JP2016005328A - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブシャフトを介してタイヤを駆動する場合に、タイヤのスリップを瞬時に判定して抑制するとともに、ドライブシャフトの捩れ振動による制御性の低下を抑止する。
【解決手段】車両の制御装置は、ドライブシャフトを介してタイヤを駆動するモータと、要求トルクに基づいてドライブシャフトの捻れ量を算出し、捩れ量を車両速度に相当するモータの回転数に加算して得られるスリップ判定の基準回転数を出力する基準回転数算出部２６０と、モータの回転数と基準回転数とを比較してタイヤがスリップしているか否かを判定するスリップ判定部２７２と、タイヤがスリップしていることが判定された場合に、目標回転数に対してモータの回転数を制御し、タイヤのスリップが収束に向かうと目標回転数に対してタイヤの回転数を制御する回転数制御部２７０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。

従来、例えば下記の特許文献１には、駆動系の捩れ剛性を考慮したモータトルクとモータ回転数との間の伝達特性を用いて推定した推定モータ回転数相当値と、実際のモータ回転数相当値との比較に基づいて、駆動輪のスリップを判定することが記載されている。

特開２０１２−０２９４７３号公報

発進時や極低速時等に発生する駆動輪のスリップは、できるだけ短時間で抑制させることが望ましい。しかしながら、ドライブシャフトを介してモータ等の駆動部とタイヤ（車輪）とが接続された構成では、センサから得られるタイヤ回転数に基づいて駆動部のフィードバック制御を行うと、タイヤが駆動部から離れているために検出の際のムダ時間が多くなり、このムダ時間の間にタイヤ回転数が上昇してしまうため、スリップを抑制することは困難である。

一方、センサから得られる駆動部の回転数に基づいて駆動部のフィードバック制御を行うと、ムダ時間を抑えることはできるが、駆動部とタイヤとの間にドライブシャフトが存在するため、ドライブシャフトの捻れ振動により制御性が悪化してしまう問題がある。

上記特許文献１に記載された技術では、駆動系の捩れ剛性を考慮した推定モータ回転数相当値と、実際のモータ回転数相当値との比較に基づいて、駆動輪のスリップを判定している。しかしながら、スリップ判定後にタイヤ回転数に基づく制御を行うと、上述したようなムダ時間の間にタイヤ回転数が上昇してしまうため、スリップを抑制することは困難である。また、スリップ判定後にモータ回転数に基づく制御を継続すると、上述のようなドライブシャフトの捩れ振動により制御性が悪化する問題が生じる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ドライブシャフトを介してタイヤを駆動する場合に、タイヤのスリップを瞬時に判定して抑制するとともに、ドライブシャフトの捩れ振動による制御性の低下を抑止することが可能な、新規かつ改良された車両の制御装置及び車両の制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ドライブシャフトを介してタイヤを駆動する駆動部と、要求トルクに基づいて前記ドライブシャフトの捻れ量を算出し、当該捩れ量を車両速度に相当する前記駆動部の回転数に加算して得られるスリップ判定の基準回転数を出力する基準回転数算出部と、前記駆動部の回転数と前記基準回転数とを比較して前記タイヤがスリップしているか否かを判定するスリップ判定部と、前記スリップ判定部により前記タイヤがスリップしていることが判定された場合に、目標回転数に対して駆動部の回転数を制御し、前記タイヤのスリップが収束に向かうと前記目標回転数に対してタイヤの回転数を制御する回転数制御部と、を備える、車両の制御装置が提供される。

前記スリップ判定部は、前記駆動部の回転数と前記基準回転数との差分と所定のしきい値との比較に基づいて、前記タイヤがスリップしていると判定するものであっても良い。

また、前記回転数制御部は、前記駆動部の回転数と前記目標回転数との差分と所定のしきい値との比較に基づいて、前記タイヤのスリップが収束に向かっていると判定するものであっても良い。

また、前記基準回転数算出部は、前記駆動部の回転数と、前記ドライブシャフトの捩れ量を前記車両速度に相当する前記駆動部の回転数に加算して得られる前記基準回転数との比較に基づいて、前記タイヤがスリップしていると判定した場合は、前記基準回転数として前記車両速度に相当する前記駆動部の回転数を出力するものであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、駆動部の駆動力をタイヤに伝達するドライブシャフトの捻れ量を要求トルクに基づいて算出し、当該捩れ量を車両速度に相当する前記駆動部の回転数に加算してスリップ判定の基準回転数を算出するステップと、前記駆動部の回転数と前記基準回転数とを比較して前記タイヤがスリップしているか否かを判定するステップと、前記タイヤがスリップしていることが判定された場合に、目標回転数に対して前記駆動部の回転数を制御するステップと、前記駆動部の回転数と前記目標回転数との差分に基づき前記タイヤのスリップが収束に向かっているか否かを判定するステップと、前記タイヤのスリップが収束に向かっていると判定された場合に、前記目標回転数に対してタイヤの回転数を制御するステップと、を備える、車両の制御方法が提供される。

