JP2007104892A - 車両のスリップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動輪がスリップ状態にあるとき、駆動輪の運転状態にかかわらず駆動輪のスリップ量を速やかに目標スリップ量に収束させることを目的とする。
【解決手段】本発明のスリップ制御装置は、車輪を駆動する駆動源と、駆動力指令値に基づいて駆動源を駆動するための駆動力制御値を出力する駆動力制御手段（Ｓ１１）と、運転者の要求に基づいて第一駆動力指令値を演算する第一駆動力指令値演算手段（Ｓ６）と、駆動力制御値と駆動輪の角加速度とに基づいて第二駆動力指令値を演算する第二駆動力指令値演算手段（Ｓ７）と、駆動輪がスリップ状態のときに、駆動力制御手段への駆動力指令値を第一駆動力指令値から第二駆動力指令値に切り替える切り替え手段（Ｓ１０）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は車両のスリップ制御装置において、車両の駆動輪のスリップを収束させる技術に関する。

この種のスリップ制御装置としては、モータからのトルク出力により駆動輪が空転したときに、モータから駆動輪に出力するトルクを制限するものが特許文献１に提案されている。この装置では、駆動輪に空転が発生したとき、角加速度が大きくなるほど、トルク上限値が小さくなるように関連付けたマップを参照してモータのトルクを制限するスリップ制御技術が知られている。
特開２００４−９６８２５公報

この従来のスリップ制御技術は、駆動輪の角加速度に応じてトルク上限値を予め定めておくことにより、駆動輪の角加速度を低下させている。この構成では、駆動輪が路面に伝達することができるトルクを考慮していないため、駆動輪が路面に伝達することができるトルクの最大値を、トルクの上限値にすることはできない。

そのため、スリップが収束後の再度加速時に、スリップが生じてしまう、或いは、スリップを速やかに収束させることが難しい場合があった。

本発明は、駆動輪がスリップ状態にあるとき、車両状態の変化にかかわらず駆動輪のスリップを速やかに収束させることを目的とする。

本発明の車両のスリップ制御装置は、駆動力制御手段により制御される駆動輪の駆動力と角加速度とから、駆動力を角加速度に応じて増減して駆動力指令値を演算する第二駆動力指令値演算手段を備える。

本発明によれば、駆動輪のスリップ発生時に駆動力制御値と駆動輪の角加速度とから、駆動力指令値を演算している。そのため、駆動力指令値は、駆動輪が路面に伝達することができるトルクの最大値になるよう演算される。したがって、路面の摩擦係数や輪荷重が変化しても、駆動輪の駆動トルクを適切に指令することができ、スリップの収束を速やかに行うことができ、スリップ収束後の再加速時のスリップ発生も回避できる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明における車両のスリップ制御装置のシステム構成図である。本実施形態の車両は後輪を駆動して走行する電動車両である。

モータ５、６は三相同期電動機や三相誘導電動機などの力行及び回生運転可能な交流機であり、モータ５は左側後輪３を駆動し、モータ６は右側後輪４を駆動する。モータ５、６にはそれぞれ電流センサが内蔵されており、各モータ５、６に流れる電流の大きさをコントローラ３０に送信する。

インバータ７、８は、バッテリ９から供給された直流電流を交流電流に変換してそれぞれモータ５、６に供給し、モータ５、６において発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ９に充電する。バッテリ９は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池などである。

車輪速センサ１０〜１３はそれぞれ各車輪１〜４の回転速度ω１〜ω４を検出してコントローラ３０に送信する。ここで、各車輪１〜４の回転半径はＲで同一である。後輪３、４とモータ５、６とは減速比１、すなわち直結されている。また各車輪１〜４は同一のタイヤ特性を有し、輪荷重と横滑り角と路面摩擦係数が等しい場合には、駆動力とタイヤ横力との関係も同一となる。

前輪１、２の舵角は、運転者によるステアリング１４の操舵によって調整される。なお、前輪１、２の舵角変化量はステアリング１４の操舵角変化量に対して例えば１／１６になるように設定される。舵角センサ１５〜１８は各車輪１〜４の舵角δ１〜δ４を検出してコントローラ３０に送信する。また、各車輪１〜４には機械式のブレーキが装備され、コントローラ３０からの指令に応じて制動をかけることができる。

