JP2023079461A - 電動車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリップが発生する可能性がある登り坂の走行時においてスリップと車両のずり下がりとの両方を抑制できる電動車両の駆動制御装置を提供する。【解決手段】電動車両の駆動制御装置は、駆動輪と駆動輪を駆動する電動モータとを備えた電動車両に搭載される電動車両の駆動制御装置である。そして、アクセル操作量と車両状態とに基づいて電動モータから出力されるトルクを制御するコントローラを備え、コントローラは、スリップの生じやすさの度合が閾値以上と推定される登り坂の走行中である第１走行状態の期間に、トルクが閾値トルク未満の場合にトルクの変化レートを第１制限態様で制限する一方、トルクが前記閾値トルク以上の場合にトルクの変化レートを第１制限態様よりも緩やかな第２制限態様で制限する。【選択図】図４

Description

本発明は、電動車両の駆動制御装置に関する。

特許文献１には、四輪駆動車のトルク制御について示されている。当該トルク制御では、推定された路面の勾配に基づいてトルクの変化レートに関するパラメータが設定される。特許文献１には、上記の設定によって、登り坂の発進時に前輪と後輪とが同時にスリップすることが回避され、車両のずり下がり等が防止されると記載されている。

特開２０１８－０９３６４５号公報

摩擦抵抗の低い登り坂の走行中、トルクの変化レートを小さい値に制限することで、急激なトルクの変化が抑制され、スリップの発生を低減することができる。しかしながら、トルクの変化レートが小さい値に制限されていると、一旦トルクが小さくなった場合に、運転者が急いでアクセル操作を行ったとしても、勾配に沿って車重を支えることのできるトルクが出力するまでに時間がかかり、車両にずり下がりが生じる恐れがある。

本発明は、スリップが発生する可能性がある登り坂の走行時においてスリップと車両のずり下がりとの両方を抑制できる電動車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電動車両の駆動制御装置は、
駆動輪と前記駆動輪を駆動する電動モータとを備えた電動車両に搭載される電動車両の駆動制御装置であって、
アクセル操作量と車両状態とに基づいて前記電動モータから出力されるトルクを制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
スリップの生じやすさの度合が閾値以上と推定される登り坂の走行中である第１走行状態の期間に、前記トルクが閾値トルク未満の場合に前記トルクの変化レートを第１制限態様で制限する一方、前記トルクが前記閾値トルク以上の場合に前記トルクの変化レートを前記第１制限態様よりも緩やかな第２制限態様で制限することを特徴とする。

本発明によれば、第１走行状態の期間に、電動モータから出力されるトルクが閾値トルク以上の場合には、トルクの変化レートが第２制限態様で制限されることで、駆動輪に出力されるトルクが急激に変化することが抑制される。したがって、駆動輪のスリップの発生を抑制できる。一方、第１走行状態の期間に、電動モータから出力されるトルクが閾値トルク未満の場合には、トルクの変化レートが第１制限態様で制限されることで、比較的俊敏にトルクを大きくすることができる。したがって、勾配に沿って車重を支えることのできるトルクを速やかに出力し、車両のずり下がりが生じることを低減できる。

本発明の実施形態１に係る電動車両及び駆動制御装置を示すブロック図である。 トルクの変化レートの第１制限態様を説明する図である。 トルクの変化レートの第２制限態様を説明する図である。 第１制限態様が適用されたときのトルクの変化の一例を示す図である。 第２制限態様が適用されたときのトルクの変化の一例を示す図である。 実施形態１に係る電動車両の動作の一例を示すタイムチャートである。 実施形態１のコントローラが実行する駆動制御処理を示すフローチャートである。 実施形態２に係る電動車両の動作の第１例を示すタイムチャートである。 実施形態２に係る電動車両の動作の第２例を示すタイムチャートである。 実施形態２に係るコントローラが実行する駆動制御処理を示すフローチャートの一部である。 実施形態２に係るコントローラが実行する駆動制御処理を示すフローチャートの一部である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る電動車両１及び駆動制御装置２０を示すブロック図である。実施形態１に係る電動車両１は、駆動輪２ｄと、駆動輪２ｄを駆動する電動モータ３と、電動モータ３に駆動電流を出力するインバータ４と、電動モータ３に供給される電力を蓄えるバッテリー５と、電動車両１を制動する制動装置６とを備える。電動車両１は、さらに、運転者等が操作する運転操作部１１と、運転操作部１１の操作及び車両状態に基づき電動モータ３の駆動制御を行うコントローラ２１とを備える。電動車両１は、さらに、車両状態を検出する機器として、車速を検出する車速センサ３１と、走行路面の勾配を検出可能な第１検出デバイス３２と、駆動輪２ｄのスリップの発生を判定するための第２検出デバイス３３とを備える。電動車両１は、さらに、運転者がトルク制御に関して選択操作可能なスイッチ３５、３６を備える。スイッチ３５、３６は、運転席のパネルに位置してもよいし、操舵部（操舵ハンドル）１１ｃに位置してもよい。

実施形態１に係る駆動制御装置２０は、上記構成の内、コントローラ２１、第１検出デバイス３２及びスイッチ３５、３６を有する。

運転操作部１１は、ブレーキ操作部（例えばブレーキペダル）１１ａと、アクセル操作部（例えばアクセルペダル）１１ｂと、操舵部（例えば操舵ハンドル）１１ｃとを含む。ブレーキ操作部１１ａの操作量を示す信号とアクセル操作部１１ｂの操作量を示す信号とは、コントローラ２１へ送られる。以下では、アクセル操作部１１ｂの操作量を「アクセル操作量」と呼ぶ。