本発明によれば、ドライブシャフトを介してタイヤを駆動する場合に、タイヤのスリップを瞬時に判定して抑制するとともに、ドライブシャフトの捩れ振動による制御性の低下を抑止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両の構成を示す模式図である。 車両制御装置の構成を示す模式図である。 基準回転数算出部の構成を示す模式図である。 車両の運動モデルを示す模式図である。 本実施形態に係るフィードバック制御（実線）と、タイヤ回転数のみでフィードバック制御した場合（破線）との比較を示す特性図である。 図５に示した本実施形態に係るフィードバック制御における回転数挙動を詳細に示す特性図である。 基準回転数Ｎｍ’とドライブシャフトの捩れ分に相当する補正量（積分値Ｉ）との関係を示す特性図である。 本実施形態の車両制御装置における処理の手順を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１００の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両１００の構成を示す模式図である。図１に示すように、車両１００は、４つのタイヤ（車輪）１０２，１０４，１０６，１０８、車両制御装置（コントローラ）２００、後輪のタイヤ１０６，１０８のそれぞれの回転を制御する２つのモータ（駆動部）３００，３０２、各モータ３００，３０２と各タイヤ１０６，１０８を連結するドライブシャフト４００，４０２、後輪の各タイヤ１０６，１０８の回転から車輪速を検出する車輪速センサ５００，５０２、各モータ３００，３０２の回転数を検出するモータ回転数センサ６００，６０２、加速度センサ７００を有して構成されている。車両１００は、リヤの左右の駆動輪（タイヤ１０６，１０８）を独立して駆動する電動車として構成されている。

図２は、車両制御装置２００の構成を示す模式図である。図１に示すように、車両制御装置２００は、目標回転数取得部２１０、ドライバーの要求トルク取得部２２０、車体速度取得部２３０、モータ回転数取得部２４０、タイヤ回転数取得部２５０、基準回転数算出部２６０、回転数制御部２７０を有して構成されている。

目標回転数取得部２１０は、目標回転数Ｎｔｇｔを取得する。目標回転数Ｎｔｇｔは、車両１００の車両速度としての車体速度の推定値Ｖ’をモータ３００，３０２の軸上の回転数に換算し、更にスリップ率を上乗せしたものである。また、目標回転数Ｎｔｇｔを算出する際には、アクセル開度、車両１００のヨーレート、操舵角の値も考慮して目標回転数Ｎｔｇｔが算出される。要求トルク取得部２２０は、アクセルペダルの開度からドライバー（運転者）の要求トルクＴｄを取得する。車体速度取得部２３０は、車体速度をモータ３００，３０２の駆動軸の回転数に換算した値Ｎｖ’を算出する。モータ回転数取得部２４０は、モータ回転数センサ６００，６０２により検出されたモータ回転数Ｎｍを取得する。タイヤ回転数取得部２５０は、車輪速センサ５００，５０２により検出されたタイヤ１０６，１０８の回転数に基づいて、タイヤ回転数をモータ３００，３０２の駆動軸の回転数に換算した値Ｎｔ’を取得する。

回転数制御部２７０は、スリップ判定部２７２を有している。回転数制御部２７０は、スリップ判定が行われた場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してモータ３００，３０２の回転数をフィードバック制御する。また、回転数制御部２７０は、スリップ判定が行われない場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御する。このように、本実施形態では、スリップ判定の状況に応じて、フィードバックに使用するセンサ値をモータ回転数センサ６００，６０２と車輪速を検出する車輪速センサ５００，５０２との間で切り換えてフィードバック制御を行う。本実施形態において、これらの制御は、車輪速、車体速度をモータ３００，３０２の駆動軸上の回転数に換算した値に基づいて行われる。回転数制御部２７０は、スリップ抑制、目標回転数（目標スリップ率）追従、トルクダウン回復の機能を有するフィードバック制御を行う。