加速度センサ１９は車両の重心位置に取り付けられ、車両の前後方向加速度αｘ及び横方向加速度αｙを検出し、ヨーレートセンサ２０はヨーレートγを検出してコントローラ５に送信する。また、ステアリング角センサ２１は運転者によるステアリング１４の操舵角θを検出し、アクセルストロークセンサ２２はアクセルペダル２３の踏込量ＡＰを検出し、ブレーキストロークセンサ２４はブレーキペダル２５の踏込量ＢＰを検出してコントローラ３０へ送信する。コントローラ３０は受信した信号に基づいてモータ５、６のトルクを制御する。

次にコントローラ３０で行う制御について図２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、本制御は所定時間（例えば１０ｍｓ）ごとに繰り返し実行される。

ステップＳ１では、各車輪１〜４の回転速度ω１〜ω４、舵角δ１〜δ４、車両の前後方向加速度αｘ、横方向加速度αｙ、ヨーレートγ及びステアリングの操舵角θを読み込む。なお、車両の前後方向加速度αｘは車両が前方に加速する方向を正とし、横方向加速度αｙは車両が左旋回時に車両重心位置から旋回中心に向かう方向を正とし、ヨーレートγは車両を鉛直上方からみたときに反時計回りを正とする。

ステップＳ２では、各車輪１〜４の回転速度ω１〜ω４に基づいて車速Ｖを演算する。ここで、各車輪１〜４の速度Ｖ１〜Ｖ４は各車輪の回転速度ω１〜ω４にそれぞれ車輪半径Ｒを乗じて算出される。車速Ｖは、前輪１、２の速度Ｖ１、Ｖ２を用いて以下の（１）式に基づいて算出される。なお、Ｖ及びＶ１〜Ｖ４は車両前進方向を正とする。

ステップＳ３（スリップ量演算手段）では、駆動輪である後輪３、４のスリップ量λ３、λ４を以下の（２）式及び（３）式に基づいて算出する。

ステップＳ４では、車両の前後方向に加える力の目標値ｔＦを演算する。目標値ｔＦは以下の（４）式に基づいて算出される。

ここで、ｔＦａはアクセルペダル２３の踏込量ＡＰ及び車速Ｖに基づいて図３のマップを参照して算出される駆動力であり、ｔＦｂはブレーキペダル２５の踏込量ＢＰに基づいて図４のテーブルを参照して算出される制動力である。なお、ｔＦ、ｔＦａ及びｔＦｂは車両を前方に加速させる方向を正とする。

ステップＳ５では、左右の駆動輪３、４の駆動力差の目標値ΔＦを演算する。目標値ΔＦは車速Ｖ及びステアリング１４の操舵角θに基づいて図５のマップを参照して算出される。

ステップＳ６（第一駆動力指令値演算手段）では、後輪３、４の第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４を以下の（５）式及び（６）式に基づいて運転者の要求に基づいた駆動力指令値を算出する。なお、第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４は車両を前進させる方向に作用する力を正とする。

ステップＳ７（第二駆動力指令値演算手段）では、路面反力に相当する駆動力である第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４を演算する。第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４を以下の（７）式及び（８）式に基づいて演算する。

ここで、Ｔｍ５、Ｔｍ６はそれぞれモータ５、６のトルクであり、モータ５、６に内蔵されている電流センサの検出値に基づいて演算される。Ｉｒは後輪のイナーシャであり、また、ｄω３／ｄｔ、ｄω４／ｄｔはそれぞれ後輪３、４の回転速度ω３、ω４の微分値であり、以下の（９）式及び（１０）式に基づいて算出される。

ここで、ω３（ｋ−１）、ω４（ｋ−１）は前回処理時の回転速度ω３、ω４である。Ｔｓａｍｐは演算周期である。

このように、モータ５、６に内蔵されている電流センサの検出値に基づいて演算される車両の現在のモータトルクと後輪の角加速度との関係から車両がスリップを生じることなく路面に伝達可能な駆動力（路面反力に相当）を求めているので、車両状態の変化（輪荷重、路面摩擦の変化）に対応した適切な駆動力指令値を生成することができる。また、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４はマップ検索ではなく演算によって算出されるので、コントローラ３０のＲＯＭを少なく抑えて製造コストを抑制することができる。

