(57)【要約】【課題】回転電機と車輪との間で駆動力を伝達している状態で車両が走行している際に車輪が空転して接地した場合に、車両の駆動装置に加わる衝撃トルクを適切に抑制する。【解決手段】車輪が空転状態となったか否かの判定＃２を行い、空転状態となった場合には、車輪の回転速度が、車両の走行速度に対応する回転速度に近づくように、回転電機を制御する空転時制御＃４，＃６を行う。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の駆動力源となる回転電機と前記車輪とが連動して回転するように駆動連結されている車両用駆動装置を制御する車両用駆動制御装置であって、
前記回転電機のトルクが前記車輪に伝達されて走行している場合であって、前記車輪が空転状態となったと判定した場合には、前記車輪の回転速度が、車両の走行速度に対応する回転速度に近づくように、前記回転電機を制御する空転時制御を行う車両用駆動制御装置。
【請求項２】
前記空転時制御において、前記トルクの正負を維持した状態で前記トルクの絶対値を減少させる請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項３】
前記空転時制御において、前記トルクがゼロとなるように制御する請求項２に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項４】
前記空転時制御において、前記車両の前記走行速度に基づいて、前記車輪の回転速度を前記走行速度に近づけるように前記回転電機の回転速度制御を行う請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項５】
前記回転電機の回転速度の変化に基づいて、前記車輪が接地状態から空転状態になったことを判定する請求項１から４の何れか一項に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項６】
前記回転電機又は前記回転電機に連動する回転部材の回転速度と、前記車両の前記走行速度との差に基づいて、前記車輪が空転状態から接地状態に戻ったことを判定する請求項１から５の何れか一項に記載の車両用駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の駆動力源となる回転電機と車輪とが連動して回転するように駆動連結されている車両用駆動装置を制御する車両用駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）が走行しているときや、ハイブリッド自動車（HV：Hybrid Vehicle）が内燃機関のトルクを車輪に伝達せずに走行しているとき、即ち車両がいわゆるＥＶ走行しているときには、回転電機のトルクが車輪に伝達されている。例えば、車両がＥＶ走行しているときに、路面の凹凸によって車両が弾み、路面と車輪とが離間すると、車輪が空転する場合がある。その後、車輪が路面に接地すると、車両の駆動装置には、回転電機によるトルクの他、接地時における回転電機の回転変動によるイナーシャトルクも加わる。このようなトルクは、回転電機を含む車両の駆動装置に対する衝撃トルクとなるため、駆動装置には、この衝撃トルクに対して耐性を有するような機械強度を持ったり、機械部品を用いたトルクリミット機構（例えばリミットクラッチ）を設けたりする必要が生じる。しかし、このような機械的な構造によって衝撃トルクに備えると、駆動装置の大型化やコスト上昇に繋がる可能性がある。
【０００３】
特開２０１５−３３１９４号公報には、凹凸のある路面である波状路での走破性能の低下を抑制しながら、上記のような衝撃トルクによる駆動装置への影響を緩和する車両の制御装置が開示されている。この制御装置は、車両が波状路を走行中に空転状態が判定された場合には、駆動トルクを目標駆動トルクよりも低下させ、接地状態が判定された場合には駆動トルクを空転状態における駆動トルクよりも増加させる。これによれば、波状路の凹凸に応じて駆動トルクが増減されるため、衝撃トルクを緩和しながら波状路の走破性能の低下も抑制することができる。但し、目標駆動トルクは、ドライバーのアクセルペダルの操作量に応じて設定されており、目標駆動トルクが大きくなるようなアクセル操作をドライバーが行っている場合には、駆動トルクを低下させても衝撃トルクの緩和が充分ではないことも考えられる。また、車輪の空転は波状路の走行中には限らない。従って、車両の挙動に応じてより適切に上記のような衝撃トルクを緩和することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３３１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記背景に鑑みて、回転電機と車輪との間で駆動力を伝達している状態で車両が走行している際に車輪が空転して接地した場合に、車両の駆動装置に加わる衝撃トルクを適切に抑制する技術の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記に鑑みた車両用駆動制御装置は、１つの好適な態様として、車輪の駆動力源となる回転電機と前記車輪とが連動して回転するように駆動連結されている車両用駆動装置を制御する車両用駆動制御装置であって、前記回転電機のトルクが前記車輪に伝達されて走行している場合であって、前記車輪が空転状態となったと判定した場合には、前記車輪の回転速度が、車両の走行速度に対応する回転速度に近づくように、前記回転電機を制御する空転時制御を行う。
【０００７】
回転電機のトルクが車輪に伝達されて走行しているときに、車輪が空転し、その後、車輪が路面に接地すると、車両用駆動装置には、回転電機によるトルクと、イナーシャトルクとを合わせた衝撃トルクが加わる。例えば、回転電機が力行中に空転状態が生じると回転電機の回転速度は上昇し、車両の走行速度との間に速度差が生じる。また、回転電機が回生中に空転状態が生じると回転電機の回転速度は減少し、車両の走行速度との間に速度差が生じる。空転時制御を行うことによって、車輪が路面に接地するまでに、車輪の回転速度を車両の走行速度に対応する回転速度に近づけることで、そのような速度差を低減させることができる。その結果、車輪が路面に接地する際のイナーシャトルクを低減させ、衝撃トルクを低減させることができる。即ち、この構成によれば、回転電機と車輪との間で駆動力を伝達している状態で車両が走行している際に車輪が空転して接地した場合に、車両の駆動装置に加わる衝撃トルクを適切に抑制することができる。
