(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪に制駆動トルクを作用させるモーターと、
摩擦力により前記車輪に摩擦ブレーキトルクを作用させる機械式ブレーキと、
アンチロックブレーキシステム（以下、ＡＢＳと呼ぶ）の作動を決定するＡＢＳ作動決定手段と、
前記車輪のスリップ率μを検出するスリップ率検出手段と、
ＡＢＳ作動決定後に、前記車輪のスリップ率μが目標スリップ率μ0に一致するようにフィードバック制御を行い、モータートルク指令値Ｔmを演算して前記モーターの制駆動トルクを制御するモータートルク制御手段と、
ＡＢＳ作動時に前記モーターのトルク制御範囲を正負両側に確保するためのモータートルク目標値Ｔm0を設定するモータートルク目標値設定手段と、
前記モーターのトルクＴmsを検出するトルク検出手段と、
ＡＢＳ作動決定後に、前記モーターのトルク検出値Ｔmsが前記モータートルク目標値Ｔm0に一致するようにフィードバック制御を行い、前記モータートルク検出値Ｔmsと前記モータートルク目標値Ｔm0との偏差にＰＩＤ演算を施して得た値Ｔffbから前記モータートルク目標値Ｔm0を減じて摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを求め、前記機械式ブレーキの摩擦ブレーキトルクを制御する摩擦ブレーキトルク制御手段とを備えることを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記摩擦ブレーキトルク制御手段のフィードバック制御の応答速度を前記モータートルク制御手段のフィードバック制御の応答速度よりも遅くしたことを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自動車の制動力制御装置において、
ＡＢＳ作動決定前のモータートルク指令値ＴmとＡＢＳ作動決定後のモータートルク目標値Ｔm0との差分Ｔff0を演算し、その差分Ｔff0をＡＢＳ作動決定後に所定時間で０まで徐々に低減してモータートルクから摩擦ブレーキトルクへ置き換えるフィードフォワードトルクＴffを演算するフィードフォワードトルク演算手段を備え、
前記モータートルク制御手段は、ＡＢＳ作動決定後に、前記車輪のスリップ率μと目標スリップ率μ0との偏差にＰＩＤ演算を施して得た値ＴmfdにフィードフォワードトルクＴffを加算してモータートルク指令値Ｔmを演算するとともに、
前記摩擦ブレーキトルク制御手段は、ＡＢＳ作動決定後に、前記値ＴffbからフィードフォワードトルクＴffを減じて摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを演算することを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記モータートルク目標値設定手段は、モータートルク目標値Ｔｍ０を０または負の値とすることを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記モータートルク目標値設定手段は、モータートルク目標値Ｔｍ０を０とすることを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記モーターの回転速度Ｎmを検出するモーター回転速度検出手段を備え、
前記モータートルク目標値設定手段は、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm１以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm2（＞Ｎm1）を越える範囲では前記モーターの最小トルクＴminに所定値Ｔplus（＞０）を加算した値と０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、モーター回転速度ＮmがＮm1からＮm2までの範囲では、所定値Ｎm1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定することを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項７】
請求項４に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記モータートルク目標値設定手段は、モータートルク目標値Ｔm0を、前記モーターの最大トルクＴmaxと最小トルクＴminとの間の中央値としたことを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項８】
請求項４に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記モーターの回転速度Ｎmを検出するモーター回転速度検出手段を備え、
前記モータートルク目標値設定手段は、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm１以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm2（＞Ｎm1）を越える範囲では、スリップ率μに応じて増加する値Ｔplus1と、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）に応じて増加する値Ｔplus2との和（Ｔplus1＋Ｔplus2）を前記モーターの最小トルクＴminに加算した値（Ｔplus1＋Ｔplus2＋Ｔmin）と、０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、モーター回転速度ＮmがＮm1からＮm2までの範囲では、所定値Ｎm1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定することを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項９】
請求項６に記載の自動車の制動力制御装置において、
モーター回転速度Ｎmの代わりに前記車輪の滑り０を実現する仮想モーター回転速度Ｎm’を用いることを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記モータートルク目標値設定手段は、仮想モーター回転速度Ｎm’が所定値Ｎm’1以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、仮想モーター回転速度Ｎm’が所定値Ｎm’2（＞Ｎm’1）を越える範囲では、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）に応じて増加する値Ｔplus2を前記モーターの最小トルクＴminに加算した値と０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、仮想モーター回転速度Ｎm’がＮm’1からＮm’2までの範囲では、所定値Ｎm’1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm’2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定することを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかの項に記載の自動車の制動力制御装置において、
前記摩擦ブレーキトルク制御手段は、前記モーターのトルク検出値Ｔmsを前記モータートルク目標値Ｔm0に一致させるフィードバック制御の出力Ｔffbが駆動トルクになったときはフィードバック制御を停止し、フィードバック制御の出力Ｔffbを０にするようにフィードバック制御系の積分要素をリセットすることを特徴とする自動車の制動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械式ブレーキと電気式ブレーキとを協同させてアンチロックブレーキ動作を行う自動車の制動力制御装置に関し、特に、アンチロックブレーキ性能を改善したものである。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
制動時に路面状況などによって車輪が滑走状態になり、車体速度が車輪速度を上まわることがある。このような状態を車輪のロック傾向と呼び、車輪ロック傾向を回避するための装置としてアンチロックブレーキ装置（以下、ＡＢＳと呼ぶ）が用いられている。
【０００３】
