JP7275744B2 - 電動車両の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両の制御方法及び制御装置に関する。

特許文献１では、四輪駆動車の駆動力制御装置が提案されている。この駆動力制御装置では、車両に作用する前後加速度をセンサにて検出し、前後加速度の検出値及び別途推定された路面勾配に基づいて、車体速を推定する。そして、駆動力制御装置は、この推定した車体速を用いて四輪駆動車のスリップ状態を制御する。

特開２００１－８２１９９号公報

しかしながら、上記駆動力制御装置において、前後加速度センサの検出値には、車両のピッチング挙動や乗員や荷物の積載状態、センサの取り付け誤差等の要因による誤差が含まれる。

このため、このような誤差を含んだ前後加速度センサの検出値に基づいて算出される推定車体速は実際の車体速と乖離することとなる。そして、このような推定車体速に基づいて駆動輪のスリップ状態を制御すると、車両の加速時及び減速時の双方において駆動輪の回転が好適に調節されない恐れがある。

このような事情に鑑み、本発明は、より高精度に車体速度を推定して好適な駆動輪のスリップ制御を可能とする電動車両の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、モータを走行駆動源とする電動車両の制御方法が提供される。この電動車両の制御方法は、モータトルク指令値を算出するモータトルク指令値算出工程と、モータの駆動力を駆動輪に伝達させる駆動軸の回転速度に相関する速度パラメータを取得する速度パラメータ取得工程速度パラメータ取得工程と、モータトルク指令値及び前記速度パラメータに基づいて電動車両の車体速推定値を算出する車速推定工程と、車体速推定値に基づいて駆動輪のスリップ状態を判定するスリップ状態判定工程と、車体速推定値及び判定したスリップ状態に基づいて駆動輪に入力する駆動力を制御するスリップ制御工程と、を含む。

本発明によれば、より高精度に車体速度を推定しつつ、好適な駆動輪のスリップ制御を実行することができる。

図１は、本実施形態による電動車両の制御方法を実行する電動車両制御システムの構成を説明する図である。 図２は、電動車両の制御方法の主要な処理を説明するフローチャートである。 図３は、アクセル開度－トルクテーブルの一例を示す図である。 図４は、前後左右駆動力分配処理を説明するための図である。 図５は、電動車両制御システムを備えた電動車両の力学系モデルを説明する図である。 図６は、車体速推定処理について説明するためのブロック図である。 図７は、外乱トルク推定処理を説明するブロック図である。 図８は、推定車速算出処理の一例（簡易モデル）を説明するブロック図である。 図９は、推定車速算出処理の一例（詳細モデル）を説明するブロック線図である。 図１０は、スリップ制御処理について説明するブロック図である。 図１１Ａは、フロント目標トルク指令値が正の値である場合のフロント目標回転数規定処理を説明するブロック図である。 図１１Ｂは、フロント目標トルク指令値が正の値ではない場合のフロント目標回転数規定処理を説明するブロック図である。 図１２は、フロントスリップ制御処理を説明するブロック線図である。 図１３は、二つのモータを有する電動車両において、摩擦係数μが低下した路面を発進加速する場合における各パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。 図１４は、第１変形例による電動車両制御システムの構成を説明する図である。 図１５は、第２変形例による電動車両制御システムの構成を説明する図である。 図１６は、第３変形例による電動車両制御システムの構成を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態による電動車両の制御方法が適用される電動車両システム１００の主要な構成を説明するブロック図である。

なお、本実施形態における電動車両とは、車両の駆動源としての駆動モータ４（電動モータ）を備え、当該駆動モータ４の駆動力により走行可能な自動車のことであり、電気自動車や、ハイブリッド自動車が含まれる。特に、電動車両に適用される本実施形態の電動車両システム１００は、２つの駆動モータ４（フロント駆動モータ４ｆ及びリア駆動モータ４ｒ）を有する。以下、電動車両システム１００の構成をより詳細に説明する。

図１に示すように、電動車両システム１００は、フロント駆動システムｆｄｓと、リア駆動システムｒｄｓと、バッテリ１と、モータコントローラ２と、を有する。

フロント駆動システムｆｄｓには、フロント駆動輪９ｆ（左フロント駆動輪９ｆＬ及び右フロント駆動輪９ｆＲ）を駆動させるフロント駆動モータ４ｆを制御するための各種センサ及びアクチュエータ類が設けられている。

一方、リア駆動システムｒｄｓには、リア駆動輪９ｒ（左リア駆動輪９ｒＬ及び右リア駆動輪９ｒＲ）を駆動させるリア駆動モータ４ｒを制御するための各種センサ及びアクチュエータ類が設けられている。

そして、このフロント駆動システムｆｄｓ及びリア駆動システムｒｄｓは、それぞれ、モータコントローラ２により個別に制御される。

バッテリ１は、各駆動モータ４に駆動電力を供給（放電）する電力源として機能する一方で、当該各駆動モータ４から回生電力の供給を受けることで充電が可能となるように、インバータ３（フロントインバータ３ｆ及びリアインバータ３ｒ）に接続されている。

モータコントローラ２は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）から構成されるコンピュータである。

モータコントローラ２には、アクセル開度Ａｐｏ、駆動モータ４の回転子位相α（フロント回転子位相αｆ及びフロント回転子位相αｒ）、及び駆動モータ４の電流Ｉｍ（フロントモータ電流Ｉｍｆ及びリアモータ電流Ｉｍｒ）の車両状態を示す各種車両変数の信号がデジタル信号として入力される。

モータコントローラ２は、入力された信号に基づいて各駆動モータ４を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。また、生成したそれぞれのＰＷＭ信号に応じて各インバータ３の駆動信号を生成する。

各インバータ３は、各相に対応して具備された２個のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳ－ＦＥＴ等のパワー半導体素子）を有する。特に、各インバータ３は、モータコントローラ２からの指令に応じて、スイッチング素子をオン／オフすることにより、バッテリ１から供給される直流電流を交流電流に変換あるいは逆変換し、各駆動モータ４に供給する電流を所望の値に調節する。

各駆動モータ４は、三相交流モータとして構成される。各駆動モータ４（フロント駆動モータ４ｆ及びリア駆動モータ４ｒ）は、対応する各インバータ３（フロントインバータ３ｆ及びリアインバータ３ｒ）から供給される交流電流により駆動力を発生し、当該駆動力を対応する各減速機５（フロント減速機５ｆ及びリア減速機５ｒ）、及び各ドライブシャフト８（フロントドライブシャフト８ｆ及びリアドライブシャフト８ｒ）を介して、各駆動輪９（フロント駆動輪９ｆ及びリア駆動輪９ｒ）に伝達する。

また、駆動モータ４は、車両の走行時に駆動輪９に連れ回されて回転するときに、回生駆動力を発生させることで、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この場合、インバータ３は、回生運転時に発生する交流電流を直流電流に変換して、バッテリ１に供給する。

回転センサ６（フロント回転センサ６ｆ及びリア回転センサ６ｒ）は、駆動モータ４の回転子位相α（フロント回転子位相α_f及びリア回転子位相α_r）をそれぞれ検出し、モータコントローラ２に出力する。なお、回転センサ６は、例えば、レゾルバやエンコーダなどにより構成される。

電流センサ７（フロント電流センサ７ｆ及びリア電流センサ７ｒ）は、各駆動モータ４に流れる３相交流電流（ｉｕ,ｉｖ,ｉｗ）をそれぞれ検出する。なお、３相交流電流（ｉｕ,ｉｖ,ｉｗ）の和は０であるため、電流センサ７により任意の２相の電流を検出して、残りの１相の電流は演算により求めてもよい。特に、電流センサ７は、フロント駆動モータ４ｆに流れる電流である３相交流電流（ｉｕ_f,ｉｖ_f,ｉｗ_f）とリア駆動モータ４ｒに流れる電流である３相交流電流（ｉｕ_r,ｉｖ_r,ｉｗ_r）を検出する。

図２は、本実施形態のモータコントローラ２による電動車両の制御方法における基本的な処理を説明するフローチャートである。なお、モータコントローラ２は、図２に示すステップＳ２０１からステップＳ２０６に係る処理を所定の演算周期ごとに実行するようにプログラムされている。

ステップＳ２０１において、モータコントローラ２は、ステップＳ２０２以降の処理を実行するために用いる各種パラメータを、以下の１～３の処理にしたがい取得する入力処理を行う。