車速センサ３１は、駆動輪２ｄを含む複数の車輪２の回転速度を検出する構成、当該構成に加速度センサを加えた構成、あるいは、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位装置と複数回分の測位結果から車速を求める構成である。車速センサ３１としては、車速が検出できれば、その他、どのような構成が採用されてもよい。

勾配を検出する第１検出デバイス３２は、電動車両１の前部と後部に配置された複数の加速度センサ、あるいは、ジャイロセンサと磁気センサとの組合せた構成などである。第１検出デバイス３２としては、走行路の勾配が検出できれば、その他、どのような構成が採用されてもよい。

駆動輪２ｄのスリップを判定するための第２検出デバイス３３は、駆動輪２ｄの車輪速センサと従動輪の車輪速センサとを組み合わせた構成、あるいは、車輪速センサと加速度センサとを組合せた構成などである。あるいは、第２検出デバイス３３は、駆動輪２ｄの車輪速センサと様々な車速センサとを組合せた構成などである。駆動輪２ｄにスリップが生じたとき、当該駆動輪２ｄの車輪速が他の車輪２の車輪速あるいは電動車両１の速度又は加速度と対応しない値となる。このような事象を検出することで、第２検出デバイス３３は駆動輪２ｄのスリップの発生を検出できる。第２検出デバイス３３は、駆動輪２ｄのスリップの発生を判定できる物理量を検出できれば、その他、どのような構成が採用されてもよい。

コントローラ２１は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）あるいは互いに通信を行って連携して動作する複数のＥＣＵを含む。コントローラ２１は、制御プログラム及び制御データを記憶する記憶装置２２を含み、記憶装置２２に記憶された制御プログラムを実行することで、電動モータ３の駆動制御を行う。コントローラ２１は、インバータ４の動作を制御することで電動モータ３から出力されるトルクを制御できる。さらに、コントローラ２１は、制動装置６を駆動することで電動車両１の制動力を制御できる。

コントローラ２１は、車速とアクセル操作量とに応じて指令トルクを計算し、指令トルクと現在発生トルクとに基づいて電動モータ３から実際に出力させるトルクを決定する。トルクが決定されたら、当該トルクが出力されるようにコントローラ２１がインバータ４を制御することで、当該トルクが電動モータ３から出力される。

コントローラ２１は、指令トルクからトルクを決定する際、トルクが急激に変化しないようにトルクの変化レートを制限する。コントローラ２１は、トルクの変化レートの制限態様を、次のように、電動車両１の走行状態に応じて決定する。

すなわち、コントローラ２１は、スリップの生じやすさの度合いが閾値以上と推定される登り坂の走行中である第１走行状態の期間、トルクが閾値トルク未満の場合には、トルクの変化レートを第１制限態様で制限する。一方、上記の第１走行状態の期間、トルクが閾値トルク以上の場合には、トルクの変化レートを第１制限態様よりも緩やかな第２制限態様で制限する。

ここで、「登り坂の走行」、「スリップの生じやすさの度合い」の推定方法、「第１制限態様」、「第２制限態様」及び「閾値トルク」は、次のように定義される。

すなわち、「登り坂の走行」とは、例えば５°以上など登る方向に所定角度以上の勾配（走行方向に沿った縦断面の勾配）を有する路面の走行を意味する。したがって、所定角度未満の小さい勾配を有する登り坂の走行は、上記の「登り坂の走行」から除外されてもよい。

上記の「スリップの生じやすさの度合い」の推定方法は、駆動輪２ｄのスリップが実際に発生したか否かに基づく推定方法であってもよい。すなわち、コントローラ２１は、スリップが発生した場合に、当該登り坂が、スリップの生じやすさの度合いが閾値以上と推定するように構成されてもよい。上記のように推定した場合、コントローラ２１は、その後、平坦路に戻るまで、あるいは、電動車両１がパーキングレンジで停止するまで、あるいは、電動車両１のシステムが電源オフとなるまで、上記の推定結果を維持してもよい。あるいは、電動車両１が走行路面の状態を検出する装置を備えてもよい。そして、コントローラ２１は、登り坂でスリップが発生したと判定した場合に、その後に路面状況がドライ舗装路面等のスリップが発生しにくい路面に変化するまでを、スリップの発生しやすさの度合いが閾値以上の登り坂と推定してもよい。

なお、「スリップの生じやすさの度合い」の推定方法は、上記の例に限られない。例えば走行路面の状態の検出に基づいて上記の度合いを推定する方法が採用されてもよい。走行路面の状態を検出する装置としては、カメラと路面映像の解析装置、振動センサ、路面温度センサ、路面状況が示された地図データベースと測位装置、又はこれらの組合せが適用されてもよい。コントローラ２１は、これらの装置の検出結果に基づいて、例えば駆動輪２ｄに所定トルクが出力された場合にスリップが生じる登り坂であると判定した場合に、当該登り坂をスリップの生じやすさの度合いが閾値以上であると推定してもよい。その際、スリップが生じると推定される閾値トルクとして上記の所定トルクが設定されてもよい。

図２Ａは、トルクの変化レートの第１制限態様を説明する図である。図２Ｂは、トルクの変化レートの第２制限態様を説明する図である。図３Ａは、第１制限態様が適用されたときのトルクの変化の一例を示す図である。図３Ｂは、第２制限態様が適用されたときのトルクの変化の一例を示す図である。

上記の「第１制限態様」とは、トルクの変化レートを制限する一つの態様を意味する。第１制限態様は、指令トルクと現在発生トルクとの差であるトルク差分と、トルク差分が生じてからの経過時間とに応じて、制限される変化レートが、次のように変化する態様であってもよい。すなわち、図２Ａに示すように、トルク差分が小さく経過時間が小さいときには変化レートは小さい値に変化し、トルク差分が小さく経過時間が大きいときには変化レートは中程度の値に変化する。また、トルク差分が大きく経過時間が小さいときには変化レートは小さい値に変化し、トルク差分が大きく経過時間が大きいときには変化レートは大きな値に変化する。

