(57)【要約】      （修正有）【課題】前輪および後輪が走行するそれぞれの路面の摩擦係数が異なる場合でも、最適な制駆動力をタイヤ路面間に発生させることが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】前後輪を差動装置を介して独立に駆動する２つのモータ３ｆ、３ｒを有する電気自動車１において、前後輪が走行するそれぞれの路面の第１および第２の摩擦係数を推定する路面摩擦係数μ推定手段と、第１および第２の摩擦係数に応じて前後輪のそれぞれのスリップ率の第１および第２の所定の値を設定するスリップ率上限値設定手段と、各車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、前輪側の左右輪のスリップ率のうち高い方のスリップ率が第１の所定の値になるように前輪用モータ３ｆの制駆動力を制御し、又は後輪側の左右輪のスリップ率のうち高い方のスリップ率が第２の所定の値になるように後輪用モータ３ｒ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
2011229286.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、
前記前輪が走行する路面の第１の摩擦係数、および前記後輪が走行する路面の第２の摩擦係数を推定する推定部と、
前記第１の摩擦係数に応じて前記前輪のスリップ率の第１の所定の値、および前記第２の摩擦係数に応じて前記後輪のスリップ率の第２の所定の値を設定する設定部と、
各車輪のスリップ率を演算する演算部と、
前記前輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第１の所定の値になるように前記第１の電気モータの制駆動力を制御し、又は前記後輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第２の所定の値になるように前記第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、駆動時又は制動時に発生する荷重移動量に基づいて、前記第１又は第２の電気モータの制駆動力を制御する請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
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、
前記制御装置は、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、前記機械ブレーキ機構の制動力を制御する請求項１又は２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記第１および第２の所定の値は、推定された前記摩擦係数において最大の制駆動力が得られるスリップ率である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記制御部は、アクセル又はブレーキの操作による制駆動力を超えない範囲で前記制駆動力および前記制動力を制御する請求項３又は４に記載の電気自動車。
【請求項６】
前記制御部は、演算された前記前輪又は前記後輪の前記スリップ率が前記第１又は第２の所定の値以下のときは、アクセル又はブレーキの操作量に応じて前記第１又は第２の電気モータの制駆動力、又は前記摩擦ブレーキ機構の制動力を発揮させ、
演算された前記前輪又は前記後輪の前記スリップが前記第１又は第２の所定の値を超えたとき、前記アクセル又は前記ブレーキの操作量に関わらず、前記第１又は第２の電気モータの制駆動力、又は前記摩擦ブレーキ機構による制動力を減らす制御を行う請求項３〜５のいずれか１項に記載の電気自動車。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１および第２の電気モータ間でモータ容量に差があるとき、前記モータ容量の大きい方の左右輪のスリップ率を前記モータ容量の小さい方の左右輪のスリップ率よりも優先して前記第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１〜６のいずれか１項に記載の電気自動車。
【請求項８】
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の電気モータとを有する電気自動車に含まれるコンピュータに、
前記前輪が走行する路面の第１の摩擦係数、および前記後輪が走行する路面の第２の摩擦係数を推定する推定ステップと、
前記第１の摩擦係数に応じて前記前輪のスリップ率の第１の所定の値、および前記第２の摩擦係数に応じて前記後輪のスリップ率の第２の所定の値を設定する設定ステップと、
各車輪のスリップ率を演算する演算ステップと、
前記前輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第１の所定の値になるように前記第１の電気モータの制駆動力を制御し、又は前記後輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第２の所定の値になるように前記第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、前後輪を２つの電気モータで独立に駆動する車両の制駆動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この車両の制駆動制御装置は、前輪および後輪のスリップ率を推定し、前輪および後輪のスリップ率が対応する前輪用閾値および後輪用閾値を超えないときは、最大制駆動力を超えない範囲で運転者の要求制駆動力に応じて目標制駆動力を算出し、前輪および後輪のスリップ率が対応する前