基準回転数算出部２６０は、スリップ判定を行う基準となる基準回転数Ｎｍ’を算出する。図３は、基準回転数算出部２６０の構成を示す模式図である。基準回転数算出部２６０は、モータ角加速度算出部２６１、タイヤ角加速度算出部２６２、減算部２６３、積分部２６４、加減算部２６５、スリップ判定部２６６、加算部２６７を有して構成されている。基準回転数算出部２６０には、要求トルクＴｄ、車体速度Ｎｖ’、モータ回転数Ｎｍが入力される。

基準回転数算出部２６０が算出する基準回転数Ｎｍ’は、モータ３００，３０２の軸上での車体速度Ｎｖ’に対してドライブシャフト４００，４０２の捩れ量を加算して得られる値である。発進加速時など、ドライバーの要求トルクＴｄの増加によりドライブシャフト４００，４０２に大きな捩れが発生すると予想される場合、要求トルクＴｄから非スリップ時のモータ回転数に相当する基準回転数Ｎｍ’を算出する。本実施形態では、このようにして算出された基準回転数Ｎｍ’と、モータ回転数Ｎｍとを比較することによって、タイヤ１０６，１０８にスリップが生じているか否かを判定する。車体速度Ｎｖ’に対してドライブシャフト４００，４０２の捩れ量を加算して得られる基準回転数Ｎｍ’は、スリップが発生していない場合のモータ回転数に相当する。このため、スリップが発生していない場合は基準回転数Ｎｍ’とモータ回転数Ｎｍは一致するが、スリップが発生している場合はタイヤ１０６，１０８が余分に回転するため、モータ回転数Ｎｍの方が基準回転数Ｎｍ’よりも大きくなる。従って、基準回転数Ｎｍ’とモータ回転数Ｎｍとを比較することによって、ドライブシャフト４００，４０２に大きな捩れが発生すると予想される場合に、タイヤ１０６，１０８にスリップが生じているか否かを判定することができる。

基準回転数算出部２６０は、ドライバーの要求トルクＴｄからドライブシャフト４００，４０２の捩れ量を算出し、モータ軸上の車体速度Ｎｖ’に加算することで、基準回転数Ｎｍ’を算出する。このため、要求トルクＴｄがモータ角加速度算出部２６１とタイヤ角加速度算出部２６２へ入力される。

図４は、車両１００の運動モデルを示す模式図である。図４に示すように、重量Ｍの車両１００は、速度Ｖ、加速度αで走行する。このとき、左右のタイヤ前後力Ｆｔ（Ｌ＋Ｒ）と走行抵抗Ｆｒが発生する。また、モータ３００，３０２がトルクＴｍを発生させると、タイヤ１０６，１０８はタイヤ前後力Ｆｔを発生させる。ドライブシャフト４００，４０２の捩れ剛性はＫｄ、ドライブシャフト４００，４０２の減衰力はＫｃであり、路面摩擦係数はμである。また、モータ３００，３０２のイナーシャはＪｍであり、ホイール（タイヤ１０６，１０８）のイナーシャはＪｗである。

モータ角加速度算出部２６１、タイヤ角加速度算出部２６２は、図４のモデルにおいて、以下の運動方程式（１）〜式（７）を連立して解くことにより、モータの角加速度ｄωｍ／ｄｔとホイールの角加速度ｄωｗ／ｄｔを算出する。

Ｔｍ−Ｔｄ／Ｎ＝Ｊｍ・ｄωｍ／ｄｔ ・・・・（１）
Ｔｄ−Ｒ・Ｆｔ＝Ｊｗ・ｄωｗ／ｄｔ ・・・・（２）
Ｆｔ−Ｆｒ＝Ｍ・α ・・・・（３）
Ｔｄ＝Ｋｄ∫（ωｍ／Ｎ−ωｗ）ｄｔ＋Ｋｃ（ωｍ／Ｎ−ωｗ）
・・・・（４）
ｓ（制動時のタイヤスリップ率）＝（Ｒ・ωｗ−Ｖ）／Ｖ （Ｖ＞Ｒ・ωｗ）
・・・・（５）
ｓ（駆動時のタイヤスリップ率）＝（Ｒ・ωｗ−Ｖ）／Ｒω （Ｖ≦Ｒ・ωｗ）
・・・・（６）
Ｆｔ＝μ・ｆ（ｓ） （ｆ（ｓ）はマップで与えるか、又は定数とする）
・・・・（７）