図３Ａは、第１制限態様の適用中において、トルクゼロから急激なアクセル操作が行われて指令トルクが大きな値となった場合のトルクの変化を示している。当該アクセル操作が行われた場合、経過時間が小さい領域Ｗ１ではトルク差分が大きくても小さな変化レートでトルクが上昇し、経過時間が大きくなると（領域Ｗ２）大きな変化レートでトルクが上昇する。さらに、経過時間が大きいもののトルク差分が小さくなると（領域Ｗ３）小さな変化レートでトルクが指令トルクに近づいていく。

「第１制限態様」は、駆動輪２ｄのスリップの発生が無い第２走行状態（例えば通常走行状態）において、コントローラ２１が指令トルクからトルクを計算する際に使用する変化レートの制限態様であってもよい。第１制限態様によれば、アクセル操作に対して比較的に俊敏なトルクの応答性を得ることができる。

なお、「第１制限態様」は上記の例に限られず、例えばトルクの変化レートが所定値に固定される態様としてもよい。その場合でも、変化レートの値は、第２制限態様におけるトルクの変化レートよりも大きい値に設定される。

上記の「第２制限態様」とは、トルクの変化レートを制限する一つの態様であり、第１制限態様よりも緩やかな変化レートが適用される態様である。第２制限態様は、指令トルクと現在発生トルクとの差であるトルク差分と、トルク差分が生じてからの経過時間とに応じて、制限される変化レートが、次のように変化する態様であってもよい。すなわち、図２Ｂに示すように、トルク差分が小さく経過時間が小さいときには変化レートは小さい値に変化し、トルク差分が小さく経過時間が大きいときには変化レートは小さい値に変化する。また、トルク差分が大きく経過時間が小さいときには変化レートは小さい値に変化し、トルク差分が大きく経過時間が大きくいときには変化レートは中程度の値に変化する。

図３Ｂは、第２制限態様の適用中において、トルクゼロから急激なアクセル操作が行われて指令トルクが大きな値となった場合のトルクの変化を示している。この場合、経過時間が小さい領域Ｗ１１、経過時間が大きくなった領域Ｗ１２、経過時間が大きいもののトルク差分が小さい領域Ｗ１３のそれぞれで、第１制限態様のときと比べて小さい変化レートでトルクが変化する。

「第２制限態様」は、登り坂以外で駆動輪２ｄのスリップが発生した第３走行状態（例えば低摩擦抵抗路走行状態）において、コントローラ２１がトルクを計算する際に使用する変化レートの制限態様であってもよい。第２制限態様によれば、第１制限態様と比較してアクセル操作に対するトルクの応答性が低くなる。

なお、「第２制限態様」は上記の例に限られず、例えばトルクの変化レートが所定値に固定される態様としてもよい。その場合でも、変化レートの値は、第１制限態様におけるトルクの変化レートよりも小さい値に設定される。

第２制限態様の変化レートが第１制限態様の変化レートに比べて緩やかであるとは、条件（例えばトルク差分と経過時間）が同一であれば、第２制限態様の変化レートの値が、第１制限態様の変化レートの値以下になることを意味する。

上記の「閾値トルク」は、駆動輪２ｄがスリップし始めるトルク又はスリップ直前のトルクとして推定される値に設定される。駆動輪２ｄがスリップして第１走行状態と判定された場合には、コントローラ２１は、スリップしたときに出力されていたトルクを閾値トルクとして設定する。当該設定においては、スリップしたときに出力されていたトルクと閾値トルクとは正の相関を有する。すなわち、スリップしたときに出力されていたトルクが小さければ閾値トルクは小さい値になり、スリップしたときに出力されていたトルクが大きければ閾値トルクは大きい値となる。

なお、閾値トルクは、上記の例に限られず、登り坂の勾配及び車重から計算される電動車両１のずり下がりを制止できるトルク値以上の値として設定されていてもよい。また、閾値トルクは、スリップしたときに出力されていたトルクと正相関する値で、スリップしたときに出力されていたトルクよりも小さい値又は大きい値に設定されてもよい。

＜動作例＞
図４は、実施形態１に係る電動車両の動作の一例を示すタイムチャートである。登り坂の走行中に駆動輪２ｄのスリップが生じた場合（タイミングｔ１）、コントローラ２１は第１走行状態にあると判定し、第１走行状態のトルク制御を開始する。ここで、コントローラ２１は、スリップが生じたときに駆動輪２ｄに出力されていたトルクを閾値トルクＴｑｔｈとして記憶する。

スリップが発生した後、運転者はブレーキ操作を行うか、アクセル操作を弱めることで電動車両１が停止あるいは停止に近い走行状態となる（動作ｃ１）。あるいは、スリップの発生によりコントローラ２１がスリップに対処するトルク制御を行うことで電動車両１のトルクが小さくなり、電動車両１が停止に近い走行状態となる（動作ｃ１）。

そして、再び電動車両１の走行を継続するため、運転者がアクセル操作を行った場合、トルクが閾値トルクＴｑｔｈ未満の範囲において、コントローラ２１は第１制限態様の変化レートを適用してトルクを計算する（期間Ｔ１）。第１制限態様の適用により、トルクが比較的に高い応答性で上昇することで、電動車両１が登り坂において自重でずり下がってしまうことを抑制できる。