ステップＳ８（補正手段）では、後輪３、４のスリップ量λ３、λ４を目標スリップ量λ’に収束させるための駆動輪３、４の駆動力の補正量である駆動力補正量Ｆｂ３、Ｆｂ４を以下の（１１）式及び（１２）式に基づいて演算する。なお、目標スリップ量λ’とは路面反力が最大となるときのスリップ量λ３、λ４、すなわち駆動輪３、４と路面との摩擦力が最大となるときのスリップ量λ３、λ４である。

ここで、Ｐはゲインであり例えば２０とし、目標スリップ量λ’は例えば０．１５とする。

また、駆動力補正量Ｆｂ３、Ｆｂ４はスライディングモード制御、ＰＩＤ制御及びＰＩ制御などを用いて算出してもよい。

ステップＳ９では、補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４を以下の（１３）式及び（１４）式に基づいて演算する。

ステップＳ１０（切り替え手段）では、第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４と補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４とを比較して小さい方の値を制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４とする。これは、車両の駆動輪にスリップが生じていないときは、第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４に対して、補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４は常に大きく演算されている為、車両の駆動輪にスリップが生じていないときは第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４が制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４として選択される。一方、車両の駆動輪にスリップが生じているときは、第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４に対して、補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４は常に小さく演算されている為、車両の駆動輪にスリップが生じているときは補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４が制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４として選択されるためである。また、運転者がスリップの発生を認識してアクセルペダルを戻した場合には第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４も低減するので第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４を選択することになり速やかに運転者の操作に追従することができる。

なお、駆動輪のスリップ状態を判定してスリップ状態と判定されたときだけ補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４を制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４に設定するようにしてもよい。この場合、スリップ量λ３、λ４が例えば目標スリップ量λ’を超えたとき、駆動輪３、４がスリップ状態となったと判定することができる。また、補正後の第二駆動力指令値も、スリップ状態と判定されたときだけ、演算するようにしても良い。

ステップＳ１１（駆動力制御手段）では、制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４にそれぞれ車輪の半径Ｒを乗じて得られるトルク指令値に基づいてモータ５、６の出力を制御する。

以上の制御をまとめて図６、図７を参照しながら本実施形態の作用を説明する。図６は、スリップ量制御に基づく車両のスリップ制御を説明した図であり、図７は、本実施形態における車両のスリップ制御を説明した図である。なお、いずれも（ａ）はスリップ量と路面反力との関係図であり、（ｂ）は駆動輪の駆動力の変化を示すタイミングチャートである。

初めに図６を参照しながら従来例について説明する。時刻ｔ１において駆動輪３、４がスリップ状態となると、駆動輪３、４のスリップ量λ３、λ４を目標スリップ量λ’に収束させるように、スリップ量λ３、λ４と目標スリップ量λ’との偏差に基づいて駆動輪３、４の駆動力を制御する。これにより、駆動力は要求駆動力から低下して目標スリップ量λ’における路面反力と等しくなるので、駆動輪３、４のスリップ状態は解消される。

しかし、路面の状態、車両状態、例えば輪荷重が小さいときは輪荷重が大きい場合に比べて目標スリップ量λ’における路面反力が小さいので、時刻ｔ１における駆動力と目標スリップ量λ’における路面反力との乖離が大きくなる。よって、駆動輪３、４の駆動力を目標スリップ量λ’における路面反力に収束させるまでに要する時間が長くなる。

次に図７を参照しながら本実施形態について説明する。時刻ｔ１において駆動輪３、４がスリップ状態となると、駆動輪３、４のスリップ量λ３、λ４を目標スリップ量λ’に収束させるように、モータ角加速度に基づいて算出される第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４と、スリップ量λ３、λ４と目標スリップ量λ’との差に基づいて算出される駆動力補正値Ｆｂ３、Ｆｂ４との和を駆動輪３、４の駆動力とする。

