JP2007049825A - 電動車両の走行制御装置および電動走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】
車両の駆動時，制動時，旋回時等の走行時にタイヤにスリップが発生した場合、常に路面摩擦係数μが最大値になるようにモータの出力を制御し、最大のタイヤ駆動力，及びタイヤ制動力を得られる電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを提供することにある。
【解決手段】
モータを有する電動駆動装置８，９を制御して、車輪６，７を駆動及び制動する電動車両に用いられる。ＥＳＣ−ＣＵ３１は、車輪の空転を検出すると、前記モータを力行及び回生制御することで、路面状態に応じて収束するスリップ率を変える。ＥＳＣ−ＣＵ３１は、モータ電流に基づいて路面摩擦係数μを演算し、求められた前記路面摩擦係数μが最大値近傍となるように前記モータを力行及び回生制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、走行用モータにより車両の車輪を駆動する電気自動車及びハイブリッド自動車等の電動車両に用いられる電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムに関する。

従来、モータを駆動源とするハイブリッド車両や電気自動車等の電動車両では、例えば、実開平５−２５０１号公報に記載のように、駆動輪と非駆動輪との間の回転速度差に応じて、モータ出力及び回生ブレーキ力を制御し、モータ駆動時及び回生ブレーキ時の車輪のスリップをなくすものが知られている。

実開平５−２５０１号公報

しかし、実開平５−２５０１号公報に記載のようなモータの制駆動制御にあっては、駆動輪と非駆動輪との間の回転速度差に応じて、モータ出力及び回生ブレーキ力を制御するため、以下に説明するような問題を生ずる。

ここで、タイヤの制駆動力Ｆは、以下の式（１）で表せる。

Ｆ＝μ×Ｗ …（１）

ここで、μ：路面摩擦係数であり、Ｗ：タイヤ接地荷重である。

そして、路面摩擦係数μとタイヤスリップ率の関係は、路面の状態によって路面摩擦係数の最大値μmaxをとるスリップ率は変わる。加速性能・減速性能を常に最大にするには路面摩擦係数μが最大値となるように制駆動力を制御することが望ましい。しかしながら、実開平５−２５０１号公報に記載のようなモータの制駆動制御では、駆動輪と非駆動輪との間の回転速度差に応じてモータ制御を行うため、全ての路面状態において常に最大路面摩擦係数μmaxになるように制御することはできないという問題点がある。

本発明の目的は、車両の駆動時，制動時，旋回時等の走行時にタイヤにスリップが発生した場合、常に路面摩擦係数μが最大値になるようにモータの出力を制御し、最大のタイヤ駆動力，及びタイヤ制動力を得られる電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、モータを有する電動駆動装置を制御して、車輪を駆動及び制動する電動車両に用いられ、前記車輪の空転を検出すると、前記モータを力行及び回生制御することで、路面状態に応じて収束するスリップ率を変える制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、車両の走行時にタイヤにスリップが発生した場合、最大のタイヤ駆動力，及びタイヤ制動力を得られるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、モータ電流に基づいて路面摩擦係数μを演算し、前記前記路面摩擦係数μが最大値近傍となるように前記モータを力行及び回生制御するようにしたものである。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記制御手段は、前記電動駆動装置のモータにより前記電動車両を駆動している時に前記車輪の空転を検出すると、前記電動駆動装置のモータを回生制動し、その回生制動中に前記路面摩擦係数μの値が増加から減少への反転を検出すると、前記電動駆動装置のモータを力行制御し、さらに、力行中に前記路面摩擦係数μの値が増加から減少への反転を検出すると、再び前記電動駆動装置のモータを回生制動するようにしたものである。

（４）上記（３）において、好ましくは、さらに、前記電動車両は、電子制御式スロットルバルブをもつエンジンにより車輪を駆動するとともに、前記制御手段は、前記エンジンで駆動されている車輪の空転が検出されると、前記電子制御式スロットルバルブを車輪の空転が収まるまで閉じ側に制御し、前記エンジン出力を絞ると共に、前記路面摩擦係数μが最大値近傍になるように前記モータを力行及び回生制御するようにしたものである。

（５）上記（４）において、好ましくは、前記制御手段は、前記電子制御式スロットルバルブを車輪の空転が収まるまで閉じ側に制御した結果、前記電子制御式スロットルバルブがほぼ全閉になったら前記エンジンを停止し、前記電動駆動装置のモータで駆動走行するようにしたものである。

（６）上記（３）において、好ましくは、前記電動車両は、ドライバーのステアリング舵角を検出するステアリング舵角センサを備え、前記電動駆動装置は、左右一対の車輪の独立に駆動するものであって、前記制御手段は、前記左右一対のいずれか一方の車輪の空転を検出すると、前記電動駆動装置のモータを前記路面摩擦係数μが最大値近傍になるように力行及び回生制御し、前記ステアリング舵角センサ信号より車両の直進走行を検出した時に、前記左右一対の車輪のうち空転していない方の車輪を駆動するモータトルクを他方のモータトルクとほぼ同量にするようにしたものである。

（７）上記（２）において、好ましくは、前記制御手段は、前記電動駆動装置のモータの回生ブレーキにより電動車両を制動している時に車輪の空転を検出すると、前記電動駆動装置のモータ回生制動力を弱め、回生制動力を弱めた後、前記演算手段で演算された路面摩擦係数μの値の増加から減少への反転を検出したら前記電動駆動装置のモータの回生制動力を強め、さらに、回生制動力を強めた後、前記演算手段より求められた路面摩擦係数μの値の増加から減少への反転を検出したら再びモータ回生制動力を弱めるようにしたものである。

（８）上記（７）において、好ましくは、さらに、前記電動車両は、ドライバーのステアリング舵角を検出するステアリング舵角センサを備え、前記電動駆動装置は、左右一対の車輪の独立に駆動するものであって、前記制御手段は、前記左右一対のいずれか一方の車輪の空転を検出して前記電動駆動装置の前記モータを前記路面摩擦係数μが最大値近傍になるように回生制御し、前記ステアリング舵角センサ信号より車両の直進走行を検出した時に、前記左右一対の車輪のうち空転していない方の車輪を制動する電動駆動装置のモータ回生トルクを他方のモータ回生トルクとほぼ同量にするようにしたものである。

（９）上記（３）若しくは（７）において、好ましくは、前記電動車両は、前記ステアリング舵角センサより車両の旋回走行を検出した時、左右の電動駆動装置のモータ駆動トルクまたは回生トルクに差をつけ、その差により車両旋回モーメント発生させ旋回するものであって、前記制御手段は、前記左右一対のいずれか一方の車輪の空転を検出して前記電動駆動装置の前記モータを前記路面摩擦係数μが最大値近傍になるようにモータトルクを制御したとき、ステアリング舵角で設定する目標旋回モーメントが得られるように他方の空転していない車輪のモータトルクを変更するようにしたものである。

（１０）また、上記目的を達成するために、本発明は、モータを有する電動駆動装置を制御して、車輪を駆動及び制動する電動車両に用いられ、前記電動駆動装置と、前記電動駆動装置に供給する電力を制御する電動機制御手段と、前記電動機制御手段を制御する走行制御装置とを備え、前記走行制御装置は、前記車輪の空転を検出すると、前記モータを力行及び回生制御することで、路面状態に応じて収束するスリップ率を変える制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、車両の走行時にタイヤにスリップが発生した場合、最大のタイヤ駆動力，及びタイヤ制動力を得られるものとなる。

本発明によれば、車両の走行時にタイヤにスリップが発生した場合、常に路面摩擦係数μが最大値になるようにモータの出力を制御し、最大のタイヤ駆動力，及びタイヤ制動力が得られるものとなる。