一方、トルクが閾値トルクＴｑｔｈ以上の範囲で運転者がアクセル操作を行うと（期間Ｔ２）、コントローラ２１は第２制限態様の変化レートを適用してトルクを計算する。したがって、トルクの急激な変化が抑制され、運転者は、スリップが発生しにくい走行を続けることができる。

＜駆動制御処理＞
続いて、上記の電動車両１の動作を実現する駆動制御処理について説明する。図５は、コントローラ２１が実行する駆動制御処理を示すフローチャートである。

駆動制御処理は、電動車両１のシステム起動時に開始され、システム動作中にコントローラ２１により継続的に実行される。駆動制御処理が開始されると、まず、コントローラ２１は、車速センサ３１、第１検出デバイス３２及び第２検出デバイス３３からの検出情報、並びに、運転操作部１１及びスイッチ３５からの操作信号を取得する（ステップＳ１）。

次に、コントローラ２１は、取得した検出情報及び操作信号のうち、車速とアクセル操作量とに基づいて指令トルクを計算する（ステップＳ２）。電動モータ３は、低い回転速度のときに最大トルクが大きく、高い回転速度のときに最大トルクが小さいというトルク特性を有する。ステップＳ２において、コントローラ２１は、電動モータ３のトルク特性に対応させて指令トルクを計算してもよい。例えば、コントローラ２１は、アクセル操作量が最大のときに、指令トルクがその時点の回転速度（車速から換算される回転速度）に対応した電動モータ３の最大トルク又はその近傍値となるように指定トルクを計算してもよい。さらに、コントローラ２１は、電動モータ３の回転速度が同一である場合に、アクセル操作量が小さくなるに従って、当該回転速度に対応した最大トルクから漸次小さくなるように、指定トルクを計算してもよい。

続いて、コントローラ２１は、ステップＳ１で取得した信号に基づき、電動車両１の走行状態を判定する（ステップＳ３）。ここで判定される第１走行状態、第２走行状態及び第３走行状態の条件は上述した通りである。本実施形態の駆動制御処理では、コントローラ２１は、スリップの発生が有ったことにより、スリップの生じやすさの度合いが閾値以上であると推定し、第１走行状態を判定するものとして説明する。

ステップＳ３の判定処理の結果、第２走行状態（例えば通常走行状態）と判定されれば、コントローラ２１は、指令トルクと現在出力中のトルクに基づき、第１制限態様の変化レートを適用して、電動モータ３に実際に出力させるトルクを決定する（ステップＳ４）。

そして、コントローラ２１は、決定されたトルクが出力されるようにインバータ４を制御する（ステップＳ１０）。コントローラ２１は、その後、処理をステップＳ１に戻す。

一方、ステップＳ３の判定処理でスリップの発生と判定されれば、コントローラ２１は、スリップ発生後を示す第１フラグを「１」にセットし（ステップＳ５）、その時点で電動モータ３から出力させていたトルクを閾値トルクとして設定する（ステップＳ６）。さらに、コントローラ２１は、トルクを一旦小さくするなど、スリップに対処する処理（ステップＳ７）を実行する。そして、コントローラ２１は、ステップＳ１０のトルクの出力処理の後、処理をステップＳ１に戻す。

ステップＳ３の判定処理において、コントローラ２１は、第１フラグが「１」である場合に、スリップ発生後であることを判定し、登り坂でなければ第３走行状態（登り坂以外で駆動輪２ｄのスリップの発生が有った走行状態）と判定する。この場合、コントローラ２１は、指令トルクと現在出力中のトルクに基づき、第２制限態様の変化レートを適用して、電動モータ３に実際に出力させるトルクを決定する（ステップＳ８）。

そして、コントローラ２１は、決定されたトルクが出力されるようにインバータ４を制御する（ステップＳ１０）。コントローラ２１は、その後、処理をステップＳ１に戻す。

一方、ステップＳ３の判定処理で第１走行状態（駆動輪２ｄのスリップが発生した登り坂の走行状態）と判定されれば、コントローラ２１は、現在出力中のトルクが閾値トルク未満であるか閾値トルク以上であるか判定する（ステップＳ９）。その結果、閾値トルク以上であれば、コントローラ２１は、指令トルクと現在出力中のトルクに基づき、第２制限態様の変化レートを適用して、電動モータ３に実際に出力させるトルクを決定する（ステップＳ８）。

一方、ステップＳ９の判定結果が閾値トルク未満であれば、コントローラ２１は、指令トルクと現在出力中のトルクに基づき、第１制限態様の変化レートを適用して、電動モータ３に実際に出力させるトルクを決定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４又はステップＳ９でトルクが決定されたら、その後、コントローラ２１は、決定されたトルクが出力されるようにインバータ４を制御する（ステップＳ１０）。コントローラ２１は、その後、処理をステップＳ１に戻す。

一方、ステップＳ３の判定処理で、電動車両１がパーキングレンジで停止したと判定されるか、あるいは、スイッチ３５がオフ操作されたと判定されたら、コントローラ２１は、スリップ発生を示す第１フラグを「０」にリセットする（ステップＳ１１）。そして、コントローラ２１は、その後、処理をステップＳ１に戻す。

ステップＳ１１の処理により、第１走行状態又は第３走行状態のトルク制御が終了し、第２走行状態（通常走行状態）のトルク制御に戻される。

以上のような駆動制御処理によって、図４を参照して説明した電動車両１の動作が実現される。

上述した駆動制御処理のプログラムは、記憶装置２２に含まれる非一過性の記憶媒体（non transitory computer readable medium）に記憶されている。コントローラ２１は、可搬型の非一過性の記録媒体に記憶されたプログラムを読み込み、当該プログラムを実行するように構成されてもよい。上記の可搬型の非一過性の記憶媒体は、上述した駆動制御処理のプログラムを記憶していてもよい。

