JP2005051834A - 車両および車両の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】登り勾配でのスリップ発生時に車両のずり下がりの車速を調整する。
【解決手段】登り勾配で駆動輪の空転によるスリップが発生して駆動輪に接続された駆動軸に要求されるモータトルクＴｍ＊が制限されている最中に車両のずり下がりが検出されたときには、車両の加速度と駆動軸に出力したトルクとの関係から導かれる路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄに対して制限時モータトルクＴｍ＊では不足するトルクに逆方向の車速Ｖに応じた比率（反映率β）を乗じることにより車両のずり下がりの車速が所定車速となるようにブレーキトルクＴｂ＊を設定し（Ｓ１１８）、駆動輪とは異なる非駆動輪に取り付けられた油圧ブレーキによりブレーキトルクＴｂ＊を作用させる（Ｓ１３０）。この結果、モータトルクＴｍ＊の制限によって勾配をずり下がる車両の車速を調整できる。
【選択図】 図２
【解決手段】登り勾配で駆動輪の空転によるスリップが発生して駆動輪に接続された駆動軸に要求されるモータトルクＴｍ＊が制限されている最中に車両のずり下がりが検出されたときには、車両の加速度と駆動軸に出力したトルクとの関係から導かれる路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄに対して制限時モータトルクＴｍ＊では不足するトルクに逆方向の車速Ｖに応じた比率（反映率β）を乗じることにより車両のずり下がりの車速が所定車速となるようにブレーキトルクＴｂ＊を設定し（Ｓ１１８）、駆動輪とは異なる非駆動輪に取り付けられた油圧ブレーキによりブレーキトルクＴｂ＊を作用させる（Ｓ１３０）。この結果、モータトルクＴｍ＊の制限によって勾配をずり下がる車両の車速を調整できる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両および車両の制御方法に関し、詳しくは、駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を備える車両および駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置と車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段とを備える車両の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両としては、登り勾配の坂道で車両のずり落ちが検出されたときに、車両を停止させるよう車輪に接続されたモータを制御する電気自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、前進方向のシフト位置に対してモータの回転方向が反対となったときに車両のずり落ちの状態であると判断し、アクセルペダルが僅かに踏み込まれている状態で車両を停止できるようモータの出力トルクを調整している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３２２４０４号公報（図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした車両では、例えば、登り勾配の路面が低μ路でスリップが発生したときにはこれに対応することができない。通常、スリップが発生したときにはこのスリップを抑制するためにモータから出力するトルクを制限するから、モータから出力するトルクの調整により、登り勾配のずり落ちを抑制することは極めて困難である。
【０００５】
本発明の車両および車両の制御方法は、こうした問題を解決し、勾配のある路面でのスリップを抑制しながら車両のずり下がりの速度を調整することを目的の一つとする。また、本発明の車両および車両の制御方法は、路面勾配に拘わらず略一定の運転フィーリングを確保することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の車両および車両の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両は、
駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を備える車両であって、
前記車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記動力出力装置を駆動制御する制御手段と
前記車両のずり下がりを検出または推定するずり下がり検出推定手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記車両のずり下がりが検出または推定されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の車両では、駆動輪の空転によるスリップが検出されたとき、駆動輪に接続された駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を駆動制御し、駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に車両のずり下がりが検出または推定されたとき、車両を機械的な制動力を用いて制動するよう機械的制動手段を駆動制御する。したがって、勾配のある路面上でスリップが発生して駆動軸に出力される駆動力が制限される際の車両のずり下がりの速度を調整することができる。
【０００９】
こうした本発明の車両において、前記車両の走行方向を設定する走行方向設定手段を備え、前記ずり下がり検出推定手段は、前記走行方向設定手段により設定された車両の走行方向に対する逆方向の走行を検出する逆方向走行検出手段を含み、前記制御手段は、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記逆方向走行検出手段により逆方向の走行が検出されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の車両において、前記逆方向走行検出手段は、逆方向の車速を検出する手段であり、前記制御手段は、前記検出された逆方向の車速に応じた制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の車両において、路面勾配を検出または推定する路面勾配検出推定手段を備え、前記制御手段は、前記検出または推定された路面勾配に応じた制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、路面勾配に拘わらず略一定の運転フィーリングを確保することができる。
【００１１】
逆方向の車速と路面勾配とに応じた制動力が作用するよう機械的制動手段を駆動制御する態様の本発明の車両において、前記路面勾配検出推定手段は、前記車両の加速度と前記駆動軸に出力されている駆動力との関係に基づいて路面勾配を推定する手段であり、前記制御手段は、前記車両の加速度と前記駆動軸に出力されている駆動力との関係から導かれる前記車両のずり下がりの方向に作用する力につり合う力に対して前記検出された逆方向の車速に応じた割り合いの力に相当する制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
逆方向の車速に応じた制動力が作用するよう機械的制動手段を駆動制御する態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記逆方向の車速が所定車速となるよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させることができる。
【００１３】
