(57)【要約】【課題】  スリップ発生を抑制しつつ、加速性能、登坂性能を向上させた駆動制御装置を提供する。【解決手段】  例えば、電動モータを駆動源として有する車両においては、低μ路でアクセル開度θの時間変化が小さいと判定した場合（ステップＳ３→Ｓ５）には、ステップＳ９におけるモータトルク制御に用いられる目標モータトルクＴを０とｋθ（ｋは定数）の間で周期的に変動させる（ステップＳ７）。【選択図】  図３
2005124287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段により車輪に付与する駆動力を制御する車両用駆動制御装置において、
走行路が低μ路か否かを判定する低μ路判定手段を備え、
低μ路と判定した場合に、実際に車輪に付与する駆動力を、運転者のアクセル操作量に応じて所定のトルク範囲の間で振動的に変化させることを特徴とする車両用駆動制御装置。
【請求項２】
前記低μ路判定手段は、車輪のスリップ率が所定値以上の場合に低μ路と判定するものであって、前記所定のトルク範囲の間での振動的な駆動力変化は、スリップ率が該所定値に達した後、スリップ率が０になるまで駆動トルクを低減させ、ゼロになった後、駆動トルクを増大させる制御であることを特徴とする請求項１記載の車両用駆動制御装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、電動モータであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の車両用駆動制御装置。
【請求項４】
前記電動モータは車輪の内部に搭載されていることを特徴とする請求項３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、車両において車輪に付与する駆動力を制御する駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車では、アクセルペダルのストロークに対してリニアな出力トルク特性を実現できるため、運転者の加速操作に合致したトルク特性を実現でき、走行フィーリングが向上するという利点を有する。その反面、積雪、凍結等で路面状態が悪い場合には、低回転トルクが大きいため、スリップが発生しやすく、アクセル操作が難しいという問題がある。特許文献１はこのようなスリップを抑制して摩擦抵抗の低い低μ路においても操縦安定性を確保する技術である。具体的には、モータの回転数から車輪の加速度を演算し、これと現在のトルク指令値とからスリップの有無を判定して、スリップ状態と判定した場合には、トルクをダウンさせてスリップを抑制する。
【特許文献１】特開平８−１８２１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この技術では、車輪加速度とトルク指令値の関係のみからスリップを推定し、トルクを制限しているため、使用できるトルクを最大限に活用しているとはいえず、十分な加速性能や登坂性能が得られない。
【０００４】
そこで本発明は、スリップ発生を抑制しつつ、加速性能、登坂性能を向上させた駆動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両用駆動制御装置は、駆動手段により車輪に付与する駆動力を制御する車両用駆動制御装置において、走行路が低μ路か否かを判定する低μ路判定手段を備え、低μ路と判定した場合に、実際に車輪に付与する駆動力を、運転者のアクセル操作量に応じて所定のトルク範囲の間で振動的に変化させることを特徴とする。
【０００６】
低μ路の判定には、スリップ状態の判定等により行うことができる。低μ路と判定した場合に、車輪に付与する駆動力を運転者のアクセル操作量に応じて所定のトルク範囲の間で周期的に増減させることで、トルクの増大と減少とを周期的に切り替える。
【０００７】
例えば、低μ路判定手段は、車輪のスリップ率が所定値以上の場合に低μ路と判定するものであって、所定のトルク範囲の間での振動的な駆動力変化は、スリップ率がこの所定値に達した後、スリップ率が０になるまで駆動トルクを低減させ、ゼロになった後、駆動トルクを増大させる制御であってもよい。
【０００８】
この駆動手段は、電動モータであることが好ましい。そして、電動モータは車輪の内部に搭載されているとよい。
【発明の効果】
【０００９】
このように、トルクの増大と減少とを周期的に切り替えることで、スリップ継続を抑制しつつ、可能な最大トルクを活用して走行することができるので、加速性能、登坂性能を確保することができる。
【００１０】
スリップ率が所定値に達したら駆動トルクを低減してスリップを自動的に抑制し、スリップ率が０になったとき、すなわち、斜面と路面の間がころがり摩擦状態となった段階から駆動力を増大させることで、駆動力を路面に効率よく伝えることができ、加速性能、登坂性能が向上する。
【００１１】
