JP6984329B2

JP6984329B2 - 自動車

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Publication number: JP6984329B2
Application number: JP2017214355A
Authority: JP
Inventors: 慶光高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2037-11-07
Also published as: US20190135297A1; JP2019088093A; US11130498B2; CN109747613A; CN109747613B

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、左右の前輪に第１デファレンシャルギヤを介して接続された第１モータと、左右の後輪に第２デファレンシャルギヤを介して接続された第２モータと、を備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、左右の前輪および左右の後輪のそれぞれに車輪速センサを取り付けて、各車輪速センサにより検出される各車輪速に基づいて推定車体速を設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１１２９０号公報

車輪速センサとしては電磁ピックアップの回転数センサが用いられることが多く、極低車体速時や停車時には、車輪速センサによる車輪速の検出精度が低下することが知られている。このため、極低車体速時や停車時には、推定車体速の設定精度が低下し、左右の前輪および左右の後輪と推定車体速とを用いた各車輪の空転の有無の判定精度が低下すると考えられる。

本発明の自動車は、極低車体速時や停車時でも左右の前輪および左右の後輪の各車輪の空転の有無の判定精度を良好なものとすることを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
左右の前輪に第１デファレンシャルギヤを介して接続された第１モータと、
左右の後輪に第２デファレンシャルギヤを介して接続された第２モータと、
前記左右の前輪および前記左右の後輪の各車輪の車輪速を検出する車輪速検出部と、
前記車輪速検出部よりも絶対値の小さい領域まで精度よく値を検出可能に構成されており、前記第１，第２モータの回転数を検出する回転数検出部と、
前記第１，第２モータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、
前記第１モータの回転数に基づいて、前記左右の前輪の平均回転数である前輪平均回転数を設定すると共に、前記第２モータの回転数に基づいて、前記左右の後輪の平均回転数である後輪平均回転数を設定し、
前記前輪平均回転数と前記後輪平均回転数との差分が第１閾値よりも大きいときには、前記前輪平均回転数と前記後輪平均回転数とのうちの小さい方に基づいて車体速を設定し、
前記各車輪について、前記車輪速と前記車体速との差分を第２閾値と比較することにより空転しているか否かを判定する、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、回転数検出部により検出される第１モータの回転数に基づいて、左右の前輪の平均回転数（左前輪の回転数と右前輪の回転数との和の２分の１）である前輪平均回転数を設定すると共に、回転数検出部により検出される第２モータの回転数に基づいて、左右の後輪の平均回転数（左後輪の回転数と右後輪の回転数との和の２分の１）である後輪平均回転数を設定する。続いて、前輪平均回転数と後輪平均回転数との差分が第１閾値よりも大きいときには、前輪平均回転数と後輪平均回転数とのうちの小さい方に基づいて車体速を設定する。これにより、極低車体速時や停車時（車輪速検出部による車輪速の検出精度が低下するとき）でも、車体速を精度よく設定することができる。そして、左右の前輪および左右の後輪の各車輪について、車輪速と車体速との差分を第２閾値と比較することにより空転しているか否かを判定する。車体速を精度よく設定することができるから、極低車体速時や停車時でも、各車輪について空転しているか否かを精度よく判定することができる。なお、空転している車輪である空転車輪については、実車輪速が大きくなるから、車輪速検出部により車輪速を精度よく検出することができる。

こうした本発明の自動車において、前記制御装置は、前記各車輪のうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、空転している車輪である空転車輪の実車輪速の増加を抑制する車輪速抑制制御を実行するものとしてもよい。こうすれば、空転車輪の実車輪速の増加を抑制し、空転車輪の実車輪速がデファレンシャルギヤなどの耐久性に基づく許容車輪速を超えてしまうのを抑制することができる。

各車輪のうちの何れかの車輪が空転していると判定したときに車輪速抑制制御を実行する態様の本発明の自動車において、前記各車輪に制動力を付与する制動力付与装置を更に備え、前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記空転車輪に制動力が付与されるように前記制動力付与装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、空転車輪に制動力を付与することにより、空転車輪の実車輪速の増加を抑制することができる。

