(57)【要約】【課題】  車輪のロック状態およびスリップ状態の判定を適切に行うこと。【解決手段】  モータＥＣＵは、車体の実運動状態量（実前後力Ｆxreal、実ロールモーメントＭxreal、実ピッチモーメントＭyreal、実ヨーモーメントＭzreal）を計算し（Ｓ１３）、実運動状態量に基づいて４輪の実制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）を計算する（Ｓ１４）。続いて、ドライバー要求各輪制駆動力（Ｆreq1，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4）と実制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）との偏差である制駆動力偏差（ΔＦ１,ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４）を計算する（Ｓ１５）。モータＥＣＵは、判定閾値ΔＦrefより大きな制駆動力偏差が検出された車輪に対して、ロックあるいはスリップしていると判定する（Ｓ１６〜Ｓ１７）。【選択図】  図３
2015216724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右前後輪がモータによって駆動および制動可能で、少なくとも左右前輪あるいは左右後輪が車輪に組み込まれる形式のモータによって駆動および制動される４輪駆動車両の制駆動力制御装置において、
ドライバーの操作量に基づいて各車輪の目標制駆動力を設定し、前記各車輪が前記目標制駆動力を発生するように、各モータの制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手段と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する実運動状態検出手段と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量と前記実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を取得する乖離指標取得手段と、
前記乖離指標取得手段により取得した運動状態乖離指標に基づいて、各車輪がロック状態またはスリップ状態であるか否かを判定する車輪状態判定手段と
を備えた制駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制駆動力制御装置において、
前記制駆動トルク制御手段は、
前記車輪状態判定手段によってロック状態またはスリップ状態であると判定された車輪の制駆動用のモータの制駆動トルクの大きさを、前記運動状態乖離指標が大きいほど小さくするように補正する制駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータによって車輪に駆動力および制動力を発生させる車両の制駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車輪にモータを組み込み、このモータにより車輪を直接駆動するインホイールモータ方式の車両が知られている。インホイールモータ方式の車両においては、各モータを個別に力行制御または回生制御することにより、車輪に制駆動力（制動力および駆動力）を発生させることができる。
【０００３】
車輪の前後方向の制駆動力の一部は、サスペンションによって車体の上下方向の力に変換される。特に、インホイールモータ方式の車両においては、上下方向の力への変換効率が高く、制駆動力を制御することにより、車体に大きな上下方向の力を発生させることができる。例えば、特許文献１に提案されたインホイールモータ方式の車両の制駆動力制御装置は、車体の上下振動を検出し、その上下振動を抑制するように車輪の制駆動力を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０９６４２号公報
【発明の概要】
【０００５】
ところで、車輪がロックあるいはスリップしている状況では、制駆動力の制御によって車体の上下方向の力を適切に発生させることができない。このため、アンチロック制御（以下、ＡＢＳ制御と呼ぶ）あるいはトラクション制御（以下、ＴＲＣ制御と呼ぶ）が実施される。一般に、ＡＢＳ制御およびＴＲＣ制御は、車輪速センサにより検出される車輪速と、４輪の車輪速に基づいて演算される車体速とから車輪のスリップ率を計算し、このスリップ率が閾値を超えたと判定されたときに実施される。
【０００６】
図４は、路面の摩擦係数μとスリップ率Ｓとの関係を表すμ−Ｓ特性を示す。このμ−Ｓ特性は、タイヤの有する特性の一つである。ＡＢＳ制御あるいはＴＲＣ制御を実施する場合、摩擦係数μが最大となるスリップ率Ｓに基づいて制駆動力を制御すれば、タイヤの性能を最大限引き出すことができる。しかし、摩擦係数μの最大値（μピークと呼ぶ）は、図４の特性からわかるように、常に同じスリップ率で得られるわけではなく、路面状態、タイヤの種類などによって変化する。このため、摩擦係数μが最大となるスリップ率Ｓを事前に推定することはできない。従って、車体速と車輪速とに基づいてスリップ率を算出しても、そのスリップ率が過剰であってＡＢＳ制御によりスリップ率を低下すべき状態（ロック状態）であるのか否かについての判定、および、そのスリップ率が過剰であってＴＲＣ制御によりスリップ率を低下すべき状態（スリップ状態）であるのか否かについての判定を精度良く行うことができない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定を適切に行うことを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
