JP2006333665A - 電動車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロック状態にある車輪の回転を早期に復帰させ、十分なブレーキ性能を確保しつつアンチロックブレーキ制御の応答性とアンチロックブレーキ作動時の方向安定性とを向上する。
【解決手段】ＡＢＳが作動して少なくとも１輪が減圧モードのとき、回生トルク零化指令を出力し（Ｓ４）、ロックした車輪の車輪速度をアップさせる車輪速アップ駆動トルク指令を出力する（Ｓ５）。そして、時間ｔが経過したとき或いは目標モータ回転数に達したとき、微小駆動トルクを与える微小駆動トルク指令を出力して駆動系の機械的な応答遅れを補償すると共に、ブレーキ液圧アップ指令信号を出力して微小駆動トルク発生中のブレーキ制御圧を増圧する（Ｓ８）。これにより、ロック状態にある車輪の回転を早期に復帰させ、十分なブレーキ性能を確保しつつアンチロックブレーキ制御の応答性とアンチロックブレーキ作動時の方向安定性とを向上する。
【選択図】図６

Description

本発明は、少なくともモータの駆動力を車輪に伝達する電動車両の駆動力制御装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、ガソリン等を燃料とするエンジンを動力源として搭載する車両に対し、低公害、省資源の促進を目的として、バッテリからの電力によって駆動力を発生するモータを搭載する電気自動車や、エンジンに加えてモータを搭載し、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車等の電動車両が実用化の段階となっている。

この種の電動車両では、モータによる回生制動が可能であることから、ブレーキペダルの踏力に応じたブレーキ圧を電子的に制御する電子制御ブレーキシステム（ＥＢＳ）を採用することが多い。しかしながら、この電子制御ブレーキシステムにアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を併用した場合、モータによる回生制動とＡＢＳ制御との切換えを円滑に行う必要がある。

このため、特許文献１には、ＡＢＳ制御開始後の減圧を検知した場合、回生制動トルクをゼロ化して回生協調ブレーキ制御を終了することにより、回生制動モードからＡＢＳモードへの切換え時にブレーキペダルのショックを軽減させると共に、減圧不要の通常ブレーキ時に回生制動モードの機会を確保する技術が開示されている。
特開２０００−２７０４０６号公報

しかしながら、ＡＢＳを作動させてブレーキ圧を減圧したとき、回生制動を中止するのみでは、車速や路面条件等の影響を受けてロック状態にある車輪の回転復帰が遅くなる虞があり、ＡＢＳによるアンチスリップ制御性の効果を必ずしも十分に得られない場合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ロック状態にある車輪の回転を早期に復帰させ、十分なブレーキ性能を確保しつつアンチロックブレーキ制御の応答性とアンチロックブレーキ作動時の方向安定性とを向上することのできる電動車両の駆動力制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による電動車両の駆動力制御装置は、少なくともモータの駆動力を車輪に伝達し、ブレーキ系の圧力を電子的に制御する電子制御ブレーキシステムと、制動による上記車輪のロック状態を判定して上記車輪のブレーキ圧力を調整するアンチロックブレーキシステムとを備えた電動車両の駆動力制御装置であって、上記車輪がロック状態と判定したときの車体速度の推定値に基づいて、上記モータの目標回転数を設定する手段と、上記アンチロックブレーキシステムが作動して上記車輪のブレーキ圧力を減圧する減圧モードにあるとき、上記モータによる回生制動を中止し、上記モータに、ロック状態にある上記車輪の回転慣性に基づく駆動トルクを上記目標回転数に達するまで発生させる手段とを備えたことを特徴とする。

本発明による電動車両の駆動力制御装置は、ロック状態にある車輪の回転を早期に復帰させることができ、十分なブレーキ性能を確保しつつアンチロックブレーキ制御の応答性とアンチロックブレーキ作動時の方向安定性とを向上することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施の一形態に係わり、図１はハイブリッド車のシステム構成図、図２は電子制御ブレーキのシステム系統図、図３はＨＥＶモータ制御系とブレーキ制御系のブロック図、図４は制動力マップの特性例を示す説明図、図５は駆動トルクマップの特性例を示す説明図、図６は車輪速復帰制御ルーチンのフローチャートである。

本発明は、バッテリからの電力によって走行駆動力を発生するモータを搭載する電気自動車や、ガソリン等を燃料とするエンジンとモータとを搭載し、エンジンとモータとの少なくとも一方で走行駆動力を発生するハイブリッド車等の電動車両に適用されるものであり、図１においては、電動車両としてのハイブリッド車１に本発明を適用した例を示している。