電動モータを駆動手段として利用することで、トルクの増大と減少とを周期的に切り替えることが容易になる。また、電動モータが車輪内部に搭載されていると、車輪ごとに最大のトルクを活用することができるので、加速性能、登坂性能向上の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明に係る車両用駆動制御装置を搭載した車両の概略構成図である。この車両は、４輪それぞれの車輪（ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ）内に、駆動源として電動モータ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬを独立に備えるインホイールモータ式の電気自動車である。各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬには、それぞれブレーキ装置５ＦＲ、５ＦＬ、５ＲＲ、５ＲＬと、車輪速検出のための車輪速センサ６ＦＲ、６ＦＬ、６ＲＲ、６ＲＬが併設される。
【００１４】
本発明に係る車両用駆動制御装置の制御部に該当するモータ制御装置１には、各電動モータ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬと、各車輪速センサ６ＦＲ、６ＦＬ、６ＲＲ、６ＲＬとバッテリ２が接続されるとともに、アクセルペダル開度を検出するアクセルペダルストロークセンサ７、操舵量を検出する舵角センサ８、シフト設定状態を検出するシフトスイッチ９の各出力信号が入力されている。一方、ブレーキ制御装置３は、各ブレーキ装置５ＦＲ、５ＦＬ、５ＲＲ、５ＲＬが接続されるともとに、ブレーキペダル開度を検出するブレーキペダルストロークセンサ１０の出力信号が入力されている。モータ制御装置１とブレーキ制御装置３とは相互に情報伝達を行うよう接続されている。
【００１５】
この車両においては、運転者がアクセルペダルを操作すると、モータ制御装置１は、アクセルペダルストロークセンサ７で検出したアクセル開度θと、シフトスイッチ９におけるシフト設定状態に基づいて各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに付与すべき駆動トルクを演算し、求めた駆動トルクが得られるよう各電動モータ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬの作動を制御する。例えば、モータの目標トルクＴを図２に示されるようにアクセルペダルストローク（アクセルペダル開度θ）に比例するように設定すると、運転者のペダル操作に合致した駆動トルク特性を実現することができる。
【００１６】
また、ブレーキペダルを操作した場合には、ブレーキ制御装置３は、ブレーキペダルストロークセンサ１０の出力を基にして、各ブレーキ装置５ＦＲ、５ＦＬ、５ＲＲ、５ＲＬにより各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに付与すべき制動力を制御する。このとき、各電動モータ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬを発電機として機能させることで、回生発電を行い、電力として回収してバッテリ２へと蓄えてもよい。
【００１７】
本実施形態における具体的な駆動トルク制御について図３〜図５を参照して説明する。図３は、駆動トルク制御の処理フローチャートであり、図４、図５は、それぞれ高μ路と低μ路における発進操作時のアクセルストロークとモータトルクそれぞれの時間変化の一例を示すグラフである。
【００１８】
この駆動トルク制御は、モータ制御装置１により、車両の電源スイッチがオンにされている間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００１９】
最初に、アクセルペダルストロークセンサ７の出力からアクセル開度θを読み込むとともに、推定路面摩擦係数μ情報を読み込む（ステップＳ１）。ここで、推定路面摩擦係数μはそれまでの走行中における各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬのスリップ状態や、付与している駆動力と実際の車輪速との関係などから推定できる。もちろん、路面摩擦係数を測定する手段を別に設けてもよい。
【００２０】
得られたμをしきい値μthと比較し（ステップＳ３）、μがμthより小さい場合のみ、さらに、アクセル開度の時間変化量ｄθ／ｄtの絶対値がしきい値αより小さいか否かを判定する（ステップＳ５）。μ≧μthの場合、あるいは、｜ｄθ／ｄｔ｜≧αの場合には、ステップＳ６へと移行し、μ＜μth、かつ、｜ｄθ／ｄｔ｜＜αの場合には、ステップＳ７へと移行する。
【００２１】
μ≧μthの場合、つまり、低μ路走行中でない場合、あるいは、｜ｄθ／ｄｔ｜≧αの場合、つまり、アクセルペダルの操作速度が大きく加速・減速操作中の場合には、低μ路における定アクセルストローク走行開始時刻を表す変数ｔ０に現在時刻ｔをセットし（ステップＳ６）、目標モータトルクＴにアクセル開度θに比例するｋθ（ｋは、シフトスイッチ９の設定状態に基づき、設定されるシフト状態によって定まる定数）を設定する（ステップＳ８）。
【００２２】
一方、μ＜μth、かつ、｜ｄθ／ｄｔ｜＜αの場合、つまり、低μ路走行中で、かつ、アクセルペダルの操作速度が小さく、アクセルストロークが略一定である状態の場合には、アクセル開度θに比例するｋθ（ｋは、シフトスイッチ９の設定状態に基づき、設定されるシフト状態によって定まる定数）にさらにcosω（ｔ−ｔ０）を乗じて目標モータトルクＴとする（ステップＳ７）。つまり、所定の周期ｆ（＝２×π／ω）で目標モータトルクＴをｋθ→０→ｋθと周期的に変化させる。
【００２３】
