(57)【要約】【課題】  駆動輪の駆動トルクを制御する際、車両挙動を安定させることが可能な駆動力制御装置を提供すること。【解決手段】  車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続し、駆動輪を制駆動するトルクを発生する駆動源の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ抑制制御を行うにあたり、駆動輪のスリップ率が、スリップ率に対する路面摩擦係数の特性において路面摩擦係数のピーク値のスリップ率より小さいスリップ率の領域となるように駆動源の駆動トルクを制御することとした。【選択図】      図１８
2015056978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続し、前記駆動輪を制駆動するトルクを発生する駆動源と、
前記駆動輪の回転速度を検出する駆動輪速度検出部と、
前記車両の車体速を算出する車体速算出部と、
前記算出された車体速と検出された駆動輪速度とに基づいて前記駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率算出部と、
前記算出されたスリップ率が所定のスリップ率のときに前記駆動源の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ抑制制御部と、
を備え、
前記所定のスリップ率は、前記スリップ率に対する路面摩擦係数の特性において路面摩擦係数のピーク値のスリップ率より小さいスリップ率の領域に設定されていることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動源はモータであることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は車両の走行状態に応じて算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の駆動力制御装置において、
前記車両の走行状態としての操舵角を算出する操舵角算出部を備え、
前記所定のスリップ率は前記算出された操舵角に応じて算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は、算出された操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は、操舵状態で走行している場合は、直進状態で走行しているときよりも小さいスリップ率に設定することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項７】
請求項３に記載の駆動力制御装置において、
前記車両の走行状態としての車体の加速度を算出する車体加速度算出部を備え、
前記所定のスリップ率は、前記算出された車体加速度が小さいときは大きいときに比べて小さくなるよう算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の駆動力制御装置において、
操舵角を算出する操舵角算出部を備え、
前記所定のスリップ率は算出された操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の駆動力制御装置において、
前記スリップ率算出部は、前記駆動輪回転数の平均値と、従動輪の回転数に基づき算出された車体速とに基づいてスリップ率を算出することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項１０】
車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続し、前記駆動輪を制駆動するトルクを発生する駆動源と、
前記駆動輪の回転速度を検出する駆動輪速度検出部と、
前記車両の車体速を算出する車体速算出部と、
前記算出された車体速と検出された駆動輪速度とに基づいて前記駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率算出部と、
前記算出されたスリップ率が所定のスリップ率のときに前記駆動源の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ抑制制御部と、
を備え、
前記所定のスリップ率は、前記スリップ率に対する路面摩擦係数の関係を表すμ−ｓ特性において、スリップ率の変化が増加方向で路面摩擦係数が増加方向である領域、又は、スリップ率の変化が減少方向で路面摩擦係数が減少方向である領域に設定したことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項１１】
車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続され、前記駆動輪を制駆動するモータのトルクを制御する駆動力制御方法であって、
車輪のスリップ率が、スリップ率に対する路面摩擦係数の関係を表すμ−ｓ特性において、スリップ率の変化が増加方向で路面摩擦係数が増加方向である領域、又は、スリップ率の変化が減少方向で路面摩擦係数が減少方向である領域になるように前記モータのトルクを制御することを特徴とする駆動力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の駆動力制御装置として特許文献１に記載の技術が知られている。この車両では、駆動輪の駆動スリップを抑制するにあたり、タイヤと路面との間のスリップ率ｓと摩擦係数μとの関係を表すμ−ｓ特性曲線のμピークを含む領域で駆動トルクを制御する。これにより、スタビリティ性能とトラクション性能の両立を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2011-97826号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようにμピークを含む領域でトラクション制御を行うと、片輪がμピークを越えた場合には、このμピークを越えた輪のスリップ率が更に増大し、左右輪の間で駆動力の差が生じてしまい、意図しないヨーモーメントが発生するという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、駆動輪の駆動トルクを制御する際、車両挙動を安定させることが可能な駆動力制御装置及び駆動力制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の駆動力制御装置では、車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続し、駆動輪を制駆動するトルクを発生する駆動源の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ抑制制御を行うにあたり、駆動輪のスリップ率が、スリップ率に対する路面摩擦係数の特性において路面摩擦係数のピーク値のスリップ率より小さいスリップ率の領域となるように駆動源の駆動トルクを制御することとした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、片輪のみがμピークを越えることを回避でき、左右輪の間の駆動力差が拡大することを回避でき、意図しないヨーモーメントを発生させることなく、車両挙動を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の電動車両の構成を表すシステム図である。
【図２】実施例１の各種コントローラの接続状態を表す概略図である。
【図３】比較例の各種コントローラの接続状態を表す概略図である。
【図４】実施例１の各コントローラで送受信される情報の内容を表す制御ブロック図である。
【図５】実施例１の車両コントローラとブレーキコントローラ内に設けられたトラクション制御の要求と、モータコントローラとによって実行される制御内容を表す制御ブロック図である。
【図６】実施例１の指令値選択処理を表すフローチャートである。
【図７】実施例１の制振制御トルク指令値算出処理を表す制御ブロック図である。
【図８】実施例１のトラクション制御部において実行されるスリップ制御を表す制御ブロック図である。
【図９】実施例１の目標駆動輪速度基準値算出処理を表す制御ブロック図である。
【図１０】実施例１の目標駆動輪速度算出処理を表す制御ブロック図である。
【図１１】実施例１の加速スリップ制御トルク算出処理を表す制御ブロック図である。
【図１２】実施例１のスリップ制御トルク指令値算出処理を表す制御ブロック図である。
【図１３】実施例１の加速スリップ制御開始速度算出処理を表す制御ブロック図である。