以下、図１〜図２８を用いて、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムの構成及び動作について説明する。なお、以下の例では、電動車両の一例として、モータと内燃機関を動力源とするハイブリッド車両を例にして説明する。

ここで、内燃機関は、燃料を燃焼させて動力を出力する動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンや水素ガスなどの気体燃料を使用するガスエンジンなどである。以下の説明では内燃機関をエンジンと記す。

最初に、図１を用いて、本実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した電動車両の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した電動車両の構成を示すシステムブロック図である。

図１に示す車両は、駆動源として、エンジン１及びモータ２と、電動駆動装置（ＥＤＴ）８，９とを備えている。電動駆動装置８，９は、図２〜図５を用いて後述するように、モータと減速機で構成される。エンジン１及びモータ２は、前輪４，５を駆動し、電動駆動装置８，９は、後輪６，７をそれぞれ駆動する。

エンジン１とエンジンクランクシャフトに連結されるモータ２の出力は、変速機３によって増減速され、変速機３の内部に配設される差動機構を介して一対の前輪４，５を駆動する。電動駆動装置８，９は、左右後輪６，７の各々に連結され、左右後輪６，７を駆動する。

エンジン１の回転数は、エンジンコントロールユニット（Ｅ−ＣＵ）２６によって制御される。エンジンコントロールユニット（Ｅ−ＣＵ）２６は、アクセル開度センサ２２によって検出されるアクセル開度信号や、電子制御式スロットルバルブ装置（ＥＴＢ）１４に備えられている電制スロットルバルブポジションセンサ信号や、エンジン回転数信号や、エンジン冷却水温度信号に応じて、エンジン１を制御する。エンジンコントロールユニット（Ｅ−ＣＵ）２６は、電子制御式スロットルバルブ装置（ＥＴＢ）１４を制御して、スロットルバルブの開度を可変して、エンジン１に吸入される空気量を制御する。また、エンジンコントロールユニット（Ｅ−ＣＵ）２６は、燃料噴射弁（ＩＮＪ）１５を制御して、エンジン１に供給される燃料噴射量を制御する。

変速機コントロールユニット（ＴＭ−ＣＵ）２７は、走行状態に応じて、変速機３の変速比を制御する。

インバータ装置（ＩＮＶ）３０は、３個のモータコントロールユニット（Ｍ−ＣＵ）２８、及び３個の半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）装置２９とを備えている。３個のモータコントロールユニット（Ｍ−ＣＵ）２８は、それぞれ、３個の半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）装置２９を制御して、バッテリ（ＢＡＴ）３２の直流電力を交流電力に変化して、モータ２や、電動駆動装置８，９の内部のモータに供給し、それぞれのモータの出力トルクを制御する。それぞれのモータは、例えば、３相同期モータを用いている。なお、回生制動時には、それぞれのモータの出力電力を直流電力に変換して、バッテリ３２に蓄電する。

エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、各車輪４，５，６，７に設けられている車輪速センサ１７，１８，１９，２０によって検出された各車輪速に基づいて、車輪のロック状態を検出し、スリップ時には、エンジンスタビリティコントロールアクチュエータ（ＥＳＣ−Ａｃｔ）１６により、各車輪４，５，６，７に設けられているブレーキ１０，１１，１２，１３を制御する。すなわち、エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、いわゆる、アンチブレーキシステム（ＡＢＳ）として、ブレーキの制御を行う。

また、エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、車輪速センサ１７，１８，１９，２０によって検出された各車輪速に基づいて、車両の駆動時，制動時，旋回時等の走行時における車輪のスリップ状態を検出し、モータ２や、電動駆動装置８，９の内部のモータを、駆動制御若しくは回生制動制御する。すなわち、エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、本実施形態における車両走行制御装置に相当するものである。また、エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１と、インバータ３０と、電動駆動装置８，９によって、本実施形態における車両走行制御システムを構成する。

エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、エンジン１を制御する場合には、エンジンコントロールユニット（Ｅ−ＣＵ）２６に制御指令を出力し、エンジンコントロールユニット（Ｅ−ＣＵ）２６がこの制御指令に基づいて、エンジン１を制御する。また、エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、各モータを制御する場合には、モータコントロールユニット（Ｍ−ＣＵ）２８に制御指令を出力し、モータコントロールユニット（Ｍ−ＣＵ）２８がこの制御指令に基づいて、各モータを制御する。エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１による走行制御の詳細については、図６〜図２１を用いて後述する。

エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、ブレーキ踏力センサ２３からの信号によって、ブレーキが踏まれているか否かや、ブレーキの踏込み具合を判定し、制動時であるか否か等を判定する。また、エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、ステアリング舵角センサ２１からの信号によって、直進時か、旋回時かを判定する。エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、加減速センサ２４の出力により、車体の速度を検出する。

エンジンコントロールユニット（Ｅ−ＣＵ）２６，変速機コントロールユニット（ＴＭ−ＣＵ）２７，モータコントロールユニット（Ｍ−ＣＵ）２８，エンジンスタビリティコントロール・コントロールユニット（ＥＳＣ−ＣＵ）３１は、上位のハイブリッド自動車コントロールユニット（ＨＥＶ−ＣＵ）２５によって統合制御される。

車両駆動時は、エンジン１とエンジンクランクシャフトに連結されるモータ２との回転数を変速機３で増減速し、変速機３の内部に配設される差動機構を介して一対の前輪４，５を駆動する。電動駆動装置８，９は、左右後輪６，７の各々に連結され、電動駆動装置８，９により駆動される。

車両制動時は、一対の前輪４，５は、左右前輪４，５に配設される油圧ブレーキ１０，１１とエンジンクランクシャフトに連結されるモータ１の回生ブレーキの合力で制動される。また、一対の後輪６，７は、左右後輪６，７に各々配設される一対の電動駆動装置８，９を構成するモータの回生ブレーキで主におこない、補助的に油圧ブレーキ１２，１３を使用する。

次に、図２を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置８の構成について説明する。なお、電動駆動装置９も、同様の構成を有している。
図２は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置の構成を示す断面図である。

電動駆動装置８は、モータ１０１と、減速機１０２とからなる。減速機１０２は、サンギア１０３と、リングギア１０４と、サンギア１０３及びリングギア１０４に噛合う複数のピニオンギア１０５と、複数のピニオンギア１０５を自転および公転可能に支持するキャリア１０６からなる遊星歯車装置で構成される。

モータ軸１０７はサンギア１０３に結合され、リングギア１０４は減速機ケース１０８に結合して回転しないように固定される。キャリア１０５はドライブシャフト１０９に結合される。これにより、モータ１０１の回転は減速し、ドライブシャフト１０９を介してタイヤ６を駆動する。

なお、この例では、減速機を遊星歯車装置の１セットで構成しているが遊星歯車装置の数は１セットに限ったものではない。減速機の減速比を大きくとるために複数の遊星歯車装置で減速装置を構成してもよいものである。また、サンギア１０３，リングギア１０４，キャリア１０５をそれぞれモータ軸１０７，ケース１０８，ドライブシャフト１０９に結合しているが、この組合わせに限ったものでなくモータ軸回転を減速する組合わせならよいものである。さらに、図示の電動駆動装置の例では、シングルピニオン式遊星歯車装置であるが、ダブルピニオン式遊星歯車装置でもよいものである。

次に、図３を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置の他の構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置の他の構成を示す断面図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。

図３に示した電動駆動装置８Ａは、図２に示した減速機１０２に代えて、変速機１１２を備えている。変速機１１２は、サンギア１１３と、リングギア１１４と、サンギア１１３及びリングギア１１４に噛合う複数のピニオンギア１１５と、複数のピニオンギア１１５を自転および公転可能に支持するキャリア１１６とからなる遊星歯車装置で構成される。