【０００８】
車両用駆動制御装置のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両用駆動制御装置を含む駆動系の模式的ブロック図
【図２】車両用駆動装置の他の形態の一例を示すブロック図
【図３】車両用駆動装置の他の形態の一例を示すブロック図
【図４】車両用駆動装置の他の形態の一例を示すブロック図
【図５】車両用駆動装置の他の形態の一例を示すブロック図
【図６】インバータ制御装置を含む回転電機制御系の模式的ブロック図
【図７】力行中に空転が生じた場合の挙動を示す波形図
【図８】力行中に空転時制御を行った場合の空転前後の波形の拡大図
【図９】衝撃トルクを緩和する処理の一例を示すフローチャート
【図１０】回生中に空転が生じた場合の挙動を示す波形図
【図１１】回生中に空転時制御を行った場合の空転前後の波形の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、車両用駆動制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、車両用駆動制御装置１を含む駆動系の模式的ブロック図である。車両用駆動制御装置１は、車両用駆動装置１０を制御する制御装置である。図１に例示する車両用駆動装置１０では、車輪Ｗの駆動力源となる回転電機８０の回転軸に車輪Ｗが直結されており、回転電機８０はいわゆるインホイールモータである。図１において、車輪Ｗは、２種類の符号Ｗａ，Ｗｂを用いて示されている。これらを区別する場合には、回転電機８０と連動するように駆動連結されている車輪Ｗを駆動輪Ｗａ、回転電機８０に駆動連結されていない車輪Ｗを被駆動輪又は従動輪Ｗｂと称する。
【００１１】
尚、ここで「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指す。具体的には、「駆動連結」とは、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が１つ又は２つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等が含まれていてもよい。具体的な例については後述する。
【００１２】
図１に示す形態では、回転電機８０がインホイールモータであり、２つの駆動輪Ｗａに１つずつ回転電機８０が駆動連結されている。一方の回転電機８０である第１回転電機８１は、第１インバータ３１を介して第１インバータ制御装置４１によって駆動制御されている。他方の回転電機８０である第２回転電機８２は、第２インバータ３２を介して第２インバータ制御装置４２によって駆動制御されている。２つの回転電機（８１，８２）は同じ構造であり、２つのインバータ（３１，３２）及び２つのインバータ制御装置（４１，４２）も同一の構造である。従って、以下、特に２つの回転電機（８１，８２）を区別する必要がある場合を除き、図面及び明細書において、単に回転電機（MG）８０、インバータ（INV）３０、インバータ制御装置（INV-CTRL）４０と称して説明する。
【００１３】
図１に示す形態では、車両用駆動制御装置１は、第１インバータ制御装置４１、第２インバータ制御装置４２、及びこれらの統合制御を行う主制御装置（MAIN-CTRL）４５を有して構成されている。主制御装置４５は、車両用駆動制御装置１の上位の制御装置であり、車両の全体を制御する車両制御装置（VHL-CTRL）５０からの指令に基づいて車両用駆動装置１０を制御する。
【００１４】
図１に示すように、各車輪Ｗには車輪Ｗの回転速度を検出する車輪速センサ６０（６１〜６４）が設けられている。車両用駆動制御装置１は、４つの車輪速センサ６０から取得する各車輪Ｗの回転速度に基づいて車両の走行速度である車速Ｖを演算する。例えば、４つの車輪速センサ６０の検出結果を平均して車速Ｖを演算すると好適である。尚、車速Ｖの演算に際して、明らかに車速Ｖとは異なる挙動の車輪Ｗ（例えば、空転している車輪Ｗ、何らかの抵抗により回転が妨げられている車輪Ｗ）が存在する場合には、その車輪Ｗを除いた車輪Ｗの車輪速を平均してもよい。
【００１５】
上述したように、本実施形態の車両用駆動装置１０は、車輪（駆動輪Ｗａ）の駆動力源となる回転電機８０と駆動輪Ｗａとが連動して回転するように駆動連結されている。図１では、回転電機８０と駆動輪Ｗａとが直結されている形態を例示しているが、上述したように駆動連結は、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態をいう。従って、制御対象の車両用駆動装置１０は、駆動輪Ｗａと回転電機８０との間に、回転を同速で又は変速して伝達する各種の伝動部材（軸、歯車機構、ベルト、チェーン、係合装置など）が含まれていてもよい。
【００１６】
例えば、図２に例示するように回転電機８０と駆動輪Ｗａとの間に、カウンタギヤ機構（CG）９１が備えられていてもよい。また、図３に例示するように、１つの回転電機８０の出力を２つの駆動輪Ｗａに分配する差動歯車装置９２が備えられていてもよい。当然ながらこの構成を図１の車両用駆動装置１０に適用した場合には、インバータ３０及びインバータ制御装置４０も１つとなる。
【００１７】
図１では、２つの駆動輪Ｗａと２つの従動輪Ｗｂとを有する形態を例示したが、図４に示すように、回転電機８０に駆動連結される駆動輪Ｗａ（第１駆動輪）とは別の車輪Ｗが、回転電機８０とは異なる駆動力源に駆動連結される第２駆動輪Ｗｃであってもよい。図４では、第２駆動輪Ｗｃの駆動力源として、内燃機関（EG）７０と自動変速機（TM）９０を有する形態を例示している。
【００１８】