左右前後輪（１０）がモータ（３０）によって駆動および制動可能で、少なくとも左右前輪あるいは左右後輪が車輪に組み込まれる形式のモータによって駆動および制動される４輪駆動車両の制駆動力制御装置において、
ドライバーの操作量に基づいて各車輪の目標制駆動力（Ｆreq）を設定し、前記各車輪が前記目標制駆動力を発生するように、各モータの制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手段（５０）と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する実運動状態量検出手段（Ｓ１３）と、
前記制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量と前記実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標（ΔＦ１〜ΔＦ４）を取得する乖離指標取得手段（Ｓ１４，Ｓ１５）と、
前記乖離指標取得手段により取得した運動状態乖離指標に基づいて、各車輪がロック状態またはスリップ状態であるか否かを判定する車輪状態判定手段（Ｓ１６，Ｓ１７）とを備えたことにある。
【０００９】
本発明の制駆動力制御装置は、左右前後輪がモータによって駆動および制動可能であって、少なくとも左右前輪あるいは左右後輪が車輪に組み込まれる形式のモータ（インホイールモータ）によって駆動および制動される４輪駆動車両に適用される。例えば、４輪（左右前後輪）の全てがインホイールモータによって駆動および制動（制駆動と呼ぶ）される車両への適用が好ましいが、左右前輪あるいは左右後輪がインホイールモータによって制駆動され、他の車輪が車体側に固定されるモータによって制駆動される車両に適用してもよい。
【００１０】
制駆動トルク制御手段は、ドライバーの操作量に基づいて各車輪の目標制駆動力を設定し、各車輪が目標制駆動力を発生するように、各モータの制駆動トルクを制御する。これにより、車輪に制駆動力が発生する。車輪で発生した制駆動力（駆動力と制動力とを表す力）の一部は、サスペンションによって車体の上下力に変換される。特に、インホイールモータで車輪を制駆動する車両の場合には、上下力への変換効率が高い。従って、車輪の制駆動力により車体の運動状態（姿勢）を制御することができる。
【００１１】
車輪がロックあるいはスリップしていない状態であれば、モータのトルクにより車輪に適切な制駆動力を発生させることができるが、車輪がロックあるいはスリップしてしまうと、車輪に発生させることのできる制駆動力が低下する。これに伴って、制駆動力に比例した車体に働く上下力が低下し、車体の運動状態が変化する。本発明においては、こうした現象を捉えることにより、車輪のロック状態およびスリップ状態を判定できるようにしている。
【００１２】
実運動状態量検出手段は、制駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する。例えば、実運動状態量検出手段は、車体の前後力、ロールモーメント、ピッチモーメント、ヨーモーメントなどを実運動状態量として検出するとよい。
【００１３】
乖離指標取得手段は、駆動トルク制御手段が各モータの制駆動トルクを制御しているときの、車体の理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量と実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を取得する。実運動状態量と理論運動状態量とは、車輪がロックあるいはスリップしていない状態であれば乖離しないが、車輪がロックあるいはスリップしている状態では乖離する。そこで、車輪状態判定手段は、乖離指標取得手段により取得した運動状態乖離指標に基づいて、各車輪がロック状態またはスリップ状態であるか否かを判定する。
【００１４】
路面の摩擦係数μとスリップ率Ｓとの関係を表すμ−Ｓ特性において、スリップ率Ｓが摩擦係数μの最大値となるμピークを超えると車輪の制駆動力は低下し、これに伴って、車体の上下力も低下する。このため、各モータへの制御指令に基づいて推定される理論上とりうるべき車体の理論運動状態量と実運動状態量とが乖離する。従って、理論運動状態量と実運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を用いることで、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定を適切に行うことができる。これによりに、例えば、ＡＢＳ制御あるいはＴＲＣ制御を適切に実施することができる。尚、例えば、乖離指標取得手段は、実運動状態検出手段により検出された実運動状態量に基づいて、各車輪で発生している実際の制駆動力である実制駆動力を推定する実制駆動力推定手段を備え、目標制駆動力と前記実制駆動力との偏差を運動状態乖離指標として取得するとよい。
【００１５】
また、従来装置では、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定にあたって、各車輪に設けられた車輪速センサによって検出される車輪速、および、４輪の車輪速から演算される車体速に基づいてスリップ率を演算する。このため、車輪速センサが故障した場合、あるいは、４輪すべてが同時にロックあるいはスリップして車体速を適正に演算できない場合には、車輪のロック状態およびスリップ状態の判定が難しい。これに対して、本発明では、スリップ率を演算しなくても適正に判定することができる。
【００１６】
本発明の一側面は、
前記制駆動トルク制御手段は、
前記車輪状態判定手段によってロック状態またはスリップ状態であると判定された車輪の制駆動用のモータの制駆動トルクの大きさを、前記運動状態乖離指標が大きいほど小さくするように補正することにある。
【００１７】