本形態のハイブリッド車１は、駆動系として、車両前部のエンジン２に変速機４を介して連結されるフロントモータ５と、リヤの減速差動機構６に連結されるリヤモータ７との２つのモータを搭載しており、エンジン２とフロントモータ５との少なくとも一方の駆動力を変速機４からフロント車軸８を介して左右の前輪ＦｔＬＨ，ＦｔＬＨに伝達すると共に、リヤモータ７の駆動力を減速差動機構６からリヤ車軸９を介して左右の後輪ＲｒＬＨ，ＲｒＲＨに駆動力を伝達する４輪駆動車である。尚、エンジン２と変速機４との間には、エンジン２の駆動力を断続するクラッチ３が介装されている。

また、ハイブリッド車１には、電子制御系として、エンジン２及び変速機４を制御するエンジン・変速コントローラ（ＥＧ＆ＴＭ＿ＥＣＵ）５０、後述する電子制御ブレーキシステム（ＥＢＳ）を制御するブレーキコントローラ（ＢＲＫ＿ＥＣＵ）６０、フロントモータ５及びリヤモータ７を制御すると共にシステム全体を統括する中央のハイブリッドコントローラ（ＨＥＶ＿ＥＣＵ）７０が備えられている。各コントローラは、マイクロコンピュータを中心として各種インターフェースや周辺回路を備えて構成され、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信バス８０を介して双方向通信可能に接続され、制御情報や制御対象の動作状態に係わるセンシング情報が相互交換される。

エンジン・変速コントローラ５０は、中央のハイブリッドコントローラ７０からの制御指令を受け、エンジン２及び変速機４を制御する。エンジン制御としては、エンジン２の運転状態を検出する各種センサ・スイッチ類からの信号に基づいて、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量等のパラメータを演算し、これらのパラメータの制御信号によってアクチュエータ類を駆動し、エンジン２の駆動力が制御指令値に一致するよう、エンジン２の運転状態を制御する。また、変速機制御としては、変速機４の油圧を制御し、運転状態に応じて決定した変速段、例えばアクセル開度（アクセルペダルストローク）と車速とに基づく変速線図に基づいて決定した変速段への切換制御を行う。

ブレーキコントローラ６０は、ブレーキペダルの踏力に応じて、ハイブリッドコントローラ７０によるモータの回生制動との協調制御下で電子制御ブレーキシステムによるブレーキ制御を行う。このブレーキ制御においては、左右の前輪ＦｔＬＨ，ＦｔＲＨの回転（車輪速度）を検出する車輪速センサ１０，１１、左右の後輪ＲｒＬＨ，ＲｒＲＨの回転を検出する車輪速センサ１２，１３からの信号に基づいて車輪のスリップを監視し、車輪のスリップ率が規定の判定値を越えた場合、車輪がロック状態にあると判定してアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）に対する制御を実行する。以下では、車輪のスリップ率が規定の判定値を越えた場合を、単に「車輪がロックした」と表現する。

ハイブリッドコントローラ７０は、フロントモータ５の回転を検出するフロント回転センサ１４、リヤモータ７の回転を検出するリヤ回転センサ１５、その他、運転者の運転操作を含む運転状態を検出する図示しない各種センサ・スイッチ類からの信号を入力し、運転者の要求に応じた車両の要求駆動トルクを演算する。そして、この要求駆動トルクをエンジン２，フロントモータ５，リヤモータ７に適宜分配し、エンジン・変速コントローラ５０に制御指令を出力すると共に、フロントモータ５，リヤモータ７を、それぞれインバータ１６，１７を介して駆動制御する。

また、ハイブリッドコントローラ７０は、ブレーキコントローラ６０からの制御情報に基づいて制動開始と認識したとき、クラッチ３を開放してエンジン２の出力を切離し、フロントモータ５及びリヤモータ７の回生制動によるモータのみの走行に切換える。このモータのみの走行においては、ブレーキによる車輪ロックが発生したとき、ロックした車輪に対する回生制動が中止され、ＡＢＳによるブレーキ圧の減圧タイミングに合わせて比較的大きな駆動トルクＴMMを発生させることにより、ロックした車輪の回転を早期に復帰させる車輪速復帰制御を実行する。

すなわち、従来、ブレーキにより車輪がロックしたときには、ＡＢＳを作動させてブレーキ圧を減圧しているが、このブレーキ圧の減圧や回生の中止のみでは、ロックした車輪の回転復帰が車速や路面条件等の影響を受け、必ずしも十分な効果を得られない場合がある。従って、ハイブリッドコントローラ７０は、ロックした車輪に対して受動的にブレーキ圧を減圧するのみではなく、回生中止及びブレーキ圧の減圧下でロックした車輪に積極的に駆動トルクＴMMを与えることにより、回転復帰を促進する。