図５は、駆動輪Ｗａが回転電機８０に駆動連結される場合、回転電機８０が従動回転する状態で駆動輪Ｗａが内燃機関７０及び自動変速機９０に駆動連結される場合、回転電機８０及び内燃機関７０がそれぞれの駆動力を伝達可能な状態で駆動輪Ｗａに駆動連結される場合の３通りの形態が可能な車両用駆動装置１０を例示している。例えば、内燃機関分離クラッチ７５を解放状態として内燃機関７０と駆動輪Ｗａとの動力伝達を遮断することで、回転電機８０のみを自動変速機９０を介して駆動輪Ｗａに駆動連結することができる。
【００１９】
駆動輪Ｗａと回転電機８０との間には、自動変速機９０が存在するが、図２及び図３等を参照して説明したように、駆動輪Ｗａと回転電機８０との間には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の伝動部材が含まれていてもよい。回転電機８０のみが駆動輪Ｗａに駆動連結される状態は、いわゆるＥＶ（Electric Vehicle）走行の状態である。尚、回転電機８０が従動回転する状態で駆動輪Ｗａが内燃機関７０及び自動変速機９０に駆動連結される場合は、いわゆるＥＧ（Engine）走行の状態であり、回転電機８０及び内燃機関７０がそれぞれの駆動力を伝達可能な状態で駆動輪Ｗａに駆動連結される場合は、いわゆるＨＶ（Hybrid Vehicle）走行の状態である。
【００２０】
尚、図４及び図５のように、車両用駆動装置１０が内燃機関７０や自動変速機９０を有する場合、車両用駆動制御装置１には内燃機関７０を制御する内燃機関制御装置や、自動変速機９０を制御する変速制御装置が含まれる（何れも不図示）。また、内燃機関分離クラッチ７５は、主制御装置４５によって制御されると好適である。
【００２１】
図１から図５に例示した形態とは異なる形態であっても、車両用駆動装置１０が、車輪Ｗ（駆動輪Ｗａ）の駆動力源となる回転電機８０と車輪Ｗとが連動して回転するように駆動連結されている状態（いわゆるＥＶ走行状態）であれば、以下に説明する制御（空転時制御を含む制御）が有効である。
【００２２】
上述したように、回転電機８０は、インバータ３０を介してインバータ制御装置４０により駆動制御される。図６は、インバータ制御装置４０を含む回転電機制御系の模式的ブロック図である。インバータ３０は、直流電源２０に接続されると共に、交流の回転電機８０に接続されて直流と複数相の交流（ここでは３相交流）との間で電力変換を行う。車両の駆動力源としての回転電機８０は、複数相の交流（ここでは３相交流）により動作する回転電機であり、電動機としても発電機としても機能することができる。即ち、回転電機８０は、インバータ３０を介して直流電源２０からの電力を動力に変換する（力行）。或いは、回転電機８０は、車輪Ｗから伝達される回転駆動力を電力に変換し、インバータ３０を介して直流電源２０を充電する（回生）。
【００２３】
直流電源２０は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどにより構成されている。直流電源２０は、回転電機８０に電力を供給するために、大電圧大容量の直流電源であり、定格の電源電圧は、例えば２００〜４００［Ｖ］である。
【００２４】
インバータ３０は、正極と負極との間の電圧（直流リンク電圧Ｖｄｃ）を有する直流電力を複数相（ｎを自然数としてｎ相、ここでは３相）の交流電力に変換して回転電機８０に供給すると共に、回転電機８０が発電した交流電力を直流電力に変換して直流電源２０に供給する。インバータ３０は、複数のスイッチング素子３５を有して構成される。スイッチング素子３５には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）やＳｉＣ−ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）などの高周波での動作が可能なパワー半導体素子を適用すると好適である。図６には、スイッチング素子３５としてＩＧＢＴが用いられる形態を例示している。
【００２５】
インバータ制御装置４０は、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材として構築されている。例えば、インバータ制御装置４０は、車両制御装置５０等の他の制御装置等からＣＡＮ（Controller Area Network）などを介して提供される回転電機８０の要求トルク（例えば後述する“Ｔ＊”）に応じたトルク指令（例えば後述“Ｔｃ”）に基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、インバータ３０を介して回転電機８０を制御する。具体的には、インバータ制御装置４０は、インバータ３０を構成する各スイッチング素子３５の制御端子（例えばＩＧＢＴのゲート端子）へのスイッチング制御信号を生成する。
【００２６】
回転電機８０の各相のステータコイルを流れる実電流は電流センサ３７により検出され、インバータ制御装置４０はその検出結果を取得する。また、回転電機８０のロータの各時点での磁極位置は、レゾルバなどの回転センサ３８により検出され、インバータ制御装置４０はその検出結果を取得する。インバータ制御装置４０は、電流センサ３７及び回転センサ３８の検出結果を用いて、電流フィードバック制御を実行する。インバータ制御装置４０は、電流フィードバック制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により実現される。電流フィードバック制御については、公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。
【００２７】
尚、スイッチング制御信号を生成するインバータ制御装置４０は、マイクロコンピュータなどを中核として構成され、回転電機８０を駆動するための高圧系回路とは、動作電圧（回路の電源電圧）が大きく異なる。このため、マイクロコンピュータとスイッチング素子３５との間には、一般的に各スイッチング素子３５に対するスイッチング制御信号（例えばゲート駆動信号）の駆動能力（例えば電圧振幅や出力電流など、後段の回路を動作させる能力）をそれぞれ高めて中継する（増幅する）ドライブ回路が備えられている。図６に示すブロック図では、ドライブ回路はインバータ制御装置４０に含まれている。