本発明の一側面においては、制駆動トルク制御手段が、車輪状態推定手段によってロック状態またはスリップ状態であると判定された車輪の制駆動用のモータの制駆動トルクの大きさ（絶対値）を、運動状態乖離指標が大きいほど、つまり、理論運動状態量と実運動状態量との差が大きいほど、小さくするように補正する。従って、車輪のロック状態およびスリップ状態を適正に解消させることができる。また、タイヤの性能を良好に引き出すことができる。
【００１８】
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る制駆動力制御装置が搭載される４輪駆動車両の概略構成図である。
【図２】制駆動力と上下力との関係を表す図である。
【図３】車輪状態判定ルーチンを表すフローチャートである。
【図４】路面状態毎のμ−Ｓ特性を表すグラフである。
【図５】駆動時のμ−Ｓ特性を表すグラフである。
【図６】インホイールモータの配置の変形例を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の制駆動力制御装置が搭載される車両１の構成を概略的に示している。
【００２１】
車両１は、左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrを備えている。左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrの内部には、モータ３０fl、３０fr、３０rl、３０rrがそれぞれ組み込まれている。
【００２２】
モータ３０fl、３０fr、３０rl、３０rrは、いわゆるインホイールモータであって、それぞれ左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrとともに車両１のバネ下に配置され、モータトルクを左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrに伝達可能に連結されている。この車両１においては、各モータ３０fl、３０fr、３０rl、３０rrの回転をそれぞれ独立して制御することにより、左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrに発生させる駆動力および制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。
【００２３】
左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrは、モータ３０fl、３０fr、３０rl、３０rrのケーシングを介して、それぞれ独立したサスペンション２０fl、２０fr、２０rl、２０rrにより車体Ｂに懸架されている。サスペンション２０fl、２０fr、２０rl、２０rrは、車体Ｂと車輪１０fl、１０fr、１０rl、１０rrとを連結する連結機構であってサスペンションリンク機構と、上下方向の荷重を支え衝撃を吸収するためのサスペンションバネと、バネ上（車体Ｂ）の振動を減衰させるショックアブソーバとを備えている。サスペンション２０fl、２０fr、２０rl、２０rrは、ウイッシュボーン型サスペンションやストラット型サスペンションなど公知の４輪独立懸架方式のサスペンションを採用することができる。
【００２４】
以下、各車輪１０fl、１０fr、１０rl、１０rr、サスペンション２０fl、２０fr、２０rl、２０rr、モータ３０fl、３０fr、３０rl、３０rrに関して、任意のものを特定する必要がない場合には、それらを、車輪１０、サスペンション２０、モータ３０と呼ぶ。また、前輪１０fl、１０fr側に設けられる部品を特定する場合には、符号末尾に「ｆ」、後輪１０rl、１０rr側に設けられる部品を特定する場合には、符号末尾に「ｒ」を付す。
【００２５】
各モータ３０は、例えば、ブラシレスモータが使用される。各モータ３０は、モータドライバ３５に接続される。モータドライバ３５は、例えば、インバータであって、各モータ３０に対応するように４組設けられ、バッテリ６０から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を各モータ３０に独立して供給する。これにより、各モータ３０は、駆動制御されてトルクを発生し、各車輪１０に対して駆動力を付与する。このように、モータ３０に電力供給して駆動トルクを発生させることを力行と呼ぶ。
【００２６】
また、各モータ３０は、発電機としても機能し、各車輪１０の回転エネルギーにより発電して、発電電力をモータドライバ３５を介してバッテリ６０に回生することができる。このモータ３０の発電により発生する回生制動トルクは、車輪１０に対して制動力を付与する。尚、各車輪１０には摩擦ブレーキ装置が設けられているが、本発明とは直接関係しないため、図示および説明を省略する。
【００２７】
モータドライバ３５は、モータ制御用電子制御ユニット５０に接続されている。モータ制御用電子制御ユニット５０（以下、モータＥＣＵ５０と呼ぶ）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要部として備え、各種プログラムを実行して個々のモータ３０の作動を独立して制御するものである。モータＥＣＵ５０は、ドライバーが車両を走行させるために操作した操作状態を検出する操作状態検出装置４０と、車両の運動状態を検出する運動状態検出装置４５とを接続し、それらの検出装置４０，４５から出力される検出信号が入力されるように構成されている。
【００２８】
