳ２６に移行する。
【００６４】
またカウンタＴ１が所定値Ｔ０を超えてない時(ＮＯ判定)には、制御中なので、ステップＳ２５に移行し、このステップＳ２５で、ＥＣＵ２０は制動中か否かを判定する。
【００６５】
ステップＳ２５で制動中であるとＹＥＳ判定されると、次のステップＳ２７に移行し、非制動中であると判定(ＮＯ判定)されると上述のステップＳ２６に移行する。
【００６６】
ステップＳ２６では、カウンタＴ１がゼロ、またはカウンタＴ１が所定値Ｔ０を経過したこと、あるいは非制動中であることに対応して、カウンタＴ１をゼロにリセットした後に図３のステップＳ２２に移行する。
【００６７】
一方、ステップＳ２７では、スリップ率ＳＬを収束させるために、ＥＣＵ２０は目標スリップ率ＳＬＡ(図７参照)を設定する。
次に、ステップＳ２８で、ＥＣＵ２０はスリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ＳＬＤを演算する(ＳＬＤ＝ＳＬ−ＳＬＡ)。
【００６８】
次にステップＳ２９で、ＥＣＵ２０は極大スリップ値ＳＬmax(図７参照)であるか否かを判定する。ステップＳ２９で極大スリップ値ＳＬmaxであるとＹＥＳ判定された時には、ステップＳ３０に移行し、このステップＳ３０で、ＥＣＵ２０はＲＡＭ１５の所定エリアに最新の極大スリップ値ＳＬmaxを記憶する。また、ステップＳ２９で極大スリップ値ＳＬmaxでないと判定(ＮＯ判定)された場合にはステップＳ３１に移行し、このステップＳ３１で、ＥＣＵ２０は極小スリップ値ＳＬmin(図７参照)であるか否かを判定する。
【００６９】
ステップＳ３１で極小スリップ値ＳＬminであるとＹＥＳ判定されると、ステップＳ３２に移行し、このステップＳ３２で、ＥＣＵ２０はＲＡＭ１５の所定エリアに最新の極小スリップ値ＳＬminを記憶する。また、ステップＳ３１で極小スリップ値ＳＬminでないと判定(ＮＯ判定)された場合には、ステップＳ３３に移行し、後輪モータ２の目標スリップ率ＳＬＡへのＰＩＤフィードバック制御に用いるフィードバック制御値(トルク)ＭＴを演算するための、比例ゲインＰＭ２、積分ゲインＩＭ２、微分ゲインＤＭ２を設定する。
【００７０】
ステップＳ３４で、ＥＣＵ２０はスリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ＳＬＤに応じてスリップ率ＳＬを目標値ＳＬＡに収束させるためのＰＩＤフィードバック制御に用いる後輪モータ２のフィードバック制御値(トルク)ＭＴを演算する。このフィードバック制御値ＭＴは、先のステップＳ３３で設定された比例ゲインＰＭ２、積分ゲインＩＭ２、微分ゲインＤＭ２を設定して次の[数１]により演算される。
【００７１】
[数１]
ＭＴ＝ＰＭ２・ＳＬＤ＋ＩＭ２・∫ＳＬＤ＋ＤＭ２・ｄ／ｄｔ・ＳＬＤ
【００７２】
次に、ステップＳ３５で、ＥＣＵ２０は前輪モータ回生モードの設定(ステップＳ１６参照)が完了しており、かつクラッチ５がＯＮになっているか否かを判定し、ＹＥＳ判定時には次のステップＳ３６に移行し、ＮＯ判定時には別のステップＳ３７に移行する。
【００７３】
上述のステップＳ３７で、ＥＣＵ２０はクラッチ５をＯＮにする一方、上述のステップＳ３６では、ＥＣＵ２０はステップＳ３４で求められた後輪モータ２のフィードバック制御値(トルク)ＭＴに基づいて、前輪モータとして作用するところの発電機１０の制御トルクＧＴを設定する。
【００７４】
この制御トルクＧＴは、後輪モータ２の制御トルクＭＴが極大値の時はトルクＧＴが極小値となるように、また後輪モータ２の制御トルクＭＴが極小値の時はトルクＧＴが極大値となるように設定される。
このため、まず、次の[数２]に基づいて発電機１０の制御トルクフィードバック値ＧＴＦ／Ｂを求める。
【００７５】
[数２]
ＧＴＦ／Ｂ＝ＰＧ・(−ＳＬＤ)＋ＩＧ∫(−ＳＬＤ)＋ＤＧ・ｄ／ｄｔ・(−ＳＬＤ)
但し、ＰＧは比例ゲイン
ＩＧは積分ゲイン
ＤＧは微分ゲイン
ＳＬＤはスリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差
また前輪の制動変化をゆるやかにし、走行安定性の向上を図るために、
ＰＧ＜ＰＭ２、ＩＧ＜ＩＭ２、ＤＧ＜ＤＭ２に設定する。
【００７６】
次に上述の制御トルクフィードバック値ＧＴＦ／ＢをＧＴｂａｓｅに加算して発電機１０の制御トルクＧＴを求める。つまりＧＴ＝ＧＴｂａｓｅ＋ＧＴＦ／Ｂ