【００２８】
ところで、車両がいわゆるＥＶ走行しているときには、回転電機８０のトルクが駆動輪Ｗａに伝達されている。車両がＥＶ走行しているときに、例えば路面の凹凸によって車両が弾み、路面と駆動輪Ｗａとが離間すると、駆動輪Ｗａが空転する場合がある。その後、駆動輪Ｗａが路面に接地すると、車両用駆動装置１０には、回転電機８０によるトルクの他、接地時における回転電機８０の回転変動によるイナーシャトルクも加わる。このようなトルクは、駆動装置に対する衝撃トルク（図７等を参照して後述する“Ｔｓ”）となる。
【００２９】
図７の波形図は、回転電機８０が力行中に駆動輪Ｗａに空転が生じた場合の車両用駆動装置１０の挙動の一例を示している。４つの波形図の内、最上段は回転電機８０の回転速度ω［ｒｐｍ］及び車両の走行速度（車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］）を示している。回転速度ωは破線で示す波形であり、車速Ｖは一点鎖線で示す波形である。回転速度ωと車速Ｖとは異なる物理量であるが、比較が容易なように、回転電機８０と駆動輪Ｗａとの間で回転がロスなく伝達された場合における回転速度ωを車速Ｖに換算した状態で波形を示している。本例では、時刻ｔ１において駆動輪Ｗａが路面と離間し、時刻ｔ５において駆動輪Ｗａが接地している。つまり、図７の最上段の波形図は、時刻ｔ１から時刻ｔ５の間、駆動輪Ｗａが空転状態となり、回転電機８０の回転速度ωと車速Ｖとが異なっていることを示している。
【００３０】
図７の上から２番目の波形図は、駆動輪Ｗａの回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示している。駆動輪Ｗａが空転状態になる際には急激に回転速度ωが上昇するため、時刻ｔ１の後、変化率ωｃｈｇも急激に変化する。また、接地時にも駆動輪Ｗａの回転速度ωが急速に変化するため、変化率ωｃｈｇの変化も大きくなる。
【００３１】
駆動輪Ｗａが路面から離間して空転状態となっている時刻ｔ１から時刻ｔ５の間も、例えば車両制御装置５０は、車両を走行させるための要求トルクＴ＊を出力しており、車両用駆動制御装置１は、その要求トルクＴ＊に応じたトルク指令Ｔｃに基づいて回転電機８０を制御している。つまり、図７の上から３番目の波形に示すように、駆動輪Ｗａが空転状態となっている間も、空転状態となる前のトルク指令Ｔｃと同じ値のトルク指令Ｔｃに基づいて回転電機８０が制御される。
【００３２】
その結果、図７の最下段の波形図に示すように、時刻ｔ５において駆動輪Ｗａが路面に接地する際には、回転電機８０のトルクと、イナーシャトルクとを合わせた大きな衝撃トルクＴｓが車両用駆動装置１０に掛かることになる。このような衝撃トルクＴｓへの備えとして、車両用駆動装置１０に、衝撃トルクに対して耐性を有するような機械強度を持たせたり、機械部品を用いたトルクリミット機構（例えばリミットクラッチ）等を設けたりすると、車両用駆動装置１０の大型化やコスト上昇に繋がる可能性がある。
【００３３】
本実施形態では、駆動輪Ｗａが空転状態となった場合に、車両用駆動制御装置１が適切に回転電機８０を制御することで、衝撃トルクＴｓを緩和する。つまり、車両用駆動制御装置１は、回転電機８０のトルクが車輪Ｗ（駆動輪Ｗａ）に伝達されて走行している場合であって、駆動輪Ｗａが空転状態となったと判定した場合には、駆動輪Ｗａの回転速度が、車両の走行速度（車速Ｖ）に対応する回転速度に近づくように、回転電機８０を制御する空転時制御を行う。
【００３４】
図８は、空転時制御を行った場合の空転前後（図７における時刻ｔ０から時刻ｔ９に相当）の波形の拡大図である。図７と同様に、最上段は回転電機８０の回転速度ω［ｒｐｍ］及び車両の走行速度（車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］）を示している。破線で示す波形は、図７と同様に空転時制御を行っていない場合の回転速度ωを示しており、実線で示す波形は、空転時制御を行った場合の回転速度ωを示している。車速Ｖは空転時制御を行うか否かに拘わらず同じである（一点鎖線で示す波形）。
【００３５】
図７と同様に、図８の上から２番目の波形図も、駆動輪Ｗａの回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示している。破線で示す波形は、図７と同様に空転時制御を行っていない場合の回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示しており、実線で示す波形は、空転時制御を行った場合の回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示している。駆動輪Ｗａが路面から離れる時刻ｔ１の直後には、空転時制御が始まっておらず、どちらも同じ波形である。上述したように、駆動輪Ｗａが空転状態になる際には急激に回転速度ωが上昇するため、時刻ｔ１の後、変化率ωｃｈｇも急激に大きくなる。変化率ωｃｈｇが変化率判定しきい値ＴＨｃｈｇを上回ると（時刻ｔ２）、車両用駆動制御装置１は駆動輪Ｗａが空転状態であると判定する。
【００３６】
車両用駆動制御装置１は、時刻ｔ２において駆動輪Ｗａが空転状態であると判定すると、空転時制御を開始する。具体的には、空転状態となる前のトルク指令Ｔｃから正負を維持した状態で絶対値を減少させる。本実施形態では、トルク指令Ｔｃをゼロまで低下させる形態を例示している。つまり、図８の上から３番目の波形図に実線で示すように、時刻ｔ２において空転状態であると判定した後、時刻ｔ３からトルク指令Ｔｃを減少させる。本実施形態では、時刻ｔ４においてトルク指令Ｔｃがゼロとなる形態を例示している。尚、この波形図において破線で示す波形は、図７に示したように、空転時制御を行わない場合のトルク指令Ｔｃである。このトルク指令Ｔｃは、上述したように要求トルクＴ＊に応じたトルク指令Ｔｃということができる。
【００３７】