操作状態検出装置４０は、アクセルペダルの踏み込み量（あるいは、角度や圧力など）からドライバーのアクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量（あるいは、角度や圧力など）からドライバーのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、ドライバーが操舵ハンドルを操作した操舵操作量を検出する操舵角センサなどから構成される。運動状態検出装置４５は、各車輪１０の回転速度である車輪速を検出する車輪速センサ、４輪の車輪速に基づいて車体Ｂの走行速度である車体速を演算して検出する車速センサ、車体Ｂのヨーレートを検出するヨーレートセンサ、各車輪位置における車体Ｂ（バネ上）の上下方向の加速度を検出するバネ上加速度センサ、車体Ｂの前後方向における前後加速度を検出する前後加速度センサ、車体Ｂの左右方向における横加速度を検出する横加速度センサ、車体Ｂのピッチレートを検出するピッチレートセンサ、車体Ｂのロールレートを検出するロールレートセンサ、各サスペンション２０のストローク量を検出するストロークセンサ、各車輪１０のバネ下の上下方向における上下加速度を検出するバネ下加速度センサなどを適宜組み合わせて構成される。尚、方向要素が含まれるセンサ値については、その符号によって方向が識別される。また、センサ値の大きさを論じる場合は、その絶対値を用いるものとする。
【００２９】
モータＥＣＵ５０は、モータ制御ルーチンの実行時においては、操作状態検出装置４０により検出されたアクセル操作量、ブレーキ操作量に基づいて各車輪１０毎のドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqを設定する。例えば、モータＥＣＵ５０は、予め設定された制駆動力マップに基づいて、アクセル操作量が大きいほど大きくなるドライバー要求トータル駆動力、あるいは、ブレーキ操作量が大きいほど大きくなるドライバー要求トータル制動力を設定し、ドライバー要求トータル駆動力、あるいは、ドライバー要求トータル制動力を所定の配分比で４輪に配分することにより、各車輪１０のドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqを設定する。このドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqは、本発明における目標制駆動力に相当する。
【００３０】
モータＥＣＵ５０は、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqに対応する目標トルクＴreq（目標駆動トルクＴreqまたは目標回生制動トルクＴreq）を演算し、各モータ３０が目標トルクＴreqを発生するように（目標トルクＴreqに対応する目標電流がモータ３０に流れるように）モータドライバ３５を制御する。これにより、各車輪１０においては、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqに相当する制駆動力が発生する。尚、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqは、４輪におけるドライバー要求各輪制駆動力の総称であって、各輪毎にドライバー要求各輪制駆動力を特定する場合には、以下、その符号として、左前輪に関してはＦreq1，右前輪に関してはＦreq2，左後輪に関してはＦreq3，右後輪に関してはＦreq4を用いる。
【００３１】
各車輪１０を懸架するサスペンション２０は、図２に示すように、車両の側面視において、前輪サスペンション２０fにおける瞬間回転中心Ｃf（車体Ｂに対する前輪１０fの瞬間中心）が、前輪１０fよりも後方かつ上方に位置し、後輪サスペンション２０rにおける瞬間回転中心Ｃr（車体Ｂに対する後輪１０rの瞬間中心）が、後輪１０rよりも前方かつ上方に位置するように構成されている。また、前輪１０fの接地点と瞬間回転中心Ｃfとを結ぶ線と接地水平面とのなす角度（小さい方の角度）をθf、後輪１０rの接地点と瞬間回転中心Ｃrとを結ぶ線と接地水平面とのなす角度（小さい方の角度）をθrとする。本実施形態の車両においては、θfに比べてθrの方が大きいという関係を有する（θf＜θr）が、その逆の関係を有していても良い。以下、θfを瞬間回転角θfと呼び、θrを瞬間回転角θrと呼ぶ。
【００３２】
このようなサスペンション２０の構成（ジオメトリ）においては、前輪１０fに駆動トルクが付与されると、図２（ａ）に示すように、前輪１０fの接地点に車両の進行方向に関して前向きの力ＦxfDが作用し、この力ＦxfDによって車体Ｂを下向きに付勢する上下力ＦzfDが前輪１０fの接地点に発生する。従って、前輪１０fを駆動することにより車体Ｂを沈ませる方向の力が作用する。逆に、図２（ｂ）に示すように、前輪１０fに制動トルクが付与されると、前輪１０fの接地点に車両の進行方向に関して後ろ向きの力ＦxfBが作用し、この力ＦxfBによって車体Ｂを上向きに付勢する上下力ＦzfBが前輪１０fの接地点に発生する。従って、前輪１０fを制動することにより車体Ｂを浮き上がらせる方向の力が作用する。また、図２（ａ）に示すように、後輪１０rに駆動トルクが付与されると、後輪１０rの接地点に車両の進行方向に関して前向きの力ＦxrDが作用し、この力ＦxrDによって車体Ｂを上向きに付勢する上下力ＦzrDが後輪１０rの接地点に発生する。従って、後輪１０rを駆動することにより車体Ｂを浮き上がらせる方向の力が作用する。逆に、図２（ｂ）に示すように、後輪１０rに制動トルクが付与されると、後輪１０rの接地点に車両の進行方向に関して後ろ向きの力ＦxrBが作用し、この力ＦxrBによって車体Ｂを下向きに付勢する上下力ＦzrBが後輪１０rの接地点に発生する。従って、後輪１０rを制動することにより車体Ｂを沈ませる方向の力が作用する。このようにサスペンション２０によって、車輪１０の駆動力および制動力が車体Ｂの上下方向の力に変換される。
【００３３】