１．各センサの検出値
モータコントローラ２は、上述した図示しないアクセル開度センサ及び各センサから、アクセル開度Ａｐｏ（%）、回転子位相α［ｒａｄ］、駆動モータ４に流れる三相交流電流（ｉｕ,ｉｖ,ｉｗ）［Ａ］、及びバッテリ１の直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］を取得する。

２．最終トルク指令値Ｔ_m ^**の前回値
モータコントローラ２は、内部メモリに記憶された後述する最終トルク指令値Ｔ_m ^**（フロント最終トルク指令値Ｔ_mｆ^**及びリア最終トルク指令値Ｔ_mｒ^**）の前回値を取得する。

３．演算により求める制御パラメータ
モータコントローラ２は、上記「１．」したがい取得した各パラメータに基づいて、モータ電気角速度ω_e［ｒａｄ／ｓ］、モータ回転速度ω_m［ｒａｄ／ｓ］、モータ回転数Ｎ_m［rｐｍ］、及び車輪速度ω_w［ｋｍ／ｈ］を算出する。

（ｉ）モータ電気角速度ω_e
モータコントローラ２は、回転子位相α（フロント回転子位相α_f及びリア回転子位相α_r）を時間微分して各モータ電気角速度ω_e（フロントモータ電気角速度ω_ef及びリアモータ電気角速度ω_er）を求める。

（ｉｉ）モータ回転速度ω_m
モータコントローラ２は、モータ電気角速度ω_eを駆動モータ４の極対数で除して駆動モータ４の機械的な角速度であるモータ回転速度ω_m（フロントモータ回転速度ω_mf及びリアモータ回転速度ω_mr）を算出する。なお、モータ回転速度ω_mと駆動軸であるドライブシャフト８の回転速度との間の関係は、減速機５のギア比に応じて適宜定まる。すなわち、モータ回転速度ω_mは、ドライブシャフト８の回転速度に相関のある速度パラメータである。

（ｉｉｉ）モータ回転数Ｎｍ
モータコントローラ２は、モータ回転速度ω_mに単位変換係数（６０／２π）を乗じることでモータ回転数Ｎ_m（フロントモータ回転数Ｎ_mf及びリアモータ回転数Ｎ_mr）を算出する。

（ｉｖ）車輪速度ω_w
先ず、モータコントローラ２は、フロントモータ回転速度ω_mfにタイヤ動半径Ｒを乗算し、この乗算により得られた値とフロント減速機５ｆのギア比に基づいて左フロント駆動輪速度ω_wfL及び右フロント駆動輪速度ω_wfRを算出する。また、モータコントローラ２は、リアモータ回転速度ω_mrにタイヤ動半径Ｒを乗算し、この乗算により得られた値とリア減速機５ｒのファイナルギアのギア比に基づいて、左フロント駆動輪速度ω_wfL及び右フロント駆動輪速度ω_wfRを算出する。そして、本実施形態では、このように求められた各車輪速度ω_wに単位変換係数（３６００／１０００）を施し、車輪速度ω_wの単位［ｍ／ｓ］を［ｋｍ／ｈ］に変換する。

次に、ステップＳ２０２において、モータコントローラ２は、車両情報に基づいて、ドライバが要求する基本目標トルクを算出する。

具体的に、先ず、モータコントローラ２は、アクセル開度－トルクテーブルを参照し、ステップＳ２０１で取得したアクセル開度Ａｐｏ及びフロントモータ回転速度ω_mfに基づいて、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*を算出する。

図３において、本実施形態のモータコントローラ２が参照するアクセル開度－トルクテーブルの一例を示す。

次に、モータコントローラ２は、この第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*に基づいて、予め定められる前後モータトルク配分にしたがい、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*及びリア目標トルク指令値Ｔ_mr1 ^*を算出する。

図４は、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*及びリア目標トルク指令値Ｔ_mr1 ^*の算出について説明するブロック図である。

図示のように、モータコントローラ２は、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*に前後駆動力配分ゲインＫｆ（０≦Ｋｆ≦１）及び１－Ｋｆをそれぞれ乗じることで、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*及びリア目標トルク指令値Ｔ_mr1 ^*を求める。

ステップＳ２０３において、モータコントローラ２は、車体速推定処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ２０１で取得した各車輪速度ω_w、ステップＳ２０２で算出した第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*、並びに後述するフロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**の前回値及びリア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**の前回値に基づいて、後述の図６～図８で説明する処理を実行して車体速推定値Ｖ＾を算出する。なお、車体速推定処理については後に詳細に説明する。

ステップＳ２０４において、モータコントローラ２は、スリップ制御処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ２０４において算出したフロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*及びリア目標トルク指令値Ｔ_mr1 ^*とステップＳ２０３において算出した車体速推定値Ｖ＾とに基づいて、後述する図１０、図１１Ａ、及び図１１Ｂ等で説明する処理を実行して、目標モータ回転速度ω_m ^*（目標フロントモータ回転速度ω_mf ^*及び目標リアモータ回転速度ω_mr ^*）を算出する。

さらに、モータコントローラ２は、後述する図１０及び図１２で説明する処理を実行して最終トルク指令値Ｔ_m ^**（フロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**及びリア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**）を算出し、この値を設定された演算周期毎に図示しないメモリに記憶させる。なお、スリップ制御処理については後に詳細に説明する。

ステップＳ２０５において、モータコントローラ２は、電流指令値算出処理を実行する。具体的に、コントローラ２は、ステップＳ２０４で算出したフロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**、リア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**、目標フロントモータ回転速度ω_mf ^*、目標リアモータ回転速度ω_mr ^*、及びステップＳ２０１で取得した直流電圧値Ｖ_dcに基づいて、予め定められたテーブルを参照して、ｄｑ軸電流目標値（ｉ_d ^*,ｉ_q ^*）を算出する。特に、モータコントローラ２は、フロント駆動モータ４ｆに設定されるｄｑ軸電流目標値（ｉ_d ^*,ｉ_q ^*）であるフロントｄｑ軸電流目標値（ｉ_df ^*,ｉ_qf ^*）と、リア駆動モータ４ｒに設定されるｄｑ軸電流目標値（ｉ_d ^*,ｉ_q ^*）であるリアｄｑ軸電流目標値（ｉ_dr ^*,ｉ_qr ^*）を算出する。

ステップＳ２０６において、モータコントローラ２は、電流制御演算処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、先ず、ステップＳ２０１で取得した三相交流電流値（ｉｕ,ｉｖ,ｉｗ）及び回転子位相αに基づいて、ｄｑ軸電流値（ｉ_d,ｉ_q）を算出する。次に、モータコントローラ２は、このｄｑ軸電流値（ｉ_d,ｉ_q）とステップＳ２０５で求めたｄｑ軸電流目標値（ｉ_d ^*,ｉ_q ^*）との偏差からｄｑ軸電圧指令値（ｖ_d,ｖ_q）を算出する。特に、モータコントローラ２は、フロント駆動モータ４ｆに設定されるｄｑ軸電圧指令値（ｖ_d,ｖ_q）であるフロントｄｑ軸電圧指令値（ｖ_df,ｖ_qf）と、リア駆動モータ４ｒに設定されるｄｑ軸電圧指令値（ｖ_d,ｖ_q）であるリアｄｑ軸電圧指令値（ｖ_dr,ｖ_qr）を算出する。

さらに、モータコントローラ２は、ｄｑ軸電圧指令値（ｖ_d,ｖ_q）及び回転子位相αに基づいて、三相交流電圧指令値（ｖｕ,ｖｖ,ｖｗ）を算出する。特に、モータコントローラ２は、フロント駆動モータ４ｆに設定される三相交流電圧指令値（ｖｕ,ｖｖ,ｖｗ）であるフロント三相交流電圧指令値（ｖｕ_f,ｖｖ_f,ｖｗ_f）と、リア駆動モータ４ｒに設定される三相交流電圧指令値（ｖｕ,ｖｖ,ｖｗ）であるリア三相交流電圧指令値（ｖｕ_f,ｖｖ_f,ｖｗ_f）を算出する。

そして、モータコントローラ２は、算出した三相交流電圧指令値（ｖｕ,ｖｖ,ｖｗ）及び直流電圧値Ｖｄｃに基づいてＰＷＭ信号（ｔｕ,ｔｖ,ｔｗ）［％］を求める。このようにして求めたＰＷＭ信号（ｔｕ,ｔｖ,ｔｗ）により、インバータ３のスイッチング素子を開閉することによって、駆動モータ４を最終トルク指令値Ｔ_m ^**で指示された所望のトルクで駆動することができる。