トルク指令Ｔｃの絶対値が減少することによって、トルク制御される回転電機８０の回転速度ωは低下し（図８の上段参照）、出力トルクも減少する。図８の最下段の波形図は、回転電機８０のトルクと、イナーシャトルクとを合わせた衝撃トルクＴｓを示しているが、時刻ｔ５において駆動輪Ｗａが路面に接地するまではイナーシャトルクがゼロであるので、回転電機８０の出力トルクを示している。図８の最下段の波形図において、実線は空転時制御を行った場合の波形を示し、破線は空転時制御を行っていない場合の波形を示している（図７と同様の波形）。
【００３８】
実線の波形に示すように、トルク制御される回転電機８０の出力トルクは、空転時制御によって、空転時制御を行わない場合よりも減少している。また、最上段の波形図に示すように、回転電機８０の回転速度ωも空転時制御によって、空転時制御を行わない場合よりも減少している。このため、空転時制御を行った場合には、空転時制御を行わない場合に比べて、時刻ｔ５において駆動輪Ｗａが路面に接地した際に生じるイナーシャトルクも小さくなる。図８の波形図に示すように、時刻ｔ５における衝撃トルクＴｓは、空転時制御を行わない場合（破線）に比べて、空転時制御を行った場合の方が遙かに小さくなる。
【００３９】
時刻ｔ５において駆動輪Ｗａが路面に接地すると、図８の上段の波形図に示すように、回転電機８０の回転速度ωが車速Ｖと連動する。つまり、車速Ｖに対応する回転速度ωと、車速Ｖとの間の差がほぼなくなる。車両用駆動制御装置１は、車速Ｖに対応する回転速度ωと、車速Ｖとの間の差（速度差ＤＩＦ）が、速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆ未満となった場合に、空転時制御を終了する。
【００４０】
空転時制御を終了すると、車両用駆動制御装置１は、トルク指令Ｔｃを要求トルクＴ＊に応じたトルク指令Ｔｃに設定する。図８の上から３番目の波形図に示すように、駆動輪Ｗａが路面に接地した時刻ｔ５よりも後の時刻ｔ７からトルク指令Ｔｃが要求トルクＴ＊に応じた値へと上昇し始め、時刻ｔ８においてトルク指令Ｔｃが要求トルクＴ＊に応じた値に復帰する。
【００４１】
以下、図９のフローチャートも参照して説明する。駆動輪Ｗａが空転状態であるか否かは、例えば車両用駆動制御装置１に含まれるマイクロコンピュータの内部レジスタ等に設定された空転状態フラグＦｉｄｌｅによって示されている。車両用駆動制御装置１は、駆動輪Ｗａが空転状態であるか否かを判定すると共に、その判定結果を空転状態フラグＦｉｄｌｅのステータスによって示し、空転状態フラグＦｉｄｌｅのステータスに応じて空転時制御を実行する。空転状態フラグＦｉｄｌｅは、空転状態であると判定された場合には、有効（valid）となり、例えば“１”で示され、空転状態ではないと判定された場合には、無効（invalid）となり、例えば“０”で示される。
【００４２】
車両用駆動制御装置１は、まず、空転状態フラグＦｉｄｌｅが無効（invalid）であるか否かを判定する（＃１）。空転状態フラグＦｉｄｌｅが無効の場合には、改めて現在の状態が空転状態であるか否かを判定する（＃２）。例えば、上述したように、回転電機８０の回転速度ωの変化率ωｃｈｇが予め規定された変化率判定しきい値ＴＨｃｈｇを超えているか否かが判定され、超えている場合には空転状態であると判定される。尚、図７及び図８を参照して上述した形態では、回転電機８０が力行中に駆動輪Ｗａが空転状態となるため、変化率ωｃｈｇは駆動輪Ｗａが路面から離間した時刻ｔ１以降に正方向に向けて急激に変化している。しかし、回転電機８０が回生中に駆動輪Ｗａが空転状態となった場合には、変化率ωｃｈｇは、逆に負方向に向けて急激に変化する（例えば図１０及び図１１における時刻ｔ１１以降の変化率ωｃｈｇ参照。詳細は後述する。）。
【００４３】
つまり、回転速度ωの変化率ωｃｈｇは、回転電機８０の運転状態（力行／回生）によって大きく変化する正負の方向が異なるので、図９のステップ＃２に示すように、変化率ωｃｈｇの絶対値“｜ＣＨＧ｜”が変化率判定しきい値ＴＨｃｈｇを超えているか否かによって判定される。また、上記においては、回転電機８０の回転速度ωの変化率ωｃｈｇを判定対象としたが、駆動輪Ｗａの車輪速の変化率を判定対象としてもよい。図１に例示したように、回転電機８０と駆動輪Ｗａとが直結されている場合には、駆動輪Ｗａは回転電機８０と同速で回転するため、変化率も同様に変化する。また、図２から図５等に例示したように、他の回転部材を介して回転電機８０と駆動輪Ｗａとが駆動連結された場合には、ギヤ比、分配比等に応じて、回転電機８０の回転速度ωと駆動輪Ｗａの回転速度とは線形性を有する。従って、駆動輪Ｗａの回転速度の変化率は、回転電機８０の回転速度ωの変化率ωｃｈｇと等価である。つまり、ステップ＃２における判定対象は、回転電機８０の回転速度ωの変化率ωｃｈｇに限らず、駆動輪Ｗａの回転速度の変化率とすることもできる。ステップ＃２には、両変化率を総称した変数“ＣＨＧ”で示している。
【００４４】
ステップ＃２において空転状態であると判定されると、空転状態フラグＦｉｄｌｅのステータスを有効（valid）に設定する（＃４）。そして、上述したように、トルク指令Ｔｃをゼロに設定する（＃６）。これらステップ＃４及びステップ＃６は、「空転時制御」に相当する。尚、車両用駆動制御装置１は、単位時間当たりのトルクの変化量に制限を設けている。従って、トルク指令Ｔｃをゼロに設定しても、実際に制御演算に用いられるトルク指令Ｔｃは、変化量の制限の範囲内でゼロに向かって減少することになる（例えば、図８の時刻ｔ３以降のトルク指令Ｔｃを参照。）。
【００４５】
尚、図８を参照して上述した形態では、回転電機８０が力行中に駆動輪Ｗａが空転状態となるため、正のトルク指令Ｔｃが負の方向に向けてゼロまで減少する形態を例示している。しかし、回転電機８０が回生中に駆動輪Ｗａが空転状態となった場合には、負のトルク指令Ｔｃが正の方向に向けてゼロまで上昇することになる（例えば図１１における時刻ｔ１３以降のトルク指令Ｔｃ参照。詳細は後述する。）。つまり、ステップ＃６では、トルク指令Ｔｃの絶対値が減少することになる（｜Ｔｃ｜：decrease）。