ここで、上述のフィードバックゲインをＰＧ＜ＰＭ２、ＩＧ＜ＩＭ２、ＤＧ＜ＤＭ２に設定する構成に代えて、フィードバックゲインを仮にＰＧ＝ＰＭ２、ＩＧ＝ＩＭ２、ＤＧ＝ＤＭ２のように同一に設定しても、発電機１０の最大出力１０KWは後輪モータ２の最大出力２０KWよりも小さいので、制御トルクＧＴそれ自体は必然的に小さくなる。
【００７７】
このようにして、ステップＳ３６で発電機１０の制御トルクＧＴを求めると、図７にタイムチャートで示すように、フィードバック中における後輪モータ２の制御トルクＭＴと発電機１０の制御トルクＧＴとはトルク変化の向きが互に逆向きになるので、スリップ抑制制御による車両の前後振動を、トルクＧＴによる前輪９の制動制御と、トルクＭＴによる後輪１３の制動制御とによって抑止することができる。なお図４の各ステップＳ３６，Ｓ３７での処理後には図３のステップＳ２１に移行する。
【００７８】
図３、図４のフローチャートにより説明した走行制御のあらましを、図７に示すタイムチャートを参照して述べると、時点ｔ１で減速が開始され、この減速時にはクラッチ５をＯＦＦにすると共に、後輪モータ２の制御トルクベース値ＭＴｂ(負の値)を設定して、該モータ２の回生駆動によりエネルギを回収する。
【００７９】
また時点ｔ２で低μ路が推定されると、補正値Ｍαに相当する分、後輪モータ２のブレーキ力(回生制動力)を弱めると共に、クラッチＯＮ信号により所定タイムラグ後の時点ｔ３でクラッチ５を実際に接続し、クラッチ５のＯＮの間はエンジンブレーキにより前輪９の制動力を強めると共に、発電機１０の制御トルクＧＴをベース値ＧＴｂａｓｅに設定して、この負のトルクにより前輪９にブレーキをかけ、かつ前輪モータとして作用する発電機１０の回生駆動により発生した回生エネルギを回収する。
【００８０】
さらにフィードフォワード制御においては要求トルクＭＴ１，ＭＴ２によりスリップを収束させる一方、時点ｔ４〜時点ｔ５までのフィードバック制御においては後輪モータ２の制御トルクＭＴと発電機１０の制御トルクＧＴとを、これらトルク変化の向きが互に逆向きになるように制御して、車両の前後振動を抑制するものである。換言すれば上記フィードバック中におけるトルクＭＴの極大値の時点とトルクＧＴの極大値の時点とが所定時間異なると共に、トルクＭＴの極小値の時点とトルクＧＴの極小値の時点とが所定時間異なるように制御するものである。
なお、図７のタイムチャートにおいて、スリップが発生しなかった場合のトルクＭＴ，ＧＴの値は同図に仮想線ｘ，ｙで示すようになる。
【００８１】
またステップＳ３６ではエンジンブレーキ中に発電機１０の制御トルクＧＴの向きが後輪モータ２の制御トルクＭＴの向きと逆になるようにコントロールして、車両の前後振動を抑止すべく構成したが、この構成に代えて、スロットル弁または外部ＥＧＲ弁をコントロール(ＥＧＲ弁を開くとポンピングロスが小さくなり、ＥＧＲを閉じるとポンピングロスが大きくなる)することによりエンジンのポンピングロスの度合を制御してもよく、あるいは無段変速機６の変速をコントロールして前輪９に対する制御トルクを制御すべく構成してもよい。
【００８２】
以上要するに、上記実施例の車両の走行制御装置は、車両の後輪１３をモータ駆動する後輪駆動手段(後輪モータ２参照)と、減速時には上記モータ２によって後輪１３の回生制動を行なう回生制動手段(ステップＳ４，Ｓ７参照)と、減速時には車両の前輪９に制動力を与える前輪制動手段(ステップＳ１６参照)とを備えた車両の走行制御装置であって、上記後輪１３のスリップ状態を推定する推定手段(ステップＳ９，Ｓ１０参照)と、上記推定手段Ｓ９，Ｓ１０により後輪１３のスリップが推定された時、上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７による後輪１３の回生制動度合を非推定時より減少させる制動制御手段(ステップＳ１１参照)とを備え、上記制動制御手段Ｓ１１は、スリップ状態の推定時に上記前輪制動手段Ｓ１６による前輪９の制動度合を増大させると共に、上記推定手段Ｓ９，Ｓ１０による後輪１３のスリップ検出時には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を抑制すべく、上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７の制御トルク（図７のフィードバック制御中のトルクＭＴ参照）と上記前輪制動手段Ｓ１６の制御トルク（図７のフィードバック制御中のトルクＧＴ参照）のトルク変化の向きが互いに逆向きになるように、上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７による制動度合（ＭＴ参照）の増減制御時期と、上記前輪制動手段にＳ１６よる制動度合（ＧＴ参照）の増減制御時期とを所定時間異ならせるように構成したものである。
