(57)【要約】【課題】様々な路面や走行条件下で安定した走行性を確保することが容易にできる電気自動車およびプログラムを提供する。【解決手段】前後輪２を差動装置４を介して独立に駆動する２つの電気モータ３を有する電気自動車１において、車体２５の少なくとも旋回加速度を検出する加速度センサ２５と、各車輪２のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、操舵角を検出する操舵角センサ２９と、旋回加速度が操舵角に応じた旋回加速度となるように各車輪のスリップ率が所定の値を超えない範囲で電気モータ３の制駆動力を制御する制駆動力制御手段とを備える。【選択図】図１
2011254590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪側の左右輪に第１の差動装置を介して制駆動力を伝達する第１の電気モータと、
後輪側の左右輪に第２の差動装置を介して制駆動力を伝達する第２の電気モータと、
車体の少なくとも旋回加速度を検出する加速度検出部と、
各車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算部と、
操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記旋回加速度が前記操舵角に応じた旋回加速度となるように前記各車輪のスリップ率が所定の値を超えない範囲で前記第１および第２の電気モータの制駆動力を制御する制御部とを備えた電気自動車。
【請求項２】
前記制御部は、各車輪のうち後輪の一方の車輪のスリップ率が所定の値を超え、かつ、前記旋回加速度が前記操舵角に反して所定の加速度を超えたとき、前記旋回加速度が前記操舵角に応じた旋回加速度となるように前記第２の電気モータの制駆動力を前記後輪の一方の車輪のスリップ率が前記所定の値以下となるように減じる制御、および前記第１の電気モータの制駆動力を前輪のスリップ率が前記所定の値を超えない範囲で前記第１の電気モータの制駆動力を減じた分を増やす制御を行う請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記制御部は、各車輪のうち前輪の一方の車輪のスリップ率が所定の値を超え、かつ、前記旋回加速度が前記操舵角に反して所定の加速度を超えたとき、前記旋回加速度が前記操舵角に応じた旋回加速度となるように前記第１又は第２の電気モータの制駆動力を減じ、および前記１つの車輪が属しない前記後輪又は前輪に対応する前記第２の電気モータの制駆動力を後輪のスリップ率が前記所定の値を超えない範囲で前記第１の電気モータの制駆動力を減じた分を増やす制御を行う請求項１に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記各車輪のそれぞれに摩擦による制動力を付与可能な摩擦ブレーキ機構を備え、
前記制御部は、前記第１又は第２の電気モータの制動力を制御するとき、前記摩擦ブレーキ機構の制動力を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記加速度検出部は、さらに前記車体の横方向加速を検出し、
前記制御部は、各車輪のうち少なくとも１つの車輪のスリップ率が所定の値を超え、かつ、前記旋回加速度および前記横方向加速度が前記操舵角に反してそれぞれの所定の加速度を超えたとき、前記旋回加速度が前記操舵角に応じた旋回加速度となるように前記第１および第２の電気モータの制駆動力を制御する請求項２又は３に記載の電気自動車。
【請求項６】
各車輪のスリップ率を演算する演算ステップと、
検出された旋回加速度が操舵角に応じた旋回加速度となるように前記各車輪のスリップ率が所定の値を超えない範囲で前輪側の左右輪に第１の差動装置を介して制駆動力を伝達する第１の電気モータ、および後輪側の左右輪に第２の差動装置を介して制駆動力を伝達する第２の電気モータの制駆動力を制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪を２つの電気モータで独立に駆動する電気自動車およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４輪それぞれをモータにより駆動する電気自動車が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この電気自動車は、４輪それぞれを駆動する４つのモータと、Ｚ軸の回りの回転速度、すなわち車体の旋回速度を検出するヨーレートセンサと、ヨーレートセンサによって検出された車体の旋回速度に基づいて操舵角に応じた旋回加速度が得られるように４つのモータのトルクを制御する制御装置とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８４９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の電気自動車によれば、４輪の各モータを独