上式において、（１）式はモータの運動方程式、（２）式はホイールの運動方程式、（３）式は車体の運動方程式、（４）式はドライブシャフトの運動方程式、（５）式および（６）式はタイヤスリップ率の運動方程式、（７）式はタイヤ前後力の運動方程式を示している。

また、上式における定数、変数は以下の通りである。
＜定数＞
Ｊｍ：モータイナーシャ
Ｊｗ：ホイールイナーシャ
Ｍ： 車両重量
Ｎ： 減速比
Ｋｄ：ドライブシャフト捩れ剛性
Ｋｃ：ドライブシャフト減衰力
Ｒ： タイヤ半径
μ： 路面摩擦係数
ｆ（ｓ）：タイヤｓ−Ｆ特性マップ［Ｎ］
＜変数＞
Ｔｍ：モータトルク［Ｎ・ｍ］
Ｔｄ：ドライブシャフトトルク［Ｎ・ｍ］
Ｆｔ：タイヤ前後力［Ｎ］
Ｆｒ：走行抵抗［Ｎ］
ωｍ：モータ角速度［ｒａｄ／ｓ^２］
ωｗ：ホイール角速度［ｒａｄ／ｓ^２］
Ｖ： 車体速度［ｍ／ｓ］
ｄωｍ／ｄｔ：モータ角加速度［ｒａｄ／ｓ^２］
ｄωｗ／ｄｔ：ホイール角速度［ｒａｄ／ｓ^２］
α：車体加速度［ｍ／ｓ^２］
ｓ：タイヤスリップ率

以上により、図３に示すモータ角速度算出部２６１がモータ角加速度ｄωｍ／ｄｔを算出し、タイヤ角速度算出部２６２がタイヤ角加速度ｄωｗ／ｄｔを算出する。減算部２６３は、モータ角加速度ｄωｍ／ｄｔからタイヤ角加速度ｄωｗ／ｄｔを減算した値を算出し、積分部２６４は減算部２６３による減算結果を積分して回転数を求める。積分部２６４による積分の結果得られる積分値Ｉは、ドライブシャフト４００（または４０２）の捩れによるモータ３００（または３０２）とタイヤ１０６（または１０８）との回転数の差に相当する。従って、車体速度Ｎｖ’と積分値Ｉを加算することで、ドライブシャフトの捩れ分を考慮した基準回転数Ｎｍ’を算出することができる。

加減算部２６５には、車体速度Ｎｖ’、積分値Ｉ、及びモータ回転数Ｎｍが入力される。加減算部２６５は、モータ回転数Ｎｍと、車体速度Ｎｖ’と積分値Ｉを加算して得られる基準回転数Ｎｍ’との差分Ｓ（＝Ｎｍ−Ｎｍ’）を求める。加減算部２６５が求めたモータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’との差分の絶対値Ｓはスリップ判定部２６６へ入力される。

スリップ判定部２６６は、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’との差分Ｓと所定のスリップ判定しきい値ｎ１とを比較する。そして、スリップ判定部２６６は、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’との差分Ｓがしきい値ｎ１以上の場合は、スリップが発生していると判定する。上述したように、スリップが発生していない場合は、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’は一致するが、スリップが発生している場合は、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’とが乖離するため、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’との差分Ｓと所定のスリップ判定しきい値ｎ１とを比較することによって、スリップ判定を行うことができる。

スリップ判定部２６６は、スリップが発生していると判定した場合は、加算部２６７へ“０”を出力する。一方、スリップ判定部２６６は、スリップが発生していないと判定した場合は、加算部２６７へ積分値Ｉを出力する。

加算部２６７には、車体速度Ｎｖ’が入力される。スリップ判定部２６６でスリップ判定が行われた場合は、ドライブシャフト４００，４０２の捩れ量は“０”であるため、車体速度Ｎｖ’とスリップ判定部２６６から入力された値“０”が加算部２６７で加算されて得られる基準回転数Ｎｍ’が回転数制御部２７０へ出力される。この場合、基準回転数Ｎｍ’は車体速度Ｎｖ’と一致する。

一方、スリップ判定部２６６でスリップ判定が行われなかった場合は、車体速度Ｎｖ’と、積分値Ｉとが加算部２６７で加算されて得られる基準回転数Ｎｍ’が回転数制御部２７０へ出力される。従って、加算部２６７から出力される基準回転数Ｎｍ’は、スリップ判定部２６６でスリップ判定が行われた場合は、車体速度Ｎｖ’へ補正されることになる。