次に、上記ステップＳ２０３の車体速推定処理の詳細について説明する。

＜車体速推定処理＞
先ず、本実施形態における車体速推定処理において用いられる車両の駆動力伝達系をモデルについて基づく各伝達特性について説明する。

１．フロントモータトルク指令値Ｔ_mfからフロントモータ回転速度ω_mfまでの伝達特性Ｇ_pff（ｓ）
先ず、電動車両システム１００において、フロントモータトルク指令値Ｔ_mf（以下、単に「フロントモータトルクＴ_mf」とも称する）からフロントモータ回転速度ω_mfまでの伝達特性Ｇ_pff（ｓ）について説明する。この伝達特性Ｇ_pff（ｓ）は、外乱トルクの推定も含めた車体速推定処理において、車両の駆動力伝達系をモデル化（模擬）した車両モデルとして用いられる。初めに、フロントモータトルクＴ_mfからフロントモータ回転速度ω_mfまでの運動方程式について、図５を参照して説明する。

図５は、電動車両システム１００にかかる車両（以下、４ＷＤ車両とも称する）の駆動力伝達系をモデル化した図である。図５における各パラメータは以下のとおりである。なお、補助記号のｆはフロントを、ｒはリアを示している。
Ｊ_mf、Ｊ_mr：モータイナーシャ
Ｊ_wf、Ｊ_wr：駆動輪イナーシャ（１軸分）
Ｋ_df、Ｋ_dr：駆動系のねじり剛性
Ｋ_tf、Ｋ_tr：タイヤと路面の摩擦に関する係数
Ｎ_f、Ｎ_r：オーバーオールギヤ比
ｒ_f、ｒ_r：タイヤ荷重半径
ω_mf、ω_mr：モータ回転速度
ω＾_mf、ω＾_mr：モータ回転速度推定値
θ_mf、θ_mr：モータ角度
ω_wf、ω_wr：駆動輪角速度
θ_wf、θ_wr：駆動輪角度
Ｔ_mf、Ｔ_mr：モータトルク
Ｔ_df、Ｔ_dr：駆動軸トルク
Ｆ_f、Ｆ_r：駆動力（２軸分）
θ_df、θ_dr：駆動軸ねじり角度
Ｖ：車体速度
Ｍ：車体重量

図５より、４ＷＤ車両の運動方程式は、以下の式（１）～（１１）で表される。

フロントモータトルクＴ_mfからフロントモータ回転速度ω_mfまでの伝達特性は、上記式（１）～（１１）をラプラス変換した以下の式（１２）となる。

ただし、式（１２）中の各パラメータは、それぞれ以下式（１３）～（１７）で表される。

式（１２）に示す伝達関数の極と零点を調べるために、式（１２）をｓについて因数分解すると次式（１８）となる。

ただし、式中、「Ｍ_pff」、「α」、「α´」、「β」、「β´」、「ζ_pr」、「ζ_pr´」、「ω_pr」、「ω_pr´」、「ζ_zr」、「ζ_pf」、「ω_zf」、及び「ω_pf」はｓに依存しない定数である。

ここで、式（１８）の「α」と「α´」、「β」と「β´」、「ζｐｒ」と「ζｐｒ´」、及び「ωｐｒ」と「ωｐｒ´」は相互に極めて近い値をとる。このため、α≒α´、β≒β´、ζｐｒ≒ζｐｒ´、ωｐｒ≒ωｐｒ´と近似することで、零点（分子が０となるｓの値）の一部と極（分母が０となるｓの値）の一部を相互に略一致するものとみなすことができる。この近似の下、式（１８）における分子の零点の項と分母の極の項を相殺する極零相殺を行う。これにより、次式（１９）に示すような（２次）／（３次）の伝達特性Ｇ_pff（ｓ）を構成することができる。

ただし、式（１９）中の「Ｍ_pff´」は、上記各定数の近似に基づく極零相殺にあたり、想定される零点と極のズレを考慮して「Ｍ_pff」を適宜修正した定数である。

結果として、４ＷＤ車両の運動方程式に基づいて、フロントモータトルクＴ_mfからフロントモータ回転速度ω_mfまでの伝達特性を調べると、Ｇ_pff（ｓ）は２次／３次式に近似することができる。

ここで、フロントドライブシャフト８ｆに起因するねじり振動を抑止する規範応答を次式（２０）と設定する。

この場合、フロント駆動システムｆｄｓのねじり振動を抑止するフィードフォワード補償器は、以下の式（２１）で表すことができる。

２．リアモータトルク指令値Ｔ_mr（以下、単に「リアモータトルクＴ_mr」とも称する）からリアモータ回転速度ω_mrまでの伝達特性Ｇ_prr（ｓ）
次に、上述したフロントモータトルクＴ_mfからフロントモータ回転速度ω_mfまでの伝達特性Ｇ_pff（ｓ）を求めた方法と同様の方法によって、リアモータトルクＴ_mrからリアモータ回転速度ω_mrまでの伝達特性Ｇ_prr（ｓ）を求める。この伝達特性Ｇ_prr（ｓ）は、次式（２２）により表される。

ここで、リアドライブシャフト８ｒに起因するねじり振動を抑止する規範応答として次式（２３）を設定する。

この場合、リア駆動システムｒｄｓのねじり振動を抑止するフィードフォワード補償器は、以下の式（２４）で表すことができる。

３．リアモータトルクＴ_mrからフロントモータ回転速度ω_mfまでの伝達特性Ｇ_prf（ｓ）
リアモータトルクＴ_mrからフロントモータ回転速度ω_mfまでの伝達特性Ｇ_prf（ｓ）は、上記式（１）～（１１）をラプラス変換した以下の式（２５）となる。

式（２５）に示す伝達関数の極を調べると、次式（２６）となる。

ただし、式（２６）の極（「ｓ＝－α」と「ｓ＝－β」）は、原点と支配的な極から遠い位置にあるため、Ｇ_prf（ｓ）で表される伝達特性への影響は少ない。したがって、式（２６）は、次式（２７）で表す伝達関数に近似することができる。

さらに、車両モデルＧ_prf（ｓ）にリアの制振制御アルゴリズムを考慮すると（ζ_pr≒１とすると）、次式（２８）で示す伝達関数となる。

また、フロント駆動システムｆｄｓにおけるフロントモータ回転速度推定値ω＾_mfの規範応答からフロント駆動システムｆｄｓのねじり振動を抑止するための伝達関数は次式（２９）となる。

４．車体速度Ｖの推定の詳細
図６は、車体速推定処理について説明するためのブロック図である。本実施形態の車体速推定処理は、車輪速度セレクト処理（ステップＳ６００）、外乱トルク推定処理（ステップＳ７００）、及び推定車速算出処理（ステップＳ８００）を含む。そして、モータコントローラ２は、これら各工程を実行可能にプログラムされている。

先ず、ステップＳ６００において、モータコントローラ２は、車輪速度セレクト処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、上記ステップＳ２０２で取得した第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*に基づいて、上記ステップＳ２０１で取得した左フロント駆動輪速度ω_wfL、右フロント駆動輪速度ω_wfR、左リア駆動輪速度ω_wrL、及び右リア駆動輪速度ω_wrRの内の一つを選択してセレクト車輪速度ω_{w_d}として設定する。

より詳細には、モータコントローラ２は、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*が正の値をとる場合には、左フロント駆動輪速度ω_wfL、右フロント駆動輪速度ω_wfR、左リア駆動輪速度ω_wrL、及び右リア駆動輪速度ω_wrRの内の一番小さい値をセレクト車輪速度ω_{w_d}に設定する。

ここで、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*が正の値である場合とは４ＷＤ車両に対して前進方向に駆動力が入力されている場合（加速時）を意味する。加速時において、何れかの駆動輪９が過回転状態であると、この過回転状態の駆動輪９の速度は、他の駆動輪９の速度よりも大きくなることが想定される。

このような状況を踏まえて、本実施形態では、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*が正の値である場合に、上記各駆動輪速度ω_wの値の中から一番小さい値を選択するので、現実の車体速度Ｖ_{_P}により近いセレクト車輪速度ω_{w_d}を設定することができる。

一方、モータコントローラ２は、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*が負の値をとる場合には、左フロント駆動輪速度ω_wfL、右フロント駆動輪速度ω_wfR、左リア駆動輪速度ω_wrL、及び右リア駆動輪速度ω_wrRの内の一番大きい値をセレクト車輪速度ω_{w_d}に設定する。