なお、図５の駆動制御処理において、コントローラ２１は、スイッチ３５がオフ操作されたと判定したら、その後のステップＳ３の判定処理で、次のような分岐を行ってもよい。すなわち、スイッチ３５がオフ操作されていたら、コントローラ２１は、第１走行状態と判定された場合にも、第３走行状態と判定された場合の分岐（ステップＳ８）へ処理を進めてもよい。このような処理により、運転者は、スイッチ３５をオフ操作することで、登り坂で駆動輪２ｄのスリップの発生が有った走行中であっても、第１走行状態のトルク制御を停止できる。そして、トルクの大きさにより変化レートの制限態様が第１制限態様又は第２制限態様に切り替わるトルク制御が停止し、緩やかな第２制限態様が適用されるトルク制御に切り替わる。

以上のように、実施形態１の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、スリップの生じやすさの度合が閾値以上と推定される登り坂の走行中である第１走行状態の期間に、トルクが閾値トルク未満の場合にはトルクの変化レートが第１制限態様で制限される。さらに、トルクが閾値トルク以上の場合にトルクの変化レートが前記第１制限態様よりも緩やかな第２制限態様で制限される。したがって、トルクが小さいときには、第１制限態様の適用により、登り坂において電動車両１の車重を勾配に沿って支えるトルクを速やかに出力して電動車両１のずり下がりを抑制することができる。一方、トルクが大きいときには、第２制限態様の適用により、急激なトルク変化を避けて駆動輪２ｄのスリップを抑制することができる。

さらに、実施形態１の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、コントローラ２１は、登り坂の走行中にスリップの発生を判定した場合に第１走行状態であると判定する。したがって、第１走行状態の判定に必要な追加の検出機器を省くことができ、駆動制御装置２０のコストを低減できる。さらに、実際のスリップの発生に基づき第１走行状態を判定するので、スリップが生じやすさの度合が閾値以上である登り坂であることを正確に判定できる。

さらに、実施形態１の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、トルクの変化レートの第１制限態様が、駆動輪２ｄのスリップの発生が無い第２走行状態の期間（例えば通常走行時）に適用される変化レートの制限態様である。したがって、運転者は、登り坂で電動車両１のずり下がりを回避するためのアクセル操作を、第２走行状態のときのアクセル操作と同様に行うことができ、アクセル操作の違和感が少なくなる。

さらに、実施形態１の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、トルクの変化レートの第２制限態様が、登り坂以外で駆動輪２ｄのスリップの発生があった第３走行状態の期間（例えば低摩擦抵抗路の走行時）に適用される変化レートの制限態様である。したがって、運転者は、スリップが生じないよう急激なトルク変化が生じないように制御されたアクセル操作を、第３走行状態のときのアクセル操作と同様に行うことができ、アクセル操作の違和感が少なくなる。

さらに、実施形態１の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、閾値トルクが、スリップ発生時のトルクと正の相関を有する値に設定されている。したがって、スリップが生じやすいほど閾値トルクが小さく設定され、スリップが生じやすいトルクの範囲で、トルクの急激な変化を避けやすい第２制限態様を適用することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る電動車両１及び駆動制御装置２０は、スリップが発生して第１走行状態に移行した際のトルク制御が、実施形態１と異なる。その他は実施形態１とほぼ同様である。以下、異なる内容について詳細に説明する。

コントローラ２１は、登り坂でスリップが発生して第１走行状態に移行した際、スリップに対処する制御（トルクを一時的に小さくさせる等）を行った後、まず、次のトルク制御を実行する。すなわち、第１走行状態への移行時、ゼロより大きなアクセル操作量が有る場合、コントローラ２１は、指令トルクを第１トルクに設定する。

第１トルクは、閾値トルクに設定されてもよい。あるいは、第１トルクは、スリップが発生したときのトルクに設定されていてもよい。あるいは、第１トルクは、スリップ発生時のトルクと正の相関を有し、スリップ発生時のトルクより小さい値又は大きい値に設定されていてもよい。以下では、第１トルク＝閾値トルク＝スリップ発生時のトルクであるものとして説明する。

指定トルクを第１トルクに設定した後、コントローラは、第１制限態様の変化レートを適用してトルクを第１トルクに上昇させる。そして、トルクが第１トルクになったら、コントローラ２１は、電動車両１が前進しているか判定する。当該判定を「第１前進判定」と記す。

判定の結果、電動車両１が前進しており、アクセル操作量がゼロより大きい量で閾値時間以上固定されている場合には、コントローラ２１はトルクを第１トルクに固定する。アクセル操作量が固定とは、厳密な意味での固定に限られず、運転者にとって操作量が固定と認識されるような微小な変動を有するアクセル操作量を含んだ概念である。

アクセル操作量が固定で、トルクが第１トルクに固定され、電動車両１が前進している場合、コントローラ２１は、走行路の勾配を監視し、走行路の勾配が変化した場合に、勾配の変化に応じて第１トルクを補正する。すなわち、勾配が急な角度に変化すれば第１トルクを小さくし、勾配が緩やかな角度に変化すれば第１トルクを大きくする。第１トルクの補正により、電動モータ３から出力されるトルクも同様に補正される。なお、第１トルクを補正する際、コントローラ２１は、閾値トルクも同様に補正してもよい。

また、アクセル操作量が固定で、トルクが第１トルクに固定され、電動車両１が前進している場合に、アクセル操作量に変化が生じると、コントローラ２１は、元の第１走行状態のトルク制御に処理を戻す。すなわち、コントローラ２１は、アクセル操作量と車速に応じて指令トルクを計算し、トルクが閾値トルク未満の場合には、変化レートを第１制限態様で制限して、指令トルクと現在出力されているトルクとから次の出力処理で出力させるトルクを決定する。一方、トルクが閾値トルク以上の場合には、変化レートを第１制限態様よりも緩やかな第２制限態様で制限して、指定トルクと現在出力されているトルクとから次の出力処理で出力させるトルクを決定する。