【図１４】実施例１の加速スリップ制御終了速度算出処理を表す制御ブロック図である。
【図１５】実施例１の加速スリップ制御フラグ算出処理を表す制御ブロック図である。
【図１６】駆動スリップ制御を行った場合の回転数とトルクの関係を表すタイムチャートである。
【図１７】比較例においてスリップ制御を行った際のスリップ率と駆動力との関係を表す特性図である。
【図１８】実施例１において右輪にのみμジャンプが発生し、スリップ制御を行った際のスリップ率と駆動力との関係を表す特性図である。
【図１９】実施例１のスリップ制御を行った際の左右駆動輪車輪速とモータトルク指令値の関係を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例１］
図１は実施例１の電動車両の構成を表すシステム図である。電動車両は、前輪駆動車両であり、駆動輪である前輪FR,FLと、従動輪である後輪RR,RLとを有する。各輪には、タイヤと一体に回転するブレーキロータにブレーキパッドを押し付けて摩擦制動力を発生させるホイルシリンダW/C（FR）,W/C（FL）,W/C（RR）,W/C（RL）（単にW/Cとも記載する。）と、各輪の車輪速を検出する車輪速センサ9（FR）,9（FL）,9（RR）,9（RL）（単に9とも記載する。）が設けられている。ホイルシリンダW/Cには液圧配管5aを介して液圧ユニット5が接続されている。
【０００９】
液圧ユニット5は、複数の電磁弁と、リザーバと、ポンプ用モータと、ブレーキコントローラ50を備え、ブレーキコントローラ50からの指令に基づいて、各種電磁弁及びポンプ用モータの駆動状態を制御し、各輪のホイルシリンダ液圧を制御する。尚、液圧ユニット5は、周知のブレーキバイワイヤユニットでもよいし、ビークルスタビリティコントロールが実行可能な液圧回路を備えたブレーキユニットでもよく、特に限定しない。
【００１０】
駆動源である電動モータ1には、モータ回転角を検出するレゾルバ2が設けられている。電動モータ1には、減速機構3aを介してディファレンシャルギヤ3が接続され、ディファレンシャルギヤ3に接続された駆動軸4には、前輪FR.FLが接続されている。車両の後方には、電動モータ1に駆動用の電力を供給し、もしくは回生電力を回収する高電圧バッテリ6と、高電圧バッテリ6のバッテリ状態を監視及び制御するバッテリコントローラ60とが搭載されている。高電圧バッテリ6と電動モータ1との間に介在されたインバータ10は、モータコントローラ100により制御される。また、高電圧バッテリ6にはDC-DCコンバータ7（コンポーネント）を介して補機用バッテリ8が接続され、液圧ユニット5の駆動用電源として機能する。
【００１１】
実施例１の電動車両には、車両に搭載された複数のコントローラが接続された車内通信ラインであるCAN通信線が設けられ、ブレーキコントローラ50や、車両コントローラ110、バッテリコントローラ60等が互いに情報通信可能に接続されている。尚、図１には図示していないが、ドライバのステアリング操作をアシストするパワーステアリング装置を制御するパワーステアリングコントローラ20と、車速表示を行う速度メータを制御するメータコントローラ22とは、CAN通信線に接続されている。また、パワーステアリングコントローラ20には、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ21が設けられている。
【００１２】
図２は実施例１の各種コントローラの接続状態を表す概略図である。実施例１の電動車両内には、駆動輪と路面との間に作用するトルク状態を制御するバッテリコントローラ60，モータコントローラ100，DC-DCコンバータ7及びブレーキコントローラ50をパワートレーン系としてまとめて第1CANバスCAN1（第1通信手段）に接続している。また、パワーステアリングコントローラ20及びメータコントローラ22といったシャシー系は、第2CANバスCAN2（第2通信手段）に接続されている。
【００１３】
第1CANバスCAN1と第2CANバスCAN2とは接続バスCAN3によって接続されている。接続バスCAN3には車両コントローラ110が設けられ、第1CANバスCAN1内で送受信される情報は、接続バスCAN3上の車両コントローラ110で受信した後、第2CANバスCAN2に出力される。同様に、第2CANバスCAN2内で送受信される情報は、接続バスCAN3上の車両コントローラ110で受信した後、第1CANバスCAN1に出力される。
【００１４】
（コントローラの接続構成について）
ここで、上記コントローラの接続関係を構成した理由について、比較例の接続状態を表す概略図と対比して説明する。図３は比較例の各種コントローラの接続状態を表す概略図である。従来、車両の制御系を構成する際、ブレーキコントローラ50は図３に示すように第2CANバスCAN2に接続されていた。これは、従来からブレーキ系の制御はシャシー系の制御であって、パワートレーン系の制御という位置づけではなかったことによる。例えば、車両開発の効率化といった観点から、パワートレーン系統，ブレーキ系統，ステアリング系統，サスペンション系統といった各システムは、それぞれ個別のシステムとして開発されることが多い。そして、これら個別に開発されたシステムを車両全体システムとして統合する際、CAN通信線に接続することで統合する。CAN通信線は、接続可能なコントローラ数に上限があるものの、複数のコントローラを容易に接続してグループ化できるため、シャシー系をまとめて接続するグループと、パワートレーン系をまとめて接続するグループとに分け、それぞれのグループ間を接続する接続バスに、車両コントローラを設けて全体をコントロールしていたのが従来のシステムである。
【００１５】
ここで、上記比較例の構成では、十分な走行性能を確保することが困難な場面が生じてきた。例えば、車両発進時において、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込み、駆動輪に大きなトルクが出力されると、駆動スリップを生じる場合がある。これを抑制するために、ブレーキコントローラ50はスリップ状態を抑制するよう車両コントローラ110に要求する。すると、車両コントローラ110では、ブレーキコントローラ50から受け取った要求に基づいてモータコントローラ100にトルクダウン等の要求を出力する。
【００１６】
しかし、第2CANバスCAN2内に流れた情報を車両コントローラ110で一旦受け取った後、第1CANバスCAN1内に流すという処理が行われるため、ブレーキコントローラ50から出力されたブレーキ要求は、通信タイミングとしては一回遅れてモータコントローラ100に出力されることとなり、遅れが生じて駆動スリップを効果的に抑制することができない場面が出てきた。特に、駆動輪がスリップした場合、駆動輪のイナーシャは車両のイナーシャに比べて極めて小さく、それだけ回転状態が急変しやすい。また、制御ゲインや通信速度を上昇させることも考えられるが、CAN通信線は、いろいろなシステムを後から容易に接続できるように設計されており、ブレーキコントローラのみが制御ゲインや制御周期を上昇させても、CAN通信線内での通信速度に制限されるため、十分な応答性を確保することは困難である。
【００１７】
そこで、実施例１では、ブレーキコントローラ50は駆動輪と路面との間のトルクを制御するシステムである、という観点から、パワートレーン系に位置づけることとし、第1CAN通信線CAN1に接続することとした。この場合、ブレーキコントローラ50が出力していた車速情報等は、第2CANバスCAN2内に送信されるタイミングが若干遅れることになるが、車速は車両のイナーシャの大きさからいって急変するものではなく、何ら問題はない。
【００１８】
（電動車両特有の課題について）
次に、電動車両特有の課題について説明する。従来から車輪速データを用いて内燃機関を有するパワートレーン系の制御を行う車両システムにあっては、車輪速データやトルクダウン要求をブレーキコントローラ50から受信して利用していることが多い。これは内燃機関の制御を工夫しても、実際に出力トルクに反映させるまでの応答性に限界があることから、パワートレーンの開発において要求される応答性のボトルネックとして、CAN通信線の応答性が問題となるような場面が少ないからである。よって、パワートレーンの開発でトルクダウン要求や車輪速データを使用する場合は、ブレーキシステムの開発で培われた車輪速検出性能をそのまま利用して制御することが多かった。この基本的な設計思想は、電動車両を開発する上でも踏襲されることが多いのが実情である。
【００１９】