また、各車輪のうちの何れかの車輪が空転していると判定したときに車輪速抑制制御を実行する態様の本発明の自動車において、前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記車輪速抑制制御を実行しないときよりも、車両のトータルトルクに対する、前記前輪および前記後輪のうち前記空転車輪が含まれる側のトルクの割合が小さくなると共に前記空転車輪が含まれない側のトルクの割合が大きくなるように前記第１モータおよび前記第２モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、前輪および後輪のうち空転車輪が含まれる側のトルクを小さくすることにより、空転車輪の実車輪速の増加を抑制することができる。前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記トータルトルクに対する前記空転車輪が含まれる側のトルクの割合が値０となるように制御するものとしてもよい。こうすれば、空転車輪の実車輪速の増加をより抑制することができる。

さらに、各車輪のうちの何れかの車輪が空転していると判定したときに車輪速抑制制御を実行する態様の本発明の自動車において、前記制御装置は、前記車体速が所定車体速以下で且つ前記各車輪のうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、前記車輪速抑制制御の実行として、前記車輪速抑制制御を実行しないときよりもクリープトルクが小さくなるように前記第１モータおよび前記第２モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、クリープトルクを小さくすることにより、空転車輪の実車輪速の増加を抑制することができる。この場合、前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記クリープトルクが値０となるように制御するものとしてもよい。こうすれば、空転車輪の実車輪速の増加をより抑制することができる。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。メインＥＣＵ５０により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、モータ３２Ｆ，３２Ｒと、インバータ３４Ｆ，３４Ｒと、バッテリ３６と、制動力付与装置としての油圧ブレーキ装置４０と、メイン電子制御ユニット（以下、「メインＥＣＵ」という）５０と、を備える。

モータ３２Ｆは、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、回転子が左右の前輪（左前輪および右前輪）２１ａ，２１ｂに車軸２３ａ，２３ｂおよびデファレンシャルギヤ２４Ｆを介して連結された駆動軸２６Ｆに接続されている。モータ３２Ｒは、モータ３２Ｆと同様の同期発電電動機として構成されており、回転子が左右の後輪（左後輪および右後輪）２１ｃ，２１ｄに車軸２３ｃ，２３ｄおよびデファレンシャルギヤ２４Ｒを介して連結された駆動軸２６Ｒに接続されている。インバータ３４Ｆ，３４Ｒは、モータ３２Ｆ，３２Ｒの駆動に用いられると共に電力ライン３８を介してバッテリ３６に接続されている。モータ３２Ｆ，３２Ｒは、メインＥＣＵ５０によってインバータ３４Ｆ，３４Ｒの図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン３８を介してインバータ３４Ｆ，３４Ｒに接続されている。

油圧ブレーキ装置４０は、前輪２１ａ，２１ｂや後輪２１ｃ，２１ｄに取り付けられたブレーキホイールシリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄと、ブレーキアクチュエータ４４と、を備える。ブレーキアクチュエータ４４は、ブレーキホイールシリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄの油圧を調節して前輪２１ａ，２１ｂや後輪２１ｃ，２１ｄに制動力を付与するためのアクチュエータとして構成されている。このブレーキアクチュエータ４４は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）４８によって駆動制御されている。

ブレーキＥＣＵ４８は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ブレーキＥＣＵ４８には、ブレーキアクチュエータ４４を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ブレーキＥＣＵ４８に入力される信号としては、例えば、ブレーキペダル６５の踏込に応じた圧力を生じるマスタシリンダ４２に取り付けられた圧力センサ（図示省略）からのマスタシリンダ圧（ブレーキ踏力）や、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄに取り付られた車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからの前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄを挙げることができる。ブレーキＥＣＵ４８からは、ブレーキアクチュエータ４４への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ４８は、メインＥＣＵ５０と通信ポートを介して接続されている。