一方、モーターを走行駆動源とする電気自動車やハイブリッド自動車では、油圧装置や空圧（エンジンの負圧を含む）装置を動力源とする機械式ブレーキ（摩擦ブレーキ）と、走行用モーター自体を動力源とする電気式ブレーキ（回生ブレーキ）とが併用されている。
【０００４】
電気自動車やハイブリッド自動車の制動力制御装置として、機械式ブレーキと電気式ブレーキとを協同させてアンチロックブレーキ動作を行う制動力制御装置が知られている（特開平５−２７０３８７号公報参照）。この制動力制御装置では、車輪のロック傾向が検出された時には、機械式ブレーキの制動力を所定値一定に保持しつつ、電気式ブレーキの動力源であるモーターを回生モードから力行モードまで制御して電気式ブレーキの制動力を調節している。この制動力制御装置によれば、車両制動時のモーターのトルク制御範囲を回生から力行まで用いることによって、回生トルク（制動トルク）を０にしても車輪ロック傾向から迅速に脱出できない路面状況では力行トルク（駆動トルク）を発生させ、車輪ロック傾向を回避しつつ迅速に制動できるとしている。
【０００５】
ところが、この制動力制御装置では、電気式ブレーキの動力源であるモーターの回生トルクおよび力行トルクが路面摩擦係数や機械式ブレーキの制動力に応じて決まってしまうことになり、条件によってはモータートルク指令値がモータートルク制御範囲を越えてしまうことがあり、そのような場合には期待した制動力が得られないという問題がある。また、回生ブレーキ時に回収されるエネルギー量も路面摩擦係数や機械式ブレーキの制動力に応じて決まってしまうことになり、エネルギー回収が充分に行われず、エネルギー回収性の点から必ずしも最良の方式とは言えるものではない。
【０００６】
また、機械式ブレーキと電気式ブレーキとを備え、いずれか一方のブレーキによりアンチロックブレーキ制御を行うとともに、そのアンチロックブレーキの制動力が減少限界になった時には他方のブレーキによりアンチロックブレーキ制御を行う自動車の制動力制御装置が知られている（特開平６−１７１４９０号公報参照）。この制動力制御装置では、電気式ブレーキにより最初のアンチロックブレーキ制御を行う場合に、モータートルク指令値がモータートルク制御範囲を越えても機械式ブレーキが作動するため、制動性能が確保されるとしている。
【０００７】
ところが、後者の制動力制御装置でも、モータートルクが路面摩擦係数や機械式ブレーキの制動力に応じて決まってしまうことになり、制御性に優れたモーターによるアンチロックブレーキ制御を最大限に活用できるものとは言えない。また、上述した前者の制動力制御装置と同様に、モーターによるエネルギー回収性を考慮しておらず、エネルギー回収性の点からも必ずしも最良の装置と言えるものではない。さらに、機械式ブレーキにより最初のアンチロックブレーキ制御を行い、電気式ブレーキによりそれをバックアップする場合には、機械式ブレーキの制御精度が電気式ブレーキの制御精度より劣るため、電気式ブレーキにより最初のアンチロックブレーキ制御を行い、機械式ブレーキによりそれをバックアップする場合よりもアンチロックブレーキ性能が低下する。
【０００８】
本発明の目的は、モーターの制御性を最大限に活用して車輪ロック傾向を防止するとともに、制動時のエネルギー回収量を増大することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態の構成を示す図１と、一実施の形態の制御ブロック図２と、一実施の形態の目標制動力演算ルーチンを示す図３とに対応づけて本発明を説明すると、
（１）  請求項１の発明は、車輪３に制駆動トルクを作用させるモーター１と、摩擦力により車輪３に摩擦ブレーキトルクを作用させる機械式ブレーキ７〜１０と、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の作動を決定するＡＢＳ作動決定手段１８（Ｓ６）と、車輪３のスリップ率μを検出するスリップ率検出手段１８ｄ（Ｓ５）と、ＡＢＳ作動決定後に、車輪３のスリップ率μが目標スリップ率μ0に一致するようにフィードバック制御を行い、モータートルク指令値Ｔmを演算してモーター１の制駆動トルクを制御するモータートルク制御手段１４，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ（Ｓ１４）と、ＡＢＳ作動時にモーター１のトルク制御範囲を正負両側に確保するためのモータートルク目標値Ｔm0を設定するモータートルク目標値設定手段１８ｅ（Ｓ８）と、モーター１のトルクＴmsを検出するトルク検出手段２２，１４と、ＡＢＳ作動決定後に、モーター１のトルク検出値Ｔmsがモータートルク目標値Ｔm0に一致するようにフィードバック制御を行い、モータートルク検出値Ｔmsとモータートルク目標値Ｔm0との偏差にＰＩＤ演算を施して得た値Ｔffbからモータートルク目標値Ｔm0を減じて摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを求め、摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを演算して機械式ブレーキ７〜１０の摩擦ブレーキトルクを制御する摩擦ブレーキトルク制御手段１７，１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ（Ｓ１５）とを備える。
（２）  請求項２の自動車の制動力制御装置は、摩擦ブレーキトルク制御手段１７，１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ（Ｓ１５）のフィードバック制御１８ｉ，１８ｊの応答速度をモータートルク制御手段１４，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ（Ｓ１４）のフィードバック制御１８ａ，１８ｂの応答速度よりも遅くしたものである。
（３）  請求項３の自動車の制動力制御装置は、ＡＢＳ作動決定前のモータートルク指令値ＴmとＡＢＳ作動決定後のモータートルク目標値Ｔm0との差分Ｔff0を演算し、その差分Ｔff0をＡＢＳ作動決定後に所定時間で０まで徐々に低減してモータートルクから摩擦ブレーキトルクへ置き換えるフィードフォワードトルクＴffを演算するフィードフォワードトルク演算手段１８ｆ（Ｓ１２〜Ｓ１３）を備え、モータートルク制御手段１４，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ（Ｓ１４）によって、ＡＢＳ作動決定後に、車輪のスリップ率μと目標スリップ率μ0との偏差にＰＩＤ演算を施して得た値ＴmfdにフィードフォワードトルクＴffを加算してモータートルク指令値Ｔmを演算するとともに、摩擦ブレーキトルク制御手段１７，１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ（Ｓ１５）によって、ＡＢＳ作動決定後に、値ＴffbからフィードフォワードトルクＴffを減じて摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを演算するようにしたものである。
（４）  請求項４の自動車の制動力制御装置は、モータートルク目標値設定手段１８ｅ（Ｓ８）によって、モータートルク目標値Ｔｍ０を０または負の値としたものである。
（５）  請求項５の自動車の制動録制御装置は、モータートルク目標値設定手段１８ｅ（Ｓ８）によってモータートルク目標値Ｔｍ０を０としたものである。
（６）  請求項６の自動車の制動力制御装置は、モーターの回転速度Ｎmを検出するモーター回転速度検出手段１５を備え、モータートルク目標値設定手段１８ｅ（Ｓ８）によって、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm１以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm2（＞Ｎm1）を越える範囲ではモーター１の最小トルクＴminに所定値Ｔplus（＞０）を加算した値と０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、モーター回転速度ＮmがＮm1からＮm2までの範囲では、所定値Ｎm1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定するようにしたものである。
（７）  請求項７の自動車の制動力制御装置は、モータートルク目標値設定手段１８ｅ（Ｓ８）によって、モータートルク目標値Ｔm0を、モーター１の最大トルクＴmaxと最小トルクＴminとの間の中央値としたものである。