すなわち、スリップ状態となったときに駆動輪３、４の駆動力を第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４から補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４に切り替えて、駆動力を補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４によって目標スリップ量λ’における路面反力に収束させる。これにより、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４は加速度が大きいほど小さく設定されるので、輪荷重Ｗ３、Ｗ４が小さくて駆動力と目標スリップ量λ’における路面反力との乖離が大きい場合でも駆動力は迅速に路面反力に収束する。また、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４は路面反力相当の値になるように求められているのでスリップを収束させるだけでなく、スリップが収束した後に車両を前進させるのに適切なトルクとなるので、スリップが収束した後に再度スリップが発生することも防止できる。

以上のように本実施形態では、補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４を目標スリップ量λ’における路面反力に設定し、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４を基準としてスリップ量λ３、λ４と目標スリップ量λ’との偏差に基づいて駆動輪３、４の駆動力を制御するので、駆動輪３、４がスリップ状態となったときの駆動力と目標スリップ量λ’での路面反力との乖離が大きいときでも、スリップ量λ３、λ４を速やかに目標スリップ量λ’に収束させることができる。よって、車輪３、４のスリップ状態を迅速に解消して運転性や燃費の悪化を防止できる。

さらに本実施形態では、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４はモータ５、６のトルクＴｍ５、Ｔｍ６と後輪の回転速度ω３、ω４とに基づいて算出されるので、運転状態の変化や車両重量の変化、タイヤのゴムの経年変化、タイヤ交換等の物性的な変化があっても車載コンピュータのプログラムやパラメータの書き換え等を行う必要がなく、メンテナンス性を向上させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では第二駆動力指令値の演算方法の一部が第１実施形態と異なる。以下、本実施形態における第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４の演算方法について説明する。

本実施形態では、後輪３、４の第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に１次遅れフィルタを施した値を第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４とする。１次遅れフィルタは１次遅れの伝達関数を離散化した以下の（１５）式及び（１６）式に基づいて施される。

ここで、Ｔｓは１次遅れの時定数であり、例えば１．０に設定される。

本実施形態の作用について図８、図９を参照しながら説明する。図８は路面反力を駆動力基本値とする場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。図９は第二駆動力指令値に１次遅れフィルタを施した値を駆動力基本値とする場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。いずれも（ａ）は車速、（ｂ）は車輪のスリップ量、（ｃ）は駆動力を示している。

初めに図８を参照しながら第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に遅れフィルタを施していない場合について説明する。路面摩擦係数が低い路面を走行中に駆動輪３、４の駆動力が徐々に増加していき、時刻ｔ１において駆動輪３、４のスリップ量λ３、λ４が増大してスリップ状態となる。スリップ量λ３、λ４の増大に伴ってモータ５、６のトルクＴｍ５、Ｔｍ６と回転速度ω３、ω４に基づいて算出される路面反力すなわち第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４は低下する。その後、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４の低下によってスリップ量の増大は抑制され、スリップ量が低下し始める。

ここで、目標スリップ量λ’とスリップ量λ３、λ４との差に基づいて算出される駆動力補正量Ｆｂ３、Ｆｂ４と第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４が外乱や通信遅れなどによって目標スリップ量及び路面反力相当駆動力に対してオーバーシュートした場合、駆動力補正量Ｆｂ３、Ｆｂ４のみならず、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４も修正を行う。この場合、両者がともにオーバーシュートに対しての修正を行うので、第二駆動力指令値と目標スリップ量に対する補正が略同じ周波数で行われ、両社の和である目標駆動力Ｆｓ３、Ｆｓ４の振動は助長される。これにより、駆動輪３、４の駆動力がハンチングするので、駆動輪３、４のスリップ量λ’を目標スリップ量λ３、λ４に速やかに収束させることができない。

次に図９を参照しながら第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に１次遅れフィルタを施した値を用いる場合について説明する。路面摩擦係数が低い路面を走行中に駆動輪３、４の駆動力が徐々に増加していき、時刻ｔ１において駆動輪のスリップ量λ３、λ４が増大してスリップ状態となる。スリップ量λ３、λ４の増大に伴って第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４は低下する。その後、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４の低下によってスリップ量λ３、λ４の増大は抑制され、スリップ量λ３、λ４が低下し始める。