あるいは、本発明の車両において、前記機械的制動手段は、前記駆動輪とは異なる非駆動輪に機械的な制動力を作用可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、動力出力装置から出力される駆動力と機械的制動手段から出力される制動力とが干渉するのを防止することができる。
【００１４】
本発明の車両の制御方法は、
駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置と車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段とを備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記駆動輪の空転によるスリップを検出するステップと、
（ｂ）該ステップ（ａ）によりスリップが検出されたとき、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記動力出力装置を駆動制御するステップと、
（ｃ）前記車両のずり下がりを検出または推定するステップと、
（ｄ）ステップ（ｂ）により前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記ステップ（ｃ）により前記車両のずり下がりが検出または推定されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御するステップとを備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の車両の制御方法では、駆動輪の空転によるスリップが検出されたとき、駆動輪に接続された駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を駆動制御し、駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に車両のずり下がりが検出または推定されたとき、車両を機械的な制動力を用いて制動するよう機械的制動手段を駆動制御する。したがって、勾配のある路面上でスリップが発生して駆動軸に出力される駆動力が制限される際の車両のずり下がりの速度を調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である車両２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の車両２０は、図示するように、バッテリ２６からインバータ回路２４を介して供給された電力を用いてディファレンシャルギヤ２９を介して駆動輪６２ａ，６２ｂに機械的に接続された駆動軸２８に動力を出力可能なモータ２２と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
モータ２２は、電動機として機能すると共に発電機として機能する同期発電電動機として構成されており、インバータ回路２４は、バッテリ２６から入力された電力をモータ２２の駆動に適した電力に変換して出力する複数のスイッチング素子により構成されている。
【００１８】
駆動輪６２ａ，６２ｂおよび非駆動輪６４ａ，６４ｂには、ブレーキマスタシリンダ９０からの油圧により作動する油圧ブレーキ５４ａ，５４ｂ，５６ａ，５６ｂが取り付けられており、ブレーキアクチュエータ５２を駆動制御することによりその制動トルクを調節できるようになっている。ブレーキアクチュエータ５２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）５０により駆動制御されている。ブレーキＥＣＵ５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭや入出力ポートおよび通信ポートを備えている。このブレーキＥＣＵ５０には、駆動輪６２ａ，６２ｂおよび非駆動輪６４ａ，６４ｂの回転速度を検出する車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂからの車輪速などの各種センサからの入力信号が入力ポートを介して入力されており、ブレーキＥＣＵ５０からはブレーキアクチュエータ５２への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ５０は、通信ポートを介してメイン電子制御ユニット７０と通信しており、メイン電子制御ユニット７０からの制御信号によりブレーキアクチュエータ５２を駆動制御すると共に必要に応じて入力したデータをメイン電子制御ユニット７０に送信している。
【００１９】
メイン電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートを備えている。このメイン電子制御ユニット７０からは、駆動軸２８（モータ２２の回転軸）の回転位置を検出する回転位置検出センサ３２（例えば、レゾルバ）からの回転位置θｒｅｓやシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ、勾配センサ８９からの路面勾配θｇｒなどが入力ポートを介して入力されている。また、メイン電子制御ユニット７０からは、インバータ回路２４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２０】
こうして構成された実施例の車両２０の動作、特に、登り勾配の坂道を走行中に駆動輪６２ａ，６２ｂの空転によるスリップが発生したときの動作について説明する。図２は、実施例の車両２０のメイン制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２１】
駆動制御ルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ、駆動軸２８の回転数Ｎｍ、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰなどの制御に必要なデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、駆動軸２８の回転数Ｎｍは、実施例では、回転位置検出センサ３２により検出された回転位置θｒｅｓに基づいて演算したものを入力するものとした。
【００２２】
そして、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてモータ２２から出力すべきトルクとしてのモータトルクＴｍ＊を設定する（ステップＳ１０２）。モータトルクＴｍ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速ＶとモータトルクＴｍ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられるとマップから対応するモータトルクＴｍ＊を導出して設定するものとした。このマップの一例を図３に示す。
【００２３】
続いて、入力した回転数Ｎｍを用いて駆動軸２８の回転角加速度αを計算する（ステップＳ１０４）。回転角加速度αの計算は、実施例では、今回のルーチンで入力された現回転数Ｎｍから前回のルーチンで入力された前回回転数Ｎｍを減じる（現回転数Ｎｍ−前回回転数Ｎｍ）ことにより行なうものとした。なお、回転角加速度αの単位は、回転数Ｎｍの単位を１分間あたりの回転数［ｒｐｍ］で示すと、実施例では、本ルーチンの実行時間間隔は８ｍｓｅｃであるから、［ｒｐｍ／８ｍｓｅｃ］となる。勿論、回転角速度の時間変化率として示すことができれば、如何なる単位を採用するものとしても構わない。また、回転角加速度αとして、その誤差を小さくするために、今回のルーチンから過去数回（例えば、３回）に亘って計算された回転角加速度の平均を用いるものとしてもよい。
【００２４】