立に制御するため、様々な路面や走行条件の変化が発生した際、前後輪各々の左右輪に制動力変化が生じる為、車両旋回時に操舵角に応じた旋回加速度からの加速度変化が急に発生し車両安定性を維持する制御が複雑になるという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、様々な路面や走行条件下で安定した走行性を確保することが容易にできる電気自動車およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、前輪側の左右輪に第１の差動装置を介して制駆動力を伝達する第１の電気モータと、後輪側の左右輪に第２の差動装置を介して制駆動力を伝達する第２の電気モータと、車体の少なくとも旋回加速度を検出する加速度検出部と、各車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算部と、操舵角を検出する操舵角検出部と、前記旋回加速度が前記操舵角に応じた旋回加速度となるように前記各車輪のスリップ率が所定の値を超えない範囲で前記第１および第２の電気モータの制駆動力を制御する制御部とを備えた電気自動車を提供する。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するため、各車輪のスリップ率を演算する演算ステップと、検出された旋回加速度が操舵角に応じた旋回加速度となるように前記各車輪のスリップ率が所定の値を超えない範囲で前輪側の左右輪に第１の差動装置を介して制駆動力を伝達する第１の電気モータ、および後輪側の左右輪に第２の差動装置を介して制駆動力を伝達する第２の電気モータの制駆動力を制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、様々な路面や走行条件下で安定した走行性を確保することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電気自動車の構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】図２は、制御装置を機能的に示すブロック図である。
【図３】図３は、駆動力および制動力とスリップ率との関係を示す図である。
【図４】図４は、電気自動車における制動力の前輪及び後輪ヘの分配方法を説明するための図である。
【図５】図５は、操舵角に応じた制駆動力制御を説明するための図である。
【図６】図６は、車体が旋回しようとしている状態を示す平面図である。
【図７】図７は、車体が旋回し横方向に動こうとしている状態を示す平面図である。
【図８】図８は、電気自動車の制駆動力の制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る電気自動車の構成を概念的に示すブロック図である。なお、同図では、構成要素の位置が前輪側か後輪側か、前輪側の右側か左側か、後輪側の右側か左側かを示す付加記号ｆ、ｒ、ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌを構成要素に付している。また、構成要素の位置を特に区別する必要がない場合には、上記付加記号や位置を示す「前輪用」、「後輪用」の語を省略することもある。
【００１２】
この電気自動車１は、前輪２ｆｒ、２ｆｌを第１の差動装置としてのデファレンシャルギア４ｆおよび車軸５ｆｒ、５ｆｌを介して駆動する第１の電気モータとしての前輪用モータ３ｆと、後輪２ｒｒ、２ｒｌを第２の差動装置としてのデファレンシャルギア４ｒおよび車軸５ｒｒ、５ｒｌを介して駆動する第２の電気モータとしての後輪用モータ３ｒと、電気自動車１の駆動エネルギー源としての電源部７と、電源部７からの電力を交流電力に変換する前輪用インバータ８ｆおよび後輪用インバータ８ｒと、目標トルクに応じた信号をインバータ８ｆ、８ｒに出力する第１の駆動回路としての前輪用駆動回路９ｆおよび第２の駆動回路としての後輪用駆動回路９ｒと、駆動回路９ｆ、９ｒに指令信号を出力して前輪用モータ３ｆおよび後輪用モータ３ｒを互いに独立に制御する制御装置１０とを備えた、前後輪独立駆動型電気自動車である。
【００１３】
また、この電気自動車１は、運転者が操作するアクセルペダル１２、ブレーキペダル１３、および前進や後進を指定するためのシフトレバー１４等の操作手段と、前輪用モータ３ｆおよび後輪用モータ３ｒの回転数をそれぞれ検出するエンコーダ１６ｆ、１６ｒと、車軸５ｆｒ、５ｆｌ、５ｒｒ、５ｒｌの回転を制動する機械ブレーキ１８ｆｒ、１８ｆｌ、１８ｒｒ、１８ｒｌと、車体２５の前方側に設けられた２つのカメラ２０ｆｒ、２０ｒｌと、車体２５の後方側に設けられたカメラ２１と、アクセルペダル１２の踏み込み量を検出するアクセルセンサ２２と、ブレーキペダル１３の踏み込み量を検出するブレーキセンサ２３と、シフトレバー１４の位置を検出するシフトセンサ２４と、車体２５の加速度を検出する加速度センサ（加速度検出部）２６と、モータ３ｆ、３ｒの温度をそれぞれ検出する温度センサ２７ｆ、２７ｒと、車輪２の回転速度を検出する車輪速センサ２８ｆｒ、２８ｆｌ、２８ｒｒ、２８ｒｌと、ステアリングホイール１９の操舵角を検出する操舵角センサ２９とを備える。