メインＥＣＵ５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。メインＥＣＵ５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。メインＥＣＵ５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２Ｆ，３２Ｒの回転子に取り付けられた回転位置検出センサ３３Ｆ，３３Ｒからのモータ３２Ｆ，３２Ｒの回転子の回転位置θｍｆ，θｍｒや、モータ３２Ｆ，３２Ｒの各相の電力ラインに取り付けられた電流センサ（図示省略）からのモータ３２Ｆ，３２Ｒの各相の相電流Ｉｕｆ，Ｉｖｆ，Ｉｗｆ，Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒを挙げることができる。バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ（図示省略）からのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ（図示省略）からのバッテリ３６の電流Ｉｂも挙げることができる。イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。加えて、アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰも挙げることができる。メインＥＣＵ５０からは、インバータ３４Ｆ，３４Ｒの複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。メインＥＣＵ５０は、回転位置検出センサ３３Ｆ，３３Ｒからのモータ３２Ｆ，３２Ｒの回転子の回転位置θｍｆ，θｍｒに基づいてモータ３２Ｆ，３２Ｒの電気角θｅｆ，θｅｒや回転数Ｎｍｆ，Ｎｍｒを演算している。

ここで、車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、電磁ピックアップの回転数センサとして構成されており、極低車体速時や停車時には、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄの検出精度が低下する。回転位置検出センサ３３Ｆ，３３Ｒは、レゾルバとして構成されており、極低車体速時や停車時でも、モータ３２Ｆ，３２Ｒの回転子の回転位置θｍｆ，θｍｒを精度よく検出することができ、モータ３２Ｆ，３２Ｒの回転数Ｎｍｆ，Ｎｍｒを精度よく演算することができる。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、基本的には、メインＥＣＵ５０は、以下の基本走行制御を行なう。基本走行制御では、メインＥＣＵ５０は、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄのうち大きい側から３番目の車輪速を車体速Ｖに設定し、アクセル開度Ａｃｃと車体速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖなどに基づいて、要求トルクＴｄ＊に対する前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのトルクの割合としてのトルク配分比Ｄｆ，Ｄｒ（Ｄｆ＋Ｄｒ＝１）を設定し、要求トルクＴｄ＊にトルク配分比Ｄｆ，Ｄｒを乗じた値を前輪２１ａ，２１ｂ，後輪２１ｃ，２１ｄに要求される要求トルクＴｆ＊，Ｔｒ＊に設定し、設定した要求トルクＴｆ＊，Ｔｒ＊にデファレンシャルギヤ２４Ｆ，２４Ｒのギヤ比（デフ比）Ｇｆ，Ｇｒを乗じた値をモータ３２Ｆ，３２Ｒのトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊に設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊でモータ３２Ｆ，３２Ｒが駆動されるようにインバータ３４Ｆ，３４Ｒの複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

また、実施例の電気自動車２０では、ブレーキＥＣＵ４８は、アクセルオンのときには、必要に応じて、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄが空転する（スリップする）のを抑制するトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行なう。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、アクセルオフで且つ極低車速時や停車時、具体的には、トラクションコントロールを行なわないと共に車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによる前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄの検出精度が低下しているときの動作について説明する。図２は、メインＥＣＵ５０により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。

図２の制御ルーチンが実行されると、メインＥＣＵ５０は、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄや、モータ３２Ｆ，３２Ｒの回転数Ｎｍｆ，Ｎｍｒ、アクセル開度Ａｃｃなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄは、車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにより検出された値がブレーキＥＣＵ４８から通信により入力される。モータ３２Ｆ，３２Ｒの回転数Ｎｍｆ，Ｎｍｒは、回転位置検出センサ３３Ｆ，３３Ｒにより検出されたモータ３２Ｆ，３２Ｒの回転子の回転位置θｍｆ，θｍｒに基づいて演算された値が入力される。アクセル開度Ａｃｃは、アクセルペダルポジションセンサ６４により検出された値が入力される。