回転角加速度αを計算すると、計算した回転角加速度αに基づいて駆動輪６２ａ，６２ｂの空転によるスリップが発生している状態にあるか否か（スリップが発生したか否か或いは発生したスリップが収束したか否か）を判定する（ステップＳ１０６）。スリップが発生したか否かの判定は、例えば、回転角加速度αが所定の閾値を超えたか否かにより行なうことができる。また、発生したスリップが収束したか否かの判定は、例えば、回転角加速度αが負の値に至ったときや負の値が所定時間継続したか否かにより行なうことができる。勿論、上記以外の手法により判定を行なうものとしても構わない。
【００２５】
スリップが発生している状態にあると判定されると、ステップＳ１０２で設定されたモータトルクＴｍ＊を制限する処理を行なう（ステップＳ１０８）。モータトルクＴｍ＊の制限としては、所定値をモータトルクＴｍ＊から減じるものとしてもよいし、スリップの程度、例えば、回転角加速度αが大きいほど大きくなる値をモータトルクＴｍ＊から減じるものとしてもよいし、如何なる手法により制限を施すものとしても構わない。
【００２６】
モータトルクＴｍ＊を制限すると、次に、シフトポジションＳＰが前進走行可能なポジション、すなわちＤレンジ、Ｂレンジのいずれかのレンジであるか否かの判定（ステップＳ１１０）、路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄが登り勾配の坂道とみなせる所定値以上であるか否かの判定（ステップＳ１１２）、前進方向のシフトポジションＳＰに対して車両の走行が逆進走行、すなわち車両にずり下がりが検出されているか否かの判定（ステップＳ１１４）を行なう。ここで、つり合いトルクＴｇｒａｄは、実施例では、図４のつり合いトルク設定処理ルーチンの実行により設定されたものを用いるものとした。つり合いトルクＴｇｒａｄの設定は、図４に示すように、スリップが発生しておらず、車速Ｖもゼロでないときに（Ｓ１５０，Ｓ１５２）、車両の重量により路面勾配に沿う方向に作用する力に対してつり合うトルクとして次式（１）によりつり合いトルクＴｇｒａｄを設定することにより行なわれる（ステップＳ１５４）。ここで、式（１）中の「前回Ｔｍ＊」は、駆動軸２８に出力されているトルクとして前回の図２のルーチンのステップＳ１３０の実行により用いられたモータトルクＴｍ＊であり、「Ｋ１」は、車重や車輪の径などに基づいて定まる定数である。
【００２７】
Ｔｇｒａｄ＝前回Ｔｍ＊−Ｋ１・α ・・・（１）
【００２８】
ステップＳ１１０〜Ｓ１１４の判定の結果、シフトポジションＳＰがＤレンジかＢレンジであり、つり合いトルクＴｇｒａｄが所定値以上であり、逆進走行であるときには、入力した車速Ｖに基づいて反映率βを設定する（ステップＳ１１６）。反映率βの設定は、実施例では、車速Ｖと反映率βとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられるとマップから対応する反映率βを導出することにより行なわれる。このマップの一例を図５に示す。反映率βは、図示するように、逆方向の車速Ｖがゼロから所定車速となるまでは値０から値１．０に向けて比例的に増加し、所定車速以降からは値１．０となるよう調整されている。反映率βを設定すると、つり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力されているトルク（前回Ｔｍ＊）と設定した反映率βとに基づいて次式（２）によりモータ２２が取り付けられた駆動軸２８に接続された駆動輪６２ａ，６２ｂとは異なる非駆動輪６４ａ，６４ｂの油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂにより作用すべきブレーキトルクＴｂ＊を設定する（ステップＳ１１８）。ここで、式（２）中の「Ｋ２」は、駆動軸２８のトルクを非駆動輪６４ａ，６４ｂの軸のトルクに換算する換算係数である。式（２）から解るように、ブレーキトルクＴｂ＊は、ステップＳ１０８によるモータトルクＴｍ＊の制限によってつり合いトルクＴｇｒａｄに対して不足するトルクに反映率βを乗じたトルクとして設定される。前述したように、反映率βは逆方向の車速Ｖが所定車速以降で値１．０となるから、車両のずり下がりの速度を所定車速付近に収束させることができる。
【００２９】
Ｔｂ＊＝Ｋ２・β・（Ｔｇｒａｄ−前回Ｔｍ＊） ・・・（２）
【００３０】
こうしてブレーキトルクＴｂ＊を設定すると、設定したブレーキトルクＴｂ＊によるブレーキトルクの増加または減少を滑らかにするためのレート処理を行なうと共に（ステップＳ１２０）、ブレーキトルクＴｂ＊をトルク上限値Ｔｍａｘを用いてガードするガード処理を行なう（ステップＳ１２２）。ここで、レート処理に用いられるレートとしては、例えば、ブレーキトルクの増加側では３２Ｎｍ／１６ｍｓｅｃ、減少側では３２Ｎｍ／６５ｍｓｅｃなどのように定めることができる。また、ガード処理に用いられるトルク上限値Ｔｂｍａｘは、例えば、二名乗車で１４％程度の登り勾配の坂道の勾配の車両のずり下がりを停止可能なトルクとして設定することができる。
【００３１】
ステップＳ１０６のスリップの判定で否定的な判定がなされたり、ステップＳ１１０でシフトレバー８１が前進走行のレンジでないと判定されたり、ステップＳ１１２でつり合いトルクＴｇｒａｄが所定値未満であると判定されたり、ステップＳ１１４で逆進走行であると判定されたときには、油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂによりブレーキトルクを作用させる必要はないと判断して、ブレーキトルクＴｂ＊として値０を設定する（ステップＳ１２４）。
【００３２】
そして、ステップＳ１００で入力したブレーキペダルポジションＢＰによりブレーキペダル８５が踏み込まれているか否かを判定し（ステップＳ１２６）、ブレーキペダル８５が踏み込まれていると判定されると、運転者の意思を反映させるために上述のステップＳ１１８やステップＳ１２４で設定したブレーキトルクＴｂ＊に拘わらずブレーキペダルポジションＢＰに応じたブレーキトルクＴｂ＊に再設定する（ステップＳ１２８）。
【００３３】
こうして、モータトルクＴｍ＊とブレーキトルクＴｂ＊とが設定されると、モータトルクＴｍ＊に基づいてモータ２２を駆動制御すると共にブレーキトルクＴｂ＊をブレーキＥＣＵ５０に送信することによりブレーキアクチュエータ５２を駆動制御する処理を行なって（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。モータ２２の駆動制御は、具体的には、インバータ回路２４のスイッチング素子にスイッチング制御信号を出力することにより行なわれる。また、ブレーキアクチュエータ５２の駆動制御は、ブレーキトルクＴｂ＊を受け取ったブレーキＥＣＵ５０によりブレーキアクチュエータ５２に制御信号を出力することにより行なわれる。
【００３４】
いま、シフトレバー８１をＤレンジとして登り勾配の坂道を走行中にスリップが発生した場合を考える。このとき、ステップＳ１０８で運転者から要求されているモータトルクＴｍ＊が制限される。このモータトルクＴｍ＊の制限によりスリップが収束する際に路面勾配（つり合いトルクＴｇｒａｄ）に対してモータトルクＴｍ＊が不足するときには、ステップＳ１１４で車両の逆進走行（ずり下がり）が検出される。この場合、つり合いトルクＴｇｒａｄと逆方向の車速とに応じて所定車速に収束するようにブレーキトルクＴｂ＊が設定され、モータ２２からトルクが出力される駆動輪６２ａ，６２ｂとは異なる非駆動輪６４ａ，６４ｂの油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂによりブレーキトルクＴｂ＊が作用することになる。したがって、車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させることができる。
【００３５】