モータ軸１０７は、サンギア１１３とクラッチ１１９を介して、キャリア１１６と結合している。また、リングギア１１４は、二方向ブレーキ１２０を介して、電動駆動装置のケース１２１と結合している。また、キャリア１１６は、ドライブシャフト１０９に結合する。なお、クラッチ１１９は、電磁クラッチまたは油圧クラッチ等である。二方向ブレーキ１２０は、電磁ブレーキ等である。

以上のように構成された変速機１１２では、クラッチ１１９の締結・開放および二方向ブレーキの締結・解除を制御することで、第１速ギヤ段（第１変速段）、第２速ギヤ段（第２変速段）が選択的に成立させられ、変速比γ（＝入力軸回転速度ＮIN／出力軸回転速度ＮOUT ）が各ギヤ段毎に得られる。例えば、第１速ギヤ段（第１変速段）は、クラッチ１１９を開放し、サンギア１１３に結合するモータ１２３の回転によりリングギア１１４が逆回転を防止するように二方向ブレーキ１２０が締結することで形成される。次に、第２速ギヤ段（第２変速段）は、クラッチ１１９を締結することで、遊星歯車装置１１７が一体回転するようになり、二方向ブレーキ１２０が自動的に解除されることで形成される。

車両後退は、モータ１２３を逆回転させることで行う。後退時は車両速度が低いため、クラッチ１１９を開放した第１速ギヤ段（第１変速段）のみの走行になる。なお、変速機１１２の構成は上記に限ったものでは無い。

次に、図４を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置のその他の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置のその他の構成を示す断面図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。

図２に示した電動駆動装置８は、モータ１０１をドライブシャフト１０９と同軸上に配設しているのに対して、本例の電動駆動装置８Ｂでは、モータ軸１０７をドライブシャフト１０９とは異なる軸心とした平行な軸となるように、モータ１０１と減速機１２７を配設したものである。

次に、図５を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置のさらにその他の構成について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置のさらにその他の構成を示す断面図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。

図２に示した電動駆動装置８は、モータ１０１をドライブシャフト１０９と同軸上に配設しているのに対して、本例の電動駆動装置８Ｃでは、モータ軸１０７をドライブシャフト１０９に対して直交した軸となるように、モータ１０１と減速機１３１を配設したものである。

次に、図１に示したシステムにおける電動駆動装置の（１）車両駆動時タイヤスリップ時のエンジン，モータの制御、（２）車両制動時タイヤスリップ時のモータ制御、（３）車両旋回時タイヤスリップ時のモータ制御について、以下説明する。

第１に、図６〜図１２を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時タイヤスリップ時のエンジン，モータの制御の内容について説明する。
最初に、図６〜図８を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の全体の制御内容について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の全体の制御内容を示すフローチャートである。図７は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるアクセル開度−要求駆動トルクマップの説明図である。図８は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられる車両速度（ＶＳＰ）−要求駆動トルクとに基づく領域判定マップの説明図である。

図６の制御処理は、車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータ制御のメインルーチンを示し、ＥＳＣ−ＣＵ３１によって実行される。

最初に、ステップＳ００１において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、以下の各信号を読み込む。（１）ＨＥＶ−ＣＵ２５にて演算されたエンジン駆動力，モータ駆動力、（２）電動駆動装置８，９に備えられたモータ回転数センサによって検出されたモータ回転速度、（３）電動駆動装置８，９に備えられたモータ電流センサによって検出されたモータ電流、（４）車輪速センサ１７，１８，１９，２０によって検出された各車輪速。

（１）エンジン駆動力，モータ駆動力は、以下の様にして、ＨＥＶ−ＣＵ２５で求める。ＨＥＶ−ＣＵ２５は、図７に示すアクセル開度−要求駆動トルクマップを用いて、アクセル開度センサ２２によって検出されたドライバーのアクセル操作に基づくアクセル開度から要求駆動トルクを求める。また、ＨＥＶ−ＣＵ２５は、図８に示す車両速度（ＶＳＰ）−要求駆動トルクとに基づく領域判定マップを用いて、前記の要求駆動トルクと、加速度センサ２４から求められた車両の車両速度（ＶＳＰ）とから、エンジンとモータの駆動領域を判定する。その駆動領域に設定されるトルクの割合で、エンジン要求トルクとモータ要求トルクを決める。

次に、ステップＳ００２において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、路面摩擦係数μを、以下の式（２）に従って演算する。

μ＝｜（Ｔｍｏｔｏｒ−Ｉ×α）／（ｒ×Ｗ）｜ …（２）

ここで、Ｔｍｏｔｏｒ：モータトルクであり、Ｉ：モータロータ〜タイヤ間の慣性モーメントであり、α：モータの回転角加速度であり、ｒ：タイヤ半径であり、Ｗ：輪荷重である。

モータトルクＴｍｏｔｏｒは、ステップＳ００１で読み込まれたモータ電流から求める。また、モータ角加速度αは、ステップＳ００１で読み込まれたモータ回転センサで検出した回転速度より演算して求める。モータロータ〜タイヤ間の慣性モーメントＩ、タイヤ半径ｒ、輪荷重Ｗは、ＨＥＶ−ＣＵ２５のＣＰＵ内のＲＯＭに記憶されている。なお、輪荷重は左，右前輪および左，右後輪にそれぞれ作用する接地荷重をセンサで検出してもよいものである。

次に、ステップＳ００３において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、駆動輪がスリップしたか否かを判断する。４輪駆動車の場合、前後加速度センサ２４より車体速ＶＳＰを演算し、演算の結果得られた車体速ＶＳＰと各駆動輪の車輪速センサ１７，１８，１９，２０より検出した車輪速を比較し、スリップを判断する。車体速ＶＳＰよりも、いずれかの車輪速が早い場合には、その車輪がスリップしていることになる。

スリップ有りと判断されると、ステップＳ００４のＨＥＶ−ＴＣＳ（ハイブリッド自動車トラクションコントロール）サブルーチンを実行し、その後、ステップＳ００５のＭＯＴＯＲ−ＴＣＳ（モータトラクションコントロール）サブルーチンを行い、ステップＳ００６で終了判定を行う。ＨＥＶ−ＴＣＳサブルーチンは、スリップ状態と判定されたとき、エンジン１を制御することでスリップを抑制するように制御するものであり、その詳細については、図９を用いて後述する。ＭＯＴＯＲ−ＴＣＳサブルーチンは、スリップ状態と判定されたとき、電動駆動装置８，９の中のモータを制御することでスリップを抑制するように制御するものであり、その詳細については、図１０を用いて後述する。

ステップＳ００６では、ステップＳ００１のモータ要求トルクＴｄｅｍａｎｄと後述するＭＯＴＯＲ−ＴＣＳ制御による駆動トルクＴｄｒｉｖｅを比較し、Ｔｄｅｍａｎｄ＝Ｔｄｒｉｖｅとなったら終了と判定する。なお、ステップＳ００３でスリップ無しと判断されれば、このメインルーチンを終了する。

次に、図９を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン制御時のＨＥＶ−ＴＣＳサブルーチンの制御内容について説明する。なお、ＨＥＶ−ＴＣＳサブルーチンは、Ｅ−ＣＵ２６で実行される。

図９は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン制御時の制御内容を示すフローチャートである。

最初に、ステップＳ１０１において、Ｅ−ＣＵ２６は、アクセルポジションセンサ信号，電制スロットルバルブポジションセンサ信号，エンジン回転速度，エンジン冷却水温等の各信号を読み込む。アクセルポジションセンサ信号は、アクセル開度センサ２２によって検出される。電制スロットルバルブポジションセンサ信号は、電子制御スロットルバルブ１４によって検出される。エンジン回転速度は、エンジン１に設けられたエンジン回転数センサによって検出される。エンジン冷却水温は、エンジン１に設けられた冷却水温センサによって検出される。