以上のように、基準回転数算出部２６０は、スリップ判定の有無に応じて、スリップ判定が行われた場合は基準回転数Ｎｍ’を車体速度Ｎｖ’に補正して回転数制御部２７０へ出力し、スリップ判定が行われなかった場合は車体速度Ｎｖ’に積分値Ｉを加算した値を基準回転数Ｎｍ’として出力する。

回転数制御部２７０のスリップ判定部２７２は、基準回転数算出部２６０から出力された基準回転数Ｎｍ’に基づいて同様のスリップ判定を行う。

回転数制御部２７０は、スリップ判定が行われた場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してモータ３００，３０２の回転数をフィードバック制御し、フィードバック制御のための出力トルクを出力する。また、回転数制御部２７０は、スリップ判定が行われない場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御し、フィードバック制御のための出力トルクを出力する。このため、回転数制御部２７０のスリップ判定部２７２は、入力された基準回転数Ｎｍ’を用いて、基準回転数算出部２６０のスリップ判定部２６６と同様の手法でスリップの有無を判定する。この際、基準回転数算出部２６０のスリップ判定部２６６でスリップ判定が行われた場合は、基準回転数Ｎｍ’が車体速度Ｎｖ’に補正されているため、捩れ量に相当する値が“０”とされており、より高精度にスリップ判定を行うことができる。

スリップ判定部２７２は、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’との差分と所定のスリップ判定しきい値ｎ１とを比較することによって、スリップ判定を行う。そして、回転数制御部２７０は、スリップ判定が行われた場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してモータ回転数Ｎｍをフィードバック制御する。また、回転数制御部２７０は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してモータ回転数Ｎｍをフィードバック制御した結果、スリップが収束に向かった場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御する。なお、回転数制御部２７０は、自らスリップ判定を行うことなく、基準回転数算出部２６０のスリップ判定部２６６からスリップ判定結果を受け取って、モータ回転数Ｎｍ又はタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御することもできる。

このように、スリップ判定が行われた場合はモータ回転数Ｎｍをフィードバック制御し、その後、スリップが収束に向かった時にタイヤ回転数Ｎｔ’のフィードバック制御に切り換えることで、ドライブシャフト４００，４０２の捩れに起因する振動を確実に抑止することができる。

図５は、本実施形態に係るフィードバック制御（実線）と、タイヤ回転数のみでフィードバック制御した場合（破線）との比較を示す特性図であって、横軸は時間を、縦軸はタイヤ回転数を示している。図５は、路面摩擦係数μを０．１とし、停止状態から全開加速した場合をシミュレーションしたものである。

図５において、本実施形態に係るフィードバック制御（実線）では、スリップ判定が行われるとモータ回転数Ｎｍを目標回転数Ｎｔｇｔへフィードバック制御し、その後、モータ回転数Ｎｍが目標回転数Ｎｔｇｔに近くなると、タイヤ回転数Ｎｔを目標回転数Ｎｔｇｔへフィードバック制御している。一方、比較として示したタイヤ回転数のみのフィードバック制御（破線）では、全開加速の際にタイヤ回転数Ｎｔ’のみを目標回転数Ｎｔｇｔにフィードバック制御している。

図５に示すように、全開加速を開始すると、実線、破線のいずれの特性においても、タイヤのスリップが発生し、回転数が急激に上昇する。しかし、タイヤ回転数のみに基づくフィードバック制御（破線）では、前述したようにムダ時間が多いため、ムダ時間の間にタイヤ回転数が大きく上昇してしまう。本実施形態では、スリップ判定が行われると検出の際の応答性がより早いモータ回転数Ｎｍを用いてフィードバック制御を行うため、本実施形態によるフィードバック制御（実線）の方が、加速開始直後のタイヤ回転数が低く抑えられ、よりスリップを抑制できていることが判る。また、スリップ収束後のタイヤ回転数のハンチングも、本実施形態によるフィードバック制御（実線）の方が抑えられている。

図６は、図５に示した本実施形態に係るフィードバック制御における回転数挙動を詳細に示す特性図である。ここで、図６の縦軸はモータ３００，３０２の軸上に換算した回転数を示しており、横軸は時間を示している。図６では、基準回転数Ｎｍ’（一点鎖線）、モータ回転数Ｎｍ（破線）、目標回転数Ｎｔｇｔ（二点鎖線）、タイヤ回転数Ｎｔ’（実線）のそれぞれが停止状態から加速した場合に変化する様子を示している。