以上説明した実施例の車両２０によれば、登り勾配の坂道を走行中の車両にスリップが発生してモータ２２から出力されるトルクが制限されている最中に車両のずり下がりが生じたときには、油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂによるブレーキトルクＴｂ＊の作用により車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させることができる。しかも、油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂにより作用させるブレーキトルクＴｂ＊は、路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄに応じて設定するから、路面勾配に拘わらず一定の運転フィーリングを確保することができる。さらに、ブレーキトルクＴｂ＊はモータ２２からトルクが出力される駆動輪６２ａ，６２ｂとは異なる非駆動輪６４ａ，６４ｂに作用させるから、モータ２２から出力されるトルクとブレーキトルクとが干渉することがない。
【００３６】
実施例の車両２０では、回転角加速度αとモータ２２から出力したトルクとの関係に基づいて路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄを導出すると共に導出したつり合いトルクＴｇｒａｄを用いてブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしたが、勾配センサ８９により路面勾配を直接検出すると共に検出した路面勾配を用いてブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしてもよい。
【００３７】
実施例の車両２０では、逆方向の車速Ｖに基づいて反映率βを設定すると共につり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力したトルクと設定した反映率βとに基づいてブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしたが、逆方向の車速Ｖとつり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力したトルクとに基づいて直接ブレーキトルクＴｂ＊を導出して設定するものとしてもよい。
【００３８】
実施例の車両２０では、つり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力したトルクとの差分に対する反映率βを逆方向の車速Ｖに応じて設定してブレーキトルクＴｂ＊を設定することにより坂道でスリップが発生したときの車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させるものとしたが、所定車速に収束するようフィードバック制御などによりブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例では、駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に直接的に動力の出力が可能に機械的に接続されたモータ２２を備える車両２０に適用して説明したが、駆動軸に動力の出力が可能な動力出力装置を備える車両であれば、如何なる構成の車両に適用するものとしても構わない。例えば、エンジンと、エンジンの出力軸に接続されたジェネレータと、ジェネレータからの発電電力を用いて駆動軸に動力を出力するモータとを備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。また、図６に示すように、エンジン１２２と、エンジン１２２に接続されたプラネタリギヤ１２６と、プラネタリギヤ１２６に接続された発電可能なモータ１２４と、同じくプラネタリギヤ１２６に接続されると共に駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２２とを備えるいわゆる機械分配型のハイブリッド自動車１２０に適用することもできるし、図７に示すように、エンジンの２２２の出力軸に接続されたインナーロータ２２４ａと駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に取り付けられたアウターロータ２２４ｂとを有しインナーロータ２２４ａとアウターロータ２２４ｂとの電磁的な作用により相対的に回転するモータ２２４と、駆動軸に動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２２と備えるいわゆる電気分配型のハイブリッド自動車２２０に適用することもできる。或いは、図８に示すように、駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に変速機３２４（無段変速機や有段の自動変速機など）を介して接続されたモータ２２と、クラッチＣＬを介してモータ２２の回転軸と接続されたエンジン３２２とを備えるハイブリッド自動車３２０に適用することもできる。このとき、駆動輪にスリップが発生したときの制御としては、制御における出力応答性の速さなどから主に駆動軸に機械的に接続されたモータを制御することにより駆動軸に出力されるトルクを制限するが、このモータの制御と協調して他のモータを制御したりエンジンを制御したりするものとしてもよい。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の車両２０のメイン電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度Ａｃｃと車速ＶとモータトルクＴｍ＊との関係を示すマップである。
【図４】実施例の車両２０のメイン電子制御ユニット７０により実行されるつり合いトルク設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】逆進方向の車速Ｖと反映率βとの関係を示すマップである。
【図６】変形例の車両１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例の車両２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例の車両３２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０，３２０ 車両、２２ モータ、２４ インバータ回路、２６ バッテリ、２８ 駆動軸、３２ 回転位置検出センサ、３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ 車輪速センサ、５０ ブレーキＥＣＵ、５２ ブレーキアクチュエータ、５４ａ，５４ｂ，５６ａ，５６ｂ 油圧ブレーキ、６２ａ，６２ｂ駆動輪、６４ａ，６４ｂ 非駆動輪、７０ メイン電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 勾配センサ、９０ ブレーキマスタシリンダ、１２２，２２２，３２２ エンジン、１２４ モータ、１２６ プラネタリギヤ、２２４ モータ、２２４ａ インナロータ、２２４ｂ アウタロータ、３２４ 変速機、ＣＬ クラッチ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両および車両の制御方法に関し、詳しくは、駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を備える車両および駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置と車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段とを備える車両の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両としては、登り勾配の坂道で車両のずり落ちが検出されたときに、車両を停止させるよう車輪に接続されたモータを制御する電気自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、前進方向のシフト位置に対してモータの回転方向が反対となったときに車両のずり落ちの状態であると判断し、アクセルペダルが僅かに踏み込まれている状態で車両を停止できるようモータの出力トルクを調整している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３２２４０４号公報（図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした車両では、例えば、登り勾配の路面が低μ路でスリップが発生したときにはこれに対応することができない。通常、スリップが発生したときにはこのスリップを抑制するためにモータから出力するトルクを制限するから、モータから出力するトルクの調整により、登り勾配のずり落ちを抑制することは極めて困難である。