【００８３】
上記構成により、スリップの非推定時(非予測時または非判定時)としての通常の減速時には、上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７が後輪１３を駆動するモータ２によって回生制動を行なうので、この後輪モータ２による回生エネルギの回収を最大限に増大させることができる。
【００８４】
また、上記推定手段Ｓ９，Ｓ１０がモータ駆動による後輪１３のスリップ状態を推定(予測または判定)すると、上述の制動制御手段Ｓ１１は上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７による後輪１３の回生制動の度合を非推定時に対して減少させるので(ブレーキ力を弱めるので)、スリップ推定時には後輪１３のスリップを抑制して、走行安定性を確保することができる。
【００８５】
さらに、上記制動制御手段Ｓ１１は、スリップ状態の推定時に上記前輪制動手段(ステップＳ１６参照)による前輪９の制動度合を増大(図７に示すトルクＧＴｂａｓｅの設定およびクラッチＯＮによるエンジンブレーキ参照)させるものであるから、減速時において上述の推定手段Ｓ９，Ｓ１０で後輪１３のスリップ状態が推定(予測または判定)された時、上記制動制御手段Ｓ１１は車両の前輪９に対して制動力を与える前輪制動手段Ｓ１６による前輪９の制動度合を増大させる。
この結果、スリップ推定時には後輪１３側の回生制動の度合が減少されるが、この場合に、前輪９での制動を行なうことができ、減速時における車両の制動性を維持することができる。
【００８６】
しかも、上記推定手段Ｓ９，Ｓ１０による後輪１３のスリップ検出時には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を抑制すべく、上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７による制動度合(図７のフィードバック制御中のトルクＭＴ参照)の増減制御時期と、上記前輪制動手段Ｓ１６による制動度合(図７のフィードバック制御中のトルクＧＴ参照)の増減制御時期とを所定時間異ならせるように構成したものである。換言すれば各トルクＭＴ，ＧＴの向きが互に逆になるように構成したものであるから、推定手段Ｓ９，Ｓ１０が後輪１３のスリップを検出した時、後輪１３側の回生制動手段Ｓ４，Ｓ７による制動度合の増減制御時期と、前輪９側の制動手段Ｓ１６による制動度合の増減制御時期とが所定時間異なるようなブレーキ制御が実行される。
この結果、スリップ抑制制御による車両の前後振動を、前輪９と後輪１３との制動制御によって抑止することができる。
【００８７】
図９は車両の走行制御装置の他の実施例を示し、この図９に示す実施例では図１の発電機１０および動力伝達手段３８を省略すると共に、エンジン３のフライホイールに直結されたスタータモータ３９を設け、このスタータモータ３９を前輪モータに設定したものである。
【００８８】
このように構成しても、車両の後輪１３をモータ駆動する後輪駆動手段(後輪モータ２参照)と、図３、図４で示したフローチャートの主要部を利用して、減速時には上記モータ２によって後輪１３の回生制動を行なう回生制動手段Ｓ４，Ｓ７と、減速時には車両の前輪９に制動力を与える前輪制動手段(エンジンブレーキまたはブレーキ装置１６，１７参照)とを備えた車両の走行制御装置において、上記後輪１３のスリップ状態を推定する推定手段Ｓ９，Ｓ１０と、上記推定手段Ｓ９，Ｓ１０により後輪１３のスリップが推定された時、上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７による後輪１３の回生制動度合を非推定時より減少させる制動制御手段Ｓ１１とを備えた車両の走行制御装置を構成することができる。
【００８９】