こうしてデータを入力すると、入力した前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄのうち大きい側から３番目の車輪速を車体速Ｖに設定する（ステップＳ１１０）。

続いて、アクセルオンかアクセルオフかを判定すると共に（ステップＳ１２０）、車体速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、極低車体速時や停車時であるか否かを判定するのに用いられる閾値であり、アクセルオフのときにクリープトルクを出力する車速範囲の上限として定められ、例えば、５ｋｍ／ｈや６ｋｍ／ｈ、７ｋｍ／ｈなどが用いられる。ステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理は、トラクションコントロールを行なわないと共に車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによる前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄの検出精度が低下しているときであるか否かを判定する処理である。

ステップＳ１２０でアクセルオンのときやステップＳ１３０で車体速Ｖが閾値Ｖｒｅｆよりも高いときには、本ルーチンを終了する。この場合、上述の基本走行制御や必要に応じてトラクションコントロールを行なう。

ステップＳ１２０でアクセルオフで且つステップＳ１３０で車体速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、前輪２１ａ，２１ｂの平均回転数（左前輪の回転数と右前輪の回転数との和の２分の１）である前輪平均回転数Ｎｗｆおよび後輪２１ｃ，２１ｄの平均回転数（左後輪の回転数と右後輪の回転数との和の２分の１）である後輪平均回転数Ｎｗｒを演算する（ステップＳ１４０）。前輪平均回転数Ｎｗｆは、モータ３２Ｆの回転数Ｎｍｆをデファレンシャルギヤ２４Ｆのギヤ比（デフ比）Ｇｆで除して演算することができる。後輪平均回転数Ｎｗｒは、モータ３２Ｒの回転数Ｎｍｒをデファレンシャルギヤ２４Ｒのギヤ比（デフ比）Ｇｒで除して演算することができる。

こうして前輪平均回転数Ｎｗｆおよび後輪平均回転数Ｎｗｒを演算すると、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとの差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）を閾値Ｎｗｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転しているか否かを判定するのに用いられる閾値であり、例えば、２ｋｍ／ｈや３ｈｍ／ｈ、４ｋｍ／ｈなどが用いられる。例えば、前輪２１ａが空転して前輪２１ａの実車輪速が大きくなると、前輪平均回転数Ｎｗｆが大きくなり、差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆよりも大きくなる。差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆ以下のときには、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れも空転していないと判断し、車体速Ｖの再設定を行なわない（後述のステップＳ１６０〜Ｓ１８０の処理を行なわない）。

ステップＳ１５０で差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆよりも大きいときには、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判断し、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとを比較する（ステップＳ１６０）。この処理は、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れに空転している車輪である空転車輪が含まれるかを判定する処理である。

ステップＳ１６０で前輪平均回転数Ｎｗｆが後輪平均回転数Ｎｗｒよりも大きいときには、前輪２１ａ，２１ｂに空転車輪が含まれると判断し、後輪平均回転数Ｎｗｒに換算係数ｋｒを乗じた値を車体速Ｖとして再設定する（ステップＳ１７０）。一方、後輪平均回転数Ｎｗｒが前輪平均回転数Ｎｗｆよりも大きいときには、後輪２１ｃ，２１ｄに空転車輪が含まれると判断し、前輪平均回転数Ｎｗｆに換算係数ｋｆを乗じた値を車体速Ｖとして再設定する（ステップＳ１８０）。

ステップＳ１５０〜Ｓ１８０の処理は、差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆよりも大きいときに、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとのうちの小さい方（空転車輪が含まれない側の回転数）に基づいて車体速Ｖを再設定する処理である。ここで、換算係数ｋｒは、後輪平均回転数Ｎｗｒを車体速Ｖに換算するための係数であり、後輪２１ｃ，２１ｄのタイヤ動荷重半径に基づいて定められる。換算係数ｋｆは、前輪平均回転数Ｎｗｆを車体速Ｖに換算するための係数であり、前輪２１ａ，２１ｂのタイヤ動荷重半径に基づいて定められる。