【０００５】
本発明の車両および車両の制御方法は、こうした問題を解決し、勾配のある路面でのスリップを抑制しながら車両のずり下がりの速度を調整することを目的の一つとする。また、本発明の車両および車両の制御方法は、路面勾配に拘わらず略一定の運転フィーリングを確保することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の車両および車両の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両は、
駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を備える車両であって、
前記車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記動力出力装置を駆動制御する制御手段と
前記車両のずり下がりを検出または推定するずり下がり検出推定手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記車両のずり下がりが検出または推定されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の車両では、駆動輪の空転によるスリップが検出されたとき、駆動輪に接続された駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を駆動制御し、駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に車両のずり下がりが検出または推定されたとき、車両を機械的な制動力を用いて制動するよう機械的制動手段を駆動制御する。したがって、勾配のある路面上でスリップが発生して駆動軸に出力される駆動力が制限される際の車両のずり下がりの速度を調整することができる。
【０００９】
こうした本発明の車両において、前記車両の走行方向を設定する走行方向設定手段を備え、前記ずり下がり検出推定手段は、前記走行方向設定手段により設定された車両の走行方向に対する逆方向の走行を検出する逆方向走行検出手段を含み、前記制御手段は、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記逆方向走行検出手段により逆方向の走行が検出されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の車両において、前記逆方向走行検出手段は、逆方向の車速を検出する手段であり、前記制御手段は、前記検出された逆方向の車速に応じた制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の車両において、路面勾配を検出または推定する路面勾配検出推定手段を備え、前記制御手段は、前記検出または推定された路面勾配に応じた制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、路面勾配に拘わらず略一定の運転フィーリングを確保することができる。
【００１１】
逆方向の車速と路面勾配とに応じた制動力が作用するよう機械的制動手段を駆動制御する態様の本発明の車両において、前記路面勾配検出推定手段は、前記車両の加速度と前記駆動軸に出力されている駆動力との関係に基づいて路面勾配を推定する手段であり、前記制御手段は、前記車両の加速度と前記駆動軸に出力されている駆動力との関係から導かれる前記車両のずり下がりの方向に作用する力につり合う力に対して前記検出された逆方向の車速に応じた割り合いの力に相当する制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
逆方向の車速に応じた制動力が作用するよう機械的制動手段を駆動制御する態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記逆方向の車速が所定車速となるよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させることができる。
【００１３】
あるいは、本発明の車両において、前記機械的制動手段は、前記駆動輪とは異なる非駆動輪に機械的な制動力を作用可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、動力出力装置から出力される駆動力と機械的制動手段から出力される制動力とが干渉するのを防止することができる。
【００１４】
本発明の車両の制御方法は、
駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置と車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段とを備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記駆動輪の空転によるスリップを検出するステップと、
（ｂ）該ステップ（ａ）によりスリップが検出されたとき、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記動力出力装置を駆動制御するステップと、
（ｃ）前記車両のずり下がりを検出または推定するステップと、
（ｄ）ステップ（ｂ）により前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記ステップ（ｃ）により前記車両のずり下がりが検出または推定されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御するステップとを備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の車両の制御方法では、駆動輪の空転によるスリップが検出されたとき、駆動輪に接続された駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を駆動制御し、駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に車両のずり下がりが検出または推定されたとき、車両を機械的な制動力を用いて制動するよう機械的制動手段を駆動制御する。したがって、勾配のある路面上でスリップが発生して駆動軸に出力される駆動力が制限される際の車両のずり下がりの速度を調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である車両２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の車両２０は、図示するように、バッテリ２６からインバータ回路２４を介して供給された電力を用いてディファレンシャルギヤ２９を介して駆動輪６２ａ，６２ｂに機械的に接続された駆動軸２８に動力を出力可能なモータ２２と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