一方、駆動輪に電動モータ1を接続した電動車両の場合には、内燃機関よりも遥かにトルク制御の応答性が良好となり、より精度の高い駆動輪スリップ制御を行うことが可能となってきている。この電動モータ1の良好な応答性を活かした制御を達成するには、CAN通信線の応答性が問題となってきた。これらの背景から、電動モータ1の高い応答性を活かしたシステムを構築するには、車輪速データをブレーキコントローラ50から二次情報として受信するのではなく、一次情報として受信して制御量を算出するようなシステム構築が求められる。
【００２０】
また、車両全体をコントロールする車両コントローラ110が全体を監視して制御することは重要ではあるが、すべての情報を集めてから各コントローラに全ての指令を出力するような中央集権化を進めすぎると、車両コントローラ110の演算負荷が増大し、非常に高価なコントローラが必要とされる。また、車両コントローラ110は、低い通信速度の情報も考慮した上で指令を出力することとなり、どれだけ高価な車両コントローラ110を採用しても、応答性の良好な車両システムは構築できない。また、すべての情報を素早く送受信することも考えられるが、通信速度の上昇は、この通信線に接続される他のコントローラすべてに影響を与える仕様変更となり、全体の通信速度を上げることは複雑なシステム内においては非常に困難である。
【００２１】
そこで、実施例１では、CAN通信線の構成を第1CANバスCAN1と第2CANバスCAN2とに分けることに加えて、車両コントローラ110が全ての指令を出力するのではなく、車両コントローラ110よりも下位のコントローラがある程度の判断を行って制御する構成を構築した。具体的には、モータコントローラ100において車両コントローラ110よりも先に最終的なモータトルク指令値の判断を可能とするために、ブレーキコントローラ50から出力されたブレーキ要求を直接モータコントローラ100に送信可能に構成する。更に、モータコントローラ100では、通常の車両コントローラ110からのトルク要求に加え、ブレーキコントローラ50からのブレーキ要求を読み込み、走行状態に応じた最終的なモータトルク指令値を出力可能な構成とした。
【００２２】
（コントローラで送受信する情報について）
図４は実施例１の各コントローラで送受信される情報の内容を表す制御ブロック図である。車両コントローラ110は、アクセルペダル位置情報や、シフト位置情報を入力し、基本的な運転者要求トルクや他の制御処理の結果に基づく第1トルク指令値を算出し、モータコントローラ100及びブレーキコントローラ50に第1トルク指令値を出力する。ブレーキコントローラ50は、ブレーキペダル操作状態を表すブレーキスイッチのON・OFF状態や、各輪の車輪速信号を入力し、例えばトラクション制御の要求に基づく第2トルク指令値や、液圧ユニット5やブレーキコントローラ50が正常作動中であるか否かを表すブレーキ装置状態、運転者要求に対してトルクを増加したいか、低減したいか、もしくは増減しないか、といったトルク増減要求を出力する。
【００２３】
モータコントローラ100では、ブレーキ装置状態が正常であり、かつ、第1トルク指令値と第2トルク指令値とを比較し、トルク増減要求と一致していれば、ブレーキコントローラ50からの第2トルク指令値を採用し、これらの条件を満たさない場合は第1トルク指令値を採用する。これらの判断により、仮に通信障害などの問題が発生しても、運転者やブレーキコントローラ50の意図に反してモータコントローラ100が動作することを防止できる。
【００２４】
（コントローラ内における制御の詳細について）
図５は実施例１の車両コントローラとブレーキコントローラ内に設けられたトラクション制御の要求と、モータコントローラとによって実行される制御内容を表す制御ブロック図である。図５ではトラクション制御の内容に特化して説明する。
車両コントローラ110内の運転者要求トルク指令値算出部111では、アクセルペダル開度とシフト位置に基づいて運転者要求トルク（第1トルク指令値）を算出し、モータコントローラ100に出力する。ブレーキコントローラ50内のトラクション制御部51では、車輪速センサ9からの車輪速度情報と、操舵角センサからの操舵角情報と、電動モータ1の出力している実モータトルクを入力する。そして、駆動輪が駆動スリップ状態か否かを判断し、駆動スリップのときには駆動スリップを抑制するトラクション制御トルク（第2トルク指令値）を出力すると共に、ブレーキコントローラ50内で実行されている制御内容を表す制御フラグをモータコントローラ100に出力する。
【００２５】
モータコントローラ100内には、運転者要求トルクとトラクション制御トルクのうち、どちらの指令値を選択するかを制御フラグに基づいて切り替える切り替えスイッチ101と、切り替えられたトルク指令値TMCIN*に後述する制振制御トルクを加算して最終トルク指令値を出力するトルク加算部102と、最終トルク指令値に基づいて電動モータ1に供給する電流を制御するために、インバータ10にインバータ駆動信号を出力するモータ電流制御部105と、パワートレーン系に発生する駆動系の振動を抑制するための制振制御ゲイン及び制振制御制限値を算出する制振制御情報算出部103と、算出された制振制御情報及びモータ回転速度に基づいて、パワートレーン系の振動を抑制する制振制御トルクを算出する制振制御部104とを有する。
【００２６】
図６は実施例１の指令値選択処理を表すフローチャートである。切り替えスイッチ101では、以下の判断処理が行われることで、運転者要求トルク指令値TDRV*とスリップ制御トルク指令値TESC*とのいずれかをトルク指令値TMCIN*として出力する。尚、ブレーキコントローラ50内では、トラクション制御部51内でスリップ制御状態を表す加速スリップ制御フラグFA及び減速スリップ制御フラグFDが設けられ、更に液圧ユニット5やブレーキコントローラ50自体の異常状態を表すESC状態フラグFHが設けられている。
ステップS1011では、ESC状態フラグFHが異常なし状態を表しているか否かを判断し、異常なしの場合はステップS1012に進み、異常有りの場合はステップS1020に進んでブレーキコントローラ50からの指令は選択せず、トルク指令値TMCIN*を運転者要求トルク指令値TDRV*に切り換える。
【００２７】
ステップS1012では、加速スリップ制御フラグFAが制御中を表しているか否かを判断し、制御中の場合はステップS1013に進み、非制御中の場合はステップS1016に進む。
ステップS1013では、スリップ制御トルク指令値TESC*が運転者要求トルク指令値TDRV*以下か否かを判断し、運転者要求トルク指令値TDRV*以下の場合はステップS1014に進んでトルク指令値TMCIN*をスリップ制御トルク指令値TESC*に切り換える。すなわち、加速スリップ制御中は運転者要求トルク指令値TDRV*に対してトルクダウンが行われるはずであり、スリップ制御トルク指令値TESC*が運転者要求トルク指令値TDRV*以下であれば、より低いトルクを選択してスリップを抑制する必要があるからである。一方、加速スリップ制御中にも関わらずスリップ制御トルク指令値TESC*が運転者要求トルク指令値TDRV*以上の場合には、加速スリップが助長される方向であり、この場合はステップS1015に進んでトルク指令値TMCIN*を運転者要求トルク指令値TDRV*に切り換える。
【００２８】
ステップS1016では、減速スリップ制御フラグFDが制御中を表しているか否かを判断し、制御中の場合はステップS1017に進み、非制御中の場合はステップS1020に進む。
ステップS1017では、スリップ制御トルク指令値TESC*が運転者要求トルク指令値TDRV*以上か否かを判断し、運転者要求トルク指令値TDRV*以上の場合はステップS1018に進んでトルク指令値TMCIN*をスリップ制御トルク指令値TESC*に切り換える。すなわち、減速スリップ制御中は運転者要求トルク指令値TDRV*として回生トルクが生じることでスリップが生じており、このスリップを解消するためにトルクアップするため、スリップ制御トルク指令値TESC*は運転者要求トルク指令値TDRV*以上であれば適正な制御が実施されていると考えられるからである。一方、減速スリップ制御中にも関わらずスリップ制御トルク指令値TESC*が運転者要求トルク指令値TDRV*以下の場合には、減速スリップが助長される方向であり、この場合はステップS1019に進んでトルク指令値TMCIN*を運転者要求トルク指令値TDRV*に切り換える。
【００２９】