次に、ステップＳ１０２において、Ｅ−ＣＵ２６は、エンジンが始動しているか否かをエンジン回転センサ信号などより判断し、エンジンが始動していればステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、Ｅ−ＣＵ２６は、エンジン駆動力で駆動している一対の車輪うち左右輪のいずれかがスリップしているか判断する。図１に示すシステムの場合、車体速ＶＳＰと前輪の車輪速センサ１７，１８より検出した車輪速を比較し、車体速ＶＳＰよりも、車輪速センサ１７，１８の車輪速が早い場合には、その車輪がスリップしていることになる。また、車輪速センサ１７，１８の車輪速が共に、車体速ＶＳＰよりも早い場合には、両方の前輪４，５が共にスリップしていることになる。

ステップＳ１０３で車輪のスリップが判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、Ｅ−ＣＵ２６は、電子制御スロットルバルブ１４を閉じる方向に制御して、車輪のスリップが収まるまで閉じる方向に制御する。すなわち、スロットルバルブを閉じることで、吸入空気量が減少し、エンジン１の出力トルクを低減することで、前輪の駆動トルクを小さくし、前輪の車輪速が低減し、スリップを抑制するようにする。

そして、ステップＳ１０５において、Ｅ−ＣＵ２６は、電制スロットルバルブが全閉になったか否かを判定し、全閉を判定した場合ステップＳ１０６に進み、エンジンの暖機状況を判定する。エンジン冷却水温が設定値より高ければエンジンの暖機は終了済みと判断しステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では、Ｅ−ＣＵ２６は、現在モータで発電しているか否かを判定し、発電していなければステップＳ１０８に進み、エンジンを停止させる。即ちエンジンで車両の駆動，エンジンの暖機，発電をやっていない時、エンジンによる無駄な燃料消費を防止するためにエンジンを停止させる。エンジン１を停止することで、エンジン１の出力トルクは０となり、前輪４，５の回転は停止するため、前輪のスリップを回避することができる。

一方、ステップＳ１０３にてエンジン駆動力で駆動している一対の車輪うち左右輪のいずれもスリップしていないと判断した場合、またステップＳ１０５で電制スロットルバルブが全閉でない場合、またステップＳ１０６でエンジン水温が設定値より低い場合、またステップＳ１０７発電中の場合はエンジンを停止しない。

次に、ステップＳ１０９において、Ｅ−ＣＵ２６は、ステップＳ００６の判定結果を参照する。そして終了と判定したらステップＳ００６でＨＥＶ−ＣＵ２５にて実施されるエンジン、モータの駆動力制御の結果をＣＡＮ３３を介して読み込み、その結果に従い、ステップＳ１１１でエンジンの制御を行い、ＨＥＶ−ＴＣＳサブルーチンを終了する。すなわち、ステップＳ００６でスリップ終了と判定された場合には、スリップは回避できたため、ステップＳ１１１において、スリップ発生前の状態で、エンジンを通常制御する。

また、ステップＳ１０９で未終了と判定しても、ＨＥＶ−ＴＣＳサブルーチンを終了する。

次に、図１０〜図１２を本実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のモータ制御時のＭＯＴＯＲ−ＴＣＳサブルーチン制御内容について説明する。なお、ＭＯＴＯＲ−ＴＣＳサブルーチンは、電動駆動装置８，９の中のそれぞれのモータをコントロールするＭ−ＣＵ２８で実行される。

図１０は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のモータ制御時の制御内容を示すフローチャートである。図１１は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のモータ制御時の動作説明図である。

最初に、ステップＳ２０１において、Ｍ−ＣＵ２８は、モータにより駆動されている車輪，すなわち、後輪６，７がスリップしているか否かを判断する。図１に示すシステムの場合、車体速ＶＳＰと後輪の車輪速センサ１９，２０より検出した車輪速を比較し、車体速ＶＳＰよりも、車輪速センサ１９，２０の車輪速が早い場合には、その車輪がスリップしていることになる。また、車輪速センサ１９，２０の車輪速が共に、車体速ＶＳＰよりも早い場合には、両方の後輪６，７が共にスリップしていることになる。

後輪がスリップしているときはステップＳ２０２に進み、ステップＳ２０２において、Ｍ−ＣＵ２８は、モータを回生制動させ、車輪のスリップを抑制する。この時の回生ブレーキトルクはスリップ発生時の駆動トルクから設定値を差引いたトルクとする。そして、ステップＳ２０３において、Ｍ−ＣＵ２８は、回生フラグＲｅ−ＦｌａｇをＯＮにセットする。

次に、ステップＳ２０４において、Ｍ−ＣＵ２８は、回生フラグＲｅ−ＦｌａｇがＯＮか否かを判定する。なお、ステップＳ２０３でモータ回生フラグＲｅ−Ｆｌａｇ＝ＯＮにセットしているため、初回の判定ではステップＳ２０５へ進む。

次に、ステップＳ２０５では、ステップＳ００２で算出された路面摩擦係数μを微分し（Δμ）、微分値の正負を判定する。Δμ≧０を判定したら即ち、路面摩擦係数μが上昇または維持していると判定したら、ステップＳ２０６にて図６のステップＳ００６の判定結果を参照する。そして未終了と判定したらステップＳ２０４に戻る。このとき、まだ、Ｒｅ−ＦｌａｇはＯＮのままであるため、ステップＳ２０５へ進む。このときのモータの作動状態は回生作動の状態なので車輪の駆動スリップが抑制され、スリップ率が０に向かって推移する。つまり、図１１に示すように、路面摩擦係数μが（３）の状態から（４）の状態に変化する。路面の状態によるが、およそスリップ率が１０〜２０％の間で路面摩擦係数μが最大となり、スリップ率が１０〜２０％を下回るとμが減少する。

次に、ステップＳ２０５において、Ｍ−ＣＵ２８は、路面摩擦係数μが最大値を超え減少始めたると、Δμ＜０を判定し、ステップＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０７において、Ｍ−ＣＵ２８は、以下の式（３）に示す駆動力のランプ制御を行う。

Ｔｒｄｒｉｖｅ＝Ｔｒｍｉｎ+Ｔｌａｍｐ×t …（３）

ここで、Ｔｒｄｒｉｖｅ：駆動トルクであり、Ｔｒｍｉｎ：ＴＣＳ制御中の力行時イニシャルトルクであり、Ｔｌａｍｐ：トルク上昇量であり、Ｔ：経過時間である。なお、力行時イニシャルトルクＴｒｍｉｎは、スリップ検出時の直前のモータトルクより算出される。

次に、ステップＳ２０８において、Ｍ−ＣＵ２８は、Ｒｅ−ＦｌａｇをＯＦＦにセットする。次に、ステップＳ２０６で、ステップＳ００６の判定結果参照する。そして未終了と判定したらステップＳ２０４に戻る。ステップＳ２０４ではＲｅ−Ｆｌａｇ＝ＯＦＦであるため、ステップＳ２０９へ進む。

いま、モータは、ステップＳ２０７による駆動力ランプ制御であるため、駆動トルクが徐々に大きくなり、車輪のスリップも徐々に大きくなる。そして、ステップＳ２０９において、Ｍ−ＣＵ２８は、μの微分値の正負を判定し、Δμ≧０の場合はステップＳ２０６へ進み、モータ駆動力ランプ制御を継続する。駆動力が大きくなり、スリップ率が大きくなると、路面摩擦係数μは図１１に示す（１）の状態から（２）の状態の様に変化し、減少するため、ステップＳ２０９でΔμ＜０が判定され、ステップＳ２１０へ進み、モータを回生ブレーキ制御する。