モータ２２は、電動機として機能すると共に発電機として機能する同期発電電動機として構成されており、インバータ回路２４は、バッテリ２６から入力された電力をモータ２２の駆動に適した電力に変換して出力する複数のスイッチング素子により構成されている。
【００１８】
駆動輪６２ａ，６２ｂおよび非駆動輪６４ａ，６４ｂには、ブレーキマスタシリンダ９０からの油圧により作動する油圧ブレーキ５４ａ，５４ｂ，５６ａ，５６ｂが取り付けられており、ブレーキアクチュエータ５２を駆動制御することによりその制動トルクを調節できるようになっている。ブレーキアクチュエータ５２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）５０により駆動制御されている。ブレーキＥＣＵ５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭや入出力ポートおよび通信ポートを備えている。このブレーキＥＣＵ５０には、駆動輪６２ａ，６２ｂおよび非駆動輪６４ａ，６４ｂの回転速度を検出する車輪速センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂからの車輪速などの各種センサからの入力信号が入力ポートを介して入力されており、ブレーキＥＣＵ５０からはブレーキアクチュエータ５２への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ５０は、通信ポートを介してメイン電子制御ユニット７０と通信しており、メイン電子制御ユニット７０からの制御信号によりブレーキアクチュエータ５２を駆動制御すると共に必要に応じて入力したデータをメイン電子制御ユニット７０に送信している。
【００１９】
メイン電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートを備えている。このメイン電子制御ユニット７０からは、駆動軸２８（モータ２２の回転軸）の回転位置を検出する回転位置検出センサ３２（例えば、レゾルバ）からの回転位置θｒｅｓやシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ、勾配センサ８９からの路面勾配θｇｒなどが入力ポートを介して入力されている。また、メイン電子制御ユニット７０からは、インバータ回路２４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２０】
こうして構成された実施例の車両２０の動作、特に、登り勾配の坂道を走行中に駆動輪６２ａ，６２ｂの空転によるスリップが発生したときの動作について説明する。図２は、実施例の車両２０のメイン制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２１】
駆動制御ルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ、駆動軸２８の回転数Ｎｍ、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰなどの制御に必要なデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、駆動軸２８の回転数Ｎｍは、実施例では、回転位置検出センサ３２により検出された回転位置θｒｅｓに基づいて演算したものを入力するものとした。
【００２２】
そして、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてモータ２２から出力すべきトルクとしてのモータトルクＴｍ＊を設定する（ステップＳ１０２）。モータトルクＴｍ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速ＶとモータトルクＴｍ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられるとマップから対応するモータトルクＴｍ＊を導出して設定するものとした。このマップの一例を図３に示す。
【００２３】
続いて、入力した回転数Ｎｍを用いて駆動軸２８の回転角加速度αを計算する（ステップＳ１０４）。回転角加速度αの計算は、実施例では、今回のルーチンで入力された現回転数Ｎｍから前回のルーチンで入力された前回回転数Ｎｍを減じる（現回転数Ｎｍ−前回回転数Ｎｍ）ことにより行なうものとした。なお、回転角加速度αの単位は、回転数Ｎｍの単位を１分間あたりの回転数［ｒｐｍ］で示すと、実施例では、本ルーチンの実行時間間隔は８ｍｓｅｃであるから、［ｒｐｍ／８ｍｓｅｃ］となる。勿論、回転角速度の時間変化率として示すことができれば、如何なる単位を採用するものとしても構わない。また、回転角加速度αとして、その誤差を小さくするために、今回のルーチンから過去数回（例えば、３回）に亘って計算された回転角加速度の平均を用いるものとしてもよい。
【００２４】
回転角加速度αを計算すると、計算した回転角加速度αに基づいて駆動輪６２ａ，６２ｂの空転によるスリップが発生している状態にあるか否か（スリップが発生したか否か或いは発生したスリップが収束したか否か）を判定する（ステップＳ１０６）。スリップが発生したか否かの判定は、例えば、回転角加速度αが所定の閾値を超えたか否かにより行なうことができる。また、発生したスリップが収束したか否かの判定は、例えば、回転角加速度αが負の値に至ったときや負の値が所定時間継続したか否かにより行なうことができる。勿論、上記以外の手法により判定を行なうものとしても構わない。
【００２５】
スリップが発生している状態にあると判定されると、ステップＳ１０２で設定されたモータトルクＴｍ＊を制限する処理を行なう（ステップＳ１０８）。モータトルクＴｍ＊の制限としては、所定値をモータトルクＴｍ＊から減じるものとしてもよいし、スリップの程度、例えば、回転角加速度αが大きいほど大きくなる値をモータトルクＴｍ＊から減じるものとしてもよいし、如何なる手法により制限を施すものとしても構わない。
【００２６】
モータトルクＴｍ＊を制限すると、次に、シフトポジションＳＰが前進走行可能なポジション、すなわちＤレンジ、Ｂレンジのいずれかのレンジであるか否かの判定（ステップＳ１１０）、路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄが登り勾配の坂道とみなせる所定値以上であるか否かの判定（ステップＳ１１２）、前進方向のシフトポジションＳＰに対して車両の走行が逆進走行、すなわち車両にずり下がりが検出されているか否かの判定（ステップＳ１１４）を行なう。ここで、つり合いトルクＴｇｒａｄは、実施例では、図４のつり合いトルク設定処理ルーチンの実行により設定されたものを用いるものとした。つり合いトルクＴｇｒａｄの設定は、図４に示すように、スリップが発生しておらず、車速Ｖもゼロでないときに（Ｓ１５０，Ｓ１５２）、車両の重量により路面勾配に沿う方向に作用する力に対してつり合うトルクとして次式（１）によりつり合いトルクＴｇｒａｄを設定することにより行なわれる（ステップＳ１５４）。ここで、式（１）中の「前回Ｔｍ＊」は、駆動軸２８に出力されているトルクとして前回の図２のルーチンのステップＳ１３０の実行により用いられたモータトルクＴｍ＊であり、「Ｋ１」は、車重や車輪の径などに基づいて定まる定数である。
【００２７】
Ｔｇｒａｄ＝前回Ｔｍ＊−Ｋ１・α ・・・（１）
【００２８】