図７は実施例１の制振制御トルク指令値算出処理を表す制御ブロック図である。制振制御部104は、モータ回転速度から振動成分を抽出する振動成分抽出部104aを有する。振動成分抽出部104aは、ハイパスフィルタで構成され、所定の高周波数成分のみを通過させる。ゲイン乗算部104bは、ハイパスフィルタを通過した振動成分に振動制御ゲインを乗算する。トルク制限部104cでは、制振制御トルク制限値とゲイン乗算後の制振制御トルクとの大小を比較し、小さい方の値を選択する。負値乗算部104dでは、制振制御トルク制限値に負値を乗算する。トルク制限部104eでは、制振制御トルク制限値の負値とゲイン乗算後の制振制御トルクとの大小を比較し、大きい方の値を選択する。これにより、振動成分に応じた制振制御トルクを演算すると共に、過剰な制振制御トルクの発生を抑制する。
【００３０】
（スリップ制御について）
図８は実施例１のトラクション制御部において実行されるスリップ制御を表す制御ブロック図である。駆動輪速度算出部511では、検出された車輪速度VWに基づいて駆動輪速度VDを算出する。車体速度推定部512では、車輪速度VWに基づいて推定車体速度VCを演算する。例えば従動輪平均値に基づいて車体速度を推定してもよいし、4輪の平均値でもよいし、従動輪と駆動輪のセレクトロー等でもよく、特に限定しない。また、車体加速度GCを検出する車体加速度検出部を有する。この検出部は、前後加速度を検出するGセンサや、推定車体速度VCの微分値を用いて車体加速度GCとしてもよく、特に限定しない。
【００３１】
（目標駆動輪速度基準値算出処理）
目標駆動輪速度基準値算出部513では、車両加速度GCと操舵角度Astrと、推定車体速度VCとに基づいて各駆動輪の目標となる速度である目標駆動輪速度基準値VDbase*を算出する。図９は実施例１の目標駆動輪速度基準値算出処理を表す制御ブロック図である。
加速度用目標スリップ率ゲイン算出部513aには、加速度用目標スリップ率ゲインマップが設けられており、検出された加速度GCが大きいほど、大きな加速度用目標スリップ率ゲインを算出するように設定されている。つまり、大きな加速度が得られているのであれば、ある程度のスリップ率を許容しても路面との間で摩擦力が確保できていると考えられるからである。
操舵角用目標スリップ率ゲイン算出部513bでは、操舵角用目標スリップ率ゲインマップが設けられており、検出された操舵角が中立位置付近では大きな操舵角用目標スリップ率ゲインを算出し、操舵角が操舵状態を表すほど小さな操舵角用目標スリップ率ゲインが算出される。これは、直進状態であれば、さほどコーナリングフォースを必要としないから、タイヤの摩擦円の前後方向に大きく力を使うこととし、操舵状態であれば、コーナリングフォースが必要とされるため、タイヤの摩擦円の前後方向にあまり大きく力を使わず、左右方向の力を確保する。
【００３２】
スリップ率算出部513cでは、加速度用目標スリップ率ゲインと操舵角用目標スリップ率ゲインとを乗算し、両者の状態を考慮した目標スリップ率を算出する。目標スリップ量算出部513dでは、算出された目標スリップ率に推定車体速度VCを乗算し、目標スリップ量を算出する。リミッタ処理部513eでは、目標スリップ量にリミット処理を施し、目標値の急変を抑制する。乗算部513fでは、推定車体速度VCに目標スリップ量を加算して目標駆動輪速度VD*を算出する。リミッタ処理部513gでは、目標駆動輪速度VD*にリミッタ処理を施し、目標駆動輪速度基準値VDbase*を算出する。尚、ヨーレイトセンサを備えている場合には、ヨーレイトセンサ値と、操舵角と推定車体速度VCとから算出される推定ヨーレイトとを比較し、乖離が大きい場合には目標スリップ率やトルク指令値を修正することでヨーレイトセンサ値と推定ヨーレイトとの乖離を抑制するように制御してもよい。
【００３３】
（加速スリップ制御開始速度算出処理）
加速スリップ制御開始速度算出部514では、推定車体速度VCに基づいて制御開始速度VSを算出する。図１３は実施例１の加速スリップ制御開始速度算出処理を表す制御ブロック図である。制御開始用スリップ量マップ514aでは、推定車体速度VCが高いほど大きなスリップ量が算出される。これはスリップ率で考えたときに制御開始スリップ率がおよそ一定になるようにするためである。ただし、発進時を含む低車速時にはスリップ率の算出が困難になるためマップ514aはスリップ量を設定する。そして、加算部514bでは、推定車体速度VCに制御開始用スリップ量マップ514aから算出されたスリップ量を加算し、制御開始速度VSを算出する。
【００３４】
（加速スリップ制御終了速度算出処理）
加速スリップ制御終了速度算出部515では、推定車体速度VCに基づいて制御終了速度VFを算出する。図１４は実施例１の加速スリップ制御終了速度算出処理を表す制御ブロック図である。制御終了用スリップ量マップ515aでは、推定車体速度VCが高いほど大きなスリップ量が算出される。尚、制御終了速度VFを設定するにあたり、制御ハンチングを回避する観点から、同じ推定車体速度VCで比較した場合、制御終了用スリップ量マップ515aに設定されるスリップ量は、制御開始用スリップ量マップ514aに設定されるスリップ量よりも小さく設定される。次に、加算部515bでは、推定車体速度VCに制御終了用スリップ量マップ515aから算出されたスリップ量を加算し、制御終了速度演算値を算出する。次に、第1選択部515cでは、制御終了速度演算値と目標駆動輪速度基準値VDbase*とのうち、小さい方の値を選択することで、制御終了速度VFが目標駆動輪速度基準値VDbase*よりも推定車体速度VC側に設定し、ハンチングを防止する。同様に、第2選択部515dでは、第1選択部515cで選択された値と制御開始速度VSとのうち、小さい方の値を選択することで、制御終了速度VFが制御開始速度VSよりも推定車体速度VC側に設定し、ハンチングを防止する。そして、最終的に選択された値を制御終了速度VFとして出力する。
【００３５】
（加速スリップ制御フラグ算出処理）
加速スリップ制御フラグ算出部516では、駆動輪の状態に基づいて加速スリップ制御を実行するか否かを判断し、実行する場合は加速スリップ制御フラグFAをONとして出力し、実行しない場合はOFFとして出力する。図１５は実施例１の加速スリップ制御フラグ算出処理を表す制御ブロック図である。尚、図１５はシフトレバーがDレンジの場合を示すが、他のシフトレンジであっても基本的には同様の処理を行う。
【００３６】
制御終了判断部516aでは、駆動輪速度基準値VDと制御終了速度VFとを比較し、駆動輪速度基準値VDが制御終了速度VF以下のときは終了側第1スイッチ516bに切り換え信号を出力する。終了側第1スイッチ516bは、０と前回値出力部516C及びカウントアップ部516dから構成されるカウンタ値とを切り替えるスイッチであり、駆動スリップ制御中に０が選択されている状態で、制御終了判断部516aから切り換え信号を受信すると、前回値出力部516c及びカウントアップ部516cによりカウントアップを開始して制御終了遅延判断部516fに出力する。制御終了遅延判断部516fでは、終了側第1スイッチ516bから出力された値が予め設定されたタイマ値TimeF以上のときはAND条件判断部516kに制御終了条件の一つが成立していることを表す信号を出力する。言い換えると、駆動輪速度基準値VDが制御終了速度VF以下となってからTimeF以上の時間が経過したか否かを判断し、経過したときは制御終了条件の一つが成立していることを表す信号を出力する。
【００３７】
トルク偏差演算部516gでは、運転者要求トルク指令値TDRV*と電動モータ1への最終トルク指令値TFBとのトルク偏差を算出し、絶対値処理部516hで絶対値化した値をトルク状態判断部516jに出力する。トルク状態判断部516jでは、トルク偏差が予め設定された所定トルク値TrpF以下となっているときは制御終了条件の一つが成立している信号を出力する。
AND条件判断部516kでは、駆動輪速度基準値VDに基づく終了判断及び遅延処理の条件が成立し、かつ、運転者要求トルク指令値TDRV*が電動モータ1に指令されているトルクとほぼ一致している条件が成立した場合には、OR条件判断部516mに制御終了条件成立信号を出力する。また、負値判断部516lでは、運転者要求トルクTRDV*が0以下のときは制御終了条件成立信号を出力する。
OR条件判断部516mでは、AND条件判断部516kもしくは負値判断部516lのいずれか一方が制御終了条件成立信号を出力した場合には、制御フラグスイッチ516sに切り換え信号を出力する。
【００３８】
制御開始判断部516nでは、駆動輪速度基準値VDと制御開始速度VSとを比較し、駆動輪速度基準値VDが制御開始速度VS以上のときは開始側スイッチ516qに切り換え信号を出力して１を出力する。制御開始判断の場面では、駆動輪のスリップが増大している状態であるため、速やかに制御を開始する必要がある。よって、遅延時間等は設けず速やかにスリップ制御を開始する。