すなわち、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*が負の値である場合とは４ＷＤ車両に対して後退方向に駆動力が入力されている場合（減速時）を意味する。減速時においては、加速時において、何れかの駆動輪９が回転不足状態であると、この回転不足状態の駆動輪９の速度は、他の駆動輪９の速度よりも小さくなることが想定される。したがって、減速時には、加速時とは逆に、上記各駆動輪速度ω_wの値の中から一番大きい値を選択することで、現実の車体速度Ｖ_{_P}により近いセレクト車輪速度ω_{w_d}を設定することができる。

なお、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*が０である場合には、上記各駆動輪速度ω_wの値の中から一番小さい値及び一番大きい値の何れをセレクト車輪速度ω_{w_d}に設定しても良い。

また、選択するセレクト車輪速度ω_{w_d}は上述した各駆動輪速度ω_wrの内の一番小さい値又は一番大きい値に限られず、車両の走行シーンに応じて２番目に大きい値又は３番目に大きい値等の他の値を選択しても良い。

次に、ステップＳ７００において、モータコントローラ２は、外乱トルク推定処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ６００で設定したセレクト車輪速度ω_{w_d}、フロント最終トルク指令値Ｔｍｆ**の前回値、及びリア最終トルク指令値Ｔｍｒ**の前回値に基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。

図７は、外乱トルク推定処理を説明するブロック図である。

図示のように、ステップＳ７０１において、モータコントローラ２は、フロント最終トルク指令値Ｔｍｆ**の前回値及びリア最終トルク指令値Ｔｍｒ**の前回値との和を演算することで、車両全体の総トルク指令値Ｔ_{m_to}を求める。

なお、フロント減速機５ｆ及びリア減速機５ｒのそれぞれのギア比、又はフロント駆動輪９ｆ及びリア駆動輪９ｒのそれぞれのタイヤ動半径が相互に異なるなど、適切な外乱トルク推定値Ｔｄの演算に影響を与え得る程度にフロント側パラメータとリア側パラメータの間の違いがある場合には、適宜、これらの違いを考慮したゲインを設定しても良い。例えば、リア最終トルク指令値Ｔｍｒ**にフロントモータ軸トルク換算値に換算するゲインを乗算した上で、総トルク指令値Ｔ_{m_to}を求めても良い。

ステップＳ７０２において、モータコントローラ２は、ステップＳ６００において設定したセレクト車輪速度ω_{w_d}、及びステップＳ７０１において算出した総トルク指令値Ｔ_{m_to}に基づいて、予め定められたμ-ＳマップＭａを参照して、補正セレクト車輪速度ω_{w_dc}を求める。

具体的に、モータコントローラ２は、先ず、予め定められたμ-ＳマップＭａを参照して、スリップ量Ｓ［ｋｍ／ｈ］を求める。ここで、本実施形態のμ-ＳマップＭａは、走行路面の路面摩擦係数μ及び車体質量Ｍにより決まるタイヤと路面の間の摩擦力μＭｇと、スリップ量Ｓ［ｋｍ／ｈ］と、の関係を規定したマップである。

特に、本実施形態では、４ＷＤ車両の水平方向における力の釣り合いにより、各駆動輪９に入力される駆動力の総和（総トルク指令値Ｔ_{m_to}）にタイヤ動半径Ｒを乗じた値が、タイヤと走行路面との間の摩擦力μＭｇに等しいものとみなす。

したがって、モータコントローラ２は、μ-ＳマップＭａを参照して総トルク指令値Ｔ_{m_to}に応じたスリップ量Ｓを求める。ここで、スリップ量Ｓは、車輪速度ω_wから車体速度Ｖを減算した値として定義される量である。すなわち、（スリップ量Ｓ）＝（車輪速度ω_w）－（車体速度Ｖ）の関係が成り立つ。

さらに、モータコントローラ２は、セレクト車輪速度ω_{w_d}から求めたスリップ量Ｓを減算して補正セレクト車輪速度ω_{w_dc}を算出する。

このように、セレクト車輪速度ω_{w_d}からスリップ量Ｓを減算した値を補正セレクト車輪速度ω_{w_dc}とすることで、実際の車体速度Ｖにより近い補正セレクト車輪速度ω_{w_dc}を得ることができる。

次に、ステップＳ７０３において、モータコントローラ２は、算出した補正セレクト車輪速度ω_{w_dc}に対し、伝達関数Ｈ₁（ｓ）／Ｇ_r（ｓ）によるフィルタリング処理を施すことで、第１モータトルク推定値Ｔ^_m1を算出する。

ここで、上記伝達関数の分子を構成する車両応答Ｇ_r（ｓ）は、車体質量Ｍ、フロント／リアモータイナーシャＪ_mf、Ｊ_mr、及びフロント／リア駆動輪イナーシャＪ_wf、Ｊ_wrから求まる等価質量Ｍ_Vを用いて次式（３０）のとおりに設定される。

一方、上記伝達関数の分母を構成するローパスフィルタＨ₁（ｓ）は、分母次数と分子次数との差分が車両応答Ｇ_r（ｓ）の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性を有するローパスフィルタである。より具体的に、ローパスフィルタＨ₁（ｓ）は、次式（３１）で表される。

次に、ステップＳ７０４において、モータコントローラ２は、式（３１）のローパスフィルタＨ₁（ｓ）によって、上記ステップＳ７０１で演算した総トルク指令値Ｔ_{m_to}をフィルタリング処理して第２モータトルク推定値Ｔ^_m2を算出する。

そして、ステップＳ７０５において、モータコントローラ２は、ステップＳ７０３で得られた第１モータトルク推定値Ｔ^_m1とステップＳ７０４で得られた第２モータトルク推定値Ｔ^_m2の偏差（すなわち、「Ｔ^_m2－Ｔ^_m1」）を演算することで、外乱トルク推定値Ｔ_dを求める。

ここで、車両に作用する外乱としては、空気抵抗、乗員数や積載量に起因する車両質量の変動によるモデル化誤差、タイヤの転がり抵抗、路面外乱（路面摩擦及び勾配抵抗等）が考えられるが、本実施形態において支配的となる外乱要因は勾配抵抗である。

外乱要因は車両の運転条件により異なる。これに対して、本実施形態の外乱トルク推定処理（ステップＳ７００）においては、フロント最終トルク指令値Ｔｍｆ**の前回値、リア最終トルク指令値Ｔｍｒ**の前回値、セレクト車輪速度ω_{w_d}、モータ回転速度ω_m、及び等価質量Ｍ_Vに基づいて外乱トルク推定値Ｔ_dを算出する。したがって、路面外乱を含む種々の外乱要因を一括して推定することができる。

以上説明したステップＳ７０１～ステップＳ７０５の処理を経て、外乱トルク推定処理が終了する。そして、外乱トルク推定処理が終了すると、モータコントローラ２は、図６のステップＳ８００に移行する。

ステップＳ８００において、モータコントローラ２は、推定車速算出処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ６００で設定されたセレクト車輪速度ω_{w_d}、ステップＳ７００で算出した外乱トルク推定値Ｔ_d、フロント最終トルク指令値Ｔｍｆ**の前回値、及びリア最終トルク指令値Ｔｍｒ**の前回値に基づいて、車体速推定値Ｖ＾を算出する。以下、推定車速算出処理の詳細を説明する。

図８は、推定車速算出処理を説明するブロック図である。

図示のように、ステップＳ８０１において、モータコントローラ２は、フロント最終トルク指令値Ｔｍｆ**の前回値とリア最終トルク指令値Ｔｍｒ**の前回値の和から外乱トルク推定値Ｔ_dを減算して、補正後総トルク指令値Ｔ_{m_cto}を求める。

すなわち、この補正後総トルク指令値Ｔ_{m_cto}は、総トルク指令値Ｔ_{m_to}に対して路面外乱の影響を排除するように補正を行った値である。

そして、ステップＳ８０２において、モータコントローラ２は、算出した補正後総トルク指令値Ｔ_{m_cto}に対して上述の車両応答Ｇ_r（ｓ）を用いてフィルタリング処理を実行し、車体速推定値Ｖ＾を求める。

ここで、後述するステップＳ１００１のフロントスリップ判定処理及びステップＳ１００５のリアスリップ判定処理において非過回転状態と判断された場合には、セレクト車輪速度ω_{w_d}によって求めた車体速推定値Ｖ＾を初期化する。