ここで、目標スリップ量λ’とスリップ量λ３、λ４との差に基づいて算出される駆動力補正量Ｆｂ３、Ｆｂ４と第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４が外乱や通信遅れなどによって目標スリップ量及び路面反力相当駆動力に対してオーバーシュートした場合であっても、路面反力相当の駆動力に関しては、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に１次遅れフィルタを施した値を用いているので、路面反力相当の駆動力に関してはオーバーシュートに対する修正が少なくともその時点では行われない。一方、駆動力補正量Ｆｂ３、Ｆｂ４に関しては遅れをもたないので目標スリップ量λ’とスリップ量λ３、λ４との差については修正される。よって、両者の修正タイミングは非同期となり駆動力基本値Ｆｆ３、Ｆｆ４の振動は抑制される。これにより、駆動輪３、４の駆動力はハンチングすることなく第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に収束し、またスリップ量が目標スリップ量へ漸近していくことで第二駆動力指令値の振動も抑制されるので、さらに駆動力基本値の振動が抑制される。よって、車輪のスリップ量λ３、λ４は目標スリップ量λ’に速やかに収束する。

以上のように本実施形態では、後輪３、４の第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に１次遅れフィルタを施した値を駆動力基本値Ｆｆ３、Ｆｆ４とするので、駆動力補正量Ｆｂ３、Ｆｂ４が外乱や通信遅れなどによって振動的となることにより駆動輪３、４の駆動力が振動的となることを防止できる。よって、車輪３、４のスリップ量λ３、λ４が目標スリップ量λ’へ速やかに収束することができ、車輪３、４のスリップ状態を迅速に解消して運転性や燃費の悪化を防止できる。

（第３実施形態）
本実施形態では第２実施形態で説明した１次遅れフィルタを所定の条件でカットする。その他の制御については第２実施形態と同一である。以下、本実施形態における第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４の演算方法について図１０を参照しながら説明する。図１０は本実施形態における第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４の演算制御を示すフローチャートである。

ステップＳ２１では、フィルタカットフラグｆ３、ｆ４を設定する。フィルタカットフラグｆ３、ｆ４は、後輪３、４のスリップ量λ３、λ４がフィルタカット閾値λｔｈより大きければ１に設定され、閾値λｔｈより小さければ０に設定される。ここで、フィルタカット閾値λｔｈは１次遅れフィルタを一時的にカットする必要があるか否かを判断するための閾値であり、本実施形態では目標スリップ量λ’と同一の値とする。

ステップＳ２２では、前回処理時のフィルタカットフラグｆ３、ｆ４をｆ３（ｋ−１）、ｆ４（ｋ−１）に設定する。

ステップＳ２３では、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４を演算する。ここでは、左側後輪３の第二駆動力指令値Ｆｆ３の演算方法について説明するが、右側後輪４についても左側後輪３と同様に演算して第二駆動力指令値Ｆｆ４を算出する。

フィルタカットフラグｆ３から前回処理時のフィルタカットフラグｆ３（ｋ−１）を減算した値が１である場合には、第二駆動力指令値Ｆｆ３に１次遅れフィルタをかけることを禁止して、すなわち１次遅れフィルタをカットして第二駆動力指令値を出力する。

初期値設定フラグｆ３から前回処理時の初期値設定フラグｆ３（ｋ−１）を減算した値が１でない場合には、第二駆動力指令値Ｆｆ３に１次遅れフィルタをかけた値を第二駆動力指令値Ｆｆ３とする。

以上の制御をまとめて図１１、図１２を参照しながら本実施形態の作用を説明する。図１１は、１次遅れフィルタをカットしない場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。図１２は１次遅れフィルタをカットする場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。いずれも（ａ）は車輪のスリップ量、（ｂ）は駆動力を示している。

初めに図１１を参照しながら１次遅れフィルタをカットしない場合について説明する。時刻ｔ１において、車両が走行中に運転者の要求駆動力である第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４が増大するとモータ５、６のトルクが増大するので演算される第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４が増大する。これに伴って駆動輪３、４のスリップ量λ３、λ４が増加する。このとき第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に１次遅れフィルタを施した値を第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に設定しているので、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４は緩やかに上昇し、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４と路面反力相当の駆動力との乖離が小さくなるまでに時間を要する。