輪用閾値および後輪用閾値を超えたときは、前輪および後輪のスリップ発生時の制駆動力を前輪および後輪の目標制駆動力とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２８４０７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、従来の車両の制駆動制御装置によれば、前後輪が走行するそれぞれの路面の摩擦係数を同一のものとして各車輪の制駆動力を制御しているため、前後輪の路面状況が異なるときにホイールスピンやホイールロックが発生するおそれがある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、前輪および後輪が走行するそれぞれの路面の摩擦係数が異なる場合でも、最適な制駆動力をタイヤ路面間に発生させることが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、前記前輪が走行する路面の第１の摩擦係数、および前記後輪が走行する路面の第２の摩擦係数を推定する推定部と、前記第１の摩擦係数に応じて前記前輪のスリップ率の第１の所定の値、および前記第２の摩擦係数に応じて前記後輪のスリップ率の第２の所定の値を設定する設定部と、各車輪のスリップ率を演算する演算部と、前記前輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第１の所定の値になるように前記第１の電気モータの制駆動力を制御し、又は前記後輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第２の所定の値になるように前記第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、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の電気モータとを有する電気自動車に含まれるコンピュータに、前記前輪が走行する路面の第１の摩擦係数、および前記後輪が走行する路面の第２の摩擦係数を推定する推定ステップと、前記第１の摩擦係数に応じて前記前輪のスリップ率の第１の所定の値、および前記第２の摩擦係数に応じて前記後輪のスリップ率の第２の所定の値を設定する設定ステップと、各車輪のスリップ率を演算する演算ステップと、前記前輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第１の所定の値になるように前記第１の電気モータの制駆動力を制御し、又は前記後輪側の左右輪の前記スリップ率のうち高い方のスリップ率が前記第２の所定の値になるように前記第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、前輪および後輪が走行するそれぞれの路面の摩擦係数が異なる場合でも、最適な制駆動力をタイヤ路面間に発生させることができる。
【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、制動力の前輪および後輪への分配方法を説明するための図である。
【図５】図５は、電気自動車の制駆動力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前輪用差動装置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後輪用差動装置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、差動装置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】
差動装置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を用いることができる。前輪用モータ３ｆの制駆動力は、前輪用差動装置４ｆにより右前輪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、後輪用差動装置４ｒにより右後輪２ｒｒ及び左後輪２ｒｌに配分される。なお、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１６ｆ、１６ｒは、前輪側および後輪側のそれぞれにおいて、モータ３ｆ、３ｒ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、検出した加速度ａＹ、ａＸ、ａθ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】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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（推定部）１０１、スリップ率上限値設定手段（設定部）１０２、スリップ率演算手段（演算部）１０３、制動力制御手段（制御部）１０４等として機能する。
【００４０】
（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・雪路路面等のいずれかであるかを判定し、前輪２ｆｒ、２ｆｌが走行する路面の第１の摩擦係数μｆと後輪２ｒｒ、２ｒｌが走行する路面の第２の摩擦係数μｒ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。また、タイヤ毎の走行距離、使用期間等の使用履歴から推定されるタイヤの特性情報（タイヤの劣化、種類、輪荷重、空気圧等）を加味して路面との摩擦係数を推定してもよい。すなわち、タイヤの走行距離又は使用期間が長い程タイヤが劣化していると予想することができ、タイヤの劣化度合いに応じて路面との摩擦係数を推定してもよい。