車体Ｂに働く上下力の大きさは、前輪１０f側については制駆動力Ｆxf（ＦxfDまたはＦxfB）にｔａｎ（θf）を乗算した値となり、後輪１０r側については制駆動力Ｆxr（ＦxrDまたはＦxrB）にｔａｎ（θr）を乗算した値となる。制駆動力を車体Ｂの上下力に変換する機能は主にサスペンション２０のリンク機構によるものであるが、最終的に上下力変換率を決定するのは瞬間回転中心Ｃf，Ｃｒの位置であり、瞬間回転中心Ｃf，Ｃｒはサスペンションバネやショックアブソーバにも関連するため、サスペンション２０全体が制駆動力を車体Ｂの上下力に変換するものとして捉えることができる。
【００３４】
従って、車輪１０の駆動力あるいは制動力（制駆動力）を制御することにより、車体Ｂに上下方向の力を付与することができ、車体Ｂの運動状態の制御（姿勢制御）を行うことができる。また、車輪１０のロックおよびスリップ時においては車輪１０の制駆動力が低下するため、車体Ｂに働く上下力も低下する。例えば、図２（ａ）に破線矢印にて示すように、駆動力ＦxfD，ＦxrDが低下してＦxfD’，ＦxrD’になると、上下力ＦzfD，ＦzrDも低下してＦzfD’，ＦzrD’になる。また、図２（ｂ）に破線矢印にて示すように、制動力ＦxfB，ＦxrBが低下してＦxfB’，ＦxrB’になると、上下力ＦzfB，ＦzrBも低下してＦzfB’，ＦzrB’になる。このため、車輪１０のロック時およびスリップ時においては、車体Ｂの運動状態が変化する。従って、車体Ｂの運動状態の変化に基づいて、車輪１０のロック状態およびスリップ状態を判定（ロックおよびスリップの有無を判定）することができる。
【００３５】
ここで、車体Ｂの運動状態の変化に基づいて、車輪１０のロック状態およびスリップ状態を判定する原理について説明する。４輪の制駆動力と車体Ｂの運動状態量とは次式（１）で表される関係を有する。
【数１】
2015216724.tif 000003
ここで、Ｆx1は左前輪１０flの制駆動力、Ｆx2は右前輪１０frの制駆動力、Ｆx3は左後輪１０rlの制駆動力、Ｆx4は右後輪１０rrの制駆動力を表す。また、左辺第２項のａ11〜ａ14、ａ21〜ａ24、ａ31〜ａ34、ａ41〜ａ44は、車両モデルを表す定数である。また、右辺のＦxは、車両Ｂの前後方向の力、Ｍxは、車両の重心を通る前後方向軸（ロール軸）回りの車体Ｂのロール運動量を表すロールモーメント、Ｍyは、車両の重心を通る左右方向軸（ピッチ軸）回りの車体Ｂのピッチ運動量を表すピッチモーメント、Ｍzは、車両の重心を通る鉛直方向軸（ヨー軸）回りの車体Ｂのヨー運動量を表すヨーモーメントを表す。
【００３６】
従って、各輪のモータ３０がドライバー要求各輪制駆動力Ｆreq（Ｆreq１，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4）に従って制御された場合には、上記式（１）の左辺（Ｆx1，Ｆx2，Ｆx3，Ｆx4）にドライバー要求各輪制駆動力（Ｆreq1，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4）を代入することで、車体Ｂが理論上とりうるべき運動状態を表す理論運動状態量（Ｆx，Ｍx，Ｍy，Ｍz）を演算することができる。車輪１０がロックあるいはスリップした場合には、車輪１０で発生できる制駆動力が低下するため車体Ｂに働く上下力も低下する。このため、４輪のロック状態あるいはスリップ状態に応じて、車体Ｂの運動状態が変化する。従って、実際の運動状態量と、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqを使って求められる理論運動状態量とが乖離する。
【００３７】
実際の運動状態量（実運動状態量と呼ぶ）は、運動状態検出装置４５により検出したセンサ値から推定することができる。例えば、車体Ｂの実前後力Ｆxrealは、前後加速度センサにより検出されるセンサ値に基づいて推定することができる。また、車体Ｂの実ロールモーメントＭxreal、および、実ピッチモーメントＭyrealは、各輪毎に設けられたバネ上上下加速度センサ、ストロークセンサ等により検出されるセンサ値に基づいて推定することができる。また、車体の実ヨーモーメントＭzrealは、ヨーレートセンサにより検出されるセンサ値に基づいて推定することができる。
【００３８】
車輪１０の駆動力は、図５に示すように、スリップ率Ｓがμピークよりも大きくなると低下する。制動力についても、駆動力と同様にスリップ率Ｓがμピークよりも大きくなると低下する。従って、理論運動状態量（Ｆx，Ｍx，Ｍy，Ｍz）と実運動状態量（Ｆxreal，Ｍxreal，Ｍyreal，Ｍzreal）とを比較することで、車輪１０のスリップ率Ｓがμピークを越えている状態か否かについて判定することができる。これにより、μピークが路面状態やタイヤの種類によって変化しても、実際のμピークに対応した車輪１０のロック状態とスリップ状態との判定を行うことができる。例えば、実運動状態量（Ｆxreal，Ｍxreal，Ｍyreal，Ｍzreal）が理論運動状態量（Ｆx，Ｍx，Ｍy，Ｍz）に対して乖離していない状態であれば、車輪１０がロック状態でもスリップ状態でもないと判定することができる。一方、実運動状態量（Ｆxreal，Ｍxreal，Ｍyreal，Ｍzreal）が理論運動状態量（Ｆx，Ｍx，Ｍy，Ｍz）に対して乖離している状態であれば、車輪１０がロック状態あるいはスリップ状態であると判定することができる。
【００３９】
尚、スリップ率Ｓは、車両制動時では、（（車体速度−車輪速度）／車体速度）×１００（％）で表され、車両加速時では、（（駆動輪速度−車体速度）／駆動輪速度）×１００（％）で表される。
【００４０】
上記式（１）を利用すれば、次式（２）で示されるように、実運動状態量（Ｆxreal，Ｍxreal，Ｍyreal，Ｍzreal）から各車輪１０で発生した制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）を推定することができる。
【数２】
2015216724.tif 000004