その後、ステップＳ２１１でＲｅ−Ｆｌａｇ＝ＯＮとし、ステップＳ２０６でステップＳ００６の判定結果参照する。そして未終了と判定したらステップＳ２０４に戻る。今回はＲｅ−Ｆｌａｇ＝ＯＮであるため、ステップＳ２０５へ進む。

以上のように、ステップＳ００６で終了判定するまでモータの回生ブレーキ制御とモータの駆動力ランプ制御を繰返し路面摩擦係数μが最大値に近傍で推移するようにモータの駆動回生力制御を行う。それにより、常に最大駆動力近傍で車両は走行することが可能となる。

ここで、図１２を用いて、路面状態の相違によるスリップ率と路面摩擦係数μの関係について説明する。
図１２は、路面状態の相違によるスリップ率と路面摩擦係数μの関係の説明図である。

図１２において、横軸はスリップ率（％）を示し、縦軸は路面摩擦係数μを示している。また、図中、符号Ａ〜Ｅは、各路面状態を示し、符号Ａは滑らかな氷の路面状態を示し、符号Ｂは固まった雪の路面状態を示し、符号Ｃは厚い水膜有する濡れたアスファルトの路面状態を示し、符号Ｄは薄い水膜を有するアスファルトの路面状態を示し、符号Ｅは乾燥したアスファルトの路面状態を示している。

路面摩擦係数μは、スリップ率が１０〜２０％の間で最大となるが、路面摩擦係数μが最大となるスリップ率は、路面状態Ａ〜Ｅに応じて異なる。例えば、路面状態が、滑らかな氷の路面状態Ａの場合には、摩擦係数μが最大となるスリップ率は約７％であるのに対して、乾燥したアスファルトの路面状態Ｅの場合には、摩擦係数μが最大となるスリップ率は約２２％である。

本実施形態においては、図１１で説明したように、モータの回生ブレーキ制御とモータの駆動力ランプ制御を繰返し路面摩擦係数μが最大値に近傍で推移するようにモータの駆動回生力制御を行っている。したがって、図１２に示す各路面状態において、それぞれの路面状態に応じて収束するスリップ率を変えるように制御している。これにより、常に最大駆動力近傍で車両は走行することが可能となる。

なお、上述の実施形態において、図１に示すシステムの後輪のうち片輪だけがスリップしている場合、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、ステアリング舵角センサ２１の出力により直進走行が判断された時は、左右輪の駆動力を一致させるため、非スリップ輪の駆動トルクをスリップ検出輪のトルクに合わせる。

さらに、図１に示すシステムの前輪において一対の前輪を駆動するモータ駆動力を路面摩擦係数μが最大値近傍になるように制御している時、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、スリップが発生していない後輪に、図６のステップＳ００１で読み込んだアクセル開度から求めた要求駆動トルクと実際のモータ駆動トルクの差分を車輪スリップが発生しない範囲でモータ駆動トルクに増してもよいものである。

第２に、図１３及び図１４を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両制動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御の内容について説明する。
図１３は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両制動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の全体の制御内容を示すフローチャートである。図１４は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両制動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の要部の制御内容を示すフローチャートである。

図１３の制御処理は、車両制動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータ制御のメインルーチンを示し、ＥＳＣ−ＣＵ３１によって実行される。また、図１４の制御処理も、Ｍ−ＣＵ２８によって実行される。

最初に、ステップＳ３０１において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、モータ回転速度，モータ電流，各車輪速ブレーキＳＷの各種信号を読込む。モータ回転速度は、電動駆動装置８，９に備えられたモータ回転数センサによって検出される。モータ電流は、電動駆動装置８，９に備えられたモータ電流センサによって検出される。各車輪速ブレーキＳＷのＯＮ／ＯＦＦ状態は、ブレーキ踏力センサ２３によって検出される。

次に、ステップＳ３０２において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、ブレーキＳＷのＯＮ／ＯＦＦ判定を行う。ブレーキＳＷがＯＦＦの場合は本ルーチンを終了する。ブレーキＳＷがＯＮの場合はステップＳ３０３へ進み、ブレーキ踏力に応じた制動力を得るために必要な要求制動トルクＴｄｄｅｍａｎｄを得るように、モータを回生ブレーキ作動させる。

次に、ステップＳ３０４において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、路面摩擦係数μを以下の式（４）に従って演算する。

μ＝｜（Ｔｒｍｏｔｏｒ−Ｉ×α）／（ｒ×Ｗ）｜

ここで、Ｔｒｍｏｔｏｒ：モータ回生トルクであり、Ｉ：モータロータ〜タイヤ間の慣性モーメントであり、α：モータの回転角加速度であり、ｒ：タイヤ半径であり、Ｗ：輪荷重である。

なお、モータ回生トルクＴｒｍｏｔｏｒは、モータに流れる電流を電流センサで検出し求める。またモータ角加速度αは、モータ回転センサで検出した回転速度より演算して求める。モータロータ〜タイヤ間の慣性モーメントＩ、タイヤ半径ｒ、輪荷重ＷはＨＥＶ−ＣＵ２５内のＲＯＭに記憶されている。なお、輪荷重は左，右前輪および左，右後輪にそれぞれ作用する接地荷重をセンサで検出してもよいものである。

次に、ステップＳ３０４において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、タイヤがスリップしたか否かを判断する。前後加速度センサ２４より車体速を演算し、演算の結果得られた車体速と各タイヤ輪の車輪速センサ１７，１８，１９，２０より検出した車輪速を比較し、スリップを判断する。

スリップ有りと判断すれば、ステップＳ３０６のＭＯＴＯＲ−ＡＢＳ（モータ・アンチロックブレーキシステム）サブルーチンを行い、ステップＳ３０７で終了判定を行う。ＭＯＴＯＲ−ＡＢＳサブルーチンの詳細については、図１４を用いて後述する。また、終了判定は、ステップＳ３０３で求めた要求制動トルクＴｄｄｅｍａｎｄと後述するＭＯＴＯＲ−ＡＢＳ制御による駆動トルクＴｄｄｒｉｖｅを比較し、Ｔｄｅｍａｎｄ＝Ｔｄｒｉｖｅとなったら終了と判定する。なお、ステップＳ３０５でスリップ無しと判断されればこのルーチンを終了する。

次に、図１４を用いて、ＭＯＴＯＲ−ＡＢＳサブルーチンの制御内容について説明する。ＭＯＴＯＲ−ＡＢＳサブルーチンは、各々のモータをコントロールするＭ−ＣＵ２８にて実行される。

最初に、ステップＳ４０１において、Ｍ−ＣＵ２８は、後輪６，７のいずれかがスリップしているか否かを判断する。後輪がスリップしていなければ本サブルーチンは終了する。後輪がスリップしているときはステップＳ４０２へ進む。

ステップＳ４０２において、Ｍ−ＣＵ２８は、モータの回生ブレーキ力をＭ−ＣＵ内のＲＯＭに記憶されている設定値に減少させる。この設定値はスリップ検出時の路面摩擦係数μに応じて設定され、スリップ検出時の路面摩擦係数μが小さいほどこの設定値は小さくなる。モータ回生ブレーキトルクを小さくするので車輪のスリップが抑制される。

次に、ステップＳ４０３において、Ｍ−ＣＵ２８は、モータ回生ブレーキトルクダウンフラグＤｎ−ＦｌａｇをＯＮにセットする。次に、ステップＳ４０４で、モータ回生ブレーキトルクダウンフラグＤｎ−ＦｌａｇがＯＮかＯＦＦかを判定する。ステップＳ４０３でモータ回生ブレーキ力トルクダウンフラグＤｎ−Ｆｌａｇ＝ＯＮにセットしているため、初回の判定ではステップＳ４０５へ進む。