一方、前述した第１前進判定において、電動車両１が停止と判定された場合には、コントローラ２１は、アクセル操作量が固定（閾値時間以上固定）であることを条件に、トルクを第１トルクに固定する。そして、その後、アクセル操作量が増加した場合、コントローラ２１は、アクセル操作量によらずにトルクを増加（微増）させ、電動車両１が前進するか判定する。当該判定を「第２前進判定」と記す。

第２前進判定の結果、前進と判定されれば、コントローラ２１は、上記のトルクの増加（微増）による自動前進運転を継続するか、アクセル操作量に応じた運転に切り替えるかを、運転者に選択させるユーザインタフェース処理を実行する。運転者はスイッチ３６により選択の操作を行うことができる。

その結果、スイッチ３６の操作がなく、自動前進運転の継続が選択されれば、コントローラ２１は、上記増加（微増）したトルクによる自動前進運転を継続する。一方、スイッチ３６によりアクセル操作量に応じた運転が選択されたら、元の第１走行状態のトルク制御に処理を戻す。すなわち、コントローラ２１は、アクセル操作量と車速に応じて指令トルクを計算し、トルクが閾値トルク未満の場合には、変化レートを第１制限態様で制限して、指令トルクと現在出力されているトルクとから次の出力処理で出力させるトルクを決定する。一方、トルクが閾値トルク以上の場合には、変化レートを第１制限態様よりも緩やかな第２制限態様で制限して、指定トルクと現在出力されているトルクとから次の出力処理で出力させるトルクを決定する。

一方、前述した第１前進判定の結果、電動車両１のずり下がりが生じていると判定された場合、コントローラ２１は、制動装置６を駆動することで電動車両１のずり下がりを停止させる。また、前述した第２前進判定の結果、電動車両１のずり下がりが生じていると判定された場合、コントローラ２１は、制動装置６を駆動することで電動車両１のずり下がりを停止させる。これらの後、コントローラ２１は、運転者に、状況を説明する情報出力を行って、トルク制御を終了する。

＜動作例＞
図６及び図７は、実施形態２に係る電動車両の動作の一例を示すタイムチャートである。図６及び図７は、電動車両１が非常に低い摩擦抵抗の登り坂を走行する際の動作を示している。

図６及び図７に示すように、電動車両１が低い摩擦抵抗の登り坂を走行中、駆動輪２ｄにスリップが生じると（タイミングｔ１１）、まず、コントローラ２１がスリップに対処する処理（動作ｃ１１）を行う。そして、その後、第１走行状態へ移行した際のトルク制御が開始される（タイミングｔ１２）。小さいトルクでスリップが生じたことで、運転者は、アクセル操作量をゼロより大きい量で固定させることが想定される（動作ｃ１２）。コントローラ２１は、当該操作があった場合に、指令トルクを第１トルクＴｑ１（＝閾値トルクＴｑｔｈ＝スリップ時のトルク）に設定し、トルクが第１トルクＴｑ１に達したら、トルクを第１トルクＴｑ１に固定する（期間Ｔ１１）。

そして、図６に示すように、電動車両１が前進し、アクセル操作量が固定のままであれば、コントローラ２１は第１トルクの出力を継続し、電動車両１は前進を継続する。ここで、運転者がアクセル操作量を変化させると（タイミングｔ１３）、コントローラ２１は、元の第１走行状態のトルク制御に処理を切り替える。当該切り替えにより、その後、運転者はアクセル操作に応じた運転を行うことができる（期間Ｔ１２）。

また、図７に示すように、アクセル操作量が固定で、トルクを第１トルクＴｑ１に固定したとき（期間Ｔ１１）、電動車両１が停止していれば、コントローラ２１は第１トルクＴｑ１の出力を継続する。この場合、運転者は、時間が経過した後、アクセル操作量を増加させて（動作ｃ１３）、前進を試みることが想定される。コントローラ２１は、上記操作（動作ｃ１３）があると、アクセル操作の増加量によらずにトルクを増加（微増）させ（動作ｃ１４）、電動車両１が前進するか判定する。その結果、前進すれば、上記増加（微増）されたトルクによる電動車両１の前進が継続される（期間Ｔ１３）。当該期間Ｔ１３において、コントローラ２１は、トルク制御方式の選択が可能であることの情報を運転者に出力する。そして、スイッチ３６の操作がなく自動前進運転の制御が選択されれば、上記増加（微増）されたトルクによる電動車両１の前進が継続される。

一方、スイッチ３６の操作によりアクセル操作に応じた運転（図７中の「１」）への切り替え要求がなされると（タイミングｔ１４）、コントローラ２１は、元の第１走行状態のトルク制御に処理を切り替える。したがって、その後、運転者はアクセル操作に応じた運転を行うことができる（期間Ｔ１４）。

＜駆動制御処理＞
図８及び図９は、実施形態２に係るコントローラ２１が実行する駆動制御処理を示すフローチャートである。実施形態２の駆動制御処理において、実施形態１と同一のステップは、同一符号を付して詳細な説明を省略する。図８において、実施形態１と同一の一連のステップの図示を省略している。

実施形態２の駆動制御処理では、ステップＳ３で第２走行状態又は第３走行状態と判定されると、コントローラ２１は、第２フラグに「１」をセットする（ステップＳ２１、Ｓ２２）。第２フラグは、第１走行状態へ移行した直後か否かを判定するためのフラグである。