【００４６】
トルク指令Ｔｃを設定すると再度ステップ＃１に戻り、処理が繰り返される。上述したように、空転状態フラグＦｉｄｌｅのステータスは、先のステップ＃４により有効（valid）となっている。このため、ステップ＃１において、空転状態フラグＦｉｄｌｅが無効（invalid）ではないと判定され、次にステップ＃３が実行される。ステップ＃３は、空転時制御（ステップ＃４及びステップ＃６）を終了するか否かの判定を行うステップである。空転時制御は、駆動輪Ｗａが路面に接地した後、速やかに終了することが好ましい。図７及び図８を参照して説明したように、駆動輪Ｗａが路面に接地すると駆動輪Ｗａの回転速度は、車速Ｖに対応する回転速度となる。従って、ステップ＃３では、駆動輪Ｗａの回転速度（車速Ｖに換算した速度）と車速Ｖとの差“ＤＩＦ”の絶対値が、速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆ以下であるか否かが判定される。
【００４７】
尚、速度差ＤＩＦの絶対値と速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆとを比較しているのは、減算の順序に依存されないようにすること、及び、力行及び回生の何れの場合にも適切に対応できるようにするためである。また、速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆがゼロ以外の値を有する場合には、速度差ＤＩＦが残っている状態で空転時制御が終了することになる。しかし、速度差ＤＩＦが速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆ未満まで減少していれば、駆動輪Ｗａが路面に接地した際に生じる衝撃トルクＴｓも充分に抑制される。駆動輪Ｗａが接地した後は、要求トルクＴ＊に応じたトルク指令Ｔｃで回転電機８０を制御することが、車両を円滑に走行させる上で好ましい。また、単位時間当たりのトルクの変化量に制限が設けられていると、接地後も直ぐにはトルク指令Ｔｃが回復しない。従って、接地後の走行を円滑にすることも考慮して、速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆが設定されると好適である。
【００４８】
ここでは、車速Ｖと駆動輪Ｗａの回転速度（車速Ｖに換算した速度）との差に基づいて判定する形態を例示したが、車速Ｖとの比較対象の速度は、駆動輪Ｗａに限定されるものではない。図１に例示したように、回転電機８０と駆動輪Ｗａとが直結されている場合には、駆動輪Ｗａは回転電機８０と同速で回転する。また、図２から図５等に例示したように、他の回転部材を介して回転電機８０と駆動輪Ｗａとが駆動連結された場合には、ギヤ比、分配比等に応じて、回転電機８０の回転速度ωと駆動輪Ｗａの回転速度とは線形性を有する。従って、ステップ＃３における車速Ｖの比較対象は、駆動輪Ｗａの回転速度を車速Ｖに換算した速度に限らず、回転電機８０の回転速度ωを車速Ｖに換算した速度や、回転電機８０の回転速度ωに連動する回転部材の回転速度を車速Ｖに換算した速度であってもよい。
【００４９】
ステップ＃３において速度差ＤＩＦの絶対値が速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆ未満であると判定されると、空転時制御が終了される。具体的には、空転状態フラグＦｉｄｌｅのステータスを無効（invalid）に設定する（＃５）。そして、上述したように、トルク指令Ｔｃを要求トルクＴ＊に応じた値に設定する（＃７）。上述したように、車両用駆動制御装置１は、単位時間当たりのトルクの変化量に制限を設けているため、実際に制御演算に用いられるトルク指令Ｔｃは、変化量の制限の範囲内で要求トルクＴ＊に向かって変化することになる（例えば、図８の時刻ｔ７以降のトルク指令Ｔｃを参照。）。
【００５０】
ステップ＃３において速度差ＤＩＦの絶対値が速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆ未満ではないと判定されると、空転時制御が継続される。この場合、ステップ＃５及びステップ＃７を飛ばして、ステップ＃１に戻ってもよいし、ステップ＃４及びステップ＃６を実行してからステップ＃１に戻ってもよい。同様に、ステップ＃２において、変化率の絶対値が変化率判定しきい値ＴＨｃｈｇ以上ではないと判定された場合も、ステップ＃４及びステップ＃６を飛ばして、ステップ＃１に戻ってもよいし、ステップ＃５及びステップ＃７を実行してからステップ＃１に戻ってもよい。
【００５１】
以上、図９のフローチャートを参照して説明したように、回転電機８０が力行／回生の何れの状態であっても、適切に空転時制御を実行して、駆動輪Ｗａが空転して再度接地した場合に生じる衝撃トルクＴｓを抑制することができる。図１０及び図１１は、力行時の波形である図７及び図８に対応する回生時の波形例を示している。以下、簡単に説明する。
【００５２】
図１０の波形図は、回転電機８０が回生中に駆動輪Ｗａに空転が生じた場合の車両用駆動装置１０の挙動の一例を示している。図７と同様に、最上段は回転電機８０の回転速度ω（破線）及び車速Ｖ（一点鎖線）を示している。図７と同様に、回転速度ωは、車速Ｖに換算した速度として示されている。本例では、時刻ｔ１１において駆動輪Ｗａが路面と離間し、時刻ｔ１５において駆動輪Ｗａが接地している。
【００５３】
図１０の上から２番目の波形図は、駆動輪Ｗａの回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示している。回生中には駆動輪Ｗａが路面上を転がることによって駆動輪Ｗａが回転し、回転電機８０は従動回転している。駆動輪Ｗａが空転状態になると、駆動輪Ｗａを回転させる力が与えられなくなるため、回転電機８０の回転抵抗により駆動輪Ｗａの回転速度ωが低下する。このため、時刻ｔ１１の後、変化率ωｃｈｇも急激に変化する。
【００５４】