【００４１】
（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。
【００４２】
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が推定した路面の第１および第２の摩擦係数μｆ、μｒに基づいて、記憶部１１０内のμ−ＳｒLimitテーブル１１２を参照し、前輪２ｆｒ、２ｆｌ用の第１の所定の値としてのスリップ率上限値ＳｒLimit-fと後輪２ｒｒ、２ｒｌ用の第２の所定の値としてのスリップ率上限値ＳｒLimit-r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駆動力の最大値付近の値に設定されるが、最大値付近の値に限られない。例えば、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％よりも高い制駆動力が発揮されるスリップ率に設定することができる。
【００４３】
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ＳｒLimit-f、ＳｒLimit-rをそれぞれ設定する。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。
【００４４】
（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）
【００４５】
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）
【００４６】
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。
【００４７】
（制駆動力制御手段）
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、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等を行う。以下、それらの制御について説明する。
【００４８】
＜スリップ率制御＞
制駆動力制御手段１０４は、左右輪同士でスリップ率|Ｓｒ|を比較し、大きい方のスリップ率|Ｓｒ|が前後輪それぞれについて設定されたスリップ率上限値ＳｒLimit-f、ＳｒLimit-rとなるようにモータ３ｆ、３ｒの駆動力、又はモータ３ｆ、３ｒの電気ブレーキおよび機械ブレーキ１８の制動力を制御する。また、制駆動力制御手段１０４は、アクセルペダル１２又はブレーキペダル１３の踏み込み量による制駆動力を超えない範囲で制駆動力を制御する。
【００４９】
なお、制駆動力制御手段１０４は、前輪用モータ３ｆおよび後輪用モーア３ｒ間でモータ容量に差がある場合には、モータ容量の大きい方の左右輪のスリップ率をモータ容量の小さい方の左右輪のスリップ率よりも優先してモータ３ｆ、３ｒの制駆動力を制御してもよい。例えば、制駆動力制御手段１０４は、モータ３ｆ、３ｒが有するモータ容量の比に応じて制駆動力を前後輪に分配してもよい。
【００５０】
＜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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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）
【００５４】
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。以上は減速時の説明であるが、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。
【００５５】
例えば、電気自動車１の前進時における減速時には、加速度の大きさに応じた荷重移動によって前輪側の荷重が増加し、後輪側の荷重が減少する。制動力制御手段１０４は、前輪のスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを、例えば車輪荷重の増加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。また、後輪側のスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを後輪側の荷重の減少分に応じて制動力を制限するように補正することによって、前輪側に後輪側よりも大きな制動力を発生させ、より適切な制動力を各車輪２に付与することができる。
【００５６】
また、電気自動車１の前進時における加速時には、加速度の大きさに応じた荷重移動によって前輪側の荷重が減少し、後輪側の荷重が増加する。制動力制御手段１０４は、後輪のスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを、例えば車輪荷重の増加に応じて発揮し得る最大制動力の７０〜９０％よりも高い駆動力が発揮されるスリップ率に設定することができる。また、前輪側のスリップ率上限値ＳｒＬｉｍｉｔを前輪側の荷重の減少分に応じて駆動力を制限するように補正することによって、後輪側に前輪側よりも大きな駆動力を発生させ、より適切な駆動力を各車輪２に付与することができる。
【００５７】
（本実施の形態の動作）
次に、電気自動車１の制駆動力制御について図４を参照して説明する。図４は、電気自動車１の制駆動力制御の一例を示すフローチャートである。
【００５８】
運転者がアクセルペダル１２を踏み込むと、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ｘａを制御装置１０に出力する。運転者がブレーキペダル１３を踏み込むと、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ｘｂを制御装置１０に出力する。