次に、ステップＳ４０５において、Ｍ−ＣＵ２８は、路面摩擦係数μを微分し、微分値Δμの正負を判定する。Δμ≧０と判定した場合、即ち、路面摩擦係数μが上昇または維持していると判定した場合には、ステップＳ４０６にて図１３のステップＳ３０６の判定結果を参照する。そして未終了と判定したらステップＳ４０４に戻る。

ここでは、まだ、Ｄｎ−ＦｌａｇはＯＮのままであるため、ステップＳ４０５へ進む。このときのモータの回生ブレーキトルクは減少した状態なので車輪の制動スリップが抑制され、スリップ率が０に向かって推移する。つまり図１１の（３）の状態から（４）の状態に示すように路面摩擦係数μが変化する。

ステップＳ４０５では、路面摩擦係数μが最大値を超え、減少始めると、Δμ＜０を判定され、ステップＳ４０７へ進む。

次に、ステップＳ４０７において、Ｍ−ＣＵ２８は、以下の式（５）に示す制動力のランプ制御を行う。

Ｔｄｄｒｉｖｅ＝Ｔｄｍｉｎ+Ｔｌａｍｐ×t

ここで、Ｔｄｄｒｉｖｅ：制動トルクであり、Ｔｄｍｉｎ：ＡＢＳ制御中の回生時イニシャルトルクであり、Ｔｄｌａｍｐ：回生トルク上昇量であり、Ｔ：経過時間である。回生時イニシャルトルクＴｄｍｉｎは、スリップ検出時の直前のモータ回生トルクより算出する。

次に、ステップＳ４０７において、Ｍ−ＣＵ２８は、モータ回生ブレーキが要求制動トルクＴｄｄｅｍａｎｄになるように回生トルクを復帰させる。次に、ステップＳ４０８において、Ｍ−ＣＵ２８は、Ｄｎ−ＦｌａｇをＯＦＦにセットする。次に、ステップＳ４０６において、Ｍ−ＣＵ２８は、ステップＳ３０７の判定結果参照する。そして未終了と判定したらステップＳ４０４に戻る。ステップＳ４０４ではＤｎ−Ｆｌａｇ＝ＯＦＦであるため、ステップＳ４０９へ進む。

この時点で、モータは制動力ランプ制御であるため制動トルクが徐々に大きくなり、車輪のスリップも徐々に大きくなる。ステップＳ４０９において、Ｍ−ＣＵ２８は、路面摩擦係数μの微分値の正負を判定し、Δμ≧０の場合はステップＳ４０６へ進み、モータ制動力ランプ制御を継続する。この結果、制動力が大きくなり、スリップ率が大きくなると、路面摩擦係数μは図１１の（１）の状態から（２）の状態のように変化し減少するため、ステップＳ４０９でΔμ＜０が判定され、ステップＳ４１０へ進み、モータの回生ブレーキ力をＭ−ＣＵ内のＲＯＭに記憶されている設定値に減少させる。この設定値はスリップ検出時の路面摩擦係数μに応じて設定されている。モータ回生ブレーキトルクを小さくするので車輪のスリップが抑制される。

その後、ステップＳ４１１でＤｎ−Ｆｌａｇ＝ＯＮとし、ステップＳ４０６でステップＳ３０６の判定結果参照する。そして未終了と判定したらステップＳ４０４に戻る。今回はＤｕ−Ｆｌａｇ＝ＯＮであるため、ステップＳ４０５へ進む。

以上説明したように、ステップＳ３０６で終了判定するまでモータの回生ブレーキ力減少制御と回生ブレーキ力ランプ制御を繰返し、路面摩擦係数μが最大値に近傍で推移するようにモータの回生トルク制御を行っている。したがって、図１２に示す各路面状態において、それぞれの路面状態に応じて収束するスリップ率を変えるように制御している。これにより、常に最大駆動力近傍で車両は走行することが可能となる。

なお、図１に示すシステムの後輪のうち片輪だけがスリップしている場合、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、ステアリング舵角センサ２１の出力により直進走行が判断された時は、左右輪の制動力を一致させるため、非スリップ輪の回生ブレーキトルクをスリップ検出輪の回生ブレーキトルクに合わせる。

また、図１に示すシステムの前輪において一対の前輪を制動するモータ回生ブレーキトルクを路面摩擦係数μが最大値近傍になるように制御している時、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、スリップが発生していない後輪へ図１３のステップＳ３０１で読み込んだブレーキ踏力から求めた要求制動力と実際のモータ回生ブレーキトルクの差分を車輪スリップが発生しない範囲でモータ回生ブレーキトルクを増してもよいものである。

第３に、図１５〜図２１を用いて、本実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御の内容について説明する。
図１５は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の全体の制御内容を示すフローチャートである。図１６は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の要部の制御内容を示すフローチャートである。図１７は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるブレーキ踏力と要求制動トルクマップの説明図である。図１８は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるステアリング舵角と左右制動トルク差マップの説明図である。図１９は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるアクセル開度と要求制動トルクマップの説明図である。図２０は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるステアリング舵角と左右モータの駆動トルク差マップの説明図である。図２１は、本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるステアリング舵角と旋回外輪のモータ駆動トルク及び旋回内輪のモータ回生ブレーキトルクマップの説明図である。

図１５の制御処理は、車両制動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータ制御のメインルーチンを示し、ＥＳＣ−ＣＵ３１によって実行される。また、図１６の制御処理も、Ｍ−ＣＵ２８によって実行される。

最初に、ステップＳ５０１において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、ステアリング舵角，アクセル開度，ブレーキＳＷのＯＮ・ＯＦＦ，ブレーキ踏力の信号を読み込む。ステアリング舵角は、ステアリング舵角センサ２１によって検出される。アクセル開度は、アクセル開度センサ２２によって検出される。ブレーキＳＷ及びブレーキ踏力は、ブレーキ踏力センサ２３によって検出される。

次に、ステップＳ５０２において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、ステアリング舵角よりステアリング操作の有無を判定する。ステアリング操作無しと判定されたら直進走行と判断し本ルーチンを終了する。ステアリング操作有りと判断されたら旋回走行と判断し、ステップＳ５０３でブレーキＳＷのＯＦＦ判定を行う。

ブレーキＳＷがＯＦＦでない，即ちブレーキＳＷ＝ＯＮと判断されたら、車両の運転状態は、減速中の旋回走行であるため、ステップＳ５０７において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、左右輪に搭載されているモータを、以下Ａ），Ｂ），Ｃ）のように制御する。

ステップＳ５０７においては、最初に、Ａ）図１７に示すブレーキ踏力と要求制動トルクの関係を示すマップを用いて、ブレーキ踏力から、要求制動トルクを求める。ここで、要求制動トルクは、左右モータの回生ブレーキトルク合計値である。次に、Ｂ）図１８に示すステアリング舵角と左右制動トルク差の関係を示すマップを用いて、ステアリング舵角から、左右制動トルク差を求める。ここで、左右制動トルク差は、左右モータの回生ブレーキトルク差である。次に、Ｃ）旋回外輪モータ回生ブレーキトルク＜旋回内輪モータ回生ブレーキトルクとする。

このように、旋回内外輪モータの回生ブレーキトルクに差をつけることで、車両に旋回モーメントを発生させ、車両の旋回性能を向上させる。

一方、ステップＳ５０３において、ブレーキＳＷがＯＦＦと判定された場合には、ステップＳ５０４において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、アクセル開度が開いているか全閉かを判定する。アクセル開度が開いている時、車両は加速中または定速走行中の旋回であるため、ステップＳ５０５で左右輪に搭載されているモータを、以下のＡ），Ｂ），Ｃ）ように制御する。最初に、Ａ）図１９に示すアクセル開度と要求制動トルクとの関係を示すマップを用いて、アクセル開度からから、要求制動トルクを求める。ここで、要求制動トルクは、左右モータの駆動トルク合計値である。次に、Ｂ）図２０に示すステアリング舵角と左右モータの駆動トルク差との関係を示すマップを用いて、ステアリング舵角から左右モータの駆動トルク差を求める。次に、Ｃ）旋回外輪モータ駆動トルク＞旋回内輪モータ回生トルクとする。