この実運動状態量から推定される各車輪１０の制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）を実制駆動力と呼ぶ。尚、Ｆ1realは左前輪１０flの実制駆動力、Ｆ2realは右前輪１０frの実制駆動力、Ｆ3realは左後輪１０rlの実制駆動力、Ｆ4realは右後輪１０rrの実制駆動力を表す。
【００４１】
実制駆動力は、実運動状態量が反映された値となっている。そこで、本実施形態においては、各車輪１０ごとにドライバー要求各輪制駆動力（Ｆreq1，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4）と実制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）とを比較し、両者の差に基づいて、実運動状態量（Ｆxreal，Ｍxreal，Ｍyreal，Ｍzreal）が理論運動状態量（Ｆx，Ｍx，Ｍy，Ｍz）に対して乖離した原因となっている車輪１０、つまり、ロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪１０を特定する。
【００４２】
例えば、左前輪１０flの制駆動力偏差ΔＦ１（＝Ｆreq1−Ｆ1real）、右前輪１０frの制駆動力偏差ΔＦ２（＝Ｆreq2−Ｆ2real）、左後輪１０rlの制駆動力偏差ΔＦ３（＝Ｆreq3−Ｆ3real）、右後輪１０rrの制駆動力偏差ΔＦ４（＝Ｆreq4−Ｆ4real）を計算し、各制駆動力偏差ΔＦ１,ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４に対して、判定閾値ΔＦrefを超えているか否かについて判定すればよい。これにより、制駆動力偏差ΔＦ１,ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４が判定閾値ΔＦrefを超えている車輪１０を、ロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪であると判定することができる。
【００４３】
また、制駆動力偏差ΔＦ１,ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４は、実運動状態量（Ｆxreal，Ｍxreal，Ｍyreal，Ｍzreal）が理論運動状態量（Ｆx，Ｍx，Ｍy，Ｍz）に対して乖離している程度が大きいほど大きくなる。従って、制駆動力偏差ΔＦ１,ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４は、本発明の運動状態乖離指標として用いることができる。以下、制駆動力偏差ΔＦ１,ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４について、対応する車輪１０を区別する必要がない場合には、単に制駆動力偏差ΔＦと呼ぶ。
【００４４】
次に、モータＥＣＵ５０の実施する車輪１０のスリップおよびロック時における制御処理について説明する。図３は、モータＥＣＵ５０の実施する車輪状態判定ルーチンを表す。車輪状態判定ルーチンは、所定の短い演算周期にて繰り返し実施される。
【００４５】
車輪状態判定ルーチンが起動されると、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１１において、車輪１０のロック状態およびスリップ状態の判定許可条件が成立しているか否かについて判断する。本実施形態においては、判定許可条件として、車両が悪路走行中でないこと（第１条件）、操舵ハンドルが中立位置に維持されていること（第２条件）、という２つのアンド条件が設定されている。
【００４６】
モータＥＣＵ５０は、第１条件に関して、例えば、運動状態検出装置４５の車輪速センサにより検出される各車輪の車輪速の単位時間当たりの変化量を表す車輪加速度を演算し、４輪の車輪加速度の絶対値の平均値（あるいは、最大値、最小値など使用してもよい）が悪路判定基準値を超えている場合に、車両が悪路走行中であると判定する。悪路判定は、車輪加速度を用いることに限るものでなく、例えば、バネ下加速度センサにより検出されるバネ下の上下加速度の絶対値が悪路判定基準値を超えているか否かについて判定するなど周知の手法を採用することができる。
【００４７】
また、モータＥＣＵ５０は、第２条件に関して、操作状態検出装置４０の操舵角センサにより検出される操舵操作量に基づいて、操舵ハンドルが中立位置に所定時間以上維持されているか否かについて判断する。この所定時間は、操舵操作が終了して車両状態が安定するまでに必要な時間に設定される。
【００４８】
モータＥＣＵ５０は、判定許可条件が成立していない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）には、本ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期にて本ルーチンを繰り返す。
【００４９】
一方、判定許可条件が成立している場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１２において、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreq（Ｆreq１，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4）を読み込む。モータＥＣＵ５０は、このロック・スリップ制御ルーチンと並行して、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqに従ってモータ１０の制駆動トルクを制御するモータ制御ルーチンを実施しており、このステップＳ１２では、モータ制御ルーチンの実行によって演算されたドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqを読み込む。