（８）  請求項８の自動車の制動力制御装置は、モーター１の回転速度Ｎmを検出するモーター回転速度検出手段１５を備え、モータートルク目標値設定手段１８ｅ（Ｓ８）によって、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm１以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm2（＞Ｎm1）を越える範囲では、スリップ率μに応じて増加する値Ｔplus1と、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）に応じて増加する値Ｔplus2との和（Ｔplus1＋Ｔplus2）をモーター１の最小トルクＴminに加算した値（Ｔplus1＋Ｔplus2＋Ｔmin）と、０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、モーター回転速度ＮmがＮm1からＮm2までの範囲では、所定値Ｎm1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定するようにしたものである。
（９）  請求項９の自動車の制動力制御装置は、モーター回転速度Ｎmの代わりに車輪３の滑り０を実現する仮想モーター回転速度Ｎm’を用いるようにしたものである。
（１０）  請求項１０の自動車の制動力制御装置は、モータートルク目標値設定手段１８ｅ（Ｓ８）によって、仮想モーター回転速度Ｎm’が所定値Ｎm’1以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、仮想モーター回転速度Ｎm’が所定値Ｎm’2（＞Ｎm’1）を越える範囲では、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）に応じて増加する値Ｔplus2をモーター１の最小トルクＴminに加算した値と０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、仮想モーター回転速度Ｎm’がＮm’1からＮm’2までの範囲では、所定値Ｎm’1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm’2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定するようにしたものである。
（１１）  請求項１１の自動車の制動力制御装置は、摩擦ブレーキトルク制御手段１７，１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ（Ｓ１５）によって、モーター１のトルク検出値Ｔmsをモータートルク目標値Ｔm0に一致させるフィードバック制御の出力Ｔffbが駆動トルクになったときはフィードバック制御を停止し、フィードバック制御の出力Ｔffbを０にするようにフィードバック制御系の積分要素をリセットするようにしたものである。
【００１０】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
【発明の効果】
（１）  請求項１の発明によれば、車輪のスリップ率μが目標スリップ率μ0に一致するようにフィードバック制御を行い、モータートルク指令値Ｔmを演算してモーターの制駆動トルクを制御するとともに、ＡＢＳ作動時にモーターのトルク制御範囲を正負両側に確保するためのモータートルク目標値Ｔm0を設定し、ＡＢＳ作動決定後に、モーターのトルク検出値Ｔmsがモータートルク目標値Ｔm0に一致するようにフィードバック制御を行い、モータートルク検出値Ｔmsとモータートルク目標値Ｔm0との偏差にＰＩＤ演算を施して得た値Ｔffbからモータートルク目標値Ｔm0を減じて摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを求め、機械式ブレーキの摩擦ブレーキトルクを制御するようにしたので、モーターの制御範囲が正負両側に確保され、路面の摩擦係数が変化しても常にモーターの制御性を最大限に活用することができ、安定な制動力を得ることができる。
また、モーターの制御範囲が負側に確保されるので、モーターにより制動時のエネルギーを充分に回収することができ、総合的な燃費を向上させることができる。
さらに、たとえモータートルク目標値を低摩擦路面などで車輪がロック傾向となるような制動トルクを設定したとしても、摩擦ブレーキトルクのフィードバック制御によって負の摩擦ブレーキトルク指令値、つまり駆動トルクが演算されるが、機械式ブレーキでは駆動トルクを実現できないから車輪には何ら作用を及ぼさず、結局、車輪の制動力は車輪のスリップ率を目標スリップ率に一致させるためのモータートルクのフィードバック制御により路面状況に最適な値に制御されることになる。したがって、良好な制動性能を得ることができるモータートルク目標値の設計自由度が大きくなるという効果も得られる。
（２）  請求項２の発明によれば、モーターのトルク検出値Ｔmsをモータートルク目標値Ｔm0に一致させるフィードバック制御の応答速度を、車輪のスリップ率μを目標スリップ率μ0に一致させるフィードバック制御の応答速度よりも遅くしたので、路面摩擦変化などの影響によりモータートルクが振動的になるような状況においても、モータートルク制御と摩擦ブレーキトルク制御とが干渉して制動性能を低下させることが防止され、安定な制動性能を得られる。
（３）  請求項３の発明によれば、ＡＢＳ作動決定前のモータートルク指令値ＴmとＡＢＳ作動決定後のモータートルク目標値Ｔm0との差分Ｔff0を演算し、その差分Ｔff0をＡＢＳ作動決定後に所定時間で０まで徐々に低減してモータートルクから摩擦ブレーキトルクへ置き換えるフィードフォワードトルクＴffを演算し、ＡＢＳ作動決定後に、車輪のスリップ率μと目標スリップ率μ0との偏差にＰＩＤ演算を施して得た値ＴmfdにフィードフォワードトルクＴffを加算してモータートルク指令値Ｔmを演算するとともに、値ＴffbからフィードフォワードトルクＴffを減じて摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを演算するようにしたので、ＡＢＳ作動開始時の摩擦ブレーキトルク制御とモータートルク制御との干渉を抑制しながら、ＡＢＳ作動直後にモータートルクＴmsがその目標値Ｔm0へすばやく変化してモータートルクの制御範囲を正負両側に確保することができ、ＡＢＳ作動直後から、モーターの制御性を最大限に活用して安定な制動力を得ることができる上に、モーターにより制動時のエネルギーを充分に回収することができ、総合的な燃費を向上させることができる。
（４）  請求項４および請求項５の発明によれば、モータートルク目標値Ｔｍ０を０または負の値としたので、簡単な構成でモータートルクの正負両側にそれぞれ同量のトルク制御範囲を確保することができ、モーターの制御性を広く活用して制動性能をより安定的に実現できる上に、モーターにより制動時のエネルギーを充分に回収することができ、総合的な燃費を向上させることができる。
（５）  請求項６の発明によれば、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm１以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm2（＞Ｎm1）を越える範囲ではモーターの最小トルクＴminに所定値Ｔplus（＞０）を加算した値と０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、モーター回転速度ＮmがＮm1からＮm2までの範囲では、所定値Ｎm1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定するようにしたので、モータートルク目標値Ｔm0がモーターの調整可能なトルク範囲内に設定され、モーターの回転速度、温度、モーター駆動装置の温度、メインバッテリーの温度および充電状態などによってモーターの調整可能なトルク範囲が変化しても、モータートルク目標値Ｔm0を常に実現可能なトルク範囲内に設定することができ、モーターの制御性を広く活用して制動性能をより安定的に実現できる上に、モーターにより制動時のエネルギーを充分に回収することができ、総合的な燃費を向上させることができる。