また、このとき、回転復帰の効果を上げるため、ＡＢＳによるブレーキ減圧後の加圧時に、駆動系のガタ等による機械的な応答遅れを抑制するため、微小駆動トルクＴMminを与えるようにしており、更に、この微小駆動トルクＴMmin発生時には、ブレーキ制御圧を微小駆動トルクＴMmin分だけ高め、万一、運転者がスリップを察知してブレーキペダルの踏み込みを緩めた場合にも、ＡＢＳによる加圧時の制動力を確保する。

ここで、ＡＢＳを併設した本形態の電子制御ブレーキシステム（ＥＢＳ）について説明する。本形態の電子制御ブレーキシステムは、図２に示すように、左前輪ＦｔＬＨ及び左後輪ＲｒＬＨに対応するブレーキラインＢＬ１と、右前輪ＦｔＲＨ及び右後輪ＲｒＲＨに対応するブレーキラインＢＬ２との独立した２系統の油圧ラインを備えている。

ブレーキラインＢＬ１は、左前輪ＦｔＬＨのホイールシリンダ２０に接続されるホイールシリンダラインＷ１Ｆｔと、左後輪ＲｒＬＨのホイールシリンダ２１に接続されるホイールシリンダラインＷ１Ｒｒとが合流され、更に、合流点の上流側が、タンデムマスタシリンダ一体型のハイドロブースタ３０の一方のシリンダからの液圧を導くマスタシリンダラインＭＣ１と、電動ポンプ３１及びアキュムレータ３２によって形成される圧力源から制御圧を導く一方の制御圧ラインＥＢ１とに分岐されて形成されている。

また、ブレーキラインＢＬ２は、右前輪ＦｔＲＨのホイールシリンダ２２に接続されるホイールシリンダラインＷ２Ｆｔと、右後輪ＲｒＲＨのホイールシリンダ２３に接続されるホイールシリンダラインＷ２Ｒｒとが合流され、更に、合流点の上流側が、ハイドロブースタ３０の他方のシリンダからの液圧を導くマスタシリンダラインＭＣ２と、電動ポンプ３１及びアキュムレータ３２によって形成される圧力源から制御圧を導く他方の制御圧ラインＥＢ２とに分岐されて形成されている。

各ホイールシリンダラインＷ１Ｆｔ，Ｗ１Ｒｒ，Ｗ２Ｆｔ，Ｗ２Ｒｒには、それぞれ、各ホイールシリンダにブレーキ圧を加圧するためのＡＢＳ加圧弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４が介装されている。また、各ホイールシリンダラインＷ１Ｆｔ，Ｗ１Ｒｒ，Ｗ２Ｆｔ，Ｗ２Ｒｒは、各ＡＢＳ加圧弁ＳＶ１〜ＳＶ４と各ホイールシリンダ２０〜２３との間で分岐され、それぞれ、ブレーキ圧を減圧するためのＡＢＳ減圧弁ＳＶ５，ＳＶ６，ＳＶ７，ＳＶ８を介して減圧ラインＬ３に合流され、ハイドロブースタ３０及びアキュムレータ３２に供給するブレーキ液を貯留するリザーバ３３に接続されている。

ハイドロブースタ３０は、ブレーキペダル３４の踏力を増幅するブースタ部（Ｂ）と２つのマスタシリンダ部とアキュムレータ３２からの液圧を調圧してブースタ部（Ｂ）にフィードバックするレギュレータ部（Ｒ）とを同軸上に配置して構成されている。ハイドロブースタ３０の一方のマスタシリンダ部は、マスタシリンダラインＭＣ１に介装される切換弁ＳＶ９を介してホイールシリンダラインＷ１Ｆｔ，Ｗ１Ｒｒの合流部に接続され、他方のマスタシリンダ部は、マスタシリンダラインＭＣ２に介装されるストロークシミュレータ３５及び切換弁ＳＶ１０を介してホイールシリンダラインＷ２Ｆｔ，Ｗ２Ｒｒの合流部に接続されている。

また、マスタシリンダラインＭＣ１，ＭＣ２には、マスタシリンダ部からの液圧を検出する圧力センサ（ＭＣ圧センサ）３６，３７が切換弁ＳＶ９，ＳＶ１０の上流側に取付けられている。これらのＭＣ圧センサ３６，３７によって検出される圧力は、運転者のブレーキ操作によるブレーキペダル３４のペダル踏力として用いられ、ペダル踏力に応じたブレーキ圧が決定される。