【００５９】
制駆動力制御手段１０４は、アクセルセンサ２２又はブレーキセンサ２３からの信号ｘａ、ｘｂの有無によりアクセル又はブレーキの操作が有ったか否かを判断する(Ｓ１)。
【００６０】
アクセル又はブレーキの操作があると(Ｓ１：Ｙｅｓ)、制駆動力制御手段１０４は、アクセル又はブレーキの操作量に応じた制駆動力を各車輪２に付与する(Ｓ２)。
【００６１】
すなわち、制駆動力制御手段１０４は、アクセルセンサ２２からの信号ｘａに基づいて踏み込み量に応じた駆動トルクを算出し、算出した駆動トルクを前輪側と後輪側に分配し、分配した駆動トルクに応じた制御信号を対応する駆動回路９ｆ、９ｒに出力する。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によりモータ３ｆ、３ｒを駆動する。モータ３ｆ、３ｒは、駆動力を差動装置４ｆ、４ｒを介して各車輪２に伝達する。
【００６２】
制駆動力制御手段１０４は、ブレーキセンサ２３からの信号ｘｂ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前輪側と後輪側に分配し、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および駆動回路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。機械ブレーキ１８および電気ブレーキによる制動力が各車輪２に付与される。
【００６３】
次に、路面摩擦係数μ推定手段１０１は、電気自動車１が走行する前輪２ｆｒ、２ｆｌ側の路面の第１の摩擦係数μｆと後輪２ｒｒ、２ｒｌ側の路面の第２の摩擦係数μｒを推定する(Ｓ３)。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第１および第２の摩擦係数μｆ、μｒを推定する。
【００６４】
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μｆ、μｒに応じた前輪２ｆｒ、２ｆｌおよび後輪２ｒｒ、２ｒｌについてそれぞれスリップ率上限値ＳｒLimit-f、ＳｒLimit-rをμ−ＳｒLimitテーブル１１２を参照して設定する（Ｓ４）。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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（Ｓ５）。
【００６８】
次に、制動力制御手段１０４は、左右輪同士でスリップ率|Ｓｒ|を比較する(Ｓ６)。すなわち、前輪２ｆｒ、２ｆｌのスリップ率|Ｓｒ|を比較し、後輪２ｒｒ、２ｒｌのスリップ率|Ｓｒ|を比較する。
【００６９】
次に、制動力制御手段１０４は、大きい方のスリップ率|Ｓｒ|と設定されたスリップ率上限値ＳｒLimit-f、ＳｒLimit-rとを比較する(Ｓ７)。すなわち、前輪２ｆｒ、２ｆｌのうち大きい方のスリップ率|Ｓｒ|と前輪２ｆｒ、２ｆｌについて設定されたスリップ率上限値ＳｒLimit-fとを比較し、後輪２ｒｒ、２ｒｌのうち大きい方のスリップ率|Ｓｒ|と後輪２ｒｒ、２ｒｌについて設定されたスリップ率上限値ＳｒLimit-rとを比較する。
【００７０】
上記ステップＳ７の比較の結果、スリップ率|Ｓｒ|がスリップ率上限値ＳｒLimit-f、ＳｒLimit-rよりも小さい場合には、前輪又は後輪側の制駆動力を増加させる(Ｓ８)。すなわち、上記ステップＳ１においてアクセルペダル１２が操作されているときは、前輪用モータ３ｆ又は後輪用モータ３ｒの駆動力を増加させる。上記ステップＳ１においてブレーキペダル１３が操作されているときは、前輪用モータ３ｆの電気ブレーキおよび機械ブレーキ１８ｆｒ、１８ｆｌの制動力を増加させ、又は後輪用モータ３ｒの電気ブレーキおよび機械ブレーキ１８ｒｒ、１８ｒｌの制動力を増加させる。
【００７１】
上記ステップＳ７の比較の結果、スリップ率|Ｓｒ|がスリップ率上限値ＳｒLimit-f、ＳｒLimit-rよりも大きい場合には、前輪又は後輪側の制駆動力を減少させる(Ｓ９)。すなわち、上記ステップＳ１においてアクセルペダル１２が操作されているときは、前輪用モータ３ｆ又は後輪用モータ３ｒの駆動力を減少させる。上記ステップＳ１においてブレーキペダル１３が操作されているときは、前輪用モータ３ｆの電気ブレーキおよび機械ブレーキ１８ｆｒ、１８ｆｌの制動力を減少させ、又は後輪用モータ３ｒの電気ブレーキおよび機械ブレーキ１８ｒｒ、１８ｒｌの制動力を減少させる。
【００７２】
上記ステップＳ７の比較の結果、スリップ率|Ｓｒ|と上限値ＳｒLimit（ＳｒLimit-f、ＳｒLimit-r）とが等しい場合には、アクセル又はブレーキの操作量に応じた制駆動力を車輪２に付与する(Ｓ２)。
【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）前輪および後輪が走行するそれぞれの路面の摩擦係数が異なる場合でも、最大の制駆動力をタイヤ路面間に発生させることができる。
（ロ）最大の制駆動力を発揮できることから、省エネルギー走行が可能となる。
（ハ）摩擦係数の小さい路面（低μ路）での発進および停止時のホイールスピンおよびホイールロックを抑制して安定した走行が可能となる。
【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、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、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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