また、ステップＳ３で第１走行状態と判定されると、コントローラ２１は、第２フラグが「１」か「０」かを判定する（ステップＳ３１）。その結果、「０」であれば、コントローラ２１は、実施形態１と同様の第１走行状態のトルク制御処理（ステップＳ９～）に処理を移行する。その後は、ステップＳ１～Ｓ３、ステップＳ３１、ステップＳ９～の処理が繰り返されて、第１走行状態のトルク制御処理が継続される。

一方、ステップＳ３１の判定の結果、第２フラグが「１」であれば、第１走行状態へ移行した直後であるため、コントローラ２１は、アクセル操作量がゼロより大きい量か否かを判定する（ステップＳ３２）。判定の結果、ＹＥＳであれば、コントローラ２１は、指令トルクを第１トルクに設定し、指令トルクから第１制限態様を適用してトルクを計算し、トルクを出力させることで、トルクを第１トルクまで変化させる（ステップＳ３３）。そして、コントローラ２１は、アクセル操作量がゼロより大きい量で閾値時間以上固定であるか否かを判定し（ステップＳ３４）、ＹＥＳであれば、さらに、電動車両１が前進か停止かあるいはずり下がりが生じているか判定する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３２の判定結果がＮＯである場合、あるいは、ステップＳ３４の判定結果がＮＯである場合には、コントローラ２１は、第２フラグに「０」をセットして（ステップＳ３６）、処理をステップＳ９に移行する。ステップＳ９に移行することで、その後、実施形態１と同様の第１走行状態のトルク制御に移行される。

一方、ステップＳ３５の判定の結果が前進であれば、コントローラ２１は、ステップＳ４１～Ｓ４４のループ処理に処理を移行する。ループ処理において、コントローラ２１は、アクセル操作量に変化が生じたか否かの判定処理（ステップＳ４１）と、第１検出デバイス３２からの入力に基づき勾配に変化が生じたかの判定処理（ステップＳ４２）とを実行する。そして、コントローラ２１は、勾配の変化があれば当該変化に応じた第１トルクを補正し、補正後の第１トルクを指令トルクとしたトルクの計算処理（ステップＳ４３）を行う。そして、コントローラ２１は、トルクの出力処理（ステップＳ４４）を行う。コントローラ２１は、ステップＳ４１でアクセル操作量の変化と判定されなければ、上記のループ処理を繰り返す。

ステップＳ４１の判定結果がＹＥＳ（変化が生じた）であれば、コントローラ２１は、第２フラグに「０」をセットして（ステップＳ３６）、処理をステップＳ９に移行する。ステップＳ９に移行することで、その後、実施形態１と同様の第１走行状態のトルク制御に移行される。

ステップＳ３５の判定の結果が電動車両１の停止であれば、コントローラ２１は、ステップＳ５１～Ｓ５６のループ処理に処理を移行する。ループ処理において、コントローラ２１は、まず、アクセル操作量の増加が有るか否かの判定処理（ステップＳ５１）を実行する。そして、増加があった場合に、コントローラ２１は、指令トルクを第１トルクより微増させ、微増した第１トルクを指定トルクとしたトルクの計算処理（ステップＳ５２）を実行する。さらに、コントローラ２１は、トルクを出力する処理（ステップＳ５３）、第１トルクが微増された場合に電動車両１の挙動がどのように変化したか判定する処理（ステップＳ５４）を実行する。そして、電動車両１が前進した場合に、コントローラ２１は、運転者に自動前進運転かアクセル操作に応じた運転かを選択させる情報を出力するユーザインタフェース処理（ステップＳ５５）を行う。そして、コントローラ２１は、スイッチ３６がアクセル操作に応じた運転に切り替えられたか判定する処理（ステップＳ５６）を実行する。コントローラ２１は、ステップＳ５４で電動車両１のずり下がりと判定されないか、ステップＳ５６で特定の選択が行わなければ、このようなループ処理を繰り返す。

そして、ステップＳ５６の判定結果がＹＥＳであれば、コントローラ２１は、第２フラグに「０」をセットして（ステップＳ３６）、処理をステップＳ９に移行する。ステップＳ９に移行することで、その後、実施形態１と同様の第１走行状態のトルク制御に移行される。

また、ステップＳ３５の判定の結果がずり下がり、あるいは、ステップＳ５４の判定の結果がずり下がりであれば、コントローラ２１は、制動装置６を駆動して電動車両１のズレ下がりを停止させる（ステップＳ６１）。次いで、コントローラ２１は、状況を運転者に説明する情報の出力処理を行って（ステップＳ６２）、駆動制御処理を終了する。

以上のような駆動制御処理によって、前述した実施形態２のトルク制御が実現される。

上述した駆動制御処理のプログラムは、記憶装置２２に含まれる非一過性の記憶媒体に記憶されている。コントローラ２１は、可搬型の非一過性の記録媒体に記憶されたプログラムを読み込み、当該プログラムを実行するように構成されてもよい。上記の可搬型の非一過性の記憶媒体は、上述した駆動制御処理のプログラムを記憶していてもよい。

以上のように、実施形態２の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、実施形態１の作用効果に加えて、次のような効果が奏される。すなわち、実施形態２の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、スリップの発生により第１走行状態へ移行した際、コントローラ２１は、アクセル操作量がゼロよりも大きい場合に、トルクを第１トルクＴｑ１まで変化させる。さらに、コントローラ２１は、その後、アクセル操作量がゼロよりも大きいで量で閾値時間以上固定され、電動車両１が前進している場合に、トルクを第１トルクＴｑ１に固定する（図６を参照）。さらに、第１トルクＴｑ１は、スリップ発生時のトルクと正の相関を有する値（例えばスリップ発生時のトルクと同値）に設定される。したがって、路面の摩擦抵抗が非常に低い登り坂で、小さなアクセル操作でスリップが生じるような場合において、しばしば想定される運転者のアクセル操作（ゼロより大きいアクセル操作量で固定）に対して、適切なトルク制御を発動することができる。すなわち、速やかに電動車両１のずり下がりを避けるトルク制御を発動でき、電動車両１の前進を継続させることができる。