尚、ストロークシミュレータ３５は、シリンダと圧縮ばねとで構成され、ＥＢＳ作動時、ブレーキ圧に応じてシリンダに形成された圧力室の体積を増減させ、ブレーキペダル３４のストロークに対し、自然なフィーリングを得るためのものである。

一方、アキュムレータ３２には、リザーバ３３に貯留されているブレーキ液が電動ポンプ３１によって圧送される。このアキュムレータ３２に蓄圧された圧力は、圧力センサ３８により検出され、検出圧力が設定値以下になると、電動ポンプ３１が駆動されてアキュムレータ３２の圧力が設定圧力に達するまで加圧される。

アキュムレータ３２の下流側は、ハイドロブースタ３０のレギュレータ部（Ｒ）に接続されると共に、リニア制御加圧弁ＬＳＶ１に接続されている。このリニア制御加圧弁ＬＳＶ１の下流側は、リニア制御減圧弁ＬＳＶ２を介してリザーバ３３に接続されると共に、各制御圧ラインＥＢ１，ＥＢ２に、それぞれ、切換弁ＳＶ１２，ＳＶ１３を介して接続されている。

リニア制御加圧弁ＬＳＶ１，リニア制御減圧弁ＬＳＶ２は、通路開口をリニアに変化させる制御弁であり、各制御圧ラインＥＢ１，ＥＢ２の切換弁ＳＶ１２，ＳＶ１３の直下流に取付けられた圧力センサ（ＷＣ圧センサ）３９，４０の信号に基づいて制御される。すなわち、アキュムレータ３２に蓄圧された高圧の液圧をリニア制御加圧弁ＬＳＶ１及びリニア制御減圧弁ＬＳＶ２で調圧し、ＷＣ圧センサ３９，４０で検出した各ホイールシリンダ２０〜２３の実ホイールシリンダ圧が目標値に一致するように制御する。

本形態においては、システムに異常が生じていない正常時、マスタシリンダラインＭＣ１，ＭＣ２の切換弁ＳＶ９，ＳＶ１０は閉弁状態とされ、制御圧ラインＥＢ１，ＥＢ２の切換弁ＳＶ１２，１３が開弁状態とされる。このため、ブレーキペダル３４が踏み込まれことによりマスタシリンダ圧が上昇すると、マスタシリンダ内のブレーキ液はストロークシミュレータ３５へ流入する一方、ブレーキペダル３４の踏み込みが解除され、マスタシリンダ圧が低下すると、ストロークシミュレータ３５内のブレーキ液はマスタシリンダへ流入する。従って、切換弁ＳＶ９，ＳＶ１０が閉弁されている状況下において、ストロークシミュレータ３５内の圧縮ばね特性によりブレーキペダル３４に対してペダル踏力に応じたストロークを発生させることができる。

システム異常が検出された場合には、切換弁ＳＶ１２，ＳＶ１３が閉弁され、切換弁ＳＶ９，ＳＶ１０が開弁される。従って、マスタシリンダラインＭＣ１がホイールシリンダラインＷ１Ｆｔ，Ｗ１Ｒｒに連通されると共に、マスタシリンダラインＭＣ２がホイールシリンダラインＷ２Ｆｔ，Ｗ２Ｒｒに連通され、各ホイールシリンダ２０〜２３のホイールシリンダ圧をマスタシリンダ圧まで昇圧することが可能となり、安全が確保される。

尚、切換弁ＳＶ９，ＳＶ１０の上流側の圧力と下流側の圧力、すなわち、マスタシリンダ側の圧力と各制御圧ラインＥＢ１，ＥＢ２の圧力とは、常時ほぼ同じ圧力に維持されており、システム異常発生時にも確実且つ迅速なブレーキ操作が可能なようにバックアップしている。

次に、ブレーキコントローラ６０及びハイブリッドコントローラ７０によるブレーキ制御に係わる機能について、図３のブロック図を用いて説明する。

ブレーキコントローラ６０は、ＥＢＳ制御機能として、目標液圧演算部６１、ローパスフィルタ６２、実平均液圧演算部６３、リニア制御弁指令値演算部６４を備え、ＡＢＳ制御機能として、ＡＢＳ制御部６５、ＡＢＳ制御弁指令値演算部６６を備えている。ＡＢＳ制御部６５は、スリップ検知演算部６５ａ、推定車速演算部６５ｂ、減速度演算部６５ｃを備えている。