このように前輪平均回転数Ｎｗｆや後輪平均回転数Ｎｗｒに基づいて車体速Ｖを再設定することにより、極低車体速時や停車時（車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによる前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄの検出精度が低下しているとき）でも、車体速Ｖを精度よく設定（再設定）することができる。

次に、通常クリープトルクＴｃを要求トルクＴｄ＊に設定し（ステップＳ１９０）、トルク配分比Ｄｆ，Ｄｒに、静荷重重心位置（停車時の車両の重心位置）などに基づく値Ｄｆｓｌ，Ｄｒｓｌを設定し（ステップＳ２００）、要求トルクＴｄ＊にトルク配分比Ｄｆ，Ｄｒを乗じた値を要求トルクＴｆ＊，Ｔｒ＊に設定する（ステップＳ２１０）。続いて、設定した要求トルクＴｆ＊，Ｔｒ＊にデファレンシャルギヤ２４Ｆ，２４Ｒのギヤ比（デフ比）Ｇｆ，Ｇｒを乗じた値をモータ３２Ｆ，３２Ｒのトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊に設定する（ステップＳ２２０）。

そして、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄのそれぞれから車体速Ｖを減じた値（Ｖｗａ−Ｖ），（Ｖｗｂ−Ｖ），（Ｖｗｃ−Ｖ），（Ｖｗｄ−Ｖ）を閾値Ｖｗｒｅｆと比較する（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）。ここで、閾値Ｖｗｒｅｆは、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの各車輪について空転しているか否かを判定するのに用いられる閾値であり、車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによる前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄの検出精度を確保できる（車体速Ｖが値０のときでも各車輪について空転しているか否かを判定できる）車輪速範囲の下限やそれよりも若干高い値として、例えば、８ｋｍ／ｈや９ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈなどが用いられる。実施例では、上述したように、車体速Ｖを精度よく設定することができるから、このステップＳ２３０，Ｓ２４０の処理により、極低車体速時や停車時でも、各車輪について空転しているか否かを精度よく判定することができる。なお、空転している（車輪速から車体速Ｖを減じた値が閾値Ｖｗｒｅｆよりも大きい）車輪である空転車輪については、実車輪速が大きくなるから、車輪速センサにより車輪速を精度よく検出することができる。

ステップＳ２３０，Ｓ２４０で値（Ｖｗａ−Ｖ），（Ｖｗｂ−Ｖ），（Ｖｗｃ−Ｖ），（Ｖｗｄ−Ｖ）の全てが閾値Ｖｗｒｅｆ以下のときには、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの何れも空転していないと判断し、モータ３２Ｆ，３２Ｒがトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊で駆動されるようにインバータ３４Ｆ，３４Ｒの複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なって（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２３０，Ｓ２４０で値（Ｖｗａ−Ｖ），（Ｖｗｂ−Ｖ），（Ｖｗｃ−Ｖ），（Ｖｗｄ−Ｖ）のうちの何れかが閾値Ｖｗｒｅｆよりも大きいときには、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判断し、モータ３２Ｆ，３２Ｒがトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊で駆動されるようにインバータ３４Ｆ，３４Ｒの複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に空転車輪に制動力が付与されるように油圧ブレーキ装置４０を制御して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