図６に示すように、停止状態から加速すると、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’がともに上昇する。そして、時刻ｔ２１の時点でモータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’とが乖離し、両者の差分Ｓが所定のしきい値ｎ１以上となる。これにより、スリップが発生しているとの判定が行われ、目標回転数Ｎｔｇｔとモータ回転数Ｎｍとの間でフィードバック制御が行われる。これにより、時刻ｔ２１以降はモータ回転数Ｎｍが目標回転数Ｎｔｇｔに近づくように低回転側に制御され、スリップを最小限に抑えることが可能となる。また、モータ回転数Ｎｍはムダ時間が少なく応答性が早いため、素早いスリップの検出が可能になり、加速開始直後に効果的にスリップを抑制することができる。従って、図６に示すように、タイヤ回転数Ｎｔ’が立ち上がる以前にスリップの発生を検知することが可能となり、スリップを確実に抑制することができる。なお、時刻ｔ２１以降において、モータ回転数Ｎｍが目標回転数Ｎｔｇｔに近づくように低回転側に制御される結果、タイヤ回転数Ｎｔ’の回転数も低回転側に制御されることになる。

その後、時刻ｔ２２でモータ回転数Ｎｍと目標回転数Ｎｔｇｔとの差分が所定のしきい値ｎ３以下となると、フィードバック制御の制御量をモータ回転数Ｎｍからタイヤ回転数Ｎｔ’へ切り換える。従って、時刻ｔ２２以降は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御する。これにより、ドライブシャフト４００，４０２を介さないタイヤ回転数Ｎｔ’を用いてモータ３００，３０２の回転数をフィードバック制御することで、ドライブシャフト４００，４０２の捩れに起因する振動を効果的に抑制することが可能となる。従って、スリップ判定の応答性の向上と、振動抑制による安定性の確保とを両立させることが可能である。

図７は、基準回転数Ｎｍ’とドライブシャフト４００，４０２の捩れ分に相当する補正量（積分値Ｉ）との関係を示す特性図であって、図６に対して縦軸のスケールを拡大して示している。上述したように、基準回転数Ｎｍ’は、車体速度Ｖ’にドライブシャフト４００，４０２の捩れ分に相当する補正量（積分値Ｉ）を加算して得られる。図７に示すように、発進加速時は要求トルクＴｄに応じてドライブシャフト４００，４０２の捩れ分に相当する補正量が増加し、捩れ量は最大値に達した後、減少する。このため、捩れ分に相当する補正量の増加に伴って、時刻ｔ２１の直前まで基準回転数Ｎｍ’は増加する。

時刻ｔ２１でスリップ判定が行われると、それ以降の基準回転数Ｎｍ’の算出では、車体速度Ｖ’に対してドライブシャフト４００，４０２の捩れ分に相当する補正量（積分値Ｉ）は加算されないため、基準回転数Ｎｍ’は車体速度Ｖ’と等しくなる。

以上のように、本実施形態によれば、基準回転数Ｎｍ’とモータ回転数Ｎｍとの比較に基づいてスリップ判定を行い、スリップ判定が行われた場合は、モータ回転数Ｎｍによるフィードバック制御を行うことで、スリップを確実に抑制することが可能である。また、モータ回転数Ｎｍと目標回転数Ｎｔｇｔとの差分が所定のしきい値ｎ３以下となった場合は、スリップが収束方向に向かっているため。タイヤ回転数Ｎｔ’によるフィードバック制御を行うことで、ドライブシャフト４００，４０２の捩れ振動による制御性の悪化を確実に抑止することが可能である。

次に、図８のフローチャートに基づいて、本実施形態の車両制御装置における処理の手順について説明する。先ず、ステップＳ１０では、車体速度の推定値Ｖ’を算出する。車体速度の推定値Ｖ’は、車輪速センサ５００で検出したタイヤ角速度から推定できるが、スリップが生じている場合は、車両１００の加速度を積分して得られる速度から推定することもできる。車両の加速度は、加速度センサ７００の検出値から得られる。また、車両１００がＧＰＳを備えている場合、推定した値をＧＰＳの検出値で補正することで精度を高めることもできる。

次のステップＳ１２では、目標回転数Ｎｔｇｔを算出する。上述したように、目標回転数Ｎｔｇｔは、車体速度の推定値Ｖ’をモータ３００，３０２の軸上の回転数に換算し、更にスリップ率を上乗せしたものである。目標回転数Ｎｔｇｔは、回転数制御部２７０による回転数制御の目標値である。回転数制御部２７０では、目標回転数Ｎｔｇｔに対してフィードバック制御が行われる。次のステップＳ１４では、モータ３００，３０２の軸上での車体速度Ｎｖ’を算出する。車体速度Ｎｖ’は、車体速度の推定値Ｖ’をモータ３００，３０２の軸上に換算した値である。