（６）  請求項７の発明によれば、モータートルク目標値Ｔm0を、モーターの最大トルクＴmaxと最小トルクＴminとの間の中央値としたので、モーターの回転速度および温度、モーター駆動装置の温度、メインバッテリーの温度および充電状態などによってモーターの調整可能なトルク範囲が変化しても、モータートルクを正側と負側にそれぞれ同量ずつ確保することができ、モーターの制御性を最大限に活用して制動性能をより安定的に実現することができる上に、モーターにより制動時のエネルギーを充分に回収することができ、総合的な燃費を向上させることができる。
（７）  請求項８の発明によれば、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm１以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、モーター回転速度Ｎmが所定値Ｎm2（＞Ｎm1）を越える範囲では、スリップ率μに応じて増加する値Ｔplus1と、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）に応じて増加する値Ｔplus2との和（Ｔplus1＋Ｔplus2）をモーターの最小トルクＴminに加算した値（Ｔplus1＋Ｔplus2＋Ｔmin）と、０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、モーター回転速度ＮmがＮm1からＮm2までの範囲では、所定値Ｎm1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定するようにしたので、モーター回転速度Ｎmが高くなっても制動側のトルク制御範囲を確保することができ、路面の摩擦係数が大きく変化するような状況においても、大きな制動力を安定して維持することができる。また、路面摩擦係数が小さい状況から大きい状況となった場合には車輪のグリップ力が大きくなるため、モータートルクをより制動側に操作して制動力を増加させる必要がある。このような状況においても、モーターの制動側のトルク制御範囲を充分に確保でき、路面摩擦係数の変化に対して制動力を安定に維持することができる。また、路面摩擦係数が大きい時に制動側のトルク制御範囲を大きくするので、制動エネルギーをより多く回収することができる。
（８）  請求項９の発明によれば、モーター回転速度Ｎmの代わりに車輪の滑り０を実現する仮想モーター回転速度Ｎm’を用いるようにしたので、請求項６の上記効果に加え、車両の逆走を防止するためにモーター回転速度０近傍においてモータートルクを０にしても、制動力に段差が発生せず、スムーズな制動を実現することができる。
（９）  請求項１０の発明によれば、仮想モーター回転速度Ｎm’が所定値Ｎm’1以下の範囲ではモータートルク目標値Ｔm0を０とし、仮想モーター回転速度Ｎm’が所定値Ｎm’2（＞Ｎm’1）を越える範囲では、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）に応じて増加する値Ｔplus2をモーターの最小トルクＴminに加算した値と０との小さい方をモータートルク目標値Ｔm0に設定し、仮想モーター回転速度Ｎm’がＮm’1からＮm’2までの範囲では、所定値Ｎm’1のときのモータートルク目標値Ｔm0（＝０）と所定値Ｎm’2のときのモータートルク目標値Ｔm0とを結んだ値をモータートルク目標値Ｔm0に設定するようにしたので、路面の状況に応じて適切なモーターの制動側トルク制御範囲を確保することができ、路面の状況が変化しても必要な制動力を安定に実現することができる。また、路面摩擦係数が大きい時に制動側トルク制御範囲を大きくするので、制動エネルギーをより多く回収することができる。
（１０）  請求項１１の発明によれば、モーターのトルク検出値Ｔmsをモータートルク目標値Ｔm0に一致させるフィードバック制御の出力Ｔffbが駆動トルクになったときはフィードバック制御を停止し、フィードバック制御の出力Ｔffbを０にするようにフィードバック制御系の積分要素をリセットするようにした。摩擦ブレーキトルク指令値Ｔmを演算するためのフィードバック制御の出力Ｔffbが駆動トルクになり、フィードバック制御の積分要素に駆動トルク側の値が蓄積していく場合には、その後のモータートルクの目標値追従性に悪影響を及ぼすが、請求項１１の発明によればこのような不具合を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
前輪の左右にそれぞれ走行駆動用モーターを備えた電気自動車に、本発明を応用した一実施の形態を説明する。
なお、後輪の左右にそれぞれ走行駆動用モーターを備えた電気自動車や、４輪すべてにそれぞれ走行駆動用モーターを備えた電気自動車に対しても、本発明を適用することができる。また、走行駆動用モーター以外にエンジンなどの走行駆動源を備えたパラレル・ハイブリッド自動車や、エンジンなどの駆動源により発電機を駆動して発電を行い、走行駆動用モーターへ電力を供給するシリーズ・ハイブリッド自動車に対しても、本発明を適用することができる。
【００１３】
図１は一実施の形態の構成を示す。なお、一実施の形態の左右前輪の駆動系は対象であり、図１には左右前輪の内の一方の車輪の駆動系のみを示し、他方の車輪の駆動系の図示と説明を省略する。
【００１４】
この車両のパワートレインは、走行駆動用の三相交流モーター１から車軸２を介して駆動輪３が連結されている。モーター１には三相同期電動機や三相誘導電動機などの交流機や直流電動機を用いることができ、力行運転による車両の推進と回生運転による車両の制動とを行う。
【００１５】
モーター１はインバーター４により駆動される。インバーター４はＤＣリンク５を介してメインバッテリー６に接続されており、メインバッテリー６の直流電力を交流電力に変換してモーター１へ供給するとともに、モーター１の交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリー６を充電する。メインバッテリー６にはリチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電気二重層キャパシターなどを用いることができる。
【００１６】
駆動輪３には、車軸２に連結されたブレーキディスク７と、そのブレーキディスク７との接触摩擦により制動力を発生するブレーキパッド８とが設けられている。これらのブレーキディスク７とブレーキパッド８により機械式ブレーキ（摩擦ブレーキ）を構成する。ブレーキパッド８は油圧配管９の油圧によってブレーキディスク７との接触圧が調節され、制動力が増減する。ブレーキアクチュエーター１０は、ブレーキペダルの踏み込み圧Ｂoに応じて油圧を増圧するブースター（不図示）を備えるとともに、油圧配管９を介してホイールシリンダー（不図示）の油圧を増圧、保持、減圧するソレノイドバルブ（ＡＢＳ制御弁、不図示）を備えている。なお、他方の駆動輪も駆動輪３と同様な機械式ブレーキを備えている。
【００１７】
バッテリーコントローラー１１はマイクロコンピューターとメモリなどの周辺部品から構成され、メインバッテリー６の温度Ｔbatや充電状態SOCに基づいてメインバッテリー６の入力可能電力Ｐbat_inおよび出力可能電力Ｐbat_outを演算する。バッテリーコントローラー１１には、メインバッテリー６の温度Ｔbatを検出する温度センサー１２と、充電状態SOCを検出するSOC検出装置１３などが接続されている。
【００１８】
モーターコントローラー１４はマイクロコンピューターとメモリなどの周辺部品から構成され、インバーター４を制御してモーター１のトルクを調節する。モーターコントローラー１４には、モーター１に連結されてモーター回転速度Ｎm[rpm]を検出する回転センサー１５と、インバーター４の温度Ｔinvを検出する温度センサー１６などが接続されている。モーターコントローラー１４はまた、電流センサー２２によりモーター１に流れる三相交流電流ｉu、ｉv、ｉwを測定し、それらに基づいてモーター１のトルクＴmsを検出する。なお、他方の駆動輪を駆動するモーターのトルクも駆動輪３と同様に調節され、左右の駆動輪の駆動力と電気式ブレーキ力（回生ブレーキ力）とはそれぞれ別個に調節可能となっている。また、モーター１は駆動輪３に変速比１で連結されているので、モーター回転速度Ｎm[rpm]は駆動輪３の回転速度に等しい。
【００１９】
ここで、駆動輪３の有効半径をｒ[ｍ]とすると、駆動輪３の周速（以下、車輪速度と呼ぶ）Ｖm[km/h]は次式により求められる。
【数１】
Ｖm＝２πｒ・Ｎm・６０／１０００    [km/h]
【００２０】