このように、旋回内外輪モータの駆動トルクに差をつけることで、車両に旋回モーメントを発生させ、車両の旋回性能を向上させる。

さらに、ステップＳ５０４でアクセル開度全閉と判断した時は、車両はコースティング中の旋回であるため、ステップＳ５０６において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、図２１に示すステアリング舵角と旋回外輪のモータ駆動トルク及び旋回内輪のモータ回生ブレーキトルクとの関係を示すマップを用いて、ステアリング舵角から、旋回外輪のモータ駆動トルクと旋回内輪のモータ回生ブレーキトルクとを求める。このとき、旋回外輪モータには駆動トルクを、旋回内輪モータには回生ブレーキトルクを発生させて、かつ旋回外輪モータの駆動トルクと旋回内輪モータの回生ブレーキトルクの絶対値は等しくする。駆動トルクと制動トルクを同じにすることで、モータトルクによる車両加減速を防止する。また旋回内外輪モータのトルクに差をつけることで車両に旋回モーメントを発生させ車両の旋回性能を向上させる。

なお、ステップＳ５０５，ステップＳ５０６，ステップＳ５０７は、以下の一連の処理を示している。ＥＳＣ−ＣＵ３１から駆動／回生の指令をＨＥＶ−ＣＵ２５へ出力し、ＨＥＶ−ＣＵ２５で駆動トルク値／回生ブレーキトルク値を算出し、Ｍ−ＣＵがこの駆動トルク値／回生ブレーキトルク値を読込みモータの制御を行う。

次に、ステップＳ５０８において、ＥＳＣ−ＣＵ３１は、車輪がスリップしたか否かを判定する。スリップを判定したら、ステップＳ５０９でタイヤスリップが駆動時に発生したのか制動時に発生したのかを判定する。

駆動時の場合は、ステップＳ５１０で図１０に示したＭＯＴＯＲ−ＴＣＳ制御を、制動時の場合はステップＳ５１１で図１４に示したＭＯＴＯＲ−ＡＢＳ制御を実行する。

次に、ステップＳ５１２において、Ｍ−ＣＵ２８は、非スリップ輪の駆動回生制御を行い、ステップＳ５１３で終了判断を行う。非スリップ輪の駆動回生制御の詳細については、図１６を用いて後述する。終了判断は、ステップＳ５０５，ステップＳ５０６，ステップＳ５０７で求めたモータ駆動トルク／モータ回生制動トルクとステップＳ５１０，ステップＳ５１１でランプ制御されたモータ駆動トルク／モータ回生制動トルクが等しくなったら終了と判定し、本ルーチンを終了する。

次に、図１６を用いて、非スリップ輪のモータ駆動回生制御について説明する。

最初に、ステップＳ６０１において、Ｍ−ＣＵ２８は、ステアリング舵角，ブレーキＳＷ，アクセル開度より左右輪駆動トルク差または回生トルク差の目標値をＨＥＶ−ＣＵ２５より読み込む。つまり減速中の旋回走行は図１８より、加速中または定速走行中は図２０より求められる。なお、コースティング中の旋回走行は左右輪駆動トルク差または回生トルク差は、図２１に示したように、０となる。

次に、ステップＳ６０２において、Ｍ−ＣＵ２８は、スリップ輪の駆動トルクまたは回生トルクをスリップ輪のモータを制御するＭ−ＣＵより読み込む。

次に、ステップＳ６０３において、Ｍ−ＣＵ２８は、スリップ輪の駆動トルクまたは回生トルクを基に、ステップＳ６０１で得た駆動トルク差または回生トルク差となるように非スリップ輪の駆動トルクまたは回生トルクを演算し、モータ制御する。つまり、旋回走行中に旋回内外輪のいずれかがスリップした場合、スリップ輪の駆動トルクまたは制動トルクを基にステアリング舵角から求められる旋回内外輪トルク差を実現するように非スリップ輪の駆動トルクまたは回生トルクを制御する。それにより、ステアリング舵角に応じた旋回モーメントを発生することができ、タイヤスリップが発生しても車両の旋回性が安定する。

次に、図２２〜図２８を用いて、本実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した電動車両の他の構成について説明する。
図２２は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第２の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。図２３は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第３の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。図２４は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第４の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。図２５は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第５の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。図２６は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第６の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。図２７は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第７の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。図２８は、本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第８の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

図２２は、エンジン（ＥＮＧ）１と２個の電動駆動装置（ＥＤＴ）８，９により前輪を駆動するハイブリッド車両の例を示している。エンジン１の駆動力は、変速機３により減速されて、前輪４，５に伝達され、前輪４，５を駆動する。なお、変速機３の内部には、差動機構が含まれている。また、左前輪４は、電動駆動装置８により駆動され、右前輪５は、電動駆動装置９により駆動される。モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２Ａは、エンジン１によって駆動され、発電機として動作し、得られた電力をバッテリに蓄電する。また、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２Ａは、バッテリからの電力によって駆動され、エンジン１を再始動する時に用いられる。

図２３は、２個の電動駆動装置（ＥＤＴ）８，９により左前輪４と右前輪５をそれぞれ駆動する電気自動車の例を示している。

図２４は、エンジン（ＥＮＧ）１と２個の電動駆動装置（ＥＤＴ）８，９により後輪を駆動するハイブリッド車両の例を示している。エンジン１の駆動力は、変速機３により減速されて、差動機構３４を介して、後輪６，７に伝達され、後輪６，７を駆動する。なお、変速機３の内部には、差動機構が含まれている。また、左後輪６は、電動駆動装置８により駆動され、右後輪７は、電動駆動装置９により駆動される。モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２Ａは、エンジン１によって駆動され、発電機として動作し、得られた電力をバッテリに蓄電する。また、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２Ａは、バッテリからの電力によって駆動され、エンジン１を再始動する時に用いられる。

図２５は、２個の電動駆動装置（ＥＤＴ）８，９により左後輪６と右後輪７をそれぞれ駆動する電気自動車の例を示している。

図２６は、図２２の前輪駆動のハイブリット自動車に加えて、２個の電動駆動装置（ＥＤＴ）８’，９’により左後輪６と右後輪７をそれぞれ駆動する電動４輪駆動車の例を示している。

図２７は、図２４の後輪駆動のハイブリット自動車に加えて、２個の電動駆動装置（ＥＤＴ）８’，９’により左前輪４と右前輪５をそれぞれ駆動する電動４輪駆動車の例を示している。

図２８は、図２３の前輪駆動の電動自動車に加えて、２個の電動駆動装置（ＥＤＴ）８’，９’により左後輪６と右後輪７をそれぞれ駆動する電動４輪駆動車の例を示している。

以上図２２〜図２８に示した電動車両においても、図１〜図２１にて説明した本実施形態によって、路面摩擦係数μが最大値近傍になるようにモータの駆動回生力制御を行うことで、各路面状態において、それぞれの路面状態に応じて収束するスリップ率を変えるように制御することができる。これにより、常に最大駆動力近傍で車両は走行することが可能となる。なお、具体的な構成は実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等あっても本発明に含まれる。

以上説明したように、本実施形態によれば、車両の駆動時または制動時のタイヤスリップ発生時に、タイヤ路面摩擦係数μが常に最大値近傍になるようにモータの駆動力及び制動力を制御するため、タイヤスリップによる不安定な車両挙動を防止できると共に、各種路面に対し常にタイヤ駆動トルク，タイヤ制動トルクを最大値で走行が可能となるので、最大の駆動性能，制動性能を発揮できる。すなわち、最大加速が得られることや悪路をスタックせず走破できることまたスタックからの確実な脱出が可能となる。また、制動では最小限の制動距離で車両が停止可能となる。