すなわち、非過回転状態の判断時においては、タイヤと路面がグリップしている状態であることが想定されるので、実際の車体速度Ｖとセレクト車輪速度ω_{w_d}が略一致するものとみなし、セレクト車輪速度ω_{w_d}をそのまま車体速推定値Ｖ＾として設定する。

なお、上述した推定車速算出処理では、図８に示すように、簡易的な車両モデルを想定して上記車両応答Ｇ_r（ｓ）を用いたフィルタリング処理によって車体速推定値Ｖ＾を算出する例を説明した。しかしながら、推定車速算出処理で用いられる車両モデルは上述した態様に限られるものではなく、他の車両モデルを用いても良い。

図９には、より詳細な車両モデルを用いる場合の推定車速算出処理の一例を説明するブロック線図を示す。特に、図９に示すブロック線図におけるモータトルクＴ_mから車体速推定値Ｖ＾への伝達特性は、上述した４ＷＤ車両の運動方程式（１）～（１１）に基づいて定まる、フロントモータトルクＴ_mf及びリアモータトルクＴ_mrから車体速度Ｖへの伝達特性と等価である。

以上説明したように、車輪速度セレクト処理（ステップＳ６００）、外乱トルク推定処理（ステップＳ７００）、及び推定車速算出処理（ステップＳ８００）を実行することで車体速推定値Ｖ＾が算出される。

特に、本実施形態において、セレクト車輪速度ω_{w_d}、フロント最終トルク指令値Ｔｍｆ**、及びリア最終トルク指令値Ｔｍｒ**に基づいて、路面外乱等の車体速度Ｖの推定値に影響を与える外乱要素を含む外乱トルク推定値Ｔ_dを推定して、車体速推定値Ｖ＾を求めるためのパラメータとしている。このため、車体速推定値Ｖ＾の精度がより向上する。

＜スリップ制御処理＞
次に、ステップＳ２０４のスリップ制御処理の詳細について説明する。

図１０は、スリップ制御処理について説明するブロック図である。

図示のように、スリップ制御処理には、フロントスリップ判定処理（ステップＳ１００１）、フロント目標回転数規定処理（ステップＳ１００２）、フロントスリップ制御処理（ステップＳ１００３）、フロントトルク切替処理（ステップＳ１００４）、リアスリップ判定処理（ステップＳ１００５）、リア目標回転数規定処理（ステップＳ１００６）、リアスリップ制御処理（ステップＳ１００７）、及びリアトルク切替処理（ステップＳ１００８）が含まれる。

ステップＳ１００１において、モータコントローラ２は、フロントスリップ判定処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ２０１で取得したフロントモータ回転速度ω_mf、ステップＳ２０３で算出した車体速推定値Ｖ＾、及びステップＳ２０２で算出したフロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*に基づいて、フロント駆動輪９ｆのスリップ判定を行う。

より詳細は、モータコントローラ２は、先ず、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が正の値であるか否か（車両が加速時であるか減速時であるか）を判定する。

この判定が肯定的である場合、モータコントローラ２は、フロントモータ回転速度ω_mfの時間微分値ｄω_mf／ｄｔから車体速推定値Ｖ＾の時間微分値である車体加速度推定値ｄＶ＾／ｄｔを減算する。

そして、モータコントローラ２は、この減算により得られた値（以下、「スリップ判定値」とも称する）が所定の閾値Ｔｈ１以上である場合には、フロント駆動輪９ｆが過回転状態であると判断する。一方、モータコントローラ２は、スリップ判定値が閾値Ｔｈ１未満である場合には、フロント駆動輪９ｆが非過回転状態であると判断する。

なお、上記閾値Ｔｈ１は、車両の加速時において、実際にフロント駆動輪９ｆが過回転であると判断できる程度に、フロントモータ回転速度ω_mfの変化率が車体速推定値Ｖ＾の変化率に対して大きくなっているか否かという観点から定まる値である。

一方、上記判定が否定的である場合（車両の減速時）も同様に、モータコントローラ２は、スリップ判定値を演算する。

そして、モータコントローラ２は、スリップ判定値が所定の閾値Ｔｈ２以下である場合には、フロント駆動輪９ｆが回転不足状態であると判断する。一方、モータコントローラ２は、スリップ判定値が閾値Ｔｈ１を越える場合には、フロント駆動輪９ｆが非回転不足状態と判断する。

なお、上記閾値Ｔｈ２は、車両の減速時において、実際にフロント駆動輪９ｆが回転不足であると判断できる程度に、フロントモータ回転速度ω_mfの変化率が車体速推定値Ｖ＾の変化率に対して小さくなっているか否かという観点から定まる値である。

上記閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２は、相互に同一の値に設定されても良いし、異なる値に設定されても良い。

次に、ステップＳ１００２において、モータコントローラ２は、フロント目標回転数規定処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ２０３で算出した車体速推定値Ｖ＾、及びステップＳ２０２で算出したフロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*に基づいて、目標フロントモータ回転速度ω_mf ^*を規定する。

より詳細には、モータコントローラ２は、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が正の値である場合とそうでない場合において、それぞれ異なる処理を行う。先ず、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が正の値である場合の処理について説明する。

図１１Ａは、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が正の値である場合のフロント目標回転数規定処理を説明するブロック図である。

図示のように、ステップＳ１１０１において、モータコントローラ２は、ステップＳ２０３で算出した車体速推定値Ｖ＾に基づいて、予め定められるマップを参照して目標スリップ車速Ｖ_s ^*を算出する。

次に、ステップＳ１１０２において、モータコントローラ２は、算出した目標スリップ車速Ｖ_s ^*に車体速推定値Ｖ＾を加算する。

そして、ステップＳ１１０３において、モータコントローラ２は、ステップＳ１１０２で得られた値にゲイン（Ｎ_f／ｒ_f）を乗じて得た値を目標フロントモータ回転速度ω_mf ^*として規定する。

一方、図１１Ｂには、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が正の値ではない場合（特に負の値の場合）のフロント目標回転数規定処理を説明するブロック図である。

図１１Ｂから理解されるように、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が正の値でない場合には、ステップＳ１１０２において車体速推定値Ｖ＾から目標スリップ車速Ｖ_s ^*を減算する。そして、他の処理については、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が正の値である場合と同様に実行して、目標フロントモータ回転速度ω_mf ^*を規定する。

以上説明したように、目標フロントモータ回転速度ω_mf ^*が規定されることで、図１０のステップＳ１００２が完了する。

次に、ステップＳ１００３において、モータコントローラ２は、フロントスリップ制御処理を実行する。具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ２０１で取得したフロントモータ回転速度ω_mfを、ステップＳ１００２で算出した目標フロントモータ回転速度ω_mf ^*に追従させるように、フロントスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mf1_s} ^*を設定する。フロントスリップ制御処理についてより詳細に説明する。

図１２は、フロントスリップ制御処理を説明するブロック線図である。図１２に示す各ブロックの伝達特性を構成する伝達関数は以下の通り定義される。

Ｒ₁（ｓ）は、モデルマッチング制御のフィードバック系の規範モデルであり、具体的には以下の式（３２）で表される。

Ｒ₂（ｓ）は、モデルマッチング制御の全体系の規範モデルであり、具体的には以下の式（３３）で表される。

Ｈ（ｓ）は、以下の式（３４）で表されるロバストフィルタである。

Ｈ_act（ｓ）は、以下の式（３５）で表されるアクチュエータ応答遅れを考慮したフィルタである。

また、「ｅ^-sTs」のブロックにおける定数「Ｔ」は、制御演算の遅れ又はセンサの検出の遅れを考慮した時定数である。

なお、図１２に示すフロントスリップ制御処理は、いわゆるロバストモデルマッチング系のフィードバック制御であるが、これに限られず、ＰＩ制御等の他のフィードバック制御を採用しても良い。

以上説明したように、フロントスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mf1_s} ^*が設定されることで、図１０のステップＳ１００３が完了する。

次に、ステップＳ１００４において、モータコントローラ２は、フロントトルク切替処理を実行する。

具体的に、モータコントローラ２は、ステップＳ１００１におけるフロントスリップ判定処理において、フロント駆動輪９ｆが過回転状態又は回転不足状態であると判定した場合に、ステップＳ１００３で算出したフロントスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mf1_s} ^*をフロント最終トルク指令値Ｔ_mf**として設定する。

一方で、モータコントローラ２は、フロント駆動輪９ｆが過回転状態又は回転不足状態ではない場合には、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*をフロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**として設定する。