ブレーキコントローラー１７はマイクロコンピューターとメモリなどの周辺部品から構成され、ブレーキアクチュエーター１０を制御してホイールシリンダー（不図示）の油圧を調節し、駆動輪３の制動力を増減する。なお、他方の駆動輪の制動力も駆動輪３と同様に調節され、左右の駆動輪の機械式ブレーキ力（摩擦ブレーキ力）はそれぞれ別個に調節可能となっている。
【００２１】
制駆動力コントローラー１８はマイクロコンピューターとメモリなどの周辺部品から構成され、バッテリーコントローラー１１、モーターコントローラー１４およびブレーキコントローラー１７を制御して駆動輪３の制駆動力を調節する。制駆動力コントローラー１８はまた、他方の駆動輪のバッテリーコントローラー（不図示）、モーターコントローラー（不図示）およびブレーキコントローラー（不図示）を制御して他方の駆動輪の制駆動力を調節する。制駆動力コントローラー１８にはアクセルペダルの踏み込み量Accを検出するアクセルセンサー１９、ブレーキペダルの踏み込み圧Ｂ0を検出するブレーキセンサー２０、車速Ｖspを検出する車速センサー２１などが接続されており、後述する目標制動力演算ルーチンを実行してモータートルク指令値Ｔmと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを演算する。
【００２２】
モータートルク指令値Ｔmはモーターコントローラー１４に対してモーター１の走行駆動トルクまたは電気式ブレーキ（回生ブレーキ）トルクを指令するものであり、モーターコントローラー１４はモータートルク検出値Ｔmsがモータートルク指令値Ｔmに一致するようにフィードバック制御を行う。また、摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfはブレーキコントローラー１７に対して機械式ブレーキ（摩擦ブレーキ）のトルクを指令するものである。なお、モータートルク指令値Ｔmは正値が駆動トルクを示し、負値が制動トルク（電気式ブレーキトルク）を示す。また、摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfは負値が制動トルクを示す。
【００２３】
なお、上述したバッテリーコントローラー１１、モーターコントローラー１４、ブレーキコントローラー１７、制駆動力コントローラー１８およびセンサー類１２，１３，１５，１６，１９，２０，２１，２２には補助バッテリー（不図示）から電源が供給されている。
【００２４】
図２は、制駆動力コントローラー１８によるＡＢＳ作動時の目標制動力演算処理を示す制御ブロック図である。
制駆動力コントローラー１８は、マイクロコンピューターのソフトウエア形態により図２に示す制御ブロック１８ａ〜１８ｍを構築し、ＡＢＳ作動時にモータートルク指令値Ｔmと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを演算してモーターコントローラー１４とブレーキコントローラー１７へそれぞれ出力する。
【００２５】
一般に、自動車においては、車輪に加える制動力が、車輪が路面から受ける力、すなわち車輪のグリップ力の最大値となるように車輪の制動力を制御することによって、車輪のロック傾向を防止しながら最大の制動性能を得ることができる。ところが、車輪のグリップ力は路面状況すなわち車輪と路面との間の摩擦係数によって変化するため、路面状況に応じたグリップ力を時々刻々に検出することは困難である。
【００２６】
そこで、この実施の形態では、ＡＢＳ作動時には、車輪のグリップ力が最大となるスリップ率（目標スリップ率）μ0を予め実験により測定しておき、実際のスリップ率μをフィードバックし、実際のスリップ率μが目標スリップ率μ0となるようにモータートルクを制御するとともに、正負両側にモータートルクの制御範囲を確保してモーターの制御性を充分に活用し、制動時のエネルギー回収量を増大するモータートルク目標値を設定し、モータートルクがモータートルク目標値となるように摩擦ブレーキトルクをフィードバック制御する。
【００２７】
図３は目標制動力演算ルーチンを示すフローチャートである。図２の制御ブロック図と図３のフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。
制駆動力コントローラー１８は、所定時間ごとに図３の演算ルーチンを実行する。ステップ１において、ブレーキセンサー２０からブレーキペダルの踏み込み圧Ｂ0を入力するとともに、回転センサー１５から駆動輪３の回転速度Ｎm[rpm]（＝モーター１の回転速度）を入力する。なお、他方の駆動輪および左右後輪の各回転センサーからも各車輪の回転速度を入力する。そして、駆動輪３の回転速度Ｎmと車輪径ｒとに基づいて車輪速度Ｖm[km/h]を算出するとともに、車体速度Ｖv[km/h]を推定する。この実施の形態では、全車輪の内の最も速い回転速度Ｎmの車輪の車輪速度Ｖmを車体速度Ｖvとする。なお、車体速度Ｖvの推定方法はこの実施の形態の方法に限定されず、他の公知の方法を用いることができる。また、走行用モーターと駆動輪との間に減速機が介装される場合には、モーター回転速度と車輪径と減速機の減速比とに基づいて車輪速度を演算する。
【００２８】
ステップ２で、ブレーキペダル踏み込み圧Ｂ0が０より大きいか、つまりブレーキペダルが踏み込まれているかどうかを確認し、踏み込まれている時はステップ３へ進み、踏み込まれていない時はステップ４へ進む。ブレーキペダルが踏み込まれていない時は、ステップ４で車両を制動するためのモータートルク指令値Ｔmと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfにそれぞれ０を設定し、この目標制動力演算ルーチンを終了する。
【００２９】
一方、ブレーキペダルが踏み込まれている時は、ステップ３で、ブレーキペダルの踏み込み圧に対する各車輪の制動トルク指令値を示すデータテーブルから、ブレーキペダル踏み込み圧Ｂ0に対応する各車輪の制動トルク指令値を表引き演算する。ここでは、駆動輪３に割り当てられる制動トルク指令値をＴ0とする。なお、ブレーキペダル踏み込み圧に対する各車輪の制動トルク指令値のデータテーブルは、予め設定されて制駆動力コントローラー１８のメモリに記憶されている。また、制動トルク指令値は負値が制動トルクを表す。
【００３０】
なお、この実施の形態ではブレーキペダルの踏み込み圧Ｂ0を検出し、ブレーキペダルの踏み込み圧に対する各車輪の制動トルク指令値を示すデータテーブルから、ブレーキペダル踏み込み圧Ｂ0に対応する各車輪の制動トルク指令値を表引き演算して制動トルク指令値Ｔ0を決定する例を示すが、車両の運転者指示による制動力指令値に応じて制動制御するもの以外にも、車両の自動運転装置により制動動作を行う装置、あるいは車両の姿勢を安定化する目的で車輪ごとに制動力を調整する装置などにも適用でき、同様の効果を得ることができる。
【００３１】
ステップ５において、先に推定した車体速度Ｖvと駆動輪３の車輪速度Ｖmとに基づいて、スリップ率μを次式により演算する（図２のスリップ率演算ブロック１８ｄ参照）。
【数２】
μ＝（Ｖm−Ｖv）／Ｖv
上述したように、制動時に路面状況などによって車輪が滑走状態になり、車輪速度Ｖmが車体速度Ｖvよりも小さくなると車輪ロック傾向となる。この時、スリップ率μは負値となり、値が小さいほど車両ロック傾向が強く滑りが大きい。
【００３２】
図４はスリップ率μと車輪のグリップ力との関係を示す。
スリップ率μ（負値）の減少につれて車輪のグリップ力は増加し、目標スリップ率μ0において最大となる。さらにスリップ率μが減少すると、車輪のグリップ力はわずかに減少してほぼ一定値になる。
【００３３】
ステップ６において、スリップ率μを所定値μthと比較してＡＢＳ作動判定を行う。ここで、所定値μthは図４に示すように最大グリップ力が得られる目標スリップ率μ0よりわずかに大きな値とする。スリップ率μが所定値μthより小さい場合は、制動力指令値がグリップ力最大値よりも大きく、車輪ロック傾向が強くなって滑りが大きくなると判断し、ＡＢＳの作動を決定してステップ７からステップ８へ進む。一方、スリップ率μが所定値μth以上の場合には、制動力指令値がグリップ力最大値よりも小さく、車輪ロック傾向が弱く滑りが小さいと判断し、ＡＢＳ非作動を決定してステップ７からステップ９へ進む。なお、いったんＡＢＳ作動の判定がなされた後は、スリップ率μが所定値μth’（＞μth）を越えるまでＡＢＳ作動判定を解除しないことにし、ＡＢＳ作動、非作動の判定にヒステリシスを持たせて判定ごとに作動と非作動が切り替わるのを防止する。
【００３４】