【００５０】
続いて、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１３において、運動状態検出装置４５により検出されるセンサ値に基づいて車体Ｂの実運動状態量を演算により推定する。本実施形態においては、上述したように、実運動状態量として、車体Ｂの実前後力Ｆxreal、実ロールモーメントＭxreal、実ピッチモーメントＭyreal、実ヨーモーメントＭzrealを推定する。
【００５１】
続いて、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１４において、実運動状態量から推定される各車輪１０の実制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）を上記式（２）を使って計算する。
【００５２】
続いて、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１５において、各車輪１０ごとにドライバー要求各輪制駆動力（Ｆreq1，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4）と実制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）との偏差である制駆動力偏差ΔＦ１（＝Ｆreq1−Ｆ1real）,ΔＦ２（＝Ｆreq2−Ｆ2real），ΔＦ３（＝Ｆreq3−Ｆ3real），ΔＦ４（＝Ｆreq4−Ｆ4real）を計算する。
【００５３】
続いて、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１６において、各車輪１０における偏差ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４と、予め設定された判定閾値ΔＦrefとを比較し、制駆動力偏差ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４の全てが判定閾値ΔＦref以下であるか否かについて判断する。制駆動力偏差ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４の全てについて判定閾値ΔＦref以下である場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）には、モータＥＣＵ５０は、ロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪１０は存在しないと判定して本ルーチンを一旦終了する。
【００５４】
一方、制駆動力偏差ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４のうちの一つでも判定閾値ΔＦrefを越えている場合（Ｓ１６：Ｎｏ）には、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１７において、判定閾値ΔＦrefより大きな制駆動力偏差ΔＦが生じている車輪１０をロック状態あるいはスリップ状態となっている車輪（以下、対象車輪と呼ぶ）であると判定する。つまり、４輪の中から対象車輪を特定する。
【００５５】
続いて、モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１８において、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqが駆動力であるか否かについて判断する。ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqが駆動力である場合には（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、対象車輪がスリップ状態となっているためステップＳ１９において、ＴＲＣ制御を実施する。一方、ドライバー要求各輪制駆動力Ｆreqが制動力である場合には（Ｓ１８：Ｎｏ）、対象車輪がロック状態となっているためステップＳ２０において、ＡＢＳ制御を実施する。
【００５６】
ステップＳ１９において実施されるＴＲＣ制御は、従来から知られている手法で対象車輪の目標駆動トルクＴreqを低減するようにしても良いが、本実施形態においては、対象車輪の制駆動力偏差ΔＦに調整ゲインＫtrcを乗算した値（Ｋtrc×ΔＦ）をモータトルクに換算し、換算されたモータトルクである調整トルクΔＴを使って目標駆動トルクＴreqを補正する。つまり、モータＥＣＵ５０は、制駆動力偏差ΔＦに比例した調整トルクΔＴを目標駆動トルクＴreqから減算した値（Ｔreq−ΔＴ）を、新たな目標駆動トルクＴreqに設定する。また、対象車輪の目標駆動トルクＴreqを低減した分（調整トルクΔＴ）を、他の車輪（非対象車輪）の目標駆動トルクＴreqに配分加算することにより、４輪のトータルの駆動力が変化しないようにする。この場合、例えば、非対象車輪の接地荷重配分比にて調整トルクΔＴを配分して、対象車輪の駆動力の低下分を補うようにするとよい。モータＥＣＵ５０は、本ルーチンと並行に実施されているモータ制御ルーチンにおいて、このように補正された目標駆動トルクＴreqにしたがってモータ３０を駆動制御する。尚、調整ゲインＫtrcは、予め設定された値であるが、車輪１０毎に独立して設定された値であってもよい。
【００５７】