なお、モータコントローラ２は、ステップＳ１００５～ステップＳ１００８の処理を、上記ステップＳ１００１～ステップＳ１００４と同様に実行する。

具体的には、ステップＳ１００５においてモータコントローラ２は、リア駆動輪９ｒが過回転状態又は回転不足状態であるか否かを判定する。また、ステップＳ１００６においてモータコントローラ２は、目標リアモータ回転速度ω_mr ^*を規定する。

さらに、ステップＳ１００７においてモータコントローラ２は、リアモータ回転速度ω_mrを目標リアモータ回転速度ω_mr ^*に追従させるように、リアスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mr1_s} ^*を設定する。

そして、ステップＳ１００８においてモータコントローラ２は、リア駆動輪９ｒが過回転状態又は回転不足状態である場合にリアスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mr1_s} ^*をリア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**として設定する一方、リア駆動輪９ｒがこれら状態ではない場合にリア目標トルク指令値Ｔ_mr1 ^*をリア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**として設定する。

以上説明したスリップ制御処理が実行されることで、駆動輪９の過回転及び回転不足を抑制し得る４ＷＤ車両の駆動力制御を実現することができる。

次に、本実施形態の電動車両の制御方法による制御結果について、図１３を参照して説明する。

図１３には、二つのモータを有する電動車両において、摩擦係数μが低下した路面を発進加速する場合における各パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。

特に、図１３（ａ）は比較例を適用した場合のタイムチャートを示す。ここで、図１３（ａ）に示す比較例では、加速度センサの検出値から推定した車体速度Ｖに基づいてスリップ制御を実行する電動車両の制御方法が想定されている。

一方、図１３（ｂ）は本実施形態に係る制御を実行した場合のタイムチャートを示している。

なお、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）においては、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*、フロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**、及びフロント駆動輪速度ω_wfの経時変化を示している。しかしながら、摩擦係数μ及びタイヤ接地荷重などの走行条件が同一であるならば、リア目標トルク指令値Ｔ_mr1 ^*、リア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**、及びリア駆動輪速度ω_wrの経時変化も同様のタイムチャートにより表される。

また、図１３（ａ）の比較例の説明においても、本実施形態の制御方法に対応する要素には、便宜上、同一の符号を用いる。しかしながら、これは同一の符号を用いた比較例の要素が本実施形態において説明した要素と同一であることを意味するものでは無い。

先ず、図１３（ａ）の比較例では、上記スリップ判定値が閾値Ｔｈ１を越える時刻ｔ０において、フロント駆動輪が過回転状態と判断され、フロントスリップ制御に移行する。すなわち、フロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**としてフロントスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mf1_s} ^*が設定される状態となる。

そして、時刻ｔ１において、走行路面が登坂路に変化して勾配外乱が生じる。さらに、時刻ｔ２において、ドライバがアクセルを戻し始めてフロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が減少し始める。さらに、時刻ｔ３において、フロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*がフロントスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mf1_s} ^*を下回る。したがって、フロントスリップ制御が解除されて、フロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**としてフロント目標トルク指令値Ｔ_mf1 ^*が設定される状態となる。

ここで、図１３（ａ）に示した比較例では、フロントスリップ制御が実行されている時刻ｔ０～時刻ｔ３において、車体速推定値Ｖ＾が実際の車体速度Ｖに対して乖離している。これは、加速度センサのオフセット誤差などを要因として生じたものと考えられる。

そして、このように車体速推定値Ｖ＾の精度が低下した結果、フロントスリップ制御中においてフロント駆動輪速度ω_wfが所望のスリップ状態に制御されないという状況が生じる。このことは、図１３（ａ）において、フロントスリップ制御が解除される時刻ｔ３の直後にフロント駆動輪速度ω_wfが大きく変動していることから裏付けられる。

これに対して、本実施形態に係る制御では、図１３（ｂ）に示すように、時刻ｔ０～時刻ｔ３において車体速推定値Ｖ＾が実際の車体速度Ｖにより近い値をとっている。したがって、フロントスリップ制御中においてフロント駆動輪速度ω_wfが所望のスリップ状態に好適に制御される。このことは、図１３（ｂ）においてフロントスリップ制御が解除される時刻ｔ３の直後のフロント駆動輪速度ω_wfの変動が、比較例と比べて小さいことから裏付けられる。

また、本実施形態に係る制御では、車体速推定値Ｖ＾を求める際に、外乱トルク推定値Ｔｄがパラメータとして用いている（図８参照）。したがって、走行路面が登坂路であることによる勾配外乱を加味して車体速推定値Ｖ＾が算出されるので、当該車体速推定値Ｖ＾の精度がより向上している。

以上説明した本実施形態の電動車両の制御方法の作用効果について説明する。

本実施形態によれば、モータ（駆動モータ４）を走行駆動源とする電動車両の制御方法が提供される。

この電動車両の制御方法は、モータトルク指令値Ｔ_mを算出するモータトルク指令値算出工程（図２のステップＳ２０１）と、駆動モータ４の駆動力を駆動輪９に伝達させる駆動軸（ドライブシャフト８）の回転速度に相関する速度パラメータ（モータ回転速度ω_mf及び車輪速度ω_w）を取得する速度パラメータ取得工程（ステップＳ２０１）と、を有する。

さらに、この電動車両の制御方法は、モータトルク指令値Ｔ_m及び車輪速度ω_wに基づいて電動車両の車体速推定値Ｖ＾を算出する車速推定工程（ステップＳ２０３）と、車体速推定値Ｖ＾に基づいて駆動輪９のスリップ状態を判定するスリップ状態判定工程（図１０のステップＳ１００１及びステップＳ１００５）と、車体速推定値Ｖ＾及び判定したスリップ状態に基づいて駆動輪９に入力する駆動力としての最終トルク指令値Ｔ_m ^**（フロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**及びリア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**）を制御するスリップ制御工程（ステップＳ１００３及びステップＳ１００７）と、を含む。

これにより、前後加速度センサを用いることなく、モータトルク指令値Ｔ_mに基づいて車体速推定値Ｖ＾を算出することができ、この車体速推定値Ｖ＾を用いて駆動輪９のスリップ制御を実行することができる。すなわち、スリップ制御において、前後加速度センサの誤差の影響が含まれない車体速推定値Ｖ＾を用いることができるので、当該スリップ制御の精度をより向上させることができる。

また、本実施形態の電動車両の制御方法においては、上記車速推定工程は、最終トルク指令値Ｔｍ**の前回値、モータ回転速度ω_m、及び車輪速度ω_wに基づいて路面外乱の影響（図７のμ-ＳマップＭａ）を含む外乱トルクの推定値である外乱トルク推定値Ｔ_dを算出する外乱トルク推定処理（図７のステップＳ７００）と、外乱トルク推定値Ｔ_d及び最終トルク指令値Ｔｍ**の前回値に基づいて車体速推定値Ｖ＾を算出する推定車速算出処理（図８又は図９に示すステップＳ８００）と、を含む。

これにより、現実の車体速度Ｖの値に影響を与え得る外乱要因を加味した上で、車体速推定値Ｖ＾を算出することができる。したがって、現実の電動車両の走行環境に応じてより現実の車体速度Ｖに近い車体速推定値Ｖ＾を得ることができる。

なお、外乱トルク推定値Ｔ_dを、路面外乱以外に設計質量バラツキなどの駆動輪９の走行駆動力に少しでも変化を与え得る外乱要因を含むように算出しても良い。これにより、車体速推定値Ｖ＾の精度をより向上させることができる。

さらに、本実施形態の電動車両の制御方法においては、上記速度パラメータ取得工程（ステップＳ２０１）では、速度パラメータとして駆動輪９の回転速度である駆動輪速度（車輪速度ω_w）を取得する。そして、車速推定工程（ステップＳ２０３）は、電動車両の加速時に車輪速度ω_wの中で最も小さい値をセレクト車輪速度ω_{w_d}として設定し、電動車両の減速時に車輪速度ω_wの中で最も大きい値をセレクト車輪速度ω_{w_d}として設定する車輪速度セレクト処理（図６のステップＳ６００）を含む。そして、外乱トルク推定処理では、設定されたセレクト車輪速度ω_{w_d}に基づいて外乱トルク推定値Ｔ_dを算出する（図７参照）。

これにより、実際の車体速度Ｖにより近い値となるセレクト車輪速度ω_{w_d}を用いて外乱トルク推定値Ｔ_dの算出が行われることとなる。したがって、現実に電動車両に作用する外乱の影響がより好適に反映された外乱トルク推定値Ｔ_dを得ることができる。結果として、この高精度な外乱トルク推定値Ｔ_dを用いて算出される車体速推定値Ｖ＾の精度もより向上する。