車体速Ｖが略値０で且つアクセルオフのときに、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が溝などに脱輪して空転すると、車体速Ｖがあまり変化していないにも拘わらずに、空転車輪のトルクにより、空転車輪の実車輪速が増加してデファレンシャルギヤ２４Ｆ，２４Ｒなどの耐久性に基づく許容車輪速を超えてしまう場合がある。なお、許容車輪速は、例えば、デファレンシャルギヤ２４Ｆの前輪２１ａ，２１ｂ（車軸２２ｃ，２２ｄ）の回転数差や、デファレンシャルギヤ２４Ｒの後輪２１ｃ，２１ｄ（車軸２２ｃ，２２ｄ）の回転数差で、１２０ｋｍ／ｈや１３０ｋｍ／ｈ、１４０ｋｍ／ｈなどに設計される。これに対して、実施例では、空転車輪に油圧ブレーキ装置４０により制動力を付与することにより、空転車輪の実車輪速の増加を抑制し、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えてしまうのを抑制することができる。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、アクセルオフで且つ車体速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときにおいて、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとの差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆ以下のときには、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとのうちの小さい方に基づいて車体速Ｖを設定（再設定）する。これにより、極低車体速時や停車時でも、車体速Ｖを精度よく設定（再設定）することができる。そして、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂ，Ｖｗｃ，Ｖｗｄのそれぞれから車体速Ｖを減じた値（Ｖｗａ−Ｖ），（Ｖｗｂ−Ｖ），（Ｖｗｃ−Ｖ），（Ｖｗｄ−Ｖ）を閾値Ｖｗｒｅｆと比較することにより、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの各車輪について空転しているか否かを判定する。車体速Ｖを精度よく設定することができるから、極低車体速時や停車時でも、各車輪について空転しているか否かを精度よく判定することができる。

しかも、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの各車輪のうちの何れかの車輪が空転しているときには、空転車輪に油圧ブレーキ装置４０により制動力を付与する。これにより、空転車輪の実車輪速の増加を抑制し、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えてしまうのを抑制することができる。

実施例の電気自動車２０では、アクセルオフで且つ車体速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときに、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとの差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆよりも大きいときには、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとのうちの小さい方に基づいて車体速Ｖを設定（再設定）するものとした。しかし、アクセルオンのときや車体速Ｖが閾値Ｖｒｅｆよりも大きいときでも、差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆよりも大きいときには、前輪平均回転数Ｎｗｆと後輪平均回転数Ｎｗｒとのうちの小さい方に基づいて車体速Ｖを設定（再設定）するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、メインＥＣＵ５０は、図２の制御ルーチンを実行するものとしたが、図３の制御ルーチンを実行するものとしてもよい。図３の制御ルーチンは、ステップＳ２３０，Ｓ２４０，Ｓ２６０の処理に代えて、ステップＳ３００〜Ｓ３２０の処理を実行する点を除いて、図２の制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３の制御ルーチンでは、メインＥＣＵ５０は、ステップＳ１９０で通常クリープトルクＴｃを要求トルクＴｄ＊に設定すると、図２の制御ルーチンのステップＳ２３０，Ｓ２４０の処理と同様に、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの各車輪について空転しているか否かを判定し（ステップＳ３００，Ｓ３１０）、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの何れも空転していないと判定したときには、トルク配分比Ｄｆ，Ｄｒに上述の値Ｄｆｓｌ，Ｄｒｓｌを設定し（ステップＳ２００）、ステップＳ２１０以降の処理を実行する。

ステップＳ３００，Ｓ３１０で前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、前輪２１ａおよび前輪２１ｂのうち空転車輪が含まれる空転側のトルク配分比が値０となると共に空転車輪が含まれない非空転側のトルク配分比が値１となるようにトルク配分比Ｄｆ，Ｄｒを設定し（ステップＳ３２０）、ステップＳ２１０以降の処理を実行する。こうした制御により、空転側にトルクが出力されないようにし、空転車輪の実車輪速の増加を抑制し、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えてしまうのを抑制することができる。

この変形例では、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、空転側のトルク配分比が値０となると共に空転車輪が含まれない非空転側のトルク配分比が値１となるようにトルク配分比Ｄｆ，Ｄｒを設定するものとした。しかし、これに加えて、図２の制御ルーチンのステップＳ２６０の処理と同様に、空転車輪に制動力が付与されるように油圧ブレーキ装置４０を制御するものとしてもよい。こうすれば、空転車輪の実車輪速の増加をより抑制し、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えてしまうのをより抑制することができる。