次のステップＳ１６では、モータ回転数Ｎｍを取得する。次のステップＳ１８では、モータ３００，３０２の軸上に換算したタイヤ回転数Ｎｔ’を算出する。タイヤ回転数Ｎｔ’は、車輪速センサ５００により検出されたタイヤ回転数をモータ３００，３０２の軸上に換算することによって算出される。例えば、タイヤ１０６，１０８とモータ３００，３０２との間にギヤ等の減速機構が介在している場合は、その減速比を考慮してタイヤ回転数Ｎｔ’が算出される。

次のステップＳ２０では、ドライバーの要求トルクＴｄの変化量ΔＴｄを算出する。変化量ΔＴｄは、所定時間内における要求トルクＴｄの変化量から求まる。次のステップＳ２２では、変化量ΔＴｄが、トルク急増判定のためのしきい値Δｔ１以上であるか否かを判定し、ΔＴｄ≧Δｔ１の場合はステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４では、基準回転数Ｎｍ’を算出する。上述したように、基準回転数Ｎｍ’は、非スリップ時のドライブシャフト４００，４０２の捩れを考慮したモータ回転数の推定値であり、車体速度Ｎｖ’にドライブシャフト４００，４０２の捩れ量（積分値Ｉ）を加算することによって算出される。

次のステップＳ２６では、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’との差分が所定のしきい値ｎ１以上であるか否かを判定する。ここで、しきい値ｎ１はスリップ判定のためのしきい値である。そして、Ｎｍ−Ｎｍ’≧ｎ１の場合は、スリップが発生していると判定し、ステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８では、目標回転数Ｎｔｇｔに対してモータ回転数Ｎｍをフィードバック制御する。一方、ステップＳ２６でＮｍ−Ｎｍ’＜ｎ１の場合は、処理を終了する（ＥＮＤ）。

ステップＳ２８の後はステップＳ３０へ進み、モータ回転数Ｎｍと目標回転数Ｎｔｇｔとの差分が所定のしきい値ｎ３以下であるか否かを判定する。ここで、しきい値ｎ３は制御量をモータ回転数Ｎｍからタイヤ回転数Ｎｔ’へ切り換えるためのしきい値である。そして、Ｎｍ−Ｎｔｇｔ≦ｎ３の場合は、モータ回転数Ｎｍが目標回転数Ｎｔｇｔに近くなり、スリップが収束に向かっていると考えられることから、ステップＳ３２へ進み、目標回転数Ｎｔｇｔに対してタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御する。一方、ステップＳ３０でＮｍ−Ｎｔｇｔ＞ｎ３の場合は、ステップＳ２８へ戻る。

ステップＳ３２の後はステップＳ３４へ進み、タイヤ回転数Ｎｔ’と目標回転数Ｎｔｇｔとの差分が所定のしきい値ｎ４以下であるか否かを判定する。ここで、しきい値ｎ４は、スリップが収束したか否かを判定するためのしきい値である。そして、Ｎｔ’−Ｎｔｇｔ≦ｎ４の場合は、タイヤ回転数Ｎｔ’が目標回転数Ｎｔｇｔに近くなり、スリップが収束したと考えられることから、処理を終了する（ＥＮＤ）。一方、ステップＳ３４でＮｔ’−Ｎｔｇｔ＞ｎ４の場合は、ステップＳ３２へ戻る。

また、ステップＳ２２でΔＴｄ＜Δｔ１の場合はステップＳ４０以降の処理へ進む。ステップＳ２０でΔＴｄ＜Δｔ１の場合は、要求トルクＴｄの急激な増加がないため、ステップＳ４０以降では、モータ回転数Ｎｍによるスリップ判定を行わずに、タイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御する。

先ず、ステップＳ４０では、タイヤ回転数Ｎｔ’と車体速度Ｎｖ’との差分が所定のしきい値ｎ２以上であるか否かを判定する。ここで、しきい値ｎ２は、タイヤ回転数Ｎｔ’と車体速度Ｎｖ’とに基づいてスリップを判定するためのしきい値である。そして、Ｎｔ’−Ｎｖ’≧ｎ２の場合は、ステップＳ４２へ進み、目標回転数Ｎｔｇｔに対してタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御する。一方、Ｎｔ’−Ｎｖ’＜ｎ２の場合は、タイヤ回転数Ｎｔ’と車体速度Ｎｖ’に近いため、処理を終了する。