特に、本実施形態の外乱トルク推定処理では、セレクト車輪速度ω_{w_d}に対応する駆動輪（フロント駆動輪９ｆ又はリア駆動輪９ｒ）のスリップ量Ｓを推定し、該スリップ量Ｓに基づいてセレクト車輪速度ω_{w_d}を補正し（図７のステップＳ７０２）、補正後のセレクト車輪速度ω_{w_d}（補正セレクト車輪速度ω_{w_dc}）に基づいて外乱トルク推定値Ｔ_dを算出する（図７のステップＳ７０３及びステップＳ７０５）。

これにより、実際の車体速度Ｖにより一層近い補正セレクト車輪速度ω_{w_dc}に基づいて外乱トルク推定値Ｔ_dを算出することができるので、得られる外乱トルク推定値Ｔ_dの精度をさらに向上させることができ、延いては車体速推定値Ｖ＾のさらなる精度の向上を実現することができる。

また、本実施形態の電動車両の制御方法において、上記スリップ状態判定工程（図１０のステップＳ１００１及びステップＳ１００５）では、車体速推定値Ｖ＾の微分値である車体加速度推定値ｄＶ＾／ｄｔとモータ回転速度ω_mfの微分値ｄω_mf／ｄｔとの偏差としてのスリップ判定値を演算する。そして、電動車両の加速時（目標トルク指令値Ｔ_mf ^*＞０）には、スリップ判定値が所定の閾値Ｔｈ１以上の場合に駆動輪９が過回転状態であると判定し、電動車両の減速時（目標トルク指令値Ｔ_mf ^*＜０）には、スリップ判定値が所定の閾値Ｔｈ２以下の場合に駆動輪９が回転不足状態であると判定する。

これにより、加速度センサを用いることなく得られた車体速推定値Ｖ＾を用いて、電動車両の加速時又は減速時に応じたロジックに基づき、駆動輪９が過回転状態又は回転不足状態であるかというスリップ状態を好適に判定することができる。

特に、本実施形態の電動車両の制御方法は、スリップ状態判定工程（図１０のステップＳ１００１及びステップＳ１００５）において駆動輪９が過回転状態又は回転不足状態ではないと判断された場合に、車速推定工程（ステップＳ２０３）で算出される車体速推定値Ｖ＾を速度パラメータとしてのセレクト車輪速度ω_{w_d}により初期化する車速初期化処理（図８のステップＳ８０２又は図９の「１／Ｍｓ」のブロックへのセレクト車輪速度ω_{w_d}の入力を参照）をさらに含む。

すなわち、駆動輪９が過回転状態又は回転不足状態ではない場合においては、タイヤと路面がグリップしているところ、車輪速度ω_wと実際の車体速度Ｖが略一致する。このため、駆動輪９が過回転状態ではないシーンにおいて、上記速度パラメータとしての車輪速度ω_w（特にセレクト車輪速度ω_{w_d}）を車体速推定値Ｖ＾に設定しておくことで、次に駆動輪９が過回転状態又は回転不足状態となりスリップ制御が開始された時に、この高精度な車体速推定値Ｖ＾を初期値とすることができる。したがって、次回のスリップ制御の精度が好適に確保されることとなる。

さらに、本実施形態の電動車両の制御方法において、上記スリップ制御工程（図１０のステップＳ１００３及びステップＳ１００７）では、駆動輪９が車体速推定値Ｖ＾に応じた所望のスリップ状態となるように、駆動輪９に入力する駆動力としてのスリップ制御トルク指令値Ｔ_{m1_s} ^*（フロントスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mf1_s} ^*及びリアスリップ制御トルク指令値Ｔ_{mr1_s} ^*）を制御する（図１０、図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１２参照）。

これにより、加速度センサを用いることなく得られた車体速推定値Ｖ＾を用いて、駆動輪９を適切なスリップ状態に制御することができる。

また、本実施形態の電動車両は２つのモータとしてのフロント駆動モータ４ｆ及びリア駆動モータ４ｒを備えている（図１参照）。そして、車速推定工程（ステップＳ２０３）では、フロント駆動モータ４ｆ及びリア駆動モータ４ｒにそれぞれ設定されるモータトルク指令値の総和である総トルク指令値Ｔ_{m_to}及び速度パラメータとしてのセレクト車輪速度ω_{w_d}に基づいて車体速推定値Ｖ＾を算出する（図８参照）。

これにより、電動車両に作用させる全駆動力に相当する総トルク指令値Ｔ_{m_to}を用いて好適に車体速推定値Ｖ＾を算出することができる。

さらに、本実施形態では、モータ（駆動モータ４）を走行駆動源とする電動車両の制御装置（モータコントローラ２）が提供される。

特に、本実施形態により提供されるモータコントローラ２は、モータトルク指令値Ｔ_mを算出するモータトルク指令値算出部（図２のステップＳ２０１）、駆動モータ４の駆動力を駆動輪９に伝達させる駆動軸（ドライブシャフト８）の回転速度に相関する速度パラメータ（車輪速度ω_w及びモータ回転速度ω_mf）を取得する速度パラメータ取得部（ステップＳ２０１）、モータトルク指令値Ｔ_m及び車輪速度ω_wに基づいて電動車両の車体速推定値Ｖ＾を算出する車速推定部（ステップＳ２０３）、車体速推定値Ｖ＾に基づいて駆動輪９のスリップ状態を判定するスリップ状態判定部（図１０のステップＳ１００１及びステップＳ１００５）、並びに車体速推定値Ｖ＾及び判定したスリップ状態に基づいて駆動輪９に入力する駆動力としての最終トルク指令値Ｔ_m ^**（フロント最終トルク指令値Ｔ_mf ^**の前回値及びリア最終トルク指令値Ｔ_mr ^**）を制御するスリップ制御部（ステップＳ１００３及びステップＳ１００７）として機能するように構成（プログラム）されている。

このモータコントローラ２によって、上述した電動車両の制御方法を好適に実行することができる。

（第１変形例）
以下、第１変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１４は、本変形例に係る電動車両システム２００の主要な構成を説明するブロック図である。

図示のように、本変形例の電動車両システム２００は、車両のフロントには駆動モータを備えておらず、リア駆動システムｒｄｓのみで構成されている。

そして、リア駆動システムｒｄｓは、右リア駆動システムｒｄｓＲと、左リア駆動システムｒｄｓＬと、を備えている。

右リア駆動システムｒｄｓＲは、右リア駆動輪９ｒＲを駆動させる右リア駆動モータ４ｒＲと、右リア駆動モータ４ｒＲを制御するための各種センサ類及びアクチュエータ類を有する。また、左リア駆動システムｒｄｓＬは、左リア駆動輪９ｒＬを駆動させる左リア駆動モータ４ｒＬと、左リア駆動モータ４ｒＬを制御するための各種センサ類及びアクチュエータ類を有する。特に、この電動車両システム２００は、２つの駆動モータ４を備える２ＷＤ車両に搭載される。

本変形例の電動車両システム２００では、例えば、上記実施形態においてフロント駆動システムｆｄｓ及びリア駆動システムｒｄｓのそれぞれのパラメータを、右リア駆動システムｒｄｓＲ及び左リア駆動システムｒｄｓＬに関するパラメータに置き換えつつ、好適な車両モデルを設定するなどの修正を加えることで、本発明に係る電動車両の制御方法を実現することができる。

例えば、上記実施形態におけるフロントモータ回転速度ω_mf及びリアモータ回転速度ω_mrをそれぞれ右リアモータ回転速度ω_mrR及び左リアモータ回転速度ω_mrLに置き換えつつ、フロントモータトルク指令値Ｔ_mf及びリアモータトルク指令値Ｔ_rfをそれぞれ右リアモータトルク指令値Ｔ_mrR及び左側リアモータトルク指令値Ｔ_mrLに置き換えるなどのパラメータの変更を適宜行うことで、本発明に係る電動車両の制御方法を実行することが可能である。

（第２変形例）
以下、第２変形例について説明する。なお、上記実施形態又は第１変形例と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１５は、本変形例の電動車両の制御方法が適用される電動車両システム３００の主要な構成を説明するブロック図である。