【００１４】
なお、本明細書において、「電気自動車」は、前輪および後輪を駆動する電気モータを有する自動車や、車輪の動力源として電気モータとエンジンの両方を有し、電気モータによる回生制動が可能なハイブリッドカーを含む概念である。ここで、「自動車」とは乗用自動車に限らず、バスや貨物自動車を含む概念であり、普通車、大型車、特大車を問わない。また、本明細書において、「制駆動力」は、自動車を減速させる制動力と、自動車を加速させる駆動力の両方を意味する場合や一方のみを意味する場合がある。
【００１５】
次に、上記各部の詳細を説明する。
【００１６】
（電源系）
電源部７は、バッテリ７０と、前輪用平滑コンデンサ７１ｆと、後輪用平滑コンデンタ７１ｒと、前輪用平滑コンデンサ７１ｆの電圧（インバータ入力電圧）を検出する電圧センサ７２ｆと、後輪用平滑コンデンサ７１ｒの電圧（インバータ入力電圧）を検出する電圧センサ７２ｒと、バッテリ７０の蓄電容量を検出するバッテリ容量センサ７３とを備える。
【００１７】
バッテリ７０は、前輪用モータ３ｆおよび後輪用モータ３ｒを駆動するための電力を出力することができる高電圧バッテリである。なお、電気自動車１の駆動エネルギー源として、バッテリ７０の他に、乾電池等の一次電池、燃料電池等を用いてもよい。
【００１８】
（駆動系）
前輪用モータ３ｆおよび後輪用モータ３ｒは、例えば同期モータ（Synchronous Motor）、誘導モータ（Induction Motor）等の各種のモータを用いることができる。前輪側および後輪側それぞれにおいて、モータ３の回転は、デファレンシャルギア４を介して車軸５に伝達される。車軸５は車輪２と一体的に回転する。すなわち、電気自動車１は、前輪２ｆｒ、２ｆｌと、後輪２ｒｒ、ｒｌを互いに独立に制御可能に前輪２ｆｒ、２ｆｌおよび後輪２ｒｒ、ｒｌに対応して２つのトルク発生源を有している。なお、前輪用モータ３ｆおよび後輪用モータ３ｒが発生する出力トルク（モータ容量）は、互いに等しくてもよいし、等しくなくてもよい。
【００１９】
インバータ８は、バッテリ７０からの電力を交流電力に変換し、駆動回路９からの信号に応じた電流をモータ３に出力してモータ３を駆動する。また、インバータ８は、モータ３により発電された交流電力を直流電力に変換してコンデンサ７１ｆ、７１ｒを介してバッテリ７０を充電する。
【００２０】
前輪用駆動回路９ｆは、前輪用モータ３ｆの１次巻線の電流を検出する電流センサ１５ａ、１５ｂ、１５ｃからの電流検出信号を受信する。後輪用駆動回路９ｒは、後輪用モータ３ｒの１次巻線の電流を検出する電流センサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃからの電流検出信号を受信する。駆動回路９ｆ、９ｒは、制御装置１０から指令された目標トルクに応じた信号をインバータ８に出力する。
【００２１】
前輪用モータ３ｆの制駆動力は、デファレンシャルギア４ｆによって右前輪２ｆｒ及び左前輪２ｆｌに配分される。また、後輪用モータ３ｒの制駆動力は、デファレンシャルギア４ｒによって右後輪２ｒｒ及び左後輪２ｒｌに配分される。デファレンシャルギア４ｆ、４ｒは、例えば前輪側の車軸５ｆｒ、５ｆｌ又は後輪側の車軸５ｒｒ、５ｒｌに連結された一対のサイドギヤ、これら一対のサイドギヤに噛み合う複数のピニオンギヤ、及び複数のピニオンギヤを自転可能に支持するデフケースを備えた所謂オープンデフであってもよい。また、差動装置は、前輪側の車軸５ｆｒ、５ｆｌへの制駆動力の配分率、又は後輪側の車軸５ｒｒ、５ｒｌへの制駆動力の配分率を制御装置１０により制御可能な機構を備えたものでもよい。
【００２２】
（センサ系）
エンコーダ１６は、前輪側および後輪側のそれぞれにおいて、モータ３の回転数を検出し、検出した回転数に応じた信号を制御装置１０に出力する。
【００２３】
アクセルセンサ２２は、アクセルペダル１２の踏み込み量を検出し、検出した踏み込み量に応じた信号ｘａを制御装置１０に出力する。
【００２４】
ブレーキセンサ２３は、ブレーキペダル１３の踏み込み量を検出し、検出した踏み込み量に応じた信号ｘｂを制御装置１０に出力する。
【００２５】
シフトセンサ２４は、シフトレバー１４の位置を検出し、検出した位置に応じた信号Ｓ制御装置１０に出力する。
【００２６】
加速度センサ２６は、車体２５の重心位置の近傍に設けられ、車体２５の推進前後方向、横方向、重心軸回りの回転方向（旋回方向）の３方向の加速度ａＹ、ａＸ、ａθを検出する３軸加速度センサであり、検出したそれぞれの加速度に応じた信号を制御装置１０に出力する。
【００２７】
車輪速センサ２８ｆｒ、２８ｆｌ、２８ｒｒ、２８ｒｌは、車輪の回転速度ωを検出し、検出した回転速度ωに応じた信号を制御装置１０に出力する。
【００２８】