ステップＳ１１０〜Ｓ１１４の判定の結果、シフトポジションＳＰがＤレンジかＢレンジであり、つり合いトルクＴｇｒａｄが所定値以上であり、逆進走行であるときには、入力した車速Ｖに基づいて反映率βを設定する（ステップＳ１１６）。反映率βの設定は、実施例では、車速Ｖと反映率βとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられるとマップから対応する反映率βを導出することにより行なわれる。このマップの一例を図５に示す。反映率βは、図示するように、逆方向の車速Ｖがゼロから所定車速となるまでは値０から値１．０に向けて比例的に増加し、所定車速以降からは値１．０となるよう調整されている。反映率βを設定すると、つり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力されているトルク（前回Ｔｍ＊）と設定した反映率βとに基づいて次式（２）によりモータ２２が取り付けられた駆動軸２８に接続された駆動輪６２ａ，６２ｂとは異なる非駆動輪６４ａ，６４ｂの油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂにより作用すべきブレーキトルクＴｂ＊を設定する（ステップＳ１１８）。ここで、式（２）中の「Ｋ２」は、駆動軸２８のトルクを非駆動輪６４ａ，６４ｂの軸のトルクに換算する換算係数である。式（２）から解るように、ブレーキトルクＴｂ＊は、ステップＳ１０８によるモータトルクＴｍ＊の制限によってつり合いトルクＴｇｒａｄに対して不足するトルクに反映率βを乗じたトルクとして設定される。前述したように、反映率βは逆方向の車速Ｖが所定車速以降で値１．０となるから、車両のずり下がりの速度を所定車速付近に収束させることができる。
【００２９】
Ｔｂ＊＝Ｋ２・β・（Ｔｇｒａｄ−前回Ｔｍ＊） ・・・（２）
【００３０】
こうしてブレーキトルクＴｂ＊を設定すると、設定したブレーキトルクＴｂ＊によるブレーキトルクの増加または減少を滑らかにするためのレート処理を行なうと共に（ステップＳ１２０）、ブレーキトルクＴｂ＊をトルク上限値Ｔｍａｘを用いてガードするガード処理を行なう（ステップＳ１２２）。ここで、レート処理に用いられるレートとしては、例えば、ブレーキトルクの増加側では３２Ｎｍ／１６ｍｓｅｃ、減少側では３２Ｎｍ／６５ｍｓｅｃなどのように定めることができる。また、ガード処理に用いられるトルク上限値Ｔｂｍａｘは、例えば、二名乗車で１４％程度の登り勾配の坂道の勾配の車両のずり下がりを停止可能なトルクとして設定することができる。
【００３１】
ステップＳ１０６のスリップの判定で否定的な判定がなされたり、ステップＳ１１０でシフトレバー８１が前進走行のレンジでないと判定されたり、ステップＳ１１２でつり合いトルクＴｇｒａｄが所定値未満であると判定されたり、ステップＳ１１４で逆進走行であると判定されたときには、油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂによりブレーキトルクを作用させる必要はないと判断して、ブレーキトルクＴｂ＊として値０を設定する（ステップＳ１２４）。
【００３２】
そして、ステップＳ１００で入力したブレーキペダルポジションＢＰによりブレーキペダル８５が踏み込まれているか否かを判定し（ステップＳ１２６）、ブレーキペダル８５が踏み込まれていると判定されると、運転者の意思を反映させるために上述のステップＳ１１８やステップＳ１２４で設定したブレーキトルクＴｂ＊に拘わらずブレーキペダルポジションＢＰに応じたブレーキトルクＴｂ＊に再設定する（ステップＳ１２８）。
【００３３】
こうして、モータトルクＴｍ＊とブレーキトルクＴｂ＊とが設定されると、モータトルクＴｍ＊に基づいてモータ２２を駆動制御すると共にブレーキトルクＴｂ＊をブレーキＥＣＵ５０に送信することによりブレーキアクチュエータ５２を駆動制御する処理を行なって（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。モータ２２の駆動制御は、具体的には、インバータ回路２４のスイッチング素子にスイッチング制御信号を出力することにより行なわれる。また、ブレーキアクチュエータ５２の駆動制御は、ブレーキトルクＴｂ＊を受け取ったブレーキＥＣＵ５０によりブレーキアクチュエータ５２に制御信号を出力することにより行なわれる。
【００３４】
いま、シフトレバー８１をＤレンジとして登り勾配の坂道を走行中にスリップが発生した場合を考える。このとき、ステップＳ１０８で運転者から要求されているモータトルクＴｍ＊が制限される。このモータトルクＴｍ＊の制限によりスリップが収束する際に路面勾配（つり合いトルクＴｇｒａｄ）に対してモータトルクＴｍ＊が不足するときには、ステップＳ１１４で車両の逆進走行（ずり下がり）が検出される。この場合、つり合いトルクＴｇｒａｄと逆方向の車速とに応じて所定車速に収束するようにブレーキトルクＴｂ＊が設定され、モータ２２からトルクが出力される駆動輪６２ａ，６２ｂとは異なる非駆動輪６４ａ，６４ｂの油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂによりブレーキトルクＴｂ＊が作用することになる。したがって、車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させることができる。
【００３５】
以上説明した実施例の車両２０によれば、登り勾配の坂道を走行中の車両にスリップが発生してモータ２２から出力されるトルクが制限されている最中に車両のずり下がりが生じたときには、油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂによるブレーキトルクＴｂ＊の作用により車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させることができる。しかも、油圧ブレーキ５６ａ，５６ｂにより作用させるブレーキトルクＴｂ＊は、路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄに応じて設定するから、路面勾配に拘わらず一定の運転フィーリングを確保することができる。さらに、ブレーキトルクＴｂ＊はモータ２２からトルクが出力される駆動輪６２ａ，６２ｂとは異なる非駆動輪６４ａ，６４ｂに作用させるから、モータ２２から出力されるトルクとブレーキトルクとが干渉することがない。
【００３６】
実施例の車両２０では、回転角加速度αとモータ２２から出力したトルクとの関係に基づいて路面勾配に相当するつり合いトルクＴｇｒａｄを導出すると共に導出したつり合いトルクＴｇｒａｄを用いてブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしたが、勾配センサ８９により路面勾配を直接検出すると共に検出した路面勾配を用いてブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしてもよい。
【００３７】
実施例の車両２０では、逆方向の車速Ｖに基づいて反映率βを設定すると共につり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力したトルクと設定した反映率βとに基づいてブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしたが、逆方向の車速Ｖとつり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力したトルクとに基づいて直接ブレーキトルクＴｂ＊を導出して設定するものとしてもよい。
【００３８】