目標液圧演算部６１は、運転者がブレーキペダル３４を踏み込んだときのペダル踏力を、ＭＣ圧センサ３６，３７によってマスタシリンダラインＭＣ１，ＭＣ２の圧力として検出し、このペダル踏力に対応した要求制動力と、通信バス８０を介してハイブリッドコントローラ７０から送信されたモータ回生情報及び後述する液圧アップ指令に基づく制動力とに基づいて目標制動力を決定する。そして、この目標制動力に対応して、各ホイールシリンダ２０〜２３に印加するホイールシリンダ圧の目標値（目標液圧）を算出する。

ペダル踏力に対応した制動力は、例えば、図４に例示するマップを参照して決定することができる。図４の例では、ペダル踏力に対して前半で制動力を大きい勾配で直線的に増加させ、急ブレーキ時にも確実に対応できるようにしている。

ローパスフィルタ６２は、ＷＣ圧センサ３９，４０の信号に含まれる脈動成分やノイズ成分を除去するものであり、実平均液圧演算部６３は、このローパスフィルタを通過した信号を処理し、各ホイールシリンダ２０〜２３回路内ブレーキ液の実平均液圧を算出する。

リニア制御弁指令値演算部６４は、目標液圧演算部６１で算出した目標液圧と実平均液圧演算部６３で検出した実平均液圧との偏差ｅｒｒに基づいて、アキュムレータ３２に蓄圧された圧力を調圧するリニア制御加圧弁ＬＳＶ１及びリニア制御減圧弁ＬＳＶ２に対する制御指令値を演算する。この制御指令値に基づいてリニア制御加圧弁ＬＳＶ１及びリニア制御減圧弁ＬＳＶ２の開度が可変され、各ホイールシリンダ２０〜２３の実平均液圧が目標液圧に収束するようフィードバック制御される。

ＡＢＳ制御部６５は、スリップ検知演算部６５ａで４輪の車輪速センサ１０〜１３の信号に基づいて車輪のスリップを検知し、車輪のスリップ率が規定の判定値を越えた場合、車輪ロックと判定する。また、推定車速演算６５ｂで４輪の車輪速センサ１０〜１３の信号に基づいて車体速度を推定した推定車速を演算する。この推定車速は、例えば、４輪の車輪速度の変化に対して最大速度を包絡して推定車速を算出する。更に、減速度演算部６５ｃで加速度センサ１９の信号に基づいて車体の減速度を演算する。

また、ＡＢＳ制御部６５は、４輪の車輪速センサ１０〜１３の信号に基づいて何れかの車輪がロックしたことを検出すると、ＡＢＳ加圧弁ＳＶ１〜ＳＶ４及びＡＢＳ減圧弁ＳＶ５〜ＳＶ８を駆動する際のＡＢＳ制御モードを決定する。このＡＢＳ制御モードは、ロックした車輪のホイールシリンダ圧を減圧する減圧モードと、ホイールシリンダ圧を保持する保持モードと、減圧したホイールシリンダ圧を再加圧する加圧モードとからなり、これらのモードが短時間で移行する状態が繰り返される。

ＡＢＳ制御弁指令値演算部６６は、ＡＢＳ制御部６５で決定したＡＢＳ制御モードに応じて加圧弁（ＡＢＳ加圧弁ＳＶ１〜ＳＶ４）及び減圧弁（ＡＢＳ減圧弁ＳＶ５〜ＳＶ８）に対する指令値を演算し、ＡＢＳ制御の各モードに対応して短時間で各弁の閉弁と開弁とを切り換える。すなわち、減圧モードのときには、ロックした車輪に対応する加圧弁を閉じると共に対応する減圧弁を開弁し、保持モードのとき、対応する加圧弁及び減圧弁を共に閉弁状態に保持し、加圧モードのとき、対応する減圧弁を閉弁させたまま対応する加圧弁を開弁する動作を切り換える。

以上の機能を有するブレーキコントローラ６０は、ブレーキ信号、回生指令値、ＡＢＳ作動信号、ＡＢＳ作動状態、推定車速等の制御情報を通信バス８０を介してハイブリッドコントローラ７０に送信する。ブレーキ信号は、ＭＣ圧センサ３６，３７の信号に基づいて運転者のブレーキ操作を検出したことを示す信号であり、ＡＢＳ作動信号は、ＡＢＳ加圧弁ＳＶ１〜ＳＶ４の何れかが閉弁されている状態（４輪全てが加圧モードでない状態）を、ＡＢＳ作動とする信号である。また、ＡＢＳ作動状態は、減圧・保持・加圧モードの何れの制御状態にあるかについての情報である。