ステップＳ４２の後はステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、タイヤ回転数Ｎｔ’と目標回転数Ｎｔｇｔとの差分が所定のしきい値ｎ４以下であるか否かを判定する。そして、Ｎｔ’−Ｎｔｇｔ≦ｎ４の場合は、処理を終了する。一方、Ｎｔ’−Ｎｔｇｔ＞ｎ４の場合は、ステップＳ４２へ戻る。

以上のように、図８の処理によれば、モータ回転数Ｎｍと基準回転数Ｎｍ’との差分が所定のしきい値ｎ１以上である場合は、スリップ判定が行われ、モータ回転数Ｎｍによるフィードバック制御が行われる。これにより、加速開始の早い段階からスリップを確実に抑制することが可能である。また、モータ回転数Ｎｍによるフィードバック制御を行った結果、モータ回転数Ｎｍと目標回転数Ｎｔｇｔとの差分が所定のしきい値ｎ３以下となると、タイヤ回転数Ｎｔ’によるフィードバック制御が行われる。従って、ドライブシャフト４００，４０２の捩れ振動による制御性の悪化を確実に抑止することが可能である。

以上説明したように本実施形態によれば、基準回転数Ｎｍ’とモータ回転数Ｎｍとの差分に基づいて、加速開始直後に素早くスリップ検出を行うことが可能となる。そして、スリップ判定が行われた場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してモータ回転数Ｎｍをフィードバック制御することで、スリップを効果的に抑制することができる。また、目標回転数Ｎｔｇｔに対してモータ回転数Ｎｍをフィードバック制御した結果、スリップが収束に向かった場合は、目標回転数Ｎｔｇｔに対してタイヤ回転数Ｎｔ’をフィードバック制御することで、ドライブシャフト４００，４０２の撓みに起因する振動を確実に抑止することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

２６０ 基準回転数算出部
２６６，２７２ スリップ判定部
２７０ 回転数制御部
３００，３０２ モータ

Claims (5)

1. ドライブシャフトを介してタイヤを駆動する駆動部と、
   要求トルクに基づいて前記ドライブシャフトの捻れ量を算出し、当該捩れ量を車両速度に相当する前記駆動部の回転数に加算して得られるスリップ判定の基準回転数を出力する基準回転数算出部と、
   前記駆動部の回転数と前記基準回転数とを比較して前記タイヤがスリップしているか否かを判定するスリップ判定部と、
   前記スリップ判定部により前記タイヤがスリップしていることが判定された場合に、目標回転数に対して駆動部の回転数を制御し、前記タイヤのスリップが収束に向かうと前記目標回転数に対してタイヤの回転数を制御する回転数制御部と、
   を備えることを特徴とする、車両の制御装置。
2. 前記スリップ判定部は、前記駆動部の回転数と前記基準回転数との差分と所定のしきい値との比較に基づいて、前記タイヤがスリップしていると判定することを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記回転数制御部は、前記駆動部の回転数と前記目標回転数との差分と所定のしきい値との比較に基づいて、前記タイヤのスリップが収束に向かっていると判定することを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記基準回転数算出部は、前記駆動部の回転数と、前記ドライブシャフトの捩れ量を前記車両速度に相当する前記駆動部の回転数に加算して得られる前記基準回転数との比較に基づいて、前記タイヤがスリップしていると判定した場合は、前記基準回転数として前記車両速度に相当する前記駆動部の回転数を出力することを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 駆動部の駆動力をタイヤに伝達するドライブシャフトの捻れ量を要求トルクに基づいて算出し、当該捩れ量を車両速度に相当する前記駆動部の回転数に加算してスリップ判定の基準回転数を算出するステップと、
   前記駆動部の回転数と前記基準回転数とを比較して前記タイヤがスリップしているか否かを判定するステップと、
   前記タイヤがスリップしていることが判定された場合に、目標回転数に対して前記駆動部の回転数を制御するステップと、
   前記駆動部の回転数と前記目標回転数との差分に基づき前記タイヤのスリップが収束に向かっているか否かを判定するステップと、
   前記タイヤのスリップが収束に向かっていると判定された場合に、前記目標回転数に対してタイヤの回転数を制御するステップと、
   を備えることを特徴とする、車両の制御方法。
   

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