また、ステップＳ２０において実施されるＡＢＳ制御についても、従来から知られている手法で対象車輪の目標回生制動トルクＴreqを低減するようにしても良いが、本実施形態においては、対象車輪の制駆動力偏差ΔＦに調整ゲインＫabsを乗算した値（Ｋabs×ΔＦ）をモータトルクに換算し、換算されたモータトルクである調整トルクΔＴを使って目標回生制動トルクＴreqを補正する。つまり、モータＥＣＵ５０は、制駆動力偏差ΔＦに比例した調整トルクΔＴを目標回生制動トルクＴreqから減算した値（Ｔreq−ΔＴ）を、新たな目標回生制動トルクＴreqに設定する。また、対象車輪の目標回生制動トルクＴreqを低減した分（調整トルクΔＴ）を、他の車輪（非対象車輪）の目標回生制動トルクＴreqに配分加算することにより、４輪のトータルの制動力が変化しないようにする。この場合、例えば、非対象車輪の接地荷重配分比にて調整トルクΔＴを配分して、対象車輪の制動力の低下分を補うようにするとよい。モータＥＣＵ５０は、本ルーチンと並行に実施されているモータ駆動制御ルーチンにおいて、このように補正された目標回生制動トルクＴreqにしたがってモータ３０を駆動制御する。尚、調整ゲインＫabsは、予め設定された値であるが、車輪１０毎に独立して設定された値であってもよい。
【００５８】
モータＥＣＵ５０は、ステップＳ１９のＴＲＣ制御あるいはステップＳ２０のＡＢＳ制御を実施すると本ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期にて本ルーチンを繰り返す。
【００５９】
以上説明した本実施形態の制駆動力制御装置によれば、実運動状態量と理論運動状態量とが乖離している程度を表す運動状態乖離指標を用いて、各車輪１０のロック状態とスリップ状態とを判定するため、路面状態に応じた適切な判定を行うことができる。従って、路面状態等によってμピークが変化しても、そのμピークを越えた適切なタイミングでＡＢＳ制御あるいはＴＲＣ制御を開始することができる。この結果、ＡＢＳ制御あるいはＴＲＣ制御を必要以上に早く開始してしまうことが無く、μピーク近傍で車輪１０を制駆動することができ、タイヤの性能を良好に引き出すことができる。
【００６０】
また、運動状態乖離指標として、ドライバー要求各輪制駆動力（Ｆreq1，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4）と、実運動状態量から推定される実制駆動力（Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real）との偏差である制駆動力偏差（ΔＦ１,ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４）を用いているため、簡単に、対象車輪を特定して各車輪１０のロック状態とスリップ状態との判定を行うことができる。
【００６１】
また、各車輪１０のロック状態およびスリップ状態の判定にあたって、従来装置のようにスリップ率を用いなくて済むため、車輪速センサが故障した場合、あるいは、４輪すべてが同時にロックあるいはスリップして車体速を適正に演算できない場合であっても、車輪１０のロック状態およびスリップ状態の判定を適正に行うことができる。
【００６２】
以上、本実施形態にかかる制駆動力制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００６３】
例えば、本実施形態においては、図６（ａ）に示すように、左右前後輪１０の全てがインホイールモータ３０にて独立して駆動される形式の車両１への適用について説明しているが、図６（ｂ）に示すように、左右後輪１０ｒがインホイールモータ３０ｒにて独立して駆動され、左右前輪１０ｆがハイブリッドシステム７にて共通に駆動される形式の車両２に適用されてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、左右前輪１０ｆがインホイールモータ３０にて独立して駆動され、左右後輪１０ｒがハイブリッドシステム７にて共通に駆動される形式の車両３に適用されてもよい。このハイブリッドシステム７は、車体Ｂ側にモータおよび内燃機関を備え、モータ単体により車輪１０を制駆動することが可能なシステムである。車輪１０のロック状態およびスリップ状態の判定については、ハイブリッドシステム７が、モータ単体により車輪１０を制駆動しているときに実施されるとよい。その理由は、モータが内燃機関に比べて車輪１０に付与するトルクを正確に制御することができ、結果として、運動状態量の推定が正確となるからである。
【００６４】
また、本実施形態においては、車輪１０のロック状態およびスリップ状態の判定許可条件の１つとして第２条件（操舵ハンドルが中立位置に維持されていること）が設定されているが、これは演算を簡単にするためであって、操舵操作量に応じた理論運動状態量（理論運動状態量に対応する物理量であってもよい）を演算できる構成であれば第２条件を省略することもできる。
【符号の説明】
【００６５】
１，２，３…車両、１０fl，１０fr，１０rl，１０rr…車輪、２０fl，２０fr，２０rl，２０rr…サスペンション、３０fl，３０fr，３０rl，３０rr…モータ、４０…操作状態検出装置、４５…運動状態検出装置、５０…モータ制御用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、Ｂ…車体、Ｃf，Ｃｒ…瞬間回転中心、Ｆreq1，Ｆreq2，Ｆreq3，Ｆreq4…ドライバー要求各輪制駆動力、Ｆ1real，Ｆ2real，Ｆ3real，Ｆ4real…実制駆動力、ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３，ΔＦ４       …制駆動力偏差。
【図１】
2015216724.tif 000005
【図２】
2015216724.tif 000006
【図３】
2015216724.tif 000007
【図４】
2015216724.tif 000008
【図５】
2015216724.tif 000009
【図６】
2015216724.tif 000010