次に図１２を参照しながら１次遅れフィルタをカットする場合について説明する。時刻ｔ１において、車両が走行中に運転者の第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４が増大するとモータ５、６のトルクが増大するので演算される第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４が増大する。これに伴って駆動輪３、４のスリップ量λ３、λ４が増加する。このとき第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４に１次遅れフィルタを施した値を第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４としているので、第二駆動力指令値は緩やかに上昇する。その直後、時刻ｔ２においてスリップ量がフィルタカット閾値を超えたとき、１次遅れフィルタを一時的にカットするので、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４はステップ的に上昇する。これにより、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４は急変した路面反力の駆動力に速やかに追従する。その後、第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４は１次遅れフィルタを施した値となる。

以上のように本実施形態では、スリップ量λ３、λ４が例えば目標スリップ量λ’であるフィルタカット閾値λｔｈを超えたとき、１次遅れフィルタを一時的にカットして第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４を演算するので、運転者の要求駆動力が急激に増大した後に第二駆動力指令値Ｆｆ３、Ｆｆ４を速やかに路面反力相当の駆動力に収束させることができる。よって、運転者の要求駆動力Ｆｘ３、Ｆｘ４の変化に対する駆動力の応答性を向上させて、車両の運転性を向上させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図２のフローチャートに示す制御におけるステップＳ１０の制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４の演算方法が第１〜３実施形態と異なる。その他の構成及び制御については同一である。以下、本実施形態における制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４の演算方法について図１３を参照しながら説明する。図１３は本実施形態における制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４の演算制御を示すフローチャートである。

ステップＳ３１では、スリップ開始フラグｆｓ３、ｆｓ４を設定する。スリップ開始フラグｆｓ３、ｆｓ４は、後輪３、４のスリップ量λ３、λ４がスリップ開始閾値λｔｈｓより大きければ１に設定され、スリップ開始閾値λｔｈｓ以下であれば０に設定される。スリップ開始閾値λｔｈｓは例えば目標スリップ量λ’に設定される。

ステップＳ３２では、スリップ終了フラグｆｅ３、ｆｅ４を設定する。スリップ終了フラグｆｅ３、ｆｅ４は、後輪３、４のスリップ量λ３、λ４がスリップ終了閾値λｔｈｅより小さければ１に設定され、スリップ終了閾値λｔｈｅ以上であれば０に設定される。スリップ終了閾値λｔｈｅは、例えば目標スリップ量λ’（例えば０．１５）から０．０５を減算した値λｔｈｅ＝０．１５−０．０５＝０．１に設定される。

ステップＳ３３では、スリップフラグｆｔｈ３、ｆｔｈ４を設定する。スリップフラグｆｔｈ３、ｆｔｈ４は、スリップ開始フラグｆｔｈｓ３、ｆｔｈｓ４が１であれば１に設定され、スリップ終了フラグｆｅ３、ｆｅ４が１であれば０に設定される。スリップ開始フラグｆｔｈｓ３、ｆｔｈｓ４及びスリップ終了フラグｆｅ３、ｆｅ４がともに０であればスリップフラグｆｔｈ３、ｆｔｈ４は変更しない。なお、スリップフラグｆｔｈ３、ｆｔｈ４は初期値として０が設定されている。

ステップＳ３４では、制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４を演算する。スリップフラグｆｔｈ３、ｆｔｈ４が０であれば、図２のステップＳ６で算出した第１駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４を制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４とし、スリップフラグｆｔｈ３、ｆｔｈ４が１であれば、図２のステップＳ９で算出した補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４を制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４とする。

以上のように本実施形態では、車輪３、４がスリップ状態にあるか否かをスリップ量λ３、λ４に基づいて判定することに加えて、車輪３、４がスリップ状態となったことを判定するスリップ開始閾値λｔｈｓと車輪３、４がスリップ状態でなくなったことを判定するスリップ終了閾値λｔｈｅとを異なる値としたので、制御用駆動力Ｆ３、Ｆ４を第一駆動力指令値Ｆｘ３、Ｆｘ４と補正後の第二駆動力指令値Ｆｓ３、Ｆｓ４との間で切り替える際のハンチングの発生を防止できる。これにより、駆動輪３、４の駆動力は所望の駆動力に速やかに収束するので、車両の運転性や燃費性能を向上させることができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。

例えば、本実施形態では後輪３、４のみを駆動する車両を用いて説明したが、４輪を独立に駆動する車両を用いてもよい。この場合、車速Ｖは４輪の平均値として算出し、本発明の制御を前輪１、２についても実行すればよい。