ステップＳ７、Ｓ８で求めた目標モータトルクＴが各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに付与されるよう電動モータ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬの作動を制御して（ステップＳ９）処理を終了する。
【００２４】
低μ路でない（低μ路に対して高μ路と称する。）場合、発進時に運転者がアクセルペダルを一定速度で踏み込み、時間ｔ１からは、アクセル開度θをθ１で一定としたとする。このときのアクセル開度θの時間変化は図４（ａ）に示されるようになる。このとき、本実施形態によれば、各電動モータ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬにより付与されるモータトルクＴもアクセル開度θの時間変化と同様に時刻ｔ１までは、単調に増加し、時刻ｔ１以降は一定のモータトルクｋθ１が得られる。これにより、必要な最大トルクを発揮することができ、発進・加速性能が確保され、登坂時の登坂性能も発揮できる。
【００２５】
本実施形態においては、低μ路の場合、同様に図５（ａ）に示されるようなアクセル開度θの時間変化が実現された場合、時刻ｔ１以降は、モータートルクをｋθ１と０の間で周期ｆにより周期的に変化させる。トルクをこのように周期的に変化させることで、スリップ限界近くまでの高トルクを利用することができると同時に、スリップ限界を超えるトルク入力によりスリップが発生した場合でも、その後、トルクが低下する段階では、スリップ限界を下回り、確実にタイヤが路面を把持できるようになるので、スリップが継続するのを抑制できる。また、周期的にトルクを変更することで、トルク一定の場合に比べて効率よくトルクを付与することが可能となり、発進・加速性能、登坂性能が向上する。
【００２６】
また、このような振動的なトルクの付与を自動的に行うことができ、運転者は高度のアクセル操作を行う必要がないので、熟練していない運転者であっても車両の性能を発揮することが可能となる。
【００２７】
以上の説明では、各車輪内に独立に駆動源を有している電気自動車に適用した場合を例に説明したが、電動モータは、車輪内ではなく、車体側に設けられていてもよい。さらに各車輪ごとに独立して駆動源である電動モータを配置するのではなく、複数の駆動輪、さらには全駆動輪に共通する駆動源からデファレンシャルギア等の分配手段によって駆動輪に駆動力を分配する構成としてもよい。
【００２８】
さらに、本発明は電気自動車に限られるものではなく、内燃機関により発電を行い、その電力によって電動モータの駆動を行うシリーズ式のハイブリッド車両や、駆動源として内燃機関と電動モータとを有するパラレル式のハイブリッド車両に適用することも可能である。さらに、内燃機関、外燃機関のような電動モータ以外の駆動源を各駆動輪に独立して有するタイプの車両に対しても適用可能である。
【００２９】
また、ここでは、余弦波周期で駆動力を周期的に振動させたが、駆動力の周期的振動はこの手法に限られるものではなく、鋸歯波状や周期自体も周期的に変動させる方法をとってもよい。さらに、ここでは、０から所定トルクまでの間で周期的に駆動力を変化させたが、この周期的変動の際の最小トルクは０に限られるものではなく、また、最大トルクも通常付与するトルク値と異ならせてもよい。
【００３０】
例えば、車輪のスリップ率を監視し、スリップ率が所定値以上に達したら、駆動トルクを低減していき、スリップ率が０になったら再び駆動トルクを増大させて駆動トルクを振動的に付与してもよい。この場合、トルク制限により、スリップ率を所定値以下に効果的に抑制できる。また、スリップ率が０の時点で駆動トルクを増大させることで、車輪と路面との間がころがり摩擦の状態で駆動力を車輪から路面に伝えることができるので、効率よく路面に駆動力を伝えることができ、発進性能や登坂性能も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る車両用駆動制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】アクセルペダルストローク（アクセルペダル開度θ）のモータの目標トルクＴの設定例を示すグラフである。
【図３】図１の装置における駆動トルク制御の処理フローチャートである。
【図４】高μ路おける発進操作時のアクセルストロークとモータトルクそれぞれの時間変化の一例を示すグラフである。
【図５】低μ路における発進操作時のアクセルストロークとモータトルクそれぞれの時間変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１…モータ制御装置、２…バッテリ、３…ブレーキ制御装置、４…電動モータ、５…ブレーキ装置、６…車輪速センサ、７…アクセルペダルストロークセンサ、８…舵角センサ、９…シフトスイッチ、１０…ブレーキペダルストロークセンサ、ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ…車輪。
【図１】
2005124287.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005124287.tif 000006
【図５】
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