駆動輪Ｗａが路面から離間して空転状態となっている時刻ｔ１１から時刻ｔ１５の間も、例えば車両制御装置５０は、回生のための要求トルクＴ＊を出力しており、車両用駆動制御装置１は、その要求トルクＴ＊に応じたトルク指令Ｔｃに基づいて回転電機８０を制御している。つまり、図１０の上から３番目の波形に示すように、駆動輪Ｗａが空転状態となっている間も、空転状態となる前のトルク指令Ｔｃと同じ値のトルク指令Ｔｃに基づいて回転電機８０が制御される。その結果、図１０の最下段の波形図に示すように、時刻ｔ１５において駆動輪Ｗａが路面に接地する際には、回転電機８０のトルクと、イナーシャトルクとを合わせた大きな衝撃トルクＴｓが車両用駆動装置１０に掛かることになる。
【００５５】
図１１は、空転時制御を行った場合の空転前後（図１０における時刻ｔ１０から時刻ｔ１９に相当）の波形の拡大図である。図１０と同様に、最上段は、空転時制御を行っていない場合の回転電機８０の回転速度ω（破線）、空転時制御を行った場合の回転速度ω（実線）、車両の車速Ｖ（一点鎖線）を示している。
【００５６】
図１１の上から２番目の波形図は、図１０と同様に駆動輪Ｗａの回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示している。破線で示す波形は、図１０と同様に空転時制御を行っていない場合の回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示しており、実線で示す波形は、空転時制御を行った場合の回転速度ωの変化率ωｃｈｇを示している。駆動輪Ｗａが路面から離れる時刻ｔ１１の直後には、空転時制御が始まっておらず、どちらも同じ波形である。上述したように、駆動輪Ｗａが空転状態になると急激に回転速度ωが変化するため、時刻ｔ１１の後、変化率ωｃｈｇも急激に変化する。変化率ωｃｈｇが変化率判定しきい値ＴＨｃｈｇを上回ると（時刻ｔ１２）、車両用駆動制御装置１は空転状態であると判定する。
【００５７】
車両用駆動制御装置１は時刻ｔ１２において空転状態であると判定すると、空転時制御を開始する。具体的には、空転状態となる前のトルク指令Ｔｃを、正負を維持した状態で絶対値を減少させる。本実施形態では、トルク指令Ｔｃをゼロまで上昇させる形態を例示している。つまり、図１０の上から３番目の波形図に実線で示すように、時刻ｔ１２において空転状態であると判定した後、時刻ｔ１３からトルク指令Ｔｃを上昇させる。本実施形態では、時刻ｔ１４においてトルク指令Ｔｃがゼロとなる形態を例示している。尚、この波形図において破線で示す波形は、図１０に示したように、空転時制御を行わない場合のトルク指令Ｔｃであるが、このトルク指令Ｔｃは要求トルクＴ＊に応じたものである。
【００５８】
トルク指令Ｔｃの絶対値が減少することによって、トルク制御される回転電機８０の回転速度ωは上昇し（図１１の上段参照）、負方向のトルクも減少する（正のトルクとなってもよい。）。図１０の最下段の波形図において、実線は空転時制御を行った場合の波形を示し、破線は空転時制御を行っていない場合の波形を示している（図１０と同様の波形）。実線の波形に示すように、トルク制御される回転電機８０のトルクは、空転時制御によって、空転時制御を行わない場合よりも正方向のトルクとなっている。このため、空転時制御を行った場合には、空転時制御を行わない場合に比べて、時刻ｔ１５において駆動輪Ｗａが路面に接地した際に生じる負方向のイナーシャトルクも小さくなる。図１１の波形図に示すように、時刻ｔ１５における衝撃トルクＴｓは、空転時制御を行わない場合（破線）に比べて、空転時制御を行った場合の方が遙かに小さくなる。
【００５９】
時刻ｔ１５において駆動輪Ｗａが路面に接地すると、上段の波形図に示すように、回転電機８０の回転速度ωが車速Ｖと連動する。つまり、車速Ｖに対応する回転速度ωと、車速Ｖとの間の差がほぼなくなる。車両用駆動制御装置１は、車速Ｖに対応する回転速度ωと、車速Ｖとの間の差（速度差ＤＩＦ）が、速度差判定しきい値ＴＨｄｉｆ未満となった場合に、空転時制御を終了する。
【００６０】
空転時制御を終了すると、車両用駆動制御装置１は、トルク指令Ｔｃを要求トルクＴ＊に応じたトルク指令Ｔｃに設定する。図１１の上から３番目の波形図に示すように、駆動輪Ｗａが路面に接地した時刻ｔ１５よりも後の時刻ｔ１７からトルク指令Ｔｃが要求トルクＴ＊に応じた値へと変化し始め、時刻ｔ１８においてトルク指令Ｔｃが要求トルクＴ＊に応じた値に復帰する。
【００６１】
ところで、上記においては、空転時制御において、トルク指令Ｔｃを変更することによって回転電機８０の回転速度ωを制御する形態を例示した。多くの場合、車輪Ｗを駆動する回転電機８０は要求されるトルクに応じてトルク制御されている。しかし、空転時制御では、車輪Ｗの回転速度が、車速Ｖに対応する回転速度に近づくように、回転電機８０が制御される。従って、空転時制御は、トルク制御に代えて回転速度制御により実行されてもよい。例えば、図９のステップ＃６において、車速Ｖに基づいて、駆動輪Ｗａの回転速度を車速Ｖに近づけるように回転電機８０の回転速度制御を行ってもよい。
【００６２】
〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明した車両用駆動制御装置（１）の概要について簡単に説明する。
【００６３】
車輪（Ｗ）の駆動力源となる回転電機（８０）と前記車輪（Ｗ）とが連動して回転するように駆動連結されている車両用駆動装置（１０）を制御する車両用駆動制御装置（１）は、１つの態様として、前記回転電機（８０）のトルクが前記車輪（Ｗ）に伝達されて走行している場合であって、前記車輪（Ｗ）が空転状態となったと判定した場合には、前記車輪（Ｗ）の回転速度（ω）が、車両の走行速度（Ｖ）に対応する回転速度に近づくように、前記回転電機（８０）を制御する空転時制御を行う。
【００６４】