操舵角センサ２９は、ステアリングホイール１９の操舵角γを検出し、検出した操舵角γに応じた信号を制御装置１０に出力する。
【００２９】
電圧センサ７２ｆ、７２ｒは、コンデンサ７１ｆ、７１ｒの電圧（インバータ入力電圧）を検出し、検出したインバータ入力電圧に応じた信号を制御装置１０に出力する。
【００３０】
バッテリ容量センサ７３は、バッテリ７０の蓄電容量（残容量）を検出し、検出した蓄電容量に応じた信号を制御装置１０に出力する。バッテリ容量センサ７３は、例えば、バッテリ端子電圧（オープン電圧）に基づいて求める方法、バッテリ内部抵抗に基づいて求める方法、バッテリ充放電電流の積算値に基づいて求める方法、あるいはこれらの組み合わせた方法等により、バッテリ７０の蓄電容量を検出する。
【００３１】
（ブレーキ系）
電気自動車１では、電気ブレーキと機械ブレーキとが併用される。すなわち、電気自動車１では、駆動源としてのモータ３により制動力を発生可能である。電気ブレーキは、例えば、制動エネルギーを熱エネルギーに変換する発電ブレーキ、および制動により発生する電気を回生する回生ブレーキである。本実施の形態では、主として回生ブレーキを用いるが、低速領域では発電ブレーキを用いる場合もある。回生ブレーキは、モータ３が発電した電力をコンデンサ７１を介してバッテリ７０に回生し、これにより制動力を発生させる。
【００３２】
機械ブレーキ１８は、例えばドラムブレーキやディスクブレーキであり、圧力調整ユニット１１からの加圧液体によりブレーキシューを被制動部材に押し付けて摩擦力による摩擦制動を得るものである。機械ブレーキ１８の動作は、制御装置１０により各車輪２に対して独立に制御される。なお、ブレーキシューをモータ等のアクチュエータにより被制動部材に押し付けてもよい。
【００３３】
圧力調整ユニット１１は、制御装置１０からの信号により機械ブレーキ１８に加圧液体を分配して機械ブレーキ１８毎に異なる制動力を付与可能に構成されている。なお、圧力調整ユニット１１および機械ブレーキ１８は、摩擦ブレーキ機構を構成する。
【００３４】
（撮像系）
前方のカメラ２０ｆｒ、２０ｆｌは、電気自動車１の前方側の路面を撮像し、撮像した画像を制御装置１０に出力する。制御装置１０は、カメラ２０ｆｒ、２０ｆｌから取得した画像に基づいて路面の変化を検出して、制駆動に関する処理を実行する。前方のカメラ２０ｆｒ、２０ｆｌは、その撮像領域は互いに少なくとも一部が重複している。カメラ２０ｆｒ、２０ｆｌは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラにより構成されている。
【００３５】
後方のカメラ２１は、電気自動車１の後方側の路面を撮像し、撮像した画像を制御装置１０に出力する。制御装置１０は、カメラ２１から取得した画像に基づいて路面の変化を検出して、制駆動に関する処理を実行する。カメラ２１は、例えばＣＣＤカメラにより構成されている。
【００３６】
（制御系）
図２は、制御装置１０を機能的に示すブロック図である。制御装置１０は、例えばコンピュータにより構成され、ＣＰＵ１００と、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶部１１０とを有する。
【００３７】
制御装置１０は、運転者がアクセルペダル１２、ブレーキペダル１３等の操作手段を操作することによって発生する操作入力情報に応じた加速、減速等の動作を行うための動作指令を前輪用駆動回路９ｆ、後輪用駆動回路９ｒ、機械ブレーキ１８に出力し、前輪駆動系および後輪駆動系の駆動トルク（駆動力）および制動トルク（制動力）を制御する。これにより、電気自動車１は、運転者の操作に従って走行することができる。
【００３８】
制御装置１０は、各センサ２２、２３、２４からの信号等に応じて前輪用モータ３ｆの目標トルクおよび後輪用モータ３Ｒｒの目標トルクをそれぞれ算出し、前輪用駆動回路９ｆ、後輪用駆動回路９ｒに出力する。前輪側および後輪側それぞれにおいて、駆動回路９は、制御装置１０から指令された目標トルクに応じた信号をインバータ８に出力する。
【００３９】
記憶部１１０には、路面パターン１１１、μ−ＳｒＬｉｍｉｔテーブル１１２、後述する図３に示すような制駆動力とスリップ率の関係情報、旋回方向の加速度（旋回加速度）ａθの閾値ａθｔｈ１１５、横方向加速度ａＸが閾値ａＸｔｈ１１６等の各種のデータと、制駆動プログラム１１３等の各種のプログラムが格納されている。
【００４０】
ＣＰＵ１００は、制駆動プログラム１１３に従って動作することにより、路面摩擦係数μ推定手段１０１、スリップ率上限値設定手段１０２、スリップ率演算手段（スリップ率演算部）１０３、制駆動力制御手段（制御部）１０４等として機能する。
【００４１】
（路面摩擦係数μ推定手段）