開始側スイッチ516qは、制御フラグスイッチ516sの前回値である制御フラグ前回値出力部516pの信号が入力されており、制御開始判断部516nからの切り換え信号により１を出力しているときに、制御開始判断部516nの条件が不成立となった場合、１から制御フラグ前回値に切り換えられる。このとき、OR条件判断部516mから制御終了条件成立信号が出力されていなければ、制御フラグスイッチ516sからは継続的に１が出力されることになるため、制御フラグはON状態となる。
【００３９】
（目標駆動輪速度算出処理）
目標駆動輪速度算出部517では、目標駆動輪速度基準値VDbase*に基づいて目標駆動輪速度VD*を算出する。図１０は実施例１の目標駆動輪速度算出処理を表す制御ブロック図である。尚、スリップ制御を開始する前の状態では、目標駆動輪速度VD*として駆動輪速度VDを初期値として設定する。目標値偏差演算部517aでは、目標駆動輪速度基準値VDbase*と目標駆動輪速度前回値算出部517gで算出された前回の目標駆動輪速度VD*との目標値偏差を演算する。リミッタ517bでは、滑らかなトルク変化を達成させるために、偏差に制限をかけるリミット処理を行い、第1加算部517eに出力する。また、変化量演算部517dでは、目標駆動輪速度基準値VDbase*の前回値を出力する前回値出力部517cから出力された前回の目標駆動輪速度基準値VDbase*と今回の目標駆動輪速度基準値VDbase*との差分から変化量を算出し、第1加算部517eに出力する。
【００４０】
第1加算部517eでは、目標値偏差と目標駆動輪速度基準値VDbase*の変化量とを加算し、今回の制御で変化させるべき駆動輪速度の変化量を算出する。これによりスリップ制御開始後に目標駆動輪速度基準値VDbase*がリミッタ517bの制限を越える変化をしたとしても目標駆動輪速度VD*は目標駆動輪速度基準値VDbase*に追従することができる。第2加算部517fでは、前回の目標駆動輪速度VD*に第1加算部517eから出力された値を加算して一次目標駆動輪速度を算出し、目標駆動輪速度切り替えスイッチ517hに出力する。目標駆動輪速度切り替えスイッチ517hでは、加速スリップ制御フラグFAが０のときは、駆動輪速度VDを最終的な目標駆動輪速度VD*として出力し、加速スリップ制御フラグFAが１のときは、一次目標駆動輪速度を最終的な目標駆動輪速度VD*として出力する。
【００４１】
（加速スリップ制御トルク指令値算出処理）
加速スリップ制御トルク指令値算出部518では、駆動輪速度VDと目標駆動輪速度VD*との偏差に基づいて加速スリップ制御トルク指令値を算出する。図１１は実施例１の加速スリップ制御トルク算出処理を表す制御ブロック図である。速度偏差演算部518aでは、目標駆動輪速度VD*と駆動輪速度VDとの速度偏差を演算する。比例ゲイン乗算部518bでは、速度偏差に比例ゲインKpを乗算して比例成分を出力する。積分ゲイン乗算部518cでは、速度偏差に積分ゲインKiを乗算する。積分部518dでは、最終トルク指令値TFBを初期値として積分した値と、運転者要求トルク指令値TDRV*のうち小さい方の値を積分成分として出力する。PI制御量演算部518eでは、比例成分と積分成分を加算してPI制御トルク指令値を出力する。加速スリップ制御トルク指令決定部518fでは、運転者要求トルク指令値TDRV*とPI制御トルク指令値とのうち小さい方の値を最終的な加速スリップ制御トルク指令値TA*として出力する。尚、目標駆動輪速度VD*の初期値は駆動輪速度VDであるため、比例成分はゼロとなり、積分成分も最終トルク指令値TFBが設定されるものであり、制御開始直後に偏差が生じないため、トルク変動を招くことがない。
【００４２】
（スリップ制御トルク指令値算出処理）
スリップ制御トルク指令値算出部519では、加速スリップ制御フラグFA及び減速スリップ制御フラグFD等の信号に基づいて、スリップ制御トルク指令値TA*と運転者要求トルク指令値TDRV*とのいずれかを選択し、最終的なスリップ制御トルク指令値TESC*を出力する。図１２は実施例１のスリップ制御トルク指令値算出処理を表す制御ブロック図である。加速スリップ制御実施許可フラグFAExecOK及び減速スリップ制御実施許可フラグFDExecOKは、それぞれスリップ制御の実施許可フラグであり、回生禁止状態やスリップ制御オフスイッチが押された場合、もしくは何らかの異常（例えば車輪速センサ異常）を検出した場合には実施が禁止され、それ以外の場合は許可される。加速側AND判断部519aでは、加速スリップ制御フラグFA及び加速スリップ制御実施許可フラグFAExecOKが共に条件を満たしているときは、加速スリップ制御トルク指令値切り替えスイッチ519c及びNAND判断部519eに切り換え信号を出力する。同様に、減速側AND判断部519bでは、減速スリップ制御フラグFD及び減速スリップ制御実施許可フラグFDExecOKが共に条件を満たしているときは、減速スリップ制御トルク指令値切り替えスイッチ519d及びNAND判断部519eに切り換え信号を出力する。尚、NAND判断部519eは、加速スリップ制御フラグFAと減速スリップ制御フラグFDとが同時に成立した場合に異常と判断し、スリップ制御要求に従わず運転者要求トルク指令値TDRV*を出力するように処理する構成である。
【００４３】
第1トルク指令値切り替えスイッチ519cでは、加速側AND判断部519aから加速スリップ制御要求が出力されている場合は、第2トルク指令値切り替えスイッチ519dから出力された信号（TD* or TDRV*）から、加速スリップ制御トルク指令値TA*に切り換えてスリップ制御トルク指令値算出部519fに出力し、加速スリップ制御要求が出力されていない場合は、第2トルク指令値切り替えスイッチ519dから出力された信号を出力する。
第2トルク指令値切り替えスイッチ519dでは、減速側AND判断部519bから減速スリップ制御要求が出力されている場合は、運転者要求トルク指令値TDRV*から減速スリップ制御トルク指令値TD*に切り換えて第1トルク指令値切り替えスイッチ519cに出力し、減速スリップ制御要求が出力されていない場合は、運転者要求トルク指令値TDRV*を第1トルク指令値切り替えスイッチ519cに出力する。
スリップ制御トルク指令値算出部519fは、NAND判断部510eにより異常判断がなされた場合は運転者要求トルク指令値TDRV*がスリップ制御トルク指令値TESC*として出力し、異常判断がなされていない場合は第1トルク指令値切り替えスイッチ519cから出力された信号をスリップ制御トルク指令値TESC*として出力する。
【００４４】
（応答性を改善したスリップ制御による作用について）
次に、上記制御構成によって得られるスリップ制御時の作用について説明する。図１６は駆動スリップ制御を行った場合の回転数とトルクの関係を表すタイムチャートである。図１６（ａ）は実施例１の構成を採用した場合であり、図１６（ｂ）は上記図３の比較例の構成を採用し、かつ、制御ゲインを高くした場合であり、図１６（ｃ）は上記図３の比較例の構成を採用し、かつ、制御ゲインを低くした場合である。
図１６（ａ）に示すように、運転者要求トルク指令値TDRV*を出力しているときに駆動スリップが発生すると、加速スリップ制御フラグFAが１となり、目標駆動輪速度VD*に向けて駆動輪速度VDが収束するように加速スリップ制御トルク指令値TA*が出力される。このとき、実施例１の構成では、ブレーキコントローラ50のトラクション制御部51から、車両コントローラ110を介することなくモータコントローラ100に直接加速スリップ制御トルク指令値TA*が出力されるため、応答遅れが無く、良好に目標駆動輪速度VD*に収束していることが分かる。また、走行中に路面が急に氷結路となり、路面摩擦係数が急激に低下するようなμチェンジが起こった場合であっても、やはり良好な応答性によって極めて収束性の高いトラクション制御が実現されており、特に収束性が良好であるがゆえにコーナリングフォースを確保できている点が特筆すべき事項と考えられる。
【００４５】
これに対し、図１６（ｂ）に示す比較例では、駆動輪速度VDが目標駆動輪速度VD*を越えてからトラクション制御を開始したとしても、応答遅れによって大きくオーバーシュートしてしまう。さらに、このオーバーシュートした回転数を収束させるためにモータトルクを低下させたとしても、トラクション制御が振動的となり、収束するまでに時間がかかってしまう。また、μチェンジが生じた場合にも、やはり振動的な動きをすることで収束性が悪い。図１６（ｂ）の問題を解決する観点から、図１６（ｃ）に示すように、制御ゲインを低く設定し、振動的な動きを抑制することが考えられる。この場合、制御の振動的な動きは抑制されるものの、駆動輪速度VDが目標駆動輪速度VD*に収束するまでには時間がかかり、その間は、スリップ量が大きな状態を継続するため、タイヤと路面との間に十分なトラクションを伝達することができず、また、コーナリングフォースも低下気味となり、車両安定性も十分とは言えない。