実施例の車両２０では、つり合いトルクＴｇｒａｄと駆動軸２８に出力したトルクとの差分に対する反映率βを逆方向の車速Ｖに応じて設定してブレーキトルクＴｂ＊を設定することにより坂道でスリップが発生したときの車両のずり下がりの車速を所定車速に収束させるものとしたが、所定車速に収束するようフィードバック制御などによりブレーキトルクＴｂ＊を設定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例では、駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に直接的に動力の出力が可能に機械的に接続されたモータ２２を備える車両２０に適用して説明したが、駆動軸に動力の出力が可能な動力出力装置を備える車両であれば、如何なる構成の車両に適用するものとしても構わない。例えば、エンジンと、エンジンの出力軸に接続されたジェネレータと、ジェネレータからの発電電力を用いて駆動軸に動力を出力するモータとを備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。また、図６に示すように、エンジン１２２と、エンジン１２２に接続されたプラネタリギヤ１２６と、プラネタリギヤ１２６に接続された発電可能なモータ１２４と、同じくプラネタリギヤ１２６に接続されると共に駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２２とを備えるいわゆる機械分配型のハイブリッド自動車１２０に適用することもできるし、図７に示すように、エンジンの２２２の出力軸に接続されたインナーロータ２２４ａと駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に取り付けられたアウターロータ２２４ｂとを有しインナーロータ２２４ａとアウターロータ２２４ｂとの電磁的な作用により相対的に回転するモータ２２４と、駆動軸に動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２２と備えるいわゆる電気分配型のハイブリッド自動車２２０に適用することもできる。或いは、図８に示すように、駆動輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸に変速機３２４（無段変速機や有段の自動変速機など）を介して接続されたモータ２２と、クラッチＣＬを介してモータ２２の回転軸と接続されたエンジン３２２とを備えるハイブリッド自動車３２０に適用することもできる。このとき、駆動輪にスリップが発生したときの制御としては、制御における出力応答性の速さなどから主に駆動軸に機械的に接続されたモータを制御することにより駆動軸に出力されるトルクを制限するが、このモータの制御と協調して他のモータを制御したりエンジンを制御したりするものとしてもよい。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の車両２０のメイン電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度Ａｃｃと車速ＶとモータトルクＴｍ＊との関係を示すマップである。
【図４】実施例の車両２０のメイン電子制御ユニット７０により実行されるつり合いトルク設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】逆進方向の車速Ｖと反映率βとの関係を示すマップである。
【図６】変形例の車両１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例の車両２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例の車両３２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０，３２０ 車両、２２ モータ、２４ インバータ回路、２６ バッテリ、２８ 駆動軸、３２ 回転位置検出センサ、３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ 車輪速センサ、５０ ブレーキＥＣＵ、５２ ブレーキアクチュエータ、５４ａ，５４ｂ，５６ａ，５６ｂ 油圧ブレーキ、６２ａ，６２ｂ駆動輪、６４ａ，６４ｂ 非駆動輪、７０ メイン電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 勾配センサ、９０ ブレーキマスタシリンダ、１２２，２２２，３２２ エンジン、１２４ モータ、１２６ プラネタリギヤ、２２４ モータ、２２４ａ インナロータ、２２４ｂ アウタロータ、３２４ 変速機、ＣＬ クラッチ。
Claims (8)
- 駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置を備える車両であって、
前記車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記動力出力装置を駆動制御する制御手段と
前記車両のずり下がりを検出または推定するずり下がり検出推定手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記車両のずり下がりが検出または推定されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段である車両。 - 請求項１記載の車両であって、
前記車両の走行方向を設定する走行方向設定手段を備え、
前記ずり下がり検出推定手段は、前記走行方向設定手段により設定された車両の走行方向に対する逆方向の走行を検出する逆方向走行検出手段を含み、
前記制御手段は、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記逆方向走行検出手段により逆方向の走行が検出されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段である車両。 - 請求項２記載の車両であって、
前記逆方向走行検出手段は、逆方向の車速を検出する手段であり、
前記制御手段は、前記検出された逆方向の車速に応じた制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段である車両。 - 請求項１ないし３いずれか記載の車両であって、
路面勾配を検出または推定する路面勾配検出推定手段を備え、
前記制御手段は、前記検出または推定された路面勾配に応じた制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段である車両。 - 請求項３に係る請求項４記載の車両であって、
前記路面勾配検出推定手段は、前記車両の加速度と前記駆動軸に出力されている駆動力との関係に基づいて路面勾配を推定する手段であり、
前記制御手段は、前記車両の加速度と前記駆動軸に出力されている駆動力との関係から導かれる前記車両のずり下がりの方向に作用する力につり合う力に対して前記検出された逆方向の車速に応じた割り合いの力に相当する制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段である車両。 - 前記制御手段は、前記逆方向の車速が所定車速となるよう前記機械的制動手段を駆動制御する手段である請求項３または５記載の車両。
- 前記機械的制動手段は、前記駆動輪とは異なる非駆動輪に機械的な制動力を作用する手段である請求項１ないし６いずれか記載の車両。
- 駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力可能な動力出力装置と車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段とを備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記駆動輪の空転によるスリップを検出するステップと、
（ｂ）該ステップ（ａ）によりスリップが検出されたとき、前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記動力出力装置を駆動制御するステップと、
（ｃ）前記車両のずり下がりを検出または推定するステップと、
（ｄ）ステップ（ｂ）により前記駆動軸に出力される駆動力が制限されている最中に前記ステップ（ｃ）により前記車両のずり下がりが検出または推定されたとき、前記車両に機械的な制動力が作用するよう前記機械的制動手段を駆動制御するステップとを備える車両の制御方法。
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