路面摩擦係数μ推定手段１０１は、前方のカメラ２０ｆｒ、ｆｌ（車両後退時は後方のカメラ２１）が撮像した画像に基づいて、自動車１の走行する路面が、乾燥路面、湿潤路面、凍結・雪路路面況等のいずれかであるかを判定し、路面の摩擦係数μを推定する。これらの路面は、摩擦係数μが大きく異なる代表的な路面である。当該判定は、撮像した画像と、予め各路面状況において撮像された路面パターン１１１とのパターンマッチングにより行う。路面パターン１１１は、路面の摩擦係数μに関連付けて記憶部１１０に記憶されている。なお、当該判定を輝度等が所定の閾値を超えたか否かの判断により行うなど、公知の技術を適宜用いて行ってよい。
【００４２】
（スリップ率上限値設定手段）
図３は、駆動力および制動力とスリップ率との関係を示す図である。実線Ｌ１は、乾路路面、実線Ｌ２は湿潤路面、実線Ｌ３は凍結・雪路路面の場合を示している。これらの各路面は、摩擦係数が大きく異なる代表的な路面である。摩擦係数は、例えば、乾路路面では０．７５、湿潤路面では０．４、凍結・雪路路面では０．２である。記憶部１１０には、図２に示すように、路面の摩擦係数μとスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔとの関係を示すμ−ＳｒＬｉｍｉｔテーブル１１２が記憶されている。μ−ＳｒＬｉｍｉｔテーブル１１２には、例えば、乾路路面（μ＝０．７５）に対応してスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔ１（|Ｓｒ|＝０．１６）が記憶され、湿潤路面（μ＝０．４）に対応してスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔ２（|Ｓｒ|＝０．１４）が記憶され、凍結・雪路路面（μ＝０．２）に対応してスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔ３（|Ｓｒ|＝０．１２）が記憶されている。
【００４３】
スリップ率上限値設定手段１０２は、路面摩擦係数μ推定手段１０１が推定した路面の摩擦係数に基づいて、記憶部１１０内のμ−ＳｒＬｉｍｉｔテーブル１１２を参照し、所定の値としてのスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを設定する。スリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔは、例えば、図３における各路面状況に応じて発揮し得る制動力の最大値付近の値により設定されるが、最大値付近の値に限られない。スリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔは、例えば路面の摩擦係数に応じて発揮し得る最大制動力の７０〜９０％よりも高い制動力が発揮されるスリップ率に設定することができる。
【００４４】
スリップ率上限値設定手段１０２は、前方のカメラ２０ｆｒ、２０ｆｌ（車両後退時は後方のカメラ２１）が路面を撮像し、その撮像した路面に前輪２ｆｒ、２ｆｌ及び後輪２ｒｒ、２ｒｌが進入するタイミングで前輪２ｆｒ、２ｆｌ及び後輪２ｒｒ、２ｒｌのスリップ率上限値をそれぞれ設定するように構成されている。例えば、乾路路面を走行中に前輪２ｆｒ、２ｆｌが湿潤路面に進入した場合、前輪２ｆｒ、２ｆｌについては、湿潤路面に対応したスリップ率上限値（例えば、|Ｓｒ|＝０．１４）が設定され、後輪２ｒｒ、２ｒｌについては、乾路路面に対応したスリップ率上限値（例えば、|Ｓｒ|＝０．１６）が設定される。なお、車両前進時に、前方のカメラ２０ｆｒ、２０ｆｌが撮像した画像から推定される摩擦係数と後方のカメラ２１が撮像した画像から推定される摩擦係数との中間値を後輪の摩擦係数やスリップ率上限値として用いてもよく、車両後退時に、その中間値を前輪の摩擦係数やスリップ率上限値として用いてもよい。
【００４５】
（スリップ率演算手段）
スリップ率演算手段１０３は、車体速度をＶ、車輪２の回転速度をω、車輪２の半径をＲとしたとき、駆動時の車輪２のスリップ率Ｓｒを以下の式により算出する。
Ｓｒ＝（Ｒω−Ｖ）／Ｒω    ・・・・式（１）
【００４６】
また、スリップ率演算手段１０３は、制動時の車輪２のスリップ率Ｓｒを以下の式により算出する。
Ｓｒ＝（Ｒω−Ｖ）／Ｖ        ・・・・式（２）
【００４７】
式（１）から理解されるように、駆動時においてスリップ率Ｓｒが１．０になる場合は、Ｖ＝０であり、ホイルスピンが生じている状態である。式（２）から理解されるように、制動時においてスリップ率Ｓｒが−１．０になる場合は、ω＝０であり、ホイルロックが生じている状態である。すなわち、スリップ率Ｓｒの絶対値が１である状態は、いずれも路面に制駆動力（駆動力又は制動力）を伝えられない状態である。また、スリップ率Ｓｒが０である状態は、車輪２と路面との間に滑りがない状態である。
【００４８】
（制駆動力制御手段）
制駆動力制御手段１０４は、スリップ率演算手段１０３が算出したスリップ率Ｓｒがスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔ以下であるか否かを判断する。なお、制駆動力制御手段１０４がスリップ率の比較を行うときは、絶対値で行う。そして、制駆動力制御手段１０４は、μ−ＳｒＬｉｍｉｔテーブル１１２、図３に示すような制駆動力とスリップ率の関係情報等に基づいて、スリップ率をある目標値に制御するスリップ率制御、蛇行を抑制する蛇行抑制制御、荷重移動に伴うホイールロック、ホイールスピンの抑制制御、操舵角に応じた制駆動力制御等を行う。以下、それらの制御について説明する。