図示のように、本変形例の電動車両システム３００は、フロント駆動システムｆｄｓ、右リア駆動システムｒｄｓＲ、及び左リア駆動モータ４ｒＬを備えている。すなわち、この電動車両システム３００は、フロントドライブシャフト８ｆを駆動させるフロント駆動モータ４ｆ、右リア駆動輪９ｒＲを駆動させる右リア駆動モータ４ｒＲ、及び左リア駆動輪９ｒＬを駆動させる左リア駆動モータ４ｒＬの合計３つの駆動モータ４を備える。特に、この電動車両システム３００は、合計３つの駆動モータ４を有する４ＷＤ車両に搭載される。

本変形例の電動車両システム３００では、例えば、上記実施形態と同様の制御方法を実行しつつ、リア駆動システムｒｄｓに設定されるパラメータを右リア駆動システムｒｄｓＲ及び左リア駆動システムｒｄｓＬに配分するための適切なゲインを設定することで、本発明に係る電動車両の制御方法を実現することができる。

（第３変形例）
以下、第３変形例について説明する。なお、上記実施形態、第１変形例、又は第２変形例と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１６は、本変形例の電動車両の制御方法が適用される電動車両システム４００の主要な構成を説明するブロック図である。

図示のように、本本変形例の電動車両システム４００は、フロント駆動システムｆｄｓが、右フロント駆動輪９ｆＲを駆動させる右フロント駆動モータ４ｆＲを制御するための各種センサ類及びアクチュエータ類が設けられた右フロント駆動システムｆｄｓＲと、左フロント駆動輪９ｆＬを駆動させる左フロント駆動モータ４ｆＬを制御するための各種センサ類及びアクチュエータ類が設けられた左フロント駆動システムｆｄｓＬと、を備える。

また、リア駆動システムｒｄｓも右リア駆動システムｒｄｓＲ及び左リア駆動システムｒｄｓＬにより構成されている。したがって、電動車両システム４００は、右フロント駆動モータ４ｆＲ、左フロント駆動モータ４ｆＬ、右リア駆動モータ４ｒＲ、及び左リア駆動モータ４ｒＬの合計４つの駆動モータ４を備える。すなわち、電動車両システム３００は、合計４つの駆動モータ４を有する４ＷＤ車両に搭載される。

本変形例の電動車両システム４００では、例えば、上記実施形態と同様の制御方法を実行しつつ、フロント駆動システムｆｄｓの各パラメータを適切な配分ゲインにより右フロント駆動システムｆｄｓＲ及び左フロント駆動システムｆｄｓＬに配分する一方、リア駆動システムｒｄｓの各パラメータを適切な配分ゲインにより右リア駆動システムｒｄｓＲ及び左リア駆動システムｒｄｓＬに配分することで、本発明に係る電動車両の制御方法を実現することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態及び各変形例で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態で想定した各車両モデル及びこれにより定まる各パラメータは、本発明の技術思想、特にモータトルク指令値Ｔ_m及びドライブシャフト８の回転速度に相関する速度パラメータ（車輪速度ω_w及びモータ回転速度ω_mfなど）に基づいて車体速推定値Ｖ＾を算出するという思想を実現できる範囲において、任意に変更することが可能である。

また、上記各実施形態及び各変形例において、「右」又は「右側」、及び「左」又は「左側」は説明の便宜上用いた方向の特定に過ぎず、車体前方に対する左右方向に厳密に一致することを想定したものではない。

Claims (7)

1. モータを走行駆動源とする電動車両の制御方法であって、
   モータトルク指令値を算出するモータトルク指令値算出工程と、
   前記モータの駆動力を駆動輪に伝達させる駆動軸の回転速度に相関する速度パラメータを取得する速度パラメータ取得工程と、
   前記モータトルク指令値及び前記速度パラメータに基づいて前記電動車両の車体速推定値を算出する車速推定工程と、
   前記車体速推定値に基づいて前記駆動輪のスリップ状態を判定するスリップ状態判定工程と、
   前記車体速推定値及び判定した前記スリップ状態に基づいて前記駆動輪に入力する駆動力を制御するスリップ制御工程と、を含み、
   前記速度パラメータ取得工程では、前記速度パラメータとして前記駆動輪の回転速度である駆動輪速度を取得し、
   前記車速推定工程は、
   前記モータトルク指令値及び前記速度パラメータに基づいて路面外乱の影響を含む外乱トルクの推定値である外乱トルク推定値を算出する外乱トルク推定処理と、
   前記外乱トルク推定値及び前記モータトルク指令値に基づいて前記車体速推定値を算出する推定車速算出処理と、
   前記電動車両の加速時に前記駆動輪速度の中で最も小さい値をセレクト車輪速度として設定し、前記電動車両の減速時に前記駆動輪速度の中で最も大きい値を前記セレクト車輪速度として設定する車輪速度セレクト処理と、を含み、
   前記外乱トルク推定処理では、設定された前記セレクト車輪速度に基づいて前記外乱トルク推定値を算出する、
   電動車両の制御方法。
2. モータを走行駆動源とする電動車両の制御方法であって、
   モータトルク指令値を算出するモータトルク指令値算出工程と、
   前記モータの駆動力を駆動輪に伝達させる駆動軸の回転速度に相関する速度パラメータを取得する速度パラメータ取得工程と、
   前記モータトルク指令値及び前記速度パラメータに基づいて前記電動車両の車体速推定値を算出する車速推定工程と、
   前記車体速推定値に基づいて前記駆動輪のスリップ状態を判定するスリップ状態判定工程と、
   前記車体速推定値及び判定した前記スリップ状態に基づいて前記駆動輪に入力する駆動力を制御するスリップ制御工程と、
   前記スリップ状態判定工程において前記駆動輪が過回転状態又は回転不足状態ではないと判断された場合に、前記車速推定工程で算出される前記車体速推定値を前記速度パラメータにより初期化する車速初期化処理と、を含む、
   電動車両の制御方法。
3. 請求項１に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記外乱トルク推定処理では、
   前記セレクト車輪速度に対応する前記駆動輪のスリップ量を推定し、
   該スリップ量に基づいて前記セレクト車輪速度を補正し、
   補正後の前記セレクト車輪速度に基づいて前記外乱トルク推定値を算出する、
   電動車両の制御方法。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記スリップ状態判定工程では、
   前記車体速推定値の微分値である車体加速度推定値と前記速度パラメータの微分値との偏差を演算し、
   前記電動車両の加速時には、前記偏差が所定の閾値以上の場合に前記駆動輪が過回転状態であると判定し、
   前記電動車両の減速時には、前記偏差が所定の閾値以下の場合に前記駆動輪が回転不足状態であると判定する、
   電動車両の制御方法。
5. 請求項１～４の何れか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記スリップ制御工程では、
   前記駆動輪が前記車体速推定値に応じた所望のスリップ状態となるように、前記駆動輪に入力する駆動力を制御する、
   電動車両の制御方法。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記電動車両が２つ以上の前記モータを備え、
   前記車速推定工程では、２つ以上の前記モータにそれぞれ設定される前記モータトルク指令値の総和である総トルク指令値及び前記速度パラメータに基づいて前記車体速推定値を算出する、
   電動車両の制御方法。
7. モータを走行駆動源とする電動車両の制御装置であって、
   モータトルク指令値を算出するモータトルク指令値算出部と、
   前記モータの駆動力を駆動輪に伝達させる駆動軸の回転速度に相関する速度パラメータを取得する速度パラメータ取得部と、
   前記モータトルク指令値及び前記速度パラメータに基づいて前記電動車両の車体速推定値を算出する車速推定部と、
   前記車体速推定値に基づいて前記駆動輪のスリップ状態を判定するスリップ状態判定部と、
   前記車体速推定値及び判定した前記スリップ状態に基づいて前記駆動輪に入力する駆動力を制御するスリップ制御部と、を有し、
   前記速度パラメータ取得部は、前記速度パラメータとして前記駆動輪の回転速度である駆動輪速度を取得し、
   前記車速推定部は、
   前記モータトルク指令値及び前記速度パラメータに基づいて路面外乱の影響を含む外乱トルクの推定値である外乱トルク推定値を算出する外乱トルク推定処理と、
   前記外乱トルク推定値及び前記モータトルク指令値に基づいて前記車体速推定値を算出する推定車速算出処理と、
   前記電動車両の加速時に前記駆動輪速度の中で最も小さい値をセレクト車輪速度として設定し、前記電動車両の減速時に前記駆動輪速度の中で最も大きい値を前記セレクト車輪速度として設定する車輪速度セレクト処理と、を実行し、
   前記外乱トルク推定処理では、設定された前記セレクト車輪速度に基づいて前記外乱トルク推定値を算出する、
   電動車両の制御装置。

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