なお、この実施の形態ではスリップ率μに基づいてＡＢＳ作動、非作動の判定を行う例を示すが、ＡＢＳ作動、非作動の判定方法はこの実施の形態に限定されず、例えば特開平６−０９８４１８号公報に開示される方法、すなわち車輪の角加速度、角速度情報および車輪周りの運動方程式を用いて、車輪が路面から受ける反力を推定し、その推定反力から判定する方法などを採用することができる。
【００３５】
ＡＢＳ非作動と判定された場合は、ステップ９でモータートルク指令値Ｔmを演算し、続くステップ１０で摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを演算する。モータートルク指令値Ｔmと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfは、例えば図５に示す制動トルク配分にしたがって決定する。すなわち、制動トルク指令値Ｔ0が所定値Ｔ01以下の場合にはすべて電気式ブレーキにより制動し、モータートルク指令値Ｔmと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを、
【数３】
Ｔm＝Ｔ0，
Ｔf＝０
とする。また、制動トルク指令値Ｔ0が所定値Ｔ01を越えたらモータートルク指令値Ｔmを所定値Ｔ01一定とし、制動トルク指令値Ｔ0が所定値Ｔ01を越えた分を機械式ブレーキにより負担する。すなわち、
【数４】
Ｔm＝Ｔ01，
Ｔf＝Ｔ0−Ｔm＝Ｔ0−Ｔ01
【００３６】
一方、ＡＢＳ作動と判定された場合は、ステップ８で、まずモータートルク目標値Ｔm0を設定する（図２のモータートルク目標値設定ブロック１８ｅ参照）。モータートルク目標値Ｔm0の設定方法には次のような方法がある。
【００３７】
《ＡＢＳ作動時のモータートルク目標値Ｔm0の第１の設定方法》
第１の設定方法は、特に演算を行わず、常にモータートルク目標値Ｔm0を０とする。
【００３８】
一般に、モーターは、正側、負側ともに同量ずつのトルク制御範囲を有するように設計されている。したがって、モータートルク目標値Ｔm0を０とすることによって、簡単な構成でモータートルクの正負両側にそれぞれ同量のトルク制御範囲を確保することができ、モーター１の制御性を広く活用して制動性能をより安定的に実現できる上に、モーター１により制動時のエネルギーを充分に回収することができ、総合的な燃費を向上させることができる。
【００３９】
《ＡＢＳ作動時のモータートルク目標値Ｔm0の第２の設定方法》
第２の設定方法は、まず、少なくともモーター１の回転速度Ｎmと最大入出力パワー（仕事率）とに基づいて、モーター１で調節可能な最大トルクＴmax（最大駆動トルク）と最小トルクＴmin（最大制動トルク）を求める。
【００４０】
そして、例えば車輪速度Ｖmが５km/h以下では、モータートルク目標値Ｔm0を０とする。また、車輪速度Ｖmが２０km/hを越える範囲では、モータートルク目標値Ｔm0を、最小トルク（最大制動トルク）Ｔminに所定値Ｔplus（正値）を加算した値と０との小さい方の値とする。ここで、所定値Ｔplusは、モーター１の制動側のトルク制御範囲を確保するための値である。さらに、車輪速度Ｖmが５km/hから２０km/hまでの間では、５km/hと２０km/hのモータートルク目標値Ｔm0を直線で結び、車輪速度Ｖmに対応するモータートルク目標値Ｔm0を補間演算する。
【００４１】
このように、モータートルク目標値Ｔm0を、モーター１で調整可能なトルク範囲（最大トルクＴmax〜最小トルクＴmin）内で設定するようにしたので、モーター１の回転速度Ｎmおよび温度、インバーター４の温度、メインバッテリー６の温度および充電状態などによってモーター１の調整可能なトルク範囲が変化しても、モータートルク目標値Ｔm0を常に実現可能なトルク制御範囲内に設定することができる。
【００４２】
また、モータートルク目標値Ｔm0を、モーター回転速度Ｎmが略０、すなわち車輪速度Ｖm＝５km/h以下では０とし、モーター回転速度Ｎmが０以外、すなわち、車輪速度Ｖmが２０km/hを越える範囲では最小トルク（最大制動トルク）Ｔminに所定値Ｔplus（正値）を加算した値と０との小さい方の値とし、車輪速度Ｖmが５km/hから２０km/hまでの間では５km/hと２０km/hのモータートルク目標値Ｔm0を直線で結び、車輪速度Ｖmに対応する値としたので、車両の逆走を防止するためにモーター回転速度０近傍においてモータートルクを０にしても、制動力に段差が発生せず、スムーズな制動を実現することができる。
【００４３】
さらに、モータートルク目標値Ｔm0を、モーター１で調整可能なトルク範囲（Ｔmax〜Ｔmin）内の０または負の値としたので、モーター１により制動エネルギーを充分に回収することができる。
【００４４】
さらにまた、モーター回転速度Ｎmが０以外の、車輪速度Ｖmが２０km/hを越える範囲では、最小トルク（最大制動トルク）Ｔminに所定値Ｔplusを加算した値と０との小さい方の値をモータートルク目標値Ｔm0としたので、モーター１の制動側のトルク制御範囲を少なくとも所定値Ｔplusだけ確保することができ、制動エネルギーを充分に回収することができる。
【００４５】
《ＡＢＳ作動時のモータートルク目標値Ｔm0の第３の設定方法》
第３の設定方法は、モータートルク目標値Ｔm0を、上述したモーター１の最大トルクＴmaxと最小トルクＴminとに基づいて次式により演算する。
【数５】
Ｔm0＝（Ｔmax＋Ｔmin）／２
【００４６】
これにより、モーター１の回転速度Ｎmおよび温度、インバーター４の温度、メインバッテリー６の温度および充電状態などによってモーター１の調整可能なトルク範囲が変化しても、トルク制御範囲を正側と負側にそれぞれ同量ずつ確保することができ、モーター１の制御性を最大限に活用して制動性能をより安定的に実現することができる。また、モーター１により制動時のエネルギーを充分に回収することができ、総合的な燃費を向上させることができる。
【００４７】
《ＡＢＳ作動時のモータートルク目標値Ｔm0の第４の設定方法》
第４の設定方法は、上記第２の設定方法の所定値Ｔplusを一定値とせず、予め設定したＴplus1テーブル（後述）を参照してスリップ率μに対応する所定値Ｔplus１を求めるとともに、予め設定したＴplus2テーブル（後述）を参照してモータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和に対応する所定値Ｔplus2を求め、最小トルクＴminに（Ｔplus１＋Ｔplus２）を加えた値と０との小さい方の値を、車輪速度Ｖmが２０km/h以上でのモータートルク目標値Ｔm0とする。なお、車輪速度Ｖmが２０km/h未満におけるモータートルク目標値Ｔm0は上記第２の設定方法にしたがって設定する。
【００４８】
ここで、Ｔplus１テーブルは、スリップ率μが小さくなる、つまり制動による滑りが大きくなるほど、大きい正値を割り当てたテーブルである。また、Ｔplus２テーブルは、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和が小さいほど、つまり制動力が大きいほど、大きい正値を割り当てたテーブルである。なお、モータートルク検出値Ｔmsは、電流センサー２２により測定された三相交流電流ｉu、ｉv、ｉwに基づいてモーターコントローラー１４で検出され、制駆動力コントローラー１８へ送られる。
【００４９】
上述した第２の設定方法では、図６に示すように、モーター１の回転速度Ｎm（車輪速度Ｖm）が高くなるほどモーター１による制動側のトルク制御範囲が小さくなるため、所定値Ｔplusの制動力を確保できなくなる。この第４の設定方法によれば、スリップ率μが小さくなって車輪のロック傾向が強くなり、滑りが大きくなるほど所定値Ｔplus１を大きくするようにしたので、モーター回転速度Ｎmが高くなっても制動側のトルク制御範囲を確保することができ、路面の摩擦係数が大きく変化するような状況においても、大きな制動力を安定して維持することができる。
【００５０】
また、この実施の形態では、ＡＢＳ作動時には、車輪に作用する制動力がグリップ力最大値に一致するようにモーター１のトルクをフィードバック制御するとともに、モーター１のトルクが目標値Ｔm0に一致するように機械式ブレーキトルクをフィードバック制御する。したがって、ＡＢＳ作動時はモータートルクと機械式ブレーキトルクとの和が制動力、すなわちグリップ力最大値に比例する。換言すれば、ＡＢＳ制御時は、モータートルクと機械式ブレーキトルクとの和と、モーター回転速度（または車輪速度）とに基づいてグリップ力最大値を推定することができる。上述したモータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）はグリップ力に比例するから、この第４の設定方法では、和（Ｔms＋Ｔf）が小さい（負値が制動トルクを表す）ほど、つまり制動力が大きいほど所定値Ｔplus２が大きくなるようにした。路面摩擦係数が小さい状況から大きい状況となった場合にはグリップ力が大きくなるため、モーター１のトルクをより制動側に操作して制動力を増加させる必要がある。このような状況においても、モーター１の制動側のトルク制御範囲を充分に確保でき、路面摩擦係数の変化に対して制動力を安定に維持することができる。また、路面摩擦係数が大きい時に制動側のトルク制御範囲を大きくするので、制動エネルギーをより多く回収することができる。