【００４９】
＜スリップ率制御＞
制駆動力制御手段１０４は、各車輪２のスリップ率がスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔ以下のときは、アクセルペダル１２の踏み込み量に応じて電気モータ３の駆動力を発揮させ、ブレーキペダル１３の踏み込み量に応じて機械ブレーキ１８による制動力、および駆動回路９による電気ブレーキの制動力を共に発揮させる。また、制駆動力制御手段１０４は、例えば摩擦係数が小さい低μ路において、各車輪２のスリップ率のいずれか（複数の車輪２が同時の場合も含む。）が、スリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを超えたとき、アクセルペダル１２の踏み込み量に関わらず、スリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを超えたスリップ率がスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔ以下になるように電気モータ３の駆動力を制御し、ブレーキペダル１３の踏み込み量に関わらず、スリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを超えたスリップ率がスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔ以下になるように、電気ブレーキによる制動力を制御するとともに、機械ブレーキ１８による制動力を制御する。なお、制駆動力制御手段１０４は、制駆動力の制御を左右輪のスリップ率のうちいずれかが大きい方かを判断し、大きい方のスリップ率に基づいて行ってもよい。
【００５０】
＜蛇行抑制制御＞
制駆動力制御手段１０４は、各車輪２のうち１つの車輪２のスリップ率がスリップ率上限値を超え、かつ、加速度センサ２６が検出した旋回加速度ａθが閾値ａθｔｈ（所定の加速度）を超えたとき、車体２５の旋回方向の動き（蛇行）を抑制するように、当該１つの車輪２が属する前輪２ｆｒ、２ｆｌ又は後輪２ｒｒ、２ｒｌに対応する電気モータ３ｆ、３ｒの制駆動力を減じる制御、および当該１つの車輪２が属しない後輪２ｒｒ、２ｒｌ又は前輪２ｆｒ、２ｆｌに対応する電気モータ３ｆ、３ｒの制駆動力を増やす制御を行う。なお、両制御のうち一方のみを行ってもよい。
【００５１】
また、制駆動力制御手段１０４は、各車輪２のうち少なくとも１つの車輪２のスリップ率上限値を超え、かつ、加速度センサ２６が検出した旋回加速度ａθおよび横方向加速ａＸがそれぞれの閾値ａθｔｈおよび閾値ａＸｔｈ（所定の加速度）を超えたとき、車体２５の旋回および横方向の動き（蛇行）を抑制するように電気モータ３ｆ、３ｒの制駆動力を制御する。
【００５２】
＜荷重移動に伴うホイールロック、ホイールスピンの抑制制御＞
図４は、電気自動車１における制動力の前輪２ｆｒ、２ｆｌ及び後輪２ｒｒ、２ｒｌヘの分配方法を説明するための図である。
【００５３】
図４に示すように、電気自動車１が加速度ａＹで減速するときの制動力Ｆcarは、
Ｆcar＝Ｍ×ａＹ                ・・・式（３）
となる。ここで、Ｍは、電気自動車１全体の質量（車体質量）である。
【００５４】
そのときの荷重移動量Ｚは、制動力Ｆcarによって生じる電気自動車１の重心Ｇ回りのモーメントを前輪２ｆｒ、２ｆｌ及び後輪２ｒｒ、２ｒｌの接地点における垂直荷重に換算した次式（４）により得られる。
Ｚ＝Ｆcar×Ｈcar／Ｌcar        ・・・式（４）
ここで、Ｈcarは、電気自動車１の重心Ｇの接地面からの高さであり、Ｌcarは、電気自動車１のホイールベースである。
【００５５】
また、電気自動車１が停止しているときの前輪荷重をＷｆ、後輪荷重をＷｒ、路面の摩擦係数をμとすると、摩擦力と釣り合う前輪及び後輪の制動力、すなわち、前輪２ｆｒ、２ｆｌの最大制動力Ｆｆmax及び後輪２ｒｒ、２ｒｌの最大制動力Ｆｒmaxは、それぞれ次式（５）、（６）により表される。
Ｆｆmax＝μ（Ｗｆ＋Ｚ）          ・・・式（５）
Ｆｒmax＝μ（Ｗｒ−Ｚ）          ・・・式（６）
【００５６】
従って、前輪側及び後輪側のそれぞれにおけるモータ３及び機械ブレーキ１８による制動力が、最大制動力Ｆｆmax及び最大制動力Ｆｒmaxとなるように、モータ３及び機械ブレーキ１８の動作を制御すれば、電気自動車１全体として最も制動力が大きくなり、ホイールロックを抑制することができる。以上は減速時について説明したが、加速時も同様であり、荷重移動に基づいて最適な駆動力となるように制御することにより、ホイールスピンを抑制することができる。
【００５７】