ハイブリッドコントローラ７０のブレーキ制御に係わる機能は、駆動制御部７１と、インバータ指令値演算部７２とに大別される。駆動制御部７１は、目標駆動・回生トルク演算部７１ａと目標モータ回転数演算部７１ｂとを備えている。

目標駆動・回生トルク演算部７１ａは、ブレーキペダル３４が踏み込まれておらず、ブレーキコントローラ６０からブレーキ信号が入力されない通常走行時、アクセルペダルの踏み込み量（アクセルペダルストローク）を検出するアクセルセンサ４５からの信号に基づいて運転者のアクセル操作に応じた要求駆動トルクを算出し、この要求駆動トルクをエンジントルクとモータトルクとに分配する。そして、エンジントルクとモータトルクとの分配率に基づく駆動トルク指令値を、エンジン・変速コントローラ５０、インバータ指令値演算部７２に出力し、エンジン・変速コントローラ５０によるエンジン制御（変速制御）を実行させる共に、インバータ指令値演算部７２からの制御指令値によるフロントモータ５及びリヤモータ７の駆動制御を実行する。

アクセル操作に応じた要求駆動トルクは、例えば、図５に例示するマップを参照して決定することができる。図５の例では、アクセルペダルストロークに対して駆動トルクを直線的に増加させ、所定のアクセルペダルストローク以上の領域では、エンジン特性とモータの消費電力とを考慮して駆動トルクの増加割合を抑制する特性に設定されている。

また、ブレーキコントローラ６０からブレーキ信号が入力されたときには、ＡＢＳ作動状態を参照し、ＡＢＳが作動していない状態では、モータ回生トルクを演算してインバータ指令値演算部７２に出力すると共に、ブレーキコントローラ６０にモータ回生情報を送信する。

更に、ブレーキコントローラ６０でＡＢＳ制御が開始されたときには、ロックした車輪の回生を中止し、回転を復帰させる車輪速復帰制御に移行する。この車輪速度復帰制御は、基本的に、ロックした車輪に比較的大きなモータ駆動トルクＴMMを与えることにより、スリップした車輪速度ω0を可及的且つ速やかに加速し、推定車速Ｖ相当の目標車輪速度ωに復帰させるものであり、目標駆動・回生トルク演算部７１ａで演算されるモータ駆動トルクＴMMと目標モータ回転数演算部７１ｂで演算される目標モータ回転数ωMとをフィードフォワード制御することにより実行される。

モータに付加する駆動トルクは、本形態においては、「エネルギーの法則」に従い、スリップしている駆動系の回転慣性ＩWを、駆動トルク付加開始時の実車輪速度（実スリップ車輪速度）ω0から目標車輪速度ωに加速する関係を記述した以下の（１）式に基づいており、（１）式から以下の（２）式を導き、目標車輪速度ωと実車輪速度ω0との偏差に比例する付加駆動トルクＭWを一定時間ｔだけ与えるように設定する。
1/2・ＩW・（ω²−ω0²）＝Ｍw・φ＝ＭW・1/2・（ω＋ω0）・ｔ …（１）
但し、φ：トルク付加回転角度
ｔ：トルク付加時間
ＩW・（ω−ω0）＝ＭW・ｔ …（２）

実際にモータに与える駆動トルクＴMMは、車軸までの減速比ｉ、スリップ車輪数、及びスリップ率（ω−ω0／ω）を考慮して設定する。すなわち、付加駆動トルクＭWは、各左右輪、駆動軸毎に上述のエネルギー式を適用して求めた付加駆動トルクＭj（添字ｊは、各車輪毎の値を示す）として求められ、以下の（３）式に示すように、モータ駆動トルクＴMMは、車輪毎の付加駆動トルクＭjの合力を減速比ｉで除算した値として求められる。また、目標モータ回転数ωMは、以下の（４）式に示すように、目標車輪速度ωに減速比ｉを乗じて求められる。
ＴMM＝ΣＭj／ｉ …（３）
ωM＝ω×ｉ …（４）

以上の駆動トルクＴMMと目標モータ回転数ωMとによるモータ制御により、スリップした（ロックした）車輪の回転が復帰し、ＡＢＳ再加圧が開始されるが、この再加圧により車輪スリップ率が増加すると、再度、ＡＢＳ減圧モードに移行し、以後、これを繰り返すことになる。尚、このとき、駆動系の回転慣性を加速するだけであるため、モータ最大出力をオーバーすることはない。