【００５１】
《ＡＢＳ作動時のモータートルク目標値Ｔm0の第５の設定方法》
第５の設定方法は、第２の設定方法における車輪速度Ｖmの代わりに車体速度Ｖvを車輪滑り０を実現する仮想車輪速度Ｖm’とし、少なくとも仮想車輪速度Ｖm’とモーター１の最大入出力パワーに基づいて、モーター１で調節可能な最大トルクＴmax’（最大駆動トルク）と最小トルクＴmin’（最大制動トルク）を求める。そして、例えば仮想車輪速度Ｖm’が５km/h以下では、モータートルク目標値Ｔm0を０とする。また、仮想車輪速度Ｖm’が２０km/hを越える場合には、最小トルクＴmin’に所定値Ｔplus（正値）を加算した値と０との小さい方の値とする。また、仮想車輪速度Ｖm’が５から２０km/hまでの間では、５km/hと２０km/hのモータートルク目標値Ｔm0を直線で結び、仮想車輪速度Ｖm’に対応するモータートルク目標値Ｔm0を補間演算する。
【００５２】
このように、モータートルク目標値Ｔm0を、モーター１で調整可能なトルク範囲（最大トルクＴmax’〜最小トルクＴmin’）内で設定するようにしたので、モーター１の回転速度Ｎmおよび温度、インバーター４の温度、メインバッテリー６の温度および充電状態などによってモーター１の調整可能なトルク範囲が変化しても、モータートルク目標値Ｔm0を常に実現可能なトルク制御範囲内に設定することができる。
【００５３】
また、モータートルク目標値Ｔm0を、モーター回転速度Ｎmが略０、すなわち仮想車輪速度Ｖm’＝５km/h以下では０とし、モーター回転速度Ｎmが０以外、すなわち、仮想車輪速度Ｖm’が２０km/hを越える範囲では最小トルク（最大制動トルク）Ｔmin’に所定値Ｔplus（正値）を加算した値と０との小さい方の値とし、仮想車輪速度Ｖm’が５km/hから２０km/hまでの間では５km/hと２０km/hのモータートルク目標値Ｔm0を直線で結び、仮想車輪速度Ｖm’に対応する値としたので、車両の逆走を防止するためにモーター回転速度０近傍においてモータートルクを０にしても、制動力に段差が発生せず、スムーズな制動を実現することができる。
【００５４】
さらに、モータートルク目標値Ｔｍ０を、モーター１で調整可能なトルク範囲（Ｔmax’〜Ｔmin’）内の０または負の値としたので、モーター１により制動エネルギーを充分に回収することができる。
【００５５】
さらにまた、モーター回転速度Ｎmが０以外の、仮想車輪速度Ｖm’が２０km/hを越える範囲では、最小トルク（最大制動トルク）Ｔmin’に所定値Ｔplusを加算した値と０との小さい方の値をモータートルク目標値Ｔm0としたので、路面摩擦係数が大きくなってグリップ力が大きくなる状況において、車輪の滑りが０となってモーター回転速度Ｎmが高くなっても、モーター１の制動側のトルク制御範囲を少なくとも所定値Ｔplusだけ確保することができ、路面摩擦係数の変化に対して制動力を安定に実現することができる。
【００５６】
《ＡＢＳ作動時のモータートルク目標値Ｔm0の第６の設定方法》
第６の設定方法は、上記第５の設定方法で求めた最小トルク（最大制動トルク）Ｔmin’に第４の設定方法で説明した所定値Ｔplus２（正値）を加算した値と０との小さい方を、仮想車輪速度Ｖm’が２０km/hを越える場合のモータートルク目標値Ｔm0とする。それ以外は上記第５の設定方法と同様である。なお、Ｔplus２テーブルは、上述したように、モータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和が小さいほど、つまり制動力が大きいほど、大きい正値を割り当てたテーブルである。
【００５７】
これにより、路面の状況に応じて適切なモーター１の制動側のトルク制御範囲を確保することができ、路面の状況が変化しても必要な制動力を安定に実現することができる。
【００５８】
また、上述したモータートルク検出値Ｔmsと摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfとの和（Ｔms＋Ｔf）がグリップ力最大値に比例するから、この第６の設定方法では、和（Ｔms＋Ｔf）が小さい（負値が制動トルクを表す）ほど、すなわち制動力が大きいほど所定値Ｔplus２が大きくなるようにした。路面摩擦係数が小さい状況から大きい状況になるとグリップ力が大きくなるため、モーター１のトルクをより制動側に操作して制動力を増加させる必要がある。このような状況においても、モーター１の制動側のトルク制御範囲を充分に確保でき、路面摩擦係数の変化に対して制動力を安定に維持することができる。また、路面摩擦係数が大きい時に制動側のトルク制御範囲を大きくするので、制動エネルギーをより多く回収することができる。
【００５９】
なお、この実施の形態ではモーター１の回転速度Ｎm[rpm]と駆動輪３の回転速度とが１：１の関係にあるので、モータートルク目標値Ｔm0の設定にモーター１の回転速度Ｎmの代わりに数式１により求められる駆動輪３の車輪速度Ｖmを用いたが、モーター１と駆動輪３との間に減速機が設置されるような場合には、モーター１の回転速度Ｎmを用いてモータートルク目標値Ｔm0を設定してもよい。その場合には、車輪速度Ｖmの所定値５km/hと２０km/hに対応するモーター回転速度Ｎm1とＮm2（＞Ｎm1）を用いる。また、車輪滑り０を実現する仮想車輪速度Ｖm’の代わりに、車輪滑り０を実現する仮想モーター回転速度Ｎm’を用い、仮想車輪速度５km/hと２０km/hに対応する仮想モーター回転速度Ｎm’1とＮm’2（＞Ｎm’1）を用いる。
【００６０】
この実施の形態では、モーター１に定出力特性のモーターを採用する。すなわち、図６に示すように、モーター回転速度Ｎmが基底回転速度（ベーススピード）Ｎbまでは最大入出力トルクまで使用でき、基底回転速度Ｎbを越えたらモーター回転速度Ｎmの上昇に応じて最大出力トルクを低減し、最大入力トルクを増加する。モーター１で調整可能な最大トルクＴmax、Ｔmax’（最大駆動トルク）と最小トルクＴmin、Ｔmin’（最大制動トルク）については、車輪速度Ｖm、仮想車輪速度Ｖm’に比例するモーター回転速度Ｎm、およびモーター１の最大入出力パワーのみならず、メインバッテリー６の入出力可能電力Ｐbat_in、Ｐbat_outの増減と、インバーター４の温度Ｔinvの変化による制駆動能力の増減などを反映させてもよい。すなわち、図６に示すように、バッテリー出力可能電力Ｐbat_outが大きいほど最大トルクＴmax、Ｔmax’を増加し、バッテリー入力可能電力Ｐbat_inが小さいほど最小トルクＴmin、Ｔmin’（負値）を増加する。また、インバーター温度Ｔinvが高いほど、最大トルクＴmax、Ｔmax’を低減するとともに、最小トルクＴmin、Ｔmin’（負値）を増加する。
【００６１】
ふたたび図２に戻り説明を続ける。
ステップ８において、モータートルク目標値Ｔm0を設定したら目標スリップ率μ0を設定する。目標スリップ率μ0には、グリップ力が最大となる例えば−０．２を設定する。
【００６２】
ステップ１１で、今回の目標制動力演算処理がＡＢＳ作動直後の処理であるか否かを確認し、ＡＢＳ作動直後の処理であればステップ１２へ進み、そうでなければステップ１２をスキップする。ステップ１２では、前回の目標制動力演算処理におけるモータートルク指令値ＴmをＴmzに代入するとともに（図２の制御ブロック１８ｇ参照）、前回の目標制動力演算処理における摩擦ブレーキトルク指令値ＴfをＴfzに代入する（図２の制御ブロック１８ｍ参照）。さらに、フィードフォワード基準値Ｔff0を、ＡＢＳ作動直後のモータートルク目標値Ｔm0と、ＡＢＳ作動直前のモータートルク目標値Ｔmzとの差分として次式により演算し、以後ＡＢＳ作動中はその値を保持する。
【数６】
Ｔff0＝Ｔmz−Ｔm0
【００６３】