また、車速Ｖは車輪速センサ９を用いて検出しているが、ＧＰＳナビゲーションシステムを用いて検出してもよい。

さらに、左右輪が直結されて１つのモータ１、２又はエンジンで駆動する車両や、モータ１、２とエンジンとを組み合わせた駆動システムによって駆動する車両においても本発明は適用可能である。この場合は左右輪を１つの車輪と見立てて本発明の制御を実行すればよい。

さらに、左右輪がディファレンシャルギアで連結される車両においても本発明は適用可能である。この場合は、左右輪の駆動力を独立に調整できるように駆動輪のブレーキを組み合わせて本発明の制御を実行すればよい。また、左右輪のうちスリップ量が大きい方の車輪のスリップを解消するように本発明の制御を実行してもよい。

本実施形態における車両のスリップ制御装置を示す概略構成図である。 本実施形態における車両のスリップ制御装置の制御を示すフローチャートである。 車速、駆動力及びアクセルペダル操作量の関係を示すマップである。 ブレーキペダル操作量及び制動力の関係を示すテーブルである。 左右の駆動輪の駆動力差の目標値、車速及びステアリングの操舵角の関係を示すマップである。 従来例における車両のスリップ制御を説明した図である。 本実施形態における車両のスリップ制御を説明した図である。 路面反力を駆動力基本値とする場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。 第二駆動力指令値に１次遅れフィルタを施した値を駆動力基本値とする場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。 本実施形態における第二駆動力指令値の演算制御を示すフローチャートである。 １次遅れフィルタをカットしない場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。 １次遅れフィルタをカットする場合の車両の運転状態を示したタイミングチャートである。 本実施形態における制御用駆動力の演算制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 左前輪
２ 右前輪
３ 左後輪
４ 右後輪
５ モータ
６ モータ
７ インバータ
８ インバータ
９ バッテリ
１０ 車輪速センサ
１１ 車輪速センサ
１２ 車輪速センサ
１３ 車輪速センサ
１４ ステアリング
１５ 舵角センサ
１６ 舵角センサ
１７ 舵角センサ
１８ 舵角センサ
１９ 加速度センサ
２０ ヨーレートセンサ
２１ ステアリング角センサ
２２ アクセルストロークセンサ
２３ アクセルペダル
２４ ブレーキストロークセンサ
２５ ブレーキペダル
３０ コントローラ

Claims (5)

1. 車両駆動輪のスリップ制御装置において、
   車輪を駆動する駆動源と、
   駆動力指令値に基づいて駆動源を駆動するための駆動力制御値を出力する駆動力制御手段と、
   運転者の要求に基づいて第一駆動力指令値を演算する第一駆動力指令値演算手段と、
   前記駆動力制御値と前記駆動輪の角加速度とに基づいて第二駆動力指令値を演算する第二駆動力指令値演算手段と、
   前記駆動輪がスリップ状態のときに、前記駆動力制御手段への駆動力指令値を前記第一駆動力指令値から前記第二駆動力指令値に切り替える切り替え手段と、
   を備えることを特徴とする車両駆動輪のスリップ制御装置。
2. 前記駆動輪のスリップ量を演算するスリップ量演算手段と、
   前記スリップ量演算手段により演算したスリップ量を目標スリップ量に収束させる駆動力の補正値を演算して前記第二駆動力指令値を補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動輪のスリップ制御装置。
3. 前記第二駆動力指令値演算手段により演算される駆動力指令値を前記補正手段により演算される補正値に対して遅れをもたせた値として加算する遅れ手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両駆動輪のスリップ制御装置。
4. 駆動輪のスリップ量が所定の閾値以上のとき、前記遅れ手段により遅れをもたせることを禁止することを特徴とする請求項３に記載の車両駆動輪のスリップ制御装置。
5. 前記切り替え手段は、前記スリップ量に基づき駆動輪がスリップ状態になったことを判断する第一の閾値と、前記スリップ量に基づき駆動輪のスリップ状態が収束したことを判断する前記第一の閾値より小さい第二の閾値とを有することを特徴とする請求項３に記載の車両駆動輪のスリップ制御装置。

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