すなわち、実施例１のようにモータコントローラ100に直接指令することで、極めて大きな収束性の違いが発生している。この効果は、実際に実施例１の車両を氷結路等で走行させた場合に、机上検討から想像される安定性を超えて、運転者に今までに体感したことのない安定性を与えることができる。
【００４６】
（スリップ制御中のμジャンプに関する課題）
次に、上記スリップ制御を行うにあたり、スリップ制御中のμジャンプに関する課題について説明する。μジャンプとは、路面摩擦係数が急変することを意味し、例えば、圧雪路が氷結路に切り替わり、路面摩擦係数が急低下するような場面を示す。
以下、μジャンプに関する課題について、スリップ制御を行う際に最も駆動力が得られるスリップ率を目標スリップ率として設定した比較例を用いて説明する。図１７は比較例においてスリップ制御を行った際のスリップ率と駆動力との関係を表す特性図である。この特性図は、横軸にスリップ率を設定し、縦軸に駆動力を取ったものである。図１７中の実線は、駆動輪と路面との間に発生する駆動力を表す。この駆動力は、垂直抗力と摩擦係数によって決まるため、言い換えると路面の摩擦係数μを表している（以下、μ−ｓ特性とも記載する。）。このμ−ｓ特性は、一般に、最大制動摩擦係数となるスリップ率SP1まではスリップ率の増大に伴って駆動力が上昇（スリップ率の減少に伴って駆動力が低下）し、スリップ率SP1以降では、下に凸の傾向を持って徐々に減少する。路面摩擦係数が変化した場合には、最大制動摩擦係数となるスリップ率はほとんど変わらず、摩擦係数が下側にずれていくように特性変化する。
【００４７】
また、図１７中の点線は、電動モータ2に、あるモータトルク指令値を出力したときの駆動力成分を表す。電動モータ2に対してモータトルク指令値を出力すると、そのモータトルク指令値に基づいて電動モータ2から出力する成分は、路面に伝達される駆動力成分と、駆動輪を空転させる空転成分とに分けられる。図１７中の点線に示す特性では、スリップ率が大きくなると、空転成分の増大によって駆動力成分が低下していく状態を表している。
【００４８】
路面摩擦係数がμＡの路面を走行中に駆動スリップが発生すると、μＡのピークとなるスリップ率SP1に目標スリップ率が設定されているため、モータトルク指令値としてTKが出力されているときにはポイントS1に位置し、このモータトルク指令値TKとμ−ｓ特性とが平衡状態となる。このとき、スリップ制御は行われず、平衡状態で最も高い摩擦係数で走行している状態である。
この状態で、μジャンプが発生し、路面摩擦係数がμＢに変化すると、μ−ｓ特性は下側に移動する。よって、モータトルク指令値TKを出力している状態では、ポイントS1の駆動力を受け止められず、スリップ率が増大するため、スリップ制御が開始される。ここで、低下した路面摩擦係数μＢにおける目標スリップ率と平衡するポイントS4を達成するモータトルク指令値はTMであるため、TKからTMにトルクダウンする。
【００４９】
しかしながら、トルクダウンが行われたとしても、一旦スリップ状態となってスリップ率が増大していることから、モータトルク指令値TMと路面摩擦係数μＢのμ−ｓ特性とが平衡状態となるのは、スリップ率がかなり増大したポイントS2となる。これでは、駆動力が得られず、スリップ率も大きいため、スリップ率が一旦目標スリップ率SP1よりも低くなるように制御する必要がある。モータトルク指令値として路面摩擦係数μＢとスリップ率SP1よりも小さなスリップ率でのみ平衡状態となるポイントS3を達成するモータトルク指令値はTLである。
よって、モータトルク指令値TKでスリップ制御を開始すると、一旦TLまでトルクダウンし、その後、路面摩擦係数μＢの最大制動摩擦係数と平衡状態となるTMまでトルクアップするため、大きなトルクダウンが生じることで前後加速度変化による違和感となると共に、スリップ率の大きな変化はコーナリングフォースの変動を生じるため、車両の安定性を十分に確保できない。
また、駆動輪の一方、例えば右輪のみにμジャンプが発生した場合、左右輪はディファレンシャルギヤ3を介して駆動されていることから、右輪のスリップ率増大によって右輪の回転数が増加して駆動力が減少する。これに伴い、左輪の駆動力は右輪の駆動力低下に伴って低下するため、全体としての駆動力が確保できず、また、左右輪の差回転に伴うディファレンシャルギヤ3内のフリクションによって左右駆動力差が発生し、意図しないモーメントが発生するおそれがある。
【００５０】
言い換えると、目標スリップ率として最大制動摩擦係数となるスリップ率SP1を設定した場合、一旦スリップ率が増大してしまうと、低下した路面摩擦係数に見合ったモータトルク指令値までトルクダウンを行ったとしても、過大なスリップが生じた位置において平衡状態となり、より大きなトルクダウンが必要となってしまうため、前後加速度変化による違和感や車両の安定性低下といった問題があった。この問題は、路面と駆動輪との間に生じる問題であるため、例え電動モータ2の制御応答性を高くしたとしても対処することができない。そこで、実施例１では、μ−ｓ特性において路面摩擦係数のピーク値のスリップ率より小さいスリップ率の領域でスリップ制御を開始することとした。
【００５１】
図１８は実施例１において右輪にのみμジャンプが発生し、スリップ制御を行った際のスリップ率と駆動力との関係を表す特性図である。図１８に示すように、実施例１の目標スリップ率は、比較例のようにμ−ｓ特性のピークとなるスリップ率SP1ではなく、SP1よりも低いスリップ率SP2に設定されている。また、図１８中の○が右輪のポイントを示し、×が左輪のポイントを示す。目標スリップ率が設定されると、この目標スリップ率に応じた目標駆動輪速度VD*が算出される。この目標駆動輪速度VD*は駆動輪である左右前輪の平均車輪速が目標駆動輪速度VD*に追従するようにスリップ制御が行われる。
【００５２】
左右輪共に路面摩擦係数がμＡの路面を走行中には、μＡのピークとなるスリップ率SP1よりも低いSP2に目標スリップ率が設定されている。この目標スリップ率と平衡状態となるモータトルク指令値としてTPが出力されているとき、左右輪は共にポイントS11に位置する。このとき、スリップ制御は行われず、平衡状態で高い摩擦係数で走行しており、コーナリングフォースも確保されている。
【００５３】
この状態で、右輪のみμジャンプが発生し、路面摩擦係数がμＢに変化すると、右輪のμ−ｓ特性は下側に移動する。モータトルク指令値TPを出力している状態では、右輪を表す○は図１８中の点線で示すモータトルク指令値TPを出力したときの駆動力成分上を、ポイントS11から、路面摩擦係数μＢと平衡状態となるポイントS12に移動する。尚、このポイントS12は路面摩擦係数μＢにおけるμ−ｓ特性のピークとなるスリップ率SP1よりも小さなスリップ率であり、比較例のようにスリップ率SP1を越えることがない。よって、右輪の路面摩擦係数がμＢに急変したとしても、一気にスリップ率が増大することはなく、大きなトルク変動や車両安定性の低下を招くことがない。
次に、スリップ率を目標スリップ率SP2に収束させる観点から、左右輪の平均スリップ率が目標スリップ率SP2となるモータトルク指令値TQまでトルクダウンを行う。すると、右輪は路面摩擦係数μＢのμ−ｓ特性とモータトルク指令値TQとが平衡状態となるポイントS13に移動し、左輪は路面摩擦係数μＡのμ−ｓ特性とモータトルク指令値TQとが平衡状態となるポイントS14に移動する。
このように、実施例１のスリップ制御では、μ−ｓ特性において路面摩擦係数のピーク値のスリップ率より小さいスリップ率の領域でスリップ制御を開始するため、μジャンプの発生によりトルクダウンを行った場合、μ−ｓ特性のピーク値を超えることなく目標スリップ率に収束させることができ、大きなトルクダウンを必要とすることがない。よって、スリップ率の変化も小さいことからコーナリングフォースを定常的に確保でき、左右駆動力の差の拡大も抑制されるため、意図しないモーメントの発生を回避できる。
【００５４】
図１９は実施例１のスリップ制御を行った際の左右駆動輪車輪速とモータトルク指令値の関係を表すタイムチャートである。
左右輪共に路面摩擦係数μＡの路面を走行している状態で、推定車体速VCよりも左右駆動輪回転数が上昇し、目標駆動輪速度VD*を所定以上上回った時刻ｔ１において、駆動スリップ制御によるトルクダウンが行われ、前輪平均車輪速度が目標駆動輪速度VD*に収束するように制御される。