また、以上のモータ制御においては、ＡＢＳ加圧時に微小駆動トルクＴMminを与える。この微小駆動トルクＴMminは、駆動系のガタ等による機械的な応答遅れを補償するために与えるトルクであり、その後のブレーキ圧を開放した車輪の回転復帰を早めることができる。本形態においては、ＡＢＳ加圧毎に微小駆動トルクＴMminを継続して与えるようにしているが、当初の期間のみ微小駆動トルクＴMminを与えるようにしても良い。

更に、この微小駆動トルクＴMminの発生中は、液圧アップ指令をブレーキコントローラ６０に送信し、ＥＢＳのリニア制御加圧弁ＬＳＶ１及びリニア制御減圧弁ＬＳＶ２によるブレーキ制御圧を、微小駆動トルクＴMminに相当する調整圧ΔＰだけ増圧させる。これは、万一、運転者がスリップを察知してブレーキペダル３４の踏み込みを緩めた場合にも、ＡＢＳ加圧時の車輪制動力を通常のＡＢＳ制御時と同様に確保するためである。

この場合の調整圧ΔＰと、微小駆動トルクＴMmin相当の車輪位置制動トルクΔＴBminjとの関係は、以下の（５）式に示すように、路面の状態に依存する路面摩擦係数μではなく、ブレーキ機構部品の摩擦材の摩擦係数μgjによって決定される。
ΔＴBminj＝ΔＰ・μgj・ＡWj・Ｒj …（５）
但し、ＡWj：ホイールシリンダ面積
Ｒj ：ブレーキ有効半径

従って、以下の（６）式に示すように、微小駆動トルクＴMminに減速比ｉを乗じた車輪位置制動トルクΔＴBminjの合力（制動力）は、摩擦材の摩擦係数μgj、ホイールシリンダ面積ＡWj、ブレーキ有効半径Ｒjが一定であるため、調整圧ΔＰにより変動することはない。
ＴMmin・ｉ＝ΣΔＴBminj …（６）

以上の車輪速復帰制御は、具体的には、ハイブリッドコントローラ７０で所定時間毎に実行される図６の車輪速復帰制御ルーチンによって実施される。以下、図６のフローチャートに示す車輪速復帰制御ルーチンについて説明する。

この車輪速復帰制御ルーチンにおいては、最初のステップＳ１で、ブレーキコントローラ６０からのブレーキ信号の入力の有無を調べる。そして、ブレーキ信号が入力されておらず、運転者によるブレーキ操作がなされていないときには、ブレーキ信号の入力待ちとなり、ブレーキ信号が入力されたとき、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、ブレーキコントローラ６０からＡＢＳ作動信号が入力されているか否かを調べる。ＡＢＳ作動信号が入力されていないとき、すなわち、ブレーキ時の車輪ロックが発生していないときには、「回生制動制御モード」ルーチンへ移行し、ＡＢＳ作動信号が入力されたとき、すなわち、ブレーキ時に車輪ロックが発生したときには、ステップＳ３へ進み、ＡＢＳ作動状態（ＡＢＳ制御モード）を調べる。

その結果、４輪の全てが減圧モードでないときには、ステップＳ２からステップＳ８へジャンプし、少なくとも１輪が減圧モードのとき、ステップＳ２からステップＳ４へ進んで回生トルクを零とする回生トルク零化指令を出力し、減圧モード下にある車輪の回生を中止した後、ステップＳ５で車輪速アップ駆動トルク指令を出力する。この車輪速アップ駆動トルク指令は、前述した目標モータ回転数ωMと駆動トルクＴMMとのフィードフォワード制御により、ロックした車輪の車輪速度をアップして回転復帰を促進する制御指令である。

その後、ステップ６へ進み、モータ回転数が目標モータ回転数ωMに達したか否かを判定する。モータ回転数が目標モータ回転数ωMに達していない場合には、ステップＳ７で駆動トルクＴMMを与える時間として設定した時間ｔの経過を待ち、時間ｔが経過したとき、或いはモータ回転数が目標モータ回転数ωMに達したときには、ステップＳ８へ進み、
微小駆動トルクＴMminを与える微小駆動トルク指令を出力して駆動系の機械的な応答遅れを補償すると共に、ブレーキコントローラ６０にブレーキ液圧アップ指令信号を出力して微小駆動トルクＴMmin発生中のブレーキ制御圧を増圧し、運転者がスリップを察知してブレーキペダル３４の踏み込みを緩めた場合にも、ＡＢＳ加圧時の車輪制動力を通常のＡＢＳ制御時と同様に確保する。