また、一対の車輪のスリップ輪のモータ制御に合わせ他方の非スリップ輪のモータトルクを直進走行，旋回走行の各状況に応じて補正するため、ドライバーが想定した車両挙動が得られ良好な運転性能，安全性能が得られる。

さらに、エンジン駆動輪がスリップした場合、エンジンを停止しモータでタイヤ路面摩擦係数μが常に最大値近傍になるように駆動するため、無駄な燃料消費を抑えることが可能となる。

本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した電動車両の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置の他の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置のその他の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御システムに用いる電動駆動装置のさらにその他の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の全体の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるアクセル開度−要求駆動トルクマップの説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられる車両速度（ＶＳＰ）−要求駆動トルクとに基づく領域判定マップの説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のエンジン制御時の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のモータ制御時の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両駆動時でタイヤスリップ時のモータ制御時の動作説明図である。 路面状態の相違によるスリップ率と路面摩擦係数μの関係の説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両制動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の全体の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両制動時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の要部の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の全体の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時の要部の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるブレーキ踏力と要求制動トルクマップの説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるステアリング舵角と左右制動トルク差マップの説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるアクセル開度と要求制動トルクマップの説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるステアリング舵角と左右モータの駆動トルク差マップの説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の電動走行制御装置による車両旋回時でタイヤスリップ時のエンジン，モータの制御時に用いられるステアリング舵角と旋回外輪のモータ駆動トルク及び旋回内輪のモータ回生ブレーキトルクマップの説明図である。 本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第２の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第３の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第４の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第５の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第６の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第７の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電動車両の走行制御装置および電動走行制御システムを搭載した第８の電動車両の構成を示すシステムブロック図である。

符号の説明

１…エンジン
２…フロントモータ
３…変速機
４，５…前輪
６，７…後輪
８，９…電動駆動装置
１７，１８，１９，２０…車輪速センサ
２１…ステアリング舵角センサ
２２…アクセル開度センサ
２３…ブレーキ踏力センサ
２４…加速度センサ
２５…ＨＥＶコントロールユニット
２６…エンジンコントロールユニット
２７…トランスミッションコントロールユニット
２８…モータコントロールユニット
２９…ＩＧＢＴ
３０…インバータ
３１…ＥＳＣコントロールユニット
１０１…モータ
１０２…減速機

Claims (10)

1. モータを有する電動駆動装置を制御して、車輪を駆動及び制動する電動車両に用いられ、
   車輪の空転を検出すると、前記モータを力行及び回生制御することで、路面状態に応じて収束するスリップ率を変える制御手段を備えたことを特徴とする電動車両の走行制御装置。
2. 請求項１記載の電動車両の走行制御装置において、
   前記制御手段は、モータ電流に基づいて路面摩擦係数μを演算し、求められた前記路面摩擦係数μが最大値近傍となるように前記モータを力行及び回生制御することを特徴とする電動車両の走行制御装置。
3. 請求項２記載の電動車両の走行制御装置において、
   前記制御手段は、前記電動駆動装置のモータにより前記電動車両を駆動している時に車輪の空転を検出すると、前記電動駆動装置のモータを回生制動し、
   その回生制動中に路面摩擦係数μの値が増加から減少への反転を検出すると、前記電動駆動装置のモータを力行制御し、
   さらに、力行中に路面摩擦係数μの値が増加から減少への反転を検出すると、再び前記電動駆動装置のモータを回生制動することを特徴とする電動車両の走行制御装置。
4. 請求項３記載の電動車両の走行制御装置において、さらに、
   前記電動車両は、電子制御式スロットルバルブをもつエンジンにより車輪を駆動するとともに、
   前記制御手段は、前記エンジンで駆動されている車輪の空転が検出されると、前記電子制御式スロットルバルブを車輪の空転が収まるまで閉じ側に制御し、前記エンジン出力を絞ると共に、
   前記路面摩擦係数μが最大値近傍になるように前記モータを力行及び回生制御することを特徴とする電動車両の走行制御装置。
5. 請求項４記載の電動車両の走行制御装置において、
   前記制御手段は、前記電子制御式スロットルバルブを車輪の空転が収まるまで閉じ側に制御した結果、前記電子制御式スロットルバルブがほぼ全閉になったら前記エンジンを停止し、前記電動駆動装置のモータで駆動走行することを特徴とする電動車両の走行制御装置。
6. 請求項３記載の電動車両の走行制御装置において、さらに、
   前記電動車両は、ドライバーのステアリング舵角を検出するステアリング舵角センサを備え、
   前記電動駆動装置は、左右一対の車輪の独立に駆動するものであって、
   前記制御手段は、前記左右一対のいずれか一方の車輪の空転を検出すると、前記電動駆動装置のモータを前記演算手段により求められた路面摩擦係数μが最大値近傍になるように力行及び回生制御し、
   前記ステアリング舵角センサ信号より車両の直進走行を検出した時に、前記左右一対の車輪のうち空転していない方の車輪を駆動するモータトルクを他方のモータトルクとほぼ同量にすることを特徴とする電動車両の走行制御装置。
7. 請求項２記載の電動車両の走行制御装置において、
   前記制御手段は、前記電動駆動装置のモータの回生ブレーキにより電動車両を制動している時に車輪の空転を検出すると、前記電動駆動装置のモータ回生制動力を弱め、
   回生制動力を弱めた後、前記路面摩擦係数μの値の増加から減少への反転を検出したら前記電動駆動装置のモータの回生制動力を強め、
   さらに、回生制動力を強めた後、前記路面摩擦係数μの値の増加から減少への反転を検出したら再びモータ回生制動力を弱めることを特徴とする電動車両の走行制御装置。
8. 請求項７記載の電動車両の走行制御装置において、さらに、
   前記電動車両は、ドライバーのステアリング舵角を検出するステアリング舵角センサを備え、
   前記電動駆動装置は、左右一対の車輪の独立に駆動するものであって、
   前記制御手段は、前記左右一対のいずれか一方の車輪の空転を検出して前記電動駆動装置の前記モータを前記路面摩擦係数μが最大値近傍になるように回生制御し、
   前記ステアリング舵角センサ信号より車両の直進走行を検出した時に、前記左右一対の車輪のうち空転していない方の車輪を制動する電動駆動装置のモータ回生トルクを他方のモータ回生トルクとほぼ同量にすることを特徴とする電動車両の走行制御装置。
9. 請求項３若しくは請求項７のいずれかに記載の電動車両の走行制御装置において、
   前記電動車両は、前記ステアリング舵角センサより車両の旋回走行を検出した時、左右の電動駆動装置のモータ駆動トルクまたは回生トルクに差をつけ、その差により車両旋回モーメント発生させ旋回するものであって、
   前記制御手段は、前記左右一対のいずれか一方の車輪の空転を検出して前記電動駆動装置の前記モータを前記路面摩擦係数μが最大値近傍になるようにモータトルクを制御したとき、ステアリング舵角で設定する目標旋回モーメントが得られるように他方の空転していない車輪のモータトルクを変更することを特徴とする電動車両の走行制御装置。
10. モータを有する電動駆動装置を制御して、車輪を駆動及び制動する電動車両に用いられ、
    前記電動駆動装置と、
    前記電動駆動装置に供給する電力を制御する電動機制御手段と、
    前記電動機制御手段を制御する走行制御装置とを備え、
    前記走行制御装置は、
    前記車輪の空転を検出すると、前記モータを力行及び回生制御することで、路面状態に応じて収束するスリップ率を変える制御手段を備えたことを特徴とする電動車両の走行制御システム。

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