この結果、スリップの非推定時(非予測時または非判定時)としての通常の減速時には、上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７が後輪１３を駆動するモータ２によって回生制動を行なうので、この後輪モータ２による回生エネルギの回収を最大限に増大させることができる。
【００９０】
また、上記推定手段Ｓ９，Ｓ１０がモータ駆動による後輪１３のスリップ状態を推定(予測または判定)すると、上述の制動制御手段Ｓ１１は上記回生制動手段Ｓ４，Ｓ７による後輪１３の回生制動の度合を非推定時に対して減少させるので、スリップ推定時には後輪１３のスリップを抑制して、走行安定性を確保することができる。なお、その他の作用、効果についても先の実施例とほぼ同様であるから、図９において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００９１】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の後輪駆動手段は、実施例の後輪モータ２に対応し、
以下同様に、
回生制動手段は、ＥＣＵ２０制御によるステップＳ４，Ｓ７に対応し、
前輪制動手段は、ステップＳ１６に対応し、
推定手段は、ステップＳ９，Ｓ１０に対応し、
制動制御手段は、ステップＳ１１に対応し、
前輪モータは、発電機１０またはスタータモータ３９に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００９２】
例えば、上記実施例においてはエンジン３と後輪モータ２とを備えた４ＷＤ構成のハイブリッド車を例示したが、これは内燃機関を一切有さないので、前輪モータと後輪モータとで車両を走行させる電気自動車いわゆるＥＶに適用してもよいことは勿論である。
【００９３】
【発明の効果】
この発明によれば、減速時に後輪モータにより後輪の回生制動を行なう回生制動手段を備えたものにおいて、後輪のスリップが推定(予測または判定も含む)された時、上記回生制御手段による後輪の回生制動度合を非推定時よりも減少させることで、スリップの非発生時である通常の減速時には、後輪モータによる回生エネルギの回収を最大限に増大させると共に、スリップ発生時またはスリップ発生の可能性が大きい時には、後輪のスリップを抑制することができる効果があり、しかも、推定手段による後輪のスリップ検出時には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を制御すべく、回生制動手段の制御トルクと前輪制動手段の制御トルクのトルク変化の向きが互いに逆向きになるように、回生制動手段による制動度合の増減制御時期と、前輪制動手段による制動度合の増減制御時期とを所定時間異ならせたので、スリップ抑制制御による車両の前後振動を抑止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の走行制御装置を備えたハイブリッド車の機械的構成を示すブロック図。
【図２】  同電気的構成を示すブロック図。
【図３】  ＥＣＵによるスリップ抑制制御を示すフローチャート。
【図４】  図３につづくフローチャート。
【図５】  車速とアクセル開度に対応したエンジンの基本制御トルクを示す図。
【図６】  モータ回転数とモータの基本制御トルクとの関係を示す図。
【図７】  スリップ抑制制御を示すタイムチャート。
【図８】  図７の部分拡大図。
【図９】  本発明の走行制御装置を備えたハイブリッド車の他の実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
２…後輪モータ
９…前輪
１０…発電機(前輪モータ)
１３…後輪
３９…スタータモータ(前輪モータ)
Ｓ４，Ｓ７…回生制動手段
Ｓ９，Ｓ１０…推定手段
Ｓ１１…制動制御手段
Ｓ１６…前輪制動手段
【図１】
0003646632.tif 000002
【図２】
0003646632.tif 000003
【図３】
0003646632.tif 000004
【図４】
0003646632.tif 000005
【図５】
0003646632.tif 000006
【図６】
0003646632.tif 000007
【図７】
0003646632.tif 000008
【図８】
0003646632.tif 000009
【図９】
0003646632.tif 000010