時刻ｔ２において、図１８で説明した右輪のみのμジャンプが発生すると、右輪の車輪速が一気に上昇し、左輪の車輪速は低下する。このとき、駆動スリップ制御によるトルクダウンが行われ、前輪平均車輪速度が目標駆動輪速度VD*に収束する。このとき、右輪側の車輪速度は左輪側の車輪速度よりも若干高い状態であるが、これは同じ駆動力を出力した場合の路面摩擦係数の違いによるスリップ率の違いを意味し、左右駆動輪の駆動力は同じ値を確保できるため、意図しないモーメント等は生じない。
【００５５】
次に、前輪平均車輪速度が目標駆動輪速度VD*に収束するように制御することの作用効果について説明する。この作用効果を説明するにあたり、実施例１と、左右前輪車輪速の平均値ではなく一方の車輪速度を目標駆動輪速度VD*に収束させる比較例とを対比して説明する。尚、図１８を用いて説明する関係上、車輪速度ではなくスリップ率に読み替えて説明する。
右前輪にμジャンプが生じると、右輪の車輪速が一気に上昇し、右輪スリップ率も上昇するため、目標スリップ率SP2に収束するように制御する。このとき、右輪スリップ率が目標スリップ率に収束するように制御するには、図１８に示すように、路面摩擦係数μＢと目標スリップ率SP2とが平衡するポイントS15を通る駆動力線TRに制御する必要がある。モータトルク指令値をTRとすると、左輪のスリップ率は目標スリップ率SP2よりも低いポイントS16で平衡する。ここで、実施例１ではμ−ｓ特性のピーク値よりも小さいスリップ率を目標スリップ率SP2として設定しているのに、更に目標スリップ率SP2よりも小さなスリップ率となるポイントS16を通る駆動力線TRに基づいてモータトルク指令値を出力することは、過剰に駆動力が抑制された状態といえる。
【００５６】
そこで、前輪平均車輪速度が目標駆動輪速度VD*に収束するように、言い換えると、左右輪の平均スリップ率が目標スリップ率SP2に収束するように制御する。これにより、右輪のスリップ率は、目標スリップ率SP2より高めのスリップ率であるポイントS13となる。ディファレンシャルギヤ3の構成により低ミュー路側が駆動力の基準となることから、モータトルク指令値としては、ポイントS13を通る駆動力線TQを達成できる。すなわち、前輪平均車輪速度を用いて制御することで、左右輪のうち一方のみが低μ側にμジャンプしたとしても、低μ側のμ−ｓ特性と目標スリップ率とが平衡状態となるポイントよりも高いモータトルク指令値によって駆動することができ、駆動力を確保できる。
【００５７】
［実施例１の効果］
以下、実施例１に記載の電動車両制御システムの奏する作用効果を列挙する。
(1)車両の前輪FR,FL（駆動輪）に減速機構3a及び駆動軸4を介して接続し、前輪FR,FLを制駆動するトルクを発生する電動モータ2（駆動源）と、
前輪FR,FLの回転速度を検出する車輪速センサ9（駆動輪速度検出部）と、
推定車体速度VC（車両の車体速）を算出する車体速度推定部512（車体速算出部）と、
推定車体速度VCと検出された駆動輪速度VDが、目標スリップ率に基づいて算出された目標駆動輪速度VD*を越えたら電動モータ2の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するトラクション制御部51（算出された車体速と検出された駆動輪速度に基づいて前記駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率算出部と、前記算出されたスリップ率が所定のスリップ率の時に前記駆動源の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ抑制制御部）と、
を備え、
目標駆動輪速度VD*を算出するときの目標スリップ率（所定のスリップ率）は、μ−ｓ特性（スリップ率に対する路面摩擦係数の特性）において路面摩擦係数のピーク値のスリップ率SP1より小さいスリップ率の領域に設定されていることを特徴とする駆動力制御装置。言い換えると、目標駆動輪速度VD*を算出するときの目標スリップ率（所定のスリップ率）は、μ−ｓ特性（スリップ率に対する路面摩擦係数の特性）において、スリップ率の変化が増加方向で路面摩擦係数が増加方向である領域、又は、スリップ率の変化が減少方向で路面摩擦係数が減少方向である領域に設定した。
よって、片輪のみがμピークを越えることを回避でき、左右輪の間の駆動力差が拡大することを回避でき、意図しないヨーモーメントを発生させることなく、車両挙動を安定させることができる。尚、実施例１の構成では、目標スリップ率を算出し、その後、スリップ量に換算して車輪速度ベースによるスリップ制御を行っているが、実スリップ率と目標スリップ率との偏差に基づいてスリップ制御を行う構成としても、実質的に同じである。
【００５８】
(2)上記(1)に記載の駆動力制御装置において、駆動源は電動モータ2である。
よって、高い応答性によりトルクダウンを実施でき、過度なスリップ等に伴うトルク変動や車両不安定化を回避できる。
(3)上記(1)に記載の駆動力制御装置において、目標スリップ率は車両の走行状態に応じて算出される。
よって、走行状態に応じた適切なスリップ率を設定することができる。
(4)上記(3)に記載の駆動力制御装置において、
前記車両の走行状態としての操舵角を算出する操舵角センサ21（操舵角算出部）を備え、
操舵角用目標スリップ率ゲイン算出部513bにおいて、目標スリップ率は算出された操舵角に応じて算出される。
よって、直進状態や操舵状態に応じた目標スリップ率を設定できる。
【００５９】
(5)上記(4)に記載の駆動力制御装置において、
目標スリップ率は、操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように算出される。
すなわち、操舵角が大きいほどコーナリングフォースが必要とされるため、目標スリップ率を小さくし、タイヤの摩擦円の前後方向にあまり大きく力を使わず、左右方向の力を確保することができる。
(6)上記(3)に記載の駆動力制御装置において、
目標スリップ率は、操舵状態で走行している場合は、直進状態で走行しているときよりも小さいスリップ率に設定することを特徴とする駆動力制御装置。
すなわち、直進状態であれば、さほどコーナリングフォースを必要としないから、タイヤの摩擦円の前後方向に大きく力を使うこととし、操舵状態であれば、コーナリングフォースが必要とされるため、タイヤの摩擦円の前後方向にあまり大きく力を使わず、左右方向の力を確保することができる。
【００６０】
(7)上記(3)に記載の駆動力制御装置において、
車両の走行状態としての車体の加速度を算出する車体加速度検出部を備え、
目標スリップ率は、算出された車体加速度GCが小さいときは大きいときに比べて小さくなるように算出される。
つまり、大きな加速度が得られているのであれば、ある程度のスリップ率を許容しても路面との間で摩擦力が確保できていると考えられるから目標スリップ率を大きくすることで、駆動力を確保できる。
(8)上記(7)に記載の駆動力制御装置において、
目標スリップ率は、操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように算出される。
すなわち、操舵角が大きいほどコーナリングフォースが必要とされるため、目標スリップ率を小さくし、タイヤの摩擦円の前後方向にあまり大きく力を使わず、左右方向の力を確保することができる。
【００６１】
(9)上記(1)に記載の駆動力制御装置において、
実施例１では目標駆動輪速度VD*を算出し、目標駆動輪速度VD*と駆動輪速度との関係に基づいてスリップ制御を行ったが、目標スリップ率と実スリップ率との関係に基づいてスリップ制御を行う場合には、前輪回転数の平均値と、後輪の回転数に基づいて算出された車体速とに基づいて設定してもよい。
前輪回転数の平均値を用いることで、左右輪のうち一方のみが低摩擦係数側にμジャンプした場合であっても、低μ側のμ−ｓ特性と目標スリップ率とが平衡状態となるポイントよりも高いモータトルク指令値によって駆動することができ、駆動力を確保できる。
【００６２】
以下に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について列挙する。
（１）車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続し、前記駆動輪を制駆動するトルクを発生する駆動源と、
前記駆動輪の回転速度を検出する駆動輪速度検出部と、
前記車両の車体速を算出する車体速算出部と、
前記算出された車体速と検出された駆動輪速度に基づいて前記駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率算出部と、
前記算出されたスリップ率が所定のスリップ率の時に前記駆動源の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ抑制制御部と、
を備え、