また、この変形例では、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、空転側のトルク配分比が値０となると共に空転車輪が含まれない非空転側のトルク配分比が値１となるようにトルク配分比Ｄｆ，Ｄｒを設定するものとした。しかし、前輪２１ａ，２１ｂに空転車輪が含まれるときには、トルク配分比Ｄｆに値０よりも大きく且つ値Ｄｆｓｌよりも小さい値Ｄｆ２を設定すると共に値１から値Ｄｆ２を減じた値をトルク配分比Ｄｒに設定し、後輪２１ｃ，２１ｄに空転車輪が含まれるときには、トルク配分比Ｄｒに値０よりも大きく且つ値Ｄｆｓｒよりも小さい値Ｄｒ２を設定すると共に値１から値Ｄｒ２を減じた値をトルク配分比Ｄｒ２に設定するものとしてもよい。この場合、値Ｄｆ２や値Ｄｒ２は、空転側のイナーシャを考慮して、実験や解析により、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えないように定められる。

実施例の電気自動車２０では、メインＥＣＵ５０は、図２の制御ルーチンを実行するものとしたが、図４の制御ルーチンを実行するものとしてもよい。図４の制御ルーチンは、ステップＳ２３０，Ｓ２４０，Ｓ２６０の処理に代えて、ステップＳ４００〜Ｓ４２０の処理を実行する点を除いて、図２の制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４の制御ルーチンでは、メインＥＣＵ５０は、ステップＳ１５０で差分（｜Ｎｗｆ−Ｎｗｒ｜）が閾値Ｎｗｒｅｆ以下のときや、ステップＳ１７０やステップＳ１８０で車体速Ｖを再設定すると、図２の制御ルーチンのステップＳ２３０，Ｓ２４０の処理と同様に、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの各車輪について空転しているか否かを判定し（ステップＳ４００，Ｓ４１０）、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄの何れも空転していないと判定したときには、通常クリープトルクＴｃを要求トルクＴｄ＊に設定し（ステップＳ１９０）、ステップＳ２００以降の処理を実行する。

ステップＳ４００，Ｓ４１０で前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、値０を要求トルクＴｄ＊に設定し（ステップＳ４２０）、ステップＳ２００以降の処理を実行する。こうした制御により、空転側および非空転側にトルクが出力されないようにし、空転車輪の実車輪速の増加を抑制し、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えてしまうのを抑制することができる。

この変形例では、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、値０を要求トルクＴｄ＊に設定するものとした。しかし、これに加えて、図２の制御ルーチンのステップＳ２６０の処理と同様に、空転車輪に制動力が付与されるように油圧ブレーキ装置４０を制御するものとしてもよい。こうすれば、空転車輪の実車輪速の増加をより抑制し、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えてしまうのをより抑制することができる。

また、この変形例では、前輪２１ａ，２１ｂおよび後輪２１ｃ，２１ｄのうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、値０を要求トルクＴｄ＊に設定するものとした。しかし、通常クリープトルクＴｃよりも小さく且つ値０よりも大きいクリープトルクＴｃ２を要求トルクＴｄ＊に設定するものとしてもよい。この場合、クリープトルクＴｃ２は、空転側のイナーシャを考慮して、実験や解析により、空転車輪の実車輪速が許容車輪速を超えないように定められる。