その後、ステップＳ９へ進み、ＡＢＳ作動信号の有無からＡＢＳ作動が解除されたか否かを判断する。そして、依然としてＡＢＳが作動している場合には、ステップＳ３へ戻って以上の処理を繰り返し、ＡＢＳ作動が解除されたとき、ステップＳ１０へ進んで、駆動トルクＴMM及び微小駆動トルクＴMminによる補正を解除する補正トルク解除信号を出力すると共に、微小駆動トルクＴMminに対応したブレーキ制御圧の増圧を解除する液圧アップ指令解除信号をブレーキコントローラ６０に出力し、ルーチンを抜ける。

以上のように、本実施の形態においては、ＡＢＳを併設した既存の電子制御ブレーキシステムを利用しながら、制動中におけるＡＢＳ作動時に、各輪のＡＢＳ作動状態（減圧・保持・加圧モード）の情報に基づいて、スリップした（ロックした）車輪に比較的大きな駆動トルクを与えて車輪の回転復帰を早め、また、回転復帰後も、微小駆動トルクを与えると共に、この微小駆動トルク分だけブレーキ制御圧を高めることにより、十分なブレーキ性能を確保しつつ、ＡＢＳ制御応答性とＡＢＳ作動時の方向安定性とを向上することができる。

尚、自動ブレーキにより車両のヨー挙動を制御するスタビリティコントロール装置を有する電動車両では、スタビリティコントロール制御終了時の車輪速復帰を早め、ヨー収束性を向上することが可能である。

ハイブリッド車のシステム構成図 電子制御ブレーキのシステム系統図 ＨＥＶモータ制御系とブレーキ制御系のブロック図 制動力マップの特性例を示す説明図 駆動トルクマップの特性例を示す説明図 車輪速復帰制御ルーチンのフローチャート

符号の説明

５ フロントモータ
７ リヤモータ
６０ ブレーキコントローラ
６５ ＡＢＳ制御部
７０ ハイブリッドコントローラ
７１ａ 回生トルク演算部
７１ｂ 目標モータ回転数演算部
ＳＶ１〜ＳＶ４ ＡＢＳ加圧弁
ＳＶ５〜ＳＶ８ ＡＢＳ減圧弁
ＩW 回転慣性
ＴMM 駆動トルク
ＴMmin 微小駆動トルク
Ｖ 推定車速
ｉ 減速比
ω 目標車輪速度
ωM 目標モータ回転数
ω0 実車輪速度

Claims (8)

1. 少なくともモータの駆動力を車輪に伝達し、ブレーキ系の圧力を電子的に制御する電子制御ブレーキシステムと、制動による上記車輪のロック状態を判定して上記車輪のブレーキ圧力を調整するアンチロックブレーキシステムとを備えた電動車両の駆動力制御装置であって、
   上記車輪がロック状態と判定したときの車体速度の推定値に基づいて、上記モータの目標回転数を設定する手段と、
   上記アンチロックブレーキシステムが作動して上記車輪のブレーキ圧力を減圧する減圧モードにあるとき、上記モータによる回生制動を中止し、上記モータに、ロック状態にある上記車輪の回転慣性に基づく駆動トルクを上記目標回転数に達するまで発生させる手段とを備えたことを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
2. 上記目標回転数を、上記車体速度に相当する車輪速度に、上記モータから車軸までの減速比を乗算して求めることを特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動力制御装置。
3. 上記駆動トルクを、上記目標回転数と実回転数との偏差に比例するように設定することを特徴とする請求項１又は２記載の電動車両の駆動力制御装置。
4. 上記駆動トルクを、上記目標回転数と実回転数との偏差と上記回転慣性との乗算値に基づいて設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の電動車両の駆動力制御装置。
5. 上記駆動トルクを、一定時間だけ発生させることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の電動車両の駆動力制御装置。
6. 上記モータが上記目標回転数に達した後、上記アンチロックブレーキシステムが上記車輪のブレーキ圧力を再加圧する加圧モードに移行したとき、駆動系の機械的な応答遅れに基づく微小駆動トルクを発生させることを特徴とする請求項１〜５の何れか一に記載の電動車両の駆動力制御装置。
7. 上記微小駆動トルクを、上記アンチロックブレーキシステムの作動により上記ブレーキ圧力を再加圧したときに継続的に発生させることを特徴とする請求項６記載の電動車両の駆動力制御装置。
8. 上記モータで上記微小駆動トルクを発生中は、上記ブレーキ系の圧力を上記微小駆動トルク分だけ増加させることを特徴とする請求項６又は７記載の電動車両の駆動力制御装置。

Images