前記所定のスリップ率は、前記スリップ率に対する路面摩擦係数の特性において路面摩擦係数のピーク値のスリップ率より小さいスリップ率の領域に設定されていることを特徴とする駆動力制御装置。
【００６３】
（２）上記（１）に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動源はモータであることを特徴とする駆動力制御装置。
（３）上記（１）に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は車両の走行状態に応じて算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（４）上記（３）に記載の駆動力制御装置において、
前記車両の走行状態としての操舵角を算出する操舵角算出部を備え、
前記所定のスリップ率は前記算出された操舵角に応じて算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（５）上記（４）に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は、算出された操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（６）上記（３）に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は、操舵状態で走行している場合は、直進状態で走行しているときよりも小さいスリップ率に設定することを特徴とする駆動力制御装置。
（７）上記（３）に記載の駆動力制御装置において、
前記車両の走行状態としての車体の加速度を算出する車体加速度算出部を備え、
前記所定のスリップ率は、前記算出された車体加速度が小さいときは大きいときに比べて小さくなるよう算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（８）上記（７）に記載の駆動力制御装置において、
操舵角を算出する操舵角算出部を備え、
前記所定のスリップ率は算出された操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（９）上記（１）に記載の駆動力制御装置において、
前記スリップ率算出部は、前記駆動輪回転数の平均値と、従動輪の回転数に基づき算出された車体速とに基づいてスリップ率を算出することを特徴とする駆動力制御装置。
【００６４】
（１０）車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続し、前記駆動輪を制駆動するトルクを発生する駆動源と、
前記駆動輪の回転速度を検出する駆動輪速度検出部と、
前記車両の車体速を算出する車体速算出部と、
前記算出された車体速と検出された駆動輪速度とに基づいて前記駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率算出部と、
前記算出されたスリップ率が所定のスリップ率のときに前記駆動源の駆動トルクを減少させて駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ抑制制御部と、
を備え、
前記所定のスリップ率は、前記スリップ率に対する路面摩擦係数の関係を表すμ−ｓ特性において、スリップ率の変化が増加方向で路面摩擦係数が増加方向である領域、又は、スリップ率の変化が減少方向で路面摩擦係数が減少方向である領域に設定したことを特徴とする駆動力制御装置。
【００６５】
（１１）上記（１０）に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動源はモータであることを特徴とする駆動力制御装置。
（１２）上記（１１）に記載の駆動力制御装置において、
前記スリップ率算出部は、前記駆動輪の平均値と、従動輪の回転数に基づき算出された車体速とに基づいてスリップ率を算出することを特徴とする駆動力制御装置。
（１３）上記（１２）に記載の駆動力制御装置において、
前記車両の走行状態としての操舵角を算出する操舵角算出部を備え、
前記所定のスリップ率は前記算出された操舵角に応じて算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（１４）上記（１３）に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は算出された操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（１５）上記（１４）に記載の駆動力制御装置において、
前記車両の走行状態としての車体の加速度を算出する車体加速度算出部を備え、
前記所定のスリップ率は、前記算出された車体加速度が小さいときは大きいときに比べて小さくなるよう算出されることを特徴とする駆動力制御装置。
（１６）上記（１２）に記載の駆動力制御装置において、
前記所定のスリップ率は、操舵状態で走行している場合は、直進状態で走行しているときよりも小さいスリップ率に設定することを特徴とする駆動力制御装置。
【００６６】
（１７）車両の駆動輪に減速機構及び駆動軸を介して接続され、前記駆動輪を制駆動するモータのトルクを制御する駆動力制御方法であって、
車輪のスリップ率が、スリップ率に対する路面摩擦係数の関係を表すμ−ｓ特性において、スリップ率の変化が増加方向で路面摩擦係数が増加方向である領域、又は、スリップ率の変化が減少方向で路面摩擦係数が減少方向である領域になるように前記モータのトルクを制御することを特徴とする駆動力制御方法。
（１８）上記（１７）に記載の駆動力制御方法において、
前記スリップ率が、操舵状態で走行しているときは、直進状態で走行しているときよりも小さいスリップ率となるように前記モータのトルクを制御することを特徴とする駆動力制御方法。
（１９）上記（１７）に記載の駆動力制御方法において、
前記スリップ率が、操舵角が大きいときは小さいときよりも小さくなるように前記モータのトルクを制御することを特徴とする駆動力制御方法。
（２０）上記（１７）に記載の駆動力制御方法において、
前記スリップ率が、車体加速度が小さいときは大きいときに比べて小さくなるように前記モータのトルクを制御することを特徴とする駆動力制御方法。
【符号の説明】
【００６７】
1      電動モータ
2      レゾルバ
3      ディファレンシャルギヤ
3a     減速機構
4      駆動軸
5      液圧ユニット
5a     液圧配管
6      高電圧バッテリ
7      コンバータ
8      補機用バッテリ
9      車輪速センサ
10     インバータ
20     パワーステアリングコントローラ
21     操舵角センサ
22     メータコントローラ
50     ブレーキコントローラ
51     トラクション制御部
60     バッテリコントローラ
100    モータコントローラ
101    切り替えスイッチ
103    制振制御情報算出部
104    制振制御部
105    モータ電流制御部
110    車両コントローラ
110a   制御系異常判定部
111    運転者要求トルク算出部
511    駆動輪速度算出部
512    車体速度推定部
513    目標駆動輪速度基準値算出部
514    加速スリップ制御開始速度算出部
515    加速スリップ制御終了速度算出部
516    加速スリップ制御フラグ算出部
517    目標駆動輪速度算出部
518    加速スリップ制御トルク指令値算出部
519    スリップ制御トルク指令値算出部
CAN1   第1CANバス
CAN2   第2CANバス
CAN3   第1接続バス
CAN4   第2接続バス
FAExecOK    加速スリップ制御実施許可フラグ
FA          加速スリップ制御フラグ
FDExecOK    減速スリップ制御実施許可フラグ
FD          減速スリップ制御フラグ
FH          ESC状態フラグ
FTQR        トルク制御状態を表すフラグ
W/C         ホイルシリンダ
【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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【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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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