さらに、実施形態２の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、走行路の勾配を検出可能な第１検出デバイス３２を備える。そして、コントローラ２１は、トルクを第１トルクＴｑ１に固定し、かつ、電動車両１が前進している際に、第１検出デバイス３２の出力に基づき走行路の勾配が変化した場合に、第１トルクＴｑ１の値を補正する。したがって、勾配が変化して登り坂のスリップの生じやすさの度合いが変化しても、当該変化に対応させてトルクが変化し、スリップを抑制しつつ、電動車両１の前進を継続させやすい。

さらに、実施形態２の電動車両１の駆動制御装置２０によれば、スリップの発生により第１走行状態へ移行した際、コントローラ２１は、アクセル操作量がゼロよりも大きい場合に、トルクを第１トルクＴｑ１まで変化させる。さらに、その後、アクセル操作量がゼロよりも大きいで量で閾値時間以上固定され、電動車両１が停止している場合に、コントローラ２１は、トルクを第１トルクＴｑ１に固定する。そして、アクセル操作量が増加したら、コントローラ２１は、アクセル操作量によらずにトルクを増加（微増）させ、トルクの増加により、電動車両が前進したか判定する。判定の結果、前進していれば、コントローラ２１は、自動前進運転にするかアクセル操作量に応じた運転にするかを運転者に選択させるユーザインタフェース処理を実行する（図７を参照）。したがって、スリップとずり下がりとの両方が生じやすいような登り坂においても、上記のアクセル操作量によらないトルク制御によって電動車両１を前進させる可能性を高めることができる。さらに、運転者の選択により、アクセル操作量に応じた運転に戻すこともできる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、従動輪を有する電動車両の駆動制御装置について説明したが、従動輪が存在しない全輪駆動の電動車両の駆動制御装置に本発明が適用されてもよい。その場合に制御されるトルクは、総合トルクであってもよいし、前輪トルク又は後輪トルクであってもよい。また、上記実施形態では、駆動制御装置が搭載される電動車両１として、内燃機関であるエンジンを有さない電動車両を示したが、電動車両はエンジンを有するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）であってもよい。また、上記実施形態では、アクセル操作量とは運転者がアクセル操作部１１ｂを操作した量である例を示したが、アクセル操作量とは自動運転システムによるアクセル操作の量であってもよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 電動車両
２０ 駆動制御装置
２ 車輪
２ｄ 駆動輪
３ 電動モータ
４ インバータ
５ バッテリー
６ 制動装置
１１ 運転操作部
１１ａ ブレーキ操作部
１１ｂ アクセル操作部
１１ｃ 操舵部
２１ コントローラ
２２ 記憶装置
３１ 車速センサ
３２ 第１検出デバイス（検出デバイス）
３３ 第２検出デバイス
３５、３６ スイッチ
Ｔｑｔｈ 閾値トルク
Ｔｑ１ 第１トルク

Claims (5)

1. 駆動輪と前記駆動輪を駆動する電動モータとを備えた電動車両に搭載される電動車両の駆動制御装置であって、
   アクセル操作量と車両状態とに基づいて前記電動モータから出力されるトルクを制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   スリップの生じやすさの度合が閾値以上と推定される登り坂の走行中である第１走行状態の期間に、前記トルクが閾値トルク未満の場合に前記トルクの変化レートを第１制限態様で制限する一方、前記トルクが前記閾値トルク以上の場合に前記トルクの変化レートを前記第１制限態様よりも緩やかな第２制限態様で制限することを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
2. 前記コントローラは、登り坂の走行中にスリップの発生を判定した場合に前記第１走行状態であると判定し、
   前記第１制限態様は、前記駆動輪のスリップの発生が無い第２走行状態の期間に適用される前記変化レートの制限態様であり、
   前記第２制限態様は、登り坂以外で前記駆動輪のスリップの発生が有った第３走行状態の期間に適用される前記変化レートの制限態様であり、
   前記閾値トルクは、スリップ発生時の前記トルクと正の相関を有する値に設定されることを特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動制御装置。
3. スリップの発生により前記第１走行状態へ移行した際、前記コントローラは、前記アクセル操作量がゼロよりも大きい場合に、前記トルクを第１トルクまで変化させ、その後、前記アクセル操作量がゼロよりも大きいで量で閾値時間以上固定である場合に、前記トルクを前記第１トルクに固定し、
   前記第１トルクは、スリップ発生時の前記トルクと正の相関を有する値に設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動車両の駆動制御装置。
4. 走行路の勾配を検出可能な検出デバイスを備え、
   前記コントローラは、前記トルクを前記第１トルクに固定し、かつ、前記電動車両が前進している場合に、前記検出デバイスの出力を取得し、当該出力に基づき走行路の勾配が変化したと判定された場合に、前記勾配に応じて前記第１トルクの値を補正することを特徴とする請求項３記載の電動車両の駆動制御装置。
5. 前記コントローラは、前記トルクを前記第１トルクに固定し、かつ、前記電動車両が停止している場合に、前記アクセル操作量が増加したか判定し、前記アクセル操作量が増加した場合に、前記アクセル操作量によらずに前記トルクを増加させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電動車両の駆動制御装置。

Images