回転電機（８０）のトルクが車輪（Ｗ）に伝達されて走行しているときに、車輪（Ｗ）が空転し、その後、車輪（Ｗ）が路面に接地すると、車両用駆動装置（１０）には、回転電機（８０）によるトルクと、イナーシャトルクとを合わせた衝撃トルク（Ｔｓ）が加わる。例えば、回転電機（８０）が力行中に空転状態が生じると回転電機（８０）の回転速度（ω）は上昇し、車両の走行速度（Ｖ）との間に速度差が生じる。また、回転電機（８０）が回生中に空転状態が生じると回転電機（８０）の回転速度（ω）は減少し、車両の走行速度（Ｖ）との間に速度差が生じる。空転時制御を行うことによって、車輪（Ｗ）が路面に接地するまでに、車輪（Ｗ）の回転速度（ω）を車両の走行速度（Ｖ）に対応する回転速度に近づけることで、そのような速度差を低減させることができる。その結果、車輪（Ｗ）が路面に接地する際のイナーシャトルクを低減させ、衝撃トルク（Ｔｓ）を低減させることができる。即ち、この構成によれば、回転電機（８０）と車輪（Ｗ）との間で駆動力を伝達している状態で車両が走行している際に車輪（Ｗ）が空転して接地した場合に、車両の駆動装置（１０）に加わる衝撃トルク（Ｔｓ）を適切に抑制することができる。
【００６５】
ここで、前記空転時制御において、前記トルクの正負を維持した状態で前記トルクの絶対値を減少させると好適である。
【００６６】
車輪（Ｗ）が空転状態となった後、路面に接地する際に生じる衝撃トルク（Ｔｓ）は、回転電機（８０）のトルクとイナーシャトルクとを合わせたトルクである。力行時のトルク（いわゆる正トルク）及び回生時のトルク（いわゆる負トルク）を減少させることによって衝撃トルク（Ｔｓ）の内、回転電機（８０）のトルクを減少させることができる。また、路面に接地する際の回転電機（８０）のトルクが小さければイナーシャトルクも小さくなる。従って、トルクを減少させることによって衝撃トルク（Ｔｓ）を低減させることができる。尚、力行から回生、回生から力行など、回転電機（８０）の運転状態が変わるように制御すると制御が複雑になると共に、空転状態の前後と合わせた回転電機（８０）の回転の円滑性が損なわれる可能性がある。従って、トルクの低減は、トルクの正負を維持した状態で行われると好適である。
【００６７】
前記空転時制御において、前記トルクの正負を維持した状態で前記トルクの絶対値を減少させる場合、前記トルクがゼロとなるように制御すると好適である。
【００６８】
力行時のトルク（いわゆる正トルク）を、正負を維持した状態でトルクの絶対値を減少させる場合、正トルクがゼロを下限として変化することになる。また、回生時のトルク（いわゆる負トルク）を、正負を維持した状態でトルクの絶対値を減少させる場合、負トルクがゼロを上限として変化することになる。従って、力行時及び回生時の双方において、トルクがゼロとなるように制御すると、トルクの正負を維持した状態で適切にトルクの絶対値を減少させることができる。
【００６９】
また、回転電機（８０）のトルクの正負を維持するか否かに拘わらず、前記空転時制御において、前記車両の前記走行速度（Ｖ）に基づいて、前記車輪（Ｗ）の回転速度を前記走行速度（Ｖ）に近づけるように前記回転電機（８０）の回転速度制御を行ってもよい。
【００７０】
多くの場合、回転電機（８０）は要求されるトルクに応じてトルク制御されている。しかし、空転時制御では、車輪（Ｗ）の回転速度が、車両の走行速度（Ｖ）に対応する回転速度に近づくように、トルク制御に代えて回転電機（８０）を回転速度制御してもよい。
【００７１】
また、車両用駆動制御装置（１）は、前記回転電機（８０）の回転速度（ω）の変化に基づいて、前記車輪（Ｗ）が接地状態から空転状態になったことを判定すると好適である。
【００７２】
車輪（Ｗ）が空転状態となると、車輪（Ｗ）及び車輪（Ｗ）と連動する回転電機（８０）の回転速度（ω）が急速に変化する。例えば、力行中の場合には、負荷が減少するために回転速度（ω）が上昇し、回生の場合には回転電機（８０）の回転抵抗により回転速度（ω）が減少する。従って、回転速度（ω）の変化に基づいて適切に空転状態となったことを判定することができる。
【００７３】
また、車両用駆動制御装置（１）は、前記回転電機（８０）又は前記回転電機（８０）に連動する回転部材の回転速度と、前記車両の前記走行速度（Ｖ）との差に基づいて、前記車輪（Ｗ）が空転状態から接地状態に戻ったことを判定すると好適である。
【００７４】
車輪（Ｗ）が空転状態となると、上述したように回転電機（８０）の回転速度（ω）やそれに連動する部材の回転速度が急激に変化する。一方、車両は大きな慣性力を有するため、車輪（Ｗ）が空転状態となっても急激に走行速度（Ｖ）は変化しない。従って、空転状態においては、回転電機（８０）の回転速度（ω）やそれに連動する部材の回転速度と、走行速度（Ｖ）との差は大きくなる。一方、車輪（Ｗ）が路面に接地すると、回転電機（８０）の回転速度（ω）やそれに連動する部材の回転速度は、車両の走行速度（Ｖ）に応じた回転速度となる。つまり、空転状態でない場合には、回転電機（８０）の回転速度（ω）やそれに連動する部材の回転速度と、走行速度（Ｖ）との差はほぼ無くなる。従って、回転電機（８０）の回転速度（ω）やそれに連動する部材の回転速度と、走行速度（Ｖ）との差により、空転状態から接地状態に戻ったことを適切に判定することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１          車両用駆動制御装置
１０        車両用駆動装置
３０        インバータ
８０        回転電機
Ｔｃ        トルク指令
Ｔｓ        衝撃トルク
Ｖ          車速（車両の走行速度）
Ｗ          車輪
Ｗａ        駆動輪（車輪）
ω          回転速度
ωｃｈｇ    回転速度の変化率
【図１】
2019022335.tif 000003
【図２】
2019022335.tif 000004
【図３】
2019022335.tif 000005
【図４】
2019022335.tif 000006
【図５】
2019022335.tif 000007
【図６】
2019022335.tif 000008
【図７】
2019022335.tif 000009
【図８】
2019022335.tif 000010
【図９】
2019022335.tif 000011
【図１０】
2019022335.tif 000012
【図１１】
2019022335.tif 000013