ステップ１３で、この目標制動力演算プログラムを実行するたびに、フィードフォワード基準値Ｔff0を所定量ずつ低減して所定時間で０まで減少させ、モータートルクから摩擦ブレーキトルクへ置き換えるフィードフォワード分の制動トルクＴffを求める（図２のフィードフォワードトルク演算ブロック１８ｆ参照）。続くステップ１４で、駆動輪３のスリップ率μが目標スリップ率μ0となるようにＰＩＤフィードバック制御（図２の減算器１８ａとＰＩＤ演算ブロック１８ｂ参照）により求めたモータートルク演算値Ｔmfbと、フィードフォワード分の制動トルクＴffとを加算してモータートルク指令値Ｔmを演算する（図２の加算器１８ｃ参照）。
【数７】
Ｔm＝Ｔmfb＋Ｔff
この時、ＡＢＳ作動直後においてモーター１のトルク指令値が連続するように、ＡＢＳ作動直後のみ、駆動輪３のスリップ率μを目標スリップ率μ0に一致させるためのＰＩＤフィードバック制御の積分値にモータートルク目標値Ｔm0を設定する。
【００６４】
ステップ１５では、モータートルクが（Ｔm0＋Ｔff）となるようにＰＩＤフィードバック制御（図２の減算器１８ｉとＰＩＤ演算ブロック１８ｊ参照）により求めた値Ｔffbに、（−Ｔff−Ｔm0）を加算して摩擦ブレーキトルクＴfを演算する（図２の加算器１８ｋ参照）。
【数８】
Ｔf＝Ｔffb−Ｔff−Ｔm0
ＡＢＳ作動直後において、摩擦ブレーキのトルク指令値が連続するように、ＡＢＳ作動直後のみ、モータートルクを（Ｔm0＋Ｔff）に一致させるためのＰＩＤフィードバック制御の積分値に（Tmz＋Ｔfz）を設定する。
【００６５】
なお、モータートルク検出値Ｔmsが（Ｔm0＋Ｔff）に一致するようにＰＩＤフィードバック制御を行う図２の減算器１８ｉとＰＩＤ演算ブロック１８ｊでは、フィードバック制御の出力Ｔffbが正値（駆動トルク）となったときはフィードバック制御を停止し、フィードバック制御の出力Ｔffbを０とするようにフィードバック制御系の積分要素をリセットする。
【００６６】
また、摩擦ブレーキトルクのＰＩＤフィードバック制御において、摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfの値が０以下、つまり駆動力を発生させるような値が演算された場合には、フィードバック制御の積分値をリセットして摩擦ブレーキトルク指令値Ｔfを０にする。
【００６７】
ここで、摩擦ブレーキトルク指令値ＴfのＰＩＤフィードバック制御の応答速度を、ＰＩＤゲインの設定によりモータートルク指令値ＴmのＰＩＤフィードバック制御の応答速度より遅く設定しておくと、路面摩擦の急激な変化によりモータートルクが振動的になるような状況においても、両フィードバック制御が互いに干渉するのを抑制できる。
【００６８】
また、この実施の形態では時間的に連続して変化するフィードフォワードトルクＴffを用いて、モーターの制動トルク減少分と摩擦ブレーキトルク増加分とを相殺するように両制動トルク指令値Ｔm、Ｔfを演算したが、特に両者の指令値に対する制動トルクの応答速度に違いが見られる場合には、それぞれの応答特性の逆系（動特性の入力を出力とし、出力を入力とした系）の近似式を用いて、実際に制動力として及ぼされるモータートルク減少分と摩擦ブレーキトルク増加分とが相殺されるような指令値を求めてもよい。
【００６９】
なお、ステップ８で、モーター１で調整可能なトルク範囲（Ｔmax−Ｔmin）を求め、そのトルク範囲が予め設定されているＴband（正値）よりも小さい場合には、モータートルク指令値Ｔmを０とし、摩擦ブレーキによりスリップ率μが目標スリップ率μ0となるようにフィードバック制御すればよい。
【００７０】
図７は、一実施の形態によるＡＢＳ動作を示すタイムチャートである。この例は、時刻ｔ３まで中摩擦路を走行し、時刻ｔ３からｔ４まで低摩擦路を走行し、時刻ｔ４以後は中摩擦路を走行した場合の結果であり、（ａ）は車体速度Ｖvの変化を示し、（ｂ）は制動トルクの変化を示し、（ｃ）はモーターによる制動トルクの変化を示し、（ｄ）は摩擦ブレーキによる制動トルクの変化を示し、（ｅ）は車輪のスリップ率を示す。
【００７１】
時刻ｔ１において運転者がブレーキペダルを踏み始め、時刻ｔ１からｔ２において図５に示す制動トルク配分にしたがってモーターブレーキトルクと摩擦ブレーキトルクとを配分し、実現している。時刻ｔ２では、車輪のスリップ率μがＡＢＳ作動判定スリップ率μth（ここではμth＝μ0とする）を下回ったことを検出し、滑りが大きいと判断してＡＢＳ作動を判定している。同時に、モータートルク目標値Ｔm0を生成し始める。ここで図示してある生成法は、モーター仮想車輪速度Ｖm’から最小トルク（最大制動トルク）Ｔmin’を演算した上で、Ｔmin’に所定値Ｔplus（正値）を加算した値と０との小さい方を目標値とするとともに、車体速度ＶvＳから車体速度ＶvＥまでの間で連続的に０とする生成法としてある。さらに、時刻ｔ２においては、モータートルクがいち早く目標値に一致するように、Ｔff0（時刻ｔ２における目標トルクＴm0と実トルクとの差）だけモータートルクを増やして制動力を弱めるとともに、Ｔff0分の制動力低下を補うようにＴff0分だけ摩擦ブレーキトルクを強めている。
【００７２】
さらに、時刻ｔ２からは、車輪スリップ率μが目標スリップ率μ0に一致するようにモータートルクのフィードバック制御を開始するとともに、モータートルクＴmsがモータートルク目標値Ｔm0に一致するように摩擦ブレーキトルクのフィードバック制御を開始している。同時に、モータートルク目標値Ｔm0の減少（制動トルクを強める向き）に応じた摩擦ブレーキトルクの増大補正（制動トルクを弱める向き）を開始させている。ただし、時刻ｔ５〜ｔ６では逆にモータートルク目標値Ｔm0の増大（制動トルクを弱める向き）に応じて摩擦ブレーキトルクを減少補正（制動トルクを強める向き）させることになる。
【００７３】
時刻ｔ３で路面摩擦抵抗が下がった直後においては、まずモータートルクが反応してスリップ率を良好に制御し、その後はモーターのトルク制御範囲を確保するように摩擦ブレーキトルクが調整される。これにより、時刻ｔ４で路面摩擦抵抗が復帰した場合にも、モーターのトルク制御範囲が確保されることになり、摩擦抵抗復帰直後のスリップ率も良好に制御される。
【００７４】
時刻ｔ５以降では、上述したようにモータートルク目標値Ｔm0を連続的に０としており、モータートルク目標値Ｔm0の変化速度が速くなっているが、モータートルク目標値Ｔm0の変化に応じて摩擦ブレーキトルクを補正するので、モータートルクを目標値Ｔm0に遅れなく追従させることができる。
【００７５】
時刻ｔ７以降では、車体速度がほぼ０に達し、車輪のスリップ率μの検出精度が低下することからＡＢＳ作動を停止し、モータートルク目標値Ｔm0を０にして摩擦ブレーキで制動トルクＴ0を実現している。この場合、車体速度がほぼ０になっていることから、ＡＢＳ作動停止によりたとえ車輪がロックしても制動距離に与える影響はごくわずかであり、操舵特性にも影響がないような車速となるようなタイミングとして設定しているので問題はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】  一実施の形態の目標制動力演算処理を示す制御ブロック図である。
【図３】  一実施の形態の目標制動力演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】  スリップ率に対する車輪のグリップ力特性を示す図である。
【図５】  電気式ブレーキと機械式ブレーキのブレーキトルク配分を示す図である。
【図６】  モーター回転速度に対するモータートルク制御範囲と、バッテリー入出力可能電力とインバーター温度によるモータートルク制御範囲の増減を示す図である。
【図７】  一実施の形態によるＡＢＳ動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  モーター
２  車軸
３  駆動輪
４  インバーター
５  ＤＣリンク
６  メインバッテリー
７  ブレーキディスク
８  ブレーキパッド
９  油圧配管
１０  ブレーキアクチュエーター
１１  バッテリーコントローラー
１２  温度センサー
１３  ＳＯＣ検出装置
１４  モーターコントローラー
１５  回転センサー
１６  温度センサー
１７  ブレーキコントローラー
１８  制駆動力コントローラー
１９  アクセルセンサー
２０  ブレーキセンサー
２１  車速センサー
２２  電流センサー
【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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