実施例の電気自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ３６を用いるものとしたが、バッテリ３６に代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例では、前輪２１ａ，２１ｂにデファレンシャルギヤ２４Ｆを介して連結された駆動軸２６Ｆにモータ３２Ｆを接続すると共に後輪２１ｃ，２１ｄにデファレンシャルギヤ２４Ｒを介して連結された駆動軸２６Ｒにモータ３２Ｒを接続する電気自動車２０の構成とした。しかし、図５に示すように、電気自動車２０の構成に加えて、駆動軸２６Ｆにプラネタリギヤ１３０を介してエンジン１３２およびモータ１３４を接続するハイブリッド自動車１２０の構成としてもよい。また、図６に示すように、電気自動車２０の構成に加えて、駆動軸２６Ｆとモータ３２Ｆとの間に変速機２３０を設けると共にモータ３２Ｆにクラッチ２３４を介してエンジン２３２を接続するハイブリッド自動車２２０の構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２Ｆが「第１モータ」に相当し、モータ３２Ｒが「第２モータ」に相当し、車輪速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが「車輪速検出部」に相当し、回転位置検出センサ３３Ｆ，３３ＲおよびメインＥＣＵ５０が「回転数検出部」に相当し、メインＥＣＵ５０とブレーキＥＣＵ４８とが「制御装置」に相当する。また、油圧ブレーキ装置４０が「制動力付与装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２１ａ，２１ｂ前輪、２１ｃ，２１ｄ後輪、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ車輪速センサ、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ車軸、２４Ｆ，２４Ｒデファレンシャルギヤ、２６Ｆ，２６Ｒ駆動軸、３２Ｆ，３２Ｒ，１３４モータ、３３Ｆ，３３Ｒ回転位置検出センサ、３４Ｆ，３４Ｒインバータ、３６バッテリ、３８電力ライン、４０油圧ブレーキ装置、４２マスタシリンダ、４４ブレーキアクチュエータ、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄブレーキホイールシリンダ、４８ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、５０メイン電子制御ユニット（メインＥＣＵ）、６０イグニッションスイッチ、６１シフトレバー、６２シフトポジションセンサ、６３アクセルペダル、６４アクセルペダルポジションセンサ、６５ブレーキペダル、６６ブレーキペダルポジションセンサ、１２０，２２０ハイブリッド自動車、１３０プラネタリギヤ、１３２，２３２エンジン、２３０変速機、２３４クラッチ。

Claims

左右の前輪に第１デファレンシャルギヤを介して接続された第１モータと、
左右の後輪に第２デファレンシャルギヤを介して接続された第２モータと、
前記左右の前輪および前記左右の後輪の各車輪の車輪速を検出する車輪速検出部と、
前記車輪速検出部よりも絶対値の小さい領域まで精度よく値を検出可能に構成されており、前記第１，第２モータの回転数を検出する回転数検出部と、
前記第１，第２モータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、
前記第１モータの回転数に基づいて、前記左右の前輪の平均回転数である前輪平均回転数を設定すると共に、前記第２モータの回転数に基づいて、前記左右の後輪の平均回転数である後輪平均回転数を設定し、
前記前輪平均回転数と前記後輪平均回転数との差分が第１閾値よりも大きいときには、前記前輪平均回転数と前記後輪平均回転数とのうちの小さい方に基づいて車体速を設定し、
前記各車輪について、前記車輪速と前記車体速との差分を第２閾値と比較することにより空転しているか否かを判定する、
自動車。
請求項１記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記各車輪のうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、空転している車輪である空転車輪の実車輪速の増加を抑制する車輪速抑制制御を実行する、
自動車。
請求項２記載の自動車であって、
前記各車輪に制動力を付与する制動力付与装置を更に備え、
前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記空転車輪に制動力が付与されるように前記制動力付与装置を制御する、
自動車。
請求項２記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記車輪速抑制制御を実行しないときよりも、車両のトータルトルクに対する、前記前輪および前記後輪のうち前記空転車輪が含まれる側のトルクの割合が小さくなると共に前記空転車輪が含まれない側のトルクの割合が大きくなるように前記第１モータおよび前記第２モータを制御する、
自動車。
請求項４記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記トータルトルクに対する前記空転車輪が含まれる側のトルクの割合が値０となるように制御する、
自動車。
請求項２記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記車体速が所定車体速以下で且つ前記各車輪のうちの何れかの車輪が空転していると判定したときには、前記車輪速抑制制御の実行として、前記車輪速抑制制御を実行しないときよりもクリープトルクが小さくなるように前記第１モータおよび前記第２モータを制御する、
自動車。
請求項６記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記車輪速抑制制御の実行として、前記クリープトルクが値０となるように制御する、
自動車。