＜操舵角に応じた制駆動力制御＞
図５は、操舵角に応じた制駆動力制御を説明するための図である。同図中、ωｆｒ、ωｆｌ、ωｒｒ、ωｒｌは、各車輪の回転数を示し、γは操舵角を示す。制駆動力制御手段１０４は、前輪２ｆｒ、２ｆｌの制駆動力を路面の摩擦係数（車輪のスリップ率）に応じて制御し、前後輪のトータルの制駆動力が変化しないように後輪２ｒｒ、２ｒｌの制駆動力で補償するように制御する。例えば、運転者がステアリングホイール１９を右方向へ操作したとき、デファレンシャルギヤ４ｆにより前輪側の回転数はωｆｌ＞ωｆｒの関係となるが、制駆動力制御手段１９４は、上述したスリップ率制御により前輪用モータ３ｆの制駆動力を減らす場合は、その分の制駆動力を後輪２ｒｒ、２ｒｌ側で補うために後輪用モータ３ｒの制駆動力を増やす制御を行う。これにより、安定した推進力を得ることができる。
【００５８】
（本実施の形態の動作）
次に、電気自動車１の動作について図６、図７および図８を参照して説明する。図６は、車体２５が旋回しようとしている状態を示す平面図である。図７は、車体２５が旋回し横方向に動こうとしている状態を示す平面図である。図８は、電気自動車１の制駆動力の制御の一例を示すフローチャートである。なお、図６、図７中、Ｓrfr、Ｓrflは前輪のスリップ率、Ｓrrr、Ｓrrlは後輪のスリップ率を示す。
【００５９】
運転者がアクセルペダル１２を踏むと、アクセルセンサ２２は、アクセルペダル１２の踏み込み量に応じた信号を制御装置１０に出力する。運転者がブレーキペダル１３を踏むと、ブレーキセンサ２３は、ブレーキペダル１３の踏み込み量に応じた信号を制御装置１０に出力する。
【００６０】
駆動時には、制駆動力制御手段１０４は、アクセルセンサ２２からの信号に基づいて踏み込み量に応じた駆動トルクを算出し、操舵角に応じた旋回加速度が得られるよう算出した駆動トルクを前輪側と後輪側に分配する。ＣＰＵ１００は、前輪側に分配した駆動トルクに応じた制御信号を前輪用駆動回路９ｆに出力し、後輪側に分配した駆動トルクに応じた制御信号を後輪用駆動回路９ｒに出力する。前輪用駆動回路９ｆは、制御装置１０からの制御信号に基づいて前輪用インバータ８ｆにより前輪用モータ３ｆを駆動する。後輪用駆動回路９ｒは、制御装置１０からの制御信号に基づいて後輪用インバータ８ｒにより後輪用モータ３ｒを駆動する。
【００６１】
制動時には、制駆動力制御手段１０４は、ブレーキセンサ２３からの信号に基づいて踏み込み量に応じた制動トルクを算出し、算出した制動トルクを機械ブレーキと電気ブレーキに分配する。制駆動力制御手段１０４は、機械ブレーキに分配した制動トルクに応じた制御信号を圧力調整ユニット１１に出力し、電気ブレーキに分配した制動トルクに応じた制御信号を駆動回路９ｆ、９ｒに出力する。圧力調整ユニット１１は、制駆動力制御手段１０４からの制御信号に基づいて加圧液体を分配して機械ブレーキ１８を作動させる。駆動回路９ｆ、９ｒは、制駆動力制御手段１０４からの制御信号に基づいてインバータ８ｆ、８ｒにより電気ブレーキを作動させる。
【００６２】
次に、路面摩擦係数μ推定手段１０１は、電気自動車１が走行する路面の摩擦係数μを推定する。例えば、前方のカメラ２０ｆｒ、ｆｌが撮像した画像と記憶部１１０に記憶されている路面パターン１１１とのパターンマッチングにより路面の摩擦係数μを推定する（Ｓ１）。
【００６３】
次に、スリップ率上限値設定手段１０２は、推定された路面の摩擦係数μに応じたスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｔをμ−ＳｒＬｉｍｔテーブル１１２を参照して設定する（Ｓ２）。なお、スリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔは前後輪の摩擦係数μに応じて前後輪それぞれに対し設定する。
【００６４】
次に、スリップ率演算手段１０３は、加速度センサ２６からの車体２５の推進前後方向の加速度ａＹに応じた信号に基づいて、車体２５の推進前後方向の加速度ａＹを積分して推進前後方向の車体速度Ｖを求める。
【００６５】
続いて、スリップ率演算手段１０３は、車輪速センサ２８からの車輪２の回転速度ωに応じた信号に基づいて、車輪２の回転速度ωを求める。
【００６６】
次に、スリップ率演算手段１０３は、車輪２の半径Ｒ、車輪２の回転速度ω、車体速度Ｖから上記式（２）を用いて各車輪２のスリップ率Ｓｒを算出する（Ｓ３）。
【００６７】
次に、制駆動力制御手段１０４は、各車輪２のスリップ率Ｓｒのうち最も大きい車輪２のスリップ率|Ｓｒ|がスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを超えたか否かを判断する（Ｓ４）。
【００６８】
例えば、図５、図６に示すように、前側の右輪２ｆｒのスリップ率|Ｓｒ|がスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを超え、他の車輪２ｆｌ、２ｒｒ、２ｒｌのスリップ率|Ｓｒ|がスリップ上限値ＳｒＬｉｍｉｔを超えていないと判断した場合は（Ｓ４：Ｙｅｓ）、制駆動力制御手段１０４は、加速度センサ２６によって検出された旋回加速度ａθが記憶部１１０に記憶されている旋回加速度の閾値ａθｔｈを超えたか否かを判断する（Ｓ５）。
【００６９】
旋回加速度ａθが閾値ａθｔｈを超えた場合には（Ｓ５：Ｙｅｓ）、制駆動力制御手段１０４は、加速度センサ２６によって検出された横方向加速度ａＸが記憶部１１０に記憶されている横方向加速度の閾値ａＸｔｈを超えたか否かを判断する(Ｓ６)。
【００７０】
旋回加速度ａθが閾値ａθｔｈ以下の場合には(Ｓ５：Ｎｏ)、制駆動力制御手段１０４は、図５に示すように、車体２５の旋回を操舵角に応じた旋回加速度に近づける制御を行う(Ｓ７)。すなわち、スリップ率が大きくなった右輪２ｆｒ側の前輪用モータ３ｆの制駆動力を減じる制御を行うとともに、後輪用モータ３ｒの制駆動力を増やす制御を行う。なお、この場合、いずれか一方の制御を行ってもよい。以上の制御により、旋回が運転者の意図する旋回に制御され、車体２５の蛇行を抑制することができる。
【００７１】
旋回加速度ａθが閾値ａθｔｈを超え（Ｓ５：Ｙｅｓ）、かつ、横方向加速度ａｘが閾値ａｘｔｈを超えた場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、制駆動力制御手段１０４は、図６に示すように、車体２５の旋回と横方向の動きを抑制する制御を行う(Ｓ８)。すなわち、スリップ率が大きくなった右輪２ｆｒ側の前輪用モータ３ｆの制駆動力を減じる制御を行うとともに、後輪用モータ３ｒの制駆動力を増やす制御を行う。後輪用モータ３ｒの制駆動力を増やす割合は、図５の場合よりも大きくする。以上の制御により、旋回および横方向の動きが抑制され、車体２５の蛇行を抑制することができる。
【００７２】
旋回加速度ａθが閾値ａθｔｈを超え（Ｓ５：Ｙｅｓ）、かつ、横方向加速度ａｘが閾値ａｘｔｈを超えない場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、Ｓ５：Ｎｏと同様、制駆動力制御手段１０４は、図５に示すように、車体２５の旋回を操舵角に応じた旋回加速度に近づける制御を行う(Ｓ７)。
【００７３】
（本実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）加減速等によって発生する荷重移動に伴って生じるホイールロックやホイールスピン等を抑制し、さらに路面状態によって過渡的に発生するヨーレートや横滑り等を抑制することができ、安全な走行を実現することができる。
（ロ）スリップ率および加速度に基づいて車両の動きを検出しているので、蛇行をより確実に検出することができる。
【００７４】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、各手段１０１〜１０４をＣＰＵ１００と制駆動プログラム１１３によって実現したが、ＡＳＩＣ（Application Specific IC）等のハードウエアによって実現してもよい。
【００７５】
また、制駆動プログラム１１３は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から制御装置１０内に取り込んでもよく、サーバ装置等からネットワークを介して制御装置１０内に取り込んでもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…電気自動車、２…車輪、２ｆｒ、２ｆｌ…前輪、２ｒｒ、ｒｌ…後輪、３ｆ…前輪用モータ、３ｒ…後輪用モータ、４ｆ、４ｒ…デファレンシャルギア、５ｆｒ、５ｆｌ、
５ｒｒ、５ｒｌ…車軸、７…電源部、８ｆ…前輪用インバータ、８ｒ…後輪用インバータ、９ｆ…前輪用駆動回路、９ｒ…後輪用駆動回路、１０…制御装置、１１…圧力調整ユニット、１２…アクセルペダル、１３…ブレーキペダル、１４…シフトレバー、１５ａ〜１５ｃ…電流センサ、１６ｆ、１６ｒ…エンコーダ、１７ａ〜１７ｃ…電流センサ、１８ｆｒ、１８ｆｌ、１８ｒｒ、１８ｒｌ…機械ブレーキ、１９…ステアリングホイール、２０ｆｒ、２０ｆｌ…カメラ、２１…カメラ、２２…アクセルセンサ、２３…ブレーキセンサ、２４…シフトセンサ、２５…車体、２６…加速度センサ、２７ｆ、２７ｒ…温度センサ、２８…車輪速センサ、２９…操舵角センサ、７０…バッテリ、７１ｆ…前輪用平滑コンデンサ、７１ｒ…後輪用平滑コンデンタ、７２ｆ、７２ｒ…電圧センサ、７３…バッテリ容量センサ、１００…ＣＰＵ、１０１…路面摩擦係数μ推定手段、１０２…スリップ率上限値設定手段、１０３…スリップ率演算手段、１０４…制駆動力制御手段、１１０…記憶部、１１１…路面パターン、１１２…μ−ＳｒＬｉｍｉｔテーブル、１１３…制駆動プログラム
【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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